JP2017145675A

JP2017145675A - 振動締固め固化工法

Info

Publication number: JP2017145675A
Application number: JP2016043880A
Authority: JP
Inventors: 一榮石井; Kazue Ishii
Original assignee: Giken Co Ltd
Current assignee: Giken Co Ltd
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-08-24

Abstract

【課題】砂質土、砂質シルト、シルト、粘性土の互層成層状態、ピート層が日本の沿岸には多く堆積した状態にあり、含水量、層厚、土性から砂質系か、粘性系の改良するか、ピート層か又は各層厚により、工法の選定、組み合わせを選定すべきかを考え、各工法を選定するが、固化工法は改良費が大きく、又産廃費用に大きい費用が掛かり課題であった、
【解決手段】本工法は上記、砂質土、粘性土の互層、ピート層で課題である諸要素を考え、締固、強制圧縮、固化を同時に広範囲改良し、一定の費用の範囲内で砂質系土層は振動締固め、粘性土、ピート層の粘性系土層の粘性強度は振動と水を加え流動化させることにより固化剤が均一に混合出来る手段にした、又間隙の大きいピート層は強制圧縮を行いつつ、固化の出来る手段とした、尚本工法により産業廃棄物処理費用も軽減出来る手段とした。
【選択図】図１

Description

液状化対策工法としては多種あるが対象地盤が砂質系、粘性系互層の場合土質試験結果、又は地層の厚さ、含水量、地域性により工法の選定が担当技術者により、左右されるケースがみられる、選定に当っては経済的、理論的、且つ実施できる工法でなければ意味がない、数多い現場経験から経済的且つ安全率の高い各工法の開発をしてきたが地域性土性がら、砂質系は締固め及び突き固め、強制排水工法、粘性土はドレーン工法、強制排水工法、固化工法を考え、含水状況、規模等又は周辺環境問題等より上記各工法の組み合わせ選定とすべきと考えられる。

技術分野から現在迄行われてきた深層攪拌固化工を採用する場合は地域性を考え、互層砂質土、砂質シルト、又はシルト層及び粘性土層で含水量が多い場合局部的改良は良いが、隣接する未改良部は不安定要素が残る、その場合改良エリアを拡大するが改良面積当たりのコストが高くなり不経済であり、砂層に関しては不安定要素を残すことから、振動締固め固化工法か強制脱水工法併用を考え、設計荷重が単位面積当たり中程度の場合はクロスドレーン＋強制脱水工法が経済的且つ安全に在来迄、実施してきたが設計荷重が単位面積当たり局部的に大きく、土層構成が砂質系、粘性系互層の場合の改良工法として最も経済的な工法を開発した、特に在来迄間隙の多いピート層の改良には各方面から課題があった。

改良対象土層の成層状況が互層で、砂層が緩く、地下水位が高く粘性土層が厚く、設計荷重が大きい場合、固化工法を局部的に採用実施するが、砂層、砂質シルト層が地表面に介在するエリヤは、地震時、局部的改良周辺が液状化が起き、水道管、下水管、ガス管等の地下埋設物、地下道等のライフライン取り付け個所に問題を残し課題となった。又全土に見られるピート層の改良が課題であった。

課題を解決する手段

課題を解決するため在来迄行われてきた局部的改良工事金額内で、近接するライフライン部の各地下埋設物基礎部も同時に振動締固めと固化工法採用することにより、１ｍ３当たりのコストを下げ、砂質層、粘性土層及びピート層を広範囲に改良する手段により、経済的、工期その他の課題を解決する手段とした。

発明の実施形態

対象物件の土質調査、土質試験、要求設計荷重、工期、環境問題を考慮して、物件に合う工法選定、コストの比較、安全性を把握し実施する形態とした。

発明の効果

本工法は土質条件の変化と設計計画に対し安全に広範囲を短期間で改良出来、経済的、且つ安全性の高い効果が得られる工法である。

砂質土、粘性土及び互層地盤に適応する施工機械平面及び断面図ピート層及び互層地盤に対応出来る施工機械平面図及び断面図

１、固化剤ミルク送付パイプ
２、鋸刃型形状先端部
３、ロット
４、振動機とロットを連結するフロント
５、振動伝搬プレート
６、固化剤輸送耐圧フォース（エアーと固化剤ミルク送付）
７、振動機
８、ショックアブソーバー
９、固化剤送付プランジャーポンプ
１０、プラント
１１、振動伝達プレートリブ
１２、ヒンジ構造及び複数開き弁
１３、錐型ケーシング

