JP2004137778A

JP2004137778A - 軟弱地盤の表層処理方法および装置

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Publication number: JP2004137778A
Application number: JP2002304038A
Authority: JP
Inventors: Yukiyoshi Kitamoto; 北本　幸義; Teru Yoshida; 吉田　輝
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP3729169B2

Abstract

【課題】シートやネット等の可撓性の面状補強材を用いた軟弱地盤の表層処理工法において、可撓性の面状補強材に比較的簡易な剛性補強体により剛性を与えることができ、かつ、剛性補強体を軟弱地盤上に容易に低コストで敷設できるようにする。
【解決手段】軟弱地盤１上にシートやネット等の可撓性の面状補強材１１を敷設すると共に、この面状補強材１１の上面と下面の少なくとも一方の面に脱水性を有し引張強度の高いホース等からなる可撓性の線状中空体１３を配設しあるいは予め取り付けておき、この線状中空体１３内にモルタル類１４を充填して格子状等の剛性補強体１２を形成し、敷設が容易で剛性の高い枠構造の剛性補強体１２により、面状補強材１１を介して載荷される土砂荷重を分散させ、軟弱地盤の破壊や変形を抑制して安定した覆土や盛土の土砂作業を行う。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘性土等の軟弱地盤上にシートやネット等の可撓性の面状補強材を敷設して、覆土あるいは土構造物構築を行うための軟弱地盤の表層処理方法および表層処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粘性土の軟弱地盤上に直接土砂を撒き出した場合、土砂の荷重あるいは撒出し機械の重量によって、土砂が粘性土と混合して役に立たなくなったり、地盤が破壊して陥没したりすることがある。
【０００３】
このような現象を防ぐため、１９６６年に繊維製織布を敷設材料に使用したシート工法が発明され、その後、敷設材料として合成樹脂製ネットを用いる敷網工法が開発され（例えば、特許文献１参照）、さらに、シートの補強をねらったロープシート工法、あるいは竹枠とシートやネットを組み合わせた工法など、いくつかの関連工法が開発されてきた。
【０００４】
また、セメント等の固化材を軟弱土に添加・混合することによって表層部分の安定処理を図ろうとする固化処理技術も発展してきている。さらに、陸上または水中下の軟弱地盤表層改良技術として、強靱で引張強度がある素材で製作された広い面積の透水性のジオテキスタイル等の袋を軟弱地盤の表層に展開し、この袋内に貧配合のセメント系等の固化材を充填し、硬化した固化材が引張強度のある袋で一体的に包被された平板状固化層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２７１７８号公報
【特許文献２】
特開平１１−１５２７３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
シートやネット等の可撓性の面状補強材を敷設する工法の成功の鍵を握っているのは、土砂の撒出し方法である。このポイントは、不均一な盛土厚や局部的沈下による不同沈下をできるだけ生じさせないことにあり、図４に示すように、第１層目の撒出しで、層厚を大きくしたり、不均一な沈下の癖を付けたりすると、後続の第２層目の撒出しで不均一状態を修正することが困難となる。
【０００７】
そのため、図５に示すように、ジェットコンベアによる撒出しや浚渫ポンプを使用した水搬撒出しなどの工夫もされているが、いったん凹みができると、局所沈下の集中を助長することになり、砂厚の管理・調整が困難になってくる。
【０００８】
このようなトラブルは、シートやネットの引張り強さが少々大きければ防げるというものではなく、敷設する材料に剛性を与え、荷重分散効果を発揮させなければ、基本的に防止することはできない。長さ数ｍの竹を１ｍ間隔の格子に組んで、その上にシートを敷設するという工法の原理は、まさに荷重分散効果を発揮させるものであるが、竹の調達や竹枠の形成、軟弱地盤上への設置などに係る施工性の問題がある。
【０００９】
一方、セメント等で軟弱地盤表層を格子状に直接固化処理して竹枠的な効果を期待する試みもあるが、別工程が増え、コスト的に高価となる。また、表層部分を全面固化処理する工法や大きな袋の中にセメント系等の固化材を充填する方法も、シートやネット等を敷設する工法に比較して高価となる。
【００１０】
本発明は、このような問題を解消すべくなされたもので、シートやネット等の可撓性の面状補強材を用いた軟弱地盤の表層処理工法において、可撓性の面状補強材に比較的簡易な剛性補強体により剛性を与えることができると共に、剛性補強体を軟弱地盤上に容易に低コストで敷設することができる軟弱地盤の表層処理方法および装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、軟弱地盤上に可撓性の面状補強材（シートやネット等）を敷設すると共に、この面状補強材の上面と下面の少なくとも一方の面に可撓性の線状中空体（脱水可能なホース等）を面を形成するように配設し、この線状中空体内にモルタル類（モルタルやその他のセメント系固化材等）を充填して平面視で格子状等の剛性補強体を形成することを特徴とする軟弱地盤の表層処理方法である。
