繊維混入改良体
【課題】機械的強度の高い地盤改良体及び地盤改良柱列壁を提供する。
【解決手段】繊維混入改良体１０は、図示しない構造物の直下地盤に地盤改良して構築された地盤改良構造体１３であり、地盤改良構造体１３は格子状に形成された地盤改良柱列壁１４を有している。地盤改良柱列壁１４は、地盤改良体１２の隣接する外周面同士をラップさせ、連続した壁状に構築され、構造物を支持している。地盤改良体１２は、オーガで地盤を掘削し、掘削された原地盤とセメントミルクを攪拌混合して円柱状に構築される。地盤改良柱列壁１４は、交差部２４で交差している。交差部２４は、交差中心の地盤改良体１２と、交差中心の地盤改良体１２と隣接する地盤改良体１２とで構成され、交差部２４の地盤改良体１２には、補強用の繊維２２が混入されている。
【解決手段】繊維混入改良体１０は、図示しない構造物の直下地盤に地盤改良して構築された地盤改良構造体１３であり、地盤改良構造体１３は格子状に形成された地盤改良柱列壁１４を有している。地盤改良柱列壁１４は、地盤改良体１２の隣接する外周面同士をラップさせ、連続した壁状に構築され、構造物を支持している。地盤改良体１２は、オーガで地盤を掘削し、掘削された原地盤とセメントミルクを攪拌混合して円柱状に構築される。地盤改良柱列壁１４は、交差部２４で交差している。交差部２４は、交差中心の地盤改良体１２と、交差中心の地盤改良体１２と隣接する地盤改良体１２とで構成され、交差部２４の地盤改良体１２には、補強用の繊維２２が混入されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良体に繊維を混入させた繊維混入改良体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状化が予測される地盤に構造物を構築する場合には、一般的に、構造物を支持する杭が基礎直下に建て込まれ、直下地盤の液状化を防止する地盤改良柱列壁が、隣接する地盤改良体の外周面同士をラップさせて、平面視が格子状に構築されている。ここに、地盤改良体は、原地盤の土壌とセメントミルクを攪拌、混合して構築される。このため、靭性が低く、水平方向の変形に十分な追従ができないという特性を有しており、構造物の鉛直荷重や地震時に発生する水平力は、すべて杭が負担するよう設計されていた。この結果、杭のコストアッップを招来していた。
【０００３】
そこで、地盤改良柱列壁の機械的強度を外部からの補強で高め、水平方向の変形を抑制し、地盤改良柱列壁にも水平力を負担させ、杭の負担を軽減させる技術が開示されている（特許文献１）。
即ち、特許文献１は、格子状とされた地盤改良柱列壁の交差部の周囲に、補強用の地盤改良体を構築し、地盤改良体の構築本数を増すことで、地盤改良柱列壁としての強度を高くしている。更に、地盤改良柱列壁と構造物の接合部を、固定部における接触面積の広い接合部材であるかご筋等を用いて固定している。これにより、固定部における応力集中を避け、水平力を、構造物から地盤改良柱列壁に伝達させている。
【０００４】
しかし、地盤改良体の構築本数を増すのは、地盤改良体の施工コストの上昇を招く。更に、地盤改良柱列壁の広い範囲に接合部材を配置して結合するのは、作業が大掛かりとなり、施工コストの上昇を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２００３８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事実に鑑み靭性の高い地盤改良体及び地盤改良柱列壁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】
【０００７】
請求項１に記載の発明に係る繊維混入改良体は、構造物の直下地盤を地盤改良し前記構造物を支持する地盤改良構造体と、前記構造物の荷重を受ける前記地盤改良構造体の内部に混入された補強用の繊維と、を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、補強用の繊維が、構造物を支持し構造物の荷重を受ける地盤改良構造体の内部に混入されている。この結果、混入された繊維が地盤改良構造体の変形を抑制するよう作用して、水平方向の変形に追従可能な特性が付加される。即ち、地盤改良構造体の靭性が増大される。これにより、繊維混入改良体に構造物を支持させることができる。更に、例えば、地盤改良構造体の構築量を少なくすることができる。また、地盤改良構造体の靭性が増大した結果、接合部材を使用して地盤改良構造体と構造物を接合した場合において、接合部に応力が集中しても、接合部材が応力を伝達することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の繊維混入改良体において、前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の外周面をラップさせ平面視が格子状とされた地盤改良柱列壁であり、前記地盤改良柱列壁の交差部には、前記繊維が混入されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、地盤改良柱列壁は、柱状に構築された地盤改良体の外周面同士をラップさせ、平面視が格子状に構築されている。このとき、地盤改良柱列壁の交差部に繊維が混入されている。
即ち、地盤改良柱列壁に水平力が作用したとき、交差部に応力が集中する。このため、交差部に高い強度が要求される。繊維で交差部の地盤改良柱列体を補強することにより、地盤改良体の構築本数を増やさずに、交差部の靭性を高め、結果的に地盤改良柱列壁の強度を高くすることができる。
また、靭性を高めた交差部に構造物の鉛直荷重を負担させることができる。これにより、杭の負担を軽減できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の繊維混入改良体において、前記交差部は、前記地盤改良柱列壁が交差する位置の前記地盤改良体である交差位置改良体、前記交差位置改良体と隣接する複数個の地盤改良体である隣接改良体、又は前記交差位置改良体と前記隣接改良体の両方を含む交差隣接改良体であることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、交差部には、地盤改良柱列壁が交差する位置に構築された地盤改良体である交差位置改良体と、交差位置改良体と隣接する複数個の地盤改良体である隣接改良体と、交差位置改良体と隣接改良体の両方を含む交差隣接改良体の全てが含まれる。これにより、要求される強度に対応して交差部を補強することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の繊維混入改良体において、交差位置改良体の位置には杭が建て込まれていることを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、杭が地盤改良柱列壁の交差位置改良体の位置に建て込まれている。これにより、杭の周囲の液状化が防止され、継続して構造物を支持することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の繊維混入改良体において、前記杭は地盤改良体で構築されていることを特徴としている。
