JP2011256647A - 地盤の液状化対策工法 - Google Patents

Abstract

【課題】液状化を防止するべき領域全体を改良せずに、過剰間隙水圧比を所定値（しきい値）以下にせしめて液状化を防止することが出来る地盤の液状化対策工法の提供。
【解決手段】液状化する恐れがない地層（Ｇｃ）に到達する複数の柱状改良体（４０）を造成する工程と、垂直方向に間隔を隔てて複数の版状改良体（５）を造成して複数の柱状改良体を結合する版（５０）を造成する工程とを備え、垂直方向における版（５０）の間隔（ｈ）が１２．０ｍ以下であり、垂直方向における版（５０）の間隔を版（５０）の垂直方向厚さ（ｔ）で除した数値が１２．０以下である。
【選択図】図１０

Description

本発明は、地盤の液状化対策技術に関する。より詳細には、本発明は、軟弱な地盤中に改良体を造成して、当該軟弱な地盤が液状化することによる被害を抑制或いは防止するための液状化対策工法に関する。

飽和した砂地や埋立地の様な軟弱な地盤は、地震が起こった際に液状化してしまう。そして、当該軟弱な地盤に建造された建造物は、地盤の液状化により、基礎部分の沈下、流動、構造物の浮き上がり等の深刻な損傷や被害を受けてしまう。
係る被害を防止するために、飽和した砂地や埋立地の様な液状化地盤に対して地盤改良を施し、安定した地層（非液状化層：例えば粘土層）に到達するか、或いは、根入れされた強固な改良体を造成して、当該液状化地盤の被害を防止している。
改良体を造成するに際しては、例えば、改良体を造成するべき領域において、固化材と原位置土（改良対象の地盤）とを混合、攪拌して、固化している。

ここで、液状化を防止するべき地盤の全領域を地盤改良するのでは、大量の固化材を使用しなければならず、施工に際しては大量の余剰固化材を発生してしまう。
そのため本出願人は、液状化を防止するべき地盤全体を改良するのではなく、その一部のみを改良領域とせしめ、隣接する柱状改良体を接合するように硬化材を噴射する技術を提案した（特許文献１参照）。
係る技術によれば、改良範囲の液状化を確実に防止することが出来ると共に、硬化材の使用量及び余剰固化材発生量を減少することが出来る。

ここで、地盤が液状化するか否かについては、当該地盤における過剰間隙水圧比で判断する。そして、過剰間隙水圧比が所定値（しきい値：０．６）（詳細は後述する）以下であれば、地盤は液状化しない。
しかし、上述した従来技術では、柱状改良体同士を接合する相対的な位置関係をどの様に設定すれば、過剰間隙水圧比が所定値以下となるのかについては、言及されていない。

特開２００８−１４４４９５号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、改良範囲全体を改良せずに、過剰間隙水圧比を所定値（しきい値：０．６）以下にせしめて液状化を防止することが出来る地盤の液状化対策工法を提供することを目的としている。

本発明の液状化対策工法は、液状化する恐れがない地層（非液状化層）に到達する複数の柱状改良体（４０）を造成する工程（図１〜図３）と、垂直方向に間隔を隔てて複数の版状改良体（５）を造成して（図４、図５）、複数の版状改良体（４０）の集合体である版（５０）により複数の柱状改良体（４０）を結合する工程とを備え、垂直方向における版（５０）の間隔（版間の距離：ｈ）が１２．０ｍ以下であり、垂直方向における版（５０）の間隔（ｈ）を版の垂直方向厚さ（ｔ）で除した数値（ｈ／ｔ：無次元量）が１２．０以下であることを特徴としている。
ここで、液状化する恐れがない地層（非液状化層）は、次の３つの地層、すなわち、
地下水位が地表面から１０ｍ以深の深度である層、
細粒分含有率Ｆｃ＝３５％以上の砂層（細かい粒子の多い層）、
地表面からの深度が２０ｍ以深の層、
である。

