特許 5918521 地盤の改良工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5918521

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】地盤の改良工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/34 20060101AFI20160428BHJP

   E02D 3/10 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   E02D27/34

   E02D3/10 102

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2011-270497(P2011-270497)

(22)【出願日】2011年12月9日

(65)【公開番号】特開2013-122128(P2013-122128A)

(43)【公開日】2013年6月20日

【審査請求日】2014年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000172813

【氏名又は名称】佐藤工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】505359023

【氏名又は名称】末政 直晃

(74)【代理人】

【識別番号】100082647

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 義久

(72)【発明者】

【氏名】永尾 浩一

(72)【発明者】

【氏名】前田 幸男

(72)【発明者】

【氏名】辻野 修一

(72)【発明者】

【氏名】末政 直晃

【審査官】 富山 博喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２０９６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３８５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３２０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２４６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００２１５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ２７／００−２７／５２

Ｅ０２Ｄ １／００−３／１１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロバブルを有する水を地盤中に供給し、地盤の飽和度を低下させる地盤の改良方法において、
マイクロバブル水を供給して地盤を改良しようとする改良対象領域に供給管を挿入した後、
前記供給管内に注入材料供給用の内管を挿入し、前記内管を通じて前記改良対象領域の上方に注入材料を供給して、前記マイクロバブル水のマイクロバブルが逸散することを防止する逸散防止層を形成し、
その後、前記供給管から注入材料供給用の内管を取り出し、前記供給管内にマイクロバブル水供給用の内管を挿入し、前記マイクロバブル水供給用の内管を通じて前記改良対象領域内にマイクロバブル水を供給し、
前記改良対象領域の上方に形成された逸散防止層によって、前記マイクロバブルの逸散を防止し、改良対象領域内に前記マイクロバブルを滞留させることを特徴とする地盤の改良方法。

【請求項2】

前記改良対象領域を地盤の深さ方向に複数設け、
各改良対象領域の上方にそれぞれ逸散防止層を形成する請求項１記載の地盤の改良方法。

【請求項3】

前記改良対象領域の外方の縦方向に逸散防止壁を形成する請求項１記載の地盤の改良方法。

【請求項4】

前記逸散防止壁は、シートパイル、ソイルセメント壁、薬液注入壁、遮水シートのいずれかからなる請求項３記載の地盤の改良方法。

【請求項5】

前記注入材料は、水ガラス、セメント、ベントナイト、高分子ポリマーのいずれかからなる請求項１記載の地盤の改良方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤の改良工法に係り、好適には液状化対策が必要な地盤の改良工法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地盤の液状化は、地下水位以下の緩い砂質地盤が地震により衝撃や振動を受けて変形することに伴い、土粒子間の骨格構造が破壊され、土粒子間に飽和状態で存在している間隙水水圧が上昇し、その結果、地盤があたかも液体のように挙動して耐力を失ってしまう現象である。

【0003】

液状化を防止するためには、地盤強度を高める、あるいは地盤に細粒分を注入するといった手法が知られているが、最近においては地下水の揚水による液状化防止方法も有効であることが判明している。しかし、地下水位を常に低く維持するために地下水を常時連続的にしかも恒久的に揚水し続けなければならないから、それに要する運転費と維持管理費が嵩む問題がある。

【0004】

そこで、本出願人は、地下水を揚水し続けて地下水位を常に低く維持するのではなく、地下水位を一時的な低下により砂地盤に過圧密履歴（ プレローディング） を与えるとともに、地盤の飽和度（ 地盤中の地下水の体積／ 地盤の間隙体積） を低下させ、それによって液状化に対する地盤強度を高めるという液状化防止方法を提案した（ 特許文献１ ） 。

【0005】

他方、特許文献２には、液状化防止対策地盤に圧縮気体を注入する方法が開示されているが、単に圧縮気体を注入するのでは、飽和度を低下させるのに限界があり、しかも、地盤を隆起させるおそれがあった。

【0006】

本出願人は、上記の問題を解決するために、マイクロバブル水を地盤強度の改善を図る対象領域に注入することにより、広範囲において均等的に地盤の飽和度を低下させる方法を提示した（特許文献３および特許文献４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第３６７８８２８号公報

【特許文献2】特許第３７５７２１６号公報

【特許文献3】特開２００８−２１７０号公報

【特許文献4】特開２０１０−２０９６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、マイクロバブル水は、水よりも比重が軽いため、地盤内で上昇する傾向がある。また、地盤内に供給したマイクロバブルは、マイクロバブル同士が結合し、ある程度大きくなると浮力が高くなり、地盤中の間隙の弱面を通り抜けて、地上へ浮上してしまう問題がある。

【0009】

さらに、マイクロバブルが滞留している不飽和地盤において、地盤に地下水流などの伏流水があると、地盤の間隙内に存在するマイクロバブルが地下水流によって除々に奪われ、飽和度が上昇する恐れがある。

