地盤補強構造、地盤補強構造の施工方法
【課題】 簡易な構成で、地盤に形成された孔に充填する充填材を、周辺地盤へ逸散させることなく固化させて構築することを可能とする。
【解決手段】 地盤補強構造は、柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体である地盤補強部材１０を、地盤に形成された、泥水が注入された孔内に設置し、地盤補強部材１０の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、充填材の充填によって地盤補強部材１０が拡張することにより泥水を孔から排出し、この充填材を固化させてなる。
【解決手段】 地盤補強構造は、柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体である地盤補強部材１０を、地盤に形成された、泥水が注入された孔内に設置し、地盤補強部材１０の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、充填材の充填によって地盤補強部材１０が拡張することにより泥水を孔から排出し、この充填材を固化させてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤補強構造、及び、その地盤補強構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軟弱な地盤の沈下や斜面の崩壊を防止するために、地盤を硬質安定化させて改良する地盤補強工法が行われており、例えば、特許文献１又は２に開示されるような工法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ボーリングにより削孔した孔内に鋼棒等の補強材を挿入し、孔内面と補強材との間隙にモルタルやグラウトセメント等を注入して補強材と地盤を一体化させて地盤補強構造を構築する、いわゆるネイリングと呼ばれる工法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、特殊な形状の混練オーガ機によって攪拌した地盤に、攪拌機の中空軸を通してセメントミルクを注入しながら攪拌混合を続けて地中にソイルセメント柱体を造設し、更に掘削攪拌した土砂範囲の先端の地盤に、前記中空軸の中空部に芯材を挿入して設置することにより、地盤補強構造を構築するソイルセメント工法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７８１３号公報
【特許文献２】特開平５−２２２７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記地盤補強構造に曲げ荷重が作用して反りが生じようとする場合には、地盤補強構造の反りの凸側に引張り力が生じ、反りの凹側に圧縮力が生じる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１又は２に開示される地盤補強工法では、引張り力に抵抗するために設置される鋼棒や芯材が、地盤補強構造に曲げ荷重が作用した時に生ずる引張り力が小さい断面の図心に配置される。このため、鋼棒や芯材の保有する引張り強度を充分に発揮できないという問題がある。
【０００８】
また、図８（ａ）に示す土被りの浅いトンネルの上部地盤や、図８（ｂ）に示す構造物下の軟弱地盤のように、鉛直下方向の変位が生じやすい地盤（以下、補強対象地盤７０という）を補強する場合、同図に示すように、地盤補強構造４０を補強対象地盤７０に水平に構築することが効果的である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１又は２に開示される地盤補強工法では、構築される地盤補強構造４０が直線的な形状に限定されるために、地表から施工する場合には、例えば、図９に示すように、地盤補強構造４０を、補強対象地盤７０に対して両側から斜め方向（同図（ａ））又は直上から鉛直下方向（同図（ｂ））に打設するしかない。この場合、地盤の鉛直下方向の変位を抑制するためには、水平構築時よりも多くの地盤補強構造４０を構築する必要があり、施工コスト及び施工時間を要してしまう。また、図１０に示すように、補強対象地盤７０に隣接する位置に立坑８０を形成し、この立坑８０から水平方向に地盤補強構造４０を構築することも考えられるが、この場合には立坑８０を形成するための施工コスト及び時間を要するうえ、立坑８０を構築するための用地を確保する必要がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、地盤からの曲げ荷重に対して充分に抵抗することができるとともに、屈曲又は湾曲形状で構築すること可能な地盤補強構造、及び、その地盤補強構造の施工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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、地盤の補強構造であって、柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、地盤に形成された、泥水が注入された孔内に設置し、前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の地盤補強構造によれば、所定の引張り強度を有する筒体又は袋体を地盤に形成された孔内に設置し、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填し、この充填材を固化させて構築することにより、地盤補強構造の断面は、中央に固化した充填材が配置し、その周囲に引張り強度を有する袋体又は筒体が配置する。このため、袋体の断面の中心から最も離れた位置に引張強度を有する袋体又は筒体が配置されるので、地盤補強構造に曲げ荷重が作用したときに生じる引張力に対して、袋体又は筒体が効果的に抵抗する。また曲げ荷重によって生じる圧縮力にも、固化した充填材が抵抗することができる。
【００１３】
また、本発明の地盤補強構造によれば、地盤補強構造を構築するための部材として用いられる筒体又は袋体が、柔軟性を有するので、例えば、自在ボーリング等を用いて地表から削孔開始し、削孔途中で屈曲又は湾曲させて水平部を有するように削孔した孔内に、これら筒体又は袋体を、ワイヤー等を用いて押し込んだり、又は地盤補強部材の内部に空気を吹き込んだりして設置することができ、その後、筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化して所定の圧縮強度を有する充填材を充填して固化させることにより、水平部を有するような屈曲又は湾曲形状の地盤補強構造を構築することができる。
【００１４】
本発明において、前記筒体又は袋体は、所定の引張り強度を有する索体を含んだ織布又は不織布により構成されていてもよい。このようにすれば、筒体又は袋体に流動状態で充填された充填材が、織布又は不織布の網目に浸透し、その後固化した時に、筒体又は袋体と一体になるので、引張力及び圧縮力の両方に抵抗する剛体となることができる。
【００１５】
この場合、所定の引張り強度を有する索体が、前記筒体又は袋体の周囲にその長手方向に沿って設けられていてもよい。
【００１６】
また、前記索体は、アラミド繊維からなることとしてもよい。このようにすれば、地盤補強構造によって補強された地盤に、例えば杭打ち機等によって杭を打つ際、地盤補強構造を問題なく打ちぬくことができる。すなわち、上述の特許文献１又は２に記載される工法のように、地盤補強構造として鋼棒や芯材のような金属を用いた場合には、地盤補強構造を打ち抜く際に、鋼棒や芯材が杭へ絡みつくなどの問題が生じるが、本発明の地盤補強構造ではそのような問題は生じない。
