JP3697348B2 - 軟弱地盤の改良工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木・建築分野において用いられる機械攪拌による軟弱地盤の改良工法に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木・建築構造物の構築に際して、地盤支持力の増大、地盤の変形（沈下、膨れ上がり、はらみ出し）、水圧・透水性の減少ないし除去、耐久性の維持・増進等を目的として、軟弱地盤の改良が行われている。
【０００３】
ここで、軟弱地盤とは、固有の地盤に限定されるものではなく、構築しようとする構造物と地盤の性質の相対性によって決まるものであるため、一義的に決定されるものではないが、通常、土粒子が微細で間隙比の大きいシルトや粘土、圧縮性の極めて大きい泥炭などの特殊土、地震時に液状化しやすい地下水位の高い緩い砂地盤などを総称するものである。
【０００４】
このような軟弱地盤の改良を行う場合、施工現場の状況に適した工法を適用することが重要であり、数多くの軟弱地盤の改良工法が提案されている。例えば、改良が不要である硬い表層下にある軟弱地盤を改良する場合、開翼式機械攪拌工法が適用されている。
この工法は、攪拌軸に開翼式攪拌翼とオーガーヘッドを装備した１台の機械で、地盤の削孔と攪拌が可能であり、セメントスラリ−などの改良材を吐出・攪拌し、軟弱地盤を固結土として改良することによって改良層を造成するものである。その工程は以下のような手順で行われる。
（ａ）硬い地表の改良不要層は、攪拌軸に装備した攪拌翼を閉翼して小口径で削孔する。
（ｂ）改良が必要な軟弱地盤の下端まで閉翼した状態で削孔し、軟弱地盤の下端で全開に開翼し、軟弱地盤の上端まで改良材を吐出しながら攪拌し、改良体を造成する。
（ｃ）改良が必要な軟弱地盤の所定の深度まで改良体を造成した後、攪拌翼を縮翼し、攪拌軸を逆回転にして攪拌しながら攪拌軸を引き抜く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の開翼式機械攪拌工法は、改良が必要な軟弱地盤の下端で攪拌翼を全開にするため、軟弱地盤の改良時に中間に硬い岩などの障害物が存在した場合、攪拌翼に大きな負荷がかかり、場合によっては攪拌翼の駆動が不能となることもあった。このような場合、攪拌翼を引き抜き、再び軟弱地盤へ挿入・攪拌するという工程を繰り返し行うため、軟弱地盤の改良に多大な労力と時間を費やさなければならないという問題点があった。
また、軟弱地盤の改良径を拡大する場合、それに従い削孔機や削孔軸が大型化し、また、改良不要な表層における削孔径も、それに比例して大きなものとなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、改良不要な表層地盤の掘削、変位を低減し、改良を完了できる機械撹拌工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に揚げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、地盤を掘削・撹拌可能な撹拌翼を備えた掘削・撹拌装置を用いた軟弱地盤の改良工法であって、改良が必要な軟弱地盤まで、攪拌翼を閉翼した状態で削孔した後、改良が必要な軟弱地盤の上端から下端まで、前記攪拌翼を所定角度開き、地盤を削孔する掘進工程と、前記撹拌翼をさらに所定角度開き、回転させながら引き上げて削孔する引上工程とを交互に繰り返すことを特徴とする軟弱地盤の改良工法に存する。
請求項２記載の発明の要旨は、地盤を掘削・撹拌可能な撹拌翼を備えた掘削・撹拌装置を用いた軟弱地盤の改良工法であって、改良が必要な軟弱地盤まで、攪拌翼を閉翼した状態で削孔する工程と、改良が必要な軟弱地盤の上端から下端まで、前記攪拌翼を所定角度開き、地盤を削孔する掘進工程と、前記撹拌翼を全開し、回転させながら引き上げて削孔する引上工程とを備えたことを特徴とする軟弱地盤の改良工法に存する。
請求項３記載の発明の要旨は、前記掘削工程においては、改良材を前記軟弱地盤中に吐出しつつ撹拌翼を回転させて地盤を改良することを特徴とする請求項１又は２に記載の軟弱地盤の改良工法に存する。
請求項４記載の発明の要旨は、前記引上工程においては、改良材を前記軟弱地盤中に吐出しつつ撹拌翼を回転させて地盤を改良することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法に存する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の実施の形態に係る軟弱地盤の改良工法を示す工程図である。
