JPS61126221A - 軟弱地盤上の盛土安定工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、軟弱地盤上の盛土安定工法に関する。

「従来の技術」 従来、軟弱地盤を積極的に安定化する工法として、ドレ
ーン−ｒｈ〜サンＶコンパ〃・シ埒ン丁烙−生石灰工法
等の地盤改良方式と、パイルスラブ工法、パイルキャン
プ工法等の構造物施工方式がある。

「発明が解決しようとする問題点」 しかし、前者の方式は、地下水がほとんど無限に湧出す
る泥炭層などの極端に含水量の多い軟弱地盤には効果が
少なく、たとえ施工して盛土したとしても、すべり破壊
を生じるとともに周辺地盤に隆起を発生させる等の影響
があり、また地盤改良の経過を確認して盛土をしなけれ
ばならないため、工期が永くかかり、しかも施工管理も
難しく、さらに積雪または結氷期等には実際上施工困難
で、季節的制約がある。

また、後者の方式は、季節的制約な（前者に比べて比較
的短期に施工でき、しかも施工管理も簡単ではあるが、
パイルスラブ工法にあっては莫大な工費がかかり過ぎる
こと、パイルキャンプ工法にあっては、杭群の不等沈下
及び盛土が杭間をすり抜けて、軟弱地盤の側方流動を起
こし、周辺地盤に影響を及ぼす等の問題がある。

さらに、両方式とも盛土をするに当たり、パイル工法以
外では、ダンプトラック等を直ちに軟弱地盤上に搬入す
ることができなく、その搬入のために、これらを支持す
るための特別の搬入路工事が必要で、そのための手間と
時間と工費を要する。

本発明の目的は、従来のこのような問題に鑑み、特に泥
炭層等の含水量の多い軟弱地盤に対して盛土安定効果が
従来の工法よりも格段に良く、また施工性に優れ、施工
期の制約を受けず、かつ直ちに盛土が可能で急速施工で
き、しかも周辺地盤への影響もなく、施工管理も容易で
あり、さらに施工が簡単で工費も低廉な軟弱地盤上の盛
土安定工法を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明の工法は、第１図を参照するに、軟弱地盤１中に
、多数本の木杭、鉄筋コンクリート杭、プレストレスコ
ンクリート杭、鋼管杭等の既製杭または鉄筋コンクリー
ト等による場所打ち杭２を、その頭部２ａを残し所定の
間隔をおいて打設した後、抗頭部２ａ同士を、鉄筋等の
可撓性を有する連結部材３で網状にしかも連結部材３を
約３０度の角度で下方へたわませて連結し、これら杭頭
部２ａ及び連結部材３をサンドマット４等で埋め込み、
その上に土木用シート５を敷設し後、盛土７をすること
を特徴とする。

「作　　　　用」 軟弱地盤中に打設された多数本の杭は、その頭部同士を
鉄筋等で連結されているため、盛土荷重を、軟弱地盤の
表層ではなく群杭効果によって軟弱地盤の深層に広範囲
に作用させることができる。

杭頭部同士は鉄筋等で網状に連結され、その上にサンド
マット等を介して土木用シートが敷設されているため、
盛土荷重が杭間をすり抜けて軟弱地盤の表層に直接作用
するのを防止できる。また、軟弱地盤に対して移動自由
性のある杭と、その個々の変動をある程度許容しつつ連
結する鉄筋等と、その上にサンドマット等を介して敷設
された土木用シートとの王者の協働による＠重緩和作用
によって軟弱地盤とのなじみを良くし、いわば柔構造に
よって盛土の安定化を図れる。鉄筋等は下方にたわませ
であるため、盛土荷重及びその上載Ｎ重による切断を防
止でき、また杭の引張力に対して緩衝作用がある。しか
も、そのたわみ角度を約３０度にしであるため、鉄筋等
は、盛土荷重及びその上載荷重、さらに杭による引張応
力に対して強度的に最適の条件で、盛土荷重のすり抜け
を防止しつつ杭の各個まちまちの挙動を防止する。杭頭
部及び鉄筋等を埋設するサンドマット等は、地盤沈下に
伴う空洞の発生を防止し、軟弱地盤に集中荷重を与えな
い。土木用シートは、荷重を均一に下部通量及び杭頭部
に伝えるため、いわゆるアーチアクションによる空洞の
発生、及び杭の浮き上がりを防止し、また盛土形状を保
持する。

