JP2011012433A - マンホールの浮上防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】地震時等に発生する地盤の液状化現象などによって起こるマンホールの浮上を抑えることができ、かつ、きわめて簡単な構造で大規模の工事を必要とせず、低コストで短時間の施工作業で済み、既設のマンホールにも容易に適用可能であるマンホールの浮上防止構造を提供する。
【解決手段】マンホール１の浮上防止構造は、埋設されたマンホール本体３の上部周囲にリング状の加重体６を設置し、マンホール本体３とマンホール蓋７が設置される受枠８との間に接合部材９を配置し、接合部材９を介して受枠８とマンホール本体３とを接合することにより、加重体６とマンホール本体３とを一体化し、常時、加重体６の自重がマンホール本体３に掛かるように構成され、更に受枠８、接合部材９及び加重体６の上部及び周囲に打設した無収縮コンクリート１２の上載荷重を加えてにマンホール１の浮上を防止している。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震時等における地盤の液状化現象などによって、埋設されたマンホール本体等の浮上を防止するマンホールの浮上防止構造に関する。

図６に示すように、従来のマンホール５１は、埋設管路の点検等に使用されるものであり、主として、地盤５２中において立杭状に埋設されるマンホール本体５３と、該マンホール本体５３の上部に取付けられる鉄枠５４と、該鉄枠５４の上部に開閉可能に設置される鉄蓋のマンホール蓋５５とをそれぞれ備えている。このうち、マンホール本体５３は、地盤５２中のマンホール用穴の底部に砕石等の基礎を設け、この基礎の上に底版、管取付壁、直壁、斜壁等を順次積層することによって構成されている。また、鉄枠５４は、その周辺フランジ部分をマンホール本体５３の上部に載置した状態で、複数本のアンカーボルト５６などを用いて締付け固定することにより直接的に取付けられており、マンホール本体５３と一体化している。
そのため、従来のマンホール５１では、地震等によって地盤５２が液状化し、埋設されたマンホール本体５３が浮力などの作用を受けて浮上すると、マンホール本体５３の下部に取付けられている下水管等が離脱するだけでなく、マンホール本体５３の上部に直接的に取付けられた鉄枠５４及びマンホール蓋５５が路面上に突出してしまい、車両や人の通行の邪魔になるという問題があった。

そこで、従来よりマンホールの地震時等における浮上を防止する手段の一つとして、例えば、特許文献１（特開２００６−１８３４５０号公報）などに開示された技術が提供されている。
特許文献１の技術においては、埋設されたマンホールの周壁に複数の通孔を穿孔し、これら通孔を通じて当該マンホール内から外径方向に打脚材を打設して当該マンホールを地盤側に固定し、地震時等において地盤に液状化現象が発生しても、マンホールが浮上するのを防止している。

特開２００６−１８３４５０号公報

しかしながら、上述した従来の技術にあっては、現場で作業者が立杭状に埋め込まれた既設のマンホールの内部に入り、該マンホールの周壁に複数の通孔を穿孔した後、該マンホールの内部外径方向に打脚材を打設して当該マンホールを地盤側に固定する必要があるので、装置全体が大掛かりで大規模の工事を必要とし、かつ施工作業が煩雑であり、工事費用が高額となる上、多くの施工時間も要し、長時間にわたり車両や人の通行を止めることになるという問題があった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、地震時等に発生する地盤の液状化現象などによって起こるマンホールの浮上を抑えることができ、かつ、きわめて簡単な構造で大規模の工事を必要とせず、低コストで短時間の施工作業で済み、既設のマンホールにも容易に適用可能であるマンホールの浮上防止構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、埋設されたマンホール本体の上部周囲にリング状の加重体を設置し、前記マンホール本体とマンホール蓋が設置される受枠との間に接合部材を配置し、前記接合部材を介して前記受枠と前記マンホール本体とを接合することにより、前記加重体と前記マンホール本体とを一体化している。

また、本発明において、前記接合部材は、前記受枠と前記マンホール本体との上下間であって、前記加重体の内周側に位置するリング状の本体部と、該本体部の外周に設けられ、前記加重体の外周まで径方向へ延在する複数のアーム部とを備え、これらアーム部を前記加重体に接合することによって、前記接合部材が前記加重体に取付けられると共に、前記本体部を介在させた状態で、前記受枠と前記マンホール本体とを接合することによって、前記加重体が前記接合部材を介して前記マンホール本体に取付けられている。

