JPH11350466A - 地盤の改良工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、軟弱な地盤においても、構
造物を設けることができるような地盤の改良を容易に行
うことができる地盤の改良工法を提供すること。 【解決手段】 土砂に混合されることにより比重を小さ
くされた混合土を形成する軽量化材と、この軽量化材を
前記土砂中に固定化する固結材とを地盤３中の土砂に混
入して、前記地盤３中に軽量化された部分を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の改良工法に
係り、詳細には、地盤を軽量化する地盤の改良工法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】海底を構成する地盤が軟弱であり、この
地盤上に盛土を設け、この盛土上に構造物を構築する場
合、例えば、プラント船上において海底から浚渫した土
砂にスラリー状の軽量盛土材を練り混ぜて、ポンプなど
によって水中打設して軽量盛土を形成し、この軽量盛土
上に構造物を構築する工法がある。これは、盛土と構造
物の下方の地盤にかかる荷重を盛土を軽量化することに
よって低減し、構造物が設けられる地盤の安定化を図る
ものである。

【０００３】

【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、浚渫した土砂を、船上まで運んでか
ら、船上で軽量化材を混ぜて、それから地盤上に設ける
ものであるため、その作業に手間がかかるという問題点
があった。

【０００４】本発明の課題は、軟弱な地盤においても、
その地盤上に構造物を設けることができるような地盤の
改良を容易に行うことができる地盤の改良工法を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべ
く、請求項１記載の発明は、土砂に混合されることによ
り比重を小さくされた混合土を形成する軽量化材と、こ
の軽量化材を前記土砂中に固定化する固結材とを地盤中
の土砂に混入することを特徴としている。

【０００６】具体的には、前記軽量化材は、土砂と混合
し、該土砂と混合することにより比重を小さくされた混
合土を形成するものであり、例えば、発泡スチロールビ
ーズや発泡剤などが挙げられる。また、前記固結材は前
記軽量化材を土砂中に固定化するものであれば、どのよ
うなものでもよく、例えば、セメント系固結材である。
また、前記軽量化材および前記固結材を地盤中の土砂へ
の混入手段は、地盤中で行われるものであれば、どのよ
うに行われてもよく、例えば、深層混合工法や、薬液注
入工法といった周知の工法で行うことができるものであ
る。また、前記地盤は陸地を形成する地盤でも海底を形
成する地盤でもよい。

【０００７】前記軽量化材と、この軽量化材を前記土砂
中に固定化する固結材とが、地盤中の土砂に混入される
ことにより、前記地盤中には軽量化された部分、つまり
比重が小さくされ、かつ固化された改良体が形成され
る。このように前記軽量化材および前記固結材が混入さ
れた地盤中の土砂である改良体は軽量化されているもの
であるので、該改良体上部に盛土や構造物を設けても、
前改良体の下方に位置する基礎地盤への増加荷重の低減
を図ることができ、この改良体の上部に構造物や盛土を
設けることによる構造物の沈下の抑制や、前記構築物や
盛土により発生する可能性がある前記基礎地盤中の破壊
を防ぐことができるものである。

【０００８】請求項１記載の発明によれば、前記固結材
で固化された比重が小さくされた前記混合土の形成を地
盤中で行うことにより、従来と異なり、地盤を掘削した
土砂を、一度地盤の外に出し、該地盤の外で、前記土砂
と固結材とを混ぜ合わせてから、前記地盤上に設けると
いった手間がかからず、軽量化された地盤を容易な施工
で形成することができる。したがって、構造物が設けら
れる地盤の改良を容易に図ることができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の地
盤の改良工法において、地盤中で該地盤中の土砂を撹拌
しながら、前記軽量化材と前記固結材とを前記地盤中で
撹拌される土砂に混入することを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果を得ることができるとともに、地
盤中で該地盤中の土砂を撹拌しながら、前記軽量化材と
前記固結材とを前記地盤中で撹拌される土砂に混入する
ことにより、地盤中において、該地盤中で撹拌される土
砂に、前記軽量化材および固結材が確実に混入されて、
これら撹拌された土砂、前記軽量化材および前記固結材
によって構成される、比重を小さくされた部分を強制的
に確実に形成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して本発
明に係る地盤の改良工法の実施の形態を詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明を適用した地盤の改良工法
の一実施の形態によって改良された海底の地盤を説明す
る図である。この図において、１は基礎地盤、２は基礎
地盤１中の強固な部分、３は基礎地盤１中の軟弱な部
分、４は地盤中の土砂、軽量化材および固結材によって
構成された改良体、５は捨て石を重積するによって形成
された緩衝部、６は緩衝部５の上部に設けられた構造物
である。また、７は海底面、８は水面を示す。

