JP2005264718A - Ground foundation reinforcing structure - Google Patents
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Description
本発明は、各種築造物の地盤基礎補強構造に関する。とくに軟弱地盤上に構築される築造物の補強に有用な、施工性に優れた基礎補強構造に関する。 The present invention relates to a ground foundation reinforcing structure for various structures. In particular, the present invention relates to a foundation reinforcing structure excellent in workability, which is useful for reinforcing a structure constructed on soft ground.
支持力が不足する基礎地盤や表層基礎部に上載築造物を構築する場合、表層部の土を排出し、排出した土の代わりに良質の土やセメント系固化材を山砂に混入した土と入れ替えることにより、地盤を強化する工法は知られている。この工法で得られる改良地盤の下部が軟弱である場合には、地盤改良による重量増加により地盤沈下が起こり易いという欠点がある。そのため地盤の軟弱な部分を軽量土に置き換えて軽量化を図る工法も知られている。しかしながらこの工法は地耐力に限界があり、また地盤における水位の変動に基づいて発生する浮力により上載築造物が損傷する恐れがある。 When constructing a built-up structure on a foundation ground or surface foundation where the bearing capacity is insufficient, the soil of the surface layer is discharged, and instead of the discharged soil, soil with high-quality soil or cement-based solidified material mixed in mountain sand A method of strengthening the ground by replacing it is known. When the lower part of the improved ground obtained by this construction method is soft, there is a disadvantage that ground subsidence easily occurs due to an increase in weight due to the ground improvement. For this reason, a construction method for reducing the weight by replacing a soft portion of the ground with lightweight soil is also known. However, this method has a limit in ground strength, and there is a risk that the built structure will be damaged by the buoyancy generated based on the fluctuation of the water level in the ground.
そこで本発明の目的は、盛土、コンクリート擁壁、ボックスカルバートなどの上載築造物の補強基礎、とくに軟弱地盤上に設ける補強基礎の形成に好適であり、しかも施工性に優れた基礎補強構造を提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to provide a foundation reinforcing structure that is suitable for forming a reinforcing foundation for overlaid structures such as embankments, concrete retaining walls, and box culverts, especially a reinforcing foundation provided on soft ground, and that has excellent workability. There is to do.
すなわち本発明によれば、軽量骨材又は軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させた粒状体からなる補強層をジオグリッドで包み込んで形成される補強構造物を、補強すべき地盤基礎に配設したことを特徴とする地盤基礎補強構造が提供される。このような地盤基礎補強構造は、好ましくは補強すべき地盤基礎にジオグリッドを敷設し、その上に軽量骨材又は軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させた粒状体を敷設して補強層を形成させ、さらにその上をジオグリッドで覆い、該補強層をジオグリッドで包み込むことによって形成することができる。このような地盤基礎補強構造は、補強すべき地盤基礎にジオグリッドを余らせて敷設し、その上の補強部位に軽量骨材又は軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させた粒状体を敷設して補強層を形成させ、余らせたジオグリッドを捲き返して補強層を覆い、該補強層をジオグリッドで包み込むことによって形成するのが好ましい。さらにこのような地盤基礎補強構造においては、ジオグリッドの表層をさらにジオテキスタイルで包み込んだ構造とするのが好ましい。またジオグリッドとしては、延伸処理を施されたプラスチック製網状体を使用することが好ましく、ジオテキスタイルとしては、不織布を使用することが好ましい。 That is, according to the present invention, the ground foundation to be reinforced is a lightweight structure or a reinforcing structure formed by wrapping a reinforcing layer made of a granular material obtained by mixing and adhering hydraulic powder to a lightweight aggregate with a geogrid. A ground foundation reinforcing structure is provided, which is characterized in that the ground foundation reinforcing structure is provided. Such a ground foundation reinforcement structure is preferably constructed by laying a geogrid on the ground foundation to be reinforced, and a lightweight aggregate or a granular material mixed with and adhering hydraulic powder to the lightweight aggregate. It can be formed by forming a reinforcing layer, covering it with a geogrid, and wrapping the reinforcing layer with the geogrid. Such a ground foundation reinforcement structure is a granular material in which a geogrid is left over the ground foundation to be reinforced, and a lightweight aggregate or a hydraulic powder is mixed and adhered to the reinforcement part on the ground base. It is preferable to form the reinforcing layer by laying and covering the reinforcing layer by turning over the surplus geogrid and wrapping the reinforcing layer with the geogrid. Furthermore, in such a ground foundation reinforcing structure, it is preferable that the surface layer of the geogrid is further wrapped with a geotextile. As the geogrid, it is preferable to use a stretched plastic net, and as the geotextile, it is preferable to use a non-woven fabric.
