JP3777566B2

JP3777566B2 - Soft ground improvement method by vacuum consolidation

Info

Publication number: JP3777566B2
Application number: JP2000046760A
Authority: JP
Inventors: 博新舎; 大彦力石
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001226951A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥土による埋め立て地等の軟弱地盤を圧密するための真空圧密による軟弱地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大気圧工法とも称される真空圧密による軟弱地盤改良工法（以下真空圧密工法と記す）が知られている。その一例として図７に示すように、軟弱地盤１内に一定間隔毎に多数の鉛直ドレーン材２，２……を打設するとともに、その軟弱地盤１上にサンドマット３を敷設して各鉛直ドレーン材２の上端をサンドマット３内に埋め込み、そのサンドマット３の表面を密封シート４で覆い、該不透気シート４内を、サンドマット３内に埋め込んだサンドフィルター５を通して真空ポンプ６を使用した減圧手段で減圧させる方法がある。
【０００３】
この他、図８に示すように、軟弱地盤１中打ち込んだ鉛直ドレーン材２，２……の上端を、該軟弱地盤１上の水平ドレーン材７に連結し、その各水平ドレーン材７を排水ホース８を介して集水管９に連通させ、これらを含む軟弱地盤表面を密封シート４で覆い、真空ポンプ６を使用した減圧手段で集水管９内を減圧する方法がある。
【０００４】
これらは何れも、軟弱地盤中に打設した鉛直ドレーン内を減圧することにより、大気圧を地盤表面に載荷し、圧密及び排水を促進させる軟弱地盤改良工法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の真空圧密による工法では、軟弱地盤表面にサンドマットを敷設する工法では、サンドマット敷設のための工事費が必要になって経費を多く要する他、浚渫土の処理方法として、浚渫土の投入及びその圧密を繰り返して地盤を形成する場合、中間にサンドマット層が数段配置に形成されることとなり、その分だけ浚渫土の投入可能量が低下することとなり、これは、港湾等において経常的に発生する浚渫土の処理ヤードが少なくなっている状況下では甚だ好ましくない。
【０００６】
また、密封シートが不可欠であり、そのための経費が掛かり、しかも高い気密性が必要になり、広範囲に亘る気密性確保のための作業には細心の注意と労力が伴う。
【０００７】
更に、水平ドレーン材を使用する工法では、鉛直ドレーンと水平ドレーンとの連結作業、及び水平ドレーンと集水管との連結に面倒な作業が必要である。
【０００８】
このような従来の大気圧工法における各問題に鑑み、従来使用されているサンドマットや水平ドレーン、更には密封シートを必要とせずに効果的な圧密ができ、また、鉛直ドレーンに対する減圧手段の連結が少ない作業で簡単にできる真空圧密による軟弱地盤改良工法の提供を目的としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、透水性のドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、該ドレーン材内を減圧手段により減圧することにより、真空圧によって軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記ドレーン材内に流入させて排水するようにしてなる真空圧密による軟弱地盤改良工法において、
前記ドレーン材の上端に端部より一定長さ分だけ外周面に不透気層をコーティングすることによって、内部は通水性を有し、周面からの通気を遮断させた不透気部を設けておき、該不透気部の下端を前記軟弱地盤内にその表面から所定深さまで挿入させ、該不透気部の上端に、前記減圧手段に通じる排水路を連結させ、該減圧手段にてドレーン材内を減圧させることにある。
【００１０】
尚、ドレーン材に対し、所望の間隔毎に所定長さ分ずつ不透気部を予め設けておき、該ドレーン材を前記不透気部が上端側に位置するように切断して軟弱地盤中に挿入すること、及び、軟弱地盤中に挿入されたドレーン材上端の不透気部の上端に、排水ホースを連通させたキャップを、気密性を維持させて嵌合し、該排水ホースを減圧手段に連通させることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１２】