さらに、本発明において、前記接合部材は、前記受枠と前記マンホール本体との上下間であって、前記加重体の内周側に位置するリング状の小径本体部と、該小径本体部の下方であって、前記加重体の外周側に位置するリング状の大径本体部と、前記小径本体部と前記大径本体部とを連結する複数のアーム部とを備え、前記加重体を前記大径本体部に載置した状態で接合することによって、前記加重体が前記接合部材に取付けられると共に、前記小径本体部を介在させた状態で、前記受枠と前記マンホール本体とを接合することによって、前記加重体が前記接合部材を介して前記マンホール本体に取付けられている。

そして、本発明において、前記受枠、前記接合部材及び前記加重体の上部及び周囲には、コンクリートが打設されており、液状化時において、前記加重体の自重と前記打設されたコンクリートの上載荷重が重りとなるように構成されている。

上述の如く、本発明に係るマンホールの浮上防止構造は、埋設されたマンホール本体の上部周囲にリング状の加重体を設置し、前記マンホール本体とマンホール蓋が設置される受枠との間に接合部材を配置し、前記接合部材を介して前記受枠と前記マンホール本体とを接合することにより、前記加重体と前記マンホール本体とを一体化しているので、常時、加重体の自重がマンホール本体に加わっており、地震時等に地盤の液状化現象などによって発生する浮力などの作用を加重体の荷重によって抑え、マンホールの浮上を防止することができる。

しかも、本発明に係るマンホールの浮上防止構造は、マンホール本体の外周に２次製品の加重体を配置し、マンホール本体と受枠との間に配置した接合部材を介して受枠とマンホール本体とを接合することにより、加重体とマンホール本体との一体構造が得られるので、構造がきわめて簡単であり、大規模な工事を行う必要がなく、低コストで短時間の施工作業で迅速に行うことができると共に、既設のマンホールにも容易に適用でき、汎用性に優れている。

また、本発明の浮上防止構造では、前記接合部材が、前記受枠と前記マンホール本体との上下間であって、前記加重体の内周側に位置するリング状の本体部と、該本体部の外周に設けられ、前記加重体の外周まで径方向へ延在する複数のアーム部とを備え、これらアーム部を前記加重体に接合することによって、前記接合部材が前記加重体に取付けられると共に、前記本体部を介在させた状態で、前記受枠と前記マンホール本体とを接合することによって、前記加重体が前記接合部材を介して前記マンホール本体に取付けられ、あるいは、前記接合部材が、前記受枠と前記マンホール本体との上下間であって、前記加重体の内周側に位置するリング状の小径本体部と、該小径本体部の下方であって、前記加重体の外周側に位置するリング状の大径本体部と、前記小径本体部と前記大径本体部とを連結する複数のアーム部とを備え、前記加重体を前記大径本体部に載置した状態で接合することによって、前記加重体が前記接合部材に取付けられると共に、前記小径本体部を介在させた状態で、前記受枠と前記マンホール本体とを接合することによって、前記加重体が前記接合部材を介して前記マンホール本体に取付けられているので、直接的に荷重をマンホール本体に作用させる加重体を簡単な施工作業で確実にマンホール本体に一体化させることができる。
それに加えて、本発明の浮上防止構造では、マンホールの構造を改造することなく加重体をマンホール本体に設置することが可能であるため、路面上の外観が通常のマンホールと変わらずに維持できると共に、既設の鉄蓋を再利用でき、エコロジー性の向上も図ることができる。

さらに、本発明の浮上防止構造では、前記受枠、前記接合部材及び前記加重体の上部及び周囲には、コンクリートが打設されており、液状化時において、前記加重体の自重と前記打設されたコンクリートの上載荷重が重りとなるように構成されているので、地震等によりマンホール本体等に対して浮上しようとする作用が生じた場合でも、加重体の自重とコンクリートの上載荷重によってマンホール本体等の浮上を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る浮上防止構造が適用されるマンホールであって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 受枠及びマンホール蓋を取付ける前の状態にあって、図１のマンホールを構成するマンホール本体と、接合部材によってマンホール本体に一体化される加重体であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る浮上防止構造が適用されるマンホールであって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 受枠及びマンホール蓋を取付ける前の状態にあって、図３のマンホールを構成するマンホール本体と、接合部材によってマンホール本体に一体化される加重体であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 図３及び図４における接合部材を示す斜視図である。 従来のマンホールを示す縦断面図である。

