JP2010084406A

JP2010084406A - 軟弱地盤の改良工法及びその方法に使用する軟弱地盤の改良施工装置

Info

Publication number: JP2010084406A
Application number: JP2008253949A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Nakakuma; 和義中熊; Hideki Ota; 秀樹太田
Original assignee: Maruyama Kogyo Co Ltd
Current assignee: Maruyama Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-15

Abstract

【課題】軟弱地盤の改良地盤周辺部の地下水の低下を抑制しつつ、効果的に硬質地盤へと改良することができる改良工法及び改良施工装置を提供すること。
【解決手段】改良すべき改良地盤Ａと周辺部の地盤Ｂとを跨るように砂層Ｃや有機土層Ｄが存在する軟弱地盤の改良工法において、改良地盤Ａ内に第１の鉛直ドレーン材１１を配置し、改良地盤Ａ内に第１の真空ポンプＰ１からの真空圧を負荷して前記改良地盤Ａ内に隔離された減圧領域を造り出し、間隙水を強制排水して前記改良地盤Ａを硬質地盤へと改良するときに、改良地盤周辺部近傍に第２の鉛直ドレーン材１０１を、改良地盤周辺部の地盤Ｂに第３の鉛直ドレーン材１０４を夫々配置し、前記第２の鉛直ドレーン材１０１内に第２の真空ポンプＰ２からの真空圧を負荷させ、周辺部近傍からの間隙水を強制排水させ、これを第３の鉛直ドレーン材１０４へと排水させることで水流Ｓを形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、改良すべき改良地盤と改良地盤周辺部の地盤とを跨るように砂層や有機土層が存在する軟弱地盤の改良に伴う改良地盤周辺部の地下水の低下を抑制しつつ、軟弱地盤を効果的に硬質地盤へと改良することができる軟弱地盤の改良工法及び軟弱地盤の改良施工装置に関する。

従来、軟弱地盤の改良工法としては、改良する軟弱地盤（以下改良地盤という）上面を気密シートで被覆して前記改良地盤中に真空圧を負荷して、前記改良地盤中に改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出すと共に、軟弱地盤上に盛土を施して盛土の圧密載荷重を負荷することで、軟弱地盤を硬質地盤へと改良するようにしたものがある。

具体的には、図１３に示すように、改良地盤Ａ中に所定の間隔をおいて鉛直ドレーン材１を打設し、次いで、この各鉛直ドレーン材１の上端部１ａに接触するように水平ドレーン２を配置し、次いで、この水平ドレーン材２に真空タンク４を介して真空ポンプ５に繋がる集水管３を接続し、さらに改良地盤Ａ上面を前記鉛直ドレーン材１の上端部１ａ、水平ドレーン材２及び集水管３とともに気密シート６で被覆する。この後、前記集水管３に真空タンク４を介して接続する真空ポンプ５を稼働させるのである。

これにより、真空ポンプ５からの真空圧は、集水管３、水平ドレーン材２および鉛直ドレーン材１を介して改良地盤Ａへと伝播し、鉛直ドレーン材１を中心にその周囲の地盤を減圧状態の領域（以下減圧領域という）とする。
真空圧は、減圧領域となった鉛直ドレーン材１周りの地盤から、さらに外側周りの地盤へと伝播してゆき、この結果、鉛直ドレーン材１へと向かう地盤加圧（水圧、土圧）が発生する。

この地盤加圧に従って、鉛直ドレーン材１周囲の地盤に含まれる間隙水は鉛直ドレーン材１に向かって吸い出され、鉛直ドレーン材１、水平ドレーン材２及び集水管３を排水経路として排水され、これに伴って鉛直ドレーン材１周囲の地盤のさらに外側周りの地盤も減圧領域となる。

こうして、鉛直ドレーン材１を中心にしてその周囲の地盤に減圧領域が広がり、やがて改良地盤Ａ全域が減圧領域となり、同時に鉛直ドレーン材１を中心にして圧密、強度増加が進行し、改良地盤Ａ全域の圧密、強度増加が行われることになる。

以上の如くして、硬質地盤へと改良がなされる一方で、気密シート３上に盛土７を施すことにより、該盛土７の圧密載荷重によって改良地盤Ａの圧密脱水を行い、前述の圧力差による吸い出しと共働して、改良地盤Ａの圧密沈下が促進されるのである（特許文献１参照）。
特許第３２７０９６８号掲載公報（請求項１および２、図７参照）

