JP3055132B2 - 地盤改良用ドレーン体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤の改良工事に
用いる地盤改良用ドレーン体及びそれを用いた地盤改良
工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】粘性土を主体とする軟弱地盤を改良して
土の安定性を向上させるには、セメンテーション等の手
段によって骨組あるいは粒子間の抵抗を増す、あるいは
間隙水を除去して間隙容積を縮小させるといった処置が
有効であるが、粘性土の間隙水を除去する場合、その透
水性が低いためにいわゆる圧密排水を行う必要がある。

【０００３】このような地盤改良工法としては、予定す
る構造物の荷重相当あるいはそれより少し大きい荷重を
地盤上に載せ、圧密が終了するまで荷重を放置してお
く、いわゆるプレローディング工法や、該工法における
圧密時間の短縮を図るために予め地盤内にサンドパイル
を構築しておく工法が一般的であるが、さらにプレロー
ディングが不要な工法として、生石灰等の固化材を用い
た工法が知られている。

【０００４】かかる工法においては、まず、所定のケー
シングを対象軟弱地盤に所定深度まで貫入し、しかる後
に該ケーシング内に固化材を投入充填する。次に、ケー
シング内を所定圧まで圧気した後、ケーシングを引き抜
き、固化材からなる柱を土中に造成する。

【０００５】このように固化材を地盤内に柱状に圧入造
成すると、該固化材は、周囲の地盤中の間隙水と反応し
て水和物結晶を発生させ、土中の水を固定するととも
に、水和反応に伴う膨張作用によって周囲の地盤を載荷
する。そのため、上載荷重を必要とせずに軟弱地盤中の
間隙水を短期間に強制脱水することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな固化材は粉体状であるため、鉛直方向に投入するこ
とはできても、水平方向に配置されたケーシング内に投
入充填することは非常に困難であり、したがって、既設
の構造物の下方を地盤改良する場合には、固化材を用い
た地盤改良工法を実質上採用することができないという
問題を生じていた。

【０００７】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、既設の構造物の下方を地盤改良する場合にお
いても固化材を用いた工法を採用可能な地盤改良用ドレ
ーン体及びそれを用いた地盤改良工法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の地盤改良用ドレーン体は請求項１に記載し
たように、地盤改良を行う対象地盤内に貫入された所定
のケーシングの内径とほぼ同程度の外径をもつほぼ円筒
形状であってかつ通水性を有する所定の収容体内に粉体
状の固化材を充填し、前記収容体の円筒側面を不透水性
材料で構成し、該収容体の両端面を透水性材料で構成し
たものである。

【００１０】また、本発明の地盤改良用ドレーン体は請
求項２に記載したように、地盤改良を行う対象地盤内に
貫入された所定のケーシングの内径とほぼ同程度の外径
をもつほぼ円筒形状であってかつ通水性を有する所定の
収容体内に粉体状の固化材を充填し、前記収容体の円筒
側面に所定の弾性体を被着したものである。

【００１１】また、本発明の地盤改良工法は請求項３に
記載したように、作業用立坑を予め掘削し、該立坑内で
継ぎ足しつつ先端閉塞型のケーシングを既設構造物の下
方領域に水平に貫入し、次いで、請求項１乃至請求項２
のいずれかに記載の地盤改良用ドレーン体を前記ケーシ
ング内に順次挿入し、次いで、前記ケーシングの先端部
を解放した後、該ケーシングを引抜き撤去するものであ
る。

【００１２】また、本発明の地盤改良工法は請求項４に
記載したように、作業用立坑を予め掘削し、該立坑内で
継ぎ足しつつ先端解放型のケーシングを既設構造物の下
方領域に水平に貫入し、次いで、該ケーシング内の残土
を搬出し、次いで、所定のキャップを前記ケーシング内
に押し込んでその先端で固定し、次いで、請求項１乃至
請求項２のいずれかに記載の地盤改良用ドレーン体を前
記ケーシング内に順次挿入し、次いで、前記ケーシング
を引抜き撤去するものである。

