JP2013064315A - 補強材混入地中連続壁及びその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易かつ低廉に施工可能な補強材混入地中連続壁、及び、低廉かつ高強度な補強材混入地中連続壁、並びに、これら補強材混入地中連続壁の施工方法を提供する。
【解決手段】地中に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイルを備え、ジオテキスタイルが開口部を鉛直方向に有する筒状体51であるとともに、複数の筒状体51が水平方向に並べられており、筒状体51内に地盤の一部を拘束している、補強材混入地中連続壁50とする。
【選択図】図9
【解決手段】地中に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイルを備え、ジオテキスタイルが開口部を鉛直方向に有する筒状体51であるとともに、複数の筒状体51が水平方向に並べられており、筒状体51内に地盤の一部を拘束している、補強材混入地中連続壁50とする。
【選択図】図9
Description
本発明は、ジオテキスタイルを用いた、簡易かつ低廉に施工可能な補強材混入地中連続壁、及び、低廉かつ高強度な補強材混入地中連続壁、並びに、これらの施工方法に関する。
従来、様々な目的に応じて地中連続壁が施工されている。地中連続壁を施工する目的としては、例えば、軟弱層を含んだ地盤の補強、地盤の液状化防止、土木・建築の基礎工事において用いる山留めとするため等が挙げられる。このような地中連続壁は、地盤を切削するとともに切削によって生じた土と固化液とを混合することで得られるソイルセメントによって構成されるのが一般的であった。
これまでに、上記のようなソイルセメントからなる地中連続壁に関する改良された技術がいくつか開示されている。例えば、特許文献1には、チェーンコンベアカッタを用いて、地中において目標深さに至る地中連続壁を構築する方法であって、地面から前記目標深さに至る途中に第1深さを設定する工程と、地面から前記第1深さまでを第1チェーンコンベアカッタを用いて垂直方向に掘削してほぐすとともに、その結果生じた掘削土の少なくとも一部を地中に残置する先行掘削工程と、前記先行掘削工程の後に、地面から前記目標深さに至りうる長尺チェーンコンベアカッタの下端部を残置された掘削土中において移動させて前記第1深さまで至り、さらに、前記第1深さから前記目標深さまでを垂直方向に掘削する後続掘削工程と、掘削土中に固化液を吐出し地面から前記目標深さに至る地中連続壁を構築する構築工程とを含む地中連続壁構築方法が開示されている。
また、特許文献2には、土木建築工事で主に土砂などの崩落を防ぐ土留め壁や地下構造物の壁、河川や港湾の護岸壁、道路工事などの擁壁として用いられる地中連続壁であって、ソイルセメントからなる壁に改良された鋼材を埋設した地中連続壁に関する技術が開示されている。
上記したように、従来、地中連続壁はソイルセメントによって構成されることが一般的であった。しかし、地中連続壁を施工する目的や状況によっては、より簡易なもので用が足りる場合がある。かかる場合にまでソイルセメントからなる地中連続壁を施工していては、時間と費用を無駄にすることになる。よって、より簡易かつ低廉に施工可能な地中連続壁が求められていた。
また、上記特許文献1などに開示されているように、ソイルセメントのみからなる地中連続壁とした場合、該地中連続壁は上部からの圧縮力に対しては強いが、曲げには弱いため、地中連続壁の使用目的によっては強度が不足するという問題があった。このような問題を解決する手段としては、上記特許文献2に開示されている地中連続壁のように、地中連続壁内に鋼材を埋設させるということが考えられる。しかし、鋼材は高価であるため、より低廉かつ高強度な地中連続壁が求められていた。
そこで、本発明は、簡易かつ低廉に施工可能な補強材混入地中連続壁、及び、低廉かつ高強度な補強材混入地中連続壁、並びに、これら補強材混入地中連続壁の施工方法を提供することを課題とする。
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図面の形態に限定されるものではない。
第一の本発明は、地中に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイル(1)を備える、補強材混入地中連続壁(10、10a、20、30、40、50)である。
本発明において「補強材混入地中連続壁」とは、地盤に略鉛直方向に埋設された板状、シート状又はネット状のもの(厚さ及び硬さは問わない。)や、その周りの土又はソイルセメントなどからなり、一方の面側から他方の面側に土、又は水が移動することをある程度妨げることができるもの全てを含む概念である。すなわち、地中に埋設されたジオテキスタイルとその周りの土のみからなるものをも含む。
上記第一の本発明の補強材混入地中連続壁(10a)は、ジオテキスタイル(1)に沿って遮水性を有するシート(1a)が備えられている形態とすることができる。
