JPS63268811A - 軟弱地盤改良工法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は軟弱地盤改良工法に関し、殊に軟弱地盤内にセ
メントを主材とする固結材料を注入して基礎地盤の改良
を行う軟弱地盤改良工法に関する。

［従来の技術１ 従来の軟弱地盤改良工法としては、サンドパイル施工な
どに見られる杭打ちを中心とする地盤の高密度化法とセ
メント、石灰などの固結材料による地盤の固結化法が知
られている。

この内、軟弱地盤を固結化する方法としては、■セメン
トミルク又はセメントモルタルを削孔から注入して硬化
する方法。

■セメントミルク等を高圧ジェットで削孔から外周に向
けて噴射してセメントミルクで補強され、補強柱を形成
させる方法。

■オーガーの先端からセメントの粉体を噴射させて撹拌
混合して補強柱を形成する方法。

■セメントミルク等をオーガーで撹拌混合して軟弱地盤
を硬化する方法。

などがあり、いずれも軟弱地盤を固結することを目的と
したものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、これらの方法は軟弱地盤を固結すること
の目的は達しても、軟弱地盤の比重を大きくして重くな
り、比重の小さい軟弱地盤の中に比重の大きい地盤を作
ることになり、沈下現象を生ずることに本発明者等は着
目し、種々研究の結果、本発明を完成するに至った。

前記の軟弱地盤の固結化の場合、軟弱地盤層が浅く、台
盤等の支持層まで注入、混合して補強されれば、岩盤に
支持され沈下に関しては問題でないが、一般に軟弱地盤
は深く、支持地盤まで硬化させることは困難である。

軟弱地盤の一部分のみを注入、混合して固化さＵること
は、比重の大きい固化地盤を軟弱地盤の中で粘着力や応
力の分散によってのみ均衡を安定させているだけで、非
常に不安定な状態であり、時間の経過と共に沈下してい
くことは避けられないものである。軟弱地盤上の工業都
市部では井戸からの揚水で更に沈下を促進させており、
井戸による工業用水の使用は禁止されている。

このような背景の中で本発明者等は軟弱地盤の比重の低
い点に注目し、本発明は前記固結化剤として新規な発泡
団結材を見出し、これを地盤改良材どして軟弱地盤中に
注入、混合することにより、軟弱地盤の深層まで従来の
軟弱地盤の比重と同程度かそれ以下の低い比重の地盤に
改良し、前記軟弱地盤上に重量構造物等を構築したとき
に不同沈下を起さない軟弱地盤の改良工法を提供するこ
とを目的とするものである。

本発明は、また発泡固結材を用いろことににす、発泡の
ベアリング効果で流動性を促進さけ、固結材料の水の量
を減じ、強度を増加させることを目的としている。

本発明は更にまた発泡固結材を用いることにより、軟弱
地盤へ注入時、撹拌混合時の抵抗を軽減させ、混合効率
を高めることを目的としている。

本発明は他方発泡固結材を用いることにより、容積を増
し、固結コストを低減させることも目的としている。

なお、本発明に用いている発泡固結材に類似した発泡固
結材が、トンネルのシールド工法における裏込注入或い
はトンネルの天盤部の岩盤崩落防止のための固結剤注入
に用いられることは知られている。

しかしながら、トンネルのシールド工法における裏込注
入或いは岩盤固結においては、いずれも発泡固結材によ
り地盤の固結硬化を行う点で本発明と相違している。即
ち、トンネルのシールド工法における裏込注入において
は、セメントモルタルや豆砂利コンクリートに発泡固結
剤を混合してシールドの推進後生じるテールボイドを充
填するものであり、単に固結硬化させればよいものであ
り、本発明の構造物の基礎地盤となる軟弱地盤に発泡固
結材を注入して軟弱地盤の比重と同等以下の地盤に改良
するものとは基本的に相違している。

またトンネルの天盤部の岩盤崩落防止のための岩盤固結
剤の注入においても、発泡性樹脂のみを用いて天盤部の
亀裂空隙部などを発泡性樹脂で填充して岩盤の崩落防止
をはかる点で、本発明の構造物の基礎地盤となる軟弱地
盤内へセメントを主体とする固結材に発泡剤又は発泡体
を加えた発泡固結材を圧入させ、軟弱地盤の比重と同等
以下の比重の地盤に改良する発明とは異なる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前記のような従来の軟弱地盤改良工法における
セメント等の固結材注入により比重が大きくなり、重く
なった地盤部分が比重の小さい軟弱地盤の中で重量物の
構築による重みのため、不同沈下を起すという問題点を
解決するものである。