【００１３】基礎地盤１は強固な部分２と、この強固な
部分２の上部に積重されている軟弱な部分３をと有して
おり、軟弱な部分３には本実施の形態における地盤の改
良工法によって設けられた改良体４が設けられている。
この改良体４は、軟弱な部分３中の土砂と、土砂と混合
されることにより比重を小さくされた混合土を形成する
軽量化材と、この軽量化材を前記土砂中に固定化する固
結材とを混合することにより形成されているものであ
る。この実施の形態における改良体４は、撹拌翼の回転
によって基礎地盤１中の地盤の軟弱な部分３中の土砂を
撹拌混合しながら、予め水と混ぜてスラリー状にした軽
量化材および固結材を注入ポンプ部によって撹拌された
前記軟弱な部分３中の土砂中に圧入して形成されたもの
である。このように形成された改良体４は、元来その箇
所にあった地盤の軟弱な部分３の土砂より比重が小さく
なっているものである。つまり、基礎地盤１中におい
て、改良体４の下方にかかる、矢印方向の荷重が軽くな
り、地盤沈下、地盤破壊また、これらによって生じる構
造物６破壊などを防止している。

【００１４】この改良体４の有する軽量化材は、土砂と
混合することにより該軽量化材が混合された土砂の比重
が小さくなれば、どのようなものを用いても良く、この
実施の形態では、発泡スチロールビーズが用いられてお
り、この軽量化材を土砂に固定化する固結部材としてセ
メント系固結材が用いられている。また、これらの代わ
りとして、発泡剤が含まれたセメントやモルタル（エア
モルタル）などを用いてもよい。

【００１５】次に、図２を用いてその施工の方法を説明
する。ここでは、先端部に設けられた回動する撹拌翼
と、先端部に設けられたノズルとを有するロッド部を用
いた工法を説明する。図２は本実施の形態の地盤の改良
工法の施工工程を示す図であり、（ａ）は改良する地盤
の位置決めを説明する図、（ｂ）は改良する地盤にロッ
ド部を貫入した図、（ｃ）は改良する地盤へのロッド部
の貫入を完了した図、（ｄ）はロッド部を引き抜いてい
る図、（ｅ）はロッド部を完全に地盤から引き抜いて改
良施工を終了した図である。

【００１６】図２（ａ）に示すように、まず、基礎地盤
１中の軟弱な部分３において改良する部分に、土砂を撹
拌するとともに軽量化材および固結材を混入することが
できるロッド部１０の位置決めを行う。なお、このロッ
ド部１０は、海上に配置される作業船（図示省略。）に
設けられた作業機械の一部（図示省略。）であって、先
端部１０ａに放射状に撹拌翼１１が設けられた筒体であ
り、この筒体の軸を中心に図２（ａ）の矢印方向に回転
することによって、撹拌翼１１が回転して、該ロッド部
１０周辺の地盤を撹拌するものである。さらに、筒体内
に上方から軽量化材や固結材が、上方で接続された注入
ポンプ部（図示省略。）から矢印ｆ方向（図２（ｂ）参
照。）に圧送されて、先端１０ｂから外方に（図２
（ｂ）の矢印ｇ参照。）噴出されるように構成されてい
る。このロッド部１０は、深層混合工法で用いられるも
のとほぼ同様の構成のものを用いてもよい。また、軽量
化材と固結材は同一のノズルから外方に噴出されるもの
としたが、これに関わらず別々のノズルから外方に送出
され、地盤中の撹拌された土砂に混入されるように構成
されてもよい。また、前記作業船には、注入ポンプ部の
他に、軽量化材や固結材用のサイロ、スラリープラン
ト、この作業機械を制御する装置などが設けられてい
る。（図示省略。）

