地盤の流動化防止工法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地震による地盤の流動化を防止するための新しい工法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】地下水位の高い軟弱な砂地盤は、地震や衝撃により強い振動を受けると地盤全体が液状化現象を起こして、地盤が緩み、その支持力を喪失する。その結果、わが国においてもこれまでに、種々の構造物に多大な損害を与えたことが記録されている。また、このときに砂や水が流れ出す現象は地盤の流動化と呼ばれている。液状化を防止するためには、大別して地盤を締め固める方法と、地中の水が排水され易くしておく方法があり、また、次のような工法も知られている。
【０００３】（１）サンドコンパクションパイル工法本工法は、図３に示すように、液状化地盤１０の下方に位置する非液状化地盤１１に達する基礎杭１によって支持された構造物２の周辺に、衝撃荷重または振動荷重を与えて、砂を液状化地盤１０中に圧入し、構造物２の周辺に砂杭３を形成するものである。この工法は砂杭３の周辺の地盤を締め固めることにより、液状化地盤１０を非液状化し、その部分で地震時の地盤の流動土圧を受け止めるものである。
【０００４】しかし、地震が長時間継続したり、または、大地震が起こる前に中規模地震の履歴を受けていると、地盤が緩み改良部分の地盤が浸食されるので、この工法では十分な効果を期待することができないという問題点を有している。
【０００５】（２）ジオテキスタイルを利用した流動化防止工法本工法は、図４に示すように、構造物２の周辺の液状化地盤１０中に適当な間隔をもって、支持杭５を有するプラスチックネットや不織布等のジオテキスタイル６を配置することにより、液状化による構造物２の直下地盤の側方流動を防止するものである。この工法ではジオテキスタイル６に相当の強度が要請されると共に、ジオテキスタイル６を液状化地盤１０中に挿入する際の施工上の困難さを伴う。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、施工が容易で、しかも地盤の流動化を確実に防止することのできる工法を提供することにある。
【０００７】
【発明の構成】本発明に係る地盤の流動化防止工法は、構造物周辺の液状化地盤中に、上部を前記構造物側へ向けた傾斜面とした遮水体を設置すると共に、当該遮水体の内側に位置する液状化地盤を地盤改良することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】地震時において構造物基礎にかかる地盤の流動土圧は、前記遮水体の傾斜面に沿って上方の地表面に回避されるので、構造物基礎の流動および変形量が低減される。また、非液状化または難液状化された改良地盤内には、前記遮水体によって間隙水の侵入が防止されるから、同改良地盤の液状化抵抗が維持される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。図１は液状化地盤１０の一部を縦断して示した側面図であり、構造物２は下層に位置する非液状化地盤１１にまで達する基礎杭１で支持されている。構造物２の周辺の液状化地盤１０中には、下部から上部にかけて構造物２側への傾斜面を有する遮水体８を設置する。
【００１０】遮水体８は液状化地盤１０内の透水を遮断することができる構造のものとし、遮水体８の外側から内側（構造物２の周囲）への間隙水の侵入を防止して、遮水体８の内側に位置する地盤１２の液状化抵抗を維持する。具体的な材料としては、遮水性能のよい鋼材、コンクリート材またはプラスチック材等を用いることができる。また、遮水体８の剛性は流動土圧に対して大変形を起こさない程度の強度があれば十分である。遮水体８は、符号８ａに示すように、上部を構造物２の内側方向への傾斜面とし、下部を鉛直面とした形状としてもよい。鉛直面とすることにより施工が容易となり、コストも低廉化される。
【００１１】上記構成を採用することにより、地震時において基礎杭１等の構造物基礎にかかる地盤の流動土圧を遮水体８の傾斜面に沿って上方の地表面に逃がして、構造物基礎の流動および変形量を低減することができる。
【００１２】更に、遮水体８の内側に位置する地盤１２に対しては地盤改良を行い、同地盤１２を非液状化または難液状化させておくことが必要である。地盤改良は一般的に行われている、締め固め、注入・固化等の適宜の工法を採用すればよい。上記地盤改良を施された地盤１２は、遮水体８によって囲まれることになり、単なる地盤改良による非液状化または難液状化地盤以上の改良効果を期待することができる。
【００１３】図２は遮水体８の配置例を示す平面図であり、同図中の矢印は流動土圧が作用する方向を示している。図２（ａ）および（ｂ）は、遮水体８を直線的に配置して流動土圧を遮水体８の有する大きな面積で受け流すものであり、比較的大規模な構造物２に対する施工に適している。
【００１４】図２（ｃ）および（ｄ）は、現場の条件により、遮水体８を流動土圧方向に対して角度を設けたり、曲線的に配置して流動土圧を遮水体８の小さな面積で受けるものである。遮水体８の施工は多少複雑化されるが、流動土圧を水平方向にも受け流すことができるから流動化に対する抵抗力が増大する。また、地盤改良を行うべき地盤１２の面積を縮小することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、前記構成を採用することにより、構造物基礎にかかる地盤の流動土圧を地表面に逃がし、構造物基礎の流動、変形量を低減することができる。
