专利名称：防止粘性土地基扰动的施工法和防止地震灾害的施工法的制作方法
技术领域：
本发明涉及防止在道路、堤坝、人造地基等发生粘性土地基扰动的施工法和防止地震灾害的施工法。
在国土面积狭小、平原很少的日本，要进行水边和坡边等产业地基的整备和开发，一个重大课题是对付柔软地基的办法及处理技术。由于交通车辆年年增多和日益大型化，在加紧充实道路网的同时迫切需要修补从干线道路到地方道路的现有道路、改良和改善以及拓宽路体结构、或是新建道路。另一方面，日本全国各地大小地震频繁发生，且其规模增大，在日本列岛进入地震活动期的今天，当务之急是采取措施防止地震灾害。
传统技术，例如USP4,309,129及USP4,540,316等所述，以改良构成地基的土质自身为目的，实施填土施工法，即通过填土的负载重量实现柔软地基的压密脱水和排水，以此改良和强化柔软地基，或是为了尽量缩短压密过程而实施与排水施工法并用的填土施工法。然而，采用这种填土施工法或是与排水施工法并用的填土施工法在柔软地基上进行一次性填土时，会发生滑坡，使周围的地基或建筑物变形，故为了完成计划高度的填土，必须分若干阶段进行填土施工，而且，需要很长时间才能达到无下沉、滑坡和扰动的稳定状态，根据不同柔软地基的土质特性，80％的压密需要数月至数年，维持管理极其费时费力，且维持费用高。而且，在有些施工环境下，例如在住宅地、湿地、河川、斜坡地等，或是在地震中被破坏的地基上不易采用。另一方面，在设计、监理、施工管理方面，即使可在理论上预测下沉量和下沉时间等，但因实际往往与理论相违背，故要对填土进行一定期间的动态观测，每次测量下沉形态和动向，决定对策，从而并没有可根据实际情况而在短时间内对应的实务性设计方法和管理方法。
而填土施工法的最大问题是对于受滑坡或地震等破坏的地基，虽然可以在一定的填土高度范围内进行应急性复原填土，但从长远看，不宜用于恢复和增强地基强度以及地震时的防灾措施。
在平时，构筑在柔软地基上的填土的稳定性条件是对于填土负载或交通负载引起的动负载及振动能保持稳定，然而在地震时，除了上述填土负载和交通负载外，还必须能够承受地震引起的振动。
实现上述填土的稳定性所要求的基本对策是在不破坏填土地基及基础地基的条件下改良土质自身，在设计施工上必要的范围内即时造就必要的强度，并使填土和基础地基一体化，改良和强化成均质的预压密地基(过压密地基)。
本发明的目的在于解决前述传统技术的填土施工法的5个问题，即，(1)压密时间(必要的施工时间)问题、(2)施工环境问题、(3)设计监理和施工管理问题、(4)因地基滑坡而被破坏的地基及地震中被破坏的地基或建筑物的复原或增强的问题、(5)对于地基防灾或建筑物防灾的适用性问题。
为了实现上述目的，本发明的基本方案是，运用即时压密施工法，在完全不破坏对象地基的条件下改良土质自身，用同一工序的同时施工使柔软地基的地基改良原理、即(1)压密脱水、(2)排水、(3)固化、(4)置换这4条基本原理作用于对象地基的原位置，从而在24小时以内得到上述(1)～(4)改良原理的全部改良效果(以下称为即时压密施工法)，作为实施方法，第1点是在自然堆积地基、人造地基、受破坏的地基等柔软地基上也可施工的方法，第2点是根据地基改良计划在设计施工上必要的范围内自由造就必要强度的方法，第3点是将被破坏的地基复原或增强的方法，第4点是防止地震引起的地基灾害或建筑物灾害的方法，本发明提供一种以原地基的有效覆土应力为基础、改良和强化成为能承受在该原地基上新增加的填土负载、交通负载、振动负载的稳定地基的技术。
以下详细说明本发明的作用。
当在地表面填土或建造建筑物时，由此而新增加的负载向地基内传递。该负载向地下传递后产生的应力使地基下沉，当该应力超过某种界限时地基就被破坏。
从而，在研究地基的破坏和地基的下沉时，必须了解由地下某一深度的土的自重产生的应力和由新增加的交通负载和地震负载产生的增加应力的大小。
