JP4771464B2 - 地盤改良工法 - Google Patents

Description

本発明は、緩い砂地盤や異なる地層が積層した多層地盤といった不安定な地盤において、地盤中に柱体を形成して該地盤の強化を図る地盤改良工法に関する。

緩い砂地盤や粘性土からなる地盤、異なる地層が何層も積層した多層地盤は、地震や水害発生時に崩れて該地盤上に建てられた建築物や道路などの構造物の損傷を招いたり、周辺に影響を及ぼす恐れがある。

そこで、地盤中に硬質の柱体を構築して地盤を強化する手段が講じられている。このような柱体の構築方法としては、例えば特許文献１に、搬送スクリュを付設したプランジャを地盤中に圧入することによって柱状の中空室を形成し、且つ、該プランジャを回転させることにより搬送スクリュによって水硬性のバラ荷を該中空室に充填し、周囲の地盤から中空室に侵入する水分によって該バラ荷を硬化させる方法が開示されている。

しかしながら、この工法では、地盤中に含まれる水分量が不十分である場合には柱状に充填されたバラ荷の中心部にまで充分に水分が到達せず、削孔の側壁近傍のバラ荷のみが硬化して、構築される柱体の強度が不十分となってしまう。また、地盤中の水分量が充分であっても、径の大きな柱体ではやはり中心部まで充分な水分が到達しにくく、強度が不十分になるという問題がある。

特許第３２５８２２７号公報

本発明の課題は、施工時に残土が発生せず、含まれる水分量が少ない地盤においても均質で充分な強度を有する柱体を構築し、地盤の強度を向上させる簡易な工法を提供することにある。

本発明は、地盤中に硬質の柱体を構築して該地盤の補強を図る地盤改良工法であって、
外側に搬送スクリュを、内側に液体供給路を備えたスパイラルロッドを、該搬送スクリュの搬送方向が該スパイラルロッドの圧入方向と一致するように回転させながら地盤中に圧入すると同時に、水硬性バラ荷を搬送スクリュに供給して圧入方向に搬送する圧入工程と、
スパイラルロッドの先端が所定の深さにまで達した後、該スパイラルロッドを圧入時と同じ方向に回転させながら引き上げる引き上げ工程とを有し、
上記圧入工程及び引き上げ工程の少なくとも一方において、液体供給路より少なくとも水を供給し、水硬性バラ荷を硬化させて柱体を構築することを特徴とする地盤改良工法である。

上記本発明においては、スパイラルロッドを引き上げる際にもバラ荷を搬送スクリュにて圧入方向に搬送することが好ましい。

また、液体供給路からの水の供給は、スパイラルロッドの引き上げ工程でのみ行うことが好ましい。

本発明によれば、搬送スクリュの搬送方向がスパイラルロッドの圧入方向と一致しているため、スパイラルロッドの圧入時に残土が発生しないため、該残土の処理作業が不要となる。

また、スパイラルロッドの圧入時に削孔の形成と同時にバラ荷を供給するため、バラ荷を均一に削孔内に充填することができる。特に、スパイラルロッドの引き上げ時にもさらにバラ荷を供給することによって、削孔内に密にバラ荷を充填して、強度の高い柱体を構築することができる。また、スパイラルロッド内の液体供給路よりバラ荷の硬化に必要な水を強制的に供給するため、中心部にも充分な量の水が供給され、削孔内全体に均一に水が供給される。よって、本発明によれば、削孔内に均一に且つ密にバラ荷を供給、充填すると同時に、該バラ荷の硬化に必要な充分な量の水をバラ荷全体に供給することができるため、均質で強度に富んだ柱体を構築することができる。また、強制的に水を供給することで、バラ荷の硬化にかかる時間を短縮することができる。

本発明の工法では所定の長さの搬送スクリュを用いるだけで良く、施工設備の小型化、効率化を図ることができることから、中小規模の構造物の場合にも適用することができる。

本発明の地盤改良工法を図１を参照して説明する。図中、１はスパイラルロッド、２は搬送スクリュ、３はホッパー、４は水硬性のバラ荷、５は地盤、６は削孔、７は水、８は柱体である。