【0010】

本発明が解決しようとする主たる課題は、マイクロバブル水の供給時に、マイクロバブルが改良対象領域から逸散することを防ぐとともに、マイクロバブル供給後に、改良対象領域内にマイクロバブルを滞留させることで、地盤の飽和度が低下した状態を維持し、
地盤の構造を強くして耐震性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
マイクロバブルを有する水を地盤中に供給し、地盤の飽和度を低下させる地盤の改良方法において、
マイクロバブル水を供給して地盤を改良しようとする改良対象領域に供給管を挿入した後、
前記供給管内に注入材料供給用の内管を挿入し、前記内管を通じて前記改良対象領域の上方に注入材料を供給して、前記マイクロバブル水のマイクロバブルが逸散することを防止する逸散防止層を形成し、
その後、前記供給管から注入材料供給用の内管を取り出し、前記供給管内にマイクロバブル水供給用の内管を挿入し、前記マイクロバブル水供給用の内管を通じて前記改良対象領域内にマイクロバブル水を供給し、
前記改良対象領域の上方に形成された逸散防止層によって、前記マイクロバブルの逸散を防止し、改良対象領域内に前記マイクロバブルを滞留させることを特徴とする地盤の改良方法。

【0012】

（作用効果）
前記逸散防止層により、マイクロバブル水供給時にマイクロバブルが改良対象領域外に逸散することを防ぐとともに、マイクロバブル水供給後に改良対象領域内に前記マイクロバブルを滞留させることで、地盤の飽和度が低下した状態を維持することができる。
逸散防止層を改良対象領域の上方に形成することで、マイクロバブル水供給時に、供給されたマイクロバブルが上方へ移動し、地上に放出されることを防ぐことができる。
また、マイクロバブル水供給後においても、改良対象領域に供給されたマイクロバブルが結合して径が大きくなり、浮力が高くなり浮上しやすくなった結果、地盤上層の間隙の弱面を通り抜けて、地上へ放出されることを防ぐことができる。

【0013】

さらに、逸散防止層を設けることにより、地盤強度を向上させ、地震で長時間揺れが続いた場合の液状化発生や、地盤の振動によるせん断破壊による沈下をより抑制することができるものである。

【0014】

（削除）

【0015】

（削除）

【0016】

〔請求項２記載の発明〕
前記改良対象領域を地盤の深さ方向に複数設け、
各改良対象領域の上方にそれぞれ逸散防止層を形成する請求項１記載の地盤の改良方法。

【0017】

（作用効果）
改良対象領域を地盤の深さ方向に複数設け、各改良対象領域の上方にそれぞれ逸散防止層を形成することで、マイクロバブル水供給時に、供給されたマイクロバブルが上方へ逸散することを防ぐことができる。

【0018】

また、マイクロバブル水を供給した後において、時間の経過とともに、マイクロバブルが結合し、径が大きくなり浮上することも考えられ、改良対象領域の上下で飽和度に差が生じる可能性がある。

【0019】

改良対象領域を一つだけ設けた場合は、改良対象領域の厚さが厚くなるため、改良対象領域の上下の飽和度の差が大きくなるが、本発明のように改良対象領域を地盤の深さ方向に複数設けることにより、改良対象領域の厚さを薄くすることができ、改良対象領域上下の飽和度の差を小さくすることができる。

【0020】

さらに、逸散防止層を一つだけ設けた場合は、その一部分だけ地盤強度が高くなるに過ぎないが、逸散防止層を深さ方向に複数設けることにより、より地盤の強度を高めることができる。

【0021】

〔請求項３記載の発明〕
前記改良対象領域の外方の縦方向に逸散防止壁を形成する請求項１記載の地盤の改良方法。

【0022】

（作用効果）
逸散防止壁を改良対象領域の外方の縦方向に形成することで、マイクロバブル水供給時に、マイクロバブルが外方へ逸散し、改良対象領域に存在するマイクロバブルの量が減少することを防ぐことができる。

【0023】

また、マイクロバブル水を供給した後において、改良対象領域に地下水が通っている場合であっても、改良対象領域の外方の縦方向に形成した逸散防止壁によって、地下水が改良対象領域に浸入することを防ぐことができるため、マイクロバブルが地下水流によって除々に運ばれていき、改良対象領域の飽和度が次第に上昇することを防ぐことができる。

【0024】

〔請求項４記載の発明〕
前記逸散防止壁は、シートパイル、ソイルセメント壁、薬液注入壁、遮水シートのいずれかからなる請求項３記載の地盤の改良方法。

【0025】

（作用効果）
改良対象領域の外方の縦方向に形成する逸散防止壁をシートパイル、ソイルセメント壁、薬液注入壁、遮水シートのいずれかから構成することで、地下水が改良対象領域に浸入することを防ぐことができる。
〔請求項５記載の発明〕
前記注入材料は、水ガラス、セメント、ベントナイト、高分子ポリマーのいずれかからなる請求項１記載の地盤の改良方法。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、マイクロバブル水の供給時に、マイクロバブルが改良対象領域から逸散することを防ぐとともに、マイクロバブル供給後に、改良対象領域内にマイクロバブルを滞留させることで、地盤の飽和度が低下した状態を維持し、地盤の構造を強くして耐震性を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】マイクロバブル水を地盤へ供給するシステムの断面図である。