【００１６】また、液状化による地盤側方流動の危険地域に対して、本工法を編み目状に施工すれば、全域に液状化対策を実施することなく、広域的かつ大規模な側方流動による災害を防止することができる。更に、編み目状に実施することによって、液状化層を囲い込むことになり、改良地盤の外側領域の液状化強度も高めることができるという優れた効果を有する。
【００１７】なお、本工法は、造成地盤は言うに及ばず、新設、既存の構造物に対しても適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】遮水体８を液状化地盤１０中に設置した状態を示す縦断側面図である。
【図２】遮水体８の配置例を示す平面図である。
【図３】従来例であるサンドコンパクションパイル工法の概要を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図４】従来例であるジオテキスタイルを利用した流動化防止工法の概要を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
２ 構造物
８ 遮水体
１０ 液状化地盤
１１ 非液状化地盤
１２ 液状化改良地盤
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地震による地盤の流動化を防止するための新しい工法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】地下水位の高い軟弱な砂地盤は、地震や衝撃により強い振動を受けると地盤全体が液状化現象を起こして、地盤が緩み、その支持力を喪失する。その結果、わが国においてもこれまでに、種々の構造物に多大な損害を与えたことが記録されている。また、このときに砂や水が流れ出す現象は地盤の流動化と呼ばれている。液状化を防止するためには、大別して地盤を締め固める方法と、地中の水が排水され易くしておく方法があり、また、次のような工法も知られている。
【０００３】（１）サンドコンパクションパイル工法本工法は、図３に示すように、液状化地盤１０の下方に位置する非液状化地盤１１に達する基礎杭１によって支持された構造物２の周辺に、衝撃荷重または振動荷重を与えて、砂を液状化地盤１０中に圧入し、構造物２の周辺に砂杭３を形成するものである。この工法は砂杭３の周辺の地盤を締め固めることにより、液状化地盤１０を非液状化し、その部分で地震時の地盤の流動土圧を受け止めるものである。
【０００４】しかし、地震が長時間継続したり、または、大地震が起こる前に中規模地震の履歴を受けていると、地盤が緩み改良部分の地盤が浸食されるので、この工法では十分な効果を期待することができないという問題点を有している。
【０００５】（２）ジオテキスタイルを利用した流動化防止工法本工法は、図４に示すように、構造物２の周辺の液状化地盤１０中に適当な間隔をもって、支持杭５を有するプラスチックネットや不織布等のジオテキスタイル６を配置することにより、液状化による構造物２の直下地盤の側方流動を防止するものである。この工法ではジオテキスタイル６に相当の強度が要請されると共に、ジオテキスタイル６を液状化地盤１０中に挿入する際の施工上の困難さを伴う。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、施工が容易で、しかも地盤の流動化を確実に防止することのできる工法を提供することにある。
【０００７】
【発明の構成】本発明に係る地盤の流動化防止工法は、構造物周辺の液状化地盤中に、上部を前記構造物側へ向けた傾斜面とした遮水体を設置すると共に、当該遮水体の内側に位置する液状化地盤を地盤改良することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】地震時において構造物基礎にかかる地盤の流動土圧は、前記遮水体の傾斜面に沿って上方の地表面に回避されるので、構造物基礎の流動および変形量が低減される。また、非液状化または難液状化された改良地盤内には、前記遮水体によって間隙水の侵入が防止されるから、同改良地盤の液状化抵抗が維持される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。図１は液状化地盤１０の一部を縦断して示した側面図であり、構造物２は下層に位置する非液状化地盤１１にまで達する基礎杭１で支持されている。構造物２の周辺の液状化地盤１０中には、下部から上部にかけて構造物２側への傾斜面を有する遮水体８を設置する。
【００１０】遮水体８は液状化地盤１０内の透水を遮断することができる構造のものとし、遮水体８の外側から内側（構造物２の周囲）への間隙水の侵入を防止して、遮水体８の内側に位置する地盤１２の液状化抵抗を維持する。具体的な材料としては、遮水性能のよい鋼材、コンクリート材またはプラスチック材等を用いることができる。また、遮水体８の剛性は流動土圧に対して大変形を起こさない程度の強度があれば十分である。遮水体８は、符号８ａに示すように、上部を構造物２の内側方向への傾斜面とし、下部を鉛直面とした形状としてもよい。鉛直面とすることにより施工が容易となり、コストも低廉化される。
