カーボンストック方法およびカーボンストック用木杭
【課題】長期的に大量のカーボンストックができ、しかも、確実な地盤の改良を行えるカーボンストック方法、および、カーボンストック用木杭の提供。
【解決手段】
排水手段１……，１’……，１”……，６……を備えたカーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを地盤に打設するカーボンストック方法。丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなるカーボンストック用木杭
【解決手段】
排水手段１……，１’……，１”……，６……を備えたカーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを地盤に打設するカーボンストック方法。丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなるカーボンストック用木杭
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中のＣＯ２を削減するためのカーボンストック方法およびカーボンストック用木杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００５年２月に発効した京都議定書において温室効果ガスの排出削減義務が規定されたように、地球環境問題を考える上で大気中の温室効果ガスの削減が緊急の課題となっており、そのために種々の対策がとられているが、そのうち、ＣＯ２の削減に有効な対策の１つとして、森林，海草等を利用してＣＯ２の吸収・固定を行うカーボンストック技術がある。
【０００３】
図１３に、樹木伐採と植林との繰返しを継続した場合の、森林でのＣＯ２の炭素としての固定・貯蔵量の増加、すなわちカーボンストック量の増加の様子を示した。
個々の樹木についてみれば、そのカーボンストック量は成長に伴い漸次増加するが（区間ａ）、老齢化するとそのストック速度は鈍くなる（区間ｂ）。
この時点で伐採すると、その樹木にストックされているカーボンは腐敗の進行あるいは燃焼に伴い大気中に戻る（大気中に戻る平均量は直線ｃのこう配として表される）が、その腐敗が進行しにくい状態におけば（傾きｄを小さくすれば）、カーボンを長い期間ストック状態にしておくことができ結局大気中のＣＯ２を削減できることが明らかである。
【０００４】
したがって、老齢化してカーボンのストック速度が鈍くなった樹木については、間伐材のみならず主伐材についても積極的に伐採するとともに、ストック速度の速い若い樹木をあらたに植林し森林の若返りを行うことで森林のカーボンストック速度を維持することができる。
一方で、伐採したものを腐敗が進行しにくい状態にして利用することによって、森林および伐採後の樹木全体としての総カーボンストック量を継続的に増大させることができる（区間ｅ，ｆ）。
【０００５】
木材は建設材料として古くから利用されているが、水や空気との接触により腐朽し耐力が低下してしまうことや、基礎として使用されている木材が一度腐植するとその補修が難しいことから、現在では構造物基礎本体においてはセメントや鉄が多く用いられるようになっており、森林には伐採期を迎えても利用先が見つからない老齢の樹木が多数存在することになっている。
この森林の老齢化は花粉症の原因にもなっているので、大量の木材を有効利用しつつ、植林を進めて森林の若返りを促進する方策が必要とされているところでもある。
【０００６】
そもそも、木材の腐朽は、水・空気・栄養・適温の４条件が揃わなければ進行しないものであるから、地盤中に地下水位以下にして、または水中地盤に打設された木材の腐朽の進行はきわめて遅いものになる。
【０００７】
そこで、地下水位が高い軟弱地盤等で建設工事を行う場合に必要となる地盤改良を、木材の打設によって行うこととすれば、そこに打設した木材の腐朽の進行はきわめて遅いので長期的にカーボンストックができるという点で好都合であり、そのうえ腐植の進行が遅いので建設材料としての信頼性も確保される。しかも、その木材の打設は、地盤が軟弱であるので容易に行えるものである。
もちろん、このような地盤に単にカーボンストックを目的に木材を打設してもよい。
【０００８】
地盤中に木製の杭を打設する技術としては、特許文献１および２に開示されたいわゆるパイルネット工法等があるが、これは、あくまでも軟弱地盤中にブロック状の土塊を作り地盤を改良することを目的としているもので、カーボンストックを意図したものでもなく、地盤強化に必要最小限の数の杭を打設するものであるから、カーボンストックの効率は必ずしも良くない。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５３−７１８１３号公報
【特許文献２】特公昭６０−５５６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、カーボンストックの効率を上げるため単純に、多数の木材を地盤に対して密に打設しようとすると、杭間地盤の体積が減少し水平応力が増加するが、短期的には、次式で示される有効応力は増加せず、過剰間隙水圧が増加し、結果的にせん断抵抗や液状化抵抗が低下したままの地盤が形成されてしまう。
【００１１】
Δσｈ＝Δｕ＋Δσｈ’
（ここで、Δσｈ：水平全応力増加分、Δｕ：過剰間隙水圧、Δσｈ’：水平有効応力増加分）
【００１２】
したがって、木材の打設後早期に過剰間隙水圧を消散させて確実な地盤改良を行うための工夫が必要となっている。
【００１３】
そこで、本発明は、長期的に大量のカーボンをストックでき、しかも、確実な地盤の改良をも行えるカーボンストック方法、および、カーボンストック用木杭の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の本発明は、排水手段１……，１’……，１”……，６……を備えたカーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを地盤に打設するカーボンストック方法である。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを、地下水位以下に位置するように打設する請求項１記載のカーボンストック方法である。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃが、丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなる請求項１または２記載のカーボンストック方法である。
【００１７】
請求項４記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ｄが、複数本の丸太３……を緊束ワイヤ４……で束ねてなるカーボンストック方法である。
【００１８】
請求項５記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ｅが、所要本数の丸太７……をその長さ方向に重合した重合丸太８……を複数本、緊束ワイヤ４……で束ねてなるカーボンストック方法である。
【００１９】
請求項６記載の本発明は、丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなるカーボンストック用木杭である。
【００２０】
請求項７記載の本発明は、上記排水溝１……が、当該丸太の軸方向に彫設形成されている請求項６記載のカーボンストック用木杭である。
【００２１】
請求項８記載の本発明は、上記排水溝１’……が、螺旋状に彫設形成されている請求項６記載のカーボンストック用木杭である。
【００２２】
請求項９記載の本発明は、上記排水溝１”……を、当該丸太の軸方向にキズをつけるとともに、その丸太を気中に放置し乾燥収縮させることで形成した請求項６記載のカーボンストック用木杭である。
【００２３】
請求項１０記載の本発明は、上記排水溝１……，１’……，１”……にドレーン材を詰めてなる請求項６，７，８または９記載のカーボンストック用木杭である。
【００２４】
請求項１１記載の本発明は、複数本の丸太３……を緊束ワイヤ４……で束ね、それら各丸太３……の隙間を排水路６……としてなるカーボンストック用木杭である。
【００２５】
請求項１２記載の本発明は、所要本数の丸太７……をその長さ方向に接合した重合丸太８……を複数本、緊束ワイヤ４……で束ねるとともに、それら各重合丸太８……の隙間を排水路６……としてなるカーボンストック用木杭である。
【００２６】
請求項１３記載の本発明は、互いに隣接する上記重合丸太８……が、丸太７……の重合部の位置を、長さ方向にずらしている請求項１２記載のカーボンストック用木杭である。
