JP2021050500A - 地盤改良工法 - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
【課題】施工が容易であり、地盤中の配管からの漏水に起因する吸い出し現象や地震時の液状化現象の発生を抑制することができる地盤改良工法を提供する。【解決手段】地盤改良工法は、施工対象である地盤１を所定深さまで掘削して凹部６を形成する工程と、前記掘削により生じた土砂１０に、セメント系固化材１１、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液１２及び水１３を添加して混合し、改良材１５を形成する工程と、改良材１５を凹部６に投入して埋め戻した後、転圧する工程と、を含んでおり、これによって改良地盤１６を構築する。【選択図】図２
Description
本発明は、下水道管、上水道管あるいはガス管などのライフライン用の配管が地下に埋設されている土地の地盤を改良する技術に関する。
地下に埋設されている下水道管や上水道管などに生じた亀裂などから漏水すると、吸い出し現象（漏水箇所近傍の土砂が徐々に周辺地盤中に流れ出す現象）が発生し、時間の経過とともに空洞が形成され、やがては道路陥没などの災害を引き起こすことがある。
また、地下水位の高い地盤においては、地震時に液状化現象が発生し、建物などの構造物が倒れたり、下水道管や上水道管などの地下埋設物が浮き上がったりする災害が起こることがある。
このような災害を防止するため、従来、様々な地盤改良技術が提案されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１に記載された「地盤改良工法」がある。この「地盤改良工法」は、撥水性砂を５０〜１００質量％含有する粒子からなる地盤改良材を埋め戻し材に用いて液状化現象の発生を抑制することを特徴とするものである。
特許文献１に記載された「地盤改良工法」においては、撥水性砂を５０〜１００質量％含有する粒子からなる地盤改良材を埋め戻し材に用いることにより、地盤内に空気を含ませて不飽和化状態にして液状化強度を増加させることで液状化現象を抑制することができるとされているが、吸い出し現象を抑制する効果は期待できない。
特許文献１に記載された「地盤改良工法」において使用される撥水性砂は、一般砂を主成分とする砂や、鉄鋼スラグを主成分とする砂に撥水処理を施して形成しなければならないので、所定の撥水処理設備が必要であり、撥水処理作業にも多くの労力が費やされている。また、予め撥水処理を施して撥水性砂を形成した後、施工現場まで搬送しなければならないので、施工が面倒である。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、施工が容易であり、地盤中の配管からの漏水に起因する吸い出し現象や地震時の液状化現象の発生を抑制できる地盤改良工法を提供することにある。
本発明に係る第一の地盤改良工法は、
施工対象である地盤を所定深さまで掘削して凹部を形成する工程と、
前記掘削により生じた土砂に、セメント系固化材・石灰系固化材・石膏系固化材のうちの何れか１以上、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液及び水を添加して混合し、改良材を形成する工程と、
前記改良材を前記凹部に投入して埋め戻した後、転圧する工程と、を含むことを特徴とする。
施工対象である地盤を所定深さまで掘削して凹部を形成する工程と、
前記掘削により生じた土砂に、セメント系固化材・石灰系固化材・石膏系固化材のうちの何れか１以上、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液及び水を添加して混合し、改良材を形成する工程と、
前記改良材を前記凹部に投入して埋め戻した後、転圧する工程と、を含むことを特徴とする。
前記地盤改良工法においては、前記掘削により生じた土砂に、施工対象である地盤と異なる場所で採取した土砂を添加することもできる。
次に、本発明に係る第二の地盤改良工法は、
土砂に、セメント系固化材・石灰系固化材・石膏系固化材のうちの何れか１以上、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液及び水を添加して混合し、改良材を形成する工程と、
施工対象である地盤を所定深さまで掘削して凹部を形成する工程と、
前記改良材を前記凹部に投入して埋め戻した後、転圧する工程と、を含むことを特徴とする。
土砂に、セメント系固化材・石灰系固化材・石膏系固化材のうちの何れか１以上、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液及び水を添加して混合し、改良材を形成する工程と、
施工対象である地盤を所定深さまで掘削して凹部を形成する工程と、
前記改良材を前記凹部に投入して埋め戻した後、転圧する工程と、を含むことを特徴とする。
前記地盤改良工法においては、前記高分子化合物として、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を使用することができる。
本発明により、施工が容易であり、地盤中の配管からの漏水に起因する吸い出し現象や地震時の液状化現象の発生を抑制できる地盤改良工法を提供することができる。
以下、図１，図２に基づいて本発明の実施形態である地盤改良工法について説明する。
図１は、実施形態である地盤改良工法の施工対象である地盤１などを示す一部省略垂直断面図である。地盤１中に上水道管２が埋設され、地盤１上に路盤３及びアスファルト舗装４を施すことにより道路５が形成されている。
初めに、図２（ａ）に示すように、施工対象である地盤１上のアスファルト舗装４及び路盤３を削除するとともに地盤１を所定深さ（上水道管２が露出する深さ）まで掘削して凹部６を形成する。これにより、上水道管２が凹部６内に露出した状態になるので、上水道管２の補修や取り替え工事などを行うことができる。
次に、地盤１の掘削により生じた土砂１０に、セメント系固化材１１、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液１２及び水１３を添加して撹拌・混合することにより、図２（ｂ）に示すように改良材１５を形成する。この場合、土砂１０に対するセメント系固化材１１などの混合比率は限定しないので、土砂１０の性状や施工条件などに応じて任意に設定することができるが、本実施形態では、下記のような混合比率とした。
土砂（１０）：１立方メートル