以下、本発明に係るマンホールの浮上防止構造について、図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る浮上防止構造が適用されるマンホールであって、（ａ）は無収縮性コンクリートを取り除いた状態にあるマンホールの平面図、（ｂ）はマンホールの縦断面図である。図２は、受枠及びマンホール蓋を取付ける前の状態にあって、図１のマンホールを構成するマンホール本体と、接合部材によってマンホール本体に一体化される加重体であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。

本実施形態のマンホール１は、地震時等における地盤の液状化現象などによって、埋設された部分が浮上するのを防止する構造を有しており、図１及び図２に示すように、地盤２中において立杭状に埋設されるコンクリート製のマンホール本体３を備えている。このマンホール本体３は、埋設管路の点検等に使用すべく、例えば、円筒状のプレキャストコンクリートブロックである１個または複数個の胴部ブロック（図示せず）を積み上げると共に、該胴部ブロックの上に、上方へ向かって先細りのテーパ状に傾斜させた筒状の上部ブロック４をさらに積み上げることにより構成されている。
一方、マンホール本体３の底部には、図示しない底版が設けられ、該底版上にはインバートを形成したインバートブロック（図示せず）が設けられており、当該インバートブロックのインバートの両端部には図外の下水道管が接続され、マンホール本体３の内部に排水を流通させるようになっている。

また、マンホール本体３の上部外周には、マンホール１の周囲の地表面（舗装面）２ａを円形（または矩形）に切断し、所定の深さまで掘削すると共に、掘削した範囲の底面を平坦に均した凹部５が設けられている。この凹部５の底面上には、本発明の実施形態の特徴部分の１つであり、マンホール本体３と一体化し、常時マンホール本体３に加重を掛けることが可能なリング状の加重体６がマンホール本体３の上部外周囲に設置されるようになっている。

この加重体６は、工場などで予め製造された運搬可能なコンクリート２次製品であり、マンホール本体３とは別個に形成され、埋設されたマンホール本体３の大きさなどに応じて所定の厚み、内外径（幅）及び重量を有し、凹部５の深さに対応して１個、あるいは複数個（本実施形態では２個）設置されている。そのため、加重体６の中央部には、マンホール本体３の上部外径よりも大きな径の貫通孔６ａが形成されており、該貫通孔６ａを通して加重体６がマンホール本体３の上部外周囲に設置可能となっている。
また、加重体６は、液状化時において、例えば、４ｍ高さの標準的なマンホール１の重りとして機能すべく、後述の打設された無収縮性コンクリートの上載荷重との合計が約１ｔとなるような重量や設置数に設定されている。そして、積重した加重体６の上面は、マンホール本体３の上面とほぼ面一となる深さ位置に設置されている。

一方、マンホール本体３の上面には、図１に示すように、鉄蓋のマンホール蓋７を開閉可能な状態で設置する受枠８が載置されている。しかも、マンホール本体３と受枠８との間には、本発明の実施形態の特徴部分の１つである接合部材９が配置されており、この接合部材９を介して受枠８とマンホール本体３とを複数個の締結ボルト１０で締付けて接合することにより、加重体６とマンホール本体３とが一体化され、常時、加重体６の自重がマンホール本体３に加わるように構成されている。なお、受枠８は、中央の受面部に設置したマンホール蓋７の上面が地表面２ａとほぼ面一となるように埋設されている。

本実施形態の接合部材９は、図１及び図２に示すように、受枠８の下面とマンホール本体３の上面との上下間であって、貫通孔６ａを有する加重体６の内周側に位置するリング状の本体部９ａと、該本体部９ａの外周に設けられ、加重体６の外周まで径方向へ延在する複数（本実施形態では３本）のアーム部９ｂとを備えている。