【図2】マイクロバブル水を地盤へ供給する際に使用する供給管の断面図である。

【図3】供給ロッドの一部分に設けられたゴムスリーブ式逆支弁の図である。 （ａ）ゴムスリーブ式逆支弁の外観、（ｂ）ゴムスリーブ式逆支弁の内部構造、（ｃ）Ａ−Ａ断面を示した図である。

【図4】供給ロッドを通じて地盤中にマイクロバブル水を供給している図である。

【図5】第一実施例において、地盤中へ注入材料を供給した時の断面図である。

【図6】第一実施例において、地盤中に逸散防止層を形成した後に、マイクロバブル水を供給した時の断面図である。

【図7】第一実施例において、地盤中にマイクロバブル水を供給した後の断面図である。

【図8】第二実施例において、改良対象領域の外方の縦方向に逸散防止壁を形成した断面図である。

【図9】第二実施例において、改良対象領域の外方の縦方向に逸散防止壁を形成した後に、マイクロバブル水を供給した時の断面図である。

【図10】第二実施例において、地盤中にマイクロバブル水を供給した後の断面図である。

【図11】第三実施例において、地盤中に注入材料を供給した時の断面図である。

【図12】第三実施例において、地盤中に逸散防止層を形成した後に、マイクロバブル水を供給した時の断面図である。

【図13】第三実施例において、地盤中にマイクロバブル水を供給した後の断面図である。

【図14】第四実施例において、改良対象領域の外方の縦方向に逸散防止壁を形成した後、マイクロバブル水を供給した時の断面図である。

【図15】第四実施例において、地盤中にマイクロバブル水を供給した後の断面図である。

【図16】第五実施例において、改良対象領域の外方の縦方向に逸散防止壁を形成した後、注入材料およびマイクロバブル水を供給した時の断面図である。

【図17】第五実施例において、地盤中にマイクロバブル水を供給した後の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

次に、本発明の実施の形態を、液状化対策地盤の改良を例に採って説明する。
＜工法の概要＞
図１は、マイクロバブル水（ＭＢ水）を地盤へ供給するシステムの一例を示す。
本明細書においてマイクロバブル水（ＭＢ水）とは、微細気泡（マイクロバブル）を多数有する水のことをいう。
前記マイクロバブルとして、直径が１０〜１００マイクロメートルの範囲内にある気泡を用いるのが好ましく、直径が１０〜７０マイクロメートルの範囲内にある気泡を用いるのがより好ましい。
また、マイクロバブル水は、直径１０〜１００マイクロメートルの気泡を７０％以上、より好ましくは８０％以上包含することが好ましいが、７０％以上包含していなくてもよい。
なお、マイクロバブルの直径は、高圧下（４００ｋＰａ）で生成したバブル水を、地盤に混入する直前の圧力（Ｂ．Ｐ．＝２００ｋＰａ）に減圧したカラムに混入した際の気泡の上昇速度を計測し、その計測した気泡上昇速度より、ストークスの法則から算出することができる。
このマイクロバブル水は、マイクロバブルジェネレーターによって生成される。マイクロバブルジェネレーターは、主に、余剰エア分離タンク１、渦流タービンポンプ３からなる。
このマイクロバブルジェネレーターは、例えば揚水孔５から地下水Ｗを汲み取り、ノッチタンク８で泥や土を沈殿させ、その上水と新たに取り入れた空気Ｈとを渦流タービンポンプ３で同時に吸引し、機内で発生する渦流により繰り返し加圧溶解を行う。そして、余剰エア分離タンクで余剰エアを分離し排出するとともに、余剰エアを分離した高濃度の空気溶存水を供給管（例えば、供給ロッド１０）の内部に挿入する内管２０に設けた気泡発生ノズル７に通してマイクロバブル水を生成した後、地盤中に供給する。

【0029】

このシステムは供給管を通じてマイクロバブル水を地盤中に供給するとともに改良地盤内の地下水位低下とマイクロバブル水の浸透を促すため、同時に揚水ポンプ９により用水孔５から地下水Ｗの汲み取りを行い、地下水Ｗを循環させながら対象地盤を不飽和化させる仕組みである。しかし、本発明において、揚水を行い液状化対策地盤に過圧密を生じさせた後に、マイクロバブル水の供給を行うことも可能である。また、過圧密を行わなかったとしても、本発明の効果は十分に発揮する。

【0030】

気泡発生ノズル７としては、例えば前記先行技術文献の特許公開公報２０１０−２０９６３３に開示したものを用いることができる。気泡発生方式としては、超音波方式、超高速旋回方式、気液二層対流混合・せん断方式なども用いることができるが、前記特開２０１０−２０９６３３に開示した気泡発生ノズルを用いるのがより好ましい。

【0031】

＜供給ロッドの例示＞
図２に、マイクロバブル水を地盤に供給する際に使用する供給管の一例として、供給ロッド１０を示す。現場での簡易な施工を目的とし、比較的に径が小さく、簡易なサウンディングマシンでも施工可能な３３．５ｍｍ径のボーリングロッドを使用している。この供給ロッド１０の先端は貫入が容易なように円錐型のコーンの形状としている。