図１は本発明方法において鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、減圧手段に連通させた状態を示しており、図において１は、例えば浚渫土による埋め立てによって形成された軟弱地盤、２は軟弱地盤１中に一定間隔毎に挿入された鉛直ドレーン材である。鉛直ドレーン材２としては、例えば図２に示す如きプラスチックボードドレーンが使用される。このドレーン材２は、内部に波型断面の補強材１１が収容された薄型角筒状をした多孔質材からなる芯材１２の外周を不織布からなる透水性被覆材１３にて被覆した構造のものを使用する。
【００１３】
この他、鉛直ドレーン材２としては、合成樹脂繊維製の多孔質材からなるケミカルドレーンなど、内部に中空若しくは多孔質の通水路が形成され、それ自体に保形性があるドレーン材が使用できる。
【００１４】
鉛直ドレーン材２の上端には略３ｍ程度の長さ分だけ外周面からの通気性を遮断した不透気部１５が形成されている。この不透気部１５は、図２に示すように透水性被覆材１３外周面に不透気性の合成樹脂コーティング１６を施すことによって形成されている。
【００１５】
この鉛直ドレーン材２は、不透気部１５の下端が軟弱地盤１の表面からの挿入深さＨ１が約１ｍ程度、地盤表面からの突出長さＨ２が約２ｍ程度となるように地盤中に挿入する。
【００１６】
鉛直ドレーン材２の上端の不透気部先端に、気密性キャップ１７を介して排水路を構成する排水ホース１８を連結する。
【００１７】
この気密性キャップ１７は、図３に示すように、頂部に排水ホース１８が連結され、下端側開口部に鉛直ドレーン材２の上端を挿入し、例えばテーピングや接着剤塗布（図示せす）によって鉛直ドレーン材２と気密性キャップ１７間の気密性を確保させる。
【００１８】
各鉛直ドレーン材２に連結された排水ホース１８の先端は、図１、図４に示すように、それぞれ集水管１９に連結され、この集水管１９を真空ポンプ２０を有する減圧手段に連通させ、集水管１９、排水ホース１８を通じて鉛直ドレーン内を減圧し、流れ出る水を排水させるようする。
【００１９】
尚、鉛直ドレーン２の打ち込みは、例えば軟弱地盤表面に上澄み水がある場合には、図５に示すように台船２１上にドレーン材リール２２及び打設機２３を搭載した台船式鉛直ドレーン打設装置２４を使用し、リール２２に予め巻き取った鉛直ドレーン材を繰り出しつつ上端となる部分を切断しながら、所望の深さに順次打設する。
【００２０】
また、軟弱地盤１がその上面に鉛直ドレーン材打設装置が搬入できる程度の支持力がある場合には、地上移動型の鉛直ドレーン打設装置を使用する。
【００２１】
これらの打設に際し、ドレーン材２は、図６に示すように、予め予定打ち込み深さ毎に一定長さづつの不透気部１５を形成したものをリール２２に予め巻き取っておき、これを所定の深さに打ち込みつつ切断し、上端に不透気部１５が位置するように打ち込む。
【００２２】
このようにしてドレーン材２，２……の打ち込み後、軟弱地盤１上に突出しているドレーン材上端の不透気部１５の先端に、排水ホース１８を予め連結した気密性キャップ１７を嵌合し、排水ホース１８を減圧手段に連通させた集水管１９に連結する。
【００２３】
この状態で減圧手段を作動させて鉛直ドレーン材２，２……内を減圧し、軟弱地盤の排水及び締め固めを行う。
【００２４】
尚、不透気部１５の地盤中への打ち込み深さは、軟弱地盤の性状に合わせ、減圧手段による減圧時に、ドレーン材外周の透水性部分から地表面上の大気或いは水が吸い込まれない深さとし、また、その際に先端が地表面に突出してキャップ１７の装着作業が容易になし得られるに充分な長さになるように不透気部１５の長さを設定する。
【００２５】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る真空圧密による軟弱地盤改良工法においては、鉛直ドレーン材の上端に端部より一定長さ分だけ、内部は通水性を有し、周面からの通気を遮断させた不透気部を設けておき、該不透気部の下端を前記軟弱地盤内にその表面から所定深さまで挿入させ、該不透気部の上端に、減圧手段に通じる排水路を連結させ、該減圧手段にてドレーン材内を減圧させるようにしたことにより、従来のようにサンドマットや地表面を被覆する密封シートが不要となり、作業工数及び使用資材が少なくなり、また、浚渫土処理における地盤改良では、少ない浚渫土処理エリアをより有効に活用できることとなったものである。
【００２６】
また、不透気部をドレーン材の外周面に不透気層をコーティングすることによって構成することにより、従来のドレーン材の殆どが、これに簡単な加工を施すのみで本発明工法が実施でき、従来のドレーン材の製造設備や打設装置をそのまま使用でき、特別な経済的負担が少なく、経済性が高い。
【００２７】
更に、ドレーン材として長手方向に向けて連続した通水空間を有する芯材の外周を不織布等の透水性シート状材で被覆したものを使用し、前記透水性シート状材の外面に合成樹脂製の不透気材を塗布して不透気部を形成することにより、保形性の良い不透気部ができ、ドレーン材上端に対する排水路の連結が容易となる。
【００２８】