本発明は、例えば、「比較的生じる可能性の高い中規模程度の地震」を対象とする液状化について適用可能である。ここで、「比較的生じる可能性の高い中規模程度の地震」とは、いわゆる「レベル１」の地震であり、地震動の標準加速度応答スペクトルＳ_０（ｇａｌ：ガル）が、固有周期Ｔ（ｓｅｃ．）に対して、下表１で示す様に規定される地震である。（「道路橋示方書（Ｖ耐震設計編）・同解説」第１３頁〜第１４頁：平成１４年４月１０日 改訂版第２刷発行：社団法人日本道路協会編集：参照）
表１

本発明において、発生頻度の低いプレート境界に生じる海洋性の大規模な地震を対象とする液状化について適用する場合には、垂直方向における版（５０）の間隔（版間の距離：ｈ）が８．０ｍ以下にして、垂直方向における版（５０）の間隔（ｈ）を版の垂直方向厚さ（ｔ）で除した数値（ｈ／ｔ：無次元量）が６．０以下にするのが好ましい。
ここで、「発生頻度の低いプレート境界に生じる海洋性の大規模な地震」は、いわゆる「レベル２」の地震であり、地震動の標準加速度応答スペクトルＳ_１０（ｇａｌ：ガル）が、固有周期Ｔ（ｓｅｃ．）に対して、下表２で示す様に規定される地震である。（「道路橋示方書（Ｖ耐震設計編）・同解説」第１６頁〜第１９頁：平成１４年４月１０日 改訂版第２刷発行：社団法人日本道路協会編集：参照）
表２

本発明において、複数の柱状改良体（４０）の最下端に版（５０）が造成されているのが好ましい。

或いは、複数の柱状改良体（４０）の最下端に版が造成されておらず、最下方に位置する版（最下層の版５０）と改良体（４０）の最下端（４０ｂ）の間隔が、垂直方向に隣接する版（５０）の間隔の１／２以下であるのが好ましい。

上述した様に、地盤が液状化するか否かについては、改良対象土層（Ｇ）における過剰間隙水圧比が大きく影響するが、過剰間隙水圧比がしきい値（０．６）以下であれば、地盤の液状化による被害は深刻なものではなく、液状化しないとみなしても差し支えないと考えられる。
上述する構成を具備する本発明によれば、垂直方向における版（５０）の間隔（版間の距離：ｈ）が１２．０ｍ以下であり、垂直方向における版（５０）の間隔（ｈ）を版の垂直方向厚さ（ｔ）で除した数値（ｈ／ｔ：無次元量）が１２．０以下であれば、例えば１４０ガル（ｇａｌ）の地震が生じても、改良体からの距離が最大となる個所における過剰間隙水圧比がしきい値（０．６）以下となる。
そのため、本発明が施工された改良対象土層（Ｇ）が液状化する恐れはない。
そして、本発明において、垂直方向における版（５０）の間隔（版間の距離：ｈ）が８．０ｍ以下であり、垂直方向における版（５０）の間隔（ｈ）を版の垂直方向厚さ（ｔ）で除した数値（ｈ／ｔ：無次元量）が６．０以下であれば、例えば、４００ガルの海洋型地震の様に、非常に強大な地震が発生しても、改良体からの距離が最大となる個所における過剰間隙水圧比がしきい値（０．６）以下となり、本発明が施工された改良対象土層（Ｇ）が液状化することを防止出来る。

また本発明によれば、複数の柱状改良体（４０）を結合する版（５０）を造成することにより、液状化を防止するべき改良対象土層（Ｇ）全体を改良する必要がなくなる。
そして、改良対象土層（Ｇ）に対して、柱状改良体（４０）の体積は４０％（改良率）程度で済ませることが出来る。
そのため本発明によれば、改良対象土層（Ｇ）全体を改良する場合に比較して、固化材の使用量や施工に必要な労力、コストを大幅に低減して、施工期間を短縮することが出来る。
さらに、地盤改良の際に生じる余剰固化材の量も減少する。余剰固化材は産業廃棄物として処理する必要があるので、余剰固化材の量が減少すれば、産業廃棄物処理量も減少する。