【００１２】
本発明の請求項３は、軟弱地盤上に敷設される可撓性の面状補強材（シートやネット等）と、この面状補強材の上面と下面の少なくとも一方の面に配設される可撓性の線状中空体（脱水可能なホース等）の内部にモルタル類（モルタルやその他のセメント系固化材等）を充填することにより形成される平面視で格子状の剛性補強体とから構成されていることを特徴とする軟弱地盤の表層処理装置である。
【００１３】
即ち、軟弱地盤の敷設材料としてのシートやネットに面的な剛性を与えて覆土などによる荷重を分散させる剛性材料を予め組立てておくのは、軟弱地盤上に敷設する際の施工性としては好ましいものではない。そこで、敷設時には、シートやネット等と同様に撓み性を有し、ハンドリングの良いホース等の線状中空体を、シートやネット等の下面や上面あるいは上下両面に配置し、敷設後には、モルタル類をホース等の線状中空体内へ注入し充填することによって剛性の高い枠組すなわち剛性補強体を形成する。
【００１４】
ホース等の線状中空体は、予めシートやネット等の面状補強材の上面や下面に結束部材や接着剤等の固定手段により取り付けておき、両者を同時に軟弱地盤上に展開して敷設してもよいし、線状中空体を面状補強材とは別体とし、軟弱地盤上あるいは面状補強材上に配設してもよい。また、線状中空体は直線状のものを平面視で縦横に間隔をおいて多数本配置してもよいし、平面視で波形等に連続したものを配置してもよい。なお、平面視で格子状等の面状補強材に、斜めの線状中空体を追加することで、剛性をより高めることができる。
【００１５】
また、請求項１、請求項３において、線状中空体には、透水性と強度を有するホースを用いる（請求項２、請求項４）。例えば、モルタル類中の水分は透過させるが固形分は透過させないような織布や不織布などからなる引張強度の高い繊維材を用い、これを筒状にして、脱水性を有し、引張強度の高いホースとする。即ち、軽量でハンドリングし易く、かつ、モルタル類を充填した後にモルタル類中の余分な水分のみが透過し、硬化したモルタル類と引張強度の高いホースとが一体化し、剛性の高いホースが得られるようにする。
【００１６】
以上のような構成の本発明によれば、次のような作用効果が得られる。即ち、軟弱地盤上に敷設したシートやネット等の単体のみでは、剛性がないため、覆土などの作業に対して極めて細心の撒出し管理を実施しないと、前述したような軟弱地盤の破壊や変形のトラブルを避けることができない（図４，図５参照）。これに対して、本発明では、シートやネット等の敷設後に格子状等のホース等へモルタル類を注入することにより、さらに、透水性と強度を有するホースの内部にモルタル類を充填し、硬化したモルタル類の外周に存在するホースの引張り補強効果によって強度が増大することにより（図２参照）、剛性の高い枠構造の剛性補強体が形成され、シートやネット等を介して載荷される土砂荷重を分散させることができ、軟弱地盤の破壊や変形を抑制して安定した覆土や盛土の土砂作業を行うことができる。
【００１７】
また、従来の竹枠のような剛性材料を事前に組立てておくことは、搬入や敷設等の面で施工性が悪いが、ホース等の可撓性の線状中空体は、ハンドリングが良く、巻き取ったり折り曲げたりできるので、軟弱地盤上への搬入や敷設等が容易となる。さらに、従来のセメント等の固化材を用いる方法では、コストが増加するが、ホース等の可撓性の線状中空体にモルタル類を充填することにより、剛性補強体を比較的簡易な構造とすることができ、セメント等の固化材の使用量も大幅に削減され、コストの低減を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施形態は、軟弱地盤上に盛土や覆土を行う場合である。図１は、本発明の表層処理方法で使用する表層処理装置の一実施形態を示す斜視図と断面図である。
【００１９】
図１の実施形態において、本発明の表層処理装置１０は、軟弱地盤１上に盛土や覆土２を行う前に軟弱地盤１上に敷設されるものであり、軟弱地盤１の上に敷設される可撓性の面状補強材１１と、面状補強材１１の下面のみ、上面のみ、あるいは上下両面に添設される可撓性の線状中空体１３にモルタル類１４を充填してなる平面視で格子状の剛性補強体１２から構成されている。
【００２０】
可撓性の面状補強材１１は、汎用されている合成樹脂製などのシートやネット等が用いられる。可撓性の線状中空体１３は、モルタル類中の水分は透過させるが、固形分は透過させない透水性を有し、かつ、引張強度の高いホース等が用いられる。モルタル類１４には、モルタルやその他のセメント系固化材あるいは流動性と硬化性を有する材料が用いられる。
【００２１】
上記のようなホース１３にモルタル類１４を充填すると、モルタル類中の余分な水分のみが透過し、硬化したモルタル類１４とホース１３が一体化し、剛性の高い格子状の剛性補強体１２が得られる。図２は、ホース１３内にモルタル１４を注入して硬化したホースの曲げ強度特性を示すグラフであり、硬化したモルタルの外周に存在するホースの引張補強効果によって強度が増大している。
