JP6550300B2 - 地盤改良工法 - Google Patents
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Description
アルカリ性の地盤に薬液を注入することにより、当該地盤を改良する地盤改良工法であって、
前記地盤を掘削して前記地盤に向けて前記薬液を注入するための注入孔を形成する形成工程と、
前記薬液を調合する調合工程と、
調合された前記薬液を前記地盤へと注入する注入工程と、を有し、
前記調合工程が、
前記注入孔の近傍に位置するサンプル取得箇所から前記地盤の土壌サンプルを取得し、当該土壌サンプルの酸消費量の算出を行う算出工程と、
前記酸消費量の算出結果に基づき、前記注入孔内から前記地盤に注入する薬液の酸度を調整する調整工程と、を有することを特徴とする、地盤改良工法。
前記注入孔が少なくとも第1の注入孔及び第2の注入孔を有して複数であり、
当該複数の注入孔の近傍に位置する第1のサンプル取得箇所から土壌サンプルを取得して前記算出工程を実行し、
当該第1の注入孔内からの土壌サンプルを用いた算出結果に基づき、前記第1の注入孔と異なる第2の注入孔内から前記地盤に注入する薬液の酸度を調整する調整工程を実行する、ものであってもよい。
前記算出工程において、
前記土壌サンプルに対して質量比で5倍以上10倍以下の純水を加えた分析対象に対し、メチルオレンジ溶液等のpH呈色液、及び、pH計測装置のうち少なくともいずれか一方を用いてpHを計測しつつ、第1の酸性溶液を滴定した滴定量に基づき前記酸消費量を算出することを特徴とする、ものであってもよい。
前記算出工程における算出結果が、0.5eq/kg以上の場合にのみ前記調整工程を実行することを特徴とするものであってもよい。
前記調整工程において、
前記薬液の過剰酸量が、前記土壌サンプルの酸消費量の0.2倍以上かつ0.4倍以下となるように、当該薬液に対して第2の酸性溶液を加えることを特徴とする、ものであってもよい。
前記注入孔が複数であり、
当該複数の注入孔が、前記地盤表面において等間隔で二次元的に配置され、かつ、特定の注入孔の周囲を囲むように隣接してN個の注入孔が配置されている場合に、前記特定の注入孔と当該特定の注入孔に最も近い注入孔との間の距離をP、当該特定の注入孔に隣接するN個の注入孔のうち前記調合工程に基づき調整された薬液が注入済みの注入孔の個数をn、影響係数をC1としたとき、
以下式により算出された調整係数C2を前記算出された土壌サンプルの酸消費量に乗じて土壌サンプルの酸消費量を更新することを特徴とする、ものであってもよい。
C1=0.1×(n/N)×{P/(2+P)}
C2=1−C1
アルカリ性の地盤に薬液を注入することにより、当該地盤を改良する地盤改良工法であって、
前記地盤を掘削して前記地盤に向けて前記薬液を注入するための注入孔を形成する形成工程と、
前記薬液を調合する調合工程と、
調合された前記薬液を前記地盤へと注入箇所から注入する注入工程と、を有し、
前記調合工程が、
前記注入孔の近傍に位置するサンプル取得箇所から前記地盤の土壌サンプルを取得し、当該土壌サンプルの酸消費量の算出を行う算出工程と、
前記酸消費量の算出結果に基づき、前記注入孔内から前記地盤に注入する薬液の酸度を調整する調整工程と、を有し、
前記注入箇所が少なくとも複数であり、
当該複数の注入箇所が、前記地盤において等間隔で配置され、かつ、特定の注入箇所の周囲を囲むように隣接してN個の注入箇所が配置されている場合に、前記特定の注入箇所と当該特定の注入箇所に最も近い注入箇所との間の距離をP、当該特定の注入箇所に隣接するN個の注入箇所のうち前記調合工程に基づき調整された薬液が注入済みの注入箇所の個数をn、影響係数をC1としたとき、
以下式により算出された調整係数C2を前記算出された土壌サンプルの酸消費量に乗じて土壌サンプルの酸消費量を更新することを特徴とする、地盤改良工法。
C1=0.1×(n/N)×{P/(2+P)}
C2=1−C1
以下、実施形態に係る地盤改良工法について説明する。本実施形態の地盤改良工法は、特にアルカリ性の強い地盤Gに薬液(地盤改良材)10を注入する地盤改良工法である。図1に施工現場における地盤Gの平面図及び断面図を示すように、この実施形態では、地盤Gに対して薬液10を注入するための複数の注入孔1を形成し、各注入孔1に対して薬液10を注入することで、地盤G内部に固化体を形成し、地盤Gを改良する。地盤Gへの具体的な施工方法としては、例えばダブルパッカー工法等を適用することができる。
本実施形態で用いる薬液10の配合例を図4に示す。薬液10としては、酸性シリカゾル溶液(A液)6そのものであってもよい。A液6に対して別の希釈水ガラス(B液)8を混合したものを薬液10として、注入管周囲のシール及び地盤の粗詰め用瞬結薬液として使用することもできる。アルカリ性のB液8を加えたり、酸5をさらに添加したりすることで、薬液10のpHを調整することができる。薬液10のpHを調整することで、薬液10のゲルタイムを調整することができるため、A液6へのB液8の混合の有無、そのB液8のシリカ濃度等により、薬液10を瞬結材とすることも長結材とすることも可能である。