【００１７】そして、図２（ｂ）に示すように、撹拌翼
１１を回転させ、軟弱な部分３中に挿入するとともに、
先端部１０ｂから、矢印ｇ方向に軽量化材および固結材
を撹拌された土砂中に放出する。すると、撹拌翼１１に
よって撹拌された軟弱な部分３中の土砂に軽量化材およ
び固結材が混入される。このようにして撹拌された軟弱
な部分３中の土砂に軽量化材および固結材を混入しなが
らロッド部１０を所定の深さまで貫入する図２において
４０ａが撹拌された土砂に、軽量化材および固結材が混
入された部分である（図２（ｃ）参照。）。撹拌翼１１
で撹拌された土砂に軽量化材および固結材が混入される
ので、土砂とともに前記軽量化材および固結材も撹拌翼
１１によって撹拌されることになり、これらはよく混ざ
った状態となる。

【００１８】次に、図２（ｄ）に示すように、つまり撹
拌翼１１を回動させながらロッド部１０を、上方に移動
させて、地盤から引き抜いていき、図２（ｅ）に示すよ
うに、ロッドを地盤の軟弱な部分３から完全に引き抜
き、４０ａが固化して、改良体を構成する柱体４０が形
成される。この工程を所定の範囲で連続して繰り返し、
柱体４０を連続して形成することによって改良体４（図
１参照。）が形成される。また、この改良体４は、地盤
中において、撹拌された地盤中の土砂に、軽量化材およ
び固結材を混入することによって形成されたブロックを
複数積み重ねることによって形成されるものとしてもよ
い。なお、連続的に地盤改良の施工を行って改良体４を
形成せずに、改良体４を一括で形成するようにしてもよ
い。

【００１９】上記実施の形態における地盤の改良工法に
よれば、固結材で固化された比重が小さくされた改良体
４の形成を地盤中で行うことにより、従来と異なり、地
盤を掘削した土砂を、一度地盤の外に出し、該地盤の外
で、前記土砂と固結材とを混ぜ合わせてから、地盤上に
設けるといった手間がかからず、軽量化された地盤を容
易な施工で形成することができ、構造物６が設けられる
基礎地盤１の改良を容易に図ることができる。

【００２０】また、地盤の軟弱な部分３中で該軟弱な部
分３中の土砂を撹拌しながら、軽量化材と固結材とを軟
弱な部分３中で撹拌される土砂に混入することにより、
軟弱な部分３中で撹拌される土砂に、軽量化材および固
結材が確実に撹拌され、比重を小さくされた改良体４を
基礎地盤１中において強制的に確実に形成することがで
きる。なお、上部に構造物が設けられた改良体は、陸地
を構成する地盤において形成されてもよい。

【００２１】図３は、本実施の形態の地盤の改良工法を
用いて改良された、陸地を構成する地盤の一例を説明す
る図である。この図３に示す改良体２０は、上述した改
良体４の形成方法と同様の方法で基礎地盤２１の軟弱な
部分２１ａ中に形成されたものであり、上部に盛土２２
が設けられている。図中２３は基礎地盤２１中の強固な
部分である。この改良体２０の効果は、上述した改良体
４と同様の効果を有するものである。なお、陸地を構成
する地盤を改良して形成された改良体２０の上部には盛
土２２に代わり構造物を設けても良いことは勿論であ
る。

