JP2009144421A - タンクの地盤改良方法およびタンクの地盤構造 - Google Patents

Abstract

【課題】既設のタンクの基礎に影響を与えること無く、既設のタンクの安価な地盤改良方法および地下構造を提供する。
【解決手段】既設のタンク５のＲＣリング７およびマウンド３下方の層状領域を薬液注入で改良し、改良部１１を設ける。次いで改良した改良部１１の下方でＲＣリング下方を含まない領域を薬液注入で改良し、改良部１３を設ける。その後、改良した層状領域下方でＲＣリング下方又は外側を含む領域、を高圧噴射攪拌で改良部１５を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、既設タンクの地盤改良方法および地盤構造に関するものである。

従来、地震時に液状化の可能性がある地盤に設置された既設タンクの地盤改良方法として、地下水位を低下させる方法、あるいは地盤を固化し、液状化を防ぐ方法が採用されている。

地盤を固化する方法としては、例えば液状化の可能性がある地盤に薬液を注入して固化する方法、あるいは高圧噴射攪拌により固化する方法（特許文献１参照）などがある。
特開平８−１２８０５４号公報

しかし、地下水位を低下させる方法は地下水位の低下にともない既設タンクの地盤を沈下させる可能性があり、また地下水を抜くためにポンプの長期間に亘る運転が必要になる。

薬液注入で地盤を固化する場合、固化された地盤の一軸圧縮強度は原地盤の性状、注入液の種類、注入量によって異なるが、一般的には１０〜３００ｋＮ／ｍ²であり、改良地盤強度としては高くなく、地震時の安全性（地震時の地盤の沈下、変化）に対する安全率を高めるためには、タンクからの荷重や原地盤の性状によってはタンクの水平範囲より相当大きな範囲の地盤の改良をする必要がある。従って、ボーリング施工本数が多く、工期が長期化し、コストアップを招くという問題がある。

高圧噴射攪拌による地盤を固化する場合、薬液注入より一軸圧縮強度の高い（１００〜５０００ｋＮ／ｍ²）地盤が得られるが、高圧噴射攪拌時、既設タンク基礎に接する下方領域の地盤を多数穿孔する必要があり、既設タンク基礎に接する下方領域の地盤に影響を与え、既設タンクのＲＣリングおよびマウンドの沈下、変形が生じる恐れがあるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、既設のタンクの基礎に影響を与えること無く、既設のタンクの安価な地盤改良方法および地下構造を提供することにある。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地盤改良方法であって、前記ＲＣリングまたは法止めの下方を含む層状領域を薬液注入して改良する工程（ａ）と、前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止め下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良する工程（ｂ）と、前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良する工程（ｃ）と、を具備することを特徴とする地盤改良方法である。

第１の発明では、層状領域の下方で、ＲＣリングまたは法止めの下方または外側を含む領域を高圧噴射攪拌により改良するが、この時、層状領域を穿孔してその下方に高圧噴射攪拌しても、層状領域は既に薬液注入により固化されており、層状領域は影響を受けることはなく、ＲＣリングまたは法止めおよびマウンドの沈下、変形は生じない。

第２の発明は、地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地盤改良方法であって、前記ＲＣリングまたは法止めの下方で、地下水より上方で所定深さの地盤がある場合、前記地盤を非液状化層として利用し、あるいは粘性土層等の非液状化層がある場合、前記粘土層等の非液状化層を利用し、前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良する工程（ａ）と、前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良する工程（ｂ）と、を具備することを特徴とする地盤改良方法である。

第２の発明では、非液状化層の下方で、ＲＣリングまたは法止めの下方または外側を含む領域を高圧噴射攪拌により改良するが、非液状化層を穿孔してその下方に高圧噴射攪拌しても、非液状化層は影響を受けることなく、ＲＣリングまたは法止めおよびマウンドの沈下、変形は生じない。

