JP2007332553A - Vibration-proof wall and vibration-proof method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防振壁および防振方法に関する。詳しくは、振動源から地中を伝播して対象物に到達する振動を低減する防振壁および防振方法に関する。 The present invention relates to a vibration isolation wall and a vibration isolation method. More specifically, the present invention relates to a vibration isolation wall and a vibration isolation method that reduce vibrations that propagate from the vibration source through the ground to reach an object.
従来より、例えば、精密機械の生産施設や研究施設では、地中に防振壁が設けられる場合がある。これは、敷地内や敷地外の道路を大型車両が通行することで振動が発生するため、この振動によって製品の生産や開発に支障をきたさないように、建物に伝わる振動をできるだけ低減する必要があるからである。
また、線路沿いの建物や高速道路沿いの建物についても、車両の運行に伴って振動が発生するため、防振壁を設けて、住民の生活環境が悪化するのを防止する場合がある。
Conventionally, for example, in a precision machine production facility or a research facility, a vibration isolation wall may be provided in the ground. This is because vibrations occur when large vehicles pass on and off the site, so it is necessary to reduce the vibration transmitted to the building as much as possible so that this production does not hinder product production or development. Because there is.
In addition, buildings along the railway lines and buildings along the expressway also generate vibrations as the vehicle is operated. Therefore, a vibration isolation wall may be provided to prevent the living environment of the residents from deteriorating.
これらの防振壁は、地盤のインピーダンス（剛性と質量の積）と、防振壁のインピーダンス（剛性と質量の積）との差分が大きいほど、地中を伝播する波動が反射される、という波動の性質を利用して、振動を低減する。 These vibration barriers say that the greater the difference between the impedance of the ground (product of rigidity and mass) and the impedance of the vibration barrier (product of rigidity and mass), the more the wave propagating in the ground is reflected. Reduce the vibration using the nature of the wave.
以上の防振壁を用いた防振方法としては、以下のようなものが提案されている。
（ａ）地盤の柱状改良や山留壁としてソイルセメント連続地中壁が知られているが、このソイルセメント連続地中壁を防振壁として利用する。
（ｂ）山留壁として用いられる鋼矢板（シートパイル）や鋼管杭を、防振壁として利用する（特許文献１参照）。
（ｃ）プレキャストコンクリートからなるプレキャスト擁壁を、防振壁として利用する。
（ｄ）（ｂ）のシートパイルと風船状のエアチューブとを組み合わせて、防振壁として利用する。
(A) A soil cement continuous underground wall is known as a columnar improvement of the ground or a mountain retaining wall, and this soil cement continuous underground wall is used as a vibration isolating wall.
(B) A steel sheet pile (sheet pile) or steel pipe pile used as a mountain retaining wall is used as an anti-vibration wall (see Patent Document 1).
(C) A precast retaining wall made of precast concrete is used as a vibration-proof wall.
(D) The sheet pile of (b) and the balloon-shaped air tube are combined and used as a vibration-proof wall.
しかしながら、以上の提案には、次のような問題点がある。
（ａ）〜（ｃ）の方法では、既存の施工機械を利用して施工できるため、低コストであるが、せいぜい数ｄＢ程度の振動低減効果であり、しかも、人間が感じやすい数Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度の低振動数域では、低減効果が期待できない場合が多い。
また、（ｄ）の方法では、防振壁の施工に際して、精度の高い解析を行うことにより、振動低減効果を事前に評価するが、エアチューブをモデル化することが困難であり、解析精度が低下するおそれがある。また、エアチューブの施工には、特殊な施工機械が必要であり、コスト高となる。
However, the above proposal has the following problems.
In the methods (a) to (c), since the construction can be performed using an existing construction machine, the cost is low. However, the vibration reduction effect is about several dB at most, and a few Hz to 10 Hz that humans can easily feel. In such a low frequency range, the reduction effect cannot be expected in many cases.
In the method (d), the vibration reduction effect is evaluated in advance by performing highly accurate analysis when constructing the vibration barrier, but it is difficult to model the air tube, and the analysis accuracy is low. May decrease. In addition, the construction of the air tube requires a special construction machine, which increases the cost.
本発明は、解析容易であり、低コストで、かつ振動を確実に低減できる防振壁および防振方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vibration isolation wall and a vibration isolation method that are easy to analyze, are low in cost, and can reliably reduce vibration.
