JP2011196173A - 杭の配置方法および基礎構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】杭式改良において改良効果を高めることのできるの杭の配置方法を提供する。
【解決手段】平面上で交差するＸ軸およびＹ軸を設定し、Ｘ軸方向にｄ１の中心間距離をもってｍ列配置するとともに、Ｙ軸方向にｄ２の中心間距離をもってｎ列配置した複数の杭２を１つの杭群Ｐとし、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ１×ｍの距離およびＹ軸方向へｄ２×０．５の距離だけ離れた点が群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ）となるように第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を配置し、第１の杭群（Ｐ（ｎ，ｎ））の中心からＸ軸方向へｄ１×０．５の距離およびＹ軸方向へｄ２×ｎの距離だけ離れた点が群中心Ｃ（ｎ，ｎ＋１）となるように第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を配置する。このように一定の規則に則りつつあたかも無作為に杭２を配置したようにすることで、地盤Ｇに対する改良効果を高めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、杭の配置方法および複数の杭を備えた基礎構造体に係り、地盤の耐震補強としての深層混合処理工法に好適である。

従来、軟弱地盤や液状化地盤を改良するために、セメント系固化剤を撹拌混合して地盤を柱状に固化する深層混合処理工法が広く用いられている。深層混合処理工法は、施工中の振動や騒音が少ないことから、市街地での施工や既設構造物に近接する施工に対する適用性の高さが評価されている。深層混合処理工法の改良形式としては、図１６（Ａ）に示すような独立した複数の杭２を連続配置した正方形の頂点に配置する整列配置や、図１６（Ｂ）に示すような独立した複数の杭２を、合同な２つの正三角形を組み合わせて連続配置した斜方形の頂点に配置する千鳥配置等の杭式改良の他、図１６（Ｃ）に示すように、各列に配置された杭２をオーバーラップした状態で連設することで壁状の改良体を形成する壁式改良、図１６（Ｄ）に示すように、壁状の改良体を正方格子状に配置した格子式改良、および地盤全体を改良するブロック式改良が知られている。これら改良形式の間では、地盤の支持力向上や地盤の液状化防止などの改良効果は、ブロック式改良が最も高く、杭式改良が最も低いとされている。

杭式改良の特徴は、杭のオーバーラップ部がないため、施工効率が良く、地下の既設構造物に対しても杭の配置を工夫することにより柔軟に対応した施工が可能であることである。一方、格子式改良やブロック式改良は、壁式改良を発展させた或いは壁式改良を密に行ったものであり、壁式改良よりも改良体のオーバーラップ部が多く、施工効率が悪くなる特徴を有する。また、既設の地下構造物が存在する場合にはこれら形式の施工は困難となる。他方、格子式改良は、格子状の改良体の内部に未改良土を存置するためブロック式改良に比べて改良率（改良対象地盤の体積に対する改良体の体積の比率）は低くなるが、改良体が地震時のせん断変形を抑制することによって液状化を効果的に防止し得る。そのため、液状化対策として深層混合処理で地盤改良を行う場合、ブロック式または格子式を適用するのが一般的である。

しかし、ブロック式や格子式の深層混合処理工法は、改良効果が高い反面、改良率が高くなって材料コストが上昇する。そこで、改良対象区域の外周に沿って深層混合処理工法による壁状の改良体を環状に形成し、壁状の改良体に囲繞された改良対象区域内に、硬化の際に膨張するセメント系材料を用いて深層混合処理工法による杭式改良を行う液状化対策工法（特許文献１参照）なども提案されている。

