JP2000345549A - 空気溶存水を地中に浸透させることによる地盤の地震時液状化防止工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤沈下が生じない地震時液状化防止工法を
提供すること。 【解決手段】 粘着力が微弱な地盤中に超微細気泡を含
む空気溶存水を浸透させ続けることにより地盤中に微小
気泡混入範囲を造成し、また定常的に地下水流７がある
地盤中にも超微細気泡を含む空気溶存水を浸透させるこ
とにより微小気泡混入範囲の地盤の飽和度を地震時に液
状化が発生しない程度まで低下させて液状化を防止する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の地震時液状
化防止工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地盤の液状化とは、地下水により飽和し
た粘着力が微弱であるかまたは、粘着力がないゆるい砂
質の地盤が地震により激しく揺すられた際に起きる特異
な現象である。砂をゆるく詰めた容器を激しく揺する
と、容器中の砂の粒子間空隙容積が縮小するために砂が
揺すり込まれて体積が減ることは、日常見られる現象で
ある。乾いたゆるい砂地盤が地震により激しく揺すられ
ると同様な現象が生じ、砂の空隙容積が縮小するために
地盤が沈下する。しかし、乾いたゆるい砂地盤が揺すら
れる場合には、多少の沈下が生じるほかに重大な被害を
及ぼすようなことは無い。

【０００３】しかし、地下水により飽和した粘着力が微
弱であるかまたは粘着力がないゆるい砂質地盤が地震に
より激しく揺すられると、地盤内の空隙容積が縮小しよ
うとしても空隙容積には地下水が充満していて縮小し得
ず、空隙容積が縮小しようとする力によって空隙中の水
に異常に高い圧力の過剰間隙水圧が発生し、重力により
有効に作用していた粒子間の接触圧がほとんど零にな
り、土粒子が地下水中に浮遊しているような状態にな
る。地盤がこのような状態になることを液状化という。
液状化した地盤は流体の性質を帯び、外部から作用する
力に対する抵抗力を失い、地盤より比重が小さい軽い物
体は地中から浮き上がり、地盤より比重が大きい重い物
体は地盤中に沈み込む。液状化した地盤は、ほとんど平
坦に見える僅かに傾斜した傾斜面でも低い方へ徐々に流
動する。液状化した地盤そのものの流動圧は、構造物を
破壊するほど大きくない場合が多いが、流動する液状化
した地盤上の地下水面上の液状化していない固体地盤も
液状化した地盤とともに移動し、この移動する固体地盤
が構造物基礎に及ぼす膨大な圧力により構造物が倒壊す
ることがある。

【０００４】前記の液状化を起こしやすい土の条件とし
ては、相対密度７５％以下、均等係数１０以下、
５０％粒径Ｄ５０が０．０７４〜２．０ｍｍ、上載荷
重２Kgf ／cm２ 以下などが挙げられていたが、阪神淡
路大震災では、Ｄ５０が２．０ｍｍ以上の砂礫地盤にも
液状化が発生した。

【０００５】また、前記従来の液状化の対策としては、
地盤を液状化しないように改良する。液状化が発生
しても構造物に致命的な被害を生じないように構造物を
設計する方法が考えられている。

【０００６】前記の地盤の性質を改良することによる
液状化防止対策の中にも、Ａ．密度の増大工法、Ｂ．固
結工法、Ｃ．置換工法（土質の改良）、Ｄ．飽和度の低
下工法等がある。

【０００７】本発明は、地盤改良による液状化防止対策
のうち前記、Ｄ．飽和度の低下工法に属し、従来の飽和
度低下工法の欠点を改良するものである。

【０００８】従来の飽和度低下工法には、ディープウェ
ル工法と排水トンネルによる地下水位低下工法が考えら
れたことがある。

【０００９】ディープウェル工法は、ディープウェルに
より地下水を汲み上げて地下水位を低下させる工法であ
る。この工法では、地下水位の低下による地盤沈下の影
響が大きいので、都市地域では実施不可能であると考え
られる。

【００１０】排水トンネル工法は、地中深部に設置した
多孔質トンネルに地下水を流入させ、前記トンネルから
地下水を汲み上げて地下水位を低下させる工法である。
この工法でも、ディープウェル工法と同様に、地下水位
の低下による地盤沈下の影響が大きいので、都市地域で
は実施不可能であると考えられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の液状化防止対策
としての飽和度（地下水位）低下工法では、地盤沈下が
生じ、構造物の沈下を考慮する必要があるなどの問題が
あった。本発明は前述の課題を解決したもので、地盤沈
下が生じることなく、空気溶存水を地中に浸透させるこ
とによる地盤の地震時液状化防止工法を提供することを
目的とする。ここで言う空気溶存水は、例えば図１に示
す曝気装置２０ａにより水道水２０を噴霧状に空気中に
噴上処理して造成した空気を飽和状態もしくは過飽和状
態で溶存する水道水を言う。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の空気溶存水を地中に浸透
させることによる地盤の地震時液状化防止工法において
は、粘着力が微弱な地盤中あるいは定常的に地下水流が
ある地盤中に超微細気泡を含む空気溶存水を浸透させ続
けることにより地盤中に微小気泡混入範囲を造成し、そ
の微小気泡混入範囲の地盤の地下水の飽和度を地震時に
液状化が発生しない程度まで低下させて液状化を防止す
ることを特徴とする。

【００１３】また請求項２に記載の空気溶存水を地中に
浸透させることによる地盤の地震時液状化防止工法にお
いては、粘着力が微弱な地盤中に超微細気泡を含む空気
溶存水を浸透させ続けることにより地盤中に微小気泡混
入範囲を造成するため、定常的な地下水流の上流端に、
不透気性の被覆で上面を覆った盲溝中に多孔管を設け、
その多孔管に超微細気泡を含む空気溶存水を流入させ、
定常的な地下水流の下流端に設けた盲溝中の多孔管に、
地中を浸透した微小気泡を含む空気溶存水を集水し、そ
の集水した水を最寄りの下水管または雨水渠に流下させ
ることにより、ゼロメーター地域を囲む堤防または防潮
壁基礎地盤中の微小気泡混入範囲の地盤の地下水の飽和
度を地震時に液状化が発生しない程度まで低下させて液
状化を防止することを特徴とする。

【００１４】また、請求項３の空気溶存水を地中に浸透
させることによる地盤の地震時液状化防止工法において
は、請求項１または２の発明において、ミクロンサイズ
の超微細気泡を空気溶存水中に発生させるために、セラ
ミック等のポーラスストーンのような超微細濾過層を備
えた超微細濾過装置を通じて圧縮空気を流入させること
により発生する超微細気泡が混入する水を、送水手段に
より、現存する定常的な地下水流の上流端に設けた上面
を不透気性の被覆で覆った盲溝中の多孔管中に流入させ
ることを特徴とする。

【００１５】また、請求項４の空気溶存水を地中に浸透
させることによる地盤の地震時液状化防止工法において
は、請求項１、２、３の発明において、空気を溶存する
水道水を地中に浸透させる場合、貯水槽の底面の高さが
中等海水面にほぼ一致する高さの貯水槽に水道水を溜
め、前記貯水槽に貯水した水を前記定常的な地下水流の
上流端に設けた多孔管へ流入させる過程において、ポー
ラスストーンのような超微細濾過装置を通じて発生させ
た超微細気泡が混入する水道水を、上流端に設けた盲溝
中の多孔管を通じて地中に浸透流入させることにより、
地下水中に微小気泡を発生させることを特徴とする。

