特許 5959094 地盤改良体の形成方法

(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】5959094

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】地盤改良体の形成方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20160719BHJP

   E02D 27/48 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   E02D3/12 102

   E02D27/48

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-56659(P2012-56659)

(22)【出願日】2012年3月14日

(65)【公開番号】特開2013-189804(P2013-189804A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2015年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000201478

【氏名又は名称】前田建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130362

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 嘉英

(72)【発明者】

【氏名】手塚 広明

(72)【発明者】

【氏名】安井 利彰

(72)【発明者】

【氏名】山内 崇寛

(72)【発明者】

【氏名】川西 敦士

【審査官】 富山 博喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６３７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１７７０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６１２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０８６５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ３／１２

Ｅ０２Ｄ ２７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大規模な液状化対策を行うことができない既設建物の外側地盤の複数箇所に噴射管を挿入して、前記噴射管の先端部に設けた噴出口から、当該既設建物の地下部分に地盤改良材を注入することにより、当該既設建物の床面積や構造に適合させて、一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させるための地盤改良体を形成するための方法であって、
前記既設建物を囲む隅部に第１噴射管を挿入して、当該各第１噴射管から前記既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、
前記第１噴射管を挿入した前記既設建物を囲む隅部の中間部に第２噴射管を挿入して、各第２噴射管から前記既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、
前記第２噴射管から、前記既設建物の中心方向へ向かって硬化材を噴射することにより、既設建物の略中央部に向かって突出するバットレス部を形成する工程と、
を含み、
前記各工程により、前記既設建物を取り囲む地盤中に形成した外周壁部と、各外周壁部と一体に連続して各外周壁部から既設建物の略中央部に向かって突出するバットレス部とからなる地盤改良体を形成することを特徴とする地盤改良体の形成方法。

【請求項2】

大規模な液状化対策を行うことができない既設建物の外側地盤の複数箇所に噴射管を挿入して、前記噴射管の先端部に設けた噴出口から、当該既設建物の地下部分に地盤改良材を注入することにより、当該既設建物の床面積や構造に適合させて、一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させるための地盤改良体を形成するための方法であって、
前記既設建物を囲む隅部に第１噴射管を挿入して、当該各第１噴射管から前記既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、
前記第１噴射管を挿入した前記既設建物を囲む隅部の中間部に第２噴射管を挿入して、各第２噴射管から前記既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、
前記第２噴射管を挿入した前記既設建物を囲む隅部の中間部から前記既設建物側寄りの位置に第３噴射管を挿入して、当該第３噴射管から前記既設建物の外側方向へ向かって硬化材を噴射するとともに、各第３噴射管から隣接する各第３噴射管に向かって硬化材を噴射する工程と、
を含み、
前記各工程により、前記既設建物を取り囲む地盤中に形成した外周壁部と、各外周壁部と一体に連続して各外周壁部から既設建物の略中央部に向かって突出するバットレス部と、隣り合う前記バットレス部の先端部分同士を一体に連結した連結壁部とからなる地盤改良体を形成することを特徴とする地盤改良体の形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既設宅地等のように大規模な液状化対策を行うことができない場所において、適切かつ確実に一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させることが可能な地盤改良体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

埋め立て地をはじめとして、地下水位が高い砂質地盤では、地震の震動により液状化現象が発生し、マンホールや下水管が押し上げられて地表面から突出したり、建造物が傾いたりする被害が発生している。このような液状化現象を未然に防止するためには、液状化が懸念される地盤に対して改良工事を行わなければならない。

【0003】

従来から行われている液状化対策工法には、対象地盤中に薬液を注入して地盤強度を増加させる方法や、地下水位を低下させる工法等があり、数多くの技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

【0004】

特許文献１（特開２０１２−２１２６９号公報）に記載された技術は、液状化対策地盤における液状化層に対して、複数の杭式改良体を造成する技術である。そして、杭式改良体は、液状化層を超えて基板層に到達しており、隣接する杭式改良体同士の間には、深さ方向に離間する複数の補強改良体が形成されている。また、補強改良体は、隣接する杭式改良体同士を繋げている。