【００１７】
また、本発明において、前記孔は、少なくともその一部に水平部分を有することとしてもよい。このようにすれば、鉛直方向の曲げ荷重に対して効果的に抵抗し、水平部分を形成された孔周辺の上下領域の地盤の鉛直方向の変位を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明は、地盤補強構造の施工方法であって、地盤に泥水を注入しながら孔を形成し、柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、前記地盤に形成した孔内に設置し、前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡易な構成で、地盤に形成された孔に充填する充填材を、周辺地盤へ逸散させることなく固化させて構築することが可能な地盤補強構造、及び、その地盤補強構造の施工方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る地盤補強部材を示し、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】地盤補強部材を用いて地盤補強構造を構築する第一の工法の手順を説明するための説明図である。
【図３】地盤補強部材の空気圧入による設置方法を説明するための説明図である。
【図４】地盤補強部材を用いて地盤補強構造を構築する第二の工法の手順を説明するための説明図である。
【図５】孔内の泥水２７を外部に排出しながら充填材２６を地盤補強部材１０内に充填する方法を説明するための説明図であり、同図（ａ）は屈曲孔２２に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合、同図（ｂ）は屈曲貫通孔３０に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合を示す。
【図６】鉄道線路と直交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図、同図（ｃ）は縦断面図である。
【図７】鉄道線路と斜交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図である。
【図８】鉛直下方向の変位が生じやすい地盤を補強するための地盤補強構造の効果的な施工配置を示す断面図であり、同図（ａ）は土被りの浅いトンネルの場合、同図（ｂ）は構造物下の軟弱地盤の場合である。
【図９】従来の工法による鉛直下方向の変位が生じやすい地盤を補強するための地盤補強構造の施工配置を示す断面図であり、同図（ａ）は地盤補強構造を補強対象地盤に対して両側から斜め方向に打設した施工断面、同図（ｂ）は地盤補強構造を補強対象地盤に対して直上から鉛直下方向に打設した施工断面を示す。
【図１０】従来の工法による水平方向に地盤補強構造を構築する手順を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る地盤補強部材を示し、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２２】
図１に示すように、地盤補強部材１０は、例えば、柔軟性を有する筒状部材の先端部１０ａが閉塞されてなる細長い袋体であり、その基端部１０ｂには注入口１６が形成されている。地盤補強部材１０は、後述するような地盤に屈曲形状に削孔された孔内に、その袋体内部が空の状態で設置され、その後注入口１６からその袋体内部にコンクリートミルク等の充填材を充填して固化させることにより地盤補強構造が構築される。
【００２３】
袋体の構成材料としては、例えば、柔軟性及び耐摩耗性を有する麻や合成繊維等からなる織布又は不織布に、例えば、アラミド糸や炭素繊維等の引張り強度の大きい補強索体１４を混入したものや、地盤補強部材１０の周囲に複数の補強索体１４を長手方向に沿って設けたもの等を用いることができる。なお、後者の場合、地盤補強部材１０を用いて構築された地盤補強構造に対して、いずれの方向から曲げ荷重が作用しても、均一に曲げ荷重に抵抗させるべく、図１（ｂ）に示すように補強索体１４は袋体の周囲に等間隔で設けられることが好ましい。
【００２４】
地盤補強部材１０には、例えば、地盤補強部材１０に注入させる充填材の圧力（例えば、０．１〜１Ｍｐａ）に耐え得る強度が要求される。これは、例えば、消防ホースと同等の強度である。
【００２５】
また、地盤補強部材１０は、その内部に充填される充填材に含まれる水分のみを袋体外部の地盤に浸出させるような目の粗さを有する織布又は不織布からなることが好ましい。なお、上記織布又は不織布に限らず、微細な孔が設けられた不透水性の膜を用いてもよい。
【００２６】
さらに、地盤補強部材１０は、孔内に設置後その内部に充填材が充填された時に、孔壁と密着するように、袋体が、ある程度膨張するように伸縮可能であることが好ましい。
【００２７】
また、地盤補強部材１０には、地盤補強構造の一部となった際に、曲げ荷重等によって地盤補強構造に生じる引張力に、充分に抵抗できる程度の引張強度を有するものを使用する。また、充填材には、地盤補強構造の一部となった際に、曲げ荷重等によって地盤補強構造に生じる圧縮力に、充分に抵抗できる程度の圧縮強度を有するもの使用する。
【００２８】
次に、このような地盤補強部材１０を用いて、例えば、軟弱地盤上に構築される盛土２０下の基礎を補強するべく、地盤補強構造を構築する手順について説明する。
図２は、地盤補強部材１０を用いて地盤補強構造を構築する第一の工法の手順を説明するための説明図である。
【００２９】
図２に示すように、第一の工法は、屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０と、地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０と、充填材の充填工程Ｓ１３０からなる。
【００３０】
屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０では、地表に構築される盛土２０に隣接する地表位置から、補強する盛土２０の下方の基礎地盤に向けて斜め方向に削孔を開始し、その孔の先端が盛土２０の縁部の下方位置に到達した時点で削孔方向を水平方向に変更し（工程Ｓ１１１）、その後、所定長の水平部を有するような屈曲形状の孔（屈曲孔２２）を削孔する（工程Ｓ１１２）。
【００３１】
屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０には、地盤中でその削孔方向を自由に変更することが可能な公知の誘導式自在ボーリング機械（例えば、テラ・ジェット工法やアーバンノーディック工法による削孔機）を用いておこなうことができる。なお、屈曲孔２２の削孔後には、削孔に使用されたボーリング機械のドリルビット２１やボーリングロッド２３を引き抜いて回収する。
【００３２】
地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０では、屈曲可能であるともに弾性を有する、例えば金属ワイヤー等の誘導棒２４を、地盤補強部材１０の袋体の基端部の注入口からその内部に挿入（工程Ｓ１２１）して、閉塞されている側の先端部１０ａを、工程Ｓ１１０で削孔された屈曲孔２２の先端まで押し込むことにより、袋体を屈曲孔２２内に挿入する（工程Ｓ１２２）。ここで、誘導棒２４を用いて地盤補強部材１０を屈曲孔２２に挿入する際には、誘導棒２４の先端が地盤補強部材１０を破損させないように、例えば、クッション等の保護部材を誘導棒２４の先端に設ける等の対策を講じておく。なお、地盤補強部材１０の設置後には、誘導棒２４を孔内から引き抜いて回収する。
