地基的減量化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地基的減量化方法，更詳細(xì)地說(shuō)涉及與以往的施工方法相比能夠?qū)⒌?基大幅地減量化的地基的減量化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，在疏浚步驟等中產(chǎn)生的渣土的處理用地不足。難以確保新的處理用地和/ 或廣闊的處理用地，所以需要高效地使用有限的處理用地。作為該對(duì)策的一環(huán)，可以列舉地 基的減量化。例如，在建造海上處理場(chǎng)時(shí)，有時(shí)通過(guò)真空固結(jié)施工方法將填埋地基減量化而 增大處理場(chǎng)的容納能力(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0003] 在真空固結(jié)施工方法中，在對(duì)象地基中插設(shè)多個(gè)豎向排水體后，設(shè)為由氣密片等 覆蓋地表面的狀態(tài)，通過(guò)使真空栗工作而經(jīng)過(guò)豎向排水體將地基中的孔隙水向外部排出。 由此，促進(jìn)對(duì)象地基的固結(jié)而減量化。即，在該施工方法中，使由與大氣壓的平衡所產(chǎn)生的 負(fù)壓載荷作用于地基，所以僅能夠進(jìn)行基于通常所知的壓力與固結(jié)下沉量的關(guān)系的減量 化，不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的減量化。故而，為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)前所要求那樣的大幅的減量化，還需要?jiǎng)e 的施工方法。
[0004] 作為用于減量化的其他施工方法，已知有在對(duì)象地基上進(jìn)行堆土而減量化的載荷 堆土施工方法。然而，在該施工方法中通過(guò)堆土的載荷使地基固結(jié)，所以難以將對(duì)象地基大 幅地減量化。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-167707號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供與以往的施工方法相比能夠?qū)⒌鼗蠓販p量化的地基 的減量化方法。
[0010] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0011]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的地基的減量化方法，其特征在于:通過(guò)將對(duì)象地基在 預(yù)定范圍內(nèi)攪拌到預(yù)定深度，由此在該對(duì)象地基中形成被攪動(dòng)的區(qū)域，接下來(lái)，向該對(duì)象地 基中插設(shè)排水體，經(jīng)過(guò)該排水體將對(duì)象地基中的水分從對(duì)象地基排出，由此使該對(duì)象地基 的固結(jié)量增大而減量化。
[0012]在這里，為了經(jīng)過(guò)所述排水體將對(duì)象地基中的水分從對(duì)象地基中排出，能夠使用 在大氣壓下進(jìn)行的排水施工方法?；蛘撸軌蚴褂迷谪?fù)壓下進(jìn)行的真空固結(jié)施工方法。也可 以，在經(jīng)過(guò)所述排水體將對(duì)象地基中的水分從對(duì)象地基排出后，向該對(duì)象地基施加向下的 負(fù)載。例如，通過(guò)在形成了所述被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基上載置砂土，由此施加所述向下的 負(fù)載。為了形成所述被攪動(dòng)的區(qū)域，例如，使地基改良機(jī)的攪拌翼在所述對(duì)象地基之中旋 轉(zhuǎn)。例如，將所述對(duì)象地基的30%以上且80%以下的體積形成為所述被攪動(dòng)的區(qū)域?；蛘?， 將所述對(duì)象地基的50%以上的體積形成為所述被攪動(dòng)的區(qū)域。
[0013]發(fā)明效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，作為初始步驟而在對(duì)象地基中形成被攪動(dòng)的區(qū)域從而人為地破壞地 基的粘土顆粒彼此的構(gòu)造而使其相對(duì)于外力(載荷）的耐力（阻力）大幅降低。接下來(lái)，向該 對(duì)象地基中插設(shè)排水體，經(jīng)過(guò)該排水體將對(duì)象地基中的水分從對(duì)象地基排出，所以減量效 果不在基于通常公知的壓力與固結(jié)下沉量的關(guān)系的減量效果的延長(zhǎng)線上，能夠得到更高級(jí) 別的減量效果。另外，在對(duì)象地基中夾有砂層的情況下，若作為初始步驟進(jìn)行真空固結(jié)施工 方法，則難以確保氣密性，有時(shí)得不到充分的減量效果的情況，但是在本發(fā)明中就不會(huì)出現(xiàn) 這樣的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是例示對(duì)陸上的對(duì)象地基進(jìn)行攪拌的本發(fā)明的攪拌步驟的說(shuō)明圖。