本発明に用いられるスパイラルロッド１は外側に搬送スクリュ２を備え、内側には後端から先端部に至る液体供給路（不図示）を備えている。先ず、このスパイラルロッド１を地盤５に圧入する〔図１（ａ）〕。この時、スパイラルロッド１を囲むようにホッパー３を配設し、ホッパー３内にバラ荷４を収納しておく。この状態で、スパイラルロッド１を、搬送スクリュ２の搬送方向が圧入方向（矢印Ｂ方向）と一致するように回転（矢印Ａ方向）させながら圧入する。即ち、図１において、スパイラルロッド１の後端から見た場合、搬送スクリュ２はスパイラルロッド１後端から先端に向かって時計回りに形成されており、該スパイラルロッド１を図１（ａ）に示すようにスパイラルロッド１の後端から見て反時計回りに回転させた場合、搬送スクリュ２の搬送方向はスパイラルロッド１の後端から先端に向かう方向となり、スパイラルロッド１の圧入方向と一致する。即ち、通常、圧入を容易にするために搬送スクリュ２を利用する場合とは逆方向に回転させることになり、これにより、ホッパー３内に供給されたバラ荷４が、搬送スクリュ２に供給され、圧入方向、即ちスパイラルロッド１の先端に向かって搬送される。また、搬送スクリュ２の搬送方向が圧入方向と同じであるため、地盤の土砂がホッパー３内に排出される恐れもない。尚、本工法は本来緩い地盤に対して施工されるため、施工地盤から外部へ土砂を排出しなくても削孔６を形成することに困難はなく、土砂を排出することなく周囲に土砂を押しのけて削孔６を形成することにより、削孔６の内壁自体を密にして地盤の安定化に寄与する作用も有する。

スパイラルロッド１の先端が所定の深さまで達した時点〔図１（ｂ）〕で、スパイラルロッド１の圧入で形成された削孔６内壁とスパイラルロッド１との間隙にはバラ荷４が充填されている。この状態でスパイラルロッド１を引き上げるが、その際、スパイラルロッド１の圧入時と同じ方向にスパイラルロッド１を回転させる（矢印Ａ方向）。即ち、搬送スクリュ２の搬送方向はスパイラルロッド１の引き上げ方向（矢印Ｂ’方向）とは逆方向となる〔図１（ｃ）〕ため、一旦削孔６内に供給されたバラ荷がスパイラルロッド１の引き上げによって削孔６外に排出される恐れはない。また、好ましくは、スパイラルロッド１を引き上げる際にも、搬送スクリュ２に引き続きバラ荷４を供給することで、削孔６内に密にバラ荷を充填することができる。特に、スパイラルロッド１の先端部においては、該先端が引き上げられると同時にバラ荷４が供給されるため、バラ荷４を密に且つ均一に連続充填することができる。

本発明においては、スパイラルロッド１の圧入時〔図１（ａ）〕及び引き上げ時〔図１（ｃ）〕の少なくとも一方において、スパイラルロッド１の内側に形成した液体供給路より、削孔６内に水７を供給する。かかる水の供給はバラ荷４の硬化のためであるため、バラ荷４に均一に、且つスパイラルロッド１の圧入や引き上げに支障を来さないことが望ましく、当該観点から、スパイラルロッド１の圧入時〔図１（ａ）〕には水を供給せず、引き上げ時〔図１（ｃ）〕にのみ水を供給することが望ましい。

図１（ｃ）に示すように、スパイラルロッド１の引き上げに伴って、スパイラルロッド１の先端より水を供給することにより、削孔６の先端から開口部まで全体にわたって均一にバラ荷４の硬化に必要な水が供給される。よって、硬化後の柱体８は均一で強度に富み、十分な地盤改良効果が得られる。水の供給量は、地盤５から削孔６内にしみ出す水の量に応じて加減すれば良い。

