JP2002138460A - 地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟弱地盤の改良における改良土の好適な養生
環境を維持し、優れた品質の地盤改良を安定して施工す
る手段を提供する。 【解決手段】 地盤１を掘削し、該地盤１中の土砂と固
化材スラリー２１とを混合することにより改良土２を形
成する改良土形成工程と、改良土２が形成された地盤１
を養生シート３により覆って養生する養生工程とを有
し、該養生工程において改良土２を固化させて、改良柱
体４を地盤１中に造設する。養生シート３として発熱体
１６を内蔵したものを使用し、又は養生シート３の下に
発熱体１６を配置することにより、加温しながら改良土
２を養生する。又は固化材スラリー２１を加温してから
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅等の建築物を
建築するための地盤が軟弱な場合に地盤の支持力を向上
させるための地盤改良工法に関し、特に、冬期や寒冷地
などにおいて気温が低い場合に好適な地盤改良工法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、軟弱な地盤上に住宅等の建築物
を建築する場合には、建築物の自重による地盤沈下を防
止するため、図４（ａ）に示すように、基礎が設けられ
るべき位置の直下の軟弱な地盤１中に、セメント等の固
化材スラリー２１（図１参照）と地盤１の土砂とを混合
して固化させた改良柱体４を複数造設し、該地盤１の支
持力を向上させる地盤改良工法が施工される。また、図
４（ｂ）に示すように、その胴部２６より外径が大きな
節部２７を複数設けた節付きの改良柱体４を造設して、
改良柱体４の１本当たりの支持力をさらに向上させる方
法もある。このような節付きの改良柱体４は、節部２７
が胴部２６から突出している分だけ、通常の改良柱体４
より地盤１との摩擦力が増大するので、支持力が大き
い。このため、造設すべき改良柱体４の本数を少なくし
たり、改良柱体４の長さを短くすることができる。

【０００３】このような地盤改良工法において、前記改
良柱体４は、以下のようにして形成される。ここでは、
図１に示すように、前記駆動源１０により回転される回
転軸１１の先端近傍に、地盤１を掘削又は撹拌する削孔
ヘッド１３及び撹拌翼１４が設けられ、該回転軸１１の
先端から前記固化材スラリー２１が吐出されるように構
成された地盤改良撹拌機５が用いられる。そして、該地
盤改良撹拌機５を改良柱体４を造設すべき位置に設定
し、回転軸１１を回転させながら地盤に貫入することに
より、図１に示すように、地盤１を所定の深さまで空掘
りし、次に、図２に示すように、回転軸１１を回転させ
た状態のまま、その先端から固化材スラリー２１を吐出
しながら引き上げることにより、前記撹拌翼１４が地盤
１中の土砂と固化材スラリー２１とを混合撹拌して改良
土２が形成される。その後、所定期間養生することによ
り、該改良土２が固化して改良柱体４（図４参照）とな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、改良土２の養
生に際しては、一般に周囲の地盤１を２０℃前後の温度
環境とすることが好適であると考えられる。しかしなが
ら、冬期、特に寒冷地においては気温が０℃、又はそれ
以下となる場合がある。そのような場合、地盤１の温度
は低下し、特に地盤１の表面部分においては気温の影響
を受け易く低い温度となることから、改良土２が固化す
るまでに長い養生期間を要し、また、改良土２に含まれ
る水分が氷結して改良柱体４の品質を劣化させる原因と
なるという問題が生じていた。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、改良土の好適な養生環境を維持し、優れた品質
の地盤改良を安定して施工する手段を提供することを技
術課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術課題を解決する
ための具体的手段は、次のようなものである。すなわ
ち、請求項１に記載する地盤改良工法は、地盤を掘削
し、該地盤中の土砂と固化材スラリーとを混合すること
により改良土を形成し、該改良土を養生することにより
固化させて地盤の支持力を向上させるものであって、前
記改良土が形成された地盤を養生シートにより覆って養
生することを特徴とするものである。

【０００７】請求項２に記載する地盤改良工法は、請求
項１に記載する構成において、前記養生シートとして発
熱体を内蔵したものを使用し、加温しながら改良土を養
生することを特徴とするものである。

【０００８】請求項３に記載する地盤改良工法は、請求
項１に記載する構成において、前記養生シートの下に発
熱体を配置し、加温しながら改良土を養生することを特
徴とするものである。

