JPH07324325A

JPH07324325A - 地盤改良工法

Info

Publication number: JPH07324325A
Application number: JP13934794A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Sarazawa; 薫皿澤
Original assignee: Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】一度に広範囲の地盤を改良できるようにする
と共に、ロッドの抜け跡に穴が残らないようにする。【構成】先端に起振機１を取付けたロッド２を用意
し、地盤３上に盛土４と重錘５とを載置した後、これら
重錘５および盛土４を通して、ロッド２を起振機１によ
り振動させながら地盤３中に貫入し、この時、前記振動
により生じた過剰間隙水圧を起振機１に付設したストレ
ーナ６を通じて強制的に排除し、その後、ロッド２を引
抜く過程で、ロッド２に付設した噴射ノズル７から水ま
たは空気ジェットを噴射してロッド２の周りの地盤を崩
し、前記盛土４を地盤中に落下させてさらに締固める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤を締固めて改良す
る地盤改良工法に係り、特に振動を利用して地盤を締固
める地盤改良工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の地盤改良工法としては、従来よ
りバイブロフローテーション工法、サンドコンパクショ
ンパイル工法などがあるが、これらの工法によれば、何
れも振動により地盤中に発生する過剰間隙水圧の排除が
不十分で、十分なる締固め効果が得がたいという問題が
あった。

【０００３】そこで、例えば特開昭６０−７３９１２号
公報に記載の工法では、振動締固めロッドの貫入により
砂質地盤を締固める過程において、ロッドに付設した脱
水空間に過剰間隙水圧を逃がし、必要によりこの過剰間
隙水圧を排水管を通じて強制的に排除するようにしてい
る。かゝる工法によれば、過剰間隙水圧を効率良く逃が
すことができるので、地盤の圧密化が効果的に進むよう
になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された地盤改良工法によれば、過剰間隙水圧の
逃げ場がロッド内またはその周りとなっているため、過
剰間隙水圧の逃げる範囲がロッドの極く周辺に限られ、
改良区域が狭い範囲に限定されるという問題があった。
また、地盤の性状によってはロッドの引抜き跡がそのま
ま穴として残り、別途面倒な穴埋め作業が必要になるば
かりか、この穴埋めが不完全な場合は、せっかく締固め
た地盤が緩んでしまう危険もあった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、振動に
より発生する過剰間隙水圧の逃がし範囲を可及的に拡大
すると共に、ロッドの引抜き跡に穴が残らないように
し、もって地盤改良の能率化と地盤の安定維持とに寄与
する地盤改良工法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、改良場所の地盤上に盛土をした後、前記盛
土を通して地盤中にロッドを振動させながら所定深度貫
入して地盤を締固めると共に、この時発生した過剰間隙
水圧を該ロッドに付設した排水管を通じて強制的に排除
し、次に、前記ロッドを引抜き、この引抜き過程で、前
記ロッドの振動および過剰間隙水圧の排除を継続しなが
ら、該ロッドに付設した噴射ノズルから水または空気ジ
ェットを地盤中に噴射して現地盤を崩し、前記盛土を地
盤中に落下させるようにしたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記のように構成した地盤改良工法において
は、盛土の載荷重が地盤に加わるので、ロッドの周辺の
広い範囲からの過剰間隙水圧の排除が可能になる。ま
た、ロッドを引抜きながら水または空気ジェットを噴射
して現地盤を崩しかつ地盤上の盛土を地盤中に落下させ
るので、ロッドの引抜き跡に穴が形成されることはなく
なる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【０００９】本実施例においては、図１に示すように先
端に起振機１を取付けたロッド２を用意し、この起振機
１を作動させながら、地盤３上に載置した盛土４と重錘
５とを通して地盤３中にロッド２を貫入し、この貫入
中、起振機１に付設したストレーナ６を通じて地盤中の
過剰間隙水圧を排出し、ロッド２を所定距離貫入した後
は、該ロッド２を引抜きながら、これに付設した噴射ノ
ズル７から水ジェットを噴射して現地盤を崩し、盛土４
を地盤中に落下させるようにする。

