JP2007002522A - 地盤の補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 上部構造体が不当沈下を起こすことなく、水平力により転倒するようなことがなく、廉価な材料を利用できる地盤の補強方法を提供するものである。
【解決手段】 地盤を掘削しながら固化剤を注入撹拌してソイルセメント柱体を造成し、該ソイルセメント柱体内に芯材を挿入して固化させる形式の地盤補強方法であって、芯材は木材又は竹材である。芯材の底面と上記ソイルセメントの底面との間隔は、該芯材が一本の場合その直径以上、該芯材が複数本の場合その外接円の直径以上である。
【選択図】 図７

Description

本発明は、構造物を支持する地盤の補強方法に係り、特に地盤を掘削しながらセメントミルクやその他の硬化剤を混合し、補強芯材と一体化することにより構造物の柱下の地耐力を増強する地盤補強方法に関する。

従来から地盤の補強方法において、セメントミルクを地盤中に注入して撹拌し、芯材と共に硬化させる形式のものは種々知られている。
例えば特許文献１に開示された発明にあっては、逆台形のテーパー付ソイルセメント柱を造成し、そこに芯材としての鋼管杭又はH型鋼材を挿入してソイルセメントと芯材とを一体結合したものが記載されている。このような工法では、一つのソイルセメント柱体内に１本の芯体を挿入し、その芯体と一体化するもので、該芯体はストレート杭であるために芯体と地盤との間の摩擦力のみを増大するものである。

また、先細りテーパー付ソイルセメント柱の造成に当たり、拡縮掘削ヘッドを用いて施工されるので、所定の位置で所定の断面を得るために相当微妙なコントロールが必要となり、それに要する時間が掛かり効率的でない。更に、同文献に図示されるごとき逆円錐台形状部分をソイルセメントによって改良するため、相当大きな体積を造成する必要があり、使用するセメントが多くなってコスト的に高いものとなる。

一方特許文献２の発明は、コンクリート杭に複数枚の螺旋状或いは円盤状の鋼製羽根を取り付けて、ソイルセメント柱体に挿入し一体化させる構造のものであり、地盤とソイルセメント柱との間で大きな摩擦力を発現させるものである。
このような発明によれば、コンクリート杭の製造後に鋼製の螺旋状又は円盤状の羽根を複数取り付けるため、その加工及び取り付け手間が煩雑であり、コスト的にも高くつく欠点があった。また、コンクリート杭には羽根が固定されているので、運搬及び工事現場での取扱い時に十分な配慮が必要であると言う難点があった。
特開２００１−９８５４２号公報 特開２００１−３０３５６３号公報

本発明は、上記従来技術の不具合を解消し、上部構造体が不当沈下を起こすことなく、水平力により転倒するようなことがなく、廉価な材料を利用できる地盤の補強方法を提供するものであり、ソイルセメント柱を造成し、その中に１本又は数本の木材或いは竹材を芯材として挿入一体化したことを特徴とすると共に、該芯材の下端面をソイルセメント柱の一部によって支持する形式の地盤の補強方法を提供するものである。

本発明は、地盤を掘削しながら固化剤を注入撹拌してソイルセメント柱体を造成し、該ソイルセメント柱体内に芯材を挿入して固化させる形式の地盤補強方法であって、芯材は木材又は竹材であることを特徴とする。そして、芯材は１本あるいは複数本の木材であり、その長手方向の途中で繋ぎ合わされているものでも束ねたものでも良い。また、上記芯材は複数本の木材あるいは竹材を環状に配列挿入されたもので合っても良い。
さらに、本発明における地盤補強方法では、上記芯材の底面と上記ソイルセメントの底面との間隔は、該芯材が一本の場合その直径以上、該芯材が複数本の場合その外接円の直径以上であることを特徴とする地盤補強方法である。

本発明によれば、地盤の補強手段は支持すべき各柱加重に対応して、任意にソイルセメント柱の径及び深さを決定でき、ソイルセメント柱内に挿入する芯材の本数も任意に決定できる。
また、芯材端部をソイルセメント柱の底面から浮かすことにより、芯材底面から地盤に作用する単位面積あたりの荷重を地盤の強度以下に低減することが容易であって、ソイルセメント柱の周面摩擦力による抵抗と併せて、大きな支持力を得ることができる。
更に、現在全国的に問題となっている杉花粉症対策としての杉材の伐採にも対応でき、芯材に比較的廉価な杉材や竹材を利用することによって、環境にも配慮した地盤補強方法を提供することができる等の格別の効果を奏するものである。

本発明の実施の形態を図１〜図９により説明する。
図１は、１本の芯材３とソイルセメント柱２とを一体化して地盤Gの必要個所に施工した形態において、その構造体１の平面及び縦断面を表している。このような地盤補強のための補強構造体１は、例えば図９に示すようにオーガ掘削機を用いて施工され、先ず、オーガの掘削軸１０に設けられた掘削ビット１１により地盤Gの必要個所が掘削される。
同時に、該掘削ビット１１部分からセメントミルク等の硬化剤を注入しながら、撹拌翼１２によって撹拌を繰り返して施工を進め、ソイルセメント柱２が造成される。

