JP2001098540A

JP2001098540A - 地盤の改良工法

Info

Publication number: JP2001098540A
Application number: JP27872199A
Authority: JP
Inventors: Takemine Yamada; 岳峰山田
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】液状化のおそれある地盤をきわめて効率的に
安定な硬質地盤に地盤改良できるようにした地盤の改良
工法を提供する。【解決手段】地盤改良を必要とする地盤１に排水工３
と浸透用ピット４をそれぞれ設ける。排水工３で地盤１
の地下水位を下げる。また、浸透用ピット４に注入材５
を充填し、重力と地盤１の不飽和サクションの働きで浸
透用ピット４内の注入材５を地盤中に浸透させる。その
際、注入材５に浸透を促進させるように正圧をかける。
また、必要に応じて地盤改良を必要とする地盤１の周囲
に止水壁２を施工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は地盤改良を必要と
する地盤、例えば砂質土などの液状化のおそれある地盤
をきわめて効率的に安定な硬質地盤に改良できるように
した地盤の改良工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、砂質土などの液状化のおそれ
ある地盤を安定な硬質地盤に地盤改良する方法として、
例えば、地盤中に粉末状または液状の固化剤を注入した
り、さらに地盤中に注入した固化剤と周囲の土とを強制
的に攪拌・混合したりすることにより地盤の全体を固化
する固結工法が一般に知られている。

【０００３】この種の固結工法で固化剤は、地盤中に深
く挿入した注入管の先端から周囲の地盤中に高圧で吐出
している。また、最近ではゲル状態の長い低粘性の薬液
を地盤中に自然浸透させる方法も行われつつあるが、何
れも注入管を使用し、注入管の先端から水平に固化剤を
吐出する方法を採用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、注入管の先端
から固化剤を水平に吐出する方法では、固化剤を地盤中
にむらなく全体に均一に浸透させるためには、多数の注
入管を地盤中に密に挿入する必要があるため、その設置
と撤去に多大な手間・暇を費やし、工事費が大幅に嵩む
等の課題があった。

【０００５】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、特に液状化のおそれある地盤をきわめ
て効率的に安定な地盤に改良できるようにした地盤の改
良工法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段として、この発明に係る地盤の改良工法は、請
求項１として、地盤改良を必要とする地盤に注入材浸透
用ピットを施工し、重力と不飽和サクションの働きで注
入材浸透用ピット内の注入材を地盤中に浸透させる。

【０００７】請求項２として、請求項１の地盤の改良工
法において、地盤改良を必要とする地盤に排水工を施工
し、排水工で地盤の地下水位を低下させて、注入材の浸
透を促進させる。

【０００８】請求項３として、請求項１または２の地盤
の改良工法において、注入材に正圧または揺動圧をかけ
て、注入材の浸透を促進させる。請求項４として、請求
項１、２または３の地盤の改良工法において、排水工で
地下水位を低下させて不飽和地盤とした後に、注入材を
地盤中に浸透させる。

【０００９】請求項５として、請求項１、２、３または
４の地盤の改良工法において、地盤改良を必要とする地
盤中に、その一定範囲を囲むように止水壁を施工する。

【００１０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．図１（ａ）
〜（ｃ）は、この発明に係る地盤改良工法の一例を示
し、図において、符号１は地盤改良を必要とする地盤、
例えば砂質土などの液状化のおそれある地盤、２はこの
地盤改良を必要とする地盤１を一定の範囲に渡って矩形
状に囲む止水壁、３は止水壁２で囲まれた内側地盤の地
下水を排水する排水工、４は止水壁２で囲まれた内側地
盤の表層部に所定の深さ・広さに形成された注入材浸透
用ピット（以下「浸透用ピット」という）、そして、符
号５は地盤中に浸透して地盤１を安定な硬質地盤に改良
する注入材である。

【００１１】止水壁２は地下水の流れを遮断するもので
あり、地盤改良を必要とする地盤１の周辺地盤で地下水
位を下げてはならないとき、若しくは地下水位の汲み上
げ量を低減したい場合など、状況に応じて必要であれば
施工するものとし、原則として止水壁２は省略される。

