特許 6368158 土構造物の耐震補強構造、土留構造、および改良体の構築方法

(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】6368158

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】土構造物の耐震補強構造、土留構造、および改良体の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 17/20 20060101AFI20180723BHJP

   E02D 17/04 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   E02D17/20 106

   E02D17/04 E

   E02D17/04 Z

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-122010(P2014-122010)

(22)【出願日】2014年6月13日

(65)【公開番号】特開2016-3433(P2016-3433A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2017年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高山 真揮

(72)【発明者】

【氏名】高崎 秀明

(72)【発明者】

【氏名】金田 淳

(72)【発明者】

【氏名】池本 宏文

(72)【発明者】

【氏名】藤原 寅士良

(72)【発明者】

【氏名】鬼頭 和也

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１４６８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４０９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７５９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０３４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７７８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ １７／２０

Ｅ０２Ｄ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

土構造物と、前記土構造物の内部に鉛直方向に延びるように設けられた改良体とからなる土構造物の耐震補強構造であって、
前記改良体は、
土砂と固化剤を少なくとも含む混合物が固化してできた改良杭と、
前記改良杭よりも強度の高い材料で棒状に形成され、下部が前記改良杭の中心軸よりも前記土構造物の天端寄りの部位内に鉛直方向に延びるように配置された状態で前記改良杭に定着し、上部が前記改良杭の上方に突出した芯材と、
前記改良杭よりも強度の高い材料で形成され、前記芯材の上部が定着し、前記芯材の鉛直方向の相対移動を規制する定着部を備えることを特徴とする土構造物の耐震補強構造。

【請求項2】

前記定着部は、モルタルまたはコンクリートで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の土構造物の耐震補強構造。

【請求項3】

鉛直方向に延びる改良体を、地山の側面に沿って水平方向に複数配列することにより形成された地中連続壁を有する土留構造であって、
前記複数の改良体の少なくとも一部は、
土砂と固化剤を少なくとも含む混合物が固化してできた改良杭と、
前記改良杭よりも強度の高い材料で棒状に形成され、下部が前記改良杭の中心軸よりも前記土構造物の天端寄りの部位内に鉛直方向に延びるように配置された状態で前記改良杭に定着し、上部が前記改良杭の上方に突出した芯材と、
前記改良杭よりも強度の高い材料で形成され、前記芯材の上部が定着し、前記芯材の鉛直方向の相対移動を規制する定着部を備えることを特徴とする土留構造。

【請求項4】

土構造物または地山の内部に、改良体を、鉛直方向に延びるように設ける改良体の構築方法において、
前記土構造物または地山の内部に固化剤を注入して、前記土構造物の土砂または地山の土砂と混合し、前記固化剤と前記土砂とが混合してできた混合物を固化させることにより、前記改良体の下部となる改良杭を形成し、
前記改良杭の中心軸よりも前記土構造物の天端寄りの部位内に、前記改良杭よりも強度の高い材料で棒状に形成された芯材を、下部が前記改良杭の内部で鉛直方向に延び、かつ、上部が前記改良杭の上方に突出するように挿入して、下部を前記改良杭に定着させ、
前記芯材の上部の周囲に、前記改良杭よりも強度の高い材料で、前記改良体の上部となる定着部を、前記芯材と定着し、前記芯材の鉛直方向の相対移動を規制するように形成することを特徴とする改良体の構築方法。

【請求項5】

前記芯材の上方の土砂を掘削して、前記芯材の上部の周囲に空間を形成し、
前記空間にモルタルまたはコンクリートを流し込んで固化させることにより、前記芯材を前記モルタルまたは前記コンクリートに定着させることを特徴とする請求項４に記載の改良体の構築方法。

【請求項6】

前記改良体を設ける対象が前記土構造物であり、前記土構造物の下の地山が改良により強度を発現しやすいものである場合には、
前記地山の内部に前記改良杭の下部を形成し、
その後、前記改良杭の下部の上方にある土構造物の内部に前記改良杭の上部を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の改良体の構築方法。

【請求項7】

前記芯材の下端部を、前記改良杭の下部に定着させることを特徴とする請求項６に記載の改良体の構築方法。

【請求項8】

前記改良杭を形成した後、前記改良杭に鉛直方向に延びる穴を穿孔し、
前記穴に前記芯材を挿入し、
前記改良杭と前記芯材との間隙に、初めは流動性を有し、硬化後は前記改良杭よりも強度が高くなる充填材を充填して固化させることを特徴とする請求項４から７の何れか一項に記載の改良体の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、改良体を用いた土構造物の耐震補強構造、改良体を用いた土留構造、および改良体の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

