JP5213216B2 - Ground improvement method - Google Patents

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本発明は、建設分野の土壌改良技術における地盤の改良工法であって、地上部から地盤内部にエアーセメントミルクや発泡材等のグラウト材を供給することによって前記地盤の強度を向上させることを目的とする。 The present invention is an improvement method of the ground in the soil improvement technology in the construction field, and an object thereof is to improve the strength of the ground by supplying a grout material such as air cement milk or foam material from the ground part to the inside of the ground. And

一般に土木、建築の基礎工、地下鉄、地下街など地下での作業の安全性、経済性は地下水対策の良否に大きく左右される。 In general, the safety and economic efficiency of underground work such as civil engineering, architectural foundation works, subways, and underground shopping streets are greatly affected by the quality of groundwater countermeasures.

従来、地下水対策として、地下水が流入するのを遮水壁で防止する止水工、或いは地下水を地上に排水することによって地下水位を低下させる地下水位低下方法が知られている。 Conventionally, as countermeasures for groundwater, there are known water-stopping works that prevent the inflow of groundwater with a shielding wall, or groundwater level lowering methods that lower the groundwater level by draining groundwater to the ground.

そして、本願の発明者及び出願人らは、下記の特許発明を所有している。
特開2000−27170(特許第3243501号)公報 特開2001−11846(特許第3280935号)公報
The inventors and applicants of the present application own the following patented invention.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-27170 (Patent No. 3243501) JP 2001-11846 (Patent No. 3280935)

上記の特許発明は、いわゆるスーパーウェルポイント工法と呼ばれる地下水位を低下して地盤改良工法に関するものである。そのスーパーウェルポイント工法の概略は次の通りである。すなわち、ストレーナ部を二重管構造(特殊セパレートスクリーン)にすることにより、井戸内を真空に保ちながら、強制排水を行う工法である。特殊セパレートスクリーンの構造セパレートスクリーンは内筒管と巻線ストレーナの二重構造になっている。巻線ストレーナから流入した地下水は、二重管の間で空気と水に分離され、下部の通気孔を通って井戸内に流入する。真空ポンプにより二重管の内部に負圧を作用させることで連続した真空排水を可能にする。 The above-mentioned patented invention relates to a ground improvement method by lowering a groundwater level called a so-called superwell point method. The outline of the superwell point method is as follows. That is, it is a construction method in which forced drainage is performed while keeping the inside of the well in a vacuum by making the strainer part into a double pipe structure (special separate screen). Special separate screen structure The separate screen has a double structure consisting of an inner tube and a winding strainer. The groundwater flowing from the winding strainer is separated into air and water between the double pipes and flows into the well through the lower vent. Continuous vacuum drainage is made possible by applying a negative pressure to the inside of the double pipe by a vacuum pump.

これによって、次のような効果がある。第1に、特殊セパレートスクリーンの開発により大深度でバキューム効果を発揮、かつ広範囲に伝播して強制排水することができる。第2に、深さが6〜7mに限定されていたウェルポイント工法と異なり、ディープウェルと同等の深度で真空での強制排水を可能になった。第3に、重力排水のため井戸効率が悪く多本数を要するディープウェルに対し、バキューム効果により井戸効果が向上するため、施工本数を減らすことができる。第4に、バキュームディープウェル工法でスクリーン位置まで水位が低下すると井戸内に空気が入りバキューム効果が低下するのを解消できる。第5に、本工法は、大深度でのバキューム効果による強制排水を可能としており、揚水量は従来工法と比べて地質により1.2倍から数10倍と大きく、より広範囲の地下水を早く低下することができる大深度真空排水、圧密脱水工法である。 This has the following effects. First, the vacuum effect is demonstrated at a large depth by the development of a special separate screen, and it can be propagated over a wide area and forcedly drained. Secondly, unlike the well point method, where the depth is limited to 6 to 7 m, forced drainage in a vacuum at a depth equivalent to that of the deep well has become possible. Thirdly, since the well effect is improved by the vacuum effect for deep wells having poor well efficiency due to gravity drainage and requiring a large number, the number of constructions can be reduced. Fourth, when the water level is lowered to the screen position by the vacuum deep well construction method, it is possible to eliminate the fact that air enters the well and the vacuum effect is lowered. Fifth, this construction method enables forced drainage due to the vacuum effect at large depths, and the pumping volume is 1.2 to several tens of times larger than the conventional construction method due to the geology, and the groundwater in a wider area can be quickly reduced. This is a deep vacuum drainage and consolidation dehydration method.

本発明は、所定間隔をあけて2本以上の井戸を設け、上記のスーパーウェルポイント工法を実施することによりさらに地盤改良を行うようにしたものである。 In the present invention, two or more wells are provided at a predetermined interval, and the ground improvement is further performed by carrying out the super well point method.

本発明の第1は、地盤改良工法において、本発明の第1は、地盤改良工法において、地盤の地表面からグラウト材を地中に供給する有孔配管を当該地中に延設する工程と、地盤の地表面に気密シート又はコンクリート材若しくはアスファルト材による舗装又は新しいヘドロ等の気密性材料を覆設する工程と、地中に2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法により地中の近傍の地下水を揚水すると同時に当該地中の周辺域を減圧することによって地中をほぼ真空状態にする工程と、地表面から地中に延設した有孔配管を通じてエアーセメントミルク又は発泡材等のグラウト材を供給する工程と、自然地下水位まで地中の地下水を戻す工程からなるものである。   The first of the present invention is a ground improvement method, and the first of the present invention is a step of extending a perforated pipe for supplying grout material from the ground surface to the ground in the ground improvement method. A super well where two or more wells are provided at predetermined intervals in the ground, and a process of covering the ground surface with an airtight sheet or a pavement made of concrete or asphalt or new sludge Air cement is pumped through a perforated pipe that extends from the ground surface to the ground by pumping groundwater near the ground by the point method and simultaneously depressurizing the surrounding area to make the ground almost vacuum. It consists of a step of supplying grout material such as milk or foaming material, and a step of returning underground water to the natural groundwater level.

