JP2008089094A - 管路の液状化対策構造 - Google Patents

Abstract

【課題】管路から離れた地盤の液状化を防ぐことが可能な管路の液状化対策構造を提供する。
【解決手段】管路１周辺の地盤が液状化した際に管体２及びその管体２に接続される人孔３の浮上を防止する管路の液状化対策構造である。
そして、この液状化対策構造は、管体２の外殻に設けられる管路１の内外を連通させる連通孔４１と、その連通孔４１から管路１の下方地盤に延設される通水管４２と、その通水管４２内部の土砂の通過を阻止するフィルター材４３とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震によって液状化するおそれのある地盤に構築される管路の浮上を防止するための管路の液状化対策構造に関するものである。

従来、地震によって液状化した地盤内で発生する過剰間隙水圧によって、人孔（マンホール）が浮上することを防止するための浮上防止構造が知られている（特許文献１）。

この特許文献１に開示されたマンホールは、側壁及び底版に逆止弁を備えた貫通孔が設けられており、地震によってマンホールの周辺地盤の間隙水圧が上昇すると、その貫通孔を通ってマンホール内部に間隙水が流れ込み、過剰間隙水圧の発生を抑えることができる。
特開２００６−１２４９６６号公報

しかしながら、上記した従来の浮上防止構造では、マンホールに隣接する地盤が液状化した際には過剰間隙水圧の発生を抑えることができるが、マンホールに接していない地盤が液状化した場合には液状化対策構造としての効果を発揮することができないおそれがある。

すなわち、マンホールを設置した際の埋戻し材としてセメントベントナイトなどの固化材をその周囲に充填する場合があるが、このような固化材は透水係数が低く、その固化材の周囲の地盤が液状化しても固化材を通して貫通孔に瞬時に過剰間隙水圧を逃がすことが難しい。その結果、埋め戻しのために充填された固化材ごとマンホールが浮上してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、管路から離れた地盤の液状化を防ぐことが可能な管路の液状化対策構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の管路の液状化対策構造は、管路周辺の地盤が液状化した際に管体及びその管体に接続される人孔の少なくとも一方の浮上を防止する管路の液状化対策構造であって、前記管体及び前記人孔の少なくとも一方の外殻に設けられる管路の内外を連通させる連通孔と、その連通孔から前記管路の下方地盤に延設される通水管と、その通水管内部の土砂の通過を阻止するフィルター材とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記通水管の前記管路内部側の端部に逆止弁を設けるのが好ましい。

また、前記通水管の側面に複数の開孔部を形成することができる。

このように構成された本発明の管路の液状化対策構造は、管路の外殻に内外を連通させる連通孔が設けられるとともに、その連通孔から管路の下方地盤に延設される通水管を備えている。

そして、管路の下方地盤の間隙水圧が上昇すると、その通水管を通って間隙水が管路内に流れ込み、過剰間隙水圧の発生が抑えられる。

このため、管路から離れた地盤が液状化する可能性が高いものであっても、液状化の発生を防ぐことができる。

また、通水管の内部に砕石などのフィルター材を充填するなどしておくことで、間隙水と一緒に砂などが管路内に流入することを防ぐことができる。

さらに、通水管の管路内部側の端部に逆止弁を設けることで、管路内を流れる水の地盤への漏水を防ぐことができる。

そして、通水管の側面に複数の開孔部を設けることで、管路の下方地盤の液状化を広い範囲で防ぐことができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の管路１の液状化対策構造の構成を示した図である。

まず、構成から説明すると、この管路１は、水を流下させる管体２と、その管体２に略直交して地表に連通する人孔３とから主に構成される。

この管体２は、農業用送水管、下水道管等として使用される筒状物であり、受口部と挿口部とを備えた単位長さの管を複数繋いで形成する。

この管体１には、例えば繊維強化プラスチックモルタル（ＦＲＰＭ）管などが使用できる。

このＦＲＰＭ管から構成される管体２は、２層の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層である内面ＦＲＰ層と外面ＦＲＰ層との間に樹脂モルタル層を介在させて一体化したものである。

この内面ＦＲＰ層と外面ＦＲＰ層は、繊維方向を円周方向や管軸方向に向けた複数のガラス繊維層を積層させるとともに、不飽和ポリエステルを含浸させて形成したものである。

また、樹脂モルタル層は、硅砂などの無機質と不飽和ポリエステル樹脂とによって構成されて、内面ＦＲＰ層及び外面ＦＲＰ層と一体化されている。

一方、人孔３は、管体２に所定の間隔毎に形成されるマンホールで、管路１の維持・管理などの目的で管体２の内部に入る際に使用される。

図１には、管体２の上面に人孔３を立設させる構造を示したが、これに限定されるものではなく、人孔３の側面に管体２を接続する構造であってもよい。

そして、本実施の形態の管路１の液状化対策構造では、管体２及び人孔３の少なくとも一方の外殻に、管路１の内外を連通させる連通孔４１を設ける。

すなわち、図１では、人孔３の下方に位置する管体２の下部側面に、人孔３を挟んで２つの連通孔４１，４１を設けている。この連通孔４１には、予め管体２に設けられたグラウト注入用のグラウトホールなどが利用できる。

