JP6696808B2 - 地盤改良構造および地盤の掘削方法 - Google Patents

Description

本発明は、地盤改良構造および地盤の掘削方法に関する。

軟弱地盤において山留壁の内側で掘削工事をする際、掘削の進行に伴って山留壁が周囲の土圧により掘削部側に変形するのを抑制するため、山留壁の掘削部側の地盤に格子状平面の地盤改良体を前もって施工することがある（例えば、特許文献１など）。この地盤改良体は、地盤とともに掘削され、排出される。

特開2012−112162号公報

しかしながら、上記のように地盤改良体を格子状に施工する場合、強度が大きい地盤改良体を広域に形成することとなり、地盤とともに掘削するのが困難になる。また、掘削後の地盤改良体は産業廃棄物となるため、地盤改良体を広域に形成するとその数量が多くなり環境への影響が大きくなる。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたもので、その目的は、山留壁の変形を抑制でき、且つ地盤改良体の数量を削減できる地盤改良構造等を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、山留壁の掘削部側の地盤に構築される地盤改良構造であって、略水平方向に沿った地盤改良体と、略鉛直方向に沿った地盤改良体と、を具備し、前記略水平方向に沿った地盤改良体は、前記略水平方向に沿った板状であり、平面において前記山留壁の幅方向に沿って設けられ、前記山留壁に側面が当接するように、鉛直方向に間隔を空けて複数段配置され、前記略鉛直方向に沿った地盤改良体は、前記略鉛直方向に沿った板状であり、平面において前記略水平方向に沿った地盤改良体から掘削部側に向かう方向に設けられ、前記山留壁の幅方向に間隔を空けて複数列配置され、前記略水平方向に沿った各地盤改良体の前記側面と反対側の側面に当接するように配置されたことを特徴とする地盤改良構造である。

前記略鉛直方向に沿った地盤改良体の下端部が、地盤の支持層に達することが望ましい。
前記略鉛直方向に沿った地盤改良体は、対向する位置にある両山留壁の掘削部側に設けられる前記略水平方向に沿った地盤改良体を接続するように配置されてもよい。

第２の発明は、山留壁の掘削部側の地盤を掘削する掘削方法であって、地盤に山留壁を設けるとともに、前記山留壁の掘削部側の地盤に、略水平方向に沿った地盤改良体と、略鉛直方向に沿った地盤改良体とを形成する工程と、前記山留壁の掘削部側の地盤を、前記地盤改良体とともに掘削する工程と、を具備し、前記略水平方向に沿った地盤改良体は、前記略水平方向に沿った板状であり、平面において前記山留壁の幅方向に沿って設けられ、前記山留壁に側面が当接するように、鉛直方向に間隔を空けて複数段配置され、前記略鉛直方向に沿った地盤改良体は、前記略鉛直方向に沿った板状であり、平面において前記略水平方向に沿った地盤改良体から掘削部側に向かう方向に設けられ、前記山留壁の幅方向に間隔を空けて複数列配置され、前記略水平方向に沿った各地盤改良体の前記側面と反対側の側面に当接するように配置されることを特徴とする地盤の掘削方法である。

本発明では、山留壁に当接する略水平方向の地盤改良体を複数段に設けることにより、これらの地盤改良体によって山留壁を腹起こしのように偏り無く一律に支えることが可能となる。また、これらの地盤改良体に略鉛直方向の地盤改良体を組み合わせることにより、略水平方向の地盤改良体に加わる荷重を略鉛直方向の地盤改良体で支持でき、山留壁の変形抑制効果が高まり、地盤改良体の数量を大幅に削減できる。地盤改良体の数量を削減することで工費の削減につながるとともに、掘削が容易になって工期の短縮も可能となり、環境への影響も低減できる。

また、略水平方向の地盤改良体を平面において山留壁の幅方向に設けられた板状の部材とし、略鉛直方向の地盤改良体を平面において山留壁側から掘削部側に向かう方向に設けられた板状の部材とすることで、これら地盤改良体の組み合わせにより山留壁の変形を好適に抑制できる。さらに、略鉛直方向の地盤改良体を山留壁の幅方向に間隔を空けて複数配置し、支持層に達するように設けることで、略水平方向の地盤改良体に加わる荷重を略鉛直方向の地盤改良体によって好適に支持できる。

本発明によれば、山留壁の変形を抑制でき、且つ地盤改良体の数量を削減できる地盤改良構造等を提供できる。

地盤改良構造１を示す図 地盤改良構造１を示す図 地盤９の掘削方法を示す図 地盤９の掘削方法を示す図 地盤改良構造１ａを示す図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。

