JP2010059644A

JP2010059644A - 側方流動対策護岸構造

Info

Publication number: JP2010059644A
Application number: JP2008224721A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Taji; 陽一田地
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-18

Abstract

【課題】地震による地盤の液状化が生じた際に護岸の変位が防げて側方流動を防止することができる。
【解決手段】背後地盤３側と水Ｗ側との間に配置された護岸１と、護岸１の水Ｗ側の下方の地盤内に護岸と所定の間隔を置いて構築された複数の地中壁２とが設けられて、複数の地中壁２は護岸１に直交する向きで、護岸１の側面に沿った方向に所定の間隔ｄをあけて配列され、バットレス２の下端部２ａは非液状化層４へ根入れされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、海や河川の護岸構造に関し、詳しくは地震による地盤の液状化に伴う側方流動への対策を施した、護岸構造に関する。

周知のように、兵庫県南部地震において護岸近傍に立地する杭基礎を備えた建築物では、地盤が液状化し護岸が変位したことに伴う側方流動により基礎が破壊する被害が生じた。臨海工業地帯に位置する工場やプラント及び電力会社の建築物などには、側方流動対策の必要性が高まり、海や河川などの護岸構造における側方流動への対策方法が提案されている。
護岸近傍における地盤の液状化に伴う側方流動現象のメカニズムは、護岸を支える海底地盤が液状化することにより、護岸を支える地盤の支持力が減少し護岸が水側に変形又は変位し、それに伴い液状化した背後地盤が側方流動を起こし水側へ変位するものである。

側方流動対策の護岸構造として下記のようなものが提案されている。特許文献１によれば、図４に示すように、水Ｗと背後地盤３４の間に設けられたケーソン３３と背後地盤３４との間に地中連続壁３７を設け、地中連続壁３７の下端部３７ａは非液状化層３８の下に位置する支持層３９まで根入し、ケーソン３３と地中連続壁３７との間には緩衝材３２が配設されて間隙がある構成とした側方流動対策護岸構造３１ａが提案されている。
この側方流動対策護岸構造３１ａでは、地震により地盤が液状化してケーソン３３が海側に変位しても、地中連続壁３７の存在により背後地盤３４が海側へ変位するのを防ぐものである。

また、特許文献２によれば、図５に示すように、水Ｗと背後地盤３４との間に設けられた直立壁３５とこの直立壁３５の下部より背後地盤３４側に伸びるかかと版３６とからなる縦断面Ｌ字型状の山留め擁壁４０が背後地盤３４側と水Ｗ側との間に設けられて、直立壁３５の下端部３５ａは地盤中の非液状化層３８にまで達して配設され、かかと版３６にはその底面に地盤中の非液状化層３８にまで達するシアーコッター４１が設けられ、その上に直立壁３５に対する裏込めがなされてなる側方流動対策護岸構造３１ｂが提案されている。
この側方流動対策護岸構造３１ｂでは、直立壁３５の下端部３５ａと、かかと版３６の底面に設けられたシアーコッター４１が非液状化層に支持されていると共に、かかと版３６の上の直立壁３５に対する裏込めの土などの重量が山留め擁壁４０の姿勢を安定させているので、地震により地盤が液状化しても山留め擁壁４０の転倒を防止して背後地盤３４の側方流動を防ぐものである。

また、上述した護岸の構造的補強のほかに、護岸の背後地盤を改良し護岸に作用する土圧を軽減する方法や、海底地盤及びケーソン基礎地盤を改良しケーソンを支持する地盤の変位を防ぐ方法も提案されている。
特開２００２−１８８１３０号公報特開２００２−１８０４８０号公報