また、図１の管路１の周りは、管路１を設置する際に溝状に掘削された掘削溝に充填された埋戻材５１である。この埋戻材５１には、掘削時の孔壁保護に使用されるベントナイトなどの安定液にセメントを添加して固化させるセメントベントナイトや、乾式掘削をおこなった場合の埋戻土などが該当する。

そして、この埋戻材５１の下方地盤には、ゆるい飽和砂地盤などの液状化層５２が存在していることとする。

本実施の形態では、管体２の下部側面に設けた連通孔４１，４１からこの液状化層５２に向けて、通水管４２，４２をそれぞれ垂下させている。

この通水管４２は、塩化ビニル管や鋼管などを管体２内部から地盤に向けて挿入することによって、管路１の下方地盤に配置することができる。

また、この通水管４２の管路内部側の端部には、図２（ａ）に示すように逆止弁４４を設ける。この逆止弁４４は、管体２内部を流れる流体の圧力によって閉じ、その圧力よりも通水管４２内部の水圧が大きくなった場合に開くように構成されている。

例えば、図２（ａ）では、管内水位６Ａよりも下に連通孔４１が位置して水没している状態を示しているが、通常時はこの管内水位６Ａによる水圧によって逆止弁４４が閉じているので、管体２内の水が通水管４２を通って地盤に流れ出すことがない。

また、図２（ｂ）には、逆止弁４４とは異なる構成によって通水管４２に管体２内の水が流れ込むのを防ぐ構造を示した。

この構造では、連通孔４１を管体２の上部側面に設け、管体２内部に連通孔４１から人孔３に連絡される略Ｌ字形の内部管４５を配管している。

この内部管４５の上端は、管体２の通常時の管内水位６Ｂよりも上方に位置しているため、逆止弁４４を設けなくても管体２内の水が通水管４２に流れ込むことはない。

また、この通水管４２の内部には、図１に示すように砕石などのフィルター材４３を充填するなどして土砂の通過を阻止する。ここで、図３に２つの異なる形態の通水管４２Ａ，４２Ｂの構成を示した。

図３（ａ）に示した通水管４２Ａは、下端付近の内部に網蓋４２１が取り付けられており、その上に砕石などのフィルター材４３を積層することで、フィルター材４３の下方への流出を防ぐことができる。

また、図３（ｂ）に示した通水管４２Ｂには、側面に複数の開孔部４２２，・・・が形成されており、液状化層５２に開孔部４２２，・・・が埋設されるようにすることで、ここから液状化層５２の間隙水を取り込むことができるようになる。

なお、この通水管４２Ｂの下端にも網蓋４２１が取り付けられるとともに、内部に砕石などのフィルター材４３が充填されている。

次に、本実施の形態の管路１の液状化対策構造の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の管路１の液状化対策構造は、管路１の外殻に内外を連通させる連通孔４１が設けられるとともに、その連通孔４１から管路１の下方地盤に延設される通水管４２を備えている。

そして、管路１の下方の液状化層５２の間隙水圧が地震によって伝達された振動によって上昇すると、その通水管４２を通って圧力が上昇した間隙水が管路１内に流れ込み地盤内から排出されるので、液状化層５２の過剰間隙水圧の発生が抑えられる。

このため、管路１から離れた地盤が液状化する可能性が高いものであっても、液状化現象によって人孔３や管体２が浮上することを防ぐことができる。すなわち、液状化層５２が埋戻材５１やその他液状化し難い地盤を挟んで管路１から離れた位置にあったとしても、その液状化層５２に通水管４２の下端が埋設されるように延設することで、効果的に液状化の発生を抑えることができる。

また、通水管４２の内部に砕石などのフィルター材４３を充填しておくことで、間隙水と一緒に砂などが通水管４２内を上昇するのが阻止されるので、管路１内に土砂が流入することを防ぐことができる。

さらに、通水管４２の管路１内部側の端部に逆止弁４４を設けることで、管路１内を流れる水の地盤への漏水を防ぐことができる。

そして、通水管４２の側面に複数の開孔部４２２，・・・を設けることで、管路１の下方地盤の液状化を広い範囲で防ぐことができる。すなわち、液状化層５２が厚く堆積している場合には、液状化層５２に埋設される通水管４２の深度方向の広範囲にわたって開孔部４２２，・・・を設け、広範囲で間隙水の取り込みができるようにしておけばよい。