在地下某一深度的水平面上，由于其上方的土的自重受到的压力称为覆土压力或覆土应力。
在这种场合，土位于地下水面上方时的覆土压力δz作为土的单位体积重量γ和深度Z的积，δz＝γ×Z(tf/m2)。
而土位于地下水面下方时的覆土压力δz’是减去浮力后的土的水中单位重量γsub与深度Z的积，δz’＝γsub×Z(tf/m2)。压力δz’是直接传递到土粒子间的压力，称为有效应力，用有效应力表示的覆土压力(应力)称为有效覆土压力(应力)。
另一方面，对从地基某一深度采集的未破坏的粘性土进行了压密试验。在纵轴上以算术刻度取间隙比，在横轴上以单侧对数刻度取压密负载，渐渐增加负载，并将各负载阶段的间隙比标绘，可看出在初始的负载阶段，间隙比e沿平滑的曲线逐渐减少，而当超过某一负载时，即从原先的平滑曲线变成间隙比e急剧减少的直线状。该回折点、即土从弹性区域向塑性区域转移时的压密负载称为压密屈服应力Pc。在饱和的自然堆积地基上，其土往往与地基中过去受到的最大压密负载基本一致，在该负载以下的范围，即使加载也几乎不会下沉。
本发明是应用该压密原理、通过采用地基灌注的前述即时压密施工法来取代填土等的负载而造就不下沉地基的地基改良施工法。
当地基中某一深度的土的压密屈服应力Pc与该土现在所受到的覆土压力(覆土应力)相等时，称该土为受到正规压密的土。另外，当压密屈服应力Pc大于现在受到的覆土压力时，称为受到过压密的土，表示过去受到的负载比现在受到的负载大。
关于受到过压密的土，过去往往受到超过现在覆土负载的负载、有过反复干燥或干湿的经历、地下水位发生重大变化(降低)、或存在胶结物质的作用等原因可看成是过压密土的生成条件。
其中，目前使某一深度的土形成过压密状态的现实方法是通过填土等的负载而施加超过现在覆土负载的负载。然而，如前所述，要用填土等的负载在极短时间内造就过压密度大的土是困难的，而且根据设计要求，有时要在对象地基的必要范围内即时形成设计和施工所需的强度，而在采用填土施工法时，这几乎是不可能的，且除了用填土等加载的方法外没有其他施工法。
本发明的施工法提供一种通过即时压密施工法，在设计上必要的深度和范围内即时造就所需大小的过压密土(地基)的技术。
采取上述方法，把填土和基础地基改良强化成为一体构造的均质的预压密地基(过压密地基)。这里所述的预压密地基是指经过改良强化的地基，这种地基可承受在原地基的有效覆土负载上新增加的填土和建筑物所引起的静负载、交通车辆所引起的动负载和振动、及地震时的振动所引起的负载等一切外力。
以下是对附图的简单说明。
图1表示用特定灌注装置和特殊配合的灌注材料按照地基灌注的即时压密施工法设计施工基准进行压密灌注时，通过灌注过程中的原位置压密脱水和排水产生的压缩效果和灌注后的原位置置换和固化效果而得到的过压密部分和固化部分形成一体，形成均质的稳定的预压密地基的状态。
图2表示用灌注过程中的灌注材料作为负载来取代填土等负载并进行图1的压密灌注时，柔软的粘性土地基或疏松的砂质地基受破坏并形成龟裂的状态。
图3表示不改变破坏基准而继续进行灌注时，由于破坏的连续进行，龟裂产生质和量的增长，灌注材料填入龟裂中并发生流动，在斜垂直方向形成板状流动体的状态。
图4表示流动体在各自的流动路径及其成长过程中，对破坏面附近的地基在原位置强制施加横方向的快速负载作用和脱水作用的状态。
图5表示由于在原位置上的流动体的负载和脱水作用，对象地基的间隙水在实施灌注的同时进入流动体中间并被动态性地排出，在灌注过程中，排水主要以对象地基与流动体间的边界区域为排水路径进行，间隙水与灌注材料的分离水一起向地表或地下的砂层排出的状态。
图6表示由于流动体的原位置负载、脱水和排水的连锁效果，对象地基在丝毫未受破坏的情况下被即时压密并形成高密度化，地基强度逐渐增加，另一方面，流动体自身在24小时以内保持灌注时的状态并作为原位置置换固化体在对象地基中形成骨架构造体的状态。
图7表示与压密屈服应力/预压密应力的关系。