【００１２】止水壁２を施工する場合、止水壁２は地盤
中にＰＣ矢板や鋼矢板などの矢板を連続して打ち込む矢
板工法、あるいは地盤中に連続するコンクリート壁を形
成する場所打ちコンクリート工法、ソイルセメントによ
る柱列杭や薬液注入による連続壁など、これまで一般に
行われている止水壁の施工方法により形成することがで
きる。

【００１３】なお、地盤改良を必要とする地盤１が相当
な規模（面積）になるときは、止水壁２の内側に新たに
止水壁を構築して複数に区画してもよく、また平面形状
も矩形状に限られるものではなく、地形に応じて円形や
楕円形などの平面形状でもよい。

【００１４】排水工３は、止水壁２で囲まれた地盤中の
地下水を強制的に汲み上げて地下水位を下げるためのも
ので、例えばディープウェル工法やウェルポイント工法
などが採用され、地盤改良を必要とする地盤１の性状や
構造などを検討し、最適な間隔で施工されている。

【００１５】浸透用ピット４は、所定量の注入材５を溜
めておくとともに注入材５を重力と地盤１の不飽和サク
ションの働きによって地盤中に徐々に浸透させるための
ものである。

【００１６】また、浸透用ピット４は、止水壁２で囲ま
れた地盤１の表層部１ａに地盤１の広さに応じて所定間
隔に設けられ、また地盤１の性状や構造などにより大き
さ、形状，深さ、設置間隔などが適宜決められている。

【００１７】なお、浸透用ピット４としては、ボーリン
グによる浸透管やかま場などが考えられるが、特に前者
は地盤改良の必要のない表層部１ａの地盤が厚い場合
に、後者は表層部１ａの地盤が薄い場合にそれぞれ適
し、状況に応じて適宜使い分けられている。

【００１８】このような構成において、浸透用ピット４
に充填された注入材５は、地盤１の不飽和サクションと
重力の働きで浸透用ピット４の底部分および側壁部分か
ら止水壁２で囲まれた地盤中に徐々に浸透することで地
盤１の全体が硬質地盤に改良される。

【００１９】その際、例えばヘッダーパイプで浸透ピッ
ト４を連結し、コンプレッサー等で浸透用ピット４内の
注入材５に正圧をかけたり揺動圧をかけたりすることで
浸透時間を早めることができる。

【００２０】なお、一つの浸透用ピット４によって地盤
改良される地盤の改良形状は図１（ｂ）に図示するよう
な球根状をなす。また、地盤改良の確認と管理は、排水
工３で汲み上げられる揚水の水質の経時変化を確認した
り、図３と図４に図示するように比抵抗トモグラフィー
によって地盤１の比抵抗値を面的に計測する方法によっ
て行うことができる。

【００２１】その際、止水壁２を施工するためにコンク
リート打設管、薬液注入管などを使用していれば、これ
を地盤１の比較抵抗値を測定するための電極として利用
できる。

【００２２】なお、図１（ａ）において、符号６は薬液
注入管に敷設された電極の配置例を示し、２組の電極６
を用いたトモグラフィー計測により計測断面の比抵抗値
の面的分布性状がわかり、改良状況を確認し管理するこ
とがてきる。

【００２３】図３と図４は、当工法の効果を確認すべく
なされた解析結果、図２はその解析モデルを示し、注入
材５が地盤１中に球根状に浸透し、かつ時間の経過とと
もに注入材５の浸透域部分５Ａが徐々に拡大していくこ
とがわかった。

【００２４】また特に、浸透用ピット４の大きさ（幅）
が２ｍで自然浸透のとき（図２の解析モデル参照）、中
粒砂（地盤の飽和透水係数ｋ＝２．５×１０^-3ｃｍ／
ｓ）の場合、飽和領域は浸透開始後半日程度で地下１０
ｍにある地下水面に達することが確認された（図３参
照）。

【００２５】また、微粒砂（地盤の飽和透水係数ｋ＝５
×１０^-3ｃｍ／ｓ）の場合には、飽和領域は浸透開始後
半日〜１日程度で地下１０ｍにある地下水面に達するこ
とが確認された（図４参照）。

