JP2742862B2 - 低層構築物基礎地盤改良工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低層構築物基礎地盤改良
工法に係り、特に、低層構築物の基礎の支持地盤を簡易
に形成できる低層構築物基礎地盤改良工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の低層構築物の基礎の支持工法は、
基礎フーチングを現場打ちコンクリート杭または既製コ
ンクリート杭で支持したり、或いは、割栗石や土間コン
クリートで布基礎やべた基礎を支持するのが一般的であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術は、杭工事、或いは、割栗石の施工や、土間コンク
リートの打設という大がかりな工事を伴い、工事費、材
料費、工期短縮、作業手間などの省力化のネックとなっ
ていた。

【０００４】本発明の目的は、低層構築物の基礎の支持
地盤を、十分な支持力を有し、かつ容易に形成でき、工
期短縮等の省力化を図ることのできる低層構築物基礎地
盤改良工法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１に
記載のように、地盤を所定範囲、所定深さ掘削した後、
掘削した地盤面にセメント系固化材を散布するととも
に、散布したセメント系固化材の上に、掘削した土砂を
所定厚さ敷きならし、次に前記セメント系固化材と敷き
ならした土砂とを撹拌し転圧することにより、セメント
系固化材混入土砂の転圧層を形成し、この転圧層を低層
構築物の基礎の支持地盤にすることにより達成される。

【０００６】また、請求項２に記載のように、請求項１
に記載の工法において、セメント系固化材混入土砂の転
圧層を順次重ねて施工することにより、低層構築物の基
礎の支持地盤を形成することができる。また、請求項３
に記載のように、請求項２に記載の工法において、セメ
ント系固化材混入土砂の転圧層に組立鉄筋網を敷き、こ
の組立鉄筋網の上に重ねてセメント系固化材混入土砂の
転圧層を施工することにより、低層構築物の基礎の支持
地盤を形成することもできる。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、セメント系固化材の化学的
固結作用により、掘削土に低層構築物に対する支持強度
が生じ、これを転圧して敷き固めることにより、撹拌時
の気泡が除去され、掘削土砂とセメント系固化材とが密
着して強度の増加と安定性が確保される。そのため、簡
単な施工で十分な支持力を有する低層構築物の基礎の支
持地盤を形成することができる。以下、上記各発明につ
いて詳述する。請求項１記載発明によれば、埋戻し土砂
の下に散布したセメント系固化材を撹拌により上部で視
認できるので、固化材の偏りを避け、底部から表面まで
確実な撹拌ができ、均一で良好な改良土が形成される。
また、固化材が掘削土に覆われた状態で撹拌するので、
固化材の風による飛散を抑制し、現場周辺の汚染を防止
することができる。そのため、環境衛生上また作業上き
わめて健全で効率的である。そして、固化材の化学的固
結作用により、掘削土に低層構築物に対する支持強度が
生じ、これを転圧して敷き固めることにより、撹拌時の
気泡が除去され、掘削土砂と固化材とが密着して強度の
増加と安定性が確保される。そのため、簡単な施工で十
分な支持力を有する低層構築物の基礎の支持地盤を形成
することができる。 そして、請求項２あるいは請求項３
に記載の構成が可能であり、それぞれ、健全で衛生的な
環境下で転圧層を順次重ねる作業ができ、気泡を除去し
た十分に締固めたセメント混合土砂の複数層を重ねるこ
とにより、構築物の基礎の支持地盤を形成できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。まず、本発明の一実施例の作業手順
を説明する。 （１）準備作業 施工場所のゴミ・ガラ、草木根等を除去、水溜まりの排
水などを行い、施工個所の測量・墨出し、セメント・掘
削土の仮置き場所の整備などの作業を行う。 （２）掘削 図１に示すように、施工個所の地盤面１を所定の深度Ｈ
まで掘削する。本実施例では掘削機械にバックホウ２を
用いている。 （３）セメント系固化材の散布 図２に示すように、地盤の掘削底面３に所定量のセメン
ト系固化材４を均等に散布する。セメント系固化材４と
しては、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、或
いはセメント系土質改良材が適用される。本実施例では
普通ポルトランドセメントを用いている。セメントの散
布方法としては、袋詰め（４０ｋｇ／袋）の場合、セメ
ント袋を散布地面に適当間隔で配置し、バックホウで開
封し散布したのちスコップなどで均す。フレキシブルコ
ンテナバッグ（１ｔ／バッグ）の場合は、コンテナをト
ラッククレーン等で開封し、バックホウ、スコップ等で
散布する。また、バルク（バラ積み）の場合は、コンベ
アまたは専用散布機により散布する。 （４）掘削土砂敷きならし 図３に示すように、散布したセメント４の上に、バック
ホウ２などで掘削した土砂５を所定量配置して敷きなら
す。 （５）混合撹拌 次に、図４に示すように、耕耘機６またはバックホウに
より、セメント４と敷きならした掘削土砂５とを十分に
混合撹拌する。混合の判定は混合むらがなくセメントの
色が目立たなくなる程度を目安とする。 （６）締固め 図５に示すように、セメントを混合撹拌した掘削土砂を
振動ローラ７で締固め、転圧層８を形成する。化学的固
結作用をより確実にするためには、セメントと土が密着
していることが必要であり、機械的撹拌時に生じた気泡
を排除することが重要となる。このため混合撹拌後は、
振動ローラ７、バックホウのバケット等による十分な押
さえ載荷が必要になる。これにより、混合土砂の密度の
増大とセメントの化学的固結作用が促進され、強度の増
加と安定性が確保される。尚、締固め作業の標準として
は、仕上がり厚さ３０ｃｍの場合の転圧回数は、振動ロ
ーラ７で約４回、タンパまたはランマで約８回である。 （７）補強材の施設 図６に示すように、混合土砂の転圧層８の形成サイクル
を複数回行い、複数の転圧層を形成する。この場合、転
圧層８、８の間に餅網状の組立鉄筋（鉄筋網９）を施設
すると構築物の支持強度が増大する。本実施例では、最
上層の転圧層を形成する前に鉄筋網９を施設した後、最
上層を形成し、４層の転圧層を実施している。この場
合、鉄筋網９の直上層は、撹拌時に鉄筋網９の損傷を避
けるため、あらかじめセメントを混合した土砂（プレミ
ックス土１０）を用いるとよい。 （８）基礎の施工 図７に示すように、複数の転圧層が形成され、表面の凹
凸を均した多層転圧改良地盤１１に、建築物の基礎工事
であるフーチング１２を施工する。

