JPH0711132B2 - 地盤安定化工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、地盤改良を伴う大規模な斜面や山留掘削地
盤において、地盤の止水改良と共に滑りや揚水圧による
盤膨れを防止するための地盤安定化工法に関するもので
ある。

「従来の技術」 近年の掘削工事においては、山留の安定性や経済性の向
上、ヒービングや盤ぶくれの防止、あるいは止水等を目
的として地盤改良を併用する事例が増大している。

「発明が解決せんとする問題点」 特に深い掘削工事において従来のように地盤改良単独で
地盤安定化を図る場合には、掘削の進行に伴って地盤改
良体底部に作用する剪断力や揚水圧によるアップリフト
が増大し、改良体の膨れ上り、変形、ベース破壊の危険
性など多くの工学的問題が提起され、また改良体に作用
するアップリフトのため、改良体には剪断力や引張力が
作用し、これらの応力を許容範囲内に抑えるためには、
改良体の厚さが極めて大となり、工事費が膨大なものと
なるなどの問題があった。

また、従来のアンカー工法においてはボーリング等の削
孔タイプであるため能率が悪く、従って工費も高くなる
という問題があった。

「問題点を解決するための手段」 この発明は前記従来の課題を解決するために、滑りや盤
膨れが予想される地盤改良を伴う大規模掘削地盤中に、
固化材躯体７に引張材８を埋設一体化してなる多数の柱
状のアースアンカー体１を堅固な定着地盤２まで根入れ
して設置すると共に、前記アースアンカー体１の上部周
辺における掘削床付部を薄く地盤改良３して前記アース
アンカー体１に一体化するようにした地盤安定化工法を
提案するものである。

「作用」 掘削する前の地盤中に、固化材躯体７に引張材８を埋設
一体化してなる安価なアースアンカー体１を堅固な定着
地盤２まで根入れして定着させることにより、このアー
スアンカー体１の付着抵抗によって地盤を拘束して安定
化することができると共に、このアンカー体１と一体化
した改良地盤３を掘削床付部に造成することにより、掘
削工事に際して改良地盤３の変形を確実に抑制し、山留
の安定性を向上させることができ、しかもアースアンカ
ー体１の抵抗により改良地盤３を支持ので、この改良厚
を薄くすることができ、地盤改良に要する工費を大幅に
削減することが可能となる。

「実施例」 以下この発明を図面に示す実施例について説明すると、
この発明は大規模な掘削工事を行う地盤が、透水性の悪
い粘性土層などの下層に透水性の良い砂礫層などを有
し、下層から揚水圧が作用する地盤、或いは滑りや盤膨
れが予想される地盤であって、掘削に伴って床付部に地
盤の止水改良を行う場合に適用するもので、先ずこの掘
削地盤中に多数のアースアンカー体１を浮き上りの影響
の少ない堅固な定着地盤２まで根入れして掘削床付部に
かけて鉛直に設置し、床付部の周辺に地盤改良３を施し
てこれにアースアンカー体１の上端部を一体化し、この
状態で地盤改良した床付部上の地盤を掘削する。

このアースアンカー体１及び地盤改良の施工法として
は、例えば第２図（ａ）に示すように掘削予定地盤に予
めケーシングパイプ４を圧入し、その先端部を堅固な定
着地盤２に定着する。

この場合、定着地盤２においてはケーシングパイプ４の
内部又は外部に配した送水管５により先端から水ジェッ
トを噴射し、周辺を切削しながら打ち込み又は圧入す
る。

次に、第２図（ｂ）に示すようにこのケーシングパイプ
４内に先端に高圧噴射ノズルを設けた注入管６を挿入
し、第２図（ｃ）に示すようにケーシングパイプ４及び
注入管６を引き上げながらモルタル、セメントペース
ト、コンクリート等のスラリー系固化材７を充填する
（高圧噴射ノズルは用いない）。

このようにしてケーシングパイプ４を注入管６と掘削床
付部まで引き上げた後、第２図（ｄ）に示すように注入
管６の先端の高圧噴射ノズルにより高強度の固化材７′
を高圧で噴射し、周辺の土砂を深層混合して地盤改良を
行い、厚さの薄い高強度の改良地盤３を造成する。

このようにして固化材７の充填及び地盤改良の施工後、
固化材７及び固化材７′によるソイルコンクリートが硬
化する前に、第２図（ｅ）に示すように固化材７及び改
良地盤３中に鉄筋或いは型鋼等の引張材８を挿入し、硬
化した固化材７中に引張材８が埋設一体化された柱状の
アースアンカー体１を造成し、これと改良地盤３とを定
着一体化させる。

上記第２図（ａ）〜（ｅ）の工程を掘削予定地盤全体に
わたって近接して行い、床付部の改良地盤３と一体化し
た多数のアースアンカー体１を設置する。

このようにして定着地盤に先端部を定着した多数のアー
スアンカー体１により掘削地盤下層の浮き上がりを拘束
し、下層地盤を安定化させると共に、アースアンカー体
１の上端部に一体化して安定化した改良地盤３により床
付部を止水及び固結強化した状態において、第２図
（ｆ）に示すように改良地盤３上の地盤を掘削し、周囲
を斜面や土留壁により支持した掘削地盤を造成する。

次に第３図はアースアンカー体１及び地盤改良３の他の
施工法を示したもので、第３図（ａ）に示すように掘削
予定地盤に上記第２図の場合と同様にして予めケーシン
グパイプ４を打ち込み又は圧入し、その先端部を堅固な
定着地盤２に定着する。

