JP5778968B2 - 繊維混入改良体 - Google Patents
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Description
即ち、特許文献1は、格子状とされた地盤改良柱列壁の交差部の周囲に、補強用の地盤改良体を構築し、地盤改良体の構築本数を増すことで、地盤改良柱列壁としての強度を高くしている。更に、地盤改良柱列壁と構造物の接合部を、固定部における接触面積の広い接合部材であるかご筋等を用いて固定している。これにより、固定部における応力集中を避け、水平力を、構造物から地盤改良柱列壁に伝達させている。
これにより、繊維混入改良体に構造物を支持させることができる。更に、地盤改良構造体の構築量を少なくすることができる。また、地盤改良構造体の靭性の増大により、接合部材を用いて地盤改良構造体と構造物を接合した場合に、接合部に応力が集中しても、接合部材が応力を伝達することができる。
また、地盤改良柱列壁は、柱状に構築された地盤改良体の外周面同士をラップさせ、平面視が格子状に構築され、地盤改良柱列壁の交差部に繊維が混入されている。地盤改良柱列壁に水平力が作用したとき、交差部に応力が集中するため、交差部に高い強度が要求される。繊維で交差部の地盤改良柱列体を補強することにより、地盤改良体の構築本数を増やさずに交差部の靭性を高め、結果的に地盤改良柱列壁の強度を高くすることができる。
また、靭性を高めた交差部に、構造物の鉛直荷重を負担させることができる。これにより、杭の負担を軽減できる。
請求項3に記載の発明によれば、杭が地盤改良柱列壁の交差位置改良体の位置に建て込まれている。これにより、杭の周囲の液状化が防止され、継続して構造物を支持することができる。
杭を、繊維で補強された繊維混入改良体で構築することにより、例えば、従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭の施工コストを低減することができる。
なお、繊維は、例えば、杭上部の構造物との接合部にのみ、若しくは構造物の変位により大きく曲げモーメントを受ける杭上部にのみ混入させてもよい。補強が必要な範囲のみ補強することで、繊維の混入量を減らすことができる。
請求項6に記載の発明によれば、繊維素材の太さに対する長さの比率が1000以上に調整されたポリプロピレン繊維が、体積比で0.4〜2.0%の範囲内で地盤改良体に混入されている。
図1、図2に示すように、第1の実施の形態に係る繊維混入改良体10は、図示しない構造物の直下地盤に地盤改良して構築された地盤改良構造体13であり、地盤改良構造体13は、地盤改良柱列壁14を有している。図1は地盤改良構造体13の斜視図であり、図2は地盤改良構造体13の交差部24の平面図である。
ここに、地盤改良体12は、後述するオーガで地盤を掘削し、掘削された原地盤とセメントミルクを攪拌混合して円柱状に構築される。交差部24の地盤改良体12の内部には、補強用の繊維22が混入されている。
これにより、交差部24をより強く補強することができ、地盤改良柱列壁14の靭性をより高くすることができる。
図3に示すように、地盤改良柱列壁14に混入する繊維22は、破断強度が200〜1200MPaでヤング係数が2〜15GPaの機械的性質を有するものが望ましい。例えば、ポリプロピレン繊維が該当する。
図4に示すように、掘削装置60は、下端にオーガ部62が取り付けられた2本のロッド64A、64Bを有し、2本のロッド64A、64Bの間には、繊維22を供給する供給管61が取り付けられている。なお、掘削装置60は、一般的に広く使用されている掘削装置に供給管61の部分を追加した構成である。
ロッド64A、64Bの下端部には、セメントミルクを吐出する吐出口65A、65Bが形成されている。セメントミルクは、ロッド64A、64Bの内部を流下して、吐出口65A、65Bに供給される。
なお、上述した掘削装置60を用いた方法は一例であり、他の方法で地盤改良柱列壁14に繊維22を混入させてもよい。
効果の確認方法は、繊維22を混入させた3つの試験体と、繊維22を混入していない3つの試験体を、同じ条件で構築した地盤改良体から切り出し、それぞれに1軸圧縮試験を行い、試験結果に基づいて評価した。
図5(A)に示す3本の特性A、B、Cは、繊維22を混入させた3つの試験体のそれぞれの特性であり、図4(B)に示す3本の特性AN、BN、CNは、繊維22が混入されていない3つの試験体のそれぞれの特性を示している。
図6(A)に示すように、第1の展開例に係る繊維混入改良体26は、格子状に構築された地盤改良柱列壁14を有し、地盤改良柱列壁14は交差部27で交差している。
交差部27は、交差部27の中心の交差位置改良体12aには繊維22が混入されてなく、交差位置改良体12aと隣接する隣接改良体12bには繊維22が混入されている構成である。
他は、第1の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