特許第３６２４５１４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液状化対策工法では、ブロック式や格子式に比べれば改良率を低減できるが、硬化の際に膨張するセメント系材料を用いるため、通常のセメントを用いた場合に比べて材料コストが上昇する。また、対象区域内に既設の地下構造物が存在する場合には、セメント系材料の膨張によって地下構造物が水平方向の力を受けるため、適用自体が困難である。一方、杭式改良においても、改良効果を高めるために杭のピッチを狭めることが考えられるが、この方法を採った場合には改良率の上昇と共に材料コストも上昇する。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、高価な材料を用いたり改良率を上昇させたりすることなく改良効果を高めることのできるの杭の配置方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る杭（２）の配置方法は、互いに交差するＸ軸およびＹ軸を平面上に設定し、Ｘ軸方向にｄ１の中心間距離をもってｍ列配置するとともに、Ｙ軸方向にｄ２の中心間距離をもってｎ列配置した複数の杭（２）を１つの杭群（Ｐ）とし、第１の杭群（Ｐ（ｎ，ｎ））の中心（Ｃ（ｎ，ｎ））からＸ軸方向へｄ１×ｍおよびＹ軸方向へｄ２×０．５離れた点がその中心（Ｃ（ｎ＋１，ｎ））となるように第２の杭群（Ｐ（ｎ＋１，ｎ））を配置し、第１の杭群（Ｐ（ｎ，ｎ））の中心からＸ軸方向へｄ１×０．５およびＹ軸方向へｄ２×ｎ離れた点がその中心（Ｃ（ｎ，ｎ＋１））となるように第３の杭群（Ｐ（ｎ，ｎ＋１））を配置し、第２の杭群および第３の杭群をそれぞれ第１の杭群と仮定して更に第２の杭群および第３の杭群を配置することを特徴とする。なお、ｍおよびｎは自然数であり、複数の杭で１つの杭群を構成すべく、ｍ×ｎは２以上となる。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る基礎構造体（１）は、Ｘ軸とＹ軸とが互いに交差する平面上において、Ｘ軸方向にｄ１の中心間距離をもってｍ列配置されるとともに、Ｙ軸方向にｄ２の中心間距離をもってｎ列配置された複数の杭（２）によって１つの杭群（Ｐ）が構成され、第１の杭群（Ｐ（ｎ，ｎ））の中心（Ｃ（ｎ，ｎ））からＸ軸方向へｄ１×ｍおよびＹ軸方向へｄ２×０．５離れた点がその中心（Ｃ（ｎ＋１，ｎ））となるように第２の杭群（Ｐ（ｎ＋１，ｎ））が配置され、第１の杭群（Ｐ（ｎ，ｎ））の中心（Ｃ（ｎ，ｎ））からＸ軸方向へｄ１×０．５およびＹ軸方向へｄ２×ｎ離れた点がその中心（Ｃ（ｎ，ｎ＋１））となるように第３の杭群（Ｐ（ｎ，ｎ＋１））が配置され、第２の杭群および第３の杭群をそれぞれ第１の杭群と仮定したときに第２の杭群および第３の杭群が配置される位置に更に杭群が配置されたことを特徴とする。

本発明によれば、各群の中心が平面格子の格子点となるようにすることで、一定の規則性をもって杭を配置しつつ、あたかも無作為に配置したように杭を配置することができる。そして、杭を所定の軸方向に配列する杭式改良による地盤改良では、杭列間に存在する未改良領域が列方向に延在することが地盤の液状化を効果的に防止できない理由と考えられるが、この問題に対して本発明では、第２の杭群の杭が第１の杭群のＸ軸方向に沿う杭列の中間線上に配置されるため、Ｘ軸方向に沿う杭列間の未改良領域の長さが短くなる。また、第３の杭群の杭が第１の杭群のＹ軸方向に沿う杭列の中間線上に配置されるため、Ｙ軸方向に沿う杭列間の未改良領域の長さも短くなる。そのため、同じ改良率であっても、通常の方法で杭を配置した杭式改良に比べて改良効果を高くすることができる。

また、上記した杭の配置方法および基礎構造体においては、第２の杭群の中心からＸ軸方向へｄ１×ｍおよびＹ軸方向へｄ２×（−０．５）離れた点がその中心となるように第４の杭群を配置するようにしたり、第３の杭群の中心からＸ軸方向へｄ１×（−０．５）およびＹ軸方向へｄ２×ｎ離れた点がその中心となるように第５の杭群を配置するようにしたりすることができる。このような配置としても、通常の方法で杭を配置した杭式改良に比べて同じ改良率で改良効果を高くすることができる。

