JP2010043453A - マンホール浮上抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地震発生の際には、上下方向の揺れだけではなく、水平方向の揺れも発生するが、従来のマンホール浮上抑制装置においては、水平方向の揺れに対しては特に配慮しておらず、アンカー固定シャフトが水平方向の揺れに対応出来ず、アンカー固定シャフトとアンカーとの結合箇所などに異常応力がかかり、この部分が破損し、マンホールの浮上を阻止出来ないこともあった。
【構成】マンホールの頭部の円錐状傾斜面に、鋼管を回巻せしめて環状にしたパイプリングを嵌め込み、このパイプリングの少なくとも一対の対向した側面に、内側に横長の案内透孔が形成されているハンガー部材の始端側を固定し、地盤の定着層中に位置せしめられたアンカーにその下端が固定されているアンカー固定シャフトの上端を、前記ハンガー部材の案内透孔の側縁上部をまたぐ様に滑動自在に載置された固定板に固定してマンホール浮上抑制装置を構成した。
【選択図】 図１

Description

この発明はマンホール浮上抑制装置、詳しくは地震発生時の地盤液状化現象によってマンホールが浮き上がる現象を阻止する為の装置に関するものである。

過去に起きた多くの大規模地震の際には、地中に埋設されたマンホールが地表に浮き上がる現象が発生しており、上下水道の破壊や救援に向かう緊急自動車の通行を阻害するなどの事態を招いていた。

このマンホールの浮き上がり現象は、地盤が緩く、地下水位の高いところでは、地震発生の際に、地盤内の間隙水圧が上昇して過剰間隙水圧となり、この過剰間隙水圧がマンホールを押し上げることによって発生するものと考えられる。
特開２００５−２４８４９６ なし

従来においては、この浮き上がり現象を防ぐ為、マンホールの下部や下端に、セメントミルクを注入固化して地盤との間に抵抗を得る方法が多く用いられていたが、繰り返し起こる地震によって、セメントミルクが老化剥離し、最終的には地震に耐えられなくなってしまうことが多く、十分な対策とは言えなかった。

又、マンホールの周壁の各所に、静水圧では開放されず、過剰間隙水圧が加わった際にのみ開放される過剰間隙水圧消散弁を複数個取付け、この消散弁によって過剰間隙水圧の上昇を軽減させて地中埋設構造物の浮き上がりを抑制する試みもなされているが、必ずしも十分な効果を発揮するには到っておらず、根本的な解決策とは言えなかった。

この為、本発明者は、特願２００７−８０９０６として、マンホールなどの地下埋設物の浮き上がりを効果的に抑制する地中埋設物浮上抑制装置を提案した。
この地中埋設構造物浮上抑制装置は、翼付アンカーを地盤強度の十分な定着層まで回転推進させてそこに定着させ、アンカー固定シャフトによってマンホールとこの翼付アンカーを繋ぐことにより、マンホールを強固に固定するものであり、無排土で、極めて容易に施工出来、新設施設だけではなく、既存の施設にも何ら問題なく適用可能であり、地震に伴うマンホールの浮き上がり現象を効果的に阻止し、上下水道などのライフラインや救援車両の通行路を確保し、地震の被害の拡大を最小限に抑えることが出来る効果を有している。

しかしながら、地震発生時には、マンホールは上下方向だけではなく、水平方向にも揺れ動くことがあるが、この特願２００７−８０９０６として提案した地中埋設構造物浮上抑制装置では、この水平方向の揺れについては特に配慮されておらず、地震発生時のマンホールの水平方向の動きにアンカー固定シャフトが追随出来ず、このアンカー固定シャフトとアンカーとの結合箇所などに異常応力がかかり、結合箇所に破損が生じ、マンホールの浮上を阻止出来なくなる事態が生じる可能性もあった。

そこで、本発明者は水平方向の揺れに対応出来る様にすべく、研究を行った結果、地震発生時にアンカー固定シャフトからマンホールにかかる水平方向の振動を緩衝し、マンホールの浮上を効果的に抑制出来るマンホール浮上抑制装置を開発することに成功し、本発明としてここに提案できるものである。

マンホールの頭部の円錐状傾斜面の少なくとも一対の対向した所望位置に、内側に横長の案内透孔が形成されているハンガー部材の始端側を固定し、地盤の定着層中に位置せしめられたアンカーにその下端が固定されているアンカー固定シャフトの上端を、前記ハンガー部材の側縁上部をまたぐ様に滑動自在に載置された固定板に固定してマンホール浮上抑制装置を構成することにより、上記課題を解決した。

