JP2933901B2 - スラグを用いた軟弱地盤の強化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、間隙水が混在する
軟弱地盤の改良に関するもので、詳しくは、軟弱地盤の
表面に圧下力を加えることにより、軟弱地盤中の間隙水
を排出して、その軟弱地盤を圧密硬化させる方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】我が国には、沖積層からなる軟弱地盤や
臨海部の埋め立てに起因する軟弱地盤が数多く存在して
いる。これらの軟弱地盤や臨海部の埋立地（以下「軟弱
地盤」という。）では、１９９５年１月１７日に発生し
た阪神・淡路大震災に見られるように、地震による液状
化現象によって地盤が広範囲に変形したことから、その
脆弱さは深刻な問題になっている。

【０００３】このような軟弱地盤を強化するための工法
として、テライ（Ｔｅｒａｇｈｉ）の圧密理論に基づい
た、圧密硬化工法が知られている。この工法は、主とし
て間隙水が混在する軟弱地盤（以下「軟弱地盤」とい
う。）に適用されるものであり、概念的には、軟弱地盤
に、適当な間隔で適当な深さの孔を穿孔して、これらの
孔に砂を充填した後、軟弱地盤の表面に砂層を設け、そ
の砂層の上面に盛土を載荷することにより、軟弱地盤中
の間隙水を、載荷による圧力で孔内に導水し、この孔内
の砂の粒間の微小間隙を毛細管現象によって上昇させ
て、盛土と軟弱地盤の地表との間に所在している砂層を
介して毛細管現象により盛土下から流出させて排出する
ことを特徴とするものである。

【０００４】この圧密硬化工法を用いることによって、
軟弱地盤中の間隙水を減少させ軟弱地盤を圧密硬化して
圧密地盤（以下「圧密地盤」という。）を得ることがで
きる。しかし、このテライの圧密理論に基づいた圧密硬
化工法では、十分な地盤強度が得られないため、特開昭
５３−５３１０８号公報や特開昭５２−１３２５１０号
公報等に開示されるような圧密硬化工法が開発されてい
る。

【０００５】特開昭５３−５３１０８号公報に開示され
ている技術では、前記の穿孔した孔に粒状の石膏を充填
し、その石膏粒の間隙を通って軟弱地盤中の間隙水を地
表に溢出させることを特徴とするものである。この技術
は、排水性に優れているが、間隙水の溢出が終了した後
も、地盤中（および孔内の石膏粒間）に間隙水が残存し
ているため、得られた圧密地盤は圧密硬化されたものと
はいえども、その強度は十分ではない。

【０００６】特開昭５２−１３２５１０号公報に開示さ
れている技術は、胴中にくびれ部を有する配水管を地中
に鉛直に埋設することにより、一次圧密を施した後、そ
の配水管内にセメントミルク或いはモルタル等を投入す
ることにより排水機能を除去し、かつ、そのくびれ部に
より泥土の剪断変形に対抗させることによって、二次圧
密を阻止することを特徴とするものである。この技術で
は、埋設された配水管は、砂、セメントミルク或いはモ
ルタル注入によって強化されているため、前述の特開昭
５３−５３１０８号公報に開示されている従来技術より
も、軟弱地盤が強化されているが、得られた圧密地盤中
に間隙水が残存しているため、この圧密地盤は圧密硬化
されたものとはいえども、その強度は十分ではない。

【０００７】一方、テライの圧密理論によらないで、軟
弱地盤を強化する工法として、特開昭５９−１３８６１
１号公報に開示されたものがある。これは、前述の穿孔
した孔内に生石灰、石膏、ドロマイトクリンカ、膨脹セ
メント等からなる構成物を充填し、その構成物に軟弱地
盤中の間隙水を吸収させることによって生じる圧密作用
と、その構成物の吸水固化による体積膨脹によって生じ
る圧密作用とで軟弱地盤を硬化させようとするものであ
る。しかし、構成物は、含浸してくる間隙水と十分に混
練されるわけではないから、吸水できる量に限界がある
ため、軟弱地盤の硬化の程度は小さなものとなってい
る。

【０００８】前述の従来の圧密硬化方法による圧密地盤
は、圧密硬化されたものとはいえども、いずれも強度が
十分でないため、特に集中的な荷重を受けるような構造
物を設置した場合、地盤が沈下して、その構造物が沈下
したり、傾いたりするという問題が生じる。そのため、
従来の圧密硬化工法による圧密地盤に構造物を設置する
場合は、その基礎工事が大掛かりなものになり、建設工
事費が嵩むという問題があった。また、前記従来技術に
よる圧密地盤は、いずれも間隙水が残存しているため、
地震によって液状化現象が生じやすいという問題も有す
るものである。

【０００９】このような事情から、圧密硬化工法が採用
される軟弱地盤においては、構造物の基礎工事の工期短
縮、工事費の低減化、地震による液状化現象の発生の抑
制が可能な強固な圧密硬化工法が、関係者の間で熱望さ
れていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、軟弱地盤を
対象として、前記従来の技術によって得られた圧密地盤
よりも基礎工事の工期短縮、工事費の低減化、地震によ
る液状化現象の発生の抑制が可能な、強固な圧密地盤が
得られる軟弱地盤の強化方法を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決する手段】本発明は、前記課題を解決す
る、下記（１）〜（９）のスラグを用いた軟弱地盤の強
化方法である。 （１）盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加えること
により軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤を圧密硬
化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領域に、側
壁に多数の小孔を有する複数の導水管を、適当な間隔を
おいて、その上端を軟弱地盤の地表から突出させて垂直
方向に埋設し、該強化対象領域の地表上に砂状スラグを
層状に敷設した後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さの
盛土をして軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤中
の間隙水を押し出して導水管に集め、導水管から砂状ス
ラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去してから、砂
状スラグ層にポルトランドセメント混合水または／およ
び消石灰混合水からなるアルカリ刺激剤を浸透させ、砂
状スラグ層を固結・硬化させることを特徴とするスラグ
を用いた軟弱地盤の強化方法。

【００１２】（２）盛土による圧下力を軟弱地盤の表面
に加えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱
地盤を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対
象領域に、上端部に拡径部がある複数の導水孔を適当間
隔で形成し、この導水孔に、側壁に多数の小孔を有する
導水管を、その上端部を導水孔の拡径部の底部から上方
に突出させて垂直方向に埋設し、導水孔の拡径部と前記
強化対象領域の地表上に砂状スラグを層状に敷設した
後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さの盛土をして軟弱
地盤を押圧することにより、軟弱地盤中の間隙水を押し
出して導水管に集め、導水管から砂状スラグ層を経て地
表側に排出後、盛土を除去してから、砂状スラグ層およ
び該導水孔の拡径部内の砂状スラグにポルトランドセメ
ント混合水または／および消石灰混合水からなるアルカ
リ刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層と拡径部内の砂状ス
ラグを一体に固結・硬化させることを特徴とするスラグ
を用いた軟弱地盤の強化方法。

【００１３】（３）盛土による圧下力を軟弱地盤の表面
に加えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱
地盤を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対
象領域に、複数の導水孔を適当間隔で垂直方向に穿孔
し、この導水孔の中央部に、側壁に多数の小孔を有する
導水管を、上端部を地表から突出させて立設した後、導
水孔内面と導水管の外周面間に形成した充填間隙に砂状
スラグを充填して、導水管の外周に砂状スラグ柱を形成
し、次いで、該砂状スラグ柱と連続して前記強化対象領
域の地表に砂状スラグを層状に敷設した後、該砂状スラ
グ層の上に適当な厚さの盛土をして軟弱地盤を押圧する
ことにより、軟弱地盤中の間隙水を押し出して砂状スラ
グ柱および導水管に集め、砂状スラグ柱および導水管か
ら砂状スラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去して
から、砂状スラグ層と砂状スラグ柱にポルトランドセメ
ント混合水または／および消石灰混合水からなるアルカ
リ刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層と砂状スラグ柱を固
結・硬化させることを特徴とするスラグを用いた軟弱地
盤の強化方法。

