JPH1088562A - 地盤改良方法及び地盤改良体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】固化したセメントミルクの強度を有効に活用
し、軟弱地盤の改良を図る。 【解決手段】軟弱地盤１を掘削して凹部２を形成する。
凹部２内に、ジオテキスタイル６を付設する（ａ）。凹
部２内のジオテキスタイル６上に、砕石９を約半分の深
さまで並べ、他のジオテキスタイル１０を介装して更
に、砕石９を並べる（ｂ）。凹部２内に、セメントミル
クを流し込み、砕石９の隙間に充填し、ジオテキスタイ
ル６で凹部２の開口５を覆うように砕石を包む（ｃ）。
セメントミルクの固化後に、ジオテキスタイル６、１０
で周囲を被覆された改良体１１を構成して地盤の改良を
完了させる（ｄ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、軟弱地盤の改良
方法及びこの改良方法に使用する地盤改良体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟弱地盤にフーチング基礎を構築
する際には、一の方法として軟弱地盤を所定深さ、所定
範囲に亘って掘削して凹部を形成し、該凹部底に金属製
その他の網を付設する。然る後、網上に砕石を敷き積
め、必要ならば該凹部にセメントミルクを充填して、凹
部内のセメントミルクが固化後にフーチング基礎を構築
していた。またこの際、凹部の底に樹脂製網（ジオテキ
スタイル）を敷くことも行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の基礎の場
合、砕石の下方は軟弱地盤である為、不均一な荷重によ
って、固化したセメントミルクがひずみあるいはたわむ
おそれがあり、あるいは砕石が割れるおそれもあり、固
化したセメントミルクの強度を有効に活用できず、軟弱
地盤の改良が図れない問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】然るに、この発明は、周
囲をジオテキスタイルで被覆した改良体を構築するの
で、前記問題点を解決した。

【０００５】即ちこの発明は、軟弱地盤に、所定深さの
凹部を形成し、該凹部の内に、凹部の底面及び側面を覆
うことができるジオテキスタイルを内装し、次に該ジオ
テキスタイル上の凹部内にセメント類を流し込むと共
に、前記凹部の開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、
前記セメント類の固化後に改良体を構築することを特徴
とした地盤改良方法である。また、前記において、凹部
を形成した掘削土を排出し、掘削土にセメント系地盤改
良材を混入してセメント類を形成して、凹部内に流し込
むこともできる。また、前記において、凹部内のジオテ
キスタイル上に、骨材を敷き詰めると共に、骨材間に他
のジオテキスタイルを介装し、続いて凹部内にセメント
類を流し込むこともできる。

【０００６】また、他の発明は、軟弱地盤に、所定深さ
の凹部を形成し、該凹部の内に、ジオテキスタイルで周
囲を被覆したセメント構造物からなる改良体を埋設する
ことを特徴とした地盤改良方法である。

【０００７】また、この発明は、セメント構造物の周囲
をジオテキスタイルで被覆してなる地盤改良体である。

【０００８】前記におけるセメント類とは、各種モルタ
ル、セメントミルク、コンクリート等を指す。また、セ
メント系の地盤改良材とは、セメントミルク等を指す。

【０００９】また、前記におけるセメント構造物とは、
モルタル、コンクリートなどが固化した構造物であり、
必要ならば、内部に補強材を埋設したものをいう。

【００１０】［実験結果］次に図１〜図６に基づき、前
記構成の改良体を使用した実験結果を示す。

【００１１】(1) 現場実験方法 図１に示すように、縦１２００×横６００×深さ６０
０mmで、地盤を掘削して凹部を整形する（８か所）。 掘削排出した粘土にセメント系固化材を添加し、これ
を混合撹拌して改良材を生成する。 各凹部内で、開口を除く５面にジオテキスタイルを配
置する。 各凹部内に改良材を流し込む。この時、一軸圧縮試験
用の供試体も配置する。 凹部内で改良材が固化後に、６面がジオテキスタイル
で包まれた改良体を構成する（８個。CASE１〜CASE
８）。一軸圧縮試験用の供試体は、載荷試験終了後の改
良体を使用する。 各凹部から改良体を取り出し、各改良体を自然含水比
のまま、３週間の水中養生する。養生後、改良体の下面
のジオテキスタイルに、ひずみゲージ（長辺方向に等間
隔で３点Ａ、Ｂ、Ｃ）を取り付ける（図１）。 再度各改良体を凹部内に戻して、平板載荷試験を行っ
た。 平板載荷試験は、図２に示すように、改良体上面に３
００×６００mmの載荷板を置き、載荷板に５分毎に荷重
を増加させ、１分毎に載荷応力、沈下量、ジオテキスタ
イルのひずみを計測した。

