特開 2024-155489 地盤補強工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024155489

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】地盤補強工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/01 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

E02D27/01 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070249

(22)【出願日】2023-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】309009362

【氏名又は名称】ジオファーム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(72)【発明者】

【氏名】三尾 高太郎

【テーマコード（参考）】

2D046

【Ｆターム（参考）】

2D046BA00

(57)【要約】

【課題】高い沈下抑制効果を維持しつつ掘削土量と砕石量を削減可能な地盤補強工法を提供する。
【解決手段】本発明の地盤補強工法は、地盤を掘削して、建物の基礎Ａの底面形状に対応する表面形状の根切り面Ｂを構築する、根切り工程Ｓ１と、根切り面Ｂ上に基盤粒材１を敷込んで転圧し、一次粒材層Ｃを構築する、一次敷込み工程Ｓ２と、一次粒材層Ｃ上に、帯状の複数の補強シート２を、幅方向に一部重なるように並列配置する、敷設工程Ｓ３と、補強シート２の長手方向両端部を地盤にアンカー留めして仮固定端部Ｅを構築する、仮固定工程Ｓ４と、補強シート２上に基盤粒材１を敷込んで転圧し、二次粒材層Ｄを構築する、二次敷込み工程Ｓ５と、仮固定端部Ｅ上にコンクリートを打設して地盤に固定する、固定工程Ｓ６と、を備え、二次敷込み工程Ｓ５において、補強シート２の凹部に敷込んだ基盤粒材１の荷重によって、複数の補強シート２の少なくとも１つに緊張力を付与することを特徴とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤を掘削して、建物の基礎の底面形状に対応する表面形状の根切り面を構築する、根切り工程と、
前記根切り面上に基盤粒材を敷込んで転圧し、一次粒材層を構築する、一次敷込み工程と、
前記一次粒材層上に、帯状の複数の補強シートを、幅方向に一部重なるように並列配置する、敷設工程と、
前記補強シートの長手方向両端部を前記地盤にアンカー留めして仮固定端部を構築する、仮固定工程と、
前記補強シート上に基盤粒材を敷込んで転圧し、二次粒材層を構築する、二次敷込み工程と、
前記仮固定端部上にコンクリートを打設して前記地盤に固定する、固定工程と、を備え、
前記二次敷込み工程において、前記補強シートの凹部に敷込んだ基盤粒材の荷重によって、前記複数の補強シートの少なくとも１つに緊張力を付与することを特徴とする、
地盤補強工法。

【請求項2】

前記補強シートが、長手方向の線材の引張強度を幅方向の線材の引張強度より大きく構成した織布からなることを特徴とする、請求項１に記載の地盤補強工法。

【請求項3】

前記仮固定工程において、前記補強シートの長手方向端部を合成樹脂製の固定バーに巻き付けて前記地盤にアンカー留めすることを特徴とする、請求項１に記載の地盤補強工法。

【請求項4】

前記仮固定工程において、前記補強シートの長手方向端部を前記固定バーごと幅方向に曲折し、前記一次粒材層の凹凸に追従した状態で前記地盤にアンカー留めすることを特徴とする、請求項３に記載の地盤補強工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤補強工法に関し、特に高い沈下抑制効果を維持しつつ掘削土量と砕石量を削減可能な地盤補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

戸建て住宅等を建築予定の敷地が軟弱地盤である等の場合、地盤の支持力を向上させるための地盤補強工法が実施される。
特許文献１には、帯状のスパンボンド不織布からなる補強シートを直交方向に重ね合わせるように地盤上に敷設し、補強シートの両端部を地盤に固定することで、軟弱地盤を補強する地盤補強工法が開示されている。
この地盤補強工法は、（１）地盤の根切り、（２）砕石の敷込みと転圧、（３）砕石上へ補強シートを敷設、（４）補強シートの端部をアンカーで仮留め、（５）補強シート上へ砕石を敷込み転圧、（６）補強シートの端部をコンクリートで固定、（７）埋戻し、の手順で施工する。
補強シートを敷設する際、建物荷重による補強シートの沈み込みを防止するため、作業員が補強シートの端部を引っ張り、補強シートに長手方向の引張力（プレストレス）を付与した上でアンカー留めしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－１１６１５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術には、以下のような欠点がある。
＜１＞本工法は、補強シートを人力で長手方向に引っ張ってプレストレスを付与する技術であるため、シートを敷設する砕石層及びその下の根切り面を平坦にする必要がある。従って、底面に地中梁を有する構造の基礎にこの工法を適用する場合（図１１）、基礎の底面（ａ）ではなく、地中梁の底面（ｂ）から砕石層の層厚を確保した深さに根切り面を設定し、平面状に根切りする必要がある。このため、要求性能に対し（ａ－ｂ）の厚みに相当する量だけ掘削土量と砕石量が多くなることで、排土の処理コストと砕石の調達コストが嵩む。
＜２＞補強シートを人力で緊張する構成であるため、付与可能な緊張力に限界がある。
＜３＞補強シートを引っ張り、緊張力を保持した状態でアンカー留めする作業の難度が高く、作業員の肉体的負担が大きい。