上記補強層の形成に使用される軽量骨材は、軽量細骨材及び/又は軽量粗骨材であることが好ましい。さらに軽量骨材又は上記粒状体の硬化物としては、密度が0.3〜1.5t/m3のものが好ましい。また補強層として上記粒状体を使用する場合には、軽量骨材1m3(嵩容積)に対して水硬性粉体を150kg以下の割合で混合し付着させたものであることが好ましい。
The lightweight aggregate used for forming the reinforcing layer is preferably a lightweight fine aggregate and / or a lightweight coarse aggregate. Furthermore, as a lightweight aggregate or the hardened | cured material of the said granular material, a thing with a density of 0.3-1.5 t / m < 3 > is preferable. In the case of using the granulate as a reinforcing layer is preferably lightweight aggregate 1
本発明によれば、軽量で地下水位の変動にも強く、施工性、排水性、耐久性に優れた地盤基礎補強構造を提供することができる。とくに中込材が土砂や砕石等の重量物である場合には、それ自身の重量による必要地耐力や沈下分を見込む必要があるが、本発明の地盤基礎補強構造では、軽量であるため、地耐力の低い軟弱地盤の補強においても充分な効果を発揮することができるので、種々の築造物、例えば、盛土、その他の築造物の基礎として利用することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ground foundation reinforcement structure excellent in workability, drainage property, and durability can be provided which is lightweight and resistant to fluctuations in groundwater level. In particular, if the interstitial material is heavy, such as earth and sand or crushed stone, it is necessary to allow for the necessary ground strength and subsidence due to its own weight, but the ground foundation reinforcement structure of the present invention is lightweight, so Since a sufficient effect can be exhibited even in the reinforcement of soft ground with low yield strength, it can be used as a basis for various structures such as embankments and other structures.
本発明の地盤基礎補強構造に使用されるジオグリッドとしては、支持力が大きく、補強層の保持能力を有し、かつ透水性のあるものであれば如何なるものでもよいが、強度を考慮すると、延伸処理を施されたプラスチック製網状体の使用が好ましく、とりわけ剛性、強度、耐水性、耐久性、軽量性、施工性などを考慮すると、カーボンブラックなどの充填剤を配合したポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンから孔開きシートを作製し、これを一軸又は二軸に延伸して製造される網状体を使用するのが好ましい。これらの中でも、縦方向と横方向の強度差が少ない二軸延伸タイプのものを使用するのが好ましい。ジオグリッドにおける網目の大きさ及び網目の太さは任意であるが、例えば一辺が1〜10cm程度の網目大きさのものが好適に使用できる。図1には、このような二軸延伸のポリオレフィン製ジオグリッド1の部分斜視図を示しており、例えば、三井化学産資株式会社より販売されている商品名テンサー(登録商標)のものを、市場で入手することができる。
As the geogrid used for the ground foundation reinforcement structure of the present invention, any support can be used as long as it has a large supporting force, has a reinforcing layer retention capability, and is water permeable. It is preferable to use a stretchable plastic mesh, especially considering rigidity, strength, water resistance, durability, light weight, workability, etc., such as polyethylene or polypropylene containing a filler such as carbon black. It is preferable to use a reticulate produced by preparing a perforated sheet from polyolefin and stretching it uniaxially or biaxially. Among these, it is preferable to use a biaxially stretched type with little difference in strength between the vertical direction and the horizontal direction. The size of the mesh and the thickness of the mesh in the geogrid are arbitrary, but, for example, a mesh size having a side of about 1 to 10 cm can be suitably used. FIG. 1 shows a partial perspective view of such a biaxially stretched