【００１６】また、請求項５の空気溶存水を地中に浸透
させることによる地盤の地震時液状化防止工法において
は、請求項１、２、３、４の発明において、空気を溶存
する水道水を地中に浸透させる場合、水道水を貯水槽に
溜め、前記貯水槽に貯水した水に超微細濾過装置を通じ
て発生させた超微細気泡が混入する水を地下水流の上流
端に設けた盲溝中の多孔管を通じ地中に浸透させて、地
盤中に前記超微細気泡を核として発生する微小気泡混入
範囲の地下水の飽和度を地震時に地盤に液状化が発生し
ない程度まで低下させて液状化を防止することを特徴と
する。

【００１７】また、請求項６の空気溶存水を地中に浸透
させることによる地盤の地震時液状化防止工法において
は、請求項２、３、４および５の発明において、空気を
溶存する水道水を地中に浸透させる場合、水道水を貯水
槽に溜め、前記貯水槽が満水になれば、盲溝中の多孔管
中に通水する貯水槽排水口の水栓が自動的に開き一定時
間、超微細濾過装置により発生させた超微細気泡を混入
する水道水を、地下水流の上流端に設けた盲溝中の多孔
管を通じ地中に浸透させて地盤中の微小気泡混入範囲の
地下水の飽和度を地震時に液状化が発生しない程度まで
低下させて液状化を防止することを特徴とする。

【００１８】また、請求項７の空気溶存水を地中に浸透
させることによる地盤の地震時液状化防止工法において
は、請求項２、３、４、５および６に記載の発明におい
て、多孔管１７に放水機能を有する制御弁を備えた立管
の基端部を接続し、その放水機能を有する制御弁９１に
より、多孔管１７内の水圧を多孔管１７周囲の地下水圧
より高くならないようにすることを特徴とする。

【００１９】また、請求項８の空気溶存水を地中に浸透
させることによる地盤の地震時液状化防止工法において
は、請求項２、３、４、５、６および７に記載の発明に
おいて、多孔管に水を送水する時に、多孔管１７内の水
圧を周囲の地下水圧に比べて過大になることを抑制する
ために、多孔管に接続する送水管に、給水量制御弁８３
を備えた給水量制御装置を設けることを特徴とする。

【００２０】本発明によると、粘着力が微弱な地盤中あ
るいは定常的な地下水流がある粘着力が微弱な地盤中
に、飽和または過飽和空気溶存水に超微細気泡を混入さ
せた水を浸透させることにより、地盤中に微小気泡混入
範囲を造成し、その微小気泡混入範囲内の地盤の地下水
の飽和度を地震時に液状化が発生しない程度まで低下さ
せて液状化を防止することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に本発明を図示の実施の形態に
基づいて説明する。 〔本発明を適用する場所〕本発明を適用する場所は、定
常的に地下水流がある地盤で、これはゼロメーター地域
を囲う堤防とその基礎地盤、防潮護岸シートパイル壁の
基礎地盤または重力式護岸壁の基礎地盤であり、例えば
図１，図３の実施の形態に示すように、主としてゼロメ
ーター地域１（中等海水面より低い地域）周囲の堤防
２、防潮護岸壁３の基礎地盤４であって、河海側５から
堤防２または防潮護岸壁３内に向かう定常的地下水流７
がある場所である。ゼロメーター地域１内における堤防
２では、河海側５から堤内側６へ向けて地盤中を浸透水
８が定常的に流れている。そして、堤内側法尻９に浸透
水８をまとめて流下させポンプ場に導く排水渠１０が設
けられていることを前提とする。また、堤防斜面１１
は、不透水性被覆１３等の法面防護工１２（木曽三川で
は不透水性被覆１３）により覆われていることが多い。
ゼロメーター地域１内堤防２が地震時に基礎地盤４また
は堤体１４の液状化により破堤すれば、河水１５が堤内
側６のゼロメーター地域１に奔入氾濫しゼロメーター地
域１に惨憺たる被害を及ぼすおそれがある。

【００２２】本発明をゼロメーター地域１周囲の堤防２
に適用する場合を、図１に示す模式図に基づいて説明す
る。堤体１４内の中段位置に貯水槽２４が設置され、こ
の貯水槽２４の設置レベルは、貯水槽２４の底面の高さ
（ほぼ給水管５５への排出口レベル）が中等海水面±
０．０ｍにほぼ一致する高さにされる。このようにする
と図２に示す給水制御弁８３の作動により多孔管の内外
の水圧を均衡させるようにすることができる。また上流
端側の雑石積５８外端の盲溝１６内に、例えば細粗適宜
に混合した砕石からなるフィルタ材１６ａが充填され、
これに多孔管１７を埋め込むように配設され、その多孔
管１７内には、多孔管１７の内径よりも小さな外径の送
気管２７の出口が同心状に配置され、前記送気管２７の
出口に、多孔管１７の内径よりも小さな外径の超微細濾
過装置５６の入口が接続されると共に、前記超微細濾過
装置５６は前記送気管２７に同心状に支持された状態で
配置され、前記超微細濾過装置５６の他端側の出口は多
孔管１７に開放されている。前記貯水槽２４の下部排出
口と、盲溝１６内に配置された多孔管１７の中間部に開
口する入口とは、送水管５５により接続され、コンプレ
ッサー等の圧縮空気供給装置５７により供給される圧縮
空気２８は、前記圧縮空気供給装置５７および超微細濾
過装置５６に接続された送気管２７を介して、セラミッ
クス等の超微細濾過層５６ａを備えた超微細濾過装置５
６の入口に送気され、その超微細濾過装置５６の出口は
前記多孔管１７の中間部に開口する前記送水管５５の出
口付近において多孔管１７内に同心状に配設されてい
る。

【００２３】前記圧縮空気送気管２７によって送気され
た圧縮空気を、前記超微細濾過装置５６に通過させるこ
とにより、図１（ｂ）に示すように、ミクロンサイズの
超微細気泡ｅを発生させて、前記送水管５５から送水さ
れてくる水と混合されて超微細気泡を含む空気溶存水が
生成され、その超微細気泡を含む空気溶存水が樹脂製の
多孔管１７から下方に向けて放出され、その放出された
超微細気泡を含む空気溶存水が盲溝１６内の細粗適宜に
混合した砕石からなるフィルタ材１６ａを介して雑石積
５８または海底地盤５９を通過して浸透経路２６または
地下水流７と共に、超微細気泡を含む空気溶存水を堤体
１４および砂質土等からなる基礎地盤４に流入浸透させ
続けると、空気溶存水から水圧低下にともない超微細気
泡を含む空気溶存水中の超微細気泡を核とする溶存空気
の溶出による微小気泡が形成され、遮断壁２５間の堤体
１４および基礎地盤４に微小気泡が成生されつづけるの
で、その部分の地下水の飽和度を低下させていき、した
がって、堤体１４内および基礎地盤１４の地下水の飽和
度を低下させることができる。前記のような貯水槽２
４，送水管５５，圧縮空気供給装置５７，多孔管１７等
の設備は、例えば堤体２の長手方向に、５０ｍ〜１００
ｍ間隔で適宜設置するのが好ましい。超微細気泡ｅが下
流端の多孔管１７ａに到達するまで数十日以上空気溶存
水中に混入し続ければ浸透水中に十分な数量の微小気泡
が形勢されるので、その後引き続き超微細気泡ｅを生成
混入させる必要はない。通常一つの貯水槽２４から一本
の多孔管１７に給水するようになる。給水槽２４の設置
間隔は、堤防の規模、本件発明を実施する設備以外の堤
防に付属する水門等の設備、堤体１４および基礎地盤の
土質などにより、決められるようになるが、通常、堤体
１４の長手方向には、５０ｍないし１００ｍの間隔をお
いて設置するようにするのが好ましい。貯水槽２４は前
記実施形態の設置間隔により決まる多孔管１７一本の長
さの中央付近に置き、一つの貯水槽２４から一本の多孔
管１７に給水するようにする。なお、送気管２７および
その先端部に配設される超微細濾過装置５６は多孔管１
７内に送水管５５が取付く送水出口の付近に設けるよう
にするのがよい。

