JP2003055949A

JP2003055949A - 地盤強化剤

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Publication number: JP2003055949A
Application number: JP2001245111A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hamaguchi; 和博濱口
Original assignee: AIC KK
Current assignee: AIC KK
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】基礎基盤の強化又は改良工法、例えば、構造物
を新たに建築する地盤が軟弱な場合でも、既に建物が建
っている地盤でも、構造物がある程度密集している地盤
でも、簡易に実施できる地盤強化又は改良工法に簡便に
使用することが出来る、地盤強化剤を提供すること。【解決手段】生石灰等の膨張材を主成分として包袋内に
含有して成ることを特徴とする、地盤強化剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱地盤等の地盤
を強化し改良する地盤改良工法に使用する、地盤強化剤
（地盤改良剤）に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市圏周辺における宅地開発は、谷地や
窪地の埋め立てによるものが多い。また、地山の切土と
盛り土が混在する開発が行われ、過去３０年来宅地開発
された住宅分譲地の多くに地盤不良による欠陥が心配さ
れる。

【０００３】近年、しばしば欠陥住宅として報道される
住宅の欠陥の多くは、建物の工事に原因がある場合より
も軟弱な地盤に原因のある場合の方が多い。最近ようや
くその事が指摘され始め、やっと住宅などの軽微な建築
工事にあっても簡易式ボウリング調査（スエーデン式ニ
ューサウンディング試験）よって敷地の問題点を事前に
調査するシステムが定着し始め、不良地盤が確認された
時は杭打ちや地盤改良を施す等必要な安全対策が施工さ
れるようになった。ところが、既に建築済みの建物は危
険な地盤の上に建築されたままで、例えば軟弱地盤に対
する地震対策として特に有効な方法は無かった。

【０００４】従来の宅地造成工事における地盤の土粒子
の密度を高める工法としては、特開平２００１−１７２
９５３に記載されているような、例えば、「石灰柱埋め
込み工法」、「砂ドレーン打ち込み工法」、「表層改良
工法」、「柱状改良工法」、及び「軽量土等による置き
換え工法」等がある。

【０００５】これらの中で、石灰柱埋め込み工法は、地
盤に柱状に石灰を流し込み、その石灰柱が水分を吸収し
て膨脹する性質を用いて地盤の土粒子の密度を高める工
法である。この工法は、石灰粉が近隣に飛散しやすく、
近隣対策上、広大な広さの中でしか施工できない等の欠
点があった。

【０００６】その他の上述のいずれの工法も、大型重機
の搬入が必要であり、既に市街化した宅地での工事や、
既に完成した建物の補強には適さないものである。

【０００７】又、特開平０８−２７４６３には、軟弱地
盤の竪穴中に、投入充填した土質安定強化材の土質水分
吸水により発熱膨張硬化せしめて、軽量化したパイルを
形成する基礎工法が記載されている。

【０００８】上記公報に記載された発明において用いる
土質安定強化材は、ポルトランドセメント、生石灰、無
機質充填材、及び発泡性熱可塑性樹脂原粒から成り、ポ
ルトランドセメントを主材として４０〜６０重量％含む
ことを特徴とする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、基礎
基盤の強化又は改良工法、例えば、構造物を新たに建築
する地盤が軟弱な場合でも、既に建物が建っている地盤
でも、構造物がある程度密集している地盤でも、簡易に
実施できる地盤強化又は改良工法に簡便に使用すること
が出来る、地盤強化剤を提供することである。特に、上
記の石灰柱埋め込み工法において最適に使用できる地盤
強化剤を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、以下
に記載する各態様を有する地盤強化剤に係る。（１）膨張材を主成分として包袋内に含有して成るこ
とを特徴とする、地盤強化剤。（２）膨張材が生石灰であることを特徴とする、
（１）記載の地盤強化剤。（３）包袋が透湿性物質又は親水性物質から成ること
を特徴とする、（１）又は（２）記載の地盤強化剤。（４）包袋が通水性を有する物質から成ることを特徴
とする、（１）又は（２）記載の地盤強化剤。（５）包袋が水溶性物質から成ることを特徴とする、
（１）又は（２）記載の地盤強化剤。（６）包袋が生分解性物質から成ることを特徴とす
る、（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の地盤強
化剤。（７）包袋が膨張に適合性がある物質から成ることを
特徴とする、（１）ないし（６）のいずれか一項に記載
の地盤強化剤。（８）包袋が紙から成ることを特徴とする、（１）又
は（２）記載の地盤強化剤。（９）包袋が織布又は不織布から成ることを特徴とす
る、（１）又は（２）記載の地盤強化剤。（１０）更に、副成分として水硬性物質を含有すること
を特徴とする、（１）ないし（９）のいずれか一項に記
載の地盤強化剤。（１１）水硬性物質がセメントであることを特徴とす
る、（１０）記載の地盤強化剤。（１２）防蟻剤が膨張材又は包袋を構成する物質内に含
有されていることを特徴とする、（１）ないし（１１）
のいずれか一項に記載の地盤強化剤。（１３）防蟻剤が硼素又は硼素化合物であることを特徴
とする、（１２）記載の地盤強化剤。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の地盤強化剤において、
「膨張材」とは、土中の水分を吸収してそれと反応し、
膨張することのできる物質である。該膨張材としては当
該技術分野において当業者に公知の任意の物質を使用す
ることが出来るが、代表的な例として、酸化カルシウム
（「生石灰」又は「石灰」ともいう）を挙げることが出
来る。これは水と反応して、水酸化カルシウム（「消石
灰」ともいう）に変わるが、その際に、約２倍程度の体
積膨張を示すものである。

