JP4520913B2 - 地盤改良方法および既存構造物基礎の補強方法 - Google Patents
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Description
例えば、既存建物の基礎地盤の支持力が、何らかの原因により低下した場合や、既存建物が増築などにより重量が増加した場合等において、当該既存建物の基礎地盤の支持力の増加を目的として、高圧噴射撹拌による地盤改良方法が採用される場合がある。
さらに、前記従来の地盤改良方法は、2方向に水ジェットを噴射させることによる地盤の切削、および、水ジェットの噴射と硬化材の噴射による撹拌混合の各工程で、吐出量が大きく、排泥量が多くなり、その処理費用が嵩むという問題点も有していた。
また、図4は、第二の実施の形態に係る既存構造物基礎の補強方法を示す図であって、(a)は断面図、(b)は平面図である。また、図5乃至図7は、第二の実施の形態に係る既存構造物基礎の補強方法の変形例を示す断面図である。
第一実施形態では、図1に示すように、高圧噴射撹拌工法により、地中に所定形状(所定の高さおよび所定の直径を有した略円柱状)の地盤改良体1を構築する地盤改良方法について説明する。
準備工程は、図2(a)に示すように、地中に地盤改良体1(図1参照)を形成する施工箇所の上方に施工に要する施工機械Mおよびその他の各種機器設備(図示省略)を据え付ける。この時、施工箇所の地表には、ピット12を形成し、竪孔構築工程、切削工程、噴射撹拌工程に伴い、竪孔11から地表に流出する排泥1c(図1参照)を一時的に堆積できるように構成する。なお、ピット12の上面には架台Sを設置して、施工機械Mの据え付けを可能に構成する。ここで、ピット12は、必要に応じて構築すればよく、既存構造物があることなどによりピット12の構築が困難な場合には省略しても良い。また、前記機器設備は、公知の高圧噴射撹拌工法において用いる機器設備と同様のものを配置すればよく、詳細な説明は省略する。
竪孔構築工程は、図2(b)に示すように、施工機械Mを利用して、二重管10の先端に形成された下方向の噴射口10bから、下方向に高圧水Wを噴射させながら、先端ビット10aを回転させて竪孔を削孔する工程である。この時、二重管10の回転数とストローク速度は、地盤Gの地質や強度に応じて設定する。また、二重管10は、二重管スイベル13を介してクレーンCに吊り上げられている。なお、施工機械Mへの二重管10の設置、二重管10の方向(角度)等の保持は、クレーンCを用いて行う。
また、第一実施形態では、クレーンCを使用して二重管10の設置および角度調整等を行うものとしたが、例えば既設構造物の内部や近傍での作業によりクレーンCの配置が困難な場合等、クレーンCは必ずしも使用しなくてもよいことはいうまでもない。
切削工程は、図2(c)に示すように、竪孔11内に挿入された二重管10を所定速度で引き上げながら回転させつつ、二重管10の先端部から、横方向に水ジェットJwを噴射させることにより、所定範囲において地盤Gをほぐし、所定形状のゆるみ地盤体(第1ゆるみ地盤体1a’)を形成する工程である。ここで、第一実施形態で使用する二重管10は、公知の高圧噴射撹拌工法で使用する二重管と同様に、その先端部の横方向の噴射口10cから二重管10内を個別に圧送された高圧水と圧縮空気とを同時に噴射可能に構成されている。つまり、二重管10の下端に形成された下方向への噴射口10bを閉塞するとともに、二重管10の側面に形成された横方向への噴射口10cを開放することで、水ジェットJwが横方向に噴射されるように構成されている。この時、高圧ポンプは、竪孔構築工程の時と同様に水槽に接続されており、高圧水を二重管10に供給する。
なお、空気路の上端部には図示しないエアコンプレッサが接続され、圧送路の上端部には図示しない高圧ポンプが接続されている。竪坑構築工程では、高圧ポンプを介して、図示しない水槽に貯留された水を二重管10へと圧送する。