また、上記した杭の配置方法および基礎構造体においては、Ｘ軸方向とＹ軸方向とが９０度の角度をもって交差するようにしたり、ｄ１とｄ２とが等しくなるようにしたり、ｍとｎとがともに２であるようにしたりするとよい。このようにすることにより、施工を容易にし、改良効果を効果的に高めることができる。

このように本発明によれば、高価な材料を用いたり改良率を高めたりすることなく改良効果を高めることができる。

第１実施形態に係る基礎構造体の断面図 第１実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第１実施形態に係る杭の配置による作用効果の説明図 第１実施形態に係る杭の配置による効果を示すグラフ 第２実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第２実施形態に係る杭の配置による作用効果の説明図 第３実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第４実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第４実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第５実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第６実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第７実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第７実施形態に係る杭の配置による作用効果の説明図 第８実施形態に係る杭の配置方法による杭伏図 第８実施形態に係る杭の配置による作用効果の説明図 従来技術に係る杭の配置例を示す杭伏図

以下、本発明に係る杭の配置方法について図面を参照しながら説明する。

≪第１実施形態≫
図１に示すように、本実施形態の配置方法によって杭を配置した基礎構造体１は、軟弱な地盤Ｇに構築された複数の杭２と、複数の杭２をその杭頭で連結するように地盤Ｇの上部に版状に構築された改良層３とからなる。各杭２は、深層混合処理工法によって造成される。深層混合処理工法としては、機械撹拌方式、高圧噴射方式および機械撹拌併用型高圧噴射方式のいずれを用いてもよく、固化材には、普通ポルトランドセメントや高炉セメント、セメント系固化材、石灰系固化材、或いはこれに添加剤を加えたものなど、一般的に使用されているものを用いればよい。本実施の形態では、１つの軸方向に沿ってｄの中心間距離をもって等間隔に配置された複数の杭２のうち、隣接する２本の杭２が図示の断面に現れ、これに隣接する２本の杭２は図示の断面に現れない配置となっている。改良層３は、流動化処理土を固化させた固化処理層や、杭２と同様に地盤Ｇに固化材を撹拌させて地盤Ｇを固化させた固化処理層、砕石等を締め固めたもの等を適用することができ、全ての杭２の杭頭を連結することで地震時などにおける各杭２の倒れを防止する機能を果たし、液状化の防止にも寄与する。

次に、本実施形態の杭２の配置方法について図２を参照して説明する。まず、改良対象となる地盤Ｇの平面上に任意のＸ軸と、Ｘ軸に９０度の角度をもって交差するＹ軸とを設定する。そして、任意に設定した点ｐ１に杭２を配置するとともに、点ｐ１からＸ軸方向へｄの距離をもつ点ｐ２、点ｐ１からＹ軸方向へｄの距離をもつ点ｐ３、および点ｐ２からＹ軸方向へｄの距離をもつ（点ｐ３からＸ軸方向へｄの距離をもつ）点ｐ４に杭２を配置し、これら４本の杭２を１つの杭群Ｐとする。すなわち、ｄの中心間距離をもってＸ軸方向に２列配置するとともに、ｄの中心間距離をもってＹ軸方向に２列配置した４本の杭２から１つの杭群Ｐを構成する。