【００１４】（４）盛土による圧下力を軟弱地盤の表面
に加えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱
地盤を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対
象領域に、上端部に拡径部がある複数の導水孔を適当間
隔で垂直方向に穿孔し、この導水孔の中央部に、側壁に
多数の小孔を有する導水管を、導水孔の拡径部の底部か
ら上方に突出せて立設した後、導水孔内面と導水管の外
周面間に形成した充填間隙に砂状スラグを充填して、導
水管の外周に砂状スラグ柱を形成し、次いで、該砂状ス
ラグ柱と連続して前記強化対象領域の地表に砂状スラグ
を層状に敷設した後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さ
の盛土をして軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤
中の間隙水を押し出して砂状スラグ柱および導水管に集
め、砂状スラグ柱および導水管から砂状スラグ層を経て
地表側に排出後、盛土を除去してから、砂状スラグ層と
砂状スラグ柱にポルトランドセメント混合水または／お
よび消石灰混合水からなるアルカリ刺激剤を浸透させ、
砂状スラグ層と砂状スラグ柱を固結・硬化させることを
特徴とするスラグを用いた軟弱地盤の強化方法。

【００１５】（５）盛土による圧下力を軟弱地盤の表面
に加えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱
地盤を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対
象領域に、側壁が多孔質で透水性を有する材料で形成さ
れスペーサーにより複数に区分された通水孔を有する複
数の導水膜を、適当間隔をおいて、その上端を軟弱地盤
の地表から突出せて垂直方向に埋設し、強化対象領域の
地表上に砂状スラグを層状に敷設した後、該砂状スラグ
層の上に適当な厚さの盛土をして軟弱地盤を押圧するこ
とにより、軟弱地盤中の間隙水を押し出して導水膜に集
め、この導水膜から砂状スラグ層を経て地表側に排出
後、盛土を除去してから、砂状スラグ層にポルトランド
セメント混合水または／および消石灰混合水からなるア
ルカリ刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層を固結・硬化さ
せることを特徴とするスラグを用いた軟弱地盤の強化方
法。

【００１６】（６）盛土による圧下力を軟弱地盤の表面
に加えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱
地盤を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対
象領域に上端部に拡径部がある複数の導水孔を適当間隔
で形成し、この導水孔に、側壁が多孔質で透水性を有す
る材料で形成されスペーサーにより複数に区分された通
水孔を有する複数の導水膜を、その上端部を導水孔の拡
径部の底部から上方に突出せて垂直方向に埋設し、導水
孔の拡径部と前記強化対象領域の地表上に砂状スラグを
層状に敷設した後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さの
盛土をして軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤中
の間隙水を押し出して導水膜に集め、この導水膜から砂
状スラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去してか
ら、砂状スラグ層および導水孔の拡径部内の砂状スラグ
にポルトランドセメント混合水または／および消石灰混
合水からなるアルカリ刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層
とその拡径部の砂状スラグとを一体に固結・硬化させる
ことを特徴とするスラグを用いた軟弱地盤の強化方法。

【００１７】(７) (３) または (４) において、間隙
水を、導水管と導水管の外周の砂状スラグ柱から砂状ス
ラグ層を経て地表側に排出した後、導水管内にポルトラ
ンドセメント混合水または／および消石灰混合水を残留
させたまま、または導水管から排出してから、この導水
管内にモルタルセメントを充填することを特徴とするス
ラグを用いた軟弱地盤の強化方法。

【００１８】（８）盛土による圧下力を軟弱地盤の表面
に加えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱
地盤を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対
象領域に、複数の導水孔を適当な間隔をおいて垂直方向
に穿孔し、この導水孔に砂状スラグを充填して軟弱地盤
中に砂状スラグ柱を形成し、次いで、該砂状スラグ柱と
連続して前記強化対象領域の地表上に砂状スラグを層状
に敷設した後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さの盛土
をして軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤中の間
隙水を押し出して砂状スラグ柱に集め、この砂状スラグ
柱から砂状スラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去
してから、砂状スラグ層および砂状スラグ柱にポルトラ
ンドセメント混合水または／および消石灰混合水からな
るアルカリ刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層と砂状スラ
グ柱を一体に固結・硬化させることを特徴とするスラグ
を用いた軟弱地盤の強化方法。

【００１９】(９) (８) において、軟弱地盤の強化対
象領域に適当間隔で垂直方向に穿孔した複数の導水孔を
上端部に拡径部があるものとし、この導水孔に砂状スラ
グを充填して得られる砂状スラグ柱の外径を、砂状スラ
グ層に連続する上端部で拡径することを特徴とするスラ
グを用いた軟弱地盤の強化方法。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば埋立地などの間
隙水が混在する軟弱地盤を対象として、強化対象領域の
軟弱地盤に導水孔を穿孔し、この導水孔に、導水管また
は導水膜を挿入あるいは砂状スラグを充填して砂状スラ
グ柱を形成すると共に、軟弱地盤の地表に砂状スラグを
層状に敷設し、この砂状スラグ層の上に盛り土を載荷し
て軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤中の間隙水
を導水管または導水膜や砂状スラグ柱、砂状スラグ層を
経て地表側に排出して軟弱地盤中の間隙水の量を減少さ
せた後に、盛り土を除去した後、砂状スラグをアルカリ
刺激剤で固結・硬化させて圧密地盤を強化するものであ
る。

【００２１】本発明でいう軟弱地盤とは、概念的には、
間隙水が混在しており、例えば構造物を構築した際に、
構造物の傾斜や、沈下の可能性があり、地震による液状
化現象で地盤が陥没したり横移動する可能性がある地盤
である。

【００２２】地盤が軟弱地盤かどうかは、例えばボーリ
ングやサウンディングにより地盤の成層状態（軟弱層の
位置と広がり、基盤層の位置と傾斜、透水性の高い砂層
の連続性、地下水位など）、各層の工学的性質（主とし
て圧密特性、剪断強度特性）を調査し、地盤上に構築す
る構造物の種類、機能、許容される変形、安定に対する
安全率、影響を与える地震の有無、工期、その他を考慮
して相対的に判断し、、前記の不都合現象が生じないよ
うに、本発明による強化対象領域と強化強度が決めら
れ、本発明による強化条件が決められる。

【００２３】本発明では、砂状スラグとして、鉄鉱石を
還元して銑鉄を製造する際に、副産される溶融スラグを
急水冷して粒状化した高炉水砕スラグや、鋼を製造する
場合に副産されるスラグを粒状化して、蒸気エージング
を施して体積膨脹が発現しないようにした、粒径が０．
５〜２．５mmの水砕スラグを用いることができる。

【００２４】この水砕スラグは、比較的単粒度で粒子間
の間隙が大きいため、良質の砂と同等の透水性を有する
ものであり、そのスラグ中にＣａＯ，ＣａＣＯ₃ 等の水
溶液を浸透させればその水溶液の有するアルカリ性によ
って容易に固結・硬化する性質を有するものである。

【００２５】また、本発明では、アルカリ刺激剤とし
て、ポルトランドセメント混合水、消石灰混合水又はこ
れらの混合液を用いる他、水酸化ナトリウム等の可溶性
アルカリ金属化合物の混合水や硫酸カルシウムの混合水
を用いることができる。

【００２６】ここにいうポルトランドセメント混合水と
は、ポルトランドセメントと水の混合液をいい、正確に
はコロイド状液である。消石灰混合水は、消石灰と水の
混合液をいい、正確にはコロイド状液である。硫酸カル
シウムの混合水も硫酸カルシウムが難水溶性であるた
め、硫酸カルシウムと水の混合液でコロイド状液であ
る。例えば、ポルトランドセメントによるアルカリ刺激
反応によって砂状スラグ（層）を固結・硬化させる場
合、砂状スラグ（層）に添加するポルトランドセメント
の量は、スラグの重量の２％から固結・硬化し、増加す
る程に固着力が強く作用し、砂状スラグ層の硬化が強化
される。

【００２７】砂状スラグ層の上面からポルトランドセメ
ント混合水を散布すれば、ポルトランドセメント混合水
は、コロイド状であるため、ポルトランドセメントが砂
状スラグ表面に付着しながら、砂状スラグ間隙を通っ
て、ポルトランドセメントの濃度を降下しながら下方に
浸透していく。

【００２８】砂状スラグへのポルトランドセメントの付
着量は、下方になる程少ないので、砂状スラグ層はスラ
グ重量の２％のポルトランドセメントが付着している深
さから上方に位置する部分は固結・硬化する。

【００２９】スラグ重量の２％のポルトランドセメント
が付着している部分は、アルカリ刺激反応によって固結
・硬化するが、その部分より浅くなるにつれてアルカリ
刺激反応による固結・硬化の他にポルトランドセメント
自体の水和反応による固結・硬化が加わって強度が向上
する。