【００２７】
請求項１４記載の本発明は、長さ方向上部の丸太７……を、耐腐植性に優れた材質のものとした請求項１２または１３記載のカーボンストック用木杭である。
【００２８】
請求項１５記載の本発明は、上記各丸太３……または各重合丸太８……の下端を覆うように先鋭のボトムキャップ５，９を取り付けてなる請求項１１，１２，１３または１４記載のカーボンストック用木杭である。
【００２９】
請求項１６記載の本発明は、上記丸太に水または樹脂を吸い込ませる飽和化処理を施してなる請求項６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４または１５記載のカーボンストック用木杭である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、カーボンを地盤中に打設したカーボンストック用木杭に長期的にストックすることにより、大気中のＣＯ２を削減し地球温暖化対策とすることができ、しかも、そのカーボンストック用木杭の打設により早期に過剰間隙水圧を消散させて確実な地盤の改良を行うこともできる。
また、従来利用先のなかった大量の木材を使用することができるので、あわせて植林を進めることにより老齢化した森林を若返らせ、花粉症等の問題をも解消しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
排水手段１……，１’……，１”……，６……を備えたカーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを地盤に打設するカーボンストック方法。
【００３２】
丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなるカーボンストック用木杭。
【実施例１】
【００３３】
まず、本発明の実施例１について詳しく説明する。
図８に示したＡは、たとえば直径約２０ｃｍ，長さ約５ｍの丸太の側面に、深さ約３ｃｍの排水手段たる排水溝１……を８本、その軸方向に全長にわたって彫設形成するとともに、その排水溝１……に、必要に応じて砂，スラグ，木くず等のドレーン材を袋状のドレーン材充填ネット２に充填したものを詰めてなる本発明カーボンストック用木杭（以下、単に「木杭」という。）である。
【００３４】
この木杭Ａの直径や全長は適宜変更できる。また、その下端は先鋭にするのが好ましい。これにより地盤に貫入させ易いものとなる。この木杭Ａは間伐材はもちろん主伐材からも製作できるものである。
上記排水溝１……にはドレーン材を充填したドレーン材充填ネット２を詰めてあるので、当該木杭Ａの地盤中への打設時に排水溝１……に土砂が詰まってしまうことが防止される。
【００３５】
なお、ドレーン材はドレーン材充填ネット２に充填することなくそのまま排水溝１……に詰めてもよい。また、排水溝１……にドレーン材を詰めないこととしてもよい。
【００３６】
図９〜１２にそれぞれ示したＢ〜Ｇは、他の本発明木杭の例である。
【００３７】
図９に示した本発明木杭Ｂは、上記本発明木杭Ａとは、排水溝１’……を丸太の側面に螺旋状に彫設形成した点だけを異にするものである。上記木杭Ａのように軸方向の排水溝１……は、のみを用いて彫ろうとすると、丸太が筋に沿って裂けやすい。この点、木杭Ｂは排水溝１’……を、丸太の筋を横切るよう螺旋状に形成してあるので、これを彫る際にも丸太が裂けにくい。
【００３８】
図１０に示した本発明木杭Ｃは、丸太表面にカッターのような鋭利な刃物でその軸方向に深さ数ｃｍ〜５ｃｍ程度のキズをつけるとともに、その丸太を気中に放置することで乾燥収縮させ、広がった上記キズを排水溝１”……としたものである。
上記木杭Ａ，Ｂは排水溝１，１’を彫るのにやや手間が掛かり、木くずが発生してしまうが、この木杭Ｃはその製作が簡単かつ安価に行え、木くずも発生しない。
この木杭Ｃの排水溝１”……にも、上記ドレーン材をドレーン材充填ネット２に充填して、あるいはそのネット２に充填せずそのまま詰めるのが好ましい。ただし、排水溝１”……に何も詰めないこととしてもよい。
【００３９】
図１１に示した本発明木杭Ｄは、下端を先鋭にした３本の丸太３……を緊束ワイヤ４……で束ねるとともに、各丸太３……の下端を覆うように円錐形のボトムキャップ５を取り付けて地盤へ貫入し易くしてあるものである。
この木杭Ｄを構成する３本の丸太３……の隙間は排水手段たる排水路６になっている。木杭Ｄの下端には上記のとおりボトムキャップ５が取り付けられているので、木杭Ｄの打込みによってもその排水路６には土砂が入り込まないようになっている。
【００４０】
上記ボトムキャップは円錐形に限らず先鋭のものであれば角錐形のものでもよい。
上記排水路６には、木杭Ａ〜Ｃと同様にドレーン材を詰めるのが好ましい。これにより、丸太３……同士がしっかりと固定されぐらつきが防止される。
なお、束ねる丸太３……の本数は適宜変更でき、また、各丸太３……の側面には、上記木杭Ａ〜Ｃのように排水溝を彫設形成してもよい。
【００４１】
図１２に示した本発明木杭Ｅは、所要本数の短い丸太７……をその長さ方向に重合した重合丸太８……を７本、その複数箇所において緊束ワイヤ４……で束ねているものである。なお、束ねる重合丸太８……の本数は適宜変更できる。
互いに隣接する重合丸太８……はその丸太７……の重合部の位置を長さ方向にずらしてあるので、上記緊束ワイヤ４により複数箇所で緊束することでしっかりと固定されているが、各丸太７……の上下端に互いに嵌合する凹凸を形成しておくことで、ずれないようにしておくのが好ましい。
【００４２】
各重合丸太８……の間の隙間は排水路６……になっており、ここには、木杭Ａ〜Ｄと同様にドレーン材を詰めるのが好ましい。これにより、重合丸太８……同士がしっかりと固定されることにもなり互いのぐらつきが防止される。
また、各丸太７……の側面に、排水溝を彫設形成しておくのも好ましい。
９は、各重合丸太８の下端を覆うように取り付けられた円錘形のボトムキャップである。
【００４３】
上記ボトムキャップは円錐形に限らず先鋭のものであれば角錐形のものでもよい。
また、上記重合丸太８……の長さ方向上部側の丸太７……としては、腐植しないか、あるいは腐植し難い材質のものを用いるのが好ましい。
このように上部の丸太７……を腐植しないか、あるいは腐植し難い材質のものとすることにより、その部分が地下水位面より上に出た場合の腐植防止を図ることができる。
【００４４】
上記木杭Ｄ，Ｅは、細くて短い間伐材からでも太くて長いものを製作することができるので、これまで有効利用されていなかった間伐材を多量に使うことができる。
【００４５】
本発明カーボンストック方法は、上記の本発明木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，またはＥを多数地盤中に打設してカーボンストックを行うとともに、必要に応じ地盤の改良をも行うものであるが、本実施例は、地下水位の高い軟弱地盤にその木杭Ａを打設し、その地盤上に盛土を造成したものである（図１）。
【００４６】
本発明方法は、多数本の上記木杭Ａ……を、所定の間隔をおいて軟弱地盤１１に打設することにより行う。上記木杭Ａ……は、その全長またはほぼ全長が地下水位以下に位置するよう打設するのが木杭Ａ……の腐植防止のために好ましい。
【００４７】
木杭Ａ……の打設時に生じる過剰間隙水圧は時間の経過とともに消散していくが、その消散時間は排水距離が短いほど早い。圧密理論によれば、消散時間は排水距離の二乗に比例する。上記木杭Ａ……は、排水溝１を備えているので、過剰間隙水圧の早期消散を実現する。
すなわち、単に木材を打設した場合に片面排水を仮定すると軟弱地盤の厚さの二乗の消散時間を要していたものが、（杭間距離／２）２の消散時間になり、圧倒的に消散時間が短くなる（なお、一般的に、軟弱地盤厚さ》（杭間距離／２）２である。）。
【００４８】
地盤は、間隙比が小さいほど沈下量が少なく、せん断抵抗および液状化抵抗が増すが、過剰間隙水圧の消散に伴い、早期に杭間地盤の間隙比が減少するので、これに伴い杭間地盤の沈下が抑制される。
さらに、地盤は拘束圧が増すほどせん断抵抗および液状化抵抗が増すが、木杭の打設により間隙比の減少と同時に、木杭Ａ……間の内部の有効応力の増加により拘束圧が増加し、せん断抵抗および液状化抵抗が増加する。
したがって、打設する木杭Ａ……が、排水溝１……を備えていることにより、早期に地盤が強化改良されることになる。
【００４９】
また、木杭Ａ……の打設により地盤が密になり、水平応力の増加により拘束圧が増加することで地盤と丸太との摩擦応力が増加し、杭間地盤の圧密沈下量が低減する。さらに、地盤の密度増加と拘束圧増加の効果により木杭Ａ……間の地盤の強度が上がることと地盤全体の横方向の剛性が増加し水平方向への抵抗性も増加する。
