JP2743236B2 - 地盤復原方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、不測にして傾斜した
地盤表層をコンパクショングラウティングによりフラッ
トな表層に修復する等の地盤の復原技術の分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、山岳地帯が多く、入りくん
だ海岸線に沿って分散する平野部が極めて狭隘である地
勢に制約される我が国にとっては国土の有効利用は著し
く重要であり、各種の地盤改良や埋め立て等により開発
された土地の可及的拡大利用は著しく有益であり、した
がって、各種の地盤改良技術が開発されているが、一旦
形成された有効活用土地についても、その不等沈下や陥
没，凹凸，液状化等によって変形が生じた場合（勿論、
初期施工時に防止されるべきではあるが）は、構築され
る各種の施設にとっても少からずマイナスであり、速や
かに修復して復原されねばならないものであり、かかる
不等沈下や陥没等による地盤（表層）の変化は主に最上
層が一般に高い硬度を有し、又、最下層の支持層もまた
強度の大きいものであるものの、その間の軟弱層は強度
が低く、又、地下水等が存在する場合もあり、圧密や地
下水逸走を介し沈下現象を起し、局所的に、或いは、地
域的に不等沈下を生じることになり、空港や道路，工
場，団地等の構築施設にとっては不測の事態をも生じか
ねない不具合があるものである。

【０００３】これに対処するに、所謂置換え，掘削を伴
うアンダーピニング等の原始的な手段を含めて各種の地
盤復原技術が開発され、一部実用化されてきてはいる。

【０００４】而して、例えば、セメントミルク等の固化
材を注入する所謂脈状固結や水ガラス等の薬液注入によ
る浸透固結、又、所謂ジェットグラウト等の排出置換等
の技術も開発されているが、これらの在来技術による地
盤復原方法では比較的流動性の高い固結材を使用してい
ることから、地盤内に圧入，注入しても、地層間にて該
固結材の迷走や逸走が生じかねないという潜在的な欠点
があり、又、経時的に沈下する傾向のある表層を持ち上
げて設計フラットレベルに復原し難いという難点があっ
た。

【０００５】これに対し、図３に示す様な所謂コンパク
ショングラウティング工法が開発され、例えば、シール
ドトンネル１が形成された地盤２の該シールドトンネル
１の上部に陥没等が生じて表層３に不等沈下が生じた場
合、地表に於いて所定の施工台車４によりグラウトポン
プ等の装置５を介し所定の圧注パイプ６によってセメン
トモルタルにフライアッシュ，ベントナイトや砂，細礫
等の微粒分や流動性付与の土類等を所定量配合した低ス
ランプ（０〜６センチスランプ等）の非流動性であって
自己硬化性の固結材７を、例えば、４０ｋｇｆ／ｃｍ²
等の所定圧力で最下層の支持層２に届くように複数段の
ステージで段階的に相互に接合された積層状の球根タイ
プのブロックとして圧出させ、均質な固結体８を形成
し、非排出置換的に周囲の軟弱層２' を圧縮し、密度を
上げ、経時的には自己硬化させ、これにより表層３を被
圧状態で持ち上げ、該表層３を全体的に設計フラットレ
ベルに復原するようにした技術が用いられるようになっ
てきている。

【０００６】そして、かかるコンパクショングラウティ
ング工法は下段から上段にステージを段階的にとる所謂
ボトムアップ方式（場合によると意図的にトップダウン
方式もある。）で広域に亘る圧密現象を介し地盤改良に
供せられているが、上述不等沈下や陥没による表層３の
変化に対する補強改修工事は上述シールドトンネルの施
工に伴う補修工事のみならず、石油タンクや空港等の大
型構造物の基礎地盤の傾斜による復元工事や地震等によ
る地盤の液状化現象に対する補強工事等極めて重要な工
事に適用されつつあり、主に上段から下段へステージを
段階的にとる所謂トップダウン方式（場合によると設計
的にボトムアップ方式もある。）が局所的効果の点から
採用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】而して、かかるコンパ
クショングラウティングによる施工、就中、主にトップ
ダウン方式等による施工による地盤復原工事は低スラン
プ（０〜６センチスランプ）で非流動性であって自己硬
化性の固結材を用いることから、地盤中での迷走や逸走
がなく、地下水汚染等の公害問題にもつながらず、軟弱
地盤のために施工出来ないトンネル等の施工を可能とし
たり、又、既設構造物の内底部等からも施工，作業が可
能であり、騒音，振動等もほとんどない等の点から本来
的には極めて優れた施工技術ではある。