【００１３】

【００１４】

【作用】所定のケーシングを予め対象地盤内に貫入し、
該ケーシング内に残土があればこれを搬出した後、該ケ
ーシング内に本発明の地盤改良用ドレーン体を順次挿入
し、最後にケーシングを引抜き撤去する。

【００１５】すると、周囲の地盤に含まれる間隙水は、
地盤改良用ドレーン体の収容体を通って内部に浸入す
る。そして、該収容体内に充填された固化材と反応して
水和物結晶を発生させ、土中の水を固定する。また、固
化材は、水和反応に伴う膨張作用によって回りの収容体
を破り、さらに周囲の地盤を載荷する。

【００１６】ここで、上述の収容体を透水性および吸水
性をもつ材料で構成した場合、初期に浸入する水につい
ては収容体で吸水保持され、内部には浸入しない。した
がって、地盤改良用ドレーン体をケーシングに挿入した
直後にケーシング内の残留水が固化材と反応してしまう
のを回避することができる。

【００１７】また、上述の収容体の円筒側面を不透水性
材料で構成し、該収容体の両端面を透水性材料で構成し
た場合、周囲の地盤に含まれる間隙水は、収容体の側面
からは浸入せず、端面のみから浸入する。したがって、
水の浸入速度を遅くして固化材の反応を遅延させること
ができる。

【００１８】また、上述の収容体の円筒側面に所定の弾
性体を被着した場合、該弾性体は、ケーシングが引き抜
かれると周囲に膨張し、掘削孔に当接する。そのため、
該掘削孔との間に空隙が生じることはなく、間隙水の吸
収作用がスムーズに進行する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の地盤改良用ドレーン体及びそ
れを用いた地盤改良工法の実施例について、添付図面を
参照して説明する。

【００２０】（第１実施例）図１は、第１実施例に係る
地盤改良用ドレーン体の全体斜視図、図２乃至図３は、
地盤改良用ドレーン体を用いて地盤改良を行う施工手順
を示した図である。

【００２１】ドレーン体１は、図１でよくわかるように
円筒状の収容体２内に粉体状の固化材３を充填して構成
してあり、その外径は、地盤改良を施す地盤内に貫入さ
れる所定のケーシングの内径とほぼ同程度にしてある。

【００２２】収容体２は、地盤改良用ドレーン体１をケ
ーシングに挿入する前においては、内部の固化材３の流
出を防ぐとともに、ケーシングを引き抜いた後において
は、周囲の水を内部に浸透させる程度の通水性を有して
おり、例えば紙、布等の透水性材料で形成するのがよ
い。また、固化材３としては、セメント系のものでもよ
いし、石灰系のものでもよい。

【００２３】本実施例の地盤改良用ドレーン体１を用い
て図２(a) に示すような既設構造物１１の下方領域を地
盤改良するには、まず、かかる対象地盤内にケーシン
グ、例えば先端閉塞型のケーシング１２を水平に貫入す
る。貫入にあたっては、作業用立坑４を予め掘削してお
き、該立坑４内でケーシング１２の頭部に衝撃を加えあ
るいはケーシング１２を圧入する。

【００２４】次に、図２(b) に示すように、ケーシング
１２を必要なだけ継ぎ足して所定の長さとした後、図３
(a) に示すように、地盤改良用ドレーン体１をケーシン
グ１２内に順次挿入する。

【００２５】次に、図３(b) に示すように、ケーシング
１２の先端部１３を両側に開いて解放し、ケーシングの
引抜きに備える。

【００２６】次に、図３(c) に示すように、ジャッキ１
４でケーシング１２を引き抜き、これを撤去する。な
お、ケーシング１２の引抜きとともに地盤改良用ドレー
ン体１が一緒に引き出されないよう、該地盤改良用ドレ
ーン体１の背面を押さえ部材１５で押さえつつ、ジャッ
キ１４を作動させるのがよい。