【００５０】
また、砂やシルトのような地盤に木杭Ａ……を打設した場合には、地盤の液状化に対して以下の効果がある。
すなわち、木杭Ａ……の打設により各木杭Ａ間の地盤密度が増加すること、木杭Ａ……間の水平応力が増加し拘束圧が増加すること、木杭Ａ……打設により地盤全体のせん断剛性が増加することにより地盤の液状化抵抗が増加する。
さらに、木杭Ａ……の排水溝１……は、液状化時の過剰間隙水圧を早期に低減し、地盤の確実な強化に寄与する。
【００５１】
なお、一般的には、地下水位以下に丸太を打設すれば丸太は時間の経過とともに水を含み飽和するが、打設直後や地盤の液状化時等、木杭Ａ……の浮き上がりが懸念される場合がある。
この場合、打設に先立ち、木杭Ａ……を真空チャンバーに入れて一度真空下におき、その後吸水させる飽和化処理を予め行っておくことができる。このとき、水の代わりに樹脂等を含浸させれば飽和化が進むとともに木杭Ａ……の強度も格段に上がる。
また、この飽和化処理は、真空チャンバーを使用することなく、木杭Ａ……の側面を所要の膜で上下端を開口させたストロー状に被覆し、その上端または下端から水または樹脂を吸い込ませることもできる。
この飽和化処理は、上記木杭Ｂ〜Ｅについても、同様に施すことができる。
【００５２】
木杭Ａ……の打設後、その地盤上に盛土１２をする。
上記木杭Ａ……は、その全長またはほぼ全長が地下水位以下に位置するよう打設するのが木杭Ａ……の腐敗防止のために好ましいが、盛土を行う場合には、たとえば、その頭部を軟弱地盤から突出状態にして打設し、その頭部同士を、鉄筋等の可撓性を有する連結部材で網状にしかも連結部材を下方へ撓ませて連結することもできる。
そして、その杭頭部および連結部材をサンドマットで埋め込み、その上に土木用シートを敷設した後に盛土１２を行うことにより、盛土荷重を、軟弱地盤の表層ではなく群杭効果によってその深層に広範囲に作用させることができる。
【００５３】
軟弱地盤に打設された上記木杭Ａ……は、盛土１２の荷重を地盤の深部に伝達することで表層近くの荷重増分を減らし、表層近くの圧密沈下量を低減する。
【００５４】
本発明木杭Ａは間伐材、主伐材のいずれからも製作できるものであるから、従来利用先の見つからなかった木材を積極的に利用することができ、しかも圧倒的に大量に使用可能である。
したがって、老齢化した樹木を大量に使用する一方、植林を進めることで、森林の若返りを促進し、花粉症等の森林問題の解決にも寄与する。
【００５５】
また、地下水位以下に打設された木杭Ａ……は、ほとんど腐植しないので、長期間にわたりカーボンをストックすることができるから、大気中のＣＯ２の削減を進めることになる。
従来、道路，水道，下水道，鉄道，建築，各種開発等を目的とする土木・建設工事は、重機の使用等によりＣＯ２を大量に排出する地球環境に対する負荷が高い産業であるとされ、その環境イメージは低いものであったが、本発明工法は、その実施によりカーボンを大量にストックすることができるものであるから、積極的に施工を推進すれば、結果として、社会基盤整備を行いつつ、同時に、多くのカーボンをストックし地球環境の改善を図ることができるものである。
【００５６】
なお、本発明木杭Ａに代え、上記本発明木杭Ｂ〜Ｅを打設してもよい。
【実施例２】
【００５７】
本実施例は、本発明木杭を地下水位の高い軟弱地盤に打設してカーボンストックを行うとともに、地盤を改良し、地表にグラウンド，駐車場，公園等を造成したものである（図２）。
【００５８】
グラウンド，駐車場，公園等は、地盤にかかる荷重がほとんど無いため、設計をほとんど必要としないが、地盤が軟弱な場合には不同沈下が生じ、地表面の平坦性が失われることが多い。
このような場合に本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を、所定の間隔をおいて軟弱地盤２１に打設することにより、カーボンストックを行うことができる。また、打設する木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……は排水手段を備えているから早期に地盤を強化することができる。
なお、２２は排水溝である。
【実施例３】
【００５９】
本実施例は、本発明木杭を軟弱地盤に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良し、かつその木杭を構造物基礎として利用した例である（図３）。
【００６０】
近年、腐植のおそれから、木材の建築基礎への適用はほとんど行われていないが、上記のとおり本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を地下水位以下に打設すれば、腐植はほとんど進行しない。
そこで、必要に応じて杭頭処理や基礎底盤の引き下げ等により本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を軟弱地盤３１中に地下水位以下にして打設することでカーボンストックを行いつつ、これを戸建て住宅（図３(a)）や工場・低層ビル（図３(b)）の基礎とすることができる。
【実施例４】
【００６１】
本実施例は、本発明木杭を構造物周辺地盤へ打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図４）。
【００６２】
軟弱地盤上の構造物４１は、一般的にＨＰＣ杭等の杭基礎４２……で支えられる場合が多いので、その構造物４１自体の沈下量は極めて小さい。
しかし、その構造物４１の周辺地盤は、無対策の場合が多いため地盤沈下が発生し構造部４１の一階部分と周辺の地表面との間に段差が生じてしまう場合が多い。
このようなとき、段差を縮めるために周辺地盤の表面舗装４３の舗装厚を増したり盛土したりすることが行われるが、これによってさらに沈下が進むので、イタチごっこになってしまう。バリヤフリーの構造物でも、このような入り口での段差が問題となっている。
【００６３】
そこで、これを解決するために、構造物４１の周辺地盤の上記構造物４１側には、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を軟弱地盤４４を貫通させて比較的硬い支持層４５まで届くよう打設し、構造物４１から離れるほど木杭Ａ……の長さを徐々に短くなるように打設する。
このように、本発明木杭は支持杭とすることも摩擦杭とすることも可能である。
これにより、地盤表面の沈下量は構造物から離れるほど徐々に多くなるので、段差の問題が解消されるとともに、カーボンストックを行うことができる。
一般のコンクリート杭や鋼製の杭を使用する場合は、長さの異なる杭を製作するのは手間が掛かるが、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……であれば、現場にて容易に切断して長さ調整が可能である。
【実施例５】
【００６４】
本実施例は、本発明木杭を、水路５１の下方地盤に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図５）。
【００６５】
水路や管路等の線状構造物は勾配を確保することが重要であるが、下水管等では、地震時の液状化や軟弱地盤の影響で勾配が変化してしまう被害がよく生じる。
この勾配の変化を防止するために水路，管路等の下方地盤に本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を打設するとよい。
【００６６】
図示したものは、地盤５２に本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を打設し、その上に貧配合混合土を埋め戻した埋戻し層５３を形成しそこに水路５１を形成しているものであるが、この水路５１の底部に下方地盤５２に連通するドレーン５４……を設けて該下方地盤５２へ水を供給するようにすれば、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……の腐植の進行を遅らせ、長期間にわたりカーボンをストックしておくことができる。
また、このような線状構造物が構築される地盤は、線状であるがゆえに地盤内の地層が変化に富む場合が多いが、木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……はその地層に応じて切断して適宜長さを調整しながら打設することができる。
【実施例６】
【００６７】
本実施例は、本発明木杭を埋め立て地に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図６）。
【００６８】
