JPH01226918A - 軟弱地盤改良装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は軟弱地盤の改良工法及び装置に関するもので、
特に砂質の軟弱地盤中に、原地盤砂よりも透水性の大き
いグラベル（砂利、砕石、礫、鉱滓）からなる杭（以下
グラベル杭という）を埋設することにより、このグラベ
ル杭を軟弱地盤中の水分を排出し、それによって原地盤
砂の液状化を防止する工法及び装置に関する。

（従来の技術） 従来この種の工法においては、砂利や砕石等からなるグ
ラベルを、それらの粒度分布を考慮することな（全くラ
ンダムな状態で柱状に形成していた。

（発明が解決しようとする課題） この種の工法に用いるグラベルは、原地盤砂に対して十
分大きな透水性を有することが必要とされる一方、グラ
ベル杭内への流れ込み時に杭内部で目詰まりを起こさな
いことが必要である。しかるに、従来形成されるグラベ
ル抗にあっては、グラベルの粒度組成が杭の横断面で見
た場合全くランダムな分布状態を呈していることから、
周囲地盤の砂が水と共にグラベル杭の内部に容易に流入
して杭内部で目詰まり起こし易く、このためグラベル杭
の吸水機能が阻害されて排水が十分に行われ得ないとい
う問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑み、グラベル杭内部での目詰
まりを防止し、吸水機部を十分に発揮できて排水を効果
的に行えるようにすることを目的としている。

（課題を解決する手段） 上記の目的を達成するために、本発明工法においては、
粒径の大きい砂利等グラベルによって形成される柱状の
ドレーン層と、粒径の小さいグラベルによってドレーン
層の外周を囲繞するように形成されフィルター層と、か
らなるグラベル杭を、軟弱地盤中に埋設するようにした
ものである。

また本発明工法においては、グラベル杭の埋設後、軟弱
地盤上面に、上記グラベル杭のフィルター層と同様な粒
径のグラベルからなる平面状フィルター材を、上記グラ
ベル杭の頭部と接するように敷設し、更にこのフィルタ
ー材上に上記グラベル杭のドレーン層と同様な粒径のグ
ラベルからなるグラベルマットを形成するようにしてい
る。

また、本発明工法を実施するための装置は、ケーシング
内に内管を同心状に挿入配備すると共に、内管の上部に
は咳内管に粒径の大きいグラベルを供給するホッパーを
、またケーシングの上部には該ケーシングと内管との間
に形成される環状空間部に粒径の小さいグラベルを供給
するホッパーをそれぞれ設けてなるもので、ケーシング
を軟弱地盤中に挿入して内管には粒径の大きいグラベル
を、環状空間部には粒径の小さいグラベルをそれぞれ充
填し、この充填したそれぞれのグラベルを上方からの圧
力エアで押圧しつつケーシングを引き抜くことにより、
軟弱地盤中にドレーン層とこれを囲繞するフィルター層
とからグラベル杭を形成するようになっている。

更に本発明の別の装置においては、ケーシング内に内管
を同心状に挿入配備すると共に、これらケーシング及び
内管の上方に、粒径の大きいものと小さいものとが適度
に混合したグラベルを供給するホッパーを設け、該ホッ
パーとケーシング及び内管との間には、上記ホッパーか
ら投下されてくるグラベルを粒径の大きいものと小さい
ものとに篩い分けて粒径の大きいグラベルを内管に導入
し、粒径の小さいグラベルをケーシングと内管との間の
環状空間部に導入する篩装置を設けている。

（作　用） 粒径の大きいグラベルからなる柱状のドレーン層とこれ
を取り囲む粒径の小さいグラベルからなるフィルター層
とで形成されるグラベル杭を軟弱地盤中に埋設すること
によって、周囲地盤中の水分がこのグラベル坑内に吸収
される際に、水分中に含まれる砂等はフィルター層によ
り滅過されて粒径のきわめて小さい土粒子だけ内部のド
レーン層に侵入する。こうしてドレーン層に侵入した土
粒子はドレーン層で目詰まりを起こすことなく水分と共
に上方へ吸い上げられる。また、軟弱地盤の上面には平
面状フィルター材がグラベル杭の頭部と接して敷設され
、この上にグラベルマットが形成されているため、グラ
ベル杭から吸水された水分はフィルター材にて再度濾過
されてグラベルマットを通じて排水されると共に、地盤
上面側における非グラベル杭部分の砂等を含む水分がグ
ラベルマットに吸水される際その砂等がフィルター材で
濾過されてグラベルマットの目詰まりを防止する。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る軟弱地盤改良用の装置を示してお
り、この図において１はクローラクレーン等に立設され
たリーダ（図示省略）に昇降自在に吊支される機枠で、
この機枠１の下部には、外周面にスクリエー２を螺設し
た回転ケーシング３が回転自在に垂下装備され、この回
転ケーシング３は、駆動モータ４，４の出力軸に固定し
であるギヤ５．５が該回転ケーシング３の上端部に固装
されたギヤ６と噛み合ってこれを■転することにより、
駆動されるようになっており、またこの回転ケーシング
３の下端にはシュー（底蓋）７が開閉自在に装着しであ
る。８は回転ケーシング３内に嵌挿された固定ケーシン
グで、その上端所要部が機枠ｌに対し固定されている。