路盤として用いられる交通用の盛土は、天端に設けられる軌道や道路を確実に支持することが求められるため、他の用途の盛土よりも強固に築造されているのが一般的である。それでも、コンクリート構造物等に比べれば強度は劣るため、大規模な地震が発生した場合等には、揺れによって崩壊してしまう可能性がある。もし、列車や自動車が通行している最中に崩壊が起きると重大事故につながってしまうため、既存の盛土に耐震性を持たせ、崩壊しにくくすることが求められている。

【0003】

盛土の耐震補強方法としては、従来、盛土の法面から、盛土内にアンカーを打ち込む等の方法が一般的である。ところが、盛土のすぐ脇に構造物が設けられている等、盛土の脇に耐震補強作業を行うためのスペースを確保することができない場合には、この方法を用いた作業は極めて困難となる。特に、列車や自動車の通行量が比較的多く、耐震補強が急がれている都市圏の盛土ほどそのようになっている場合が多い。近年では、そのような場合にも用いることのできる耐震補強方法として、盛土内部の土砂を固化剤と混合し、それを固化させることにより、盛土の内部に鉛直方向に延びる改良杭を形成し、盛土の強度を高める技術が提案されている（非特許文献１参照）。
また、このような改良杭は、土留壁として用いられることもある。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】高山 真揮、渡邊 康夫、三上 和久，「改良杭で補強した模型盛土の振動試験」，土木学会第６８回年次学術講演会概要集 第３部門，公益社団法人土木学会，平成２５年９月，ｐ．１０１−１０２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

盛土や地山に設けられた改良杭には、法肩から法尻へ向かう方向、或いは地山から空間へ向かう方向に強い土圧が作用することになる。特に地震時には、その土圧は更に大きくなる。しかし、改良杭は、それのみでは十分な強度を有していないので、改良杭内に鋼材を鉛直方向に延びるように配置することにより、強度を補強して用いる必要がある。また、鋼材を補強材として機能させるためには、鋼材を所定以上の定着長で改良杭に定着させる必要がある。しかしながら、盛土の土砂を固化させてできた改良杭は強度が十分でないことが多く、鋼材を確実に定着させるためには、相当な定着長を確保する必要がある。そして、定着長を多くとるためには、改良杭を地中深くまで形成しなければならず、その分だけ固化剤や芯材が多く必要となる。
つまり、これまで提案されてきた改良杭による盛土の耐震補強や土留めは、工期が長く、コストがかかるものであった。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、固化剤等からなる改良体を用いた土構造物の耐震補強構造または土留構造を、短期間かつ低コストで構築できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本出願に係る発明は、土構造物と、前記土構造物の内部に鉛直方向に延びるように設けられた改良体とからなる土構造物の耐震補強構造であって、前記改良体は、土砂と固化剤を少なくとも含む混合物が固化してできた改良杭と、前記改良杭よりも強度の高い材料で棒状に形成され、下部が前記改良杭の中心軸よりも前記土構造物の天端寄りの部位内に鉛直方向に延びるように配置された状態で前記改良杭に定着し、上部が前記改良杭の上方に突出した芯材と、前記改良杭よりも強度の高い材料で形成され、前記芯材の上部が定着し、前記芯材の鉛直方向の相対移動を規制する定着部を備えることを特徴とする。

【0008】

ここで、土構造物とは、盛土、堤防、切土など、土砂で形成される構造物全般を指す。
また、芯材を形成する、改良杭よりも強度の高い材料には、鋼、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、有機材料等が含まれる。
また、定着部を形成する、改良杭よりも強度の高い材料には、モルタルやコンクリート等が含まれる。

【0009】

一般的に、芯材が定着する材料の強度が高いほど、芯材が定着するのに必要な定着長は短くなる。本発明によれば、芯材の上部が改良杭よりも強度の高い材料に定着するので、改良体の強度を改良杭と芯材のみで構成した従来の改良杭より落とすことなく、改良体全体の長さを短くすることができる。従って、土構造物に、従来技術を用いた場合と比べて遜色ない耐震性を持たせながらも、改良体を短くする分だけ工期を短くできるとともに、必要となる固化剤や芯材が少なくなるので、コストを抑えることができる。