以下、この実施例では、前記実施の形態とは別の形態の管路７１の液状化対策構造について、図４を参照しながら説明する。

前記実施の形態では、管体２の側面に通水管４２を接続した例について説明したが、この実施例では、人孔７３の下面に通水管７４２を接続する場合について説明する。

この人孔７３は、鉄筋コンクリート製の本体部７３ａと、本体部７３ａと一体に成形される底版部７３ｂと、コンクリート製のインバート部７３ｃとから主に構成される。

この本体部７３ａは、地表に近い部分が先細りするボトル形に成形されるとともに、側壁下部に管体７２を接続するための開口部が形成されている。

また、底版部７３ｂは、中央に穴が設けられた円環状部材であり、その穴と底版部７３ｂの上面に打設するコンクリートによってインバート部７３ｃが形成される。

次に、この管路７１の液状化対策構造の構築方法について説明する。

まず、地盤を溝状に図４の掘削線５３に至るまで掘削する。この際、人孔７３を設置する箇所は、管体７２を設置する箇所より深く掘削し、その掘削底面には砕石を敷き均して砕石基礎部７３ｄを構築する。

そして、その砕石基礎部７３ｄの上に、工場などで予め製作したプレキャストコンクリート製の人孔７３の本体部７３ａを設置する。

また、この本体部７３ａと一体に成形された底版部７３ｂの所定の位置には、連通孔７４１，７４１が複数形成されているので、その連通孔７４１，７４１に人孔７３の内部から通水管７４２，７４２をそれぞれ挿入する。

この通水管７４２，７４２は、下端が液状化層５２に埋設されるまで人孔７３の下方地盤に向けて押し込まれるとともに、上端がインバート部７３ｃの上面に露出する高さになるように配置される。

そして、通水管７４２，７４２の上部が底版部７３ｂ上に突出した状態でコンクリートを打設し、インバート部７３ｃを構築する。また、通水管７４２，７４２の上端には逆止弁７４４，７４４をそれぞれ設ける。

さらに、人孔７３の側壁の開口部には管体７２を接続し、管体７２と人孔７３の周囲に埋戻土などの埋戻材５１を充填する。

このように人孔７３の直下に通水管７４２，７４２を延設することで、人孔７３の下方地盤の液状化の発生を極力抑えて、地震時の人孔７３の浮上を効果的に防止することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態または実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、円筒状のＦＲＰＭ管を管体２として使用したが、これに限定されるものではなく、ＦＲＰ管、鋼管、コンクリート管などいずれの材質及びいずれの形状の管体であっても本発明に適用することができる。

また、前記実施の形態及び実施例では、通水管４２，７４２を鉛直下向に向けて延設させたが、これに限定されるものではなく、斜め下方に広がるように延設させて広範囲の液状化層５２の液状化を防止したり、人孔３両側の管体２から斜め下方に先細りするように延設させて人孔３直下の地盤の液状化を集中的に防いだりすることができる。

さらに、前記実施の形態及び実施例では、新設の管路１，７１に通水管４２，７４２を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、既設の管路に通水管を後から取り付けて液状化対策構造とすることもできる。

また、前記実施の形態及び実施例では、人孔３，７３の周囲の液状化対策構造について説明したが、これに限定されるものではなく、管体２だけが配設された範囲であっても本発明を適用することができる。

さらに、前記実施の形態では、砕石をフィルター材４３として通水管４２の内部に充填した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、砂が通過できないような目の細かい網蓋などをフィルター材として通水管４２に取り付けてもよい。

本発明の最良の実施の形態の管路の液状化対策構造の構成を説明する説明図である。 （ａ）は管体の下部側面に連通孔を開けて通水管の上端に逆止弁を設けた構成を説明する断面図、（ｂ）は管体の上部側面に連通孔を開けて通水管の上端を人孔の内部まで延設した構成を説明する断面図である。 （ａ）は通水管の下端の構成を説明する一部切断側面図、（ｂ）は通水管の側面に開孔部を設けた構成を説明する一部切断側面図である。 実施例の管路の液状化対策構造の構成を説明する説明図である。

符号の説明

１ 管路
２ 管体
３ 人孔
４１ 連通孔
４２ 通水管
４２２ 開孔部
４３ フィルター材
４４ 逆止弁
５２ 液状化層（下方地盤）
７１ 管路
７２ 管体
７３ 人孔
７４１ 連通孔
７４２ 通水管
７４４ 逆止弁

Claims (3)

1. 管路周辺の地盤が液状化した際に管体及びその管体に接続される人孔の少なくとも一方の浮上を防止する管路の液状化対策構造であって、
   前記管体及び前記人孔の少なくとも一方の外殻に設けられる管路の内外を連通させる連通孔と、その連通孔から前記管路の下方地盤に延設される通水管と、その通水管内部の土砂の通過を阻止するフィルター材とを備えたことを特徴とする管路の液状化対策構造。
2. 前記通水管の前記管路内部側の端部に逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の管路の液状化対策構造。
3. 前記通水管の側面に複数の開孔部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管路の液状化対策構造。
   

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