JP3654624B2 - 変位低減地盤改良工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、圧縮空気による地盤の変位を低減するための変位低減地盤改良工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する工法は、次のようなものがある。すなわち、(1) 粉体状あるいは粉粒体状の地盤改良材を圧縮空気により土中に排出し、攪拌翼で原位置土と攪拌混合し、地盤改良するもの(特公昭57−58493号公報)。(2) 液状の地盤改良材を圧縮空気により土中に噴射し、その噴射力で原位置土と攪拌混合し、地盤改良するもの(特公昭51−8493号公報)。(3) 中空管の回転軸内に地盤改良材である砂を入れ、回転軸を回転させながら地盤に所定深度まで貫入した後、次いで中空管の下端から排出される砂柱部に圧縮空気の圧力を作用させつつ、中空管の引き抜きを行い、所定の砂杭を造成するもの(特開昭53−145810号公報)、等である。
【0003】
これらの圧縮空気を使用する地盤改良工法では、通常、施工機械に付帯した空気抜き機構により圧縮空気を回収している。前記(3) の地盤改良工法で例示すれば、回転軸を角形にしたり、フィンを設けて、回転軸外周と地盤とに隙間を形成し、この隙間を利用して用済みの圧縮空気を地上に導き、回転軸を通して地盤上に設置したフード内に回収する空気抜き機構がある(特開昭57−61108号公報参照)。しかし、上記した空気抜き機構は、回転軸が長尺の場合に隙間を維持するのが困難であり、また地盤の土質の種類により圧縮空気の抜け具合が異なって不安定である。そこで、確実な空気抜きを行うことのできる空気抜き機構として、回転軸内に用済みの圧縮空気を地上に導く通路を創設し、その通路を通して圧縮空気を回収するものがある(特公昭61−16808号公報、特公平5−8295号公報、特公昭62−49409号公報等参照)。
【0004】
しかしながら、改良すべき地盤に透気性地層があると、上記した各種の空気抜き機構があっても、圧縮空気の一部は透気性地層を通り改良地盤以外の周辺地盤に流れ、周辺地盤を隆起若しくは水平移動等の変位を起こし、周辺地盤上の既存構造物や植木、樹木などの自然物に影響を与える。そこで、改良地盤の周辺近傍にも空気抜き機構を設け、改良地盤から周辺地盤へ向かう圧縮空気の流れを減殺する変位低減地盤改良工法がある(特公平4−38241号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記した公報例の変位低減地盤改良工法は、改良すべき地盤の周辺近傍に空気抜き機構があるから、透気性地層を通った圧縮空気はその空気抜き機構を通り大気に流れ、周辺地盤へ向かう圧縮空気の流れを減殺し、周辺地盤へ変位を与えることがないため、都合がよい。しかしながら、改良地盤全体が粘性土である場合、地盤改良工法の施工機械に付帯した空気抜き機構により回収できなかった圧縮空気は、改良地盤内に留まりがちであり、改良地盤における種々の変位の原因となる。加えて、公報例の空気抜き機構は、改良すべき地盤の周辺近傍にオーガータイプの穿孔機で開けた縦孔に有孔管を建て込み、その周辺に砕石等のフィルター材を充填して設置したり、有孔管の代わりにフィルター材より粗目の砕石等を中心部に充填するなど、本来の地盤改良工法とは別建ての施工機械にて行う必要がある。
【0006】
従って、本発明の目的は、改良すべき地盤の深さや種類に影響されず、周辺地盤は無論のこと改良地盤の変位を防ぐと共に、同じ施工機械にて本来の地盤改良と変位防止とを施工できる変位低減地盤改良工法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは、鋭意検討を行った結果、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を打設し、その後行われる前記地盤改良工法で地中に排出された用済みの圧縮空気を杭から排気可能とすれば、地盤内を流通する圧縮空気により地盤の変位を防げることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、請求項1の発明は、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を透気性地層に到達する深度まで打設して残置し、その後行われる前記地盤改良工法で地中に排出された圧縮空気を前記杭から排気して、地盤の変位を低減することを特徴とする変位低減地盤改良工法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、予め改良すべき地盤に打設した杭から地盤内を流通している圧縮空気を大気中へ排出することができ、周辺地盤上の既存構造物や植木、樹木などの自然物に影響を与えることがない。