图8是低填土道路的计划剖视图。
图9表示施工地基的土质构造和原地基及填土地基的有效覆土应力的分布。
图10表示在泥煤地基上用在深度5m以内实施的瑞典式测深试验得到的压入阻力值与用十字板剪力试验得到的非排水剪切强度的关系(改良地基)。
图11表示通过使用便携式锥形穿透计进行压入试验而对地基改良效果进行的判断。
图12是通过与压密屈服应力Pc/预压密应力Pc’(tf/m2)的关系表示本实施例的泥煤地基的改良效果(之1)。
图13表示本实施例的泥煤地基的改良效果(之2)。
图14表示本实施例的泥煤地基的改良效果(之3)。
图15表示施工地基的土质构造和低填土道路的计划剖视图(海洋生成粘土)。
图16表示填土的经过和下沉趋势。
图17表示填土地基(海洋生成粘土)的有效覆土应力的分布和地基改良结果。
图18表示预压密应力Pc’和非排水剪切强度Cu的关系(海洋生成粘土)。
图19表示原地基(河川生成粘土)及填土地基的有效覆土与原地基的压密屈服应力及改良后的压密屈服应力(河川生成粘土)。
图20表示地基改良施工过程中及改良后的下沉趋势。
图21表示地基改良前后的非排水剪切强度的间隙比(河川生成粘土)。
以下通过实施例详细说明本发明的内容。
采用地基灌注的即时压密施工法的特征在于，在极柔软的粘性土地基或疏松的砂质地基中灌注水泥系、砂浆系、水泥系和砂浆系混合而成的灌注材料中的一种，在根据改良目的而选择的灌注点，按照地基改良设计要求进行一定灌注量和灌注压力的地基灌注时，在灌注的同时破坏柔软土并造成龟裂，在灌注材料充填该龟裂的过程中，根据设计要求而控制充填量和灌注压力，从而即时得到所需的压密度，(1)为了改良土质自身，得到压密效果，需要加负载，传统技术是利用填土等产生的负载，而本发明的施工法是把地基灌注中的灌注材料作为相当于填土材料的材料，并把与填土厚度相当的负载作为灌注压力而得到压密效果的手段(见图1～图5)。
(2)所谓压密，即是使地基中的间隙水进行脱水和排水，故传统技术采用填土负载所造成的自然排水或兼用排水管的施工法，而本发明的施工法是利用地基灌注中的灌注材料作为脱水和排水手段。
1.用地基灌注进行的即时压密施工法的实施例之1(1)在用特定的灌注装置和特殊配合的灌注材料，按照使用地基灌注的后述的即时压密施工法的设计施工基准进行压密灌注时，由于以下的(2)～(6)及图2～图6所示的作用原理，由灌注过程中的原位置压密脱水·排水的压缩效果和灌注后的原位置的置换·固化效果所得到的过压密部分和固化部分可形成一体并构成均质的稳定复合地基(图1)。
(2)把灌注中的灌注材料作为负载来取代填土等的负载而进行上述的压密灌注时，可破坏柔软的粘性土地基或疏松的砂质地基，构成龟裂(图2)。
(3)在不改变破坏基准的条件下继续灌注时，由于破坏连续进行且龟裂发生质和量的增长，灌注材料充填到龟裂中并产生流动，在斜向或斜垂直方向形成板状流动体(图3)。
(4)流动体在各自的流动路径及其生长过程中，对于破坏面附近的地基在原位置强制施加横方向的快速负载作用和脱水作用(图4)。
(5)由于原位置上的流动体的负载·脱水作用，对象地基的间隙水在灌注的同时进入流动体中并动态性地排出。排水在灌注过程中主要以对象地基与流动体的边界区域为排水路径进行，间隙水与灌注材料的分离水一起向地表或地下的砂层排出(图5)。
(6)由于流动体造成的原位置负载、脱水·排水的连锁效果，对象地基在丝毫未受破坏的情况下被即时压密而形成高密度，地基强度逐渐增加。另一方面，流动体自身在24小时以内保持灌注时的状态而作为原位置置换固化体在对象地基中形成骨架构造体(图6)。
图7集中了从采用地基灌注的即时压密施工法得到的实验数据，以表示施工效果。