本発明の実施形態の工程図であって、柱状改良体を造成している状態を示している。 図１と同様な工程図であって、２本目の柱状改良体を造成している状態を示している。 図２と同様な工程図であって、３本目の柱状改良体を造成している状態を示している。 図１〜図３と同様な工程図であって、柱状改良体間に版状改良体を造成している状態を示している。 図４と同様な工程図であって、柱状改良体間に複数の版状改良体を造成した状態を示している。 柱状改良体と版状改良体の平面における配置を示す平面図である。 実施形態における改良体の配置の一例を示す平面図である。 実施形態における改良体の配置の一例であって、図７とは異なる配置を示す平面図である。 柱状改良体と版状改良体との立体的な位置関係の一例を模式的に示す斜視図である。 柱状改良体と版状改良体との立体的な位置関係の一例であって、図９とは異なる立体的位置関係を模式的に示す斜視図である。 改良体と版が図９で示す立体的な位置関係にある場合において、地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 図１１の数値解析結果の各々について、版間の距離を版の厚さで除した数値と過剰間隙水圧比との関係をプロットした特性図である。 図１１の数値解析結果の各々について、版間の距離と過剰間隙水圧比との関係をプロットした特性図である。 版間の距離を版の厚さで除した数値と過剰間隙水圧比との特性線を図１２中に示した特性図である。 版間の距離と過剰間隙水圧比との特性線を図１３中に示した特性図である。 柱状改良体と版が図１０で示す立体的な位置関係にある場合において、地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 図１６の数値解析結果の各々について、版間の距離を版の厚さで除した数値と過剰間隙水圧比との特性線を示す特性図である。 図１６の数値解析結果の各々について、版間の距離と過剰間隙水圧比との特性線を示す特性図である。 図１４と図１７とを重ねて示す特性図である。 図１５と図１８とを重ねて示す特性図である。 図１０の場合において、最下層の版と改良体最下端の間隔を、垂直方向について隣接する版の間隔の１／２に設定したときの過剰間隙水圧比の数値解析結果を、図９の場合における過剰間隙水圧比の数値解析結果と対比して示す図である。 図９で示す柱状改良体と版状改良体との立体的な配置の変形例を示す正面図である。 図１０で示す柱状改良体と版状改良体との立体的な配置の変形例を示す正面図である。 上方の版を造成する態様であって、図１〜図５で示すのとは別の手順における工程図である。 図２４に続く工程を示す工程図である。 図２５に続く工程を示す工程図である。 図２６に続く工程を示す工程図である。 改良体と版が図９で示す立体的な位置関係にある場合に、図１１とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 改良体と版が図９で示す立体的な位置関係にある場合に、図１１及び図２８とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 改良体と版が図９で示す立体的な位置関係にある場合に、図１１、図２８、図２９とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 改良体と版が図９で示す立体的な位置関係にある場合に、図１１、図２８〜図３０とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 改良体と版が図９で示す立体的な位置関係にある場合に、図１１、図２８〜図３１とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 改良体と版が図９で示す立体的な位置関係にある場合に、図１１、図２８〜図３２とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 改良体と版が図１０で示す立体的な位置関係にある場合に、図１６とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。 改良体と版が図１０で示す立体的な位置関係にある場合に、図１６及び図３４とは異なる条件で地震発生時の過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に、図１〜図５を参照して、本発明の実施形態に係る地盤の液状化対策工法の施工手順を説明する。

