JPH04254610A - 地盤改良方法およびドレーン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は間隙水を含んでいる軟弱
粘性土地盤等の軟弱地盤の改良方法とその方法に使用す
るドレーン装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤の改良工法として、従来からサ
ンドドレーン工法が広く採用されている。この工法は、
図１５に示すように、軟弱地盤Ａに鉛直方向に多数の砂
柱Ｂを打設して砂柱の粒子間に軟弱地盤中に含まれてい
る地下水（以下、間隙水とする）を導き、その間隙水を
砂粒子の間隙を通じて地表に敷設したサンドマットＣ側
へ排出するにより、軟弱地盤中の間隙水を減少させるも
のである。

【０００３】又、他の軟弱地盤改良工法として、ペーパ
ドレーン工法やプラスチックボードドレーン工法があり
、これらの工法は上記砂柱の砂粒子の間隙に相当する間
隙を有するペーパやプラスチック材料で成形したものを
地中に打設して間隙水を減少させる方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの方法も、軟弱地盤中の間隙水を砂粒子やペーパ等
の多数の間隙を有するドレーン材を通じて地表に排出す
るためには、間隙水圧を上昇させなければならず、その
ために軟弱地盤上に土砂等の載荷盛土Ｄを多量に載置す
る必要がある。

【０００５】そして、このような土砂等の載荷により軟
弱地盤を圧密して地盤中の間隙水圧を上昇させ、間隙水
をドレーン材の間隙に浸透させて上記のように地表側に
排出しているが、この排水作用が行われるのは、ドレー
ン材の間隙内に浸透している間隙水圧（自然水頭）より
も載荷重による軟弱地盤内の間隙水圧が高いからであり
、排水能力を向上させるには、上記水圧差を大きくしな
ければならない。

【０００６】そのため、通常、５〜１０ｍの高さに達す
る盛土を行っているが、必要な盛土量を一挙に施工する
と、軟弱地盤はその大きな荷重によって側方流動やすべ
りが発生し、その移動によってドレーン材が中間部で切
断されて不連続部分が生じる虞れがあるので、載荷盛土
を段階的に行って徐々に軟弱地盤を圧密沈下させなけれ
ばならない。

【０００７】従って、載荷盛土に応じた圧密による地盤
改良強度とした後、次段階の盛土を行って再度圧密沈下
させ、この作業を繰り返し行わなければならないために
、施工管理が煩雑化するばかりでなく、必然的に長期間
の工期を要し、且つ載荷盛土の施工や撤去が全体施工費
用の大半を占める現状から鑑みて盛土量を増大させるこ
とは施工性、経済性の点においても問題があった。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、ドレーン材中の水を積極的に排水してその内
部の自然水頭をなくすることにより、大量の載荷盛土を
行うことなく軟弱地盤中の間隙水圧を相対的に高めて効
率良く地盤の改良を行う地盤改良方法とその方法を実施
するためのドレーン装置の提供を目的とするものである
。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の地盤改良工法は、無孔パイプ体と、地盤と
の接触面に多数の通水小孔を設けてなる有孔パイプ体と
を一体的に組み合わせると共に両パイプ体の下端間を互
いに連通させてなるドレーン材を平面方向に一定間隔を
存して多数本、地盤中の所望深さまで鉛直に打設し、各
ドレーン材の有孔パイプ体の通水小孔から該パイプ体内
に流入した地盤中の間隙水を無孔パイプ体又は有孔パイ
プ体を通じて吸引または圧気により地表面側に強制排出
することを特徴とするものである。

【００１０】また、上記方法を実施するためのドレーン
装置としては、地盤との接触面に多数の通水小孔を全面
的に設けてなる有孔パイプ体と、孔を設けていない無孔
パイプ体とを一体に組み合わすと共にこれらのパイプ体
の開口下端を互いに連通させてドレーン材を形成し、こ
のドレーン材のいずれか一方のパイプ体の開口上端に吸
引手段又は圧気手段を連結、連通させるように構成した
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】軟弱地盤中に有孔パイプ体と無孔パイプ体とを
組み合わせたドレーン材を打設すると、該有孔パイプ体
の多数の通水小孔を通じて地盤中の間隙水が地下水圧に
よって有孔パイプ体内に浸入し、滞留する。そして、無
孔パイプ体の上端にバキューム等の真空発生装置からな
る吸引手段を配管を介して連結し、該吸引手段を作動さ
せると、有孔パイプ体と無孔パイプ体とはその下端を連
通させているので有孔パイプ体内に滞留した間隙水は無
孔パイプ体を通じて上方に吸引、排出される。有孔パイ
プ体の上端に吸引手段を連結、連通させた場合には、そ
の吸引力に応じて無孔パイプ体を通じて空気をパイプ内
に送り込みながら有孔パイプ体内の間隙水が吸引、排出
される。