【００３３】
充填材の充填工程Ｓ１３０では、工程Ｓ１２０で屈曲孔２２内に設置された地盤補強部材１０の内部に充填材２６を充填し、固化させることによって、地盤補強構造４０を構築する。充填材２６は上述した注入口１６を通じて充填される。なお、充填材２６には、固化後のコンクリートの引張り強度を向上させるために、例えば、鋼繊維やガラス繊維等の補強繊維材を混入したものを用いることが好ましい。
【００３４】
充填材２６を注入する際には、その注入圧が０．１〜１Ｍｐａ程度になるまで加圧する。そして、注入が終了後にその内圧が保持されるように注入口１６を密封する。これにより、この後地盤補強部材１０に充填された充填材２６中の水分が圧搾されて地盤中に浸出し、ある程度の地盤補強部材１０内の充填材２６の固化成分が濃集されて固化することによって、地盤補強構造４０が構築される。
【００３５】
なお、誘導棒２４に、例えば注入ホースを沿わせておき、工程Ｓ１２０を実施する際に、地盤補強部材１０の基端部１０ｂから誘導棒２４とともに注入ホースを挿入して、地盤補強部材１０を屈曲孔２２の先端まで押し込んで設置し、その後誘導棒２４を孔内から引き抜きながら、注入ホースを介して充填材を袋体内に充填してもよい。
【００３６】
これにより、地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０と充填材の充填工程Ｓ１３０とを同時に実施できる。加えて、屈曲孔２２の先端部１０ａから充填材を袋体内に充填していくため、未充填時に袋体内にある空気を先端部１０ａから基端部１０ｂまで円滑に送り出すことができるので、袋体内に空気が残存することを回避し、信頼性の高い剛性を有する地盤補強構造４０を構築できる。
【００３７】
上記説明した地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０については、図３に示すような空気圧入による設置方法を用いてもよい。
【００３８】
図３に示すように、空気圧入による設置方法では、例えば、屈曲孔２２の孔口付近に蛇腹状に折りたたまれ、その先端部１０ａが孔口から孔内に向かって設置された地盤補強部材１０の内部に、注入口１６から空気を圧入（工程Ｓ１２３）することにより、袋体に推進力を与え又は袋体を膨張させることによって地盤補強部材１０を孔底へ挿入させる（工程Ｓ１２４）。
【００３９】
なお、空気圧入による設置方法の実施にあたっては、地盤補強部材１０を孔内に挿入させる際に、地盤補強部材１０より前方の孔内空気を大気中へ逃がすための空気抜きホース２８を、その先端が孔先端付近まで達するように予め設置しておくことが好ましい。これにより、地盤補強部材１０を円滑に孔底へ挿入させることができる。
【００４０】
また、空気圧入による設置方法では、地盤補強部材１０内に空気を圧入する代わりに充填材２６を圧入してもよい。これにより、地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０と充填材の充填工程Ｓ１３０（図２参照）とを同時に実施することができる。
【００４１】
図４は、地盤補強部材１０を用いて地盤補強構造を構築する第二の工法の手順を説明するための説明図である。なお、図４において、図２と同様の部位を示すものについては、同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図４に示すように、第二の工法は、屈曲貫通孔の削孔工程Ｓ２１０と、地盤補強部材の設置工程Ｓ２２０と、充填材の充填工程Ｓ２３０からなる。
【００４３】
屈曲貫通孔の削孔工程Ｓ２１０では、図２で説明した屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０と同様にして、所定長の水平部を有する屈曲孔を削孔（工程Ｓ２１１）した後、さらに地表へ向けて削孔方向を変更して地表まで貫通させた屈曲貫通孔３０を削孔する（工程Ｓ２１２）。
【００４４】
なお、屈曲貫通孔３０も、第一の工法と同様の誘導式自在ボーリング機械を用いて削孔する。
【００４５】
地盤補強部材の設置工程Ｓ２２０では、前工程Ｓ２１０で盛土２０の両側間の地盤を貫通する際に用いた誘導式自在ボーリング機械のボーリングロッド２３の先端部付近に、地盤補強部材１０の基端部１０ｂを取り付け、当該ボーリングロッド２３を引き抜くことにより、地盤補強部材１０を屈曲貫通孔３０内に引き込む。
【００４６】
また、同図中では地盤補強部材１０が屈曲貫通孔３０の領域の一部（第一の工法と同様に中央の水平部と図中右側の傾斜部）に配置されているが、これに限らず、削孔された屈曲貫通孔３０の全領域に設置してもよい。ここで前者のような屈曲貫通孔３０の領域の一部に配置する場合には、地盤補強部材１０が設置されない孔の部分３０ｃについては、コンクリートや土砂等で埋め戻しておくことが好ましい。
【００４７】
第二の工法で実施される充填材の充填工程Ｓ２３０は、第一の工法の充填材の充填工程Ｓ１３０と同様である。
【００４８】
以上説明した第一及び第二の工法は、削孔した孔（屈曲孔２２或いは屈曲貫通孔３０）が崩壊することなく自立する場合、又は孔にケーシングが設置できる場合に実施される。
【００４９】
一方、地盤に削孔した孔が自立できずに崩壊したり、ケーシングを設置することが困難な場合には、削孔（工程Ｓ１１０又は工程Ｓ２１０）の際に、孔内に孔壁を保護して崩落から防止する泥水（例えば、ベントナイト）を注入しながら削孔を行う。また、地盤補強部材１０の設置（工程Ｓ１２０又は工程Ｓ２２０）では、泥水で満たされた孔内に地盤補強部材１０を挿入する。ここで、泥水は比重が大きいので、空気による圧入（工程Ｓ１２３及び工程Ｓ１２４）よりも、誘導棒２４による押し込み（工程Ｓ１２１及び工程Ｓ１２２）や、ボーリングロッド２３による引き込み（工程Ｓ２２１及び工程Ｓ２２２）の方が簡便に挿入できる。さらに袋体を萎ませると円滑に挿入しやすい。
【００５０】
充填材の充填（工程Ｓ１３０又は工程Ｓ２３０）では、充填材を地盤補強部材１０内に充填させるにあたり、孔内の泥水を外部に排出する必要がある。
【００５１】
図５は、孔内の泥水２７を外部に排出しながら充填材２６を地盤補強部材１０内に充填する方法を説明するための説明図であり、同図（ａ）は屈曲孔２２に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合、同図（ｂ）は屈曲貫通孔３０に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合を示す。
【００５２】
屈曲孔２２の場合には、図５（ａ）に示すように、先に工程Ｓ１２０で説明した注入ホース２５を誘導棒２４に沿わせて袋体の先端部１０ａまで挿入して地盤補強部材１０を屈曲孔２２内に設置し、その後誘導棒２４を引き抜きながら先端部１０ａから注入ホース２５を介して充填材２６を充填していくことが好ましい。これにより、充填材２６が袋体に充填されていくにつれて、泥水２７が屈曲孔２２の先端から孔口へと押し出されて排出されることになる。
【００５３】
一方、屈曲貫通孔３０の場合には、図５（ｂ）に示すように、先端部１０ａ側の屈曲貫通孔３０の孔口から泥水２７を排出できるので、袋体の基端部１０ｂである注入口１６から充填材を注入してもよい。
【００５４】
