JP2011190645A - Structure for liquefaction countermeasure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液状化対策構造に関する。 The present invention relates to a liquefaction countermeasure structure.
地震時における地盤の液状化を抑制する液状化対策構造が特許文献1,2などに記載されている。
特許文献1の液状化対策構造は、地中壁で平面視格子状の地中構造体を構築し、この地中構造体の直上に構造物を構築するというものである。この液状化対策構造によれば、地震時における地盤のせん断変形を抑制することができるので、構造物直下での地盤の液状化を抑制することが可能になる。
The liquefaction countermeasure structure of
特許文献2の液状化対策構造は、構造物を囲む地中壁で筒状の地中構造体を構築し、構造物直下の地盤を周辺地盤から遮断する、というものである。この液状化対策構造によれば、構造物重量による地盤の拘束効果(地盤の初期有効応力を増加させて地盤の液状化強度を増大させる効果)を期待できるようになるので、地中構造体によるせん断変形の抑制効果と相俟って、構造物直下での地盤の液状化を抑制することが可能になる。
The liquefaction countermeasure structure of
特許文献1の液状化対策構造では、構造物重量が地中構造体(地中壁)に直接作用するので、構造物重量による地盤の拘束効果を期待できないという問題がある。
In the liquefaction countermeasure structure of
特許文献2の液状化対策構造では、建築面積が大きくなるにつれて地中構造体を大きくする必要があるが、地中構造体を大きくすると、これを構成する地中壁の間隔が広がってしまい、せん断変形の抑制効果が損なわれるという問題がある。
In the liquefaction countermeasure structure of
このような観点から、本発明は、地中壁によるせん断変形の抑制効果と構造物重量による拘束効果とを併せ持つ液状化対策構造であって、建築面積が大きいような場合であっても、せん断変形の抑制効果が損なわれ難い液状化対策構造を提供することを課題とする。 From this point of view, the present invention is a liquefaction countermeasure structure that has both the effect of suppressing shear deformation due to underground walls and the effect of restraint due to the weight of the structure, and even when the building area is large, It is an object of the present invention to provide a liquefaction countermeasure structure in which the effect of suppressing deformation is hardly impaired.
本発明に係る液状化対策構造は、地中壁で構築した平面視格子状の地中構造体と、前記地中構造体の上方に構築した構造物と、前記地中構造体と前記構造物との間に介設された緩衝体と、を備える液状化対策構造であって、前記緩衝体の剛性又は強度を、前記構造物の直下の地盤の剛性又は強度よりも小さくしたことを特徴とする。 The liquefaction countermeasure structure according to the present invention includes an underground structure in a plan view lattice shape constructed with underground walls, a structure constructed above the underground structure, and the underground structure and the structure. A liquefaction countermeasure structure having a buffer interposed therebetween, wherein the rigidity or strength of the buffer is made smaller than the rigidity or strength of the ground directly below the structure. To do.
本発明において、平面視格子状の地中構造体とは、地中壁で囲まれた領域を複数具備する地中構造体を意味する。「地中壁で囲まれた領域」の平面形状に制限はなく、平面視多角形としてもよいし、円形や楕円形としても差し支えない。 In the present invention, the underground structure having a lattice shape in plan view means an underground structure having a plurality of regions surrounded by underground walls. The planar shape of the “region surrounded by the underground wall” is not limited, and may be a polygon in plan view, or may be a circle or an ellipse.
緩衝体の材質等に制限はないが、例えば、発泡スチロール、発泡ウレタン、木箱などにて構成することができる。なお、初期剛性が構造物の直下の地盤より高い緩衝体でも、当該地盤より低強度であれば、本発明の緩衝体として使用できる。また、強度が構造物の直下の地盤より高い緩衝体でも、当該地盤より低剛性であれば、本発明の緩衝体として使用できる。 Although there is no restriction | limiting in the material of a buffer, etc., For example, it can comprise with a polystyrene foam, a urethane foam, a wooden box, etc. Note that even a shock absorber having an initial rigidity higher than that of the ground directly below the structure can be used as the shock absorber of the present invention as long as the strength is lower than that of the ground. Further, even a shock absorber having a strength higher than that of the ground directly below the structure can be used as the shock absorber of the present invention as long as the strength is lower than that of the ground.
本発明によれば、地盤よりも変形し易い緩衝体を配置したことにより、地中構造体で直接構造物を支持する場合に比べて、地中構造体に作用する鉛直荷重(構造物重量に起因する荷重)が減り、構造物直下の地盤(地中壁で囲まれた領域に位置する地盤)に作用する鉛直荷重が増えるようになるので、せん断変形を抑制する地中構造体を構造物の下方に配置していながらも、構造物重量による地盤の拘束効果を期待することができる。 According to the present invention, since the shock absorber that is more easily deformed than the ground is disposed, the vertical load acting on the underground structure (the weight of the structure is reduced) compared to the case where the structure is directly supported by the underground structure. The vertical load acting on the ground directly under the structure (the ground located in the area surrounded by the underground wall) increases, so the underground structure that suppresses shear deformation is the structure. Although it is arranged below, it is possible to expect the effect of restraining the ground due to the weight of the structure.