【００２４】堤内側の遮断壁２５の下部を通過した浸透
水は、前述のように下流側である堤内側の法尻９の堤内
側に隣接設置される盲溝１６ａに集水され多孔管１７ａ
を通じて流下させ排水渠１０から排出される。この実施
形態の場合には、貯水槽２４に供給される水は水道水２
０を使用する形態を示している。このように水道水２０
を使用する場合には、これを貯水槽２４に溜めて間欠的
に送水管５５に排出するようにして、多孔管１７に適当
な圧力を有する水を供給する。

【００２５】前述のように、図１（ａ），（ｂ）に示す
ような設備により空気溶存水を堤体１４内および砂質土
等からなる基礎地盤４内に流入浸透させ、地下水の飽和
度を地震時地盤の液状化が生じない程度まで低下させれ
ば、堤防２の機能を損じることなしに地震時における堤
防２およびその基礎地盤４の液状化を防ぐことができ、
そのため、堤体１４および基礎地盤４の液状化に起因す
る破堤を未然に防止することができる。

【００２６】次に図２の左側部分を参照しながら、多孔
管１７内の水圧を多孔管１７外の水圧より高くならない
ように制御するための水圧制御装置９３を説明する。前
述のゼロメーター地域は臨海都市内の感潮河川および海
域に接しており、外部水面１５ａは干満により上下する
ので、多孔管１７外の盲溝１６内の地下水圧は昇降す
る。また一方において、多孔管１７内の水圧も貯水槽２
４内の水位の上下に応じて昇降する。理想的には、多孔
管１７内外の水圧が均衡し、多孔管１７から流れ出す水
道水２０から製造された空気溶存水の浸透流が河水１５
等の外部水へ無駄に流出することなく、水道水２０から
製造された空気溶存水の浸透流の全量が堤防１４とその
基礎地盤中を堤内地６へ向いて流れるようにするのが好
ましい。このために、図２の左部分に示すように、立管
９２の基端側入口を多孔管１７に接続し、立管９２の上
端部を河川１５の上方に開放させ、多孔管１７から立ち
上がる立管９０内の水位が外部水面１５ａより高くなれ
ば開口して立管９２内の水位が外部水面１５ａに等しく
なるまで立管９２の中間部に設けた制御弁９１の排出口
９５から放水し、立管９２内の水位が外部水面１５ａよ
り低い場合には、制御弁９１を締めて外部水１５ｂが立
管９２内へ流入しないようにする制御弁９１を備えた立
管９２を設けて、多孔管１７内の水圧を多孔管１７周囲
の地下水圧より高くならないようにしてある。このよう
に制御弁９１を備えた立管９２を設けた場合には、多孔
管１７内の水圧が多孔管１７周囲の地下水圧より低い場
合には、多孔管１７から盲溝１６ａへの水道水の流出は
停止し、外部水１５ｂが盲溝１６ａを通じて多孔管１７
へ逆流する。しかし、この逆流する外部水１５ｂは盲溝
１６を通ってくる間に盲溝中の砕石フィルタ材１６ａに
より濾過されている。外部水（河川１５）が盲溝１６を
通じて多孔管１７へ逆流する間に盲溝１６中の砕石フィ
ルタ材１６ａは外部水に含まれるシルトによって目詰ま
りが生じるが、多孔管１７内の水圧が多孔管１７周囲の
地下水圧より再び高くなれば、この目詰まりは多孔管１
７から流出する水道水２０から製造された空気溶存水に
より洗浄される。

【００２７】さらに図２の左側部分を参照しながら水圧
制御装置９３の構造を詳細に説明する。多孔管１７に接
続する立管９２の基端側は水平に配置され、立管９２の
基端側中間部に排出口９５を有する制御弁９１とこれに
間隔をおいて分岐管９６の基端側入口が接続され、その
分岐管９６の先端部は立管９２の水平部分と並行に配置
され、その分岐管９６の先端部出口には、横向きに伸縮
自在な密閉式アコーディオン型ベローズ９７に基端側入
口が接続され、そのベローズ９７は前記分岐管９６に横
向きに固定された中空筒状の制御筒９８内に間隙を介し
て同心状に配置され、前記制御筒９８の上部には、盲溝
１６を貫通して突出し河水内に上端出口が開放された外
部水圧導入用縦管９９の基端側入口が接続されていると
共に制御筒９８の下部には、左右方向に延長するように
ガイド用スリットが設けられ、弁開閉操作用アーム１０
０はそのガイド用スリットにガイドされて回動される。
前記伸縮自在なベローズ９７の先端部外側には、ブラケ
ット１０１の基端部が固定され、そのブラケット１０１
の先端部と制御弁９１における弁開閉操作用アーム１０
０の縦スリット付き先端部とは、その縦スリット内に配
置された横軸１０２により枢着されている。前記多孔管
１７に接続する立管９２と排出口９５を有する制御弁９
１と分岐管９６とベローズ９７と外部水圧導入用縦管９
９と制御筒９８等により水圧制御装置９３が構成されて
いる。この水圧制御装置９３は立管９２内の水位が外部
水圧導入用縦管９９内の水圧（河水１５の水位１５ａ）
より高いときには、前記ベローズ９７が伸長して、制御
弁開閉操作用アーム１００を開弁方向（時計方向）に回
動して、制御弁９１により排出口９５が開き排出口９５
から放水し、また立管９２内の水位が外部水圧導入用縦
管９９内の水圧（河水１５の水位１５ａ）より低いとき
には、前記ベローズ９７が短縮して、制御弁開閉操作用
アーム８８を閉弁方向（反時計方向）に回動して、制御
弁９１により排出口９５を閉じるように構成されてい
る。なお、制御弁開閉操作用アーム１００の回動を確実
にするために、フィルタ材１６ａ内の水圧と制御装置内
水圧とが相互に干渉しないように適宜囲み壁（図示を省
略した）を設ける。

【００２８】多孔管１７内の水圧も貯水槽２４内の水位
の上下に応じて昇降する。この多孔管１７内の水圧上昇
量が過大になると制御弁９１を備えた立管９２を設ける
だけでは対応しきれなくなるので、多孔管１７内の水圧
上昇量が過大になることを抑制するために、貯水槽２４
から多孔管１７に給水する送水管５５が多孔管１７に接
続する直前に次のような給水量を抑制する給水量抑制制
御装置９０を設置する。この制御装置９０は、送水管５
５から分岐する分岐管５５ａと外部水に接続する外部水
圧導入用縦管８６とが取り付く制御筒８５内に、送水管
５５から分岐する分岐管５５ａに接続するアコーディオ
ン形ベローズ８４が設けられ、給水圧が高すぎてアコー
ディオン形ベローズ８４が伸びると、同ベローズ頂点
（先端部）にヒンジ接合する弁開閉操作用アーム８８が
回動して給水制御弁８３を絞り、給水を減少する。給水
が減少され給水圧が低下するとベローズ８４が縮まり給
水制御弁８３を開けて給水を増加する。