【００３０】砂状スラグ層の砂状スラグ間がポルトラン
ドセメントで目詰まりした状態の部分にあっては、固結
・硬化によってコンクリート化する。均一な所望の固結
・硬化した強度を望む場合には、砂状スラグ層の砂状ス
ラグと適量のポルトランドセメントを混練して、固結・
硬化させればよい。

【００３１】以下に本発明による軟弱地盤の強化方法例
について図１〜図１８に基づいて具体的に説明する。 （１）第１例 図１および図３は、本発明による軟弱地盤の強化方法の
第１例での各部の構成例を示す断面説明図である。図１
（ａ）は、強化対象領域の軟弱地盤１に穿孔した導水孔
に、側壁に多数の小孔３，３ｅを有する導水管４を挿入
して埋設し、地表１ａ上に砂状スラグ層８を敷設し、こ
の上に盛土９を載荷した状態を示し、図１（ｂ）は、埋
設した導水管４の配置例を図１（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢
視断面で示している。

【００３２】図２は、図１（ａ）の状態で、盛土９と砂
状スラグ層８によりで軟弱地盤１を矢印Ａの方向に押圧
して、軟弱地盤１中の間隙水６を導水管４に集め、導水
管４から砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排出してい
る状態を、図１（ａ）の砂状スラグ層８付近の部分拡大
図で示している。図２の矢印Ｂは間隙水６の移動方向を
示している。

【００３３】第１例では、まず、軟弱地盤１に、アース
オーガ等を用いて多数の導水孔２を、軟弱地盤１の性状
を考慮し、適当な間隙をおいて地表１ａから軟弱地盤１
の底部まで垂直方向に穿孔する。この導水孔２は、通常
の場合、円形断面の場合では、直径１０〜５０cmの大き
さのものであり、１．５〜２．０ｍの間隔で配置され
る。この導水孔２の配置は、ここでは、規則配置にして
いるが、軟弱地盤１の条件に応じて、千鳥配置や不規則
配置にすることもある。

【００３４】この導水孔２には、それぞれ、側壁に多数
の貫通する小孔３を有する導水管４を挿入し、この導水
管４の下端が導水孔２の底部に達したとき、上端が地表
１ａから突出し砂状スラグ層８内に位置にするように埋
設する。この導水管４の頂部は開閉できる蓋５で閉じら
れ、地表１ａの上方に位置する部分には小孔３ｅが設け
られており、導水管４に集められた間隙水６を、この小
孔３ｅから地表１ａ側に排出できるようにしている。

【００３５】導水孔２に導水管４を挿入（埋設）した
後、地表１ａに砂状スラグ７からなる砂状スラグ層８を
０．５〜１．０ｍ程度の厚さで敷設する。この際、ここ
では、導水管４の上端を蓋５で閉じ砂状スラグ７が導水
管３内に直接落ち込まないようにしている。

【００３６】砂状スラグ層８を敷設した後に、この砂状
スラグ層８の上に、強化対象領域の軟弱地盤１を矢印Ａ
方向に押圧する盛土９を載荷する。この盛土９は、厚く
する程、軟弱地盤１の押圧力を大きくして間隙水６の排
出性を高めることができるが、この盛土９は、後で除去
する必要があるので、経済性の観点も考慮してその厚さ
を決める。通常の場合には、２ｍ程度の高さに載荷すれ
ば概ね十分である。盛土９を載荷する際、間隙水６の排
出が盛土９により阻害されないように、砂状スラグ層８
の端部が盛土９で覆われないようにする。

【００３７】盛土９を載荷すると、軟弱地盤１は砂状ス
ラグ層８を介して矢印Ａ方向に押圧されることになり、
軟弱地盤１内に混在している間隙水６は、導水管４の小
孔３を通過して導水管４内に集められ上昇して、その頂
部付近の小孔３ｅから砂状スラグ層８内に入り、毛細管
現象により盛土９下の砂状スラグ層８を経て、その端部
（露出部）から地表１ａ側に排出される。

【００３８】なお、砂状スラグ７が導水管４の頂部付近
の小孔３ｅから落ち導水管４内に溜まり小孔３が塞がれ
ることがあっても、間隙水６は閉塞している砂状スラグ
７の粒間を毛細管現象で上昇するので、間隙水６の排出
に支障はない。また、導水孔２に埋設された導水管４
は、地上にある場合に比較して腐食され難いので、この
導水管４として鋼管を用い埋設したままにしても圧密硬
化した地盤を弱体化させることはない。

【００３９】前記軟弱地盤１中に混在していた間隙水６
の排出は、通常、盛土９の載荷後、約６か月程度で止ま
るが、その段階では、図３に示すように、盛土９の下の
地表１ａが沈下するため、砂状スラグ層８の上面は、盛
土９をする前の軟弱地盤１の地表１ａの高さ位置に近づ
くことになる。

【００４０】沈下後の砂状スラグ層８の上面高さ位置
を、盛土９をする前の軟弱地盤１の地表１ａの高さ位置
に合わせたい場合は、前記テライの圧密理論に基づいて
算出した沈下深さｙに相当する高さに砂状スラグ層８を
予め敷設しておけばよい。

【００４１】前記間隙水７の排出が止まったら、盛土９
を除去し、露出した砂状スラグ層８の表面から、ポルト
ランドセメント混合水または／および消石灰混合水から
なるアルカリ刺激剤を散布して、これを砂状スラグ層８
の内部に浸透させ、砂状スラグ８を固結・硬化させる。

【００４２】このポルトランドセメントの量を増加させ
れば、固結力が強く作用し、砂状スラグ層の硬化が強化
され、強度をコンクリート並みの強度まで上げることが
できる。したがって、このポルトランドセメントの量を
調整することによって、砂状スラグ層８の強度を所望の
硬化強度に調整することができる。

【００４３】均一に硬化した砂状スラグ層８を得たい場
合は、その一方法として、例えばブルトーザで盛土９下
の砂状スラグ層８を排除した後、薄砂状スラグ層を敷設
し、その薄砂状スラグ層の表面からアルカリ刺激剤を散
布して浸透させた後、その上層に薄砂状スラグ層を重ね
て敷設し、その薄砂状スラグ層の表面からポルトランド
セメント混合水或いは消石灰混合水からなるアルカリ刺
激剤を散布する作業を繰り返して所定の厚さで均一に硬
化した砂状スラグ層を得る方法がある。

【００４４】その他の方法としては、例えばパワーショ
ベルで砂状スラグ層８を掘り起こし均してから、アルカ
リ刺激剤を散布する方法や、混練機で砂状スラグ層８か
ら掘り出した砂状スラグ７とアルカリ刺激剤とを混練し
て埋め戻す方法等がある。上記のように、砂状スラグ層
８を厚さ方向に均一に硬化させることにより、広範囲な
砂状スラグ層８による一体基礎をより均一に形成するこ
とができる。

【００４５】添加するアルカリ刺激剤として例えばポル
トランドセメント混合水を用い、そのポルトランドセメ
ントを砂状スラグ層８中に浸透させて添加することによ
り、圧密地盤１０の地表１ａの上面にある固結・硬化し
た砂状スラグ層８を、通常方法の杭打ちで貫通できる程
度の強度にでき、通常の掘削機で掘削が可能な強度にす
ることができる。

【００４６】このように強度を調整した砂状スラグ層８
においては、砂状スラグ層８を基礎代わりに活用して、
その上に比較的軽量な建造物を設置することができ、ま
た、杭打ちが可能であるから重構造物の基礎を築造する
こともできる。

【００４７】導水管４の頂部付近の小孔３ｅは、固結・
硬化して一枚岩と化した砂状スラグ層８によって閉塞さ
れて、間隙水の排出機能が喪失しているため、砂状スラ
グ層８が硬化後に地盤がさらに圧密化され、圧密地盤１
０の地表１ａが、さらに沈下することはない。

【００４８】また、圧密地盤１０には、埋設されている
導水管４が密に樹立しており、この導水管４の上端部
は、強化されて一枚岩と化した砂状スラグ層８を支持し
ているから、地盤に地震により液状化現象を生じても、
導水管４が液状化した土壌の側方移動を妨げる受動杭の
役割をし、地震による被害を小さくすることができる。