また、本発明によれば、平面視格子状の地中構造体によって構造物直下の地盤が仕切られるようになるので、地震時における地盤のせん断変形が抑制されるようになり、さらには、構造物重量を受けた地盤の孕み出しが抑制されるようになる。 Further, according to the present invention, since the ground directly under the structure is partitioned by the underground structure having a lattice shape in plan view, the shear deformation of the ground during an earthquake is suppressed, and further, the structure The soil squeezing out of the ground due to the weight of the object is suppressed.
さらに、本発明によれば、構造物直下の地盤を適宜な間隔で仕切ることができるので、建築面積が大きいような場合であっても、せん断変形の抑制効果が損なわれ難くなる。 Furthermore, according to the present invention, since the ground directly under the structure can be partitioned at an appropriate interval, even if the building area is large, the effect of suppressing shear deformation is hardly impaired.
なお、本発明の液状化対策構造では、地中壁によるせん断変形の抑制効果と構造物重量による地盤の拘束効果の両方を期待することができるので、平面視格子状の地中構造体で直接構造物を支持する場合(構造物重量による地盤の拘束効果が期待できない場合)よりも、地中壁の間隔を広げることができる。 In the liquefaction countermeasure structure of the present invention, both the effect of suppressing shear deformation by the underground wall and the effect of restraining the ground by the weight of the structure can be expected. The space between the underground walls can be made wider than when the structure is supported (when the effect of restraining the ground due to the weight of the structure cannot be expected).
本発明によれば、地中壁によるせん断変形の抑制効果および構造物重量による拘束効果の相乗効果によって液状化の発生を効果的に抑制することが可能になり、建築面積が大きいような場合であっても、せん断変形の抑制効果が損なわれ難くなる。 According to the present invention, it becomes possible to effectively suppress the occurrence of liquefaction by the synergistic effect of the shear deformation suppression effect by the underground wall and the restraining effect by the structure weight, and in the case where the building area is large. Even if it exists, it becomes difficult to impair the effect of suppressing shear deformation.
本発明の実施形態に係る液状化対策構造は、図1に示すように、地中構造体1と、地中構造体1の上方に構築した構造物2と、地中構造体1と構造物2との間に介設された緩衝体3と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the liquefaction countermeasure structure according to the embodiment of the present invention includes an
地中構造体1は、地盤のせん断変形を抑制するものであり、地震時に液状化が懸念される地盤(液状化層)Gに構築されている。なお、以下の説明においては、地盤Gのうち、構造物2の直下に位置する地盤を支持地盤1bと称する。
The
地中構造体1は、地中壁1aを利用して形成されている。地中壁1aは、難透水性の連続壁であり、地中壁1aの下端部は、支持地盤1bよりも下側の非液状化層Kに根入れされている。地中壁1aは、コンクリート、モルタル、ソイルセメント、シートパイル、鋼管、H鋼などを構成要素とする各種連続壁工法(例えば、柱列式連続壁工法、等厚式連続壁工法、鋼製連続壁工法など)にて構築すればよい。
The
図2に示すように、地中構造体1は、平面視格子状を呈している。すなわち、地中構造体1は、複数列の地中壁1a,1a,…を縦横に構築して形成したものであり、地中壁1aで囲まれた平面視多角形(図2では矩形)の領域を複数具備している。
As shown in FIG. 2, the
図1に示す構造物2は、直接基礎タイプの構造物であり、本実施形態のものは、基礎スラブ2aを備えている。基礎スラブ2aの底面は、地中壁1aの上方に位置する部分においては緩衝体3の上面に接しており、それ以外の部分においては支持地盤1bに接している。
The
緩衝体3は、地中構造体1に作用する鉛直荷重(構造物重量に起因する荷重)を緩和する目的で配置されるものであり、地中壁1aの上端面に載置されている。図1の緩衝体3は、支持地盤1bの表層部に埋設されており、緩衝体3の上面は、支持地盤1bの上面(床付面)と面一になっている。緩衝体3は、平面視格子状となるように地中構造体1の上端面の全体に配置してもよいし、ブロック状に成形して地中構造体1の適所に点在させてもよい。
The
緩衝体3の剛性又は強度は、支持地盤1bの剛性又は強度よりも小さくなっている。緩衝体3の材質等に制限はないが、例えば、支持地盤1bよりも弾性係数の小さい発泡スチロールや発泡ウレタンなどを緩衝体3として使用することができる。なお、支持地盤1bよりも弾性係数の大きい材料(木材や鋼材)などを使用する場合には、内部に空洞を備えた箱状に成形するなど、支持地盤1bよりも変形し易くなるような構造や形状を採用すればよい。
The rigidity or strength of the
本実施形態に係る液状化対策構造を構築するには、複数列の地中壁1a,1a,…を縦横に繋いで平面視格子状の地中構造体1を形成した後、地中壁1aの上端面に緩衝体3を配置し、地中構造体1内の支持地盤1b,1b,…における床付面と緩衝体3の上面とを面一にしたうえで、緩衝体3および支持地盤1bの上に基礎スラブ2aを構築し、次いで、基礎スラブ2a上に構造物2の躯体等を構築すればよい。