本発明は軟弱地盤内にセメントを主材とする固結材料を
注入して基礎地盤の改良を行う軟弱地盤改良工法におい
て、セメント又はセメントモルタル或いはセメントミル
クに発泡剤又は反応によって発泡、硬化して体積が増大
した発泡体を加えて混合した発泡固結材を軟弱地盤内に
圧入及び／又は混合することを特徴とする軟弱地盤改良
工法である。

本発明でいう軟弱地盤とは、特別の処置を施さなければ
構造物の基礎地盤として信頼できないものをいい、−・
般には高含水比の粘性土地盤をいうが水で飽和した緩い
砂地盤など地震時の液状化現象の可能性があるものも含
まれる。軟弱地盤の比重は本発明者等が測定した所では
、１．１〜１．５であり、本発明の軟弱地盤改良工法で
は地盤改良後、前記の比重範囲或いはこれ以下の比重と
づ−ることが肝要である。

本発明のセメントを主とする固結材料としてはセメント
、セメントモルタル、セメントミルクに発泡剤又は発泡
体を混入し、混合して発泡固結材としたものが用いられ
る。

本発明に用いられる発泡剤としては公知の発泡剤からセ
メント中で発泡効果の良好な発泡剤を適宜選択して用い
ることができる。しかしながら、本発明では地盤改良に
用いることを考慮すれば現場発泡に適した発泡剤を選ぶ
ことが好ましい。

セメント、セメントモルタル、セメントミルクに使用さ
れる発泡剤は、金属粉たとえばアルミ粉、界面活性剤た
とえば高級アルコール硫酸ニスアル系化合物、ポリオキ
シエチレンアルキルアリルエーテル系化合物など、ある
いは動物性蛋白質などがある。これらの発泡剤は添加聞
により発泡による空気含有率を変化させることができる
。

セメントモルタル又はセメントミルクに発泡剤を添加し
て得られる発泡モルタル又は発泡ミルク等の発泡含有率
は、発泡モルタルでは３０％以上、発泡ミルクでは２０
％以上の気泡の含有邊の範囲が好ましい。

発泡剤のセメントに対する使用量は種類にもよるが０．
３〜３小吊％で発泡効果が得られる。

また発泡体としては、加熱又は反応によって発泡、硬化
して体積が増大した発泡体を用いるものＣ１例えば石門
系では熱可塑性樹脂のポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリアミド、塩化ビニル、酢酸ビニルな
ど、熱硬化性樹脂のフェノール、エポキシ、ユリア、ポ
リウレタンなどを発泡させた発泡体或いは無機系では独
立気泡として存在することのできるパーライト、バーミ
キュライトなどの発泡軽鎖骨材等、その伯前記の発泡剤
Ｃ発泡させた発泡体を挙げることができる。

発泡体の使用量は発泡体の種類にもよるが、モルタル又
はセメントミルクの１ｄ当り２０〜３０容槓％以上の混
合で本発明の目的を達成できる。

以上のような配合比で発泡剤又は発泡体を混入、混合し
た発泡固結材を高圧ポンプで圧送し軟弱地盤内に圧入及
び／又は混合する。発泡固結材を軟弱地盤内に圧入及び
／又は混合する場合には、単に注入により圧入する場合
、注入装置のロンドの先に撹拌装置を付けて圧入、混合
する場合、混合しながら地盤の中へ［１ツドを挿入し、
地盤改良する場合などを含んでいる。

軟弱地盤内に、セメント等に発泡剤を混入した発泡固結
材を加えた場合或いは発泡性の樹脂を注入、硬化させる
場合は、発泡反応或いは発泡硬化反応を終了するまでに
は時間を要りる。

発泡反応は、発泡剤の種類により種々の条件に左右され
て発泡量が変化するので、その条件を整えなければなら
ない。

また、発泡固結材の硬化の程度を調整する必要がある場
合には凝結硬化剤、例えば水ガラス等を注入先端部で混
合することができる。

以上述べたように本発明の軟弱地盤改良工法は、軟弱地
盤内へセメント等に発泡剤又は発泡体を加えた発泡固結
材料を圧入及び／又は混合することにより軟弱地盤を固
結し、軟弱地盤と同等以下の比重の地盤に改良、地盤の
補強と地盤の沈下に対する安定をはかる工法である。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