本体部９ａは、マンホール本体３の上部に載り、かつ受枠８を載せることが可能な内外径を有し、締結ボルト１０を挿入するボルト孔が周方向に一定の間隔を置いて穿設されている。アーム部９ｂは、本体部９ａの周方向に一定の間隔を置いて形成されており、各アーム部９ｂの先端部を加重体６に載せ、アンカーボルト１１でそれぞれ締付けて接合することにより、接合部材９が加重体６に取付けられている。また、本体部９ａを介在させた状態で、受枠８とマンホール本体３とを複数の締結ボルト１０で接合することによって、加重体６が接合部材９を介してマンホール本体３に一体的に取付けられている。
なお、本実施形態のように、加重体６を２枚積重して設置する場合には、２枚分の加重体６の厚さよりも長いアンカーボルト１１が使用されており、アンカーボルト１１を締付け固定することによって、２枚の加重体６と接合部材９とが緊密に結合されるようになっている。

また、受枠８、接合部材９及び加重体６の上部及び周囲には、図１（ｂ）に示すように、流動性等に優れた無収縮性コンクリート１２が地表面２ａとほぼ面一になるような高さ位置まで設けられている。この無収縮性コンクリート１２は、受枠８、接合部材９及び加重体６等を設置した後、工事現場において打ち込まれるものである。そして、これら加重体６の自重と打設された無収縮性コンクリート１２の上載荷重は、液状化時において、マンホール１の重りとして構成されており、地震等によりマンホール１の浮上が生じる際に、マンホール１の浮上を抑制するような機能を有している。

本発明の第１実施形態に係るマンホール１の浮上防止構造は、まず、既設マンホール１のマンホール本体３の人孔上部の地表面２ａを既存の切断機により所定の深さまで円形に切断し、切断した部分及び既設の鉄枠を一体撤去する。撤去完了後、形成された凹部５の底面を平らに均し、凹部５内にコンクリート２次製品の加重体６を２枚入れ、貫通孔６ａを通して加重体６をマンホール本体３の上部外周囲に設置する。そして、上方に位置する加重体６の上面の所定位置に接合部材９を載せ、各アーム部９ｂの先端部をアンカーボルト１１でそれぞれ締付けて接合することにより、接合部材９を加重体６に取付ける（図２参照）。
次いで、接合部材９の本体部９ａの上面に受枠８を載置し、該受枠８を締結ボルト１０で締付け固定して取付けることにより、接合部材９を介在させた状態で、受枠８とマンホール本体３とを緊結する。その後、受枠８、接合部材９及び加重体６の上部及び周囲に無収縮性コンクリート１２を打ち込み、所定時間にわたり養生すると共に、受枠８の受面部にマンホール蓋７を設置すれば、マンホール１の浮上防止構造が得られることになる（図１参照）。

このように本発明の第１実施形態に係るマンホール１の浮上防止構造では、既設のマンホール本体３の人孔上部を切断し、該上部及び既設の鉄枠を撤去して凹部５を形成した後、マンホール本体３の上部周囲に別個独立のコンクリート２次製品であるリング状の加重体６を設置し、アーム部９ｂの先端部をアンカーボルト１１で締付け固定して加重体６に接合部材９を取付けると共に、接合部材９の本体部９ａを介在させながら受枠８を締結ボルト１０により緊結してマンホール本体３の上部に固定し、加重体６とマンホール本体３とが一体化しているため、常時、加重体６の自重がマンホール本体３に加わることになり、地盤２の液状化現象によってマンホール本体３、受枠８、マンホール蓋７が地表面２ａ上に浮上するのを防止することができる。しかも、本実施形態の浮上防止構造は、構造が簡単で、大規模な現場作業が不要であるため、低コストで短時間の施工作業で迅速に設置できる。

また、本発明の浮上防止構造では、加重体６や受枠８などの上部及び周囲に無収縮性コンクリート１２が打設されており、液状化現象の時に、加重体６の自重と打設された無収縮性コンクリート１２の上載荷重が重りとなるため、地震等によるマンホール１の浮上をより一層抑制することができる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る浮上防止構造が適用されるマンホールであって、（ａ）は無収縮性コンクリートを取り除いた状態にあるマンホールの平面図、（ｂ）はマンホールの縦断面図である。図４は、受枠及びマンホール蓋を取付ける前の状態にあって、図３のマンホールを構成するマンホール本体と、接合部材によってマンホール本体に一体化される加重体であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。図５は、図３及び図４における接合部材の斜視図である。