本発明の第2は、地盤改良工法において、汚染土壌における地盤の地表面から新鮮な空気又は清水を地中に供給する有孔配管(3a)を当該地中に延設する工程と、地盤の地表面に気密シート又はコンクリート材若しくはアスファルト材による舗装又は新しいヘドロ等の気密性材料を覆設する工程と、地中に2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法により地中の近傍の地下水を揚水する同時に当該地中の周辺域を減圧することによって地中をほぼ真空状態にする工程と、地表面から地中に延設したグラウト材供給設備の有孔配管を通じて新鮮な空気又は清水を供給することを繰り返す工程と、自然地下水位まで地中の地下水を戻す工程からなるものである。   The second aspect of the present invention is a method of extending a perforated pipe (3a) for supplying fresh air or fresh water into the ground from the ground surface of the contaminated soil in the ground improvement method, By the process of laying an airtight sheet or concrete material or asphalt material on the surface of the ground, or by covering the ground with new airtight materials such as sludge, and the super well point method in which two or more wells are provided at predetermined intervals in the ground. Through the process of pumping groundwater in the vicinity of the ground and simultaneously reducing the pressure in the surrounding area of the ground to make the ground almost vacuum, and through the perforated piping of the grout material supply facility that extends from the ground surface to the ground It consists of a process of repeatedly supplying fresh air or fresh water, and a process of returning underground water to the natural groundwater level.

本発明の第3は、第1の発明に係る地盤の改良工法において、2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法の運転を停止し、又はスーパーウェルポイント工法の運転の停止と共に地表面に覆設した気密性材料を除去して地中及び地表面との内外圧力差による自然給気で空気を供給するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the ground improvement method according to the first invention, the operation of the super well point method in which two or more wells are provided at predetermined intervals is stopped, or the operation of the super well point method is performed. The airtight material laid on the ground surface is removed along with the stop of the air, and air is supplied by natural air supply due to a difference in pressure between the inside and outside of the ground and the ground surface.

本発明の第4は、第1の発明に係る地盤の改良工法において、粘性土層と砂層の互層地盤において、粘性土層より下部の砂層の間隙水圧を2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法によって吸引し合って減圧することによって、粘性土層に応力荷重を加えて粘性土を圧密脱水させるようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ground improvement method according to the first aspect, in the alternate layer ground of the viscous soil layer and the sand layer, the pore water pressure of the sand layer below the viscous soil layer is set at a predetermined interval between two or more wells. By applying a stress load to the viscous soil layer and depressurizing it, the viscous soil is consolidated and dehydrated by suctioning and depressurizing each other by a super well point method provided open.

本発明の第5、第1の発明に係る地盤の改良工法において、粘性土層と砂層の互層地盤において、粘性土層より下部の砂層を2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法によって吸引し合って減圧することにより、真空状態を作って粘性土層の中の水分を気化して脱水したものである。 In the ground improvement method according to the fifth and first inventions of the present invention, in the alternate layer ground of the viscous soil layer and the sand layer, two or more wells are provided at predetermined intervals in the sand layer below the viscous soil layer. By sucking and depressurizing each other by the Superwell Point method, a vacuum is created to evaporate and dehydrate the moisture in the viscous soil layer.

本発明の第6は、第1の発明に係る地盤の改良工法において、粘性土層と砂層の互層地盤において、粘性土層より下部の砂層2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法によって吸引し合って減圧することによって、不等沈下した地表面に設置してある既存の構造物基礎及び地上構造物の下層地盤を曲線ボーリングマシンで削孔し、構造物基礎(7)の左右を渡設する形態で有孔配管を横方向に向けて設置することで、当該その有孔配管から地中にグラウト材を注入して地盤改良をすると共に、不等沈下した構造物をリフトアップするようにしたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ground improvement method according to the first aspect, in the alternate layer ground of the viscous soil layer and the sand layer, two or more sand layers below the viscous soil layer are provided at a predetermined interval. By suctioning and reducing pressure by super well point construction method, the existing structure foundation and the lower ground of the ground structure installed on the unevenly subsurface surface are drilled with a curved boring machine, and the structure foundation ( 7) A structure in which the perforated piping is installed in the horizontal direction with the left and right side installed in the shape of the ground, and the ground is improved by injecting grout material from the perforated piping into the ground. It is intended to lift things up.

本発明の第7は、第1の発明に係る地盤の改良工法において、砂層の地中に当該砂層を2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法によって吸引し合って減圧することにより、地中の水位を下げた後、動圧密工法を行うようにしたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the ground improvement method according to the first invention, the sand layer is sucked into the ground by a super well point method in which two or more wells are provided at predetermined intervals. After reducing the water level in the ground by reducing the pressure, the dynamic consolidation method is performed.

本発明の第8は、第1の発明に係る地盤の改良工法において、砂層の地中に2本以上の井戸を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法の運転に際し、2本一対の井戸のうち、一方の井戸に圧送作用を与え、他方の井戸に吸引作動を与える関係を所定時間ごとに交互に繰り返すことによって、地中に水締め作用を発生させるようにしたものである。 The eighth aspect of the present invention is a ground improvement method according to the first aspect of the present invention, in the operation of a super well point method in which two or more wells are provided at predetermined intervals in the ground of a sand layer. Among the wells, a water-tightening action is generated in the ground by alternately repeating the relationship of giving a pumping action to one well and giving a suction action to the other well every predetermined time.