【0010】

なお、上記発明において、前記定着部は、モルタルまたはコンクリートで形成されているものとしてもよい。
一般的なモルタルやコンクリートは、土砂と固化剤からなる改良杭に比べ２０倍以上の高強度を有するので、このようにすれば、従来の改良杭に劣らない強度を有する改良体を、より短く形成することができる。従って、より一層工期を短縮できるとともに、コストを下げることができる。

【0011】

また、本出願に係る他の発明は、鉛直方向に延びる改良体を、地山の側面に沿って水平方向に複数配列することにより形成された地中連続壁を有する土留構造であって、前記複数の改良体の少なくとも一部は、土砂と固化剤を少なくとも含む混合物が固化してできた改良杭と、前記改良杭よりも強度の高い材料で棒状に形成され、下部が前記改良杭の中心軸よりも前記土構造物の天端寄りの部位内に鉛直方向に延びるように配置された状態で前記改良杭に定着し、上部が前記改良杭の上方に突出した芯材と、前記改良杭よりも強度の高い材料で形成され、前記芯材の上部が定着し、前記芯材の鉛直方向の相対移動を規制する定着部を備えることを特徴とする。

【0012】

係る発明によれば、芯材の上部が改良杭よりも強度の高い材料に定着するので、改良体の強度を改良杭と芯材のみで構成した従来の改良杭より落とすことなく、改良体全体の長さを短くすることができる。従って、地山の崩壊を十分に抑制しながらも、改良杭を短くする分だけ工期が短くなるとともに、必要となる固化剤や芯材が少なくなるので、コストを抑えることができる。

【0013】

また、本出願に係る他の発明は、土構造物または地山の内部に、改良体を、鉛直方向に延びるように設ける改良体の構築方法において、前記土構造物または地山の内部に固化剤を注入して、前記土構造物の土砂または地山の土砂と混合し、前記固化剤と前記土砂とが混合してできた混合物を固化させることにより、前記改良体の下部となる改良杭を形成し、前記改良杭の中心軸よりも前記土構造物の天端寄りの部位内に、前記改良杭よりも強度の高い材料で棒状に形成された芯材を、下部が前記改良杭の内部で鉛直方向に延び、かつ、上部が前記改良杭の上方に突出するように挿入して、下部を前記改良杭に定着させ、前記芯材の上部の周囲に、前記改良杭よりも強度の高い材料で、前記改良体の上部となる定着部を、前記芯材と定着し、前記芯材の鉛直方向の相対移動を規制するように形成することを特徴とする。

【0014】

係る発明によれば、芯材の上部が改良杭よりも強度の高い材料に定着するので、改良体の強度を改良杭と芯材のみで構成した従来の改良杭より落とすことなく、改良体全体の長さを短くすることができる。従って、必要な耐震性能または土留性能を発揮させながらも、改良杭の形成開始位置を浅くできる分だけ工期を短くできるとともに、使用する固化剤や芯材が少なくなるので、コストを抑えることができる。

【0015】

なお、上記発明において、前記芯材の上方の土砂を掘削して、前記芯材の上部の周囲に空間を形成し、前記空間にモルタルまたはコンクリートを流し込んで固化させることにより、前記芯材を前記モルタルまたは前記コンクリートに定着させるようにしてもよい。
このようにすれば、空間周囲の盛土、或いは盛土の土留めが型枠の代わりになるので、モルタルまたはコンクリートを流し込んで固化させるだけで定着部が形成でき、施工が容易になる。

【0016】

また、上記発明において、前記改良体を設ける対象が前記土構造物であり、前記土構造物の下の地山が改良により強度を発現しやすいものである場合には、前記地山の内部に前記改良杭の下部を形成し、その後、前記改良杭の下部の上方にある土構造物の内部に前記改良杭の上部を形成するようにしてもよい。
このようにすれば、改良体の下部の強度が高まり、改良体の強度を、改良しても強度を発現しにくい土砂を改良して形成した改良杭より落とすことなく、改良体全体の長さを短くすることができる。

【0017】

また、上記発明において、前記芯材の下端部を、前記改良杭の下部に定着させるようにしてもよい。
このようにすれば、芯材の下部が強度の高い部位に定着するので、改良杭全体の長さを更に短くすることができる。