第３の発明は、地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地下構造であって、前記ＲＣリングまたは法止めの下方を含む層状領域を薬液注入して改良した第１の改良部と、前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良した第２の改良部と、前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良した第３の改良部と、を具備することを特徴とするタンクの地下構造である。

第４の発明は、地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地下構造であって、前記ＲＣリングまたは法止めの下方で、地下水位より上方で所定深さの地盤がある場合、前記地盤を非液状化層として利用し、あるいは粘性土層等の非液状化層がある場合、前記粘土層等の非液状化層を利用し、前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良した第１の改良部と、前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良した第２の改良部と、を具備することを特徴とするタンクの地下構造である。

本発明によれば、既設のタンクの基礎に影響を与えること無く、既設のタンクの安価な地盤改良方法および地下構造を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は地盤１に設置された既設のタンク５を示す図であり、地盤１にＲＣリング７およびマウンド３が設けられ、マウンド３上にタンク５が設置されている。ＲＣリング７は鉄筋コンクリート製である。なお、ＲＣリング７に代えてより簡易な法止めとすることもできる。法止めはコンクリート製である。ＲＣリング７はマウンド３をリング状に囲むように設けられる。タンク５は石油、ＬＮＧ等を貯蔵する。９は地下水位を示す。

図２に示すようにタンク５が設置されたＲＣリング７の下方を含む層状領域に薬液を注入し、固化させて改良部１１を設ける。この改良部１１の一軸圧縮強度は１０〜３００ｋＮ／ｍ²の範囲でタンク５からの荷重や重要度に応じて決められる。

次いで図３に示すように改良部１１の下方で、ＲＣリング７の下方の、全てまたは一部を含まない領域に薬液を注入して地盤改良を行い、改良部１３を設ける。この時、この改良部１３の一軸圧縮強度は１０〜３００ｋＮ／ｍ²の範囲であり、タンク５の荷重や重要度に応じて設定し、薬液注入範囲は必要最小限の範囲に限定する。

薬液注入法は、砂質地盤の間隙に固化剤（薬液）を注入し、地盤を改良する工法であり、注入した薬液は土粒子の間隙で浸透固化し、それが強化剤となって地盤強化や止水などの効力を発揮する。

薬液注入は地表より地盤にボーリングを行い、注入管を挿入し、薬液を地盤に注入する。薬液注入の形態はタンク５周辺の構築物の設置状況によって異なり、タンク周辺の地表から曲がりボーリング、直線ボーリングによって地上から斜めに薬液を注入する方法、タンク外周部に立坑を構築し、立坑からの水平ボーリングによって薬液を注入する方法、あるいはタンクの底板を撤去し、タンク内部からボーリングを行い薬液を注入する方法などが選択される。

次に図４に示すように、改良部１１の上方より施工して、改良部１１の下方で、ＲＣリング７の下方を含む領域を高圧噴射攪拌により改良し、改良部１５を設ける。なお、高圧噴射攪拌による改良は、ＲＣリング下方の外側まで実施しても良い。

高圧噴射攪拌は地表より単管あるいは多重管を地盤に挿入し、固化剤単体、あるいは固化剤に空気、水を組み合わせ、高圧で地盤中に噴射し、地盤を切削、攪拌し、固化剤で地盤を改良するものであり、固化剤、空気、水の組み合わせ、およびその噴射方法で各種の工法が知られている。

高圧噴射攪拌は地表から小さな孔を穿孔することで直下の広範囲の領域の地盤を改良することができ、タンク５の周辺の構造物の設置状況に影響されることが少ない。

高圧噴射攪拌を行う時、ＲＣリング７下方の層状領域には、既に薬液注入された改良部１１が設けられている。従って改良部１５を設けるため、改良部１１を貫通して穿孔し、改良部１１の下方領域に高圧噴射攪拌しても、ＲＣリング７下方の改良部１１は固化されているので、高圧噴射攪拌の影響を受けず、ＲＣリング７およびマウンド３が沈下、変形することはない。このようにして、タンク５の下方の地盤改良が行われる。