この場合、ケーシングパイプ４の内部には圧入前又は圧
入後引張材８を挿入し、また上端部付近の外周には、そ
の圧入時にはケーシングパイプ４の外周に近接するよう
に収縮し、回転掘削時には外方に拡大して周辺を拡大掘
削可能な拡縮自在な拡大掘削翼９を予め設置し、この拡
大掘削翼９の取付部におけるケーシング周囲には吐出口
10を設置しておく。

この拡大掘削翼９としては、例えば第３図に示すように
ケーシングパイプ４の外周に固定した固定リング11と、
その上方に上下にスライド自在に挿嵌したスライドリン
グ12とに、相互の先端を枢着したリンク翼13,13を枢着
し、スライドリング12を地上から上げ下げ操作する作動
桿14により上下にスライドさせることにより、リンク翼
13,13を径方向に拡縮させるようにしたパンタグラフ型
の拡大掘削翼等を用いることができる。

次に、第３図（ｂ）に示すようにケーシングパイプ４を
回転しながら拡大掘削翼９を拡大し、この状態でケーシ
ングパイプ４内の配管路を通して圧送した高強度のスラ
リー系固化材７′を吐出口10から突出させて拡大掘削翼
９により攪拌された土砂中に攪拌混合し、掘削床付部を
深層混合による地盤改良３を行う。

この状態において第３図（ｃ）に示すようにケーシング
パイプ４を引き上げながら内部に固化材７を充填するこ
とにより、引張材８を埋設一体化した柱状のアースアン
カー体１を造成し、これと改良地盤３とを定着一体化さ
せる。

上記第３図（ａ）〜（ｃ）の工程を掘削予定地盤全体に
わたって近接して行い、床付部の改良地盤３と一体化し
た多数のアースアンカー体１を設置し、この改良地盤３
上の掘削地盤を掘削して、斜面や土留壁により支持した
掘削地盤を造成する。

以上のように掘削予定地盤に予め抵抗の大きいアースア
ンカー体１が多数設置されるため、掘削による地盤の滑
り、揚水圧による盤膨れ、或いは掘削土砂の荷重減少に
よるリバウンドを確実に抑制することができると共に、
改良地盤３をアースアンカー体１に一体化するため、そ
の盤厚を薄くしてもその変形を確実に抑制して山留の安
定性を向上させることができる。

第4,5図は、この発明工法と従来工法による試算結果
（有限要素法による解析）を示したもので、この発明に
よれば地盤改良することなく単に掘削した場合、並びに
地盤改良のみを行った場合に比較して、第４図に示す掘
削面の膨れ上り、また第５図に示す山留壁の変位をいず
れも低く抑えることができることが分る。

また、第６図はアースアンカー体１の長さ方向の付着抵
抗の試算結果を示したもので、このグラフから付着抵抗
が床付部近辺において大きくなり、この部分に地盤改良
を施すことが効果的で、改良地盤３を薄くすることが合
理的であることが分る。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、滑りや盤膨れが予想され
る地盤改良を伴う大規模掘削地盤中に、固化材躯体に引
張材を埋設一体化してなる多数の柱状のアースアンカー
体を堅固な定着地盤まで根入れして設置するので、アー
スアンカー体の付着抵抗によって地盤を拘束して安定化
することができると共に、このアンカー体と一体化した
改良地盤を掘削床付部に造成することにより、掘削工事
に際して改良地盤の変形を確実に抑制し、山留の安定性
を向上させることができ、しかもアースアンカー体の抵
抗により改良地盤を支持するので、この改良厚を薄くす
ることができ、止水等の地盤改良に要する工費を大幅に
削減することが可能となる。

また、アースアンカー体は固化材中に引張材を埋設一体
化してなるので、その設置も簡単で安価に施工すること
ができ、しかも同一施工機械によってアンカー施工に連
続して地盤改良施工を行うことができ、施工を能率的か
つ円滑に行うことができ、特にアンカー施工をケーシン
グパイプの打ち込み又は圧入によって行うことができる
ので、従来のボーリングによる方法に比較して工費を削
減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明工法を用いて掘削工事を実施した状態
を示す縦断面図、第２図（ａ）〜（ｆ）はこの発明の施
工例を工程順に示す縦断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は
この発明の他の施工例を工程順に示す縦断面図、第４図
はこの発明の工法と従来工法による掘削面の膨れ上り試
験の結果を示す線図、第５図は同山留の変位の試験結果
を示す線図、第６図は同引張材の付着抵抗の試験結果を
示す線図、第７図は従来の地盤改良のみによる施工例を
示す縦断面図である。 １……アースアンカー体、２……定着地盤、３……改良
地盤、４……ケーシングパイプ、５……送水管、６……
注入管、7,7′……固化材、８……引張材、９……拡大
掘削翼、10……吐出口、11……固定リング、12……スラ
イドリング、13……リンク翼、14……作動桿。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】滑りや盤膨れが予想される地盤改良を伴う
   大規模掘削地盤中に、固化材躯体に引張材を埋設一体化
   してなる多数の柱状のアースアンカー体を堅固な定着地
   盤まで根入れして設置すると共に、前記アースアンカー
   体の上部周辺における掘削床付部を薄く地盤改良して前
   記アースアンカー体に一体化することを特徴とする地盤
   安定化工法。