JP5519722B2 - 地盤の改良工法 - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
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し、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。
粘性土層より下部の砂層に届く地中に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を用い、吸引し合って間隙水圧を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層を圧密脱水させるようにしたものである。
そして、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。
本発明を実施するための最良の形態として、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た場合を図面に基づいて説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
次に、井戸2を撤去し、井戸坑を埋め戻す。
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。
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。
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
Claims (1)
- 砂層(11)・(1 3 )と粘土層(12)とからなる互層地盤において、粘土層(12)より下部の砂層(13)に届く地中に2本以上の井戸(2)を所定の間隔を開けて設けたスーパーウェルポイント工法(登録商標名)によって吸引し合って水位を低下させることによって、その不飽和領域を形成し、その部分を吸引することで間隙水圧を減圧することによって、且つ不等沈下した地表面に設置してある既存の構造物基礎(7)及び地上構造物(8)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、当該有孔配管から地中にグラウト材(9)を注入して沈下した構造物基礎(7)をリフトアップするようにしたことを特徴とする地盤改良工法。
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