図１で示す様に、地表面Ｇｆに設置したボーリングマシン１を用いて、ボーリングマシン１のロッド２によって、柱状改良体４０を、地盤Ｇにおける非液状化層Ｇｃに到達或いは根入れするように造成する。
柱状改良体４０は、液状化する可能性がある改良対象土層Ｇ（液状化層）を垂直方向に貫通して、非液状化層Ｇｃに到達或いは根入れする様に造成される。
図１〜図３における符号４は、造成途中の柱状改良体を示している。

改良体４０の造成に際しては、公知の方法、例えば、垂直方向に延在するボーリング孔を掘削し、掘削されたボーリング孔内に噴射装置を有するロッド２を挿入し、噴射装置から固化材（硬化材）を噴射して液状化を防止するべき土壌（原位置土）を切削しつつ、固化材と原位置土とを混合・攪拌して、噴射装置を回転しつつ、地上側に引き上げる工法が用いられる。
ただし、噴射装置を有するロッド２を回転して、固化材と原位置土とを混合・攪拌しつつ、ボーリング孔内を地上側から地下側に押し下げて、改良体を造成することも可能である。

次に、図２、図３で示す様に、所定間隔を隔てて、図１と同様な態様にて、複数の改良体４０を造成する。
改良体４０の平面上の造成個所については、図６〜図８を参照して後述する。

複数の改良体４０を造成したならば、図４で示す様に、隣接する改良体４０の間の領域に、垂直方向寸法の小さい（厚さの薄い）版状改良体５を造成する。
版状改良体５の造成に際しても、ボーリングマシン１を用いて、改良体４０の造成と同様な態様で行う。
ただし、図１〜図３で示す改良体４０の造成とは異なり、版状改良体５の造成に際しては、図４、図５で示す様に、同一の水平方向位置において、垂直方向に間隔を隔てて断続的に、複数の版状改良体５を造成している。そして、垂直方向に断続的に造成された複数の版状改良体５の各々において、水平方向に隔てた位置にある複数の版状改良体５（図５では、水平方向について隣接する版状改良体５）同士の垂直方向位置は等しい。

図５において、符号ｈは上下方向に隣接する版状改良体５間の面々の間隔（垂直方向距離）を示し、符号ｔは版状改良体５の厚みを示す。
上下方向に隣接する版状改良体５の間隔「ｈ」と版状改良体５の厚み「ｔ」との関係については後述する。

明確には図示されてはいないが、図１〜図５を参照して説明した液状化対策工法の実施に際しては、図１で示す段階よりも以前の段階、或いは、全ての改良体４０と版状改良体５（或いは、版状改良体５の集合体である版５０）を造成した後に、施工領域或いは改良対象地層Ｇを包囲するように、壁状の改良体（図示せず）で包囲することが出来る。
壁状の改良体（図示せず）で施工領域を包囲すれば、過剰間隙水圧比が図示しない壁状改良体の外側の領域まで伝播してしまうことが防止される。

図６において、改良体４０と版状改良体５の平面状の配置が示されている。
ここで、図６で示す版状改良体５は、実際には、図５で示す様に垂直方向に複数の版状改良体５が断続的に配置されている。換言すれば、図６における版状改良体は、図６の紙面に垂直な方向については、間隔を隔てて（地中Ｇ内に）複数存在している。

図６で示す様に、改良体４０の周辺には複数の版状改良体５が隙間無く造成されている。そして、図５に関連して説明した通り、水平方向に隔てた位置にある複数の版状改良体５（水平方向について隣接する版状改良体５）同士の垂直方向位置は等しいので、改良体４０間の隙間となる領域全体に版状改良体５が造成される。
ここで、本明細書においては、改良体４０間の隙間となる領域の全体に造成された複数の版状改良体５の集合体を、包括的に「版」５０と表記している。換言すれば、改良体４０の隙間となる領域全体には、垂直方向に間隔を隔てて、断続的に、版５０が造成されている。
そして、係る版５０により、改良体全体が結合された構造となっている（後述の図９、図１０参照）。