【００４９】さらに、導水管４にモルタルセメントを充
填して硬化させることにより、導水管４の強度を改善す
ることができる。導水管４にモルタルセメントを充填す
る場合には、導水管４内に間隙水６を充填するモルタル
セメントで溢れ出させながらモルタルセメントを充填し
てもよい。

【００５０】このように、モルタルセメントを導水管４
に充填する場合には、例えば、盛土９を除去してから、
この導水管４の上端部付近の砂状スラグ層を掘って、蓋
５部を露出させ、蓋５を開けてモルタルセメントを充填
し、その後、砂状スラグ７を埋め戻して均す方法、或い
は、導水管４を、蓋５部が、砂状スラグ層８を敷設した
ときに、その上面に達するように埋設して、盛土９を除
去してから、この蓋５を開けてモルタルセメントを充填
する方法などを採用することができる。

【００５１】（２）第２例 図４および図５は、本発明による軟弱地盤の強化方法の
第２例での各部の構成例を示す断面説明図である。図４
（ａ）は、軟弱地盤１を強化する際に、軟弱地盤１に適
当な間隔で、上端部に鉢状の穴部１１（拡径部）を形成
した導水孔２を穿孔し、この導水孔２に、側壁に多数の
小孔３，３ｅを有する複数の導水管４を、その頂部をす
り鉢状の穴１１部の底部１１ａから上方に突出させて埋
設した後、このすり鉢状の穴部１１内を含む地表１ａ上
に砂状スラグ７を敷設して連続する砂状スラグ層８を敷
設し、この砂状スラグ層８の上に盛土９を載荷した状態
を示し、図４（ｂ）は、埋設した導水管４の配置例を図
４（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面で示している。

【００５２】図５は、図４（ａ）の状態で、盛土９と砂
状スラグ層８によりで軟弱地盤１を矢印Ａの方向に押圧
して、軟弱地盤１中の間隙水６を導水管４に集め、導水
管４から砂状スラグ層８（鉢状の穴１１内を含む）を経
て地表１ａ側に排出している状態を、図４（ａ）の砂状
スラグ層８付近の部分拡大図で示している。図５の矢印
Ｂは間隙水６の移動方向を示している。

【００５３】この第２例では、第１例の場合において、
軟弱地盤１に埋設の導水管４の先端部と圧密硬化後の砂
状スラグ層８との結合部の強度を強化するとともに、地
震によって液状化現象が生じ、液状化した土壌の側方移
動が生じた場合、砂状スラグ層８を、すり鉢状の穴部１
１（拡径部）で、液状化しない圧密地盤１０に食い込ま
せることにより、側方移動によって引きずられないよう
にすることを特徴とするものである。

【００５４】そのために、軟弱地盤１に、適当な間隔
で、上端部に拡径部として例えばすり鉢状の穴部１１を
形成した導水孔２を穿孔し、この導水孔２に、側壁に多
数の小孔３，３ｅを有する複数の導水管４を、その頂部
をすり鉢状の穴部１１の底部１１ａから上方に突出させ
て埋設した後、このすり鉢状の穴部１１内とその上部を
含む地表１ａ上に砂状スラグ７を敷設して連続する砂状
スラグ層８を敷設し、間隙水６を導水管４から砂状スラ
グ層８を経て地表１ａ側に排出後、アルカリ刺激剤で砂
状スラグ層８を硬化した際に、すり鉢状状穴部１１の砂
状スラグ層８と導水管４が、広い範囲で一体的に結合で
きるようにしている。

【００５５】すなわち、間隙水６の排出が止まった後
に、すり鉢状の穴部１１の砂状スラグ層８にアルカリ刺
激剤を散布して、浸透または混練により含浸させ、第１
例と同様にして、すり鉢状状の穴部１１の上部を含む地
表１ａ上の砂状スラグ層８にアルカリ刺激剤を散布し
て、すり鉢状状の穴部１１内の砂状スラグ層８と同時的
に一体的に固結・硬化させる。

【００５６】この場合、、すり鉢状の穴部１１内の砂状
スラグ層８と、すり鉢状の穴部１１の上部を含む地表１
ａ上の砂状スラグ層８を強固に一体化させるために、地
表１ａ上の砂状スラグ層８の下層と、すり鉢状の穴部１
１内の砂状スラグ層８に同時にアルカリ刺激剤を添加す
ることがより好ましい。

【００５７】こうすることにより、すり鉢状の穴部１１
内の砂状スラグ層８は、地表１ａ上の砂状スラグ層８の
下面と一体化して固結・硬化し、広範囲の形成された砂
状スラグ層８は、すり鉢状の穴部１１において圧密地盤
１０に食い込んだ地形構造が形成される。

【００５８】この砂状スラグ層８は、すり鉢状の穴部１
１内の砂状スラグ層８と連続した一枚岩になっているた
め、地震によって液状化現象が生じ、液状化した土壌の
側方移動が生じた場合、液状化しなかった圧密地盤に食
い込んだ部分が側方移動によって引きずられないように
抵抗する。

【００５９】また、導水管４の先端部は、ここでは、す
り鉢状の穴部１１内で固結・硬化した砂状スラグ層８の
底部から地表１ａ上の砂状スラグ層８の中間部までの広
い範囲の砂状スラグ層８と強固に結合されており、一枚
岩になった砂状スラグ層８は、導水管４によって頑丈に
支えられることになる。

【００６０】したがって、この圧密地盤地盤において
は、図１〜図３に示した本発明の第１例によって強化さ
れた圧密地盤よりも頑丈にできる。さらに、第１例の場
合と同様にして、導水管４にモルタルセメントを充填し
て硬化させれば、導水管４の強度を改善することができ
る。

【００６１】（３）第３例 図６および図７は、本発明による軟弱地盤の強化方法の
第３例での各部の構成例を示す断面説明図である。図６
（ａ）は、本発明の方法によって軟弱地盤１を強化する
際、強化対象領域の軟弱地盤１に、複数の導水孔２を適
当間隔で垂直方向に穿孔し、この導水孔２の中央部に、
側壁に多数の小孔３，３ｅを有する導水管４を、上端部
を地表１ａから若干突出させて立設し、この導水孔２内
面と導水管４の外周面間に形成した間隙に、砂状スラグ
７を充填して、導水管４の外周に砂状スラグ柱１２を形
成し、該砂状スラグ柱１２と連続して地表１ａに砂状ス
ラグ７を層状に敷設し、該砂状スラグ層８の上に適当な
厚さの盛土９を載荷した状態を示し、図６（ｂ）は、砂
状スラグ柱１２と導水管４の配置例を示している。

【００６２】図７は、図６（ａ）の状態で、盛土９と砂
状スラグ層８により軟弱地盤１を矢印Ａの方向に押圧し
て、軟弱地盤１中の間隙水７を砂状スラグ柱１２および
導水管４に集め、砂状スラグ柱１２および導水管４から
砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排出している状態を
示している。なお、図７中の矢印Ｂは間隙水６の移動方
向を示している。

【００６３】この第３例では、前記第１例において、軟
弱地盤１に穿孔した導水孔２に埋設の導水管４の外周面
に砂状スラグ柱１２を形成して、この砂状スラグ柱１２
を、導水管４を芯材として砂状スラグ層８と一体に固結
・硬化させることにより、砂状スラグ層８と砂状スラグ
柱１２と導水管４の結合を強化することを特徴としてい
る。

【００６４】この例では、図７に示すように、軟弱地盤
１を盛土９と砂状スラグ層８で矢印Ａの方向に押圧し
て、軟弱地盤１中に混在する間隙水６を、砂状スラグ柱
１２および導水管４に集め、砂状スラグ柱１２および導
水管４から砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排出す
る。

【００６５】間隙水６の排出が止んだ後、盛土９を除去
し、導水管４の上端部付近の砂状スラグ層８を掘って凹
部を形成して導水管４の上端の蓋５部を露出させ、蓋５
を開けて導水管４の露出した側面にある小孔３ｅを塞
ぎ、導水管４内に間隙水６を残留させたまま、導水管４
の頂部からアルカリ刺激剤を注入する。

【００６６】導水管４内に注入したアルカリ刺激剤は、
残留していた間隙水６を導水管４の小孔３ｅから導水管
４の外へ押し出した後、その小孔３ｅから流出して砂状
スラグ柱１２に浸透するため、砂状スラグ柱１２は固結
・硬化する。そして、導水管４に残留しているアルカリ
刺激剤を溢れ出させながら、またはアルカリ刺激剤を排
出してから、導水管４にモルタルセメントを充填する。