【００２２】
図３は、本発明の荷重分散効果を示したものであり、図３（ａ）　に示すように、可撓性の面状補強材１１のみで剛性がない場合には、載荷される土砂荷重により大きく沈下するが、図３（ｂ）　に示すように、剛性の高い格子状の剛性補強体１２により、可撓性の面状補強材１１を介して載荷される土砂荷重を分散させ、局所的な沈下量を大幅に低減することができ、盛土作業や覆土作業における安定性を向上させることができる。
【００２３】
施工に際しては、可撓性の面状補強材１１を従来と同様にロール状等に巻き取っておき、人手や牽引装置などの適宜の手段で巻き戻し、軟弱地盤１上に展開して敷設する。可撓性の線状中空体１３も、リール等に巻き取り、あるいは折り畳んでおき、軟弱地盤１上あるいは面状補強材１１上に配設する。線状中空体１３は、敷設したままでもよいが、面状補強材１１に結束部材や接着剤等の固定手段で固定してもよい。
【００２４】
また、可撓性の線状中空体１３を予め可撓性の面状補強材１１に結束部材や接着剤等の固定手段で取り付けおき、ロール状等に巻き取った可撓性の面状補強材１１と格子状の線状中空体１３を同時に巻き戻して敷設することもできる。
【００２５】
また、線状中空体１３は、図示例では面状補強材１１の上下面にそれぞれ縦横に配列して格子状としているが、これに限らず、面状補強材１１の上面のみまたは下面のみに格子状に配置してもよいし、その他の配置方法でもよい。格子状の配置に斜めの線状中空体１３を追加すれば、剛性補強体１２の剛性をより高めることができる。なお、線状中空体１３は直線状のものを縦横に多数本配設しているが、モルタル類の圧送距離さえ解決されれば、線状中空体１３を平面視で波形等に連続して配設することも可能である。
【００２６】
面状補強材１１と線状中空体１３の敷設が終了すると、線状中空体１３内にモルタル類１４を注入して充填し、モルタル類１４が固化すると、作業機械や排砂管等を用いて土砂を面状補強材１１の上に撒き出し、盛土や覆土２で覆う。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏する。
【００２８】
（１）　シートやネット等の可撓性の面状補強材の敷設後に格子状等のホース等の可撓性の線状中空体へモルタル類を注入することにより、さらに、透水性と強度を有するホースの内部にモルタル類を充填し、硬化したモルタル類の外周に存在するホースの引張り補強効果によって強度が増大することにより、剛性の高い枠構造の剛性補強体が形成され、シートやネット等を介して載荷される土砂荷重を分散させることができ、軟弱地盤の破壊や変形を抑制して安定した覆土や盛土の土砂作業を行うことができる。
【００２９】
（２）　ホース等の可撓性の線状中空体は、ハンドリングが良く、巻き取ったり折り曲げたりできるので、軟弱地盤上への搬入や敷設等が容易となり、シートやネット等に剛性を付与する剛性補強体の敷設作業を容易に低コストで行うことができる。
【００３０】
（３）　ホース等の可撓性の線状中空体にモルタル類を充填することにより、剛性補強体を比較的簡易な構造とすることができ、セメント等の固化材の使用量も大幅に削減され、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表層処理方法で使用する表層処理装置の一実施形態を示す、（ａ）　は全体斜視図、（ｂ）　はモルタル注入前の断面図、（ｃ）　はモルタル注入後の断面図である。
【図２】本発明のモルタル充填ホースの曲げ試験を示す概略正面図と、その荷重−変位量の関係を示すグラフである。
【図３】軟弱地盤上のシート類の土砂による変形状態を示す断面図であり、（ａ）　は従来の剛性がない場合、（ｂ）　は本発明の剛性がある場合である。
【図４】従来のシート類における局部的沈下と塑性流動を示す断面図である。
【図５】従来のジェットや浚渫ポンプによる水搬撒出しにおける不同沈下現象を示す断面図である。
【符号の説明】
１……軟弱地盤
２……盛土や覆土
１０……表層処理装置
１１……可撓性の面状補強材（シートやネット等）
１２……格子状の剛性補強体
１３……可撓性の線状中空体（脱水可能なホース等）
１４……モルタル類（モルタルやその他のセメント系固化材等）

Claims

軟弱地盤上に可撓性の面状補強材を敷設すると共に、この面状補強材の上面と下面の少なくとも一方の面に可撓性の線状中空体を面を形成するように配設し、この線状中空体内にモルタル類を充填して剛性補強体を形成することを特徴とする軟弱地盤の表層処理方法。
請求項１に記載の表層処理方法において、線状中空体は透水性と強度を有するホースであることを特徴とする軟弱地盤の表層処理方法。
軟弱地盤上に敷設される可撓性の面状補強材と、この面状補強材の上面と下面の少なくとも一方の面に配設される可撓性の線状中空体の内部にモルタル類を充填することにより形成される平面視で格子状の剛性補強体とから構成されていることを特徴とする軟弱地盤の表層処理装置。
請求項３に記載の表層処理装置において、線状中空体は透水性と強度を有するホースであることを特徴とする軟弱地盤の表層処理装置。