しかしながら、従来の側方流動対策護岸構造では以下のような問題があった。
特許文献１による側方流動対策護岸構造３１ｂでは、既設の護岸に採用することができず、護岸をすべて造りなおすこととなり不経済である。また、特許文献２による側方流動対策護岸構造３１ａでは、既存の護岸に対する補強工事として行うことも可能であるが、ケーソン式の護岸に限られる構造であり、背後地盤の側方流動を防げるがケーソン３３の変位は防ぐことができない。
また、特許文献１による地中連続壁３７や特許文献２による山留め擁壁４０を設置するには、本体を構築するスペースのほかに、建設機械の設置スペースや資材置き場などの広いスペースが必要となり、護岸の近くに既設の建築物がある場合などはスペースが確保できず、地中連続壁３７や山留め擁壁４０を効率よく設置できないことがある。
また、護岸の背後地盤や海底地盤及びケーソンの基礎地盤を改良する方法では、広い範囲にわたって地盤改良を行わないと効果がなく、広い範囲にわたる地盤改良はコストや労力がかかり、地盤や建築物への悪影響も考えられるなどの問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、地震により地盤が液状化した際に護岸の変位を防いで側方流動を防止し、効率的に設置することができる側方流動対策護岸構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る側方流動対策護岸構造は、地震による地盤の液状化に伴う側方流動を防止した護岸構造であって、背後地盤側と水側との間に配置された護岸と、護岸の水側の下方に位置する地盤内に配列されていて護岸を補強する複数の地中壁とが設けられて、地中壁は護岸に沿った方向に所定の間隔をあけて配列され、地中壁の下端部は非液状化層に根入れされていることを特徴とする。
本発明では、地中壁は護岸の水側に護岸の側面に沿った方向に複数配設され、護岸の側面に直交する方向の外力に対して高い剛性を有して護岸の変位が防げると共に、地中壁の下端部が非液状化層に根入れされ、地中壁は非液状化層に支持された構造となり地盤内の液状化層が液状化しても地中壁の変位が防げるので、地盤の液状化による護岸の変位が防げて側方流動を防止することができる。

また、本発明に係る側方流動対策護岸構造では、地中壁は連続壁によって連結されてもよい。
本発明では、地中壁が連続壁によって連結されることにより、地中壁の変位が防げて、さらに剛性が高くなるので、護岸の変位が防げて側方流動を防止することができる。

また、本発明に係る側方流動対策護岸構造では、地中壁は地盤改良工法により形成された地盤改良体であることが好ましい。
本発明では、地中壁は地盤内の液状化層及び非液状化層と一体化した地盤改良体であるので、地中壁周辺の液状化層の変位を拘束すると共に非液状化層に強固に支持されるので、護岸の変位が防げて側方流動を防止することができる。
また、陸上から水底下に地中壁を施工できる地盤改良装置を用いることで、効率的に護岸の水側の下方の地盤内に地中壁を施工することができる。

本発明によれば、護岸の水側の下方に位置する地盤内に設けられた複数の地中壁は、護岸の側面に沿って所定の間隔をあけて配列されて、地中壁の下端部は非液状化層に根入れされているので、地中壁は護岸の側面に直行する方向の外力に対して剛性を有し、非液状化層に支持されて、地盤の液状化による護岸の変位を防いで側方流動を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態による側方流動対策護岸構造について、図１に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明の第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造の一例の概略を示す図、図１（ｂ）は図１に示す第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造の上面図である。図２は第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造に備えるバットレスの施工に用いる地盤改良装置の概略を示す図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、表層部に液状化層５が存在し、その下方に非液状化層４が存在する地盤にある海や河川などの水Ｗ際に既設の矢板式の護岸１が設けられている。護岸１は、水Ｗと背後地盤３との間に配置され、水Ｗと背後地盤３との境界部分に沿って長く形成された壁状の鋼矢板式構造物である。護岸１は上端が背後地盤３面と同じ高さで水Ｗの液面より高く、下端が水Ｗの底の地層に続く非液状化層４にまで到達して形成されたものである。護岸１近傍には既設の建築物６が配設されており、建築物６は杭基礎６ａを備え杭基礎６ａの下端部は非液状化層４へ達している。
護岸１の水Ｗ側の水Ｗの下方にある地盤内に複数のバットレス（地中壁）２が側方流動対策として構築される。