图7的横轴刻度是压密负载，即通过土质试验求得的原地基的压密屈服应力Pc和对实施本发明施工法的地基灌注后的改良地基进行土质试验求得的压密屈服应力，为了对二者加以区别，图中用预压密应力Pc’表示改良地基的压密屈服应力。图中左侧的纵轴为间隙比e和压缩指数Cc的刻度，右侧的纵轴为非排水剪切强度Cu的刻度，与横轴的压密负载对应地将地基改良前后的间隙比e和压缩指数Cc及非排水剪切强度Cu在图上表示。白色记号是地基改良前的原地基和填土地基，黑色记号是地基改良后的地基。另外，填土地基的填土高度为4.5m，施工后经过7年。
2.实施例之2泥煤地基图8比较了为拓宽现有道路而在原地基上重新填土的道路改良工程的计划剖面与改良前后的压入阻力值，图9表示施工地基的土质构造、原地基和填土地基的有效覆土应力的分布、压密屈服应力的分布及预压密应力的分布范围。
(1)研究施工地基的土质构造和柔软地基对策的范围如图9所示，施工地基在层厚0.6m的表层下主要分布着由泥煤以至腐植土构成的厚度大约为4.0m的高压缩性极柔软有机质粘性土，在其下位则形成砂质土、泥浆质土及粘性土和砂质土的互相重叠地层等硬度较高的地基，故作为柔软地基的对策，在设计·施工上要解决的问题是深度约4.0m以内的极柔软层。
(2)未压密地基和正规压密地基及预压密地基在一般自然堆积地基的场合，由于构成地基的堆积物的累积负载等原因，地基受到的迄今为止的最大负载是压密屈服应力Pc，而地基内的压密屈服应力Pc的分布往往与原地基的有效覆土应力的分布基本一致。当在该原地基上重新填土时，用填土增加的负载使原地基的压密屈服应力Pc的分布线随着压密的进行而渐渐接近填土地基的有效覆土应力分布线，故把该范围作为未压密区域，在原地基的压密屈服应力的分布线与填土地基的有效覆土应力的分布线一致之前，填土地基持续下沉，但若使用本发明得到的改良地基的压密屈服应力、即预压密应力Pc’的值分布在填土地基的有效覆土应力分布线上或填土地基的有效覆土应力以上范围的预压密区域，则从理论上说不会发生下沉。即使是在实际施工中，经过如此改良的预压密地基也往往不发生下沉，或是下沉量控制在容许范围内，而且，对付地震也是有效的。
本发明的填土地基或低填土道路稳定化施工法正是以上述的想法为基础，使作为对象的柔软地基的预压密应力Pc’分布于由填土、交通负载及地震负载形成的有效覆土应力分布线上或这些有效覆土应力以上的预压密区域。
(3)本发明的对作用于填土的交通负载的评价法在填土的场合，填土负载是可以确定的，但对于交通负载现在还无确定的评价法，故本发明通过下述方法进行研究。
在传统技术中，在不破坏地基的情况下改良土质自身的方法除了用填土等的负载使地基中的间隙水脱水并使对象地基压密外别无他法，在该填土施工法中采用以下公式(1)。
Cu’＝Cu+m’(P0+U×ΔP)………(1)式中，Cu’是需求出的压密地基的非排水剪切强度，Cu是原地基的非排水剪切强度，P0是原地基的有效覆土应力，m’是由填土的压密负载形成的强度增加率，U是由研究时的填土的压密负载形成的压密度。
传统施工法与本发明施工法的不同之处在于，1.如果在柔软地基上填土，如前所述，一般80％压密需要数月～数年，故压密度U取决于填土后经过的期间长短(天数)，故若考虑譬如80％压密时刻的改良强度，则U＝0.8。而本发明的施工法为即时压密，故无论要研究的时刻如何，所有地基均可为U＝1.0。
2.m’是由填土压密负载造成的强度增加率，故如果对填土时进行研究，是采集该时刻该地基的土质试料进行室内土质试验，从单面剪力试验(压密非排水)或三轴压缩试验(压密非排水)求出，在填土途中的时刻进行研究时也同样，必须每次进行土质试验，以进行确认。而且如果不用设计上必要的压密负载进行加压，就不能得到所需的强度。而采用本发明的施工法时，各种对象地基，即泥煤以至腐植土、海洋生成粘土、河川生成粘土通过本发明的施工法得到的实验值是从实际效果得出的，故可用设计上所需的强度即时进行施工。
3.传统技术是以原地基的有效覆土应力P0为基准的，而严格地说，计算原地基的有效覆土应力的精度并不太高。而本发明的施工法是以原地基的压密屈服应力Pc为基准的，故设计施工的精度高。