In order to construct the liquefaction countermeasure structure according to the present embodiment, a plurality of rows of
以上説明した本実施形態に係る液状化対策構造によれば、支持地盤1bよりも変形し易い緩衝体3を配置したことにより、地中構造体1で直接構造物2を支持する場合に比べて、地中構造体1に作用する鉛直荷重(構造物2の重量に起因する荷重)が減り、構造物2の直下の支持地盤1bに作用する鉛直荷重が増えるようになるので、せん断変形を抑制する地中構造体1を構造物2の下方に配置していながらも、構造物2の重量による支持地盤1bの拘束効果を期待することができる。すなわち、本実施形態に係る液状化対策構造によれば、構造物2の重量により支持地盤1bの初期有効応力が増大した状態となり、さらには、地中構造体1により支持地盤1bのせん断変形が抑制されるようになるので、液状化し難い支持地盤1bを得ることが可能となる。
According to the liquefaction countermeasure structure according to the present embodiment described above, the
本実施形態に係る液状化対策構造および比較例に係る液状化対策構造(地中構造体1で直接構造物2を支持するもの)を模擬した模型を利用して、遠心場において振動実験を行ったところ、比較例に係る液状化対策構造では、支持地盤の過剰間隙水圧比が1に達して液状化したのに対し、本実施形態に係る液状化対策構造では、支持地盤1bの過剰間隙水圧比が0.5〜0.7に抑制され、液状化を防ぐことができた。
Using the model simulating the liquefaction countermeasure structure according to the present embodiment and the liquefaction countermeasure structure according to the comparative example (one that directly supports the
また、本実施形態に係る液状化対策構造によれば、平面視格子状の地中構造体1によって支持地盤1bが複数の区画に仕切られるようになるので、支持地盤1bの地震時のせん断変形が抑制されるようになり、さらには、構造物2の重量を受けた支持地盤1bの孕み出しが抑制されるようになる。
In addition, according to the liquefaction countermeasure structure according to the present embodiment, the
本実施形態に係る液状化対策構造によれば、構造物2の中央部の直下においても地中壁1aを配置することができるので、建築面積が大きいような場合であっても、せん断変形の抑制効果が損なわれ難くなる。
According to the liquefaction countermeasure structure according to the present embodiment, since the
本実施形態に係る液状化対策構造によれば、地中壁1aによるせん断変形の抑制効果と構造物2の重量による地盤の拘束効果(初期有効応力の増大化)の両方を期待することができるので、平面視格子状の地中構造体1で直接構造物2を支持する場合(構造物2の重量による地盤の拘束効果が期待できない場合)よりも、地中壁1a,1aの間隔d(図2参照)を広げることができ、ひいては、コストの削減を図ることが可能となる。
According to the liquefaction countermeasure structure according to the present embodiment, it is possible to expect both the effect of suppressing shear deformation by the
本実施形態では、「平面視格子状の地中構造体」として、地中壁1aで囲まれた領域が平面視矩形を呈するものを例示したが、当該領域の平面形状を限定する趣旨ではない。例えば、図3に示すように、地中壁1aで囲まれた領域を平面視六角形としたハニカム状の地中構造体10も、本発明の「平面視格子状の地中構造体」に含まれる。
In the present embodiment, an example in which the region surrounded by the
なお、地中壁1aで囲まれた領域を平面視六角形にすると、平面視矩形にした場合に比べて、地中壁1aの総体積を削減することができるので、コスト削減を図ることが可能になる。また、平面視矩形とした場合よりも円形に近い形状になるため、支持地盤1bの側方土圧に起因して地中壁1aに発生する曲げ応力を低減することができる。
In addition, when the area | region enclosed by the
本実施形態では、構造物2の根入れが無い場合を例示したが、図4に示すように、支持地盤1bを掘り下げて構造物2の基礎等を根入れしてもよい。なお、地盤掘削のために構築した山留め壁4が十分な剛性・耐力を有している場合には、山留め壁4による液状化の抑止効果が期待できるので、構造物2の外縁部の直下に地中壁1aを構築せずとも、支持地盤1bの液状化を抑制することが可能となる。
In the present embodiment, the case where the
1 地中構造体
1a 地中壁
1b 支持地盤(構造物直下の地盤)
2 構造物
3 緩衝体
1
2
Claims (1)
前記地中構造体の上方に構築した構造物と、
前記地中構造体と前記構造物との間に介設された緩衝体と、を備える液状化対策構造であって、
前記緩衝体の剛性又は強度を、前記構造物の直下の地盤の剛性又は強度よりも小さくしたことを特徴とする液状化対策構造。 Underground structure in a plan view grid constructed with underground walls,
A structure constructed above the underground structure;
A liquefaction countermeasure structure comprising a buffer interposed between the underground structure and the structure,
A liquefaction countermeasure structure characterized in that the rigidity or strength of the buffer is smaller than the rigidity or strength of the ground immediately below the structure.
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