【0032】

図３に、供給ロッド１０の一部分に設けられたゴムスリーブ式逆支弁３５を示す。
（ａ）はゴムスリーブ式逆支弁３５の外観、（ｂ）はゴムスリーブ式逆支弁３５の内部構造をそれぞれ示し、（ｃ）は前記（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ断面を示した図である。
ゴムスリーブ式逆支弁３５は、供給ロッド１０の外周の一部分を覆うようにリング状に取り付けられ、ゴムスリーブ式逆支弁３５の中間にはスリット３６が設けられている。そして、当該スリット３６の内側に孔部３４が設けられている。
このゴムスリーブ式逆止弁３５は、供給ロッド１０の深さ方向に所定の間隔を置いて複数取り付けられている。

【0033】

図４は、供給ロッド１０を通じて、地盤中にマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給している図である。
まず、地盤中に供給ロッド１０を挿入する。この時、ゴムスリーブ式逆支弁３５は閉まった状態であるため、供給ロッド１０の内部に地盤中の砂や粘土が侵入しない。そして、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給して地盤を改良しようとする領域（以下、改良対象領域という。）内に、供給ロッド１０のゴムスリーブ式逆支弁３５が到達するまで、供給ロッド１０の挿入を続ける。
なお、改良対象領域は、改良が必要な地盤であればよく、それ以上の限定は特になされない。

【0034】

改良対象領域内に供給ロッド１０のゴムスリーブ式逆支弁３５が到達したら供給ロッド１０の挿入をやめ、供給ロッド１０内に内管２０を挿入する。この内管２０は、供給ロッド１０内を自由に上下動することができる。
この内管２０の周方向には、所定の間隔を置いて吐出孔２２が設けられている。
また、内管２０の深さ方向に所定の間隔を置いてストレーナー（図示しない）が複数設けられ、このストレーナーの周囲に袋体２１が取り付けられている。この袋体２１はゴムまたはナイロン等からなる可塑性袋体で、その両端は内管２０に止め付け輪（図示しない）で固定されている。
内管２０の吐出孔２２が、前記ゴムスリーブ式逆支弁３５のスリット３６と重なる位置まで内管２０を挿入し、重なったところで挿入をやめる。
そして、内管２０の内側からストレーナーを通じて袋体２１内へ膨張材（図示しない）を注入し、袋体２１を膨張材で充満させ、袋体２１を供給ロッド１０の内壁３７に固定する。このようにして、内管２０が供給ロッド１０に固定される。

【0035】

その後、高濃度の空気溶存水Ｊを内管２０の中に供給する。供給された高濃度の空気溶存水Ｊは、気泡発生ノズル７を通ってマイクロバブル水（ＭＢ水）になり、内管２０に設けた吐出口２２から外方へ勢いよく吐出される。吐出口２２から吐出されたマイクロバブル水（ＭＢ水）は、ゴムスリーブ式逆止弁３５の内側に圧力をかけ、孔部３４を塞いでいるゴムスリーブ弁３５のスリット３６を開けて、地盤中の改良対象領域に供給される。

【0036】

前記の例においては、改良対象領域にマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する場合を説明したが、改良対象領域の上方に注入材料を供給する場合も同様に考えることができる。

【0037】

＜地盤の改良方法の第一実施例＞
以下、図５〜図７を用いて、地盤の改良方法の第一実施例を説明する。
図５は、地盤中へ注入材料Ｍ１を供給した時の断面図である。
第一実施例においては、改良対象領域Ｚの上方に、マイクロバブルＭＢが逸散することを防止する逸散防止層ＢＬを地盤中に形成する。
具体的には、前記改良対象領域Ｚに供給ロッド１０を挿入した後、供給ロッド１０内に内管２０Ａを入れ、前記内管２０Ａを袋体２１によって供給ロッド１０に固定する。その後、前記内管２０Ａ内に注入材料Ｍ１を入れ、その注入材料Ｍ１を前記内管２０Ａに設けられた吐出口２２、供給ロッド１０に設けられたゴムスリーブ式逆支弁３５のスリット３６を通じて、地盤へと供給する。
地盤へ供給された注入材料Ｍ１は、土粒子間の間隙等を通過して八方に拡散する。拡散した注入材料Ｍ１は所定の時間をかけて硬化し、逸散防止層ＢＬを形成する。
本発明において、注入材料Ｍ１は硬化させなくても良いが、硬化させたほうが好ましい。注入材料Ｍ１を硬化させることで、硬化させない場合と比べてマイクロバブルの逸散防止効果を高めることができるからである。
なお、本明細書において逸散防止層ＢＬとは、改良対象領域Ｚの上方に設ける逸散防止領域のことをいう。

【0038】

前記注入材料Ｍ１は、マイクロバブルＭＢの逸散を防ぐことができるものを用いる。具体的には、水ガラスなどの薬液、セメントやベントナイトなどの微細粒子、高分子ポリマーなどの粘性の高い液体等を用いることができる。

【0039】

第一実施例においては、注入材料Ｍ１を地盤に供給して逸散防止層ＢＬを形成する例を示したが、本発明はこのような形態に限られない。
具体的には、改良対象領域Ｚの上方にある土を掘り返し、できた穴にセメント等の粘性の高い液体を流し込んで硬化させた後、そのセメント等の上に掘り返した土を戻すという作業によって逸散防止層ＢＬを形成するようにしても良い。
また、改良対象領域Ｚの上方にある土を掘り返し、できた穴に逸散防止材料としての遮水シート等を敷いた後、その遮水シート等の上に掘り返した土を戻すという作業によって逸散防止層ＢＬを形成するようにしても良い。