【００１２】(2) 室内実験方法 図１に示すように、縦１２００×横６００×高さ６０
０mmで、６面をジオテキスタイルで被覆した改良体２０
を形成する。改良体２０は前記現場実験方法と同様の改
良材を使用する。改良体２０は、ジオテキスタイルで改
良体の６面を被覆した場合（改良体周囲に敷設）、ジオ
テキスタイルを改良体の内部に埋設した場合（改良体内
部に埋設）、ジオテキスタイルを使用しない場合（補強
材なし）の３種類を形成する。 固化した各改良体を自然含水比のまま、３週間の水中
養生後、前記現場実験方法と同様に平板載荷試験を行っ
た。 尚、使用したジオテキスタイルの物性を表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】(3) 実験結果 一軸試験等により求めた基礎地盤、改良体の特性を
表２に示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】 改良体の圧縮強度と引張強度との関係
を図３に、載荷圧力と沈下量の関係を図４に、載荷応力
とジオテキスタイルのひずみとの関係を図６に夫々示
す。 図４のグラフより改良体の周囲にジオテキスタイル
を巻くことは、沈下抑制と支持力の向上に大きく貢献し
ていると言える。ジオテキスタイルによる補強のない場
合は沈下曲線が急激に変化しているのに比べ、補強して
ある場合には極端な変化は無い。現場実験中の状況、実
験終了後の様子、一軸圧縮試験結果から判断すると、改
良体自他の破壊よりも早く、その周囲の基礎地盤が沈下
し、破壊していくと判断できる。

【００１７】また、別に行った室内模型実験の結果よ
り、改良体の内部にジオテキスタイルを埋設する場合よ
りも、改良体の周囲にジオテキスタイルを配置する場合
の方が効果が高いことが言える（図５）。

【００１８】(4) 数値解析 改良体の一軸圧縮試験などから求めた値を基に、Ｆ
ＥＭ（有限要素法）による弾性解析を行った。解析結果
を表３に示す。

【００１９】

【表３】

【００２０】 この結果、ジオテキスタイルに加わる
引張力は強度よりも小さい。また、改良体に生じる圧縮
応力、引張応力も強度よりも小さかった。図４に見られ
る大きな沈下は、改良体の下の基礎地盤が破壊したこと
によると考えられる。

【００２１】

【実施の態様】軟弱地盤を掘削して凹部を形成し、凹部
内に、ジオテキスタイルを付設する。凹部内のジオテキ
スタイル上に、砕石を約半分の深さまで並べ、他のジオ
テキスタイルを介装して更に、砕石を並べる。続いて、
凹部内に、セメントミルクを流し込み、砕石の隙間に充
填し、ジオテキスタイルで凹部の開口を覆うように砕石
を包む。セメントミルクの固化後に、ジオテキスタイル
で周囲を被覆された改良体を構成して地盤の改良を完了
させる。

【００２２】

【作用】前記の実験結果より、この発明の地盤改良方法
は、周囲をジオテキスタイルで被覆した改良体を構成す
るので、改良体の強度を高め、改良体のひずみを防止
し、沈下を有効に防止できる。

【００２３】

【実施例１】図７、図８に基づきこの発明の実施例を説
明する。

【００２４】軟弱地盤１の基礎形成位置に対応させて、
所定深さまで掘削して凹部２を形成する。該凹部内に、
ジオテキスタイル６を付設する。凹部２の深さは、地盤
の性質、支持層の有無等により異なるが、基礎が負担す
べき垂直耐力が、５ｔ／ｍ²程度の場合、通常は、１〜
３ｍ程度とする。また、前記ジオテキスタイル６は、凹
部２の底面３及び側面４を覆うことができる基部７に連
設して、凹部２の開口５を覆うことができる蓋部８、８
を形成して一体に形成してある（図７（ａ））。

【００２５】前記におけるジオテキスタイル６は、樹脂
網で、網目Ｄは１０〜３０mm程度で形成され（図８
（ａ）（ｂ））、例えば、前田工繊株式会社製の「アデ
ム」（登録商標）を使用する。

【００２６】凹部２内のジオテキスタイル６の基部７上
に、砕石９、９を、凹部２の約半分の深さまで並べ、続
いて砕石９、９上に他のジオテキスタイル１０を付設す
る。続いて、ジオテキスタイル１０上に更に、凹部２の
開口５まで砕石９、９を並べる（図７（ｂ））。

【００２７】続いて、凹部２内に、セメントミルクを流
し込み、必要ならば所定の振動を与えながら、セメント
ミルクを砕石９、９の隙間に充填する（図７（ｂ））。
続いて、ジオテキスタイル６の蓋部８、８で凹部２の開
口５を覆うように砕石９、９を包み（図７（ｃ））、必
要ならば、蓋部８、８が埋まるように更にセメントミル
クを流し込む。