次に、杭群Ｐの中心、すなわち点ｐ１、点ｐ２、点ｐ４および点ｐ３を順に結んで形成される正方形の中心を群中心Ｃとする。そして、１つの杭群Ｐに対し、略Ｘ軸方向に別の杭群Ｐを隣接配置するとともに、略Ｙ軸方向に別の杭群Ｐを隣接配置する。なお、ここで云う「略」については後に説明する。以下、各杭群Ｐおよび各群中心Ｃについては、配置に応じた特定を行えるように、図中では、符号ＰおよびＣの後に括弧書きで略Ｘ軸方向，略Ｙ軸方向への配列番号を示す数字を付して、例えば、基準となる杭群Ｐを杭群Ｐ（１，１）と記し、その略Ｘ軸方向に隣接配置した杭群Ｐを杭群Ｐ（２，１）と記し、その略Ｙ軸方向に隣接配置した杭群Ｐを杭群Ｐ（１，２）と記す。また、本説明では、任意の杭群Ｐを第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と称し、任意の杭群Ｐに対して略Ｘ軸方向に隣接配置した杭群Ｐを第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）と称し、任意の杭群Ｐに対して略Ｙ軸方向に隣接配置した杭群Ｐを第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）と称して説明する。

上記各杭群Ｐの配置は、具体的には以下のように行う。まず、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ×２（列）の距離、およびＹ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ）となるように、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を構成する４本の杭２を各点ｐ１〜ｐ４に配置する。このような所定の規則に則った杭群Ｐの配置方向を、本説明では「略Ｘ軸方向」と称する。また、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＹ軸方向へｄ×２（列）の距離、およびＸ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ，ｎ＋１）となるように、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を構成する４本の杭２を各点ｐ１〜ｐ４に配置する。このような所定の規則に則った杭群Ｐの配置方向を、本説明では「略Ｙ軸方向」と称する。

この手順で、すべての杭群Ｐを第１の杭Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定したうえで、略Ｘ軸方向に隣接する第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）および略Ｙ軸方向に隣接する第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を配置する。すると、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）に対して略Ｙ軸方向に隣接配置した杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ＋１）の群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ＋１）と、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）に対して略Ｘ軸方向に隣接配置した杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ＋１）の群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ＋１）とは、ともに第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ×２．５の距離、およびＹ軸方向へｄ×２．５の距離だけ離れた位置にくることとなり、互いに一致する。つまり、各杭群Ｐの群中心Ｃが平面格子の格子点となり、略Ｘ軸方向に２群および略Ｙ軸方向に２群の合計４群の杭群Ｐが重複しながら繰り返し現れる。このようにすべての杭群Ｐについて上記手順を行って順次４本の杭２を点ｐ１〜ｐ４に配置することで、一定の規則に則りつつ地盤Ｇの改良対象区域のすべてに杭２をあたかも無作為に配置したように配置することができる。なお、改良対象区域の外周縁近傍では、杭２の配置を適宜調整してもよい。

このようにして杭２を配置した基礎構造体１では、図３に示すように、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）のそれぞれにおいて、隣接する杭群Ｐ間および各杭群を構成する杭列の間にＸ軸方向に延在する未改良領域Ａｘ０，Ａｘ１およびＹ軸方向に延在する未改良領域Ａｙ０，Ａｙ１が生じるが、近接配置された６つの杭群Ｐ（Ｐ（ｎ＋１，ｎ）、Ｐ（ｎ−１，ｎ）、Ｐ（ｎ，ｎ＋１）、Ｐ（ｎ，ｎ−１）、Ｐ（ｎ＋１，ｎ−１）、Ｐ（ｎ−１，ｎ＋１））を構成する杭２が、未改良領域Ａｘ０，Ａｘ１，Ａｙ０，Ａｙ１の延在を阻止するように未改良領域Ａｘ０，Ａｘ１，Ａｙ０，Ａｙ１の幅方向の中心に配置されるため、これら未改良領域Ａｘ０，Ａｘ１，Ａｙ０，Ａｙ１の長さが短くなる。これにより、基礎構造体１は、通常の方法で杭２を配置した同じ改良率の杭式の基礎構造体に比べて改良効果を高めることができる。