【０００８】しかしながら、不等沈下や陥没等により凹
変形、又は、傾斜変形した表層に対する低スランプ（０
〜６センチスランプ），非流動性であって自己硬化性の
固結材のトップダウン方式等による圧出によるコンパク
ショングラウティング工事にあっても、該固結材の圧出
により周辺地山が被圧状態になり、圧縮される（圧密現
象を生起される）ことから、又、該地山内での固結材の
迷走や逸走がなく、非排出充填方式であることから、時
に、表層が、オーバーに盛り上がり現象を生じ、局所的
に隆起し、結果的に凹凸変形をきたし、本来的な全領域
のフラット化にそぐわないという不都合さがある場合が
ある。

【０００９】かかる点は、特に、空港や道路のインター
チェンジ等相当の広い領域に於ける局所的な表層変形に
ついては極めて好ましくない問題であり、一旦、ライニ
ングされたコンクリートやアスファルト等の表層を剥離
したり、局部的に複数ポイント部位をジャッキアップし
たりして埋め戻しすることや再度コンパクショングラウ
ティングを行うことは施工上著しく煩瑣であり、コスト
的にも合わないという不利点がある。

【００１０】しかも、一旦不等沈下等により表層の変形
が生ずることはその後もまた経時的に同様な変形が生ず
ることにつながりかねないことでもあり、再三に亘り重
複工事を反復をせざるを得ないということにより構築物
の安定した恒常的な稼動に支障をきたしかねないという
マイナス点もあった。

【００１１】ところで、図４に示す様に、傾斜した地盤
３に対し堤体，鉄塔等の構造物の安定した機能保持のた
めにアンカー１０を施工する技術が種々開発されてそれ
自体安定構造物として実用化される段階に入っている。

【００１２】そして、かかるアンカー１０は図５に示す
様に、地盤に掘削した削孔内にグラウト１１を介しＰＣ
鋼線１２等を挿入して定着部１３を先端にアンカー本体
とさせるように地上の頭部１４を設け、防錆処理等を確
実に施し、永久構造物としても使用出来る技術が完成領
域に達しており、各種工事における対象物の安定機能維
持に大きく寄与しており、相当の実績が上げられてい
る。

【００１３】

【発明の目的】この出願の発明の目的は前述従来技術に
基づく地盤の不等沈下や陥没に対処する補修工事等のト
ップダウン方式等を介してのコンパクショングラウティ
ングによる表層変形，隆起等の問題点を解決すべき技術
的課題とし、該コンパクショングラウティングのメリッ
トをフルに生かし、又、上述した他の土木施工技術とし
てのアンカーの施工対象物に対する安定機能保持の点に
着目し、初期設計の地盤のフラットレベルに所定領域，
局所領域を含めて非流動性であって自己硬化性の固結材
の圧注による周辺地盤の圧縮と密度上昇による圧密現象
を介しての復原を図りながら、対象地盤を被圧状態に
し、設計フラットレベルを確実に、且つ、経時的にも復
原保持することが出来るようにして建設産業における土
木技術利用分野に益する優れた地盤復原方法を提供せん
とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、所定領域の地盤に不等
沈下や陥没，液状化現象等による凹変形や傾斜等が生じ
た場合、これを初期設計のフラットレベルに復原するに
際し、トップダウン方式（場合によってはボトムアップ
方式も採用可）を介してのコンパクショングラウティン
グ工法による低スランプ（０〜６センチスランプ）の非
流動性であって自己硬化性の固結材を当該変形部位の地
盤内部にて支持層にまで達するように局所的に所定圧で
トップダウン式等により圧注するに、支持層にその地上
から、或いは、他の部位からアンカーを設けて圧注され
た非流動性固結材の経時的固化物の下方の支持層に対し
該アンカーにより反力を持たせ、該非流動性であって自
己硬化性の固結材による非排出置換による地盤の圧縮と
密度上昇を図りつつも、アンカーによる表層の被圧状態
を現出し、該表層の盛り上がりを少くとも当該部位に於
いては抑止することが出来るようにし、固結材の経時的
自己硬化を介しての固化により地山は圧密状態を保持し
て固化され、表層は設計通りにフラットレベルにされ、
かかる施工を変形部位の全てに対して行い、地盤表層の
経時的に安定したフラットレベル維持が図れるようにし
た技術的手段を講じたものである。