【0009】
また、請求項2の発明は、前記施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤の改良、及び前記透気性材料による杭の打設を共に、実質的に同一の機能を有する施工機械で行うことを特徴とする請求項1記載の変位低減地盤改良工法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、別途の施工機械を用意する必要がなく、工費の節減を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における変位低減地盤改良工法を図1〜図6を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す縦断面図、図2は本発明の実施の形態の変位低減地盤改良工法に使用する施工機械の施工状況を示す縦断面図である。本発明の変位低減地盤改良工法は、施工時に圧縮空気を使用することにより、砂等の地盤改良材(以下、地盤改良材と言う)1を土中に排出し地盤Aを改良する際、予め改良すべき地盤Aに透気性材料2による杭3を打設する。その後の施工において、地盤改良材1を土中に排出又は搬送した際、用済み圧縮空気を杭3から排気可能として、地盤Aに砂層等の透気性地層4があると杭3から圧縮空気が速やかに抜け、更に透気性地層4が無く粘性土層5のみでも若干は通気性があるので杭3から圧縮空気が抜けて、地盤Aの変位を低減するものである。ここで、砂等の地盤改良材1としては、例えば、砂等の良質土、残土又は残土と他の材料(固化材)の混合材等が例示できる。
【0011】
本発明の変位低減地盤改良工法は、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤改良工法に全て適用可能である。本実施の形態例での地盤改良工法は、中空管10内に地盤改良材1を入れ、中空管10を回転させながら地盤Aに所定深度まで貫入させ、次いで中空管10を逆回転して所定位置まで引き上げながら地盤改良材1を中空管10の下端11から圧縮空気を作用させつつ排出し、次いで、中空管10を正回転させ再貫入を行って、地盤改良材1とその周囲の地盤土を締固め、これらの引抜き・貫入を繰り返し、地盤A中に拡径した改良杭12を造成して地盤改良を行うものである。
【0012】
上記した中空管10は、丸パイプ状であり、施工機械の回転駆動機13及び強制昇降装置14に回転自在、且つ昇降自在に吊り下げられている。また、移動バケット(不図示)により運搬された地盤改良材1は、ホッパー15から中空管10内に供給される。この同じ施工機械を使用して、本発明の変位低減地盤改良工法は実施可能である。すなわち、地盤改良材1の代わりに透気性材料2を使用すればよい。
【0013】
本発明において、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を打設し、その後施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法を実施する形態としては、例えば、改良すべき地盤Aが図3に示すように、境界線20にて囲われているような場合、まず、境界線20に沿って杭3を打設し、その内側を改良杭12で打設する形態、杭3と改良杭12を交互に打設する形態、及び境界線20に沿って縦(横)一列に杭3を打設し、その後の一列は改良杭12を打設しこれを繰り返し打設する形態が挙げられる。境界線20に沿って杭3を打設し、その内側を改良杭12を打設する形態の場合、図3に示すように、先ず、前記杭3を造成して境界線20外の周辺地盤21に圧縮空気が流れないようにする。すなわち、図4に示すように、中空管10を位置決めし、この中空管10内に移動バケットにより運搬した透気性材料2をホッパー15を通じて供給する。その後、中空管10を回転させながら地盤Aに所定深度まで貫入し、次いで中空管10を逆回転して引き抜きながら、開けた孔22に透気性材料2を中空管10の下端11から排出し残置して、地盤Aに前記杭3を造成する。この杭3は透気性材料2を使用しているから、空隙が多く用済みの圧縮空気は容易に抜ける。この透気性材料2としては、砂利、砕石、スラグ、貝殻等が挙げられる。境界線20に沿って杭3を打設した後は、その内側の改良杭12を打設すればよい。
