JP2002242170A

JP2002242170A - 真空圧密による地盤改良工法

Info

Publication number: JP2002242170A
Application number: JP2001040720A
Authority: JP
Inventors: Kouki Matsumoto; 江基松本; Masaaki Ishihara; 公明石原; Akihiko Sato; 明彦佐藤; Haruo Kumamoto; 開男隈本; Katsumi Hashiuchi; 勝美橋内; Shoji Takeori; 正二竹折
Original assignee: Hazama Gumi Ltd; Aoyama Kiko Co Ltd
Current assignee: Hazama Corp; Aoyama Kiko Co Ltd
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】軟弱地盤を比較的急速に圧密することができ
る真空圧密地盤改良工法を提供する。【解決手段】気密シート１で覆った軟弱地盤１０に真
空ポンプ５で負圧を作用させて軟弱地盤中の水を地上に
吸引・排出して硬質地盤へ改良するようにした地盤改良
工法であって、負圧加圧中に、真空ポンプから離隔した
所定箇所において所定量の外気をシート下方に供給し、
シート下方において軟弱地盤中の水を真空ポンプまで随
伴する空気の流れを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱地盤に含まれ
る水を排出することで硬質地盤へ改良する地盤改良構造
及び工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤から水分や空気を吸い上げて排
出し、軟弱地盤を硬質地盤に改良する真空圧密地盤改良
工法が知られている。この従来工法では、図７に示した
ように、軟弱地盤１０に複数の鉛直ドレーン材５３を打
設し、鉛直ドレーン材５３の頭部に接触するように軟弱
地盤１０上に通水材５２を敷設し、この通水材５２に連
通するように有孔集水管５１を敷設し、この有孔集水管
５１を真空ポンプ５５に接続し、これら鉛直ドレーン材
５３の頭部、通水材５２、有孔集水管５１を覆うように
軟弱地盤１０上に気密シート５１を敷設する。そして、
真空ポンプ５５を稼働することにより軟弱地盤１０に負
圧を作用させて水分や空気を吸い上げて排出し、これに
より軟弱地盤を圧密してシステム的に地盤改良する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の真空圧密地
盤改良工法では、真空ポンプの稼働を開始すると、軟弱
地盤内の水分や空気が排出されて軟弱地盤の圧密が急速
に進む。しかしながら、この圧密が或る程度に達する
と、排水量は減少し、軟弱地盤の圧密速度も緩やかにな
る。軟弱地盤内の空気は、水分を運搬するための媒体と
して作用するものであるが、軟弱地盤内の空気量は限ら
れており、この空気の大部分が圧密開始初期に水分とと
もに排出されるからである。したがって、軟弱地盤内の
空気が排出された後には、軟弱地盤からの排水量が減少
し、そのために工期が長くかかるという問題を生じる。
また鉛直ドレーン材や通水材を介して、毛細管現象で上
がってくる鉛直ドレーン材の水も、通水材が水で満たさ
れている場合には、負圧による吸引作用のみで、水の排
出は非常に緩やかなものになる。

【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点を解決せ
んとしたものであり、その課題は、軟弱地盤を比較的急
速に圧密することができる真空圧密地盤改良工法を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、シートで気密に覆った軟弱地盤に真空
ポンプで負圧を作用させて軟弱地盤中の水を地上に吸引
・排出して硬質地盤へ改良するようにした地盤改良工法
であって、負圧の加圧中に、前記真空ポンプから離隔し
た所定箇所において所定量の外気を前記シートで覆われ
た軟弱地盤上に供給し、該外気により軟弱地盤中の水を
前記真空ポンプまで随伴する空気の流れを形成すること
を特徴とする地盤改良工法が提供される。

【０００６】また本発明では、複数のドレーン材をほぼ
鉛直に軟弱地盤中に打設して頭部を地表面に残し、前記
複数のドレーン材の頭部に通水材及び有孔管を介して真
空ポンプを連通させ、前記複数のドレーン材頭部、前記
通水材及び前記有孔管をシート材により気密に被覆し、
負圧の加圧中に、前記真空ポンプから離隔した所定箇所
において所定量の外気を前記シートで覆われた軟弱地盤
上に供給し、該外気により地盤中の水を前記真空ポンプ
まで随伴する空気の流れを形成することを特徴とする地
盤改良工法が提供される。