［実施例］ （１）発泡剤を用いる工法 高級アルコール硫酸エステル系化合物４　Ｋｇを予め発
泡機で発泡させ、１７ｄ当りセメント４００Ｋｇに水２
００　Ｋｇを加え、混合した水セメント比５０％のミル
クを加えた発泡固結材料をよく混合した後、軟弱地盤内
に削孔より高圧ポンプにて注入した。

２４時間経過後、軟弱地盤を掘削して比重を測定したと
ころ、元の軟弱地盤の比重１．３に対して発泡固結材を
注入した地盤部分の比重は１．１であった。なｄ３、比
較のため、普通に用いられるセメントミルク固結材を軟
弱地盤内に注入したところ、注入した地盤部分の比重は
１．４となり、周囲の軟弱地盤の比重より大きくなり、
地盤上に重量物を構築した場合に、セメントミルク固結
材を注入した部分の地盤が沈下するおそれがある。

これに対し、本発明の発泡固結材を注入した部分の地盤
は、周囲の軟弱地盤の比重と同程度のため、軟弱地盤上
に重量物を構築しても、発泡固結材が地盤内に分布して
形成する多くの気泡構造により、固結材注入部の不同沈
下を起すことはない。

（２）発泡体を用いる工法 セメントミルクに発泡ポリスチレン（発泡倍率３０倍）
の細片（直径０．２〜２ｍ程度）を３０容積％配合した
発泡固結材をよく混合した後、軟弱地盤内に削孔より高
圧ポンプで圧送、注入、混合した。

軟弱地盤を掘削して比重を測定したところ、元の軟弱地
盤の比重１．３に対して、発泡固結材を注入した地盤部
分の比重は１．０５であった。

この結果、前記発泡剤を用いた工法の場合と同様に周囲
の軟弱地盤と発泡固結材を注入した軟弱地盤部分の比重
は同程度となり、地盤上に重り物を構築したときの比重
差による地盤の不同沈下を起すおそれはない。

［発明の効果］ 本発明は従来の軟弱地盤改良工法においてセメント等の
固結材注入によって比重が大きくなり、重くなった地盤
部分が比重の小さい軟弱地盤の中で、重量物の構築によ
る重みのため不同沈下を起すという問題点を、セメント
を主材とする固結材に発泡剤又は反応によって発泡、硬
化して体積が増大した発泡体を加えた発泡固結材を軟弱
地盤内に圧入及び／又は混合することにより解決し、軟
弱地盤上にｆｌ物を構築したときの不同沈下現象の発生
を防止する効果を奏するものである。

本発明の軟弱地盤改良工法は、前記のように軟弱地盤内
に発泡性で極めて軽量な固結材を注入、混合して固結さ
せ、比重の小さいｆｉＭ固結地盤に改良し、軟弱地盤中
にバランスよく浮力を生じさけ安定させるため、地盤上
に建物等の重量物を構築しても不同沈下現象が起きない
。

また、本発明に用いる発泡固結材は、気泡が多いため、
セメント等との混合時軟弱地盤内に注入、混合する時の
いずれもＩＩ！擦や粘性抵抗が小ざいので、混合し易く
流動性がよいことがら圧送、注入がやり易いというすぐ
れた工法にしている。

更に本発明の発泡固結材は流動性がよいので、水、セメ
ン１〜比など固結後の地盤強度に与える条件を種々変更
できるという利点がある。

また発泡固結材中の気泡の数は、発泡剤又は発泡体の選
択により種々変更できるため、軟弱地盤の状態に応じた
設計ができるという利点もある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軟弱地盤内にセメントを主材とする固結材料を注入して
   基礎地盤の改良を行う軟弱地盤改良工法において、セメ
   ント又はセメントモルタル或いはセメントミルクに、発
   泡剤又は反応によって発泡、硬化して体積が増大した発
   泡体を加えて混合した発泡固結材を軟弱地盤内に圧入及
   び／又は混合することを特徴とする軟弱地盤改良工法。