本発明は上記の構成であるから次の効果がある。すなわち、大深度で大きなバキューム度Pv≒-0.085Mpで揚水及び圧密脱水を行うと、諸々なバキューム効果が発生する。この効果を利用し、早期圧密脱水が可能であり、複合的にその特長を用いて、新たな地盤改良が図れる。 請求項1及び請求項2にあっては、そのバキューム効果により2本以上のスーパーウェルポイント工法で吸引し合うことにより、部分的に大きく水位低下が望める。また、そのことにより、粘性土の地盤改良として、盛土で加圧する方法ではなく、粘性土下部の揚圧力を低下することにより、応力荷重を増加することにより載荷できる。 そして、地中が真空気化して水分が気化し、乾燥する。また、土中の茎が抜けることにより、土粒子以外には、真空状態に成る。したがって、注入したいものは、大気圧に戻ろうとするために容易に且つ均一・均質に入れることができる。止水効果や、地盤改良や土壌浄化工法に有効である。 また、請求項2にあっては、汚染されている土壌の浄化が効率的にできる効果を有する。 Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. In other words, various vacuum effects occur when pumping and compacting dewatering at a large vacuum depth Pv≈−0.085Mp. Using this effect, early consolidation dehydration is possible, and new ground improvement can be achieved by using the features in a complex manner. According to the first and second aspects, the water level can be partially lowered greatly by sucking each other by two or more superwell point methods due to the vacuum effect. Moreover, it can be loaded by increasing the stress load by lowering the lifting pressure of the lower part of the clay soil instead of the method of pressurizing with the embankment as a ground improvement of the clay soil. And the underground vaporizes and moisture evaporates and dries. In addition, when the stalks in the soil come off, a vacuum state is generated except for the soil particles. Therefore, what is desired to be injected can be easily and uniformly put in order to return to atmospheric pressure. It is effective for water-stopping effect, ground improvement and soil purification method. Moreover, in Claim 2, it has the effect which can purify | clean the contaminated soil efficiently.

請求項5にあっては、上記2本以上のスーパーウェルポイント工法で吸引し合うことにより、粘性土の残留沈下量を既設構造物の下でも、沈下促進させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the residual subsidence amount of the viscous soil can be subsidized even under the existing structure by sucking each other by the two or more superwell point methods.

請求項6にあっては、発生してしまった構造物の不等沈下を永久グラウト材にて、リフトアップして修正することができる。 According to the sixth aspect, the uneven settlement of the generated structure can be corrected by lifting it with a permanent grout material.

請求項7にあっては、2本以上のスーパーウェルポイント工法と動圧密工法との組み合わせで、深い所まで水位を低下させ、不飽和地盤を作り、衝撃の伝播を深い所まででき、広範囲の地盤改良が可能となった。 In claim 7, the combination of two or more superwell point methods and dynamic consolidation methods can lower the water level to deeper locations, create unsaturated ground, and propagate impacts to deeper locations. Ground improvement became possible.

請求項8にあっては、スーパーウェルポイント工法のスイング洗浄効果により砂地盤の水締め効果が期待できる。また、スーパーウェル洗浄効果により、ゆるい砂地盤から粘土、コロイド分を除き地盤強化が図れる。 According to the eighth aspect of the present invention, the water grounding effect of the sand ground can be expected by the swing cleaning effect of the super well point method. In addition, the super well cleaning effect can strengthen the ground by removing clay and colloids from the loose sand ground.

本発明は上記の構成において、発明を実施するための最良の形態は次のとおりである。 本発明を実施するための最良の形態として、地表面に気密材料を覆設し、且つ、地下水の揚水手段として揚水効率の高い2本の井戸を掘削してスーパーウェルポイント工法を利用し、さらに2本の井戸間に有孔配管を埋設した場合を図面に基づいて説明する。 The present invention is configured as described above, and the best mode for carrying out the invention is as follows. As the best mode for carrying out the present invention, an airtight material is covered on the ground surface, and two wells with high pumping efficiency are excavated as a means for pumping groundwater, and the superwell point method is used. A case where a perforated pipe is buried between two wells will be described with reference to the drawings.

図1は本実施形態の地盤の液状化防止方法を示すフローチャートである。同図において、本実施形態における粘性土の地盤改良工事において、工程(1):準備工として、対象地盤を囲繞するように遮水壁を構築する。工程(2):複数本の井戸(スーパーウェルポイント)を設置する。工程(3):地上及び地盤内にエアーセメントミルク又は発泡材等のグラウト材9の供給設備を設置する。工程(4):地表面に気密性材料を覆設する。工程(5):前記工程(2)で設置したスーパーウェルポイント工法により地盤の地下水の揚水及び空気泡を脱気する。工程(6):前記工程(3)のエアーセメントミルク又は発泡材等の液状物供給設備の有孔配管により供給して地中にグラウト材9を真空浸透させる。そして、当該液状物は、地中に均一に真空浸透していく。工程(7):前記工程(4)で覆設した気密性材料を全部又は一部を撤去する。工程(8):前記工程(3)で設置した供給設備を撤去する。工程(9):地盤の地下水を自然水位まで復水する。工程(10):前記工程(2)で設置した2本の井戸を撤去する。工程(11):前記工程(1)で構築した遮水壁を撤去する。 FIG. 1 is a flowchart showing a ground liquefaction prevention method according to this embodiment. In the same figure, in the soil improvement work of cohesive soil in this embodiment, as a step (1): preparatory work, a impermeable wall is constructed so as to surround the target ground. Step (2): A plurality of wells (super well points) are installed. Process (3): Supply equipment for grout material 9 such as air cement milk or foam material is installed on the ground and in the ground. Step (4): Covering the ground surface with an airtight material. Step (5): The groundwater pumping and air bubbles in the ground are degassed by the super well point method installed in the step (2). Step (6): The grout material 9 is vacuum infiltrated into the ground by supplying it through a perforated pipe of a liquid material supply facility such as air cement milk or foamed material in the step (3). Then, the liquid material uniformly penetrates into the ground. Step (7): All or part of the airtight material covered in the step (4) is removed. Step (8): The supply equipment installed in the step (3) is removed. Step (9): Condensate groundwater to the natural water level. Step (10): The two wells installed in the step (2) are removed. Step (11): The impermeable wall constructed in the step (1) is removed.

上記実施の形態において、対象とする地盤の構造及び地上部に存在する構造物や地表面の状態等によっては、工程(1)・(4)及びそれぞれこれらに対応する工程(7)・(11)を省略することが可能な例もある。以下、上記の各工程について詳細に説明し、続いて地中の状態変化について説明する。 In the above embodiment, depending on the structure of the target ground, the structure existing on the ground, the state of the ground surface, etc., the steps (1) and (4) and the steps (7) and (11 corresponding to these, respectively. ) May be omitted. Hereinafter, each of the above steps will be described in detail, and then the state change in the ground will be described.

