JP2007297838A

JP2007297838A - 地震時液状化による変形防止方法

Info

Publication number: JP2007297838A
Application number: JP2006126410A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Nishida; 克司西田; Sunao Fujii; 直藤井
Original assignee: Fudo Tetra Corp; Shiraishi Co Ltd
Current assignee: Fudo Tetra Corp; Shiraishi Co Ltd
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-15

Abstract

【課題】地震時の地中埋設物の浮き上がりや沈下を防止する。
【解決手段】ライフライン用の配管等の地中埋設物２の周囲の地盤１中に空気を注入して不飽和領域１０を形成することで、液状化を防止して、地中埋設物２の浮き上がりや沈下を防止する。例えば、地中埋設物２の周囲の地盤１中に、地中埋設物２より下方に達する位置まで地上から注入管４を貫入し、注入管４の先端から空気を吹き出すことで、地中埋設物２の周囲の地盤１中に空気を注入して不飽和領域１０を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤の飽和度を低下させることによって、液状化抵抗を増大させ、地震時の砂地盤の液状化を防止して、地中埋設物（例えば、電力用配管、ガス管、上下水道管等のライフライン用の配管、あるいは、共同坑など）の浮き上がりや沈下を防止したり、地上に建てられた住宅等の軽量な建物の沈下や傾きを防止したりすることのできる地震時液状化による変形防止方法に関するものである。

液状化は、地震による振動によって、飽和した砂地盤の水圧が静水圧より上昇し（静水圧より高くなる部分の水圧を過剰間隙水圧という）、過剰間隙水圧がその深度における有効上載圧に等しくなると、砂粒子同士の結合が外れて水中に浮かんだような状態となるために起こる。

地下にライフライン用の配管等の地中埋設物があるような場合、地震により地盤に液状化が起こると、地中埋設物が浮き上がったり沈下したりするおそれがあり、生活環境に重大な支障を生じる可能性がある。また、砂地盤上に住宅等の軽量の建物が群として存在する地域では、地震による液状化の影響で、多くの建物が沈下したり傾いたりするおそれがある。

そこで、それらの現象を防止するために、従来では、地中埋設物の周囲の地盤を薬液注入や地盤改良で固化したり、矢板で囲んだり、あるいは、地中埋設物をアンカーで固定したりしている。また、住宅等の建物が立っている地盤については、下層の地盤を薬液注入や地盤改良で固化したりしている。

しかし、これらの方法は、既設の構造物が立地している場所には適用しづらく、特に地上から大型機械を使用する工法の場合は、適用が困難であった。

そこで、既設構造物の立地している地盤に対しても適用可能な液状化対策の一つとして、地盤中に、多数の微小な透気孔を有する注入管を貫入し、この注入管から地盤中に空気を注入することにより、地盤を不飽和にする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この地盤中に空気を注入する方法は、もし、地盤が飽和していなければ、過剰間隙水圧が発生しようとしても、空隙が圧縮することによって水圧の上昇を抑えるので、液状化が生じにくくなる、という理論に基づいたものである。
特許第２６０１７０６号公報

ところで、従来では、地上構造物の立地する地盤の液状化対策として、地盤中に空気を注入して液状化のおそれのある地層を不飽和にすることについては提案されているものの、ライフライン用の配管等の地中埋設物の地震時の浮き上がりや沈下の対策については、あまり検討されていなかった。また、小規模の住宅が多数建てられた地域を広範囲に液状化対策する点についても、あまり検討されていなかった。

本発明は、上記事情を考慮し、地震時の地中埋設物の浮き上がりや沈下の防止、また、地震時の住宅等の沈下や傾きの防止に役立つ地震時液状化による変形防止方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ライフライン用の配管等の地中埋設物の周囲の地盤中に空気を注入して不飽和領域を形成することで、液状化を防止して、地中埋設物の浮き上がりや沈下を防止することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、前記地中埋設物の周囲の地盤中に、該地中埋設物より下方に達する位置まで地上から注入管を貫入し、該注入管から空気を注入することで、地中埋設物の周囲の地盤に不飽和領域を形成することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、前記地中埋設物に隣接する地盤に立坑を設け、該立坑の側壁から前記地中埋設物の下方の地盤中に水平方向にボーリング孔を設けて、その中に注入管を挿入し、その注入管から空気を注入することで、地中埋設物の周囲の地盤に不飽和領域を形成することを特徴とする。