本発明において「遮水性を有するシート」とは、該シートの一方の面側から他方の面側への水の移動をある程度妨げることができるシート状の部材であって、使用時の環境に耐え得るものであれば特に限定されない。遮水性を有するシートだけを地中に埋設したとしても強度が不足する虞がある。ジオテキスタイル及び遮水性を有するシートを備える補強材混入地中連続壁とすることによって、ジオテキスタイルによって強度を確保するとともに、遮水性を有するシートによって地中の水の移動を遮ることができる。
上記第一の本発明の補強材混入地中連続壁(50)は、ジオテキスタイルが、開口部を鉛直方向に有する筒状体(51)であるとともに、複数の該筒状体が水平方向に並べられた形態とすることができる。かかる形態とすることによって、後に詳述するように、筒状体及び該筒状体に囲まれた土などが土のうのような機能を有するため、高強度な補強材混入地中連続壁とすることができる。
上記第一の本発明の補強材混入地中連続壁(20)は、ジオテキスタイル(1)が、地中に略鉛直方向に形成されたソイルセメントからなる壁(21)内に略鉛直方向に埋設された形態とすることができる。かかる形態とすることによって、ソイルセメントのみで構成されていた従来の地中連続壁に比べて靭性を付加することができ、高強度化が図れる。そのため、固化液の使用量を減らして壁厚を薄くすることができる。また、水平方向の断面視において格子状に補強材混入地中連続壁を形成する場合には、その格子のピッチを大きくすることができる。すなわち、使用材料を削減して低廉に施工することができ、かつ高強度である補強材混入地中連続壁を得ることができる。
ジオテキスタイル(1)が地中に形成されたソイルセメントからなる壁(21)内に鉛直方向に埋設されている上記形態において、さらにソイルセメントからなる壁内に所定の間隔をあけて複数の柱状体(31)が略鉛直方向に埋設されている形態とすることができる。
本発明において「柱状体」とは、従来の地中連続壁に用いられている心材であれば特に限定されず、具体的には、H型鋼などを挙げることができる。かかる形態とすることによって、ソイルセメントからなる壁に柱状体だけが埋設されていた従来の地中連続壁に比べて、高強度化が図れる。すなわち、ジオテキスタイルが埋設されたことで靭性が付加されることに加え、柱状体が存在しない部分に加わった応力をジオテキスタイルが負担して、その力を柱状体に伝えることができるため、高強度化が図れる。よって、固化液の使用量を減らして壁厚を薄くすることができるとともに、柱状体の使用量を削減することができる。また、水平方向の断面視において格子状に補強材混入地中連続壁を形成する場合には、その格子のピッチを大きくすることができる。すなわち、使用材料を削減して低廉に施工することができ、かつ高強度である補強材混入地中連続壁を得ることができる。このような補強材混入地中連続壁は高強度を有するため、山留壁などとして用いることができる。
ソイルセメントからなる壁(21)内にジオテキスタイル(1)及び柱状体(31)が埋設されている上記形態において、該ジオテキスタイルが、複数の柱状体のうち少なくとも2以上の柱状体の間に跨るように埋設されていることが好ましい。かかる形態とすることによって、補強材混入地中連続壁の柱状体が存在しない部分に力が加わった場合、その力をジオテキスタイルが受けて、柱状体に効率良く伝えることができる。
上記第一の本発明の補強材混入地中連続壁(10、10a、20、30、40、50)は、水平方向の断面視において地盤の一部を取り囲むように形成することができる。かかる形態とすることによって、地盤のせん断変形を抑制し、地盤の液状化対策として好適に用いることができる。
上記第一の本発明の補強材混入地中連続壁(40)は、水平方向の断面視において地盤の一部を取り囲むように形成された第一壁(41)と、該第一壁の外側に所定の間隔Xを設けて該第一壁を取り囲むように形成された第二壁(42)とを少なくとも有する形態とすることができる。ここに「少なくとも有する」とは、第二壁の外側に、さらに所定の間隔を設けて該第二壁を取り囲む第三壁や、該第三壁を取り囲む第四壁などを有していても良いことを意味する。かかる形態とすることによって、後に詳述するように、土などを介して隣接する壁(例えば、第一壁及び第二壁)とそれらの壁に挟まれた土などとが土のうのような機能を有するため、高強度な補強材混入地中連続壁とすることができる。
第二の本発明は、チェーンソー型カッターを地中に略鉛直方向に挿入した後、チェーンソー型カッターを略水平方向に移動させながら地盤(2)を掘削するとともに、掘削によってほぐされた土と固化液とを混合攪拌してソイルセメントからなる壁(21)を形成する、ソイルセメント壁形成工程、及び、ソイルセメントが固化する前に、該壁内にジオテキスタイル(1)を略鉛直方向に挿入する、補強材挿入工程を備える、補強材混入地中連続壁(20)の施工方法である。
本発明において「チェーンソー型カッター」とは、TRD工法(Trench Cutting Re−mixing Deep wall mathod)に用いられる公知のものを意味する。また、「固化液」とは、TRD工法に用いることができるものであれば、特に限定されない。
上記第二の本発明の補強材挿入工程において、ソイルセメントが固化する前に、ソイルセメントからなる壁(21)内に所定の間隔をあけて複数の柱状体(31)を略鉛直方向に挿入するとともに該壁内にジオテキスタイル(1)を略鉛直方向に挿入することによって、補強材混入地中連続壁(30)を施工することができる。