杭を、繊維で補強された繊維混入改良体で構築することにより、例えば、従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭の施工コストを低減することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の繊維混入改良体において、前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の杭であり、前記杭の内部には前記繊維が混入されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、杭が繊維で補強された地盤改良体で構築されている。これにより、例えば従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭の施工コストを低減することができる。また、地盤が軟弱地盤でない場合においても、地盤改良体で構築された杭で、構造物の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
なお、繊維は、例えば、杭上部の構造物との接合部にのみ、若しくは構造物の変位により大きく曲げモーメントを受ける杭上部にのみ混入させてもよい。補強が必要な範囲のみ補強することで、繊維の混入量を減らすことができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の繊維混入改良体において、前記杭が斜めに構築された斜め杭であることを特徴としている。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、斜め杭が、繊維で補強された地盤改良体で斜めに構築されている。これにより、構造物を支持し水平力に対して効果的に抵抗できる。また、地盤が軟弱地盤でない場合においても、繊維混入改良体で構築された斜め杭で、構造物の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
なお、繊維は、杭上部の構造物との接合部にのみ、若しくは構造物の変位により大きく曲げモーメントを受ける部分にのみ混入させてもよい。補強が必要な範囲のみ補強することで、繊維の混入量を減らすことができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項２〜７のいずれか１項に記載の繊維混入改良体において、前記繊維は、繊維素材の太さに対する長さの比率が１０００以上に調整されたポリプロピレン繊維であり、前記ポリプロピレン繊維が前記地盤改良体に、体積比で０．４〜２．０％の範囲内で混入されていることを特徴としている。
請求項８に記載の発明によれば、繊維素材の太さに対する長さの比率が１０００以上に調整されたポリプロピレン繊維が、体積比で０．４〜２．０％の範囲内で地盤改良体に混入されている。
【００２０】
適切な寸法で、適切な量が混入されたポリプロピレン繊維が、引張力に抵抗する。これにより、地盤改良体の変形を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記構成としてあるので、靭性の高い地盤改良体及び地盤改良柱列壁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る繊維混入改良体の基本構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る繊維混入改良体の交差部の基本構成を示す平面図である。
【図３】地盤改良体に繊維を混入させた状態を示す模式図である。
【図４】地盤改良体に繊維を混入させる掘削装置の構成図である。
【図５】繊維を混入させた地盤改良体の特性図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る繊維混入改良体の交差部の展開例を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る繊維混入改良体の交差部の基本構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る繊維混入改良体の基本構成を示す側面図、及び展開例を示す側面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る繊維混入改良体の展開例を示す図、及び本発明の第４の実施の形態に係る繊維混入改良体の基本構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１、図２に示すように、第１の実施の形態に係る繊維混入改良体１０は、図示しない構造物の直下地盤に地盤改良して構築された地盤改良構造体１３であり、地盤改良構造体１３は、地盤改良柱列壁１４を有している。図１は地盤改良構造体１３の斜視図であり、図２は地盤改良構造体１３の交差部２４の平面図である。
【００２４】
地盤改良柱列壁１４は、地盤改良体１２の隣接する外周面同士をラップさせ、連続した壁状に構築され、格子状に配置されている。地盤改良柱列壁１４の上部には、構造物が構築され、構造物からの荷重の一部を地盤改良柱列壁１４が負担する。
ここに、地盤改良体１２は、後述するオーガで地盤を掘削し、掘削された原地盤とセメントミルクを攪拌混合して円柱状に構築される。交差部２４の地盤改良体１２の内部には、補強用の繊維２２が混入されている。
【００２５】
交差部２４は、図２（Ａ）に示すに示すように、２つの地盤改良柱列壁１４同士が交わる部分である。具体的には、２点鎖線で囲まれた範囲である。即ち、交差部２４の中央部の地盤改良体１２である交差位置改良体１２ａと、交差位置改良体１２ａを囲んで設けられ、交差位置改良体１２ａと外周面をラップさせた地盤改良体１２である隣接改良体１２ｂと、で構成されている。なお、交差位置改良体１２ａと隣接改良体１２ｂを合計した地盤改良体１２を交差隣接改良体と呼ぶことにする。
【００２６】
このような構成とすることにより、混入された繊維２２が地盤改良柱列壁１４の交差部２４の靭性を増大させ、地盤改良柱列壁１４の変形を抑制する。この結果、地震時の水平力が作用して交差部２４に応力が集中しても、地盤改良柱列壁１４の破損を抑制でき、地盤の液状化が防止される。更に、交差部２４における補強用の地盤改良体１２の構築本数を少なくすることができる。
【００２７】
また、地盤改良柱列壁１４の交差部２４に、構造物の鉛直荷重を負担させることができる。このとき、靭性を増大させた地盤改良柱列壁１４の交差部２４に、構造物と地盤改良柱列壁１４を接合する図示しない接合部材を設けることができる。これにより、地震等の水平力が作用しても、補強された交差部２４が水平力に抵抗し、接合部材が応力を伝達することができる。この結果、構造物を支持する図示しない杭の負担を軽減できる。
【００２８】
なお、図２（Ａ）では、隣接改良体１２ｂは、交差位置改良体１２ａと外周面を直接ラップさせた４個のみとされている。しかし、この構成に限定されることはなく、例えば、図２（Ｂ）に示すように、隣接改良体１２ｂと隣接し直接ラップする４個の隣接改良体１２ｂまで、交差部２４の範囲を拡張してもよい。
これにより、交差部２４をより強く補強することができ、地盤改良柱列壁１４の靭性をより高くすることができる。
【００２９】
次に、地盤改良体１２に混入する繊維２２について図３〜図５を用いて説明する。
図３に示すように、地盤改良柱列壁１４に混入する繊維２２は、破断強度が２００〜１２００ＭＰａでヤング係数が２〜１５ＧＰａの機械的性質を有するものが望ましい。例えば、ポリプロピレン繊維が該当する。
【００３０】
また、繊維２２の直径は１０〜５０μｍの範囲内が望ましい。これは、地盤改良柱列壁１４と繊維２２の接触を十分に確保するためには、ある程度の大きさが必要なこと、一方、繊維２２の直径が大きくなり過ぎると、繊維２２を屈曲させて相互に絡み合わせるのが困難になるため、大きさに限界があるためである。
【００３１】