本発明の地盤基礎補強構造は、工事現場である補強すべき地盤基礎上に、軽量骨材又は軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させた粒状体からなる補強層をジオグリッドで包み込んで形成される補強構造物を、配設するものである。このような補強構造は、予め別の場所で前記補強構造物を形成させておき、これを工事現場に持ち込んで地盤基礎上に載置することによって構築することができる。しかしながら地盤基礎上で直接形成させることもできる。すなわち工事現場である補強すべき地盤基礎上に上記ジオグリッドを敷設し、その上に軽量骨材又は軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させた粒状体を所望厚みに敷設して補強層を形成させ、さらにその上をジオグリッドで覆い、該補強層をジオグリッドで包み込んで形成させることができる。そのため補強層の敷設長さの2倍強の長さを有するジオグリッドを敷設し、所定補強区間のジオグリッド部上に上記補強層を敷設し、余らせたジオグリッドを捲き返して補強層を覆う工法を採るのが、施工が容易であり、かつ得られる補強構造の一体性が高まるので好ましい。 The ground foundation reinforcing structure of the present invention wraps a reinforcing layer made of a granular material obtained by mixing and adhering light-weight aggregate or light-weight aggregate to a ground foundation to be reinforced at a construction site with a geogrid. The reinforcing structure formed by is disposed. Such a reinforcing structure can be constructed by previously forming the reinforcing structure in another place, bringing it into a construction site and placing it on the ground foundation. However, it can also be formed directly on the ground foundation. In other words, the above-mentioned geogrid is laid on the ground foundation to be reinforced at the construction site, and then the lightweight aggregate or the granular material mixed with and adhering hydraulic powder to the lightweight aggregate is laid to the desired thickness for reinforcement. A layer can be formed and further covered with a geogrid, and the reinforcing layer can be wrapped with a geogrid. Therefore, a geogrid having a length slightly more than twice the length of the reinforcement layer is laid, the above reinforcement layer is laid on the geogrid part of the predetermined reinforcement section, and the remaining geogrid is turned over to reinforce the reinforcement layer. It is preferable to employ a covering method because the construction is easy and the integrity of the resulting reinforcing structure is increased.
上記補強層の形成には、軽量骨材又は軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させたものを使用することができ、これらは地盤や上載築造物の種類に応じ、種々の密度のものを使用することができる。また軽量骨材としては、軽量細骨材又は軽量粗骨材、あるいはそれらの混合物を使用することができる。補強層に軽量骨材を単味で使用する場合には、補強効果及び軽量性を考慮すると、0.3t/m3以上、例えば0.3〜1.5t/m3程度の密度のものを使用するのが好ましく、とくに地下水位が高まった時の浮力が問題になる場合には、例えば1〜1.5t/m3程度の密度のものを使用するのが好ましい。 For the formation of the reinforcing layer, lightweight aggregates or lightweight aggregates mixed with hydraulic powder and adhered can be used, and these have various densities depending on the type of the ground or the built structure. Things can be used. Moreover, as a lightweight aggregate, a lightweight fine aggregate, a lightweight coarse aggregate, or mixtures thereof can be used. When a lightweight aggregate is used for the reinforcing layer in a simple manner, in consideration of the reinforcing effect and lightness, a material having a density of 0.3 t / m 3 or more, for example, about 0.3 to 1.5 t / m 3 is used. It is preferable to use, particularly when the buoyancy when the groundwater level increases becomes a problem, it is preferable to use one having a density of about 1 to 1.5 t / m 3 , for example.
