JPH04153406A - 地盤改良工法 - 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］ 本発明は、柱状の固結体を軟弱地盤中に形成すす る地盤改良工法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の軟弱地盤の改良工法としては、対象地盤
に撹拌翼を回転させつつ貫入および引き抜きを行い、そ
の際地盤中に化学的安定材を供給して、地盤内で切削さ
れた土砂と化学的安定材とを撹拌混合することにより柱
状の固結体を形成する方法が知られている。

すなわちこの地盤改良工法は、施工機の撹拌部分の先端
に取り付けた掘削翼によって地盤を掘進しつつ、掘削翼
近傍に設けた小孔から化学的安定材を供給し、この供給
した化学的安定材と掘削した土とを撹拌翼により地盤内
で撹拌混合するもので、所定の深さに達した後に、撹拌
混合しながら引き抜きを行い、柱状の固結体を地盤中に
形成する方法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の工法においては以下に述べる不都
合がある。

（１）　　掘削した土が塊のまま撹拌翼と一緒に回転す
る、いわゆる共回り現象が起こると、土と化学的安定材
との間で十分な撹拌混合が行われず、形成される固結体
に必要とされる強度が得られない。

（２）対象地盤の支持層が深く、支持層に至るまで改良
していない場合、地中に形成された柱状の固結体に作用
する荷重あるいは固結体の自重により、固結体の下の層
に圧密沈下が生じ、固結体」二の建物等に不同沈下が生
じる。

（３）砂地盤における施工時に、砂が締まることにより
、撹拌翼および掘削翼からなる撹拌部が地盤中で作動せ
ず封じ込められることがある。

（４）施工にあたり、掘削土と化学的安定材とを均質に
混合するためには、長時間かけて混合する必要があり、
そのため施工時間が長期化する。

［課題を解決するだめの手段〕 そこでこの発明では、化学的安定材を供給するに際し、
該化学的安定材とともに径が０　、　Ｉ　ｍｍ以下の気
泡を供給するか、もしくは、該化学的安定材として、予
め化学的安定材に径が０　、１　ｍｍ以下の気泡を混入
せしめたものを地盤中に供給することで掘削された土と
地盤内で撹拌混合し、これにより地盤中に柱状の固結体
を形成するようにして上記課題を解決した。

［作用　］ この発明によれば、地盤中に供給する気泡のベアリング
効果によって特に粘性の高い地盤の場合にｎ１１削した
土の流動性が大きくなり、これによ１）で掘削した土が
良くほぐれて塊のまま撹拌翼と緒に回転する共回り現象
が生じにくくなり、よって掘削された土と化学的安定材
との間の撹拌混合が１−分に行えるようになる。また、
気泡の効果で掘削した土の流動性が高くなることから、
掘削・混合する際に掘削翼に作用する負荷が減少する。

さらに、気泡の供給量を調整することにより、柱状固結
体の単位体積重量を自由に調整できるようになる。

［実施例］ 以下、本発明の地盤改良工法について詳しく説明する。

第１図はこの発明地盤改良工法の一実施例を説明するた
めの図であって、第１図中符号１は施工機ｌである。こ
の施工機ｌは、先端に取り付けた撹拌翼２を対象地盤３
へ回転させながら貫入および引き抜きを行うものである
。撹拌翼２は回転機構（図示路）によって回転可能に構
成されたもので、その下端部に掘削翼４を設け、また掘
削翼４の近傍に化学的安定材の吐出孔（図示路）と気泡
供給孔（図示路）とをそれぞれ開口せしめたものである
。

掘削翼４は、撹拌翼２の回転に伴われて回転し、これに
より対象地盤３を掘削して撹拌翼２の対象地盤３への貫
入および引き抜きを可能にするものである。

撹拌翼２に設けられた吐出孔は、撹拌翼２の地上側にて
ポンプ等からなる化学的安定材の供給手段（図示路）に
接続されており、これによって化学的安定材は吐出孔よ
り対象地盤３中の掘削穴内に吐出されるようになってい
る。ここで、化学的安定材としては、石灰系やセメント
系などのものが用いられ、特にセメント系同化材（例え
ば住友セメント株式会社製、タフロック３型［商品名］
）か好適に用いられる。