【０００７】上記本発明において、前記シートを貫通す
る外気の供給通路を開閉自在に形成し、前記供給通路を
前記通水材、前記有孔管のいずれかの部材またはこれら
両方の部材に連通させ、前記供給通路を介して所定量の
外気を前記シートで覆われた軟弱地盤上に供給し、該外
気により地盤中の水を前記真空ポンプまで随伴する空気
の流れを形成しても良い。

【０００８】また上記本発明において、前記通水材、前
記有孔管のいずれかの部材またはこれら両方の部材に圧
縮空気を圧送し、前記通水材、前記有孔管に付着した土
を取り除いても良い。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において、前記外気の供給
通路は、ただ単にシートに穴を開けるだけでも形成可能
であるが、該穴からシート下方へ水もしくは土砂の流入
を防ぐため、シートを貫通するように設けたパイプを所
定の通水材もしくは有孔管の中まで挿入するのが望まし
く、材質は負圧で潰れないもの、例えば塩化ビニール製
の硬質パイプが考えられる。また、シート外側のパイプ
端部にはバルブ等の開閉手段を取り付けて、空気流入の
有無や容量を調整できるようにすることが望ましい。

【００１０】本発明において、前記ドレーン材は、地盤
内に含まれる水分を上方の通水材及び有孔管まで導くこ
とができるものであれば良く、例えば、カードボード系
ドレーン材や、サンドドレーンなどを使用することがで
きるが、前記カードボード系ドレーン材は取り扱いや打
設が比較的容易で、かつ経済性に優れているので最適で
ある。

【００１１】

【実施例】以下、添付図に基づいて実施例を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本
発明の地盤改良工法の一工程を示した簡略な平面図であ
り、図２は本発明の地盤改良工法の一工程を示した簡略
な断面図である。本発明の地盤改良工法は、気密シート
１で気密に覆った軟弱地盤に真空ポンプ５で負圧を作用
させて軟弱地盤中の水を地上に吸引・排出して硬質地盤
へ改良する工法であり、最初に鉛直ドレーン材３等の部
材を配設する準備工程を実施する。この準備工程では、
図１及び図２に示したように、複数の鉛直ドレーン材３
を軟弱地盤に約１ｍ間隔でほぼ鉛直にそれぞれ打設し、
軟弱地盤上に有孔集水管４を配設してこれを真空ポンプ
５に連通させ、複数の鉛直ドレーン材３の頭部に連通す
るように通水材としての水平ドレーン材２を敷設する。
そして、このときに、軟弱地盤へ外気を供給するための
外気供給通路として、図３又は図４のいずれかの手段、
あるいはこれら両方の手段を地盤改良対象範囲に設置す
る。最後に、複数の鉛直ドレーン材３と水平ドレーン材
２と有孔集水管４と外気供給通路とを気密シート１によ
り気密に被覆し、軟弱地盤を掘削して作った溝に気密シ
ート１の端部を埋設すれば、準備工程は完了する。

【００１２】以下、各外気供給通路について、図３及び
図４を参照しながら詳細に説明する。図３では、給気管
７を気密シート１に貫通させて有孔集水管４の端部に接
続または挿入し、給気管７に開閉バルブ７ａを設けるこ
とにより、外気供給通路を構成するものである。給気管
７は、真空ポンプ５から離隔した箇所に配置することが
望ましい。また給気管７は真空ポンプからの圧力により
潰れないものであれば良く、例えば、塩化ビニール製パ
イプを使用することができる。給気管７は、有孔集水管
４の中間部分から挿入しても良く、設置箇所や本数は適
宜定めることができる。

【００１３】このように外気供給通路を設け、準備工程
が完了したら、真空ポンプ５を稼働して軟弱地盤の圧密
を開始する。そして、負圧の加圧中、すなわち所定時間
経過して軟弱地盤の圧密沈下が進んだ後、あるいは圧密
開始とほぼ同時に、給気管７の開閉バルブ７ａを開放す
る。開閉バルブ７ａの開放により、給気管７から気密シ
ート１下方の軟弱地盤上に外気が供給されて有孔集水管
４から真空ポンプ５まで空気の流れが形成される。これ
により、たとえ、軟弱地盤内に最初から存在していた空
気の大部分が真空ポンプ５で吸引されたとしても、給気
管７から所定量の外気が適宜供給され、この外気を媒体
として真空ポンプ５からの負圧は有孔集水管４、水平ド
レーン材２、鉛直ドレーン材３の順に伝わり、軟弱地盤
中の水は、気密シート１で覆われた軟弱地盤表面まで吸
い上げられて有孔集水管４に至り、この有孔集水管４内
の空気の流れに随伴されて真空ポンプ５まで吸引され
る。