「工程(1):遮水壁5の構築 図2に示すように、まず改良の対象とする砂層11・13、粘性土層12から成る互層地盤1の地中1bを囲繞するように、必要深さまで鋼矢板などで遮水壁5を地上部から施工し構築する。この際、遮水壁5の天端高さは地表面1aから突出するように構築し、かつ遮水壁5を構成する鋼矢板等の部材相互間では遮水性が確保されているものとする。 “Step (1): Construction of the impermeable wall 5 As shown in FIG. 2, first, the ground 1 b of the alternate layer ground 1 composed of the sand layers 1 1 and 1 3 and the viscous soil layer 1 2 to be improved is surrounded. In addition, the water-impervious wall 5 is constructed and constructed from the ground with steel sheet piles, etc. to the required depth, and the height of the top of the impermeable wall 5 is constructed so as to protrude from the ground surface 1a. It is assumed that water shielding is ensured between members such as steel sheet piles constituting 5.

「工程(2):井戸2(スーパーウェルポイント)の設置」 次に、上記工程(1)において構築された遮水壁5の内部に複数本(図示例では2本)の井戸2(スーパーウェルポイント)を設置する。 “Step (2): Installation of Well 2 (Superwell Point)” Next, a plurality (two in the illustrated example) of wells 2 (superwells) are formed inside the water shielding wall 5 constructed in the above step (1). Point).

ここで、図8に示すように、井戸2(スーパーウェルポイント)は、ケーシング2a、気密蓋2b、ストレーナ2c、土砂ピット2d、揚水ポンプ2e、排水ポンプ2f、真空ポンプ2g、配管2h,2i、及び水槽2jを主要構成部材としてなる、井戸2内への収水機能と井戸2外への揚水機能とを独立した真空ポンプ2g及び揚水ポンプ2eで満足させる大容量且つ高揚程型の揚水システムであり、本出願人により提案されたものである(特許文献1参照)。ここで、図8は地下水面1cの低下の状態を現し、図面内の矢印は地下水及び空気の流れ方向を示している。また、図2においては、図8に記載の地上設備を省略して記載している。 Here, as shown in FIG. 8, the well 2 (super well point) includes a casing 2a, an airtight lid 2b, a strainer 2c, an earth and sand pit 2d, a pumping pump 2e, a drainage pump 2f, a vacuum pump 2g, pipes 2h and 2i, In addition, a large-capacity and high-head type pumping system that has a water collecting function into the well 2 and a pumping function to the outside of the well 2 with the independent vacuum pump 2g and the pumping pump 2e, with the water tank 2j as a main component. Yes, and proposed by the present applicant (see Patent Document 1). Here, FIG. 8 shows a state in which the groundwater surface 1c is lowered, and arrows in the drawing indicate the flow directions of the groundwater and air. In FIG. 2, the ground equipment shown in FIG. 8 is omitted.

「工程(3):グラウト材供給設備3の設置」 次に、図2に示すように、上記(1)において構築された遮水壁3dの内部に必要本数の有孔配管3aをボーリング工等の穿孔削孔方法を用いて設置し、有孔配管3aの上端部には配管3b,3b及びバルブ3cを設備し、地上からのグラウト材導入路として機能させる供給設備3を構成する。なお、エアーセメントミルク又は発泡材等のグラウト材供給設備3の設置段階ではバルブ3cを閉止しておく。ここで、矢印は地表面1aから、及び地中1bへのグラウト材9の流れ方向を示している。 図3におけるグラウト材供給設備3は、既設の基礎構造物7に設置されている地上構造物8を挟んで設置されている2本の井戸のうち、一方の井戸から他方の井戸に向かって地表面1aから地中1bにボーリング工等の穿孔削孔方法を用い、且つ既設構造物7・8の下側を通って有孔配管3aを横方向に埋設したものを示す。前記の供給設備3は、新鮮な空気若しくは清水の供給に用いることもできる。 “Step (3): Installation of Grout Material Supply Facility 3” Next, as shown in FIG. 2, a necessary number of perforated pipes 3 a are bored inside the impermeable wall 3 d constructed in (1) above. The perforated drilling method is installed, and pipes 3b and 3b and a valve 3c are installed at the upper end of the perforated pipe 3a to constitute a supply equipment 3 that functions as a grout material introduction path from the ground. Note that the valve 3c is closed at the installation stage of the grout material supply equipment 3 such as air cement milk or foam material. Here, the arrows indicate the flow direction of the grout material 9 from the ground surface 1a to the ground 1b. The grout material supply facility 3 in FIG. 3 is a ground from one well to the other of the two wells installed across the ground structure 8 installed in the existing foundation structure 7. A perforated pipe 3a is embedded in the lateral direction from the surface 1a to the ground 1b by using a drilling method such as a boring work and passing under the existing structures 7 and 8. The supply equipment 3 can also be used for supplying fresh air or fresh water.

「工程(4):気密性材料6の覆設」 続いて、前記工程(1)において構築された遮水壁3dで囲繞された液状化防止の対象となる地中1bの地表面1aに気密性材料6を覆設し、気密性材料の端部及び有孔配管3aや井戸2により生じる一部の開口部について気密性材料を保持できるように処理することで、地上部からのグラウト材9の流通経路を上記(3)で設置した供給設備3の一系統に制限する。前記の気密性材料6には、気密性シート、アスファルト材又はコンクリート材による舗装、悪臭を発散しない新しいヘドロ等を用いることができる。また、グラウト材9としては、エアーセメントミルク又は発泡材がある。 “Step (4): Covering with Airtight Material 6” Subsequently, the ground surface 1a of the underground 1b, which is the object of liquefaction prevention, is surrounded by the water-impervious wall 3d constructed in the step (1). The grout material 9 from the ground part is covered by covering the material 6 and treating the ends of the gas-tight material and the openings formed by the perforated pipe 3a and the well 2 so that the gas-tight material can be held. Is limited to one system of the supply equipment 3 installed in the above (3). As the airtight material 6, an airtight sheet, paving with asphalt material or concrete material, new sludge that does not emit bad odor, and the like can be used. The grout material 9 includes air cement milk or foam material.