【００２７】このようにして対象地盤内に地盤改良用ド
レーン体１を配設すると、周囲の地盤に含まれる間隙水
が収容体２を通って内部に浸入する。そして、該収容体
２内に充填された固化材３と反応して水和物結晶を発生
させ、土中の水を固定する。一方、固化材３は、水和反
応に伴う膨張作用によって回りの収容体２を破って周囲
の地盤を載荷し、圧密排水を促進させる。

【００２８】以上説明したように、本実施例の地盤改良
用ドレーン体及びそれを用いた地盤改良工法によれば、
固化材を予め収容体内に充填して地盤改良用ドレーン体
を構成したので、粉体状の固化材の自由落下によって該
固化材をケーシング内に投入していた従来とは異なり、
ケーシングが例えば水平方向に貫入されている場合であ
っても、粉体状の固化材を容易にケーシング内に投入す
ることができる。

【００２９】したがって、固化材を用いた地盤改良工法
の水平施工が可能となり、地盤改良の対象となる地盤の
上方に既設構造物がある場合であっても固化材を用いた
工法を適用することができる。

【００３０】また、投入時に粉塵が舞い上がることもな
くなり、作業環境が向上する。

【００３１】本実施例では、ケーシングの貫入方向を水
平方向としたが、貫入方向については任意の方向を選択
することが可能であり、現場の状況に応じて斜め下方、
斜め上方といった方向に貫入してよい。なお、通常の鉛
直施工に適用してもよいことは言うまでもない。

【００３２】また、本実施例では、先端閉塞型のケーシ
ングを用いて地盤改良を行う例を説明したが、これに代
えて先端開放型のケーシングを用いてもよい。かかるケ
ーシングを用いた地盤改良の施工手順についてもほぼ前
述した通りであるので詳細な説明は省略するが、先端が
解放されていることから、水の流入等に対する処置が別
途必要であり、この点について以下に補足説明する。

【００３３】すなわち、図４(a) に示すように、先端開
放型のケーシング２１を水平に貫入し、図４(b) に示す
ように必要なだけ継ぎ足して所定の長さとした後、該ケ
ーシング２１内の残土を後方に搬出する。

【００３４】次に、図４(c) に示すように、所定のキャ
ップ２３をロッド２２の先端に仮止めし、かかる状態で
ケーシング２１内に押し込んで該キャップ２３を先端で
固定し、ケーシング２１内に水が流入するのを防止す
る。また、ケーシング２１内に残留水が存在する場合に
は、これをエアー等で除去する。かかる工程により、ケ
ーシング２１の撤去前における固化材の反応を防止する
ことができる。

【００３５】後は先端閉塞型のケーシングとほぼ同様で
あり、図５(a) に示すように、地盤改良用ドレーン体１
をケーシング２１内に順次挿入し、次いで、図５(b) に
示すように、押さえ部材１５を適宜使用しながらジャッ
キ１４を作動させ、ケーシング２１を引き抜いて撤去す
る。なお、かかる先端開放型ケーシングを用いた場合の
地盤改良用ドレーン体の作用並びに効果は、先端閉塞型
とほぼ同様であるのでここではその説明を省略する。

【００３６】（第２実施例）次に、第２実施例について
説明する。なお、第１実施例と実質的に同一の部品等に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３７】図６(a) は、第２実施例に係る地盤改良用
ドレーン体３１を示したものである。同図でわかるよう
に、地盤改良用ドレーン体３１も上述の実施例と同様、
ケーシングの内径と同程度の外径をもつ円筒状の収容体
３２内に粉体状の固化材３を充填して構成してあるが、
本実施例の収容体３２の側面および両端面には多数の通
水孔３３が形成してあり、該通水孔３３を介して周囲地
盤の間隙水が内部に浸入するようになっている。収容体
３２は、透水性材料でもよいし、不透水性材料でもよい
が、透水性材料の場合には、材料自体の透水性による通
水効果および通水孔による通水効果により、水の浸入速
度を速めることができる。

【００３８】第２実施例に係る地盤改良用ドレーン体３
１を用いた地盤改良の施工手順、その際の該ドレーン体
の作用並びに効果については、上述の実施例とほぼ同じ
であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