以上説明した本実施形態の地盤補強構造４０よれば、構成材料として補強索体１４が混入された、或いは周囲に複数の補強索体１４が長手方向に沿って設けられた織布又は不織布を用いることにより、袋体の引っ張り強度を高めることができる。これにより、この袋体を用いて構築した地盤補強構造４０の断面は、中央に固化した充填材２６が配置し、その周囲に引張り強度を高められた袋体が配置する。すなわち、袋体の断面の中心から最も離れた位置に補強索体１４が配置されることになるので、地盤補強構造４０に曲げ荷重が作用したときに生じる引張力に対して、補強索体１４が効果的に抵抗する。また曲げ荷重によって生じる圧縮応力には、固化した充填材が抵抗することができる。
【００５５】
また、本実施形態の地盤補強構造４０よれば、地盤補強部材１０の構成材料として織布又は不織布を用いることにより、地盤補強部材１０に流動状態で充填された充填材２６が、織布又は不織布の網目に浸透し、その後固化した時に、筒体又は袋体と一体になるので、引張力及び圧縮力の両方に抵抗する剛体となることができる。
【００５６】
また、本実施形態の地盤補強構造４０によれば、地盤補強部材１０を構成する袋体が柔軟性を有するので、水平部を有する屈曲孔２２又は屈曲貫通孔３０の孔内に、袋体を、誘導棒２４を用いて押し込んだり、また地盤補強部材１０内に空気を吹き込んだりして設置することができ、その後、袋体の内部に充填材２６を充填して固化させることにより、水平部を有するような屈曲形状の補強構造を構築することができる。
【００５７】
また、地盤補強部材１０は、引張り力に抵抗する補強索体１４として、アラミド糸を用いることにより、地盤補強構造４０によって補強された地盤に例えば杭を打つ際、杭打ち機等によって地盤補強構造４０を問題なく打ちぬくことができる。すなわち、上述の特許文献１又は２に記載される工法のように、地盤補強構造として鋼棒や芯材のような金属部材を用いた場合には、地盤補強構造４０を打ち抜く際に、鋼棒や芯材が杭へ絡みつくなどの問題が生じるが、本実施形態の地盤補強構造４０ではそのような問題は生じない。
【００５８】
また、地盤補強構造４０は、地盤補強部材１０内に充填する充填材２６に、引張り強度を有する鋼繊維やガラス繊維等の補強繊維材を混合されたものを使用することにより、地盤補強構造４０の引張り強度を、さらに向上させることができる。
【００５９】
また、地盤補強構造４０は、盛土２０の直下で水平方向に延びる形を設けるができるので鉛直方向の曲げ荷重に対して効果的に抵抗し、盛土２０下の軟弱地盤の鉛直方向の変位を抑制することができる。ここで、地盤補強構造４０が鉛直方向の曲げ荷重に対して充分に抵抗するためには、地盤補強構造４０と地盤との間に滑りが生じないことが要されるので、地盤補強構造４０を、盛土２０が設けられる範囲の直下の両側に充分な長さとなるように施工することが好ましい。
【００６０】
なお、本実施形態の地盤補強部材１０は、先端部１０ａが閉塞した袋状のものであるが、これに限らず、先端部１０ａが開口した筒体であってもよい。この場合、屈曲孔２２への設置には、空気圧入による設置方法は適用できないので、誘導棒２４を用いて設置する。
【００６１】
また、本実施形態の地盤補強部材１０は、内部に充填される充填材２６のうち、水分のみが袋体外部の地盤に浸出するような目の粗さを有する織布や不織布、又は微細な孔が設けられた不透水性の膜を用いることとしたが、これに限らず、水分が浸出しない袋体を用いてもよい。この場合、充填材２６として、水分を含有したままで固化可能な水硬性のコンクリート等を用いる。
【００６２】
また、本実施形態では、地盤補強部材１０を用いて盛土２０下の軟弱地盤の補強する例を示したが、その他にも鉄道線路や道路等の直下を通過する土被りの浅いトンネルやシールドの補強に適用できる。
【００６３】
図６は、鉄道線路と直交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図、同図（ｃ）は縦断面図である。
【００６４】
図６に示すように、地盤補強構造４０は、上述した地盤補強工法によって、盛土２０とトンネル又はシールド５０との間の地盤に、トンネル又はシールド５０の伸延方向と同じ方向、かつ水平に配置され（同図（ｃ）参照）、トンネル又はシールド５０の周囲に複数に亘って構築される（同図（ａ）及び同図（ｂ）参照）。
【００６５】
また、図７は、鉄道線路と斜交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図である。
【００６６】
図７に示すように、地盤補強構造４０は、上述した図６の場合と異なり、トンネル又はシールド５０の伸延方向と直交する方向に配置され（同図（ａ）及び同図（ｂ）参照）、トンネル又はシールド５０の伸延方向に複数に亘って構築される（同図（ａ）参照）。
【００６７】
これは、図６のトンネル又はシールド５０が鉄道線路と直交する場合と比べ、図７ではトンネル又はシールド５０が鉄道線路と斜交するので、鉄道線路を横切る部分の距離が長くなるため、図６と同様の配置で地盤補強構造４０を構築しようとすると、長距離の屈曲孔の削孔と、その屈曲孔への地盤補強部材１０の設置が必要となり、施工コスト及び施工時間を要することになることを考慮したためである。
【００６８】
また、本実施形態の地盤補強部材１０は、屈曲形状の地盤補強構造４０を補強することに用いたが、これに限らず、直線形状の地盤補強構造を補強することに用いてもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 地盤補強部材 １４ 補強索体
１６ 注入口 ２０ 盛土
２２ 屈曲孔 ２３ ボーリングロッド
２４ 誘導棒 ２５ 注入ホース
２６ 充填材 ２７ 泥水
２８ 空気抜きホース ３０ 屈曲貫通孔
４０ 地盤補強構造 ５０ トンネル又はシールド
７０ 補強対象地盤 ８０ 立坑
１０ａ 先端部 １０ｂ 基端部
Ｓ１１０ 屈曲孔の削孔工程 Ｓ１２０ 地盤補強部材の設置工程
Ｓ１３０ 充填材の充填工程 Ｓ２１０ 屈曲貫通孔の削孔工程
Ｓ２２０ 地盤補強部材の設置工程 Ｓ２３０ 充填材の充填工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤補強構造、及び、その地盤補強構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軟弱な地盤の沈下や斜面の崩壊を防止するために、地盤を硬質安定化させて改良する地盤補強工法が行われており、例えば、特許文献１又は２に開示されるような工法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ボーリングにより削孔した孔内に鋼棒等の補強材を挿入し、孔内面と補強材との間隙にモルタルやグラウトセメント等を注入して補強材と地盤を一体化させて地盤補強構造を構築する、いわゆるネイリングと呼ばれる工法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、特殊な形状の混練オーガ機によって攪拌した地盤に、攪拌機の中空軸を通してセメントミルクを注入しながら攪拌混合を続けて地中にソイルセメント柱体を造設し、更に掘削攪拌した土砂範囲の先端の地盤に、前記中空軸の中空部に芯材を挿入して設置することにより、地盤補強構造を構築するソイルセメント工法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７８１３号公報