交差部29は、交差部29の中心の交差位置改良体12cにのみ繊維22が混入され、交差位置改良体12cと隣接する改良体12には、いずれも繊維22が混入されていない構成である。即ち、繊維22が混入された交差位置改良体12cが、交差部29を補強する。
他は、第1の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
図7(A)に示すように、第2の実施の形態に係る繊維混入改良体30は、格子状に構築された地盤改良柱列壁14を有し、地盤改良柱列壁14は交差部31で交差している。
交差部31における交差部31の中心には、構造物を支持する杭32が建て込まれている。
また、構造物の鉛直荷重を、杭32を介して、地盤改良柱列壁14が構築された地層より下の地層に伝達することができる。
なお、繊維22を混入する隣接改良体12bの数は、図7(A)では、杭32と直接接する合計4個としているが、これに限定されることはなく、要求される靭性に対応して決定すればよい。これにより、靭性が付与された隣接改良体12bで、交差部31を必要とされる強度に補強することができる。
交差部35における中央部には、図示しない構造物を支持する杭38が建て込まれている。杭38は地盤改良体で構築され、内部には繊維22が混入されている。杭38は、地盤改良柱列壁14より深い深さまで構築されている。
杭38の周囲には隣接改良体12bが設けられ、杭38と隣接改良体12bは外周面をラップさせて接合されている。隣接改良体12bの内部には繊維22が混入されている。
他は、第2の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
図8(A)に示すように、第3の実施の形態に係る繊維混入改良体40は、構造物20の下部の地盤16を改良して構築された地盤改良構造体であり、構造物20を支持する杭42を有している。
これにより、杭46が、構造物20の鉛直荷重を支持し、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗できる。この結果、例えば全長に繊維22が混入されている杭42と比較して、杭46の施工コストを低減することができる。他は、第3の形態と同じ構成であり説明は省略する。
杭52は、地盤改良構造体12で円柱状に複数構築され、全長に渡り繊維22が混入されている。
これにより、繊維22により靭性が付与された杭52が構造物20の鉛直荷重を支持し、水平力に対しても効果的に抵抗できる。また、地盤16が軟弱地盤でない場合においても、繊維混入改良体50で構築された斜め杭52で、構造物20の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
その他の内容は第1の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
図9(B)に示すように、第4の実施の形態に係る繊維混入改良体54は、構造物20の下部の地盤16を改良して構築された地盤改良構造体であり、構造物20を支持する地盤改良版56を有している。
地盤改良版56は、構造物20の直下地盤16を、平面視において構造物20の全範囲に渡り、深さDで板状に地盤改良して構築されている。地盤改良版56の内部には、補強用の繊維22が混入されている。これにより、繊維22で靭性が付与された地盤改良版56が、構造物20の鉛直荷重を支持し、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗する。
12 地盤改良体
12a 交差位置改良体
12b 隣接改良体
13 地盤改良構造体
14 地盤改良柱列壁
16 地盤
22 繊維
24 交差部
32 杭
38 杭
42 杭
46 杭
52 斜め杭
56 地盤改良版(地盤改良構造体)
Claims (6)
- 構造物の直下地盤を地盤改良し前記構造物を支持する地盤改良構造体と、
前記構造物の荷重を受ける前記地盤改良構造体の内部に混入された補強用の繊維と、
を有する繊維混入改良体であって、
前記地盤改良構造体は、地盤改良して柱状に構築された地盤改良体の外周面をラップさせ平面視が格子状とされた地盤改良柱列壁であり、
前記繊維は、前記地盤改良柱列壁の交差部にのみ混入されている
繊維混入改良体。 - 前記交差部は、前記地盤改良柱列壁が交差する位置の前記地盤改良体である交差位置改良体、前記交差位置改良体と隣接する複数個の地盤改良体である隣接改良体、又は前記交差位置改良体と前記隣接改良体の両方を含む交差隣接改良体である請求項1に記載の繊維混入改良体。
- 前記交差位置改良体の位置には、杭が建て込まれている請求項2に記載の繊維混入改良体。
- 前記杭は前記地盤改良体で構築されている請求項3に記載の繊維混入改良体。
- 前記杭の内部には前記繊維が混入されている請求項4に記載の繊維混入改良体。
- 前記繊維は、繊維素材の太さに対する長さの比率が1000以上に調整されたポリプロピレン繊維であり、前記ポリプロピレン繊維が前記地盤改良体に、体積比で0.4〜2.0%の範囲内で混入されている請求項1又は2に記載の繊維混入改良体。
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