【００２８】セメントミルクの固化後に、ジオテキスタ
イル６で周囲（６面）を被覆された改良体１１を構成す
ると共に、地盤の改良が完了する。

【００２９】改良体１１が所定の強度発現後に、改良体
１１上にフーチング基礎１２を構築する（図７
（ｄ））。

【００３０】前記実施例において、凹部２に砕石９、９
を並べてセメントミルクを充填して改良体を形成した
が、砕石に代えて他の骨材とすることもでき、更に他の
方法とすることもできる。例えば、予め、凹部２の外で
骨材、セメント、水等と混合してコンクリートを生成
し、これを凹部２内に流し込むこともできる。

【００３１】また、凹部２を掘削して排出した軟弱地盤
の土（粘土）に所定の改良材（例えばセメント系）を入
れてこれを改良した後に、再度凹部２内に戻すこともで
きる。この場合の設計方法としては、「手段」で述べた
ように、「改良体の強度」「ジオテキスタイルの強度」
「基礎地盤の強度」の３点を考慮する。改良体の破壊強
度については一軸圧縮試験とＦＥＭ解析とから、ジオテ
キスタイルの破壊は引張試験とＦＥＭ解析から、基礎地
盤の破壊はTerzaghiの公式から導いた支持力と載荷圧力
から判断することができる。

【００３２】また、前記実施例において、凹部２内に上
下に層を分けるようにジオテキスタイル６、１０を付設
したので、改良体１１の強度を増加させることができる
が、ジオテキスタイル６、１０に代え、他の補強材（金
網、鉄筋など）を使用することもできる。更に、改良体
１１の周囲がジオテキスタイル６で被覆されていれば、
改良体１１の内部のジオテキスタイル１０その他の補強
材は省略することもできる。

【００３３】また、前記実施例におけるジオテキスタイ
ル６の付設は１つの凹部２で１つの改良体１１を構築す
るように付設し、あるいは凹部２内に、複数の改良体１
１、１１を構成するように付設することもできる（図示
していない）。

【００３４】また、前記実施例において、ジオテキスタ
イル６、１０を均一な網目状としたが、同程度の網目を
有すれば、粗目、密目が混じった不均一な形状とするこ
ともできる（図示していない）。

【００３５】

【発明の効果】地盤にジオテキスタイルにより周囲を被
覆した改良体を構築するので、地盤のの不均一による改
良地盤の割れやひずみの発生を防止でき、有効な地盤改
良ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の比較実験に使用した改良体で、
（ａ）は概略した縦断面図、（ｂ）は概略した側面図で
ある。

【図２】同じく積載板位置、沈下量測定位置を示した図
で、（ａ）は概略した平面図、（ｂ）は概略した側面図
である。

【図３】改良体の引張強度・圧縮強度の関係を示したグ
ラフである。

【図４】（ａ）（ｂ）は異なるセメント添加率の場合
で、ジオテキスタイルによる沈下量を表すグラフであ
る。

【図５】補強材位置の違いによる効果の比較で、載荷応
力−沈下量関係を表すグラフである。

【図６】ジオテキスタイルに生じるひずみの比較で、載
荷応力−ひずみ関係を表すグラフである。

【図７】（ａ）乃至（ｄ）は、この発明の実施例を説明
する概略した縦断面図である。

【図８】この発明の実施に使用するジオテキスタイル
で、（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 凹部 ３ （凹部の）底面 ４ （凹部の）側面 ５ （凹部の）開口 ６ ジオテキスタイル ７ （ジオテキスタイルの）基部 ８ （ジオテキスタイルの）蓋部 ９ 砕石 １０ ジオテキスタイル １１ 改良体 ２０ 改良体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 洋一 東京都台東区柳橋２−19−６ 三谷セキサ ン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成し、
   該凹部の内に、凹部の底面及び側面を覆うことができる
   ジオテキスタイルを内装し、次に該ジオテキスタイル上
   の凹部内にセメント類を流し込むと共に、前記凹部の開
   口面を前記ジオテキスタイルで覆い、前記セメント類の
   固化後に改良体を構築することを特徴とした地盤改良方
   法。
2. 【請求項２】 軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成して
   掘削土を排出し、該凹部の内に該凹部の底面及び側面を
   覆うことができるジオテキスタイルを内装し、該ジオテ
   キスタイル内に、前記掘削土にセメント系地盤改良材を
   混入してなるセメント類を流し込むと共に、前記凹部の
   開口面を前記ジオテキスタイルで覆い、セメント類の固
   化後に改良体を構築することを特徴とした地盤改良方
   法。
3. 【請求項３】 凹部内のジオテキスタイル上に、骨材を
   敷き詰めると共に、骨材間に他のジオテキスタイルを介
   装し、続いて凹部内にセメント類を流し込むことを特徴
   とする請求項１又は２記載の地盤改良方法。
4. 【請求項４】 軟弱地盤に、所定深さの凹部を形成し、
   該凹部の内に、ジオテキスタイルで周囲を被覆したセメ
   ント構造物からなる改良体を埋設することを特徴とした
   地盤改良方法。
5. 【請求項５】 セメント構造物の周囲をジオテキスタイ
   ルで被覆してなる地盤改良体。