上記第二の本発明の補強材混入地中連続壁(30)の施工方法において、ジオテキスタイル(1)が、複数の柱状体(31)のうち少なくとも2以上の柱状体の間に跨るように挿入されることが好ましい。かかる形態とすることによって、柱状体が存在しない部分に力が加わった力をジオテキスタイルが受け、その力を柱状体に効率良く伝えることができる補強材混入地中連続壁の施工方法を提供することができる。
第一の本発明によれば、ジオテキスタイルを用いた、簡易かつ低廉に施工可能な補強材混入地中連続壁、又は、低廉かつ高強度な補強材混入地中連続壁を得ることができる。かかる補強材混入地中連続壁は、土留めや地盤の液状化対策、軟弱地盤の補強などを目的として用いることができる。また、第二の本発明によれば、第一の本発明の補強材混入地中連続壁を施工することができる。
以下、実施形態例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はかかる形態に限定されるものではない。
1.第一実施形態
(補強材混入地中連続壁)
図1を参照しつつ、第一実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁10(以下、単に「補強材混入地中連続壁10」という。)について、以下に詳細に説明する。図1(a)は、補強材混入地中連続壁10の水平方向の断面を概略的に示す図である。図1(b)は、図1(a)に示した実線I−I’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。
(補強材混入地中連続壁)
図1を参照しつつ、第一実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁10(以下、単に「補強材混入地中連続壁10」という。)について、以下に詳細に説明する。図1(a)は、補強材混入地中連続壁10の水平方向の断面を概略的に示す図である。図1(b)は、図1(a)に示した実線I−I’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。
図1に示すように、補強材混入地中連続壁10は、地盤2に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイル1を備える。図1では、補強材混入地中連続壁10を構成するジオテキスタイル1は、一連のものとして図示しているが、実際には、埋設時において鉛直方向に長いジオテキスタイル1を幅方向に複数並べて構成されている。本発明においてジオテキスタイルの幅方向とは、埋設時における鉛直方向に対して直交する方向である。図1では、幅方向に並べられた複数のジオテキスタイル1同士の境目の図示を省略している。用いるジオテキスタイル1の枚数及び長さは、目的とする補強材混入地中連続壁10の大きさに応じて適宜選択することができる。補強材混入地中連続壁10を構成するこれら複数のジオテキスタイル1のうち隣接するジオテキスタイル1同士は、互いに連結されている必要はない。ただし、隣接するジオテキスタイル1同士の幅方向の一部が重ね合わせられていることが好ましい。かかる形態とすることによって、隣接するジオテキスタイル1同士の間で引き抜き抵抗が働き、互いに離れることなく補強材混入地中連続壁10を構成することができる。そのため、補強材混入地中連続壁10によって一部の地盤を囲み、該地盤のせん断変形を抑制する際、その抑制効果をより大きくすることができる。
このように、補強材混入地中連続壁10はジオテキスタイル1で構成されるため、ソイルセメントで構成されていた従来の地中連続壁に比べて、簡易かつ低廉に施工可能することができる。
また、水平方向の断面視において地盤の一部を取り囲むように補強材混入地中連続壁10を形成すれば、補強材混入地中連続壁10によって囲まれた地盤はせん断変形を抑制できるため、補強材混入地中連続壁10を地盤の液状化対策として用いることもできる。かかる形態について、図2を用いて説明する。
図2は、建造物60下の地盤において、水平方向の断面視において地盤2cを取り囲むように補強材混入地中連続壁10を形成した様子を概略的に示す図である。図2(a)は上から見た様子を概略的に示す図である。図2(b)は図2(a)に示した実線II−II’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図2において、図1に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。
図2に示すように、地盤2cを取り囲むように補強材混入地中連続壁10を形成すると、補強材混入地中連続壁10によって地盤2cを拘束して、地盤2cのせん断変形を抑制することができる。したがって、補強材混入地中連続壁10を地盤2cの液状化対策として用いることができる。このようにして、地盤2cの液状化を防止することで、建造物60の安定化を図ることができる。
補強材混入地中連続壁10は、図2に示すように非液状化層2aまで埋設しても良く、非液状化層2aに届かない位置に形成しても良い。ただし、地盤2cの液状化防止効果をより高めるという観点からは、補強材混入地中連続壁10を非液状化層2aまで埋設することが好ましい。