【００２９】次に図２の右側部分を参照しながら、さら
に送水管５５側に設けられた給水量抑制制御装置９０の
構造について詳細に説明する。盲溝１６内において水平
に配設された送水管５５の中間部に給水制御弁８３が設
けられると共に、前記給水制御弁８３の上流側におい
て、送水管５５から分岐する分岐管５５ａの基端側入口
が接続され、その分岐管５５ａの先端部は送水管５５の
水平部分と並行に配置され、その分岐管５５ａの先端部
出口には、横向きに伸縮自在な密閉式アコーディオン型
ベローズ８４の基端側入口が接続され、そのベローズ８
４は前記分岐管５５ａに横向きに固定された中空筒状の
制御筒８５内に間隙を介して同心状に配置され、前記制
御筒８５の上部には、盲溝１６を貫通して外部河水内に
上端出口が開放された外部水圧導入用縦管８６の基端側
入口が接続されていると共に制御筒８５の下部には、左
右方向に延長するようにガイド用スリットが設けられ、
給水制御弁開閉操作用アーム８８はそのガイド用スリッ
トにガイドされて回動される。前記伸縮自在なベローズ
８４の先端部外側には、ブラケット８７の基端部が固定
され、そのブラケット８７の先端部と給水制御弁８３に
おける給水制御弁開閉操作用アーム８８の縦スリット付
き先端部とは、その縦スリット内に配置された横軸８９
により枢着されている。前記給水制御弁８３と分岐管５
５ａとベローズ８４と制御筒８５と外部水圧導入用縦管
８６等により給水量制御装置９０が構成されている。こ
の給水量制御装置９０は給水管（送水管）５５内の給水
圧（送水圧）が外部水圧導入用縦管８６内の水圧より高
いときには、前記ベローズ８４が伸長して、給水制御弁
開閉操作用アーム８８を閉弁方向（反時計方向）に回動
して、給水制御弁８３を絞り、また給水管（送水管）５
５内の給水圧（送水圧）が外部水圧導入用縦管８６内の
水圧より低いときには、前記ベローズ８４が短縮して、
給水制御弁開閉操作用アーム８８を開弁方向（時計方
向）に回動して、給水制御弁８３を開くように構成され
ている。なお、給水制御弁開閉操作用アーム８８の回動
を確実にするために、フィルタ材１６ａ内の水圧と制御
装置内水圧とが相互に干渉しないように適宜囲み壁（図
示を省略した）を設ける。

【００３０】〔水道水の出方〕外部水位１５ａは潮汐に
より一日に通常２回上下する。多孔管１７周囲の盲溝１
６内の地下水圧は、潮汐変化より数秒遅れて増減する。
水槽２４内の水位は、最高位から最低位にへ減るまで数
日かかる。多孔管１７内の水圧は、潮位が低下過程にあ
る間には制御弁９１が開弁し排出口９５から放水するの
で、多孔管周囲の盲溝１６内地下水圧より数秒早く低下
するために、盲溝１６内地下水が多孔管１７内へ流入す
る。潮位上昇過程では、制御弁９１が絞られて多孔管１
７内の水圧は多孔管周囲の盲溝１６内地下水圧より数秒
早く上昇するので、多孔管１７内の水が盲溝１６中へ流
出する。しかし多孔管１７内水圧は常に外部水圧を過剰
に越えない程度を保ちながら増減する。

【００３１】〔地中に浸透させる水の事前処理〕次に本
発明の液状化防止工法において使用する超微細気泡を含
む空気溶存水を製造するための事前処理について説明す
る。セラミックス等の超微細濾過装置中に圧縮空気を通
過させて発生させたミクロンサイズの超微細気泡を水と
一緒に上流端の盲溝１６内の樹脂製の多孔管１７に注入
し続ければ、超微細気泡が上方へ浮力により浮き上がろ
うとする力より基礎地盤４内の下流方向への浸透水流に
よる動水圧の方が格段に大きいので超微細気泡は上方へ
は浮き上がらず下流方向へ横移動するので、堤体１４表
面に気密な被覆を必要としない。この方法による時は、
毎日１千ｍ³以上の水道水を必要とすることが多い。し
たがって、工業用水道水が容易に得られる場所では料金
が安い工業用水道水を曝気処理して常時適量づつ供給す
る設備を設けるのが望ましい。

【００３２】〔地中に浸透させた水の事後処理〕図１に
示す下流端側の排水管１０ａの途中において、図１１お
よび図１２に示すように、下流側（堤内側）多孔管１７
ａに排水管１０ｂにより接続し上方へ直立する溢流立管
１０３をマンホール１０４内に設け、溢流立管１０３よ
り溢流した排水は排水管１０ａにより最寄りの下水渠ま
たは雨水渠１０へ排水する。上流側多孔管１７より空気
溶存水を地盤中へ浸透させ始めた時から地盤土の透水試
験結果に基づく透水理論計算により下流側多孔管１７ａ
に空気溶存水の前端が到達したと考えられる期間が経過
した時の前後毎週一回ていどの割合で溢流立管１０３内
の水の資料を採取し、微小気泡の発生を目測するかまた
は理学試験法により溶存空気濃度を測定する。このよう
にして微小気泡の存在または溶存空気濃度が飽和度以上
に達したことを観測することにより空気溶存水の前端が
下流側多孔管１７ａに到達したことを確認する。空気溶
存水の前端が下流側多孔管１７ａに到達した後は、空気
溶存水の浸透経路全長にわたり地震時地盤液状化防止効
果を十分に発揮できる数量の微小気泡が発生しているの
で、微小気泡発生を促進するために放出した超微細気泡
発生用の圧縮空気発生装置の運転を停止し、圧縮空気発
生装置の長期間に及ぶ運転を継続するのに要する維持管
理費および運転用動力費の節約を図ることができる。空
気溶存水が浸透する地盤中に酸化第二鉄等溶存空気中の
酸素を化学反応により奪い去る成分がある場合には、酸
素欠乏空気を溶存する水が下流側多孔管１７ａに到達し
溢流立管１０３内の水中より酸素欠乏空気がマンホール
１０４内に発生し酸素欠乏事故の原因になるおそれがあ
る。酸素欠乏空気が発生するか否かを予知することが不
可能な場合には、酸素濃度計１０５をマンホール１０４
内に取り付け、酸素濃度計１０５が酸素欠乏空気を検知
したときには酸素濃度計１０５と電気的に連動する換気
扇１０６が自動的に作動して酸素濃度が平常値に回復す
るまでマンホール１０４内を換気することにより、酸素
欠乏事故発生を未然に防止する設備を用意する。ただ
し、空気溶存水の浸透経路の地盤中に酸化第二鉄等溶存
空気中の酸素を化学反応により奪い去る成分が無いこと
が事前に確認されている場合には、酸素濃度計１０５お
よび換気扇１０６は不要である。都市域内を流下する河
水は濁度が高く、河川に面する堤体および河底地盤は浸
透水中のシルト分により目詰まりし透水係数が低下して
いる。例えば、目詰まりしていない砂の透水係数ｋ＝５
×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃの場合、目詰まりした砂の透水係
数ｋ´はｋ´＝５×１０^-3ｃｍ／ｓｅｃていどに低下し
ていると考えられる。落差ｈ＝２ｍ，浸透距離ｌ＝７０
ｍの場合、浸透速度ｖ＝ｋｈ／ｌ＝0.005×２／７０＝
1.4286×１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ＝0.1234ｍ／ｄａｙである
ので、浸透水流の前端が下流端の多孔管１７ａに到達す
るに要する時間は、ｌ÷ｖ＝７０÷０．1234＝567day＝
１年６か月１９日という長時日を要する計算になる。透
水理論計算による空気溶存浸透水流の前端が下流端の多
孔管１７ａに到達するに要する時間はこのように長いう
えに、浸透係数の設定誤差もあるので所要日数には数日
ないし数週間の誤差がある。故に、計算上の期間終了
後、溢流立管１０３内の水の試料を採取しその溶存空気
濃度を測定することにを毎週１回ていどの割合で行うわ
けである。