【特許文献２】特開平５−２２２７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記地盤補強構造に曲げ荷重が作用して反りが生じようとする場合には、地盤補強構造の反りの凸側に引張り力が生じ、反りの凹側に圧縮力が生じる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１又は２に開示される地盤補強工法では、引張り力に抵抗するために設置される鋼棒や芯材が、地盤補強構造に曲げ荷重が作用した時に生ずる引張り力が小さい断面の図心に配置される。このため、鋼棒や芯材の保有する引張り強度を充分に発揮できないという問題がある。
【０００８】
また、図８（ａ）に示す土被りの浅いトンネルの上部地盤や、図８（ｂ）に示す構造物下の軟弱地盤のように、鉛直下方向の変位が生じやすい地盤（以下、補強対象地盤７０という）を補強する場合、同図に示すように、地盤補強構造４０を補強対象地盤７０に水平に構築することが効果的である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１又は２に開示される地盤補強工法では、構築される地盤補強構造４０が直線的な形状に限定されるために、地表から施工する場合には、例えば、図９に示すように、地盤補強構造４０を、補強対象地盤７０に対して両側から斜め方向（同図（ａ））又は直上から鉛直下方向（同図（ｂ））に打設するしかない。この場合、地盤の鉛直下方向の変位を抑制するためには、水平構築時よりも多くの地盤補強構造４０を構築する必要があり、施工コスト及び施工時間を要してしまう。また、図１０に示すように、補強対象地盤７０に隣接する位置に立坑８０を形成し、この立坑８０から水平方向に地盤補強構造４０を構築することも考えられるが、この場合には立坑８０を形成するための施工コスト及び時間を要するうえ、立坑８０を構築するための用地を確保する必要がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、地盤からの曲げ荷重に対して充分に抵抗することができるとともに、屈曲又は湾曲形状で構築すること可能な地盤補強構造、及び、その地盤補強構造の施工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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、地盤の補強構造であって、柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、地盤に形成された、泥水が注入された孔内に設置し、前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の地盤補強構造によれば、所定の引張り強度を有する筒体又は袋体を地盤に形成された孔内に設置し、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填し、この充填材を固化させて構築することにより、地盤補強構造の断面は、中央に固化した充填材が配置し、その周囲に引張り強度を有する袋体又は筒体が配置する。このため、袋体の断面の中心から最も離れた位置に引張強度を有する袋体又は筒体が配置されるので、地盤補強構造に曲げ荷重が作用したときに生じる引張力に対して、袋体又は筒体が効果的に抵抗する。また曲げ荷重によって生じる圧縮力にも、固化した充填材が抵抗することができる。
【００１３】
また、本発明の地盤補強構造によれば、地盤補強構造を構築するための部材として用いられる筒体又は袋体が、柔軟性を有するので、例えば、自在ボーリング等を用いて地表から削孔開始し、削孔途中で屈曲又は湾曲させて水平部を有するように削孔した孔内に、これら筒体又は袋体を、ワイヤー等を用いて押し込んだり、又は地盤補強部材の内部に空気を吹き込んだりして設置することができ、その後、筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化して所定の圧縮強度を有する充填材を充填して固化させることにより、水平部を有するような屈曲又は湾曲形状の地盤補強構造を構築することができる。
【００１４】
本発明において、前記筒体又は袋体は、所定の引張り強度を有する索体を含んだ織布又は不織布により構成されていてもよい。このようにすれば、筒体又は袋体に流動状態で充填された充填材が、織布又は不織布の網目に浸透し、その後固化した時に、筒体又は袋体と一体になるので、引張力及び圧縮力の両方に抵抗する剛体となることができる。
【００１５】
この場合、所定の引張り強度を有する索体が、前記筒体又は袋体の周囲にその長手方向に沿って設けられていてもよい。
【００１６】
また、前記索体は、アラミド繊維からなることとしてもよい。このようにすれば、地盤補強構造によって補強された地盤に、例えば杭打ち機等によって杭を打つ際、地盤補強構造を問題なく打ちぬくことができる。すなわち、上述の特許文献１又は２に記載される工法のように、地盤補強構造として鋼棒や芯材のような金属を用いた場合には、地盤補強構造を打ち抜く際に、鋼棒や芯材が杭へ絡みつくなどの問題が生じるが、本発明の地盤補強構造ではそのような問題は生じない。
【００１７】
また、本発明において、前記孔は、少なくともその一部に水平部分を有することとしてもよい。このようにすれば、鉛直方向の曲げ荷重に対して効果的に抵抗し、水平部分を形成された孔周辺の上下領域の地盤の鉛直方向の変位を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明は、地盤補強構造の施工方法であって、地盤に泥水を注入しながら孔を形成し、柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、前記地盤に形成した孔内に設置し、前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡易な構成で、地盤に形成された孔に充填する充填材を、周辺地盤へ逸散させることなく固化させて構築することが可能な地盤補強構造、及び、その地盤補強構造の施工方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る地盤補強部材を示し、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】地盤補強部材を用いて地盤補強構造を構築する第一の工法の手順を説明するための説明図である。
【図３】地盤補強部材の空気圧入による設置方法を説明するための説明図である。
【図４】地盤補強部材を用いて地盤補強構造を構築する第二の工法の手順を説明するための説明図である。
【図５】孔内の泥水２７を外部に排出しながら充填材２６を地盤補強部材１０内に充填する方法を説明するための説明図であり、同図（ａ）は屈曲孔２２に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合、同図（ｂ）は屈曲貫通孔３０に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合を示す。
【図６】鉄道線路と直交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図、同図（ｃ）は縦断面図である。
【図７】鉄道線路と斜交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図である。
【図８】鉛直下方向の変位が生じやすい地盤を補強するための地盤補強構造の効果的な施工配置を示す断面図であり、同図（ａ）は土被りの浅いトンネルの場合、同図（ｂ）は構造物下の軟弱地盤の場合である。