【0018】

また、上記発明において、前記改良杭を形成した後、前記改良杭に鉛直方向に延びる穴を穿孔し、前記穴に前記芯材を挿入し、前記改良杭と前記芯材との間隙に、初めは流動性を有し、硬化後は前記改良杭よりも強度が高くなる充填材を充填して固化させるようにしてもよい。
このようにすれば、まだ固化していない土砂と固化剤との混合物に芯材を挿入することが困難である場合であっても、芯材を改良杭に定着させることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、固化剤等からなる改良杭を用いた土構造物の耐震補強構造または土留構造を、短期間かつ低コストで構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１発明の第１実施形態に係る土構造物の耐震補強構造の鉛直断面図である。

【図2】図１のII−II断面図である。

【図3】同実施形態に係る土構造物の耐震補強方法の一工程を示す図である。

【図4】図３の工程の後の工程を示す図である。

【図5】図４の工程の後の工程を示す図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る土構造物の耐震補強構造の鉛直断面図である。図５の工程の後の工程を示す図である。

【図7】同実施形態に係る土構造物の耐震補強方法の一工程を示す図である。

【図8】図７の工程の後の工程を示す図である。

【図9】本発明の第３実施形態に係る土構造物の耐震補強構造の鉛直断面図である。

【図10】（ａ）は第２発明の実施形態に係る土留構造の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１発明第１実施形態＞
以下、図１〜５を参照して、第１発明の第１実施形態について詳細に説明する。

【0022】

〔土構造物の耐震補強構造〕
まず、土構造物の耐震補強構造について、盛土を例にして説明する。図１は本実施形態に係る盛土の耐震補強構造１０の鉛直断面図であり、図２は図１のII−II断面図である。
盛土の耐震補強構造１０は、盛土１を、盛土１の法面１２に設けられた擁壁２と、法面から盛土１の内部にかけて設けられた複数の改良体３とによって、その強度を高めたものとなっている。また、盛土１の脇には、構造物Ｓｔが、盛土１と間隔を置かずに設けられており、盛土１の法面１２の脇にスペースを確保することができない状態となっている。

【0023】

盛土１は、図１の紙面に対して直交する方向に沿って連続的に築造されている。盛土１を築造方向と直交する面で切断した時の断面の形状は略台形（図１には、片側の法面近傍のみ図示）をしている。天端１１は水平になっており、その上方には、軌道や道路（図示省略）が、盛土１の連続する方向に沿って設けられている。法面１２の上部（以下上部法面１２ａ）は所定の勾配を有しており、法面１２の下部（以下下部法面１２ｂ）は、構造物Ｓｔによる用地の制約上、上部法面１２ａよりも勾配が急になっている。
このような形状に築造された盛土１は、補強が十分でない場合、図のＰで示すような側面視円弧状の曲面（以下すべり面）を境にして、側部の土砂が崩壊し易くなることが知られている。なお、図のすべり面Ｐは、擁壁２のみで盛土１を補強した場合に計算上想定されるものを示しており、本実施形態のような形状の盛土１では、天端１１の中央部付近から法尻１４にかけて広がるのが一般的である。

【0024】

擁壁２は、下部法面１２ｂ全体を覆うように形成されている。擁壁２は、図１に示した方向から見たときに、下部法面１２ｂと平行に傾斜している、すなわち、盛土１によりかかるように設けられ、自重を盛土１に作用させることにより盛土１の土圧に対抗するようになっている。

【0025】

改良体３は、盛土１の連続する方向に沿って、所定間隔を空けて並ぶように複数本設置されている。各改良体３は、想定されるすべり面Ｐを貫通するように設けられており、すべり面Ｐ近傍における盛土１の強度が高められている。
各改良体３は、盛土１内に設けられた改良杭３１、改良杭３１内を鉛直方向に貫通するとともに、上部が改良杭３１の上方に突出するように配置された芯材３２、改良杭３１の上方、かつ芯材３２の上部周りに設けられた定着部３３からなる。

【0026】

改良杭３１は、セメントスラリー等の固化剤と、盛土１を構成する土砂と同じものとが混合された状態で固化したもので、上部法面１２ａの下方に、鉛直方向に延びる円柱状に形成されている。また、改良杭３１は、上述したすべり面Ｐを上下に貫通するように、かつ、その下部が盛土１の下の地山Ｇに達するように形成されている。改良杭３１の上面には、アンカー３１１が打ち込まれている。