【０００９】図８は、これらの作業手順のステップ
（準備）からステップ(10)（養生）までの基本的なもの
を示すフローである。図に示すように、ステップ（セ
メント散布）からステップ（締固め）までの作業を第
１サイクルとして、設計条件、施工条件に応じて、ステ
ップ（埋戻し敷均し）からステップ（締固め）まで
を第２サイクルとして行い、これを必要サイクル繰り返
す。

【００１０】以上は本発明の一実施例であるが、他の実
施例として、掘削面に先に所定量の掘削土砂を敷きなら
し、その上にセメントを散布してバックホウなどで混合
撹拌し転圧してもよい。また、掘削土砂にセメントをあ
らかじめ混合撹拌し、この混合土砂（プレミックス土）
を掘削面に敷きならして転圧することもできる。セメン
トをあらかじめ掘削土砂に混合することにより、セメン
ト散布時の風による飛散を防止することができる。尚、
転圧層数、鉄筋網の位置或いは有無は施工条件によって
適宜定めることができる。

【００１１】転圧した安定処理土の品質管理は、セメン
トの所要添加量における室内配合試験の供試体の乾燥密
度を基準にして行い、締固め度は９０％以上、間隙率１
５％以下を管理基準とする。品質管理のサンプリング頻
度は、施工目的により定め、擁壁・カルバート等の基礎
の場合、施工延長２０ｍに１個所、低層・戸建て住宅の
基礎の場合、１戸につき１地点、不良地盤の部分的改良
の場合は、その都度行うようにする。

【００１２】本発明による改良地盤の地耐力の確認は、
所定の材令時における平板載荷によることを原則とする
が、建築物等の重要度を考慮し、施工規模が比較的小さ
い場合や、平板載荷試験の補完を目的とする場合では、
スウェーデン式サウンディング等による。平板載荷試験
は、１個所以上で、処理面積２０００ｍ² ごとに１個所
の割合で追加し、直接的に地耐力を求める。スウェーデ
ン式サウンディングは、小規模施工や平板載荷試験の補
完を目的として行い、擁壁・カルバート等の基礎の場
合、施工延長１０ｍごとに１個所、低層・戸建て住宅の
基礎の場合、１戸につき５個所、不良地盤の部分的改良
の場合は、その都度行うようにする。

【００１３】本実施例による地盤改良原理は、セメント
の水和・固結作用によって土の強度増加を図り改良を行
なうもので、適応土質としては、砂質土系の土に最も適
するが、適当な固化材の選択と均一な撹拌により、粘性
土や有機物含有土にも適応する。また、セメント等の固
化材を混合した後の状態が泥状にあるような高含水比土
でも、適切な固化材と添加量の選択によって十分に掘削
地盤を固化させることが可能である。