なお、直径が適切な大きさであっても、図３（Ｃ）に示すように、形状が直線状の繊維２３では、繊維２３と繊維２３が相互に絡み合うことはない。このため、地盤改良柱列壁１４と繊維２３の間に十分大きな摩擦抵抗を得ることはできない。この結果、図３（Ｄ）に示すように、繊維２３が混入されていても、地盤改良柱列壁１４の表面でのクラック３６の発生、クラック３６の成長を抑制できない。
【００３２】
一方、図３（Ａ）に示すように、屈曲された形状の繊維２２では、繊維２２と繊維２２が相互に絡み合うことが容易となり、摩擦抵抗を増すことができる。この結果、図３（Ｂ）に示すように、地盤改良柱列壁１４と繊維２３の間に十分大きな摩擦抵抗が作用する。この摩擦抵抗により、地盤改良柱列壁１４の表面でのクラック３６の発生、クラック３６の成長を抑制できる。
【００３３】
なお、繊維２２が屈曲された形状となり、地盤改良柱列壁１４と繊維２２の間に十分大きな摩擦抵抗を作用させるためには、アスペクト比（繊維２２の太さに対する長さの比）は大きいほど有利である。具体的には、アスペクト比は１０００以上が望ましい。
【００３４】
更に、繊維２２の両端部に、繊維の径より１０ミクロン以上大きい、こぶ状又は塊状のアンカー部を設ければ、地盤改良柱列壁１４と繊維２２の間の摩擦抵抗を、更に増大できる。
【００３５】
地盤改良柱列壁１４と繊維２２の混合割合は、アスペクト比を１０００以上に調整した繊維２２を、地盤改良柱列壁１４との体積比にして０．４〜２．０％の範囲内で混入するのが望ましい。これにより、繊維２２が引張力に抵抗し、地盤改良柱列壁１４の表面でのクラック３６の発生、成長を抑制できる。
【００３６】
次に、繊維２２が混入された地盤改良柱列壁１４の構築方法について説明する。
図４に示すように、掘削装置６０は、下端にオーガ部６２が取り付けられた２本のロッド６４Ａ、６４Ｂを有し、２本のロッド６４Ａ、６４Ｂの間には、繊維２２を供給する供給管６１が取り付けられている。なお、掘削装置６０は、一般的に広く使用されている掘削装置に供給管６１の部分を追加した構成である。
【００３７】
２本のロッド６４Ａ、６４Ｂの間に取り付けられた供給管６１の内部には、繊維２２を送る貫通孔が設けられ、供給管６１の上端部は図示しない繊維供給部に接続され、供給管６１の下端部には噴射口６１Ｅが開口され、噴射口６１Ｅから、繊維２２を空気圧で噴射する。
ロッド６４Ａ、６４Ｂの下端部には、セメントミルクを吐出する吐出口６５Ａ、６５Ｂが形成されている。セメントミルクは、ロッド６４Ａ、６４Ｂの内部を流下して、吐出口６５Ａ、６５Ｂに供給される。
【００３８】
ロッド６４Ａ、６４Ｂは、上下２箇所に配置された固定部材６６Ｕ、６６Ｌにより所定距離を設け回転可能に保持されている。また、ロッド６４Ａ、６４Ｂの側壁から半径方向外側に向けて、傾斜面を有する複数の攪拌翼６７と、複数の掘削翼６８が設けられている。掘削翼６８には、ロッド６４Ａ、６４Ｂの回転時に図示しない地盤を掘削するための刃部を備えた掘削ビット６９が設けられている。
【００３９】
掘削装置６０を用いた地盤の掘削時に、セメントミルクと共に供給管６１から繊維２２を噴射させ、オーガ部６２で、繊維２２とセメントミルクと原地盤の土壌を攪拌混合させれば、地盤改良柱列壁１４に繊維２２を混入させることができる。
なお、上述した掘削装置６０を用いた方法は一例であり、他の方法で地盤改良柱列壁１４に繊維２２を混入させてもよい。
【００４０】
次に、繊維２２の混入効果について説明する。
効果の確認方法は、繊維２２を混入させた３つの試験体と、繊維２２を混入していない３つの試験体を、同じ条件で構築した地盤改良体から切り出し、それぞれに１軸圧縮試験を行い、試験結果に基づいて評価した。
【００４１】
即ち、繊維２２を混入させた試験体は、原地盤の掘削を行いながら、繊維混じり砂とセメントミルクを投入し、繊維２２、セメントミルク及び土壌を攪拌混合してソイルセメント柱を構築した。一方、繊維２２を混入していない試験体は、繊維を投入せず、セメントミルク及び土壌のみを攪拌混合して地盤改良体を構築した。
【００４２】
図５には１軸圧縮試験の結果を示している。横軸はひずみ（％）であり、縦軸は１軸圧縮強度（kgｆ／ｃｍ2）である。
図５（Ａ）に示す３本の特性Ａ、Ｂ、Ｃは、繊維２２を混入させた３つの試験体のそれぞれの特性であり、図４（Ｂ）に示す３本の特性ＡＮ、ＢＮ、ＣＮは、繊維２２が混入されていない３つの試験体のそれぞれの特性を示している。
【００４３】
図５（Ａ）と図５（Ｂ）を比較すると、繊維２２を混入させた試験体の方が、繊維２２が混入されていない試験体より、いずれの試験体においても、１軸圧縮強度が５kgｆ／ｃｍ2程度高くなっている。また、ひずみも１．０％程度大きい範囲まで計測されている。このことから、１軸圧縮強度が増していると共に靭性も増強されていると言える。この差が繊維２２による地盤改良体の改良効果であることが分かる。
【００４４】
また、３つの試験体のバラツキについて検討すると、いずれも、概ね同じ傾向を示していることから、中央に投入した繊維２２が、ソイルセメント柱にほぼ一様に混入されていることが分かる。
【００４５】
次に本実施の形態の展開例について説明する。
図６（Ａ）に示すように、第１の展開例に係る繊維混入改良体２６は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部２７で交差している。
交差部２７は、交差部２７の中心の交差位置改良体１２ａには繊維２２が混入されてなく、交差位置改良体１２ａと隣接する隣接改良体１２ｂには繊維２２が混入されている構成である。
【００４６】
繊維２２を混入する隣接改良体１２ｂの数は、図６（Ａ）では２個ずつの例が記載されているが、これに限定されることはなく、隣接改良体１２ｂの数は、要求される強度に対応して決定すればよい。これにより、隣接改良体１２ｂで交差部２４を補強することができる。
【００４７】
このような構成とすることにより、混入された繊維２２が地盤改良柱列壁１４の交差部２７の靭性を増大させ、地盤改良柱列壁１４の変形を抑制する。この結果、地震時の水平力が作用して交差部２７に応力が集中しても、地盤改良柱列壁１４の破損を抑制でき、地盤の液状化が防止される。更に、交差部２７における補強用の地盤改良体１２の構築本数を少なくすることができる。
他は、第１の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００４８】
図６（Ｂ）に示すように、第２の展開例に係る繊維混入改良体２８は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部２９で交差している。
交差部２９は、交差部２９の中心の交差位置改良体１２ｃにのみ繊維２２が混入され、交差位置改良体１２ｃと隣接する改良体１２には、いずれも繊維２２が混入されていない構成である。即ち、繊維２２が混入された交差位置改良体１２ｃが、交差部２９を補強する。
【００４９】
このような構成とすることにより、混入された繊維２２が地盤改良柱列壁１４の交差部２９の靭性を増大させ、地盤改良柱列壁１４の変形を抑制する。この結果、地震時の水平力が作用して交差部２９に応力が集中しても、地盤改良柱列壁１４の破損を抑制でき、地盤の液状化が防止される。更に、交差部２９における補強用の地盤改良体１２の構築本数を少なくすることができる。
他は、第１の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図７（Ａ）に示すように、第２の実施の形態に係る繊維混入改良体３０は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部３１で交差している。