更に、ドレーン材に対し、所望の間隔毎に所定長さ分づつ不透気部を予め設けておき、該ドレーン材を不透気部が上端側に位置するように切断して軟弱地盤中に挿入することにより、従来の鉛直ドレーン材打設装置がそのまま使用可能となる。
【００２９】
更に、軟弱地盤中に挿入されたドレーン材上端の不透気部の上端に、排水ホースを連通させたキャップを、気密性を維持させて嵌合し、該排水ホースを減圧手段に連通させることにより、鉛直ドレーン材に対する排水ホースの連結が略ワンタッチに近い作業で行うことができ、作業性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施の一例を示すもので、鉛直ドレーン材の挿入及び集水管連結状態を示す断面図である。
【図２】本発明に使用するドレーン材の一例の一部切欠き斜視図である。
【図３】同上の気密性キャップによる排水ホース連結構造の一例を示す斜視面図である。
【図４】同上のドレーン材及び排水路の配置の一例を示す平面図である。
【図５】同上のドレーン材打設装置の一例を示す側面図である。
【図６】同上のドレーン材リール巻取り状態を示す断面図である。
【図７】従来の大気圧工法の一例を示す断面図である。
【図８】同他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１軟弱地盤
２鉛直ドレーン材
１１補強材
１２芯材
１３透水性被覆材
１５不透気部
１６合成樹脂コーティング
１７気密性キャップ
１８排水ホース
１９集水管
２０真空ポンプ
２１台船
２２ドレーン材リール
２３打設機
２４台船式ドレーン材打設装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a soft ground improvement method by vacuum consolidation for compacting soft ground such as landfill with mud.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a soft ground improvement method (hereinafter referred to as a vacuum consolidation method) by vacuum consolidation, also called an atmospheric pressure method, is known. As an example, as shown in FIG. 7, a large number of vertical drain materials 2, 2... Are placed in the soft ground 1 at regular intervals, and a sand mat 3 is laid on the soft ground 1 for each vertical. The upper end of the drain material 2 is embedded in the sand mat 3, the surface of the sand mat 3 is covered with the sealing sheet 4, and the vacuum-permeable pump 6 is passed through the sand filter 5 embedded in the sand mat 3. There is a method of reducing the pressure by the pressure reducing means used.
[0003]
In addition, as shown in FIG. 8, the upper ends of the vertical drain materials 2, 2... Driven in the soft ground 1 are connected to the horizontal drain material 7 on the soft ground 1, and the horizontal drain materials 7 are drained. There is a method of communicating with the water collecting pipe 9 through the hose 8, covering the soft ground surface including these with the sealing sheet 4, and reducing the pressure inside the water collecting pipe 9 with the pressure reducing means using the vacuum pump 6.
