JPS5941511A - 凍結工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はツ結時に地盤の凍土を抑制できるはかりでなく
、解凍後に地盤の沈下を起さないし結工法に関するもの
である。

び結工法は主として軟弱地盤中の水を瀘結させて治水を
止め、該地盤１ｉｌ−硬化させる場合ＶＣ採用される工
法であるが、従来のこの工法では、凍結すると地盤が膨
張する所謂凍上現象が発生シフ、まπ解凍すると地盤が
沈下するので、好ましくない事態を招来するおそれがあ
る。

而して、前述の凍上、沈下現象は従来のび結工法におは
る機構的々欠点でおり、特に、地盤の構成粒径が小さく
含水比が大きい場合に著しく、Ｗ土、沈下が問題になる
場合には、そのｆｌＥを軽減させるために。

■凍結面付近の水を脱水する方法 ■ヒーターバランス法により冴結土景を最小限に保つ方
法 ■地下水の粘性を高める方法 ■地盤に変位吸収孔を設け、解凍時に注入材を填充する
方法 ■解凍上に薬液等の注入材を注入して地盤を改良する方
法 ■基礎杭、アンダーピニングなどにより新設構造物を支
持させると共に解凍時に生じる空隙に注入材を填充する
方法 などが採らｎているが、こｎらの方法はいずｎも。

例えば粒径１０Ｐ以下の細粒土が含まｎる地盤でＦｉ、
凍土、沈下の発生は不可避の物理的現象であることを認
めた上で、その影響量を軽減又は抑制しようという方法
であり、充分満足すべき効果を得られていない。

本発明は上記のような従来技術の現状に鑑み。

覆土を抑制できると共に解凍しても沈下現象を発生させ
ない凍結工法を提供することを目的としてなされたもの
で、その構成は、硬結すべき地盤に予め適宜量のポルト
ランドセメントを混合攪拌し。

た後膣地盤に夢給管を埋設して該び給管に冷媒を供給す
ることにより、該地盤を凍結することを特徴とするもの
である。

即ち、従来、寒冷地においてに自然硬結に伴う地盤の凍
上、沈下を防出する方法として該地盤を砂や礫などの非
覆上性土質と置換する工法が行わｎているが１本発明は
このような置換工法とは異なり、地盤を軟弱土質と該土
質に攪拌混合したボルト２ンドセメントとから成るもの
とし、これを人工凍結することにより、凍結工法の特長
である地盤の高強度性、遮水性、均質一様性を最大限に
利用しながら、地盤の凍上、沈下という凍結工法の欠点
を解決しょうとするものである。

面シて、地盤にポルトランドセメントを混合攪拌する方
法としては、公知の深層混合処理工法。

高圧ジェット噴射混合処理工法などの方法によるものと
し、また、ポルトランドセメントの混合量は対象となる
地盤の土の乾燥重量の１０チ〜５０チ程度が効果的であ
る。

次に本発明の効果を確認するために行なった実験につい
て説明する。

試験の種類 吊下げ型凍結試験機によるび上試験 室温自然解凍による沈下試験 一１０℃における凍土の一軸圧縮強度 試　　　　料 藤の森青粘土 早強ポルトランドセメント 供試体の作製 風乾状態の藤の森青粘土（含水比６〜７チ）と種々の量
の前記セメントを一定割合の水（粘土とセメントの合計
重量の５７％）で混合攪拌し、荷重０．０７　Ｋ９／ｌ
：ｄの下で、＋２０℃　の水中において１週間養生 試験条件 凍結時上載荷重　　　ｃｒｌ　＝　０．０６　Ｋ９／ｃ
ｒ／１凍結面進行速度　　　Ｕｆ　＝　３．０　ｍｍ／
　ｈ解凍速度　　　　　　θｍ＝室温 解凍後圧密圧力　　　Ｐ　＝　０．５　Ｋｔｆ　／ｃａ
圧縮試験淵度　　　　θ＝−１０℃ 圧縮試験歪速度　　　８２１％７ｍ１ｎ（供試体５傭ψ
×１０釧Ｈ） 実験結果 １）凍結膨張率のセメント・上止依存性第１図の図表に
示す通υａ？ｊＥ’結膨張率はセメント・上止が１０％
近くまでは急激に減少し、その後はゆるやかに減少する
。

２）′ＰＮｆｆ沈下率のセメント・上止依存性第２図の
図表に示す通り、解ｙ！稜の圧密圧力Ｐ＝０．５Ｋｆｆ
／−では、セメントを混入しない場合は１０チ近くまで
沈下するのに対して。

セメントを混入した場合は全く沈下せず、むしろび結膨
張の影響が残り、セメント・上止が小さい程浮き上った
状態となる。

３）凍結膨張率と解雇沈下率の比較 第３図の図表に示す通り、ぴ結膨張率と解凍沈下率のセ
メント・上孔依存性は略同じ傾向を示していることから
、凍上を抑制できる土・セメント比では沈下も防出でき
るといえる。

