JPH01158108A - 軟弱粘性土地盤の改良工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多量の水分を含む軟弱粘性土地盤の水分を
高吸水性高分子材料の柱に吸水させて強固な地盤にする
地盤の改良工法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、軟弱粘性土中に含まれる水をドレーンによって抜
き取って粘性土を高密度化することにより地盤を強化す
る軟弱粘性土地盤の改良工法として、軟弱粘性土地盤中
に多数の砂杭を打設してドレーンとし地盤上に盛土を行
って荷重をかけ粘性土からドレーンへ水を絞り出して排
水するサンドドレーン工法や砂杭の代わりに紙を用いる
ペーパードレーン工法などが知られているが、これらの
工法は粘性土からの排水に２〜３か月の長期間を要し、
砂や紙だけでな（盛土を必ず必要とし施工が面倒な欠点
があった。

また、軟弱粘性土地盤中に生石灰のような吸水膨張性組
成物をパネル状に打設じ、生石灰等の水和による発熱と
膨張により周囲の地盤を圧縮し含有水を蒸発させる方法
が知られている（特開昭５０−７８１０９号公報参照）
が、この方法では生石灰等の吸水による膨張は少なく含
有水が多量な地盤の場合は発熱による含有水の蒸発作用
によっても地盤中の含有水を十分排水することができず
、そのた゛め生石灰等のパネルを高密度に打設する必要
があるので材料費と工費が著しく高価となり、かつ吸水
能が低いため地盤の排水完了までに長期間を要する欠点
があり、その作用も生石灰等の吸水による膨張により周
囲の地盤を圧縮し水和による発熱により含有水を蒸発さ
せるものであり、高吸水性高分子材料が吸水してその水
分を貯留することのみによって地盤中から水分を取除く
ものではなく、さらに１０００倍近く吸水して膨潤する
高吸水性高分子粉粒体を非水系液体と混合してスラリー
とし、これを地盤中に注入する漏水防止法が知られてい
る（特開昭５８−１９１８１１号公報参照）が、この方
法は高吸水性高分子粉粒体を地盤内の地下水が流れ易い
間隙内に入り込ませた後吸水して膨潤させることにより
トンネル工事等の漏水を防止するようにしたもので、そ
の目的が地盤中から水分を取除くものとは全く異なるも
ので、この方法からは軟弱粘性土地盤を改良する技術思
想は到底考えつくことではなかった。

〔発明の目的〕

この発明は、前記の従来の方法の欠点に鑑みなされたも
ので、この発明の目的は盛土による載荷重を必要とせず
、きわめて短期間に排水を完了する軟弱粘性土地盤の改
良工法を提供することである。

〔発明の構成〕

前記の目的を達成するためのこの発明の構成は、軟弱粘
性土地盤中に間隔を置いて高吸水性高分子材料の柱を多
数立設し、前記柱力５その間の粘性土の水分を吸水して
膨潤し、その内部に水分を貯留することのみによって粘
性土中の水分を低減するようにした軟弱粘性土地盤の改
良工法からなるものである。

〔実施例〕

この発明の好適な実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、軟弱粘性土地盤（１）に間隔を置いて
多数の柱孔（２）を設け、この柱孔（２）に高吸水性　
　　　゛高分子材料（３）を充填する。この高吸水性高
分子材料（３）は粉粒体のほか袋詰め粉粒体、シート状
体または固形化した柱状体を使用してもよい。この場合
、固形化した材料は、あらかじめ削孔することなくガイ
ドとともに圧入した後ガイドを引き抜くようにして設置
すればよい。前記の高分子材料（３）は高吸水性である
ので高吸水性高分子材料の柱（４）の周囲の粘性土（５
）中の水分を吸収し、第２図に示すように高吸水性高分
子材料（３）自身が膨潤することにより周囲の粘性土（
５）を圧縮するため粘性土（５）中の水分が絞り出され
高吸水性高分子材料（３）が−層吸水しやすくなる。吸
水された水分は高吸水性高分子材料（３）の高い保水性
により柱（４）内に保留され、吸水された粘性土（５′
）へ再吸収されることはない。このように粘性土（５）
中の水分は高吸水性高分子材・料の柱（４）に吸収され
粘性土（５）自体の水分を低減させることができるので
粘性土（５）の強度を向上させ軟弱粘性土地盤（１）を
改良することができる。なお、高吸水性高分子材料の柱
（４）に吸収された水はそのまま放置してもよいし、こ
れにセメントや石灰を混練してもよい。得られる地盤（
１）の強度とそれに必要な時間は高吸水性高分子材料の
柱（４）のピッチと太さでコントロールすることができ
る。（６）は表土（サンドマント等）で必要に応じて用
いるものである。

