JP2003278141A - 地盤の飽和度測定方法および液状化防止方法 - Google Patents
地盤の飽和度測定方法および液状化防止方法Info
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地盤の飽和度を簡便に測定し、それを利用し
て液状化防止のための地下水揚水を合理的に行う。 【解決手段】 地盤の液状化に対する強度の指標となる
飽和度を測定する方法であって、地盤の各深度における
Ｐ波伝搬速度を測定し、その測定値から飽和度を求め
る。地盤に設けた測定孔５内にＰ波伝搬速度測定用のプ
ローブ６を挿入して各深度におけるＰ波伝搬速度を測定
することとし、その測定孔内には、形状保持用のリング
を間隔をおいて装着した柔軟材料からなる蛇腹状の井戸
管を設ける。上記方法により地盤の飽和度を測定し、そ
の結果に応じて地盤から揚水を行って地下水位を低下さ
せることにより、地盤の飽和度を低下させて液状化に対
する強度を高める。
て液状化防止のための地下水揚水を合理的に行う。 【解決手段】 地盤の液状化に対する強度の指標となる
飽和度を測定する方法であって、地盤の各深度における
Ｐ波伝搬速度を測定し、その測定値から飽和度を求め
る。地盤に設けた測定孔５内にＰ波伝搬速度測定用のプ
ローブ６を挿入して各深度におけるＰ波伝搬速度を測定
することとし、その測定孔内には、形状保持用のリング
を間隔をおいて装着した柔軟材料からなる蛇腹状の井戸
管を設ける。上記方法により地盤の飽和度を測定し、そ
の結果に応じて地盤から揚水を行って地下水位を低下さ
せることにより、地盤の飽和度を低下させて液状化に対
する強度を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の飽和度を測
定する方法、およびそれを用いた地盤の液状化防止方法
に関する。
定する方法、およびそれを用いた地盤の液状化防止方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、地盤の液状化とは、含水
率の高い地盤が地震により衝撃や振動を受けて変形する
ことに伴い、土粒子間に飽和状態で存在している間隙水
の水圧が急激に上昇し、その結果、土粒子間の摩擦抵抗
が消失して地盤があたかも液体のように挙動して耐力を
失ってしまう現象をいう。
率の高い地盤が地震により衝撃や振動を受けて変形する
ことに伴い、土粒子間に飽和状態で存在している間隙水
の水圧が急激に上昇し、その結果、土粒子間の摩擦抵抗
が消失して地盤があたかも液体のように挙動して耐力を
失ってしまう現象をいう。
【０００３】そのような液状化を防止するためには、地
盤強度を高める、あるいは地盤に細粒分を注入するとい
った手法が知られているが、最近においては地下水の揚
水による液状化防止方法も有効であると考えられてい
る。これは、図６に示すように対象地盤にスクリーン１
ａを有する井戸１を設けてそこから地下水を連続的に汲
み上げて地下水位を低く維持することにより、液状化の
根本原因である土粒子中の間隙水を地盤から排除してし
まうというものである。
盤強度を高める、あるいは地盤に細粒分を注入するとい
った手法が知られているが、最近においては地下水の揚
水による液状化防止方法も有効であると考えられてい
る。これは、図６に示すように対象地盤にスクリーン１
ａを有する井戸１を設けてそこから地下水を連続的に汲
み上げて地下水位を低く維持することにより、液状化の
根本原因である土粒子中の間隙水を地盤から排除してし
まうというものである。
【０００４】しかし、上記のような地下水揚水による液
状防止方法では、地下水位を常に低く維持するために地
下水を常時連続的にしかも恒久的に揚水し続けなければ
ならないから、それに要する運転費と維持管理費は膨大
になるし、地下水位低下による圧密沈下が生じてしまう
懸念もある。
状防止方法では、地下水位を常に低く維持するために地
下水を常時連続的にしかも恒久的に揚水し続けなければ
ならないから、それに要する運転費と維持管理費は膨大
になるし、地下水位低下による圧密沈下が生じてしまう
懸念もある。
【０００５】そのため、地下水を常時揚水して地下水位
を常に低く維持するのではなく、地下水位を一時的に低
下させて地盤の飽和度を低下させることで液状化を防止
するという方法も提案されている。