また、気泡供給孔は、やはり撹拌翼２の地」―側にてポ
ンプ等からなる気泡の供給手段（図示路）に接続されて
おり、これによって気泡は気泡供給孔より対象地盤３中
の掘削穴内に上記化学的安定材とともに供給されるよう
になっている。ここで、供給する気泡としては径がＯ、
Ｉ　ｍｍ以下の微細なものとされる。すなわち、径が０
　、　Ｉ　ｍｍを越えると該気泡を化学的安定材に均質
に混入することが困難になり、また混入した後には独立
気泡として存在してしまい、形成される固結体の強度が
損なわれるからである。

このような構成の施工機１により地盤を改良するには、
対象地盤３中に撹拌翼２を回転させることによって貫入
し、その際、吐出孔から化学的安定材を、また気泡供給
孔から気泡をそれぞれ所定の比率となるよう対象地盤３
中に供給する。すると、この状態で撹拌翼２により掘削
土と化学的安定材および気泡とが機械的に撹拌混合され
、柱状の固結体５が対象地盤３中に形成される。

さらに、このようにして柱状の固結体５を形成した後も
、撹拌翼２を回転させつつ対象地盤３から引き抜き、そ
の際、貫入時と同様に吐出孔から化学的安定材を、また
気泡供給孔から気泡をそれぞれ対象地盤３中に供給する
ことにより、柱状の固結体をさらに成長させる。

このような地盤改良工法にあっては、対象地盤３中に供
給する気泡のベアリング効果により、特に粘性の高い地
盤の場合に掘削した土の流動性を大きくし、これにより
掘削した土を良くほぐして共回り現象を生じに＜＜シ、
これによって掘削した土と化学的安定材との間の撹拌混
合を十分に行えるようにして、均質で十分な強度を有す
る固結体５を形成することができる。

また、気泡の効果で掘削した土の流動性を高くすること
ができることから、掘削・混合する際に掘削翼２および
掘削翼４に作用する負荷を減少せしめることができ、よ
って撹拌翼の回転数および掘削する速度を大きくするこ
とができて、気泡が入らない場合に比べて施工時間を大
幅に短縮することができ、しかも均質な固結体５を形成
することができる。

さらに、気泡の供給量を調整することにより、柱状固結
体５の単位体積重量を自由に調整できることかでき、よ
って圧密沈下が生じる可能性がある地盤の場合に、気泡
の供給量を増加して固結体５の単位体積重量を小さくす
ることにより、固結体５の下層の圧密沈下を防止するこ
とができる。

なお、上記実施例では、撹拌翼２に化学的安定材を吐出
供給する吐出孔とは別に気泡供給孔を設け、化学的安定
材と気泡とをそれぞれ別に供給してこれらを撹拌翼２に
より対象地盤３中にて混合するようにしたが、本発明は
これに限定されることなく、予め化学的安定材に径が０
　、１　ｍｍ以下の気泡を所定量混入せしめてこれを化
学的安定材とし、この気泡混入後の化学的安定材を撹拌
翼２より対象地盤３中に供給するようにしてもよい。

（実験例１） 化学的安定材としてタフロック３型（住友セメント株式
会社製）を用い、また気泡として平均径が０．０１ｍｍ
のものを用い、これらと土とを撹拌混合し、その直後の
土のフロー値と気泡混入率との関係を調べ、第２図に示
した。ここで、気泡混入率は掘削した土の体積に対する
気泡の体積の比で表し、またフロー値は気泡混入率０％
のときの値に対する比で表した。なお、このときの土に
対する化学的安定材の量は、土１００重量部に対して化
学的安定材１０重量部である。

第２図に示した結果より、化学的安定材による処理後の
土は、気泡混入率が大きくなるにつれてそのフロー値が
大きくなり、よって気泡のベアリング効果により掘削し
た土の流動性が大きくなることが確認された。そして、
このように土の流動性が大きくなることから、気泡混入
率が大きくなるに連れて土は撹拌しやすくなり、共回り
現象が生じにくくなることが推察される。

（実験例２） 実験例１で用いた化学的安定材と気泡と土とを用い、ま
た第１図に示した撹拌翼２を用いて実施例の手順にした
がい、気泡混入率を変化させて地盤改良を行った。

そして、このときの掘削・混合時における掘削翼および
撹拌翼に作用する負荷トクルと気泡混入率との関係を調
べ、その結果を第３図に示した。

ここで、負荷トルクの値については、気泡混入率０％の
ときの値に対する比で表した。

第３図より、気泡混入率が大きくなるに連れて負荷トク
ルが小さくなり、よって掘削上の流動性が大きくなるこ
とによって負荷トクルが減少することが確認された。

この結果より、気泡を混入することによって従来と同一
のエネルギーにより、撹拌翼２の回転数および掘削速度
を増加させることかできることが判明した。

（実験例３） 実験例Ｉで用いた化学的安定材と気泡と」−とを用い、
気泡混入率を変化させて作製した固結体のコア試供体（
材令２８日）における単位体積重量を調へ、得られた単
位体積重量と気泡混入率との関係を第４図に示した。こ
こで、単位体積重量は気泡混入率０％のときの値に対す
る比で表した。