まず、図１に示すように、改良不要層１の下にある改良が必要な軟弱地盤２を改良するにあたり、攪拌翼３を閉翼して小口径で改良不要層１を削孔する。この攪拌翼３は、開閉することによって拡径及び縮径可能な構造となっている。この拡縮径構造は、パンタグラフ式等と既に種々の構造のものがあるが、特定のものに限定されない。
次いで、図２に示すように、改良が必要な軟弱地盤２の上端から所定の深度まで攪拌翼３を回転させながら半開し、状態を維持しつつ軟弱地盤２を削孔する。削孔しながら、セメントスラリー等の改良材を吐出し撹拌して１次撹拌する（掘進工程）。本工程においては径が約２００ｍｍ〜８００ｍｍにて削孔を行う。
次いで、図３のように、改良が必要な軟弱地盤２の所定の深度で回転させながら攪拌翼３を全開にして、引き上げつつ改良材を吐出し撹拌して、２次攪拌を開始する（引上工程）。本工程では、最大径１２００ｍｍ程度の削孔を行う。
最後に、図４に示すように、改良材を吐出・攪拌しながら所定の引き抜き速度にて改良が必要な軟弱地盤２の上端まで改良体４を造成する。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る軟弱地盤２の改良工法は、前述のような工程で行われるので、削孔時に攪拌翼にかかる負荷が小さく、トルクを低減でき、岩などの障害物等の影響を受けにくく、短時間でしかも大口径の軟弱地盤の改良を行うことができる効果を奏するものである。
また、全開ではなく半開状態で削孔することによって、掘削時、攪拌時にこの種攪拌翼かかる負荷が小さくてすむため、攪拌翼本体委及びこの攪拌翼の開閉機構を頑強とする必要がなく、削孔機や削孔軸ロッドがそれほど大きくならず、また、改良不要な表層における削孔径も、従来技術の如く大きなものとなることはない。
【００１０】
なお、上記実施の形態においては、掘進工程と、引上工程の２工程で地盤を改良させたが、本発明はそれに限定されることなく、改良工程が３工程以上であっても良い。その際には工程数に応じて撹拌翼の開く角度を小さくすることができる。
【００１１】
また、掘進工程と、引上工程の両工程で改良材の吐出を行ったが、本発明はそれに限定されることなく、引上工程のみで改良材の吐出を行うことができる。掘進工程と引上工程とを複数回繰り返す場合については最終工程のみ、或いは所定工程のみにおいて改良材の吐出を繰り返すこともできる。
【００１２】
また、図１〜４では、本発明の略鉛直方向に掘削する地盤改良方法を図示したが、本発明においては、略天井方向以外、水平方向、斜方向等あらゆる方向に施工可能である。これは、全開状態とする前に半開状態での掘削・攪拌工程を経るため、結果的に削孔ロッドが小径なものですみ、また削孔機も比較的小型のものが使用できることによる。
【００１３】
また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００１４】
さらに、本発明では、施工箇所の状況によって、本発明の軟弱地盤２の改良工法と併せて、各種脱水工法、各種置換工法、各種締め固め工法、各種固結工法、及び各種止水工法等の軟弱地盤の改良工法のうちの１種または２種以上を併用することが可能である。
【００１５】
【発明の効果】
本実施の形態は以上のように構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。
攪拌翼を半開状態として削孔したのち、攪拌翼を全開状態で削孔を行うので、削孔時に攪拌翼にかかる負荷が小さく、トルクを低減でき、岩などの障害物等の影響を受けにくく、最短時間で軟弱地盤の改良を完了することができる効果を奏するものである。
また、従来工法と比較して、仮に同じ大きさの改良径を造成する場合、本発明によれば、改良不要層の削孔径を小さくできるので、表層地盤の掘削・変位を最低限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る改良不要層を、攪拌翼を閉翼して小口径で削孔する工程を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る軟弱地盤を、攪拌翼を全開せずに削孔・一次攪拌する工程を示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る軟弱地盤の所定の深度において、攪拌翼を全開し、改良材の吐出を開始する工程を示す断面図である。
【図４】本実施の形態に係る改良材を吐出・攪拌することによる改良体の造成の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 改良不要層