交差部３１における交差部３１の中心には、構造物を支持する杭３２が建て込まれている。
【００５１】
杭３２は例えば鋼管杭等の既成杭であり、地盤改良柱列壁１４の先端部より深い位置まで建て込まれている。杭３２は、鋼管杭の外周面を、隣接改良体１２ｂの内部に一部挿入させて接合され、杭３２の外周面と直接接する地盤改良体１２ｂには、繊維２２が混入されている。これにより、杭３２と地盤改良柱列壁１４との接合が補強される。
また、構造物の鉛直荷重を、杭３２を介して、地盤改良柱列壁１４が構築された地層より下の地層に伝達することができる。
【００５２】
この構造とすることにより、杭３２の周囲地盤を含む構造物の直下地盤の液状化が防止され、杭３２により構造物が継続して支持される。
なお、繊維２２を混入する隣接改良体１２ｂの数は、図７（Ａ）では、杭３２と直接接する合計４個としているが、これに限定されることはなく、要求される靭性に対応して決定すればよい。これにより、靭性が付与された隣接改良体１２ｂで、交差部３１を必要とされる強度に補強することができる。
【００５３】
この結果、杭３２の周囲を含む構造物の直下地盤の液状化が防止され、杭３２が継続して構造物を支持することができる。また、杭３２を既成杭で構築することにより、工期を短縮できる。他は、第１の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００５４】
更に、図７（Ｂ）に示す展開例の構成としてもよい。即ち、第２の実施の形態の展開例に係る繊維混入改良体３４は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部３５で交差している。
交差部３５における中央部には、図示しない構造物を支持する杭３８が建て込まれている。杭３８は地盤改良体で構築され、内部には繊維２２が混入されている。杭３８は、地盤改良柱列壁１４より深い深さまで構築されている。
杭３８の周囲には隣接改良体１２ｂが設けられ、杭３８と隣接改良体１２ｂは外周面をラップさせて接合されている。隣接改良体１２ｂの内部には繊維２２が混入されている。
【００５５】
これにより、杭３８の周囲を含む構造物の直下地盤の液状化が防止され、杭３８が継続して構造物を支持することができる。また、杭３８を、繊維２２で補強された地盤改良体で構築することにより、例えば、従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭３８の施工コストを低減することができる。
他は、第２の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００５６】
（第３の実施の形態）
図８（Ａ）に示すように、第３の実施の形態に係る繊維混入改良体４０は、構造物２０の下部の地盤１６を改良して構築された地盤改良構造体であり、構造物２０を支持する杭４２を有している。
【００５７】
杭４２は地盤改良構造体１２で円柱状に複数構築され、杭４２の内部には、補強用の繊維２２が混入されている。繊維２２で靭性が付与された杭４２が、構造物２０の鉛直荷重を支持し、かつ、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗する。
【００５８】
これにより、例えば従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭４２の施工コストを低減することができる。また、地盤１６が軟弱地盤でない場合においても、地盤改良体で構築された杭４２で、構造物の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
【００５９】
更に、図８（Ｂ）に示す展開例としても良い。即ち、第３の実施の形態の第１展開例に係る繊維混入改良体４４は、構造物２０の下部に、構造物２０を支持する杭４６が建て込まれている。杭４６は、地盤改良構造体１２で円柱状に複数構築され、構造物２０と接合される上部４６Ｕにのみ繊維２２が混入され、それ以外の部分４６Ｄには繊維２２は混入されていない。
これにより、杭４６が、構造物２０の鉛直荷重を支持し、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗できる。この結果、例えば全長に繊維２２が混入されている杭４２と比較して、杭４６の施工コストを低減することができる。他は、第３の形態と同じ構成であり説明は省略する。
【００６０】
図９（Ａ）に示すように、第３の実施の形態の第２展開例に係る繊維混入改良体５０は、構造物２０の下部に、構造物２０を支持する杭５２が建て込まれている。杭５２は、斜めに構築された斜め杭である。
杭５２は、地盤改良構造体１２で円柱状に複数構築され、全長に渡り繊維２２が混入されている。
これにより、繊維２２により靭性が付与された杭５２が構造物２０の鉛直荷重を支持し、水平力に対しても効果的に抵抗できる。また、地盤１６が軟弱地盤でない場合においても、繊維混入改良体５０で構築された斜め杭５２で、構造物２０の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
【００６１】
なお、繊維２２は、例えば、杭５２の上部の構造物との接合部にのみ、若しくは構造物の変位により大きく曲げモーメントを受ける杭上部にのみ混入させてもよい。補強が必要な範囲のみ補強することで、繊維２２の混入量を減らすことができる。
その他の内容は第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００６２】
（第４の実施の形態）
図９（Ｂ）に示すように、第４の実施の形態に係る繊維混入改良体５４は、構造物２０の下部の地盤１６を改良して構築された地盤改良構造体であり、構造物２０を支持する地盤改良版５６を有している。
地盤改良版５６は、構造物２０の直下地盤１６を、平面視において構造物２０の全範囲に渡り、深さＤで板状に地盤改良して構築されている。地盤改良版５６の内部には、補強用の繊維２２が混入されている。これにより、繊維２２で靭性が付与された地盤改良版５６が、構造物２０の鉛直荷重を支持し、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗する。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 繊維混入改良体
１２ 地盤改良体
１２ａ 交差位置改良体
１２ｂ 隣接改良体
１３ 地盤改良構造体
１４ 地盤改良柱列壁
１６ 地盤
２２ 繊維
２４ 交差部
３２ 杭
３８ 杭
４２ 杭
４６ 杭
５２ 斜め杭
５６ 地盤改良版（地盤改良構造体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良体に繊維を混入させた繊維混入改良体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状化が予測される地盤に構造物を構築する場合には、一般的に、構造物を支持する杭が基礎直下に建て込まれ、直下地盤の液状化を防止する地盤改良柱列壁が、隣接する地盤改良体の外周面同士をラップさせて、平面視が格子状に構築されている。ここに、地盤改良体は、原地盤の土壌とセメントミルクを攪拌、混合して構築される。このため、靭性が低く、水平方向の変形に十分な追従ができないという特性を有しており、構造物の鉛直荷重や地震時に発生する水平力は、すべて杭が負担するよう設計されていた。この結果、杭のコストアッップを招来していた。
【０００３】
そこで、地盤改良柱列壁の機械的強度を外部からの補強で高め、水平方向の変形を抑制し、地盤改良柱列壁にも水平力を負担させ、杭の負担を軽減させる技術が開示されている（特許文献１）。
