JP3049527B2 - 地盤改良工法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シルト，粘土層等の軟
弱地盤にセメントスラリー等の地盤改良剤を混合して改
良し、強固な地盤を造成する方法と装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、地盤改良のための代表的な工法と
して、サンドコンパクションパイル（圧縮砂杭）工法と
深層撹拌混合工法が知られている。

【０００３】サンドパクションパイル工法は、深層撹拌
混合工法に比べて経済性に優れ、現在全国的に採用され
ているが、地域によっては適合する材料砂の入手が困難
な場合もあり、しかも材料砂は限られた天然の資源であ
るために、近い将来不足する可能性もある。

【０００４】また、深層撹拌混合工法は、原位置でセメ
ントスラリー等の改良剤を噴出しながら回転撹拌翼で軟
弱地盤と混合して改良する工法であるが、拘束力のない
軟弱地盤中に改良剤を噴出して撹拌混合するので、例え
ば噴出した改良剤が現在混合しようとする範囲外に流出
したり、撹拌の過程で混合しようとする範囲外の軟弱土
を巻き込んだりして、強度が予想より低くなる虞れがあ
る。そこで、これを解決するため、撹拌翼を低速度の回
転数で回転させてできるだけまんべんに軟弱土を撹拌す
る必要があり、必然的に工期が長くなって、結果的に経
済性に劣ることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、地盤を改良
するに当り、将来不足する貴重な材料砂を使用すること
なく、セメントスラリー等の改良剤を使用するのである
が、深層混合法のように撹拌翼の存在によって改良剤を
予定外の地盤中に逸失したり、予定外の軟弱土を巻込ん
だりして、結果的に強度が落ちるようなこともなく、施
工時間も短くて済む経済的な地盤改良法を提案するもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、改良しようと
する部分の軟弱土を回転撹拌翼を有しない中空管内に取
込んで周囲軟弱土と隔離し、取込まれた軟弱土を中空管
内でセメントスラリー等の改良剤と混合することによ
り、軟弱地盤中に該中空管とほぼ同径の強化杭体を造成
するものである。以下、本発明の実施例を図により説明
する。

【０００７】

【実施例】図中１は頭部にバイバロハンマー２を設置し
て吊り索３に吊持された地盤改良用の中空管で、例えば
砂杭造成用中空管と同程度の大きさであり、上部には圧
縮空気圧入管４と同排出管５ならびに中空管１内を減圧
するために吸引ポンプ（図示せず）に接続された空気吸
引管６がそれぞれ取付けてあり、また中空管１の下端部
にはセメントスラリー等の地盤改良剤を管１内で噴出さ
せるための改良剤供給管７と上記改良剤の噴出口より下
側で圧縮空気を管１内で噴出するようにした圧縮空気導
入管８がそれぞれ取付けられている。

【０００８】上記改良剤供給管７の先端部は中空管１下
端部から該管１内に貫挿し、例えば管１内で十字形（７
ａ，７ｂ）に組合せるように差渡し固定され、該先端十
字形部（７ａ，７ｂ）にはそれぞれ複数の改良剤噴出口
９が開孔されている。

【０００９】１０は上記改良剤噴出口より下側に配設さ
れた複数枚の突出板で、中空管１内壁からその軸心部へ
向けて突出固定され、中空管１を軟弱地盤に打込む際
に、管１内に取込む軟弱土を切る役割と後記するように
改良剤との混合撹拌効果をあげるものである。なお、中
空管１下端壁から貫挿される圧縮空気導入管８の先端口
は、上記突出板１０より下側にあって中空管１内に一又
は複数臨ませるようにする。

【００１０】しかして、例えば海底軟弱地盤を改良する
場合、まず改良すべき軟弱地盤１１の所定個所に中空管
１を位置決めしてから、上部の圧縮空気圧入管４より中
空管１内にエアを圧入して該管１内に入る水を排出しな
がら中空管１を降下させて行く（図４）。そして、海底
軟弱地盤１１に中空管１下端が到達したら、管１内の空
気を排出管５から排気し、次にバイブロハンマー２を使
用して中空管１を軟弱地盤１１に打込みながらセメント
スラリーを供給管７から供給して、中空管１内の先端噴
出口９から噴出させる（図５）。

【００１１】中空管１を地盤１１へ打込むのに伴って、
軟弱土が管１内へ取込まれて来るが、この時、管１への
軟弱土の取込み量を計測し、取込み量が少なければ空気
吸引管６よりエアを吸引し管１内を減圧して管１内を適
当な負圧とし、取込み量を増加させる。なお、セメント
スラリーの噴出量は、地盤１１への中空管１の打込み速
度（従って、軟弱土の取込み速度）に合せて調節する。