【００６７】次いで、導水管４の上端を蓋５部を露出さ
せる際に生じた砂状スラグ層８の凹部に砂状スラグ７を
充填する。その後、砂状スラグ層８にアルカリ刺激剤を
散布して固結・硬化させて、この砂状スラグ８と砂状ス
ラグ柱１２を一体構造とする。

【００６８】この圧密地盤１０においては、砂状スラグ
柱１２は、モルタルセメントを充填して硬化させた導水
管４を芯金とする受動杭としても機能する。この場合、
砂状スラグ柱１２は、内部摩擦角が大きい砂状スラグで
形成されているので、地震により液状化した土壌の流動
に対する抵抗が大きく、側方移動を生じにくくなる。

【００６９】なお、埋設された導水管４は、砂状スラグ
柱１２と砂状スラグ層８で覆われ腐食し難いので、鋼管
を用い圧密地盤１０中に砂状スラグ柱１２の芯金として
残存させて、圧密地盤の強化に寄与させることができ
る。

【００７０】したがって、前記の第１例、第２例の場合
より、圧密地盤１０をさらに強化し、地震による被害も
さらに小さくすることができる。また、導水管４内への
モルタルセメントの充填は、その強度を改善するために
有効であるが、これは不可欠ではなく、要求される強度
に応じて行うことができる。

【００７１】（４）第４例 図８および図９は、本発明による軟弱地盤の強化方法の
第４例での各部の構成例を示す断面説明図である。図８
（ａ）は、軟弱地盤１を強化する際に、強化対象領域の
軟弱地盤１に、適当な間隔で、拡径部としてすり鉢状の
穴部１１を形成した導水孔２を穿孔し、この導水孔２に
側壁に多数の小孔３，３ｅを有し、導水孔２径より小さ
い外径を有する導水管４を、その上端部をすり鉢状の穴
部１１の底部１１ａより上方に突出させて立設し、導水
管４の外周面と導水孔２の内面との間隙およびすり鉢状
の穴部１１に砂状スラグ７を充填することにより、導水
管４の外周に砂状スラグ柱１２を形成した後、すり鉢状
の穴部１１の上部を含む地表１ａに、砂状スラグ７を層
状に敷設し、この砂状スラグ層８の上に盛土９を載荷し
た状態を示し、図８（ｂ）は、立設（埋設）した導水管
４および砂状スラグ柱１２の配置例を、図８（ａ）のＡ
ａ−Ａｂ矢視断面で示している。

【００７２】図９は、図８（ａ）の状態で、この盛土９
により砂状スラグ層８により軟弱地盤１を矢印Ａ方向に
押圧して、軟弱地盤中に混在している間隙水６を砂状ス
ラグ柱１２と導水管４に集め、砂状スラグ柱１２と導水
管４から、砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排出して
いる状態を、図８（ａ）の砂状スラグ層８付近の部分拡
大図で示している。なお、図８中の矢印Ｂは間隙水６の
移動方向を示している。

【００７３】この第４例では、前記第３例の場合におい
て、軟弱地盤１に立設（埋設）した導水管４の先端部と
圧密硬化後の砂状スラグ層８と砂状スラグ柱１２の結合
部の強度を強化するとともに、地震によって液状化した
土壌の側方移動が生じた場合、砂状スラグ層４を、すり
鉢状の穴部１１で、液状化しない圧密地盤１０に食い込
ませることにより、土壌の側方移動によって引きずられ
ないようにすることを特徴とするものである。

【００７４】この例では、図９に示すように、導水孔２
の上端部にすり鉢状の穴部１１を形成し、このすり鉢状
の穴部１１を含む導水孔２の内面と導水管４の外周面間
に、砂状スラグ７を充填して、すり鉢状の穴部１１内で
上端部が拡径した砂状スラグ柱１２を形成するととも
に、この砂状スラグ柱１２の上部を含む地表１ａ上に砂
状スラグ層８を形成し、その上に盛土９を載荷して、軟
弱地盤１を押圧して、軟弱地盤１中に混在する間隙水６
を、砂状スラグ柱１２および導水管４に集め、砂状スラ
グ柱１２および導水管４から砂状スラグ層８を経て地表
１ａ側に排出する。

【００７５】間隙水６の排出が止んだ後、盛土９を除去
し、導水管４の上端部付近の砂状スラグ層８を掘って凹
部を形成して導水管４の上端の蓋５部を露出させ、蓋５
を開けて導水管４の露出した側面にある小孔３ｅを塞
ぎ、導水管４内に間隙水６を残留させたまま、導水管４
の頂部からアルカリ刺激剤を注入する。

【００７６】導水管４内に注入したアルカリ刺激剤は、
残留していた間隙水６を導水管４の小孔３ｅから導水管
４の外へ押し出した後、その小孔３ｅから流出して砂状
スラグ柱１２に浸透するため、砂状スラグ柱１２は固結
・硬化する。そして、導水管４に残留しているアルカリ
刺激剤を溢れ出させながら、またはアルカリ刺激剤を排
出してから、導水管４にモルタルセメントを充填する。

【００７７】次いで、導水管４の上端を蓋５部を露出さ
せる際に生じた砂状スラグ層８の凹部に砂状スラグ７を
充填する。その後、砂状スラグ層８にアルカリ刺激剤を
散布して固結・硬化させて、この砂状スラグ８と砂状ス
ラグ柱１２を一体構造とする。

【００７８】この例では、砂状スラグ柱１２はモルタル
セメントを充填・硬化させた導水管４を芯金とする受動
杭として機能し、砂状スラグ層８と強固に結合して一体
構造となり、砂状スラグ柱１２の上端部の拡径部におい
て圧密地盤１０に食い込んだ地盤構造を形成する。

【００７９】この圧密地盤１０においては、砂状スラグ
層８と、モルタルセメントで強化された導水管４を芯金
とする砂状スラグ柱１２がより強固に一体形成し、この
砂状スラグ柱１２が受動杭の機能を強化することによ
り、地震による液状化現象を抑制し、液状化しても杭の
体積分だけ液状化量を少なくすることができる。

【００８０】また、液状化した土壌の側方移動が生じた
場合、液状化しなかった圧密地盤１０に食い込んだ部分
が側方移動によって引きずられないように抵抗する。し
たがって、第３例の場合より、圧密地盤１０をさらに強
化し、地震による被害もさらに小さくすることができ
る。

【００８１】なお、この例では、砂状スラグ柱１２にア
ルカリ刺激剤を浸透させる場合、アルカリ刺激剤を導水
管４に注入し、導水管４経由で浸透させるようにしてい
るが、上部から浸透させるようにしてもよい。また、導
水管４内へのモルタルセメントの充填は、その強度を改
善することは有効であるが、これは不可欠ではなく、要
求される強度に応じて行うことができる。

【００８２】（５）第５例 図１０〜図１２は、本発明による軟弱地盤の強化方法の
第５例での各部の構成例を示す断面説明図である。図１
０（ａ）は、軟弱地盤１を強化する際、強化対象領域の
軟弱地盤１に、複数の導水孔２を穿孔し、この導水孔
に、側壁１３が多孔質で透水性を有する樹脂や繊維布で
形成されスペーサー１４により複数区分された通水孔１
５を有する導水膜１６を、その上端部を若干地表１ａか
ら突出させて埋設し、地表１ａの上に砂状スラグ層８を
敷設し、この砂状スラグ層８の上に盛土９を載荷した状
態を示し、図１０（ｂ）は、埋設した導水膜１６の配置
例を、図１０（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面で示してい
る。

【００８３】図１１は、導水膜１６の構造を立体図で示
している。図１２は、図１０（ａ）の状態で、軟弱地盤
１を盛土９とで押圧して軟弱地盤１中に混在している間
隙水６を、導水膜１６に集め、この導水膜からスラグ層
８を経て地表１ａ側に排出している状態を、図１０
（ａ）の砂状スラグ層８付近の部分拡大図で示してい
る。図１２中の矢印Ａは盛土５と砂状スラグ層８による
軟弱地盤１の押圧方向を示し、図１２中の矢印Ｂは間隙
水６の移動方向を示している。

