説明

ドレーン装置、地盤改良装置、及び、地盤改良方法

【課題】 地盤改良後に残置されたドレーン材の不透気部が造成作業の障害にならず、経済的な軟弱地盤の改良方法に用いられるドレーン装置を提供する。
【解決手段】 不透水性材料により中空部を有するように形成され、軟弱地盤100の地表面から所定の長さを残し軟弱地盤100に打設される不透水部材11と、透水性材料により中空部を有するように形成され、軟弱地盤100中の所定の深度に打設される透水部材12と、不透水部材11及び透水部材12のそれぞれの中空部を連通させ、各部材11、12を着脱自在に連結する連結部材13とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地盤を軟弱化させている地盤中に含まれる水分等を排出し、軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン装置、及び、このドレーン装置を用いた地盤改良方法に関する。
【背景技術】
【0002】
軟弱地盤中の水分や空気を排出することにより軟弱地盤を硬質地盤に改良する軟弱地盤の改良方法として、大気圧工法が知られている。この大気圧工法は、軟弱地盤中に鉛直ドレーン材を打設し、この軟弱地盤を密封シートで覆い、鉛直ドレーン材を介して地盤中の水分等を抜き取って地盤の圧密を促進する真空圧密による軟弱地盤改良工法である。
【0003】
この大気圧工法は、軟弱地盤を圧密するために真空状態を作り出す必要があり、そのために軟弱地盤上を密封シートで覆わなければならない。そのため、この大気圧工法は、作業効率が悪い上に、経済的ではなかった。
【0004】
そこで、密封シートを用いない真空圧密による軟弱地盤改良工法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に示す真空圧密による軟弱地盤改良工法は、密封シートを用いる代わりに、上端に端部より一定長さ分だけ、内部は通水性を有し、周面からの通気を遮断させた不透気部が設けられたドレーン材を用いることについて記載されている。
【0005】
ところで、特許文献1に示すような工法は、地盤改良後、不透気部を有するドレーン材が地盤に残置される。特に、比較的深度の浅い地盤中の表層部に打設され残置される不透気部は、その後の土地造成に伴う掘削作業において、廃棄処分が必要などの理由により障害となっていた。また、このようなドレーン材は、使い捨てタイプとして用いられ、材料費がかかるなど、経済的ではなかった。
【0006】
【特許文献1】特開2001−226951号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、軟弱地盤の地盤改良後に、宅地造成などとして土地利用を行う際に、残置されたドレーン材の不透気部が造成作業の障害にならず経済的な、軟弱地盤の改良方法に用いられるドレーン装置、軟弱地盤改良装置、及び、軟弱地盤改良方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述の課題を解決するために、本発明に係るドレーン装置は、地盤中の水分を排出して地盤改良を行う地盤改良方法に用いられるドレーン装置において、不透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤の地表面から所定の長さを残し上記地盤に打設される不透水部材と、透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤中の所定の深度に打設される透水部材と、上記不透水部材及び透水部材のそれぞれの中空部を連通させ、各部材を着脱自在に連結する連結部材とを備える。
【0009】
また、本発明に係る軟弱地盤改良装置は、地盤中の水分を排出して地盤改良を行う地盤改良装置において、不透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤の地表面から所定の長さを残し上記地盤に打設される不透水部材と、透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤中の所定の深度に打設される透水部材と、上記不透水部材及び透水部材のそれぞれの中空部を連通させ、各部材を着脱自在に連結する連結部とを備える少なくとも1つのドレーン手段と、上記ドレーン手段の不透水部材と連結される減圧手段とを備える。
【0010】