【0027】

芯材３２は、鋼材（形鋼を含む）やＦＲＰ等の改良杭３１よりも強度の高い材料を棒状に形成したものであり、円柱状の改良杭３１の、中心軸Ｃよりも天端１１側寄りの部位内に、鉛直方向に延び、その下端が、すべり面Ｐや盛土１と地山Ｇとの境界面Ｂよりも下まで達するように一本または複数本（図２は複数本の場合）配置されている。芯材３２の下部は、改良杭３１に定着しており、その上部は、改良杭３１の上面から上方へと突出し、上端部は側方へと曲げられている。なお、芯材３２を、１本の改良杭３１に対して複数本用いる場合は、互いに並行に、かつ、上方から見たときに、図２に示すような、改良杭３１の上面視円形の側面に沿うような配置にするのが好ましい。

【0028】

定着部３３は、モルタルまたはコンクリート（場合によっては鉄筋を併用してもよい）で、改良杭３１の上方に設けられ、改良杭３１から上方に突出した芯材３２に固着している。すなわち、芯材３２の上部は定着部３３に定着している。また、定着部３３は、改良杭３１のアンカー３１１にも固着しており、これにより、改良杭３１と定着部３３の一体性が高められている。なお、１本の改良杭３１に対して複数本の芯材３２を用いている場合、各芯材３２の上端部にそれぞれ定着部３３を形成してもよいし、一の定着部３３に複数の芯材３２の上端部が定着するようにしてもよい。

【0029】

一般的に、芯材３２の定着長は、定着する材料の強度に依存する。すなわち、芯材３２の定着する材料の強度が高いほど、定着長を短くすることができる。このため、本実施形態のように、芯材３２の一部を改良杭３１よりも強度の高いモルタルまたはコンクリート（定着部）に定着させることにより、芯材３２全体を改良杭３１に定着させる場合に比べ、改良体３の強度を落とすことなく、改良体３全体の長さを短くすることができる。従って、盛土１に、従来技術を用いた場合と比べて遜色ない耐震性を持たせながらも、改良体３を短くする分だけ工期が短くなるとともに、必要となる固化剤ｇや芯材３２が少なくなるので、低コストで盛土１に必要な耐震性を持たせることができる。

【0030】

〔土構造物の耐震補強方法〕
次に、盛土１を上述したような耐震補強構造とする方法について説明する。
本実施形態の盛土１の補強方法は、改良体形成・芯材配置工程、および定着部形成工程からなる。

【0031】

（改良体形成・芯材設置工程）
初めの改良体形成・芯材設置工程では、まず、図３に示すように、上部法面１２ａに、作業用の足場Ｓｃを構築し、その上方に改良杭３１を形成するための機材Ｍ１を設置する。そして、盛土１内に改良杭３１を形成する。本実施形態では、例えば、高圧噴射撹拌工法を用いて形成する。具体的には、まず、機材Ｍ１の下端部にある噴射口から高圧の固化剤ｇを地山Ｇへと噴射して、地山Ｇの土砂を切削するとともに、土砂３ａと固化剤ｇとを混合させていく。その後、噴射口を上方へ移動させながら固化剤ｇの噴射および盛土１の土砂３ａとの攪拌を行っていく。

【0032】

所定範囲の土砂３ａを固化剤ｇと混合させた後は、図４に示すように、足場Ｓｃから改良杭３１の形成に用いた機材Ｍ１を撤去して、まだ固化していない土砂３ａと固化剤ｇとの混合物内に、芯材３２を、上部法面１２ａから混合物の下端部内まで押し込む。押し込み方としては、長い１本の芯材３２を押し込んでいくようにしてもよいし、芯材３２を複数の短い棒材に分割し、その内の一本の棒材を押し込み、その上端に次の棒材を継ぎ足して更に押し込んでいくという作業を繰り返すようにしてもよい。一本の改良杭に対し複数本の芯材３２を用いる場合には、複数本の芯材３２を、位置を側方にずらしながら順次押し込んでいく。土砂３ａと固化剤ｇとが混合したものが固化すると、改良杭３１が形成され、芯材３２が改良杭３１に定着する。