（１） 振動源から地中を伝播して対象物に到達する振動を低減する防振壁であって、前記振動源と前記対象物との間の地中に設けられ、前記振動源から前記対象物に向かう方向に積層配置される複数の壁部を備え、これら複数の壁部は、土およびセメントを主成分とするソイルセメント壁部と、土、および、ベントナイトまたはポリマーを主成分とするスラリー壁部と、で構成されることを特徴とする防振壁。 (1) A vibration isolating wall that reduces vibration reaching the object by propagating from the vibration source to the ground, and is provided in the ground between the vibration source and the object. Provided with a plurality of wall portions laminated in a direction toward the object, the plurality of wall portions are soil cement wall portions mainly composed of soil and cement, and soil and bentonite or polymer as a main component. And an anti-vibration wall comprising a slurry wall.
ここで、ベントナイトとは、粘土状の物質であり、粘土鉱物を含むものである。
この発明によれば、土およびセメントを主成分とするソイルセメント壁部と、土、および、ベントナイトまたはポリマーを主成分とするスラリー壁部とを、積層配置して防振壁を形成した。
土およびセメントを主成分とするソイルセメントは、地盤よりも剛性が高く、土、および、ベントナイトまたはポリマーを主成分とするスラリーは、地盤よりも剛性が低い。そのため、ソイルセメント壁部、スラリー壁部、および地盤は、互いにインピーダンスが異なることとなる。よって、地盤とソイルセメント壁部との境界面、ソイルセメント壁部とスラリー壁部との境界面、および、スラリー壁部と地盤との境界面、の３種類の境界面において、波動を反射できる。
したがって、防振壁を単一の壁部で形成した場合に比べて、境界面を多く形成できるから、振動源から伝播する振動を確実に低減できる。
Here, bentonite is a clay-like substance and contains clay minerals.
According to the present invention, the soil cement wall portion mainly composed of soil and cement and the slurry wall portion mainly composed of soil and bentonite or polymer are laminated and formed to form a vibration-proof wall.
The soil cement mainly composed of soil and cement has higher rigidity than the ground, and the slurry based on soil and bentonite or polymer has lower rigidity than the ground. Therefore, the soil cement wall portion, the slurry wall portion, and the ground have different impedances. Therefore, the wave can be reflected on three kinds of boundary surfaces, that is, the boundary surface between the ground and the soil cement wall, the boundary surface between the soil cement wall and the slurry wall, and the boundary surface between the slurry wall and the ground. .
Therefore, as compared with the case where the vibration-proof wall is formed by a single wall portion, more boundary surfaces can be formed, so that the vibration propagating from the vibration source can be reliably reduced.
また、セメント、ベントナイト、およびポリマーは、土と攪拌されて、液状化対策工法における半液体（スラリー）状のスラリーウォール連続壁に利用されるほか、山留め工事のＳＭＷ工法におけるソイルセメント連続壁にも利用される。
このように、セメント、ベントナイト、およびポリマーは既存の他の工法に利用されるため、既存の施工機械を利用して施工でき、コストを低減できる。
Cement, bentonite, and polymer are agitated with soil and used for a semi-liquid (slurry) slurry wall continuous wall in the liquefaction countermeasure method, as well as a soil cement continuous wall in the SMW method for mountain retaining work. Used.
Thus, since cement, bentonite, and a polymer are utilized for the other existing construction method, it can construct using an existing construction machine and can reduce cost.
また、ソイルセメント壁部やスラリー壁部は、有限要素法や薄層法による振動予測解析が可能であるため、解析が容易である。 Moreover, since the soil cement wall part and the slurry wall part can be subjected to vibration prediction analysis by a finite element method or a thin layer method, the analysis is easy.
（２） 前記複数の壁部は、前記ソイルセメント壁部、前記スラリー壁部、前記ソイルセメント壁部の順に積層された３層構造であることを特徴とする（１）に記載の防振壁。 (2) The anti-vibration wall according to (1), wherein the plurality of wall portions have a three-layer structure in which the soil cement wall portion, the slurry wall portion, and the soil cement wall portion are laminated in this order. .
この発明によれば、防振壁を、前記ソイルセメント壁部、前記スラリー壁部、前記ソイルセメント壁部の順に積層された３層構造とした。よって、インピーダンスが変化する境界面を多数形成でき、振動源から伝播する振動をより確実に低減できる。 According to this invention, the anti-vibration wall has a three-layer structure in which the soil cement wall portion, the slurry wall portion, and the soil cement wall portion are laminated in this order. Therefore, a large number of boundary surfaces where the impedance changes can be formed, and the vibration propagating from the vibration source can be more reliably reduced.