【0014】
杭3と改良杭12を交互に打設する形態の場合、図5に示すように、境界線20の一辺20a側に既存構造物23や樹木等の自然物24がある状況下において、先ず、境界線20a側の透気性杭3a及び3bを打設し、次いで改良杭12aを打設し、次いで透気性杭3cを打設し、次いで改良杭12bを打設し、後は順次境界線から遠ざかる方向にこの順序で打設する方法、あるいは境界線20a側の透気性杭3a、3b及び3c打設し、次いで改良杭12a及び12bを打設して境界線20a側近傍の杭を打設し、これを境界線から遠ざかる方向に順次打設する方法などが挙げられる。これらのいずれの方法を採るかは、既存構造物23や樹木等の自然物24への変位を起こさない打設方法であれば、特に制限されない。
【0015】
境界線20に沿って縦(横)一列に杭3を打設し、その後の一列は改良杭12を打設しこれを繰り返し打設する形態は、図6に示すように、境界線20の一辺20a側に既存構造物23や樹木等の自然物24がある状況下において適用される。これによれば、最初に打設される境界線20の一辺20a側近傍の杭は透気性杭3であるから、その後の改良杭12から地中に排出される用済み空気は透気性杭3を通って大気に排出され、既存構造物23や樹木等の自然物24への変位を起こさない。
【0016】
なお、この杭3は透気性地層4に到達していれば、改良杭12と同じ深さでなくてもよい。
【0017】
本発明においては、施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤改良材による地盤の改良、及び透気性材料による杭の打設を共に、実質的に同一の機能を有する施工機械で行うことができる。この場合、実質的に同一の機能を有するとは、例えば、中空管に投入される地盤改良材である砂と透気性材料である砕石とが異なるだけの施工機械同士、又は一の施工機械で先ず、砕石を打設し、別の施工機械で砂杭を打設する場合におけるこれら施工機械の双方を含む意味である。
【0018】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での変更、追加は本発明の範囲内である。
【0019】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、予め改良すべき地盤に打設した透気性杭から地盤内を流通している圧縮空気を排出することができる。従って、改良すべき地盤の深さや種類に影響されず、周辺地盤は無論のこと改良地盤の変位を防ぐと共に、本来の地盤改良を施工できる。
【0020】
請求項2の発明によれば、別途の施工機械を用意する必要がなく、工費の節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す縦断面図である。
【図2】本発明の実施の形態の変位低減地盤改良工法に使用する施工機械の施工状況を示す縦断面図である。
【図3】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す平面図である。
【図4】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法の各工程を示す縦断面図である。
【図5】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す平面図である。
【図6】本発明の実施の形態である変位低減地盤改良工法を示す平面図である。
【符号の説明】
1 地盤改良材
2 透気性材料
3 杭(透気杭)
4 透気性地層
5 粘性土層
10 中空管
11 下端
12 改良杭
13 回転駆動機
14 強制昇降装置
15 ホッパー
20 境界線
21 周辺地盤
22 孔
23 構造物
24 自然物
A 改良地盤
Claims (2)
- 施工時に圧縮空気の地中排出を伴う工法で地盤を改良する際、予め改良すべき地盤に透気性材料による杭を透気性地層に到達する深度まで打設して残置し、その後行われる前記地盤改良工法で地中に排出された圧縮空気を前記杭から排気して、地盤の変位を低減することを特徴とする変位低減地盤改良工法。
- 前記施工時に圧縮空気の地中排出を伴う地盤の改良、及び前記透気性材料による杭の打設を共に、実質的に同一の機能を有する施工機械で行うことを特徴とする請求項1記載の変位低減地盤改良工法。
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