【０００９】請求項４に記載する地盤改良工法は、請求
項１に記載する構成において、前記固化材スラリーを加
温してから供給することを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る地盤改良工法
について図面に基づいて説明する。本発明の第１の実施
形態に係る地盤改良工法は、図１及び図２に示すよう
に、地盤１を掘削し、該地盤１中の土砂と固化材スラリ
ー２１とを混合することにより改良土２を形成する改良
土形成工程と、図３に示すように、改良土２が形成され
た地盤１を養生シート３により覆って養生する養生工程
とを有し、該養生工程において改良土２を固化させて、
図４に示すような改良柱体４を地盤１中に造設するもの
である。以下更に詳細に説明する。

【００１１】前記改良土形成工程は、図５に示すような
地盤改良撹拌機５を用いて行う。該地盤改良撹拌機５は
建設機械６により固定された支柱７に昇降自在に設けら
れており、ミキサ８が、水とセメント等の固化材とを混
練して固化材スラリー２１を作製し、ポンプ９が、該固
化材スラリー２１を地盤改良撹拌機５に圧送し、駆動源
１０が地盤改良撹拌機５を回転する構成となっている。
また、図１及び図２に示すように、地盤改良撹拌機５
は、前記駆動源１０により回転される回転軸１１と、該
回転軸１１の先端に設けられた固化材スラリー２１の吐
出口１２と、回転軸１１の先端に設けられて地盤１を掘
削又は撹拌する削孔ヘッド１３及び撹拌翼１４とを有し
て構成されており、圧送された固化材スラリー２１は、
回転軸１１の内部を通って吐出口１２から吐出されるよ
うになっている。

【００１２】そして、改良土２を形成する際には、地盤
改良撹拌機５を改良柱体４（図４及び図６参照）を造設
すべき位置に設定し、回転軸１１を回転させながら地盤
１に貫入することにより、図１に示すように、地盤１を
所定の深さまで掘削する。次に、図２に示すように、回
転軸１１を回転させた状態のまま、その先端から固化材
スラリー２１を吐出しながら引き上げることにより、前
記撹拌翼１４が地盤中の土砂と固化材スラリー２１とを
混合撹拌して改良土２が形成される。ここで、図６は、
前記改良柱体４を造設すべき位置を示す平面図であり、
基礎１５に対する改良柱体４の配置を示している。図に
おいて、基礎１５上の斜線を施した円が改良柱体４を造
設すべき位置を示している。したがって、改良柱体４
は、基礎１５の直下に、所定の間隔で配置され、住宅の
自重等の鉛直荷重を支持することとなる。

【００１３】次に、前記養生工程は、図３に示すよう
に、改良土２が形成された地盤１を養生シート３により
覆って養生する工程である。ここで、養生シート３は、
図７に示すように、発熱体１６を内蔵しており、該発熱
体１６により加温しながら改良土２を養生するようにな
っている。具体的には、二枚の表面シート材１７の間
に、シート状の断熱材１８と発熱体１６とを挟持して構
成される。前記表面シート材１７としては、気密性及び
防水性に優れた素材、例えば塩化ビニル系樹脂などをシ
ート状に形成されたものが使用される。前記断熱材１８
としては、断熱性及び可撓性に優れた素材、例えばポリ
プロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなどの不織布
または発泡体などが使用される。また、前記発熱体１６
としては、可撓性を有し、養生シート３の内部に均等に
配置することができるように線状又はシート状に形成さ
れ、温度制御の可能なもの、例えば電熱ヒータなどが使
用される。ここでは、可撓性を有する導電線を平行に配
置し、その間にＰＴＣ特性を有するチタン酸バリウム系
のセラミックス素子を複数個接続することで線状に構成
したＰＴＣヒータを使用している。該ＰＴＣヒータは、
周囲の温度に応じて通電量を自己制御するという特性を
有することから、養生温度を容易に一定に保つことが可
能となる利点がある。なお、養生シート３の構成はこれ
に限定されるものではなく、発熱体１６を内蔵したシー
トであれば、これ以外の構成のものを使用することも可
能である。

