JP2010112039A - 液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】臨海部や埋立地などの軟弱地盤における路面や地盤面の液状化対策工において、比較的簡易な方法で、地盤の液状化による地表面の沈下や噴発などを防止することができ、工期及びコストの低減が可能となる液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造を提供する。
【解決手段】液状化の発生が予想される地盤の表層部に床版１１またはシートを設置し、床版またはシートによる版状の地表構造物により液状化を抑制する蓋材を構成し、床版１１やシートに地盤表層部を覆う蓋材の役目をさせることで、液状化発生時の地表面の不陸・凹凸を抑制し、液状化発生時の地表への噴発 (砂や汚染物など)を防止し、道路や地盤面としての機能を確保する共に、汚染物の拡散等を防止する。さらに、ドレーン部材を床版等の下に設置し、液状化による砂等を側方に排出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地震による液状化発生時において、地表面の不陸の発生を抑制し、かつ、地表面への噴発を防止することができる液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造に関するものである。

臨海部や埋立地などの軟弱地盤では、地震による液状化発生の恐れが多大であり、地震時の液状化対策が必要となる。一方、臨海部や埋立地には、工場などが建設され、地震により被災した場合、地盤の液状化による噴発や沈下などで、緊急車両が走行できなくなり、救援活動等ができなくなる、あるいは避難経路が確保できなくなる。

このような事態に対処するために、工場などの敷地に液状化対策を施した緊急車両用道路や緊急避難道路を施工することが考えられている。図４に示すのは、発電所や工場などの敷地Ａの周辺道路の下の地盤に高圧噴射系の地盤改良工法等による地盤改良体５０を築造し、緊急車両用道路または緊急避難道路Ｂを形成した例である。

なお、本発明に関連する液状化対策の先行技術文献としては、液状化層に建設される建物を複数の支持杭で支持する基礎構造の技術が開示されている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。

特開平９−４９２３９号公報 特許第３９４６８４８号公報 特公昭６１−３９４２号公報 特許第３６３６９２８号公報

前述した地盤改良体による液状化対策工の場合、工期及びコストが増大するなどの課題があり、簡易な方法で工期及びコストの低減が図れる液状化対策工が望まれている。

本発明は、臨海部や埋立地などの軟弱地盤における路面や地盤面の液状化対策工において、比較的簡易な方法で、地盤の液状化による地表面の沈下や噴発などを防止することができ、工期及びコストの低減が可能となる液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造を提供することにある。

本発明の請求項１は、液状化の発生が予想される地盤の表層部に床版またはシートが設置され、床版またはシートによる版状の地表構造物により、液状化発生時において、地表面の不陸の発生を抑制し、かつ、地表面への噴発を防止する蓋材が構成されていることを特徴とする液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造である（図１、２参照）。

床版またはシートによる版状の地表構造物による不陸抑制・噴発防止構造である。ＲＣ床版などの床版が液状化の発生が予想される地盤の表層部に設置され、複数の支持杭により支持される柱のある地中桟橋または地中高架橋等の橋梁形式の地中構造物の場合（図１参照）、地表の床版が蓋材として機能する。床版またはシートによる版状の地表構造物のみの場合（図２参照）、柱のない地中桟橋等であり、床版またはシートによる版状の地表構造物が蓋材として機能する。緊急車両用道路や緊急避難道路などの道路構造あるいは駐車場や敷地などの地盤面構造などに適用することができる。

シートの場合には、土木シート、あるいはシート状補強材などを使用することができ、これらシートの上に砕石などを敷き、舗装を施すなどして道路床版等を形成する。

地震により液状化が発生しても、床版またはシートによる版状の地表構造物が地盤表層部を覆う蓋材の役目をし、液状化発生時の地表面の不陸・凹凸を抑制することができ、かつ、液状化発生時の地表への噴発(砂や汚染物など)を防止することができ、歩行者等の直接被災を低減することができると共に、救援・避難路の確保（二次被災の防止）など道路や地盤面としての機能を確保することができ、また汚染物の拡散等を防止することができる。

本発明の請求項２は、請求項１に記載の不陸抑制・噴発防止構造において、床版またはシートの下部に、液状化による砂まじりの水を床版の下から側方へ排出するドレーン部材が設けられていることを特徴とする液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造である（図３参照）。

蓋材としての床版やシートの下に、砂利や有孔配水管などのドレーン部材を全面あるいは所定のピッチで設ける場合である。床版やシートの蓋材としての連続性が強度・伸縮性等の性能から保持されており、蓋材として密閉性が確保できずに噴出抑制できない場合に有効である。