図5は、本実施形態に係る地盤改良工法の手順を説明するフローチャートである。地盤改良工法は、形成工程、調合工程、注入工程を有しており、調合工程は、更に算出工程と調整工程とを有している。
図6は、調合工程の手順を説明するフローチャートである。調合工程は、算出工程と調整工程とを有している。算出工程は、注入孔1内から地盤Gの土壌サンプルを取得し、土壌サンプルの酸消費量の算出を行う工程である。調整工程は、算出工程での酸消費量の算出結果に基づき、注入孔1内から地盤Gに注入する薬液10の酸度を調整する工程である。ここでは、特定注入孔1aでの調合工程を例として説明するが、もちろん他の注入孔1(例えば、周囲注入孔1b〜1i。)においても同様の工程を実行することとなる。
算出工程は、具体的には例えば以下の手順で実行される。特定注入孔1aの内部から土壌サンプルを取得する(S21)。一定重量の土壌サンプルを計量してコニカルビーカ内に投入する(S22)。そして、コニカルビーカ内に土壌サンプルの重量の5〜10倍の重量の純水を加えた分析対象を撹拌し、所定時間待機する(S23)。
土壌サンプルの酸消費量を算出した後、その算出結果に基づき特定注入孔1a内から地盤Gへと注入する薬液10の酸度を調整する調整工程を実行する。調整工程においては、薬液10(A液6又はA液6とB液とを混合したもの)に対し、第2の酸性溶液を加えることにより、薬液10の酸度を調整する(S30)。
以下に、薬液10の過剰酸量が土壌サンプルの酸消費量の0.2〜0.4倍となるように薬液10の酸度を調整する理由について説明する。一般的に、飽和砂の湿潤密度は1.8〜1.9g/cm3程度である。ここで、単位体積当たりの湿潤砂の重量を1.8kg/Lとし、薬液の砂への注入率を40%とすると、単位体積(1L)の薬液が注入される湿潤砂の重量は、1.8/0.4=4.5kgとなる。
上記実施形態では、各注入孔1ごとに土壌サンプルを取得し、その酸消費量に応じて薬液10の過剰酸量を調整した。しかしながら、例えば、特定注入孔1aにおいて注入した薬液10の周囲への影響を見積もることで、周囲注入孔1b〜1iにおいては土壌サンプルを取得せずに、各周囲注入孔1b〜1iにおける薬液10の酸度を適切に調整することが可能である。
図7は、特定注入孔(第1の注入孔)1aにて注入した薬液10の周囲注入孔1b(第2の注入孔)への影響を説明するための図面である。実施形態の場合と同様に、特定注入孔1a内から土壌サンプルを取得し、土壌サンプルの酸消費量を算出したうえで、その酸消費量に基づき特定注入孔1aから地盤Gへ注入する薬液10の過剰酸量を調整する。そして、その薬液10を特定注入孔1aから地盤Gへと注入する。
C1=0.1×(n/N)×{P/(2+P)}
nは、ある注入孔1に隣接する8個の注入孔1のうち、すでに薬液10が注入済みである注入孔1の数である。例えば、周囲注入孔1bに隣接する8個の注入孔1のうち、すでに薬液10が注入済みである注入孔1が特定注入孔1aのみである場合は、周囲注入孔1bについてn=1となる。ここで算出される影響係数C1は、注入済みの隣接する注入孔からの薬液10が、これから薬液10を注入しようとする注入孔1周囲の地盤Gの酸消費量に対しどの程度影響するかを指標する指標値である。より具体的には、隣接する注入孔1で注入された薬液10が、その注入孔1を中心とする半径P/2の距離以上に漏出する体積分率を指標する値である。なお、各周囲注入孔1c,1e,1g,1iと特定注入孔1aとの距離は実際にはPより大きくなるが、計算の簡便のため、ここでは、いずれの周囲注入孔1b〜1iと特定注入孔1aとの距離もPであると仮定する。
(式2)
C2=1−C1
なる調整係数C2を考慮すればよい。具体的には、特定注入孔1aで取得した土壌サンプルの酸消費量に対して調整係数C2を乗じることで、周囲注入孔1b用の新たな酸消費量として更新し、この更新された酸消費量に応じた過剰酸量となるように周囲注入孔1b用の薬液10を調整すればよい。
上記の変形例1では、特定注入孔1aにおいて薬液10を注入した場合の周囲注入孔1bへの影響を見積り、周囲注入孔1bにおける薬液10の酸度を適切に調整する手法について説明した。変形例1は、地盤G表面で二次元的に等間隔に配置された複数の注入孔1同士の関係についての手法であるが、同様の手法を地盤Gの深さ方向における複数の注入箇所について適用することができる。
C1=0.1×(n/N)×{P/(2+P)}
(式2)
C2=1−C1
ここで、影響係数C1は、注入箇所1a2からの薬液10が、注入箇所1a3周囲の地盤Gの酸消費量に対しどの程度影響するかを指標する指標値である。nは、ある注入箇所に隣接する8個の注入箇所のうち、すでに薬液10が注入済みの、又は、それと同視し得る(すなわち、薬液10の注入が予定されていて隣接する注入箇所にその薬液10が影響すると考えられる)注入箇所の数である。Nは、注入箇所1a2に隣接する注入箇所の数であり、変形例2ではN=8である。