以上の(1)〜(3)の各工程を経ることにより、対象となる地中1bは、ある一定の範囲において側部及び上部を密閉された領域が構築される。 By going through the above steps (1) to (3), the target underground 1b is constructed as a region where the side and upper part are sealed in a certain range.

「工程(5):地下水揚水、空気泡脱気」 ここで、スーパーウェルポイント工法を利用して上記(2)で設置した井戸2を機能させることで、地中1bに存在する地下水を井戸2内に収水し、且つ井戸2内から収水された地下水を地上まで揚排水し、所要の地下水位まで地下水面1cを下げる。このとき、地中1bの状態は、地下水面1cより上位の領域において地中1bに存在していた地下水が揚水排除されていると共に、地中1bに存在していたグラウト材9についても脱出排除されており、地中1bを構成する土粒子こそ存在するものの非常に真空度の高い状態(以下、「ほぼ真空」という)が形成される。図8では、自然地下水位となる地下水面1cの低下の状態を現している。 “Process (5): Groundwater pumping, air bubble deaeration” Here, the well 2 installed in the above (2) is made to function by using the superwell point method, so that the groundwater existing in the underground 1b is well 2 The groundwater collected in the well 2 is pumped up and drained to the ground, and the groundwater surface 1c is lowered to the required groundwater level. At this time, the state of the underground 1b is that groundwater existing in the underground 1b in the region higher than the groundwater surface 1c is removed and the grout material 9 existing in the underground 1b is also escaped and excluded. However, although the soil particles constituting the underground 1b exist, a very high vacuum state (hereinafter referred to as “substantially vacuum”) is formed. In FIG. 8, the state of the fall of the groundwater surface 1c used as a natural groundwater level is shown.

「工程(6):エアーセメントミルク又は発泡材等のグラウト材9の供給」 次に、上記の工程(3)で設置した供給設備3により、地上からエアーセメントミルク又は発泡材等のグラウト材9を配管3b,3b及び有孔配管3aを経由してバルブ3cを開放することで地中1bに気圧差を利用して供給する。ただし、地中1bにグラウト材9を供給する本工程に移行する前に、井戸2の揚排水及び脱気の機能を停止しておく。ここで、地中1bは前記のようにほぼ真空状態となっていることから、非常に速い拡散速度で均一に地中1bに充填される。また、前記グラウト材9の代わりに新鮮な空気若しくは清水を供給するときも上記の供給設備3を使って行う。 “Process (6): Supply of grout material 9 such as air cement milk or foaming material” Next, grout material 9 such as air cement milk or foaming material is provided from the ground by the supply equipment 3 installed in the above step (3). Is supplied to the underground 1b using the pressure difference by opening the valve 3c via the pipes 3b and 3b and the perforated pipe 3a. However, before moving to this step of supplying the grout material 9 to the underground 1b, the functions of pumping and draining the well 2 and degassing are stopped. Here, since the underground 1b is almost in a vacuum state as described above, the underground 1b is uniformly filled at a very high diffusion rate. Further, when supplying fresh air or fresh water instead of the grout material 9, the above-described supply equipment 3 is also used.

「工程(7):気密性材料6の撤去」 次に、上記工程(4)において覆設した気密性材料6を撤去する。このとき、上記工程(3)の工程により、地中1bの地表面1a近傍の気圧は大気圧相当に近づいているため地中1bと地上との内外圧差がなくなり容易に撤去可能となる。 “Step (7): Removal of Airtight Material 6” Next, the airtight material 6 covered in the step (4) is removed. At this time, since the atmospheric pressure in the vicinity of the ground surface 1a of the underground 1b is close to the atmospheric pressure by the step (3), there is no difference in the internal and external pressure between the underground 1b and the ground, and it can be easily removed.

「工程(8):グラウト材供給設備3の撤去」 続いて、グラウト材供給設備3を撤去し、配管坑を埋め戻す。 “Process (8): Removal of grout material supply facility 3” Subsequently, the grout material supply facility 3 is removed and the pipe mine is refilled.

「工程(9):復水」 ここで、上記工程(5)において揚水した地下水を井戸2を利用して自然地下水位となる地下水面1cまで復水する。この工程において、地下水の揚水後の地下水面1cと自然状態の地下水面1cとの水頭差が小さい施工物件については、井戸2から取水した地下水を戻すことなく次の工程(10)に進んでもよく、施工規模によって決定すればよい。 "Step (9): Condensate" Here, the groundwater pumped up in the above step (5) is condensed using the well 2 to the groundwater surface 1c at the natural groundwater level. In this process, for the construction properties where the water head difference between the groundwater surface 1c after pumping the groundwater and the groundwater surface 1c in the natural state is small, the process may proceed to the next step (10) without returning the groundwater taken from the well 2. What is necessary is just to determine by construction scale.

「工程(11):井戸2(スーパーウェルポイント)の撤去」 次に、井戸2を撤去し、井戸坑を埋め戻す。 “Step (11): Removal of Well 2 (Super Well Point)” Next, the well 2 is removed and the well mine is refilled.

「工程(12):遮水壁5の撤去」
最後に、遮水壁5を撤去し、一連の工程を終える。ここで、地盤1の改良対策を定期的に繰り返す必要がある場合等は、供給設備3の有孔配管3a、井戸2、及び遮水壁5を撤去することなく、次期施工の工数低減のため残置しておけばよい。
“Process (12): Removal of impermeable wall 5”
Finally, the impermeable wall 5 is removed and a series of processes is completed. Here, when it is necessary to repeat the improvement measures of the ground 1 periodically, without removing the perforated pipe 3a, the well 2 and the water shielding wall 5 of the supply facility 3, the man-hour for the next construction can be reduced. Just leave it behind.