「実　施　例」 次ぎに、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

裏胤皿エ オランダ式円錐貫入試験値１〜３　ｋｇ　／　ｃＪ、含
水比３００〜１０００％、泥炭層９ｍ程度の軟弱地盤に
対し、施工長２２４ＩＩ＋、施工幅１５ｍとして杭径２
０ｃｍ、杭長９ｍの木杭２を、その頭部２ａを約３０ｃ
１１１残して１．５ｍの間隔で打ち込んだ後、杭頭部２
ａ同士を、直径１３ｍ１の鉄筋３で次ぎのように網状に
連結した。すなわち、杭頭部２ａに鉄筋３をＵ字状に掛
は回して認８で止め、鉄筋３を杭配列に対して縦横及び
対角線状に配筋するとともに、各杭間において２本の鉄
筋３を杭間の中間部位でたすきが杭頭部２ａより約３０
度の角度をもって下方へたわませた。その後、杭頭部２
ａより約３０ｃｍのかぶり厚さ、つまり軟弱地盤の地表
より約６０ＣＩ１１の厚さでサンドマット４を形成して
杭頭部２ａ及び鉄筋３を埋め込んだ。このサンドマット
４を形成するに当たり、杭頭部２ａ同士は鉄筋３によっ
て網状に連結されしかもその上載荷重は軟弱地盤の深層
に作用して杭２が軟弱地盤中に別々に没入しないように
なっているため、杭頭部及び鉄筋３にブルドーザで砂を
かぶせながらブルドーザやダンプトラック等を、敷板等
を必要とせずに直ちにそのまま走行させるができ、サン
ドマ・ノド４を短時間で形成できた。次ぎに、サンドマ
ット４上に土木用シート５としてストレッチファイバｍ
５０１６を敷設し、さらにその上に約３０ｃｍの厚さで
砂６を盛った後、その上に直ちに約３ｍの高さで盛土７
を施したところ、周辺地盤への影響は認められず、盛土
後の沈下量も２０ｃｍにおさまり、所期の目的を十分に
達成できた。

失見拠主 オランダ式円錐貫入試験値０．５〜３ｋｇ／ａｎ（、含
メントドＳ００　〜１０００隻く、　　ｌａ台チ曜の円
り六＋ｆ１ｍ　　脛ばＹの壱を弓弓地盤６００　ｔｄの
面積に、杭径２０ｃｍ、杭長９ｍの木杭を、頭部を約３
Ｑｃｍ残して１．５ｍの間隔で３０８本打ち込んだ後、
直径１３龍の鉄筋で杭頭部同士を実施例１と同様の態様
で連結した。その後、杭頭部より約３０ｃｍの高さ、約
６０ｃｍの厚さのサンドマットを形成し、その上に土木
用シートとしてストレッチファイバＮａ５０１６を敷設
し、さらにその上に約３０ｃｍの厚さで砂を盛った後、
約３．４ｍの高さの盛土をした結果、周辺地盤との横方
向変位量が最大で１５ｃｍ、盛土後の最大沈下量が５０
ｃｍ、鉄筋の引張応力が１゜４００　ｋｇ　／　ｃｎｌ
を観測した。これと同時に施工したサンドコンパクショ
ン工法の場合は、周辺地盤の横方向変位量が最大で３ｍ
、最大最終沈下量が１．１ｍで、本発明の工法が優れて
いることが分かった。

鉄筋３を約３０度の角度で下方へたわませるのは、次ぎ
のような理論による。

第５図において、鉄筋３に対する上載荷重をＰ、横方向
引張応力をＴとすると、ＬａｒＲｔの定理から、Ｐ／５
ｉｎｅ　＝Ｔ／Ｓｉｎ　（１８０’−８／２）従って、 Ｔ＝　（Ｐ／２）　　・Ｓｅｃ　（θ／２）が成り立つ
ので、鉄筋３を経済的に設計するためには、 Ｔ≦Ｐ なる条件を満足しな４Ｊればならない。

しかし、実際には、Ｔをあまり小さくすると実用的でな
いので、ここでは、 Ｔ＝Ｐ を満足する。

すなわち、θ＝１２０°となり、Ｙ−３０°にすれば、
鉄筋の強度を実用上量も信頼性の高いものにすることが
できる。

従って、第６図において杭間の鉄筋長さし“は、杭間隔
をＬとすると、 Ｌ　’　＝１．０５３　Ｌ を確保しなければならない。

このような理由からまた盛土荷重のすり抜けを防止しつ
つ杭の各個まちまちの挙動を防止する上でもさらに杭頭
部２ａの地表からの突出長さく約３０Ｃ１１＞との関係
からも、鉄筋３のたわみ角度を約３０度に設計するのが
実用上最適である。　　　　　　　　　　ｉ打設する杭
としては、木杭の他、鉄筋コンクリート杭、プレストレ
スコンクリート杭、鋼管杭等の既製杭、または軟弱地盤
中に予めアースオーガ等で掘削した穴に、コンクリート
やモルタル等を打設した後、鉄筋を建て込んで鉄筋コン
クリートまたはモルタル製とした場所打ち杭であっても
よい。実験によれば、泥炭層等の含水量が極めて多い軟
弱地盤では木杭が最も効果が良かった。これは、その他
の既製杭では重量が重いため、その自重で沈下してしま
うところ、木杭は、あたかも水の上に起立して浮かぶよ
うに上載荷重を支持し、しかも軟弱地盤とのなじみも良
いためである。また、地中における木材の耐用年数は数
百年と記録されているように、木杭は耐用年数について
も問題はない。