[0004]
All of these are soft ground improvement methods in which atmospheric pressure is loaded on the ground surface by reducing the pressure in a vertical drain placed in the soft ground, thereby promoting consolidation and drainage.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional vacuum consolidation method, a sand mat is laid on the soft ground surface, which requires a lot of construction costs for the sand mat laying. When soil is repeatedly formed and compacted repeatedly to form the ground, a sand mat layer is formed in several stages in the middle, and the amount of dredged soil can be reduced accordingly. In the situation where the processing yard for dredged soil that is normally generated is small, it is extremely undesirable.
[0006]
In addition, a sealing sheet is indispensable, and costs for that are required, and high airtightness is required, and work for ensuring airtightness over a wide range requires careful attention and labor.
[0007]
Furthermore, in the construction method using the horizontal drain material, troublesome work is required for connecting the vertical drain and the horizontal drain and connecting the horizontal drain and the water collecting pipe.
[0008]
In view of such problems in the conventional atmospheric pressure construction method, effective compaction can be achieved without the need for conventionally used sand mats, horizontal drains and sealing sheets, and the connection of decompression means to the vertical drains. The purpose of this study was to provide a soft ground improvement method by vacuum consolidation that can be easily done with less work.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The feature of the present invention for solving the conventional problems as described above and achieving the intended purpose is that a water-permeable drain material is inserted into a soft ground and the inside of the drain material is decompressed by a decompression means. In the soft ground improvement construction method by vacuum compaction, in which the soft ground is consolidated by vacuum pressure and the water in the soft ground flows into the drain material and is drained.
The drain material is coated with an air-impermeable layer on the outer peripheral surface by a certain length from the end portion of the drain material, thereby providing an air-impermeable portion that has water permeability inside and blocks air from the peripheral surface. The lower end of the impervious portion is inserted into the soft ground from the surface to a predetermined depth, and a drainage channel leading to the depressurization unit is connected to the upper end of the impermeable unit, The purpose is to reduce the pressure in the drain material.
[0010]
In addition, an impervious portion is provided in advance for the drain material by a predetermined length for each desired interval, and the drain material is cut so that the impervious portion is located on the upper end side in the soft ground. And a cap with a drain hose communicating with the upper end of the impervious portion at the top of the drain material inserted in the soft ground, fitting the drain hose while maintaining airtightness, and decompressing the drain hose It is preferable to communicate with the means .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a state in which a vertical drain material is inserted into a soft ground in the method of the present invention and communicated with a decompression means. In FIG. 1, 1 is a soft ground formed by reclamation with, for example, dredged soil, and 2 is a soft ground. It is a vertical drain material inserted into the ground 1 at regular intervals. As the vertical drain material 2, for example, a plastic board drain as shown in FIG. 2 is used. This drain material 2 has a structure in which the outer periphery of a core material 12 made of a porous material having a thin rectangular tube shape in which a reinforcing material 11 having a corrugated cross section is accommodated is covered with a water-permeable covering material 13 made of a nonwoven fabric. Use things.
[0013]
In addition, as the vertical drain material 2, a drain material having a hollow or porous water passage formed therein, such as a chemical drain made of a synthetic resin fiber porous material, and having a shape retaining property in itself can be used. .
[0014]
At the upper end of the vertical drain material 2, an air-impermeable portion 15 is formed that blocks air permeability from the outer peripheral surface by a length of about 3 m. As shown in FIG. 2, the air-impermeable portion 15 is formed by applying an air-impermeable synthetic resin coating 16 to the outer peripheral surface of the water-permeable covering material 13.
[0015]
The vertical drain material 2 is formed in the ground so that the lower end of the air-impermeable portion 15 has an insertion depth H1 from the surface of the soft ground 1 of about 1 m and a protrusion length H2 from the ground surface of about 2 m. insert.