即ち、特許文献１は、格子状とされた地盤改良柱列壁の交差部の周囲に、補強用の地盤改良体を構築し、地盤改良体の構築本数を増すことで、地盤改良柱列壁としての強度を高くしている。更に、地盤改良柱列壁と構造物の接合部を、固定部における接触面積の広い接合部材であるかご筋等を用いて固定している。これにより、固定部における応力集中を避け、水平力を、構造物から地盤改良柱列壁に伝達させている。
【０００４】
しかし、地盤改良体の構築本数を増すのは、地盤改良体の施工コストの上昇を招く。更に、地盤改良柱列壁の広い範囲に接合部材を配置して結合するのは、作業が大掛かりとなり、施工コストの上昇を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２００３８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事実に鑑み靭性の高い地盤改良体及び地盤改良柱列壁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】
【０００７】
請求項１に記載の発明に係る繊維混入改良体は、構造物の直下地盤を地盤改良し前記構造物を支持する地盤改良構造体と、前記構造物の荷重を受ける前記地盤改良構造体の内部に混入された補強用の繊維と、を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、補強用の繊維が、構造物を支持し構造物の荷重を受ける地盤改良構造体の内部に混入されている。この結果、混入された繊維が地盤改良構造体の変形を抑制するよう作用して、水平方向の変形に追従可能な特性が付加される。即ち、地盤改良構造体の靭性が増大される。これにより、繊維混入改良体に構造物を支持させることができる。更に、例えば、地盤改良構造体の構築量を少なくすることができる。また、地盤改良構造体の靭性が増大した結果、接合部材を使用して地盤改良構造体と構造物を接合した場合において、接合部に応力が集中しても、接合部材が応力を伝達することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の繊維混入改良体において、前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の外周面をラップさせ平面視が格子状とされた地盤改良柱列壁であり、前記地盤改良柱列壁の交差部には、前記繊維が混入されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、地盤改良柱列壁は、柱状に構築された地盤改良体の外周面同士をラップさせ、平面視が格子状に構築されている。このとき、地盤改良柱列壁の交差部に繊維が混入されている。
即ち、地盤改良柱列壁に水平力が作用したとき、交差部に応力が集中する。このため、交差部に高い強度が要求される。繊維で交差部の地盤改良柱列体を補強することにより、地盤改良体の構築本数を増やさずに、交差部の靭性を高め、結果的に地盤改良柱列壁の強度を高くすることができる。
また、靭性を高めた交差部に構造物の鉛直荷重を負担させることができる。これにより、杭の負担を軽減できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の繊維混入改良体において、前記交差部は、前記地盤改良柱列壁が交差する位置の前記地盤改良体である交差位置改良体、前記交差位置改良体と隣接する複数個の地盤改良体である隣接改良体、又は前記交差位置改良体と前記隣接改良体の両方を含む交差隣接改良体であることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、交差部には、地盤改良柱列壁が交差する位置に構築された地盤改良体である交差位置改良体と、交差位置改良体と隣接する複数個の地盤改良体である隣接改良体と、交差位置改良体と隣接改良体の両方を含む交差隣接改良体の全てが含まれる。これにより、要求される強度に対応して交差部を補強することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の繊維混入改良体において、交差位置改良体の位置には杭が建て込まれていることを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、杭が地盤改良柱列壁の交差位置改良体の位置に建て込まれている。これにより、杭の周囲の液状化が防止され、継続して構造物を支持することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の繊維混入改良体において、前記杭は地盤改良体で構築されていることを特徴としている。
杭を、繊維で補強された繊維混入改良体で構築することにより、例えば、従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭の施工コストを低減することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の繊維混入改良体において、前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の杭であり、前記杭の内部には前記繊維が混入されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、杭が繊維で補強された地盤改良体で構築されている。これにより、例えば従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭の施工コストを低減することができる。また、地盤が軟弱地盤でない場合においても、地盤改良体で構築された杭で、構造物の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
なお、繊維は、例えば、杭上部の構造物との接合部にのみ、若しくは構造物の変位により大きく曲げモーメントを受ける杭上部にのみ混入させてもよい。補強が必要な範囲のみ補強することで、繊維の混入量を減らすことができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の繊維混入改良体において、前記杭が斜めに構築された斜め杭であることを特徴としている。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、斜め杭が、繊維で補強された地盤改良体で斜めに構築されている。これにより、構造物を支持し水平力に対して効果的に抵抗できる。また、地盤が軟弱地盤でない場合においても、繊維混入改良体で構築された斜め杭で、構造物の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
なお、繊維は、杭上部の構造物との接合部にのみ、若しくは構造物の変位により大きく曲げモーメントを受ける部分にのみ混入させてもよい。補強が必要な範囲のみ補強することで、繊維の混入量を減らすことができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項２〜７のいずれか１項に記載の繊維混入改良体において、前記繊維は、繊維素材の太さに対する長さの比率が１０００以上に調整されたポリプロピレン繊維であり、前記ポリプロピレン繊維が前記地盤改良体に、体積比で０．４〜２．０％の範囲内で混入されていることを特徴としている。
請求項８に記載の発明によれば、繊維素材の太さに対する長さの比率が１０００以上に調整されたポリプロピレン繊維が、体積比で０．４〜２．０％の範囲内で地盤改良体に混入されている。
【００２０】
