JPH0214488B2 - - Google Patents

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
よつて抜き取つ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つて荷重をかけ粘性
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、砂や紙だけでなく盛土を必ず必要とし施工
が面倒な欠点があつた。 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し、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つても地
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
のみによつ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
つくことではなかつた。 〔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、前記柱がその間の粘
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つ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が一
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のピツチと太さでコントロールすることができ
る。６は表土（サンドマツト等）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
ールが好適であつて、その中の１つであるビニー
ルアルコール−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1600G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つた。 内径60mm、高さ60mmの円筒状のアクリル樹脂製
容器中に陸上土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20mm、高さ60
mm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。

【表】

〔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
より遥かに大きい容積の粘性土から吸水する能力
を有し、したがつ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。

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つて粘性土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。