（３） 前記複数の壁部は、前記ソイルセメント壁部および前記スラリー壁部が積層された２層構造であることを特徴とする（１）に記載の防振壁。 (3) The anti-vibration wall according to (1), wherein the plurality of wall portions have a two-layer structure in which the soil cement wall portion and the slurry wall portion are laminated.
この発明によれば、防振壁を、ソイルセメント壁部およびスラリー壁部を積層して構成したので、地盤とソイルセメント壁部との境界面、ソイルセメント壁部とスラリー壁部との境界面、および、スラリー壁部と地盤との境界面、の３種類の境界面を全て形成できるから、幅広い帯域で波動を低減できる。 According to the present invention, the anti-vibration wall is configured by laminating the soil cement wall portion and the slurry wall portion, so that the boundary surface between the ground and the soil cement wall portion, the boundary surface between the soil cement wall portion and the slurry wall portion. Since all three types of boundary surfaces, that is, the boundary surface between the slurry wall and the ground, can be formed, the wave motion can be reduced in a wide band.
（４） 前記振動源側には、前記スラリー壁部が配置され、前記対象物側には、前記ソイルセメント壁部が配置されることを特徴とする（３）に記載の防振壁。 (4) The anti-vibration wall according to (3), wherein the slurry wall portion is disposed on the vibration source side, and the soil cement wall portion is disposed on the object side.
（５） 振動源から地中を伝播して対象物に到達する振動を低減する防振方法であって、前記振動源から前記対象物に向かう方向に、土およびセメントを主成分とするソイルセメント壁部と、土、および、ベントナイトまたはポリマーを主成分とするスラリー壁部とを、積層配置することを特徴とする防振方法。 (5) A vibration isolation method for reducing vibration reaching the object by propagating through the ground from a vibration source, wherein the soil cement has soil and cement as main components in a direction from the vibration source toward the object. A vibration isolating method comprising laminating and arranging a wall portion, a soil, and a slurry wall portion mainly composed of bentonite or a polymer.
この発明によれば、上述の（１）と同様の効果がある。 According to the present invention, there is an effect similar to the above (1).
本発明によれば、地盤とソイルセメント壁部との境界面、ソイルセメント壁部とスラリー壁部との境界面、および、スラリー壁部と地盤との境界面、の３種類の境界面において、波動を反射できる。したがって、防振壁を単一の壁部で形成した場合に比べて、境界面を多く形成できるから、振動源から伝播する振動を確実に低減できる。
また、セメント、ベントナイト、およびポリマーは既存の他の工法に利用されるため、既存の施工機械を利用して施工でき、コストを低減できる。
また、ソイルセメント壁部やスラリー壁部は、有限要素法や薄層法による振動予測解析が可能であるため、解析が容易である。
According to the present invention, the boundary surface between the ground and the soil cement wall, the boundary surface between the soil cement wall and the slurry wall, and the boundary surface between the slurry wall and the ground, Can reflect waves. Therefore, as compared with the case where the vibration-proof wall is formed by a single wall portion, more boundary surfaces can be formed, so that the vibration propagating from the vibration source can be reliably reduced.
Moreover, since cement, bentonite, and a polymer are utilized for the other existing construction method, it can construct using an existing construction machine and can reduce cost.