[0016]
A drainage hose 18 that constitutes a drainage channel is connected to the tip of an impermeable portion at the upper end of the vertical drain member 2 via an airtight cap 17.
[0017]
As shown in FIG. 3, the airtight cap 17 is connected to a drain hose 18 at the top, and the upper end of the vertical drain material 2 is inserted into the lower end side opening, for example, by taping or adhesive application (not shown). Airtightness between the vertical drain material 2 and the airtight cap 17 is ensured.
[0018]
As shown in FIG. 1 and FIG. 4, the tip of the drain hose 18 connected to each vertical drain material 2 is connected to a water collecting pipe 19, and this water collecting pipe 19 communicates with a decompression means having a vacuum pump 20. The vertical drain is depressurized through the water collecting pipe 19 and the drain hose 18 so that the flowing water is drained.
[0019]
The vertical drain 2 is driven, for example, when there is a supernatant water on the surface of the soft ground, as shown in FIG. 5, a base boat type vertical drain in which a drain material reel 22 and a driving machine 23 are mounted on a base boat 21. Using the driving device 24, the vertical drain material previously wound around the reel 22 is fed out, and the upper end portion is cut and sequentially placed at a desired depth.
[0020]
In addition, when the soft ground 1 has a supporting force that allows the vertical drain material placing device to be carried on the upper surface, the ground-moving vertical drain placing device is used.
[0021]
At the time of these placements, as shown in FIG. 6, the drain material 2 is previously wound around a reel 22 with a predetermined length of impervious portion 15 for each predetermined driving depth, It cut | disconnects while driving in to the depth of this, and drives in so that the air-impermeable part 15 may be located in an upper end.
[0022]
After the drain materials 2, 2... Are driven in this way, the airtight cap 17 having the drain hose 18 connected in advance is fitted to the tip of the air-impermeable portion 15 at the upper end of the drain material protruding on the soft ground 1. Then, the drain hose 18 is connected to the water collecting pipe 19 communicated with the pressure reducing means.
[0023]
In this state, the decompression means is operated to decompress the inside of the vertical drain materials 2, 2,... To drain and compact the soft ground.
[0024]
The depth of the impervious portion 15 to be driven into the ground is a depth that does not allow air or water on the ground surface to be sucked from the water permeable portion around the drain material when the pressure is reduced by the pressure reducing means in accordance with the properties of the soft ground. Further, at this time, the length of the air-impermeable portion 15 is set so that the tip protrudes from the ground surface and becomes a length sufficient for the cap 17 to be easily attached.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the soft ground improvement method by vacuum consolidation according to the present invention, the interior of the vertical drain material is water-permeable for a certain length from the end portion, and ventilation from the peripheral surface is blocked. An impermeable portion is provided, the lower end of the impermeable portion is inserted into the soft ground from the surface to a predetermined depth, and a drainage channel leading to a decompression unit is connected to the upper end of the impermeable portion. By reducing the pressure inside the drain material with the decompression means, a sand sheet and a sealing sheet covering the ground surface are not required as in the prior art, and the number of work steps and materials used are reduced. In the ground improvement, the small dredging area can be used more effectively.
[0026]
In addition, by constructing the air-impermeable part by coating the air-permeable layer on the outer peripheral surface of the drain material, most of the conventional drain material can carry out the method of the present invention only by performing simple processing on this. The conventional drain material manufacturing equipment and placing device can be used as they are, and there are few special economic burdens and high economic efficiency.
[0027]
Further, as a drain material, a core material having a continuous water passage space in the longitudinal direction is coated with a water permeable sheet material such as a nonwoven fabric, and the outer surface of the water permeable sheet material is made of a synthetic resin. By forming the air-impermeable portion by applying the air-impermeable material, an air-impermeable portion having good shape retention can be formed, and the drainage channel can be easily connected to the upper end of the drain material.