【００１０】起振機１は、図２および３に良く示される
ように、偏心回転体とその駆動源であるモータと（図示
略）を内装してなる中空軸状の起振機本体１１と、起振
機本体１１の外周面に軸方向および半径方向に延ばして
放射状に突設された複数（こゝでは４枚）の振動伝達板
１２とを備えている。起振機１は前記偏心回転体の偏心
回転運動に応じて横方向振動を発生し、この振動は振動
伝達板１２を介してロッド２の周辺地盤に伝達されるよ
うになる。したがって、いま起振機１を作動させながら
ロッド２を地盤３中に貫入させると、ロッド２の周辺地
盤が締固められると同時に、振動機１からの横方向振動
により該周辺地盤にせん断力が作用し、過剰間隙水圧が
発生し易くなる。なお、起振機本体１１は、ロッド２の
地盤中への貫入を容易にすべく先細に形成され、複数の
振動伝達板１２も、この起振機本体１１の先端形状に合
せて、先端側が一点に収束するように設けられている。

【００１１】ロッド２と起振機本体１１とはほゞ同径と
なっており、両者は連結手段１３を介して脱着自在に連
結されている。連結手段１３は、ロッド２の下端に一体
化されたロッド側フランジ部材１４と、起振機本体１１
の上端に一体化された起振機側フランジ部材１５と、両
フランジ部材１４および１５を連結する、ボルトナット
等の締結部材（図示略）とからなっている。各フランジ
部材１４，１５は、ロッド２および起振機本体１１より
小径の中空軸１６（図３）の両端にフランジ板１７，１
８を備えたスプール形状をなし、その一方のフランジ板
１７をロッド２および起振機本体１１の端面に、例えば
溶接することによりロッド２および起振機本体１１に対
して固定されている。中空軸１６の長さ、すなわち両フ
ランジ板１７と１８との間隔は、ボルトを立てた状態で
横方向から装入できる十分なる大きさを有しており、し
たがって、他方のフランジ板１８同士を重ね合せた後、
両フランジ板１７と１８との間の隙を利用してボルト挿
通孔１９にボルトを差し込めば、ロッド２に対して起振
機１を連結できるようになる。なお、各フランジ部材１
４，１５の２つのフランジ板１７と１８との間には、補
強用の縦リブ２０が配設されている。

【００１２】上記起振機１の各振動伝達板１２には、取
付金具２１を用いて前記したストレーナ６が取付けられ
ている。各ストレーナ６には、地盤３上に設置した排水
ポンプ（図示略）からロッド２に沿って延ばした排水管
２２の一端が接続されている。これらストレーナ６およ
び排水管２２は、上記ロッド２の周辺地盤に発生する過
剰間隙水圧を排除する役割をなすもので、いまロッド２
の貫入と同時または貫入後に前記排水ポンプを作動させ
ると、ロッド２の周辺地盤に発生した過剰間隙水圧はス
トレーナ６および排水管２２を通じて地盤３上へ排除さ
れ、地盤の圧密化が進むようになる。なお、振動伝達板
１２の、前記ストレーナ６に臨む部分には、ストレーナ
６への地盤水の到達を容易にするための開口２３が設け
られている。

【００１３】一方、ロッド２の外周には、図４に示され
るようにブラケット２５を用いて前記した噴射ノズル７
が複数固定されている。噴射ノズル７はロッド２の円周
方向および軸方向に所定のピッチで配列され、それぞれ
の噴射口を斜め下方向へ指向させている。これら噴射ノ
ズル７のうち、円周方向に配列された一連の組は、ロッ
ド２に嵌装した環状の分配管２６に接続されている。こ
の分配管２６は、軸方向に配列された噴射ノズル７の各
組に対してそれぞれ設けられており、各分配管２６には
ロッド２に沿って独立に延ばした給送管２７の一端が各
独立に接続されている。各給送管２７の他端は、集合管
を介して地盤３上に設置した圧力源（図示略）に接続さ
れており、また各給送管２７の途中には開閉弁（図示
略）が介装されている。前記流体圧装置は、こゝではウ
オータポンプからなっており、噴射ノズル７には、前記
開閉弁の操作により分配管２６および給送管２７を通じ
てウオータポンプから高圧水が選択的に圧送されるよう
になっている。