本実施形態の浮上防止構造においては、第１実施形態の接合部材９に代えて、別構造の接合部材１９が用いられている。この接合部材１９は、受枠８とマンホール本体３との上下間であって、貫通孔６ａを有する加重体６の内周側に位置するリング状の小径本体部１９ａと、該小径本体部１９ａの下方であって、加重体６の外周側に位置するリング状の大径本体部１９ｂと、これら小径本体部１９ａと大径本体部１９ｂとを連結する複数のアーム部１９ｃとを備えている。

小径本体部１９ａは、マンホール本体３の上部に載り、かつ受枠８を載せることが可能な内外径を有し、締結ボルト１０を挿入するボルト孔が周方向に一定の間隔を置いて穿設されている。大径本体部１９ｂは、小径本体部１９ａの外周より外側で一定の間隔を置いて同心状に形成されており、アンカーボルト１１を挿入するボルト孔が周方向に一定の間隔を置いて穿設されている。大径本体部１９ｂの上面には加重体６が載置されるようになっており、加重体６を大径本体部１９ｂに載せ、アンカーボルト１１で締付けて接合することにより、加重体６が接合部材１９に取付けられている。また、小径本体部１９ａを介在させた状態で、受枠８とマンホール本体３とを複数の締結ボルト１０で接合することによって、加重体６が接合部材１９を介してマンホール本体３に一体的に取付けられている。
その他の構成、施工方法及び効果は上記第１実施形態とほぼ同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示されている。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、本発明の浮上防止構造は、既設のマンホール１のみならず、新たに設置するマンホールに対しても適用することができる。また、本発明の浮上防止構造は、マンホール本体３の上部に高さ調整コンクリートが設けられている場合には、接合部材９，１９をマンホール本体３に直接的に接合するのではなく、この高さ調整コンクリートに接合することも可能である。

１ マンホール
２ 地盤
３ マンホール本体
５ 凹部
６ 加重体
７ マンホール蓋
８ 受枠
９ 接合部材
９ａ 本体部
９ｂ アーム部
１０ 締結ボルト
１１ アンカーボルト
１２ 無収縮性コンクリート
１９ 接合部材
１９ａ 小径本体部
１９ｂ 大径本体部
１９ｃ アーム部

Claims (4)

1. 埋設されたマンホール本体の上部周囲にリング状の加重体を設置し、前記マンホール本体とマンホール蓋が設置される受枠との間に接合部材を配置し、前記接合部材を介して前記受枠と前記マンホール本体とを接合することにより、前記加重体と前記マンホール本体とを一体化したことを特徴とするマンホールの浮上防止構造。
2. 前記接合部材は、前記受枠と前記マンホール本体との上下間であって、前記加重体の内周側に位置するリング状の本体部と、該本体部の外周に設けられ、前記加重体の外周まで径方向へ延在する複数のアーム部とを備え、これらアーム部を前記加重体に接合することによって、前記接合部材が前記加重体に取付けられると共に、前記本体部を介在させた状態で、前記受枠と前記マンホール本体とを接合することによって、前記加重体が前記接合部材を介して前記マンホール本体に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のマンホールの浮上防止構造。
3. 前記接合部材は、前記受枠と前記マンホール本体との上下間であって、前記加重体の内周側に位置するリング状の小径本体部と、該小径本体部の下方であって、前記加重体の外周側に位置するリング状の大径本体部と、前記小径本体部と前記大径本体部とを連結する複数のアーム部とを備え、前記加重体を前記大径本体部に載置した状態で接合することによって、前記加重体が前記接合部材に取付けられると共に、前記小径本体部を介在させた状態で、前記受枠と前記マンホール本体とを接合することによって、前記加重体が前記接合部材を介して前記マンホール本体に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のマンホールの浮上防止構造。
4. 前記受枠、前記接合部材及び前記加重体の上部及び周囲には、コンクリートが打設されており、液状化時において、前記加重体の自重と前記打設されたコンクリートの上載荷重が重りとなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマンホールの浮上防止構造。

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