またとくに圧縮強度の大きい補強層を形成する必要がある場合には、軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させた粒状体を使用するのが好ましい。この場合は、軽量骨材として湿潤状態のものを使用することにより、水硬性粉体が付着しやすく、また補強層形成後における硬化が促進されるので好ましい。この場合の軽量骨材としては、同様に0.3t/m3以上、例えば0.3〜1.5t/m3程度の軽量細骨材又は軽量粗骨材、あるいはそれらの混合物を使用し、水硬性粉体を付着・硬化させた後の密度が0.3t/m3以上、例えば0.3〜1.5t/m3程度の密度となるものを使用するのが好ましい。このような粒状体として、軽量骨材1m3(嵩容積)当り、150kg以下、例えば5〜150kg程度混合付着させると、圧縮強度の向上に効果的である。この場合、とくに密度、圧縮強度、排水性能などを考慮すると、軽量骨材として軽量細骨材と軽量粗骨材を併用することが好ましい。例えば軽量骨材として、好ましくは軽量細骨材が10〜50重量%、より好ましくは15〜45重量%を占める比率の軽量細骨材と軽量粗骨材の混合骨材を使用するのが効果的である。また軽量細骨材として、湿潤密度が1.1t/m3以上、軽量粗骨材として、湿潤密度が0.8t/m3以上のものを使用し、両者の混合物が、湿潤密度が1t/m3以上、好ましくは1.1〜1.5t/m3となるように配合するのが好ましい。このように骨材として好ましくは軽量骨材のみ単味で使用し、また軽量細骨材と軽量粗骨材をそれぞれ適当な割合で混合使用することにより、水硬性粉体を付着、硬化させた補強層の密度が、1t/m3以上、好ましくは1.1〜1.5t/m3のものを得ることができ、軽量でしかも上載築造物に対する充分な支持力を有し、かつ排水性能の優れた補強層を形成することができる。このような軽量骨材においては、通常、湿潤状態において3〜15重量%程度の水を保有している。 In particular, when it is necessary to form a reinforcing layer having a high compressive strength, it is preferable to use a granular material in which hydraulic powder is mixed and adhered to a lightweight aggregate. In this case, it is preferable to use a lightweight aggregate in a wet state because the hydraulic powder is easily attached and hardening after the formation of the reinforcing layer is promoted. As the lightweight aggregate of the case, similarly 0.3 t / m 3 or more, for example using 0.3~1.5t / m 3 approximately lightweight fine aggregate or lightweight coarse aggregate, or mixtures thereof, density after deposition and curing of hydraulic powder 0.3 t / m 3 or more, for example, preferred to use what the 0.3~1.5t / m 3 density of about. It is effective to improve the compressive strength when such a granular material is mixed and adhered to 150 kg or less, for example, about 5 to 150 kg per 1 m 3 (bulk volume) of the lightweight aggregate. In this case, particularly considering the density, compressive strength, drainage performance, etc., it is preferable to use a lightweight fine aggregate and a lightweight coarse aggregate in combination as the lightweight aggregate. For example, as a lightweight aggregate, it is advantageous to use a mixed aggregate of a lightweight fine aggregate and a lightweight coarse aggregate, preferably in a ratio of 10 to 50% by weight, more preferably 15 to 45% by weight. Is. In addition, a lightweight fine aggregate having a wet density of 1.1 t / m 3 or more and a lightweight coarse aggregate having a wet density of 0.8 t / m 3 or more are used. It is preferable to blend so as to be m 3 or more, preferably 1.1 to 1.5 t / m 3 . As described above, preferably only the lightweight aggregate is used as the aggregate, and the lightweight fine aggregate and the lightweight coarse aggregate are mixed and used at an appropriate ratio, so that the hydraulic powder is adhered and cured. density of the reinforcing layer, 1t / m 3 or more, preferably obtainable ones 1.1~1.5t / m 3, has sufficient supporting force for the lightweight, yet overburden construction thereof, and drainage performance An excellent reinforcing layer can be formed. Such lightweight aggregates usually hold about 3 to 15% by weight of water in a wet state.