９は固定ケーシング８の内周面との間に十分な間隔を保
持してこの中に挿入配備された内管で、下端は固定ケー
シング８の下端より若干突出している。そして内管９の
上端部にはこの内管９に粒径の大きいグラベルを供給す
るためのホッパー１０が連設され、また固定ケーシング
８の上端部には内管９と固定ケーシング８との間に形成
される環状空間部１１に粒径の小さいグラベルを供給す
るためのホッパー１２が連設されており、これらのホッ
パー１０．１２には、開閉弁１３．１４が設けられてい
ると共に、エア供給ノズル１５．１６が設けられている
。開閉弁１３．１４は、常時はばね手段によって第１図
の実線図示のような開放位置に保持され、そしてエア供
給ノズル１５゜１６によるエアの供給時にその噴射圧力
エアによりばね手段の付勢力に抗して同図の／点鎖線図
示のように閉止されるようになっている。

次に、上述したような構成の装置を使用して、特に砂質
の軟弱地盤Ｗ中にグラベル杭を造成する工程を第２図Ａ
−Ｆに従って説明する。

先ず本装置をリーダ（図示省略）頂部より懸吊支持した
状態で、回転ケーシング３を第２図Ａのように回転駆動
させながら地盤Ｗ中に穿入してゆく、このときシュー７
は閉鎖される０回転ケーシング３が所定の深さに達した
ら、その回転を停止し、同図Ｂのようにホッパー１０を
介して粒径の大きいグラベルＧ１を内管９に、またホッ
パー１２を介して粒径の小さいグラベルＧ２を内管９と
固定ケーシング８との間の環状空間部１１にそれぞれ充
填する。こうしてそれぞれのグラベルＧ１．Ｇ２の充填
を終えたら、第２図Ｃのように、エア供給ノズル１５．
１６より圧力エアの供給を開始し、このときノズルＩｓ
、　１６からの噴射エア圧力によって開閉弁１３．１４
をそれぞれ閉鎖位置に作動させ、そうして内管９及び環
状空間部１１のそれぞれのエア圧を上昇させる。こうし
て高まったエア圧により、内管９内の大粒径グラベルＧ
１及び環状空間部１１内の小粒径グラベルＧ２を上方よ
り加圧しつつ、第２図りのように、回転ケーシング３を
逆転させながら引き抜きを開始する。この引き抜き動作
に伴って、内管９の下端から大粒径グラベルＧ１が押し
出されると同時に、環状空間部１１の下端から小粒径グ
ラベルＧ２が押し出されて、地盤Ｗ中に、円柱状のドレ
ーンｆｆ１１７とこれを囲繞する環状のフィルター層１
８とからなるグラベル杭Ｐが連続的に形成されてゆく　
（第２図Ｅ参照）、こうしてグラベル杭Ｐを所要数本地
盤Ｗ中に埋設した後、第２図Ｆのように、これらのグラ
ベル杭Ｐ・・・の頭部が露出しているこの地！ＩＷの上
面に、グラベル杭Ｐのフィルター層１８と同様な小粒径
のグラベルからなるフィルター材１９を、各グラベル杭
Ｐの頭部と接するように所要厚さで平面状に敷設し、こ
の平面状フィルター材１９上に、グラベル杭Ｐのドレー
ン層１７と同様な大粒径のグラベルからなるグラベルマ
ット２０を所要高さに形成する。

上記のようにして軟弱地盤Ｗ中にグラベル杭Ｐを埋設し
、その地盤Ｗ上面に平面状のフィルター材１９を介して
グラベルマット２０を設けることによって、この軟弱地
盤Ｗ中の水分は、各グラベル杭Ｐのフィルターｆｆ１１
８を通過することで水分中の比較的粒径の大きい砂等が
ドレーン層１７への侵入を阻止され、粒径のきわめて小
さいものだけがドレーンｆｆ１１７に流入することにな
りそしてこのドレーン層１７を通じて地盤Ｗ上面側へ吸
い上げられる。

地盤Ｗ上面側に吸水された水分は平面状フィルター材１
９により再度濾過されてグラベルマット２０に吸い上げ
られ、このグラベルマット２０を介して適所に排水され
る。またこの場合、地５ｉｗ上面倒の砂等を含む水分も
グラベルマット２０に吸水されるが、フィルター材１９
の存在により上記同様に減退作用が行われることになる
。

第４図は本発明に係る他の装置を示したもので、この装
置にあっては、固定ケーシング８及び内管９の上方に１
つのホッパー２１が配備され、このホッパー２１と固定
ケーシング８及び内管９との間に複数段、例えば２段に
配設されたｉｉ！２２．２３を有する篩装置２４が介設
され、而してホッパー２１には粒径の大きいグラベルと
粒径の小さいグラベルとが適度に混合しているグラベル
が供給され、このホッパー２１に供給されたグラベルは
上段側の比較的口の荒い篩２２上に投下され、これを通
過した小粒径のグラベルは下段側の篩２３にかけられ、
上段側ｆｆ１２２上に残った大粒径のグラベルは下段側
１１２３上に流下し、この下段側８２３上でも残つた大
粒径のグラベルのみが内管９に投入され、下段側篩２３
の網目を通過した小粒径のグラベルが内管９と固定ケー
シング８との間の環状空間部に投入されるようになって
いる。このような装置によれば、グラベルの供給にあた
っていちいち大粒径のグラベルと小粒径のグラベルとに
分ける一必要がなく、ただホッパー２１に投入すれば自
動的に篩い分けできるため作業が容易となる。尚、この
装置において第１図の装置と同一構成部材については同
一符号を符している。