ところが、上述の強制圧密脱水工法では真空圧により改良地盤の地下水を強制排水しているが、改良すべき改良地盤と改良地盤周辺部の地盤とを跨るように透水性の高い砂層や有機土層が存在している場合には、図１１中太矢印で示すように、前記砂層や有機土層を通して改良地盤周辺部Ｂの地下水が改良地盤Ａ側へと流れ込んで地下水位が低下し、この影響により軟弱な周辺地盤も重圧密が促進されて沈下等が誘発される。

地下水の排水を原因とする沈下の場合、その影響範囲が時間とともに拡大し、地盤改良の品質保持のため、十分な圧密時間を必要とする強制圧密脱水工法にあっては逆作用となるので、改良地盤外にする影響を出来るだけ少なくする対策が必要とされる。

本発明は、このような技術的課題に鑑みなされたものであり、軟弱地盤の改良に伴う改良地盤周辺部の地下水の低下を抑制しつつ、軟弱地盤を効果的に硬質地盤へと改良することができる軟弱地盤の改良工法及び軟弱地盤の改良施工装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、請求項１〜５記載の発明は、改良すべき改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨るように砂層Ｃや有機土層Ｄが存在する改良地盤Ａを真空圧を利用して硬質地盤へと改良する軟弱地盤の改良工法において、
前記改良地盤Ａ内に第１の鉛直ドレーン材１１を配置し、前記第１の鉛直ドレーン材１１を通して改良地盤Ａ内に第１の真空ポンプＰ１からの真空圧を負荷することで前記改良地盤Ａ内に改良地盤周辺部の地盤Ｂと隔離された減圧領域を造り出し、前記改良地盤Ａ中の間隙水を強制排水することで前記改良地盤Ａを硬質地盤へと改良するときに、
前記改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍に第２の鉛直ドレーン材１０１を配置すると共に、前記改良地盤周辺部の地盤Ｂに第３の鉛直ドレーン材１０４を配置し、前記第２の鉛直ドレーン材１０１内に第２の真空ポンプＰ２からの真空圧を負荷し、前記第２の鉛直ドレーン材１０１を通して前記改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍からの間隙水を第３の鉛直ドレーン材１０４へと排水することで、前記第２の鉛直ドレーン材１０１から第３の鉛直ドレーン材１０４を経て前記改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨る砂層Ｃや有機土層Ｄへと至る水流Ｓを形成することを特徴とする軟弱地盤の改良工法をその要旨とするものである。

請求項６〜１０記載の発明は、改良すべき改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨るように砂層Ｃや有機土層Ｄが存在する改良地盤Ａを真空圧を利用して硬質地盤へと改良する軟弱地盤の改良施工装置であって、
改良地盤Ａ内に配置される第１の鉛直ドレーン材１１と、
前記第１の鉛直ドレーン材１１を通して改良地盤Ａ内に真空圧を負荷する第１の真空ポンプＰ１とを有し、
さらに、前記改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍に配置される第２の鉛直ドレーン材１０１と、
前記改良地盤周辺部の地盤Ｂに配置される第３の鉛直ドレーン材１０４と、
前記第２の鉛直ドレーン材１０１内に真空圧を負荷する第２の真空ポンプＰ２と、
を備えたことを特徴とする軟弱地盤の改良施工装置をその要旨とするものである。

本発明の改良工法及び改良施工装置にあっては、改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍に配置された第２の鉛直ドレーン材１０１から改良地盤周辺部の地盤Ｂに配置された第３の鉛直ドレーン材１０４を経て前記改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨る砂層Ｃや有機土層Ｄへと至る水流Ｓを形成することができる。このため、該水流Ｓが砂層Ｃや有機土層Ｄを通して改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へと流れ込むのを効果的に阻止するので、改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へ流れ込んで周辺地盤の重圧密が促進されて沈下等が誘発される恐れを解消することができる。また、本発明の改良工法及び改良施工装置にあっては、水流Ｓによって改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へと流れ込むのが効果的に阻止されるので、真空圧を利用した硬質地盤への地盤改良がより効果的に進行することになる。