[0016] 圖2是例示在大氣壓下通過(guò)排水體將形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基的水分從對(duì) 象地基中排出的步驟的說(shuō)明圖。
[0017] 圖3是例示圖2的對(duì)象地基減量后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0018] 圖4是例示在形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基上載置砂土而施加向下的負(fù)載的步 驟的說(shuō)明圖。
[0019] 圖5是例示對(duì)水底的對(duì)象地基進(jìn)行攪拌的本發(fā)明的攪拌步驟的說(shuō)明圖。
[0020] 圖6是例示通過(guò)排水體將形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的水底的對(duì)象地基的水分從對(duì)象地 基中排出的步驟的說(shuō)明圖。
[0021] 圖7是例示通過(guò)真空固結(jié)施工方法將形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基的水分向地 上排出的步驟的說(shuō)明圖。
[0022 ]圖8是例示圖7的對(duì)象地基減量后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0023] 圖9是例示形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基的俯視圖。
[0024] 圖10是表示形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基的別的例子的俯視圖。
[0025] 圖11是表示形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基的別的例子的俯視圖。
[0026] 圖12是例示形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基的側(cè)視圖。
[0027] 圖13是例示形成了被攪動(dòng)的區(qū)域的對(duì)象地基的別的例子的側(cè)視圖。
[0028] 圖14是表示標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)中的樣品試樣的間隙比與固結(jié)壓力的關(guān)系的曲線圖。 [0029]圖15是表示標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)中的樣品試樣的體積變形與固結(jié)壓力的關(guān)系的曲線圖。
[0030] 圖16是表示實(shí)際的地基的體積變形與固結(jié)壓力的關(guān)系的曲線圖。
[0031] 圖17是對(duì)利用本發(fā)明與真空固結(jié)施工方法的減量化的效果進(jìn)行說(shuō)明的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下，基于圖示的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的地基的減量化方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0033] 如圖1所例示，本發(fā)明的地基的減量化方法，首先，通過(guò)對(duì)對(duì)象地基5進(jìn)行攪拌而在 對(duì)象地基5中形成被攪動(dòng)的區(qū)域6。對(duì)象地基5主要是粘性土。在該攪拌步驟中，例如，使用地 基改良機(jī)1將預(yù)先設(shè)定的對(duì)象地基5在預(yù)定范圍內(nèi)攪拌到預(yù)定深度。
[0034] 地基改良機(jī)1具有安裝于旋轉(zhuǎn)軸2的攪拌翼3,旋轉(zhuǎn)軸2有液壓電機(jī)4旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。攪拌 翼3上下二級(jí)地安裝于旋轉(zhuǎn)軸2,但是攪拌翼3的級(jí)數(shù)也可以設(shè)為一級(jí)、三級(jí)等。在各級(jí)在水 平方向上延伸設(shè)置的攪拌翼3的數(shù)量，在該實(shí)施方式中分別是2根，但是也可以設(shè)為1根、3根 等。旋轉(zhuǎn)軸2的數(shù)量并不限定于1根，也可以設(shè)為多根。
[0035] 通過(guò)使該旋轉(zhuǎn)軸2向下方移動(dòng)到預(yù)定的位置而使攪拌翼3在對(duì)象地基5中旋轉(zhuǎn)，由 此形成圓柱狀的被攪動(dòng)的區(qū)域6。一邊使攪拌翼3(旋轉(zhuǎn)軸2)旋轉(zhuǎn)一邊向地表拉起從而完成 了一個(gè)部位的攪拌步驟后，使攪拌翼3(旋轉(zhuǎn)軸2)移動(dòng)到別的平面位置。在該別的位置，同樣 通過(guò)使旋轉(zhuǎn)軸2向下方移動(dòng)而使攪拌翼3在對(duì)象地基5中旋轉(zhuǎn)，由此形成被攪動(dòng)的區(qū)域6。依 次重復(fù)進(jìn)行同樣的作業(yè)，形成對(duì)象地基5的被攪動(dòng)到預(yù)定范圍的預(yù)定深度的區(qū)域6。