海洋や湖沼等の埋め立て地は、軟弱地盤に土砂を埋め立てるのでその後大きな沈下が生じる場合が多い。この対策として一般にサンドレーンやサンドコンパクション、またセメント等により地盤を固化する深層混合処理工法等がある。サンドドレーン等は山地を削り砂を確保する必要があるのに対して本実施例の工法によれば、排水のための排水溝１……を有する本発明木杭Ａ……（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を使用するから、サンドドレーン等と同等の効果を得ながら、環境上の効果が高い。
図６において、６１は更新統、６２は砂層、６３は粘土層、６４は砂層、６５は埋土層、６６は固化改良層であり、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……は、上記埋土層６５より更新統６１に達するように打設されている。
その木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……は、完全に水中に打設されることになるから腐朽のおそれがないのでカーボンを長期にストックできることになる。
【実施例７】
【００６９】
本実施例は、本発明木杭を海底軟弱地盤の浚渫法面に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図７）。
【００７０】
航路確保のための浚渫法面７１は、浚渫作業のみによって造成されるのでその勾配は緩く、また、海底地盤７２は砂やシルト等で形成されている場合が多く液状化しやすいものであることが多い。
このような地盤は、地震の後液状化し平坦になろうとするので航路の水深が確保できなくなる可能性が考えられる。
そこで、本実施例はカーボンをストックするとともに浚渫法面７１を安定化するために、そこに本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を打設したものである。
本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……の打設により浚渫法面７１が安定化し、斜面勾配を急にすることも可能になる。
また、液状化しやすい地盤では、木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……の打設により液状化抵抗を増すことができ、地震によって航路が確保できなくなることを防止できる。
【００７１】
上記各実施例で示した以外にも、本発明木杭は、護岸や突堤基礎の地盤への打設、あるいは、河川堤防、スーパー堤防の地盤への打設等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明カーボンストック方法により改良した地盤に盛土を造成した実施例１の断面図である。
【図２】本発明カーボンストック方法により改良した地盤にグラウンド，駐車場，公園等を造成した実施例２の断面図である。
【図３】本発明カーボンストック方法により地盤を改良しかつ構造物基礎を構築した実施例３の断面図である。
【図４】本発明カーボンストック方法により構造物周辺地盤を改良した実施例４の断面図である。
【図５】本発明カーボンストック方法により水路・管路等の線状構造物の下方地盤を改良した実施例５の断面図である。
【図６】本発明カーボンストック方法により海洋や湖沼等の埋め立て地の地盤を改良した実施例６の断面図である。
【図７】本発明カーボンストック方法により浚渫斜面の地盤を改良した実施例７の断面図である。
【図８】本発明カーボンストック用木杭の第１の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図９】本発明カーボンストック用木杭の第２の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図１０】本発明カーボンストック用木杭の第３の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図１１】本発明カーボンストック用木杭の第４の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図１２】本発明カーボンストック用木杭の第５の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図、(c)は(a)の部分拡大図である。
【図１３】樹木伐採と植林とを繰り返し継続することによるカーボンストック量の増加を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
Ａ〜Ｅ カーボンストック用木杭
１，１’，１” 排水溝
２ ドレーン材充填ネット
３，７ 丸太
４ 緊束ワイヤ
５，９ ボトムキャップ
６ 排水路
８ 重合丸太
１１，２１，３１，４４ 軟弱地盤
１２ 盛土
２２ 排水溝
４１ 構造物
４２ 杭基礎
４３ 表面舗装
４５ 支持層
５１ 水路
５３ 埋戻し層
５４ ドレーン
６１ 更新統
６２，６４ 砂層
６３ 粘土層
６５ 埋土層
６６ 固化改良層
７１ 浚渫法面
７２ 海底地盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中のＣＯ２を削減するためのカーボンストック方法およびカーボンストック用木杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００５年２月に発効した京都議定書において温室効果ガスの排出削減義務が規定されたように、地球環境問題を考える上で大気中の温室効果ガスの削減が緊急の課題となっており、そのために種々の対策がとられているが、そのうち、ＣＯ２の削減に有効な対策の１つとして、森林，海草等を利用してＣＯ２の吸収・固定を行うカーボンストック技術がある。
【０００３】
図１３に、樹木伐採と植林との繰返しを継続した場合の、森林でのＣＯ２の炭素としての固定・貯蔵量の増加、すなわちカーボンストック量の増加の様子を示した。
個々の樹木についてみれば、そのカーボンストック量は成長に伴い漸次増加するが（区間ａ）、老齢化するとそのストック速度は鈍くなる（区間ｂ）。
この時点で伐採すると、その樹木にストックされているカーボンは腐敗の進行あるいは燃焼に伴い大気中に戻る（大気中に戻る平均量は直線ｃのこう配として表される）が、その腐敗が進行しにくい状態におけば（傾きｄを小さくすれば）、カーボンを長い期間ストック状態にしておくことができ結局大気中のＣＯ２を削減できることが明らかである。
【０００４】
したがって、老齢化してカーボンのストック速度が鈍くなった樹木については、間伐材のみならず主伐材についても積極的に伐採するとともに、ストック速度の速い若い樹木をあらたに植林し森林の若返りを行うことで森林のカーボンストック速度を維持することができる。
一方で、伐採したものを腐敗が進行しにくい状態にして利用することによって、森林および伐採後の樹木全体としての総カーボンストック量を継続的に増大させることができる（区間ｅ，ｆ）。
【０００５】
木材は建設材料として古くから利用されているが、水や空気との接触により腐朽し耐力が低下してしまうことや、基礎として使用されている木材が一度腐植するとその補修が難しいことから、現在では構造物基礎本体においてはセメントや鉄が多く用いられるようになっており、森林には伐採期を迎えても利用先が見つからない老齢の樹木が多数存在することになっている。
この森林の老齢化は花粉症の原因にもなっているので、大量の木材を有効利用しつつ、植林を進めて森林の若返りを促進する方策が必要とされているところでもある。
【０００６】
そもそも、木材の腐朽は、水・空気・栄養・適温の４条件が揃わなければ進行しないものであるから、地盤中に地下水位以下にして、または水中地盤に打設された木材の腐朽の進行はきわめて遅いものになる。
【０００７】
そこで、地下水位が高い軟弱地盤等で建設工事を行う場合に必要となる地盤改良を、木材の打設によって行うこととすれば、そこに打設した木材の腐朽の進行はきわめて遅いので長期的にカーボンストックができるという点で好都合であり、そのうえ腐植の進行が遅いので建設材料としての信頼性も確保される。しかも、その木材の打設は、地盤が軟弱であるので容易に行えるものである。
もちろん、このような地盤に単にカーボンストックを目的に木材を打設してもよい。
【０００８】
地盤中に木製の杭を打設する技術としては、特許文献１および２に開示されたいわゆるパイルネット工法等があるが、これは、あくまでも軟弱地盤中にブロック状の土塊を作り地盤を改良することを目的としているもので、カーボンストックを意図したものでもなく、地盤強化に必要最小限の数の杭を打設するものであるから、カーボンストックの効率は必ずしも良くない。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５３−７１８１３号公報