セメント系固化材（１１）：２０ｋｇ〜８０ｋｇ
高分子化合物を含む水溶液（１２）：１リットル〜２リットル
水（１３）：土砂１０の性状に応じた適切量
セメント系固化材（１１）：２０ｋｇ〜８０ｋｇ
高分子化合物を含む水溶液（１２）：１リットル〜２リットル
水（１３）：土砂１０の性状に応じた適切量
この場合、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液１２は、前記高分子化合物の一つである「有限会社グローバル研究所の商品名ＧＢ−２０００」を水で１０倍〜５０倍に希釈して調製したものである。「ＧＢ−２０００」は、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物である。なお、図２（ａ）に示すように、地盤１の掘削により生じた土砂１０に施工対象である地盤１と異なる場所で採取した土砂１４を添加することもできる。
前述したように、土砂１０に、セメント系固化材１１、水溶液１２及び水１３を添加して撹拌・混合すると、高分子化合物の団粒化作用により、土砂１０中の粒子が互いに結合していき、改良材１５中に立体網目構造が形成されていく。
上水道管２の補修や取り替え工事が完了したら、図２（ｂ）に示すように、前述した工程により形成した改良材１５を凹部６に投入し埋め戻していき、埋め戻しが終わったら改良材１５の表面を転圧して締め固め、図２（ｃ）に示すように、路盤３及びアスファルト舗装４を形成する。この後は、時間経過に伴い、改良材１５中における土砂１０の粒子の結合、連結がさらに進行し、大小の間隙を有する多孔質状の粗大粒子が形成され、これらの粗大粒子が固化された立体網目構造を有する改良地盤１６が構築される。
図２に示す地盤改良工法によって形成された改良地盤１６は、団粒構造（立体網目構造）を有するため、地盤中の配管から漏水することがあっても土砂粒子（特に細粒成分）が流出し難い。このため、吸い出し現象が抑制され、吸い出し現象に起因する道路の陥没などを防止することができる。
また、団粒構造を有する改良地盤１６においては土砂粒子が互いに拘束された状態にあるため、地震時に揺動することがあっても改良地盤１６中の含有水のみが動き、土砂粒子は動かない。このため、地震時の液状化現象の発生や土砂の噴出などを抑制できる。
さらに、図２示す地盤改良工法は、地盤１を掘削して発生した土砂１０に、セメント系固化材１１、水溶液１２及び水１３を添加して撹拌・混合して形成した改良材１５を元の場所に埋め戻して転圧するだけで実施することができるので、施工も容易である。
図２示す地盤改良工法によって構築された改良地盤１６は、道路５を通過する自動車などからの圧力や振動で破壊しない強度を有しているが、固化後のコンクリートと比較すると軟らかいので、将来、改良地盤１６の撤去や掘削が必要となったときも容易に対応することができる。
図２示す地盤改良工法においては、固化材として、セメント系固化材１１を使用しているが、これに限定するものではないので、石灰系固化材や石膏系固化材を使用することも可能であり、これらの固化材を使用した場合も立体網目構造を有する改良地盤１６と同様の構造及び作用効果を有する改良地盤を構築することができる。
前述した地盤改良工法においては、図２（ｂ）に示すように、地盤１の掘削により生じた土砂１０に、セメント系固化材１１、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液１２及び水１３を添加して撹拌・混合することにより、改良材１５を形成しているが、改良材１５の形成工程はこれに限定するものではないので、下記の工程を採用することもできる。
即ち、前記工程で形成された改良材１５は直ちに固化しない性質を有するので、地盤１の掘削により生じた土砂１０に限定せず、一般的に採取される土砂（図示せず）に、セメント系固化材１１、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液１２及び水１３を添加して撹拌・混合して、予め改良材（図示せず）を形成しておき、この改良材を施工現場に搬入して、本発明に係る地盤改良工法を実施することもできる。
なお、図１，図２に基づいて説明した地盤改良工法は、本発明に係る地盤改良工法の一例を示すものであり、本発明に係る地盤改良工法は、前述した地盤改良工法に限定されるものではない。
本発明に係る地盤改良工法は、土木建設業などの産業分野において広く利用することができる。
１ 地盤
２ 上水道管
３ 路盤
４ アスファルト舗装
５ 道路
６ 凹部
１０，１４ 土砂
１１ セメント系固化材
１２ 団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液
１３ 水
１５ 改良材
１６ 改良地盤
２ 上水道管
３ 路盤
４ アスファルト舗装
５ 道路
６ 凹部
１０，１４ 土砂
１１ セメント系固化材
１２ 団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液
１３ 水
１５ 改良材
１６ 改良地盤
Claims (4)
- 施工対象である地盤を所定深さまで掘削して凹部を形成する工程と、
前記掘削により生じた土砂に、セメント系固化材・石灰系固化材・石膏系固化材のうちの何れか１以上、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液及び水を添加して混合し、改良材を形成する工程と、
前記改良材を前記凹部に投入して埋め戻した後、転圧する工程と、を含むことを特徴とする地盤改良工法。 - 前記掘削により生じた土砂に、施工対象である地盤と異なる場所で採取した土砂を添加する請求項１記載の地盤改良工法。
- 土砂に、セメント系固化材・石灰系固化材・石膏系固化材のうちの何れか１以上、団粒化作用を有する高分子化合物を含む水溶液及び水を添加して混合し、改良材を形成する工程と、
施工対象である地盤を所定深さまで掘削して凹部を形成する工程と、
前記改良材を前記凹部に投入して埋め戻した後、転圧する工程と、を含むことを特徴とする地盤改良工法。 - 前記高分子化合物が、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物である請求項１〜３の何れかの項に記載の地盤改良工法。
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2019
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