JP2006045835A - 免震体形成工法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設の地上・半地下・地中構造物に対し開削しないで経済的合理的な免震化ができ、地盤の免震化も可能な免震体形成工法を提供する。
【解決手段】構造物近傍の地中２に中空領域３を造成する中空領域造成工程と、中空領域３に、後から固結または固体化する液体状あるいはゲル状の免震材料を充填する免震材料充填工程と、を備え、地中２で前記免震材料が固結または固体化した後は、周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体４を形成することを特徴とする。また、構造物近傍に免震体４を形成することにより、地震波により構造物に生じる曲げ歪み等を低下させることができる。また、免震体４の材質や敷設範囲等をかえることによって曲げ歪み等の低下率を変化させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地中に免震体を形成する方法に関するものであり、特に、矩形、円形等の任意形状に形成された地中・半地下・地上の構造物あるいは地盤の耐震性を向上させる技術に関する。

矩形、円形等の任意形状に形成された地中・半地下・地上の構造物を免震構造にする場合、従来、構造物の周辺に免震材料を塗布したり、貼り付けるなどの施工を行ってきた（特許文献１参照）。

また、地中の構造物を免震構造にする場合、地中構造物の上スラブの上に滑り部材を布設することで、地震時に発生する地中構造物と上載土との摩擦力を低減するなど周辺地盤から地中構造物に作用する土圧が増大するのを防止できる構成も提案されている（特許文献２参照）。
特開平９−６００２５号公報 特開２０００−１２９７１０号公報

例えば、既設の地中構造物を免震構造に施工する場合、従来のように構造物の周辺に免震材料を塗布・貼付したり、地中構造物の上スラブの上に滑り部材を布設するためには、地盤を掘り返し（開削し）地中構造物を露出させる必要がある。しかし、地盤を開削することは大きなコストが必要であり、また地上には様々な制約条件があり、開削すること自体が困難となる場合も多い。

このように、構造物周辺に免震材料を塗布したり、地中構造物の上スラブの上に滑り部材を布設する等の作業を行うことは、地中に新設構造物を築造する段階では、可能であるが、既設地中構造物に対する補強工事は、コスト高となったり、施工自体が困難である。

また、地盤全体を強固に改良して耐震性を向上させることは、可能であるが、耐震補強工事により地盤自体を免震化して、地中・半地下・地上の構造物の耐震性を向上させる有効な方策は従来なかった。

本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、既設の地上・半地下・地中構造物に対し開削しないで経済的合理的な免震化ができ、地盤の免震化も可能な免震体形成工法を提供することにある。

本発明の免震体形成工法は、前述の技術的課題を解決すべく以下のような構成とされている。
すなわち、本発明の免震体形成工法は、構造物近傍の地中に中空領域を造成する中空領域造成工程と、
前記中空領域に、後から固結または固体化する液体状あるいはゲル状の免震材料を充填する免震材料充填工程と、
を備え、前記地中で前記免震材料が固結または固体化した後は、周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体を形成することを特徴とする。

この構成によれば、構造物近傍に免震体を形成することにより、地震波により構造物に生じる曲げ歪み等を低下させることができる。また、免震体の材質や敷設範囲等をかえることによって曲げ歪み等の低下率を変化させることができる。

また、本発明の免震体形成工法において、前記中空領域造成工程は、
地上から、あるいは立抗から、前記構造物近傍まで鉛直、水平あるいは傾斜した孔を削孔し、前記孔を介して前記構造物近傍に、流体を噴射可能なロッドを建て込み、前記構造物の近傍において流体を噴射しながら前記ロッドを回転し、噴射切削により前記中空領域を造成することを特徴とする。なお、ロッドは、切削翼、切削板等を有するロッドであってもよく、それを回転して任意の高さ、場所を切削することにより空洞あるいは緩んだ領域を形成する。

更に、本発明の免震体形成工法において、前記中空領域造成工程は、
前記中空領域にベントナイトを用いた泥水等を満たし、前記中空領域を保持することを特徴とする。すなわち、空洞または緩んだ地中の領域が崩壊する恐れがある場合は、ベントナイトなど粘土を用いた泥水等を満たすことにより、崩壊を防止し、空洞を保持する。