【００３３】地中に浸透させる水にゴミやシルト分を含
む河水ではなく、水道水２０を用いる装置として、例え
ば図５に示すように、水洗便器に水を流し込む仕掛けに
似た装置を内蔵した貯水槽２４に水道水２０を溜め、貯
水槽２４に水道水２０が所要量貯水されたならば排水弁
４０が自動的に開き、貯水槽２４内の水を盲溝１６内の
多孔管１７を通じて地盤中に浸透させることができる。
貯水槽２４内の水が排出されて多孔管１７を通じて地盤
中に浸透し、貯水槽２４がほぼ空になると、排水弁４０
が自動的に閉じ、常時適当量ずつ水道水２０が貯水槽２
４内に注水し続けているので、貯水槽２４内の水面が所
定のレベルになると排水弁４０が自動的に開き同様な操
作を繰り返すようになる。貯水槽２４の大きさは水道水
２０が地中を浸透する速度にもよるが、水道水２０は間
欠的に数日間流れては、数日間止まる仕掛けとする。こ
のような本発明の装置は、セラミックス、強化プラステ
ィックス等耐久性が優れた材料により構成し、数十年ま
たは百数十年間ほとんど整備しないでも作動するような
簡単で、耐久的な構造であるので、ほとんどメンテナン
スを必要としない。ただし、本発明の工法を適用する堤
防、防潮壁等は、公共資産であるので、関係河川を管理
する公共団体の管理下に置かれ、圧縮空気供給装置５７
等の維持管理などに最小限の管理業務が行われることが
予想される。

【００３４】次に前記の水道水２０を間欠的に排水の為
の開弁・閉弁動作をする装置を装備した貯水槽２４の一
形態について、その詳細構造および作用について図５，
図６〜図９を参照しながら説明する。貯水槽２４におけ
る縦壁２４ａの上部内側に、水道管３９の一端側の横管
部分およびこれに接続する給水縦管３９ａが配設され、
前記給水縦管３９ａの下部が下方に向かって開口してい
る。

【００３５】また前記貯水槽内２４の底板２４ｂには排
水口４８を備えた排水縦管４８ａが設けられ、その排水
縦管４８ａの中間部に、溢水排出管４８ｃの下部出口４
８ｄが接続され、前記溢水排出管４８ｃの上端開口部４
８ｂは貯水槽２４内において排水縦管４８ａおよびフロ
ート４９の上昇した位置におけるレベルよりも高レベル
にかつ給水縦管３９ａの下端出口よりも若干低レベルに
設定されている。前記排水縦管４８ａの上端開口部（弁
座）には、支持ア−ム４７ａを有するフロ−トバルブ４
７の本体が係合され、そのフロ−トバブル４７における
前記支持ア−ム４７ａの基端部は、前記排水縦管４８ａ
の下部に横軸４７ｂにより枢着されて、前記フロ−トバ
ルブ４７は前記横軸４７ｂを中心として、開弁方向およ
び閉弁方向に回動自在に構成されている。前記フロ−ト
バルブ４７の上端部に鎖５０等の連結条体の一端部が接
続され、その連結条体５０の他端部はフロ−ト４９の下
部に連結されている。前記フロ−トバブル４７の内部に
は、空気溜まり４７ｃが設けられており、前記フロート
バルブ４７が前記前記排水縦管４８ａの上端開口部（弁
座）に着座しているときには、水圧がフロ−トバブル４
７の浮力よりも大きくなっているので、前記フロートバ
ルブ４７は閉弁状態に作用している。しかし、前記フロ
ート４９が水面５１より下に没水する前のレベルにおけ
る前記フロート４９の浮力は、高レベル位置の場合の水
面５１におけるフロートバルブ４７に作用する水圧より
も大きく設定されている。

【００３６】次に図５に示す前記貯水槽２４に水道水２
０が少量づつ給水される場合の貯水および排水動作につ
いて説明する。図６の状態は、水道管３９から水道水２
０が貯水槽２４内に注水している状態を示したものであ
って、水面５１が上昇中である。水面５１の上昇ととも
にフロート４９も上昇する。なお、排水弁４０は閉じて
いる。図７は、フロート４９が水面５１とともに上昇す
ると、貯水槽２４が水道水２０によって満水になると同
時に、フロート４９とフロートバルブ４７を接続してい
る鎖５０がフロート４９によって引っ張られてフロート
バルブ４７が上昇し、排水弁４０が開かれ貯水槽２４内
の水道水２０が排水口４８を通して流下する。フロート
バルブ４７は、その内部が空気溜まりになっており、水
の浮力作用によって貯水槽２４内の水道水２０中に浮き
排水口４８が開いた状態を保っている。

【００３７】図８の状態は、貯水槽２４内の水道水２０
が排水され始めて、フロート４９が水面５１とともに下
降し始め、また、水道水２０の給水量よりも排水弁４０
からの排水量が大きいので、フロート４９が下降し始め
た状態である。図９に示される状態は、貯水槽２４内の
水面５１が下降し、フロートバルブ４７に水の浮力が作
用しなくなり、フロートバルブ４７が下降し、排水弁４
０が閉じた状態を示している。そして水道管３９を通し
て水道水２０が貯水槽２４内に貯えられる。なお、図９
にはフロート４９は図示しないがフロートバルブ４０の
左に倒れこんでいる。この装置を用いることにより、人
力、電力を用いることなく、水道水を間欠的に地中に浸
透させることができる。

【００３８】東京の下町や濃尾平野などのゼロメーター
地域１内の河川堤防２、防潮堤、防潮護岸壁３の基礎地
盤４中には、水位が高い河海側５から地面が低い堤内側
６に向けて定常的な浸透水８が流入している。定常的な
地下水流７が存在する地盤中に特願平０９−１９５２０
４号により出願中の地震時液状化防止工法により圧縮空
気を吹き込む方法によって一時的に空気混入範囲を造成
しても、空気混入範囲内の微小気泡内の空気が地下水流
中に徐々に溶解し去ることにより飽和度は徐々に上昇
し、最終的には地震時における地盤液状化防止の効果を
失う。

【００３９】最近の研究によると都市部を貫流する河川
の水には溶解度が飽和に近い空気を溶存し、堤防２内を
浸透していく間に気泡が発生し、その気泡が堤内側６の
遮水壁２５に沿う上昇浸透水流３１によるボイリングを
助成激化している。このボイリングにより、堤体１４か
ら多量の土砂が排出されるため堤体１４内に空洞が生
じ、堤体１４の劣化を招く原因になる。