【図９】従来の工法による鉛直下方向の変位が生じやすい地盤を補強するための地盤補強構造の施工配置を示す断面図であり、同図（ａ）は地盤補強構造を補強対象地盤に対して両側から斜め方向に打設した施工断面、同図（ｂ）は地盤補強構造を補強対象地盤に対して直上から鉛直下方向に打設した施工断面を示す。
【図１０】従来の工法による水平方向に地盤補強構造を構築する手順を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る地盤補強部材を示し、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２２】
図１に示すように、地盤補強部材１０は、例えば、柔軟性を有する筒状部材の先端部１０ａが閉塞されてなる細長い袋体であり、その基端部１０ｂには注入口１６が形成されている。地盤補強部材１０は、後述するような地盤に屈曲形状に削孔された孔内に、その袋体内部が空の状態で設置され、その後注入口１６からその袋体内部にコンクリートミルク等の充填材を充填して固化させることにより地盤補強構造が構築される。
【００２３】
袋体の構成材料としては、例えば、柔軟性及び耐摩耗性を有する麻や合成繊維等からなる織布又は不織布に、例えば、アラミド糸や炭素繊維等の引張り強度の大きい補強索体１４を混入したものや、地盤補強部材１０の周囲に複数の補強索体１４を長手方向に沿って設けたもの等を用いることができる。なお、後者の場合、地盤補強部材１０を用いて構築された地盤補強構造に対して、いずれの方向から曲げ荷重が作用しても、均一に曲げ荷重に抵抗させるべく、図１（ｂ）に示すように補強索体１４は袋体の周囲に等間隔で設けられることが好ましい。
【００２４】
地盤補強部材１０には、例えば、地盤補強部材１０に注入させる充填材の圧力（例えば、０．１〜１Ｍｐａ）に耐え得る強度が要求される。これは、例えば、消防ホースと同等の強度である。
【００２５】
また、地盤補強部材１０は、その内部に充填される充填材に含まれる水分のみを袋体外部の地盤に浸出させるような目の粗さを有する織布又は不織布からなることが好ましい。なお、上記織布又は不織布に限らず、微細な孔が設けられた不透水性の膜を用いてもよい。
【００２６】
さらに、地盤補強部材１０は、孔内に設置後その内部に充填材が充填された時に、孔壁と密着するように、袋体が、ある程度膨張するように伸縮可能であることが好ましい。
【００２７】
また、地盤補強部材１０には、地盤補強構造の一部となった際に、曲げ荷重等によって地盤補強構造に生じる引張力に、充分に抵抗できる程度の引張強度を有するものを使用する。また、充填材には、地盤補強構造の一部となった際に、曲げ荷重等によって地盤補強構造に生じる圧縮力に、充分に抵抗できる程度の圧縮強度を有するもの使用する。
【００２８】
次に、このような地盤補強部材１０を用いて、例えば、軟弱地盤上に構築される盛土２０下の基礎を補強するべく、地盤補強構造を構築する手順について説明する。
図２は、地盤補強部材１０を用いて地盤補強構造を構築する第一の工法の手順を説明するための説明図である。
【００２９】
図２に示すように、第一の工法は、屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０と、地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０と、充填材の充填工程Ｓ１３０からなる。
【００３０】
屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０では、地表に構築される盛土２０に隣接する地表位置から、補強する盛土２０の下方の基礎地盤に向けて斜め方向に削孔を開始し、その孔の先端が盛土２０の縁部の下方位置に到達した時点で削孔方向を水平方向に変更し（工程Ｓ１１１）、その後、所定長の水平部を有するような屈曲形状の孔（屈曲孔２２）を削孔する（工程Ｓ１１２）。
【００３１】
屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０には、地盤中でその削孔方向を自由に変更することが可能な公知の誘導式自在ボーリング機械（例えば、テラ・ジェット工法やアーバンノーディック工法による削孔機）を用いておこなうことができる。なお、屈曲孔２２の削孔後には、削孔に使用されたボーリング機械のドリルビット２１やボーリングロッド２３を引き抜いて回収する。
【００３２】
地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０では、屈曲可能であるともに弾性を有する、例えば金属ワイヤー等の誘導棒２４を、地盤補強部材１０の袋体の基端部の注入口からその内部に挿入（工程Ｓ１２１）して、閉塞されている側の先端部１０ａを、工程Ｓ１１０で削孔された屈曲孔２２の先端まで押し込むことにより、袋体を屈曲孔２２内に挿入する（工程Ｓ１２２）。ここで、誘導棒２４を用いて地盤補強部材１０を屈曲孔２２に挿入する際には、誘導棒２４の先端が地盤補強部材１０を破損させないように、例えば、クッション等の保護部材を誘導棒２４の先端に設ける等の対策を講じておく。なお、地盤補強部材１０の設置後には、誘導棒２４を孔内から引き抜いて回収する。
【００３３】
充填材の充填工程Ｓ１３０では、工程Ｓ１２０で屈曲孔２２内に設置された地盤補強部材１０の内部に充填材２６を充填し、固化させることによって、地盤補強構造４０を構築する。充填材２６は上述した注入口１６を通じて充填される。なお、充填材２６には、固化後のコンクリートの引張り強度を向上させるために、例えば、鋼繊維やガラス繊維等の補強繊維材を混入したものを用いることが好ましい。
【００３４】
充填材２６を注入する際には、その注入圧が０．１〜１Ｍｐａ程度になるまで加圧する。そして、注入が終了後にその内圧が保持されるように注入口１６を密封する。これにより、この後地盤補強部材１０に充填された充填材２６中の水分が圧搾されて地盤中に浸出し、ある程度の地盤補強部材１０内の充填材２６の固化成分が濃集されて固化することによって、地盤補強構造４０が構築される。
【００３５】
なお、誘導棒２４に、例えば注入ホースを沿わせておき、工程Ｓ１２０を実施する際に、地盤補強部材１０の基端部１０ｂから誘導棒２４とともに注入ホースを挿入して、地盤補強部材１０を屈曲孔２２の先端まで押し込んで設置し、その後誘導棒２４を孔内から引き抜きながら、注入ホースを介して充填材を袋体内に充填してもよい。
【００３６】
これにより、地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０と充填材の充填工程Ｓ１３０とを同時に実施できる。加えて、屈曲孔２２の先端部１０ａから充填材を袋体内に充填していくため、未充填時に袋体内にある空気を先端部１０ａから基端部１０ｂまで円滑に送り出すことができるので、袋体内に空気が残存することを回避し、信頼性の高い剛性を有する地盤補強構造４０を構築できる。
【００３７】
上記説明した地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０については、図３に示すような空気圧入による設置方法を用いてもよい。
【００３８】
図３に示すように、空気圧入による設置方法では、例えば、屈曲孔２２の孔口付近に蛇腹状に折りたたまれ、その先端部１０ａが孔口から孔内に向かって設置された地盤補強部材１０の内部に、注入口１６から空気を圧入（工程Ｓ１２３）することにより、袋体に推進力を与え又は袋体を膨張させることによって地盤補強部材１０を孔底へ挿入させる（工程Ｓ１２４）。
【００３９】