【0040】

本明細書において「逸散防止材料」とは、前記のように逸散防止層を形成するために地盤に注入する注入材料、地盤に流しこむセメント等の材料、地盤に敷く遮水シート等の材料などの総称をいう。
また、本明細書において、逸散防止材料の「供給」とは、逸散防止材料を注入すること、または、逸散防止材料を流し込むこと、または、遮水シートを敷設することをいう。

【0041】

逸散防止層ＢＬが空気を遮断する遮断性能は、１０^-6ｃｍ／ｓｅｃ程度あるのが好ましい。また、逸散防止層ＢＬの深さ方向の厚さは施工方法によって異なるため、前記１０^-6ｃｍ／ｓｅｃ程度の遮断性能が確保できるのであれば厚さは特に問わない。

【0042】

図６は、地盤中に逸散防止層ＢＬを形成した後に、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した時の断面図である。
第一実施例においては、予め、逸散防止層ＢＬを地盤中に形成した後、逸散防止層ＢＬの下方にある改良対象領域Ｚにマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する。
より具体的には、改良対象領域Ｚに挿入されている供給ロッド１０から注入材料Ｍ１供給用の内管２０Ａを取り出し、前記供給ロッド１０にマイクロバブル水（ＭＢ水）供給用の内管２０Ｂを入れる。そして、前記内管２０Ｂを袋体２１によって供給ロッド１０に固定する。その後、高濃度の空気溶存水Ｊを内管２０Ｂの中に供給する。供給された高濃度の空気溶存水Ｊは、気泡発生ノズル７を通ってマイクロバブル水（ＭＢ水）になり、内管２０Ｂに設けられた吐出口２２、供給ロッド１０に設けられたゴムスリーブ式逆支弁３５のスリット３６を通じて、地盤へと供給する。
このマイクロバブル水（ＭＢ水）の供給量は、可能な限り多くすることが好ましい。通常は、飽和度が９０％以下となることを目標とし、その目標の飽和度になったか否かは、例えば地盤の比抵抗測定により判定することができる。
また、改良対象領域Ｚの深さ方向の厚さは、対象となる地盤層の厚さや目的とする地盤強度によって決定する。改良対象領域Ｚの深さ方向の厚さを厚くすると、地盤強度の増加を図ることができるとともに、長い間不飽和状態を維持することができる。
前記マイクロバブル水（ＭＢ水）供給時、前記逸散防止層ＢＬにより、マイクロバブルが改良対象領域Ｚの外に逸散することを防ぐことができる。

【0043】

図７は、地盤中にマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した後の断面図である。
地盤へ供給されたマイクロバブル水（ＭＢ水）は、土粒子間の間隙等を通過して八方に拡散し、改良対象領域Ｚ全体に広がり、不飽和領域Ｃを形成する。このマイクロバブル水（ＭＢ水）によって、地盤の飽和度を低下させることができるため、液状化発生を防止することができる。
不飽和領域Ｃとは、マイクロバブル水（ＭＢ水）が改良対象領域Ｚに供給されるによって、地盤の飽和度が低下した領域をいう。
マイクロバブル水供給後、地盤中に供給されたマイクロバブルＭＢは結合して径が大きくなり、浮上しやすくなる。しかし、マイクロバブルＭＢが不飽和領域Ｃから上方へ逸散することを逸散防止層ＢＬによって防ぎ、不飽和領域Ｃ内にマイクロバブルＭＢを滞留させる。そのため、地盤の飽和度が低下した状態を維持することができる。
また、逸散防止層ＢＬにより、不飽和状態が保たれるとともに逸散防止層ＢＬにより地盤全体の耐震性が向上することから、地震で長時間揺れが続いた場合の液状化発生や、地盤の振動によるせん断破壊や即時沈下を防止することができる。
前記のとおり、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した地盤は、マイクロバブルＭＢが逸散防止層ＢＬによって地盤内に滞留するため、長期間飽和度が低下した状態を維持することができる。
但し、天災地変等の予期しない事態が発生し、不飽和領域Ｃ内のマイクロバブルＭＢ量が低下する場合に備え、数年程度の時間間隔で飽和度の測定を行い、必要によりマイクロバブル水（ＭＢ水）の再注入を行うことも可能である。なお，再注入には、地盤に挿入した供給ロッド１０を利用する。そのため、マイクロバブル水（ＭＢ水）を改良対象領域Ｚに供給して、不飽和層Ｃを形成した後も、供給ロッド１０はそのまま地盤内に挿入したままにしておくのが好ましい。