【００１４】そして、改良土２を養生する際には、改良
土２が形成された部分における地盤１の表面全体を前記
養生シート３により覆う。養生シート３の大きさは任意
であるので、養生シート３の大きさが小さい場合には、
図８に示すように、複数枚の養生シート３を隙間なく並
べて配置することにより、地盤１の表面全体を覆うこと
とする。そして、改良土２が固化するまでの一定期間、
養生シート３に内蔵された発熱体１６により加温しなが
ら養生する。この際、養生シート３により覆われた部分
の地盤１の温度が改良土２の養生に適した温度となるよ
うに発熱体１６の温度を調節する。具体的には固化材ス
ラリー２１の固化に適した温度である２０℃前後となる
ように調節する。このようにすることにより、外気２０
（図３参照）の温度が低い場合であっても、地盤１の温
度、特に地盤１の表面部分の温度を養生に適した温度に
保つことができる。また、改良土２が形成された部分に
おける地盤１の表面全体を前記養生シート３により覆う
ことにより、当該部分の地盤１からの水分の蒸発を妨
げ、地盤１の特に表面部分を改良土２の養生に適した高
い湿度環境に保つことができる。この際、養生シート３
の端縁部分を土中に少し埋める等して養生シート３によ
り覆われた部分と外気２０との隙間が生じないようにす
ると更に好適である。以上のことにより、固化材スラリ
ー２１と土砂とからなる改良土２を好適な温度及び湿度
の環境の下で養生し、優れた強度を有する改良柱体４と
することができる。なお、改良土２の養生期間は、固化
材スラリー２１の材質や周囲の温度及び湿度などにより
異なるが、通常は２８日前後とすると好適である。そし
て、このような養生工程を経ることにより、改良土２は
固化して改良柱体４となり、図４に示すように、改良柱
体４が地盤１中に造設されることとなる。

【００１５】次に、本発明の第２の実施形態に係る地盤
改良工法について説明する。これは、前記第１の実施形
態において、養生シート３について発熱体１６を内蔵し
ないものとし、前記養生工程で改良土２を加温すること
なく養生する方法である。この場合、養生シート３は保
温性を有するものとする。具体的には、図９に示すよう
に、二枚の表面シート材１７の間に、シート状の断熱材
１８を挟持して構成される。また、地盤１を覆う際に下
側となる一方の表面シート材１７の下面にアルミ箔など
の反射材１９を貼り付けると更に好適である。これによ
り、養生シート３は、地盤１と外気２０（図３参照）と
の間を断熱するとともに、地盤１側の熱を反射して外気
２０への放出を防止することができることとなる。本実
施形態においては、養生シート３は加温を行なわない
が、改良土２の固化材スラリー２１が固化する際に水和
熱が発生すること、及び、当該発生した熱は養生シート
３により外気２０への放出が妨げられることにより、養
生シート３の下の地盤１の温度は外気２０と比較して高
い温度に保たれることとなる。したがって、外気２０の
温度が低い場合であっても、比較的良好な温度条件下で
養生することが可能となる。また、前記第1の実施形態
と同様、改良土２が形成された部分における地盤１の表
面全体を前記養生シート３により覆うことにより、当該
部分の地盤１からの水分の蒸発を妨げ、地盤１の特に表
面部分を改良土２の養生に適した高い湿度環境に保つこ
とができる。

【００１６】次に、本発明の第３の実施形態に係る地盤
改良工法について説明する。これは、図１０に示すよう
に、前記養生工程において、前記第２の実施形態と同様
の発熱体１６を内蔵しない養生シート３の下に、別個に
発熱体１６を配置し、該発熱体１６によって加温しなが
ら改良土２を養生する方法である。ここで、発熱体１６
としては、養生シート３の下の地盤１の表面に配置する
ことができるものであって、温度制御の可能なもの、例
えば各種形状の電熱ヒータなどが使用される。ここで
は、一定長さの棒状に形成した電熱ヒータを複数個、改
良土２の周囲の地盤１に突き立てて使用している。な
お、発熱体１６の構成はこれに限定されるものではな
く、図示しないが、例えば、シート状の電熱ヒータを地
盤１の表面に配置する構成とすることや、地盤１の表面
に管を均等に配置し、当該管の中に熱湯を循環させる構
成とすることなども可能である。そして、養生中は、養
生シート３により覆われた部分の地盤１の温度が改良土
２の養生に適した温度となるように発熱体１６の温度を
調節する。具体的には固化材スラリー２１の固化に適し
た温度である２０℃前後となるように調節する。このよ
うにすることにより、前記第１の実施形態と同様、外気
２０の温度が低い場合であっても、地盤１の温度、特に
地盤１の表面部分の温度を養生に適した温度に保つこと
ができる。また、改良土２が形成された部分における地
盤１の表面全体を前記養生シート３により覆うことによ
り、当該部分の地盤１からの水分の蒸発を妨げ、地盤１
の特に表面部分を改良土２の養生に適した高い湿度環境
に保つことができる。したがって、固化材スラリー２１
と土砂とからなる改良土２を好適な温度及び湿度の環境
の下で養生し、優れた強度を有する改良柱体４とするこ
とができる。