また、杭頭部同士を連結する連結部材としては、鉄筋以
外の可撓性を有する鋼材でもよい。

なお、土木用シート５の上に盛る砂６は、土木用シート
５と盛土７との間のすべりを防止するとともに、盛土７
の水はけを良くする効果があるが、盛土７として、粘性
の弱い土質で、土木用シート５との間ですべりを生じる
ことが少ない良質のものを使用した場合には、土木用シ
ート５の上に砂６を盛ることは必ずしも必要ではない。

「発明の効果」 本発明の工法によれば次ぎのような効果がある。

■　多数本の杭と、その頭部同士を網状に連結する鉄筋
等の連結部材と、これらを埋め込むサンドマット等と、
その上に敷設された土木用シートとによって、盛土荷重
及びその上載荷重を、軟弱地盤の地表に直接与えず、群
杭効果によって軟弱地盤の深層に広範囲に伝えるため、
すべり破壊や塑性流動の発生、さらに周辺地盤への影響
を防止できる。

■　杭頭部同士を連結するため、地盤反力係数の相違ま
たは盛土荷重・上載荷重の不均衡によって杭頭部がラン
ダムに変位、つまりその変動が各個まちまちになり、上
記群杭効果を発揮できな（なるのを防止できる。

■　杭頭部同士を鉄筋等で網状にしかもたわませて連結
し、その上にサンドマット等と土木用シートとを介して
盛土するため、盛土荷重が杭間をすり抜けて軟弱地盤の
表層に直接作用するのを防止でき、また軟弱地盤に対し
て移動自由性のある杭と、その頭部相互の個々の変動を
ある程度許容しつつ連結する鉄筋等と、その上にサンド
マット等を介して敷設された土木用シートとの三者の協
働による荷重緩和作用によって軟弱地盤とのなじみを良
くし、いわば柔構造によって盛土の安定化を図れるので
、すべり破壊や塑性流動の発生、さらに周辺地盤への影
響を一層確実に防止できる。

■　鉄筋等の連結部材を予め下方へたわませておくため
、盛土荷重及びその上載荷重による切断を防止できると
ともに、杭の引張力に対して緩衝作用がある。しかも、
そのたわみ角度を約３０度にしたので、鉄筋等は、盛土
荷重及びその上載荷重、さらに杭による引張応力に対し
て強度的に最適の条件で、盛土荷重のすり夫けを防止し
つつ杭の各個まちまちの挙動を防止する。

■　杭頭部及び鉄筋等の連結部材をサンドマット等で埋
め込むため、地盤沈下に伴う空洞の発生を防止できると
ともに、軟弱地盤の表層に集中荷重がかかるのを防止で
きる。

■　サンドマット等の上に土木用シートを敷設するため
、盛土荷重のすり抜けを防止し、その荷重を均一に下部
地盤及び杭頭部に伝えることができ、またアーチアクシ
ョンによる空洞現象の発生及び杭の浮き上がりを防止で
き、しかも盛土形状を保持できる。

■　盛土前において、軟弱地盤上には多数本の杭頭部が
突出しそれらが鉄筋等で網状に連結されているため、鉄
筋等による連結後、その上に直ちにブルドーザやダンプ
トランク等によってサンドマット等を施工でき、しかも
その後、直ちに土木用シートの敷設及び盛土を行うこと
かできるため、施工が簡単であるととともに、急速施工
でき、また施工管理も容易であるに加え、工費も低廉で
あり、季節的制約もない。

従って、本発明の工法は、泥炭層等の含水量の多い軟弱
地盤上の河川堤防や道路盛土等に適用するのに好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する説明図、第２゜３．４
図は鉄筋による杭間の連結状態を示す平面図、斜視図及
び一部の拡大斜視図、第５図及び第６図は鉄筋の強度と
そのたわみ角度の関係を説明　　　　　ｉするための説
明図である。 １・・・・・・軟弱地盤、２・・・・・・杭、２ａ・・
・・・・抗頭部、３・・・・・・鉄筋、４・・・・・・
サンドマット、５・・・・・・土木用シート、６・・・
・・・砂、７・・・・・・盛土、８・・・・・・鉋。 特許出願人　　株式会社松木設計事務所矛１侶 孝２聞 　　　　Ｊ 第４図 ；１？３記 Ｒ 矛６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、軟弱地盤中に、多数本の木杭、鉄筋コンクリート杭
   、プレストレスコンクリート杭、鋼管杭等の既製杭また
   は鉄筋コンクリート等による場所打ち杭を、その頭部を
   残し所定の間隔をおいて打設した後、杭頭部同士を、鉄
   筋等の可撓性を有する連結部材で網状にしかも連結部材
   を約３０度の角度で下方へたわませて連結し、これら杭
   頭部及び連結部材をサンドマット等で埋め込み、その上
   に土木用シートを敷設し後、盛土をすることを特徴とす
   る軟弱地盤上の盛土安定工法。