[0036] 形成被攪動(dòng)的區(qū)域6的攪拌步驟不僅限于地基改良機(jī)1也可以由其他的各種裝置 按其他方法來(lái)進(jìn)行。例如，也可以采用伴隨著由擠壓砂粧機(jī)（sand compaction pile mach ine)的振動(dòng)的桿的貫入以及拔出動(dòng)作、PBD (塑料板排水)機(jī)的桿的貫入以及拔出動(dòng)作、 土鉆(earth auger)機(jī)的攪拌動(dòng)作、鉆孔機(jī)的旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)動(dòng)作或者削孔動(dòng)作?；蛘?，也可以包 含地基改良機(jī)1在內(nèi)組合這些裝置和/或方法而進(jìn)行。
[0037]所謂被攪動(dòng)的區(qū)域6是指土顆粒彼此的連結(jié)變得比攪動(dòng)前弱的狀態(tài)而孔隙水變得 容易移動(dòng)的區(qū)域。對(duì)象地基5的攪動(dòng)情況，可以由使攪拌翼3上下移動(dòng)的速度和/或攪拌翼3 的旋轉(zhuǎn)速度而調(diào)整。在增大攪動(dòng)狀況的情況下，減慢使攪拌翼3上下移動(dòng)的速度，或者，使攪 拌翼3在一定位置固定(延長(zhǎng)固定時(shí)間）地旋轉(zhuǎn)?；蛘?，通過(guò)加快攪拌翼3的旋轉(zhuǎn)速度而進(jìn)行 攪拌從而增大攪動(dòng)狀況。減小攪動(dòng)狀況的情況下，進(jìn)行與增大攪動(dòng)狀況的情況相反的操作。
[0038] 也可以通過(guò)伴隨著攪拌步驟，向?qū)ο蟮鼗?加水而容易地形成被攪動(dòng)的區(qū)域6。例 如，預(yù)先在攪拌翼3設(shè)置噴射口，從該噴射口吐出水向?qū)ο蟮鼗?加水。
[0039] 在攪拌步驟后，如圖2所例示那樣在對(duì)象地基5中插設(shè)排水體7而進(jìn)行排水步驟。在 該實(shí)施方式中，使用在大氣壓下使用排水體7進(jìn)行排水步驟的通常的排水施工方法。排水體 7可以使用周知的部件，在排水體7的插設(shè)中可以使用公知的插設(shè)裝置。排水體7以適當(dāng)?shù)拈g 隔在上下方向上插設(shè)到到達(dá)被攪動(dòng)的區(qū)域6的底面附近的位置。
[0040] 在大氣壓下，對(duì)象地基5中的水分(孔隙水)W僅有該排水體7向地上排出。所排出的 水分W，例如使用水平排水體等向不同于對(duì)象地基5的場(chǎng)所移送、排出。
[0041 ]被攪動(dòng)的區(qū)域6的粘土粒子彼此的連結(jié)被人工破壞，該連結(jié)變?yōu)楸缺粩噭?dòng)前松弛 的狀態(tài)。然后，在該松弛狀態(tài)的對(duì)象地基5中插設(shè)有排水體7,所以粘土粒子間的孔隙水經(jīng)由 排水體7向地上的排出得到促進(jìn)從而固結(jié)量增大而向下方下沉。即，如圖3所例示，被攪動(dòng)的 區(qū)域6被減量化。
[0042] 根據(jù)首先進(jìn)行攪拌步驟而形成被攪動(dòng)的區(qū)域6的本發(fā)明，不在基于通常公知的壓 力與固結(jié)下沉量的關(guān)系的減量效果的延長(zhǎng)線上，如后所述，能夠得到更高級(jí)別的減量效果。 故而，與以往的施工方法相比能夠?qū)?duì)象地基5大幅地減量化，適于在建造海上處理場(chǎng)等時(shí) 增大容納能力。
[0043] 另外，在對(duì)象地基5中夾有砂層的情況下，若作為初始步驟進(jìn)行真空固結(jié)施工方 法，則有時(shí)難以確保氣密性而不能得到充分的減量效果。然而，即使假設(shè)在對(duì)象地基5中夾 有砂層，在本發(fā)明中通過(guò)首先進(jìn)行的攪拌步驟，砂層變?yōu)榕c粘性土一起被攪動(dòng)的狀態(tài)。故 而，也不會(huì)出現(xiàn)得不到充分的減量效果這一問(wèn)題。
[0044] 例如，當(dāng)在存在污染土的地基中產(chǎn)生挖掘砂土并需要向場(chǎng)外運(yùn)送并處理的情況 下，需要非常高價(jià)的處理費(fèi)用。在這里，若應(yīng)用本發(fā)明而進(jìn)行基的減量化，則能夠避免場(chǎng)外 運(yùn)送和/或處理。
[0045] 也可以在經(jīng)由排水體7將對(duì)象地基5中的水分W向地上排出后，向該對(duì)象地基5施加 向下的負(fù)載。由此，能夠使對(duì)象地基5的固結(jié)量進(jìn)一步增大而減量化。在該負(fù)載步驟中，如圖 4所例示，在形成了被攪動(dòng)的區(qū)域6的對(duì)象地基5上載置建設(shè)砂土、疏浚砂土等砂土 8。通過(guò)該 載置的砂土 8的重量向?qū)ο蟮鼗?施加向下的負(fù)載。或者，也可以將巖石、混凝土塊等載置于 對(duì)象地基5之上而施加向下的負(fù)載。僅通過(guò)在對(duì)象地基5上載置砂土8等，即刻向?qū)ο蟮鼗? 持久地施加向下的負(fù)載，所以負(fù)載步驟的工時(shí)變得極少。
[0046] 作為向?qū)ο蟮鼗?施加向下的負(fù)載的方法，并不限定于該方法，也可以使用其他方 法。例如，也可以通過(guò)公知的真空固結(jié)施工方法向形成了被攪動(dòng)的區(qū)域6的對(duì)象地基5進(jìn)行 真空固結(jié)施加而向下的負(fù)載。
[0047] 對(duì)象地基5不僅有陸上地基，也有水底地基的情況。在該情況下，如圖5