【００１７】次に、本発明の第４の実施形態に係る地盤
改良工法について説明する。これは、前記改良土形成工
程において、固化材スラリー２１を加温してから供給す
る方法である。図５に示すように、固化材スラリー２１
は、ミキサ８において水とセメント等の固化材とを混練
することにより作製された後、ポンプ９により地盤改良
撹拌機５に圧送され、回転軸１１の内部を通ってその先
端の吐出口１２から吐出される。そこで、固化材スラリ
ー２１を加温するための第１の方法は、固化材スラリー
２１を作るためにミキサ８に投入する水に代えて所定温
度の湯を使用する方法である。この方法によれば、改良
土形成工程において使用する地盤改良撹拌機５などの装
置の構成を全く変更することなく、容易に固化材スラリ
ー２１を加温することができる。ただし、固化材スラリ
ー２１が冷めることを防止するため、ミキサ８において
混練した後、直ちに供給することが必要とされる。固化
材スラリー２１を加温するための第２の方法は、図１１
に示すように、地盤改良撹拌機５の回転軸１１の内部に
おける固化材スラリー２１の通路の周囲に筒状に形成し
た電熱ヒータなどの加温器２２を設ける方法である。こ
の方法によれば、固化材スラリー２１を吐出する直前に
加温することから、ミキサ８（図５参照）において混練
した後、いつでも固化材スラリー２１を加温して供給す
ることができる。また、固化材スラリー２１を加温する
ための第３の方法としては、図示しないが、ミキサ８
（図５参照）の内部に加温器を設けて、固化材スラリー
２１を混練しながら加温する方法もある。

【００１８】このように固化材スラリー２１を加温して
から供給することにより、地盤１中に形成された改良土
２の初期の温度を高くすることができ、外気２０の温度
が低い場合であっても良好な温度条件下で固化材スラリ
ー２１の固化が開始される。そして、養生工程において
は、前記第２の実施形態と同様、発熱体１６を内蔵しな
い養生シート３を用いて改良土２を加温することなく養
生を行なうが、改良土２の固化材スラリーは固化する際
に水和熱を発生させること、及び、当該発生した熱は養
生シート３により外気２０への放出が妨げられることに
より、養生シート３の下の地盤１の温度は外気２０と比
較して高い温度に保たれることとなる。したがって、外
気２０の温度が低い場合であっても、比較的良好な温度
条件下で養生することが可能となる。また、改良土２が
形成された部分における地盤１の表面全体を前記養生シ
ート３により覆うことにより、当該部分の地盤１からの
水分の蒸発を妨げ、地盤１の特に表面部分を改良土２の
養生に適した高い湿度環境に保つことができる。

【００１９】なお、ここまでは、地盤１中に垂直方向に
柱状の改良土２を形成し、これを固化させて改良柱体４
を造設する実施形態について説明したが、本発明の範囲
はこれに限定されるものではなく、例えば連続する壁状
に改良土２を形成する場合や、地盤１の表面部分に沿っ
て広く浅く改良土２を形成する場合などにおいても同様
に本発明を適用することが可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る地盤改良工法によれば、地盤を掘削し、該地盤中
の土砂と固化材スラリーとを混合することにより改良土
を形成し、該改良土を養生することにより固化させて地
盤の支持力を向上させる地盤改良工法において、前記改
良土が形成された地盤を養生シートにより覆って養生す
ることにより、改良土の固化材スラリーが固化する際に
発生する水和熱の外気への放出を防止し、養生シートの
下の地盤の温度を外気と比較して高い温度に保つことが
できるので、外気温が低い場合であっても、良好な温度
条件下で改良土を養生することができる。また、改良土
が形成された部分における地盤の表面全体を前記養生シ
ートにより覆うことにより、当該部分の地盤からの水分
の蒸発を妨げ、地盤を改良土の養生に適した高い湿度環
境に保つことができる。