[0028]
Furthermore, an impervious portion is provided in advance for the drain material by a predetermined length for each desired interval, and the drain material is cut so that the impervious portion is located on the upper end side, and then in the soft ground. By inserting, the conventional vertical drain material placing device can be used as it is.
[0029]
Furthermore, a cap connected with a drainage hose is fitted to the upper end of the impervious portion at the upper end of the drain material inserted in the soft ground while maintaining airtightness, and the drainage hose is communicated with the decompression means. Thus, the connection of the drainage hose to the vertical drain material can be performed in an operation almost similar to one touch, and the workability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the implementation of the method of the present invention, showing a state of inserting a vertical drain material and connecting a water collecting pipe.
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of an example of a drain material used in the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a drain hose connection structure with an airtight cap same as above.
FIG. 4 is a plan view showing an example of the arrangement of the drain material and the drainage channel.
FIG. 5 is a side view showing an example of the same drain material placing apparatus.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the drain material reel is wound up.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a conventional atmospheric pressure method.
FIG. 8 is a sectional view showing another example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Soft ground 2 Vertical drain material 11 Reinforcement material 12 Core material 13 Water-permeable covering material 15 Air-impermeable part 16 Synthetic resin coating 17 Airtight cap 18 Drain hose 19 Water collecting pipe 20 Vacuum pump 21 Car carrier 22 Drain material reel 23 Machine 24 Drainage type equipment for drainage

Claims

透水性のドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、該ドレーン材内を減圧手段により減圧することにより、真空圧によって軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記ドレーン材内に流入させて排水するようにしてなる真空圧密による軟弱地盤改良工法において、
前記ドレーン材の上端に端部より一定長さ分だけ外周面に不透気層をコーティングすることによって、内部は通水性を有し、周面からの通気を遮断させた不透気部を設けておき、該不透気部の下端を前記軟弱地盤内にその表面から所定深さまで挿入させ、該不透気部の上端に、前記減圧手段に通じる排水路を連結させ、該減圧手段にてドレーン材内を減圧させることを特徴としてなる真空圧密による軟弱地盤改良工法。A water-permeable drain material is inserted into the soft ground, and the inside of the drain material is decompressed by a decompression means, so that the soft ground is consolidated by vacuum pressure and water in the soft ground is allowed to flow into the drain material to be drained. In the soft ground improvement construction method by vacuum consolidation,
The drain material is coated with an air-impermeable layer on the outer peripheral surface by a certain length from the end portion of the drain material, thereby providing an air-impermeable portion that has water permeability inside and blocks air from the peripheral surface. The lower end of the impervious portion is inserted into the soft ground from the surface to a predetermined depth, and a drainage channel leading to the depressurization unit is connected to the upper end of the impermeable unit, Soft ground improvement method by vacuum consolidation, characterized by reducing the pressure inside the drain material.

ドレーン材に対し、所望の間隔毎に所定長さ分ずつ不透気部を予め設けておき、該ドレーン材を前記不透気部が上端側に位置するように切断して軟弱地盤中に挿入する請求項１に記載の真空圧密による軟弱地盤改良工法。 The drain material is preliminarily provided with an impermeable portion by a predetermined length for each desired interval, and the drain material is cut so that the impermeable portion is positioned on the upper end side and inserted into the soft ground. The soft ground improvement construction method by vacuum consolidation according to claim 1.

軟弱地盤中に挿入されたドレーン材上端の不透気部の上端に、排水ホースを連通させたキャップを、気密性を維持させて嵌合し、該排水ホースを減圧手段に連通させる請求項１又は２に記載の真空圧密による軟弱地盤改良工法。 2. A cap connected to a drain hose is fitted to the upper end of an impermeable portion at the upper end of the drain material inserted in the soft ground while maintaining airtightness, and the drain hose is connected to a decompression means. Or the soft ground improvement construction method by vacuum consolidation of 2 .