P…距離(所定間隔)
1…注入孔
1a…特定注入孔(第1の注入孔)
1b…周囲注入孔(第2の注入孔)
1c〜1i…周囲注入孔
1a1〜1a3,1b1〜1b3,1f1〜1f3:注入箇所
2…水ガラス
3…水
4…希釈水ガラス
5…酸(中和剤)
6…酸性シリカゾル溶液(A液)
8…希釈水ガラス(B液)
10…薬液
Claims (7)
- アルカリ性の地盤に薬液を注入することにより、当該地盤を改良する地盤改良工法であって、
前記地盤を掘削して前記地盤に向けて前記薬液を注入するための注入孔を形成する形成工程と、
前記薬液を調合する調合工程と、
調合された前記薬液を前記地盤へと注入する注入工程と、を有し、
前記調合工程が、
前記注入孔の近傍に位置するサンプル取得箇所から前記地盤の土壌サンプルを取得し、当該土壌サンプルの酸消費量の算出を行う算出工程と、
前記酸消費量の算出結果に基づき、前記注入孔内から前記地盤に注入する薬液の過剰酸量を調整する調整工程と、を有することを特徴とする、地盤改良工法。 - 前記注入孔が少なくとも第1の注入孔及び第2の注入孔を有して複数であり、
当該第1の注入孔の近傍に位置する第1のサンプル取得箇所から土壌サンプルを取得して前記算出工程を実行し、
当該第1のサンプル取得箇所からの土壌サンプルを用いた算出結果に基づき、前記第1の注入孔と異なる第2の注入孔内から前記地盤に注入する薬液の過剰酸量を調整する調整工程を実行する、ことを特徴とする、請求項1に記載の地盤改良工法。 - 前記算出工程において、
前記土壌サンプルに対して質量比で5倍以上10倍以下の純水を加えた分析対象に対し、pH呈色液、及び、pH計測装置のうち少なくともいずれか一方を用いてpHを計測しつつ、第1の酸性溶液を滴定した滴定量に基づき前記酸消費量を算出することを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の地盤改良工法。 - 前記算出工程における算出結果が、0.5eq/kg以上の場合にのみ前記調整工程を実行することを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の地盤改良工法。
- 前記調整工程において、
前記薬液の過剰酸量が、前記土壌サンプルの酸消費量の0.2倍以上かつ0.4倍以下となるように、当該薬液に対して第2の酸性溶液を加えることを特徴とする、請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の地盤改良工法。 - 前記注入孔が複数であり、
当該複数の注入孔が、前記地盤表面において等間隔で二次元的に配置され、かつ、特定の注入孔の周囲を囲むように隣接してN個の注入孔が配置されている場合に、前記特定の注入孔と当該特定の注入孔に最も近い注入孔との間の距離をP、当該特定の注入孔に隣接するN個の注入孔のうち前記調合工程に基づき調整された薬液が注入済みの注入孔の個数をn、影響係数をC1としたとき、
以下式により算出された調整係数C2を前記算出された土壌サンプルの酸消費量に乗じて土壌サンプルの酸消費量を更新することを特徴とする、請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載の地盤改良工法。
C1=0.1×(n/N)×{P/(2+P)}
C2=1−C1 - アルカリ性の地盤に薬液を注入することにより、当該地盤を改良する地盤改良工法であって、
前記地盤を掘削して前記地盤に向けて前記薬液を注入するための注入孔を形成する形成工程と、
前記薬液を調合する調合工程と、
調合された前記薬液を前記地盤へと注入箇所から注入する注入工程と、を有し、
前記調合工程が、
前記注入孔の近傍に位置するサンプル取得箇所から前記地盤の土壌サンプルを取得し、当該土壌サンプルの酸消費量の算出を行う算出工程と、
前記酸消費量の算出結果に基づき、前記注入孔内から前記地盤に注入する薬液の過剰酸量を調整する調整工程と、を有し、
前記注入箇所が少なくとも複数であり、
当該複数の注入箇所が、前記地盤において等間隔で配置され、かつ、特定の注入箇所の周囲を囲むように隣接してN個の注入箇所が配置されている場合に、前記特定の注入箇所と当該特定の注入箇所に最も近い注入箇所との間の距離をP、当該特定の注入箇所に隣接するN個の注入箇所のうち前記調合工程に基づき調整された薬液が注入済みの注入箇所の個数をn、影響係数をC1としたとき、
以下式により算出された調整係数C2を前記算出された土壌サンプルの酸消費量に乗じて土壌サンプルの酸消費量を更新することを特徴とする、地盤改良工法。
C1=0.1×(n/N)×{P/(2+P)}
C2=1−C1
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