【００１４】次に、図４の外気供給通路について説明す
る。図４では、給気管８を気密シート１に貫通させて水
平ドレーン材２の端部に接続し、給気管８に開閉バルブ
８ａを設けることにより、外気供給通路を構成するもの
である。給気管８は、給気管７と同様に、真空ポンプ５
から離隔した位置で水平ドレーン材２に接続することが
望ましく、耐圧性の良好なパイプを使用し、設置箇所や
本数は適宜定める。このように外気供給通路を設け、準
備工程が完了したら、真空ポンプ５を稼働して軟弱地盤
の圧密を開始する。そして、所定時間経過して軟弱地盤
の圧密沈下が進んだ後、あるいは圧密開始とほぼ同時
に、開閉バルブ８ａを開放する。開閉バルブ８ａの開放
により、給気管８から気密シート１下方の軟弱地盤上に
外気が供給されて水平ドレーン材２から有孔集水管４を
介して真空ポンプ５まで空気の流れが形成される。これ
により、軟弱地盤内に最初から存在していた空気の大部
分が真空ポンプ５で吸引されても、給気管８から外気が
供給されて、上記と同様に、外気を媒体として軟弱地盤
内の水は真空ポンプ５まで吸引される。なお、外気の供
給量は、排水量や真空ポンプに取り付けてある圧力計を
監視しながら、開閉バルブ８ａを制御して適切に行な
う。外気の供給量の支配要因となるのは、排水量、気密
シート内の圧力、および真空ポンプからの排気量と外気
の供給量の比率である。また外気の供給は、連続的であ
っても、間欠的であっても良い。

【００１５】次に、水平ドレーン材２に圧縮空気を圧送
する手段について、図５を参照しながら説明する。軟弱
地盤中の水を地上に排出する過程において、水平ドレー
ン材２や有孔集水管４の表面には土が吸い寄せられて目
詰まりが発生し、それぞれの排水効率は低下する。この
ような水平ドレーン材２や有孔集水管４の問題点を解決
する手段が、図５及び６の圧縮空気の圧送手段であり、
図５では、圧縮空気を圧送するためのコンプレッサー１
１から給気管１１ｂを延ばし、開閉バルブ１１ａを介し
て給気管１１ｂに接続する給気管１１ｃを気密シート１
に貫通させて水平ドレーン材２の端部に接続または挿入
し、この給気管１１ｃと、水平ドレーン材２の内部に設
けた給気用の有孔パイプ１２とを接続することにより、
圧縮空気の圧送手段を構成するものである。なお、図５
の圧送手段の設置箇所および設置数は適宜定めることが
できる。また有孔パイプ１２は真空ポンプからの圧力に
より潰れないものであれば良く、例えば、塩化ビニール
製パイプを使用することができる。図５において、開閉
バルブ１１ａを開放し、コンプレッサー１１を稼働する
と、圧縮空気は給気管１１ｂ，１１ｃから給気用有孔パ
イプ１２に達し、水平ドレーン材２の内部から表面に噴
出して付着した土を吹き飛ばし、これにより、水平ドレ
ーン材２の排水効率は再び良好なものになる。

【００１６】次に、有孔集水管４に圧縮空気を圧送する
手段について、図６を参照しながら説明する。図６で
は、圧縮空気を圧送するためのコンプレッサー９から延
びる給気管９ａと、真空ポンプ５から延びる排気管５ｂ
と、気密シート１に貫通する連結管５ｃとが三方弁５ａ
に接続し、連結管５ｃを有孔集水管４の端部に接続また
は挿入することにより、圧縮空気の圧送手段を構成する
ものであり、さらに、開閉バルブ６ａを備えた排気パイ
プ６を気密シート１に貫通する。なお、図６の圧送手段
の設置箇所および設置数は適宜定めることができる。図
６において、三方弁５ａの排気管５ｂ側開口を閉鎖し、
給気管９ａ側開口と連結管５ｃ側開口とを開放し、コン
プレッサー９を稼働すると、圧縮空気は給気管９ａから
三方弁５ａを経由し、連結管５ｃに流れて有孔集水管４
に達し、その複数の孔から外部に噴出して付着した土を
吹き飛ばし、これにより、有孔集水管４の排水効率を再
び良好なものにする。なお、図６において、真空ポンプ
５を稼働するときには、コンプレッサー９を停止し、給
気管９ａ側開口を閉鎖し、排気管５ｂ側開口と連結管５
ｃ側開口とを開放する。これにより、真空ポンプ５から
の負圧は、排気管５ｂから三方弁５ａを介して連結管５
ｃに伝わり、有孔集水管４から軟弱地盤に伝達される。