【００１４】こゝで、上記噴射ノズル７は、図５および
６に詳細に示されるように、一端部に裁頭円錐状の噴射
口２８を有する筒状の本体２９、前記噴射口２８内に配
置された弁体３０、弁体３０から本体２９内を延ばされ
た弁軸３１、および本体２９内の段差面２９ａに載置し
た第１のばね受け３２と弁軸３１の上端部に抜け不能に
嵌装した第２のばね受け３３との間に介装された弁ばね
３４からなっている。弁体３０は、常時は弁ばね３４に
より噴射口２８を閉じる方向へ付勢されており、したが
って噴射ノズル７への高圧水の供給を遮断する条件で
は、噴射ノズル７内へ土砂が侵入することはない。一
方、上記給送管２７の開閉弁を開いて噴射ノズル７に高
圧水を圧送すると、この高圧水により弁体３０が弁ばね
３４の付勢力に抗して噴射口２８を開き、該噴射口２８
から水ジェットが地盤３中へ噴射されるようになる。

【００１５】以下、上記ロッド２を用いて行う地盤改良
工法を、図７も参照してさらに具体的に説明する。

【００１６】地盤改良に際しては、先ず改良場所の地盤
３上に盛土４を堆積させ、さらにこの盛土４上に重錘５
を載せる（図７の）。重錘５は、改良区域の地盤３の
性状に応じて適宜の重さ（例えば３〜５ｔ）のものを選
択し、これにはロッド２を挿通させるための貫通孔５ａ
を形成しておく。次に、先端に起振機１を有する上記し
たロッド２をバイブロハンマ８を介して作業機械（図示
略）に支持させ、作業機械の操作によりこれを重錘５の
貫通孔５ａを通して盛土４に打込む。そして、その先端
の起振機１が地盤３に接地する段階で、起振機１を作動
させると共に、ストレーナ６に通じる排水ポンプを作動
させ、ロッド２の地盤３への貫入を開始する。ロッド２
は、バイブロハンマ８と起振機１とから振動を受けて次
第に地盤３中に貫入し、この間、ロッド２の周辺地盤が
締固められる。

【００１７】起振機１は、上記したように横方向振動を
発生するようになっており、その横方向振動が振動伝達
翼１２を介して地盤中に伝達され、この横方向振動の伝
達により地盤３中に多量の過剰間隙水圧が発生する。し
かし、ストレーナ６に通じる排水ポンプが作動している
ので、この過剰間隙水圧はストレーナ６および排水管２
２を通じて速やかに地盤上に排出され、この結果、地盤
の圧密化が著しく進み、ロッド２の周辺地盤は効果的に
締固められることになる（図７の）。この時、地盤に
は前記盛土５と重錘５の重量が付加されているので、過
剰間隙水圧は速やかに排除されるばかりか、ロッド２の
周辺の広い範囲の過剰間隙水圧が排除され、広範囲の地
盤が締固められることになる。

【００１８】ロッド２を所定深度貫入したら、その位置
で所定時間保持して、起振機１による振動およびストレ
ーナ６を通じての過剰間隙水圧の排除を継続し、さらに
地盤の締固めを行う。そして、所定時間経過したら、前
記振動および過剰間隙水圧の排除を継続しながらロッド
２を次第に引抜く。このロッド２の引抜きに際しては、
図示を略すウオータポンプを作動させると共に、全ての
開閉弁を開き、各噴射ノズル７に高圧水を圧送する。こ
の高圧水の圧送により噴射ノズル７から水ジェットが噴
射され、ロッド２の周辺の現地盤が崩れ、前記した締め
固め領域に落下する（図７の）。この現地盤の崩落に
よりロッド２の周りに隙が生じ、地盤３上の盛土４がこ
の隙を通じて地盤中に落下し、こられ土砂は、起振機１
による振動およびストレーナ６を通じての過剰間隙水圧
の排除により締固められる。この時、噴射ノズル７から
の水の供給により、いわゆる水締め効果が加わり、前記
締固めは効果的になされる。

【００１９】このようにしてロッド２の引抜きに応じて
下側から順に広範囲の改良地盤９が形成され（図７の
）、この改良地盤９にはロッド２の抜け跡としての穴
も残らず、強度的に安定なものとなる。なお、噴射ノズ
ル７からの水ジェットの噴射は、噴射ノズル７が地盤表
面に突抜ける直前で停止させるようにするが、これは、
各給送管２７に介装した開閉弁を順次操作して行う。ま
た、このロッド２の引抜きに際して、ロッド２を上下動
させるようにすれば、現地盤の崩落はさらに助長され、
改良地盤９はより一層拡大する。