本発明において軽量骨材に混合、付着させて使用できる水硬性粉体は、水で練ったときに硬化性を示す無機質結合剤であって、具体的には普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、低発熱性ポルトランドセメント、高酸化鉄型ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、チタンセメント、マンガンセメント、クロムセメント、シリカセメント、アルミナセメント、高炉セメント、ホゾランセメント、これらセメントに高炉スラグ、フライアッシュ、シリカなどを配合した混合セメント、セメント系固化剤、石灰系固化剤などを例示することができる。これらは単独で使用してもよく、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。湿潤状態の軽量骨材にこのような水硬性粉体を付着させたものを補強層材料として使用することにより、水硬性粉体が硬化して軽量骨材同士をその接点において接着させて一体性を高め、充分な圧縮強度を有する補強層を形成することができる。 The hydraulic powder that can be used by mixing and adhering to the lightweight aggregate in the present invention is an inorganic binder exhibiting curability when kneaded with water, specifically, ordinary Portland cement, early strength Portland cement, Low exothermic Portland cement, high iron oxide Portland cement, white Portland cement, titanium cement, manganese cement, chromium cement, silica cement, alumina cement, blast furnace cement, hozolan cement, blast furnace slag, fly ash, silica etc. Examples thereof include mixed cement, cement-based solidifying agent, lime-based solidifying agent and the like. These may be used alone or in combination of two or more. By using such a lightweight aggregate with wet hydraulic powder as a reinforcing layer material, the hydraulic powder hardens and the lightweight aggregate is bonded to each other at the contact point. And a reinforcing layer having sufficient compressive strength can be formed.
とくに圧縮強度の大きい補強層得たい場合には、水硬性粉体の混合割合は、軽量骨材1m3(嵩容積)に対して、10〜150kg、とくに30〜70kgの割合とするのが好ましい。すなわち水硬性粉体の混合割合が過少であると、上記軽量骨材間の接着が不充分となり、圧縮強度が小さくなる傾向となる。一方、水硬性粉体の混合割合が過大となると硬化物の密度が大きくなりすぎて軽量性が損なわれ、また排水性も不充分となる傾向となる。 In particular, when it is desired to obtain a reinforcing layer having a high compressive strength, the mixing ratio of the hydraulic powder is preferably 10 to 150 kg, particularly 30 to 70 kg with respect to 1 m 3 (bulk volume) of the lightweight aggregate. . That is, if the mixing ratio of the hydraulic powder is too small, adhesion between the lightweight aggregates becomes insufficient, and the compressive strength tends to decrease. On the other hand, if the mixing ratio of the hydraulic powder is excessive, the density of the cured product becomes too large, the lightness is impaired, and the drainage tends to be insufficient.
本発明の地盤基礎補強構造においては、補強層の目詰まりを防止すると共に、ジオグリッド内への補強層の保持性を高めるために、ジオグリッドの表層をさらにジオテキスタイルで包み込んだ構造とするのが好ましい。補強層に上記粒状体を使用する場合は、使用する水硬性粉体の種類によっても異なるが、その硬化には数日を要することがあるので、ジオテキスタイルを使用する構造とすることにより、施工後の表面乾燥が防止され、硬化を短期で完結でき、したがって所望強度の補強層を短期で形成できるという利点もある。このような補強構造は、上記した工法において、ジオグリッドとジオテキスタイルを重ね合わせたものを、ジオテキスタイルが下面となるように敷設する以外は同様にして行なうことにより、形成することができる。 In the ground foundation reinforcing structure of the present invention, in order to prevent clogging of the reinforcing layer and to enhance the retention of the reinforcing layer in the geogrid, the surface layer of the geogrid is further wrapped with geotextile. preferable. When using the above granular material for the reinforcing layer, although it depends on the type of hydraulic powder used, it may take several days to harden, so by using a structure that uses geotextile, Further, there is an advantage that the surface drying of the resin can be prevented and the curing can be completed in a short time, and therefore, a reinforcing layer having a desired strength can be formed in a short time. Such a reinforcing structure can be formed by performing the above-described construction method in a similar manner except that the geogrid and the geotextile are laid so that the geotextile is on the lower surface.