【0033】

（定着部形成工程）
芯材３２を改良杭３１に定着させた後は、定着部形成工程に移る。定着部形成工程では、まず、芯材３２上部の周囲の土砂を、改良杭３１の上面が露出するまで掘削する。掘削は、図５に示すように、芯材３２の周囲に筒状の土留壁３３ａを形成しながら行う。その後、芯材３２の上端部を側方へと折り曲げ、改良杭３１の上面にアンカー３１１を打ち込み、土留壁３３ａの内側空間Ｓ１に鉄筋籠（図示省略）を組む。そして、土留壁３３ａの内側空間Ｓ１にコンクリートまたはモルタルを流し込む。こうすれば、土留壁３３ａが型枠の代わりになるので、モルタルまたはコンクリートを流し込む作業が容易になる。流し込んだコンクリートまたはモルタルが固化すると、図１に示した定着部３３が形成され、芯材３２の上部が定着部３３に定着する。こうして、１本の改良体３が盛土１の内部に構築される。なお、定着部３３形成後にできる上部法面１２ａとの段差は、そのままとしてもよいし、埋め戻してもよい。

【0034】

この後、上述した、改良体形成・芯材設置工程、定着部形成工程を、足場Ｓｃを組み立てる位置を、盛土１の連続する方向に所定距離ずらしながら複数回繰り返すことにより、盛土１内に、複数の改良体３が盛土１の連続する方向に沿って並ぶように設けられ、本実施形態の盛土の耐震補強構造１０が完成する。

【0035】

＜第２実施形態＞
次に、図６〜８を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、ここでは、第１実施形態と相違する点のみ説明することとし、同様の点については説明を省略する

【0036】

〔土構造物の耐震補強構造〕
まず、土構造物の耐震補強構造について、本実施形態においても盛土を例に説明する。図６は、本実施形態に係る盛土の耐震補強構造１０Ａの鉛直断面図である。
本実施形態の盛土の耐震補強構造１０Ａは、改良杭の構成が第１実施形態と異なる。

【0037】

本実施形態の改良体３Ａは、改良杭３１と芯材３２との間に埋込材３４が充填されたものとなっている。
埋込材３４は、セメントミルクやモルタル等、定着部３３を形成するコンクリート等に比べて高い流動性、充填性を有しつつ、材料不分離性を確保できる材料を固化させたものであり、改良杭３１と芯材３２とに固着している。すなわち、本実施形態の芯材３２の下部は、埋込材３４を介して改良杭３１に定着している。

【0038】

〔土構造物の耐震補強方法〕
次に、盛土１を上述したような耐震補強構造１０Ａとする方法について説明する
本実施形態の盛土の耐震補強方法は、改良体形成を終えた後に芯材設置を行う点が第１実施形態と異なる。

【0039】

（改良体形成工程）
本実施形態では、まず、第１実施形態と同様に噴射口を上方へ移動させながら固化剤ｇの噴射および土砂３ａとの攪拌を行っていく。所定範囲の土砂３ａを固化剤ｇと混合させた後は、芯材３２を挿入することなく、土砂３ａと固化剤ｇの混合物をそのまま固化させ改良杭３１を形成する。

【0040】

（芯材設置工程）
盛土１内に改良杭３１を形成した後は、芯材設置工程に移る。芯材形成工程では、まず、足場Ｓｃから改良杭３１の形成に用いた機材Ｍ１を撤去して、芯材３２上部の周囲の土砂を、改良杭３１の上面が露出するまで掘削する。掘削は、図７に示すように、芯材３２の周囲に筒状の土留壁３３ａを形成しながら行う。そして、足場Ｓｃに穿孔機Ｍ２を設置する。そして、穿孔機Ｍ２で改良杭３１の上面の、中心軸Ｃよりも天端１１寄りの箇所から改良杭３１を鉛直下方へ向かって穿孔し、挿入穴３１ｂを形成する。挿入穴３１ｂは、改良杭３１を貫通しない（改良杭３１中に挿入穴３１ｂの底ができる）範囲で、持たせたい強度に応じた穿孔深さとなる（定着長を確保できる）ように形成する。その後、図８に示すように、挿入穴３１ｂに、芯材３２を、その下端が挿入穴３１ｂの底に届くまで挿入する。そして、セメントミルクまたはモルタルを、芯材３２と挿入穴３１ｂの隙間に充填する。セメントミルクまたはモルタルが固化すると埋込材３４が形成され、図６に示したように、芯材３２が埋込材３４を介して改良杭３１に定着する。

【0041】

＜第３実施形態＞
次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。なお、ここでは、第１実施形態と相違する点のみ説明することとし、同様の点については説明を省略する

