JP2597833B2 - 軟弱地盤の複合的改良工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 〈産業上の利用分野〉 本発明は、軟弱地盤の複合的改良工法に関する。

〈従来の技術〉 従来から軟弱地盤を改良するのに長尺の砂杭造成用中
空管を用い、これを地盤中に貫入させた後に引抜きつつ
同中空管下端から砂などを排出し、かつ、締固めること
によって地盤中に締固め砂杭を造成する、いわゆるサン
ドコンパクションパイル工法や、長尺のロッドを用いロ
ッドを振動させて締固める、いわゆるロッドコンパクシ
ョン工法等の深層締固め工法がある。

ところで、これら深層締固め工法は、深層部において
は土圧に関連した拘束圧の存在下で充分な締固めを行え
るが、浅層部においては前記拘束圧が小さいため充分な
締固めは困難であった。（第１図（ｂ）参照）。

この浅層部の対処法としては、それまで施工してきた
深層部の造成速度を落し、単位長当りの締固め動力を増
加させる方法などが考えられる。

しかしながら、この方法においては施工時間が長引く
と共に使用動力が多く必要になる等、効率面、経済性の
点で問題が残る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 そこで本発明は、従来工法に内在する上記問題点を改
善し、深層部から浅層部に到るまで、必要とされる深度
の地盤改良を効率的、かつ経済性を向上させて行うこと
ができる軟弱地盤の改良工法を提供することを目的とす
る。

（ロ）発明の構成 〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の目的を達成するために、以下に述べ
るような構成要件を具備している。

（１）地盤改良領域における地盤土壌に対し、深層部の
杭底深度から所定の上方まで、バイブロロッド工法、サ
ンドコンパクションパイル工法などの深層締固め工法を
施工し、その後、当該地盤改良領域及びその近傍の淺層
部に、タンパーによる衝撃力を利用した浅層締め固め工
法を組み合わせて施工することを特徴とする軟弱地盤の
複合的改良工法。

〈作 用〉 第１図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれバイ
ブロタンパー、バイブロロッドまたはサンドコンパクシ
ョンパイル（SCP）およびバイブロタンパーとバイブロ
ロッド、SCPを組み合わせ施工したときのＮ値と地盤深
さとの関係を示す図であって、ｘ軸にはＮ値をｙ軸には
深度ｈを採り、各図中、破線で示すＮ値は、改良前の地
盤のＮ値、実線は改良後の、それである。その（ａ）に
おいて、バイブロタンパーによる地盤改良後のＮ値（実
線）をみると、深層部（数ｍ以下）には締固めエネルギ
ーが到達せず、その締固め効果は深層には及ばない。

一方、その（ｂ）のバイブロロッド、SCPでは深層部
（一般に、10数ｍ〜数10mの地中深度）での改良効果は
充分であるが、浅層部では土圧に関連した拘束力が小さ
くなるために改良効果が小さくなっている。そこで本発
明改良工法では前記（ａ）、（ｂ）を組み合わせること
で、お互いの短所を補完し、その（ｃ）に示すような浅
層から深層部に到るまで、均一な改良効果を効率良好に
して経済性を備えた上で得るようにしたものである。

なお、上記工法のうち、タンパーによる衝撃力を利用
する際、一般的には衝撃力としてバイブロパイルハンマ
ー（振動杭打機）を用いるが、他にディーゼルパイルハ
ンマー等を使用することもあり得る。

その場合、第１図（ｃ）においては深層、浅層共、ほ
ぼ一定の締固め強度が得られるように表示しているが、
浅層部のみを、さらに幾分か強度アップすることも必要
により行われるし、また、可能である。

さらに、上述（ａ）と（ｂ）とを組み合わせ施工する
場合、SCPを組み合わせたときの浅層部は、サンドドレ
ーン（砂等を排出しつつケーシングの引抜きのみで形成
したサンドパイル）でもよいし、あるいは空打ち（砂等
を排出せずにケーシングを引抜く）でも、（浅層部の締
固めは、いずれ、バイブロパイルハンマーなどを用い施
工するから）本発明工法を実施することが不可能ではな
い。

上述工法で、タンパーに対する深層ロッド（バイブロ
ロッド）は複数本に限られるものではない。要するに、
両者の工法を併用するところに効果が生じるのである。

ただし、両工法を一個所について同時に施工するとき
には、装備の重量が大きくなって、装置を移動させる施
工機の安定性を損なうとか、オペレータ操作の負担が増
加する。同じく、ロッドコンパクション工法を組み合わ
せる場合は、浅層処理のタンパーに妨げられて砂の補給
が不自由であったり、深層締固め施工後に地表面が不陸
になって、タンパーの施工が困難であったりする。

また、深層締固め処理の後に生じる過剰間隙水圧が消
散しないうちに、次工程に掛からねばらない。

等々の問題点がある。本発明工法は施工を前後させる
ことにより、上述不都合をすべて解決している。

ここに使用される深層ロッドも、従来から知られてい
る各種のものが利用でき、たとえば、実公昭52−38100
号公報、実公昭52−38002号公報または実公昭56−55312
号公報等に記載されたものが使用可能である。

〈実 施 例〉 （１）バイブロロッド工法を併用する場合 （ｉ） 第２図（ａ）、（ｂ）は、バイブロロッド工法
を浅層処理と併用した場合の一例を示すもので、その
際、表層部は振動機によってタンパーを作動し、第１図
（ａ）に示したような締固め力を得る。タンパーの振動
機は、緩衝器を介し連結具から吊り下げられるようにし
てもよい（図示省略）。