【００１２】「包袋」を構成する素材は、その中に含有
された膨張材が周りの土中からの水分を吸収してそれと
反応して自由に膨張することを妨げないようなものであ
れば、その種類は問わない。かかる素材の好適例とし
て、透湿性物質、親水性物質、通水性を有する物質、及
び水溶性物質等を挙げることが出来る。更に、地盤強化
剤は土壌中に投入されるために、環境的配慮から、施工
後、出来るだけ早く土壌中の微生物等によって分解され
るような、包袋を構成する素材は生分解性物質であるこ
とが好ましい。

【００１３】又、膨張材が膨張した結果、各包袋に含有
されていた膨張材が集合して全体として一体化した塊が
形成されるのであるが、その際に、膨張材の集合体の内
部に包袋を構成していた素材が残されてしまう可能性も
ある。従って、このような場合には、包袋を構成する素
材は膨張材に対して適合性がある物質から成ることが好
ましい。ここで、「膨張材に対して適合性がある物質」
とは、膨張材との化学反応等によって膨張材の特質を変
化させることがないこと、及び、膨張したものの強度を
弱めないような物質をいう。

【００１４】以上の要件を満たす物質としては、例え
ば、紙、繊維（天然繊維又は合成繊維）、及び天然素材
又は合成素材から成る不織布等を挙げることが出来る。

【００１５】「包袋」の素材は、本発明の地盤強化剤を
使用する際の工法の条件または環境、例えば、地盤の含
水率、地盤強化剤の投入量等に応じて適宜選択して使用
することが出来る。

【００１６】更に、夫々の物質の特性を兼ね備えるよう
に、複数種類の物質からなる素材を使用して包袋を構成
することも可能である。又は、異なる種類の物質から成
る包袋を有する地盤強化剤を混合して使用することも可
能である。

【００１７】包袋の形状及びサイズは、本発明の地盤強
化剤を使用する際の工法の条件または環境に応じて、当
業者が適宜選択することが出来る。投入量の調節、運搬
及び作業時の扱いやすさ等を考慮して当業者が適宜選択
することが出来る。例えば、包袋の最大径が数ｃｍ〜数
十ｃｍ程度であるような地盤強化剤が考えられる。一般
的に、包袋のサイズが小さい方が、投入量を細かに調整
することが出来る。一方、多量に投入するような場合に
は、大きなサイズの包袋が便利であろう。包袋の形状に
も特に制限はない。例えば、カプセル状、巾着袋状、チ
ューブ状、ストロー状、途中にくびれのあるウィインナ
ーソーセージ様のテューブ状、及び、ティーバックのよ
うなサッシュ(sachet) 状がある。

【００１８】予め、異なるサイズ又は形状の包袋を使用
して数種類の地盤強化剤を作成しておき、現場の状況に
応じて適宜使い分けることも出来る。

【００１９】本発明の地盤強化剤において、一単位の包
袋中の膨張材の含有量は、包袋のサイズ、並びに、本発
明の地盤強化剤を使用する際の工法の条件または環境に
応じて、当業者が適宜選択することが出来る。例えば、
人が容易に飲み込めないように安全性等を考慮して、通
常、一単位の包袋の大きさとして、約３０グラム（Ｌ＝
約５ｃｍ、π＝約１ｃｍ）〜３００グラム（Ｌ＝約７ｃ
ｍ、π＝約２ｃｍ）である。