また、この改良工法及び改良施工装置にあっては、第３の鉛直ドレーン材１０４にフロート式逆止弁１０６を配置することもできる。この場合、第３の鉛直ドレーン材１０４のフロート式逆止弁１０６が第３の鉛直ドレーン材１０４内への空気の進入を阻止するので、第２の鉛直ドレーン材１０１内部の圧力が所定の範囲に維持され、砂層Ｃや有機土層Ｄを通して改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へ流れ込むのを阻止する水流Ｓを確実に維持することができる。

また、この改良工法及び改良施工装置にあっては、第１の真空ポンプＰ１から第１の鉛直ドレーン材１１に至る真空圧の伝播経路と、第２の真空ポンプＰ２から第２の鉛直ドレーン材１０１に至る真空圧の伝播経路とを逆止弁２１を介して接続することができ、この場合、改良地盤Ａ上に盛土２０がなされていて第１の真空ポンプＰ１が故障しても、第２の真空ポンプＰ２で引き続き地盤改良を続行できるので、改良停止による盛土のすべりを効果的に防止できる、という効果がある。

以下、本発明の軟弱地盤の改良工法及び改良施工装置を、図面に示した一実施の形態に従って、更に詳しく説明する。尚、本発明の改良施工装置は、本発明の改良工法を説明する過程で同時に説明を行うこととする。本発明の改良工法は、改良すべき改良地盤と改良地盤周辺部の地盤とを跨るように砂層や有機土層が存在する軟弱地盤に真空圧を利用して改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出し、前記軟弱地盤中の間隙水を排水することで、前記軟弱地盤を硬質地盤へと改良するものである。

改良地盤中に真空圧を利用して改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出す方法としては特に限定されない。例えば本発明者が提案している特許第３２７０９６８号掲載公報や特開２００３−５５９５１号公報に記載されている改良工法が、従来のサンドマットを用いた従来工法に比べて、より効率的に真空圧を改良地盤中に負荷することができ、より効果的な地盤改良が実現できるという点で好ましい。

図１に示す形態では、特許第３２７０９６８号掲載公報に記載の改良工法であり、改良地盤上面を気密シートで被覆して前記改良地盤中に真空圧を負荷することで、前記改良地盤中に改良地盤周辺部と隔離された減圧領域を造り出す方法を採用した。図１に示す形態は、改良地盤Ａ中に上端部を残して所定の間隔をおいて第１の鉛直ドレーン材１１を打設することにより、地盤Ａ中に鉛直排水路を造成する工程と、真空ポンプＰ１と繋がる第１の水平ドレーン材１２を第１の鉛直ドレーン上端部１１ａと接触するように改良地盤Ａ上に水平状に配置する工程と、改良地盤Ａ上を第１の鉛直ドレーン材上端部１１ａおよび第１の水平ドレーン材１２とともに気密シート１３で覆う工程と、第１の水平ドレーン１２と集水管１４及び真空タンク（図示しない）を介して繋がる第１の真空ポンプ１５を稼働させて地盤Ａ上面に真空圧の状態を造り出す工程とからなるものである。

地盤中に鉛直排水路を造成する工程は、第１の鉛直ドレーン材１１を改良地盤Ａ中に所定の間隔をおいて打設することからなる。第１の鉛直ドレーン材１１としては、従来より使用されているドレーン材を用いることができる。その中でもペーパードレーン材は、マンドレルに内挿した状態で改良地盤中に貫入し、ペーパードレーン材を改良地盤に残したままマンドレルを引き上げることで打設することができ、打設作業の容易さ、目詰まりが生じ難く、確実な透水材としての機能をもつことから好ましい。図１及び図２に示す形態では、長尺なプラスチックネットを芯材とし、このネットの表裏に不織布、フェルト、織物、編物などの繊維シートからなるフィルター層を設けた帯状物を採用している。

この第１の鉛直ドレーン材１１によれば、改良地盤Ａ中の間隙水及び空気は、プラスチックネット表面に積層した繊維シート側から侵入し、プラスチックネットと繊維シートとの隙間、及び繊維シートの構成繊維相互間を通して移動するようになる。このような構成を有する第１の鉛直ドレーン材１１を採用したため、第１の鉛直ドレーン材１１は、改良地盤Ａ中の土砂などによって閉塞し難く、間隙水及び空気の第１の鉛直ドレーン材１１内部への侵入や該第１の鉛直ドレーン材１１の長手方向への移動に支障を来す恐れがない。