を常に低く維持するのではなく、地下水位を一時的に低
下させて地盤の飽和度を低下させることで液状化を防止
するという方法も提案されている。
【０００６】ここで、地盤の飽和度とは、土粒子間の間
隙中に存在する間隙水の体積の割合（地盤中の地下水の
体積／地盤の間隙体積）を示す指標であり、間隙全体に
間隙水が完全に満たされている状態が飽和度１００％で
あり、その状態では容易に液状化を生じてしまうもので
あり、通常の液状化地盤はこのような飽和状態にあると
考えられる。しかし、土粒子の間隙中に多少なりとも気
泡などの気相を混在させると飽和度が１００％未満に低
下し、そのような不飽和状態では液状化は格段に生じ難
いものとなり、たとえば飽和度が９５％の場合には飽和
度１００％の飽和状態の場合に比べて液状化に対する強
度が１．５倍程度にまで高まり、飽和度９０％では２倍
程度に高まると考えられている。しかも、土粒子の間隙
中に積極的に気泡などの気相を混在させて飽和度を低下
させると、その気泡などの気相部分は土粒子の間隙中に
封じ込まれて容易に抜けてしまうことなくそこにそのま
ま長期にわたって留まり、そのため一度低下させた飽和
度が自ずと長期にわたって維持される性質を有する。
隙中に存在する間隙水の体積の割合（地盤中の地下水の
体積／地盤の間隙体積）を示す指標であり、間隙全体に
間隙水が完全に満たされている状態が飽和度１００％で
あり、その状態では容易に液状化を生じてしまうもので
あり、通常の液状化地盤はこのような飽和状態にあると
考えられる。しかし、土粒子の間隙中に多少なりとも気
泡などの気相を混在させると飽和度が１００％未満に低
下し、そのような不飽和状態では液状化は格段に生じ難
いものとなり、たとえば飽和度が９５％の場合には飽和
度１００％の飽和状態の場合に比べて液状化に対する強
度が１．５倍程度にまで高まり、飽和度９０％では２倍
程度に高まると考えられている。しかも、土粒子の間隙
中に積極的に気泡などの気相を混在させて飽和度を低下
させると、その気泡などの気相部分は土粒子の間隙中に
封じ込まれて容易に抜けてしまうことなくそこにそのま
ま長期にわたって留まり、そのため一度低下させた飽和
度が自ずと長期にわたって維持される性質を有する。
【０００７】そこで、液状化を防止するべき地盤から地
下水の揚水を行って地下水位を一時的に低下させれば、
地盤中の間隙水に気泡などの気相が混在して飽和度が低
下し、もって液状化に対する強度を高めて液状化を防止
することができるのであり、しかも、そのようにして飽
和度を一度低下させれば不飽和状態は自ずと長く維持さ
れるから、その後は揚水を停止しても支障がなく、図６
に破線で示すように地下水位が自然に回復してもそのま
ま液状化防止効果を長期にわたって維持できるというの
であり、極めて有効な方法であると考えられている。
下水の揚水を行って地下水位を一時的に低下させれば、
地盤中の間隙水に気泡などの気相が混在して飽和度が低
下し、もって液状化に対する強度を高めて液状化を防止
することができるのであり、しかも、そのようにして飽
和度を一度低下させれば不飽和状態は自ずと長く維持さ
れるから、その後は揚水を停止しても支障がなく、図６
に破線で示すように地下水位が自然に回復してもそのま
ま液状化防止効果を長期にわたって維持できるというの
であり、極めて有効な方法であると考えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な地盤の飽和度を低下させることで液状化を防止する方
法においては、地盤の飽和度を長期にわたって低く維持
するためには地下水位の上昇を抑制することが好ましい
ことは当然であり、そのために対象地盤の周囲を止水壁
２により取り囲んで地下水位の自然上昇を抑制すること
が好ましいが、そのようにしたところでいずれは地下水
位が回復して再び飽和状態に戻ることも想定されるた
め、このような液状化防止方法を真に有効なものとする
ためには、飽和度を定期的に監視し、飽和度が上昇して
液状化が発生する懸念が生じた際には再揚水を行って地
下水位を再び低下させることで飽和度を再び低下させる
必要がある。
な地盤の飽和度を低下させることで液状化を防止する方
法においては、地盤の飽和度を長期にわたって低く維持
するためには地下水位の上昇を抑制することが好ましい
ことは当然であり、そのために対象地盤の周囲を止水壁