【００２０】本発明の地盤強化剤は、包袋内に、更に、
副成分として、当業者に公知の任意の物質を適宜含有さ
せることが出来る。例えば、セメント等の水硬性物質を
含有させて、膨張後の強度を高めることも可能である。
又、発泡性樹脂等の軽量化素材を適宜混入することも出
来る。

【００２１】本発明の地盤強化剤において、予め、包袋
内の成分が異なる異なる数種類の地盤強化剤を作成して
おき、現場の状況に応じて適宜使い分けることも出来
る。

【００２２】又、本発明の地盤強化剤において、白蟻に
よる被害を防止する為に、例えば、硼素又は硼素化合物
等の当業者に公知の任意の防蟻剤が膨張材又は包袋を構
成する物質内に含有させることも可能である。硼素又は
硼素化合物は、マイクロカプセル化して膨張材内に混入
させることも出来る。又、防蟻剤を繊維（天然繊維又は
合成繊維）等から成る包袋の素材に予め含ませておくこ
とも出来る。

【００２３】既に述べたように、本発明の地盤強化剤
は、任意の基礎基盤の強化又は改良工法、例えば、構造
物を新たに建築する地盤が軟弱な場合でも、既に建物が
建っている地盤でも、構造物がある程度密集している地
盤でも、簡易に実施できる地盤強化又は改良工法におい
て、使用することが出来る。

【００２４】本発明の地盤強化剤は、土中の水分を吸収
しそれと反応して膨張するが、その際に、包袋の少なく
ともその一部が破れ、膨張材同士が直接結合して一体化
する。或るいは、包袋を構成する素材が伸縮性の高い物
質から成っている場合には、内部の膨張材の膨張に合わ
せて個々の包袋自体も膨張することになる。

【００２５】本発明の地盤強化剤は、具体的には、例え
ば、特開平２００１−１７２９５３に記載されているよ
うな、当該技術分野において公知の如何なる地盤改良工
法においても使用することが出来る。

【００２６】即ち、例えば、土粒子の密度が低い軟弱な
地盤に、簡易式ボウリング機（スエーデン式ニューサウ
ンディング試験機等）を用いて一定間隔で地中に穿孔
し、その孔の中に本発明の地盤強化剤を投入し、膨張材
の膨脹と固化によって地盤中の土粒子に圧力をかけ、そ
の結果、地盤の土粒子の密度を高め、それによって地盤
の地反力を高める方法である。また、注入され膨脹した
地盤強化剤自体に杭としての役割の一部を担わせること
により、工作物や建築物等の構造物の安定を図ることも
可能である。

【００２７】ここで、スウェーデン式サウンディング試
験機とは、スウェーデン式サウンディング試験に用いる
器具である。スウェーデン式サウンディング試験とは、
スウェーデン式サウンディング試験機を用いて、測定対
象位置における土の静的貫入抵抗を測定し、その硬軟若
しくは締まり具合又は土層の構成を判定する試験であ
る。

【００２８】又は、杭が使用された工作物周辺地盤又は
工作物と地盤の間又は地中に、空洞が生じた時に、その
空洞内に孔を貫通させ空洞内に本発明の地盤強化剤を投
入し、空洞内にで膨張材を膨脹させて固化することによ
り、地盤中の土粒子に圧力をかけ、土粒子の密度を高め
ることで地盤を改良することを特徴とする地盤改良工法
である。

【００２９】以上の工法は、大型重機なしで、既に市街
化した宅地で、例えば、深度１０ｍ程度までの地盤改良
工事が可能である。また、木造在来工法など床を外す事
で地盤が確認できる建物であれば、すでに建築済の建物
の床下も地盤改良できる。さらに、既存の建物の隣地境
界との隙間が、例えば、６０ｃｍ程度の狭小敷地や密集
地でも地盤改良が施工できる。

【００３０】更に、既存建物の床を外さずに、既存建物
の基礎付近に斜めに穿孔して基礎下部の地盤改良をする
ことができる。とくに、既存建物の床を外すことができ
ない場合、有益である。また、穿孔工事を数回に分けて
施工すれば、相当軟弱な地盤でも地盤改良が可能であ
る。