【００１２】又、このような吸引手段とは反対に、無孔
パイプ体の上端に圧縮空気供給装置からなる圧気手段を
配管を介して連結し、無孔パイプ体内に加圧空気を送給
してもよく、この場合には、有孔パイプ体内の滞留水は
その圧気によって上昇し、地表面側に排水される。なお
、有孔パイプ体の上端に圧気手段を連結、連通させても
よく、この場合には、無孔パイプ体を通じて有孔パイプ
体内の滞留水は強制的に上方に排出されることになる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明のドレーン材１を示すもので、
可撓性を有する合成樹脂材料や薄鋼板、或いは厚手の布
帛等よりなり、その厚さが３〜６ｍｍ、幅が７０〜１０
０ｍｍ　で、長さが長尺のもので１００　ｍ位の横断面
中空横長長方形状に形成されてある。このドレーン材１
は、その内部を図２に示すように、両端が前後壁に一体
に固着した縦仕切板４、４・・４によって幅方向に複数
分割されて複数個のパイプ体に形成されてある。そして
中央のパイプ体２以外のパイプ体３、３は、これらのパ
イプ体３を形成しているドレーン材１の前後側壁面に長
さ方向に適宜間隔毎に多数のスリット状通水小孔５、５
・・５を穿設して有孔パイプ体とし、中央のパイプ体２
は無孔パイプ体としてある。

【００１４】さらに、ドレーン材１の前後外壁面に不織
布等よりなるフイルター６を貼着していると共にドレー
ン材１の開口下端にはキャップ体７が装着されてある。 このキャップ体７は断面逆三角形状に形成され、図３に
示すように、その上端面の前後端部をドレーン材１の両
側壁から外側に水平状に突出させてある。

【００１５】ドレーン材１に対するキャップ体７の取付
構造としては、例えば、図４に示すように、該キャップ
体７の上端面に横長長方形状の取付枠部７ａを突設し、
この取付枠部７ａをドレーン材１の開口下端の外壁面に
螺子等の適宜な手段によって固着してある。そして、キ
ャップ体７の上端面で閉止されたドレーン材１の開口下
端において、中央の無孔パイプ体２と有孔パイプ体３と
の下端間は、通路８を通じて互いに連通してある。

【００１６】このように構成したドレーン材１を軟弱地
盤Ａに打設するには、例えば、図５に示すように、打込
み移動台車１１上に長尺のドレーン材１を巻き取り状態
で配設すると共に台車１１の先端部に垂直に支持された
リード１２にドレーン材１の打込み挟持部材１３を昇降
自在に装着し、ドレーン材１の適宜長さ部分を引き出し
てリード上端のシーブ１４を介して図６に示すように挟
持部材１３に挟み込み、該挟持部材１３の下端をドレー
ン材１の下端から突出したキャップ体７の上端外周面に
当接させた状態とする。

【００１７】この状態で、挟持部材１３をリード１２に
沿って降下させ、軟弱地盤Ａの所望深さまで打ち込む。 次いで、挟持部材１３の挟持力を解いて引き上げると、
ドレーン材１はその下端に装着したキャップ体７によっ
て共上がりを防止されて軟弱地盤Ａ中に垂直に打設され
た状態を維持し、挟持部材１３のみが引き上げられる。 その後、挟持部材１３の下端側でドレーン材１を切断す
る

【００１８】次のドレーン材１の打ち込み時には、該
ドレーン材１が前記所定長さのドレーン材１の打設に応
じてシーブ１４を介して引き出されているので、上記の
ように切断した開口下端にキャップ体７を装着したのち
、前記同様にして軟弱地盤Ａに打設する。この打設作業
を繰り返し行って、図７に示すように、軟弱地盤Ａの平
面方向に所望間隔毎に多数のドレーン材１を打設する。

【００１９】次いで、図８に示すように、地表面に開口
している各ドレーン材１の無孔パイプ体２の開口上端に
排水管１５を連結すると共にこれらの排水管１５を地上
の適所に設置したバキュームポンプ等の吸引手段１６に
連結、連通させてドレーン装置を構成する。