（１．地盤改良構造１）
図１、２は本発明の実施形態に係る地盤改良構造１を示す図である。図１（ａ）は地盤改良構造１の鉛直方向の断面を示し、図１（ｂ）は地盤改良構造１の水平方向の断面を示す。図１（ａ）は図１（ｂ）の矢印Ｂ−Ｂによる断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢印Ａ−Ａによる断面図である。図２は地盤改良構造１を示す斜視図である。図２において地盤９の図示は省略している。

地盤改良構造１は、山留壁３の掘削部側の地盤９に構築され、地盤９の掘削の進行に伴って山留壁３が周囲の土圧により掘削部側に変形するのを抑制するものである。本実施形態において、地盤９は軟弱地盤であるものとする。

地盤改良構造１は、略水平方向に沿った板状の部材である地盤改良体５と、略鉛直方向に沿った板状の部材である地盤改良体７を有する。これらの地盤改良体５、７は、従来と同様、例えば地盤９内で回転翼を回転させて固化材と地盤９を撹拌させる機械撹拌工法や、地盤９に挿入したロッド先端のノズルを回転しつつ、セメントミルクなどの固化材をノズルから周囲の地盤９にジェット噴射し、地盤９を固化させる高圧噴射工法、あるいは両工法の併用により形成できる。図１（ｂ）の１０は、上記の作業による地盤９の固化範囲の例を示す。例えば地盤改良体５の形成時には、地盤改良体５と山留壁３あるいは地盤改良体７とを密着させるため上記のジェット噴射を行うことが望ましい。

地盤改良体５は、鉛直方向に所定の間隔を空けて地盤９内に複数段（図の例では３段）配置される。最上段の地盤改良体５は地表から所定の深さに配置される。

地盤改良体７は、山留壁３の幅方向（図１（ｂ）の上下方向に対応する）に所定の間隔を空けて地盤９内に複数列（図の例では３列）配置される。地盤改良体７は地盤９の所定の深さまで設けられる。本実施形態では地盤改良体７の下端部が地盤９の支持層に達する。図１（ａ）、図２の点線Ｓはこの支持層の上端の位置を示したものである。支持層は地盤９の特性等によって異なるが、概ね、そのＮ値は少なくとも１０以上である。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態では地盤改良体５の水平面が略長方形状である。地盤改良体５は、水平面の長辺方向の一方の側面を山留壁３に当接させ、平面において山留壁３の幅方向に沿って腹起こし状に設けられる。長辺方向の反対側の側面は各地盤改良体７に当接する。

図１（ａ）に示すように、地盤改良体７の鉛直面も略長方形状となっている。地盤改良体７は、鉛直面の長辺方向の一方の側面を各地盤改良体５に当接させ、鉛直面の短辺を山留壁３側から掘削部側に向かう方向として配置される。すなわち、地盤改良体７は、平面において山留壁３側から掘削部側に向かう方向にバットレス状に設けられる。

（２．地盤９の掘削方法）
本実施形態では、地盤９を掘削する際に、まず図３（ａ）に示すように地盤９の掘削部の両側に山留壁３を設けるとともに、各山留壁３の掘削部側の地盤９に図１等で説明した地盤改良体５、７を形成し、地盤改良構造１を構築する。

そして、山留壁３の掘削部側の地盤９を掘削する。ここでは、まず図３（ｂ）に示すように最上段の地盤改良体５および地盤改良体７の上面の位置まで地盤９を掘削し、掘削部において、対向する位置にある両側の山留壁３の間に切梁１５を設置する。以降、地盤９は地盤改良体５、７とともに掘削する。図４（ａ）に示すように次の段の地盤改良体５の上面の位置まで掘削を行うと、先程の切梁１５の下に新たな切梁１５を同様に設置する。同様に、図４（ｂ）に示すように最下段の地盤改良体５の上面の位置まで地盤９の掘削を行い、新たな切梁１５を設置する。

このように、地盤９を一定深さ掘削するごとに切梁１５の設置を行い、地盤９を所定深さまで掘削する。地盤９の掘削中は、切梁１５と地盤改良構造１によって山留壁３の変形が抑制される。地盤９を所定深さまで掘削した状態を図４（ｃ）に示す。この後、切梁１５を撤去するとともに、掘削部の底面上に構造体を構築する。