Moreover, since the soil cement wall part and the slurry wall part can be subjected to vibration prediction analysis by a finite element method or a thin layer method, the analysis is easy.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
［第１実施形態］
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る防振壁が埋設された敷地１０の断面図および平面図である。
図１中、敷地１０の右側には、対象物としての建物１１が設置され、敷地１０の左側には、振動源１２がある。この振動源１２は、具体的には、例えば、道路と車両であり、車両の通行により振動を発生する。
振動源１２と建物１１との間の地中には、防振壁２０が埋設されている。この防振壁２０は、振動源１２から地中を伝播して建物１１に到達する振動を低減する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
[First Embodiment]
1 and 2 are a cross-sectional view and a plan view of a
In FIG. 1, a
An
図３は、防振壁２０の斜視図である。
防振壁２０は、振動源１２から建物１１に向かう方向に積層配置される複数の壁部２１を備える。
これら複数の壁部２１は、土およびセメントを主成分とするソイルセメント壁部２１１と、土およびベントナイトを主成分とするスラリー壁部２１２と、からなる。なお、このスラリー壁部２１２は、土およびポリマーを主成分として形成してもよい。
具体的には、本実施形態では、複数の壁部２１は、ソイルセメント壁部２１１、スラリー壁部２１２、ソイルセメント壁部２１１の順に積層された３層構造である。
FIG. 3 is a perspective view of the
The
The plurality of
Specifically, in the present embodiment, the plurality of
ソイルセメント壁部２１１は、土およびセメントを主成分とするソイルセメントで形成され、地盤よりも剛性が高い。これに対し、スラリー壁部２１２は、土およびベントナイトを主成分とするスラリーで形成され、地盤よりも剛性が低い。そのため、ソイルセメント壁部、スラリー壁部、および地盤は、互いにインピーダンスが異なる。
The
ソイルセメント壁部２１１と地盤との境界面を、境界面２２Ａとし、ソイルセメント壁部２１１とスラリー壁部２１２との境界面を、境界面２２Ｂとし、スラリー壁部２１２と地盤との境界面を、境界面２２Ｃとすると、これら３種類の境界面２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃにおいて、インピーダンスが変化する。
防振壁２０は、振動源１２側から順に、境界面２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｂ、２２Ｃの４つの境界面を有し、これら４つの境界面において、地中を伝わる波動を反射して、振動を低減する。
The boundary surface between the
The
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）土およびセメントを主成分とするソイルセメント壁部２１１と、土およびベントナイトを主成分とするスラリー壁部２１２とを、積層配置して防振壁２０を形成した。
したがって、防振壁２０を単一の壁部で形成した場合に比べて、境界面を多く形成できるから、振動源から伝播する振動を確実に低減できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) The
Therefore, compared with the case where the
また、セメントやベントナイトは、土と攪拌されて、液状化対策工法における半液体（スラリー）状のスラリーウォール連続壁に利用されるほか、山留め工事のＳＭＷ工法におけるソイルセメント連続壁にも利用される。
このように、セメントやベントナイトは既存の工法に利用されるため、既存の施工機械を利用して施工でき、コストを低減できる。
Cement and bentonite are agitated with soil and used for a semi-liquid (slurry) slurry wall continuous wall in the liquefaction countermeasure method, and also for a soil cement continuous wall in the SMW method for mountain retaining work. .
Thus, since cement and bentonite are used in existing construction methods, construction can be performed using existing construction machines, and costs can be reduced.
また、ソイルセメント壁部やスラリー壁部は、有限要素法や薄層法による振動予測解析が可能であるため、解析が容易である。 Moreover, since the soil cement wall part and the slurry wall part can be subjected to vibration prediction analysis by a finite element method or a thin layer method, the analysis is easy.
（２）防振壁２０を、ソイルセメント壁部２１１、スラリー壁部２１２、ソイルセメント壁部２１１の順に積層された３層構造とした。よって、インピーダンスが変化する境界面を多数形成でき、振動源から伝播する振動をより確実に低減できる。
(2) The vibration-
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る防振壁２０Ａが埋設された敷地１０の断面図である。
本実施形態では、複数の壁部２１Ａは、ソイルセメント壁部２１１およびスラリー壁部２１２が積層された２層構造である点が、第１実施形態と異なる。
具体的には、振動源１２側には、スラリー壁部２１２が配置され、建物１１側には、ソイルセメント壁部２１１が配置される。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
The present embodiment is different from the first embodiment in that the plurality of
Specifically, the
防振壁２０Ａは、振動源１２側から順に、境界面２２Ｃ、２２Ｂ、２２Ａの３種類の境界面を有し、これら３種類の境界面において、地中を伝わる波動を反射して、振動を低減する。
The
本実施形態によれば、上述の（１）の効果に加え、以下のような効果がある。
（３）防振壁２０Ａを、ソイルセメント壁部２１１およびスラリー壁部２１２を積層して構成したので、地盤とソイルセメント壁部２１１との境界面２２Ａ、ソイルセメント壁部２１１とスラリー壁部２１２との境界面２２Ｂ、および、スラリー壁部２１２と地盤との境界面２２Ｃの３種類の境界面を全て形成できるから、幅広い帯域で波動を低減できる。
According to the present embodiment, in addition to the above-described effect (1), the following effect can be obtained.