ジオテキスタイル1を地盤2に略鉛直方向に挿入する方法としては特に限定されない。例えば、圧密促進工法(バーチカルドレーン工法)のような工法を用いることができる。より具体的には、ジオテキスタイル1を埋設する予定の場所にジオテキスタイル1を収容したケースを油圧ローラで挿入した後、ジオテキスタイル1を残して該ケースのみ引き抜く方法が考えられる。
補強材混入地中連続壁10は、軟弱地盤の補強など目的として用いることができる。また、図1に示したように、水平方向の断面視において地盤2の一部を取り囲むように形成すれば、補強材混入地中連続壁10によって囲まれた地盤のせん断変形を抑制することができるため、地盤の液状化対策として用いることができる。
これまではジオテキスタイル1のみで構成される補強材混入地中連続壁10について説明したが、補強材混入地中連続壁の使用目的によっては、ジオテキスタイル1に沿って遮水性を有するシートを備えた形態の補強材混入地中連続壁とすることが好ましい。かかる形態とすることによって、地盤の液状化対策としてより好適に用いることができる。このことについて、図3を用いて説明する。
図3は、ジオテキスタイル1と遮水性を有するシート1a(以下、単に「遮水シート1a」という。)とを備える、本発明の補強材混入地中連続壁10aを概略的に示す図である。図3(a)は上から見た様子を概略的に示す図である。図3(b)は図3(a)に示した実線III−III’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図3において、図1及び2に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。
図3に示すように、建造物60下の地盤において、地盤2cを取り囲むように補強材混入地中連続壁10aを形成すると、間隙水70が液状化層2bから地盤2c内に侵入することを、補強材混入地中連続壁10aに備えられる遮水シート1aが妨げるため、間隙水圧の消散を図ることができる。よって、地盤2cの液状化を防止することができ、建造物60の安定化を図ることができる。
補強材混入地中連続壁10aは、図3に示すように非液状化層2aまで埋設しても良く、非液状化層2aに届かない位置に形成しても良い。ただし、地盤2cの液状化防止効果をより高めるという観点からは、補強材混入地中連続壁10aを非液状化層2aまで埋設することが好ましい。
本発明に用いることができるジオテキスタイル1としては、例えば、三菱樹脂株式会社製のテンサー(登録商標)が挙げられる。また、本発明に用いることができる遮水シート1aとしては、該シートの一方の面側から他方の面側への水の移動をある程度妨げることができるシート状の部材であって、使用時の環境に耐え得るものであれば特に限定されない。
2.第二実施形態
(補強材混入地中連続壁)
図4を参照しつつ、第二実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁20(以下、単に「補強材混入地中連続壁20」という。)について、以下に詳細に説明する。図4(a)は、補強材混入地中連続壁20の水平方向断面を概略的に示す図であり、図4(b)は、図4(a)に示した実線IV−IV’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図4において、図1〜3に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。
(補強材混入地中連続壁)
図4を参照しつつ、第二実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁20(以下、単に「補強材混入地中連続壁20」という。)について、以下に詳細に説明する。図4(a)は、補強材混入地中連続壁20の水平方向断面を概略的に示す図であり、図4(b)は、図4(a)に示した実線IV−IV’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図4において、図1〜3に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。
図4に示すように、補強材混入地中連続壁20は、地盤2に略鉛直方向に形成されたソイルセメントからなる壁21と、該壁21の中に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイル1と、を備える。
図4では、壁21の中に埋設されたジオテキスタイル1は、一連のものとして図示しているが、実際には、埋設時において鉛直方向に長いジオテキスタイル1を幅方向に複数並べて構成されている。図4では、複数のジオテキスタイル1同士の境目の図示を省略している。用いるジオテキスタイル1の枚数及び長さは、補強材混入地中連続壁20の大きさなどに応じて適宜選択することができる。複数のジオテキスタイル1のうち隣接するジオテキスタイル1同士は、互いに連結されている必要はなく、幅方向に間隔を設けて埋設されていても良い。ただし、補強材混入地中連続壁20をより高強度化するという観点からは、隣接するジオテキスタイル1同士の間には、幅方向に間隔があけられていないことが好ましい。