バットレス２は、護岸１の水Ｗ側の水Ｗの下方に位置する地盤内の所定の範囲に地盤改良を行った地盤改良体によって形成される壁状の構造体である。複数のバットレス２は護岸１に直交する向きで、護岸１に接着して護岸１の側面に沿った方向に配列され、隣り合うバットレス２は所定の間隔ｄをあけている。バットレス２の下端部２ａは地盤内の非液状化層４に達し、十分に根入れされて、バットレス２の上端部２ｂはバットレス２が形成される地盤の表面付近に達している。

次に、上述したバットレス２の施工に用いる地盤改良装置１１とこれを用いた施工方法について図面を用いて説明する。
図２に示すように、地盤改良装置１１は、例えばバックホウ等をベースマシン１２として、そのアーム１３に伸縮自在なロッド１４装着して、ロッド１４の先端には攪拌混合機１５（トレンチャ）が装着された構成である。
攪拌混合機１５は、図示しない攪拌翼を取り付けた無端状のチェーン１６を対のスプロケット１９間に巻回して循環駆動すると共に、図示を略した固化材供給手段によって例えばセメントやセメント系固化材などの固化材を地盤中に供給するものであり、地盤中に固化材を供給しつつチェーン１６を循環駆動することによって固化材と原位置土とを効率的に攪拌混合しうるものである。攪拌混合機１５は、ロッド１４の伸縮により上下方向（鉛直方向）に移動が可能な構成であるので、地盤改良装置１１はアーム１３を動かしロッド１４に装着された攪拌混合機１５を水平方向に移動させることで所定の範囲の地盤改良を行うことができる。

バットレス２の施工方法は、バットレス２を形成する位置に固化材を供給させつつ、ベースマシン１２の操作により攪拌混合機１５を挿入し駆動させて固化材と原位置土とを攪拌混合する。このときロッド１４を伸張させて攪拌混合機１５の先端部を下方地盤のバットレス２の下端部２ａにまで進入させると共に、アーム１３を動かし攪拌混合機１５をバットレス２の幅に亘って移動させて、バットレス２の形状を形成する。
そして形成されたバットレス２と護岸１に沿った方向に所定の間隔ｄをあけ、地盤改良装置１１を適宜移動させて、別のバットレス２を上述した施工方法で形成する。このように所定の範囲に複数のバットレス２を形成し側方流動対策護岸構造１０ａを構築する。

次に、上述した第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造１０ａの作用効果について図面を用いて説明する。
第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造１０ａでは、バットレス２は護岸１に直交するように複数配置されているので、護岸１の側面に直交する方向の外力に対して高い剛性を有し、地震により液状化層５が液状化し背後地盤３から護岸１の側面の方向に外力が生じる場合にも、この外力をバットレス２が負担することできて、護岸１が水Ｗ側へ変位して転倒したり破壊したりすることを防ぐことができ、護岸１の変位による背後地盤の側方流動を防止する効果を奏する。
また、バットレス２は非液状化層４に十分に根入れされると共に、液状化層５及び非液状化層４と互いに係合する地盤改良体で、液状化層５が液状化した場合にもバットレス２は非液状化層４に支持されている構造なので、バットレス２本体が移動することがなく、安定した状態で護岸１の側面にかかる外力に作用することができる。

また、地盤を全面的に地盤改良する側方流動対策護岸構造に比べ、第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造１０ａでは、バットレス２を所定の間隔ｄをあけて複数配設しているので、地盤改良の量を少なくできて、施工軽減による工期短縮とコストダウンが実現できる。
また、地盤改良装置１１はロッド１４が上下方向に伸縮し、アーム１３が水平方向に移動可能で、所定の範囲に攪拌混合機１５を移動させてバットレス２を構築できるので、水Ｗの下方の地盤においても陸上から効率的に作業を行うことができ、施工軽減による工期短縮とコストダウンが実現できると共に、近傍に建築物６が配設された既設の護岸１に対しても効率よくバットレス２を構築でき側方流動対策ができる。