この第１の鉛直ドレーン材１１を改良地盤Ａ中に上端部１１ａを残して所定の間隔をおいて打設することで、改良地盤Ａ中には所定の間隔をおいて鉛直状の鉛直排水路が造成されることになり、各排水路間の改良地盤中に含まれる間隙水及び空気は、図１中矢印で示すように第１の鉛直ドレーン材１１よりなる鉛直排水路を通して改良地盤Ａ上面へと吸い上げられ、第１の鉛直ドレーン材上端部１１ａより排出されるようになる。

次に、第１の真空ポンプＰ１と繋がる第１の水平ドレーン材１２を配置する。図１及び２に示すように、第１の鉛直ドレーン材上端部１１ａは地盤Ａの上面に突出している。この突出部分に帯状の第１の水平ドレーン材１２を接触するように平行状に配置するのである。第１の水平ドレーン材１２は、間隙水及び空気が該第１の水平ドレーン材１２の長手方向へと移動できる通路としての機能を持つものであり、図示の例では、第１の鉛直ドレーン材１１と同じく、長尺なプラスチックネットを芯材とし、このネットの表裏に不織布、フェルト、織物、編物などの繊維シートからなるフィルター層を設けた帯状物を採用している。

第１の水平ドレーン材１２によれば、第１の鉛直ドレーン材１１をとおして吸い上げられた間隙水及び空気は、プラスチックネット表面に積層した繊維シート側から侵入し、プラスチックネットと繊維シートとの隙間、及び繊維シートの構成繊維相互間を通して移動するようになる。このような構成を有する第１の水平ドレーン材１２を採用したため、第１の水平ドレーン材１２が改良地盤Ａ中の砂や土砂などによって閉塞してしまい、間隙水及び空気が第１の水平ドレーン材１２内部への侵入が困難となったり、同じく地盤中の砂や土砂などによって通路が閉塞して水及び空気が該通水材の長手方向へ移動できなかったりすることが少ない。

この第１の水平ドレーン材１２の一端側には真空タンク（図示しない）を介して第１の真空ポンプＰ１が連結されている。そして、図１に示すように、第１の真空ポンプＰ１からの真空圧が、真空タンク（図示しない）を介して第１の水平ドレーン材１２、第１の水平ドレーン材１２と繋がる第１の鉛直ドレーン材１１へと伝播されるようになっている。

次いで、図１及び図２に示すように、改良地盤Ａ上を前記第１の鉛直ドレーン材１１の上端部１１ａ及び第１の水平ドレーン材１２とともに気密シート１３で覆うのである。気密シート１３としては、厚手の合成樹脂シートなど気密性を有するものであれば特に限定されないが、図示の例では、不織布、フェルト、織物、編物などの繊維シート表面に合成樹脂フィルムをラミネートして、シート強度を高めたものを採用した。この気密シート１３で改良地盤Ａ上を覆い、この状態で第１の真空ポンプＰ１を作動させると、真空ポンプＰ１からの真空圧が、真空タンク（図示しない）を介して第１の水平ドレーン材１２、第１の水平ドレーン材１２と繋がる第１の鉛直ドレーン材１１へと確実に伝播され、改良地盤Ａ中の第１の鉛直ドレーン材１１周囲は負圧状態となり、地盤Ａ中における間隙水圧との間に差が生じるようになる。

そしてこの圧力差によって、改良地盤Ａ中の間隙水と空気は、図１中矢印で示したように、第１の鉛直ドレーン材１１を通じて改良地盤Ａ表面へと吸い出され、第１の鉛直ドレーン材１１の上端部１１ａと接触する第１の水平ドレーン材１２を通って改良地盤Ａ外へと排出され、改良地盤Ａの圧密脱水が効果的に進行し、軟弱地盤が硬質地盤へと改良されることになる。

また、図１及び図２に示す形態では、特開２００３−５５９５１号公報に示すように、地盤改良に際して、真空圧を負荷して改良地盤中に減圧領域を造り出すことにより、改良地盤内から吸い出された間隙水を前記真空圧の伝播経路とは別の排水経路を通じて排出する方法を採用している。