【００１７】また、図示はしないが、上記給気管７，８
に替えて気密シート１に単に穴を開け、ここから外気を
供給しても良く、本発明と同様な効果が期待できる。こ
の場合、泥土等により穴が詰まるのを防止するため、水
平ドレーン材２または有孔集水管４の上に位置する気密
シート１の箇所に穴を開けるのが望ましい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、軟弱地盤をシートで気密に覆
い、真空ポンプで負圧を作用させて軟弱地盤中の水を地
上に吸引・排出しながら、真空ポンプから離隔した所定
箇所において所定量の外気をシート下方に供給するの
で、この外気が軟弱地盤内の水分を真空ポンプまで運搬
するための媒体として作用する。したがって、軟弱地盤
内に最初から存在していた空気の大部分が真空ポンプ５
で吸引され尽くしても、水分の運搬媒体としての外気に
より軟弱地盤の圧密効果は継続し、軟弱地盤を比較的急
速に圧密することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地盤改良工法の一工程を示した簡略な
平面図である。

【図２】本発明の地盤改良工法の一工程を示した簡略な
断面図である。

【図３】本発明の地盤改良工法の一工程における部分拡
大斜視図である。

【図４】図３とは異なる箇所の部分拡大斜視図である。

【図５】図３及び図４とは異なる工程を示す部分拡大斜
視図である。

【図６】図３〜図５とは異なる工程を示す部分拡大斜視
図である。

【図７】従来技術を示した断面図である。

【符号の説明】

１気密シート（シート）２水平ドレーン材（通水材）３鉛直ドレーン材（ドレーン材）４有孔集水管（有孔管）５真空ポンプ５ａ三方弁７，８給気管（外気の供給通路）７ａ，８ａ，１１ａ開閉バルブ９，１１コンプレッサー１０軟弱地盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原公明東京都港区北青山２丁目５番８号株式会社間組内 (72)発明者佐藤明彦東京都港区北青山２丁目５番８号株式会社間組内 (72)発明者隈本開男東京都港区北青山２丁目５番８号青山機工株式会社内 (72)発明者橋内勝美東京都港区北青山２丁目５番８号青山機工株式会社内 (72)発明者竹折正二東京都港区北青山２丁目５番８号青山機工株式会社内Ｆターム(参考） 2D043 DA03 DA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートで気密に覆った軟弱地盤に真空ポ
ンプで負圧を作用させて軟弱地盤中の水を地上に吸引・
排出して硬質地盤へ改良するようにした地盤改良工法で
あって、負圧の加圧中に、前記真空ポンプから離隔した
所定箇所において所定量の外気を前記シートで覆われた
軟弱地盤上に供給し、該外気により軟弱地盤中の水を前
記真空ポンプまで随伴する空気の流れを形成することを
特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】複数のドレーン材をほぼ鉛直に軟弱地盤
中に打設して頭部を地表面に残し、前記複数のドレーン
材の頭部に通水材及び有孔管を介して真空ポンプを連通
させ、前記複数のドレーン材頭部、前記通水材及び前記
有孔管をシート材により気密に被覆し、負圧の加圧中
に、前記真空ポンプから離隔した所定箇所において所定
量の外気を前記シートで覆われた軟弱地盤上に供給し、
該外気により地盤中の水を前記真空ポンプまで随伴する
空気の流れを形成することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】前記シートを貫通する外気の供給通路を
開閉自在に形成し、前記供給通路を前記通水材、前記有
孔管のいずれかの部材またはこれら両方の部材に連通さ
せ、前記供給通路を介して所定量の外気を前記シートで
覆われた軟弱地盤上に供給し、該外気により地盤中の水
を前記真空ポンプまで随伴する空気の流れを形成するこ
とを特徴とする請求項２記載の地盤改良工法。
【請求項４】前記通水材、前記有孔管のいずれかの部
材またはこれら両方の部材に圧縮空気を圧送し、前記通
水材、前記有孔管に付着した土を取り除くことを特徴と
する請求項２または３記載の地盤改良工法。