第４図より、気泡混入率が大きくなるに連れて固結体の
単位体積重量が小さくなることが確認された。

この結果より、気泡混入率を変化させることによって固
結体の単位体積重量を自由に調整することが可能であり
、よって圧密沈下の可能性のある地盤では気泡の供給量
を増すことにより、固結体の単位体積重量を小さくして
圧密沈下を大幅に低減できることが判明した。

（実験例４） 実験例１で用いた化学的安定材と気泡と土とを用い、気
泡混入率を変化させて作製した固結体のコア試供体（材
令２８日）における−軸圧縮強さを調べ、得られた固結
体の一軸圧縮強さと気泡混入率との関係を第５図に示し
た。ここで、−軸圧縮強さの値は気泡混入率０％のとき
の値に対する比で表した。

第５図より、気泡混入率が１０％程度までは、−軸圧縮
強度が増加することが判明した。これは、気泡混入率の
増加に伴って掘削土の流動性か増したため十分な撹拌混
合がなされ、これにより強度が増加したものと推察され
る。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の地盤改良工法（Ｊ、対象
地盤中に撹拌翼を回転させて貫入および引き抜いて行う
に際し、化学的安定材とともに径が０１ｍｍ以下の気泡
を供給するか、もしくは、該化学的安定材として、予め
化学的安定材に径が０　、　ｌ　ｍｍ以下の気泡を混入
せしめたものを地盤中に供給するものであるから、以下
の優れた効果を奏する。

（＋）　　対象地盤中に供給する気泡のベアリンク効果
により、特に粘性の高い地盤の場合に掘削した土の流動
性が大きくなり、これにより掘削した−１−が良くほぐ
れて共回り現象が生じにくくなり、よって掘削した土と
化学的安定材との間の撹拌混合が十分に行えるようにな
って、均質で十分な強度を有する固結体の形成が可能に
なる。

（２）また、気泡の効果で掘削した土の流動性を高める
ことができることから、掘削・混合する際に撹拌翼に作
用する負荷を減少せしめることができ、よって撹拌翼の
回転数および掘削する速度を大きくすることができて、
気泡が入らない場合に比べて施工時間を大幅に短縮する
ことができ、これにより工期の短縮およびコストダウン
を図ることができる。

（３）掘削した土の流動性が大きくなり、化学的安定材
と掘削された土との撹拌混合を十分行うことができるの
で、施工」二のｌ・ラブルもなく安定した施工ができる
。

（４）気泡の供給量を調整することにより、柱状固結体
の単位体積重量を自由に調整できることができ、よって
圧密沈下が生しる可能性がある地盤の場合に、気泡の供
給量を増加して固結体の単位体積重量を小さくすること
により、圧密沈下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係る図であって、第１図
は本発明の施工方法の一例を説明するための図、第２図
は処理後の土のフロー値と気泡混入率との関係を示すグ
ラフ、第３図は施］二機の回転に対する負荷トクルと気
泡混入率との関係を示すグラフ、第４図は気泡混入率を
変化させて作製した固結体のコア試供体（材令２８日）
におけろ単位体積重量と気泡混入率との関係を示すグラ
フ、第５図は気泡混入率を変化させて作製した固結体の
コア試供体（材令２８日）における−軸圧縮強さと気泡
混入率との関係を示すグラフである。 １・・・・・・施工機、２・・ ・撹拌翼、３・・・・・・対象地盤、 ５・・・・固結体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 対象地盤中に撹拌翼を回転させて貫入および引き抜いて
   行うに際し、地盤中に化学的安定材を供給しつつ、地盤
   内で掘削された土と化学的安定材とを上記撹拌翼により
   機械的に撹拌混合し、柱状の固結体を地盤中に形成する
   地盤改良工法において、 上記化学的安定材を供給するに際し、該化学的安定材と
   ともに径が０．１ｍｍ以下の気泡を供給するか、もしく
   は、該化学的安定材として、予め化学的安定材に径が０
   ．１ｍｍ以下の気泡を混入せしめたものを地盤中に供給
   することを特徴とする地盤改良工法。