【００１４】本工法に用いる主要な施工機械としては、
剥土・固化材散布にミニバックホウ、撹拌に耕耘機（ミ
ニティラー）、土砂敷均しにハンドドーザ、或いは排土
板付ミニバックホウの兼用も可能である。また、転圧に
は、ハンド振動ローラ、タンパ、ランマ等で十分であ
る。施工管理項目としては、材料管理が、固化材の性
能、適応性確認、施工中の管理には、材料計量管理、散
布密度管理、混合撹拌管理、改良深さ管理等があり、施
工後の試験として、処理層厚検査、および、テストピー
ス試験、ボーリングコア試験、貫入試験等による処理土
の強さ、均一性の検査などを行う。

【００１５】このように、地表付近の不良土（軟弱層）
にセメント系粉状安定処理材を添加混合し、ローラによ
る締固め、またはバックホーのバケットや、ドーザーに
よる上載圧力をかけることにより、土の耐圧縮性と強度
特性を改善、すなわち、基礎地盤の支持力の向上、沈下
の防止をすることができ、さらに、改良土塊の水平方向
の一体化を増強するため餅網状の組立鉄筋、ネット等を
敷込むことにより、以下のような広い適用範囲に優れた
効果を奏することができる。

【００１６】長期設計用荷重（５〜１０ｔ／ｍ²）程度
までを目的として、 低層住宅布基礎地盤改良 工場、倉庫土間地盤改良 擁壁基礎地盤改良 路床安定処理 斜面安定処理 土工機械作業地盤表層処理 等に適用することができる。

【００１７】そして、これらの適用目的に対して、 工期が短く、かつコストが低い。

【００１８】狭隘で不規則な敷地、地形等現地の状況
に適応する。

【００１９】特殊な施工機械、技術を必要とせず、施
工管理が容易である。

【００２０】改良効果が優れている。

【００２１】通常では改良困難な土質に対応できる。

【００２２】改良土は降雨、地下水等水に対する抵抗
力が高い。

【００２３】等の優れた効果がある。

【００２４】以下、いくつかの適用例を、図面を参照し
て説明する。 （Ａ）埋戻し直後の地盤を建築物等の基礎とする場合 図９に示すように、本工法を実施して地盤を改良する安
定処理部２１が、擁壁２２内の埋戻し部（盛土）の安定
を図り、地山部２３と同程度の地耐力を得ようとするも
のである。施工条件等により大型機械による十分な締固
めが行えないため、降雨等による地耐力の低下が予想さ
れる場合に適応する。

【００２５】 （Ｂ）軟弱層を建築物等の基礎とする場合 図１０に示すように、浅く堆積した軟弱層２４上に建設
される建築物等の基礎とする場合に、安定処理部２１の
支持力の確保と沈下防止を図るものである。軟弱層２４
が厚い場合（２ｍ以上）や、未改良部の圧密、液状化の
可能性がある場合は別途検討する。

【００２６】（Ｃ）中層住宅等の建設において部分的不
良部を改良する場合 図１１に示すように、地盤の部分的不良部を局部的に安
定処理部２１として改良し、周辺基礎地盤と同程度の地
耐力に増強して不等沈下を防止する。

【００２７】（Ｄ）軟弱地盤上に構築される擁壁等の土
木構造物の基礎となる場合 図１２に示すように、軟弱層２４上に構築される擁壁２
５等の土木構造物の基礎部の地盤を改良して安定処理部
２１とする場合にも採用でき、さらに、カルバート、下
水管きょ等の基礎地盤の地耐力増強にも適応する。

【００２８】次に、安定処理部２１の範囲と深さについ
て説明する。 １）処理の範囲 図１３または図１４に示すように、安定処理部２１の処
理範囲は、建築物の基礎２６、あるいは擁壁２７等の構
築物のフーチング２８の外周に、処理深さＺの１／２を
加えた範囲とする。

【００２９】２）処理の深さ 建築物等の長期設計用荷重および安定処理地盤部の重量
に対し、未処理部の許容支持力を満足する厚さとする。
図１５に示すように、地中への応力伝播を図のように考
えると、深さＺにおける地中の鉛直応力度σｚは、下記
(1)式となる。

【００３０】 σｚ＝（Ｂ×ｑ）／Ｂ×Ｚ ……(1)式 ただし、σｚ：地中の鉛直応力度（ｔ／ｍ²） Ｂ ：基礎底面の最小幅（ｍ） ｑ ：接地圧（ｔ／ｍ²） ｚ ：改良厚（ｍ） Ｄｆ：基礎に隣接する最低地盤面から基礎底面までの深
さ（ｍ）である。

