地盤改良とは？1分でわかる意味、工法の種類、表層改良と柱状改良の違い

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地盤改良とは、元々の軟弱な地盤を、強固な地盤へ改良することです。改良する方法は、置換工法、高密度化、排水、固化など色々あります。また、比較的浅い地盤のみを地盤改良することを、表層改良といいます。今回は、地盤改良の意味、工法の種類、表層改良と柱状改良の違いについて説明します。※地盤の意味、表層改良と柱状改良は下記が参考になります。

地盤とは？1分でわかる意味、地盤調査、地盤沈下、ｎ値、軟弱地盤、支持層

表層改良とは？1分でわかる意味、読み方、地耐力、深さ、デメリット

柱状改良とは？1分でわかる意味、読み方、液状化、深さとの関係

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学改訂版/工学社」

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地盤改良とは？

地盤改良とは、軟弱な地盤を、強固な地盤へ改良することです。地盤改良の目的は下記です。

・地盤を改良し、強固にすること。基礎下から支持層まで地盤改良することで、建物の重量を適切に伝える

・不同沈下の防止

１つは、建物の重量を支持層まで伝えることです。軟弱な地盤の上に基礎を設置しても、力が伝わらず沈下します。よって地盤改良します。

２つめは、不同沈下の防止です。軟弱地盤は圧密沈下、即時沈下などを起こします。これらを防止する目的があります。※圧密沈下、即時沈下は下記の記事が参考になります。

圧密沈下とは？1分でわかる意味、原因、即時沈下の違い、粘性土との関係

即時沈下とは？1分でわかる意味、計算、圧密沈下との違い

地盤改良の工法の種類

地盤改良の工法を下記に整理しました。

・置換工法

・締固め工法

・排水工法

・セメント系固化材混和など

置換工法とは、軟弱地盤を取り除いて、良質土に置き換える工法です。軟弱地盤が厚いと対応できません。詳細は下記をご覧ください。

置換工法とは？1分でわかる意味、地盤改良、特徴、良質土、砕石との関係

強度の低い地盤は、水が多く入っています。排水により、地盤を安定させます。

私が、構造設計の実務で一番良く使った地盤改良が「セメント系固化材による改良」です。軟弱地盤とセメント系固化材を混ぜます。セメント系固化材が、軟弱な土と一体となって硬化します。

表層改良と柱状改良の違い

表層改良と柱状改良の違いを下記に整理しました。

・表層改良　⇒　比較的深さの浅い地盤を改良すること。1～2ｍ程度

・柱状改良　⇒　支持層が深いとき、フーチング下から柱状に地盤改良すること。8ｍ程度まで対応可能。

表層改良とは？1分でわかる意味、読み方、地耐力、深さ、デメリット

柱状改良とは？1分でわかる意味、読み方、液状化、深さとの関係

下図をみてください。支持層がＧＬから2.0ｍ位置にでます。2ｍまでは盛土なので、沈下の恐れがあります。基礎は直接基礎で、基礎底はＧＬ－0.7ｍ程度です。よって、1.3ｍ分、基礎は盛土の上にのっています。このとき、1.3ｍ分の盛土を地盤改良で強固にします。

地盤改良と表層改良

これが表層改良です。地盤の支持層は、各地によって色々です。支持層が10ｍより深い位置にでることもあります。10ｍ下まで基礎を下げるのは不可能です。よって、基礎底は浅くして、基礎下から支持層まで地盤を改良します。これが柱状改良です。

柱状改良

柱状改良は、名前の通り、円柱状に地盤を改良します。なお、柱状改良を行う場合、杭基礎とのコスト比較も必要です。杭基礎には、コンクリート杭と鋼杭があります。下記が参考になります。

鋼杭とは？1分でわかる意味、読み方、種類、特徴、鋼管杭との違い

まとめ

今回は地盤改良について説明しました。意味が理解頂けたと思います。地盤改良は、軟弱な地盤を改良して、強固に造り替えることです。日本は軟弱な地盤が多いです。沈下を防ぐためにも、地盤改良が必要です。支持層が浅ければ、表層改良でよいです。支持層が深い場合、柱状改良で対応したいですね。また、柱状改良を行う場合、鋼杭とのコスト比較も考えましょう。下記も参考になります。

鋼杭とは？1分でわかる意味、読み方、種類、特徴、鋼管杭との違い

表層改良とは？1分でわかる意味、読み方、地耐力、深さ、デメリット

柱状改良とは？1分でわかる意味、読み方、液状化、深さとの関係