【0044】

＜地盤の改良方法の第二実施例＞
以下、図８〜図１０を用いて、地盤の改良方法の第二実施例を説明する。
図８は、改良対象領域Ｚの外方の縦方向に逸散防止壁ＢＷを形成した断面図である。
なお、本明細書には対応する平面図を描いていないが、改良対象領域Ｚを取り囲むように逸散防止壁ＢＷを設けるのが好ましい。改良対象領域Ｚを取り囲むように逸散防止壁ＢＷを設けることで、改良対象領域Ｚに供給したマイクロバブルＭＢが外方へ抜け出ることを防ぐことができるともに、改良対象領域Ｚの外方から改良対象領域Ｚ内へ地下水Ｗ等が浸入することを防ぐことができる。
また、逸散防止壁ＢＷは，改良対象領域Ｚの外方の一部にのみ設けるようにしてもよい。一部に設けても、一定の前記効果が見込まれる。
なお、本明細書において逸散防止壁ＢＷとは、改良対象領域Ｚの外方に縦方向に設ける逸散防止領域のことをいう。この逸散防止壁ＢＷは、シートパイル等の硬い素材からなるもののほか、遮水シートのような柔らかい素材からなるものも含む。

【0045】

改良対象領域Ｚの外方に設ける逸散防止壁ＢＷとしては、シートパイル、ソイルセメント壁、薬液注入壁のような地盤改良壁、遮水シートなどを用いることができる。
前記シートパイル、ソイルセメント壁、薬液注入壁などは気泡の逸散を防止するだけでなく、地盤強度を効果的に高めることができる。その結果、耐震性を向上することができる。
なお、薬液注入壁とは、逸散防止壁ＢＷを形成する箇所に水ガラス等の薬液を注入して硬化させることで形成する壁のことをいう。

【0046】

図８では、逸散防止壁ＢＷにシートパイルを用いた例を示している。改良対象領域Ｚの外方に設ける逸散防止壁ＢＷに地下水Ｗ等が接触する可能性があるため、逸散防止壁ＢＷにシートパイルなどの環境に影響が少ない材料を用いることで、地下水Ｗが汚染されることを防ぐことができる。
また、薬液注入壁を用いる場合であっても、水ガラスなどであれば、環境に影響を与える可能性が少なく、地下水Ｗの汚染を前記と同様に防ぐことができる。

【0047】

また、逸散防止壁ＢＷの深さは、後に供給するマイクロバブル水（ＭＢ水）のマイクロバブルＭＢが改良対象領域Ｚから抜け出ないように、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する深さよりも深い位置にするのが望ましい。

【0048】

さらに、逸散防止壁ＢＷは、縦方向、言い換えるならば、深さ方向に設ける。
このとき、地表と垂直もしくはそれと近い角度に設けるのが望ましいが、所定の角度をつけて斜めに設けても良い。

【0049】

図９は、改良対象領域Ｚの外方に逸散防止壁ＢＷを形成した後に、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した時の断面図である。
第二実施例においては、改良対象領域Ｚの外方の縦方向に逸散防止壁ＢＷを形成した後、逸散防止壁ＢＷの内側にある改良対象領域Ｚにマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する。
具体的には、改良対象領域Ｚに挿入されている供給ロッド１０にマイクロバブル水（ＭＢ水）供給用の内管２０Ｂを入れる。そして、前記内管２０Ｂを袋体２１によって供給ロッド１０に固定する。その後、高濃度の空気溶存水Ｊを内管２０Ｂの中に供給する。供給された高濃度の空気溶存水Ｊは、気泡発生ノズル７を通ってマイクロバブル水（ＭＢ水）になり、内管２０Ｂに設けられた吐出口２２、供給ロッド１０に設けられたゴムスリーブ式逆支弁３５のスリット３６を通じて、地盤へと供給する。
地盤へ供給されたマイクロバブル水（ＭＢ水）は、土粒子間の間隙等を通過して八方に拡散し、改良対象領域Ｚ全体に広がる。
前記のように、マイクロバブル水を供給する前に逸散防止壁ＢＷを形成しておくことで、マイクロバブル水（ＭＢ水）供給時に、改良対象領域Ｚに供給されたマイクロバブルＭＢが外方へ逸散することを防ぐことができる。

【0050】

図１０は、地盤中にマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した後の断面図である。
マイクロバブル水（ＭＢ水）によって、地盤の飽和度を低下させることができるため、液状化発生を防止することができる。
また、マイクロバブル水（ＭＢ水）供給後において、不飽和層Ｃに地下水Ｗが通っている場合、逸散防止壁ＢＷによって地下水Ｗが不飽和層Ｃ内に浸入することを防ぐことができるため、地盤の間隙内に供給したマイクロバルブＭＢが地下水流によって除々に運ばれていき、不飽和層Ｃの飽和度が次第に上昇してしまう事態を防ぐことができる。

【0051】

＜地盤の改良方法の第三実施例＞
以下、図１１〜図１３を用いて、地盤の改良方法の第三実施例を説明する。
図１１は、地盤中へ注入材料Ｍ１を供給した時の断面図である。
第三実施例においては、改良対象領域Ｚを地盤の深さ方向に複数設け、各改良対象領域Ｚの上方にそれぞれ逸散防止層ＢＬを形成する。
図１１では、この逸散防止層ＢＬを形成すべく、地盤中に注入材料Ｍ１を供給している。地盤中に供給された注入材料Ｍ１は、土粒子間の間隙等を通過して八方に拡散する。拡散した注入材料Ｍ１は所定の時間をかけて硬化し、逸散防止層ＢＬを形成する。
なお、逸散防止層ＢＬを形成する過程については、第一実施例と同じであるため、説明を割愛する。