【００２０】軟弱地盤Ａ中にドレーン材１が打設される
と、地盤中の間隙水がフイルター６を通過して多数の通
水小孔５から有孔パイプ体３内に流入し、ドレーン材１
の下部内に滞留する。この際、軟弱地盤Ａが砂地盤の場
合には、打設したドレーン材１、１間の地盤中に棒杭を
打ち込んで、該棒杭を振動させれば、水平方向の間隙水
圧が上昇してドレーン材１に対する間隙水の集水効率を
向上させることができる。

【００２１】又、砂地盤以外の地盤であっても、このよ
うな棒杭に変えて膨張可能な袋体をドレーン材１、１間
の地盤中に打設し、該袋体を膨張させることによって強
制的に水平方向の間隙水圧を上昇させることができる。 さらに、地表面に載荷盛土を必ずしも行わなくてもよい
が、間隙水の除去によって地盤が圧密沈下していくので
、その沈下量に応じた高さの盛土１７を予め行っておき
、その載荷重によって軟弱地盤に垂直方向の圧密を施す
ようにしてもよい。これにより、地表層側の軟弱地盤中
からの排水が効果的に行われる。

【００２２】こうして、上述のようにドレーン材１の下
部内に間隙水を浸入させると共に、吸引手段１６を作動
させると、無孔パイプ体２内が排気されて該パイプ内に
揚水力が発生し、図４に示すように、ドレーン材１に浸
入、滞留している間隙水が通路８から該無孔パイプ体２
を通じて上方に引き揚げられ、吸引手段１６を介して排
出除去される。この吸引手段１６による間隙水の吸引、
排除は、連続的に行ってもよく、又、適宜時間毎に間欠
的に行ってもよい。

【００２３】なお、上記実施例においては、無孔パイプ
体２に吸引手段１５からのバキューム力を作用させたが
、排水管１５を各有孔パイプ体３の上端開口部に連結し
て、該有孔パイプ体３を通じて揚水させてもよい。この
場合、無孔パイプ体２はその吸引力に応じて外気をドレ
ーン材１内に送り込む役目をする。

【００２４】又、吸引手段１６に替えて、各ドレーン材
１の無孔パイプ体２の開口上端に送気管を介してコンプ
レッサ等の圧気手段（図示せず）を連結し、この圧気手
段によってドレーン材１内に浸入、滞留する間隙水を排
除するようにしてもよい。

【００２５】即ち、無孔パイプ体２に圧縮空気を送入す
ると、ドレーン材１内の間隙水は有孔パイプ体３を通じ
て押し上げられ、地表側に排出されるものである。そし
てこの圧気によるドレーン材１内の排水作用によれば、
軟弱地盤Ａ中の水位低下を吸引作用による排水よりも大
きな低下量にすることができる。この圧気による揚水は
、上記吸引作用による揚水手段と同じく、有孔パイプ体
３の開口上端に送気管を連結して行ってもよい。

【００２６】次に、本発明に使用できるドレーン材１の
種々の形状、構造について述べる。図９、１０は周壁面
に全体に亘って多数の通水小孔５を穿設してなる有孔パ
イプ体３内の中心に略同一長さを有する小径の無孔パイ
プ体２を配設し、これらのパイプ体２、３の対向周面間
の適所を複数の連結片９によって連結、一体化し、有孔
パイプ体３の外周面にフイルター６を被着していると共
に開口下端に逆円錐形状のキャップ体７を装着してなる
ものである。

【００２７】このように構成すると、図１１に示すよう
に、例えば、無孔パイプ体２内に吸引力を発生させれば
、キャップ体７とパイプ下端間の通路８を通じてドレー
ン材１内に滞留した間隙水を揚水、除去できる。

【００２８】図１２、１３は小径無孔パイプ体２と大径
の有孔パイプ体３との間に無孔の中間パイプ体１０を介
挿し、これらのパイプ体２、３、１０を上記実施例と同
様に複数の連結片９によって連結一体化すると共に、有
孔パイプ体３の外周面にフイルター６を被着し、開口下
端に逆円錐形状のキャップ体７を装着してなるものであ
る。

【００２９】このように構成すると、図１４に示すよう
に、例えば、無孔パイプ体２内に送気をすれば、ドレー
ン材１内の間隙水が無孔パイプ体２と中間パイプ体１０
間の通路１８を通じて排出することができる。