図１の工程のように、スパイラルロッド１の引き上げ時にのみ水を供給する場合、スパイラルロッド１の液体供給路の供給口は、スパイラルロッド１の圧入時には土砂等が入らないように閉鎖し、スパイラルロッド１の引き上げ時にのみ開口するように構成することが好ましい。

図２に本発明に用いられるスパイラルロッド１の先端部の構成例を模式的に示す。図中、１１は弁、１２は液体供給路、１３は液体供給路の供給口である。

図２（ａ），（ｂ）は本発明に用いられるスパイラルロッド１の先端部を示す模式図である。（ａ）では先端部のみスクリュ２’が別途付設されている。このようなスパイラルロッド１の先端部に設けた供給口に弁１１が取り付けられている。先端部は別に作製し、ロッド先端に取り付けるようにしても良い。

図２（ｃ）は（ａ），（ｂ）のスパイラルロッド１の先端部の供給口に取り付けられた弁１１の一例の斜視図であり、供給口を塞ぐ円盤の一方に円錐形部材を取り付けた蓋体１１ａと、該蓋体１１ａの他方の中央部に取り付けられたＴ字形の係止部材１１ｂからなる。尚、係止部材１１ｂのＴ字の横棒の長さはスパイラルロッド１の供給口１３の内径よりも大きく形成されている。

図２（ｄ），（ｅ）は該弁１１を液体供給路１２の供給口１３に取り付けた状態のスパイラルロッド１の中心軸に平行な部分断面模式図であり、スパイラルロッド１の右側がスパイラルロッド１の内側に形成された液体供給路１２である。図２（ｄ）はスパイラルロッド１の圧入時、（ｅ）は引き上げ時を示す。予め弁１１をスパイラルロッド１内に押し込んでおくことにより、供給口１３を塞ぎ、スパイラルロッド１の引き上げ時には液体供給路１２に水を供給することで、該水の圧力によって自動的に弁１１を押し出し、供給口１３を開口することができる。また、係止部材１１ｂの横棒が供給口１３に係止するため、弁１１が供給口１３から外れることはない。

本発明においては、スパイラルロッド１の液体供給路１２の供給口は必要に応じてスパイラルロッド１の先端部以外に設けてもかまわない。

本発明において用いられる水硬性のバラ荷４としては、セメント、石灰等の水硬性成分と砂、石などの骨材からなる。また、該バラ荷４の硬化のために供給される水には、必要に応じて硬化促進剤など、水以外の成分を添加してもかまわない。

本発明の地盤改良工法の工程を示す模式図である。 本発明に用いられるスパイラルロッドの先端部の構成例である。

符号の説明

１ スパイラルロッド
２ 搬送スクリュ
３ ホッパー
４ バラ荷
５ 地盤
６ 削孔
７ 水
８ 柱体
１１ 弁
１１ａ 蓋体
１１ｂ 係止部材
１２ 液体供給路
１３ 供給口

Claims (2)

1. 地盤中に硬質の柱体を構築して前記地盤の補強を図る地盤改良工法であって、
   外側に搬送スクリュを、内側に液体供給路を備えたスパイラルロッドを、前記搬送スクリュの搬送方向が前記スパイラルロッドの圧入方向と一致するように回転させながら地盤中に圧入すると共に、水硬性バラ荷を前記搬送スクリュに供給して前記圧入方向に搬送する圧入工程と、
   前記スパイラルロッドの先端が所定の深さにまで達した後、前記スパイラルロッドを圧入時と同じ方向に回転させながら引き上げる引き上げ工程と、を有し、
   前記引き上げ工程でのみ、前記液体供給路より少なくとも水を供給し、前記水硬性バラ荷を硬化させて前記柱体を構築する、
   地盤改良工法。
2. 前記引き上げ工程においても、前記水硬性バラ荷を前記搬送スクリュにて前記圧入方向に搬送する、
   請求項１に記載の地盤改良工法。

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