２ 軟弱地盤
３ 攪拌翼
４ 改良体
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木・建築分野において用いられる機械攪拌による軟弱地盤の改良工法に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木・建築構造物の構築に際して、地盤支持力の増大、地盤の変形（沈下、膨れ上がり、はらみ出し）、水圧・透水性の減少ないし除去、耐久性の維持・増進等を目的として、軟弱地盤の改良が行われている。
【０００３】
ここで、軟弱地盤とは、固有の地盤に限定されるものではなく、構築しようとする構造物と地盤の性質の相対性によって決まるものであるため、一義的に決定されるものではないが、通常、土粒子が微細で間隙比の大きいシルトや粘土、圧縮性の極めて大きい泥炭などの特殊土、地震時に液状化しやすい地下水位の高い緩い砂地盤などを総称するものである。
【０００４】
このような軟弱地盤の改良を行う場合、施工現場の状況に適した工法を適用することが重要であり、数多くの軟弱地盤の改良工法が提案されている。例えば、改良が不要である硬い表層下にある軟弱地盤を改良する場合、開翼式機械攪拌工法が適用されている。
この工法は、攪拌軸に開翼式攪拌翼とオーガーヘッドを装備した１台の機械で、地盤の削孔と攪拌が可能であり、セメントスラリ−などの改良材を吐出・攪拌し、軟弱地盤を固結土として改良することによって改良層を造成するものである。その工程は以下のような手順で行われる。
（ａ）硬い地表の改良不要層は、攪拌軸に装備した攪拌翼を閉翼して小口径で削孔する。
（ｂ）改良が必要な軟弱地盤の下端まで閉翼した状態で削孔し、軟弱地盤の下端で全開に開翼し、軟弱地盤の上端まで改良材を吐出しながら攪拌し、改良体を造成する。
（ｃ）改良が必要な軟弱地盤の所定の深度まで改良体を造成した後、攪拌翼を縮翼し、攪拌軸を逆回転にして攪拌しながら攪拌軸を引き抜く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の開翼式機械攪拌工法は、改良が必要な軟弱地盤の下端で攪拌翼を全開にするため、軟弱地盤の改良時に中間に硬い岩などの障害物が存在した場合、攪拌翼に大きな負荷がかかり、場合によっては攪拌翼の駆動が不能となることもあった。このような場合、攪拌翼を引き抜き、再び軟弱地盤へ挿入・攪拌するという工程を繰り返し行うため、軟弱地盤の改良に多大な労力と時間を費やさなければならないという問題点があった。
また、軟弱地盤の改良径を拡大する場合、それに従い削孔機や削孔軸が大型化し、また、改良不要な表層における削孔径も、それに比例して大きなものとなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、改良不要な表層地盤の掘削、変位を低減し、改良を完了できる機械撹拌工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に揚げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、地盤を掘削・撹拌可能な撹拌翼を備えた掘削・撹拌装置を用いた軟弱地盤の改良工法であって、改良が必要な軟弱地盤まで、攪拌翼を閉翼した状態で削孔した後、改良が必要な軟弱地盤の上端から下端まで、前記攪拌翼を所定角度開き、地盤を削孔する掘進工程と、前記撹拌翼をさらに所定角度開き、回転させながら引き上げて削孔する引上工程とを交互に繰り返すことを特徴とする軟弱地盤の改良工法に存する。
請求項２記載の発明の要旨は、地盤を掘削・撹拌可能な撹拌翼を備えた掘削・撹拌装置を用いた軟弱地盤の改良工法であって、改良が必要な軟弱地盤まで、攪拌翼を閉翼した状態で削孔する工程と、改良が必要な軟弱地盤の上端から下端まで、前記攪拌翼を所定角度開き、地盤を削孔する掘進工程と、前記撹拌翼を全開し、回転させながら引き上げて削孔する引上工程とを備えたことを特徴とする軟弱地盤の改良工法に存する。
請求項３記載の発明の要旨は、前記掘削工程においては、改良材を前記軟弱地盤中に吐出しつつ撹拌翼を回転させて地盤を改良することを特徴とする請求項１又は２に記載の軟弱地盤の改良工法に存する。
請求項４記載の発明の要旨は、前記引上工程においては、改良材を前記軟弱地盤中に吐出しつつ撹拌翼を回転させて地盤を改良することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法に存する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の実施の形態に係る軟弱地盤の改良工法を示す工程図である。