【００３１】以下、実施例に則して、本発明を説明する
が、本発明の技術的範囲はそれら実施例に何等限定され
ないことはいうまでもない。

【００３２】

【実施例】硬質地盤の上に軟弱地盤が存在している場所
において、軟弱地盤に抗が打たれており、抗の底部は硬
質地盤に達していて、抗の頭部は構造物の基礎を支持し
ている。

【００３３】ここで、構造物の床をはずし、構造物の床
下に地盤を露出させる。簡易式ボウリング機（スウェー
デン式サウンディング試験に用いる器具）を使用して、
露出した地盤に幾つかの孔を形成する。尚、孔をあける
際に使用する上記簡易式ボウリング機は筒状のものを使
用する。このようにすることで、本発明の地盤強化剤を
投入する前に掘った孔が崩れる事や、孔壁面が滑らかで
ない為に膨張材が途中で引っかかったりする事を防ぐ方
法も可能になる。

【００３４】次いで、孔をあける際に使用した筒状の器
具をそのまま利用して、本発明の地盤強化剤を投入す
る。尚、投与量は、事前の調査によって適当に調節する
ことが出来る。

【００３５】例えば、近隣や既存の建物や工作物への影
響などを事前の調査などから検討し、土の密度を高める
ことが好ましくない深さがある時は、その深さだけ地盤
強化剤の投入量を減らし変わりに埋め戻し土を投入する
ことができる。このようにして、場所毎に廻りの土粒子
の密度を高める力を変化させることが可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の地盤強化剤を使用することによ
り、生石灰等の粉末状の膨張材が包袋に含有されている
ために、施工する環境中での膨張材の飛散を防止するこ
とが出来る為に、特に、近隣に住宅が密接しているよう
な場所や、既存の建物の周囲又はその内部で作業するよ
うな場合に大変好ましい。更に、施工する際の作業衛生
及び安全上の観点からも大変優れたものである。

【００３７】又、本発明の地盤強化剤においては、膨張
材を含有する包袋のサイズ及び形状、並びにその内部に
含有される膨張材などの成分の種類が自由に選べるの
で、孔又は空洞に投入する地盤強化剤の量、及び膨張の
程度を、地盤強化剤を使用する際の工法の条件または環
境に応じて、施工現場で極めて簡便に調節することが可
能である。

【００３８】従って、孔又は空洞の周囲の状況、例え
ば、埋設されている既存の設備配管等に損傷を与えるこ
とのないように、投入する地盤強化剤の数を単に加減す
ることによって、孔又は空洞の深さに応じて地盤強化剤
の膨張の程度を容易に制御しながら作業することが出来
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｆターム(参考） 2D040 AB06 AC05 BB03 BD05 CA01 CA03 2D043 CA11 DA06 EA04 EA06 EA08 EA10 4H011 AC03 BA01 BB18 BC18 DA01 DD04 DH29 4H026 CA01 CA02 CC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨張材を主成分として包袋内に含有して
成ることを特徴とする、地盤強化剤。
【請求項２】膨張材が生石灰であることを特徴とす
る、請求項１記載の地盤強化剤。
【請求項３】包袋が透湿性物質又は親水性物質から成
ることを特徴とする、請求項１又は２記載の地盤強化
剤。
【請求項４】包袋が通水性を有する物質から成ること
を特徴とする、請求項１又は２記載の地盤強化剤。
【請求項５】包袋が水溶性物質から成ることを特徴と
する、請求項１又は２記載の地盤強化剤。
【請求項６】包袋が生分解性物質から成ることを特徴
とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の地盤
強化剤。
【請求項７】包袋が膨張材に適合性がある物質から成
ることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項
に記載の地盤強化剤。
【請求項８】包袋が紙から成ることを特徴とする、請
求項１又は２記載の地盤強化剤。
【請求項９】包袋が織布又は不織布から成ることを特
徴とする、請求項１又は２記載の地盤強化剤。
【請求項１０】更に、副成分として水硬性物質を含有す
ることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項
に記載の地盤強化剤。
【請求項１１】水硬性物質がセメントであることを特徴
とする、請求項１０記載の地盤強化剤。
【請求項１２】防蟻剤が膨張材又は包袋を構成する物質
内に含有されていることを特徴とする、請求項１ないし
１１のいずれか一項に記載の地盤強化剤。
【請求項１３】防蟻剤が硼素又は硼素化合物であること
を特徴とする、請求項１２記載の地盤強化剤。