【００１５】

【実施例】次に、この出願の発明の実施例を図１，図２
に従って説明すれば以下の通りである。

【００１６】尚、図３以下と同一態様部分は同一符号を
用いて説明するものとする。

【００１７】図１に示す実施例は、空港や道路等広大な
有効利用面積のフラットレベルの維持が恒常的に求めら
れる態様であり、図上右側から左側にかけて地盤の表層
３が先述理由により不等沈下を起して傾斜状になってい
る状態（図示態様はデフォルメして示してある。）を可
及的に初期設計通りのフラットレベルに復原するに、予
め地上等の他の部位からアンカー１０（それ自体は前述
した如く、周公知技術である）を支持層２の部分に定着
部１３が在るように結設し、又、オーバーな盛り上がり
が生じることが望ましくない部位に頭部１４を設けて該
アンカー１０を形成しておき、そこに前述トップダウン
方式によるコンパクショングラウティング工法を用いて
図に於いて、左側の沈下部分に対しセメントモルタルに
フライアッシュ，ベントナイトや砂，細礫等の微粒分
（又、現地調達資材を含んで）、更にシルト（各施工現
場の状況により配合が決められる。）等を所定に配合し
た可及的にゼロに近い低スランプ（０〜６センチスラン
プ）の非流動性であって自己硬化性の固結材７を所定数
複数段のステージにより相互に接合したブロックであっ
て下部の支持層２に達するように固結体８を形成するよ
うにし、当該部分の地盤を圧縮し、密度を上げて沈下部
分を盛り上げることにより表層３を上昇させるが、当該
実施例においては沈降部分を盛り上げる以外の部分、そ
して、オーバーな盛り上がりが望まれない部位にはアン
カー１０の頭部１４が設けられて当該部分の表層３を被
圧状態にして反力を取る状態にされていることから、非
流動性であって自己硬化性の固結材７の圧注をレシプロ
式のグラウトポンプを介してのコンパクショングラウテ
ィングにより当該圧注部分では表層３が一点鎖線に示す
様に、盛り上がって上昇し、当該部分以外は盛り上がら
ず、したがって、表層３は全領域に於いてフラット化さ
れる。

【００１８】この場合、アンカー１０の定着部１３のサ
イズやＰＣ鋼線１２の張力を予め設計に従って調整する
ことにより、又、非流動性であって自己硬化性の非流動
性固結材７の圧注圧を調整することにより各ステージご
との、固化体８の球根状のブロックのサイズを調整し、
表層３の盛り上がりを所定に調整してオーバーな盛り上
がり等が生ぜず、二次的な凹凸変形を避け、全領域の恒
常的なフラットレベル化が図られるようにし、しかも、
固結材７の経時的自己硬化による固化体８の形成によ
り、又、アンカー１０が永久構造物とされていることか
ら、一旦フラットレベル化された表層３の当該フラット
レベル位置姿勢状態は経時的にも安定して保持されるこ
とになり、一回のコンパクショングラウティング工事で
安定したフラットレベルが保持されることになる。

【００１９】そして、終った段階ではアンカーを撤去す
ることも可能である。

【００２０】次に、図２に示す実施例は空港ビル等の構
築物９の底面部下位の、又、終縁部の不等沈下による、
或いは、液状化現象による陥没補修を行う態様であり、
コンパクショングラウティング施工をトップダウン方式
にて行う態様、及び、アンカー１０の施工については先
述した構造物９の内底部から施工可能なアンカー１０、
及び、所定部位外の表層３から支持層２に達するアンカ
ー１０の結設を行って施工部位、及び、それ以外部位の
オーバーな盛り上がり修復を抑止し、所定領域での設計
通りのフラットレベルの表層３の補修が可能であるよう
にしたものであり、実質的には上述実施例とその奏する
作用効果に差はないものである。