【００３１】３）原地盤の許容支持力度 原地盤の許容支持力度ｑａは、日本建築学会の建築基礎
構造設計基準第１４条により、(2)式および(3)式のとお
りである。 長期許容支持力度 ｑａ＝（１／３）・（α・Ｃ・Ｎｃ＋β・γ₁・Ｂ・Ｎｒ＋γ₂・Ｄｆ・Ｎｑ） ……(2)式 短期許容支持力度 ｑａ＝（２／３）・（α・Ｃ・Ｎｃ＋β・γ₁・Ｂ・Ｎｒ＋(1/2)・γ₂・Ｄｆ・Ｎｑ） ……(3)式 ｑａ：許容支持力度（ｔ／ｍ²） Ｃ ：基礎底面下にある地盤の粘着力（ｔ／ｍ²） γ₁ ：基礎底面下にある地盤の単位体積重量（ｔ／
ｍ³）（地下水位以下にある場合は水中単位重量をと
る） γ₂ ：基礎底面より上方にある地盤の単位体積重量（ｔ
／ｍ³）（地下水位以下にある場合は水中単位重量をと
る） α・β：形状係数（下記表１参照） Ｎｃ，Ｎｒ，Ｎａ：支持力係数、内部摩擦角φの関数
（下記表２参照）

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】４）設計強度 安定処理地盤の設計強度は、前記支持力の算定によって
必要とされる１軸圧縮強度ｑａとする。一般に本工法が
適用する改良深さは通常１〜２ｍであるため、安定処理
地盤の変形については特に考慮する必要は無い。ただし
安定処理地盤内には引張応力が発生し、処理地盤の許容
引張強度を１軸圧縮強度の２０％とすると、図１６また
は図１７に示す改良厚さとの関係を参考として設計強度
を決めることができる。

【００３５】５）固化材量の決定 本工法の実施例では、固化材の添加量は、図１８に示す
ように、設計強度による一軸圧縮強度ｑａに対して、施
工条件等を考慮した強度割増しを行い、これに対応する
添加量を室内配合試験に基づいて決定する。尚、割増係
数αは、締固めを行う場合で、α＝２.０、締固めを行
わない場合で、α＝２.０〜５.０とし、含水、有機質分
の高い土質ほど大きな値とする。例えば、α＝５.０
は、高含水、高有機質土に相当する。

【００３６】６）最少添加量 現場での処理材の撹拌混合の均一性を考慮して、施工時
の最少添加量の目安を、粘性土地盤：６０ｋｇ／ｍ³、
砂質土地盤：５０ｋｇ／ｍ³と設定する。

【００３７】本工法を実施する前に、圧密沈下量の算定
を行う。 （イ）改良地盤底面以深に圧密層がある場合、圧密沈下
量を計算し、許容沈下量を超えないことを確認する。

【００３８】（ロ）改良地盤の即時沈下量は弾性体とみ
なして計算する。

【００３９】（ハ）圧密沈下の無視できる粘性土および
砂質土は弾性体とみなして即時沈下量を計算する。

【００４０】（ニ）許容沈下量は、地盤の条件、基礎の
形式、改良コラムの配置、上部構造物の特性、周囲の状
況などを考慮し、有害な不同沈下を生じないように決め
る。

【００４１】（ホ）改良コラムの間隔が改良径の約３倍
以下の場合は、図１９または図２０に示すような荷重の
仮想作用面を設定し、荷重作用面内に一様に分散すると
仮定して沈下量を計算すればよい。図１９は軟弱粘性土
で支持されている場合、図２０は中間砂層で支持されて
いる場合の荷重の仮想作用面を示した図である。

【００４２】以下、本工法のいくつかの設計例を、図面
を参照して説明する。 〈設計例１〉 建築基礎の場合 低層住宅の基礎をセメントで安定処理したものである。

【００４３】１）設計条件 本設計例の支持力検討モデルを図２１に示す。また、図
２２は土質条件を示す地層図である。

【００４４】２）施工条件 安定処理の使用機械は、 混合：バックホー（０.６ｍ³） 押え圧：バックホーの覆帯による ３）安定処理地盤の設計強度の算定 安定処理地盤の長期許容支持力度はｑａ₁、前述した(2)
式から、 ｑａ₁＝（１／３）・（α・Ｃ・Ｎｃ＋β・γ₁・Ｂ・Ｎｒ＋γ₂・Ｄｆ・Ｎｑ） ……(4)式 ここに、連続フーチング基礎として、 α ＝１.０， β＝０.５ φ ＝０°より Ｎｃ＝５.３， Ｎγ＝０， Ｎｑ＝
３.０ γ₁＝γ₂＝１.７ｔｆ／ｍ² ｑａ₁＝（1/3）・（１.０×Ｃ×５.３＋１.７×０.５×３.０） ……(5)式 図２３に示すようにｑａ₁＞ｑより安定処理地盤の設計
強度は、Ｃ＝４.１ｔｆ／ｍ²となる。

