JPH083976A - バーチカルドレーン工法 - Google Patents

バーチカルドレーン工法

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JPH083976A
JPH083976A JP15796694A JP15796694A JPH083976A JP H083976 A JPH083976 A JP H083976A JP 15796694 A JP15796694 A JP 15796694A JP 15796694 A JP15796694 A JP 15796694A JP H083976 A JPH083976 A JP H083976A
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Katsutoshi Miyoshi
勝利 三好
Kimimasa Kataue
公正 片上
Yasuhiro Yugawa
恭啓 湯川
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Kajima Corp
Yamahiro Co Ltd
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Kajima Corp
Yamahiro Co Ltd
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーチカルドレーン工法において透水性の脱
水路を現地土を用いて軟弱地盤中に形成する。 【構成】 軟弱地盤中に鉛直方向に適当間隔で透水性材
料の脱水路を築造するバーチカルドレーン工法におい
て,該軟弱地盤の現地土にアルギン酸ナトリウムと反応
遅延剤を混合し,次いで多価金属塩を混合して透水性の
該脱水路を築造することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は軟弱地盤の安定化を図る
バーチカルドレーン工法の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】バーチカルドレーン工法は,軟弱地盤中
に鉛直方向に適当間隔で透水性材料の脱水路を築造する
ことによって土中水の排水を促し,これによって地盤の
圧密沈下を促進して地盤の安定化を図るものであるが,
脱水路を形成する材料(ドレーン材)の種類によって,
砂を用いるサンドドレーン工法と紙や吸水性高分子材料
を用いるペーパードレーン工法が実用されている。
【0003】いずれにしても,従来のバーチカルドレー
ン工法では鉛直な脱水路を透水性の材料で築造する関係
上,脱水路部分では現地土をこれらの材料で置換するこ
とが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のバーチカルドレ
ーン工法では,透水性材料で現地地盤と置換した脱水路
を構成するものであるから一般に施工性が良くない。こ
のため,透水性材料を袋やケーシングで包む方法や,鋼
管を打ち込んだり振動で押し込んだ後でドレーンを造る
ものや,ウオータージエットでせん孔してドレーンを造
る方法など,各種の工法が提案されているが,それなり
に施工が大変である。
【0005】加えて,現地地盤とドレーン材とを置換す
る方法では,置換が深度全長にわたって完全に行われな
いと脱水経路が中断されるので,排水によって圧密沈下
を促進するというバーチカルドレーン工法本来の使命が
果たされず,このときには,地盤の安定化とは逆の作用
が働いたりする危険もある。
【0006】本発明は,従来のバーチカルドレーン工法
におけるかような問題の解決を目的としたもので,透水
性材料で置換するという従来工法とは発想を代えて,現
地軟弱地盤そのものを脱水路に変えることができる簡便
なバーチカルドレーン工法の開発を目指したものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は,軟弱地盤中に
鉛直方向に適当間隔で透水性材料の脱水路を築造するバ
ーチカルドレーン工法において,現地土にアルギン酸ナ
トリウムと反応遅延剤を混合し,次いで多価金属塩を混
合して透水性の脱水路を築造することを特徴とする。
【0008】より具体的には,オーガスクリューの先端
からアルギン酸ナトリウムと反応遅延剤の混合水溶液を
注入しながら軟弱地盤中を設計深さまで堀り下げ,次い
で,オーガスクリューの先端から多価金属塩の水溶液を
注入しながら孔内の材料を攪拌することによって,透水
性材料の脱水路を築造することを特徴とする。
【0009】
【作用】ドレーン工法が必要な軟弱地盤の現地土水中に
アルギン酸ナトリウムを溶解させ,次いで多価金属塩を
溶解させると,アルギン酸ナトリウムが多価金属イオン
を介して架橋ゲル化し,泥状物を造粒化・フロック化さ
せることができる。
【0010】この造粒物の形成は多価金属塩の添加後た
だちに起こり,いったん造粒化すれば水中でも微粒子に
再分散するようなこともなく安定である。したがって,
安定した透水性をもつ材料となる。加えて,アルギン酸
ナトリウムは食品添加物として或いは薬剤の乳化剤等と
して使用されているように生体に無害である。したがっ
て,架橋反応したアルギン酸反応物が軟弱地盤中に残留
しても環境に影響を与えることはない。
【0011】鉛直方向に脱水路を築造するバーチカルド