そして、ソイルセメント柱２が未硬化のうちに、後に示す種々の構造の芯材３を圧入又は回転させながら挿入して一体化させる。
また、このソイルセメント柱２の大きさは、支持する建物の柱荷重及び地盤本来の地耐力等とともに芯材３の材質及び配置構造により決定される。
ここで重要なことは、ソイルセメント柱２の底面と芯材３の底面との距離Lが、芯材３の直径Dと比較して同一かそれ以上とされることである。

以下、図２〜図７は芯材３の種々の配置又は構造を有する補強構造体１を示している。
図２は、上記図１と同様の方法で構築される構造体１において、３本の芯材３A〜３Cを有する構造の平面及び縦断面を示している。即ち、図１のものと同様にオーガによるソイルセメント柱２が形成され、その中に３本の芯材３A〜３Cが挿入されると同時に一体固化される。この場合、３本の芯材３A〜３Cはなるべくソイルセメント柱２の中心をその中心とする円周上に配置される。

図３は、芯材３として例えば多数の木材又は竹材を束ねて使用する構造の実施例を示している。即ち、多数本の木材又は竹材を纏めて針金等で結束している。このような結束手段５〜５は適宜位置において行われ、このようにして構成された芯材３を例えば図１の場合と同様に、このソイルセメント柱２の中心部に挿入して一体化したものである。

図４及び図５には、１本の木材を芯材３として使用する例が示されている。
図４の場合、芯材３である木材の元口３ａが上方に、末口３ｂが下方になるようにソイルセメント柱２内に挿入固化される。
また、図５では同様の木材の末口３ｂが上方に、元口３ａが下方にくるようにソイルセメント柱２内に挿入固化されている。

図６には、芯材３として多数本の木材３A〜３Nを、環状に挿入して一体化した例が示されている。そして、これらの木材３A〜３Nの外接円の直径をDとすると、上述の芯材３の下端面とソイルセメント柱２の下面との距離Lとの関係は同様に、該距離Lが直径Dと同じかそれ以上とするものである。

図７及び図８には、芯材３としての木材を途中で繋ぎ合わせた構造及び繋ぎ構造の実施例が示されている。この場合の木材の本数は図２の場合と同様となっているが、３本に限るものではなく、各木材３A~3Cはそれぞれ任意の位置で、比較的短い木材同士を繋ぎ合わせて構成されている。

図８は繋ぎ合わせ手段の一例を示すもので、上部芯材（一本の木材）３Xと下部芯材（同じく一本の木材）３Yとを締め付けバンド６で連結するとともに、カスガイ７〜７を用いてこれらバンドと芯材３X，３Yとを固定して、必要な長さの芯材３A~3Cを構成している。
なお、この場合にも芯材３の外接円の直径Dと芯材３及びソイルセメント柱２の底面の間隔Lとの関係は、前述の通りである。

本発明に係る補強構造における作用を説明すると、支持される構造物の重量が柱を介して構造体１に作用すると、その力は芯材３だけでなくソイルセメント柱２に分散され、更に、芯材の底面をソイルセメント柱２の底面から浮かせることにより、芯材底面の力を分散することができる。
従って、全体としてソイルセメント柱２の周面摩擦と底面の支持力との合計の支持力が発現されることとなり、強固な地盤の補強が実現される。

本発明の第１の実施例に係る補強構造の平面及び断面図である。 本発明の第２の実施例に係る補強構造の平面及び断面図である。 芯材として木材あるいは竹材を多数本纏めて用いた実施例に係る補強構造の平面及び断面図である。 芯材として１本の木材を用いた実施例に係る補強構造の断面図である。 芯材として１本の木材を用いた実施例に係る補強構造の断面図である。 本発明の第３の実施例に係る補強構造の平面及び断面図である。 芯材を繋ぎ合わせて構成した実施例に係る補強構造の平面及び断面図である。 芯材同士の繋ぎ合わせ手段の説明図である。 ソイルセメント柱の作成説明図である。

符号の説明

１ 補強構造体
２ ソイルセメント柱
３ 芯材
５ 結束手段
６ 締め付けバンド
７ カスガイ

Claims (6)

1. 地盤を掘削しながら固化剤を注入撹拌してソイルセメント柱体を造成し、該ソイルセメント柱体内に芯材を挿入して固化させる形式の地盤補強方法であって、芯材は木材又は竹材であることを特徴とする地盤補強方法。
2. 請求項１記載の地盤補強方法であって、上記芯材は１本あるいは複数本の木材であることを特徴とする地盤補強方法。
3. 請求項１又は２記載の地盤補強方法であって、上記芯材はその長手方向の途中で繋ぎ合わされていることを特徴とする地盤補強方法。
4. 請求項１記載の地盤補強方法であって、上記芯材は木材あるいは竹材を束ねたものであることを特徴とする地盤補強方法。
5. 請求項２記載の地盤補強方法であって、上記芯材は複数本の木材あるいは竹材を環状に配列挿入されたものであることを特徴とする地盤補強方法。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の地盤補強方法であって、上記芯材の底面と上記ソイルセメントの底面との間隔は、該芯材が一本の場合その直径以上、該芯材が複数本の場合その外接円の直径以上であることを特徴とする地盤補強方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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