【００４５】４）必要安定処理厚の検討 未安定処理地盤の長期許容支持力度の算定 改良厚さ１.５ｍを仮定して、Ｄｆ＝Ｈ＝１.５ｍ α ＝１.０， β＝０.５， Ｎｃ＝５.３， Ｎγ＝
０， Ｎｑ＝３.０ γ₁＝１.６ｔｆ／ｍ³， γ₂＝１.７ｔｆ／ｍ³ ｑａ₂＝(1/3)・（１.０×２.０×５.３＋０＋１.７×０.５×３.０） ＝１.７tf/m² ……(6)式 なお、ｑａ₂をＨについて整理すると、ｑａ₂＝３.５３
＋１.７×Ｈとなる。

【００４６】 荷重の分散 安定処理地盤地盤の厚さＨによる荷重の分散を考える。
その場合、分散角θは、tanθ＝１／２とする。 ｑ ：基礎面直下の荷重度（tf/m²） ｑ′：未安定処理地盤における荷重度（tf/m²） ｑ″：基礎面下の安定処理地盤の重量を未安定処理地盤
上面に作用する荷重と考えたときの荷重度（tf/m²） ｑ′＝〔（ｑ・Ｂ）／｛Ｂ＋２・（Ｈ−Ｄｆ）・tanθ｝〕＋ｑ″ ＝〔（ｑ・Ｂ）／｛Ｂ＋２・（Ｈ−Ｄｆ）・tanθ｝〕＋（Ｈ−Ｄｆ）・γ ……(7)式 Ｂ＝１.２，Ｄｆ＝０.５ｍ，γ＝１.７tf/m³，tanθ＝
１／２，ｑ＝８tf/m²とすると、 ｑ′＝〔（８×１.２）／｛１.２＋２×（Ｈ−０.５）・ ¹/₂｝〕 ＋（Ｈ−０.５）×１.７ ……(8)式 ＝｛９.６／（０.７＋Ｈ）｝＋（Ｈ−０.５）×１.７ 以上のｑａ₂及びｑ′とＨとの関係を図示すると、図２
４のようになり、ｑａ₂＞ｑ′となるＨが必要安定処理
厚である。ここではＨ＝１.５ｍとする。この値は安定
処理地盤内の引張強度に対する条件を満足する。

【００４７】Ｂ＝１.２，Ｄｆ＝０.５ｍ，γ＝１.７tf/
m³，tanθ＝１／２，ｑ＝８tf/m²とすると、 ｑ′＝〔（８×１.２）／｛１.２＋２×（Ｈ−０.５）・ ¹/₂｝〕 ＋（Ｈ−０.５）×１.７ ……(8)式 ＝｛９.６／（０.７＋Ｈ）｝＋（Ｈ−０.５）×１.７ 以上のｑａ₂及びｑ′とＨとの関係を図示すると、図２
４のようになり、ｑａ₂＞ｑ′となるＨが必要安定処理
厚である。ここではＨ＝１.５ｍとする。この値は安定
処理地盤内の引張強度に対する条件を満足する。

【００４８】５）室内配合試験 室内配合試験結果を図２５に示す。設計強度ｑｕは、Ｃ
＝０.４１kgf/cm²より、ｑｕ＝２×Ｃ＝０.８２kgf/cm²
である。所要添加量は、セメントで締固めを行わない場
合の割り増し率を２.０とすると、設計強度の２.０倍の
強度に対応する添加量として７４kg/cm³とする。

【００４９】６）まとめ 安定処理深さ：１.５ｍ、添加量：７４kg/m³となる。

【００５０】〈設計例２〉 擁壁基礎の場合 鉄筋コンクリート型擁壁の基礎をセメントで安定処理し
たものである。

【００５１】１）設計条件 図２６に本例の接地圧分布図を、図２７に土質条件を表
す地層図を示す。擁壁高：Ｌ＝４ｍ、基礎幅：Ｂ＝２.
６ｍ、根入れ深さ：Ｄｆ＝０.７ｍである。奥行き１ｍ
当りとして計算する。

【００５２】２）施工条件 安定処理の使用機械は、 混合：バックホー（０.６ｍ³） 締固め：ランマ（８０kg） ３）安定処理部の長期許容支持力の算定 安定処理部の長期許容支持力Ｑａは、一軸圧縮強度をｑ
ｕ＝１４tf/m²とし、また、荷重の偏心・傾斜を考慮す
ると、 Ｑａ＝(1/3)Ａ′・(α・ｋ・Ｃ・Ｎｃ＋ｋ・ｑ・Ｎｑ＋¹/₂・γ₁・Ｂ′・Ｎγ) （tf） ……(9)式 ここに、Ｃ：安定処理部の粘着力（tf/m²） Ｃ＝ｑｕ
／２（tf/m²） ｑ：上載荷重（tf/m²），ｑ＝γ₂・Ｄｆ＝１.７×０.７
＝１.１９（tf/m²） Ａ′：有効載荷面積（ｍ²）
Ａ′＝Ｂ′×１.０＝２.５６ｍ² γ₁，γ₂：支持地盤及び根入れ地盤の土の単位体積重
量。但し、地下水位以下では水中単位体積重量を用い
る。