次に、第二の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図３（ａ）は本発明の第二の実施の形態による側方流動対策護岸構造の一例を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す第二の実施の形態による側方流動対策護岸構造の上面図である。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第二の実施の形態による側方流動対策護岸構造１０ｂでは、第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造１０ａに備える複数のバットレス２間に、護岸１に沿った方向に延在する連続壁７を設けてバットレス２を連結し、複数のバットレス２を一体化させたものである。
連続壁７はバットレス２と同様に地盤改良を行った地盤改良体によって形成され、連続壁７の下端部７ａは非液状化層４へ十分に根入れされている。

）
第二の実施の形態による側方流動対策護岸構造１０ｂでは、第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造１０ａと同様に、バットレス２は地震により地盤が液状化して生じた護岸１の側面に直交する方向の外力に対して作用することができる。さらに複数のバットレス２は連続壁７によって一体化していることで、側方流動対策護岸構造１０ａにくらべて高い剛性を有すると共に、バットレス２どうしの連結により個々のバットレス２の変位が防げるので、護岸１の変位を防ぎ側方流動を防止する効果を奏する。

以上、本発明による側方流動対策護岸構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、既設の護岸１に対する補強としてバットレス２を設けているが、護岸を新設する際にバットレス２を設けてもよい。また、上述した実施の形態では、鋼製の矢板式の護岸１としているが、例えば他に鉄筋コンクリート製の矢板式の護岸としても良い。
また、上述した実施の形態では、バットレス２は壁状の地盤改良体としているが、例えば柱状の地盤改良体を壁状に配列して構成してもよく、また、地盤改良体に代わって例えば壁状のシートパイルなどとしてもよい。また、バットレス２は護岸１に接着して配設されているが、バットレスと護岸１との間に所定の間隔をあけてもよい。またバットレス２は護岸１の側面に直交して配設されているが、例えば護岸１の側面に対して斜めに配置してもよい。
また、上述した第二の実施の形態では、連続壁７は地盤改良体としているが、その他の材質でもよく、また、バットレス２が連結されるのであれば連続壁７の下端部は非液状化層４に根入れされていなくてもよい。
要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

図１（ａ）は本発明の第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造の一例の概略を示す図である。図１（ｂ）は図１（ａ）に示す第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造の上面図である。図１に示す第一の実施の形態による側方流動対策護岸構造に備えるバットレスの施工の概略を示す図である。図３（ａ）は本発明の第二の実施の形態による側方流動対策護岸構造の一例の概略を示す図である。図３（ｂ）は図３（ａ）に示す第二の実施の形態による側方流動対策護岸構造の上面図である。従来の側方流動対策護岸構造の概要を示す図である。従来の他の側方流動対策護岸構造の概要を示す図である。

符号の説明

１護岸
２バットレス（地中壁）
２ａ下端部
３背後地盤
４非液状化地盤
５液状化地盤
７連続壁
１１地盤改良装置
１２ベースマシン
１５攪拌混合機
ｄ間隔
Ｗ水

Claims

地震による地盤の液状化に伴う側方流動を防止した護岸構造であって、
背後地盤側と水側との間に配置された護岸と、
前記護岸の水側の下方に位置する地盤内に配列されていて前記護岸を補強する複数の地中壁と、
が設けられて、
前記地中壁は前記護岸に沿った方向に所定の間隔をあけて配列され、前記地中壁の下端部は非液状化層に根入れされていることを特徴とする側方流動対策護岸構造。
前記地中壁は連続壁によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載の側方流動対策護岸構造。
前記地中壁は地盤改良工法により形成された地盤改良体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の側方流動対策護岸構造。