【0052】

図１２は、地盤中に逸散防止層ＢＬを形成した後に、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した時の断面図である。
第三実施例においては、地盤の深さ方向に逸散防止層ＢＬを複数設けた後、各逸散防止層ＢＬの下方にある改良対象領域Ｚにマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する。
このマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する過程についても、第一実施例と同じであるため、説明を割愛する。
このように、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する前に、逸散防止層ＢＬを形成しておくことにより、マイクロバブルが改良対象領域Ｚの外に逸散することを防ぐことができる。

【0053】

図１３は、地盤の深さ方向に複数の逸散防止層ＢＬを形成し、その下方にマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給して不飽和層Ｃを形成した後の断面図である。
上方から逸散防止層ＢＬ、不飽和層Ｃ、逸散防止層ＢＬ、不飽和層Ｃという順に層が形成されている。
なお、逸散防止層ＢＬ及び不飽和層Ｃの数や、深さ方向の厚さは、地盤層の厚さや目的とする地盤強度を考慮して決定する。

【0054】

マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した後において、時間の経過とともに、マイクロバブルＭＢが結合し、径が大きくなり浮上することも考えられ、改良対象領域Ｚの上下で飽和度に差が生じる可能性がある。

【0055】

改良対象領域Ｚを一つだけ設けた場合は、改良対象領域Ｚの厚さが厚くなるため、改良対象領域Ｚの上下の飽和度の差が大きくなるが、本実施例のように改良対象領域Ｚを地盤の深さ方向に複数設けることにより、改良対象領域Ｚの厚さを薄くすることができ、改良対象領域Ｚの上下の飽和度の差を小さくすることができる。

【0056】

さらに、逸散防止層ＢＬを一つだけ設けた場合は、その一部分だけ地盤強度が高くなるに過ぎないが、逸散防止層ＢＬを深さ方向に複数設けることにより、より地盤の強度を高めることができる。

【0057】

＜地盤の改良方法の第四実施例＞
以下、図８、図１４、図１５を用いて、地盤の改良方法の第四実施例を説明する。
図８は、改良対象領域Ｚの外方の縦方向に逸散防止壁ＢＷを形成した断面図である。図８において、第二実施例と重複する部分については、説明を割愛する。
第四実施例においては、第二実施例よりも逸散防止壁ＢＷを地中深くまで形成する点に特徴がある。後に供給するマイクロバブル水（ＭＢ水）のマイクロバブルＭＢが改良対象領域Ｚから抜け出ないようにするため、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給する深さよりも深い位置に逸散防止壁ＢＷを形成する必要があるからである。

【0058】

図１４は、改良対象領域Ｚの外方の縦方向に逸散防止壁ＢＷを形成した後、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した時の断面図である。
第二実施例とは異なり、供給ロッド１０を地中深くまで挿入する。そして、供給ロッド１０の外壁であって、地盤の深さ方向に複数設けられたゴムスリーブ逆支弁３５のスリット３６から、マイクロバブル水（ＭＢ水）を地盤内へ供給する。

【0059】

図１５は、地盤中にマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した後の断面図である。
地盤へ供給されたマイクロバブル水（ＭＢ水）は、土粒子間の間隙等を通過して八方に拡散し、改良対象領域Ｚ全体に広がり、不飽和層Ｃを形成する。
第二実施例の場合よりも、地中深くまでマイクロバブル水（ＭＢ水）を行き渡らせることができるため、第二実施例よりも地盤の飽和度を低下させることができ、液状化発生をより防止することができる。
また、地中の奥深くにも逸散防止壁ＢＷが形成されているため、地中の深い場所にある地盤に供給されたマイクロバブルＭＢが、地下水流によって除々に運ばれていき、不飽和層Ｃの飽和度が次第に上昇してしまう事態を防ぐことができる。

【0060】

＜地盤の改良方法の第五実施例＞
以下、図８、図１６、図１７を用いて、地盤の改良方法の第五実施例を説明する。
図８は、改良対象領域Ｚの外方の縦方向に逸散防止壁ＢＷを形成した断面図である。この点は第四実施例と同じであるため、説明を割愛する。

【0061】

図１６は、改良対象領域Ｚの外方の縦方向に逸散防止壁ＢＷを形成した後、注入材料Ｍ１およびマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した時の断面図である。
改良対象領域Ｚの外方の縦方向に逸散防止壁ＢＷを形成した後、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給して地盤を改良しようとする改良対象領域Ｚの上方に、マイクロバブルＭＢが逸散することを防止する逸散防止層ＢＬを地盤中に形成する。