ジオテキスタイルとしては、透水性が優れ、耐久性に優れたものが好ましく、強度、耐水性、軽量性、施工性などを考慮すると、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンからなる不織布を使用するのが好ましい。また透水性、強度等を考慮すると、繊維径が10〜500μm程度、目付が50〜500g/m2程度のものを使用するのが好ましい。 As the geotextile, those having excellent water permeability and durability are preferable, and considering strength, water resistance, light weight, workability, etc., it is preferable to use a nonwoven fabric made of polyolefin such as polyethylene or polypropylene. In consideration of water permeability and strength, it is preferable to use a fiber having a fiber diameter of about 10 to 500 μm and a basis weight of about 50 to 500 g / m 2 .
図2は、盛土の地盤基礎に本発明の補強構造を適用した実施例である。地山3前方の盛土施工現場の地盤4を浅く掘り返し、その地面に不織布2とジオグリッド1を余らせて敷設する。補強層に上記粒状体を使用する場合には、湿潤状態の軽量骨材、好ましくは湿潤状態にある軽量細骨材と軽量粗骨材の所定量を、工事現場においてミキサーに投入して混合した後、さらに水硬性粉体を投入して混合を継続するか、あるいは湿潤状態の軽量細骨材及び軽量粗骨材と水硬性粉体をミキサーに一括投入して混合することにより、軽量骨材の表面に水硬性粉体を付着させる。軽量骨材又は前記のようにして得られた粒状体を、上記ジオグリッド1の上部の補強個所に充填し、整地及び必要に応じ転圧して補強層5を形成する。転圧により、補強層5の密度及び圧縮強度は高くなるが、その一方で透水性などは低下するので、目的に応じ、転圧の強度を加減すればよい。上記したように、補強層の密度が0.3t/m3以上、例えば0.3〜1.5t/m3、とくに圧縮強度を高めたい場合には1t/m3以上、好ましくは1.1〜1.5t/m3、一軸圧縮強度が1.0N/mm2以上となるように、軽量骨材の種類と量、水硬性粉体の量、転圧の程度などを調整するのがよい。補強層5を形成した後、余らせたジオグリッド1及び不織布2を捲き返して補強層5を包み込み、図示する補強構造を形成する。
FIG. 2 shows an embodiment in which the reinforcing structure of the present invention is applied to a ground foundation for embankment. The
得られた構造体上に土を撒いて整地し、傾斜前面部と底面部を有するL字状格子型枠6を載置し、補強材としてのジオグリッド7を敷設し、地山3との間に盛土し、盛土層8を形成する。図ではこの操作を3回繰り返している。この盛土材として、上記のような軽量骨材又は軽量骨材に水硬性粉体を混合、付着させた粒状体を使用すると、軽量で且つ強度の高い盛土層を形成することができるので、地盤沈下に対する耐性を一層大きくすることができる。
Soil is spread on the obtained structure to level the ground, an L-shaped
図3は、コンクリート擁壁9の基礎に本発明の補強構造を適用した例であり、地盤10を浅く掘り返した基礎部に、上記実施例と同様にして形成された補強層15をジオグリッド11及び不織布12で包み込んだ構造体が設けられている。また図4は、ボックスカルバート23の基礎に本発明の補強構造を適用した例であり、地盤20を浅く掘り返した基礎部に、上記実施例と同様にして形成された補強層25をジオグリッド21及び不織布22で包み込んだ構造体が設けられている。
FIG. 3 shows an example in which the reinforcing structure of the present invention is applied to the foundation of the concrete retaining wall 9, and a reinforcing
1 ジオグリッド
2 不織布
4 地盤
5 補強層
8 盛土層
9 コンクリート擁壁
10 地盤
11 ジオグリッド
12 不織布
15 補強層
20 地盤
21 ジオグリッド
22 不織布
23 ボックスカルバート
25 補強層
1
11
21
Claims (9)
The ground foundation reinforcing structure according to claim 4, wherein the geotextile is a nonwoven fabric.
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