レーン工法では,現地土を前記のようにして造粒化した
もので垂直な脱水路を構成すればよい。
【0012】この場合,アルギン酸ナトリウムに反応遅
延剤を配合した混合水溶液を先ず現地土に添加混合した
うえで,多価金属塩の水溶液を添加混合して現地土を造
粒化するのが好ましい。
【0013】実際の施工にあたっては,オーガスクリュ
ーを用いることによって,前記の脱水路を簡単に構築す
ることができる。すなわち,オーガスクリューの先端か
らアルギン酸ナトリウムと反応遅延剤の混合水溶液を注
入しながら軟弱地盤中を設計深さまで堀り下げ,次い
で,オーガスクリューの先端から多価金属塩の水溶液を
注入しながら孔内の材料を攪拌すれば,透水性材料の鉛
直な脱水路が簡単に形成できる。
【0014】本発明において,アルギン酸ナトリウムと
共に添加する反応遅延剤は,後の多価金属塩の添加まで
はアルギン酸ナトリウムが架橋ゲル化するのを抑制する
作用のあるものを意味する。
【0015】かような反応遅延剤としては,各種のリン
酸塩例えばトリポリリン酸ナトリウム,第二リン酸ナト
リウム,第三リン酸ナトリウム,ピロリン酸ナトリウ
ム,ヘキサメタリン酸ナトリウム等,または各種の炭酸
塩例えば炭酸ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,炭酸水
素カリウム等,または各種のクエン酸塩例えばクエン酸
ナトリウム,クエン酸水素ナトリウム,クエン酸カリウ
ム,クエン酸アンモニウム等がある。これらは単独で使
用してもよいし複合して使用してもよい。
【0016】この反応遅延剤をアルギン酸ナトリウムと
予め混合した水溶液としておくと,土水中に添加したさ
いにアルギン酸ナトリウムが固まってママコになるのが
防止できるという作用もあり,したがってアルギン酸ナ
トリウムの現地土水中への分散性を改善することもでき
る。アルギン酸ナトリウムと反応遅延剤の現地土への溶
解量は,地盤の性質にもよるが,通常は現地土1m3
たり,アルギン酸ナトリウムを0.1〜2.0重量%,反
応遅延剤をその1/15〜1/5程度とすればよい。
【0017】そして,アルギン酸ナトリウムと反応遅延
剤を現地土水中に溶解させたあとで多価金属塩を溶解さ
せるとアルギン酸ナトリウムが架橋(繊維)ゲル化して
微粒子を取り込み,急速に造粒化およびフロック化させ
ることができる。この反応は非常に速い。この多価金属
塩としては,水に溶解して,アルギン酸ナトリウムの架
橋反応にあずかる二価以上の金属イオンを供給できるも
のであればよいが,安価で無害な点から塩化カルシウム
が好適である。そのさい,塩化カルシウム水溶液として
排泥に添加すれば一層効率よく反応が進行する。塩化カ
ルシウム水溶液の濃度としては10〜40%程度が適切
である。
【0018】
【実施例】図1にオーガスクリューを用いて本発明法を
実施したバーチカルドレーン工事例を図解して示した。
【0019】図1において,1は施工現場に搬入したオ
ーガスクリュー機であり,2は注入剤プラントを示して
いる。注入剤プラント2は,アルギン酸ナトリウムと反
応遅延剤の混合水溶液(以下,ゲル化原液とよぶ)の調
合タンク3とゲル化原液の送液ポンプ4,並びに塩化カ
ルシウム水溶液(以下,塩カル溶液と呼ぶ)の調合タン
ク5とその送液ポンプ6とからなっている。
【0020】オーガスクリューはその軸芯に二本の送液
管を内装しており,これら送液管内にオーガ上部に設け
られたジャンクション7を介して前記のプラントからゲ
ル化原液と塩カル溶液がそれぞれ送液される。各送液管
はオーガの先端近傍に吐出口8(工程Bの拡大図に示
す)が開口してある。
【0021】図1において工程Aは,オーガスクリュー
機を位置決めした状態の,掘削直前の準備段階を示して
いる。地表の地盤は砂層の透水層9であり,その下方に
安定化しようとする軟弱地盤10が存在する。
【0022】工程Bでは,透水層9を通過し軟弱地盤1
0を掘削中の段階を示している。この段階では,ポンプ
4を駆動してオーガ先端部よりゲル化原液を注入しなが
ら掘削する。この注入状態を拡大部イに示す。これによ
って,ゲル化原液が現地土とオーガスクリューで掻き混
ぜながら流動化し,その一部は掘削のためのオーガーの
回転によってスクリュー羽根で上昇移動するが,その量
は少なく,含水比が高い軟弱地盤では掘削壁近傍の現地
土中にも掘削土が拡散される。また,上昇量が多い場合
には,スクリュー羽根は回転させないで上下動を行った
り,逆回転で,上昇量を抑えながら,ゲル化原液と現地
土との混合拡散を図る。
【0023】工程Cは,設計深さまでオーガ先端が届い
た状態を示している。掘削速度に見合った状態でゲル化
原液の注入を続行することにより,工程Cの段階では設
計深さ全長のうち少なくとも軟弱地盤中ではゲル化原液
が全体に均一に混合された状態となる。ここで,ゲル化
原液の注入を中止し,次いで工程Dに入る。
【0024】工程Dは,オーガの先端を最深部から引き
上げる工程であり,オーガスクリューを逆回転しつつ或
いは回転速度を調整しつつ且つ塩カル溶液を先端から注
入しながら徐々に引き上げる。この塩カル溶液注入状態
を拡大部ロに示す。8’はオーガ先端部の塩カル溶液吐
出口を示している。これによって,ゲル化原液が混和さ
れた孔内の混和物は塩カル溶液と混合され,この混合が
終わったところから順にアルギン酸ナトリウムの架橋反
応が進行してゆく。拡大部ハはこの反応によって細粒分