このように、補強材混入地中連続壁20は、ソイルセメントからなる壁21にジオテキスタイル1が埋設された形態とすることによって、ソイルセメントのみで構成されていた従来の地中連続壁に比べて靭性が付加されるため、高強度化が図れる。そのため、固化液の使用量を減らして壁厚を薄くすることができる。また、水平方向の断面視において格子状に補強材混入地中連続壁20を形成する場合には、その格子のピッチを大きくすることができる。すなわち、補強材混入地中連続壁20は、使用材料を削減することで低廉に施工することができ、かつ高強度である。
また、水平方向の断面視において地盤の一部を取り囲むように補強材混入地中連続壁20を形成すれば、補強材混入地中連続壁20によって囲まれた地盤はせん断変形が抑制されるとともに、該地盤に間隙水が浸入することをある程度抑制できるため、補強材混入地中連続壁20を地盤の液状化対策として用いることができる。かかる形態について、図5を用いて説明する。
図5は、建造物60下の地盤において、水平方向の断面視において地盤2cを取り囲むように補強材混入地中連続壁20を形成した様子を概略的に示す図である。図5(a)は上から見た様子を概略的に示す図である。図5(b)は図5(a)に示した実線V−V’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図5において、図1〜4に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。
図5に示すように、地盤2cを取り囲むように補強材混入地中連続壁20を形成すると、補強材混入地中連続壁20によって地盤2cを拘束して、地盤2cのせん断変形を抑制することができる。したがって、補強材混入地中連続壁20を地盤2cの液状化対策として用いることができる。また、間隙水70が液状化層2bから地盤2c内に侵入することを、補強材混入地中連続壁20によってある程度抑制し、間隙水圧の消散を図ることによっても、地盤2cの液状化の防止に貢献することができる。このようにして、地盤2cの液状化を防止することで、建造物60の安定化を図ることができる。
補強材混入地中連続壁20は、図5に示すように非液状化層2aまで埋設しても良く、非液状化層2aに届かない位置に形成しても良い。ただし、地盤2cの液状化防止効果をより高めるという観点からは、補強材混入地中連続壁20を非液状化層2aまで埋設することが好ましい。
壁21を構成するソイルセメントとしては、特に限定されず、従来の地中連続壁に用いられている公知のものを使用することができる。
(補強材混入地中連続壁の施工方法)
補強材混入地中連続壁20の施工方法について、以下に詳細に説明する。
補強材混入地中連続壁20の施工方法について、以下に詳細に説明する。
補強材混入地中連続壁20は上記したように、地盤2に略鉛直方向に形成されたソイルセメントからなる壁21、及び、該壁21の中に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイル1を備える。補強材混入地中連続壁20を施工するには、チェーンソー型カッターを地盤2に略鉛直方向に挿入した後、チェーンソー型カッターを略水平方向に移動させながら地盤2を掘削するとともに、掘削によってほぐされた土と固化液とを混合攪拌してソイルセメントからなる壁21を形成し、ソイルセメントが固化する前に、壁21内にジオテキスタイル1を略鉛直方向に挿入する。ジオテキスタイル1を壁21内に略鉛直方向に挿入する方法としては特に限定されず、上記した地盤2にジオテキスタイル1を挿入する方法と同様の方法を用いることができる。
チェーンソー型カッター及び固化液はTRD工法に用いられている公知のものを使用することができる。チェーンソー型カッターを地盤2に略鉛直方向に挿入した後、チェーンソー型カッターを略水平方向に移動させながら地盤2を掘削するとともに、掘削によってほぐされた土と固化液とを混合攪拌してソイルセメントからなる壁21を形成する方法としては、公知のTRD工法を用いることができる。
3.第三実施形態
(補強材混入地中連続壁)
図6を参照しつつ、第三実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁30(以下、単に「補強材混入地中連続壁30」という。)について、以下に詳細に説明する。図6(a)は、補強材混入地中連続壁30の水平方向断面を概略的に示す図であり、図6(b)は、図6(a)に示した実線VI−VI’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図6において、図1及び図4に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。また、図6では、図面が煩雑になるのを防ぐため、一部符号を省略している。
(補強材混入地中連続壁)
図6を参照しつつ、第三実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁30(以下、単に「補強材混入地中連続壁30」という。)について、以下に詳細に説明する。図6(a)は、補強材混入地中連続壁30の水平方向断面を概略的に示す図であり、図6(b)は、図6(a)に示した実線VI−VI’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図6において、図1及び図4に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。また、図6では、図面が煩雑になるのを防ぐため、一部符号を省略している。