【0005】

特許文献２（特開２００８−２０８６３１号公報）に記載された技術は、杭基礎の地盤中に、杭に隣接させて固化工法により造成する改良体を、深さ方向に間隔をあけて配置する技術である。また、杭基礎の周辺地盤に、透水性を具備するドレーン材を埋設すると共に、ドレーン材を改良体の外周側近傍に配置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−２１２６９号公報

【特許文献2】特開２００８−２０８６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、既存建物が存在する現場において液状化対策のために薬液注入工法を行う場合には、恒久的なグラウト材や曲がり削孔工事の費用が必要であるばかりでなく、対策地盤の全面改良が必要であるため、高コストとなってしまうという問題がある。さらに、注入材の長期耐久性の検証や、注入地盤の信頼性に関する検証も必要である。

【0008】

また、液状化対策のための地下水位低下工法は、長期的な地盤沈下の問題があり、広域を対象とした場合には、居住者全員の合意が必要となる。また、個別対策では遮水壁が必要となり、遮水壁の構築にはコストが嵩むという問題がある。さらに、排水の長期的メンテナスが必要であり、数ｍの水位低下（液状化対象層の一部）を実現するには、液状化対策効果の検証が必須である。

【0009】

このように、液状化対策に関する各種の工法には、それぞれ長所及び短所が存在するが、未だ、適切かつ効果的に液状化を防止することが可能な技術の開発には至っておらず、各工法の短所を補うべく、種々の技術開発が行われている。

【0010】

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、既設宅地等のように大規模な液状化対策を行うことができない場所において、適切かつ確実に一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させることが可能な地盤改良体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の地盤改良体の形成方法は、特に、既設宅地等のように大規模な液状化対策を行うことができない場所において、適切かつ確実に一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させる場合に適したもので、大規模な液状化対策を行うことができない既設建物の外側地盤の複数箇所に噴射管を挿入して、噴射管の先端部に設けた噴出口から、当該既設建物の地下部分に地盤改良材を注入することにより、当該既設建物の床面積や構造に適合させて、一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させるための地盤改良体を形成するための方法に関するものである。

【0012】

地盤改良体の第１の形成方法は、既設建物を囲む隅部に第１噴射管を挿入して、当該各第１噴射管から既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、第１噴射管を挿入した既設建物を囲む隅部の中間部に第２噴射管を挿入して、各第２噴射管から既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、各第２噴射管から、既設建物の中心方向へ向かって硬化材を噴射することにより、既設建物の略中央部に向かって突出するバットレス部を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。

【0013】

地盤改良体の第１の形成方法では、各工程により、既設建物を取り囲む地盤中に形成した外周壁部と、各外周壁部と一体に連続して各外周壁部から既設建物の略中央部に向かって突出するバットレス部とからなる地盤改良体を形成する。

【0014】

地盤改良体の第２の形成方法は、既設建物を囲む隅部に第１噴射管を挿入して、当該各第１噴射管から既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、第１噴射管を挿入した既設建物を囲む隅部の中間部に第２噴射管を挿入して、各第２噴射管から既設建物の外周に沿うようにして硬化材を噴射する工程と、第２噴射管を挿入した既設建物を囲む隅部の中間部から既設建物側寄りの位置に第３噴射管を挿入して、当該第３噴射管から既設建物の外側方向へ向かって硬化材を噴射するとともに、各第３噴射管から隣接する各第３噴射管に向かって硬化材を噴射する工程とを含むことを特徴とするものである。

【0015】

地盤改良体の第２の形成方法では、各工程により、既設建物を取り囲む地盤中に形成した外周壁部と、各外周壁部と一体に連続して各外周壁部から既設建物の略中央部に向かって突出するバットレス部と、隣り合うバットレス部の先端部分同士を一体に連結した連結壁部とからなる地盤改良体を形成する。

【0016】

なお、従来、深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を用いて格子状の地盤改良体を形成する技術が種々提案されているが、これらの従来技術は、地上に既設建物が存在する宅地に対する地盤改良を目的としたものではなく、広範囲にわたって均一に地盤改良を行うことを目的としたものである。

【0017】

したがって、それぞれ敷地面積が異なる宅地であって、既設建物の床面積や構造がそれぞれ異なる地域において、各既設建物に適合させて、適切かつ効果的に液状化対策のための地盤改良体を構築することは想定しておらず、従来の技術をそのまま適用することはできない。