このように、本実施形態によれば、山留壁３に当接する略水平方向の地盤改良体５を複数段に設けることにより、これらの地盤改良体５によって山留壁３を腹起こしのように偏り無く一律に支えることが可能となる。また、これらの地盤改良体５に略鉛直方向の地盤改良体７を組み合わせることにより、略水平方向の地盤改良体５に加わる荷重を略鉛直方向の地盤改良体７でバットレスのように支持でき、山留壁３の変形抑制効果が高まり、地盤改良体の数量を大幅に削減できる。地盤改良体の数量を削減することで工費の削減につながるとともに、掘削が容易になって工期の短縮も可能となり、環境への影響も低減できる。

また、地盤改良体５を平面において山留壁３の幅方向に設けられた板状の部材とし、地盤改良体７を平面において山留壁３側から掘削部側に向かう方向に設けられた板状の部材とすることで、これら地盤改良体５、７の組み合わせにより山留壁３の変形を好適に抑制することができる。また、地盤改良体７を山留壁３の幅方向に間隔を空けて複数配置し、支持層に達するように設けることで、略水平方向の地盤改良体５に加わる荷重を略鉛直方向の地盤改良体７によって好適に支持できる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、地盤改良体５、７の形状や配置は図１等で説明したものに限定されない。また図１等の例では略水平方向の地盤改良体５を３段に、略鉛直方向の地盤改良体７を３列に配置したが、地盤改良体５、７の数もこれに限らない。

また、地盤９も軟弱地盤に限らない。軟弱地盤でない地盤でも、長尺の山留壁３を設けて地下深くまで掘削を行うケースや、山留壁３が薄く低剛性となるようなケースにおいて本実施形態の地盤改良構造１を設けることで、山留壁３の変形を好適に抑制できる。

さらに、図５の地盤改良構造１ａに示すように、略鉛直方向に沿った板状の地盤改良体７ａを、対向する位置にある両山留壁３の掘削部側の地盤改良体５を接続するように配置してもよい。地盤改良体７ａの鉛直面は略長方形状であり、短辺方向の両側面が各地盤改良体５にそれぞれ当接する。

図示は省略するが、地盤改良体７ａは前記の地盤改良体７と同様、山留壁３の幅方向に所定の間隔を空けて複数列配置される。また地盤９の掘削方法も前記したものと同様である。この例では、地盤改良体７ａが地盤改良体５に加わる荷重を切梁のように支持し、地盤改良体７ａは必ずしも地盤９の支持層まで根入れしなくてもよい。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ；地盤改良構造
３；山留壁
５、７、７ａ；地盤改良体
９；地盤
１５；切梁

Claims (4)

1. 山留壁の掘削部側の地盤に構築される地盤改良構造であって、
   略水平方向に沿った地盤改良体と、
   略鉛直方向に沿った地盤改良体と、
   を具備し、
   前記略水平方向に沿った地盤改良体は、前記略水平方向に沿った板状であり、平面において前記山留壁の幅方向に沿って設けられ、前記山留壁に側面が当接するように、鉛直方向に間隔を空けて複数段配置され、
   前記略鉛直方向に沿った地盤改良体は、前記略鉛直方向に沿った板状であり、平面において前記略水平方向に沿った地盤改良体から掘削部側に向かう方向に設けられ、前記山留壁の幅方向に間隔を空けて複数列配置され、前記略水平方向に沿った各地盤改良体の前記側面と反対側の側面に当接するように配置されたことを特徴とする地盤改良構造。
2. 前記略鉛直方向に沿った地盤改良体の下端部が、地盤の支持層に達することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良構造。
3. 前記略鉛直方向に沿った地盤改良体は、対向する位置にある両山留壁の掘削部側に設けられる前記略水平方向に沿った地盤改良体を接続するように配置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の地盤改良構造。
4. 山留壁の掘削部側の地盤を掘削する掘削方法であって、
   地盤に山留壁を設けるとともに、前記山留壁の掘削部側の地盤に、略水平方向に沿った地盤改良体と、略鉛直方向に沿った地盤改良体とを形成する工程と、
   前記山留壁の掘削部側の地盤を、前記地盤改良体とともに掘削する工程と、
   を具備し、
   前記略水平方向に沿った地盤改良体は、前記略水平方向に沿った板状であり、平面において前記山留壁の幅方向に沿って設けられ、前記山留壁に側面が当接するように、鉛直方向に間隔を空けて複数段配置され、
   前記略鉛直方向に沿った地盤改良体は、前記略鉛直方向に沿った板状であり、平面において前記略水平方向に沿った地盤改良体から掘削部側に向かう方向に設けられ、前記山留壁の幅方向に間隔を空けて複数列配置され、前記略水平方向に沿った各地盤改良体の前記側面と反対側の側面に当接するように配置されることを特徴とする地盤の掘削方法。

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