適切な寸法で、適切な量が混入されたポリプロピレン繊維が、引張力に抵抗する。これにより、地盤改良体の変形を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記構成としてあるので、靭性の高い地盤改良体及び地盤改良柱列壁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る繊維混入改良体の基本構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る繊維混入改良体の交差部の基本構成を示す平面図である。
【図３】地盤改良体に繊維を混入させた状態を示す模式図である。
【図４】地盤改良体に繊維を混入させる掘削装置の構成図である。
【図５】繊維を混入させた地盤改良体の特性図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る繊維混入改良体の交差部の展開例を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る繊維混入改良体の交差部の基本構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る繊維混入改良体の基本構成を示す側面図、及び展開例を示す側面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る繊維混入改良体の展開例を示す図、及び本発明の第４の実施の形態に係る繊維混入改良体の基本構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１、図２に示すように、第１の実施の形態に係る繊維混入改良体１０は、図示しない構造物の直下地盤に地盤改良して構築された地盤改良構造体１３であり、地盤改良構造体１３は、地盤改良柱列壁１４を有している。図１は地盤改良構造体１３の斜視図であり、図２は地盤改良構造体１３の交差部２４の平面図である。
【００２４】
地盤改良柱列壁１４は、地盤改良体１２の隣接する外周面同士をラップさせ、連続した壁状に構築され、格子状に配置されている。地盤改良柱列壁１４の上部には、構造物が構築され、構造物からの荷重の一部を地盤改良柱列壁１４が負担する。
ここに、地盤改良体１２は、後述するオーガで地盤を掘削し、掘削された原地盤とセメントミルクを攪拌混合して円柱状に構築される。交差部２４の地盤改良体１２の内部には、補強用の繊維２２が混入されている。
【００２５】
交差部２４は、図２（Ａ）に示すに示すように、２つの地盤改良柱列壁１４同士が交わる部分である。具体的には、２点鎖線で囲まれた範囲である。即ち、交差部２４の中央部の地盤改良体１２である交差位置改良体１２ａと、交差位置改良体１２ａを囲んで設けられ、交差位置改良体１２ａと外周面をラップさせた地盤改良体１２である隣接改良体１２ｂと、で構成されている。なお、交差位置改良体１２ａと隣接改良体１２ｂを合計した地盤改良体１２を交差隣接改良体と呼ぶことにする。
【００２６】
このような構成とすることにより、混入された繊維２２が地盤改良柱列壁１４の交差部２４の靭性を増大させ、地盤改良柱列壁１４の変形を抑制する。この結果、地震時の水平力が作用して交差部２４に応力が集中しても、地盤改良柱列壁１４の破損を抑制でき、地盤の液状化が防止される。更に、交差部２４における補強用の地盤改良体１２の構築本数を少なくすることができる。
【００２７】
また、地盤改良柱列壁１４の交差部２４に、構造物の鉛直荷重を負担させることができる。このとき、靭性を増大させた地盤改良柱列壁１４の交差部２４に、構造物と地盤改良柱列壁１４を接合する図示しない接合部材を設けることができる。これにより、地震等の水平力が作用しても、補強された交差部２４が水平力に抵抗し、接合部材が応力を伝達することができる。この結果、構造物を支持する図示しない杭の負担を軽減できる。
【００２８】
なお、図２（Ａ）では、隣接改良体１２ｂは、交差位置改良体１２ａと外周面を直接ラップさせた４個のみとされている。しかし、この構成に限定されることはなく、例えば、図２（Ｂ）に示すように、隣接改良体１２ｂと隣接し直接ラップする４個の隣接改良体１２ｂまで、交差部２４の範囲を拡張してもよい。
これにより、交差部２４をより強く補強することができ、地盤改良柱列壁１４の靭性をより高くすることができる。
【００２９】
次に、地盤改良体１２に混入する繊維２２について図３〜図５を用いて説明する。
図３に示すように、地盤改良柱列壁１４に混入する繊維２２は、破断強度が２００〜１２００ＭＰａでヤング係数が２〜１５ＧＰａの機械的性質を有するものが望ましい。例えば、ポリプロピレン繊維が該当する。
【００３０】
また、繊維２２の直径は１０〜５０μｍの範囲内が望ましい。これは、地盤改良柱列壁１４と繊維２２の接触を十分に確保するためには、ある程度の大きさが必要なこと、一方、繊維２２の直径が大きくなり過ぎると、繊維２２を屈曲させて相互に絡み合わせるのが困難になるため、大きさに限界があるためである。
【００３１】
なお、直径が適切な大きさであっても、図３（Ｃ）に示すように、形状が直線状の繊維２３では、繊維２３と繊維２３が相互に絡み合うことはない。このため、地盤改良柱列壁１４と繊維２３の間に十分大きな摩擦抵抗を得ることはできない。この結果、図３（Ｄ）に示すように、繊維２３が混入されていても、地盤改良柱列壁１４の表面でのクラック３６の発生、クラック３６の成長を抑制できない。
【００３２】
一方、図３（Ａ）に示すように、屈曲された形状の繊維２２では、繊維２２と繊維２２が相互に絡み合うことが容易となり、摩擦抵抗を増すことができる。この結果、図３（Ｂ）に示すように、地盤改良柱列壁１４と繊維２３の間に十分大きな摩擦抵抗が作用する。この摩擦抵抗により、地盤改良柱列壁１４の表面でのクラック３６の発生、クラック３６の成長を抑制できる。
【００３３】
なお、繊維２２が屈曲された形状となり、地盤改良柱列壁１４と繊維２２の間に十分大きな摩擦抵抗を作用させるためには、アスペクト比（繊維２２の太さに対する長さの比）は大きいほど有利である。具体的には、アスペクト比は１０００以上が望ましい。
【００３４】
更に、繊維２２の両端部に、繊維の径より１０ミクロン以上大きい、こぶ状又は塊状のアンカー部を設ければ、地盤改良柱列壁１４と繊維２２の間の摩擦抵抗を、更に増大できる。
【００３５】
地盤改良柱列壁１４と繊維２２の混合割合は、アスペクト比を１０００以上に調整した繊維２２を、地盤改良柱列壁１４との体積比にして０．４〜２．０％の範囲内で混入するのが望ましい。これにより、繊維２２が引張力に抵抗し、地盤改良柱列壁１４の表面でのクラック３６の発生、成長を抑制できる。
【００３６】
次に、繊維２２が混入された地盤改良柱列壁１４の構築方法について説明する。
図４に示すように、掘削装置６０は、下端にオーガ部６２が取り付けられた２本のロッド６４Ａ、６４Ｂを有し、２本のロッド６４Ａ、６４Ｂの間には、繊維２２を供給する供給管６１が取り付けられている。なお、掘削装置６０は、一般的に広く使用されている掘削装置に供給管６１の部分を追加した構成である。
【００３７】
２本のロッド６４Ａ、６４Ｂの間に取り付けられた供給管６１の内部には、繊維２２を送る貫通孔が設けられ、供給管６１の上端部は図示しない繊維供給部に接続され、供給管６１の下端部には噴射口６１Ｅが開口され、噴射口６１Ｅから、繊維２２を空気圧で噴射する。
ロッド６４Ａ、６４Ｂの下端部には、セメントミルクを吐出する吐出口６５Ａ、６５Ｂが形成されている。セメントミルクは、ロッド６４Ａ、６４Ｂの内部を流下して、吐出口６５Ａ、６５Ｂに供給される。
【００３８】