図6に示すように、補強材混入地中連続壁30は、地盤2に略鉛直方向に形成されたソイルセメントからなる壁21、所定の間隔をあけて該壁21内に略鉛直方向に埋設された複数の柱状体31、31、…、及び、壁21内に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイル1を備える。
図6では、壁21の中に埋設されたジオテキスタイル1は、一連のものとして図示しているが、実際には、埋設時において鉛直方向に長いジオテキスタイル1を幅方向に複数並べて構成されている。図6では、複数のジオテキスタイル1同士の境目の図示を省略している。用いるジオテキスタイル1の枚数及び長さは、補強材混入地中連続壁30の大きさなどに応じて適宜選択することができる。幅方向において隣接するジオテキスタイル1同士は互いに連結されている必要がない。
補強材混入地中連続壁30は、ソイルセメントからなる壁21に、鋼材31、31、…に加えてジオテキスタイル1を埋設することで、ソイルセメントからなる壁に柱状体だけが埋設されていた従来の地中連続壁に比べて、高強度化が図れる。
また、ジオテキスタイル1が、少なくとも2以上の柱状体31、31、…の間に跨るように埋設されることで、より高強度化を図ることができる。すなわち、ジオテキスタイル1が埋設されたことで靭性が付加されることに加え、補強材混入地中連続壁30の柱状体31、31、…が存在しない部分に加わる応力をジオテキスタイル1が負担して、その力を柱状体31、31、…に伝えることができるため、高強度化が図れる。例えば、補強材混入地中連続壁30の柱状体31、31、…が存在しない部分に加わった応力34は、ジオテキスタイル1bが負担し、その力をジオテキスタイル1bから柱状体31a及び柱状体31bに効率良く伝えることができる。
よって、補強材混入地中連続壁30では、従来の地中連続壁に比べて固化液の使用量を減らして壁厚を薄くすることができるとともに、柱状体の使用量を削減することができる。また、水平方向の断面視において格子状に補強材混入地中連続壁30を形成する場合には、その格子のピッチを大きくすることができる。すなわち、補強材混入地中連続壁30は、使用材料を削減することで低廉に施工することができ、かつ高強度な補強材混入地中連続壁である。補強材混入地中連続壁30は、高強度を有するため、山留壁などとして用いることもできる。
補強材混入地中連続壁30を山留壁として用いた場合の概念図を図7に示す。図7は、鉛直方向の断面図である。図7において、図3、5で示したものと同様の構成のものには同符号を付している。
図7に示すように、地中に補強材混入地中連続壁30を形成した後、2d部分の地盤を掘削することで、補強材混入地中連続壁30は地盤2fが崩れることを防ぐ山留壁として機能させることができる。そのため、地盤2e上に構造物を造ることができる。
本発明に用いることができる柱状体31としては、従来の地中連続壁に用いられている公知の鋼材などを使用することができる。
なお、図6では、水平方向断面視において、補強材混入地中連続壁30内で複数の柱状体31、31、…の外側を囲むようにジオテキスタイル1が埋設された形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されるものではない。ジオテキスタイル1は、複数の柱状体31、31、…とともに補強材混入地中連続壁30内に埋設されていれば良い。例えば、水平方向断面視において、ジオテキスタイル1によって形成された輪の外側に複数の柱状体31、31、…が埋設されるような形態であっても良い。
(補強材混入地中連続壁の施工方法)
補強材混入地中連続壁30の施工方法について、以下に詳細に説明する。
補強材混入地中連続壁30の施工方法について、以下に詳細に説明する。
補強材混入地中連続壁30は上記したように、地盤2に略鉛直方向に形成されたソイルセメントからなる壁21、所定の間隔をあけて該壁21内に略鉛直方向に埋設された複数の柱状体31、31、…、及び、該壁21内に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイル1を備える。補強材混入地中連続壁30を施工するには、チェーンソー型カッターを地盤2に略鉛直方向に挿入した後、チェーンソー型カッターを略水平方向に移動させながら地盤2を掘削するとともに、掘削によってほぐされた土と固化液とを混合攪拌してソイルセメントからなる壁21を形成し、ソイルセメントが固化する前に、壁21内に所定の間隔をあけて複数の柱状体31、31、…を略鉛直方向に挿入するとともに、壁21内にジオテキスタイル1を略鉛直方向に挿入する。壁21内にジオテキスタイル1を略鉛直方向に挿入する方法は、特に限定されず、上記第二実施形態と同様である。また、ソイルセメントが固化する前に壁21内に柱状体31、31、…を挿入する方法としても、従来用いられている公知の方法を用いることができる。
4.第四実施形態
(補強材混入地中連続壁)