【００３９】（第３実施例）次に、第３実施例について
説明する。なお、第１実施例あるいは第２実施例と実質
的に同一の部品等については同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００４０】図６(b) は、第３実施例に係る地盤改良用
ドレーン体４１を示したものである。同図でわかるよう
に、地盤改良用ドレーン体４１も第１実施例と同様、ケ
ーシングの内径と同程度の外径をもつ円筒状の収容体４
２内に粉体状の固化材３を充填して構成してあるが、本
実施例の収容体４２は、段ボール紙、高吸水性樹脂等の
透水性および吸水性をもつ材料で構成してある。

【００４１】地盤改良用ドレーン体４１を用いた地盤改
良の施工手順、その際の該ドレーン体の作用並びに効果
については、第１実施例とほぼ同じであるので、ここで
は詳細な説明を省略するが、それらの作用並びに効果に
加えて、本実施例の地盤改良用ドレーン体４１において
は、初期に浸入する水については収容体４２で吸水保持
され、内部には浸入しない。したがって、地盤改良用ド
レーン体４１をケーシングに挿入した直後にケーシング
内の残留水が固化材３と反応してしまうのを回避するこ
とができる。

【００４２】（第４実施例）次に、第４実施例について
説明する。なお、第１実施例乃至第３実施例と実質的に
同一の部品等については同一の符号を付してその説明を
省略する。

【００４３】図７(a) は、第４実施例に係る地盤改良用
ドレーン体５１を示したものである。同図でわかるよう
に、地盤改良用ドレーン体５１も第１実施例と同様、ケ
ーシングの内径と同程度の外径をもつ円筒状の収容体５
２内に粉体状の固化材３を充填して構成してあるが、本
実施例の収容体５２は、円筒側面５３を不透水性材料で
構成し、該収容体５２の両端面５４を透水性材料で構成
してある。

【００４４】地盤改良用ドレーン体５１を用いた地盤改
良の施工手順、その際の該ドレーン体の作用並びに効果
については、第１実施例とほぼ同じであるので、ここで
は詳細な説明を省略するが、それらの作用並びに効果に
加えて、本実施例の地盤改良用ドレーン体５１において
は、周囲の地盤に含まれる間隙水は、収容体５１の側面
５３からは浸入せず、端面５４のみから浸入する。した
がって、水の浸入速度を遅くして固化材３の反応を遅延
させることができる。

【００４５】（第５実施例）次に、第５実施例について
説明する。なお、第１実施例乃至第４実施例と実質的に
同一の部品等については同一の符号を付してその説明を
省略する。

【００４６】図７(b) は、第５実施例に係る地盤改良用
ドレーン体６１を示したものである。同図でわかるよう
に、地盤改良用ドレーン体６１も第１実施例と同様、ケ
ーシングの内径と同程度の外径をもつ円筒状の収容体２
内に粉体状の固化材３を充填して構成してあるが、本実
施例の地盤改良用ドレーン体６１は、収容体２の円筒側
面に弾性体６２を被着してある。弾性体６２としては、
スポンジ等の透水性材料を用いてもよいし、ゴムシート
等の不透水性材料あるいはこれに通水孔を形成したもの
を用いてもよい。