２により取り囲んで地下水位の自然上昇を抑制すること
が好ましいが、そのようにしたところでいずれは地下水
位が回復して再び飽和状態に戻ることも想定されるた
め、このような液状化防止方法を真に有効なものとする
ためには、飽和度を定期的に監視し、飽和度が上昇して
液状化が発生する懸念が生じた際には再揚水を行って地
下水位を再び低下させることで飽和度を再び低下させる
必要がある。
【０００９】その場合、飽和度を測定する必要が生じる
が、現時点では飽和度を測定するための有効適切な手法
はなく、そのため地盤から定期的にサンプリングを行っ
て室内試験により飽和度を測定するか、あるいは図７に
示すように比誘電率測定用のプローブ３および測定装置
本体４により地盤の比誘電率を測定してそれから飽和度
を推定することが考えられているが、いずれも面倒な手
間と時間を要するばかりでなく、必ずしも高精度の測定
ができないものであり、飽和度を測定するための有効適
切な手法の開発が望まれていた。
が、現時点では飽和度を測定するための有効適切な手法
はなく、そのため地盤から定期的にサンプリングを行っ
て室内試験により飽和度を測定するか、あるいは図７に
示すように比誘電率測定用のプローブ３および測定装置
本体４により地盤の比誘電率を測定してそれから飽和度
を推定することが考えられているが、いずれも面倒な手
間と時間を要するばかりでなく、必ずしも高精度の測定
ができないものであり、飽和度を測定するための有効適
切な手法の開発が望まれていた。
【００１０】上記事情に鑑み、本発明は地盤の飽和度を
簡便に測定する方法、およびその測定方法を利用した有
効な液状化防止方法を提供することを目的とする。
簡便に測定する方法、およびその測定方法を利用した有
効な液状化防止方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、地盤
の液状化に対する強度の指標となる飽和度を測定する方
法であって、地盤の各深度におけるＰ波伝搬速度を測定
し、その測定値から飽和度を求めることを特徴とする。
の液状化に対する強度の指標となる飽和度を測定する方
法であって、地盤の各深度におけるＰ波伝搬速度を測定
し、その測定値から飽和度を求めることを特徴とする。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、地盤に設けた測定孔内にＰ波伝搬速度測定用のプロ
ーブを挿入して各深度におけるＰ波伝搬速度を測定する
こととし、その測定孔内には、形状保持用のリングを間
隔をおいて装着した柔軟材料からなる蛇腹状の井戸管を
設けることを特徴とする。
て、地盤に設けた測定孔内にＰ波伝搬速度測定用のプロ
ーブを挿入して各深度におけるＰ波伝搬速度を測定する
こととし、その測定孔内には、形状保持用のリングを間
隔をおいて装着した柔軟材料からなる蛇腹状の井戸管を
設けることを特徴とする。
【００１３】請求項３の発明の液状化防止方法は、請求
項１または２の発明の方法により地盤の飽和度を測定
し、その結果に応じて地盤から揚水を行って地下水位を
低下させることにより、地盤の飽和度を低下させて液状
化に対する強度を高めることを特徴とする。
項１または２の発明の方法により地盤の飽和度を測定
し、その結果に応じて地盤から揚水を行って地下水位を
低下させることにより、地盤の飽和度を低下させて液状
化に対する強度を高めることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の飽和度測定方法の実施形
態を図１〜図４を参照して説明する。本実施形態の飽和
度測定方法は、地下水面下の各位置におけるＰ波伝搬速
度（以下ではＶPと記す）を測定し、その測定値から飽
和度を求めるようにしたものである。
態を図１〜図４を参照して説明する。本実施形態の飽和
度測定方法は、地下水面下の各位置におけるＰ波伝搬速
度（以下ではＶPと記す）を測定し、その測定値から飽
和度を求めるようにしたものである。
【００１５】すなわち、飽和状態にある地盤においては
ＶPは約１６００ｍ／ｓであるが、不飽和状態の地盤に
おけるＶPはそれよりも小さく、飽和度が低いほどＶPも
小さいことが知られており、したがって地盤のＶPを測
定すればその測定値から地盤の飽和度を求めることがで
きることになる。
ＶPは約１６００ｍ／ｓであるが、不飽和状態の地盤に