図8を参照しつつ、第四実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁40(以下、単に「補強材混入地中連続壁40」という。)について、以下に詳細に説明する。図8(a)は、補強材混入地中連続壁40の水平方向断面を概略的に示す図であり、図8(b)は、図8(a)に示した実線VIII−VIII’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図8において、図3に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。
(補強材混入地中連続壁)
図8を参照しつつ、第四実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁40(以下、単に「補強材混入地中連続壁40」という。)について、以下に詳細に説明する。図8(a)は、補強材混入地中連続壁40の水平方向断面を概略的に示す図であり、図8(b)は、図8(a)に示した実線VIII−VIII’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図8において、図3に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。
図8に示すように、補強材混入地中連続壁40は、水平方向の断面視において地盤2の一部を取り囲むように形成された第一壁41と、第一壁41の外側に所定の間隔Xを設けて第一壁41を取り囲むように形成された第二壁42と、第一壁41及び第二壁42によって挟まれた地盤の一部2gとを備える。
第一壁41及び第二壁42の構成は、それぞれ上記した補強材混入地中連続壁10、10a、補強材混入地中連続壁20、又は補強材混入地中連続壁30と同様である。このように、第一壁41及び第二壁42によって地盤2gを挟むことで、第一壁41、第二壁42、及び地盤2gが土のうのような機能を有する。土のうとは、土などの中詰め材を袋で拘束することによって、強い耐荷力を発揮するものである。すなわち、補強材混入地中連続壁40では、第一壁41及び第二壁42が地盤2gを拘束することによって、強い耐荷力を有する。かかる力は第一壁41及び第二壁42の張力や第一壁41及び第二壁42の間隔になどよって決まる。第一壁41及び第二壁42の間の間隔Xは、50cm以上200cm以下程度であることが好ましい。
補強材混入地中連続壁40は、これまでに説明した補強材混入地中連続壁10などと同様に、地盤の液状化対策、簡易山留、及び地盤の側方流動対策などとして用いることができる。
これまでの説明では、第一壁41及び第二壁42によって地盤の一部を2重に取り囲む形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されず、地盤の一部を3重以上に取り囲む形態であっても良い。かかる形態の場合も同様に、土などを介して隣接する壁同士とそれらに挟まれた土などとが土のうの様な機能を有し、高強度な補強材混入地中連続壁とすることができる。
5.第五実施形態
(補強材混入地中連続壁)
図9を参照しつつ、第五実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁50(以下、単に「補強材混入地中連続壁50」という。)について、以下に詳細に説明する。図9(a)は、本発明の補強材混入地中連続壁50の水平方向断面を概略的に示す図であり、図9(b)は、図9(a)に示した実線IX−IX’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図9において、図3に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。また、図9では、図面が煩雑になるのを防ぐため、一部符号を省略している。
(補強材混入地中連続壁)
図9を参照しつつ、第五実施形態にかかる本発明の補強材混入地中連続壁50(以下、単に「補強材混入地中連続壁50」という。)について、以下に詳細に説明する。図9(a)は、本発明の補強材混入地中連続壁50の水平方向断面を概略的に示す図であり、図9(b)は、図9(a)に示した実線IX−IX’の部分を含む鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図9において、図3に示したものと同様の構成のものには同符号を付し、適宜、説明を省略する。また、図9では、図面が煩雑になるのを防ぐため、一部符号を省略している。
図9に示すように、補強材混入地中連続壁50は、鉛直方向に開口部を有する筒状体となるように形成された複数のジオテキスタイル(以下、「筒状体51」という。)と、該筒状体51によって囲まれた地盤の一部2hをと備え、複数の筒状体51、51、…が水平方向に並べられることで構成されている。
筒状体51を地盤2に略鉛直方向に挿入する方法としては特に限定されず、上記した地盤2にジオテキスタイル1を挿入する方法と同様の方法を用いることができる。