このドレーン部材により液状化発生時の噴出の水みちが形成され、床版やシートの変形（床版等の隆起、持ち上がりを含む）や作用力を制御することができ、また噴出口や水みちをある程度計画的に設定しているため、汚染した土壌・地下水の噴出を制御でき、また拡散を防止することができ、さらに有害物質の回収作業の簡素化を図ることができる。

本発明の請求項３は、請求項１または請求項２のいずれか一つに記載の不陸抑制・噴発防止構造において、床版の内部に伸縮可撓性の面状連続材が埋設されていることを特徴とする液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造である（図３（ａ）参照）。

床版の内部に土木シートなどの伸縮可撓性の面状連続材を埋設し内包させる場合である。この面状連続材により、シール性の向上、蓋としての強度の向上、不陸発生の抑制等を図ることができる。

本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。

（1）液状化の発生が予想される地盤の表層部に設置される床版またはシートによる版状の地表構造物により液状化を抑制する蓋材を構成しているため、床版またはシートによる版状の地表構造物が地盤表層部を覆う蓋材の役目をし、液状化発生時の地表面の不陸・凹凸を抑制することができ、かつ、液状化発生時の地表への噴発(砂や汚染物など)を防止することができ、歩行者等の直接被災を低減することができると共に、救援・避難路の確保（二次被災の防止）など道路や地盤面としての機能を確保することができ、また汚染物の拡散等を防止することができ、比較的簡易な方法で、液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造を施工することができ、工期及びコストの低減が可能となる。

（2）床版やシート下にドレーン部材を設けることにより液状化発生時の噴出の水みちが形成され、床版の変形や作用力を制御することができ、また噴出口や水みちをある程度計画的に設定しているため、汚染した土壌・地下水の噴出を制御でき、また拡散を防止することができ、さらに有害物質の回収作業の簡素化を図ることができる。

（3）床版の内部に土木シートなどの伸縮可撓性の面状連続材を埋設し内包させることにより、シール性の向上、蓋としての強度の向上、不陸発生の抑制等を図ることができる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は本発明の液状化対策構造を緊急車両用道路や緊急避難道路に適用した場合の例である。

図１の実施形態は、既設や新設の工場などの敷地Ａの周辺道路に、床版１１のみから構成される不陸抑制・噴発防止構造１０により、緊急車両用道路または緊急避難道路Ｂを形成した場合である。柱のない地中桟橋等の版状の地表構造物と考えることができる。

地震時に液状化が発生しても、この道路Ｂにより、動線が確保され、緊急車両が敷地Ａ内に入り、建物Ｃにおける救援活動等を行うことができ、また緊急避難することができる。なお、道路に限らず、二点鎖線で示すように駐車場Ｄ等の平面的なものにも適用することができる。

床版１１はＲＣ床版などであり、この床版１１自体が地盤表層部を覆う蓋材の役目をし、液状化発生時の地表面の不陸・凹凸を抑制することができ、かつ、液状化発生時の地表への噴発(砂や汚染物など)を防止することができる。これにより、歩行者等の直接被災を低減することができると共に、救援・避難路の確保（二次被災の防止）など道路や地盤面としての機能を確保することができ、また汚染物の拡散等を防止することができる。

また、床版１１に代えて、土木シート、あるいはシート状補強材などを使用することもできる。これらシートの上に砕石などを敷き、舗装を施すなどして道路床版を形成する。このシートの場合も、シート床版により地表への噴発を防止することができる。

次に、図２の実施形態は、床版２１と複数の支持杭２２からなる不陸抑制・噴発防止構造２０により、緊急車両用道路または緊急避難道路Ｂを形成した場合である。地震時に液状化が発生しても、この道路Ｂにより、動線が確保され、緊急車両が敷地Ａ内に入り、救援活動等を行うことができ、また緊急避難することができる。

道路に限らず、二点鎖線で示すように駐車場Ｄ等の平面的なものにも適用することができることは、図１の実施形態の場合と同様である。

床版２１は、ＲＣ床版などの道路床版であり、液状化の発生が予想される地盤１の表層部に設置され、支持地盤２に下端が貫入する複数の支持杭２２により支持される。床版２１は地中の主桁・床版に相当し、地中杭として支持杭２２は地中の柱や橋脚に相当し、地中に埋設された地中桟橋または地中高架橋等の橋梁形式の地中構造物が形成されることになる。なお、支持杭２２は支持層２に到達していない半浮き基礎状態でもよい。