【００５３】 Ｂ′：偏心を考慮した基礎の有効載荷幅（ｍ）， Ｂ′＝Ｂ−２ｅ＝２.６−２×０.０２＝２.５６ｍ Ｂ：基礎幅（ｍ），Ｂ＝２.６ ｅ：荷重の偏心量 ｅ＝０.０２ｍ Ｄｆ：基礎の有効根入れ深さ（ｍ），Ｄｆ＝０.７ｍ α，β：基礎の形状係数 帯状の場合α＝β＝１.０ Nc，Nq，Nγ：荷重の傾斜を考慮した支持力係数 支持力係数表より Nc＝3.4，Nq＝1.0，Nγ＝0（但しtanθ＝HD/Y＝4/15＝
0.267） ｋ：根入れ効果に対する割り増し係数 ｋ＝１.０ Ｑａ＝(1/3)×2.56×（1.0×1.0×7.0×3.4＋1.0×1.19×1.0＋0） ＝21.3 （tf） ……(10)式 ｑａ＝Ｑａ／Ａ′＝８.３tf/m² 上記の安定処理部の強度についての試算を図示すると、
図２８のようになる。同図よりｑａ＞ｑ₁となるＣが設
計強度Ｃ＝５tf/m²である。

【００５４】 ４）未安定処理部の長期許容支持力の算定 図２９に示すように、改良厚さＨを１ｍと仮定すると、 Ｄｆ′＝Ｄｆ＋Ｈ＝０.７＋１.０＝１.７ｍ、 この際、改良厚さによる荷重の分散を考え、分散角θは
tanθ＝１／２とする。

【００５５】Ｃ＝４.５tf/m² Ｂ₁′＝Ｂ′＋２・Ｈ・tanθ ＝２.５６＋２×１.０×１／２ ＝３.５６ｍ Ａ₁′＝Ｂ₁′×１.０＝３.８６ｍ² ｑ₁′＝（Ｎ／Ｂ₁）・（１＋６ｅ／Ｂ₁）＝４.３１tf/m² ｑ＝γ₂（Ｄｆ＋Ｈ）＝１.７×（０.７＋１.０）＝２.
８９tf/m² ｑ₂′＝（Ｎ／Ｂ₁）・（１＋６ｅ／Ｂ₁）＝４.０３tf/m² tanθ＝（ＨB）／（Ｖ）＝４／１５＝０.２６７より Ｎｃ＝３.４， Ｎｑ＝１.０， Ｎγ＝０ Ｑａ′＝(1/3)×3.86×（1.0×1.0×4.5×3.4＋1.0×2.
89×1.0＋0）＝23.4（tf/m²） ｑａ′＝Ｑａ′／Ａ′＝６.０６tf/m² ここでｑａ′をＨについて整理すると、 ｑａ′＝５.５＋０.５６７・Ｈである。

【００５６】また、未安定処理地盤では、基礎面の荷重
と基礎面下の安定処理地盤の重量も荷重として作用する
ものと考える。

【００５７】 （B′＋2・H・tanθ）・｛（q₁′＋q₂′）／２｝ ＝｛B′・（q₁＋q₂）／２｝＋（B′＋2・H・tanθ）・γ・H ……(11)式 ここで、ｑ₁₂′＝1/2（q₁′＋q₂′），ｑ₁₂＝1/2（q₁＋
q₂）とし、Ｈについて整理すると ｑ₁₂′＝｛（Ｂ′・ｑ）／（Ｂ′＋２・Ｈ・tanθ）｝＋γ・Ｈ ＝〔｛2.56×（1/2）×（6.04＋5.5）｝／｛2.56＋２×Ｈ×（1/2)｝〕 ＋１.７Ｈ ＝｛14.77／（2.56＋Ｈ）｝＋１.７×Ｈ ……(12)式 ｑａ′及びｑ₁₂′との関係について図示したものが図３
０である。同図より、ｑａ′＞ｑ₁₂′となるＨが必要安
定処理厚である。ここではＨ＝１.０ｍとする。

【００５８】５）室内配合試験 所要の添加量は設計強度Ｃ＝５tf/m²に割り増し率αを
乗じた値に対応する添加量とする。セメント使用で締固
めを行う場合、α＝２.０とすると、目標強度はＣ＝２.
０×５＝１０tf/m²となる。従って図３１より現場にお
ける所要の添加量は１２３kg/m³である。