筒状体51を構成するジオテキスタイルとしては、上記したジオテキスタイル1と同様のものを用いることができる。このように、筒状体51によって地盤2h囲むことで、筒状体51及び地盤2hが土のうのような機能を有する。すなわち、補強材混入地中連続壁50は、筒状体51が地盤2hを拘束することによって、筒状体51が地盤2hを囲んでなる柱状体の一本一本が強い耐荷力を有して構成されている。かかる力は筒状体51を構成するジオテキスタイルの張力や、筒状体51の大きさなどによって決まる。筒状体51を円筒形とした場合、その水平断面の直径は、50cm以上300cm以下であることが好ましい。筒状体51の大きさが小さすぎると、ジオテキスタイルで挟まれて土が乱されてしまい土の密度が小さくなり、土の強度が弱いものとなる。大きすぎると、上記に説明した土のうなどで発揮される拘束効果が小さくなる。なお、筒状体51の形状は、円筒形に限定されず、水平断面が閉じた形状であれば良い。
上記したように、筒状体51が地盤2hを囲んでなる柱状体の一本一本が強い耐荷力を有しているため、補強材混入地中連続壁50では、部分的に損傷したとしても、その損傷による影響を小さく抑えることができる。
補強材混入地中連続壁50は、これまでに説明した補強材混入地中連続壁10などと同様に、地盤の液状化対策、簡易山留、及び地盤の側方流動対策などとして用いることができる。
これまでの本発明の説明では、主に補強材混入地中連続壁の水平断面の形状が略四角形になる形態について説明したが、本発明はかかる形態に限定されるものではない。例えば、地盤の液状化対策を目的として本発明の補強材混入地中連続壁を用いる場合は、水平方向の断面視において地盤の一部を囲むように補強材混入地中連続壁が形成されていることが好ましい。すなわち、この場合は、補強材混入地中連続壁の水平断面の形状は、円形、楕円形、多角形などの閉じた形状であることが好ましい。また、土留めとして本発明の補強材混入地中連続壁を用いる場合など、地盤を取り囲むように補強材混入地中連続壁を形成する必要がない場合は、補強材混入地中連続壁の水平断面を閉じた形状とする必要はなく、直線状や曲線状にすることができる。
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う補強材混入地中連続壁及び補強材混入地中連続壁の施工方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
1 ジオテキスタイル
1a 遮水性を有するシート
2 地盤
2a 非液状化層
2b 液状化層
10 補強材混入地中連続壁
10a 補強材混入地中連続壁
20 補強材混入地中連続壁
21 ソイルセメントからなる壁
30 補強材混入地中連続壁
31 柱状体
40 補強材混入地中連続壁
50 補強材混入地中連続壁
60 建造物
70 間隙水
1a 遮水性を有するシート
2 地盤
2a 非液状化層
2b 液状化層
10 補強材混入地中連続壁
10a 補強材混入地中連続壁
20 補強材混入地中連続壁
21 ソイルセメントからなる壁
30 補強材混入地中連続壁
31 柱状体
40 補強材混入地中連続壁
50 補強材混入地中連続壁
60 建造物
70 間隙水
Claims (6)
- 地中に略鉛直方向に埋設されたジオテキスタイルを備え、
前記ジオテキスタイルが開口部を鉛直方向に有する筒状体であるとともに、複数の該筒状体が水平方向に並べられており、
前記筒状体内に地盤の一部を拘束している、補強材混入地中連続壁。 - 前記ジオテキスタイルに沿って遮水性を有するシートが備えられている、請求項1に記載の補強材混入地中連続壁。
- 前記ジオテキスタイルが、地中に略鉛直方向に形成されたソイルセメントからなる壁内に略鉛直方向に埋設されている、請求項1又は2に記載の補強材混入地中連続壁。
- さらに、前記ソイルセメントからなる壁内に所定の間隔をあけて複数の柱状体が略鉛直方向に埋設されている、請求項3に記載の補強材混入地中連続壁。
- 水平方向の断面視において地盤の一部を取り囲むように形成された、請求項1〜4のいずれかに記載の補強材混入地中連続壁。
- 水平方向の断面視において地盤の一部を取り囲むように形成された第一壁と、該第一壁の外側に所定の間隔を設けて該第一壁を取り囲むように形成された第二壁とを少なくとも有する、請求項5に記載の補強材混入地中連続壁。
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JPS6198822A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Okumura Constr Co Ltd | 遮水壁 |
JPH08177039A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Mitani Sekisan Co Ltd | 軟弱地盤の改善方法 |
JPH09317373A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-09 | Toyo Constr Co Ltd | 立坑構築工法 |
-
2012
- 2012-12-03 JP JP2012264610A patent/JP2013064315A/ja active Pending
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