上記の高吸水性高分子材料とは、軟弱粘性土と高吸水性
高分子材料とを接触させたときに軟弱粘性土から高吸水
性高分子材料へ水分の移動を生じさせる機能を有するも
のであり、天然または合成の有機高分子化合物またはそ
の改質物であり、例えばポリビニルアルコール、ポリエ
チレンオキシド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアク
リル酸カリウム、ポリアクリルアミド、カルボキシメチ
ルセルロース、ビニールアルコール−アクリル酸ナトリ
ウム共重合体、ビニールアルコール−アクリル酸カリウ
ム共重合体、ビニールアルコール−アクリルアミド共重
合体もしくはこれらの重合体のジクロル酢酸またはエピ
クロルヒドリンその他の架橋剤による架橋物、またはこ
れらの重合体の一部親水性基を置換したものなどが挙げ
られる。

また、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸エステル
などの部分加水分解物やポリスチレンのスルホン化物、
でん粉、アクリルニトリル、メタアクリレートなどのグ
ラフト共重合体などおよびこれらの高吸水性高分子材料
にベントナイトなどの無機質膨潤性材料を加えたもの、
改質スラグなどの無機質吸着材料を加えたものも含まれ
るが、特にビニールアルコール−アクリル酸カリウム共
重合体、ビニールアルコール−マレイン酸エステル共重
合体、アクリル酸塩グラフトでん粉、ビニールアルコー
ル−アクリル酸ナトリウム共重合体、架橋ポリアクリル
酸塩、変性ポリビニールアルコールが好適であって、そ
の中の１つであるビニー゛ルアルコールーアクリル酸カ
リウム塩の性状は次のとおりである。

第３図は蒸溜水についての初期吸水能力を示すもので、
樹脂の重量の９００倍の重量の吸水能を有している。第
４図は１％の食塩水についてのものであり吸水能は９０
倍で蒸溜水の場合の１／１０に低下する。また、第５図
は保水効果を示すもので遠心分離器で１５分間１６００
Ｇに加圧してもその吸水能に殆んど変化がなく優れた保
水性を有している。

この樹脂を粘性土中に樹脂柱として設置した場合につい
て次のような試験を行った。

内径６０ｍ、高さ６０鶴の円筒状のアクリル樹脂製容器
中に陸上上および海成粘土を充填しその中心部に高吸水
性高分子材料として直径２０龍、高さ６０鶴の円柱状ビ
ニルアルコール・アクリル酸カリウム塩を挿入した供試
体を作り、含水比とせん断強さを試験した。その結果は
第１表および第２表に示すとおりである。

〔発明の効果〕

この発明は、前記の構成からなるので、従来のドレーン
工法におけるように盛土による載荷重の必要がなく１週
間程度のきわめて短期間に排水を完了するので工期が大
幅に短縮できるうえ、土構造や建築物の基礎にも十分耐
える地盤とすることができ、また材料が高吸水性である
ので砂杭やペーパー帯に比べて高吸水性高分子材料の柱
の容積より迩かに大きい容積の粘性土から吸水する能力
を有し、したがって単位容積当りの高吸水性高分子材料
の量が少くてすみ材料費が節約でき、さらに従来必要と
された砂は不要であり工場で製造された材料を用いるの
で清潔で身軽な工事が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の実施例を示すもので、
それぞれ縦断説明図、第３図〜第５図はそれぞれ高吸水
性高分子材料の性能を示すグラフである。 （１）・・・軟弱粘性土地盤、（３）・・・高吸水性高
分子材料、（４）・・・高吸水性高分子材料の柱、（５
）・・・粘性土。 代理人　弁理士　　坂　井　　　清 第１図 第２図 第３図 遺・ひ　：’ｊ　（Ｇ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、軟弱粘性土地盤（１）中に間隔を置いて高吸水性高
   分子材料の柱（４）を多数立設し、前記柱（４）がその
   間の粘性土（５）の水分を吸水して膨潤し、その内部に
   水分を貯留することのみによって粘性土（５）中の水分
   を低減するようにした軟弱粘性土地盤の改良工法。