なお、空気圧入による設置方法の実施にあたっては、地盤補強部材１０を孔内に挿入させる際に、地盤補強部材１０より前方の孔内空気を大気中へ逃がすための空気抜きホース２８を、その先端が孔先端付近まで達するように予め設置しておくことが好ましい。これにより、地盤補強部材１０を円滑に孔底へ挿入させることができる。
【００４０】
また、空気圧入による設置方法では、地盤補強部材１０内に空気を圧入する代わりに充填材２６を圧入してもよい。これにより、地盤補強部材の設置工程Ｓ１２０と充填材の充填工程Ｓ１３０（図２参照）とを同時に実施することができる。
【００４１】
図４は、地盤補強部材１０を用いて地盤補強構造を構築する第二の工法の手順を説明するための説明図である。なお、図４において、図２と同様の部位を示すものについては、同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図４に示すように、第二の工法は、屈曲貫通孔の削孔工程Ｓ２１０と、地盤補強部材の設置工程Ｓ２２０と、充填材の充填工程Ｓ２３０からなる。
【００４３】
屈曲貫通孔の削孔工程Ｓ２１０では、図２で説明した屈曲孔の削孔工程Ｓ１１０と同様にして、所定長の水平部を有する屈曲孔を削孔（工程Ｓ２１１）した後、さらに地表へ向けて削孔方向を変更して地表まで貫通させた屈曲貫通孔３０を削孔する（工程Ｓ２１２）。
【００４４】
なお、屈曲貫通孔３０も、第一の工法と同様の誘導式自在ボーリング機械を用いて削孔する。
【００４５】
地盤補強部材の設置工程Ｓ２２０では、前工程Ｓ２１０で盛土２０の両側間の地盤を貫通する際に用いた誘導式自在ボーリング機械のボーリングロッド２３の先端部付近に、地盤補強部材１０の基端部１０ｂを取り付け、当該ボーリングロッド２３を引き抜くことにより、地盤補強部材１０を屈曲貫通孔３０内に引き込む。
【００４６】
また、同図中では地盤補強部材１０が屈曲貫通孔３０の領域の一部（第一の工法と同様に中央の水平部と図中右側の傾斜部）に配置されているが、これに限らず、削孔された屈曲貫通孔３０の全領域に設置してもよい。ここで前者のような屈曲貫通孔３０の領域の一部に配置する場合には、地盤補強部材１０が設置されない孔の部分３０ｃについては、コンクリートや土砂等で埋め戻しておくことが好ましい。
【００４７】
第二の工法で実施される充填材の充填工程Ｓ２３０は、第一の工法の充填材の充填工程Ｓ１３０と同様である。
【００４８】
以上説明した第一及び第二の工法は、削孔した孔（屈曲孔２２或いは屈曲貫通孔３０）が崩壊することなく自立する場合、又は孔にケーシングが設置できる場合に実施される。
【００４９】
一方、地盤に削孔した孔が自立できずに崩壊したり、ケーシングを設置することが困難な場合には、削孔（工程Ｓ１１０又は工程Ｓ２１０）の際に、孔内に孔壁を保護して崩落から防止する泥水（例えば、ベントナイト）を注入しながら削孔を行う。また、地盤補強部材１０の設置（工程Ｓ１２０又は工程Ｓ２２０）では、泥水で満たされた孔内に地盤補強部材１０を挿入する。ここで、泥水は比重が大きいので、空気による圧入（工程Ｓ１２３及び工程Ｓ１２４）よりも、誘導棒２４による押し込み（工程Ｓ１２１及び工程Ｓ１２２）や、ボーリングロッド２３による引き込み（工程Ｓ２２１及び工程Ｓ２２２）の方が簡便に挿入できる。さらに袋体を萎ませると円滑に挿入しやすい。
【００５０】
充填材の充填（工程Ｓ１３０又は工程Ｓ２３０）では、充填材を地盤補強部材１０内に充填させるにあたり、孔内の泥水を外部に排出する必要がある。
【００５１】
図５は、孔内の泥水２７を外部に排出しながら充填材２６を地盤補強部材１０内に充填する方法を説明するための説明図であり、同図（ａ）は屈曲孔２２に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合、同図（ｂ）は屈曲貫通孔３０に設置された地盤補強部材１０内に充填する場合を示す。
【００５２】
屈曲孔２２の場合には、図５（ａ）に示すように、先に工程Ｓ１２０で説明した注入ホース２５を誘導棒２４に沿わせて袋体の先端部１０ａまで挿入して地盤補強部材１０を屈曲孔２２内に設置し、その後誘導棒２４を引き抜きながら先端部１０ａから注入ホース２５を介して充填材２６を充填していくことが好ましい。これにより、充填材２６が袋体に充填されていくにつれて、泥水２７が屈曲孔２２の先端から孔口へと押し出されて排出されることになる。
【００５３】
一方、屈曲貫通孔３０の場合には、図５（ｂ）に示すように、先端部１０ａ側の屈曲貫通孔３０の孔口から泥水２７を排出できるので、袋体の基端部１０ｂである注入口１６から充填材を注入してもよい。
【００５４】
以上説明した本実施形態の地盤補強構造４０よれば、構成材料として補強索体１４が混入された、或いは周囲に複数の補強索体１４が長手方向に沿って設けられた織布又は不織布を用いることにより、袋体の引っ張り強度を高めることができる。これにより、この袋体を用いて構築した地盤補強構造４０の断面は、中央に固化した充填材２６が配置し、その周囲に引張り強度を高められた袋体が配置する。すなわち、袋体の断面の中心から最も離れた位置に補強索体１４が配置されることになるので、地盤補強構造４０に曲げ荷重が作用したときに生じる引張力に対して、補強索体１４が効果的に抵抗する。また曲げ荷重によって生じる圧縮応力には、固化した充填材が抵抗することができる。
【００５５】
また、本実施形態の地盤補強構造４０よれば、地盤補強部材１０の構成材料として織布又は不織布を用いることにより、地盤補強部材１０に流動状態で充填された充填材２６が、織布又は不織布の網目に浸透し、その後固化した時に、筒体又は袋体と一体になるので、引張力及び圧縮力の両方に抵抗する剛体となることができる。
【００５６】
また、本実施形態の地盤補強構造４０によれば、地盤補強部材１０を構成する袋体が柔軟性を有するので、水平部を有する屈曲孔２２又は屈曲貫通孔３０の孔内に、袋体を、誘導棒２４を用いて押し込んだり、また地盤補強部材１０内に空気を吹き込んだりして設置することができ、その後、袋体の内部に充填材２６を充填して固化させることにより、水平部を有するような屈曲形状の補強構造を構築することができる。
【００５７】
また、地盤補強部材１０は、引張り力に抵抗する補強索体１４として、アラミド糸を用いることにより、地盤補強構造４０によって補強された地盤に例えば杭を打つ際、杭打ち機等によって地盤補強構造４０を問題なく打ちぬくことができる。すなわち、上述の特許文献１又は２に記載される工法のように、地盤補強構造として鋼棒や芯材のような金属部材を用いた場合には、地盤補強構造４０を打ち抜く際に、鋼棒や芯材が杭へ絡みつくなどの問題が生じるが、本実施形態の地盤補強構造４０ではそのような問題は生じない。
【００５８】
また、地盤補強構造４０は、地盤補強部材１０内に充填する充填材２６に、引張り強度を有する鋼繊維やガラス繊維等の補強繊維材を混合されたものを使用することにより、地盤補強構造４０の引張り強度を、さらに向上させることができる。
【００５９】
また、地盤補強構造４０は、盛土２０の直下で水平方向に延びる形を設けるができるので鉛直方向の曲げ荷重に対して効果的に抵抗し、盛土２０下の軟弱地盤の鉛直方向の変位を抑制することができる。ここで、地盤補強構造４０が鉛直方向の曲げ荷重に対して充分に抵抗するためには、地盤補強構造４０と地盤との間に滑りが生じないことが要されるので、地盤補強構造４０を、盛土２０が設けられる範囲の直下の両側に充分な長さとなるように施工することが好ましい。
【００６０】
なお、本実施形態の地盤補強部材１０は、先端部１０ａが閉塞した袋状のものであるが、これに限らず、先端部１０ａが開口した筒体であってもよい。この場合、屈曲孔２２への設置には、空気圧入による設置方法は適用できないので、誘導棒２４を用いて設置する。