【００２１】尚、この出願の発明の実施態様は上述各実
施例に限るものでないことは勿論であり、例えば、アン
カーを圧入固結材と同部位に達するように設ける等種々
の態様が採用可能である。

【００２２】又、適用対象は浚渫による放出泥砂を介し
ての埋め立て時のスラリーの比重差による沈降に基づく
不等沈下の施工後の経時的補修等に対しても行えること
は勿論のことである。

【００２３】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に所定に形成された地盤の自然現象による不等沈下や工
事による陥没，液状化現象等でその表層が変形をした場
合、トップダウン方式等を介してのコンパクショングラ
ウティング施工によりフラットレベルに復原する地盤復
原方法において、セメントモルタルにフライアッシュ，
ベントナイトや砂，細礫等の微粒分、シルト等の成分、
場合によると現地調達資材等を所定に配合した可及的に
ゼロに近い低スランプ（０〜６センチスランプ）の非流
動性であって自己硬化性の固結材を所定圧で地盤中に複
数ステージでトップダウン方式等で相互に接合して積層
するブロック状に圧注して下部の支持層との間に亘り経
時的に固結体を形成し、非排出置換により周囲の地盤を
圧縮し、密度を上げ、盛り上がりによる表層沈降や傾斜
を修復するに際し、不必要部分の盛り上がりを防止し、
又、必要部位に於いてもオーバーな盛り上がりによる突
出を避けることが出来、加えて必要な部分の盛り上がり
を抑止し、不必要部分でも設計フラットレベル以上に盛
り上がりを防止するようにアンカーにより表層を被圧状
態にして下部支持層との間で反力を取ることにより、可
及的に所望部位全領域のフラットレベルの復原が可能と
なり、しかも、アンカー自体が永久構造物とされること
から、非流動性であって自己硬化性の固結材の経時的固
化を介し同時にフラットレベル化が形成されることで一
回の施工で確実に当該地盤表層のフラット化の修復が行
え、当該地盤のみならず、該地盤に構築された建築物の
傾斜，転倒や崩壊が防止出来、設計された機能が経時的
に安定してフルに保持出来るという優れた効果が奏され
る。

【００２４】したがって、一回の修復工事で施工が終了
し、複数回の後工事をしないで済み、工事費の低減化を
図ることが出来るメリットがあり、そのうえ、当該地盤
上の空港や道路、更には構築物の機能が安定して維持出
来るという優れた効果が奏される。

【００２５】そして、不等沈下，傾斜や陥没の修復程度
の規模に応じて固結材の圧注圧や配合比，ステージ数、
更には、アンカーの張力等を適宜に設計変更することが
出来るという自由度があり、極めて汎用性が高いという
効果もある。

【００２６】そして、コンパクショングラウティング技
術は現今レベルでは確実に実施工において、完全に近い
完成度に達していることから両者の併用による地盤復原
が確実に所望に行われるのみならず、地盤表層の滑らか
な凹凸成形も適宜に行えるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の１実施例の縦断面図である。

【図２】他の実施例の縦断面図である。

【図３】トップダウン方式によるコンパクショングラウ
ティング工法の一般的態様の縦断面図である。

【図４】構築物に対するアンカー適用の断面図である。

【図５】アンカーの模式断面図である。

【符号の説明】

３ 地盤表層 ７ 非流動性であって自己硬化性の固結材 ２ 支持層 ２' 地盤 １０ アンカー

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地盤上面より低スランプの非流動性であっ
   て自己硬化性の固結材を支持層の間まで複数ステップを
   介し相互接合状のブロックにして圧注し周囲地盤を圧縮
   し高密度化するようにした地盤復原方法において、上記
   非流動性であって自己硬化性の固結材の圧注の前後のい
   づれかで上記支持層に対しアンカーを地表から結設する
   ようにすることを特徴とする地盤復原方法。
2. 【請求項２】上記複数ステップをトップダウン式に行う
   ようにすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の地盤復原方法。
3. 【請求項３】上記アンカーの結設を上記ブロックの最下
   部より下方のレベルに対して行うようにすることを特徴
   とする特許請求の範囲第１記載の地盤復原方法。
4. 【請求項４】上記非流動性であって自己硬化性の固結材
   の注入を局所的に行い他の部位からアンカーを結設する
   ようにすることを特徴とする特許請求の範囲第１記載の
   地盤復原方法。