請求項４の発明は、住宅等の軽量の建物が多数建てられた土地の地盤中に多数の注入管を挿入して、該注入管から地盤中に空気を注入することにより、広域的に地盤上層部に不飽和領域を形成して、液状化による建物の沈下や傾きを抑制することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、前記建物の周囲の空地に、地上から前記注入管を鉛直方向に貫入し、該注入管から空気を注入することで、建物の下部の地盤上層部に不飽和領域を形成することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、建物の群に隣接する地盤に立坑を設け、該立坑の側壁から地盤中に水平方向にボーリング孔を設けて、その中に注入管を挿入し、その注入管から空気を注入することで、建物の下部の地盤上層部に不飽和領域を形成することを特徴とする。

請求項１〜請求項３の発明によれば、地中埋設物の周囲の地盤中に空気を注入して不飽和領域を形成するので、経済的な工事で、地震時の液状化を防止することができ、地中埋設物の浮き上がりや沈下を防止することができる。

請求項４〜請求項６の発明によれば、住宅等の軽量の建物が多数建てられた土地の地盤中に空気を注入して、広域的に地盤上層部に不飽和領域を形成するので、経済的な工事で、地震時の液状化による建物の沈下や傾きを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図３は本発明の第１実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明図であり、図１は地盤内の鉛直断面図、図２は平面図、図３は空気の注入方法の説明図である。

ここで施工の対象とする構造は、液状化のおそれのある砂地等の地盤１の内部に、ライフライン用の配管等の地中埋設物２が埋設された構造である。

この構造に対して変形防止のための工事を行うには、まず、図１、図２、図３（ａ）に示すように、地中埋設物２の周囲の地盤１に、地中埋設物２の埋設レベルよりも深い位置まで先端が到達するように、地上からボーリング孔３を穿設し、そのボーリング孔３の中に注入管４を挿入して、注入管４の先端から空気を吹き出すことにより、地中埋設物２の周囲の地盤１中にゆっくりと空気を浸透させて不飽和領域１０を形成する。

このように地盤１中に不飽和領域１０を形成することにより、地震時の液状化を防止することができ、地中埋設物２の浮き上がりや沈下を防止することができる。

ここで、注入管４は、図１、図２に示すように、地中埋設物２の周囲の地盤１中に確実に注入空気を浸透させることができる間隔で配置する。また、空気の注入は、ボーリング孔３の下端まで注入管４を挿入してから行ってもよいが、図３（ｂ）に示すように、下端まで下降する途中において、また、引き上げ途中において行ってもよい。ここで使用する注入管４は、例えば、先端に空気注入用の微細透孔を多数設けたものである。

＜第２実施形態＞
図４、図５は本発明の第２実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明図であり、図４は地盤内の鉛直断面図、図５はその要部の拡大図である。

この実施形態の方法では、地中埋設物２に隣接する地盤１中に地上から立坑７を穿設し、立坑７の側壁から地中埋設物２の下方の地盤１中に水平方向にボーリング孔１３を穿設し、そのボーリング孔１３の中に注入管４を挿入して、注入管４の先端または周壁から空気を吹き出すことにより、地中埋設物２の周囲の地盤１中にゆっくりと空気を浸透させて不飽和領域１０を形成する。

このように不飽和領域１０を形成することにより、地震時の液状化を防止することができ、地中埋設物２の浮き上がりや沈下を防止することができる。

ここで、注入管４は、地中埋設物２の周囲の地盤１中に確実に注入空気を浸透させることができるように配置する。また、空気の注入は、図５に示すように、水平方向のボーリング孔１３に挿入する途中において、また、引き抜く途中において行ってもよい。

＜第３実施形態＞
図６、図７は本発明の第３実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明図であり、図６は地盤内の鉛直断面図、図７は平面図である。