【0005】

本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決するための、地盤補強工法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の地盤補強工法は、地盤を掘削して、建物の基礎の底面形状に対応する表面形状の根切り面を構築する、根切り工程と、根切り面上に基盤粒材を敷込んで転圧し、一次粒材層を構築する、一次敷込み工程と、一次粒材層上に、帯状の複数の補強シートを、幅方向に一部重なるように並列配置する、敷設工程と、補強シートの長手方向両端部を地盤にアンカー留めして仮固定端部を構築する、仮固定工程と、補強シート上に基盤粒材を敷込んで転圧し、二次粒材層を構築する、二次敷込み工程と、仮固定端部上にコンクリートを打設して地盤に固定する、固定工程と、を備え、二次敷込み工程において、補強シートの凹部に敷込んだ基盤粒材の荷重によって、複数の補強シートの少なくとも１つに緊張力を付与することを特徴とする。

【0007】

本発明の地盤補強工法は、補強シートが、長手方向の線材の引張強度を幅方向の線材の引張強度より大きく構成した織布からなっていてもよい。

【0008】

本発明の地盤補強工法は、仮固定工程において、補強シートの長手方向端部を合成樹脂製の固定バーに巻き付けて地盤にアンカー留めしてもよい。

【0009】

本発明の地盤補強工法は、仮固定工程において、補強シートの長手方向端部を固定バーごと幅方向に曲折し、一次粒材層の凹凸に追従した状態で地盤にアンカー留めしてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明の地盤補強工法は、以下の効果の内少なくとも１つを備える。
＜１＞補強シートを基礎の底面の凹凸に沿って敷設しつつ、基盤粒材の荷重や転圧によって事後的に補強シートに緊張を付与することができる。このため、粒材層を基礎の底面に沿った均一の厚みにすることができるため、従来技術に比べ、掘削土量と基盤粒材の量を大幅に削減することができる（図１２）。以上によって、根切り工程の作業量を軽減できるとともに、排土の処理コストと砕石の調達コストを大幅に低減することができる。
＜２＞補強シートを、一次粒材層と二次粒材層との間で基礎の底面形状に対応した凹凸で挟持する構造であるため、粒材層間における補強シートの摩擦力が向上することで、高い沈下抑制効果を発揮することができる。
＜３＞補強シートを、基盤粒材の荷重で緊張する構造であるため、人力によらず補強シートに大きな緊張力を付与することができる。
＜４＞補強シートを緊張した状態でアンカー留めする作業がないため、作業員の肉体的負担が少ない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る地盤補強工法の説明図

【図2】基礎の説明図

【図3】根切り工程の説明図

【図4】一次敷込み工程の説明図

【図5】敷設工程の説明図

【図6】アンカーバーの説明図

【図7】仮固定工程の説明図

【図8】二次敷込み工程の説明図

【図9】固定工程の説明図

【図10】実施例２の説明図

【図11】従来技術の説明図

【図12】本願発明の説明図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら本発明の地盤補強工法について詳細に説明する。
なお、本発明において「コンクリート」の語はモルタルを含んだ意味で使用する。

【実施例0013】

[地盤補強工法]
＜１＞全体の構成（図１）
本発明の地盤補強工法は、建物の敷地において、基礎Ａ下に設ける基盤粒材１の層内に補強シート２を展張し、基盤粒材１と補強シート２の複合構造を構築することで地盤の支持力を増大させる工法である。
本発明の地盤補強工法は、根切り工程Ｓ１と、一次敷込み工程Ｓ２と、敷設工程Ｓ３と、仮固定工程Ｓ４と、二次敷込み工程Ｓ５と、固定工程Ｓ６と、を少なくとも備える。
本発明の地盤補強工法は、人力でなく、補強シート２上に敷込んだ基盤粒材１の荷重によって補強シート２に緊張力を付与可能な構成に一つの特徴を有する。