【００１１】上記構成を採用することにより、地震時において基礎杭１等の構造物基礎にかかる地盤の流動土圧を遮水体８の傾斜面に沿って上方の地表面に逃がして、構造物基礎の流動および変形量を低減することができる。
【００１２】更に、遮水体８の内側に位置する地盤１２に対しては地盤改良を行い、同地盤１２を非液状化または難液状化させておくことが必要である。地盤改良は一般的に行われている、締め固め、注入・固化等の適宜の工法を採用すればよい。上記地盤改良を施された地盤１２は、遮水体８によって囲まれることになり、単なる地盤改良による非液状化または難液状化地盤以上の改良効果を期待することができる。
【００１３】図２は遮水体８の配置例を示す平面図であり、同図中の矢印は流動土圧が作用する方向を示している。図２（ａ）および（ｂ）は、遮水体８を直線的に配置して流動土圧を遮水体８の有する大きな面積で受け流すものであり、比較的大規模な構造物２に対する施工に適している。
【００１４】図２（ｃ）および（ｄ）は、現場の条件により、遮水体８を流動土圧方向に対して角度を設けたり、曲線的に配置して流動土圧を遮水体８の小さな面積で受けるものである。遮水体８の施工は多少複雑化されるが、流動土圧を水平方向にも受け流すことができるから流動化に対する抵抗力が増大する。また、地盤改良を行うべき地盤１２の面積を縮小することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、前記構成を採用することにより、構造物基礎にかかる地盤の流動土圧を地表面に逃がし、構造物基礎の流動、変形量を低減することができる。
【００１６】また、液状化による地盤側方流動の危険地域に対して、本工法を編み目状に施工すれば、全域に液状化対策を実施することなく、広域的かつ大規模な側方流動による災害を防止することができる。更に、編み目状に実施することによって、液状化層を囲い込むことになり、改良地盤の外側領域の液状化強度も高めることができるという優れた効果を有する。
【００１７】なお、本工法は、造成地盤は言うに及ばず、新設、既存の構造物に対しても適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】遮水体８を液状化地盤１０中に設置した状態を示す縦断側面図である。
【図２】遮水体８の配置例を示す平面図である。
【図３】従来例であるサンドコンパクションパイル工法の概要を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図４】従来例であるジオテキスタイルを利用した流動化防止工法の概要を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
２ 構造物
８ 遮水体
１０ 液状化地盤
１１ 非液状化地盤
１２ 液状化改良地盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】 構造物周辺の液状化地盤中に、上部を前記構造物側へ向けた傾斜面とした遮水体を設置すると共に、当該遮水体の内側に位置する液状化地盤を地盤改良することを特徴とする地盤の流動化防止工法。
【請求項１】 構造物周辺の液状化地盤中に、上部を前記構造物側へ向けた傾斜面とした遮水体を設置すると共に、当該遮水体の内側に位置する液状化地盤を地盤改良することを特徴とする地盤の流動化防止工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【特許番号】第２８１６２６７号
【登録日】平成１０年（１９９８）８月１４日
【発行日】平成１０年（１９９８）１０月２７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−３３２４０９
【出願日】平成３年（１９９１）１１月２１日
【公開番号】特開平５−１４０９５５
【公開日】平成５年（１９９３）６月８日
【審査請求日】平成９年（１９９７）４月１０日
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【参考文献】
【文献】特開 平５−１３２９２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６０−３７３２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５１−１２８１１０（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１０年（１９９８）８月１４日
【発行日】平成１０年（１９９８）１０月２７日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）１１月２１日
【公開番号】特開平５−１４０９５５
【公開日】平成５年（１９９３）６月８日
【審査請求日】平成９年（１９９７）４月１０日
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【参考文献】
【文献】特開 平５−１３２９２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６０−３７３２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５１−１２８１１０（ＪＰ，Ａ）
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