なお、液状化対策工法を施工するべき地盤Ｇにおける改良体４０の平面における配置として、例えば、図７で示すように、改良体４０の周囲において版状改良体５を隙間なく配置する場合と、図８で示すように、版状改良体５間に隙間を設けて改良体４０の周囲に配置する場合が存在する。

図７及び図８の例では、施工領域全体に対して、改良体４０が占める割合（改良率）は４０％程度ある。
すなわち、図示の実施形態によれば、液状化を防止するべき領域全体を改良する場合に比較して、６０％程度の領域を改良せずに済み、その分だけ、固化材の使用量や各種コストが低減する。

図９及び図１０は、図示の実施形態における改良体４０と版５０との立体的な位置関係を模式的に示している。
図９で示すタイプも図１０で示すタイプも、複数の改良体４０は、その最上部（地上側端部）において版５０（図７の「全面タイプ」）により接合されている。
改良体４０の最下端は、非液状化層（図示を省略）に到達しており、図９で示すタイプは、複数の改良体４０の最下端が版５０により接合されている。そして、最下端の版５０の全体が、安定した領域と接触している。なお、改良体４０の最下端は、安定した領域に接触していても良いし、安定した領域内に侵入していても良い。
一方、図１０で示すタイプでは、複数の改良体４０は、その最下端において、安定した領域と接触している。ただし、複数の改良体４０同士は、最下端よりも上方の領域で、版５０により接合されている。

図９及び図１０では、垂直方向における版５０の造成個所は２箇所であるが、これに限定されるものではない。
換言すれば、図９で示すタイプも、図１０で示すタイプも、垂直方向における版５０の造成個所（或いは、複数の改良体４０同士の接合箇所）を、３箇所以上に設定しても良い。

図９及び図１０では、改良体４０は上方の版５０に接続しており、上方の版５０よりも上方には延在していない。
しかし、図２２及び図２３で示すように、改良体４０の上端部４０Ｕが上方の版５０−１の上方に突出していても良い。
ここで、図２２は図９のタイプに対応しており、改良体４０の下端部は下方の版５０の下側に突出してはいない。
一方、図２３は図１０のタイプに対応しており、改良体４０の下端部４０−２が下方の版５０の下側に突出している。
図２２、図２３で示す様に、改良体４０の上端部４０Ｕが上方の版５０−１の上方に突出する様に配置する態様であれば、表層部を改良出来ない様な現場で施工する場合に有効である。

一方、図９及び図１０で示す様に、最上方の版５０における上面５０Ｕが地表面Ｇｆと概略面一になる様に配置される場合には、最上方の版５０については、図２４〜図２７で示す様に表層改良によって造成することが可能である。
表層改良によって最上方の版５０を造成するに際しても、図２４で示す様に、ボーリングマシン１とロッド２を用いて、柱状改良体４０を造成する。ここで、複数の改良体４０を造成するために、ボーリングマシン１及びロッド２はガイド部材６０上を移動可能に構成されている。そして、ガイド部材６０は、Ｈ鋼の様な構造部材で構成されたスペーサ６２により、地表面Ｇｆから離隔して設けられている。
図２４において、図１〜図５で説明した態様で改良体４０と版状改良体５が造成されるが、改良体４０は地表面Ｇｆまでは造成されず、地表面Ｇｆから距離ｄＩだけ下方の位置よりも下方の領域だけ造成される。換言すれば、図２４において、地表面Ｇｆから符号ｄＩで示す深度までの領域には、改良体４０は造成されない。

改良部４０の造成後、図２４における地表面Ｇｆから深さｄＩの領域は、図２５で示す様に掘削されて、そこに存在する土壌が除去される。
図２５において、掘削により形成された地表面近傍の空間は、符号Ａｇで示されている。そして、図２５において、除去された土壌が点線で示されている。