(3) Since the
［実施例］
上述のような防振壁について、振動予測解析を行った。解析条件は、以下の通りである。
地盤は、軟弱なシルト質の表層（層厚１０ｍ）と、表層より下の強固な砂礫層とからなる２層地盤とする。振動源は、地表面に配置された点加振源とし、この点加振源を１０Ｈｚで上下振動させる。防振壁は、深さは１１ｍ、長さは３２ｍの連続地中壁とし、点加振源から水平距離１０ｍの位置に配置する。
[Example]
Vibration prediction analysis was performed on the above-described vibration-proof wall. The analysis conditions are as follows.
The ground is a two-layer ground consisting of a soft silty surface layer (layer thickness 10 m) and a strong gravel layer below the surface layer. The vibration source is a point excitation source arranged on the ground surface, and this point excitation source vibrates up and down at 10 Hz. The anti-vibration wall is a continuous underground wall having a depth of 11 m and a length of 32 m, and is placed at a horizontal distance of 10 m from the point excitation source.
図５は、防振壁の振動予測解析結果を示す。
図５において、縦軸は、振動加速度レベルであり、横軸は、加振源からの距離である。防振壁をソイルセメント壁のみで構成した場合、未対策である場合に比べて、加振源より１０ｍ以上離れた地点（すなわち、連続地中壁より遠方の地点）では、２、３ｄＢ程度、振動が低減している。一方、防振壁を２層あるいは３層にした場合は、未対策である場合に比べて、ほぼ１０ｄＢ以上、振動が低減している。
したがって、防振壁を２層や３層にした場合は、ソイルセメント壁のみとした場合に比べて、大幅に振動を低減できることが判る。
FIG. 5 shows the vibration prediction analysis result of the vibration barrier.
In FIG. 5, the vertical axis represents the vibration acceleration level, and the horizontal axis represents the distance from the excitation source. When the anti-vibration wall is composed only of the soil cement wall, compared with the case where no countermeasure is taken, at a point 10 m or more away from the excitation source (that is, a point far from the continuous underground wall), about 2, 3 dB, Vibration is reduced. On the other hand, when the anti-vibration wall is made of two layers or three layers, the vibration is reduced by about 10 dB or more as compared with the case where no countermeasure is taken.
Therefore, it can be seen that when the vibration-proof wall is made of two or three layers, the vibration can be greatly reduced as compared with the case where only the soil cement wall is used.
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第２実施形態では、振動源１２側にスラリー壁部２１２を配置し、建物１１側にソイルセメント壁部２１１を配置したが、これに限らず、振動源１２側にソイルセメント壁部を配置し、建物１１側にスラリー壁部を配置してもよく、ソイルセメント壁部とスラリー壁部の組合せや配置は、有限要素法や薄層法等による振動予測解析を行うことで、適宜決定してよい。
また、上述の第１、２実施形態では、防振壁を平面視で直線状としたが、これに限らず、曲線状や波型状としてもよいし、その他複雑な形状としてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the second embodiment, the
In the first and second embodiments described above, the vibration-proof wall is linear in plan view, but is not limited thereto, and may be curved or corrugated, or may be other complicated shapes.
２０、２０Ａ 防振壁
２１、２１Ａ 壁部
２１１ ソイルセメント壁部
２１２ スラリー壁部
20,
Claims (5)
前記振動源と前記対象物との間の地中に設けられ、前記振動源から前記対象物に向かう方向に積層配置される複数の壁部を備え、
これら複数の壁部は、土およびセメントを主成分とするソイルセメント壁部と、土、および、ベントナイトまたはポリマーを主成分とするスラリー壁部と、で構成されることを特徴とする防振壁。 A vibration-proof wall that reduces vibrations that propagate through the ground from a vibration source and reach an object,
Provided in the ground between the vibration source and the object, comprising a plurality of wall portions stacked in a direction from the vibration source toward the object,
The plurality of walls are composed of a soil cement wall mainly composed of soil and cement, and a slurry wall composed mainly of soil and bentonite or polymer. .
前記振動源から前記対象物に向かう方向に、土およびセメントを主成分とするソイルセメント壁部と、土、および、ベントナイトまたはポリマーを主成分とするスラリー壁部とを、積層配置することを特徴とする防振方法。
An anti-vibration method that reduces vibrations that propagate through the ground from a vibration source and reach an object,
A soil cement wall portion mainly composed of soil and cement and a slurry wall portion mainly composed of soil and bentonite or a polymer are laminated and arranged in a direction from the vibration source toward the object. Anti-vibration method.
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