【特許文献２】特公昭６０−５５６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、カーボンストックの効率を上げるため単純に、多数の木材を地盤に対して密に打設しようとすると、杭間地盤の体積が減少し水平応力が増加するが、短期的には、次式で示される有効応力は増加せず、過剰間隙水圧が増加し、結果的にせん断抵抗や液状化抵抗が低下したままの地盤が形成されてしまう。
【００１１】
Δσｈ＝Δｕ＋Δσｈ’
（ここで、Δσｈ：水平全応力増加分、Δｕ：過剰間隙水圧、Δσｈ’：水平有効応力増加分）
【００１２】
したがって、木材の打設後早期に過剰間隙水圧を消散させて確実な地盤改良を行うための工夫が必要となっている。
【００１３】
そこで、本発明は、長期的に大量のカーボンをストックでき、しかも、確実な地盤の改良をも行えるカーボンストック方法、および、カーボンストック用木杭の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の本発明は、排水手段１……，１’……，１”……，６……を備えたカーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを地盤に打設するカーボンストック方法である。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを、地下水位以下に位置するように打設する請求項１記載のカーボンストック方法である。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃが、丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなる請求項１または２記載のカーボンストック方法である。
【００１７】
請求項４記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ｄが、複数本の丸太３……を緊束ワイヤ４……で束ねてなるカーボンストック方法である。
【００１８】
請求項５記載の本発明は、上記カーボンストック用木杭Ｅが、所要本数の丸太７……をその長さ方向に重合した重合丸太８……を複数本、緊束ワイヤ４……で束ねてなるカーボンストック方法である。
【００１９】
請求項６記載の本発明は、丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなるカーボンストック用木杭である。
【００２０】
請求項７記載の本発明は、上記排水溝１……が、当該丸太の軸方向に彫設形成されている請求項６記載のカーボンストック用木杭である。
【００２１】
請求項８記載の本発明は、上記排水溝１’……が、螺旋状に彫設形成されている請求項６記載のカーボンストック用木杭である。
【００２２】
請求項９記載の本発明は、上記排水溝１”……を、当該丸太の軸方向にキズをつけるとともに、その丸太を気中に放置し乾燥収縮させることで形成した請求項６記載のカーボンストック用木杭である。
【００２３】
請求項１０記載の本発明は、上記排水溝１……，１’……，１”……にドレーン材を詰めてなる請求項６，７，８または９記載のカーボンストック用木杭である。
【００２４】
請求項１１記載の本発明は、複数本の丸太３……を緊束ワイヤ４……で束ね、それら各丸太３……の隙間を排水路６……としてなるカーボンストック用木杭である。
【００２５】
請求項１２記載の本発明は、所要本数の丸太７……をその長さ方向に接合した重合丸太８……を複数本、緊束ワイヤ４……で束ねるとともに、それら各重合丸太８……の隙間を排水路６……としてなるカーボンストック用木杭である。
【００２６】
請求項１３記載の本発明は、互いに隣接する上記重合丸太８……が、丸太７……の重合部の位置を、長さ方向にずらしている請求項１２記載のカーボンストック用木杭である。
【００２７】
請求項１４記載の本発明は、長さ方向上部の丸太７……を、耐腐植性に優れた材質のものとした請求項１２または１３記載のカーボンストック用木杭である。
【００２８】
請求項１５記載の本発明は、上記各丸太３……または各重合丸太８……の下端を覆うように先鋭のボトムキャップ５，９を取り付けてなる請求項１１，１２，１３または１４記載のカーボンストック用木杭である。
【００２９】
請求項１６記載の本発明は、上記丸太に水または樹脂を吸い込ませる飽和化処理を施してなる請求項６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４または１５記載のカーボンストック用木杭である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、カーボンを地盤中に打設したカーボンストック用木杭に長期的にストックすることにより、大気中のＣＯ２を削減し地球温暖化対策とすることができ、しかも、そのカーボンストック用木杭の打設により早期に過剰間隙水圧を消散させて確実な地盤の改良を行うこともできる。
また、従来利用先のなかった大量の木材を使用することができるので、あわせて植林を進めることにより老齢化した森林を若返らせ、花粉症等の問題をも解消しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
排水手段１……，１’……，１”……，６……を備えたカーボンストック用木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤまたはＥを地盤に打設するカーボンストック方法。
【００３２】
丸太の側面に排水溝１……，１’……，１”……を形成してなるカーボンストック用木杭。
【実施例１】
【００３３】
まず、本発明の実施例１について詳しく説明する。
図８に示したＡは、たとえば直径約２０ｃｍ，長さ約５ｍの丸太の側面に、深さ約３ｃｍの排水手段たる排水溝１……を８本、その軸方向に全長にわたって彫設形成するとともに、その排水溝１……に、必要に応じて砂，スラグ，木くず等のドレーン材を袋状のドレーン材充填ネット２に充填したものを詰めてなる本発明カーボンストック用木杭（以下、単に「木杭」という。）である。
【００３４】
この木杭Ａの直径や全長は適宜変更できる。また、その下端は先鋭にするのが好ましい。これにより地盤に貫入させ易いものとなる。この木杭Ａは間伐材はもちろん主伐材からも製作できるものである。
上記排水溝１……にはドレーン材を充填したドレーン材充填ネット２を詰めてあるので、当該木杭Ａの地盤中への打設時に排水溝１……に土砂が詰まってしまうことが防止される。
【００３５】
なお、ドレーン材はドレーン材充填ネット２に充填することなくそのまま排水溝１……に詰めてもよい。また、排水溝１……にドレーン材を詰めないこととしてもよい。
【００３６】
図９〜１２にそれぞれ示したＢ〜Ｇは、他の本発明木杭の例である。
【００３７】
図９に示した本発明木杭Ｂは、上記本発明木杭Ａとは、排水溝１’……を丸太の側面に螺旋状に彫設形成した点だけを異にするものである。上記木杭Ａのように軸方向の排水溝１……は、のみを用いて彫ろうとすると、丸太が筋に沿って裂けやすい。この点、木杭Ｂは排水溝１’……を、丸太の筋を横切るよう螺旋状に形成してあるので、これを彫る際にも丸太が裂けにくい。
【００３８】
図１０に示した本発明木杭Ｃは、丸太表面にカッターのような鋭利な刃物でその軸方向に深さ数ｃｍ〜５ｃｍ程度のキズをつけるとともに、その丸太を気中に放置することで乾燥収縮させ、広がった上記キズを排水溝１”……としたものである。
上記木杭Ａ，Ｂは排水溝１，１’を彫るのにやや手間が掛かり、木くずが発生してしまうが、この木杭Ｃはその製作が簡単かつ安価に行え、木くずも発生しない。
この木杭Ｃの排水溝１”……にも、上記ドレーン材をドレーン材充填ネット２に充填して、あるいはそのネット２に充填せずそのまま詰めるのが好ましい。ただし、排水溝１”……に何も詰めないこととしてもよい。
【００３９】
図１１に示した本発明木杭Ｄは、下端を先鋭にした３本の丸太３……を緊束ワイヤ４……で束ねるとともに、各丸太３……の下端を覆うように円錐形のボトムキャップ５を取り付けて地盤へ貫入し易くしてあるものである。
この木杭Ｄを構成する３本の丸太３……の隙間は排水手段たる排水路６になっている。木杭Ｄの下端には上記のとおりボトムキャップ５が取り付けられているので、木杭Ｄの打込みによってもその排水路６には土砂が入り込まないようになっている。
【００４０】
上記ボトムキャップは円錐形に限らず先鋭のものであれば角錐形のものでもよい。