なお、本願発明者らは、本実施形態に係る配置方法によって杭２を配置した基礎構造体１と、同じ改良率となるように図１６（Ｂ）のような連続する正三角形の各頂点に杭を配置した基礎構造体とについて、地震が発生したときの地盤Ｇの流動化状態を調べるためのモデル実験を行った。なお、改良対象区域は岸壁際とし、所定の加速度で地盤Ｇを振動させたときに海側へ移動する岸壁（矢板）の変位量を計測することで地盤Ｇの流動化度の指標とした。その結果を図４に示す。グラフに示すように、入力加速度の大小に拘わらず、本実施形態に係る杭の配置方法による基礎構造体が従来の基礎構造体に比べて地盤の流動化を効果的に抑制することが見て取れる。

≪第２実施形態≫
次に、図５および図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一または同様の部材などには同じ符号を付し、第１実施形態と異なる点について重点的に説明する。以下の実施形態においても同様とする。

上記第１実施形態では、Ｘ軸方向に２列、Ｙ軸方向に２列配置された４本の杭２によって１つの杭群Ｐが構成されるのに対し、本実施形態では図５に示すように、Ｘ軸方向に３列、Ｙ軸方向に３列配置された９本の杭２によって１つの杭群Ｐが構成される。そして、各杭群Ｐを配置するに際しては、まず、任意の位置に第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）を配置し、その群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ×３（列）の距離、およびＹ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ）となるように、略Ｘ軸方向に第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を隣接配置する。また、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＹ軸方向へｄ×３（列）の距離、およびＸ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ，ｎ＋１）となるように、略Ｙ軸方向に第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を隣接配置する。このような手順で、各杭群Ｐを第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定して順次略Ｘ軸方向および略Ｙ軸方向に第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）および第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を隣接配置する。

このように杭２を配置した基礎構造体１であっても、一定の規則性をもたせつつ杭２をあたかも無作為に配置したように配置することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、図６に示すように、隣接する杭群Ｐ間および各杭群を構成する杭列の間にＸ軸方向に延在する未改良領域Ａｘ０〜Ａｘ２およびＹ軸方向に延在する未改良領域Ａｙ０〜Ａｙ２が生じるが、近接配置された６つの杭群Ｐを構成する杭２が未改良領域Ａｘ１，Ａｘ２の幅方向の中心に配置されるため、これら未改良領域Ａｘ，Ａｙの長さが短くなる。これにより、基礎構造体１は、通常の方法で杭２を配置した同じ改良率の杭式の基礎構造体に比べてその改良効果を高めることができる。

≪第３実施形態≫
次に、図７を参照して本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、Ｘ軸方向に３列、Ｙ軸方向に２列配置された６本の杭２よって１つの杭群Ｐが構成される。そして、各杭群Ｐを配置するに際しては、まず、任意の位置に第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）を配置し、その群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ×３（列）の距離、およびＹ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ）となるように、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を略Ｘ軸方向に隣接配置する。また、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＹ軸方向へｄ×２（列）の距離、およびＸ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ，ｎ＋１）となるように、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を略Ｙ軸方向に隣接配置する。このように杭２を配置した基礎構造体１であっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

≪第４実施形態≫
次に、図８および図９を参照して本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のどちらか一方に１列、どちらか他方に２列配置された２本の杭２よって１つの杭群Ｐが構成される。図８に示す杭２がＸ軸方向に２列配置された形態の場合、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）に対し、その群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ×２（列）の距離、およびＹ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ）となるように、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を配置し、その群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＹ軸方向へｄ×１（列）の距離、およびＸ軸方向へｄ×０．５の距離だけ離れた点がその群中心Ｃ（ｎ，ｎ＋１）となるように、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を配置する。一方、図９に示す杭２がＹ軸方向に２列配置された形態の場合、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）に対し、Ｘ軸方向へｄ×１（列）の距離、およびＹ軸方向へｄ×０．５の距離だけずらした位置に第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を配置し、Ｙ軸方向へｄ×２（列）の距離、およびＸ軸方向へｄ×０．５の距離だけずらした位置に第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を配置する。このように杭２を配置した基礎構造体１であっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、このように１つの杭群ＰにおいてＸ軸方向およびＹ軸方向のどちらか一方に１列しか杭２を配置しない場合、複数の杭２で１つの杭群Ｐを構成するために、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のどちらか他方には杭２を２列以上に配置する必要がある。