又、この際、ハンガー部材のマンホールへの結合は、マンホールの頭部の円錐状傾斜面に、鋼管を回巻せしめて環状に形成したパイプリングや、鋼管を輪切りにした帯状リングを嵌め込み、これらの少なくとも一対の対向した側面に、ハンガー部材を固定したり、ハンガー部材の始端側にベースプレートを固定し、このベースプレートをマンホールの頭部の円錐状傾斜面に直接固定することにより行う。

下端がアンカーに固定されたアンカー固定シャフトの上端側を固定板を介してハンガー部材に固定して使用に供するものであり、この状態で、地震が発生し、上下方向の揺れでマンホールが浮き上がろうとすると、浮上力は、ハンガー部材を介してアンカー固定シャフトに伝わるが、地盤の定着層に固定されているアンカーの引き抜き抵抗力によってこの浮上力は減殺され、マンホールの浮き上がりは阻止される。

この際、水平方向の揺れが発生したとしても、アンカー固定シャフトは固定板を介してハンガー部材に滑動自在に固定されているので、水平方向の揺れに応じて固定板が横方向へ滑動することにより、アンカー固定シャフトが水平方向の揺れに追随することがなく、アンカーに過大な曲げ応力がかからず、アンカー固定シャフトとアンカーとの結合箇所に破損が生じるおそれがない。又、リングパイプや帯状リングをマンホールの頭部に嵌め込むものにおいては、固定のためにマンホールの壁面に開口部や透孔を設けたりする必要が全くないので、マンホールの強度に全く影響を与えず、止水性を損なうおそれもない。特に、パイプリングを嵌め込むものにおいては、現場における作業が極めて簡単で、迅速確実に高品質の施工工事を行うことが出来る。又、アンカー固定シャフトの上端はハンガー部材の案内透孔に固定板を介して滑動自在に固定されるので、水平方向に許容範囲が大きく、アンカーの施工時の設置誤差を吸収することが出来、施工作業が容易である、等の効果を有し、極めて高い実用性を有する。

ハンガー部材の内側に横長の案内透孔を設け、アンカー固定シャフトの上端を案内透孔上に載置された固定板を介してハンガー部材に固定し、アンカー固定シャフトが水平方向に滑動出来る様にした点に最大の特徴が存する。

図１はこの発明に係るマンホール浮上抑制装置の実施例１を地盤中に実際に設置した状態の側面図、図２はその要部の側面図、図３はその拡大斜視図である。
図中１は、鋼管を回巻させしめ、その両端を溶接して環状にしたパイプリングであり、マンホール２０の頭部２の円錐状傾斜面３の所望位置の外径に一致した内径を有しており、前記円錐状傾斜面３にぴったりと嵌まり込む様になっている。又、この実施例１においてはパイプリング１は２本の鋼管を回巻させて構成したが、強度的に問題がなければ、１本の鋼管によって構成して良く、逆に強度を高めたければ、３本以上の鋼管によって構成しても良い。

そして、このパイプリング１の外周の少なくとも対向した２箇所には、外側へ向かって肉厚板状をなした一対の腕材４が固定されており、この一対の腕材４に挟まれる様に、下方に向かって同じく肉厚板状をなした一対の垂下片５が枢支されている。図中６は垂下片５の上部を腕材４に枢支している枢支軸である。更に、この垂下片５の下端からは外側に向かって肉厚の鋼板を箱形に組合せ、内側が横長の案内透孔７になっているハンガー部材８が延設されている。
又、このハンガー部材８の内側端部には、マンホール２０の側壁面に当接する反力プレート９が取付けられている。

そして、このハンガー部材８の案内透孔７には、アンカー固定シャフト１０の上端側が挿入されており、ハンガー部材８の一対の上縁間をまたぐ様に、滑動自在に載置された固定板１２にナット１９で締め付け固定されている。

このアンカー固定シャフト１０の下端は地盤２１の定着層２２に位置せしめられたアンカー１１に固定されている。なお、この実施例においては、アンカー１１として翼付アンカーを用いたが、必ずしも翼付アンカーである必要はなく、引き抜き抵抗力を有するアンカーなら、その形式は特に問わない。

又、上記実施例においては、鋼管を回巻せしめたパイプリング１を用いたが、図４及び図５に示す様に、適当な鋼管を短尺状に輪切りにした帯状リング１３を用いても良い。ただし、帯状リング１３を用いる場合には、マンホール２０の頭部２の円錐状傾斜面３との間に部分的にすき間が出来るので、このすき間にはくさび形をした支圧ブロック１４を介在させて、荷重の均一化が図られる様に配慮する。