【0062】

図１６においては、改良対象領域Ｚを地盤の深さ方向に二つ設け、この各改良対象領域Ｚの上方にそれぞれ逸散防止層ＢＬを形成すべく、地盤中に注入材料Ｍ１を供給している。
具体的には、改良対象領域Ｚに供給ロッド１０を挿入した後、供給ロッド１０内に注入材料Ｍ１を供給するための内管２０Ａを入れ、前記内管２０Ａを袋体２１によって供給ロッド１０に固定する。その後、前記内管２０Ａ内に注入材料Ｍ１を入れ、その注入材料Ｍ１を前記内管２０Ａに設けられた吐出口２２、供給ロッド１０に設けられたゴムスリーブ式逆支弁３５のスリット３６を通じて、改良対象領域Ｚの上方に位置する地盤へと供給する。
前記ゴムスリーブ逆支弁３５のスリット３６は、深さ方向に離間して複数設けられており、最も上にあるスリット３６と、上から三番目の位置にあるスリット３６から、注入材料Ｍ１が吐出される。
地盤へ供給された注入材料Ｍ１は、土粒子間の間隙等を通過して八方に拡散する。拡散した注入材料Ｍ１は所定の時間をかけて硬化し、逸散防止層ＢＬを形成する。

【0063】

そして、改良対象領域Ｚに挿入されている供給ロッド１０から注入材料Ｍ１供給用の内管２０Ａを取り出し、前記供給ロッド１０にマイクロバブル水（ＭＢ水）供給用の内管２０Ｂを入れる。その後、前記内管２０Ｂを袋体２１によって供給ロッド１０に固定し、高濃度の空気溶存水Ｊを内管２０Ｂの中に供給する。供給された高濃度の空気溶存水Ｊは、気泡発生ノズル７を通ってマイクロバブル水（ＭＢ水）になり、内管２０Ｂに設けられた吐出口２２、供給ロッド１０に設けられたゴムスリーブ式逆支弁３５のスリット３６を通じて、地盤へと供給する。
当該マイクロバブル水（ＭＢ水）は、供給ロッド１０に設けられた複数のゴムスリーブ逆支弁３５のスリット３６のうち、上から二番目の位置にあるスリット３６と、四番目の位置にあるスリット３６から吐出される。
地盤へ供給されたマイクロバブル水（ＭＢ水）は、土粒子間の間隙等を通過して八方に拡散し、改良対象領域Ｚ全体に広がり、不飽和層Ｃを形成する。このマイクロバブル水（ＭＢ水）によって、地盤の飽和度を低下させることができるため、液状化発生を防止することができる。

【0064】

図１７は、地盤の深さ方向に複数の逸散防止層ＢＬを形成し、その下方にマイクロバブル水（ＭＢ水）を供給して不飽和層Ｃを形成した後の断面図である。
上方から逸散防止層ＢＬ、不飽和層Ｃ、逸散防止層ＢＬ、不飽和層Ｃという順に層が形成されている。
このように、不飽和層Ｃを地盤の深さ方向に複数設け、各不飽和層Ｃの上方にそれぞれ逸散防止層ＢＬを形成することで、各不飽和層Ｃ内のマイクロバブルＭＢを滞留させることができる。

【0065】

また、マイクロバブル水（ＭＢ水）を供給した後において、時間の経過とともに、マイクロバブルＭＢが結合し、径が大きくなり浮上することも考えられ、改良対象領域Ｚの上下で飽和度に差が生じる可能性がある。

【0066】

改良対象領域Ｚを一つだけ設けた場合は、改良対象領域Ｚの厚さが厚くなるため、改良対象領域Ｚの上下の飽和度の差が大きくなるが、本実施例のように改良対象領域Ｚを地盤の深さ方向に複数設けることにより、改良対象領域Ｚの厚さを薄くすることができ、改良対象領域Ｚの上下の飽和度の差を小さくすることができる。

【0067】

さらに、逸散防止層ＢＬを一つだけ設けた場合は、その一部分だけ地盤強度が高くなるに過ぎないが、逸散防止層ＢＬを深さ方向に複数設けることにより、より地盤の強度を高めることができる。

【0068】

また、マイクロバブル水（ＭＢ水）供給後において、不飽和層Ｃに地下水Ｗが通っている場合、逸散防止壁ＢＷによって地下水Ｗが不飽和層Ｃ内に浸入することを防ぐことができるため、地盤の間隙内に供給したマイクロバルブＭＢが地下水流によって除々に運ばれていき、不飽和層Ｃの飽和度が次第に上昇してしまう事態を防ぐことができる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、地盤改良、特に液状化防止を目的とした発明であり、おもに建築の分野で利用可能である。

【符号の説明】

【0070】

１…余剰エア分離タンク、３…渦流タービンポンプ、５…揚水孔、７…気泡発生ノズル、８…ノッチタンク、９…揚水ポンプ、１０…供給ロッド、１１…逆止弁、２０…内管、２０Ａ…注入材料供給用内管、２０Ｂ…マイクロバブル水供給用内管、２１…袋体、２２…吐出孔、３４…孔部、３５…ゴムスリーブ逆止弁、３６…スリット、３７…内壁、ＢＬ…逸散防止層、ＢＷ…逸散防止壁、Ｃ…不飽和領域、Ｚ…改良対象領域、Ｍ１…注入材料、ＭＢ…マイクロバブル、ＭＢ水…マイクロバブル水、Ｗ…地下水、Ｊ…高濃度の空気溶存水、Ｈ…空気、Ｉ…余剰エア。

【図1】

【図3】

【図5】

【図8】

【図17】

【図2】

【図4】

【図6】

【図7】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】