【0014】

＜１．１＞基礎（図２）
本発明の地盤補強工法に係る基礎Ａは、鉄筋コンクリート製のベタ基礎である。
基礎Ａは、底面に連続して突起する地中梁Ａ１を備える。
地中梁Ａ１は、地上部における梁の切断を補完して基礎Ａを補強する構造である。なお、本発明では地中梁Ａ１の形状や構造は問わない。

【0015】

＜１．２＞補強シート
本発明の地盤補強工法で用いる補強シート２は、所定の引張強度を備える帯状のシートである。
本例では補強シート２として、ジオファーム株式会社製の「ＵＶ‐ｆｉｒ（ユビファ）（登録商標）」を採用する。
ＵＶ‐ｆｉｒは、縦糸（経糸）に高張力ビニロン繊維（引張強度：３６００Ｎ／５ｃｍ以上）、横糸（緯糸）にポリプロピレン製フラットヤーン（引張強度：１８００Ｎ／５ｃｍ以上）を配して織成した幅２ｍの特殊シートである。縦糸に高張力繊維、横糸に汎用樹脂繊維を組み合わせることによって、引張方向に高強度でありながら、比較的安価に調達することが可能となる。
ただし補強シート２はＵＶ‐ｆｉｒに限らず、所定の引張強度と科学的安定性等を確保できれば、他の公知の帯状シートを採用してもよい。

【0016】

＜２＞根切り工程（図３）
根切り工程Ｓ１は、地盤を掘削して根切り面Ｂを構築する工程である。詳細には例えば次のように施工する。
施工図（根切図）に基づき、バックホウ等の重機で地盤を所定深さ掘削する。この際、地中梁Ａ１に相当する部分を基礎Ａ本体の底面より深く溝状に掘削することで、基礎Ａの底面形状に対応する表面形状の根切り面Ｂを構築する。
従来技術は、根切り工程において、地中梁の底面の深さを基準とした均一の深度で全面を掘削していたため、排土量が比較的多量であった。
これに対し、本願の地盤補強工法は、地盤を基礎Ａの底面形状に合わせて掘削するため、排土量を大幅に削減することができる。

【0017】

＜３＞一次敷込み工程（図４）
一次敷込み工程Ｓ２は、一次粒材層Ｃを構築する工程である。詳細には例えば次のように施工する。
根切り面Ｂ上に、基盤粒材１を撒き出し、均一の厚みに均す。本例では基盤粒材１としてＣ４０砕石を採用する。ただし基盤粒材１は砕石に限らず、砂や砂利であってもよい。
振動ローラやバイブロランマ―等を用いて、撒き出した基盤粒材１を十分に転圧し、一次粒材層Ｃを構築する。
本例では一次粒材層Ｃの層厚を１００ｍｍとする。ただし、根切り面Ｂの形状によっては、傾斜面の基盤粒材１が一部下方へ流れることで、傾斜面の層厚が平坦面の層厚より薄くなる場合がある。

【0018】

＜４＞敷設工程（図５）
敷設工程Ｓ３は、一次粒材層Ｃの上に補強シート２を敷設する工程である。詳細には例えば次のように施工する。
ロール状に巻いた補強シート２の始端（固定縁２１）を、２本の固定バー３に巻き付け、アンカーピン４で固定バー３ごと一次粒材層Ｃに打ち込むことで、仮固定端部Ｅを構築する。
補強シート２のロールを展開しながら一次粒材層Ｃ上を横断して、補強シート２を一次粒材層Ｃ上に架け渡す。補強シート２は、建物の短辺方向に架け渡すことが望ましい。
補強シート２を架け渡す際、補強シート２が一次粒材層Ｃ上の凹凸を跨ぐ部分では、補強シート２に若干の弛みを持たせる。
すなわち、例えば基礎Ａの地中梁Ａ１に対応する一次粒材層Ｃの凹部では、補強シート２の底面を凹部の底面に接面させず、補強シート２と凹部との間に若干の空間Ｆを確保する。
先に敷設した補強シート２に隣接して、上記と同様の手順で後の補強シート２を敷設する。この際、後の補強シート２は、先の補強シート２と一定幅（本例では３００ｍｍ以上）オーバーラップさせる。
同様の手順を繰り返して、一次粒材層Ｃの上部を複数の補強シート２で被覆する。