地震により液状化が発生し、図２（ｂ）に示すように、砂質地盤の地盤１が沈下しても、複数の支持杭２２で支えられているため、地中桟橋等としての液状化対策構造２０は沈下せず、床版２１は道路としての機能を確保することができる。

支持杭２２は、道路長手方向に所定のピッチで配置される。また、道路幅方向に一対で配置される場合や複数本まとめて配置される場合がある。また、支持杭２２には、鋼管、Ｈ形鋼、コンクリートのほか、貧配合のコンクリート、モルタルなどであっても、かまわない。

また、蓋材としての床版２１により、液状化発生時の地表面の不陸・凹凸を抑制することができ、かつ、液状化発生時の地表への噴発(砂や汚染物など)を防止することができる。このことは、前述した図１の床版１１のみから構成される不陸抑制・噴発防止構造１０における床版１１の場合と同じである。

また、床版１１及び床版２１には、床版の内部に土木シートなどの伸縮可撓性の面状連続材３０を埋設し内包させてもよい（図３（ａ）参照）。この面状連続材により、シール性の向上、蓋としての強度の向上、不陸発生の抑制等を図ることができる。

他の実施形態としては、図１の柱のない版状の地表構造物および図２の柱のある橋梁形式の地中構造物において、蓋材としての床版１１、床版２１あるいはシートの下に、図３に示すようなドレーン部材４０を設ける。このドレーン部材４０は、床版１１、床版２１あるいはシートの蓋材としての連続性が強度・伸縮性等の性能から保持されており、蓋材として密閉性が確保できずに噴出抑制できない場合に有効である。

このドレーン部材４０は、床版１１、床版２１あるいはシートの下部に、液状化による砂まじりの水を床版やシートの下から側方へ排出するものであり、例えば、図３（ａ）に示すように、床版等の下に砂利溜まり溝４１を所定のピッチＰ１で配置し、溝内に砂利４２を充填する。あるいは、図３（ｂ）に示すように、床版等の下面全体に砂利収納空間４３を設け、その底面に砂利溜まり溝４１を所定のピッチＰ２で配置する。あるいは、図３（ｃ）に示すように、床板等の下に多孔排水管４４を所定のピッチＰ３で配置する。その他、不織布、ファイバー材（やし等の繊維材）などを用いることができる。

このようなドレーン部材により液状化発生時の噴出の水みちが形成され、床版等の変形（床版等の隆起、持ち上がりを含む）や作用力を制御することができ、また噴出口や水みちをある程度計画的に設定しているため、汚染した土壌・地下水の噴出を制御でき、また拡散を防止することができ、さらに有害物質の回収作業の簡素化を図ることができる。

なお、以上は本発明を主として道路に適用した場合を示したが、これに限らず、敷地や駐車場などにも適用することができる。

本発明の不陸抑制・噴発防止構造による柱のない版状の地表構造物を道路に適用した例であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直断面図である。 本発明の不陸抑制・噴発防止構造による柱のある橋梁形式の地中構造物を道路に適用した例であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直断面図である。 本発明の不陸抑制・噴発防止構造において床版やシートの下に設けるドレーン部材の種々の例を示す鉛直断面図である。 従来技術としての地盤改良体による液状化対策工の道路の例であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直断面図である。

符号の説明

１……液状化の発生が予想される地盤
２……支持地盤
１０…不陸抑制・噴発防止構造
１１…床版
２０…不陸抑制・噴発防止構造
２１…床版
２２…支持杭
３０…面状連続材
４０…ドレーン部材
４１…砂利溜まり溝
４２…砂利
４３…砂利収納空間
４４…多孔排水管
５０…地盤改良体
Ａ…敷地
Ｂ…緊急車両用道路または緊急避難道路
Ｃ…建物
Ｄ…駐車場
Ｐ１…砂利溜まり溝のピッチ
Ｐ２…砂利溜まり溝のピッチ
Ｐ３…多孔排水管のピッチ

Claims (3)

1. 液状化の発生が予想される地盤の表層部に床版またはシートが設置され、床版またはシートによる版状の地表構造物により、液状化発生時において、地表面の不陸の発生を抑制し、かつ、地表面への噴発を防止する蓋材が構成されていることを特徴とする液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造。
2. 請求項１に記載の不陸抑制・噴発防止構造において、床版またはシートの下部に、液状化による砂まじりの水を床版の下から側方へ排出するドレーン部材が設けられていることを特徴とする液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造。
3. 請求項１または請求項２のいずれか一つに記載の不陸抑制・噴発防止構造において、床版の内部に伸縮可撓性の面状連続材が埋設されていることを特徴とする液状化に伴う不陸抑制・噴発防止構造。

Images