具体的には、図１及び図２に示すように、改良地盤Ａ中に所定の間隔をおいて設置した各第１の鉛直ドレーン材１１に第１の水平ドレーン材１２を介して繋がる集水管１４下側の改良地盤Ａ内に改良地盤外へと通じる排水タンク１６を配置して、前記集水管１４に集水された間隙水を前記排水タンク１６へと排水するのである。

この場合、図１及び図２に示すように、集水管１４と排水タンク１６とは、重力を利用して水と空気とを分離するセパレータ１８を介して接続し、このセパレータ１８によって前記集水管１４内の間隙水を前記排水タンク１６へと導水するようにするのが望ましい。また、排水タンク１６内には排水ポンプ１７を内蔵させ、前記排水タンク１６内の間隙水を改良地盤Ａ外に繋がる排水管１９を通じて改良地盤Ａ外へと強制的に排出することにより、より効率的な排水が可能となる。尚、図１に示すように、排水管１９からの間隙水は後述する第２の鉛直ドレーン材１０１から第２の水平ドレーン材１０２、集水管１０３を通じて第３の鉛直ドレーン材１０４上端部に造られた溝１０５内に排水するようにしても良い。

また、図１及び図２に示すように、地盤改良に際しては、軟弱地盤Ａ上に盛土２０を施して盛土荷重を負荷することもできる。盛土２０は気密シート１３上に施す。これにより、該盛土２０の圧密載荷重によって改良地盤Ａの圧密脱水がより効率よく行われ、圧力差による吸い出しと共働して、改良地盤Ａの圧密沈下が促進されることになる。

本発明の改良工法は、上述した軟弱地盤の硬質地盤への改良と同時に改良地盤周辺対策が行われるようになっている。すなわち本発明の改良工法は、上述の方法、装置によって改良地盤Ａを硬質地盤へと改良するときに、改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍から改良地盤周辺部の地盤Ｂ、改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨る砂層Ｃや有機土層Ｄへと至る水流Ｓを形成して、砂層Ｃや有機土層Ｄを通して改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へと流れ込むのを阻止するものである。

すなわち、図１及び図２に示すように、改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍に第２の鉛直ドレーン材１０１を配置すると共に、前記改良地盤周辺部の地盤Ｂに第３の鉛直ドレーン材１０４を配置し、前記第２の鉛直ドレーン材１０１内に第２の真空ポンプＰ２からの真空圧を負荷し、前記第２の鉛直ドレーン材１０１を通して前記改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍からの間隙水を第３の鉛直ドレーン材１０４へと排水することで、前記第２の鉛直ドレーン材１０１から第３の鉛直ドレーン材１０４を経て前記改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとに跨る砂層Ｃや有機土層Ｄへと至る水流Ｓを形成するのである。

第２の鉛直ドレーン材１０１は鉛直排水路として機能するものであり、第３の鉛直ドレーン材１０４は、鉛直給水路として機能するものである。これらは、通水経路として機能するものであれば特に限定されないが、図示の例では、第１の鉛直ドレーン材１１と同じく、長尺なプラスチックネットを芯材とし、このネットの表裏に不織布、フェルト、織物、編物などの繊維シートからなるフィルター層を設けた帯状物を採用している。これら第２の鉛直ドレーン材１０１及び第３の鉛直ドレーン材１０４は、第１の鉛直ドレーン材１１と同様にマンドレルなどを用いて打設することができる。

第２の鉛直ドレーン材１０１は、図１及び図２に示すように、改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍、つまり改良地盤Ａの改良地盤周辺部との境界部分に破線状となるように上端部１０１ａを残して所定の間隔をおいて打設され、改良地盤Ａ中内の該改良地盤周辺部近傍には所定の間隔をおいて鉛直状の鉛直排水路が造成されることになる。

次に、第２の真空ポンプＰ２と繋がる第２の水平ドレーン材１０２を配置する。図１及び２に示すように、第２の鉛直ドレーン材１０１の上端部１０１ａは改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍上面に突出している。この突出部分に帯状の第２の水平ドレーン材１０２を接触するように平行状に配置するのである。第２の水平ドレーン材１０２は、第２の鉛直ドレーン材１０１から吸い上げられた改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍の間隙水及び空気を該第２の水平ドレーン材１０２の長手方向へと移動できる通路としての機能を持つものであり、図示の例では、第２の鉛直ドレーン材１０１と同じく、長尺なプラスチックネットを芯材とし、このネットの表裏に不織布、フェルト、織物、編物などの繊維シートからなるフィルター層を設けた帯状物を採用している。