上記排水路６には、木杭Ａ〜Ｃと同様にドレーン材を詰めるのが好ましい。これにより、丸太３……同士がしっかりと固定されぐらつきが防止される。
なお、束ねる丸太３……の本数は適宜変更でき、また、各丸太３……の側面には、上記木杭Ａ〜Ｃのように排水溝を彫設形成してもよい。
【００４１】
図１２に示した本発明木杭Ｅは、所要本数の短い丸太７……をその長さ方向に重合した重合丸太８……を７本、その複数箇所において緊束ワイヤ４……で束ねているものである。なお、束ねる重合丸太８……の本数は適宜変更できる。
互いに隣接する重合丸太８……はその丸太７……の重合部の位置を長さ方向にずらしてあるので、上記緊束ワイヤ４により複数箇所で緊束することでしっかりと固定されているが、各丸太７……の上下端に互いに嵌合する凹凸を形成しておくことで、ずれないようにしておくのが好ましい。
【００４２】
各重合丸太８……の間の隙間は排水路６……になっており、ここには、木杭Ａ〜Ｄと同様にドレーン材を詰めるのが好ましい。これにより、重合丸太８……同士がしっかりと固定されることにもなり互いのぐらつきが防止される。
また、各丸太７……の側面に、排水溝を彫設形成しておくのも好ましい。
９は、各重合丸太８の下端を覆うように取り付けられた円錘形のボトムキャップである。
【００４３】
上記ボトムキャップは円錐形に限らず先鋭のものであれば角錐形のものでもよい。
また、上記重合丸太８……の長さ方向上部側の丸太７……としては、腐植しないか、あるいは腐植し難い材質のものを用いるのが好ましい。
このように上部の丸太７……を腐植しないか、あるいは腐植し難い材質のものとすることにより、その部分が地下水位面より上に出た場合の腐植防止を図ることができる。
【００４４】
上記木杭Ｄ，Ｅは、細くて短い間伐材からでも太くて長いものを製作することができるので、これまで有効利用されていなかった間伐材を多量に使うことができる。
【００４５】
本発明カーボンストック方法は、上記の本発明木杭Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，またはＥを多数地盤中に打設してカーボンストックを行うとともに、必要に応じ地盤の改良をも行うものであるが、本実施例は、地下水位の高い軟弱地盤にその木杭Ａを打設し、その地盤上に盛土を造成したものである（図１）。
【００４６】
本発明方法は、多数本の上記木杭Ａ……を、所定の間隔をおいて軟弱地盤１１に打設することにより行う。上記木杭Ａ……は、その全長またはほぼ全長が地下水位以下に位置するよう打設するのが木杭Ａ……の腐植防止のために好ましい。
【００４７】
木杭Ａ……の打設時に生じる過剰間隙水圧は時間の経過とともに消散していくが、その消散時間は排水距離が短いほど早い。圧密理論によれば、消散時間は排水距離の二乗に比例する。上記木杭Ａ……は、排水溝１を備えているので、過剰間隙水圧の早期消散を実現する。
すなわち、単に木材を打設した場合に片面排水を仮定すると軟弱地盤の厚さの二乗の消散時間を要していたものが、（杭間距離／２）２の消散時間になり、圧倒的に消散時間が短くなる（なお、一般的に、軟弱地盤厚さ》（杭間距離／２）２である。）。
【００４８】
地盤は、間隙比が小さいほど沈下量が少なく、せん断抵抗および液状化抵抗が増すが、過剰間隙水圧の消散に伴い、早期に杭間地盤の間隙比が減少するので、これに伴い杭間地盤の沈下が抑制される。
さらに、地盤は拘束圧が増すほどせん断抵抗および液状化抵抗が増すが、木杭の打設により間隙比の減少と同時に、木杭Ａ……間の内部の有効応力の増加により拘束圧が増加し、せん断抵抗および液状化抵抗が増加する。
したがって、打設する木杭Ａ……が、排水溝１……を備えていることにより、早期に地盤が強化改良されることになる。
【００４９】
また、木杭Ａ……の打設により地盤が密になり、水平応力の増加により拘束圧が増加することで地盤と丸太との摩擦応力が増加し、杭間地盤の圧密沈下量が低減する。さらに、地盤の密度増加と拘束圧増加の効果により木杭Ａ……間の地盤の強度が上がることと地盤全体の横方向の剛性が増加し水平方向への抵抗性も増加する。
【００５０】
また、砂やシルトのような地盤に木杭Ａ……を打設した場合には、地盤の液状化に対して以下の効果がある。
すなわち、木杭Ａ……の打設により各木杭Ａ間の地盤密度が増加すること、木杭Ａ……間の水平応力が増加し拘束圧が増加すること、木杭Ａ……打設により地盤全体のせん断剛性が増加することにより地盤の液状化抵抗が増加する。
さらに、木杭Ａ……の排水溝１……は、液状化時の過剰間隙水圧を早期に低減し、地盤の確実な強化に寄与する。
【００５１】
なお、一般的には、地下水位以下に丸太を打設すれば丸太は時間の経過とともに水を含み飽和するが、打設直後や地盤の液状化時等、木杭Ａ……の浮き上がりが懸念される場合がある。
この場合、打設に先立ち、木杭Ａ……を真空チャンバーに入れて一度真空下におき、その後吸水させる飽和化処理を予め行っておくことができる。このとき、水の代わりに樹脂等を含浸させれば飽和化が進むとともに木杭Ａ……の強度も格段に上がる。
また、この飽和化処理は、真空チャンバーを使用することなく、木杭Ａ……の側面を所要の膜で上下端を開口させたストロー状に被覆し、その上端または下端から水または樹脂を吸い込ませることもできる。
この飽和化処理は、上記木杭Ｂ〜Ｅについても、同様に施すことができる。
【００５２】
木杭Ａ……の打設後、その地盤上に盛土１２をする。
上記木杭Ａ……は、その全長またはほぼ全長が地下水位以下に位置するよう打設するのが木杭Ａ……の腐敗防止のために好ましいが、盛土を行う場合には、たとえば、その頭部を軟弱地盤から突出状態にして打設し、その頭部同士を、鉄筋等の可撓性を有する連結部材で網状にしかも連結部材を下方へ撓ませて連結することもできる。
そして、その杭頭部および連結部材をサンドマットで埋め込み、その上に土木用シートを敷設した後に盛土１２を行うことにより、盛土荷重を、軟弱地盤の表層ではなく群杭効果によってその深層に広範囲に作用させることができる。
【００５３】
軟弱地盤に打設された上記木杭Ａ……は、盛土１２の荷重を地盤の深部に伝達することで表層近くの荷重増分を減らし、表層近くの圧密沈下量を低減する。
【００５４】
本発明木杭Ａは間伐材、主伐材のいずれからも製作できるものであるから、従来利用先の見つからなかった木材を積極的に利用することができ、しかも圧倒的に大量に使用可能である。
したがって、老齢化した樹木を大量に使用する一方、植林を進めることで、森林の若返りを促進し、花粉症等の森林問題の解決にも寄与する。
【００５５】
また、地下水位以下に打設された木杭Ａ……は、ほとんど腐植しないので、長期間にわたりカーボンをストックすることができるから、大気中のＣＯ２の削減を進めることになる。
従来、道路，水道，下水道，鉄道，建築，各種開発等を目的とする土木・建設工事は、重機の使用等によりＣＯ２を大量に排出する地球環境に対する負荷が高い産業であるとされ、その環境イメージは低いものであったが、本発明工法は、その実施によりカーボンを大量にストックすることができるものであるから、積極的に施工を推進すれば、結果として、社会基盤整備を行いつつ、同時に、多くのカーボンをストックし地球環境の改善を図ることができるものである。
【００５６】
なお、本発明木杭Ａに代え、上記本発明木杭Ｂ〜Ｅを打設してもよい。
【実施例２】
【００５７】
本実施例は、本発明木杭を地下水位の高い軟弱地盤に打設してカーボンストックを行うとともに、地盤を改良し、地表にグラウンド，駐車場，公園等を造成したものである（図２）。
【００５８】
グラウンド，駐車場，公園等は、地盤にかかる荷重がほとんど無いため、設計をほとんど必要としないが、地盤が軟弱な場合には不同沈下が生じ、地表面の平坦性が失われることが多い。
このような場合に本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を、所定の間隔をおいて軟弱地盤２１に打設することにより、カーボンストックを行うことができる。また、打設する木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……は排水手段を備えているから早期に地盤を強化することができる。
なお、２２は排水溝である。
【実施例３】
【００５９】
本実施例は、本発明木杭を軟弱地盤に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良し、かつその木杭を構造物基礎として利用した例である（図３）。
【００６０】
近年、腐植のおそれから、木材の建築基礎への適用はほとんど行われていないが、上記のとおり本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を地下水位以下に打設すれば、腐植はほとんど進行しない。