おけるＶPはそれよりも小さく、飽和度が低いほどＶPも
小さいことが知られており、したがって地盤のＶPを測
定すればその測定値から地盤の飽和度を求めることがで
きることになる。
【００１６】そこで、本実施形態の測定方法では、対象
地盤の各位置におけるＶPを測定して図４に示すような
ＶPの分布を求めるとともに、この地盤のＶPと飽和度と
の関係を予め調査しておき、それに基づいて地盤の飽和
度を求めることとする。具体的には、対象地盤に図１に
示すような測定孔５を設けて、その内部に起振器を内蔵
したＶP測定用のプローブ６を挿入し、巻き上げ機構７
によりプローブ６を昇降させつつ各深度でのＶPを連続
的に測定して図４に示すようなＶPの分布を求める。そ
して、予め調査しておいたデータを用いてデータ解析を
行い、上記の分布から各深度における飽和度を求める。
地盤の各位置におけるＶPを測定して図４に示すような
ＶPの分布を求めるとともに、この地盤のＶPと飽和度と
の関係を予め調査しておき、それに基づいて地盤の飽和
度を求めることとする。具体的には、対象地盤に図１に
示すような測定孔５を設けて、その内部に起振器を内蔵
したＶP測定用のプローブ６を挿入し、巻き上げ機構７
によりプローブ６を昇降させつつ各深度でのＶPを連続
的に測定して図４に示すようなＶPの分布を求める。そ
して、予め調査しておいたデータを用いてデータ解析を
行い、上記の分布から各深度における飽和度を求める。
【００１７】この際、測定孔５内には図２に示すように
井戸管８を設けるが、その井戸管８として通常の鋼管や
塩ビ管等の剛性材料を用いた場合には、起振器の振動が
地盤に正確に伝わらないのでＶPの測定値に影響が及ん
で精度の良い測定を行うことができない。そこで、本実
施形態では図３に示すように、井戸管８として柔軟材
料、たとえば不織布からなる肉厚の円筒体９を採用し、
その内部に形状保持用のリング１０を間隔をおいて多数
装着した蛇腹状のものを採用しており、それにより起振
器の振動を地盤にそのまま伝えて高精度の測定を行い得
るものとなっている。
井戸管８を設けるが、その井戸管８として通常の鋼管や
塩ビ管等の剛性材料を用いた場合には、起振器の振動が
地盤に正確に伝わらないのでＶPの測定値に影響が及ん
で精度の良い測定を行うことができない。そこで、本実
施形態では図３に示すように、井戸管８として柔軟材
料、たとえば不織布からなる肉厚の円筒体９を採用し、
その内部に形状保持用のリング１０を間隔をおいて多数
装着した蛇腹状のものを採用しており、それにより起振
器の振動を地盤にそのまま伝えて高精度の測定を行い得
るものとなっている。
【００１８】このように、本実施形態の測定方法ではＶ
P測定用のプローブ６によりＶPを測定するのみで地盤の
飽和度を求めることができ、したがって従来のようにサ
ンプリングを行って室内試験により飽和度を求めたり、
あるいは比誘電率を測定して飽和度を求める場合に比較
して遙かに簡便に飽和度を求めることが可能である。
P測定用のプローブ６によりＶPを測定するのみで地盤の
飽和度を求めることができ、したがって従来のようにサ
ンプリングを行って室内試験により飽和度を求めたり、
あるいは比誘電率を測定して飽和度を求める場合に比較
して遙かに簡便に飽和度を求めることが可能である。
【００１９】図５は上記の飽和度測定方法を用いた液状
化防止方法の一実施形態を示す。本実施形態の液状化防
止方法は、図６に示したものと同様に、対象地盤を止水
壁２により取り囲み、その内部に井戸１を設け、井戸１
からの揚水により地下水位を一時的に低下させて飽和度
を低下させ、それによって地盤の液状化に対する強度を
高めて液状化防止効果を得た後は、揚水を停止して地下
水位の上昇を許容するようにし、その後、飽和度を定期
的に測定して飽和度が所定値を越えて上昇した時点で再
揚水を行うようにしたものである。そして、本実施形態
では飽和度の測定を図１に示した方法により行うべく、
ＶP測定用の測定孔５を設けておき、プローブ６により
定期的にＶPの測定を行って飽和度を求め、飽和度が予
め設定した許容値以上になった場合には井戸１から再揚
水を行って地下水位を再び低下させ、飽和度を再び低下
させることで液状化に対する強度を高めるようにしてい
る。したがって本実施形態の液状化防止方法では、ＶP
の測定結果に基づいて飽和度が上昇した場合には自動的