【００２６】なお、地盤改良用の注入材５としては、例
えば水ガラス系のいわゆる薬液、セメント系の硬化材な
どが使用され、特に硬化時間の調整が必要な場合には低
粘性でゲルタイムを長く調整できる水ガラス系の薬液が
使用され、改良が本設で耐久性が要求される場合は、Ｎ
ａ＋イオンを低減させた恒久性の薬剤若しくは中酸性系
の薬剤が使用されている。

【００２７】いずれにしても、注入材５は地盤１への浸
透性がよく、所定時間後に硬化するものであればよく、
適宜使い分けられる。次に施工方法を説明する。

【００２８】最初に、地盤改良を必要とする地盤中
に止水壁２を構築する。止水壁２は通常省略するが、周
辺地盤の地下水位を下げてはならないとき、地下水位の
汲み上げ量を低減したい場合など、特に必要なときに施
工する。

【００２９】次に、止水壁２で囲まれた地盤中に排
水工３として、ディープウェル工法、ウェルポイント工
法に必要な装置を設置する。また、同じ地盤１の表層部
に浸透用ピット４を所定間隔に構築する。なお、排水工
３の周囲は、後から別の方法で地盤改良を行うものと
し、このため排水工３の近くには浸透用ピット４を設け
ないものとする。

【００３０】次に、排水工３によって地盤中の地下
水を汲み上げて地下水位を下げる。

【００３１】次に、浸透用ピット４内に注入材５を
充填する。浸透用ピット４内の注入材５は重力と地盤１
の不飽和サクションの働きによって地盤中に徐々に浸透
し、最終的に止水壁２で囲まれた部分の地盤１の全体に
行き渡り、地盤改良は終了する。その際、注入材５に正
圧をかけたり、あるいは揺動圧をかけたりして、注入材
５の浸透を促進させることも可能である。

【００３２】こうして、一般部の地盤改良が完了し
たら、排水工３の周囲の地盤に対して、注入材５を高圧
注入する等して順次地盤改良し、そして排水工３を撤去
することで地盤改良は全て完了する。

【００３３】

【発明の効果】この発明は以上説明した構成からなり、
特に浸透用ピットは地盤改良を必要とする地盤の表層部
のごく浅い部分に設けるだけでよいので、これまでのよ
うに数多くの薬液注入管を地盤中深く設置する必要がな
く、施工コストの大幅な縮減が可能である。

【００３４】また、本工法で改良された地盤は、薬液注
入で地盤強度が増加するだけでなく、さらに施工時の水
位低下に伴う圧密履歴と水位回復時に残存する空気（残
存不飽和層）によっても強度が増加するため、きわめて
安定した地盤に改良することができ、特に液状化に対す
る抵抗はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】地盤改良工法の一例を示し、（ａ）はその平面
図、（ｂ），（ｃ）はその縦断面図である。

【図２】解析用モデルの縦断面図である。

【図３】図２の解析モデルに基いてなされた解析結果を
示すグラフである。

【図４】図２の解析モデルに基いてなされた解析結果を
示すグラフである。

【符号の説明】

１地盤２止水壁３排水工４浸透用ピット（注入材浸透用ピット）５注入材６電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤改良を必要とする地盤に注入材浸透
用ピットを施工し、重力と不飽和サクションの働きで注
入材浸透用ピット内の注入材を地盤中に浸透させること
を特徴とする地盤の改良工法。
【請求項２】地盤改良を必要とする地盤に排水工を施
工し、排水工で地盤の地下水位を低下させて、注入材の
浸透を促進させることを特徴とする請求項１記載の地盤
の改良工法。
【請求項３】注入材に正圧または揺動圧をかけて、注
入材の浸透を促進させることを特徴とする請求項１また
は２記載の地盤の改良工法。
【請求項４】排水工で地下水位を低下させて不飽和地
盤とした後に、注入材を地盤中に浸透させることを特徴
とする請求項１、２または３記載の地盤の改良工法。
【請求項５】地盤改良を必要とする地盤中に、その一
定範囲を囲むように止水壁を施工することを特徴とする
請求項１、２、３または４記載の地盤の改良工法。