Claims

在来迄の地盤改良工事の改良工法としては多種あるが、地盤の締固めと固化を同時施工する大型工法は無く、在来迄は同一地層の成層厚さ又は土質条件から工法を決定、施工してきたが砂質、及びやや強度のあるシルト層、又は砂質及びシルト、土層、の互層成層地盤又はピート層に対しての工法選定に関し、問題になる点があった経験から、本工法を開発した、東目本大震災時関東地区も液状化現象にて被害が出ており、この対策として提案されている固化工法は局部的改良で局部的改良地区周辺は表層部が砂質系土層であるので、これから生ずるといわれている大地震に対して不安を残すことが考えられる、そこで本工法は在来の局部的改良周辺の砂質部も同じ費用で同時に改良すべく、経済的面、土質力学の見知からも考慮した工法で、振動締固めと固化を同時改良施工することを特許請求の範囲とする。
土質理論から考察すると砂質シルト、シルト、粘性土層は地域性により強度に変化がみられる、施工時の一定の攪拌、一定の引き上げ、引下げ攪拌速度、又担当者の技術的経験からすると改良杭の調査結果、ばらつきが多くみられる、攪拌羽根の角度、長さ、羽根の間隔、段数により、供回り、団子状塊をなくすため回転攪拌回数、上下攪拌の繰り返しを行っているのが現状である、これらの課題を解決すべく開発した１ｍ径の改良杭については、前回も申請してあるが、今回開発した本工法は円筒柱又は角柱先端に板状プレートを複数枚取り付け一番下部は鋸刃状に形成し、その板状プレートに注入パイとエアー送付パイプを複数個所取り付けた構造とし、更に改良深度最上部、地表面｝から２ｍ下がった位置から先端迄の間に複数段、下部振動伝達プレートを取り付けた構造とし、砂質系地盤を締固めつつ固化し、シルト、及び粘性土層はそれ自体持つ強度をゼロ化し、流動化させ、固化剤を自動的に混合出来る、締固めと固化を同時行うことが出来る大型の改良工法を特許請求の範囲とする。
振動伝ロット挿入には振動伝達プレート先端に取り付けた複数のパイプかジェット水、圧力と振動により所定位置迄挿入し、所定位置に到達した後、地上のバルブ操作を切り替えてエアーを送入し、余分な水分を地上に送り出した後、地上の３段バルブ切り替えにより、所定の配合固化剤に圧力をかけ、所定量を振動伝達ロット下部先端、振動伝達プレートから噴出させつつ、振動により攪拌混合し改良する構造を特許請求の範囲とする、
固化剤混合量は対象土量に対する設計強度を試験結果から算出し、配合と量をプラントにて現場の含水量を加味し水と混合設定し、一個所当たりの固化剤量を現場試験打ちにて、固化剤量を算出し、在来までの産廃費用を除去し、産廃量を出さない施工方法を取り、在来迄の産廃費用を軽減できることを本工法の特許請求の範囲とする
本工法の改良方法は振動伝達ロットに振動伝達羽根を取り付けた構造であるが、単数の場合又は多軸構造とし、改良形状平面は丸型形状、長方形形状、正方形形状、矢羽型形状とし、その一辺長は１ｍ〜４ｍ迄とし、改良深度は４０ｍ迄施工出来、平面配置はべた配置、千鳥配置、正三角形配置、正方形配置とする、土質条件、工事費用、強度、工期によりその配置を決定するが、大きい面積を有する工場敷地又は建物、道路等の基礎、擁壁、岸壁の背面土圧軽減、又は河川堤防芯壁等の施工に適する大型で経済的な振動締固め固化工法を特許請求の範囲とする。
日本全国にある沖積堆積地盤でピート層を改良する場合、実施申請済みの圧縮工法以外在来迄の工法は無く、理論的、経済的、限られた工期内での安定化は課題であった、本工法は大型の径１，２ｍ〜２，０ｍのケーシングを使用して、正方形、三角形、又はそれぞれを千鳥配置とし、ピート層の間隙を側面から圧縮しつつ、尚且つ固化の出来る工法で、ケーシングの先端形状は複数開きピン構造弁として、振動機とケーシング上部は１ｍのケーシング形状とし、打ち込み部は錐型径１，２〜２，０ｍとし、錐型長は対象度の長さとした構造での地盤に対し下部斜めにベクトルが働く様にし、ピート層の盤ぶくれを防止しつつ側圧密の出来る工法で、ピート層の上部盤膨れを防止出来る構造としで、ケーシング外周にはリブを付けた構造で、砂質土が介在する場合の締固めの出来る構造とする、ケーシングを振動打ち込み完了後、ケーシング内には現地の表土又は山砂を投入して、ケーシング外周に取り付けたパイプより固化剤を所定量注入固化することにより間隙を瞬時に圧縮しつつ、固化する事の出来る工法を特許請求の範囲とする。