深層ロッド（バイブロロッド）は、その上端を連結具
を用いて振動機に連結し、その操作によって第１図
（ｂ）に示すような特性の締固め力を得る。

施工はまず、締固め予定位置に装置を据付けと後、振
動機を作動させて深層ロッドにより所定深層部を、第２
図（ａ）または（ｂ）に示す手順により締固める。

その際は、浅層部は締固めを要しない。

第２図（ａ）、（ｂ）は、深層ロッドの引抜きと貫入
との操作要領の一例を示しており、それぞれｘ軸には時
間ｔを、ｙ軸に深さｈを採って、施工に伴う深層ロッド
下端の軌跡を実線よって表示したものである。

その（ａ）は、締固めを要する深層部について、貫入
後のロッドを最も深い位置から地表面に近い表層部の底
位置まで大きく引抜き、さらに大きく再貫入する操作か
ら繰返しつつ順次、そのストロークを小さくしてロッド
を引抜くと共に地盤の締固めをするプロセスを示し、地
盤の下層から上層に亘り充分に締固め効果を及ぼすこと
ができる。

その（ｂ）に示す操作は、貫入後のロッドを最も深い
位置から地表面に近い表層部の底位置まで小刻みに引抜
き、再貫入する操作を繰り返して、ロッドを引抜くと共
に地盤の締固めをする工程を示し、それぞれのロッドの
引抜き量が上記場合よりも少ないので、上層部における
締固め効果は下層部のそれよりも小である。

いずれにしても、タンパーによる締固め効果が及ぶ範
囲の表層部については、バイブロロッドを用いた地盤の
締固め操作は、積極的には行わない。また、行わなくて
もよい。

上述のように深層部の締固め操作が完了した後に、タ
ンパーの振動機を作動させて、さきに深層部の締固め操
作が終了した時点における地盤の表層部を、第１図
（ａ）に示すように締め固め、かくして第１図（ｃ）に
示す深層部から地表面に至る迄、締固め効果が連続して
生じた複合的改良図地盤が得られる。

上記効果を奏するためのバイブロタンパーには、上部
に強力な振動機、たとえば起振力として数十ton〜百数
十tonの規模で、仮想振幅10〜25mm、仮想加速度数ｇ〜1
0g程度の容量のものを装備することが望ましい。

それによって深層締固め工法では土圧に関連する拘束
圧が小さく充分な締固め効果が得られない地下数ｍに及
ぶ地盤浅層部の締固めを一工程で完了させることができ
る。

（ii） 別に、深層ロッド単独で地盤の深層部のみの締
固め操作（深層ロッドコンパクション）を施し、基本的
には第２図（ａ）または（ｂ）に示す工程に沿って深層
部の締固めを完了した後、その表層部に各移動手段によ
って別途、タンパーを走査させ、表層締固めを重ねる工
法があり、このタイプの複合的工法は、別格工程により
地盤の締固めを行うから、施工予定区域の全体を考慮し
た施工が可能となる。

（２）サンドコンパクションパイル工法を併用する場合 ここでいうサンドコンパクションパイル（SCP）工法
とは、上端部に振動機を装着した中空ケーシングを地盤
中に貫入させると共に、同ケーシング内に締固め材料、
たとえば砂、砂利、レキ等を供給、充填し、ケーシング
を地盤中から引抜く過程で、その下端から前記締固め材
料を地盤中に排出、残置及び当該材料を締固めることに
よりパイルを造成する工法を指す。

本実施例は、前記（１）項で説明した工法のうちの、
深層ロッドコンパクション工法に換えてSCP工法を採用
したものである。

上述工法で、深層ロッドコンパクションと本質的に相
違する部分は、深層部における地盤の締固め操作をケー
シング内に供給する締固め材料を用いて行い、浅層部と
は別個の材料を使用できるという点にある。

なお、本実施例における砂杭等造成用中空ケーシング
によるSCPも、やはり表層部についてはサンドドレーン
で良いし、または空打ちでも不可能ではない。

（ハ）発明の効果 以上のとおりであるから、本発明複合的地盤改良工法
によれば、軟弱地盤の深層部から地表に至る迄の均質も
しくは連続的な締固め操作を効率的かつ経済的に施工す
ることを可能とする。

施工に当り、比較的軽量な設備で、繰り返し操作する
ことができ、結果的に施工機の安定性を良好にし、オペ
レータの負担を軽減する。

地盤の深層締固めにより不陸になった表層面を整地し
た後、浅層部の締固めができ、効率的、また、ロッドコ
ンパクションパイル工法では、砂の供給が容易である。

深層締固め処理後に発生する過剰間隙水の消散を俟っ
て、次工程を施工することができる。

等、従来工法には期待することができない、格別な作
用、効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、バイ
ブロタンパー、バイブロロッドまたはSCP、バイブロタ
ンパーとバイブロロッドもしくはSCPの組み合わせ施工
したときの地盤深さｈとＮ値との関係を示す図、 第２図（ａ）および（ｂ）は、深層締固め処理における
深層ロッドの引抜きと貫入との操作要領の一例を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 利久 茨城県猿島郡総和町大字東牛谷1081−１ (72)発明者 渡辺 憲章 草加市谷塚町1347−１ (72)発明者 井上 安彦 京都府相楽郡加茂町南加茂台９−10−６ (72)発明者 磯谷 修二 和泉市鶴山台２−10−52−303 (72)発明者 時実 一成 三重県員弁郡東員町城山２−13−16 (56)参考文献 特開 昭51−66109（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地盤改良領域における地盤土壌に対し、深
   層部の杭底深度から所定の上方まで、バイブロロッド工
   法、サンドコンパクションパイル工法などの深層締固め
   工法を施工し、その後、当該地盤改良領域及びその近傍
   の淺層部に、タンパーによる衝撃力を利用した浅層締め
   固め工法を組み合わせて施工することを特徴とする軟弱
   地盤の複合的改良工法。