ここで施工の対象とする土地は、液状化のおそれのある砂地等の地盤１の上に住宅等の軽量の建物１２が多数建てられた土地である。

この土地に対して変形防止のための工事を行うには、まず、図６、図７に示すように、住宅等の軽量の建物１２が多数建てられた土地の空地に、地上から鉛直方向に多数のボーリング孔３を穿設し、各ボーリング孔３の中に注入管４を挿入して、注入管４の先端から空気を吹き出すことにより、建物１２の下部の地盤１の上層部に空気を注入して広域にわたる不飽和領域１０を形成する。不飽和領域１０とする地層の高さは、５〜１５ｍ程度で十分である。

このように地盤上層部に広域にわたり不飽和領域１０を形成することにより、地震時の液状化を防止することができ、液状化による建物１２の沈下や傾きを抑制することことができる。

＜第４実施形態＞
図８は本発明の第４実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明図である。

この実施形態の方法では、建物１２の群に隣接する地盤１に立坑７を穿設し、立坑７の側壁から建物１２の下方の地盤１中に水平方向にボーリング孔１３を穿設し、そのボーリング孔１３の中に注入管４を挿入して、注入管４の先端または周壁から空気を吹き出すことにより、建物１２の下部の地盤１の上層部に空気を注入して不飽和領域１０を形成する。

このように立坑７を穿設し、立坑７の下部からボーリング孔１３を水平方向に形成して、その注入管４を挿入するようにしているので、鉛直方向にボーリング孔が穿設できない立地条件においても、地盤１中に不飽和領域１０を形成することができる。そして、こうして地盤１の上層部に広域にわたって不飽和領域１０を形成することにより、地震時の液状化を防止することができ、液状化による建物１２の沈下や傾きを有効に抑制することができる。

なお、上記施工の際に用いた注入管４は、ボーリング孔３内に残しておいて、空気を再注入する必要が生じた場合に再利用してもよい。また、ボーリング孔３や立坑７は、使用後は埋め戻すことを考えているが、透水性部材を充填して、液状化対策としてのドレーン工法のドレーン孔として利用することもできる。

本発明の第１実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明用の地盤内鉛直断面図である。同平面図である。（ａ），（ｂ）は空気の注入方法の説明図である。本発明の第２実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明用の地盤内鉛直断面図である。図４の要部の拡大図である。本発明の第３実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明用の地盤内鉛直断面図である。同平面図である。本発明の第４実施形態の地震時液状化による変形防止方法の説明用の地盤内鉛直断面図である。

符号の説明

１地盤
２地中埋設物
４注入管
７立坑
１０不飽和領域
１２建物

Claims

ライフライン用の配管等の地中埋設物の周囲の地盤中に空気を注入して不飽和領域を形成することで、液状化を防止して、地中埋設物の浮き上がりや沈下を防止することを特徴とする地震時液状化による変形防止方法。
請求項１に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、
前記地中埋設物の周囲の地盤中に、該地中埋設物より下方に達する位置まで地上から注入管を貫入し、該注入管から空気を注入することで、地中埋設物の周囲の地盤に不飽和領域を形成することを特徴とする地震時液状化による変形防止方法。
請求項１に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、
前記地中埋設物に隣接する地盤に立坑を設け、該立坑の側壁から前記地中埋設物の下方の地盤中に水平方向にボーリング孔を設けて、その中に注入管を挿入し、その注入管から空気を注入することで、地中埋設物の周囲の地盤に不飽和領域を形成することを特徴とする地震時液状化による変形防止方法。
住宅等の軽量の建物が多数建てられた土地の地盤中に多数の注入管を挿入して、該注入管から地盤中に空気を注入することにより、広域的に地盤上層部に不飽和領域を形成して、液状化による建物の沈下や傾きを抑制することを特徴とする地震時液状化による変形防止方法。
請求項４に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、
前記建物の周囲の空地に、地上から前記注入管を鉛直方向に貫入し、該注入管から空気を注入することで、建物の下部の地盤上層部に不飽和領域を形成することを特徴とする地震時液状化による変形防止方法。
請求項４に記載の地震時液状化による変形防止方法であって、
建物の群に隣接する地盤に立坑を設け、該立坑の側壁から地盤中に水平方向にボーリング孔を設けて、その中に注入管を挿入し、その注入管から空気を注入することで、建物の下部の地盤上層部に不飽和領域を形成することを特徴とする地震時液状化による変形防止方法。