そこで、必要に応じて杭頭処理や基礎底盤の引き下げ等により本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を軟弱地盤３１中に地下水位以下にして打設することでカーボンストックを行いつつ、これを戸建て住宅（図３(a)）や工場・低層ビル（図３(b)）の基礎とすることができる。
【実施例４】
【００６１】
本実施例は、本発明木杭を構造物周辺地盤へ打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図４）。
【００６２】
軟弱地盤上の構造物４１は、一般的にＨＰＣ杭等の杭基礎４２……で支えられる場合が多いので、その構造物４１自体の沈下量は極めて小さい。
しかし、その構造物４１の周辺地盤は、無対策の場合が多いため地盤沈下が発生し構造部４１の一階部分と周辺の地表面との間に段差が生じてしまう場合が多い。
このようなとき、段差を縮めるために周辺地盤の表面舗装４３の舗装厚を増したり盛土したりすることが行われるが、これによってさらに沈下が進むので、イタチごっこになってしまう。バリヤフリーの構造物でも、このような入り口での段差が問題となっている。
【００６３】
そこで、これを解決するために、構造物４１の周辺地盤の上記構造物４１側には、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を軟弱地盤４４を貫通させて比較的硬い支持層４５まで届くよう打設し、構造物４１から離れるほど木杭Ａ……の長さを徐々に短くなるように打設する。
このように、本発明木杭は支持杭とすることも摩擦杭とすることも可能である。
これにより、地盤表面の沈下量は構造物から離れるほど徐々に多くなるので、段差の問題が解消されるとともに、カーボンストックを行うことができる。
一般のコンクリート杭や鋼製の杭を使用する場合は、長さの異なる杭を製作するのは手間が掛かるが、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……であれば、現場にて容易に切断して長さ調整が可能である。
【実施例５】
【００６４】
本実施例は、本発明木杭を、水路５１の下方地盤に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図５）。
【００６５】
水路や管路等の線状構造物は勾配を確保することが重要であるが、下水管等では、地震時の液状化や軟弱地盤の影響で勾配が変化してしまう被害がよく生じる。
この勾配の変化を防止するために水路，管路等の下方地盤に本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を打設するとよい。
【００６６】
図示したものは、地盤５２に本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を打設し、その上に貧配合混合土を埋め戻した埋戻し層５３を形成しそこに水路５１を形成しているものであるが、この水路５１の底部に下方地盤５２に連通するドレーン５４……を設けて該下方地盤５２へ水を供給するようにすれば、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……の腐植の進行を遅らせ、長期間にわたりカーボンをストックしておくことができる。
また、このような線状構造物が構築される地盤は、線状であるがゆえに地盤内の地層が変化に富む場合が多いが、木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……はその地層に応じて切断して適宜長さを調整しながら打設することができる。
【実施例６】
【００６７】
本実施例は、本発明木杭を埋め立て地に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図６）。
【００６８】
海洋や湖沼等の埋め立て地は、軟弱地盤に土砂を埋め立てるのでその後大きな沈下が生じる場合が多い。この対策として一般にサンドレーンやサンドコンパクション、またセメント等により地盤を固化する深層混合処理工法等がある。サンドドレーン等は山地を削り砂を確保する必要があるのに対して本実施例の工法によれば、排水のための排水溝１……を有する本発明木杭Ａ……（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を使用するから、サンドドレーン等と同等の効果を得ながら、環境上の効果が高い。
図６において、６１は更新統、６２は砂層、６３は粘土層、６４は砂層、６５は埋土層、６６は固化改良層であり、本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……は、上記埋土層６５より更新統６１に達するように打設されている。
その木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……は、完全に水中に打設されることになるから腐朽のおそれがないのでカーボンを長期にストックできることになる。
【実施例７】
【００６９】
本実施例は、本発明木杭を海底軟弱地盤の浚渫法面に打設してカーボンストックを行うとともに地盤を改良した例である（図７）。
【００７０】
航路確保のための浚渫法面７１は、浚渫作業のみによって造成されるのでその勾配は緩く、また、海底地盤７２は砂やシルト等で形成されている場合が多く液状化しやすいものであることが多い。
このような地盤は、地震の後液状化し平坦になろうとするので航路の水深が確保できなくなる可能性が考えられる。
そこで、本実施例はカーボンをストックするとともに浚渫法面７１を安定化するために、そこに本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……を打設したものである。
本発明木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……の打設により浚渫法面７１が安定化し、斜面勾配を急にすることも可能になる。
また、液状化しやすい地盤では、木杭Ａ（またはＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）……の打設により液状化抵抗を増すことができ、地震によって航路が確保できなくなることを防止できる。
【００７１】
上記各実施例で示した以外にも、本発明木杭は、護岸や突堤基礎の地盤への打設、あるいは、河川堤防、スーパー堤防の地盤への打設等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明カーボンストック方法により改良した地盤に盛土を造成した実施例１の断面図である。
【図２】本発明カーボンストック方法により改良した地盤にグラウンド，駐車場，公園等を造成した実施例２の断面図である。
【図３】本発明カーボンストック方法により地盤を改良しかつ構造物基礎を構築した実施例３の断面図である。
【図４】本発明カーボンストック方法により構造物周辺地盤を改良した実施例４の断面図である。
【図５】本発明カーボンストック方法により水路・管路等の線状構造物の下方地盤を改良した実施例５の断面図である。
【図６】本発明カーボンストック方法により海洋や湖沼等の埋め立て地の地盤を改良した実施例６の断面図である。
【図７】本発明カーボンストック方法により浚渫斜面の地盤を改良した実施例７の断面図である。
【図８】本発明カーボンストック用木杭の第１の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図９】本発明カーボンストック用木杭の第２の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図１０】本発明カーボンストック用木杭の第３の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図１１】本発明カーボンストック用木杭の第４の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図１２】本発明カーボンストック用木杭の第５の例を示し、(a)は平面図、(b)は斜視図、(c)は(a)の部分拡大図である。
【図１３】樹木伐採と植林とを繰り返し継続することによるカーボンストック量の増加を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
Ａ〜Ｅ カーボンストック用木杭
１，１’，１” 排水溝
２ ドレーン材充填ネット
３，７ 丸太
４ 緊束ワイヤ
５，９ ボトムキャップ
６ 排水路