【００４０】図１（ａ）に模式的に示すように、堤防２
の下流側の堤内側法尻９に流下してきた気泡を含む浸透
水流を適当な粒度分布のフィルタ材を詰めた盲溝１６ａ
に集水し、盲溝１６ａ中に敷設した多孔管１７ａを通じ
て下水道または雨水渠などの排水渠１０に排水すれば、
上昇浸透流３１を減勢させるので、これに起因するボイ
リングによる堤体１４の劣化を防ぐことが出来る。堤防
２の堤内側６付近に適当な下水道または雨水渠などの排
水渠１０がないかまたはそれら排水渠１０が十分に深く
ない場合には、堤体１４の堤内側６に排水用の十分に深
い排水渠１０を別に設置する必要がある。

【００４１】図１に示すように、曝気処理して空気を飽
和または過飽和状態で溶存する水道水２０を貯水槽２４
に溜めて間欠的に地中に浸透させれば、水道水２０中に
は、十分な溶存空気があるので、流入端から流出端に至
る間に水圧が低下する過程において、水道水２０中の溶
存空気が溶出して気泡を形成するものと考えられる。し
かしこのように水道水２０中に飽和または過飽和状態の
溶存空気がある場合でも、浸透経路２６上に気泡発生の
核となるような微粒子がないと気泡は形成されない。図
１に示す圧縮空気送気管２７の吹き出し端では圧縮空気
２８がセラミックス等の超微細フィルタ材を通じて超微
細気泡となって吹き出され、この超微細気泡が気泡形成
の核となる。浸透経路２６上に溶出した空気は、微小気
泡の形で地下水中に分布し、空気溶存水が絶えず補給さ
れるので、浸透水中を空気が占める容積と浸透水容積と
の比すなわち飽和度は低下することがあっても、向上す
ることはない。そして、地盤土の粒度分布、Ｎ値等にも
よるが飽和度が８５％以下に半永久的に保たれれば、地
盤の地震時液状化を防止できるものと考えられる。

【００４２】以上に述べたような堤防２の地震時液状化
防止法と同様な方法により、図３に示すように、空気を
飽和または過飽和状態で溶存する水道水２０を防潮護岸
壁３の基礎地盤４中に浸透させることにより、地盤中の
地下水の飽和度を低位に保ち、防潮護岸壁３の基礎地盤
４の地震による液状化を防止できるものと考えられる。
ゼロメーター地域１周囲の防潮護岸壁３の場合の問題
は、堤内側６に壁面に沿って上昇浸透水流３１が生じる
と、その上昇浸透水流３１によりボイリングが起きて河
海側地盤３２から土砂が排出され防潮護岸壁３の基礎地
盤４を劣化させるおそれがある。

【００４３】このボイリングによる基礎地盤４の劣化を
防ぐには、堤防２の場合の堤内端遮水壁２５に対して設
置したものと同様な適当な粒度分布のフィルタ材１６ａ
を盲溝１６中に詰め、そのフィルタ材１６ａを詰めた盲
溝１６中に浸透水流を集水し、図３に示すように盲溝１
６中に敷設した多孔管１７ａを通じて下水道または雨水
渠などの排水渠１０に排水すれば、ボイリングによる基
礎地盤４の劣化を防ぐことができると考えられる。

【００４４】図３に示すような防潮護岸壁３の場合に
も、図１に示したように、河水１５ではなく水道水２０
を地中に間欠的に浸透させる方法がよい。図３に示す方
法でも、地中に浸透させる水には、圧縮空気をセラミッ
クス等の超微細フィルタ中を通過させて発生させた超微
細気泡を混入させておく必要があることは、図１に示し
た工法の場合と同様である。

【００４５】図４に示すような重力式護岸壁３３の最大
の欠点は、地震時に基礎捨石３４を支持する置換砂３５
が液状化しやすいことにある。このような型式の護岸壁
に対する液状化防止法は、まず図４に模式的に示すよう
に、弁の切替えによって、圧縮空気供給源に接続されて
おり、かつ流体（空気）の送気または排気の切替え可能
な送排気管３６を重力式護岸壁３３下の置換砂３５中に
配置して、置換砂３５中に微小気泡からなる空気混入範
囲を造成すると同時に、ケーソン３７の背面地盤３８に
も前記送排気管３６と同様な装置を使用して空気を吹き
込み、地盤土の粒度分布、Ｎ値等にもよるが地下水の飽
和度が８５％以下の空気混入範囲を造成しておき、河海
側５の送排気管３６（複数の弁の切り替えにより空気吹
き込み管にも排気管または集気管にもなる管）から空気
を飽和または過飽和状態で溶存する水道水２０を定常的
または間欠的に流入させる方法が考えられる。前記の空
気混入範囲を造成した後に、空気を溶存する水道水を置
換砂３５中に浸透させる理由は、予め微小気泡を置換砂
３５中に形成させておいても、空気を十分に溶存してい
ない水が外部水域から置換砂３５中に浸透流通すると気
泡中の空気が浸透流中に溶け去り飽和度が上昇して地震
時地盤液状化防止効果を失うためである。また、空気を
飽和または過飽和状態で溶存する水道水を地中に流入さ
せる送排気管３６は、図４における河水１５側の最左端
にある外部水（河水１５）中を立ち上がる多数の送排気
管３６からなる送排気管列を通じて自然流入させる。こ
の場合の空気を溶存する水を自然流入させるために、河
水１５側の最左端にある送排気管３６内の水面は、送排
気管３６内と外部水との間を図２に示す制御弁９１が付
いた管により連結し、送排気管３６内の水位が外部水の
水面１５ａより上昇しないようにする。図４に示すよう
な重力式岸壁がゼロメーター地域の周囲にある場合に
は、外部水から岸壁基礎地盤を通じる自然的な地下水流
があるので、空気を十分に溶存する水を自然流入させる
と自然的な地下水流と同じような空気を溶存する水の浸
透流が生じるので、予備的に行う圧縮空気を地中に吹き
込む場合と異なり強制的な送水を行う必要がない。

【００４６】図４に示す方法では、すでに水道水流通経
路上には十分な数量の微小気泡が生成されているので、
地中に浸透させる水には圧縮空気をセラミックス等の超
微細フィルタ中を通過させて発生させた超微細気泡を混
入させておく必要はない。図４に示す送気側の送気管３
６と排気側の排気管３６としては、それぞれ別体の管と
して構成してもよいが、図４に示す送排気管３６として
使用できると共に送排水管としても使用できる一実施形
態を図１０に示す例に基づいて説明する。図１０に示す
具体例では、送気弁６０を有し送気装置に接続する送気
管６１と、排気弁６２を有し排気装置に接続する排気管
６３とを合流させてなる送排気管３６を、空気吹き込み
管６４兼用集気管６５としている。また、送排気管３６
の先端部は前記送排気管３６内に送水弁６６を有し高圧
水送水装置に接続する送水管６７を導いて両管で内外２
重管とし、送水管６７を地盤掘進用の刃部６８と噴射水
環形ノズル６９機構を有する第１管体７０に接続し、さ
らに、送排気管３６を前記第１管体７０に非連通的に連
設してあり、かつ送排気用ストレーナ７１を有する第２
管体７２にネジ結合部７３で接続した構成としている。