さらに、本発明に係る軟弱地盤改良方法は、地盤中の水分を排出して地盤改良を行う地盤改良方法において、不透水性材料により中空部を有するように形成された不透水部材と、透水性材料により中空部を有するように形成された透水性部材とが、それぞれの中空部を着脱自在に連通させる連結部によって連結されたドレーン手段を、該不透水部材の上端部が地表面に残こるように上記地盤中に打設し、上記ドレーン手段の不透水部材の上端部と減圧手段とを連結し、上記減圧手段により、上記ドレーン手段の中空部を減圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明は、地盤改良が完了した際に、地表面から臨まされている不透水部材を用いて、連結部材13と不透水部材又は透水部材12との連結を解除することができ、容易に不透水部材11を地盤中から回収することができる。そのため、表層部に不透水部材が残置されず、地盤改良後の土地造成において、廃棄物がなく、将来の掘削作業の妨げにならず、作業効率の向上が図れる。さらに、不透水部材が回収されるので、再利用ができコスト削減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明に係る地盤改良装置及びこの地盤改良装置に用いられるドレーン装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
地盤改良装置1に用いられるドレーン装置10は、図1に示すように、不透水性材料により中空部を有するように形成された不透水部材11と、透水性材料により中空部を有するように形成された透水部材12と、不透水部材11と透水部材12とを連結する連結部材13とから構成されている。ドレーン装置10は、軟弱地盤100中に所定の深さに打設された透水部材12の上端部12aと連結部材13を介して不透水部材11の下端部11bと連結され、この不透水部材11の上端部11aが軟弱地盤100の地表面から臨まされるように配置される。ドレーン装置10は、軟弱地盤100中の水分を排出することにより軟弱地盤の改良を行なうために、当該軟弱地盤100に略鉛直に配置される装置である。ドレーン装置10は、複数本が例えば1m間隔に軟弱地盤100に配置され、それぞれの不透水部材11の上端部11aが後述する集水管14及び排水管15を介して接続された減圧手段により、軟弱地盤100中の水分を排出する。
【0014】
不透水部材11は、塩化ビニルなどの不透水材料により円環状に形成された部材である。不透水部材11は、下端部11bが軟弱地盤100の地表面から所定の深度に位置し、上端部11aが地表面から所定の長さ臨まれるように配置される。不透水部材11は、上端部11aが集水管14と連結され、下端部11bが連結部材13と連結される。また、不透水部材11は、上端部11a近傍が内部の中空部を視認でき、排水状態が確認することができる透明な材料により形成される。
【0015】
透水部材12は、図2に示すように、ある程度の可撓性と形状保持性を有する芯材16と、芯材16を覆う透水性材料からなるフィルタ17とから構成されている。透水部材12は、断面が略矩形で、フィルタ17と芯材16との隙間により形成される中空部18を流入した水分が通水される。また、透水部材12には、上端部12aに連結部材13と連結するためのアダプタ部19(図3参照)が設けられている。
【0016】
透水部材12の芯材16は、長手方向に多数の溝を有し、その溝が軟弱地盤中の水分の通水路となる。芯材16は、運搬等の利便性を考慮してある程度の可撓性を有するとともに、軟弱地盤100への打設後において十分な通水路を確保するための形状保持性を有する、例えばプラスチック等の樹脂材料から形成される。芯材16は、例えば、塩化ビニル、ポリエチレンなどの材料から形成される。
【0017】
なお、芯材16は、上述に限らず、運搬等の利便性を考慮した可撓性と通水路となる中空部18が確保できる形状保持性を有するものであれば、いかなる材質、形状からなるものであってもよい。また、芯材16は、上述に限らず、生分解性の樹脂材料で形成することにより、環境へ配慮したものとすることができる。
【0018】
透水部材12のフィルタ17は、透水性を有する材料から形成され、芯材16の外周を中空部18を残して覆うように形成されている。フィルタ17は、例えば、ポリエステル製の不織布から形成され、軟弱地盤100中の水分を中空部18に透過させ、透過した水分を減圧手段により排出する。
【0019】
透水部材12の上端部12aに設けられたアダプタ部19は、図3に示すように、円環状部材から形成され、その外周部に連結部材13と螺合するための雄ネジ部19aが形成されている。アダプタ部19は、その下端部においてフィルタ17が接合されている。
【0020】
連結部材13は、図1及び図3に示すように、透水部材12と不透水部材11とを連結させる部材である。連結部材13は、具体的には、下端部13bにおいて、透水部材12の上端部12aのアダプタ部19と螺合され、上端部13aにおいて、不透水部材11の下端部11bと嵌合されることにより、両部材11、12を連結する。連結部材13は、円環状部材から形成され、内周部に透水部材12のアダプタ部19と螺合される雌ネジ部13cが設けられている。連結部材13は、その上端部13aにおいて不透水部材11が嵌合されており、この不透水部材11を回転させることにより、透水部材12のアダプタ部19の雄ネジ部19aと連結部材13の雌ネジ部13cとの螺合を取り外すことができる。
【0021】