【００４７】地盤改良用ドレーン体６１を用いた地盤改
良の施工手順、その際の該ドレーン体の作用並びに効果
については、第１実施例とほぼ同じであるので、ここで
は詳細な説明を省略するが、それらの作用並びに効果に
加えて、本実施例の地盤改良用ドレーン体６１において
は、弾性体６２は、ケーシングを引き抜いて該ケーシン
グの拘束が解放されると同時に周囲に膨張する。そのた
め、掘削孔との間に空隙が生じることはなく、間隙水の
吸収作用がスムーズに進行する。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る本発
明の地盤改良用ドレーン体によれば、周囲の地盤に含ま
れる間隙水が固化材と反応して水和物結晶を発生させ土
中の水を固定するとともに、水和反応に伴う膨張作用に
よって固化材が回りの収容体を破り、周囲の地盤を載荷
するという効果に加えて、周囲の地盤に含まれる間隙水
が収容体の側面からは浸入せず、端面のみから浸入する
こととなり、水の浸入速度を遅くして固化材の反応を遅
延させることができるという効果も奏する。また、請求
項２に係る本発明の地盤改良用ドレーン体によれば、周
囲の地盤に含まれる間隙水が固化材と反応して水和物結
晶を発生させ土中の水を固定するとともに、水和反応に
伴う膨張作用によって固化材が回りの収容体を破り、周
囲の地盤を載荷するという効果に加えて、ケーシングが
引き抜かれた後、弾性体が周囲に膨張して掘削孔に当接
するため、該掘削孔との間に空隙が生じることがなくな
り、間隙水の吸収作用をスムーズに進行させることがで
きるという効果も奏する。また、請求項３及び請求項４
に係る本発明の地盤改良工法によれば、地盤改良の対象
となる地盤の上方に既設構造物がある場合であっても、
固化材を用いた工法を適用することができる。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る地盤改良用ドレーン体を一部
を切除して示した全体斜視図。

【図２】第１実施例に係る地盤改良用ドレーン体を用い
て地盤改良を行う手順を示した説明図。

【図３】同じく地盤改良を行う手順を示した説明図。

【図４】閉塞型ケーシングに代えて解放型ケーシングを
用いる場合の地盤改良手順を示した説明図。

【図５】同じく地盤改良を行う手順を示した説明図。

【図６】(a)、(b)はそれぞれは第２実施例、第３実施例
に係る地盤改良用ドレーン体を一部を切除して示した全
体斜視図。

【図７】(a)、(b)はそれぞれは第４実施例、第５実施例
に係る地盤改良用ドレーン体を一部を切除して示した全
体斜視図。

【符号の説明】

１ 地盤改良用ドレーン体 ２ 収容体 ３ 固化材 １２ 先端閉塞型ケーシング ２１ 先端解放型ケーシング ３１、４１、５１、６１地盤改良用ドレーン体 ３２、４２、５２ 収容体 ３３ 通水孔 ６２ 弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 浩 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株式会社大林組東京本社内 (56)参考文献 実開 昭48−53812（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/10 104

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤改良を行う対象地盤内に貫入された
   所定のケーシングの内径とほぼ同程度の外径をもつほぼ
   円筒形状であってかつ通水性を有する所定の収容体内に
   粉体状の固化材を充填し、前記収容体の円筒側面を不透
   水性材料で構成し、該収容体の両端面を透水性材料で構
   成したことを特徴とする地盤改良用ドレーン体。
2. 【請求項２】 地盤改良を行う対象地盤内に貫入された
   所定のケーシングの内径とほぼ同程度の外径をもつほぼ
   円筒形状であってかつ通水性を有する所定の収容体内に
   粉体状の固化材を充填し、前記収容体の円筒側面に所定
   の弾性体を被着したことを特徴とする地盤改良用ドレー
   ン体。
3. 【請求項３】 作業用立坑を予め掘削し、該立坑内で継
   ぎ足しつつ先端閉塞型のケーシングを既設構造物の下方
   領域に水平に貫入し、次いで、請求項１乃至請求項２の
   いずれかに記載の地盤改良用ドレーン体を前記ケーシン
   グ内に順次挿入し、次いで、前記ケーシングの先端部を
   解放した後、該ケーシングを引抜き撤去することを特徴
   とする地盤改良工法。
4. 【請求項４】 作業用立坑を予め掘削し、該立坑内で継
   ぎ足しつつ先端解放型のケーシングを既設構造物の下方
   領域に水平に貫入し、次いで、該ケーシング内の残土を
   搬出し、次いで、所定のキャップを前記ケーシング内に
   押し込んでその先端で固定し、次いで、請求項１乃至請
   求項２のいずれかに記載の地盤改良用ドレーン体を前記
   ケーシング内に順次挿入し、次いで、前記ケーシングを
   引抜き撤去することを特徴とする地盤改良工法。