【００２１】本発明の請求項２に係る地盤改良工法によ
れば、前記養生シートとして発熱体を内蔵したものを使
用し、加温しながら改良土を養生することにより、養生
シートにより覆われた部分の地盤の温度を改良土の養生
に適した温度、すなわち固化材スラリーの固化に適した
温度とすることができ、外気温が低い場合であっても、
改良土を好適な温度環境の下で養生し、優れた強度を発
揮させることができる。

【００２２】本発明の請求項３に係る地盤改良工法によ
れば、前記養生シートの下に発熱体を配置し、加温しな
がら改良土を養生することにより、前記請求項２に係る
地盤改良工法と同様、養生シートにより覆われた部分の
地盤の温度を改良土の養生に適した温度、すなわち固化
材スラリーの固化に適した温度とすることができ、外気
温が低い場合であっても、改良土を好適な温度環境の下
で養生し、優れた強度を発揮させることができる。

【００２３】本発明の請求項４に係る地盤改良工法によ
れば、上述の効果に加えて、前記固化材スラリーを加温
してから供給することにより、地盤中に形成された改良
土の初期の温度を高くすることができ、外気温が低い場
合であっても良好な温度条件下で固化材スラリーの固化
を開始させることができる。また、改良土の固化材スラ
リーは固化する際に水和熱を発生させること、及び、当
該発生した熱は養生シートにより外気への放出が妨げら
れることにより、養生シートの下の地盤の温度は外気と
比較して高い温度に保たれるので、外気温が低い場合で
あっても、比較的良好な温度条件下で養生することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地盤改良工法において、地盤改良
撹拌機により地盤を所定の深さまで掘削した状態を示す
断面図である。

【図２】本発明に係る地盤改良工法において、地盤改良
撹拌機により地盤中に改良土を形成する際の状態を示す
断面図である。

【図３】本発明に係る地盤改良工法における養生工程を
示す断面図である。

【図４】本発明に係る地盤改良工法により地盤中に改良
柱体を造設した状態を示す断面図である。

【図５】本発明に係る地盤改良撹拌機及びその周辺装置
の構成を示す正面図である。

【図６】本発明に係る地盤改良工法において改良柱体を
造設すべき位置を示す平面図である。

【図７】本発明の第１の実施形態に係る地盤改良工法に
使用する養生シートを示す分解斜視図である。

【図８】本発明に係る地盤改良工法における養生シート
の配置を示す平面図である。

【図９】本発明の第２の実施形態に係る地盤改良工法に
使用する養生シートを示す分解斜視図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る地盤改良工法
における養生工程を示す断面図である。

【図１１】本発明の第４の実施形態に係る地盤改良工法
において固化材スラリーを加温するために使用する地盤
改良撹拌機の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 改良土 ３ 養生シート ４ 改良柱体 ５ 地盤改良撹拌機 ８ ミキサ １０ 駆動源 １１ 回転軸 １２ 吐出口 １３ 削孔ヘッド １４ 撹拌翼 １６ 発熱体 １７ 養生シートの表面シート材 １８ 養生シートの断熱材 １９ 養生シートの反射材 ２０ 外気 ２１ 固化材スラリー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤を掘削し、該地盤中の土砂と固化材
   スラリーとを混合することにより改良土を形成し、該改
   良土を養生することにより固化させて地盤の支持力を向
   上させる地盤改良工法において、 前記改良土が形成された地盤を養生シートにより覆って
   養生することを特徴とする地盤改良工法。
2. 【請求項２】 前記養生シートとして発熱体を内蔵した
   ものを使用し、加温しながら改良土を養生することを特
   徴とする請求項１記載の地盤改良工法。
3. 【請求項３】 前記養生シートの下に発熱体を配置し、
   加温しながら改良土を養生することを特徴とする請求項
   １記載の地盤改良工法。
4. 【請求項４】 前記固化材スラリーを加温してから供給
   することを特徴とする請求項１記載の地盤改良工法。