ロッド６４Ａ、６４Ｂは、上下２箇所に配置された固定部材６６Ｕ、６６Ｌにより所定距離を設け回転可能に保持されている。また、ロッド６４Ａ、６４Ｂの側壁から半径方向外側に向けて、傾斜面を有する複数の攪拌翼６７と、複数の掘削翼６８が設けられている。掘削翼６８には、ロッド６４Ａ、６４Ｂの回転時に図示しない地盤を掘削するための刃部を備えた掘削ビット６９が設けられている。
【００３９】
掘削装置６０を用いた地盤の掘削時に、セメントミルクと共に供給管６１から繊維２２を噴射させ、オーガ部６２で、繊維２２とセメントミルクと原地盤の土壌を攪拌混合させれば、地盤改良柱列壁１４に繊維２２を混入させることができる。
なお、上述した掘削装置６０を用いた方法は一例であり、他の方法で地盤改良柱列壁１４に繊維２２を混入させてもよい。
【００４０】
次に、繊維２２の混入効果について説明する。
効果の確認方法は、繊維２２を混入させた３つの試験体と、繊維２２を混入していない３つの試験体を、同じ条件で構築した地盤改良体から切り出し、それぞれに１軸圧縮試験を行い、試験結果に基づいて評価した。
【００４１】
即ち、繊維２２を混入させた試験体は、原地盤の掘削を行いながら、繊維混じり砂とセメントミルクを投入し、繊維２２、セメントミルク及び土壌を攪拌混合してソイルセメント柱を構築した。一方、繊維２２を混入していない試験体は、繊維を投入せず、セメントミルク及び土壌のみを攪拌混合して地盤改良体を構築した。
【００４２】
図５には１軸圧縮試験の結果を示している。横軸はひずみ（％）であり、縦軸は１軸圧縮強度（kgｆ／ｃｍ2）である。
図５（Ａ）に示す３本の特性Ａ、Ｂ、Ｃは、繊維２２を混入させた３つの試験体のそれぞれの特性であり、図４（Ｂ）に示す３本の特性ＡＮ、ＢＮ、ＣＮは、繊維２２が混入されていない３つの試験体のそれぞれの特性を示している。
【００４３】
図５（Ａ）と図５（Ｂ）を比較すると、繊維２２を混入させた試験体の方が、繊維２２が混入されていない試験体より、いずれの試験体においても、１軸圧縮強度が５kgｆ／ｃｍ2程度高くなっている。また、ひずみも１．０％程度大きい範囲まで計測されている。このことから、１軸圧縮強度が増していると共に靭性も増強されていると言える。この差が繊維２２による地盤改良体の改良効果であることが分かる。
【００４４】
また、３つの試験体のバラツキについて検討すると、いずれも、概ね同じ傾向を示していることから、中央に投入した繊維２２が、ソイルセメント柱にほぼ一様に混入されていることが分かる。
【００４５】
次に本実施の形態の展開例について説明する。
図６（Ａ）に示すように、第１の展開例に係る繊維混入改良体２６は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部２７で交差している。
交差部２７は、交差部２７の中心の交差位置改良体１２ａには繊維２２が混入されてなく、交差位置改良体１２ａと隣接する隣接改良体１２ｂには繊維２２が混入されている構成である。
【００４６】
繊維２２を混入する隣接改良体１２ｂの数は、図６（Ａ）では２個ずつの例が記載されているが、これに限定されることはなく、隣接改良体１２ｂの数は、要求される強度に対応して決定すればよい。これにより、隣接改良体１２ｂで交差部２４を補強することができる。
【００４７】
このような構成とすることにより、混入された繊維２２が地盤改良柱列壁１４の交差部２７の靭性を増大させ、地盤改良柱列壁１４の変形を抑制する。この結果、地震時の水平力が作用して交差部２７に応力が集中しても、地盤改良柱列壁１４の破損を抑制でき、地盤の液状化が防止される。更に、交差部２７における補強用の地盤改良体１２の構築本数を少なくすることができる。
他は、第１の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００４８】
図６（Ｂ）に示すように、第２の展開例に係る繊維混入改良体２８は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部２９で交差している。
交差部２９は、交差部２９の中心の交差位置改良体１２ｃにのみ繊維２２が混入され、交差位置改良体１２ｃと隣接する改良体１２には、いずれも繊維２２が混入されていない構成である。即ち、繊維２２が混入された交差位置改良体１２ｃが、交差部２９を補強する。
【００４９】
このような構成とすることにより、混入された繊維２２が地盤改良柱列壁１４の交差部２９の靭性を増大させ、地盤改良柱列壁１４の変形を抑制する。この結果、地震時の水平力が作用して交差部２９に応力が集中しても、地盤改良柱列壁１４の破損を抑制でき、地盤の液状化が防止される。更に、交差部２９における補強用の地盤改良体１２の構築本数を少なくすることができる。
他は、第１の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図７（Ａ）に示すように、第２の実施の形態に係る繊維混入改良体３０は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部３１で交差している。
交差部３１における交差部３１の中心には、構造物を支持する杭３２が建て込まれている。
【００５１】
杭３２は例えば鋼管杭等の既成杭であり、地盤改良柱列壁１４の先端部より深い位置まで建て込まれている。杭３２は、鋼管杭の外周面を、隣接改良体１２ｂの内部に一部挿入させて接合され、杭３２の外周面と直接接する地盤改良体１２ｂには、繊維２２が混入されている。これにより、杭３２と地盤改良柱列壁１４との接合が補強される。
また、構造物の鉛直荷重を、杭３２を介して、地盤改良柱列壁１４が構築された地層より下の地層に伝達することができる。
【００５２】
この構造とすることにより、杭３２の周囲地盤を含む構造物の直下地盤の液状化が防止され、杭３２により構造物が継続して支持される。
なお、繊維２２を混入する隣接改良体１２ｂの数は、図７（Ａ）では、杭３２と直接接する合計４個としているが、これに限定されることはなく、要求される靭性に対応して決定すればよい。これにより、靭性が付与された隣接改良体１２ｂで、交差部３１を必要とされる強度に補強することができる。
【００５３】
この結果、杭３２の周囲を含む構造物の直下地盤の液状化が防止され、杭３２が継続して構造物を支持することができる。また、杭３２を既成杭で構築することにより、工期を短縮できる。他は、第１の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００５４】
更に、図７（Ｂ）に示す展開例の構成としてもよい。即ち、第２の実施の形態の展開例に係る繊維混入改良体３４は、格子状に構築された地盤改良柱列壁１４を有し、地盤改良柱列壁１４は交差部３５で交差している。
交差部３５における中央部には、図示しない構造物を支持する杭３８が建て込まれている。杭３８は地盤改良体で構築され、内部には繊維２２が混入されている。杭３８は、地盤改良柱列壁１４より深い深さまで構築されている。
杭３８の周囲には隣接改良体１２ｂが設けられ、杭３８と隣接改良体１２ｂは外周面をラップさせて接合されている。隣接改良体１２ｂの内部には繊維２２が混入されている。
【００５５】
これにより、杭３８の周囲を含む構造物の直下地盤の液状化が防止され、杭３８が継続して構造物を支持することができる。また、杭３８を、繊維２２で補強された地盤改良体で構築することにより、例えば、従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭３８の施工コストを低減することができる。
他は、第２の実施の形態と同じ構成であり、説明は省略する。
【００５６】