【0042】

〔土構造物の耐震補強構造〕
まず、土構造物の耐震補強構造について、本実施形態においても盛土を例に説明する。図９は、本実施形態に係る盛土の耐震補強構造１０Ｂの鉛直断面図である。
本実施形態の盛土の耐震補強構造１０Ｂは、対象とする盛土や地山の土質が限定されている点、および改良杭の構成が第１実施形態と異なる。

【0043】

本実施形態の盛土１ｂの下にある地山Ｇｂは、盛土１ｂと比較して、改良しやすい良質な土質となっている。具体的には、地山Ｇｂが砂質土であり、盛土１ｂが粘性土或いは粘性土を含む砂質土である場合や、地山Ｇｂが粘性土を含む砂質土であり、盛土１ｂが粘性土である場合等、地山Ｇｂの土砂の方が、盛土１ｂの土砂よりも砂質土の割合が高くなっている。

【0044】

本実施形態の改良杭３Ｂは、改良体３１の下部、より具体的には、地山Ｇｂ内部に設けられた部位の強度が、盛土１ｂ内部に設けられた上部よりも高くなっている。以下、改良体３１の下部（上部よりも強度が高い部位）を下定着部３１ａと称する。また、芯材３２の下端部は、下定着部３１ａに定着している。このため、改良杭３Ａは、第１実施形態と遜色ない強度を有しつつも、第１実施形態よりも短くなっている（下端の位置が浅くなっている）。従って、その分だけ、工期が短くなるとともに、必要となる固化剤ｇや芯材３２が少なくなるので、従来と比べて遜色ない耐震性を有する盛土の耐震補強構造１０Ｂを低コストで構築することができる。

【0045】

〔土構造物の耐震補強方法〕
次に、盛土１を上述したような耐震補強構造１０Ｂとする方法について説明する。
本実施形態の盛土の耐震補強方法は、改良体形成工程の流れが第１実施形態と異なる。

【0046】

（改良体形成工程）
本実施形態の改良体形成工程では、境界面Ｂよりも下方であって第１実施形態における改良体形成工程の開始位置よりも浅い位置から改良体の形成を開始する。そして、開始位置から境界面Ｂまでの改良体の形成は、第１実施形態の改良体形成工程で用いた固化剤よりも濃度の高い固化剤または固化性能の高い配合の固化剤を用いることにより、或いは、土砂３ａ単位体積当たりの固化剤ｇの注入量を第１実施形態よりも増やすことにより形成する。土砂の中に含まれる砂質土の割合が高いほど、固化剤や施工方法等、諸条件を変えることで強度を高め易くなるので、このようにすることで、盛土１に比べ砂質土の割合の高い地山Ｇｂ中には、改良体３１よりも強度の高い下定着部３１ａが形成される。一方、盛土１ｂを形成する相対的に砂質土の割合の低い土砂を地山Ｇｂの土砂と同様の条件で改良しても、強度の向上はあまり期待できないので、コストを抑えるため、下定着部３１ａを形成した後の改良体３１の上部は、第１実施形態と同様にして形成する。

【0047】

このようにすれば、改良体３１の下部（下定着部３１ａ）の強度が改良体３１の上部よりも高まるので、改良杭３Ｂの強度を損なうことなく、下部を含む全体を上部と同様にして形成した改良体３１と芯材３２のみで構成した改良杭より鉛直方向の長さを短くすることができる。従って、改良体３１の形成開始位置を浅くできる分だけ工期が短くなるとともに、使用する固化剤ｇや芯材３２が少なくなるので、コストを抑えることができる。
特に、首都圏において軌道を支持している鉄道用盛土は、本実施形態のような土質条件で築造されている場合が多いので、本実施形態のように下定着部３１ａを設けることは、数多くの盛土を短期間で耐震補強する上で効果的である。

【0048】

＜第２発明実施形態＞
次に、図１０を参照して、第２発明の実施形態について説明する。なお、ここでは、第１発明の第１実施形態と相違する点のみ説明することとし、同様の点については説明を省略する。
第１発明は、改良体３を用いた土構造物の耐震補強構造であったが、第２発明は、改良体３を用いた土留構造となっている。

【0049】

〔土留構造〕
まず、土留構造について説明する。図１０（ａ）は本実施形態に係る土留構造１０Ｃの斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
土留構造１０Ｃは、例えば、地山に形成された空間Ｓ２の両側面を、一対の地中連続壁４によって土留めしたものとなっている。