【００５９】６）まとめ 安定処理深さ：１.７ｍ、配合量：１２３kg/m³である。

【００６０】〈設計例３〉次に、擁壁工事における、地
盤支持力度が接地圧に対して満足していないため、ロー
ム、シルト用のセメント系固化材を用いた表層地盤改良
を行った。

【００６１】１）設計条件 設計用荷重 地盤反力度 ７.０ｔ／ｍ² 原地盤条件 土 質：粘土質シルト 単位体積重量：γｔ＝１.７ｔ／ｍ³ 水中単位体積重量：γ′ｔ＝０.７ｔ／ｍ³ 現地盤強度：Ｎ値＝２ 粘 着 力：Ｃ＝ｑｕ／２ ｑｕ＝Ｎ／８ ∴Ｃ＝Ｎ／１６＝０.１２５kgf/cm² ＝１.２５t/m² 内部摩擦角：φ＝０°（粘性土より） ２）検討 地中の鉛直応力度 地中の鉛直応力度σｚは、深さＺにおける地中応力は地
中への応力伝播を、前記した図１５に示したように考え
ると下式になる。

【００６２】 σｚ＝（Ｂ×ｑ）／（Ｂ＋Ｚ） ……(13)式 ここで、Ｂ：基礎幅（ｍ） ｑ：接地圧（ｔ／ｍ²） Ｚ：改良厚（ｍ） である。

【００６３】 原地盤の許容支持力度 原地盤の許容支持力度ｑａは、日本建築学会の建築基礎
構造設計基準・第１４条によるものとする。長期荷重に
対しては(14)式、短期荷重に対しては(15)式が適用され
る。 ｑａ＝（１／３）・（α・Ｃ・Ｎｃ＋β・γ₁・Ｂ・Ｎｒ＋γ₂・Ｄｆ・Ｎｑ） ……(14)式 ｑａ＝（２／３）・（α・Ｃ・Ｎｃ＋β・γ₁・Ｂ・Ｎｒ＋¹/₂・γ₂・Ｄｆ・Ｎｑ） ……(15)式 但し、 ｑａ：許容支持力度（ｔ／ｍ²） Ｃ：基礎底面下にある地盤の粘着力（ｔ／ｍ²） γ₁ ：基礎底面下にある地盤の単位体積重量（ｔ／
ｍ³） 地下水位以下にある場合は水中単位体積重量をとる。 γ₂ ：基礎底面より上方にある地盤の単位体積重量（ｔ
／ｍ³） 地下水位以下にある場合は水中単位体積重量をとる。 α・β：表１に示す形状係数 Ｎｃ，Ｎｒ，Ｎｑ：表２に示す支持力係数、内部摩擦角
φの関数 Ｄｆ：基礎に隣接した最低地盤面から基礎底面までの深
さ（ｍ） Ｂ：基礎底面の最少幅（ｍ） 改良底面下の許容支持力度の計算 土の内部摩擦角φ＝０°なので、表２の支持力係数より Ｎｃ＝５.３、 Ｎｒ＝０.０、 Ｎｑ＝３.０ また、表１の連続基礎より、形状係数：α＝１.０、β
＝０.５の現地盤条件を(14)式に代入すると、 ｑａ＝（１／３）・（α・Ｃ・Ｎｃ＋β・γ₁・Ｂ・Ｎｒ＋γ₂・Ｄｆ・Ｎｑ） ＝（１／３）・（１.０×１.２５×５.３＋０＋１.７×０.９×３.０） ＝３.７４ t/m² ……(16)式 改良厚の検討 改良底面下の許容支持力度が分散圧とつりあう深度まで
改良する。 (13)式 ≦ (16)式 σｚ＝（Ｂ×ｑ）／（Ｂ＋Ｚ）≦３.７４ ＝（８.４）／（１.２＋Ｚ）≦３.７４ これから、Ｚ≧１.０４ｍとなる。

【００６４】 改良地盤の強度 改良土の目標強度ｑｕｆとしては、改良土の許容支持力
度が、擁壁の接地圧とつり合うような粘着力を目標強度
とする。改良土のせん断強度については、内部摩擦角を
０とみなし粘着力のみを評価する。 ｑａ＝（１／３）・α・Ｃ・Ｎｃ （ｑ＝７.０t/m²） ｑａ＝（１／３）・α・Ｃ・Ｎｃ （ｑ＝７.０t/m²） ゆえに、Ｃ＝（３×７.０）／（１×１.０×５.３）＝
３.９６ t/m² 現場目標強度をｑｕｆとすると、 ｑｕｆ＝２・Ｃ＝７.９２ t/m² ＝０.７９ kgf/cm² ≒
１.０ kgf/cm² となる。