【００１２】中空管１下端が地盤１１中の設計深度１２
まで到達したら、中空管１の打込みを停止すると共に、
セメントスラリーの噴出も停止させる。これにより、中
空管１内には該管１の打込み深さに相応する内容積とほ
ぼ同等の量の軟弱土が取込まれることとなる。

【００１３】次に、中空管１の引抜きを開始する前に、
圧縮空気導入管８により中空管１下端からエアを圧入
し、必要によっては上部の空気吸引管６からエアを吸引
して中空管１内を減圧し、下方から圧入したエアを軟弱
土中を通して上に抜き易くして、中空管１内での軟弱土
とセメントスラリーとの撹拌混合を充分行なうようにす
る（図６）。このとき、前記した突出板１０の存在やバ
イブロハンマー２による中空管１への振動付与も撹拌効
果を挙げる一助となる。

【００１４】そこで、次に中空管１の引抜きを開始し
（図７）、該管１内で改良された改良土を軟弱地盤１１
中の原位置に残置するように中空管１下端から排出して
行く（図７）。この場合、圧縮空気圧入管４から中空管
１内上部にエアを圧入することにより、改良土の排出を
促進させて、中空管１の引抜き速度を上げることもでき
る。また、中空管１の引抜きの際には、前記した突出板
１０が再び撹拌効果を挙げることにもなるので、該突出
板１０は中空管１内下方において上下に複数段取付ける
ようにしてもよい。

【００１５】このようにして、中空管１の軟弱地盤１１
からの引抜きが完了すれば、該地盤１１中には中空管１
とほぼ同径の改良強化された杭体１３が造成されること
になり（図８）、順次この杭体１３を所定区域に所定本
数造成して行くことにより、軟弱地盤１１が改良される
のである。なお、この実施例では海底の軟弱地盤の改良
について述べたが、本発明は陸上の軟弱地盤についても
同様にして行なわれることはいうまでもない。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述のようにしてなり、改良し
ようとする部分の軟弱土を中空管内に取込み、撹拌翼を
使用することなく改良剤と混合撹拌し、周囲軟弱土と隔
絶した状態で改良するので、造成される強化杭体は強度
的にも充分なものが得られ、従来のように時間をかけて
まんべんに撹拌しなくてもよく、操作が簡単で短時間に
地盤改良できるから、経済的にも非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地盤改良法を実施するための装置
の一例を示す説明図である。

【図２】本発明に係る地盤改良法を実施するための装置
である地盤改良用中空管の下端部の断面説明図である。

【図３】図２の底面図である。

【図４】本発明に係る地盤改良法の工程説明図である。

【図５】本発明に係る地盤改良法の工程説明図である。

【図６】本発明に係る地盤改良法の工程説明図である。

【図７】本発明に係る地盤改良法の工程説明図である。

【図８】本発明に係る地盤改良法の工程説明図である。

【符号の説明】

１−地盤改良用中空管 ２−バイブロハンマー ３−吊り索 ４−圧縮空気圧入管 ５−圧縮空気排出管 ６−空気吸引管 ７−改良剤供給管 ８−圧縮空気導入管 ９−改良剤噴出口 １０−突出板 １１−軟弱地盤 １２−改良杭体の設計深度 １３−強化杭体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部には圧縮空気圧入管と同排出管なら
   びに減圧のための空気吸引管が、また下端部にはセメン
   トスラリー等の地盤改良剤の供給管と圧縮空気導入管が
   それぞれ取付けられた地盤改良用中空管を軟弱地盤に打
   込みながら上記改良剤を該中空管内に噴出させて該中空
   管に相応する部分の軟弱土を中空管に取込んで行き、所
   定深度まで打込んだ後、上記した下方の導入管から中空
   管内にエアを圧入し、必要により上記した上部吸引管か
   らエアを吸引して中空管内上方を負圧にして、下方から
   導入したエアを中空管内に取込まれた軟弱土中を通過さ
   せることにより上記改良剤との混合撹拌を行ない、その
   後に中空管を引抜いて軟弱地盤の原位置に中空管とほぼ
   同径の強化杭体を排出造成することを特徴とする地盤改
   良工法。
2. 【請求項２】 頭部にバイブロハンマーを設置し、上部
   には圧縮空気圧入管と同排出管ならびに減圧のための空
   気吸引管を、また下端部にはセメントスラリー等の地盤
   改良剤の供給管と圧縮空気導入管をそれぞれ連結した地
   盤改良用中空管であって、上記改良剤供給管の先端噴出
   口は該中空管内下方に多数配置し、該噴出口より下側の
   中空管内壁面にはその軸心部に向けて突出板を複数枚突
   設し、更に該突出板より下側には上記圧縮空気導入管の
   先端口を臨ませてなることを特徴とする地盤改良装置。