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公開番号2024022889
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-21
出願番号2022126328
出願日2022-08-08
発明の名称凍結システムおよび地盤沈下抑制方法
出願人鹿島建設株式会社
代理人個人
主分類E02D 3/115 20060101AFI20240214BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】凍結範囲を能動的に制御でき、地盤の復旧が容易な凍結システムおよび地盤沈下抑制方法を提供する。
【解決手段】少なくとも地表から所定の範囲において周囲に断熱材7が形成された凍結管3を地中に配置し、地表から所定深さにおいて、断熱材7の少なくとも一部の周囲を囲むように地盤膨張規制部材である鋼矢板10を配置して、凍結システム12を構築する。そして、凍結管3に冷却媒体15を流して、地中の所定の部位を凍結させた後、凍結管3への冷却媒体15の循環を停止して凍土を融解させ、鋼矢板10の内側の沈下部16を埋め戻す。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
地中に配置され、内部に冷却媒体が流れる凍結管と、
少なくとも、地表から所定の範囲において前記凍結管の外周部に配置される断熱手段と、
地表から所定の深さまで、前記断熱手段の少なくとも一部を囲むように配置される地盤膨張規制部材と、
を具備することを特徴とする凍結システム。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記地盤膨張規制部材は、前記断熱手段における凍結予定部の外側に配置されることを特徴とする請求項１記載の凍結システム。
【請求項３】
前記地盤膨張規制部材の少なくとも上部において、対向する前記地盤膨張規制部材同士を連結する連結部材が設けられることを特徴とする請求項１記載の凍結システム。
【請求項４】
前記地盤膨張規制部材には、加熱装置が配置されることを特徴とする請求項１記載の凍結システム。
【請求項５】
少なくとも地表から所定の範囲において周囲に断熱手段が形成された凍結管を地中に配置する工程と、
地表から所定深さにおいて、前記断熱手段の少なくとも一部の周囲を囲むように地盤膨張規制部材を配置する工程と、
前記凍結管に冷却媒体を流して、地中の所定の部位を凍結させる工程と、
前記凍結管への冷却媒体の循環を停止して凍土を融解させる工程と、
前記地盤膨張規制部材の内側の沈下部を埋め戻す工程と、
を具備することを特徴とする地盤沈下抑制方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、凍結システムおよび地盤沈下抑制方法に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
凍結工法は、図５（ａ）に示すように、地盤１０１に凍結管１０２を設置して冷却媒体を循環させることで地中の水分を凍結させて凍土１０３を形成する工法であり、凍土１０３は遮水壁や耐力壁等として使用される。このとき、冷却媒体の温度が低すぎたり凍結期間が長かったりすると、凍結膨張により凍土１０３の周辺の地盤１０１が矢印に示す方向に圧密される。土圧が小さい地盤１０１の浅層部では深層部よりも凍結膨張量が大きく圧密量も大きくなるが、圧密は不可逆変化なので凍結を終了して凍土１０３が融解しても周囲の圧密された部分は元の位置には戻らない。そのため、図５（ｂ）に示すように水分を多く含む融解部１０５が自重圧密して沈下部１０４が発生する。
【０００３】
凍土の融解後の沈下を抑制するためには、限定凍結管を用いて凍結範囲を限定的にする（例えば特許文献１参照）、ジェットグラウトのように地盤改良によって地盤の剛性を増加させる等の対策がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
実願昭５５－４７９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、限定凍結管を用いても地盤と凍結管との間を完全に断熱することはできないので、凍結期間が長期化すると計画外凍土が形成されて周囲の
地盤が圧密される。また地盤改良を行うと復旧が困難である。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、凍結範囲を能動的に制御でき、地盤の復旧が容易な凍結システムおよび地盤沈下抑制方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために第１の発明は、地中に配置され、内部に冷却媒体が流れる凍結管と、少なくとも、地表から所定の範囲において前記凍結管の外周部に配置される断熱手段と、地表から所定の深さまで、前記断熱手段の少なくとも一部を囲むように配置される地盤膨張規制部材と、を具備することを特徴とする凍結システムである。
【０００８】
第１の発明では、凍結管の外周部に断熱手段を配置することにより、地盤の凍結範囲を能動的に制御できる。さらに、地表から所定の深さまで地盤膨張規制部材を配置することにより、地盤の浅層部において地盤膨張規制部材の外側の地盤の凍結膨張による圧密を防止して地盤沈下を抑制できる。さらに、地盤への沈下部の発生範囲を地盤膨張規制部材の内側に限定できるので、凍土の融解後の復旧が容易である。
【０００９】
前記地盤膨張規制部材は、前記断熱手段における凍結予定部の外側に配置されることが望ましい。
これにより、凍結システムの供用中に断熱手段の周囲の地盤が凍結しても、地盤膨張規制部材で凍土が拘束されるので地盤膨張規制部材の外側の地盤の圧密が防止される。
【００１０】
前記地盤膨張規制部材の少なくとも上部において、対向する前記地盤膨張規制部材同士を連結する連結部材が設けられることが望ましい。
これにより、凍結膨張によって水平方向に力がかかりやすい地表付近において、地盤膨張規制部材の変形を防止できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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