【００６５】３）添加量の決定 室内強度ｑｕｌと現場強度のｑｕｆの比を３とすると、
室内強度ｑｕｌ＝３.０ kgf/m³ となる。よって、添加
量は、図３２の室内配合試験結果から、１２０kg/m³ と
する。

【００６６】４）結果 従って、本例では、改良深さ１.１ｍ以上、セメント系
固化材の添加量１２０kg/m³となる。

【００６７】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、低層構築
物の基礎の支持地盤を、十分な支持力を有し、かつ容易
に形成でき、工期短縮等の省力化を図ることのできる低
層構築物基礎地盤改良工法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における掘削を示す断面説明
図。

【図２】本実施例におけるセメント系固化材の散布を示
す断面説明図。

【図３】本実施例における掘削土砂の敷き均しを示す断
面説明図。

【図４】本実施例におけるセメントと掘削土砂との混合
撹拌を示す断面説明図。

【図５】本実施例における混合土砂の転圧を示す断面説
明図。

【図６】本実施例における複数の転圧層の形成を示す断
面説明図。

【図７】本実施例による多層転圧改良地盤を示す断面説
明図。

【図８】本実施例の作業手順を示すフロー図。

【図９】本実施例の適用例の一例を示す断面図。

【図１０】本実施例の適用例の他の例を示す断面図。

【図１１】本実施例の適用例の更に他の例を示す断面
図。

【図１２】本実施例の適用例の更に他の例を示す断面
図。

【図１３】本実施例による処理範囲を示す断面図。

【図１４】本実施例による処理範囲を示す断面図。

【図１５】地中における応力伝播を示す説明図。

【図１６】地盤の改良厚さと一軸圧縮強さとの関係を示
す図。

【図１７】地盤の改良厚さと一軸圧縮強さとの関係を示
す図。

【図１８】一軸圧縮強度とセメント配合量との関係を示
す図。

【図１９】軟弱粘性土で支持された荷重の仮想作用面を
示す説明図。

【図２０】中間砂層で支持された荷重の仮想作用面を示
す説明図。

【図２１】本発明による設計例１における支持力検討モ
デルを示す図。

【図２２】設計例１における地層図。

【図２３】設計例１における許容支持力と設計強度との
関係を示す図。

【図２４】設計例１における許容支持力、および荷重度
と改良厚さとの関係を示す図。

【図２５】設計例１における改良地盤の設計強度と固化
材の添加量との関係を示す図。

【図２６】本発明による設計例２における擁壁基礎の接
地圧分布図。

【図２７】設計例２における土質条件を表す地層図。

【図２８】設計例２における許容荷重と設計強度との関
係を示す図。

【図２９】設計例２における荷重の分散を示す図。

【図３０】設計例２における荷重及び有効荷重と改良厚
さとの関係を示す図。

【図３１】設計例２における改良地盤の設計強度と固化
材の添加量との関係を示す図。

【図３２】設計例３における設計強度と固化材の添加量
との関係を示す図。

【符号の説明】

１ 地盤面 ２ バックホウ ３ 掘削底面 ４ セメント系固化材 ５ 掘削土砂 ６ 耕耘機 ７ 転圧ローラ ８ 転圧層 ９ 鉄筋網 １０ プレミックス土（セメント系固化材混入土砂） １１ 多層転圧改良地盤 １２ フーチング ２１ 安定処理部 ２２ 擁壁 ２３ 地山部 ２４ 軟弱層 ２５ 擁壁 ２６ 基礎 ２７ 擁壁 ２８ フーチング

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤を所定範囲、所定深さ掘削した後、
   掘削した地盤面にセメント系固化材を散布するととも
   に、散布したセメント系固化材の上に、掘削した土砂を
   所定厚さ敷きならし、次に前記セメント系固化材と敷き
   ならした土砂とを撹拌し転圧することにより、セメント
   系固化材混入土砂の転圧層を形成し、この転圧層を低層
   構築物の基礎の支持地盤にする低層構築物基礎地盤改良
   工法。
2. 【請求項２】 前記セメント系固化材混入土砂の転圧層
   を順次重ねて施工することにより、前記低層構築物の基
   礎の支持地盤を形成する請求項１に記載の低層構築物基
   礎地盤改良工法。
3. 【請求項３】 前記セメント系固化材混入土砂の転圧層
   に組立鉄筋網を敷き、この組立鉄筋網の上に重ねてセメ
   ント系固化材混入土砂の転圧層を施工することにより、
   前記低層構築物の基礎の支持地盤を形成する請求項２に
   記載の低層構築物基礎地盤改良工法。