【００６１】
また、本実施形態の地盤補強部材１０は、内部に充填される充填材２６のうち、水分のみが袋体外部の地盤に浸出するような目の粗さを有する織布や不織布、又は微細な孔が設けられた不透水性の膜を用いることとしたが、これに限らず、水分が浸出しない袋体を用いてもよい。この場合、充填材２６として、水分を含有したままで固化可能な水硬性のコンクリート等を用いる。
【００６２】
また、本実施形態では、地盤補強部材１０を用いて盛土２０下の軟弱地盤の補強する例を示したが、その他にも鉄道線路や道路等の直下を通過する土被りの浅いトンネルやシールドの補強に適用できる。
【００６３】
図６は、鉄道線路と直交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図、同図（ｃ）は縦断面図である。
【００６４】
図６に示すように、地盤補強構造４０は、上述した地盤補強工法によって、盛土２０とトンネル又はシールド５０との間の地盤に、トンネル又はシールド５０の伸延方向と同じ方向、かつ水平に配置され（同図（ｃ）参照）、トンネル又はシールド５０の周囲に複数に亘って構築される（同図（ａ）及び同図（ｂ）参照）。
【００６５】
また、図７は、鉄道線路と斜交して横切るトンネル又はシールドの上部地盤への地盤補強構造の設置例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図である。
【００６６】
図７に示すように、地盤補強構造４０は、上述した図６の場合と異なり、トンネル又はシールド５０の伸延方向と直交する方向に配置され（同図（ａ）及び同図（ｂ）参照）、トンネル又はシールド５０の伸延方向に複数に亘って構築される（同図（ａ）参照）。
【００６７】
これは、図６のトンネル又はシールド５０が鉄道線路と直交する場合と比べ、図７ではトンネル又はシールド５０が鉄道線路と斜交するので、鉄道線路を横切る部分の距離が長くなるため、図６と同様の配置で地盤補強構造４０を構築しようとすると、長距離の屈曲孔の削孔と、その屈曲孔への地盤補強部材１０の設置が必要となり、施工コスト及び施工時間を要することになることを考慮したためである。
【００６８】
また、本実施形態の地盤補強部材１０は、屈曲形状の地盤補強構造４０を補強することに用いたが、これに限らず、直線形状の地盤補強構造を補強することに用いてもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 地盤補強部材 １４ 補強索体
１６ 注入口 ２０ 盛土
２２ 屈曲孔 ２３ ボーリングロッド
２４ 誘導棒 ２５ 注入ホース
２６ 充填材 ２７ 泥水
２８ 空気抜きホース ３０ 屈曲貫通孔
４０ 地盤補強構造 ５０ トンネル又はシールド
７０ 補強対象地盤 ８０ 立坑
１０ａ 先端部 １０ｂ 基端部
Ｓ１１０ 屈曲孔の削孔工程 Ｓ１２０ 地盤補強部材の設置工程
Ｓ１３０ 充填材の充填工程 Ｓ２１０ 屈曲貫通孔の削孔工程
Ｓ２２０ 地盤補強部材の設置工程 Ｓ２３０ 充填材の充填工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の補強構造であって、
柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、地盤に形成された、泥水が注入された孔内に設置し、
前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させてなることを特徴とする地盤補強構造。
【請求項２】
前記筒体又は袋体は、所定の引張り強度を有する索体を含んだ織布又は不織布により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の地盤補強構造。
【請求項３】
所定の引張り強度を有する索体が、前記筒体又は袋体の周囲にその長手方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤補強構造。
【請求項４】
前記索体は、アラミド繊維からなることを特徴とする請求項２又は３に記載の地盤補強構造。
【請求項５】
前記孔は、少なくともその一部に水平部分を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地盤補強構造。
【請求項６】
地盤補強構造の施工方法であって、
地盤に泥水を注入しながら孔を形成し、
柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、前記地盤に形成した孔内に設置し、
前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させることを特徴とする地盤補強構造の施工方法。
【請求項１】
地盤の補強構造であって、
柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、地盤に形成された、泥水が注入された孔内に設置し、
前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させてなることを特徴とする地盤補強構造。
【請求項２】
前記筒体又は袋体は、所定の引張り強度を有する索体を含んだ織布又は不織布により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の地盤補強構造。
【請求項３】
所定の引張り強度を有する索体が、前記筒体又は袋体の周囲にその長手方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤補強構造。
【請求項４】
前記索体は、アラミド繊維からなることを特徴とする請求項２又は３に記載の地盤補強構造。
【請求項５】
前記孔は、少なくともその一部に水平部分を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地盤補強構造。
【請求項６】
地盤補強構造の施工方法であって、
地盤に泥水を注入しながら孔を形成し、
柔軟性を有するとともに、所定の引張り強度を有する筒体又は筒体の一端を閉塞してなる袋体を、前記地盤に形成した孔内に設置し、
前記筒体又は袋体の内部に、時間の経過とともに固化する充填材を流動状態で充填しながら、前記充填材の充填によって前記筒体又は袋体が拡張することにより前記泥水を前記孔から排出し、この充填材を固化させることを特徴とする地盤補強構造の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８４６５０（Ｐ２０１２−１８４６５０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２３５７１（Ｐ２０１２−１２３５７１）
【出願日】平成２４年５月３０日（２０１２．５．３０）
【分割の表示】特願２００７−１１２２０６（Ｐ２００７−１１２２０６）の分割
【原出願日】平成１９年４月２０日（２００７．４．２０）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月３０日（２０１２．５．３０）
【分割の表示】特願２００７−１１２２０６（Ｐ２００７−１１２２０６）の分割
【原出願日】平成１９年４月２０日（２００７．４．２０）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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