第２の水平ドレーン材１０２によれば、第２の鉛直ドレーン材１０１を通して吸い上げられた間隙水及び空気は、プラスチックネット表面に積層した繊維シート側から侵入し、プラスチックネットと繊維シートとの隙間、及び繊維シートの構成繊維相互間を通して移動するようになる。このような構成を有する第２の水平ドレーン材１０２を採用したため、第２の水平ドレーン材１０２が改良地盤Ａ中の砂や土砂などによって閉塞してしまい、間隙水及び空気が第２の水平ドレーン材１０２内部への侵入が困難となったり、同じく地盤中の砂や土砂などによって通路が閉塞して水及び空気が該通水材の長手方向へ移動できなかったりすることが少ない。

この第２の水平ドレーン材１０２の一端側には真空タンク（図示しない）を介して第２の真空ポンプＰ２が連結されている。そして、図１に示すように、第２の真空ポンプＰ２からの真空圧が、真空タンク（図示しない）を介して第２の水平ドレーン材１０２、第２の水平ドレーン材１０２と繋がる第２の鉛直ドレーン材１０１へと伝播されるようになっている。

次いで、図１及び図２に示すように、改良地盤Ａ上を第２の鉛直ドレーン材１０１の上端部１０１ａ及び第２の水平ドレーン材１０２とともに気密シート１３で覆うのである。尚、図示の場合、気密シート１３は、第２の鉛直ドレーン材１０１の上端部１０１ａ及び第２の水平ドレーン材１０２だけではなく、前述の第１の鉛直ドレーン材１１の上端部１１ａ及び第１の水平ドレーン材１２も被覆するようにした。

この気密シート１３で改良地盤Ａ上を覆い、この状態で第２の真空ポンプＰ２を作動させると、真空ポンプＰ２からの真空圧が、真空タンク（図示しない）を介して第２の水平ドレーン材１０２、第２の水平ドレーン材１０２と繋がる第２の鉛直ドレーン材１０１へと確実に伝播され、改良地盤Ａ中の第２の鉛直ドレーン材１０１周囲は負圧状態となり、改良地盤Ａの周辺部分における間隙水圧との間に差が生じ、この圧力差によって、改良地盤Ａの周辺部分における間隙水と空気は、第２の鉛直ドレーン材１０１を通じて改良地盤Ａ表面へと吸い出される。

第２の鉛直ドレーン材１０１から第２の水平ドレーン材１０２を介して吸い出された間隙水は、集水管１０３を通じて第３の鉛直ドレーン材１０４へと排水される。第３の鉛直ドレーン１０４は、図１及び図２に示すように、改良地盤Ａの周辺部分に打設された第２の鉛直ドレーン材１０１からなる破鉛直排水路に対応するように、改良地盤周辺部の地盤Ｂに線状となるように所定の間隔をおいて打設され、改良地盤周辺部の地盤Ｂ内に所定の間隔をおいて鉛直状の鉛直給水路が造成されることになる。

第３の鉛直ドレーン１０４の上端部には各第３の鉛直ドレーン１０４上端部を繋ぐ溝１０５が造られ、この溝１０５に第２の水平ドレーン材１０２に繋がる集水管１０３の先端が配されており、第２の鉛直ドレーン材１０１からの間隙水は、第２の水平ドレーン材１０２、集水管１０３を通じて溝１０４へと排水され、この溝１０４を通じて間隙水が第３の鉛直ドレーン材１０４に給水されるようになっている。

第３の鉛直ドレーン材１０４に給水された間隙水は、鉛直給水路である第３の鉛直ドレーン１０４内を流下する過程で、周辺地盤Ｂの中間層や下部層に存在し、改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとに跨る透水性の高い砂層Ｃや有機土層Ｄに流れ込み、これら砂層Ｃや有機土層Ｄを通じて再び、鉛直排水路である第２の鉛直ドレーン１０１へと流れ、ここに第２の鉛直ドレーン材１０１から第３の鉛直ドレーン材１０４を経て前記改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨る砂層Ｃや有機土層Ｄへと至る水流Ｓが形成される。