≪第５実施形態≫
次に、図１０を参照して本発明の第５実施形態について説明する。上記各実施形態では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にともにｄの中心間距離をもって配列された複数の杭２によって１つの杭群Ｐが構成されるが、本実施形態では、Ｘ軸方向にはｄ１の中心間距離をもって、Ｙ軸方向にはｄ１よりも大きなｄ２の中心間距離をもって配列された複数の杭２よって１つの杭群Ｐが構成される。本実施形態ではＸ軸方向およびＹ軸方向ともに２列の杭２を配置した杭群Ｐの配置手順について説明するが、上記第２〜第４実施形態のような列数にしてもよい。本実施形態では、第１の杭群Ｐ（１，１）に対し、Ｘ軸方向へｄ１×２（列）の距離、およびＹ軸方向へｄ２×０．５の距離だけずらした位置に第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を配置し、Ｙ軸方向へｄ２×２（列）の距離、およびＸ軸方向へｄ１×０．５の距離だけずらした位置に第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を配置する。このような配置によっても、上記同様の効果が奏される。なお、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）に対して略Ｙ軸方向に隣接配置した杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ＋１）の群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ＋１）と、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）に対して略Ｘ軸方向に隣接配置した杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ＋１）の群中心Ｃ（ｎ＋１，ｎ＋１）とは、ともに第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ１×２．５の距離、およびＹ軸方向へｄ２×２．５の距離だけ離れた位置となり、各杭群Ｐはその群中心Ｃを格子点とした平面格子の配置となる。

≪第６実施形態≫
次に、図１１を参照して本発明の第６実施形態について説明する。上記各実施形態では、Ｘ軸とＹ軸とが９０度の開き角度をなしているが、本実施形態では、Ｘ軸とＹ軸とが９０度よりも大きな開き角度をなしている。各杭群Ｐの配置手順は第１実施形態と同様である。このように杭２を配置した基礎構造体１であっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、Ｘ軸とＹ軸とを９０度よりも小さな開き角度とすることも可能であるが、この場合、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）の点ｐ３に配置される杭２と、第３の杭群Ｐ（ｎ、ｎ＋１）の点ｐ２に配置される杭２との杭間距離が、他の箇所よりも短くなる傾向にあるので、Ｘ軸とＹ軸との開き角度を９０度以外の角度にする場合には、９０度よりも大きな角度に設定するの好ましい。

≪第７実施形態≫
次に、図１２および図１３を参照して本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態では、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）に対して略Ｘ軸方向に更なる杭群Ｐを配置する際に、第１〜第６実施形態のように第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定して更に第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を配置するのではなく、図１２に示すように、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）の中心からＸ軸方向へｄ１×ｍおよびＹ軸方向へｄ２×（−０．５）離れた点がその中心となるように第４の杭群Ｐ（ｎ＋２，ｎ）を配置する。

なお、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）に対して略Ｙ軸方向に更なる杭群Ｐを配置する際には、第１〜第６実施形態と同様に、第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定して第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を配置する。また、第４の杭群Ｐ（ｎ＋２，ｎ）に対して略Ｘ軸方向および略Ｙ軸方向に更なる杭群Ｐを配置する際にも、第１〜第６実施形態と同様に、第４の杭群Ｐ（ｎ＋２，ｎ）を第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定して更に第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）および第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を配置する。

このような手順で、杭群Ｐを略Ｘ軸方向および略Ｙ軸方向に隣接配置すると、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）に対して略Ｘ軸方向に２群目かつ略Ｙ軸方向に１群目の杭群Ｐ（ｎ＋２，ｎ＋１）が、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ×４．５の距離、およびＹ軸方向にｄ×２の距離だけ離れた位置にくることになる。つまり、これら略Ｘ軸方向に３群および略Ｙ軸方向に２群の合計６群の杭群Ｐが重複しながら繰り返し現れる杭配置となる。

