JP2005282228A - 地下タンクなどの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物に作用する浮き上がり力に対してコンクリートの重量で対抗するためには、構造物が大型化し、地下構造物では掘削の量、コンクリートの量が大きくなりきわめて不経済である。
【解決手段】構造物の周囲を包囲する地下壁２と、その地下壁２の底部よりも深部に向けて設置したアンカーより構成する。あるいは構造物を支持する基礎杭と、その基礎杭の底部よりも深部に向けて設置したアンカーより構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地下水による揚圧力や、巨大地震時の水平力による杭の引き抜き力など、浮き上がり力が作用する地下タンクなどの構造に関するものである。

構造物の例として地下タンクをとりあげて説明する。
一般に地下タンクは底部の底版、周囲の側壁、および側壁の外周に設置した地下連続壁によって構成している。
このような構造物には地下水の水頭に応じて底版から大きな揚圧力が下から作用して構造物に浮き上がり力を与えている。
そのような浮き上がり力に対抗するために、従来では底版や側壁の厚さを増して大きな重量を確保し、そのコンクリートの重量によって対抗する方法を採用している。
特開平７−２２９３２１号公報

前記したような、浮き上がり力に対してコンクリートの重量で対抗するためには、構造物が大型化し、地下構造物では掘削の量、コンクリートの量が大きくなりきわめて不経済である。

上記のような課題を解決するために、本発明の地下タンクなどの構造は、構造物の周囲を包囲する地下壁と、その地下壁の底部よりも深部に向けて設置したアンカーより構成した構造を特徴としたものである。
また本発明の地下タンクなどの構造は、構造物を支持する基礎杭と、その基礎杭の底部よりも深部に向けて設置したアンカーより構成した構造を特徴としたものである。

本発明の地下タンクなどの構造は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞地下水などによって揚圧力が作用する構造物において、従来のように重量で揚圧力に抵抗する構成ではない。したがって底版や側壁の厚さを薄く構成することができ、掘削量、コンクリート量を減らすことができる。
＜２＞地下壁の底部からアンカーを設置する構造である。したがって短い削孔長でも地中の深部まで到達して十分に揚圧力に対抗させることができる。
＜３＞地下壁を構築した後にアンカーだけを設置することができる。したがって、地下壁を構築する工程に影響を与えることがない。
＜４＞支持杭で支持した構造物において、巨大地震時の慣性力などによる大きな水平力によって支持杭には引き抜き力が発生する。その場合に本発明の構造のように支持杭の下端からアンカーを設置した場合には、短い掘削長でも地中の深部まで到達して十分に引き抜き力に抵抗させることができる。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞対象とする構造物。
本発明の対象とする構造物は、地下タンクなどの構造であるが、地下タンクを例として地下水などによる揚圧力が作用する場合について説明する。
地下タンク１は、いきなり地中を掘削すれば周囲の土砂が崩壊してしまうから、本体の構築に先立ってその周囲を包囲する状態で地中に地下壁２を設置する。
この地下壁２で、周囲の土砂の崩壊を阻止しながら最深部までの掘削を行う。
最深部までの掘削が完了したら水平面には砕石層を設け、その上に底版１１のコンクリートを打設する。
さらに地下壁２の内側には、側壁１２のコンクリートを打設してタンクの概略の構造が完成する。
地下壁２とタンク１本体の側壁１２とはキーなどを介して一体化しておけば、後述するように、地下壁２に作用する浮き上がり力に対する抵抗をそのまま側壁１２へ伝達することができる。
このような地下構造物の施工方法や地下壁２と側壁１２との一体化の構造は公知であるので詳細な説明は省略する。

＜２＞地下壁２の構造。
本発明の構造物においては、地下壁２の内部に鉛直方向に中空の作業パイプ３を配置する。
この作業パイプ３は、地下壁２の構築の際に地下壁２内部の鉄筋篭に固定しておき、その後にコンクリートを打設することによって、地下壁２の所定の位置に設置しておくことができる。
特に作業パイプ３の最深部は、単なる円筒状のパイプではなく、波型の凹凸がある摩擦管４を配置しておくと、グラウト材を注入した場合に大きい摩擦抵抗を得ることができる。