4.如前所述，ΔP在本发明的施工法中是通过地基灌注得到的改良地基中的压密屈服应力(预压密应力)，可作为压缩特性的改良目标值而按照设计计算出。
采用本发明的设计方法，原地基的非排水剪切强度Cu(tf/m2)、改良地基的非排水剪切强度Cu’(tf/m2)、原地基的压密屈服应力Pc(tf/m2)、得到改良地基的非排水剪切强度Cu’(tf/m2)的所需的压密应力Pd(tf/m2)(改良地基的预压密应力Pc’(tf/m2))以及强度增加率m的关系用以下的(2)式表示。
Cu’＝Cu+m(Pd-Pc) ………(2)在(2)式中，Cu＝1.5tf/m2、Pc＝5.0tf/m2是原地基的土质常数，这些土质常数是通过原地基的压密试验、采用非压密非排水的三轴压缩试验或单面剪力试验、单轴压缩试验或十字板剪力试验求出的，故只要决定强度增加率m和改良目标值Cu’，即可从与改良目标值Cu’对应的压密应力Pd(改良地基的预压密应力Pc’)推算交通负载的换算填土高度。根据表示本发明施工实际效果的图12，强度增加率m的值从m＝0.39～0.42的范围内取m＝0.4。
问题在于决定改良目标值Cu’的方法，不过如果就要研究的施工地基而对在土质构造、土性、土质常数及层厚相同或相似的泥煤地基上建造的已有低填土道路的现在稳定度(现有道路的下沉量、周边地基和建筑物有无变形变位及其程度等)及填土和基础地基的强度特性或压缩特性进行追踪，则可确认或推断要研究的现有道路的稳定性、稳定条件、问题点等。
根据对迄今为止已有的低填土道路进行追踪调查和确认的结果，(1)若是虽有若干下沉量和扰动，但对车辆行走无特别妨碍的道路，非排水剪切强度Cu’的平均值为Cu’＝2.5tf/m2，(2)若是基本无下沉和扰动的稳定的道路，则非排水剪切强度Cu’为Cu’＞3.0tf/m2(图12、图13、图14)。
根据该追踪调查的结果，把(1)场合的基本稳定的现有道路地基的非排水剪切强度Cu’为Cu’＝2.5tf/m2作为基准值时，用(3)式求与该基准值相对的压密应力Pd(预压密应力Pc’)，则根据以下所示的计算结果，Pd＝7.5tf/m2。
Pd＝(Cu’-Cu+m×Pc)/m ………(3)
在(3)式中设Cu’＝2.5tf/m2、Cu＝1.5tf/m2、Pc＝5.0tf/m2、m＝0.4，则Pd为，Pd＝(2.5-1.5+0.4×5.0)/0.4＝7.5tf/m2同样，把(2)场合的稳定的现有道路地基的非排水剪切强度Cu’＝3.0tf/m2作为基准值时，用(3)式求与该基准值相对的压密应力Pd(预压密应力Pc’)，则根据以下所示的计算结果，Pd＝8.75tf/m2。
在(3)式中设Cu’＝3.0tf/m2、Cu＝1.5tf/m2、Pc＝5.0tf/m2、m＝0.4，则Pd为，Pd＝(3.0-1.5+0.4×5.0)/0.4＝8.75tf/m2使在(1)场合和(2)场合算出的各自的压密应力Pd(预压密应力Pc’)对应原地基的有效覆土应力而分布于施工地基时的地下应力分布如图9的③和④所示。当设图9中填土的单位体积重量γt为γt＝1.8tf/m2时，如果把计划填土高度设为1.0m，则(1)的场合的交通负载换算填土高度相当于2.5m的填土高度。如果把计划填土高度设为1.0m，则(2)的场合的交通负载换算填土高度相当于3.2m的填土高度。
(4)本发明的施工效果在图8、图9所示的施工例中，作为确认和判断施工效果的方法，频繁采用瑞典式测深试验，并在典型部位进行十字板剪力试验与采用便携式锥形穿透计的压入试验及荷兰式双管圆锥压入试验的比较试验。即，根据从该比较试验结果得到的图10的非排水剪切强度(采用十字板剪力试验)与瑞典式测深试验的压入阻力值Wsw的关系导出Cu’＝0.04Wsw的关系式，并用该压入阻力值Wsw进行设计监理和施工管理，建筑物的安装部设定Cu’＞3.0tf/m2的管理基准，其他范围设定Cu’＞2.5tf/m2的管理基准进行施工。关于施工后的改良效果，未测到下沉量或扰动。