に再揚水を行って液状化防止効果を回復させることがで
き、必要最少限の手間、費用で液状化防止効果を長期に
わたって確保することができる。
化防止方法の一実施形態を示す。本実施形態の液状化防
止方法は、図６に示したものと同様に、対象地盤を止水
壁２により取り囲み、その内部に井戸１を設け、井戸１
からの揚水により地下水位を一時的に低下させて飽和度
を低下させ、それによって地盤の液状化に対する強度を
高めて液状化防止効果を得た後は、揚水を停止して地下
水位の上昇を許容するようにし、その後、飽和度を定期
的に測定して飽和度が所定値を越えて上昇した時点で再
揚水を行うようにしたものである。そして、本実施形態
では飽和度の測定を図１に示した方法により行うべく、
ＶP測定用の測定孔５を設けておき、プローブ６により
定期的にＶPの測定を行って飽和度を求め、飽和度が予
め設定した許容値以上になった場合には井戸１から再揚
水を行って地下水位を再び低下させ、飽和度を再び低下
させることで液状化に対する強度を高めるようにしてい
る。したがって本実施形態の液状化防止方法では、ＶP
の測定結果に基づいて飽和度が上昇した場合には自動的
に再揚水を行って液状化防止効果を回復させることがで
き、必要最少限の手間、費用で液状化防止効果を長期に
わたって確保することができる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１の発明は、Ｐ波伝搬速度から飽
和度を求めるので、従来のサンプリングによる室内試験
による場合や、比誘電率の測定による場合に比べて飽和
度を簡便に測定することができる。
和度を求めるので、従来のサンプリングによる室内試験
による場合や、比誘電率の測定による場合に比べて飽和
度を簡便に測定することができる。
【００２１】請求項２の発明は、Ｐ波伝搬速度を測定す
るための測定孔に、形状保持用のリングを間隔をおいて
装着した柔軟材料からなる蛇腹状の井戸管を設けるよう
にしたので、Ｐ波伝搬速度を精度良く測定することがで
きる。
るための測定孔に、形状保持用のリングを間隔をおいて
装着した柔軟材料からなる蛇腹状の井戸管を設けるよう
にしたので、Ｐ波伝搬速度を精度良く測定することがで
きる。
【００２２】請求項３の発明は、Ｐ波伝搬速度を測定す
ることで飽和度を測定し、その結果に応じて地盤から揚
水を行って地下水位を低下させることで地盤の飽和度を
低下させるので、飽和度が予め設定した許容値を越えた
場合には速やかに再揚水を行うことのみで、地下水位を
再び低下させて飽和度を再び低下させ、それによって液
状化防止効果を回復させることができるから、必要最少
限の手間、費用で液状化防止効果を長期にわたって確保
することができる。
ることで飽和度を測定し、その結果に応じて地盤から揚
水を行って地下水位を低下させることで地盤の飽和度を
低下させるので、飽和度が予め設定した許容値を越えた
場合には速やかに再揚水を行うことのみで、地下水位を
再び低下させて飽和度を再び低下させ、それによって液
状化防止効果を回復させることができるから、必要最少
限の手間、費用で液状化防止効果を長期にわたって確保
することができる。
【図１】 本発明の飽和度測定方法の一実施形態を示す
概要図である。
概要図である。
【図２】 同、ＶP測定用の測定孔を示す図である。
【図３】 同、図２におけるIII部の拡大図である。
【図４】 同、ＶPと飽和度との関係を示す図である。
【図５】 本発明の液状化防止方法の一実施形態を示す
概要図である。
概要図である。
【図６】 地下水位を低下させることによる液状化防止
方法の概念図である。
方法の概念図である。
【図７】 同、他の例を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 井戸
２ 止水壁
５ 測定孔
６ プローブ
７ 巻き上げ機構
８ 井戸管
９ 円筒体
１０ リング
ＶP Ｐ波伝搬速度
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石川 明
東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設
株式会社内
Ｆターム(参考） 2D043 AA09 BA10 DA01
Claims (3)