図２６で示す工程では、図２５の工程で掘削して土壌を除去した空間Ａｇに、セメントミルク等の固化材を混合したスラリーＳを供給する。
供給されたスラリーＳが硬化すれば、図２７で示すように、上方の版５０−１が造成される。ここで、上方の版５０−１の上面５０Ｕは、地表面Ｇｆと概略面一である。

ここで、地表面Ｇｆから距離ｄＩの領域に残存する土壌を掘削し、掘削により形成された空間Ａｇに固化材を混合したスラリーＳを充填することに代えて、図２４における地表面Ｇｆから距離ｄＩの領域において、当該領域に対して、いわゆる「表層改良」を施工することが可能である（図示せず）。
すなわち、固化材の噴流を水平方向に噴射しつつ当該噴流を回転して、図２４における地表面Ｇｆから距離ｄＩの領域の土壌を切削して、固化材と混合攪拌することにより、図２７で示す様な上方の版５０−１を造成することも可能である。
上述した以外にも、上方の版５０−１を造成する技術は、多々存在する。すなわち、上方の版５０−１を造成する態様は、上述した態様に限定されるものではない。

ここで、地盤Ｇの液状化を防止するためには、液状化対策を施された地盤において、過剰間隙水圧比がしきい値を超えないことが必要とされる。
後述のように、過剰間隙水圧比が０．６以下であれば、液状化の恐れはない、と考えられる。換言すれば、地盤Ｇにおける過剰間隙水圧比がしきい値である０．６を上回る場合には当該地盤Ｇが液状化する恐れがあり、０．６以下であれば液状化の恐れがないと考えられる。
ここで、過剰間隙水圧比は、次式により定義される。
過剰間隙水圧比＝過剰間隙水圧／地震前の鉛直有効応力
ここで、「過剰間隙水圧」は、地震動によって上昇した水圧を意味している。地震前の地下水による水圧のことではない。
また、「地震前の鉛直有効応力」は、地震前の土粒子間に作用する応力を意味している。粒子間の力であるため、水圧は含まない。

ここで、過剰間隙水圧比のしきい値「０．６」については、次のようにして定められる。
すなわち、液状化で歪が発生するのは、過剰間隙水圧比が０．８程度であることは、従来から当業者には知られている。係る数値（０．８）を安全側に余裕を持たせた数値である０．６を、液状化が発生しないためのしきい値として設定した。

発明者は、図９で示す様なタイプ（改良体４０の最下端が版５０により接合されているタイプ）及び図１０で示す様なタイプ（改良体４０の最下端が版により接合されていないタイプ：最下方の版５０が改良体４０の最下端よりも上方を接合しているタイプ）の双方について、数値解析を行い、版５０を造成する条件を種々変更して、過剰間隙水圧比がしきい値を超えないために必要な条件について検討した。
以下において、過剰間隙水圧比がしきい値（＝０．６）を超えないためには、どのような条件で版を造成するべきかについて説明する。

最初に図１１〜図１５を参照して、図９で示すタイプにおいて、過剰間隙水圧比がしきい値を超えないために必要な条件について、検証する。
図１１は、図９で示すタイプにおいて、４００ガルの海洋型地震（発生頻度の低いプレート境界に生じる海洋性の大規模な地震の１例）が発生した場合において、改良体周辺の土壌における過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示している。

図１１では、液状化層の垂直方向厚さが比較的薄い場合（液状化層の垂直方向厚さが１０ｍの場合）と、液状化層の垂直方向厚さが比較的厚い場合（液状化層の垂直方向厚さが２０ｍの場合）に大別して示している。
図１１において、「千鳥」と記載されているものと「柱列」と記載されているものとは、改良体４０の平面的な配置が異なっている。