この水流Ｓが、砂層Ｃや有機土層Ｄを通して改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へと流れ込むのを効果的に阻止するので、改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へ流れ込んで周辺地盤の重圧密が促進されて沈下等が誘発される恐れを解消することができるのである。この水流Ｓによって改良地盤周辺部の地盤Ｂ中の地下水が改良地盤Ａ側へと流れ込むのが効果的に阻止されるので、真空圧を利用した硬質地盤への地盤改良はより効果的に進行することになる。

尚、第３の鉛直ドレーン材１０４からなる鉛直給水路は、周辺地盤Ｂの種類によっては、必ずしも改良地盤Ａを取り囲むように所定間隔に造成する必要はなく、周辺地盤Ｂの地下水が地盤改良に伴って強制排水される恐れがある部分にのみ集中的に造成することもできる。

尚、第３の鉛直ドレーン材１０４からなる鉛直給水路は、改良地盤Ａから可能な限り離して造成するのが望ましい。具体的には改良地盤Ａから１０〜２０ｍ以上離して造成するとよい。

第２の鉛直ドレーン材１０１から排水される間隙水量が減少し、溝１０４内の間隙水位がＯ近くまで低下すると、第３の鉛直ドレーン材１０４には、空気が入り込み可能性がある。第３の鉛直ドレーン材１０４内に空気が入り込むと、その空気は上述の水流Ｓに乗って第２の鉛直ドレーン材１０１内へと運ばれることになる。そうすると、入り込んだ空気によって第２の鉛直ドレーン材１０１内の圧力が変化し、真空圧による間隙水の排水効率が低下し、水流Ｓが消滅する恐れが生じる。

このような不具合を解消するため、図示の例では、第３の鉛直ドレーン材１０４にフロート式逆止弁１０６を配置している。第２の鉛直ドレーン材１０１から排水される間隙水量が減少し、溝１０４内の間隙水位がＯ近くまで低下すると、間隙水位低下に伴ってフロート式逆止弁１０６が第３の鉛直ドレーン材１０４を閉塞し、空気の第３の鉛直ドレーン材１０４への進入を阻止するので、これにより、第２の鉛直ドレーン材１０１内部の圧力が所定の範囲に維持されるようにすることができる。

また、図示の例では、第１の真空ポンプＰ１から第１の鉛直ドレーン材１１に至る真空圧の伝播経路（具体的には集水管１４）と、第２の真空ポンプＰ２から第２の鉛直ドレーン材１０１に至る真空圧の伝播経路（具体的には集水管１０３）とが連結管２２によって連結され、この連結管２２には逆止弁２１が配置されている。このような形態とすることで、例えば改良地盤Ａ上に盛土２０がなされていて第１の真空ポンプＰ１が故障しても、集水管１４側の真空圧の低下に伴って逆止弁２１が開き、第２の真空ポンプＰ２からの真空圧が連結管２２、集水管１４を通して地盤改良側で伝播するようになるので、引き続き地盤改良を続行することができ、改良停止による盛土のすべりを効果的に防止することができる。

尚、上記実施の形態に示した例は、単なる説明例に過ぎず、例えば改良地盤周辺部Ｂの地盤の種類により、鉛直供給路の造成ラインを改良地盤周辺部Ｂの周りに二重、三重に設けるなど、特許請求の範囲の欄に記載された範囲内で自由に変更することができる。

本発明の改良施工装置を示した断面模式図。同じく図１の平面模式図。従来の改良工法の適用例を示した模式図。

符号の説明

１１、１０１、１０４・・・鉛直ドレーン材
１２、１０２・・・水平ドレーン材
１３・・・気密シート
Ｐ１、Ｐ２・・・真空ポンプ
１０２・・・止水材
１０７、１０７ａ、１０７ｂ・・・止水壁
１０５・・・溝
Ａ・・・改良地盤
Ｂ・・・改良地盤周辺部
Ｃ・・・透水性の高い砂層
Ｄ・・・有機土層