- 【請求項１】 地盤の液状化に対する強度の指標となる
飽和度を測定する方法であって、地盤の各深度における
Ｐ波伝搬速度を測定し、その測定値から飽和度を求める
ことを特徴とする地盤の飽和度測定方法。 - 【請求項２】 地盤に設けた測定孔内にＰ波伝搬速度測
定用のプローブを挿入して各深度におけるＰ波伝搬速度
を測定することとし、その測定孔内には、形状保持用の
リングを間隔をおいて装着した柔軟材料からなる蛇腹状
の井戸管を設けることを特徴とする請求項１記載の地盤
の飽和度測定方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の方法により地盤
の飽和度を測定し、その結果に応じて地盤から揚水を行
って地下水位を低下させることにより、地盤の飽和度を
低下させて液状化に対する強度を高めることを特徴とす
る地盤の液状化防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086864A JP3800525B2 (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 地盤の飽和度測定方法および液状化防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086864A JP3800525B2 (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 地盤の飽和度測定方法および液状化防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003278141A true JP2003278141A (ja) | 2003-10-02 |
| JP3800525B2 JP3800525B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=29233310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002086864A Expired - Fee Related JP3800525B2 (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 地盤の飽和度測定方法および液状化防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800525B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006291556A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Shimizu Corp | 原位置地盤の飽和度測定方法 |
| JP2013112984A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Kyokado Kk | 地盤の不飽和化による地盤改良工法および地盤改良装置 |
| JP2014074283A (ja) * | 2012-10-04 | 2014-04-24 | Maeda Corp | 地盤の不飽和化による液状化防止方法 |
| JP2014084556A (ja) * | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Maeda Corp | 地盤の部分的不飽和化による液状化防止方法 |
| JP2015169045A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 五洋建設株式会社 | 地盤の液状化防止工法 |
| CN107587499A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-01-16 | 浙江科技学院 | 可液化砂土地基加固装置及加固方法 |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002086864A patent/JP3800525B2/ja not_active Expired - Fee Related
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