【００２２】また、上記実施の形態は岸壁、護岸、防波
堤、橋脚、タンク、河川築堤、擁壁などの基礎を構築す
る場合の地盤の改良に用いてもよい。つまり、上述した
ように形成される改良体の上部に上記各基礎を設ける構
造である。また、ケーソンの支持などの直接基礎として
用いてもよいことは勿論である。また、上記実施の形態
では、改良体が形成される地盤は軟弱な地盤としたがこ
れに限るものではない。

【００２３】さらに、上記実施の形態の地盤の改良工法
において、軽量化材および固結材の地盤への混入の方法
として、深層混合工法で用いられる上述したようなロッ
ド部を用いた方法を説明したが、これに限らず、薬液注
入工法や、ボーリングマシンにより、目的の深度まで穿
孔した後、ボーリングのロッド下端に取り付けられた特
殊噴射装置から高圧噴射して、該ロッドを所定の速度で
回転させながら引き上げることにより、地盤中の土砂に
軽量化材及び固結材を混入するといった高圧ジェット噴
射工法を適用して実施しても良い。

【００２４】また、改良する地盤中において、本実施の
形態では軟弱な部分中において、形成された改良体が膨
張して任意の形状とならない場合は、膨張した部分をさ
らって削ることにより形を整えるものとする。なお、改
良される地盤の上方に、該地盤に形成された改良体が膨
出する場合、その膨出の度合いによって、盛土を設ける
必要がなくなり、盛土を設ける作業が必要な場合、作業
の簡略化を図ることができる。また、この性質を利用し
て海底を構成する地盤の軽量化を図る場合において、海
底を構成する地盤中の土砂を撹拌しながら、撹拌された
土砂に大量に軽量化材および固結材を混入すると、前記
軽量化材および固結材が混入された部分の地盤（上記改
良体）の比重が小さい状態で、膨張し、海面上に改良体
が突出するようになり、これによって容易に陸地を造成
することが可能となる。なお、発明を実施の形態に基づ
き具体的に説明したが、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種種変更可能
である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る地盤の改良工法によれば、前記固結材で固化された比
重が小さくされた混合土の形成を前記地盤中で行うこと
により、従来と異なり、地盤を掘削した土砂を、一度地
盤の外に出し、該地盤の外で、前記土砂と固結材とを混
ぜ合わせてから、前記地盤上に設けるといった手間がか
からず、軽量化された地盤を容易な施工で形成すること
ができる。したがって、構造物が設けられる地盤の改良
を容易に図ることができる。

【００２６】請求項２記載の発明に係る地盤の改良工法
によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ること
ができるとともに、前記地盤中で撹拌される土砂に、前
記軽量化材および固結材が確実に混入され、比重を小さ
くされた部分を地盤中において強制的に確実に形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した地盤の改良工法の一実施の形
態によって改良された海底の地盤を説明する図である。

【図２】本実施の形態の地盤の改良工法の施工工程を示
す図である。

【図３】本実施の形態の地盤の改良工法を用いて改良さ
れた、陸地を構成する地盤の一例を説明する図である。

【符号の説明】

１ 基礎地盤 ３ 基礎地盤中の軟弱な部分 ４ 改良体（軽量化材および固結材が混入された土
砂） ６ 構造物 ２１ 基礎地盤中の軟弱な部分 ２０ 基礎地盤 ２０ａ 改良体（軽量化材および固結材が混入された土
砂） ２２ 盛土

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土砂に混合されることにより比重を小さ
   くされた混合土を形成する軽量化材と、 この軽量化材を前記土砂中に固定化する固結材とを地盤
   中の土砂に混入すること、 を特徴とする地盤の改良工法。
2. 【請求項２】 地盤中で該地盤中の土砂を撹拌しなが
   ら、前記軽量化材と前記固結材とを前記地盤中で撹拌さ
   れる土砂に混入すること、 を特徴とする請求項１記載の地盤の改良工法。