なお、連結部材13は、上述のように、透水部材12とが螺合されることに限らず、例えば、不透水部材11を操作することにより、連結部材13と透水部材12との結合を外すことができるものであればよく、いかなる構成を有するものであってもよい。また、連結部材13は、例えば、単に不透水部材11と透水部材12とを粘着部材等により、連結させるような構成であってもよい。さらに、不透水部材11と透水部材12とが嵌め合わされて連結され、その嵌め合いが不透水部材11を操作することで連結を解除することができるが、打設後の透水部材12が軟弱地盤100から抜けない程度に嵌め合わされるような構成としてもよい。
【0022】
また、連結部材13は、不透水部材11と別体の構成について説明したが、これに限らず、例えば、不透水部材11と連結部材13とを一体に形成し、連結部材13と透水部材12とが嵌合するような構成としてもよい。
【0023】
このようなドレーン装置10は、公知の打設装置を使用して軟弱地盤100に所定の間隔を設けて鉛直に打設される。
【0024】
以上のような構成を有するドレーン装置10は、軟弱地盤100に打設され、地盤改良が完了した際に、地表面から臨まされている不透水部材11の上端部11aを回転させることにより、連結部材13と透水部材12との連結を解除することができ、容易に連結部材13及び不透水部材11を地盤中から回収することができる。ドレーン装置10は、改良後の地盤に不透水部材ごと残置されていた従来のドレーン装置と比較して、不透水部材と透水部材とが着脱自在となっており、地盤改良が完了した地盤中から、不透水部材11を容易に回収することができる。したがって、地盤改良後の土地造成において、廃棄物がなく、将来の掘削作業の妨げにならず、作業効率の向上が図れる。さらに、不透水部材及び連結部材は回収されるので、再利用ができコスト削減が図れる。
【0025】
次に、上述のようなドレーン装置10を用いた地盤改良装置1について説明する。地盤改良装置1は、上述のドレーン装置10と、ドレーン装置10の不透水部材11と連結される減圧手段20とを備える。地盤改良装置1は、図4に示すように、軟弱地盤100の所定箇所に打設された複数本のドレーン装置10と、集水管14と排水管15とを介して、減圧手段20と連結され、地盤中の水分を排出する。地盤改良装置1は、図5に示すように、例えば、4本のドレーン装置10を複数個のT型継手21を組み合わせることにより、地盤中の水分を集水管14に排水する。集水管14に流入した水分は、集水管14と連結された排水管15へ流入し、排水管15を通り排水される。地盤改良装置1は、集水管14と、排水管15との連結箇所において、バルブ22が設けられ、排水箇所の制御ができるようになっている。地盤改良装置1は、例えば、図4中の斜線で囲まれた土地Aにおいてすでに地盤改良が完了しこれ以上の地盤改良を行なわないと所望する場合には、その土地Aに係るバルブ22を閉塞することにより、土地Aの排水が行なわれない。
【0026】
なお、地盤改良装置1は、図4に示すような減圧手段20が1箇所しか設けられていない構成に限らず、集水管14及び排水管15を組み合わせ減圧手段20を複数設け、地盤改良を行なうようにしてもよい。
【0027】
以上のような構成を有する地盤改良装置1は、所定箇所に複数本打設されたドレーン装置10が、減圧手段20と連結され、地盤中の水分の排出を行なうことができる。また、地盤改良装置1は、地盤改良後に容易にドレーン装置の連結部材13及び不透水部材11を地盤中から回収することができ、従来残置されていた不透水部材を回収することができる。したがって、地盤改良後の土地造成において、廃棄物がなく、将来の掘削作業の妨げとならず、作業効率の向上が図れる。また、不透水部材及び連結部材が回収されるので、再利用ができコスト削減が図れる。
【0028】
さらに、地盤改良装置1は、ドレーン装置10の不透水部材11の上端部11a近傍、すなわち、地表面に臨まされた部分が透明部材により形成されており、減圧手段20による排水状況が内部の通水状態を視認することにより確認できる。
【0029】
次に、ドレーン装置10の軟弱地盤への打設作業及び地盤改良装置1の設置について、図6を用いて説明をする。まず最初に、ドレーン装置10は、公知の打ち込み装置を使用して軟弱地盤100に所定の間隔を設けて鉛直に打設される。
【0030】
まず、ステップS1において、透水部材12を所定の打ち込み長さに切断し、ドラム状のリールに巻きつけるとともに、透水部材12の上端部12aとなる一方の端部に連結部材13及び不透水部材11を連結させ、小分けにしたドレーン装置を用意する。この作業は、予め工場において実施するものでもよく、又は、施工現場において行なうようにしてもよい。
【0031】
次に、小分けされたドレーン装置を打設装置にセットし、所定位置に打設する(ステップS2、S3)。次に、ステップS4において、打設されたドレーン装置10の打設のために形成した穴の埋め戻しを行なうことにより打設を完了する。最後に、ステップS5において、打設されたドレーン装置10の不透水部材11の上端部11aと集水管14とが連結され、集水管14と連結された排水管15、減圧手段20等により、地盤改良装置1の設置を完了する。
【0032】
