JPH08128033A

JPH08128033A - 軟弱地盤の改良方法

Info

Publication number: JPH08128033A
Application number: JP28894294A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishiguro; 健石黒
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】電気浸透工法を利用しつつ、軟弱地盤の改良
をより確実に、より効率良く行う。【構成】一対の電極３０ａ，３０ｂを用いて軟弱地盤
１０中の水分を集めて除去する電気浸透工程と、それら
の電極３０ａ，３０ｂを用いて高温のジュール熱を発生
させ、地盤中を加熱する加熱工程とを備える。付加され
る加熱工程において、セメンテーション効果によって、
軟弱地盤１０の固化を進展させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、軟弱地盤、特に粘性
土を主体とした軟弱地盤を固化改良する技術に関し、な
かでもこの発明は、改良すべき地盤の周辺に既存の構造
物が建っているような場合などに有効に利用することの
できる技術に関する。

【０００２】

【発明の背景】この種の軟弱地盤を改良する従来一般の
技術として、たとえば、（ａ）地盤にプレロードを加え
ることによって圧密を促進させるプレロード工法、
（ｂ）地盤の中に砂柱を設け、その砂柱を通して水を排
水するサンドドレン工法、（ｃ）地盤の中にセメント等
の固化剤を撹拌混合する深層混合処理工法、などが知ら
れている。ところが、それらの工法を、周辺に既存の構
造物がある地盤、あるいは作業スペースが制約される場
所の地盤、さらには地中に部分的に粘度層が存在する地
盤（いわば、その地盤の一部を固化改良するような場
合）に適用するには、少し難点がある。たとえば、それ
らの工法では、通常、大型の機械を用いるため、機械を
搬入する上で障害が生じ、また、機械による騒音、振動
が発生するという問題が生じる。そのため、実際上、前
記したような地盤の改良に適用するのは困難であるし、
適用したとしても地盤の改良作業に高い費用を要してし
まう。

【０００３】

【発明の着目点】発明者は、前記した地盤の一部を固化
改良するような場合に適した工法の開発に興味を覚え、
前記とは別の電気浸透工法に着目した。この電気浸透工
法は、陽極および陰極からなる一対の電極を改良すべき
地盤中に設置し、それら電極間に直流電流を流してイオ
ン作用により陰極側に水分を集め、その水分をポンプ等
で除去することによってその軟弱地盤の改良に応えるも
のである。したがって、こうした電気浸透工法によれ
ば、先に述べた他の地盤改良方法に比べて、その改良作
業に広い場所を必要とせず比較的に狭い場所で作業する
ことができ、しかも、振動や騒音の問題を生じることも
ないという利点を得ることができる。

【０００４】しかし、電気浸透工法は比較的に簡便な工
法である反面、地盤を充分に固化改良するという点にお
いて、前記した他の工法に比べて充分とはいえない。そ
こで、この発明では、こうした電気浸透工法によって軟
弱地盤中の水分を除去した後、さらに、その地盤を固化
させることによって、その地盤改良をより確実なものに
することを考えた。

【０００５】

【発明の目的】したがって、この発明の目的は、電気浸
透工法を利用しつつ、軟弱地盤の改良をより確実に、よ
り効率良く行うことのできる技術を提供することにあ
る。また、この発明は、比較的に低コストで地盤改良を
行うことができる技術を提供することを他の目的とす
る。

【０００６】

【目的を達成するための手段および作用】この発明で
は、前記の電気浸透工法により軟弱地盤中の水分を除去
する電気浸透工程と、その電気浸透工程に用いる一対の
電極間でジュール熱を発生させて軟弱地盤を加熱する加
熱工程とを含む、軟弱地盤の改良工法によって上記の目
的を達成するものである。この発明のポイントの一つ
は、その加熱工程にある。加熱工程において、軟弱地盤
が加熱されることに伴う軟弱地盤のセメンテーション効
果によって、その軟弱地盤の固化改良を図ることができ
る。こうした電気浸透工程および加熱工程とを含む改良
工法によれば、電気浸透工程において軟弱地盤中の水分
を除去した後、さらに、その電気浸透工程と同じ設備を
用いて、現場設備を換えることなく、加熱工程において
その脱水後の軟弱地盤の固化改良を図ることができる。
ここで、前記のセメンテーション効果は、なかでも粘性
土において顕著に生じる効果である。こうしたことか
ら、この発明は、粘性土を主体とする軟弱地盤におい
て、より高い固化改良の効果を発揮する。

【０００７】前記の加熱工程において、先のようにセメ
ンテーション効果を利用して軟弱地盤の固化改良に応え
る他、土のひずみ速度が温度上昇とともに高まるという
レートプロセス理論によって、軟弱地盤の圧密および地
盤中の水分排出の促進を図ることもできる。この場合、
電気浸透工程において電極間にかける電圧を調整するこ
とにより、水分の除去中に軟弱地盤中の温度を高めるこ
とによって、つまり、電気浸透工程とともに加熱工程を
同時に行うことによって、その圧密および水分排出の期
待に応えることができるものである。