また、高圧水および圧縮空気の噴射圧力は限定されるものではないが、第一実施形態では、高圧水の噴射圧力を20〜30MPa、圧縮空気の噴射圧力を0.7MPaで行う。
ロッド下降工程は、切削工程において引き上げた二重管10を引き上げた分(1m程度)下降させて切削前の位置に戻す工程である。この時、第1ゆるみ地盤体1a’は切削工程により強度が低下させられているため、クレーンCにより二重管スイベル13を下降させることにより、二重管10を下降させることが可能となる。なお、第1ゆるみ地盤体1a’の状況により、必要に応じて二重管10を施工機械Mにより回転力および推力を付与して下降させてもよい。
ここで、ロッド下降工程における二重管10の下降させる長さは、切削工程において引き上げた長さと同等であればよく、多少上下してもよい。
噴射撹拌工程は、図3(a)に示すように、切削工程において地盤Gを切削して形成された第1ゆるみ地盤体1a’に二重管10の先端部から、横方向に硬化材ジェットJgを噴射させつつ、二重管10を引き上げながら回転させることにより、第1ゆるみ地盤体1a’に硬化材を混合撹拌して、第1混合体1a(小領域)を形成する工程である。
さらに、切削工程、下降工程、噴射撹拌工程を同様に繰り返し行うことにより、計画された地盤改良体1を構築する。ここで、後行して構築される混合体(第2混合体)を、先行して構築された混合体(第1混合体)の上部とラップさせた状態で構築することにより、地盤改良体1の各小領域を確実に隙間のない状態で構築してもよい。
また、排泥が一度に多量発生することがないため、排泥処理が容易であるとともに、排泥が竪孔11の直上に堆積することにより施工に支障をきたすことがないため、施工性に優れている。
また、三重管を使用する従来の地盤改良方法に比べて機器設備が簡易なため、適用可能な施工箇所が制限されない。
第二実施形態では、図4に示すように、第一実施形態で説明した地盤改良方法を使用して、既存構造物2の基礎(既存構造物基礎20)の補強を行う場合について説明する。
つまり、二重管10を、既存構造物基礎20を貫通して形成された竪孔11を介して所定の深度まで挿入することにより、既存構造物基礎20下方の地盤Gを改良して所望の地盤改良体1を形成する。
例えば、前記各実施形態では、地盤改良体を高さ方向において分割して、複数回にわけて混合体を形成することで地盤改良体を形成するものとしたが、地盤改良体の分割数やその高さ等は、計画された地盤改良体の規模や周辺地盤の地質等に応じて適宜設定されることはいうまでもない。
1a 第1混合体
1b 第2混合体
10 二重管
2 既存構造物
20 既存構造物基礎
21 基礎スラブ
22 基礎杭
23 基礎梁
G 地盤
Jg 硬化材ジェット
Jw 水ジェット
Claims (3)
- 地盤改良の対象となる領域を高さ方向に連なる複数の小領域に分割し、最下段にある小領域から順に地盤を改良する地盤改良方法であって、
各小領域において、
所定の深度まで挿入されたロッドの先端部から横方向に高圧水と圧縮空気とを噴射させつつ該ロッドを回転させながら所定高さ引き上げる切削工程と、
前記切削工程により引き上げたロッドを引き上げた分だけ下降させるロッド下降工程と、
前記ロッド下降工程により下降させた前記ロッドの先端部から横方向に硬化材と圧縮空気とを噴射させつつ該ロッドを回転させながら所定高さ引き上げる噴射撹拌工程と、を行うことを特徴とする、地盤改良方法。 - 前記切削工程におけるロッドの引き上げ速度が、前記噴射撹拌工程におけるロッドの引き上げ速度よりも早いことを特徴とする、請求項1に記載の地盤改良方法。
- 請求項1または請求項2に記載の地盤改良方法を利用した既存構造物基礎の補強方法であって、既存構造物の基礎下方に地盤改良体を形成することを特徴とする、既存構造物基礎の補強方法。
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