各数値解析の結果において、例えば「１．０ｍ×３枚」と記載されているのは、垂直方向の厚さ寸法が１ｍの版５０が、垂直方向に間隔を空けて３箇所（改良体の最上端と、最下端と、その間の何れかの位置）に配置されて、複数の改良体４０を接合していることを示している。
「Ｐｅｘ１」は過剰間隙水圧比を示し、「ｈ」は垂直方向における版の間隔（単位はｍ）を示している。
また、「ｈ／ｔ」は、垂直方向における版の間隔「ｈ」を、版の垂直方向厚さ「ｔ」で除した数値（無次元量）を示している（「ｈ」、「ｔ」については図５を参照）。

各数値解析の結果において、「◎」は過剰間隙水圧比が０．６以下であることを示し、「△」は過剰間隙水圧比が０．６よりも大きくて０．８以下であることを示し、「×」は過剰間隙水圧比が０．８よりも大きいことを示している。
そして、各数値解析において、図１１の「凡例」で示すように、改良体４０は細かい点による薄いハッチングを付して示されており、白い部分は過剰間隙水圧比が０．６以下の領域を示し、横方向の線によるハッチング部分は過剰間隙水圧比が０．６よりも大きくて０．８以下である領域を示しており、黒い部分は過剰間隙水圧比が０．８よりも大きくて１．０以下である領域を示している。

図１１で示す数値解析の結果を定量的に表現したものが、図１２、図１３である。
図１２は、垂直方向における版５０の間隔（版間の距離）「ｈ」を版の垂直方向厚さ「ｔ」で除した数値「ｈ／ｔ」を横軸に示し、過剰間隙水圧比を縦軸に示して、図１１の数値解析結果の各々をプロットしている。なお、図１２及び図１４では、「ｈ／ｔ」を「未改良部一箇所あたりの厚さｈ／一枚あたりの厚さｔ」と表現している。
一方、図１３では、版５０の間隔（版間の距離）「ｈ」を横軸に示し、過剰間隙水圧比を縦軸に示して、図１１の数値解析結果の各々をプロットしている。なお、図１３及び図１５では、「ｈ」を「未改良部一箇所あたりの厚さｈ」と表現している。
なお、図１２〜図１５において、「下端に版を設置した場合」と記載されているのは、図１２〜図１５は図９で示すタイプの位置関係であることを示している。

図１４では、図１２のプロットから求めた「ｈ／ｔ」と過剰間隙水圧比との特性線を示している。これにより、「ｈ／ｔ」と過剰間隙水圧比との関係が、特性線という態様で、視覚的に且つ定量的に表現される。
ここで、発明者による各種の解析及び研究によれば、液状化対策の良否を判定する過剰間隙水圧比のしきい値としては、０．６が適当であることが分った。
図１４において、縦軸の過剰間隙水圧比が０．６であれば、横軸の「ｈ／ｔ」（図１４では「未改良部一箇所あたりの厚さｈ／一枚あたりの厚さｔ」）は６．０（無次元量）となる。
図１１の数値解析結果及び図１２、図１４から、図９で示すタイプにおいては、垂直方向における版の間隔（版間の距離）「ｈ」を版の垂直方向厚さ「ｔ」で除した数値「ｈ／ｔ」は、６．０以下となるべきことが判明した。

同様に、図１５では、図１３のプロットから求めた「ｈ」と過剰間隙水圧比との特性線を示している。これによって、「ｈ」と過剰間隙水圧比との関係が、特性線という態様で、視覚的に且つ定量的に表現される。
図１５において、縦軸の過剰間隙水圧比が０．６であれば、横軸の「ｈ」（図１５では「未改良部一箇所あたりの厚さｈ」）は８．０（ｍ）となる。
図１１の数値解析結果及び図１３、図１５から、図９で示すタイプにおいては、垂直方向における版の間隔（版間の距離）「ｈ」は、８．０ｍ以下となるべきことが判明した。