【００８４】前記の第１例〜第４例では、導水孔２に導
水管４を埋設（立設）しているが、この例では、導水管
４の代わりに、側壁１３が多孔質で透水性を有する樹脂
や繊維布１で形成されスペーサー１４により複数区分さ
れた通水孔１５を有する導水膜１６を用いることを特徴
としている。

【００８５】導水膜１６は、図１１に示すように、側壁
１３は透水性を有する多孔質の樹脂或いは繊維布で構成
され、スペーサー１４によって区分された通水孔１５を
形成したものであり、水平断面は矩形を基本形とし、適
当な高さｈ、適当な幅ｂ、適当な厚さａを有するもので
ある。スペーサ１４は、樹脂、繊維布或いは鋼材で構成
され、その両側面は前記の多孔質の樹脂或いは繊維布で
形成された側壁１３と接着されている。

【００８６】この導水膜１６は、通常、複数個用意さ
れ、ここでは、図１０（ｂ）に示すように、強化対象領
域の軟弱地盤１に、規則配置しているが、軟弱地盤の条
件に応じて、千鳥配置や不規則配置することもある。こ
の導水膜１６を、その幅ｂ方向に連続的に並べる場合に
は、導水孔２を長い溝状に形成してもよい。

【００８７】導水孔２は、通常、軟弱地盤１底部まで穿
孔し、この導水孔２内に導水膜１６を挿入・埋設する。
導水孔２は、導水膜１６を挿入・埋設したとき、導水孔
２と導水膜１６間に間隙が生じるが、盛土９の載荷によ
って軟弱地盤１に生じる押圧力により地盤が導水膜１６
側に寄ることによって消失する。導水孔２に導水膜１６
を挿入・埋設して、地表８上に砂状スラグ７を層状に敷
設して砂状スラグ層８を形成するが、この際、導水孔２
と導水膜１６間の間隙空間には、砂状スラグ７が落下す
るが、このことが問題になることはない。

【００８８】この例では、図１２に示すように、軟弱地
盤１を盛土９で押圧して、軟弱地盤１中に混在する間隙
水６を、導水膜１６の側壁を形成する樹脂、繊維布を介
して通水孔１５内に集め、この通水孔を上昇させ、地表
１ａ上に敷設した砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排
出する。この際、軟弱地盤１中の間隙水６は、樹脂或い
は繊維布で濾過作用を受け、清水となって通水孔１５に
集められるので、この通水孔から砂状スラグ層８を経て
地表１ａ側に排出する場合に、目詰まりを生じることが
ないため、間隙水６の排出性が良好である。

【００８９】間隙水６の排出が止んだ後、盛り土９を除
去してから、砂状スラグ層８にアルカリ刺激剤を散布し
て、導水膜１６の上端部を包んで固結・硬化させる。こ
の導水膜１６は、圧密地盤にそのまま埋め込まれるが、
この導水膜自体は、薄厚であり、圧密地盤を補強する効
果の小さいものである。しかし、前記の第１例、第３例
の場合と同様、間隙水６の排出性を確保することにより
圧密地盤１０の強化に寄与できる。

【００９０】この例では、内部摩擦角が大きい砂状スラ
グ層８の作用もあり、地震による側方移動の抵抗が圧密
地盤のみの場合よりも大きく、地震による液状化現象を
抑制でき、液状化による側方流動量を少なくすることが
できる。したがって、地震による被害も圧密地盤のみの
場合より小さくすることができる。

【００９１】（６）第６例 図１３および図１４は、本発明による軟弱地盤の強化方
法の第６例での各部の構成例を示す断面説明図である。
図１３（ａ）は、軟弱地盤１を強化する際に、その軟弱
地盤１に、適当な間隔で、上端部に拡径部としてすり鉢
状の穴部１１を形成した導水孔２を穿孔し、この導水孔
２に導水膜１６を、その上端部をすり鉢状の穴部１１
（拡径部）の底部１１ａより上方に突出させて立設し、
すり鉢状の穴部１１の上部を含む地表１ａに、砂状スラ
グ７を層状に敷設し、この砂状スラグ層８の上に盛土９
を載荷して、この盛土９と砂状スラグ層８により軟弱地
盤１を押圧し、軟弱地盤中に混在している間隙水６を導
水膜１６に集め、導水膜１６から、砂状スラグ層８を経
て地表１ａ側に排出している状態を示し、図１３（ｂ）
は、埋設した導水膜１６の配置例を、図１３（ａ）のＡ
ａ−Ａｂ矢視断面で示している。

【００９２】図１４は、図１３（ａ）の状態で、軟弱地
盤１を盛土９と砂状スラグ層８で押圧して、軟弱地盤１
中に混在している間隙水６を、導水膜１６に集め、この
導水膜１６からスラグ層８を経て地表１ａ側に排出して
いる状態を、図１３（ａ）の砂状スラグ層８付近の部分
拡大図で示している。図１４中の矢印Ａは盛土９と砂状
スラグ層８による軟弱地盤１の押圧方向を示し、矢印Ｂ
は間隙水６の移動方向を示している。

【００９３】この第６例では、前記第５例の場合におい
て、軟弱地盤１に埋設した導水膜１６の先端部と圧密硬
化後の砂状スラグ層８の結合部の強度を強化するととも
に、地震によって液状化した土壌の側方移動が生じた場
合、砂状スラグ層８を、すり鉢状の穴部１１（拡径部）
で、液状化しない圧密地盤１０に食い込ませることによ
り、土壌の側方移動によって引きずられないようにする
ことを特徴とするものである。

【００９４】この例では、図１３ａに示すように、導水
孔２の上端部に拡径部としてすり鉢状の穴部１１を形成
し、このすり鉢状の穴部１１を含む地表１ａ上に砂状ス
ラグ層８を形成し、その上に盛土９を載荷して、図１４
に示すように、軟弱地盤１を押圧して、軟弱地盤１中に
混在する間隙水６を、導水膜１６に集め、この導水膜か
ら砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排出し、間隙水６
の排出が止んだ後、盛土９を除去する。ここでは、盛り
土９を除去した後、砂状スラグ層８にアルカリ刺激剤を
散布して導水膜１６を包んで固結・硬化させる。

【００９５】この例では、砂状スラグ層８は上端部のす
り鉢状の穴部１１内の拡径部において圧密地盤１０に食
い込んだ地盤構造を形成しており、第５の例の場合の効
果に加えて、地震によって液状化現象が生じ、液状化し
た土壌の側方移動が生じた場合、液状化しなかった圧密
地盤に食い込んだ部分が側方移動によって引きずられな
いように抵抗する効果がある。したがって、地震による
被害も第５の例の場合より小さくすることができる。

【００９６】（７）第７例 図１５および図１６は、本発明による軟弱地盤の強化方
法の第７例での各部の構成例を示す断面説明図である。
図１５（ａ）は、軟弱地盤１を強化する際に、その軟弱
地盤１に、適当な間隔で、複数の導水孔２を穿孔し、こ
の導水孔２に砂状スラグ７を充填して砂状スラグ柱１２
を形成するとともに、この砂状スラグ柱１２の上部を含
む地表１ａ上に砂状スラグ７を層状に敷設し、この砂状
スラグ層４の上に、盛土９を載荷した状態を示し、図１
５（ｂ）は、こ導水孔２の配置例を、図１４（ａ）のＡ
ａ−Ａｂ矢視断面で示している。

【００９７】図１６は、図１５（ａ）の状態で、軟弱地
盤１を盛土９と砂状スラグ層８で押圧して、軟弱地盤１
中に混在している間隙水６を、砂状スラグ柱１２に集
め、この砂状スラグ柱１２からスラグ層８を経て地表１
ａ側に排出している状態を、図１５（ａ）の砂状スラグ
層８付近の部分拡大図で示している。図１６中の矢印Ａ
は盛土９と砂状スラグ層８による軟弱地盤１の押圧方向
を示し、矢印Ｂは間隙水６の移動方向を示している。

【００９８】前記従来の圧密硬化化工法においては、導
水孔２に自然砂や石膏粒が充填されていたが、これらの
ものは、透水性に劣るため、間隙水６の排出期間が長く
なるという問題があった。