杭２をこのように配置することにより、一定の規則に則りつつ、地盤Ｇの改良対象区域のすべてに杭２をあたかも無作為に配置したように配置することができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、杭群Ｐ（２，２）の配置を代表例とした図１３に示すように、隣接する杭群Ｐ間および杭群Ｐを構成する杭列の間にＸ軸方向に延在する未改良領域Ａｘ０，Ａｘ１およびＹ軸方向に延在する未改良領域Ａｙ０，Ａｙ１が生じるが、近接配置された６つの杭群Ｐを構成する杭２が未改良領域Ａｘ，Ａｙの幅方向の中心に配置されるため、これら未改良領域Ａｘ，Ａｙの長さが短くなる。これにより、通常の方法で杭２を配置した同じ改良率の杭式の基礎構造体に比べて基礎構造体１の改良効果を高めることができる。

≪第８実施形態≫
最後に、図１４および図１５を参照して本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態では、図１４に示すように、第７実施形態と同様に第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）に対して略Ｘ軸方向に更なる杭群Ｐを配置する際に、上記所定の規則に則って第４の杭群Ｐ（ｎ＋２，ｎ）を配置することに加え、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）に対して略Ｙ軸方向に更なる杭群Ｐを配置する際にも、第１〜第６実施形態のように第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定するのではなく、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ＋１）からＸ軸方向へｄ１×（−０．５）およびＹ軸方向へｄ２×ｎ離れた点がその中心となるように第５の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋２）を配置する。

なお、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）に対して略Ｘ軸方向に更なる杭群Ｐを配置する際には、第１〜第６実施形態と同様に、第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１）を第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定して第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）を配置する。また、第５の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋２）に対して略Ｘ軸方向および略Ｙ軸方向に更なる杭群Ｐを配置する際にも、第１〜第６実施形態と同様に、第５の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋２）を第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）と仮定して更なる杭群Ｐ（第２の杭群Ｐ（ｎ＋１，ｎ）および第３の杭群Ｐ（ｎ，ｎ＋１））を配置する。

このような手順で、杭群Ｐを略Ｘ軸方向および略Ｙ軸方向に隣接配置すると、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）に対して略Ｘ軸方向に２群目かつ略Ｙ軸方向に２群目の杭群Ｐ（ｎ＋２，ｎ＋２）が、第１の杭群Ｐ（ｎ，ｎ）の群中心Ｃ（ｎ，ｎ）からＸ軸方向へｄ×４の距離、およびＹ軸方向にｄ×４の距離だけ離れた位置にくることになり、これら略Ｘ軸方向に３群および略Ｙ軸方向に３群の合計９群の杭群Ｐが繰り返し現れる杭配置となる。

杭２をこのように配置しても、一定の規則に則りつつ、地盤Ｇの改良対象区域のすべてに杭２をあたかも無作為に配置したように配置することができる。そして、杭群Ｐ（２，２）の配置を代表例とした図１５に示すように、第７実施形態と同様の効果、つまり、隣接する杭群Ｐ間および杭群Ｐを構成する杭列の間に生じた未改良領域Ａｘ０，Ａｘ１および未改良領域Ａｙ０，Ａｙ１が、Ｘ軸方向に延在することおよびＹ軸方向に延在することを近接配置された６つの杭群Ｐの杭２によって阻止され、その長さが短くなることにより、通常の方法で杭２を配置した同一改良率の杭式基礎構造体に比べて改良効果を高める効果を得ることができる。