このように、本実施の形態によれば、タンク５のＲＣリング７の下方または外側の領域の改良部１５は、高圧噴射攪拌によって固化され、高い一軸圧縮強度、剛性、止水性を有するので、薬液注入により改良する改良部１１および改良部１３は改良する範囲および強度を最小限にすることができ、さらに、改良部１５を設ける際、改良部１１があるので、マウンド３、ＲＣリング７等の沈下、変形を防ぐことができる。
従って、タンク５の基礎に影響を与えること無く、タンク５の地盤を安価に改良することができる。

次に他の実施形態について説明する。
図５は他の実施の形態に係るタンク５の地盤改良を示す図で、タンク５の設置された地盤１の地下水位９が低く、タンク５のＲＣリング７およびマウンド３の下方で地下水位９より上方に、土質によることなく２ｍ程度以上の深さの層状領域が確保されている場合、あるいは粘性土質の１ｍ程度の深さ層状領域が確保されている場合である。

この場合、層状領域を非液状化層１７として利用する。この非液状化層１７の下方でＲＣリング７の下方の全てまたは一部を含まない領域に薬液注入により改良部１３を、さらに非液状化層１７の下方でＲＣリング７の下方または外側に高圧噴射攪拌により改良部１５を設ける。高圧噴射攪拌により改良部１５を施工する際、タンク５の下方の層状領域は非液状化層１７として十分な強度を有しているので、この非液状化層１７を穿孔して、非液状化層１７下方領域でＲＣリング７の下方を含む領域を高圧噴射攪拌しても、非液状化層１７は影響を受けず、既設タンク５のＲＣリング７およびマウンド３が沈下、変形することはない。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

タンク５を示す図 タンク５の地盤改良を示す図 タンク５の地盤改良を示す図 タンク５の地盤改良を示す図 他の実施の形態に係るタンク５の地盤改良を示す図

符号の説明

１………地盤
３………マウンド
５………タンク
７………ＲＣリング
９………地下水位
１１……改良部（薬液注入）
１３……改良部（薬液注入）
１５……改良部（高圧噴射攪拌）
１７……非液状化層

Claims (4)

1. 地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地盤改良方法であって、
   前記ＲＣリングまたは法止めの下方を含む層状領域を薬液注入して改良する工程（ａ）と、
   前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止め下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良する工程（ｂ）と、
   前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良する工程（ｃ）と、
   を具備することを特徴とする地盤改良方法。
2. 地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地盤改良方法であって、
   前記ＲＣリングまたは法止めの下方で、地下水より上方で所定深さの地盤がある場合、前記地盤を非液状化層として利用し、あるいは粘性土層等の非液状化層がある場合、前記粘土層等の非液状化層を利用し、
   前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良する工程（ａ）と、
   前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良する工程（ｂ）と、
   を具備することを特徴とする地盤改良方法。
3. 地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地下構造であって、
   前記ＲＣリングまたは法止めの下方を含む層状領域を薬液注入して改良した第１の改良部と、
   前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良した第２の改良部と、
   前記層状領域の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良した第３の改良部と、
   を具備することを特徴とするタンクの地下構造。
4. 地盤にＲＣリングまたは法止めとマウンドが設けられ、前記マウンド上に設けられたタンクの地下構造であって、
   前記ＲＣリングまたは法止めの下方で、地下水位より上方で所定深さの地盤がある場合、前記地盤を非液状化層として利用し、あるいは粘性土層等の非液状化層がある場合、前記粘土層等の非液状化層を利用し、
   前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方の、全てまたは一部を含まない領域を薬液注入して改良した第１の改良部と、
   前記非液状化層の下方で、前記ＲＣリングまたは法止めの下方または外側の領域を、高圧噴射攪拌により改良した第２の改良部と、
   を具備することを特徴とするタンクの地下構造。

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