【００９９】この第７例では、前記従来例で用いられて
いた自然砂や石膏粒に代えて透水性性に優れた砂状スラ
グ７を用い、この砂状スラグを導水孔２に充填して、砂
状スラグ柱１２を形成するとともに、その上部を含む地
表１ａに砂状スラグ７を層状に敷設することにより、間
隙水６の透水性を改善して、軟弱地盤１からの間隙水６
の排出効率を向上し、圧密期間を短縮可能とするととも
に、間隙水６の排出後のアルカリ刺激剤により容易に固
結・硬化して十分な強度を発現させることにより、この
砂状スラグ柱１２と砂状スラグ層８を強固にかつ容易に
一体構造とすることができ、工期短縮にも寄与させるこ
とを特徴とするものである。

【０１００】この第７例では、軟弱地盤１中に砂状スラ
グ柱１２を密に樹立させ、砂状スラグ層８を一体構造と
するにより、内部摩擦角を大きくして地震による側方移
動に対する抵抗を圧密地盤のみの場合よりも格段に大き
くすることができる。

【０１０１】この例では、図１５（ａ）に示すように、
導水孔２を形成し、この導水孔２に砂状スラグ７を充填
して砂状スラグ柱１２を形成し、この砂状スラグ柱１２
の上部を含む地表１ａ上に砂状スラグ層８を形成して、
その上に盛土９を載荷して、図１６に示すように、軟弱
地盤１を押圧して、軟弱地盤１中に混在する間隙水６
を、砂状スラグ柱１２に集め、この砂状スラグ柱１２か
ら上昇させ、砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排出す
る。

【０１０２】間隙水６の排出が止んだ後、盛土９を除去
し、砂状スラグ柱１２と砂状スラグ層８にアルカリ刺激
剤を散布して固結させ硬化させて、砂状スラグ層８と砂
状スラグ柱１２を一体構造とする。

【０１０３】このようにして得られた地盤強化構造を有
する圧密地盤１０においては、砂状スラグ柱１２と砂状
スラグ層８の内部摩擦角が大きいので、地震による側方
移動に対する抵抗を圧密地盤のみの場合よりも大きくす
ることができる。したがって、地震による被害を従来例
による圧密地盤より小さくすることができる。

【０１０４】なお、前記の導水孔２の配置は、ここで
は、図１５（ｂ）に示すように、規則配置にしている
が、軟弱地盤１の条件に応じて、千鳥配置や不規則配置
にすることもある。

【０１０５】この例による場合には、導水管４や導水膜
１６を用いた前記第１例〜第６例の場合に比べ、間隙水
６の排出が十二分ではないので、強度において若干劣る
が、施工が簡易であり、強化の必要の度合いが比較的小
さい軟弱地盤を対象として用いることができる。

【０１０６】（８）第８例 図１７および図１８は、本発明による軟弱地盤の強化方
法の第８例での各部の構成例を示す断面説明図である。
図１７（ａ）は、軟弱地盤１を強化する際に、導水孔２
の上端部に鉢状の穴部１１（拡径部）を形成し、このす
り鉢状の穴部１１に砂状スラグ７を充填して砂状スラグ
柱１２を形成し、この砂状スラグ柱１２の上部を含む地
表１ａ上に砂状スラグ層８を形成し、その上に盛土９を
載荷した状態を示し、図１７（ｂ）は、こ導水孔２の配
置例を、図１７（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面で示してい
る。

【０１０７】図１８は、図１７（ａ）の状態で、軟弱地
盤１を盛土９と砂状スラグ層８で押圧して、軟弱地盤１
中に混在している間隙水６を、導水膜１６に集め、この
導水膜１６からスラグ層８を経て地表１ａ側に排出して
いる状態を、図１７（ａ）の砂状スラグ層８付近の部分
拡大図で示している。図１８中の矢印Ａは盛土９と砂状
スラグ層８による軟弱地盤１の押圧方向を示し、矢印Ｂ
は間隙水６の移動方向を示している。

【０１０８】この第８例は、前記第７例の場合におい
て、軟弱地盤１に形成した砂状スラグ柱１２の先端部を
拡径して、砂状スラグ層８のとの結合部の強度を強化す
るとともに、地震によって液状化した土壌の側方移動が
生じた場合、砂状スラグ層８を、すり鉢状の穴部１１
（拡径部）内において、液状化しない圧密地盤１０に食
い込ませることにより、土壌の側方移動によって引きず
られないようにすることを特徴とするものである。

【０１０９】この例では、図１７（ａ）に示すように、
導水孔２の上端部に鉢状の穴部１１（拡径部）を形成
し、このすり鉢状の穴部１１に砂状スラグ７を充填して
砂状スラグ柱１２を形成し、この砂状スラグ柱１２の上
部を含む地表１ａ上に砂状スラグ層８を形成し、その上
に盛土９を載荷して、図１８に示すように、軟弱地盤１
を押圧して、軟弱地盤１中に混在する間隙水６を、砂状
スラグ柱１２に集め、この砂状スラグ柱１２から上昇さ
せ、砂状スラグ層８を経て地表１ａ側に排出する。

【０１１０】間隙水６の排出が止んだ後、盛土９を除去
し、盛土９を除去した後、砂状スラグ柱１２の拡径部と
砂状スラグ層８にアルカリ刺激剤を散布して固結させ硬
化させて、砂状スラグ層８と砂状スラグ柱１２を一体構
造とする。こうすることにより、砂状スラグ柱１２は、
砂状スラグ層８と強固に結合して一体化し、上端部の拡
径部において圧密地盤１０に食い込んだ地盤構造を形成
する。

【０１１１】この圧密地盤１０においては、第７例の場
合の効果に加えて、砂状スラグ柱１２と砂状スラグ層８
との結合部がすり鉢状の孔１１部内の拡径部で強化され
ており、地震によって液状化現象が生じ、液状化した土
壌の側方移動が生じた場合、液状化しなかった圧密地盤
に食い込んだ部分が側方移動によって引きずられないよ
うに抵抗する効果がある。したがって、地震による被害
を第７例の場合より小さくすることができる。

【０１１２】なお、前記の本発明による軟弱地盤の強化
方法を実施するための各部の構成は、前記の例に限定す
るものではない。例えば、導水管や砂状スラグ柱の拡径
部を含む形状、構造、配置、大きさ、導水膜の形状、構
造、大きさ、導水孔の形状、大きさ、配置、間隙水の排
出構造、アルカリ刺激剤の浸透、注入（散布、添加）、
排出構造、モルタルセメントの充填構造、各作業の手順
等については、強化対象の軟弱地盤の条件や、要求され
る強化強度に応じて、前記各請求項を満足する範囲内で
変更のあるものである。

【０１１３】

【発明の効果】本発明においては、圧密硬化後の地表層
を、アルカリ刺激剤で固結・硬化させた砂状スラグ層や
砂状スラグ柱、導水管により強化することができ、比較
的軽い構造物を設けるに際しては、特別な基礎を設ける
ことなく、直接、地表に基礎ボルトを設置して、その構
造物を設置することができる。

【０１１４】また、地震により液状化現象が生じた場
合、地表が砂状スラグ層により層状に強化され導水管や
砂状スラグ柱などによって強固に支持されるため、地表
の陥没等の被害を小さくできるし、比較的軽い構造物の
場合、強固な広範な盤状基礎に支持した状況にすること
ができ、倒壊しにくい構造物を構築することができる。
また、構造物の基礎工事の工期を短縮し、コストの低減
も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の第
１例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図２】図１（ａ）における砂状スラグ層付近の部分拡
大説明図である。

【図３】図１および図２による間隙水の排出後の地盤の
位置変化を示す側断面説明図。

【図４】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の第
２例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図５】図４（ａ）における砂状スラグ層付近の部分拡
大説明図である。

【図６】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の第
３例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図７】図６（ａ）における砂状スラグ層付近の部分拡
大説明図である。

【図８】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の第
４例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図９】図８（ａ）における砂状スラグ層付近の部分拡
大説明図である。

【図１０】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の
第５例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図１１】図１０（ａ）における導水膜の構造例を示す
立体説明図。

【図１２】図１０（ａ）における砂状スラグ層付近の部
分拡大説明図である。

【図１３】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の
第６例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図１４】図１３（ａ）における砂状スラグ層付近の部
分拡大説明図である。

【図１５】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の
第７例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図１６】図１５（ａ）における砂状スラグ層付近の部
分拡大説明図である。

【図１７】（ａ）は本発明による軟弱地盤の強化方法の
第８例での各部の構成例を示す側断面説明図、（ｂ）は
（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【図１８】図１７（ａ）における砂状スラグ層付近の部
分拡大説明図である。