まず、図１に示すように、改良不要層１の下にある改良が必要な軟弱地盤２を改良するにあたり、攪拌翼３を閉翼して小口径で改良不要層１を削孔する。この攪拌翼３は、開閉することによって拡径及び縮径可能な構造となっている。この拡縮径構造は、パンタグラフ式等と既に種々の構造のものがあるが、特定のものに限定されない。
次いで、図２に示すように、改良が必要な軟弱地盤２の上端から所定の深度まで攪拌翼３を回転させながら半開し、状態を維持しつつ軟弱地盤２を削孔する。削孔しながら、セメントスラリー等の改良材を吐出し撹拌して１次撹拌する（掘進工程）。本工程においては径が約２００ｍｍ〜８００ｍｍにて削孔を行う。
次いで、図３のように、改良が必要な軟弱地盤２の所定の深度で回転させながら攪拌翼３を全開にして、引き上げつつ改良材を吐出し撹拌して、２次攪拌を開始する（引上工程）。本工程では、最大径１２００ｍｍ程度の削孔を行う。
最後に、図４に示すように、改良材を吐出・攪拌しながら所定の引き抜き速度にて改良が必要な軟弱地盤２の上端まで改良体４を造成する。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る軟弱地盤２の改良工法は、前述のような工程で行われるので、削孔時に攪拌翼にかかる負荷が小さく、トルクを低減でき、岩などの障害物等の影響を受けにくく、短時間でしかも大口径の軟弱地盤の改良を行うことができる効果を奏するものである。
また、全開ではなく半開状態で削孔することによって、掘削時、攪拌時にこの種攪拌翼かかる負荷が小さくてすむため、攪拌翼本体委及びこの攪拌翼の開閉機構を頑強とする必要がなく、削孔機や削孔軸ロッドがそれほど大きくならず、また、改良不要な表層における削孔径も、従来技術の如く大きなものとなることはない。
【００１０】
なお、上記実施の形態においては、掘進工程と、引上工程の２工程で地盤を改良させたが、本発明はそれに限定されることなく、改良工程が３工程以上であっても良い。その際には工程数に応じて撹拌翼の開く角度を小さくすることができる。
【００１１】
また、掘進工程と、引上工程の両工程で改良材の吐出を行ったが、本発明はそれに限定されることなく、引上工程のみで改良材の吐出を行うことができる。掘進工程と引上工程とを複数回繰り返す場合については最終工程のみ、或いは所定工程のみにおいて改良材の吐出を繰り返すこともできる。
【００１２】
また、図１〜４では、本発明の略鉛直方向に掘削する地盤改良方法を図示したが、本発明においては、略天井方向以外、水平方向、斜方向等あらゆる方向に施工可能である。これは、全開状態とする前に半開状態での掘削・攪拌工程を経るため、結果的に削孔ロッドが小径なものですみ、また削孔機も比較的小型のものが使用できることによる。
【００１３】
また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００１４】
さらに、本発明では、施工箇所の状況によって、本発明の軟弱地盤２の改良工法と併せて、各種脱水工法、各種置換工法、各種締め固め工法、各種固結工法、及び各種止水工法等の軟弱地盤の改良工法のうちの１種または２種以上を併用することが可能である。
【００１５】
【発明の効果】
本実施の形態は以上のように構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。
攪拌翼を半開状態として削孔したのち、攪拌翼を全開状態で削孔を行うので、削孔時に攪拌翼にかかる負荷が小さく、トルクを低減でき、岩などの障害物等の影響を受けにくく、最短時間で軟弱地盤の改良を完了することができる効果を奏するものである。
また、従来工法と比較して、仮に同じ大きさの改良径を造成する場合、本発明によれば、改良不要層の削孔径を小さくできるので、表層地盤の掘削・変位を最低限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る改良不要層を、攪拌翼を閉翼して小口径で削孔する工程を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る軟弱地盤を、攪拌翼を全開せずに削孔・一次攪拌する工程を示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る軟弱地盤の所定の深度において、攪拌翼を全開し、改良材の吐出を開始する工程を示す断面図である。
【図４】本実施の形態に係る改良材を吐出・攪拌することによる改良体の造成の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 改良不要層