【００２０】上記実施例において、改良場所の地盤３上
に予め盛土４と重錘５とを載置するようにしたが、本発
明は前記重錘５を省略することができる。この場合は、
例えば図８に示すように、枠体１０を用いて盛土４を嵩
上げすることにより、重錘５を省略した分の重量を補充
できることはもちろん、地盤内への土砂の供給量を増や
すことができる。

【００２１】また、上記実施例において、ロッド２を貫
入させる際、起振機１による振動と同時に、ストレーナ
６および排水管２２を通じて排水（過剰間隙水圧の排
除）を行うようにしたが、本発明は、この排水をロッド
２の貫入を終えた段階で行うようにしても良いものであ
る。この場合は、排水管２２を排水ポンプと空気圧縮機
とに切換え可能とすることにより、ロッド２の貫入中に
排水管２２を前記空気圧縮機に接続すれば、ストレーナ
６から圧縮空気が噴出し、ロッド２の貫入はより容易と
なる。また、上記実施例において、ロッド２を貫入する
のにバイブロハンマ８を用いたが、ロッド２を貫入する
方法は任意であり、例えば単純な落重を利用することが
できる。また、上記実施例において、ロッド２の先端に
起振機１を取付けるようにしたが、本発明は、要はロッ
ド２を振動させながら地盤中に貫入できれば良いもの
で、前記起振機１を省略してバイブロハンマ８のみを用
いることができる。さらに、上記実施例において、噴射
ノズル７から水ジェットを噴射させるようにしたが、こ
れに代えて空気ジェットを噴射させるようにしても良
い。

【００２２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
地盤改良工法によれば、盛土の載荷重が地盤に加わるの
で、ロッドの周辺の広い範囲からの過剰間隙水圧の排除
が可能になり、地盤改良範囲の可及的拡大を図ることが
できる。また、ロッドを引抜きながら水または空気ジェ
ットを噴射して現地盤を崩し、盛土を地盤中に落下させ
るようにしたので、ロッドの引抜き跡に穴が形成される
ことはなくなり、後の穴埋めが不要になって地盤改良能
率が著しく向上する。また、バイブロフローテーション
工法やサンドコンパクション工法では、良質の砂が必要
になるが、本発明では、盛土として用いる砂に特別の配
慮が必要でなく、現地砂の使用も可能になって施工コス
トは低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる地盤改良工法の基本概念を示す
模式図である。

【図２】本発明で用いるロッドの先端形状を示す正面図
である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視線に沿う断面図である。

【図４】本発明で用いる噴射ノズルのロッドに対する取
付状態を示す正面図である。

【図５】図４に示した噴射ノズルの構造を示す断面図で
ある。

【図６】図５のＢ−Ｂ矢視線に沿う断面図である。

【図７】本地盤改良工法を工程順に示す模式図である。

【図８】本地盤改良工法の他の実施態様を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１起振機２ロッド３地盤４盛土５重錘６ストレーナ７噴射ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】改良場所の地盤上に盛土をした後、前記
盛土を通して地盤中にロッドを振動させながら所定深さ
貫入して地盤を締固めると共に、この時発生する過剰間
隙水圧を該ロッドに付設した排水管を通じて強制的に排
除し、次に、前記ロッドを引抜き、この引抜き過程で、
前記ロッドの振動および過剰間隙水圧の排除を継続しな
がら、該ロッドに付設した噴射ノズルから水または空気
ジェットを地盤中に噴射して現地盤を崩し、前記盛土を
地盤中に落下させることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】盛土の上に重錘を載せることを特徴とす
る請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項３】枠体を用いて盛土を嵩上げすることを特
徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項４】ロッドの先端に起振機を取付け、この起
振機によりロッドを振動させることを特徴とする請求項
１に記載の地盤改良工法。
【請求項５】ロッドを上下動させながら引抜くことを
特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項６】噴射ノズルをロッドの軸方向に所定のピ
ッチで配列し、ロッドの引抜きに応じて、上側の噴射ノ
ズルから順に水または空気ジェットの噴射を停止するこ
とを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。