【００４７】また、前記管体７０には、前記噴射水環形
ノズル６９とは別に噴射水環形ノズル６９から地中に噴
出した水を取り込む集水孔７４が設けられている。前記
噴射水環形ノズル６９は、環状に噴射水を噴射すべく第
１管体７０の内側に間隙を有して保持されたほぼ円錐形
のブロック７５で構成され、かつ、前記第１管体７０の
上端部には、集水孔７４からの水圧で開口するリングバ
ルブ７６が設けられている。リングバルブ７６は、その
自重または引下げバネ（図示省略）により環形溝に嵌合
閉鎖しているが、集水孔７４からの水圧で作動開口し、
集水孔７４から進入した水を上方に排出する。図１０に
示す装置により空気溶存水を使用する場合には、前記空
気吹き込み管６４兼用送排気管６５を送水用に使用し、
送排気用ストレーナ７１を送水用に使用するようにすれ
ばよい。

【００４８】以上、図１、図３および図４に示したよう
な装置は、水道水を使用する形態であるので、河川１５
の水を使用する場合に比べて、シルト分を除去するため
のフィルタ材にシルト分が溜まって目詰まりしたならば
洗浄して目詰まりを除く等の維持管理をする必要がない
ので、維持管理が非常に簡便になる。

【００４９】なお、本発明を実施する場合、図１（ａ）
に示すように、曝気装置２０ａ内に水道水２０が有する
水圧または水道水水圧が低い場合には、ポンプ等により
水圧を高めて、曝気装置２０ａ内において噴霧状に噴上
処理して造成した空気を飽和状態もしくは過飽和状態で
溶存する水道水２０にして、この水道水２０を水道管
（または供給管）３９により貯水槽２４に供給するよう
にする。

【００５０】前記各実施形態を実施する場合、前述した
ように、通常一つの貯水槽２４から一本の多孔管１７に
給水するようになるが、これらの設置間隔は、堤防等の
規模、本件発明を実施する設備以外の堤防等に付属する
水門等の設備、堤体１４および基礎地盤の土質などによ
り、決められるようになるが、通常、堤体１４の長手方
向には５０ｍないし１００ｍの間隔をおいて設置するよ
うにするのが好ましい。

【００５１】前述のような水道水２０に代えて、地中に
浸透させる水には十分に空気を溶存する河水１５も利用
できるが、河水１５は一般にシルト分やゴミを含んでい
て、図１に示す盲溝１６内のフィルタ材の間隙に目詰ま
りを起こし、地中に浸透させる水の円滑な流通を妨げる
おそれがあるので、河川の利用は好ましくない。

【００５２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、粘着力が微弱
な地盤中に、単に超微細気泡を含む空気溶存水を浸透さ
せ続けるという単純な手段により、地盤中に微小気泡混
入範囲を造成することができ、また定常的に地下水流が
ある地盤中にも、単に超微細気泡を含む空気溶存水を浸
透させる等の単純な手段により、微小気泡混入範囲の地
盤の地下水の飽和度を地震時に液状化が発生しない程度
まで低下させて、液状化を防止するので、地下水位を低
下させることにより飽和度低下を図る場合に起きる地盤
沈下の不具合を解消でき、しかも、地盤の液状化が原因
で、当該地盤に設置の基礎により支持される構造物が、
移動、傾斜または倒壊しないという優れた効果を有す
る。また本発明の液状化防止工法の場合は、超微細気泡
を含む空気溶存水のみを浸透させるだけであるので、施
工および維持管理が容易であり、しかも地盤沈下を誘発
する恐れがないので、都市地域内においても実施するこ
ともできるなどの効果がある。

【００５３】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、上流側の盲溝の上面を不透気性の被覆
で覆うと共に、下流端の盲溝中の多孔管に地中を浸透し
た微小気泡を含む空気溶存水を集水し最寄りの下水管ま
たは雨水渠に流下させるので、上流側の超微細気泡を含
む空気溶存水の流入を確実に行うことができ、しかも残
存する微小気泡を含む空気溶存水を下流側において確実
に集水回収して下水管または雨水渠に流下させるので、
下流側端遮断壁に沿うボイリングによる堤体１４または
基礎地盤４の劣化を防ぐことができる。

【００５４】請求項３の発明によれば、容易に超微細濾
過層を備えた超微細濾過装置によりミクロンサイズの超
微細気泡を空気溶存水中に混入させて、上流端に設けた
盲溝中の多孔管中に流入させることができる。

【００５５】請求項４の発明によれば、空気を溶存する
水道水を地中に浸透させる場合、貯水槽の底面の高さが
中等海水面にほぼ一致する高さの貯水槽に水道水を溜
め、前記貯水槽に貯水した水を送水して、ポーラススト
ーンのような微細濾過装置を通じて発生させた超微細気
泡が混入する水道水にし、その超微細気泡が混入する水
道水を、上流端に設けた盲溝中の多孔管中に流入させる
ようにし、外部水の水圧より、多孔管中の水圧が著しく
高くならず比較的低い水圧で送水することができ、その
ため多孔管の内外の水圧を比較的小型の装置を使用して
容易に均衡させることができる。

【００５６】請求項５および請求項６の発明によれば、
貯水槽に溜めた水道水に超微細濾過装置により生成した
超微細気泡を混入させて、これを上流端側の多孔管を通
じて、地中に浸透させることができ、したがって、比較
的容易に、地盤中の微小気泡混入範囲の地下水の飽和度
を地震時に液状化が発生しない程度まで低下させて液状
化を防止することができる。

【００５７】請求項７の発明によれば、多孔管１７に放
水機能を有する制御弁を備えた立管の基端部を接続し、
その放水機能を有する制御弁により、多孔管１７内の水
圧を多孔管１７周囲の地下水圧より高くならないように
するので、空気溶存水を多孔管１７から外部水中に放散
させるこなく、空気溶存水を多孔管１７から地中に向け
て効率よく浸透させることができる。

【００５８】請求項８の発明によれば、多孔管に水を送
水する時に、多孔管１７内の水圧を周囲の地下水圧に比
べて過大になることを抑制するために、多孔管に接続す
る送水管に、給水量制御弁を備えた給水量制御装置を設
けたので、空気溶存水を多孔管１７から外部水中に放散
させるこなく、空気溶存水を多孔管１７から地中に向け
て効率よく浸透させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の液状化防止工法を適用するゼ
ロメーター地域周囲の堤防断面図である。（ｂ）は
（ａ）における超微細濾過装置付近を拡大して示す縦断
側面図である。

