JP3731201B2 - 中間深さ位置に砂層を有する軟弱地盤の真空圧密による地盤改良工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥土による埋め立て地等の軟弱地盤を圧密するための真空圧密による軟弱地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大気圧工法とも称される真空圧密による軟弱地盤改良工法（以下真空圧密工法と記す）が知られている。その一例として図７に示すように、軟弱地盤１内に一定間隔毎に多数の鉛直ドレーン材２，２……を打設するとともに、その軟弱地盤１上にサンドマット３を敷設して各鉛直ドレーン材２の上端をサンドマット３内に埋め込み、そのサンドマット３の表面を密封シート４で覆い、該不透気シート４内を、サンドマット３内に埋め込んだサンドフィルター５を通して真空ポンプ６を使用した減圧手段で減圧させる方法がある。
【０００３】
このように軟弱地盤表面にサンドマットを敷設する従来の真空圧密による工法では、サンドマット敷設のための工事費が必要になって経費を多く要する他、浚渫土の処理方法として、浚渫土の投入及びその圧密を繰り返して地盤を形成する場合、中間にサンドマット層が数段配置に形成されることとなり、その分だけ浚渫土の投入可能量が低下する。これは、港湾等において経常的に発生する浚渫土の処理ヤードが少なくなっている状況下では甚だ好ましくない。
【０００４】
また、密封シートが不可欠であり、そのための経費が掛かり、しかも高い気密性が必要になり、広範囲に亘る気密性確保のための作業には細心の注意と労力が伴う。
【０００５】
このような従来の真空圧密圧工法における各問題を解決する工法として、最近、図８に示すように、鉛直ドレーン材２の上端に端部より一定長さ分だけ、内部は通水性を有し、周面からの通気を遮断させた不透気部１５ｂを設けておき、該不透気部１５ｂの下端を前記軟弱地盤１内に、その表面から所定深さまで挿入させ、該不透気部１５ｂの上端に、排水用筒材１８を連通させた気密性キャップ１７を、気密性を維持させて嵌合し、該排水用筒材１８を減圧手段に連通させるようにした工法が開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように軟弱地盤中に鉛直ドレーン材を挿入し、該鉛直ドレーン材内を減圧して排水及び圧密を促進させる工法は、軟弱地盤層の中間深さ位置に砂層（中間砂層）がある場合に、これを貫通して鉛直ドレーン材を挿入し、真空圧密工法を実施しようとすると、該中間砂層から地下水や空気が鉛直ドレーン材に流れ込み、軟弱地盤層内の排水効率が著しく低下し、真空圧密工法を効果的に実施することができないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑み、中間深さ位置に砂層が存在する軟弱地盤に対する鉛直ドレーン材を使用した真空圧密による軟弱地盤改良が効果的になされる真空圧密による地盤改良工法の提供を目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明に係る中間深さ位置に砂層を有する軟弱地盤の真空圧密による地盤改良工法の特徴は、中間高さ位置に中間砂層を有する軟弱地盤に透水性の鉛直ドレーン材を挿入し、該鉛直ドレーン材内を減圧手段により減圧することにより、真空圧によって軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記鉛直ドレーン材内に流入させて排水する中間深さ位置に砂層を有する軟弱地盤の真空圧密による地盤改良工法において、軟弱地盤中への挿入深さに対応した長さに切断するとともに、中間砂層の高さに相当する高さ位置に周面からの通気を遮断させた不透気部を予め設けた多数の鉛直ドレーン材を使用し、その各鉛直ドレーン材の上端に、排水用筒材を一体に突設した気密性キャップを固着するとともに、該排水用筒材の先端を他の鉛直ドレーン材の下端に固着して多数の鉛直ドレーン材を 1 本に連結した状態で地盤改良現場に搬入し、先端に位置する鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、その上端の前記排水用筒材を切断して各鉛直ドレーン材を順次軟弱地盤中に挿入し、軟弱地盤中に挿入された各鉛直ドレーン材の上端の各気密性キャップ内を前記排水用筒材を介して減圧手段に通じる排水路に連通させ、該減圧手段による真空圧により軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記鉛直ドレーン材内に流入させて排水することにある。
【０００９】
尚、前記各鉛直ドレーン材の上端に端部より一定長さ分だけ、内部は通水性を有し、周面からの通気を遼断させた不透気部を設けるとともに、該不透気部の上端に前記気密性キヤヅプを固着し、該鉛直ドレーン材上端の不透気部の下端を前記軟弱地盤内にその表面から所定深さまで挿入させて前記圧密及び排水を行わせることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１１】