更にまた、本発明の免震体形成工法において、前記中空領域造成工程と前記免震材料充填工程とを位置を変えて繰り返し、前記構造物近傍の広い領域に前記免震体を形成することを特徴とする。この構成によれば、前記構造物近傍の広い領域に前記免震体を形成することで、広い領域の地盤を免震化でき、地上構造物と地中構造物とを同時に免震化することができる。

以上、本発明によれば、構造物近傍の地中に中空領域を造成する施工と、前記中空領域に、後から固結または固体化する液体状あるいはゲル状の免震材料を充填する施工と、を繰り返し、前記地中で前記免震材料を固結または固体化させて周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体を形成することにより、構造物や地盤を免震化することができる。

従って、本発明によれば、（１）開削しないで地中構造物を免震化できる。（２）空洞を形成してから免震材を充填するため、確実な免震体を形成できる。（３）任意の場所に免震体を形成することにより、経済的合理的な免震化ができる。（４）位置を変えて施工を複数回繰り返すことにより、広い領域にわたり免震層を構築できるので地盤を免震化することができ、結果的に、地上構造物、あるいは半地下構造物の基礎地盤に免震層を形成することで、地上構造物あるいは半地下構造物を同時に免震化できる、といった効果を奏する。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態に係る免震体形成工法を例示的に詳しく説明する。
本発明の免震体形成工法は、図１に示すように、構造物１近傍の地中２に一点鎖線にて示す中空領域３を造成する中空領域造成工程と、造成した中空領域３に、後から固結または固体化する液体状あるいはゲル状の免震材料を充填する免震材料充填工程と、を備え、地中２で前記免震材料を固結または固体化させて周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体４を形成する工法である。

［中空領域造成工程の説明］
中空領域造成工程は、図２に示すように、地上から構造物１近傍まで鉛直方向に孔２ａを削孔する。次に、孔２ａを介して、流体を噴射可能なロッド５を構造物１近傍に建て込む。なお、ロッド５は、筒形状を有し、筒先端の周壁にノズル５ａが複数個設けてある。
ロッド５は、図示しない軸受に支えられて回転自在に構成されており、筒内部に沿って圧送される流体（例えば、高圧水・泥水等）をノズル５ａより噴射しながら回転し、噴射切削を行う。

次に、ロッド５を回転させながら、筒内部に沿って圧送される高圧水６をノズル５ａより噴射し、噴射切削を行い、任意の高さ、場所を切削することにより中空領域３を形成する。なお、中空領域３は、噴射切削により空洞あるいは緩んだ領域を形成する。

次に、空洞または緩んだ地中の領域が崩壊する恐れがある場合は、ベントナイトなど粘土を用いた泥水７等をロッド５を介して満たすことにより、中空領域３の崩壊を防止し、空洞を保持する。

［免震材料充填工程の説明］
免震材料８は、固結または固体化した後は周辺地盤より低強度もしくは柔らかい材料である。また、免震材料８は、ロッド５、又は別の充填用ロッドを介して中空領域３に充填することから、充填時には流体状あるいはゲル状の材料である。

免震材料充填工程では、中空領域造成工程の後、ロッド５、又は別の充填用ロッドの筒内部に沿って圧送される免震材料８を中空領域３に充填し、地中２で免震材料８が固結または固体化した後は、周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体４を形成する。

［免震体の形状］
免震体は、効率的な免震化が可能なように、地下構造物の形状や、地盤の性質・状況に応じて様々な形状が考えられる。

図３は、地下構造物が矩形の２連ボックスカルバート１１と、円形の管路１０の場合を示す。
すなわち、図３（ａ）は２連ボックスカルバート１１の上スラブ上に中空領域３１を造成し、免震体４１を形成した場合を示す。

図３（ｂ）は２連ボックスカルバート１１の両側壁に中空領域３２，３２を造成し、免震体４２，４２を形成した場合を示す。中空領域３２，３２を造成する場合、地上から直接鉛直に孔を削孔してもよいし、一旦２連ボックスカルバート１１の両側壁近傍に立坑を掘り、この立坑から水平に孔を削孔して中空領域３２，３２を造成してもよい。