次に、前記の工程(1)〜(10)の工程とは異なった環境下における実施例について説明する。ただし、前記の工程で重複する部分は省略し、変更部分のみを説明する。 Next, an embodiment under an environment different from the steps (1) to (10) will be described. However, the part which overlaps with the said process is abbreviate | omitted and only a changed part is demonstrated.

図3に示すような、地表面1aがコンクリート又はアスファルト等によって気密性材料6が舗装でなされている場合、さらに改良の対象となる地中1bに構造物基礎7及び大形のオイルタンクや石灰タンクのような地上構造物8が築造されている場合、さらには改良の対象となる地中1bが広範に渡る場合などのそれぞれの例について、まとめて説明する。 As shown in FIG. 3, when the ground surface 1a is made of concrete or asphalt and the airtight material 6 is paved, the structure foundation 7 and a large oil tank or lime are added to the underground 1b to be further improved. Each example of the case where the ground structure 8 such as a tank is constructed, and further, the case where the underground 1b to be improved is extensive will be described.

このような例では、前記の工程(1)・(4)・(7)・(11)を省略することが可能であり、広範囲の地中1bを対象とする理由から前記工程(1)における遮水壁5を構築することなく、目的とする地中1bの周域に渡って地下水面1cを低下させることで対応可能となり、前記工程(11)に記載の遮水壁5の撤去も不要となる。また、地表面1aに気密性材料6が施されているが、その材料としては、ビニールシート、防水テント、セメントやアスファルト等による舗装、悪臭が発散しない新鮮なヘドロ等を目的や調達し易さに応じて用いるものとする。また、気密性材料6が施工されていない場合であっても、地盤改良を目的とする地中1bの上層域に気密性の高い不透水層が広範に形成されているような地盤構造である場合は、この不透水層が気密性材料6の代替材料となり得る(図示は省略する)。 In such an example, the steps (1), (4), (7), and (11) can be omitted, and in the step (1) for the reason of targeting a wide range of underground 1b. Without constructing the impermeable wall 5, it becomes possible to cope by lowering the groundwater surface 1c over the surrounding area of the target underground 1b, and the removal of the impermeable wall 5 described in the step (11) is unnecessary. It becomes. In addition, an airtight material 6 is applied to the ground surface 1a. As the material, vinyl sheet, waterproof tent, paving with cement, asphalt, etc., fresh sludge that does not emit bad odor, etc. are easy to aim and procure. It shall be used according to Moreover, even if the airtight material 6 is not constructed, the ground structure is such that a highly airtight impermeable layer is widely formed in the upper region of the underground 1b for the purpose of ground improvement. In this case, this impermeable layer can be an alternative material for the airtight material 6 (not shown).

しかし、既設の構造物基礎7及び地上構造物8が改良の対象となる砂層11・13と粘性土層12から成る互層基盤1の地中1bの地表1a位置に存在するため、前記工程(3)における供給設備3の構成を変え、図2に示したような鉛直配置の有孔配管3aではなくして構造物基礎7のさらに下層地盤を曲線ボーリングし、構造物基礎7の左右を渡設する形態で有孔配管3aを横方向に向けて設置することで、前記工程(6)に記載の効果的な発泡材等の永久グラウト9の供給が可能となる。 However, since the existing structure foundation 7 and the ground structure 8 exist at the ground surface 1a position of the ground 1b of the alternate layer base 1 composed of the sand layers 1 1 and 1 3 and the viscous soil layer 1 2 to be improved, The structure of the supply equipment 3 in the step (3) is changed, and the lower layer ground of the structure foundation 7 is curved-bored instead of the perforated pipe 3a having the vertical arrangement as shown in FIG. By installing the perforated pipe 3a in the transverse direction in the form of passing, it becomes possible to supply the permanent grout 9 such as the effective foam material described in the step (6).

その他の構成は前記の工程(2)、(3)、(5)、(6)、(8)〜(10)と同様にする。 Other configurations are the same as those in the steps (2), (3), (5), (6), and (8) to (10).

ここからは、本実施例の地下水揚水工程としてスーパーウェルポイント工法を採用することで、より効果的に機能する説明も併せて、地盤改良の対象となる地中1bで生じている物理現象を微視的に説明する。 From here, by adopting the superwell point construction method as the groundwater pumping process of the present embodiment, the explanation will be made more effectively, and the physical phenomenon occurring in the underground 1b that is the target of ground improvement will be clarified. This will be explained visually.

図4に示すように、地盤改良の施工前における定常状態では、地中1bの主要構成材料となる土粒子4a、自由水の形態を採る地下水4b、物理化学的(電気的)な結合力をもって土粒子4aに吸着する吸着水4c、及び自由水4bに介在する空気泡4dがそれぞれ存在する。 As shown in FIG. 4, in the steady state before the ground improvement work, the soil particles 4a as the main constituent material of the underground 1b, the groundwater 4b taking the form of free water, and the physicochemical (electrical) binding force There are adsorbed water 4c adsorbed on the soil particles 4a and air bubbles 4d interposed in the free water 4b.

次に、図5に示すように、前記の工程(5)において、地中1bの減圧作用及び地下水4bの揚排水がなされた後の地中1bの状態は、地下水4bが自由水4bの状態にあることから井戸2内に収水されるため、土粒子4a及び吸着水4cのみが存在する形になる。ここで、土粒子4a及び吸着水4cの場の圧力はほぼ真空4eの状態となる。この真空度の向上が、一般的なウェルポイント工法とスーパーウェルポイント工法との差異となり、以降の段落に記載する地中1bへのエアーセメントミルク又は発泡材等のグラウト材9の供給を円滑に行うことができると共に当該グラウト材の供給量も極大にすることから、スーパーウェルポイント工法が採用可能な条件下においては非常に有効的手段となる。 Next, as shown in FIG. 5, in the step (5), the state of the underground 1 b after the pressure reducing action of the underground 1 b and the pumping and draining of the ground water 4 b is the state where the ground water 4 b is the free water 4 b. Therefore, since the water is collected in the well 2, only the soil particles 4a and the adsorbed water 4c exist. Here, the field pressure of the soil particles 4a and the adsorbed water 4c is almost in a vacuum 4e state. This improvement in the degree of vacuum makes a difference between the general well point method and the super well point method, and smoothly supplies the grout material 9 such as air cement milk or foam to the underground 1b described in the following paragraphs. Since it can be carried out and the supply amount of the grout material is maximized, it is a very effective means under conditions where the super well point method can be adopted.

