JP7012290B2 - 改良地盤の改良効果の評価方法 - Google Patents

Description

この発明は、改良地盤の改良効果の評価方法、特に、地盤改良工において、支持地盤上の改良地盤の強度または剛性を簡易かつ短時間に評価することができる、改良地盤の改良効果の評価方法に関するものである。

軟弱地盤上に、鉄道構造物等の構造物を構築するには、地盤改良工を実施する必要がある。この場合、地盤改良工を実施した後の改良地盤の改良効果を評価する必要がある。

図５に示すように、地盤改良工として、支持地盤１上の改良対象層２に複数本の改良杭３を施工した場合には、所定の改良杭３から試験材５をサンプリングし、この試験材５に対して、室内で一軸圧縮試験や三軸試験を行って改良地盤の強度を評価、または現地でボーリング孔を用いたＰＳ検層等を行って改良地盤の剛性を評価していた。

上述したように、支持地盤１上の改良対象層２に改良杭３を施工して、地盤改良を行った場合の改良地盤の改良効果の評価は、所定の改良杭３から試験材５をサンプリングし、この試験材５毎に強度試験を行うか、または現地でのＰＳ検層等を行う必要があったので、多大な費用と時間を要していた。

このようなことから、地盤改良工において、支持地盤上の改良地盤の強度または剛性を簡易かつ短時間に評価することができる、改良地盤の改良効果の評価方法の開発が望まれているが、かかる方法は、まだ提案されていないのが現状である。

従って、この発明の目的は、地盤改良工において、改良地盤の強度または剛性を簡易かつ短時間に評価することができる、改良地盤の改良効果の評価方法を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。

請求項１に記載の発明は、支持地盤上の改良地盤の改良効果の評価方法であって、地盤改良前後において、地表面の同じ観測位置で、支持地盤の深度が既知の基準点と、前記基準点と間隔をあけた観測地点との同時の常時微動観測を複数セット行い、前記常時微動観測による常時微動波形から、各観測セットにおける前記基準点からのフーリエスペクトル比を求めて、地盤改良前後の前記フーリエスペクトル比に見られるピーク周期差を求め、別途実施した数値解析結果に基づいて、地盤改良前後の前記ピーク周期差から前記改良地盤の改良効果を評価することに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記数値解析結果は、下記（１）式、
ΔＨ＝ΔＴ・Ｖｓ／α --- （１）
但し、（１）式において、
ΔＨ：支持地盤の深度差、
ΔＴ：ピーク周期差、
Ｖｓ：改良地盤の剛性、
α：定数、
に基づいて求めることに特徴を有するものである。

この発明によれば、地盤改良工において、支持地盤上の改良地盤の強度または剛性を簡易かつ短時間に評価することができる。

２観測地点同時の常時微動観測の基本原理説明図である。 フーリエスペクトル比を示すグラフである。 数値解析結果に基づくピーク周期差と支持地盤の深度差との関係を示すグラフである。 この発明による、改良地盤の改良効果の評価方法を示す断面図である。 改良杭による地盤改良法を示す断面図である。

この発明の、改良地盤の強度評価方法の基本原理を、図面を参照しながら説明する。

図１は、２観測地点同時の常時微動観測の基本原理説明図、図２は、フーリエスペクトル比を示すグラフ、図３は、数値解析結果に基づくピーク周期差と支持地盤の深度差との関係を示すグラフである。

この発明の、改良地盤の強度評価方法は、図１に示すように、支持地盤１上の、改良前の地盤、すなわち、改良対象層２の地表面における基準点Ｐと、基準点Ｐと間隔をあけたＡ観測地点とに微動計４を設置して、基準点ＰとＡ観測地点とにおける常時微動を同時観測する。なお、基準点Ｐにおける支持地盤１の深度は、既知である。

次に、基準点Ｐと間隔をあけたＢ観測地点とに微動計４を設置して、基準点ＰとＢ観測地点とにおける常時微動を同時観測する。すなわち、地盤改良前における地表面において基準点Ｐと同時の常時微動観測を２セット行う。