が造粒化した脱水路11が形成される。この脱水路11
の周囲はは地山12である。
【0025】このようにして,A〜Dの工程からなるオ
ーガスクリューの往復動作で現地土が造粒化した脱水路
が成形される。
【0026】具体的な施工例を挙げると,含水比200
%の軟弱地盤を対象として前記A〜Dの工程により,軟
弱地盤の深さ35mの脱水路を形成した。使用したゲル
化原液はアルギン酸ナトリウム粉末とトリポリリン酸ナ
トリウム粉末を9:1で配合した混合粉30Kgを水1
3 に溶解したものであり,塩カル溶液は塩化カルシウ
ム粉末666Kgを水1m3 に溶解したものである。
【0027】掘削した孔の径は60cmであり,工程B
で注入したゲル化原液の総量は1.48m3 であった。
また工程Dで注入した塩カル溶液は0.12m3 であっ
た。工程Dの終了後ただちに脱水路が形成され,良好な
排水状態が維持された。一本の脱水路を形成するに要し
た時間はおよそ30分であり,オーガスクリュー機1台
稼動の1日の作業量で15本の脱水路が形成された。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によると,
軟弱地盤を安定化するバーチカルドレーン工法におい
て,現地土を材料としてこれを透水性の脱水路に改質す
るものであるから,従来の透水性材料と置換する工法等
のように透水材を別途準備する必要はなく,また掘削残
土の処理も必要がない。またオーガスクリューを用いれ
ばその往復動だけで脱水路が仕上がり作業性も極めて良
好である。
【0029】加えて,アルギン酸の架橋反応物は水に不
溶で且つ極めて安定であるから,形成された造粒物によ
る脱水路は透水性を長く維持し,しかも,浸出水に悪影
響を及ぼすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図1】オーガスクリュー機を用いて本発明法を実施す
る状況を図解的に示した工程図である。 1 オーガスクリュー機 2 注入剤プラント 8 オーガ先端部のゲル化原液吐出口 8’オーガ先端部の塩カル溶液吐出口 9 透水層 10 軟弱地盤 11 脱水路 12 地山
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯川 恭啓 大阪府大阪市中央区瓦町三丁目4番1号 ヤマヒロ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟弱地盤中に鉛直方向に適当間隔で透水
    性材料の脱水路を築造するバーチカルドレーン工法にお
    いて,該軟弱地盤の現地土にアルギン酸ナトリウムと反
    応遅延剤を混合し,次いで多価金属塩を混合して透水性
    の該脱水路を築造することを特徴とするバーチカルドレ
    ーン工法。
  2. 【請求項2】 軟弱地盤中に鉛直方向に適当間隔で透水
    性材料の脱水路を築造するバーチカルドレーン工法にお
    いて,オーガスクリューの先端からアルギン酸ナトリウ
    ムと反応遅延剤の混合水溶液を注入しながら該地盤中を
    設計深さまで堀り下げ,次いで,オーガスクリューの先
    端から多価金属塩の水溶液を注入しながら孔内の材料を
    攪拌して前記の脱水路を築造することを特徴とするバー
    チカルドレーン工法。
  3. 【請求項3】 反応遅延剤は,リン酸塩,炭酸塩または
    クエン酸塩である請求項1または2に記載のバーチカル
    ドレーン工法。
  4. 【請求項4】 多価金属塩は,塩化カルシウムである請
    求項1,2または3に記載のバーチカルドレーン工法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0693651A3 (ja) * 1994-07-11 1996-03-06 Ohmi Tadahiro
US6614147B2 (en) 2000-01-11 2003-09-02 Hitachi, Ltd. Cathode ray tube having an improved indirectly heated cathode structure
CN106337409A (zh) * 2016-08-25 2017-01-18 中国路桥工程有限责任公司 一种利用堆载预压结合盐桩处理泥炭土地基的方法
JP6284677B1 (ja) * 2017-10-20 2018-02-28 藤井 健之 地盤改良方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0693651A3 (ja) * 1994-07-11 1996-03-06 Ohmi Tadahiro
US6614147B2 (en) 2000-01-11 2003-09-02 Hitachi, Ltd. Cathode ray tube having an improved indirectly heated cathode structure
CN106337409A (zh) * 2016-08-25 2017-01-18 中国路桥工程有限责任公司 一种利用堆载预压结合盐桩处理泥炭土地基的方法
JP6284677B1 (ja) * 2017-10-20 2018-02-28 藤井 健之 地盤改良方法

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