次に、図6に示すように、前記工程(6)において、地中1bに地表面1aから前記のグラウト材を供給した状態は、一時的にほぼ真空4eの状態におかれていた領域が供給された空気で充填される。 Next, as shown in FIG. 6, in the step (6), the state in which the grout material is supplied to the underground 1b from the ground surface 1a is a region temporarily placed in the vacuum 4e state. Filled with supplied air.

次に、図7に示すように、前記の工程(9)において、地中1bに地下水4bを復水し地下水面1cを定常状態における地下水位まで回復させた状態は、空気が充満した領域に自由水4bが浸水することから、地下水4bに介在する空気量が増えるため、地下水4bの空気含有量が増加する。これより、一般的に不飽和状態である地下水4bの不飽和度が一層のこと進行するため、相対的に水比を低減させて土粒子間に存在する間隙水の水圧上昇を抑制し土粒子間摩擦力の低減を回避することで地盤改良が可能となる。 Next, as shown in FIG. 7, in the step (9), the groundwater 4b is condensed in the ground 1b and the groundwater surface 1c is restored to the groundwater level in the steady state in a region filled with air. Since the free water 4b is submerged, the amount of air intervening in the groundwater 4b increases, so that the air content of the groundwater 4b increases. As a result, since the degree of unsaturation of the groundwater 4b, which is generally in an unsaturated state, further progresses, the water ratio is relatively reduced to suppress the increase in the water pressure of the pore water existing between the soil particles. The ground can be improved by avoiding the reduction of the frictional force.

図9及び図10は、水平桁8"を左右2本の支柱8′で支受するクレーンのような門型の構造物8であり、当該構造物を支受する基礎部7′の不等沈下に対して2本以上のスーパーウェルポイント工法を用いて真空脱水により、早期に圧密脱水した後、図3の湾曲有孔配管3によって発泡材を可とする永久グラウト材9を上記基礎部7′の下方に注入することによって、当該基礎部を上方に押し上げるようにアップリフトできる。 9 and 10 show a gate-shaped structure 8 such as a crane that supports a horizontal girder 8 "with two right and left columns 8 ', and the foundation portion 7' that supports the structure is unequal. After the subsidence, two or more superwell point construction methods are used for vacuum dehydration, and after early dehydration, the permanent grout material 9 that allows foaming is formed by the curved perforated pipe 3 in FIG. By injecting below ′, the base can be lifted up so as to push it upward.

図11は、ゆるい砂地盤の地盤改良工事の比較を示す。すなわち、従来の動圧密工法(図11(b))だけであると、その動圧密工法による地下水面下の衝撃が弱く、強度増加が小さいため、粘性土以下は強度の期待ができなかった。そこで、上記の動圧密工法に加えて、図11(a)のように、2本以上のスーパーウェルポイント工法を用いると、真空脱水により、早期に圧密脱水することにより、地下水位を低下することにより、動圧密工法による衝撃をより深い深部まで伝えることができ、粘性土層12は真空効果で脱水できる。 FIG. 11 shows a comparison of ground improvement work for loose sand ground. That is, when only the conventional dynamic consolidation method (FIG. 11 (b)) is used, the impact below the groundwater surface by the dynamic consolidation method is weak and the increase in strength is small. Therefore, in addition to the above-mentioned dynamic consolidation method, as shown in FIG. 11 (a), if two or more Superwell Point methods are used, the groundwater level is lowered by vacuum dehydration and early consolidation dehydration. makes it possible to convey the shock due to the dynamic consolidation method deeper deep, cohesive soil layer 1 2 may be dehydrated in vacuum effect.

図12は、2本以上のスーパーウェルポイント工法では、大量の水(Q≒1〜4.0t/min)を地中に送水し、その後、高いバキューム度(Pv=−0.1〜0.08MP)でバキューム吸引を行なう。時間等は同じ位で送水及び吸引する。 砂の度粒子の微細分を除去することにより、粒子のマトリックスを整え、砂地盤の強度が上がる(図13参照)。なお、砂地盤の強度低下は、砂分の中のコロイド、シルト分が多く含むことによる。また、スイング効果により、水締めの効果が期待できる。 FIG. 12 shows that in the case of two or more superwell point methods, a large amount of water (Q≈1 to 4.0 t / min) is fed into the ground, and then a high degree of vacuum (Pv = −0.1 to 0.1. Vacuum suction at 08MP). Water and suck in at the same time. By removing the fine particles of the sand particles, the particle matrix is prepared and the strength of the sand ground is increased (see FIG. 13). Note that the decrease in strength of the sand ground is due to the inclusion of a large amount of colloid and silt in the sand. Moreover, the effect of watertightness can be expected by the swing effect.