８ 重合丸太
１１，２１，３１，４４ 軟弱地盤
１２ 盛土
２２ 排水溝
４１ 構造物
４２ 杭基礎
４３ 表面舗装
４５ 支持層
５１ 水路
５３ 埋戻し層
５４ ドレーン
６１ 更新統
６２，６４ 砂層
６３ 粘土層
６５ 埋土層
６６ 固化改良層
７１ 浚渫法面
７２ 海底地盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水手段（１……，１’……，１”……，６……）を備えたカーボンストック用木杭（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を地盤に打設することを特徴とするカーボンストック方法。
【請求項２】
上記カーボンストック用木杭（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を、地下水位以下に位置するように打設することを特徴とする請求項１記載のカーボンストック方法。
【請求項３】
上記カーボンストック用木杭（Ａ，Ｂ，Ｃ）が、丸太の側面に排水溝（１……，１’……，１”……）を形成してなることを特徴とする請求項１または２記載のカーボンストック方法。
【請求項４】
上記カーボンストック用木杭（Ｄ）が、複数本の丸太（３……）を緊束ワイヤ（４……）で束ねてなることを特徴とするカーボンストック方法。
【請求項５】
上記カーボンストック用木杭（Ｅ）が、所要本数の丸太（７……）をその長さ方向に重合した重合丸太（８……）を複数本、緊束ワイヤ（４……）で束ねてなることを特徴とするカーボンストック方法。
【請求項６】
丸太の側面に排水溝（１……，１’……，１”……）を形成してなることを特徴とするカーボンストック用木杭。
【請求項７】
上記排水溝（１……）が、当該丸太の軸方向に彫設形成されていることを特徴とする請求項６記載のカーボンストック用木杭。
【請求項８】
上記排水溝（１’……）が、螺旋状に彫設形成されていることを特徴とする請求項６記載のカーボンストック用木杭。
【請求項９】
上記排水溝（１”……）を、当該丸太の軸方向にキズをつけるとともに、その丸太を気中に放置し乾燥収縮させることで形成したことを特徴とする請求項６記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１０】
上記排水溝（１……，１’……，１”……）にドレーン材を詰めてなることを特徴とする請求項６，７，８または９記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１１】
複数本の丸太（３……）を緊束ワイヤ（４……）で束ね、それら各丸太（３……）の隙間を排水路（６……）としてなることを特徴とするカーボンストック用木杭。
【請求項１２】
所要本数の丸太（７……）をその長さ方向に重合した重合丸太（８……）を複数本、緊束ワイヤ（４……）で束ねるとともに、それら各重合丸太（８……）の隙間を排水路（６……）としてなることを特徴とするカーボンストック用木杭。
【請求項１３】
互いに隣接する上記重合丸太（８……）が、丸太（７……）の重合部の位置を、長さ方向にずらしていることを特徴とする請求項１２記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１４】
長さ方向上部の丸太（７……）を、耐腐植性に優れた材質のものとしたことを特徴とする請求項１２または１３記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１５】
上記各丸太（３……）または各重合丸太（８……）の下端を覆うように先鋭のボトムキャップ（５，９）を取り付けてなることを特徴とする請求項１１，１２，１３または１４記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１６】
上記丸太に水または樹脂を吸い込ませる飽和化処理を施してなることを特徴とする請求項６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４または１５記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１】
排水手段（１……，１’……，１”……，６……）を備えたカーボンストック用木杭（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を地盤に打設することを特徴とするカーボンストック方法。
【請求項２】
上記カーボンストック用木杭（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を、地下水位以下に位置するように打設することを特徴とする請求項１記載のカーボンストック方法。
【請求項３】
上記カーボンストック用木杭（Ａ，Ｂ，Ｃ）が、丸太の側面に排水溝（１……，１’……，１”……）を形成してなることを特徴とする請求項１または２記載のカーボンストック方法。
【請求項４】
上記カーボンストック用木杭（Ｄ）が、複数本の丸太（３……）を緊束ワイヤ（４……）で束ねてなることを特徴とするカーボンストック方法。
【請求項５】
上記カーボンストック用木杭（Ｅ）が、所要本数の丸太（７……）をその長さ方向に重合した重合丸太（８……）を複数本、緊束ワイヤ（４……）で束ねてなることを特徴とするカーボンストック方法。
【請求項６】
丸太の側面に排水溝（１……，１’……，１”……）を形成してなることを特徴とするカーボンストック用木杭。
【請求項７】
上記排水溝（１……）が、当該丸太の軸方向に彫設形成されていることを特徴とする請求項６記載のカーボンストック用木杭。
【請求項８】
上記排水溝（１’……）が、螺旋状に彫設形成されていることを特徴とする請求項６記載のカーボンストック用木杭。
【請求項９】
上記排水溝（１”……）を、当該丸太の軸方向にキズをつけるとともに、その丸太を気中に放置し乾燥収縮させることで形成したことを特徴とする請求項６記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１０】
上記排水溝（１……，１’……，１”……）にドレーン材を詰めてなることを特徴とする請求項６，７，８または９記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１１】
複数本の丸太（３……）を緊束ワイヤ（４……）で束ね、それら各丸太（３……）の隙間を排水路（６……）としてなることを特徴とするカーボンストック用木杭。
【請求項１２】
所要本数の丸太（７……）をその長さ方向に重合した重合丸太（８……）を複数本、緊束ワイヤ（４……）で束ねるとともに、それら各重合丸太（８……）の隙間を排水路（６……）としてなることを特徴とするカーボンストック用木杭。
【請求項１３】
互いに隣接する上記重合丸太（８……）が、丸太（７……）の重合部の位置を、長さ方向にずらしていることを特徴とする請求項１２記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１４】
長さ方向上部の丸太（７……）を、耐腐植性に優れた材質のものとしたことを特徴とする請求項１２または１３記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１５】
上記各丸太（３……）または各重合丸太（８……）の下端を覆うように先鋭のボトムキャップ（５，９）を取り付けてなることを特徴とする請求項１１，１２，１３または１４記載のカーボンストック用木杭。
【請求項１６】
上記丸太に水または樹脂を吸い込ませる飽和化処理を施してなることを特徴とする請求項６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４または１５記載のカーボンストック用木杭。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２０５０６８（Ｐ２００７−２０５０６８Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６４４８（Ｐ２００６−２６４４８）
【出願日】平成１８年２月３日（２００６．２．３）
【出願人】（０００２３５５４３）飛島建設株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月３日（２００６．２．３）
【出願人】（０００２３５５４３）飛島建設株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
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