(5)地震时振动的影响关于地震时振动的影响，由于地震的规模、振动形状、种类、大小、次数和时间等大多为未知要素或不确定要素，故不可能对所有地震进行确认或预测，但至少，在发明人至今为止体验的地震震度4～5的范围内，非排水剪切强度Cu’改良为Cu’＞3.0～4.0tf/m2的地基几乎未受到破坏，从这一点判断，可以预测，只要把一般填土地基、有交通负载作用于低填土的地基或埋筑地基的填土本体和基础地基改良强化为Cu’＞3.0～4.0tf/m2，则可不受破坏或将破坏程度控制在最小限度。
3.实施例之3海洋生成粘土地基以下用本发明施工法的实施例说明如何防止在海洋生成粘土构成的地基上施工的低填土的压密下沉以及交通负载引起的残余下沉造成地下埋设管变形。
(1)施工地基的土质和土性构成施工地基的堆积物是以厚度约10m的极柔软海洋生成粘土为主体的堆积物，在其下位分布着洪积层的硬质粘土或砂质土。
(2)填土及下水道的施工过程在这种地基上施工的填土及下水道在施工后的下沉以图16所示的过程进行，填土的下沉量在填土后6年达到约170cm，此时超过下水道的20cm许可下沉量，对下水道设施的功能和下水道的构造形成重大妨碍。
(3)地基改良施工效果的判定对用本施工法施工的低填土施工结果进行整理后，如图17和图18所示，得到了计划预期的改良效果。
关于施工后的下沉量，根据现有测量结果，未发现下沉。即使从下水道内的调查结果看，也未发现下水道的损伤或变形，而且在此其间经历的地震中，在震度3～4的范围内是稳定的。
4.实施例之4河川生成粘土以下说明为在河川生成粘土构成的柔软地基上移设铁道而进行填土高度为4.0m的高填土的本发明施工法实施例。
(1)施工地基的土质和土性构成施工地基的堆积物是以厚度约4.8m的极柔软河川生成粘土为主体的堆积物，下位的地基是相对密度大的砂砾层。
(2)填土及下水道的施工过程在铺设了厚度0.4m的砂底后，进行第1次填土，作极限填土高度为1.5m的填土，放置11天后，用本发明的施工法进行地基改良，地基改良后，放置3天后，进行第2次填土，作高度2.5m的填土，以全部工程为27天的快速施工完成。
(3)原地基及填土地基的有效覆土应力和压密屈服应力及预压密应力的分布如图19所示，由于原地基的压密屈服应力超过了原地基的有效覆土应力，故原地基为受到过压密的粘土，而填土地基则因低于填土地基的有效覆土应力，故形成未压密的状态。
从而，为了改良强化成为能稳定地承受该高填土的负载和铁道车辆造成的振动负载的地基，使改良地基的压密屈服应力(预压密应力)分布于由填土负载造成的有效覆土应力分布线以上的预压密区域。
(4)地基改良的施工结果的判定就运用上述本发明施工法、以河川生成粘土为对象进行施工的铁路轨道的高填土的稳定性整理了施工结果，如图19、图20、图21所示，得到了当初计划预期的改良结果。
关于施工后的下沉量，现时未测到下沉。而且在此期间经历的地震中，在震度3～5的范围内是稳定的。
如上所述，作为地基改良前后的强度特性，若用非排水剪切强度进行比较，则原地基的非排水剪切强度Cu的分布范围为Cu＝1.2～2.2，填土地基为Cu＝2.1～2.6，而采用本发明施工法的改良地基则为Cu＝2.7～5.0以上。
另一方面，若用压缩特性进行比较，则原地基～填土地基的压密屈服应力Pc为Pc＜10tf/m2，而改良地基的压密屈服应力Pc’则为Pc’＞10～18tf/m2，强度特性和压缩特性均有明显改善。
如上所述，作为地基改良前后的强度特性，若用非排水剪切强度进行比较时，则原地基的非排水剪切强度Cu的分布范围为Cu＝1.2～2.2，填土地基则为Cu＝2.1～2.6，用本发明的施工法改良的地基则为Cu＝2.7～5.0以上。
另一方面，若用压缩特性进行比较，则原地基～填土地基的压密屈服应力Pc为Pc＜10tf/m2，而改良地基的压密屈服应力Pc’则为Pc’＞10～18tf/m2，强度特性与压缩特性均有明显改善。