尚、実施例ではケーシングとして、回転駆動されるスク
リュー付き回転ケーシングとこの中に挿入された固定ケ
ーシングとのいわばダブルケーシングを使用しているが
、起振機を使用して上下振動により打込むようにすれば
単一のケーシングを用いてもよいわけであり、本発明は
いずれの場合にも通用可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、特に砂質の軟弱地盤においては原地盤
中の砂等がグラベル杭の外周側のフィルター層により濾
過されて粒径のきわめて小さい土粒子のみが水と共に内
部のドレーン層に流入するため、ドレーン層において目
詰まりを生じにくく、したがってグラベル杭の透水機箋
及び排水機能が十分に発揮されて原地盤の液状化を有効
に防止することができる。また、地盤上面に敷設された
平面状のフィルター材によって、グラベル杭を通じて吸
い上げられる水分があるいは地盤上面に存在する水分が
濾過されるため、グラベルマット内部での目詰まりを防
止でき、それによって尚−層良好な排水を行われること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す軟弱地盤改良装置の縦断
面図、第２Ｔ！！ＪＡ−Ｆは同上の装置の使用によりグ
ラベル杭を造成する工程を示す説明図、第３図はグラベ
ル杭の横断面図で、第２図りの■−ｍ線拡線断大断面図
４図は本発明の他の装置を示す縦断面図である。 ３・・・回転ケーシング、８・・・固定ケーシング、９
・・・内管、１０．１２・・・ホッパー、Ｇｌ・・・粒
径の大きいグラベル、Ｇ２・・・粒径の小さいグラベル
、Ｐ・・・グラベル杭、１７・・・グラベル杭のドレー
ン層、１８・・・フィルター層、１９・・・平面状のフ
ィルター材、２０・・・グラベルマット、２１・・・ホ
ッパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒径の大きい砂利等グラベルによって形成される柱
   状のドレーン層と、粒径の小さいグラベルによってドレ
   ーン層の外周を囲繞するように形成されフィルター層と
   、からなるグラベル杭を、軟弱地盤中に埋設することを
   特徴とする軟弱地盤改良工法。 ２、粒径の大きい砂利等グラベルによって形成される柱
   状のドレーン層と、粒径の小さいグラベルによってドレ
   ーン層の外周を囲繞するように形成されフィルター層と
   、からなるグラベル杭を、軟弱地盤中に埋設し、このグ
   ラベル杭の埋設後、軟弱地盤上面に、上記グラベル杭の
   フィルター層と同様な粒径のグラベルからなる平面状フ
   ィルター材を、上記グラベル杭の頭部と接するように敷
   設し、更にこのフィルター材上に上記グラベル杭のドレ
   ーン層と同様な粒径のグラベルからなるグラベルマット
   を形成することを特徴とする軟弱地盤改良工法。 ３、ケーシング内に内管を挿入配備すると共に、内管の
   上部には該内管に粒径の大きいグラベルを供給するホッ
   パーを、またケーシングの上部には該ケーシングと内管
   との間に形成される環状空間部に粒径の小さいグラベル
   を供給するホッパーをそれぞれ設け、而してケーシング
   を軟弱地盤中に挿入して内管には粒径の大きいグラベル
   を、環状空間部には粒径の小さいグラベルをそれぞれ充
   填し、この充填したそれぞれのグラベルを上方からの圧
   力エアで押圧しつつケーシングを引き抜くことにより、
   軟弱地盤中にドレーン層とこれを囲繞するフィルター層
   とからグラベル杭を形成するようにしてなる軟弱地盤改
   良装置。 ４、ケーシング内に内管を挿入配備すると共に、これら
   ケーシング及び内管の上方に、粒径の大きいものと小さ
   いものとが適度に混合したグラベルを供給するホッパー
   を設け、該ホッパーとケーシング及び内管との間には、
   上記ホッパーから投下されてくるグラベルを粒径の大き
   いものと小さいものとに篩い分けて粒径の大きいグラベ
   ルを内管に導入し、粒径の小さいグラベルをケーシング
   と内管との間の環状空間部に導入する篩装置を設け、而
   してケーシングを軟弱地盤中に挿入して内管に充填され
   た粒径の大きいグラベル及び環状空間部に充填された粒
   径の小さいグラベルをそれぞれ上方からの圧力エアで押
   圧しつつケーシングを引き抜くことにより、軟弱地盤中
   にドレーン層とこれを囲繞するフィルター層とからグラ
   ベル杭を形成するようにしてなる軟弱地盤改良装置。