【0050】

各地中連続壁４は、改良体３を水平方向に複数隣接するように設けることで一の壁体としたものである。個々の改良体３の構成は、第１実施形態で用いた改良体３と同様である。
なお、定着部３３は、改良体３毎に個別に設けたものとしてもよいし、複数の芯材３２をまとめて定着できるように改良体３の並び方向に長く延びるように形成したものとしてもよい。
各改良体３の下部は、空間Ｓ２の底面よりも下に位置し、地山Ｇ中に埋設されている。

【0051】

〔土留方法〕
次に、上述したような土留構造を構築する方法について説明する。
まず、地山Ｇの空間Ｓ２を形成しようとする箇所の側方に、複数の改良体３を形成する。個々の改良体３の形成方法は、ほぼ第１実施形態と同じであるが、図１０（ｂ）に示したように、地山Ｇの作業箇所が水平である場合には、作業台の構築を省略することができる。
改良体３は、形成済みの改良杭の隣に接するように順次形成するようにしてもよいし、より隙間なく形成するために、各改良体３を、一本の改良杭の幅よりも少し短い間隔をあけて形成した後、改良体３と改良体３との間に、新たな改良体３を、既設の改良体３の改良体と一部一体化するように形成してもよい。なお、図１０（ａ）に示したように、定着部３３を複数の改良体３の並び方向に長く延びるように形成する場合には、予め改良杭３１および芯材３２のみの未完成の改良杭を複数構築した後、最後に定着部３３Ｃを形成するようにする。

【0052】

一対の地中連続壁４を互いに並行となるように構築した後は、その間の土砂を掘削する。土砂が所定深さまで掘削されると、一対の地中連続壁４の間に空間Ｓ２が形成され、空間Ｓ２の側方の地山Ｇが地中連続壁４によって土留された状態となる。

【0053】

以上、本出願に係る発明を実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、第１発明の第１〜３実施形態では盛土を例にしたが、切土や堤防等、他の土構造物にも適用することができる。
また、第１〜第３実施形態では法面の一部が擁壁で保護された盛土を例にしたが、擁壁の無い土構造物にも適用することができる。
また、第１〜３実施形態では、複数の改良杭を間隔が空くように形成したが、第２発明の地中連続壁のように複数の改良杭を隣接させて壁体としてもよい。
また、第１発明の第３実施形態や第２発明の実施形態では、改良杭を、芯材が改良体に直接定着したものとしたが、第２実施形態のように、埋込材を介して定着したものとしてもよい。
また、第１実施形態では、芯材を埋め込んだ後に定着部を形成するための空間を形成したが、土砂と固化剤の混合を始める前や、土砂と固化剤を混合させた後であって芯材を埋め込む前に形成するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、芯材３２の上端部を側方に折り曲げることにより定着力を高めるようにしたが、上端部に定着プレートを取り付けたり、ジョイントを用いて定着部や擁壁支持部内の鉄筋と一体化させたりしてもよい。
また、上記実施形態では、高圧噴射攪拌工法で改良体を形成したが、機械撹拌工法、高圧噴射併用型機械攪拌工法など、土砂３ａと固化剤ｇによる改良体を形成できる方法であれば何でもよい。
また、上記実施形態では、改良杭３１と定着部３３とを結合させるアンカー３１１を、改良杭３１の固化後に打ち込むようにしたが、改良杭３１の形成中（固化する前）にアンカー３１１を配置しておき、固化時に定着させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１０，１０Ａ，１０Ｂ 盛土の耐震補強構造（土構造物の耐震補強構造）
１０Ｃ 土留構造
１，１ｂ 盛土（土構造物）
１１ 天端
１２ 法面
１２ａ 上部法面
１２ｂ 下部法面
１３ 法肩
１４ 法尻
２ 擁壁
３，３Ａ，３Ｂ 改良体
３ａ 土砂
３１ 改良杭
３１ａ 下定着部（改良杭の下部）
３１ｂ 挿入穴
３１１ アンカー
３２ 芯材
３３ 定着部
３３ａ 土留壁
３４ 埋込材（改良杭よりも強度の高い材料）
４ 地中連続壁
Ｂ 境界面
Ｃ 中心軸
Ｇ，Ｇｂ 地山
ｇ 固化剤
Ｍ１ 機材
Ｍ２ 穿孔機
Ｐ すべり面
Ｓ１，Ｓ２ 空間
Ｓｃ 足場
Ｓｔ 構造物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】