【発明の効果】

【0018】

本発明の地盤改良体の形成方法によれば、曲がり削孔工事等の特殊な施工装置を必要とせず、広く普及している深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を用いることにより、容易かつ安価に地盤改良体を形成することができる。また、形成される地盤改良体は、既設建物を取り囲む地盤中に形成する外周壁部と、各外周壁部と連続して各外周壁部から既設建物の地下部分に突出するバットレス部とを有しているため、地上に既設建物が存在する改良対象地盤において、十分な一軸圧縮強度及び液状化強度を発揮することができる。

【0019】

また、隣り合うバットレス部の先端部分同士を連続させる形状を有する地盤改良体を形成した場合には、さらに一層、一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る地盤改良体の実施例１（単独地盤改良体）を示す模式図。

【図2】本発明の実施形態に係る地盤改良体の実施例１（連続地盤改良体）を示す模式図。

【図3】本発明の実施形態に係る地盤改良体の実施例２（単独地盤改良体）を示す模式図。

【図4】本発明の実施形態に係る地盤改良体の実施例２（連続地盤改良体）を示す模式図。

【図5】本発明の実施形態に係る地盤改良体（壁状）を形成するための高圧噴射攪拌工法の説明図。

【図6】本発明の実施形態に係る地盤改良体（扇状）を形成するための高圧噴射攪拌工法の説明図。

【図7】本発明の実施形態に係る地盤改良体（格子状）を形成するための高圧噴射攪拌工法の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して、本発明の地盤改良体の実施形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施形態に係る地盤改良体を説明するもので、図１は実施例１の単独地盤改良体を示す模式図、図２は実施例１の連続地盤改良体を示す模式図、図３は実施例２の単独地盤改良体を示す模式図、図４は実施例２の連続地盤改良体を示す模式図である。また、図５〜図７は高圧噴射攪拌工法の説明図であり、図５は壁状の地盤改良体を形成する場合、図６は扇状の地盤改良体を形成する場合、図７は格子状の地盤改良体を形成する場合をそれぞれ示す。

【0022】

＜地盤改良体の概要＞
我が国では、プレート境界型巨大地震の発生により地盤の液状化現象が発生し、これによる大規模な被害が予想されている。実際、東日本大震災では、埋立地、堤防や盛り土、護岸等で液状化現象が発生して、様々な被害をもたらした。このため、近い将来発生すると予測されている大規模地震に備えて、早急に液状化対策を行うことが望まれている。本発明の実施形態に係る地盤改良体は、大規模な設備及び機械を用いることなく、適切かつ確実で安価に改良対象地盤の一軸圧縮強度及び液状化強度を向上させるための技術である。すなわち、本発明は、地上に既設建物が存在する状態で、深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を用いて、液状化対策として必要かつ十分な一軸圧縮強度及び液状化強度を有する地盤改良体を形成する技術である。

【0023】

＜高圧噴射攪拌工法＞
本発明の実施形態に係る地盤改良体１０を形成するには、深層混合処理工法（高圧噴射攪拌工法）を用いる。図５〜図７を参照して、高圧噴射攪拌工法について説明する。高圧噴射攪拌工法は、図５〜図７に示すように、先端部に複数の噴射口２１を有する噴射管２０を改良対象地盤中に挿入し、噴射口２１から所定圧力及び所定噴射量で硬化材を噴射しながら噴射管２０を回転させることより、土壌を攪拌しながら硬化材を混入して、改良対象地盤中に地盤改良体１０を形成する工法である。

【0024】

このような高圧噴射攪拌工法は、噴射管２０の回転範囲と、硬化材の噴射圧力及び噴射量を調整することにより、所望の範囲で土壌を改良することができる点に特徴があるため、特に本発明の実施形態に係る地盤改良体１０を形成する際に好適に用いることができる。

【0025】

例えば、噴射口２１の位置や噴射管２０の回転範囲を調整して硬化材を噴射することにより、円筒状、壁状（図５参照）、扇状（図６参照）、格子状（図７参照）等、種々の形状の地盤改良体１０を形成することができる。なお、噴射口２１の位置は、１箇所であってもよいし、２箇所以上であってもよい。また、噴射口２１を２箇所以上設ける場合には、その位置を適宜設定することにより、効率よく所望範囲に硬化材を噴射して地盤改良体１０を形成することができる。