Claims

改良すべき改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨るように砂層Ｃや有機土層Ｄが存在する改良地盤Ａを真空圧を利用して硬質地盤へと改良する軟弱地盤の改良工法において、
前記改良地盤Ａ内に第１の鉛直ドレーン材１１を配置し、前記第１の鉛直ドレーン材１１を通して改良地盤Ａ内に第１の真空ポンプＰ１からの真空圧を負荷することで前記改良地盤Ａ内に改良地盤周辺部の地盤Ｂと隔離された減圧領域を造り出し、前記改良地盤Ａ中の間隙水を強制排水することで前記改良地盤Ａを硬質地盤へと改良するときに、
前記改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍に第２の鉛直ドレーン材１０１を配置すると共に、前記改良地盤周辺部の地盤Ｂに第３の鉛直ドレーン材１０４を配置し、前記第２の鉛直ドレーン材１０１内に第２の真空ポンプＰ２からの真空圧を負荷し、前記第２の鉛直ドレーン材１０１を通して前記改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍からの間隙水を第３の鉛直ドレーン材１０４へと排水することで、前記第２の鉛直ドレーン材１０１から第３の鉛直ドレーン材１０４を経て前記改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨る砂層Ｃや有機土層Ｄへと至る水流Ｓを形成することを特徴とする軟弱地盤の改良工法。
第１の鉛直ドレーン材上端部１１ａと接触するように第１の真空ポンプＰ１と繋がる第１の水平ドレーン材１２を改良地盤Ａ上に水平状に配置すると共に、第２の鉛直ドレーン材上端部１０１ａと接触するように第２の真空ポンプＰ２と繋がる第２の水平ドレーン材１０２を改良地盤Ａ上に水平状に配置することを特徴とする請求項１記載の軟弱地盤の改良工法。
改良地盤Ａ上面を第１及び第２の鉛直ドレーン材上端部１１ａ、１０１ａ並びに第１及び第２の水平ドレーン材１２、１０２とともに気密シート１３で覆うことを特徴とする請求項２記載の軟弱地盤の改良工法。
第３の鉛直ドレーン材１０４にフロート式逆止弁１０６を配置して、第２の鉛直ドレーン材１０１内部の圧力が所定の範囲に維持されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の軟弱地盤の改良工法。
第１の真空ポンプＰ１から第１の鉛直ドレーン材１１に至る真空圧の伝播経路と、第２の真空ポンプＰ２から第２の鉛直ドレーン材１０１に至る真空圧の伝播経路とを逆止弁２１を介して接続したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法。
改良すべき改良地盤Ａと改良地盤周辺部の地盤Ｂとを跨るように砂層Ｃや有機土層Ｄが存在する改良地盤Ａを真空圧を利用して硬質地盤へと改良する軟弱地盤の改良施工装置であって、
改良地盤Ａ内に配置される第１の鉛直ドレーン材１１と、
前記第１の鉛直ドレーン材１１を通して改良地盤Ａ内に真空圧を負荷する第１の真空ポンプＰ１とを有し、
さらに、前記改良地盤Ａ内の該改良地盤周辺部近傍に配置される第２の鉛直ドレーン材１０１と、
前記改良地盤周辺部の地盤Ｂに配置される第３の鉛直ドレーン材１０４と、
前記第２の鉛直ドレーン材１０１内に真空圧を負荷する第２の真空ポンプＰ２と、
を備えたことを特徴とする軟弱地盤の改良施工装置。
第１の鉛直ドレーン材上端部１１ａと接触するように第１の真空ポンプＰ１と繋がる第１の水平ドレーン材１２を改良地盤Ａ上に水平状に配置すると共に、第２の鉛直ドレーン材上端部１０１ａと接触するように第２の真空ポンプＰ２と繋がる第２の水平ドレーン材１０２を改良地盤Ａ上に水平状に配置したことを特徴とする請求項６記載の軟弱地盤の改良施工装置。
改良地盤Ａ上面を第１及び第２の鉛直ドレーン材上端部１１ａ、１０１ａ並びに第１及び第２の水平ドレーン材１２、１０２とともに気密シート１３で被覆したことを特徴とする請求項７記載の軟弱地盤の改良施工装置。
第３の鉛直ドレーン材１０４にフロート式逆止弁１０６を配置して、第２の鉛直ドレーン材１０１内部の圧力が所定の範囲に維持されるようにしたことを特徴とする請求項６記載の軟弱地盤の改良施工装置。
第１の真空ポンプＰ１から第１の鉛直ドレーン材１１に至る真空圧の伝播経路と、第２の真空ポンプＰ２から第２の鉛直ドレーン材１０１に至る真空圧の伝播経路とを逆止弁２１を介して接続したことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の軟弱地盤の改良施工装置。