図１は本発明方法において鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、減圧手段に連通させた状態を示しており、図において１は、例えば浚渫土による埋め立てによって形成された軟弱地盤であり、中間深さ位置に中間砂層１ａが存在している。２は軟弱地盤１中に一定間隔毎に挿入された鉛直ドレーン材である。
【００１２】
鉛直ドレーン材２としては、例えば図２に示す如きプラスチックボードドレーンが使用される。この鉛直ドレーン材２は、波型断面を有する芯材１２の両面に不織布からなる透水性被覆材１３を被着して構成されている。
【００１３】
この他、鉛直ドレーン材２としては、合成樹脂繊維製の多孔質材からなるケミカルドレーンなど、内部に中空若しくは多孔質の通水路が形成され、それ自体に保形性がある鉛直ドレーン材が使用できる。
【００１４】
この方法において使用する鉛直ドレーン材２は、工場において、施工する軟弱地盤１に対する挿入深さに合わせた長さに予め切断するとともに、その各鉛直ドレーン材２の打ち込み予定軟弱地盤の中間砂層１ａに対応する位置、及び、上端部位置に、外周面からの通気性を遮断した中間砂層用不透気部１５ａ及び上端部不透気部１５ｂを形成する。
【００１５】
中間砂層部用不透気部１５ａの長さＡは、図１に示すように、予め行った地質調査結果に基づき、鉛直ドレーン材２を軟弱地盤1内に打ち込んでその内部を減圧した際に、中間砂層１ａから地下水を吸引しないように、該中間砂層１ａの上下の軟弱地盤内に十分にまたがって配置される位置及び長さに形成する。
【００１６】
また、上端部不透気層１５ｂ長さＢは、前述と同様に鉛直ドレーン材２を打ち込んでその内部を減圧した際に、地盤改良が完了するまで、地盤表面からの空気を吸引しない深さに達するよ長さに形成するものであり、例えば、上端の約３ｍ程度の長さに形成する。
【００１７】
尚、上端部不透気部１５ｂ長さは、軟弱地盤の性状に合わせ、減圧手段による減圧時に、鉛直ドレーン材外周の透水性部分から地表面上の大気或いは水が吸い込まれない深さまで十分挿入できる長さとする。
【００１８】
また、上端部不透気層１５ｂの上端部外周、即ち鉛直ドレーン材２の上端には排水用の気密性キャップ１７を固着する。この気密性キャップ１７の頂部には予めホースからなる排水用筒材１８を一体に連結しておく。
【００１９】
そして、この排水用筒材１８の先端を、該鉛直ドレーン材２の次に打設する別の鉛直ドレーン材２下端に固着して、多数の鉛直ドレーン材２を一本の線状に連結し、これを後述する打設機２３に搭載できるリール２２に巻き取っておき、これを施工現場に搬入する。
【００２０】
尚、前述した各不透気部１５ａ，１５ｂは、例えば、透水性被覆材１３外面に不透気性の合成樹脂コーティングを施すことによって形成し、また、上端部不透気部１５ｂの先端に対する気密性キャップ１７の連結は、図４に示すように、下端側開口部に鉛直ドレーン材２の上端を挿入し、例えばテーピングや接着剤塗布（図示せず）によって鉛直ドレーン材２と気密性キャップ１７間の気密性を持たせた状態で一体化させる。
【００２１】
このようにして予め工場で成型した多数の鉛直ドレーン材２をリールに巻きとって施工現場に搬入して軟弱地盤1中に打設する。
【００２２】
各鉛直ドレーン材２は、例えば、不透気部１５ａの下端が軟弱地盤１の表面からの挿入深さＨ１が約１ｍ程度、地盤表面からの突出長さＨ２が約２ｍ程度となるように地盤中に挿入する。
【００２３】
また、鉛直ドレーン２の打ち込みは、例えば、軟弱地盤表面に上澄み水がある場合には、図６に示すように台船２１上に鉛直ドレーン材リール２２及び打設機２３を搭載した台船式鉛直ドレーン打設装置２４を使用し、リール２２に予め巻き取った鉛直ドレーン材２を繰り出し、排水用筒材１８の先端を切断して連結されている鉛直ドレーン材２とを切り離しつつそれぞれ、所望の深さに順次打設する。
【００２４】
この他、軟弱地盤１がその上面に鉛直ドレーン材打設装置が搬入できる程度の支持力がある場合には、地上移動型の鉛直ドレーン打設装置を使用する。
【００２５】
このようにして軟弱地盤中に挿入された各鉛直ドレーン材２に連結されている排水用筒材１８の先端を、図１、図５に示すように、それぞれ集水管１９に連結し、この集水管１９を、真空ポンプ６を有する減圧手段に連通させ、集水管１９、排水用筒材１８を通じて鉛直ドレーン内を減圧し、流れ出る水を排水させて、軟弱地盤の圧密を行う。
【００２６】
尚、1本の鉛直ドレーン材を切断することなく、上端部及び中間砂層位置となる部分に不透気部１５ａ，１５ｂを形成したものをリールに巻いて施工現場に搬入し、鉛直ドレーン材打設装置によって打設する毎に上端部不透気部１５ｂの上端位置で切断し、気密性キャップを固着させてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る中間深さ位置に砂層を有する軟弱地盤の真空圧密による地盤改良工法においては、軟弱地盤の中間高さ位置に中間砂層の高さに相当する高さ位置に周面からの通気を遮断させた不透気部を予め設けた透水性の鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、該鉛直ドレーン材内を減圧手段により減圧することにより、真空圧によって軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記鉛直ドレーン材内に流入させて排水するようにしたことにより、鉛直ドレーン材内を減圧させて排水及び地盤の圧密を行わせる際に、中間砂層からの吸水が無くなり、軟弱地盤部分の土壌間隙水の排水、地盤の圧密が効果的になされる。