【0026】

＜地盤改良体／実施例１＞
実施例１に係る地盤改良体１０は、図１に示すように、既設建物４０を取り囲む外周壁部１１と、各外周壁部１１と連続して各外周壁部１１から既設建物４０の地下部分に突出するバットレス部１２とを有している。

【0027】

実施例１では、図１に示すように、既設建物４０を囲む四隅に挿入した噴射管（第１噴射管３１）と、各隅部の中間部に挿入した噴射管（第２噴射管３２）とにより、地盤改良体１０を形成する。すなわち、各第１噴射管３１から、既設建物４０の外周に沿うようにして略直角の二方向に硬化材を噴射すると共に、各第２噴射管３２から、既設建物４０の外周に沿うようにして略直線の二方向に硬化材を噴射することにより、既設建物４０を囲む四角形状の外周壁部１１を形成する。

【0028】

また、各第２噴射管３２から、既設建物４０の中心方向へ向かって硬化材を噴射することにより、既設建物４０の略中央部に向かって突出するバットレス部１２を形成する。

【0029】

なお、既設建物４０が隣接して複数存在する場合には、図２に示すように、隣り合う既設建物４０において、実施例１の地盤改良体１０の一部を共有させて、連続した地盤改良体１０を形成することができる。また、図１及び図２に示す地盤改良体１０は、実施例１に係る地盤改良体１０の一例であり、必ずしも既設建物４０が断面正方形であるとは限らない。したがって、既設建物４０の形状や周辺敷地の面積等に応じて、噴射管２０を挿入する位置を適宜調整することにより、適宜な形状の地盤改良体１０を形成する。

【0030】

＜地盤改良体／実施例２＞
実施例２に係る地盤改良体１０は、図３に示すように、既設建物４０を取り囲む外周壁部１１と、各外周壁部１１と連続して各外周壁部１１から既設建物４０の地下部分に突出するバットレス部１２とを有すると共に、隣り合うバットレス部１２の先端部分同士を連結した連結壁部１３を有している。

【0031】

実施例２では、図３に示すように、既設建物４０を囲む四隅から既設建物４０の外側へ離隔した４つの隅部に挿入した噴射管（第１噴射管３１）と、各隅部の中間部に挿入した噴射管（第２噴射管３２）と、この中間部から既設建物４０側寄りの位置に挿入した噴射管（第３噴射管３３）とにより、地盤改良体１０を形成する。

【0032】

すなわち、各第１噴射管３１から、既設建物４０の外周に沿うようにして略直角の二方向に硬化材を噴射すると共に、各第２噴射管３２から、既設建物４０の外周に沿うようにして略直線の二方向に硬化材を噴射することにより、既設建物４０を囲む四角形状の外周壁部１１を形成する。

【0033】

また、各第３噴射管３３から、既設建物４０の外側方向へ向かって硬化材を噴射することにより、既設建物４０の略中央部に向かって突出するバットレス部１２を形成する。さらに、各第３噴射管３３から、隣接する各第３噴射管３３に向かって硬化材を噴射することにより、隣り合うバットレス部１２の先端部分同士を連結した連結壁部１３を形成する。

【0034】

なお、既設建物４０が隣接して複数存在する場合には、図４に示すように、隣り合う既設建物４０において、実施例２の地盤改良体１０の一部を共有させて、連続した地盤改良体１０を形成することができる。また、図３及び図４に示す地盤改良体１０は、実施例２に係る地盤改良体１０の一例であり、必ずしも既設建物４０が断面正方形であるとは限らない。したがって、既設建物４０の形状や周辺敷地の面積等に応じて、噴射管２０を挿入する位置を適宜調整することにより、適宜な形状の地盤改良体１０を形成する。

【符号の説明】

【0035】

１０ 地盤改良体
１１ 外周壁部
１２ バットレス部
１３ 連結壁部
２０ 噴射管
２１ 噴射口
３１ 第１噴射管
３２ 第２噴射管
３３ 第３噴射管
４０ 既設建物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】