【図２】本発明により、多孔管に接続するように設けら
れた給水量制御装置および多孔管内の水圧を制御するた
めの水圧制御装置を示す説明図である。

【図３】ゼロメーター地域周囲の防潮護岸壁の基礎地盤
液状化防止方法を示す断面説明図である。

【図４】ゼロメーター地域周囲の重力式護岸壁の基礎地
盤液状化防止方法を示す断面説明図である。

【図５】排水弁の自動開閉装置を備えた貯水槽を示す説
明図である。

【図６】貯水槽内に貯水している状態を示す説明図であ
る。

【図７】排水弁が開いて、貯水槽から排水を開始してい
る状態を示す説明図である。

【図８】排水弁が浮力により開いた状態を保って、貯水
槽から排水している途中の状態を示す説明図である。

【図９】排水弁が浮力を失って、自重により閉じると共
に、水道栓から給水している状態を示す説明図である。

【図１０】圧縮空気を地盤中へ吹き込み処理するため、
あるいは超微細気泡が混入した空気溶存水を地中に流入
浸透させるための、送排水管構造の断面説明図である。

【図１１】空気溶存水の前端が下流側多孔管に到達した
ことを観測するための溢流立管を備えた排水設備を示す
縦断側面図である。

【図１２】図１１のＩ−Ｉ線断面図である。

【符号の説明】

１ ゼロメーター地域 ２ 堤防 ３ 防潮護岸壁 ４ 基礎地盤 ５ 河海側 ６ 堤内側 ７ 地下水流 ８ 浸透水 ９ 堤内側法尻 １０ 排水渠 １０ａ 排水管 １０ｂ 排水管 １１ 堤防斜面 １２ 法面防護工 １３ 不透水性被膜 １４ 堤体 １５ 河水 １６ 盲溝 １６ａ フィルタ材 １７ 多孔管 １７ａ 下流側（堤内側）多孔管 ２０ 水道水 ２０ａ 水道水曝気装置 ２４ 貯水槽 ２５ 遮水壁 ２６ 浸透経路 ２７ 圧縮空気送気管 ２８ 圧縮空気 ３１ 上昇浸透水流 ３２ 河海側地盤 ３３ 重力式護岸壁 ３４ 基礎捨石 ３５ 置換砂 ３６ 送排気管 ３７ ケーソン ３８ 背面地盤 ３９ 水道管 ４０ 排水弁 ４７ フロートバルブ ４８ 排水口 ４９ フロート ５０ 鎖 ５１ 水面 ５５ 送水管または給水管 ５５ａ 分岐管 ５６ 超微細濾過装置 ５６ａ 超微細濾過層 ５７ 圧縮空気供給装置 ５８ 雑石積 ５９ 水底地盤 ６０ 送気弁 ６１ 送気管 ６２ 排気弁 ６３ 排気管 ６４ 送水弁 ６５ 集気管 ６６ 空気吹き込み管 ６７ 送水管 ６８ 刃部 ６９ 噴射水環形ノズル ７０ 第１管体 ７２ 第２管体 ７３ 結合部 ７４ 集水孔 ７５ 円錐形のブロック ７６ リングバルブ ７７ 膨張性シール ７８ 継ぎ手 ７９ 継ぎ手 ８０ ネジ結合部 ８１ 支持腕 ８３ 給水制御弁 ８４ ベローズ ８５ 制御筒 ８６ 外部水圧導入用縦管 ８７ ブラケット ８８ 弁開閉操作用アーム ８９ 横軸 ９０ 給水量制御装置 ９１ 制御弁 ９２ 立管 ９３ 水圧制御装置 ９５ 排出口 ９６ 分岐管 ９７ ベローズ ９８ 制御筒 ９９ 外部水圧導入用縦管 １００ 制御弁開閉操作用アーム １０１ ブラケット １０２ 横軸

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘着力が微弱な地盤中あるいは定常的に
   地下水流がある地盤中に超微細気泡を含む空気溶存水を
   浸透させ続けることにより、地盤中に微小気泡混入範囲
   を造成し、その微小気泡混入範囲の地盤の地下水の飽和
   度を地震時に液状化が発生しない程度まで低下させて液
   状化を防止することを特徴とする空気溶存水を地中に浸
   透させることによる地盤の地震時液状化防止工法。
2. 【請求項２】 粘着力が微弱な地盤中に超微細気泡を含
   む空気溶存水を浸透させ続けることにより地盤中に微小
   気泡混入範囲を造成するため、定常的な地下水流の上流
   端に、不透気性の被覆で上面を覆った盲溝中に多孔管を
   設け、その多孔管に超微細気泡を含む空気溶存水を流入
   させ、定常的な地下水流の下流端に設けた盲溝中の多孔
   管に、地中を浸透した微小気泡を含む空気溶存水を集水
   し、その集水した水を最寄りの下水管または雨水渠に流
   下させることにより、ゼロメーター地域を囲む堤防また
   は防潮壁基礎地盤中の微小気泡混入範囲の地盤の地下水
   の飽和度を地震時に液状化が発生しない程度まで低下さ
   せて液状化を防止することを特徴とする空気溶存水を地
   中に浸透させることによる地盤の地震時液状化防止工
   法。
3. 【請求項３】 ミクロンサイズの超微細気泡を空気溶存
   水中に混入させるために、セラミックス等のポーラスス
   トーンのような超微細濾過層を備えた超微細濾過装置を
   通じて圧縮空気を流入させることにより発生する超微細
   気泡が混入する水道水を、送水手段により、現存する定
   常的な地下水流の上流端に設けた上面を不透気性の被覆
   で覆った盲溝中の多孔管中に流入させることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の空気溶存水を地中に浸透さ
   せることによる地盤の地震時液状化防止工法。
4. 【請求項４】 空気を溶存する水道水を地中に浸透させ
   る場合、貯水槽の底面の高さが中等海水面にほぼ一致す
   る高さの貯水槽に水道水を溜め、前記貯水槽に貯水した
   水道水を前記定常的な地下水流の上流端に設けた多孔管
   へ流入させる過程において、超微細濾過装置を通じて発
   生させた超微細気泡を混入させた水道水にし、その超微
   細気泡が混入する水道水を、上流端に設けた盲溝中の多
   孔管を通じて地中に浸透流入させることにより、地下水
   中に微小気泡を発生させることを特徴とする請求項１、
   ２または３のいずれかに記載の空気溶存水を地中に浸透
   させることによる地盤の地震時液状化防止工法。
5. 【請求項５】 空気を溶存する水道水を地中に浸透させ
   る場合、水道水を貯水槽に溜め、前記貯水槽に貯水した
   水を超微細濾過装置を通じて、超微細気泡が混入した水
   を生成させ、その水を上流端に設けた盲溝中の多孔管を
   通じ地中に浸透させて、地盤中の微小気泡混入範囲の地
   下水の飽和度を地震時に液状化が発生しない程度まで低
   下させて液状化を防止することを特徴とする請求項１、
   ２、３および４のいずれかに記載の空気溶存水を地中に
   浸透させることによる地盤の地震時液状化防止工法。
6. 【請求項６】 空気を溶存する水道水を地中に浸透させ
   る場合、水道水を貯水槽に溜め、前記貯水槽が満水にな
   れば、盲溝中の多孔管中に流入する水の排水栓が自動的
   に開き一定時間、超微細濾過装置により発生させた超微
   細気泡を混入する水道水を、地下水流の上流端に設けた
   盲溝中の多孔管を通じ地中に浸透させて地盤中の微小気
   泡混入範囲の地下水の飽和度を地震時に液状化が発生し
   ない程度まで低下させて液状化を防止することを特徴と
   する請求項１、２、３、４および５のいずれかに記載の
   空気溶存水を地中に浸透させることによる地盤の地震時
   液状化防止工法。
7. 【請求項７】 多孔管１７に放水機能を有する制御弁を
   備えた立管の基端部を接続し、その放水機能を有する制
   御弁により、多孔管１７内の水圧を多孔管１７周囲の地
   下水圧より高くならないようにすることを特徴とする請
   求項２、３、４、５および６のいずれかに記載の空気溶
   存水を地中に浸透させることによる地盤の地震時液状化
   防止工法。
8. 【請求項８】 多孔管に水を送水する時に、多孔管１７
   内の水圧を周囲の地下水圧に比べて過大になることを抑
   制するために、多孔管に接続する給水管に、給水量制御
   弁を備えた給水量制御装置を設けることを特徴とする請
   求項２、３、４、５、６および７のいずれかに記載の空
   気溶存水を地中に浸透させることによる地盤の地震時液
   状化防止工法。