【符号の説明】

１ 軟弱地盤 １ａ 地表 ２ 導水孔 ３，３ｅ 小孔 ４ 導水管 ５ 蓋 ６ 間隙水 ７ 砂状スラグ ８ 砂状スラグ層 ９ 盛土 １０ 圧密地盤 １１ すり鉢状の穴部（拡径部） １１ａ 底部 １２ 砂状スラグ柱 １３ 側壁 １４ スペーサー １５ 通水孔 １６ 導水膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横尾 正義 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 清水 開悟 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 波多野 泉 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭52−135511（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−295923（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 3/02 101 E02D 3/10 104 E02D 3/12 101

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加
   えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤
   を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領
   域に、側壁に多数の小孔を有する複数の導水管を、適当
   な間隔をおいて、その上端を軟弱地盤の地表から突出さ
   せて垂直方向に埋設し、該強化対象領域の地表上に砂状
   スラグを層状に敷設した後、該砂状スラグ層の上に適当
   な厚さの盛土をして軟弱地盤を押圧することにより、軟
   弱地盤中の間隙水を押し出して導水管に集め、導水管か
   ら砂状スラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去して
   から、砂状スラグ層にポルトランドセメント混合水また
   は／および消石灰混合水からなるアルカリ刺激剤を浸透
   させ、砂状スラグ層を固結・硬化させることを特徴とす
   るスラグを用いた軟弱地盤の強化方法。
2. 【請求項２】 盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加
   えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤
   を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領
   域に、上端部に拡径部がある複数の導水孔を適当間隔で
   形成し、この導水孔に、側壁に多数の小孔を有する導水
   管を、その上端部を導水孔の拡径部の底部から上方に突
   出させて垂直方向に埋設し、導水孔の拡径部と前記強化
   対象領域の地表上に砂状スラグを層状に敷設した後、該
   砂状スラグ層の上に適当な厚さの盛土をして軟弱地盤を
   押圧することにより、軟弱地盤中の間隙水を押し出して
   導水管に集め、導水管から砂状スラグ層を経て地表側に
   排出後、盛土を除去してから、砂状スラグ層および該導
   水孔の拡径部内の砂状スラグにポルトランドセメント混
   合水または／および消石灰混合水からなるアルカリ刺激
   剤を浸透させ、砂状スラグ層と拡径部内の砂状スラグを
   一体に固結・硬化させることを特徴とするスラグを用い
   た軟弱地盤の強化方法。
3. 【請求項３】 盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加
   えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤
   を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領
   域に、複数の導水孔を適当間隔で垂直方向に穿孔し、こ
   の導水孔の中央部に、側壁に多数の小孔を有する導水管
   を、上端部を地表から突出させて立設した後、導水孔内
   面と導水管の外周面間に形成した充填間隙に砂状スラグ
   を充填して、導水管の外周に砂状スラグ柱を形成し、次
   いで、該砂状スラグ柱と連続して前記強化対象領域の地
   表に砂状スラグを層状に敷設した後、該砂状スラグ層の
   上に適当な厚さの盛土をして軟弱地盤を押圧することに
   より、軟弱地盤中の間隙水を押し出して砂状スラグ柱お
   よび導水管に集め、砂状スラグ柱および導水管から砂状
   スラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去してから、
   砂状スラグ層と砂状スラグ柱にポルトランドセメント混
   合水または／および消石灰混合水からなるアルカリ刺激
   剤を浸透させ、砂状スラグ層と砂状スラグ柱を固結・硬
   化させることを特徴とするスラグを用いた軟弱地盤の強
   化方法。
4. 【請求項４】 盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加
   えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤
   を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領
   域に、上端部に拡径部がある複数の導水孔を適当間隔で
   垂直方向に穿孔し、この導水孔の中央部に、側壁に多数
   の小孔を有する導水管を、導水孔の拡径部の底部から上
   方に突出せて立設した後、導水孔内面と導水管の外周面
   間に形成した充填間隙に砂状スラグを充填して、導水管
   の外周に砂状スラグ柱を形成し、次いで、該砂状スラグ
   柱と連続して前記強化対象領域の地表に砂状スラグを層
   状に敷設した後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さの盛
   土をして軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤中の
   間隙水を押し出して砂状スラグ柱および導水管に集め、
   砂状スラグ柱および導水管から砂状スラグ層を経て地表
   側に排出後、盛土を除去してから、砂状スラグ層と砂状
   スラグ柱にポルトランドセメント混合水または／および
   消石灰混合水からなるアルカリ刺激剤を浸透させ、砂状
   スラグ層と砂状スラグ柱を固結・硬化させることを特徴
   とするスラグを用いた軟弱地盤の強化方法。
5. 【請求項５】 盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加
   えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤
   を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領
   域に、側壁が多孔質で透水性を有する材料で形成されス
   ペーサーにより複数に区分された通水孔を有する複数の
   導水膜を、適当間隔をおいて、その上端を軟弱地盤の地
   表から突出せて垂直方向に埋設し、強化対象領域の地表
   上に砂状スラグを層状に敷設した後、該砂状スラグ層の
   上に適当な厚さの盛土をして軟弱地盤を押圧することに
   より、軟弱地盤中の間隙水を押し出して導水膜に集め、
   この導水膜から砂状スラグ層を経て地表側に排出後、盛
   土を除去してから、砂状スラグ層にポルトランドセメン
   ト混合水または／および消石灰混合水からなるアルカリ
   刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層を固結・硬化させるこ
   とを特徴とするスラグを用いた軟弱地盤の強化方法。
6. 【請求項６】 盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加
   えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤
   を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領
   域に上端部に拡径部がある複数の導水孔を適当間隔で形
   成し、この導水孔に、側壁が多孔質で透水性を有する材
   料で形成されスペーサーにより複数に区分された通水孔
   を有する複数の導水膜を、その上端部を導水孔の拡径部
   の底部から上方に突出せて垂直方向に埋設し、導水孔の
   拡径部と前記強化対象領域の地表上に砂状スラグを層状
   に敷設した後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さの盛土
   をして軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤中の間
   隙水を押し出して導水膜に集め、この導水膜から砂状ス
   ラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去してから、砂
   状スラグ層および導水孔の拡径部内の砂状スラグにポル
   トランドセメント混合水または／および消石灰混合水か
   らなるアルカリ刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層とその
   拡径部の砂状スラグとを一体に固結・硬化させることを
   特徴とするスラグを用いた軟弱地盤の強化方法。
7. 【請求項７】 間隙水を、導水管と導水管の外周の砂状
   スラグ柱から砂状スラグ層を経て地表側に排出した後、
   導水管内にポルトランドセメント混合水または／および
   消石灰混合水を残留させたまま、または導水管から排出
   してから、この導水管内にモルタルセメントを充填する
   ことを特徴とする請求項３または請求項４記載のスラグ
   を用いた軟弱地盤の強化方法。
8. 【請求項８】 盛土による圧下力を軟弱地盤の表面に加
   えることにより軟弱地盤中の間隙水を排出して軟弱地盤
   を圧密硬化させる方法において、軟弱地盤の強化対象領
   域に、複数の導水孔を適当な間隔をおいて垂直方向に穿
   孔し、この導水孔に砂状スラグを充填して軟弱地盤中に
   砂状スラグ柱を形成し、次いで、該砂状スラグ柱と連続
   して前記強化対象領域の地表上に砂状スラグを層状に敷
   設した後、該砂状スラグ層の上に適当な厚さの盛土をし
   て軟弱地盤を押圧することにより、軟弱地盤中の間隙水
   を押し出して砂状スラグ柱に集め、この砂状スラグ柱か
   ら砂状スラグ層を経て地表側に排出後、盛土を除去して
   から、砂状スラグ層および砂状スラグ柱にポルトランド
   セメント混合水または／および消石灰混合水からなるア
   ルカリ刺激剤を浸透させ、砂状スラグ層と砂状スラグ柱
   を一体に固結・硬化させることを特徴とするスラグを用
   いた軟弱地盤の強化方法。
9. 【請求項９】 軟弱地盤の強化対象領域に適当間隔で垂
   直方向に穿孔した複数の導水孔を上端部に拡径部がある
   ものとし、この導水孔に砂状スラグを充填して得られる
   砂状スラグ柱の外径を、砂状スラグ層に連続する上端部
   で拡径することを特徴とする請求項８記載のスラグを用
   いた軟弱地盤の強化方法。