なお、第７実施形態および第８実施形態についても、上記第１実施形態の変形形態として示した第２および第３実施形態のように（図５および図７参照）、Ｘ軸方向に３列、Ｙ軸方向に３列配置した９本の杭２によって、或いはＸ軸方向に３列、Ｙ軸方向に２列配置した６本の杭２よって１つの杭群Ｐを構成したり、第５および第６実施形態のように（図１０および図１１参照）、杭２の中心間距離をＸ軸方向とＹ軸方向とで異ならせ、或いはＸ軸とＹ軸との開き角度を９０度以外の角度に設定したりすることも当然に可能である。また、第７実施形態および第８実施形態について、第４実施形態のように（図８および図９参照）各杭群Ｐにおける杭２の配列数をＸ軸方向またはＹ軸方向について１列とすることも可能である。なお、第７実施形態による配置方法に対して杭群ＰにおけるＹ方向への杭２の配列数を１にした場合には、第１実施形態による配置方法の場合（図８）と全く同一の杭配置となる。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では深層混合処理工法を用いた杭の配置について説明したが、軟弱地盤および液状化地盤の改良効果を得られるのでれば杭の種類はこれに限られず、場所打ちコンクリート杭や打込み杭、埋込み杭等であってもよい。

１ 基礎構造体
２ 杭
３ 改良層
ｐ 点
Ｐ 杭群
Ｃ 群中心
Ａｘ，Ａｙ 未改良領域

Claims (7)

1. 互いに交差するＸ軸およびＹ軸を平面上に設定し、
   前記Ｘ軸方向にｄ１の中心間距離をもってｍ列配置するとともに、前記Ｙ軸方向にｄ２の中心間距離をもってｎ列配置した複数の杭を１つの杭群とし、
   第１の杭群の中心から前記Ｘ軸方向へｄ１×ｍおよび前記Ｙ軸方向へｄ２×０．５離れた点がその中心となるように第２の杭群を配置し、
   前記第１の杭群の中心から前記Ｘ軸方向へｄ１×０．５および前記Ｙ軸方向へｄ２×ｎ離れた点がその中心となるように第３の杭群を配置し、
   前記第２の杭群および前記第３の杭群をそれぞれ前記第１の杭群と仮定して更に前記第２の杭群および前記第３の杭群を配置することを特徴とする杭の配置方法。
2. 前記第２の杭群を前記第１の杭群と仮定して更に前記第２の杭群を配置する代わりに、前記第２の杭群の中心から前記Ｘ軸方向へｄ１×ｍおよび前記Ｙ軸方向へｄ２×（−０．５）離れた点がその中心となるように第４の杭群を配置し、
   前記第４の杭群を前記第１の杭群と仮定して更に前記第２の杭群および前記第３の杭群を配置することを特徴とする、請求項１に記載の杭の配置方法。
3. 前記第３の杭群を前記第１の杭群と仮定して更に前記第３の杭群を配置する代わりに、前記第３の杭群の中心から前記Ｘ軸方向へｄ１×（−０．５）および前記Ｙ軸方向へｄ２×ｎ離れた点がその中心となるように第５の杭群を配置し、
   前記第５の杭群を前記第１の杭群と仮定して更に前記第２の杭群および前記第３の杭群を配置することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の杭の配置方法。
4. 前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とが９０度の角度をもって交差することを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の杭の配置方法。
5. 前記ｄ１と前記ｄ２とが等しいことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の杭の配置方法。
6. 前記ｍと前記ｎとがともに２であることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の杭の配置方法。
7. Ｘ軸とＹ軸とが互いに交差する平面上において、前記Ｘ軸方向にｄ１の中心間距離をもってｍ列配置されるとともに、前記Ｙ軸方向にｄ２の中心間距離をもってｎ列配置された複数の杭によって１つの杭群が構成され、
   第１の杭群の中心から前記Ｘ軸方向へｄ１×ｍおよび前記Ｙ軸方向へｄ２×０．５離れた点がその中心となるように第２の杭群が配置され、
   前記第１の杭群の中心から前記Ｘ軸方向へｄ１×０．５および前記Ｙ軸方向へｄ２×ｎ離れた点がその中心となるように第３の杭群が配置され、
   前記第２の杭群および前記第３の杭群をそれぞれ前記第１の杭群と仮定したときに前記第２の杭群および前記第３の杭群が配置される位置に更に前記杭群が配置されたことを特徴とする基礎構造体。

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