４）伸出の一軸圧縮強度のセメント・上止依存性第４図
の図表に示す通り、セメント−上止が大きくなる程強度
は増加し、セメント・上止が３０チに力ると、セメント
を混入しない場合の２倍以上の強度を示す。尚、セメン
ト・上止が小さく、凍結膨張した場合には、アイスレン
ズの強度の影響が現わｎ１強度は大きくなる。

５）凍結前とび結解冴後の強度比較 凍結前−週間養生した後の一軸圧縮強度と、解凍後更に
一週間養生した後の−軸圧縮強度の比較は第５図に示す
通りで、セメント・上孔が３０チ付近までは両者の差は
殆んどないが、３５％り土では養生日数の違いによる差
が現われ、解凍後の強度の方が大きくなる。

以上の通り、実験によＶ凛結前の地盤にセメントを混合
攪拌すｎ、ば、び結時の凍上が抑制されるばかＶでなく
、解凍時の沈下も防上されることが確認さｆ′した。

次に本発明び結工法にエフ立坑前面の地盤を凍結して立
坑鋭部の掘削防護を行い、該鋼部を掘削して立坑内から
シールド機を発進させる例を図に拠り説明する。

第６図及び第７図において、１は立坑、２はその鋭部、
６は前記立坑１の前面のひ結すべき地盤。

４は前記地盤６に深層混合処理工法又は高圧ジェット噴
射混合処理工法などに工Ｖポルトランドセメントをセメ
ント・上孔で少なくとも１０チ以上（乾燥した土の重ｔ
　１Ｋｙ当ジボルトランドセメント０．１Ｖ４以上）混
合攪拌して形成したボルト２ンドセメント混合土、５は
前記地盤３に埋設した澤給管、６は該凍結管５に冷媒を
供給して造成した凍土、７は立坑１内に配し該立坑１か
ら発進させるシールド機であって、このシールド機７を
発進させるまでの順序は次の辿りである。

１）１ず、立坑１前面の凍結すべき：ｌ′ｉｉ］盤乙に
深層混合処理工法又は高圧ジェット噴射混合処理工法な
どの処理工法を利用してポルトランドセメントをセメン
ト・上孔で少カくとも１０チ以上混合攪拌してポルトラ
ンドセメント混合土４を形成する。

２）地盤６に沖給管５を埋設して該凍結管５に冷却プラ
イン等の冷媒を供給することにより。

前記地盤６を凍結し、覆土６を造成する。

３）前記覆土６により立坑１の前面を防護し、た状態で
鋭部２を掘削してシールド機７を発進させるための穴を
明ける。

４）シールド機７ｆ、鏡部２の穴に挿入し、掘進時の市
水処理を行う。

５）凍結管５を解凍抜去する。

６）凍土６を押進しながらシールド機７を推進さぜる。

以上により立坑１からシールド機７を発進させるのであ
って、覆土６はその後自然解凍するが。

凍土６を造成した地盤６にはポルトランドセメントがセ
メント・上孔で少なくとも１０％以上混合攪拌さ九でい
るので、前述の実験結果力・ら明ら〃為な工うに、凍土
６はその凛結時に凍土を抑制されるばかりでなく、解凍
時の沈下も防上さｊるので。

従来の凍結工法において見らｎた地盤の葆ト、沈下によ
る弊害は払拭されるし、然も前記セメントの混合攪拌に
よりｖ＃土６の強度も高くなる〃・ら。

鋼部２の掘削時の凍土６による防ｉは万全となる。

本発明は上述の辿すでｔ）って１凍結「べき地盤に予め
適宜ｆのボルトランドセメントヲン昆合′４１４牢しｆ
ｔ彷、該地盤に連結管を埋設してし凍結管にン令媒を供
給することに、１１）、凍」二、沈−Ｆを起さず強度も
高いα土に造成することがＣ′＠るので、　ＣＬ来の凍
結工法に比し、極めて翁用でおる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明凍結工法の突１果を石−認す
るために行なった実験結果を示す図表で、第１図は凍結
膨張率の、第２図イ９口は解凍沈下率の、それぞｎセメ
ント・上孔依存性を示す図表。 第３図は覆結膨張ボと解凍沈下率を比較した図表。 第４図は凍土の一軸圧縮強度のセメント・ナル依存性を
示す図表、第５図は葆結前と腫結解ｍ後の強度を比較し
た図表、第６図は本発明凍結工法により立坑前面の地盤
’（＋−凍結して立坑鋭部の部側防護を行う場合の立坑
の平面図、第７図は同じく縦断側面図である。 代理人　　小　　泉　　良　　邦 第４図 （ｋ３ｆ１０７ｙご）　（−軸圧縮夕甑）負・セメ〜ト
ーー・°イ表９、・′よ）第５０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　凍結すべき地盤に予め適宜量のポルトランドセメン
   トを混合攪拌した後、＃地盤に硬結管を埋設して＃凍結
   管に冷媒を供給することにより、該地盤を凍結すること
   を特徴とする硬結工法。 ２　凍結すべき地盤に混合攪拌するポルトランドセメン
   トの量が該地盤の土の乾燥重量の少なくとも１０％以上
   である特許請求の範囲第１項に１岐の凍結工法。