【０００８】いずれにしても、こうした電気浸透工法を
応用した改良工法によれば、従来からの電気浸透工程に
おける作業上の利点（つまり、比較的に狭い場所での作
業が容易である点、など）に加えて、さらに、従来に比
べて、軟弱地盤の固化改良をより確実に行うことができ
る。しかも、電気浸透工程と加熱工程との一連の作業
を、現場設備を換えることなく、同じ設備で作業を行う
ことができるので、その作業効率は良好なものであり、
その作業費用を低減する上でも好ましいものである。さ
らに、こうした改良工法によれば、添加剤（固化剤）を
必要とすることなく、電極の設置のみにより軟弱地盤の
固化改良が可能であり、また、その改良強度を電圧およ
び温度調整によって設定することもできるので、こうい
った点からも、作業効率を良好にし、その費用を低減す
ることができる。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の実施例である軟弱地盤の
改良工法について、その作業状況を示す概略図である。
この実施例において、改良すべき軟弱地盤１０の周辺に
は、既存の構造物２０が建てられている。構造物２０
は、地盤下へ延びる杭２１によって支えられている。こ
こでは、軟弱地盤１０のなかでも、その地盤１０中の粘
性土を主体とする軟弱粘性土１２について固化改良する
こと、いわば、地盤の一部を固化改良するような技術に
ついて説明することにしよう。

【００１０】軟弱地盤１０に対し、ボーリング等によっ
て、軟弱粘性土１２へ延びる２本の孔２５ａ，２５ｂを
設ける。この孔２５ａ，２５ｂに、陽極３０ａおよび陰
極３０ｂとを配置する。こうした設備の下、これら陽極
３０ａと陰極３０ｂとからなる電極３０間にコントロー
ル装置５０を通して直流電流を流し、軟弱粘性土１２中
の水分を集めて除去する（電気浸透工程）。こうした水
分除去の技術は、従来からの電気浸透工法と同じである
が、従来の電気浸透工法によれば、通常、その水分の除
去を有効に促すため、高温のジュール熱が生じないよう
に電極間の電圧は低く設定される。この実施例における
電気浸透工程についても同様に、コントロール装置５０
を調整することによって、高温のジュール熱が生じない
だけの低い電圧に設定する。

【００１１】電気浸透工程において軟弱粘性土１２中の
水分を除去した後、軟弱粘性土１２への加熱工程の作業
を行う。この加熱工程において、先の電気浸透工程で用
いた電極３０間に、コントロール装置５０の電圧を比較
的高電圧に調整することにより、軟弱粘性土１２中で高
温のジュール熱（たとえば、地中温度がおよそ２００〜
３００℃になる程度）を発生させる。ここで、従来のジ
ュール熱の発生を抑制していた電気浸透工法とは異な
り、この発明では、むしろ高温のジュール熱を積極的に
生じさせるところに一つのポイントがある。高温のジュ
ール熱を受けた軟弱粘性土１２は、その温度上昇に伴う
セメンテーション効果によって固化する。

【００１２】こうして軟弱粘性土１２を有効に固化改良
することができ、しかも、改良した地盤は、改良後に劣
化することなく、長期にわたって安定化する。さらに、
ジュール熱の発生による高温領域Ｈは、陽極３０ａと陰
極３０ｂの間の領域にほぼ限られる。そのため、地盤改
良時に、既存の構造物２０に対し、熱による悪影響を及
ぼすこともない。

【００１３】なお、この発明は、粘性土を主体とした軟
弱地盤の改良技術として特に有効であるが、そのほか、
石炭灰などのように、自硬性による強度発現が温度上昇
とともに顕著となる地盤材料にも有効に適用することが
できる。

【００１４】

【発明の効果】この発明では、一対の電極を用いて軟弱
地盤中の水分を集めて除去する電気浸透工程に加えて、
それらの電極を用いて高温のジュール熱を発生させ、地
盤中を加熱する加熱工程によって、さらなる軟弱地盤の
固化改良を図ることができる。これによれば、従来から
の電気浸透工程を利用しつつ、軟弱地盤の固化改良をよ
り確実に行うことができる。しかも、それら電気浸透工
程および加熱工程とは、同じ現場設備を用いて作業を行
うことができるので、その作業効率が良好なものであ
り、また、その作業に要する費用の低減を図ることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である軟弱地盤の改良方法に
ついて、その状況を示す概略図である。

【符号の説明】

１０軟弱地盤１２軟弱粘性土２０構造物３０電極３０ａ陽極３０ｂ陰極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】改良すべき軟弱地盤中に、陽極および陰
極とからなる一対の電極を設置し、その軟弱地盤中の水
分を集めて除去する電気浸透工程と、前記一対の電極間
でジュール熱を発生させて前記軟弱地盤を加熱する加熱
工程とを含む、軟弱地盤の改良方法。
【請求項２】前記電気浸透工程を先に行い、その次に
前記加熱工程を行う、あるいは、前記電気浸透工程およ
び前記加熱工程を同時に行う、請求項１の軟弱地盤の改
良方法。
【請求項３】前記加熱工程において、軟弱地盤の加熱
に伴うセメンテーション効果によって、軟弱地盤の固化
改良を図る、請求項１あるいは２の軟弱地盤の改良方
法。
【請求項４】前記軟弱地盤の周辺には既存の構造物が
建っている、請求項１〜３の軟弱地盤の改良方法。