权利要求
1.一种防止粘性土地基扰动的施工法，其特征在于，针对计划填土的基础地基，把原地基的有效覆土应力分布加以标绘，以该分布线为基准，设填土的负载原封不动地传递给原地基，求出填土地基的有效覆土应力，并使压密屈服应力分布于该填土地基的有效覆土应力分布线上或填土地基的有效覆土应力以上范围的预压密区域，从而在丝毫不破坏对象地基的前提下改良土质自身，通过在同一工序中的同时施工使作为柔软地基改良原理的(1)压密脱水、(2)排水、(3)固化、(4)置换这4条基本原理作用于对象地基的原位置，在24小时内得到全部改良效果(以下称为即时压密施工法)，通过这样的地基改良来防止填土造成的压密下沉或周围地基或建筑物发生变位·变形等。
2.一种防止地震灾害的施工法，其特征在于，针对于已有填土或使用中的现有道路的低填土地基，将填土地基的有效覆土应力分布加以标绘，以该分布线为基准，从承受交通负载及地震负载的稳定强度求出换算填土高度，设各换算填土高度的负载原封不动地传递给原地基，求出各填土地基的有效覆土应力分布，使压密屈服应力分布于各填土地基的有效覆土应力分布线上或各填土地基的有效覆土应力以上范围的预压密区域，用权利要求1所述的即时压密施工法防止交通负载或地震负载等外力引起的下沉或地震引起的地基破坏。
3.根据权利要求1所述的防止粘性土地基扰动的施工法或权利要求2所述的防止地震灾害的施工法，其特征在于，作为改良地基的针对填土负载、交通负载及地震负载的强度特性，非排水剪切强度Cu’在平时为Cu’＞2.0～3.0tf/m2，在地震时为Cu’＞3.0～4.0tf/m2。
4.根据权利要求1所述的防止粘性土地基扰动的施工法或权利要求2所述的防止地震灾害的施工法，其特征在于，作为改良地基的针对填土负载、交通负载及地震负载的压缩特性，为了使压密屈服应力Pc分布于预压密区域，采用即时压密施工法，在一般填土的场合，针对河川生成粘土、海洋生成粘土，使改良地基的压密屈服应力(预压密应力)Pc’为Pc’＞5～10tf/m2，针对泥煤以至腐植土，使Pc’＞4～7tf/m2，在交通负载换算填土地基及地震负载换算填土地基的场合，针对河川生成粘土、海洋生成粘土，使Pc’＞11～20tf/m2，针对泥煤以至腐植土，使Pc’＞7.5～10tf/m2。
5.一种地基改良施工法，其特征在于，使用权利要求1至4中任一项所述的即时压密施工法，用原地基的非排水剪切强度Cu(tf/m2)、改良地基的非排水剪切强度Cu’(tf/m2)代表强度特性，用原地基的压密屈服应力Pc(tf/m2)、改良地基的压密屈服应力(预压密应力)Pc’(tf/m2)代表压缩特性，关于强度增加率m，根据即时压密施工法的实施例，针对泥煤以至腐植土而设m＝0.39～0.42、针对海洋生成粘土而设m＝0.21～0.38，针对河川生成粘土而设m＝0.18～0.21，用以下的式(1)和式(2)算出。(1)设定地基改良强度后求预压密应力Pc’的算式Cu’＝Cu+m(Pc’-Pc) …………(1)(2)设定预压密应力Pc’后求地基改良强度的算式Pc’＝(Cu’-Cu+m×Pc)/m……………(2)
全文摘要
一种防止粘性土地基扰动的施工法，是针对计划填土的基础地基，求出填土地基的有效覆土应力，并使压密屈服应力分布于该填土地基有效覆土应力分布线上或填土地基有效覆土应力以上的预压密区域，从而在毫不破坏对象地基的前提下改良土质自身，通过同一工序中的同时施工使压密脱水、排水、固化、置换这4条基本原理作用于对象地基的原位置，可在24小时内得到全部改良效果，本发明可防止填土造成的压密下沉或周围地基或建筑物发生变位、变形等。
文档编号E02D3/00GK1156777SQ9612100
公开日1997年8月13日 申请日期1996年11月13日 优先权日1995年11月13日
发明者高桥雄一郎 申请人:株式会社高雄企业