２ 軟弱地盤
３ 攪拌翼
４ 改良体
Claims (4)
- 地盤を掘削・撹拌可能な撹拌翼を備えた掘削・撹拌装置を用いた軟弱地盤の改良工法であって、
改良が必要な軟弱地盤まで、攪拌翼を閉翼した状態で削孔した後、
改良が必要な軟弱地盤の上端から下端まで、前記攪拌翼を所定角度開き、地盤を削孔する掘進工程と、
前記撹拌翼をさらに所定角度開き、回転させながら引き上げて削孔する引上工程とを交互に繰り返すことを特徴とする軟弱地盤の改良工法。 - 地盤を掘削・撹拌可能な撹拌翼を備えた掘削・撹拌装置を用いた軟弱地盤の改良工法であって、
改良が必要な軟弱地盤まで、攪拌翼を閉翼した状態で削孔する工程と、
改良が必要な軟弱地盤の上端から下端まで、前記攪拌翼を所定角度開き、地盤を削孔する掘進工程と、
前記撹拌翼を全開し、回転させながら引き上げて削孔する引上工程とを備えたことを特徴とする軟弱地盤の改良工法。 - 前記掘削工程においては、改良材を前記軟弱地盤中に吐出しつつ撹拌翼を回転させて地盤を改良することを特徴とする請求項１又は２に記載の軟弱地盤の改良工法。
- 前記引上工程においては、改良材を前記軟弱地盤中に吐出しつつ撹拌翼を回転させて地盤を改良することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軟弱地盤の改良工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09519498A JP3697348B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 軟弱地盤の改良工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09519498A JP3697348B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 軟弱地盤の改良工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269865A JPH11269865A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3697348B2 true JP3697348B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=14130952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09519498A Expired - Lifetime JP3697348B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 軟弱地盤の改良工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3697348B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6397147B1 (ja) * | 2018-02-09 | 2018-09-26 | 株式会社竹中土木 | 機械式撹拌深層混合処理工法を用いた地盤改良工法と地盤改良装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5746577B2 (ja) * | 2011-07-04 | 2015-07-08 | 大成建設株式会社 | 地盤改良体造成方法 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP09519498A patent/JP3697348B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6397147B1 (ja) * | 2018-02-09 | 2018-09-26 | 株式会社竹中土木 | 機械式撹拌深層混合処理工法を用いた地盤改良工法と地盤改良装置 |
| JP2019138047A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 株式会社竹中土木 | 機械式撹拌深層混合処理工法を用いた地盤改良工法と地盤改良装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11269865A (ja) | 1999-10-05 |
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