JP4713013B2 - 高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本件特許出願人らは、先に、急冷高炉滓粗粒と石灰含有物質との混合材料を用いて締固め工法により軟弱地盤中に強度と透水性とを具えた柱状や矢板状の硬化体を形成して軟弱地盤を改良・強化する技術を開発している(特公昭53−14849号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題(本発明の目的)は、高炉水砕スラグを用いた締固め杭で特定構造の軟弱地盤を改良・強化するとともに、この締固め杭を摩擦杭として軟弱地盤上に構築される構造物の支持に利用する高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の請求項1記載の高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法(以下、本発明の第1工法という)では、上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、砂質土層を貫通し、下端が粘性土層の途中に止まるようにして、高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用するようにしている。
【0005】
また、本発明の請求項2記載の高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法(以下、本発明の第2工法という)では、上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、全体として砂質土層と粘性土層を貫通して下端が支持層に達しており、砂質土層を貫通する上方杭部は高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、前記上方部に続く下方部は砂もしくは砂類似材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭の上方部を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用するようにしている。
【0006】
すなわち、本発明の第1工法と第2工法は、高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材を添加した混合材料の硬化体がかなりの強度と透水性を兼ね具えていることに着目し、前記混合材料から成る締固め杭を緩い砂質土層と軟弱で厚い粘性土層から成る軟弱地盤に多数造成して、砂質土層の強化と粘性土層の圧密の促進を図るとともに、前記締固め杭を摩擦杭として機能させて軟弱地盤上に構築される構造物の支持に利用するようにしている。
【0007】
なお、高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料は、アルカリ刺激材の添加量が多いほど、また、密度(乾燥単位体積重量)が大きいほど、硬化後の一軸圧縮強度が大きくなる反面、透水係数が小さくなる傾向があるので、本発明の2つの工法の実施に当たっては、アルカリ刺激材の添加量の設定と混合材料の締固め度の管理を適正に行って、混合材料の硬化体に所定の強度と透水性が発現されるようにするのが肝要である。
【0008】
そして、前記混合材料の硬化体に所定の強度と透水性を発現させる手法としては、例えば、アルカリ刺激材の添加量を一定(例えば、重量比で8%)にして試験して得られる混合材料の密度と一軸圧縮強度との相関、および、混合材料の密度と透水係数との相関を利用して、設計上必要とする強度と透水性を確保するための密度の範囲を求め、混合材料を締め固めた後の密度がこの範囲に収まるように締固め杭造成用のケーシングの打戻し長等を管理することが考えられる。
【0009】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の第1工法について説明すると、本発明の第1工法が適用される地盤1は、図1,図2に示すように、上方の緩い砂質土層2と下方の軟弱な粘性土層3と支持層4とから成り、粘性土層3の層厚は大である。
【0010】
本発明の第1工法では、先ず、地盤1に砂質土層2を貫通し、下端が粘性土層3の途中に止まるようにして(すなわち、支持層4に達しないようにして)、多数の締固め杭5を造成するが、この締固め杭5は高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、その造成は、所定深度(締固め杭5の下端の深度)まで貫入したケーシングの引き抜き工程においてケーシングの引抜きと打戻し(再貫入)を繰り返し、この際、引抜き時にケーシングの下端から前記混合材料を排出してこれを打戻し時にケーシングの下端で締め固めるという態様、すなわち、従来周知の締固め砂杭の造成と同様に行う。
【0011】
そして、前述の締固め杭5の造成が終わった後、地盤1上にサンドマット6を敷設し、その上にプレロード7を施す。
【0012】
以上のようにすると、砂質土層2では、締固め杭5の造成で杭間地盤が締め固められてその強度が増大するとともに、締固め杭5が硬化して所定の強度が発現するため、全体的に強化されて、地震時の液状化が確実に防止されるようになり、また、粘性土層3では、プレロード7の作用と締固め杭5の透水性とにより間隙水の排出が円滑に行われてその圧密が促進され、そして、硬化した締固め杭5の全長に亙って周面の摩擦抵抗と水平耐力が増大し、締固め杭5に摩擦杭としての機能が期待できるようになる。
【0013】
そこで、プレロード7による粘性土層3の圧密沈下が十分に進行した段階で、サンドマット6とプレロード7を撤去し、締固め杭5の上に構造物8の直接基礎9を設ければよく、このようにして、地盤1に構造物8を安定して支持する信頼性に富む基礎をコスト的に有利に形成することができる。
【0014】
なお、構造物8は、大規模のものでなく、中・低層建築物程度のものが適当であり、また、直接基礎9は、図示の場合はべた基礎であるが、複合フーチング基礎や独立フーチング基礎であっても構わない。
【0015】
次に、本発明の第2工法について説明すると、本発明の第2工法が適用される地盤1は、図3に示すように本発明の第1工法の場合と同様である。
【0016】
本発明の第2工法では、最初に、地盤1に、全体として砂質土2と粘性土層3を貫通して先端が支持層4に達する多数の締固め杭10を造成するが、この締固め杭10は上方部11と下方部12に区分され、砂質土層2を貫通する上方部11は前記締固め杭5と同様に高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、上方部11に続く下方部12は従来の締固め砂杭と同様に砂もしくは高炉水砕スラグ等の砂類似材料から成る。
【0017】
なお、締固め杭10の上方部11の長さは、砂質土層2の層厚に等しくてもよいし、また、図3の場合のように砂質土層2の層厚より大であってもよい。
【0018】
そして、前述の締固め杭10の造成が終わった後の施工態様は、本発明の第1工法の場合と同様である。
【0019】
本発明の第2工法の場合は、摩擦杭としての機能が期待できるのは締固め杭10の上方部11であり、下方部12は専ら、粘性土層3の圧密にのみ役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1工法の実施態様の途中段階を示す断面図である。
【図2】本発明の第1工法の実施態様の最終段階を示す断面図である。
【図3】本発明の第2工法の実施態様の途中段階を示す断面図である。
【符号の説明】
1:地盤、2:砂質土層、3:粘性土層、4:支持層、5:締固め杭、6 サンドマット、7:プレロード、8:構造物、9:直接基礎、10:締固め杭、11:上方部、12:下方部。
Claims (2)
- 上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、砂質土層を貫通し、下端が粘性土層の途中に止まるようにして、高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用することを特徴とする高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法。
- 上方に緩い砂質土層があり、その下方に軟弱で厚い粘性土層を介して支持層がある地盤に、全体として砂質土層と粘性土層を貫通して下端が支持層に達しており、砂質土層を貫通する上方部は高炉水砕スラグにセメント,石灰等のアルカリ刺激材と水分を添加した混合材料から成り、前記上方部に続く下方部は砂もしくは砂類似材料から成る多数の締固め杭を造成した後、地盤上にサンドマットを介してプレロードを施して、砂質土層を締め固めるとともに、粘性土層を圧密し、それから、プレロードを撤去して、前記締固め杭の上に構造物の直接基礎を設け、締固め杭の上方部を摩擦杭として機能させて構造物の支持に利用することを特徴とする高炉水砕スラグを用いた締固め杭による基礎工法。
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