（第３の実施の形態）
図８（Ａ）に示すように、第３の実施の形態に係る繊維混入改良体４０は、構造物２０の下部の地盤１６を改良して構築された地盤改良構造体であり、構造物２０を支持する杭４２を有している。
【００５７】
杭４２は地盤改良構造体１２で円柱状に複数構築され、杭４２の内部には、補強用の繊維２２が混入されている。繊維２２で靭性が付与された杭４２が、構造物２０の鉛直荷重を支持し、かつ、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗する。
【００５８】
これにより、例えば従来の既成杭等で構築する場合と比較して、杭４２の施工コストを低減することができる。また、地盤１６が軟弱地盤でない場合においても、地盤改良体で構築された杭４２で、構造物の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
【００５９】
更に、図８（Ｂ）に示す展開例としても良い。即ち、第３の実施の形態の第１展開例に係る繊維混入改良体４４は、構造物２０の下部に、構造物２０を支持する杭４６が建て込まれている。杭４６は、地盤改良構造体１２で円柱状に複数構築され、構造物２０と接合される上部４６Ｕにのみ繊維２２が混入され、それ以外の部分４６Ｄには繊維２２は混入されていない。
これにより、杭４６が、構造物２０の鉛直荷重を支持し、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗できる。この結果、例えば全長に繊維２２が混入されている杭４２と比較して、杭４６の施工コストを低減することができる。他は、第３の形態と同じ構成であり説明は省略する。
【００６０】
図９（Ａ）に示すように、第３の実施の形態の第２展開例に係る繊維混入改良体５０は、構造物２０の下部に、構造物２０を支持する杭５２が建て込まれている。杭５２は、斜めに構築された斜め杭である。
杭５２は、地盤改良構造体１２で円柱状に複数構築され、全長に渡り繊維２２が混入されている。
これにより、繊維２２により靭性が付与された杭５２が構造物２０の鉛直荷重を支持し、水平力に対しても効果的に抵抗できる。また、地盤１６が軟弱地盤でない場合においても、繊維混入改良体５０で構築された斜め杭５２で、構造物２０の鉛直荷重と地震時等の水平力を負担させることができる。
【００６１】
なお、繊維２２は、例えば、杭５２の上部の構造物との接合部にのみ、若しくは構造物の変位により大きく曲げモーメントを受ける杭上部にのみ混入させてもよい。補強が必要な範囲のみ補強することで、繊維２２の混入量を減らすことができる。
その他の内容は第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００６２】
（第４の実施の形態）
図９（Ｂ）に示すように、第４の実施の形態に係る繊維混入改良体５４は、構造物２０の下部の地盤１６を改良して構築された地盤改良構造体であり、構造物２０を支持する地盤改良版５６を有している。
地盤改良版５６は、構造物２０の直下地盤１６を、平面視において構造物２０の全範囲に渡り、深さＤで板状に地盤改良して構築されている。地盤改良版５６の内部には、補強用の繊維２２が混入されている。これにより、繊維２２で靭性が付与された地盤改良版５６が、構造物２０の鉛直荷重を支持し、地震時等の水平力に対しても効果的に抵抗する。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 繊維混入改良体
１２ 地盤改良体
１２ａ 交差位置改良体
１２ｂ 隣接改良体
１３ 地盤改良構造体
１４ 地盤改良柱列壁
１６ 地盤
２２ 繊維
２４ 交差部
３２ 杭
３８ 杭
４２ 杭
４６ 杭
５２ 斜め杭
５６ 地盤改良版（地盤改良構造体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の直下地盤を地盤改良し前記構造物を支持する地盤改良構造体と、
前記構造物の荷重を受ける前記地盤改良構造体の内部に混入された補強用の繊維と、
を有する繊維混入改良体。
【請求項２】
前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の外周面をラップさせ平面視が格子状とされた地盤改良柱列壁であり、
前記地盤改良柱列壁の交差部には、前記繊維が混入されている請求項１に記載の繊維混入改良体。
【請求項３】
前記交差部は、前記地盤改良柱列壁が交差する位置の前記地盤改良体である交差位置改良体、前記交差位置改良体と隣接する複数個の地盤改良体である隣接改良体、又は前記交差位置改良体と前記隣接改良体の両方を含む交差隣接改良体である請求項２に記載の繊維混入改良体。
【請求項４】
前記交差位置改良体の位置には杭が建て込まれている請求項３に記載の繊維混入改良体。
【請求項５】
前記杭は地盤改良体で構築されている請求項４に記載の繊維混入改良体。
【請求項６】
前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の杭であり、前記杭の内部には前記繊維が混入されている請求項１に記載の繊維混入改良体。
【請求項７】
前記杭が斜めに構築された斜め杭である請求項６に記載の繊維混入改良体。
【請求項８】
前記繊維は、繊維素材の太さに対する長さの比率が１０００以上に調整されたポリプロピレン繊維であり、前記ポリプロピレン繊維が前記地盤改良体に、体積比で０．４〜２．０％の範囲内で混入されている請求項２〜７のいずれか１項に記載の繊維混入改良体。
【請求項１】
構造物の直下地盤を地盤改良し前記構造物を支持する地盤改良構造体と、
前記構造物の荷重を受ける前記地盤改良構造体の内部に混入された補強用の繊維と、
を有する繊維混入改良体。
【請求項２】
前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の外周面をラップさせ平面視が格子状とされた地盤改良柱列壁であり、
前記地盤改良柱列壁の交差部には、前記繊維が混入されている請求項１に記載の繊維混入改良体。
【請求項３】
前記交差部は、前記地盤改良柱列壁が交差する位置の前記地盤改良体である交差位置改良体、前記交差位置改良体と隣接する複数個の地盤改良体である隣接改良体、又は前記交差位置改良体と前記隣接改良体の両方を含む交差隣接改良体である請求項２に記載の繊維混入改良体。
【請求項４】
前記交差位置改良体の位置には杭が建て込まれている請求項３に記載の繊維混入改良体。
【請求項５】
前記杭は地盤改良体で構築されている請求項４に記載の繊維混入改良体。
【請求項６】
前記地盤改良構造体は、柱状に構築された地盤改良体の杭であり、前記杭の内部には前記繊維が混入されている請求項１に記載の繊維混入改良体。
【請求項７】
前記杭が斜めに構築された斜め杭である請求項６に記載の繊維混入改良体。
【請求項８】
前記繊維は、繊維素材の太さに対する長さの比率が１０００以上に調整されたポリプロピレン繊維であり、前記ポリプロピレン繊維が前記地盤改良体に、体積比で０．４〜２．０％の範囲内で混入されている請求項２〜７のいずれか１項に記載の繊維混入改良体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１９５４０（Ｐ２０１２−２１９５４０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７５９７（Ｐ２０１１−８７５９７）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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