＜３＞地下壁２底部からの削孔。
地下壁２の内部に配置した作業パイプ３を通して、地上から地下壁２の底部よりも深い部分に向けてアンカー５配置用の孔５１の削孔を行う。
この孔５１は地下壁２の底部から削孔するから、短い削孔長でも地中の深部まで到達させることができる。

＜４＞アンカー鋼材の設置。
地下壁２の底部から行った孔５１の内部に、アンカー鋼材５２を設置する。
このアンカー鋼材５２は、鋼線、鋼棒、異型鉄筋、炭素繊維などを使用することができる。
ねじ溝が切ってある鋼棒を使用すれば、ナットを取り付けることで大きな抵抗を得ることができ、アンカー５の定着長を短くすることができる。

＜５＞グラウト材５３の充填。
アンカー鋼材５２を設置したら、削孔した孔内、および摩擦管４の内部にグラウト材５３を充填する。
この充填作業も、作業パイプ３を通して地上から行うことができる。
グラウト材５３が硬化すれば、アンカー５と地下壁２との一体化が完了する。
こうして、地下壁２を通して地下壁２と一体化した構造物本体、実施例では地下タンク１を十分に揚圧力、浮き上がり力に対抗させることができる。

＜６＞アンカーの緊張、定着。（図２）
以上の構成は、地中のアンカー鋼材５２の上端を地下壁２の下部で定着するものである。
これとは別にアンカー鋼材５２の上端を地下壁２の上端まで導き、この上端を上方から緊張する方法を採用することも可能である。
その場合には、アンカー鋼材５２を緊張した状態において地下壁２の上端で支圧板５４を使用して固定する。
このような構造であればアンカー５には設計上で必要とする緊張力を与えることができるから、より有効な揚圧力に対する抵抗を得る事ができる。

＜７＞杭基礎とアンカー。（図３）
図３の例は、地震時などの水平力が作用し、浮き上がり力が作用する構造物において、特に支持杭６によって構造物を支持する場合に関するものである。
その場合には、底版１１を構築する以前に、支持杭６の底部よりも深部に向けて孔５１を削孔する。
そしてこの孔５１内にアンカー鋼材５２を設置し、グラウト材５３を充填してアンカー５を完成する。
このような構造であれば、支持杭６によって浮き上がり力に抵抗することができるから、引抜力が大きい場合でも十分に抵抗することができる。
あるいは同様の理由によって杭６の本数を減らすことができる。

本発明の実施例の説明図。 アンカー固定方法の説明図。 杭基礎に使用した場合の実施例の説明図。

符号の説明

１：地下タンク
２：地下壁
３：作業パイプ
５：アンカー
５１：孔
５２：アンカー鋼材
５３：グラウト材
６：支持杭

Claims (4)

1. 構造物の地中部分の周囲を包囲する地下壁と、
   その地下壁の底部よりも深部に向けて設置したアンカーより構成した、
   地下タンクなどの構造。
   
2. 地下壁は内部に鉛直方向のパイプを配置した地下壁であり、
   アンカー鋼材は、このパイプを使用して地下壁底部に削孔した孔内に配置したアンカー鋼材であり、
   パイプ内にはグラウトを配置してある、
   請求項１記載の、地下タンクなどの構造。
   
3. アンカーは鋼材よりなり、
   アンカーの下端は地中に配置してあり、
   アンカーの上端は地下壁の上端部に固定してあり、
   アンカーの鋼材には緊張力を導入してある、
   請求項１記載の、地下タンクなどの構造。
   
4. 構造物を支持する基礎杭と、
   その基礎杭の底部よりも深部に向けて設置したアンカーより構成した、
   地下タンクなどの構造。

Images