【0019】

＜４．１＞固定バー（図６）
固定バー３は、補強シート２の固定縁２１を巻き付けるための棒状体である。
固定バー３の長さは、補強シート２の幅に対応させる。
本例では固定バー３として、電線被覆材を再生してなる、８ｍｍ×１０ｍｍ×２，０００ｍｍのポリエチレン製の角棒を採用する。
ポリエチレン製の角棒は、高強度でありながら軽量かつ一定の柔軟性を併せ持ち、地中でも腐食しないため固定バー３に好適である。また、断面形状が矩形であるため、補強シート２を２本の固定バー３の間に面状に挟み込んで確実に保持することができる。
ただし固定バー３はポリエチレン製の角棒に限らず、異形鉄筋や鋼管等であってもよい。

【0020】

＜５＞仮固定工程（図７）
仮固定工程Ｓ４は、補強シート２の固定縁２１を地盤に仮固定する工程である。詳細には例えば次のように施工する。
敷設した補強シート２における先端側の固定縁２１、すなわち敷設工程Ｓ３においてアンカーピン４を打ち込んでいない側の固定縁２１を２本の固定バー３に巻き付け、アンカーピン４で固定バー３ごと一次粒材層Ｃに打ち込んで仮固定端部Ｅを構築する。
同様の作業を全ての固定縁２１に行う。
なお、一次粒材層Ｃの凹凸部を跨がない補強シート２は、従来技術のように人力で引っ張って緊張を加えてもよい。
また、仮固定は全ての補強シート２を付設した後にまとめて行うのではなく、補強シート２を一列敷設するごとに行ってもよい。

【0021】

＜６＞二次敷込み工程（図８）
二次敷込み工程Ｓ５は、二次粒材層Ｄを構築する工程である。詳細には例えば次のように施工する。
一次粒材層Ｃに展張した補強シート２上に、基盤粒材１を撒き出し、均一の厚みに均す。ただし仮固定端部Ｅには基盤粒材１を撒かず、露出させる。
プレートコンパクタ等を用いて、撒き出した基盤粒材１を十分に転圧し、二次粒材層Ｄを構築する。
本例では二次粒材層Ｄの層厚を１００ｍｍとする。ただし、根切り面Ｂの形状によっては、補強シート２の傾斜面の基盤粒材１が一部下方へ流れることで、傾斜面の層厚が平坦面の層厚より薄くなる場合がある。

【0022】

＜６．１＞補強シートへの緊張力付与
二次敷込み工程Ｓ５で、補強シート２上に基盤粒材１を撒き出すと、補強シート２の弛み部に基盤粒材１の荷重がかかり、一次粒材層Ｃの凹部内に落ち込む。
ここで、補強シート２の両端は仮固定端部Ｅによって地盤に留められているため、補強シート２に基盤粒材１の荷重による引張力が付与される。
また、撒き出し後に基盤粒材１を転圧することによって、補強シート２内に更に引張力が累加される。
本発明の地盤補強工法は、補強シート２を、一次粒材層Ｃと二次粒材層Ｄとの間で基礎Ａの底面形状に対応した凹凸で挟持する構造であるため、粒材層と補強シート２の間の摩擦力が大きく、建物の沈下抑制効果が高い。

【0023】

＜７＞固定工程（図９）
固定工程Ｓ６は、仮固定端部Ｅを地盤に固定する工程である。詳細には例えば次のように施工する。
仮固定端部Ｅ（固定バー３に巻き付けた固定縁２１をアンカーピン４で仮固定した部分）上にコンクリートを打設し、硬化させて固定コンクリート５を構築する。
これによって、補強シート２内に付与した緊張力を保持することができる。
固定工程Ｓ６の後には、二次粒材層Ｄの埋戻しや基礎の構築を行うが、これらの工程は本発明の特徴ではないのでここでは詳述しない。

【実施例0024】

[固定縁を幅方向に曲折させた例]
基礎Ａの底面形状によっては、固定縁２１の下部の一次粒材層Ｃが、幅方向に一部落ち込んでいる場合がある。
本例の場合、固定バー３が曲折可能なポリエチレン素材からなるため、巻き付けた固定縁２１ごと固定バー３を幅方向に曲折し、一次粒材層Ｃの傾斜に沿わせた状態でアンカー留めすることができる（図１０）。