図３（ｃ）は管路１０の上部に中空領域３３を造成し、免震体４３を形成した場合を示す。

図３（ｄ）は管路１０の上部及び両側に中空領域３４を造成し、免震体４４を形成した場合を示す。中空領域３４を造成する場合、地上から直接鉛直に孔を削孔してもよいし、一旦管路１０の両側近傍に立坑を掘り、この立坑から水平に孔を削孔して中空領域３４を造成してもよい。

この実施の形態によれば、構造物近傍の地中に中空領域を造成する施工と、前記中空領域に、後から固結または固体化する液体状あるいはゲル状の免震材料を充填する施工と、を繰り返し、前記地中で前記免震材料が固結または固体化した後は、周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体を形成することにより、構造物や地盤を免震化することができる。

また、構造物近傍に免震体を形成することにより、地震波により構造物に生じる曲げ歪
み等を低下させることができる。また、免震体の材質や敷設範囲等をかえることによって曲げ歪み等の低下率を変化させることができる。

従って、この実施の形態によれば、開削しないで地中構造物を免震化でき、空洞を形成してから免震材を充填するため、確実な免震体を形成でき、任意の場所に免震体を形成することにより、経済的合理的な免震化ができる、といった効果を奏する。

［別の実施の形態］
次に、本発明の別の実施の形態として、構造物近傍の広い領域に前記免震体を形成し、広い領域の地盤を免震化する場合を説明する。

図４に示す領域では、地上において、コンクリート建造物１２や木造建造物１３が建っており、地中２において、矩形の２連ボックスカルバート１１や円形の管路１０が埋設されている。

この別の実施の形態は、構造物１０〜１３近傍の地中２に一点鎖線にて示す中空領域３０を造成する中空領域造成工程と、造成した中空領域３０に、後から固結または固体化する液体状あるいはゲル状の免震材料を充填する免震材料充填工程と、を備え、地中２で前記免震材料が固結または固体化した後は、周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体４０を形成する工法である。

この別の実施の形態の中空領域造成工程では、地上建造物１２，１３それぞれの間に複数の孔２１，２２，２３を鉛直方向に削孔し、孔毎に位置を変えて中空領域造成工程と免震材料充填工程とを繰り返し、前記構造物近傍の広い領域に免震体４０を形成する。

この別の実施の形態の構成によれば、構造物近傍の広い領域に前記免震体を形成することで、広い領域の地盤を免震化でき、地上構造物１２，１３と地中構造物１０，１１とを同時に免震化することができる。

また、この別の実施の形態の構成によれば、位置を変えて施工を複数回繰り返すことにより、広い領域にわたり免震層を構築できるので地盤を免震化することができ、結果的に、地上構造物１２，１３、あるいは地中構造物１０，１１の基礎地盤に免震層を形成することで、地上構造物１２，１３、あるいは地中構造物１０，１１を同時に免震化できる。

本発明に係る免震体形成工法を示す断面図である。 本発明の中空領域造成工程及び免震材料充填工程の概略説明図である。 免震体の様々なパターンを示す断面図である。 別の実施の形態に係る免震体形成工法を示す断面図である。

符号の説明

１ 構造物
２ 地中
３ 中空領域
４ 免震体
５ ロッド
６ 高圧水
７ 泥水
８ 免震材料

Claims (4)

1. 構造物近傍の地中に中空領域を造成する中空領域造成工程と、
   前記中空領域に、後から固結または固体化する液体状あるいはゲル状の免震材料を充填する免震材料充填工程と、を備え、
   前記地中で前記免震材料が固結または固体化した後は、周辺地盤より低強度もしくは柔らかい免震体を形成することを特徴とする免震体形成工法。
2. 前記中空領域造成工程は、
   地上から、あるいは立抗から、前記構造物近傍まで鉛直、水平あるいは傾斜した孔を削孔し、
   前記孔を介して前記構造物近傍に、流体を噴射可能なロッドを建て込み、
   前記構造物の近傍において流体を噴射しながら前記ロッドを回転し、
   噴射切削により前記中空領域を造成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の免震体形成工法。
3. 前記中空領域造成工程は、前記中空領域にベントナイトを用いた泥水を満たし、前記中空領域を保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の免震体形成工法。
4. 前記中空領域造成工程と前記免震材料充填工程とを位置を変えて繰り返し、前記構造物近傍の広い領域に前記免震体を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の免震体形成工法。

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