次に、常時微動観測による常時微動波形から、２セットの各々のセットにおける基準点Ｐからのフーリエスペクトル比を求めて、２セットのフーリエスペクトル比に見られるピーク周期差ΔＴ_１を求める（図２参照）。

次に、数値解析式に基づいて、ピーク周期差ΔＴ_１からＡ観測地点とＢ観測地点間の支持地盤の深度差ΔＨ_１を求める（図３参照）。

ここで、数値解析式は、下記（１）式からなっている。

ΔＨ_１＝ΔＴ_１・Ｖｓ_１／α --- （１）
但し、（１）式において、
ΔＨ_１：地盤改良前の支持地盤の深度差、
ΔＴ_１：地盤改良前のピーク周期差、
Ｖｓ_１：地盤改良前の改良地盤の剛性、
α：定数。

次に、地盤改良後において、地盤改良前と同じ地表面の観測位置で、地盤改良前と同じ方法により、下記（２）式により、ピーク周期差ΔＴ_２からＡ観測地点とＢ観測地点間の支持地盤の深度差ΔＨ_２を求める。

ΔＨ_２＝ΔＴ_２・Ｖｓ_２／α --- （２）
但し、（２）式において、
ΔＨ_２：地盤改良後の支持地盤の深度差、
ΔＴ_２：地盤改良後のピーク周期差、
Ｖｓ_２：地盤改良後の改良地盤の剛性、
α：定数。

地盤改良前後における深度差ΔＨ_１と深度差ΔＨ_２とは、観測地点が同じであるので、等しく、地盤改良後のピーク周期差ΔＴ_２は、地盤改良前のピーク周期差ΔＴ_１に比べて小さい（ΔＴ_２＜ΔＴ_１）結果、改良後の地盤の剛性Ｖｓ_２は、改良前の地盤の剛性Ｖｓ_１より大きい（Ｖｓ_１＜Ｖｓ_２）。すなわち、地盤改良により、Ａ観測地点とＢ観測地点の地盤の剛性が地盤改良前に比べて、ΔＶｓだけ高まったことが分かる。また、比較的一様性の高い改良地盤では、剛性と強度に良好な相関関係があり、地盤の剛性から地盤強度を推定することができる。

この発明により、実際に、改良杭による地盤の改良効果を評価するには、図４に示すように、所定の改良杭３に微動計４を設置して常時微動観測を行い、地盤改良前の同じ観測位置での常時微動観測の結果と比較することによって、地盤の改良効果を評価することができる。

以上、説明したように、この発明によれば、常時微動観測を行うことによって、地盤改良工における改良地盤の改良効果を、サンプリングでの強度試験やボーリング孔を利用したＰＳ検層を行う場合に比べて、簡易かつ短時間に評価することができる。

１：支持地盤
２：改良対象層
３：改良杭
４：微動計
５：試験材

Claims (2)

1. 支持地盤上の改良地盤の改良効果の評価方法であって、地盤改良前後において、地表面の同じ観測位置で、支持地盤の深度が既知の基準点と、前記基準点と間隔をあけた観測地点との同時の常時微動観測を複数セット行い、前記常時微動観測による常時微動波形から、各観測セットにおける前記基準点からのフーリエスペクトル比を求めて、地盤改良前後の前記フーリエスペクトル比に見られるピーク周期差を求め、別途実施した数値解析結果に基づいて、地盤改良前後の前記ピーク周期差から前記改良地盤の強度および剛性を評価することを特徴とする、改良地盤の改良効果の評価方法。
2. 前記数値解析結果は、下記（１）式、
   ΔＨ＝ΔＴ・Ｖｓ／α --- （１）
   但し、（１）式において、
   ΔＨ：支持地盤の深度差、
   ΔＴ：ピーク周期差、
   Ｖｓ：改良地盤の剛性、
   α：定数、
   に基づいて求めることを特徴とする、請求項１に記載の、改良地盤の改良効果の評価方法。

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