以上のように設置されるドレーン装置10及び地盤改良装置1は、バルブ21を設けたことや、不透水部材11の内部を視認することができるようにしたことにより、効率よく地盤改良が行なえるとともに、従来は地盤改良後は残置されていた不透水部材11を回収することができる。したがって、軟弱地盤の地盤改良後に、宅地造成などとして土地利用を行う際に、残置されたドレーン材の不透気部が造成作業の障害にならず経済的である。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】ドレーン装置の概略を示した断面図である。
【図2】透水部材の断面構造を示した斜視図である。
【図3】(A)は、ドレーン装置の連結部材の斜視図であり、(B)は、連結部材の断面図である。
【図4】軟弱地盤中に地盤改良装置を設置した様子を示した平面図である。
【図5】集水管と連結されたドレーン装置を示した要部拡大斜視図である。
【図6】ドレーン装置の打設作業及び地盤改良装置の設置作業を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【0034】
1 地盤改良装置、10 ドレーン装置、11 不透水部材、12 透水部材、13 連結部材、13a 上端部、13b 下端部、13c 雌ネジ部、14 集水管、15 排水管、16 芯材、17 フィルタ、18 中空部、19 アダプタ部、19a 雄ネジ部、20 減圧手段、21 T型継手、22 バルブ、100 軟弱地盤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤中の水分を排出して地盤改良を行う地盤改良方法に用いられるドレーン装置において、
不透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤の地表面から所定の長さを残し上記地盤に打設される不透水部材と、
透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤中の所定の深度に打設される透水部材と、
上記不透水部材及び透水部材のそれぞれの中空部を連通させ、各部材を着脱自在に連結する連結部材とを備えるドレーン装置。
【請求項2】
上記不透水部材は、該不透水部材の中空部を視認することができる不透水性材料から形成されていることを特徴とする請求項1記載のドレーン装置。
【請求項3】
地盤中の水分を排出して地盤改良を行う地盤改良装置において、
不透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤の地表面から所定の長さを残し上記地盤に打設される不透水部材と、透水性材料により中空部を有するように形成され、上記地盤中の所定の深度に打設される透水部材と、上記不透水部材及び透水部材のそれぞれの中空部を連通させ、各部材を着脱自在に連結する連結部とを備える少なくとも1つのドレーン手段と、
上記ドレーン手段の不透水部材と連結される減圧手段とを備える地盤改良装置。
【請求項4】
複数の上記ドレーン手段が設けられ、該ドレーン手段の各々が上記減圧手段との連結を制御するバルブを介して上記減圧手段と連結されることを特徴とする請求項3記載の地盤改良装置。
【請求項5】
地盤中の水分を排出して地盤改良を行う地盤改良方法において、
不透水性材料により中空部を有するように形成された不透水部材と、透水性材料により中空部を有するように形成された透水性部材とが、それぞれの中空部を連通させる着脱自在の連結部によって連結されたドレーン手段を、該不透水部材の上端部が地表面に残こるように上記地盤中に打設し、
上記ドレーン手段の不透水部材の上端部と減圧手段とを連結し、
上記減圧手段により、上記ドレーン手段の中空部を減圧することを
特徴とする地盤改良方法。
【請求項6】
複数の上記ドレーン手段を所定の間隔を空けて上記地盤中に打設し、該ドレーン手段の各々が上記減圧手段と連結され、それぞれのドレーン手段の中空部を減圧することを
特徴とする請求項5記載の地盤改良方法。
【請求項7】
上記ドレーン手段が上記減圧手段との連結を制御するバルブを介して上記減圧手段と連結され、上記バルブの開閉を制御し、上記地盤の排水位置を調整することを特徴とする請求項6記載の地盤改良方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−2237(P2008−2237A)
【公開日】平成20年1月10日(2008.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−175523(P2006−175523)
【出願日】平成18年6月26日(2006.6.26)
【出願人】(000219406)東亜建設工業株式会社 (177)
【出願人】(303056368)東急建設株式会社 (225)
【出願人】(390001993)みらい建設工業株式会社 (26)
【出願人】(000182030)若築建設株式会社 (39)
【出願人】(502080047)キャドテック株式会社 (10)
【出願人】(000109233)チカミミルテック株式会社 (19)
【Fターム(参考)】