【００２８】
また、鉛直ドレーン材の上端に端部より一定長さ分だけ、内部は通水性を有し、周面からの通気を遮断させた不透気部を設けるとともに、該不透気部の上端に気密性キャップを固着し、該鉛直ドレーン材上端の不透気部の下端を前記軟弱地盤内にその表面から所定深さまで挿入させ、前記気密性キャップ内を排水用筒材を介して減圧手段に通じる排水路を連通させ、該減圧手段にて鉛直ドレーン材内を減圧させるにより、従来のようにサンドマットや地表面を被覆する密封シートが不要となり、作業工数及び使用資材が少なくなり、また、浚渫土処理における地盤改良では、少ない浚渫土処理エリアをより有効に活用できる。
【００２９】
更に、軟弱地盤中への挿入深さに対応した長さに切断した鉛直ドレーン材の上端に固着した気密性キャップから一体に突設した排水用筒材の先端を他の鉛直ドレーン材の下端に固着して多数の鉛直ドレーン材を１本に連結した状態で地盤改良現場に搬入し、先端に位置する鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、その上端の前記排水用筒材を切断して各鉛直ドレーン材を順次軟弱地盤中に挿入するようにすることにより、施工現場における気密性キャップ取り付け作業が不要となり、現場作業が簡略化され、工期短縮及び経費節減が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法の実施の一例を示すもので、鉛直ドレーン材の挿入及び集水管連結状態を示す断面図である。
【図２】 本発明に使用する鉛直ドレーン材の一例の一部切欠き斜視図である。
【図３】 同上の鉛直ドレーン材連結状態を示す部分省略正面図である。
【図４】 同上の連結部分の拡大断面図である。
【図５】同上の鉛直ドレーン材及び排水路の配置の一例を示す平面図である。
【図６】 同上の鉛直ドレーン材打設装置の一例を示す側面図である。
【図７】 従来の大気圧工法の一例を示す断面図である。
【図８】 従来の大気圧工法の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 軟弱地盤
１ａ 中間砂層
２ 鉛直ドレーン材
６ 真空ポンプ
１１ 補強材
１２ 芯材
１３ 透水性被覆材
１５ａ 中間砂層用不透気部
１５ｂ 上端分不透気部
１７ 気密性キャップ
１８ 排水用筒材
１９ 集水管
２１ 台船
２２ 鉛直ドレーン材リール
２３ 打設機
２４ 台船式鉛直ドレーン材打設装置

Claims (2)

1. 中間高さ位置に中間砂層を有する軟弱地盤に透水性の鉛直ドレーン材を挿入し、該鉛直ドレーン材内を減圧手段により減圧することにより、真空圧によって軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記鉛直ドレーン材内に流入させて排水する中間深さ位置に砂層を有する軟弱地盤の真空圧密による地盤改良工法において、
   軟弱地盤中への挿入深さに対応した長さに切断するとともに、中間砂層の高さに相当する高さ位置に周面からの通気を遮断させた不透気部を予め設けた多数の鉛直ドレーン材を使用し、その各鉛直ドレーン材の上端に、排水用筒材を一体に突設した気密性キャップを固着するとともに、該排水用筒材の先端を他の鉛直ドレーン材の下端に固着して多数の鉛直ドレーン材を 1 本に連結した状態で地盤改良現場に搬入し、先端に位置する鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、その上端の前記排水用筒材を切断して各鉛直ドレーン材を順次軟弱地盤中に挿入し、軟弱地盤中に挿入された各鉛直ドレーン材の上端の各気密性キャップ内を前記排水用筒材を介して減圧手段に通じる排水路に連通させ、該減圧手段による真空圧により軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記鉛直ドレーン材内に流入させて排水することを特徴としてなる中間深さ位置に砂層を有する軟弱地盤の真空圧密による地盤改良工法。
2. 前記各鉛直ドレーン材の上端に端部より一定長さ分だけ、内部は通水性を有し、周面からの通気を遼断させた不透気部を設けるとともに、該不透気部の上端に前記気密性キヤヅプを固着し、該鉛直ドレーン材上端の不透気部の下端を前記軟弱地盤内にその表面から所定深さまで挿入させて前記圧密及び排水を行わせる請求項1に記載の中間深さ位置に砂層を有する軟弱地盤の真空圧密による地盤改良工法。

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