一方、図６及び図７に示す実施例は、上記各実施例の場合の様に、パイプリング１や帯状リング１３を用いずにマンホール２０の頭部２の壁面に直接ハンガー部材８を固定したものであり、ハンガー部材８の始端側にベースプレート１５を固定し、マンホール２０の頭部２の内壁面１６の対応した位置に当てたベースプレート１７との間にボルト１８を挿通し、ナット１９で締め付け固定し、ハンガー部材８をマンホールの頭部２に固定している。

実施例１は上記の通りの構成を有し、下端をアンカー１１に固定したアンカー固定シャフト１０の上端側を固定板１２を介してハンガー部材８に固定して、使用に供するものであり、この状態で、地震が発生し、上下方向の揺れでマンホール２０が浮き上がろうとすると、浮上力は、ハンガー部材８を介してアンカー固定シャフト１０に伝わるが、地盤２１の定着層２２に固定されているアンカー１１の引抜き抵抗力によってこの浮上力は減殺され、マンホール２０の浮き上がりは阻止される。

この際、水平方向の揺れが発生したとしても、アンカー固定シャフト１０は固定板１２を介してハンガー部材８に滑動自在に固定されているので、水平方向の揺れに応じて固定板１２が横方向へ滑動することにより、アンカー固定シャフト１０が水平方向の揺れに追随することがなく、アンカー１１に過大な曲げ応力がかからず、アンカー固定１０とアンカー１１との結合箇所に破損が生じるおそれがない。特に、パイプリング１を嵌め込むものにおいては、現場における作業が極めて簡単で、迅速確実に高品質の施工工事を行うことが出来る。又、リングパイプ１や帯状リング１３をマンホールの頭部２に嵌め込むものにおいては、固定の為にマンホールの壁面に開口部や透孔を設けたりする必要が全くないので、マンホールの強度に全く影響を与えず、止水性を損なうおそれもない。又、アンカー固定シャフト１０の上端はハンガー部材８の案内透孔７に固定板１２を介して滑動自在に固定されるので、水平方向に許容範囲が大きく、アンカー１１の施工時の設置誤差を吸収することが出来、施工作業が容易である、等の効果を有し、極めて高い実用性を有する。

マンホールの地震対策として大いに利用価値がある。

この発明に係るマンホール浮上抑制装置の実施例１を実際に地盤中に設置した状態の側面図。 その要部の側面図。 同じく、要部の拡大斜視図。 図１に示すパイプリングに代えて、帯状リングを用いた実施例の部分側面図。 同じく、帯状リングの斜視図。 ハンガー部材をマンホールの頭部側壁面に直接固定した実施例の要部の部分断面図。 同じく、その要部の拡大平面図。

符号の説明

１ パイプリング
２ マンホールの頭部
３ 円錐状傾斜面
４ 腕材
５ 垂下片
６ 枢支軸
７ 案内透孔
８ ハンガー部材
９ 反力プレート
１０ アンカー固定シャフト
１１ アンカー
１２ 固定板
１３ 帯状リング
１４ 支圧ブロック
１５ ベースプレート
１６ 内壁面
１７ ベースプレート
１８ ボルト
１９ ナット
２０ マンホール
２１ 地盤
２２ 定着層

Claims (3)

1. マンホールの頭部の円錐状傾斜面に、鋼管を回巻せしめて環状にしたパイプリングを嵌め込み、このパイプリングの少なくとも一対の対向した側面に、内側に横長の案内透孔が形成されているハンガー部材の始端側を固定し、地盤の定着層中に位置せしめられたアンカーにその下端が固定されているアンカー固定シャフトの上端を、前記ハンガー部材の案内透孔の側縁上部をまたぐ様に滑動自在に載置された固定板に固定したことを特徴とするマンホール浮上抑制装置。
2. マンホールの頭部の円錐状傾斜面に、鋼管を輪切りにした帯状リングを嵌め込み、この帯状リングの少なくとも一対の対向した側面に、内側に横長の案内透孔が形成されているハンガー部材の始端側を固定し、地盤の定着層中に位置せしめられたアンカーにその下端が固定されているアンカー固定シャフトの上端を、前記ハンガー部材の案内透孔の側縁上部をまたぐ様に滑動自在に載置された固定板に固定したことを特徴とするマンホール浮上抑制装置。
3. 内側に横長の案内透孔が形成されているハンガー部材の始端側にベースプレートを固定し、このベースプレートをマンホールの頭部の円錐状傾斜面に固定し、地盤の定着層中に位置せしめられたアンカーにその下端が固定されているアンカー固定シャフトの上端を、前記ハンガー部材の案内透孔の側縁上部をまたぐ様に滑動自在に載置された固定板に固定したことを特徴とするマンホール浮上抑制装置。

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