本発明に係る実施形態の地盤の改良工法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the ground improvement construction method of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の地盤の改良工法における井戸、遮断壁、鉛直有孔配管及び気密シートによる構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure by the well, the cutoff wall, vertical perforated piping, and an airtight sheet | seat in the ground improvement method of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の地盤の改良工法における井戸、地上構造物、湾曲有孔配管及び舗装による構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure by the well, the ground structure, curved perforated piping, and pavement in the ground improvement method of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の地盤改良工法の定常状態における土粒子、自由水、吸着水及び空気泡との関係を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the relationship with the soil particle in the steady state of the ground improvement construction method of embodiment which concerns on this invention, free water, adsorbed water, and an air bubble. 本発明に係る実施形態の地盤改良工法の地下水(自由水)及び空気泡排除状態における土粒子及び吸着水との関係を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the relationship with the soil particle and adsorbed water in the ground water (free water) and air bubble exclusion state of the ground improvement construction method of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の地盤改良工法の空気送気状態における土粒子、吸着水及び空気との関係を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the relationship with the soil particle in the air supply state of the ground improvement construction method of embodiment which concerns on this invention, adsorbed water, and air. 本発明に係る実施形態の地盤改良工法の復水状態における土粒子、自由水、吸着水及び空気泡との関係を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the relationship between the soil particle in the condensate state of the ground improvement construction method of embodiment which concerns on this invention, free water, adsorbed water, and an air bubble. 本発明に係る実施形態の地盤改良工法における地下水を揚水する工程及び地盤内の減圧工程で利用する井戸(スーパーウェルポイント工法)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the well (super well point construction method) utilized in the process of pumping up ground water in the ground improvement construction method of embodiment which concerns on this invention, and the pressure reduction process in the ground. 本発明により構造物が門型クレーンの基礎部位に永久グラウト材を注入するリフトアップ工事を示す概略図である。It is the schematic which shows the lift up construction in which a structure inject | pours a permanent grout material into the foundation | foundation part of a portal crane according to this invention. 図9の一部の拡大横断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. 9. 砂質地盤改良における従来工法の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional construction method in sandy ground improvement. 本発明による砂質地盤改良工法の説明図である。It is explanatory drawing of the sandy ground improvement construction method by this invention. スイング洗浄システムを採り入れた本発明の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the present invention which adopted a swing washing system. 2本以上の井戸(スーパーウェルポイント工法)でスイング洗浄システムを採り入れた本発明の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the present invention which adopted a swing washing system with two or more wells (super well point method). 図13のスイング洗浄後における土粒子の粒度を示す分析図である。It is an analysis figure which shows the particle size of the soil particle after the swing washing | cleaning of FIG.

1……地盤1a……地表面1b……地中1c……地下水面11……砂層12……粘性土層13……粘性土層より下位の砂層2……井戸(スーパーウェルポイント)2a……ケーシング2b……気密蓋2c……ストレーナ2d……土砂ピット2e……揚水ポンプ2f……排水ポンプ2g……真空ポンプ2h,2i……配管2j……水槽3……エアーセメントミルク又は発泡材のグラウト供給設備3a……有孔配管3b……配管3c……バルブ4a……土粒子4b……自由水(地下水)4c……吸着水4d……空気または空気泡4e……真空部5……遮水壁6……気密性材料7……構造物基礎8……地上構造物8′……支柱8"……水平桁9……グラウト材 1 …… Ground 1a …… Ground surface 1b …… Ground 1c …… Ground water surface 1 1 …… Sand layer 1 2 …… Viscous soil layer 1 3 …… Sand layer 2 below the viscous soil layer 2 …… Well (Super Well Point) ) 2a ... Casing 2b ... Airtight lid 2c ... Strainer 2d ... Earth and sand pit 2e ... Pumping pump 2f ... Drainage pump 2g ... Vacuum pump 2h, 2i ... Piping 2j ... Water tank 3 ... Air cement milk Or foam material grout supply equipment 3a ... perforated pipe 3b ... pipe 3c ... valve 4a ... soil particles 4b ... free water (groundwater) 4c ... adsorbed water 4d ... air or air bubbles 4e ... vacuum Part 5 …… Water-impervious wall 6 …… Airtight material 7 …… Structure foundation 8 …… Ground structure 8 ′ …… Stand 8 ”…… Horizontal girder 9 …… Grout material

Claims (2)

地盤(1)の地中(1b)を囲繞するように必要深さまで鋼矢板で遮水壁(5)を構築し、当該遮水壁(5)内において、上記遮水壁(5)内の地表面(1a)に気密シート又はコンクリート材若しくはアスファルト材による舗装又は新しいヘドロの気密材料(6)を覆設する工程と、有孔配管(3a)を地中(1b)に延設して汚染土壌における地盤(1)の地表面(1a)から新鮮な空気又は清水を地中(1b)に供給する工程と、地中(1b)に2本以上の井戸(2)を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法により井戸(2)から地下水を揚水して所要の水位まで地下水面を下げ、当該揚水することによって遮水壁に囲まれた領域内の不飽和地盤を減圧することによって真空状態にして地中(1b)の水分を真空気化して脱水を行う工程と、地表面(1a)から地中(1b)に延設した有孔配管(3a)を通じて自然地下水位まで地中(1b)の地下水を戻す工程からなることを特徴とする地盤の改良工法。 A water shielding wall (5) is constructed with steel sheet piles to the required depth so as to surround the underground (1b) of the ground (1), and within the water shielding wall (5), the water shielding wall (5) Covering the ground surface (1a) with an airtight sheet or pavement made of concrete or asphalt, or a new sludge airtight material (6), and a perforated pipe (3a) extending into the ground (1b) A step of supplying fresh air or fresh water from the ground surface (1a) of the ground (1) to the ground (1b) and two or more wells (2) in the ground (1b) at a predetermined interval By pumping groundwater from the well (2) using the Superwell Point method, and lowering the groundwater level to the required level, the unsaturated ground in the area surrounded by the impermeable wall is decompressed by pumping the groundwater. The process of vacuum dehydration by evaporating the moisture in the ground (1b) and dehydration through the perforated pipe (3a) extending from the ground surface (1a) to the ground (1b) Improved method of ground, characterized by comprising the step of returning the ground water in the ground (1b) to the sewage level. 井戸(2)を所定の間隔をあけて設けたスーパーウェルポイント工法の運転を停止し、又はスーパーウェルポイント工法の運転を停止と共に地表面(1a)に覆設した気密材料(6)を除去して地中(1b)及び地表面(1a)との内外圧力差による自然給気で空気を供給する請求項1記載の地盤の改良工法。   Stop the operation of the super well point method with wells (2) provided at a predetermined interval, or stop the operation of the super well point method and remove the airtight material (6) covering the ground surface (1a). The ground improvement method according to claim 1, wherein air is supplied by natural air supply caused by a difference in pressure between the inside and outside of the ground (1b) and the ground surface (1a).
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