【００３０】なお、フイルター６を装着した有孔パイプ
体３としては、合成樹脂延伸フイルムをその延伸方向に
細かい割れ目を入れることにより、或いは引き裂くこと
によって形成された多数本の延伸細幅偏平糸条を小間隔
毎に縦横に配してその交差部を溶着させることにより縦
横に配した延伸細幅偏平糸条間に細かい多数の矩形条細
孔を設けてなる、所謂割り布と称する材料から円筒形状
に形成してもよい。

【００３１】この場合、その周壁面の少なくとも縦方向
にポリエチレン等の複数条の補強条体を一体に溶着して
おけば、打設が容易に行われ、又、上記矩形条細孔の大
きさを設定してフイルター兼通水小孔として使用するこ
ともできる。

【００３２】又、ドレーン材１の下端にキャップ体７を
装着しているが、ドレーン材１を軟弱地盤Ａ中に打ち込
んだのち、内部に滞留する間隙水を揚水すると、ドレー
ン材１の開口下端側の土砂に揚水力によって自然と通路
が形成されるので、必ずしも必要としない。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、軟弱地盤
中に有孔パイプ体と無孔パイプ体とを組み合わせたドレ
ーン材を打設し、該有孔パイプ体の多数の通水小孔を通
じてドレーン材内に浸入、滞留した軟弱地盤中の間隙水
を、有孔パイプ体又は無孔パイプ体内の吸引または圧気
によって強制的に揚水、排除するので、従来のように多
量の載荷盛土を行うことなく、軟弱地盤中の間隙水圧を
相対的に高めて効率よく地盤の改良を行うことができ、
地盤改良工期を短縮させて施工性の向上と共に経済的に
改良地盤を形成できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドレーン材の一部切欠正面図、

【図２】その横
断面図、

【図３】キャップ体部分の縦断側面図、

【図４】吸引力
による揚水状態を示す断面図、

【図５】ドレーン材の打
設装置の簡略側面図、

【図６】ドレーン材を挟持した挟
持部材の横断面図、

【図７】軟弱地盤中に打設されたド
レーン材の平面図、

【図８】地盤改良状態を示す簡略縦
断面図、

【図９】ドレーン材の別な実施例を示す一部切
欠正面図、

【図１０】その横断面図、

【図１１】揚水状態を示す一部の断面図、

【図１２】ド
レーン材のさらに別な実施例を示す一部切欠正面図、

【図１３】その横断面図、

【図１４】揚水状態を示す一部の断面図、

【図１５】従
来例を示す簡略縦断面図である。

【符号の説明】

１　　ドレーン材 ２　　無孔パイプ体 ３　　有孔パイプ体 ５　　通水小孔 ６　　フイルター ７　　キャップ体 ８　　通路 １５　　排水管 １６　　吸引手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　無孔パイプ体と、地盤との接触面に多
   数の通水小孔を設けてなる有孔パイプ体とを一体的に組
   み合わせると共に両パイプ体の下端間を互いに連通させ
   てなるドレーン材を平面方向に一定間隔を存して多数本
   、地盤中の所望深さまで鉛直に打設し、各ドレーン材の
   有孔パイプ体の通水小孔から該パイプ体内に流入した地
   盤中の間隙水をこれらのいずれか一方のパイプ体を通じ
   て吸引または圧気により地表面側に強制排出することを
   特徴とする地盤改良方法。
2. 【請求項２】　　地盤との接触面に多数の通水小孔を全
   面的に設けてなる有孔パイプ体と、孔を設けていない無
   孔パイプ体とを一体に組み合わすと共にこれらのパイプ
   体の開口下端を互いに連通させてドレーン材を形成し、
   このドレーン材の無孔パイプ体又は有孔パイプ体の開口
   上端に吸引手段又は圧気手段を連結、連通させるように
   構成したことを特徴とするドレーン装置。
3. 【請求項３】　　有孔パイプ体内に無孔パイプ体を配設
   していることを特徴とする請求項２記載のドレーン装置
   。
4. 【請求項４】　　無孔パイプ体を中央にしてその両側に
   複数本の有孔パイプ体を並列状態で一体に配設し、各有
   孔パイプ体の下端を無孔パイプ体の下端に連通させてい
   ることを特徴とする請求項２記載のドレーン装置。
5. 【請求項５】　　少なくとも有孔パイプ体の外周面にフ
   イルターを被覆させていることを特徴とする請求項２、
   ３又は４記載のドレーン装置。