次に、図１６〜図２１を参照して、図１０で示すタイプ（改良体４０の最下端は版５０により接合されていないタイプ）において、過剰間隙水圧比がしきい値を超えないために必要な条件について、説明する。
図１６は、図１０で示すタイプにおいて、４００ガル〜６００ガルの地震が発生した場合において、改良体４０周辺の土壌における過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示している。
図１６における数値解析結果の区画の態様、各種表示については、図１１に関して上述したのと同様である。

図１６で示す数値解析の結果を図１７、図１８で定量的に表現している。
そして、図１６〜図１８において、「下端に版を設置しない場合」と記載されているのは、図１６〜図１８は図１０で示すタイプの位置関係であることを示している。

図１７では、図１２と同様に、垂直方向における版５０の間隔（版間の距離）「ｈ」を版の垂直方向厚さ「ｔ」で除した数値「ｈ／ｔ」を横軸に示し、過剰間隙水圧比を縦軸に示して、図１６の数値解析結果の各々をプロットしている。そして、係るプロットから求めた「ｈ／ｔ」と過剰間隙水圧比との特性線を示している。これにより、「ｈ／ｔ」と過剰間隙水圧比との関係が、特性線という態様で、視覚的に且つ定量的に表現される。図１７は、図１４と同様な図面である。なお、図１７でも、「ｈ／ｔ」を「未改良部一箇所あたりの厚さｈ／一枚あたりの厚さｔ」と表現している。
図１８では、図１３と同様に、版５０の間隔（版間の距離）「ｈ」を横軸に示し、過剰間隙水圧比を縦軸に示して、図１６の数値解析結果の各々をプロットしている。そして、係るプロットから求めた「ｈ」と過剰間隙水圧比との特性線を示している。これによって、「ｈ」と過剰間隙水圧比との関係が、特性線という態様で、視覚的に且つ定量的に表現される。図１８は、図１５と同様な図面である。

図１７と図１４とを重ね合わせた図１９において、図１７で示す特性線と図１４で示す特性線とを比較すると、図１７の特性線における傾きは、図１４の特性線における傾きの２倍となっている。
同様に、図１８と図１５とを重ね合わせた図２０において、図１８で示す特性線と図１５で示す特性線とを比較すると、図１８の特性線における傾きは、図１５の特性線における傾きの２倍となっている。
すなわち、「ｈ／ｔ」が同一であれば、図１０で示すタイプ（図１６〜図１８）は、図９で示すタイプ（図１１〜図１５）に比較して、過剰間隙水圧比が２倍になる。
そして、「ｈ」が同一であれば、図１０で示すタイプ（図１６〜図１８）は、図９で示すタイプ（図１１〜図１５）に比較して、過剰間隙水圧比が２倍になる。

そして、図１０で示すタイプにおいて、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔を、垂直方向について隣接する版５０の間隔の１／２に設定すれば、版間の距離を版の厚さで除した数値と過剰間隙水圧比との特性線（図１７参照）における傾きが２倍となり、図１７の特性線と図１４の特性線が一致する。同様に、図１８の特性線における傾きも２倍となり、図１５の特性線と一致する。
また、図１０で示す改良体４０と版５０との位置関係（改良体４０の下端部には版５０が存在しないタイプ）において、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔（垂直方向距離）を、垂直方向について隣接する版５０の間隔（垂直方向距離）の１／２に設定すれば、改良体４０の歪も１／２となり、最下層の版５０と改良体４０最下端の間の領域における過剰間隙水圧比も１／２になる。そして、図１６を参照すれば、改良体４０における歪が最大となり、過剰間隙水圧比が最大となるのは、改良体４０の最下端である。換言すれば、最下層の版５０と改良体４０下端部との間の領域において、過剰間隙水圧比が最大になる。
上述の内容から、図１０で示す改良体４０と版５０との位置関係（改良体４０の下端部には版５０が存在しないタイプ）において、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔（垂直方向距離）を、垂直方向について隣接する版５０の間隔（垂直方向距離）の１／２に設定すれば、過剰間隙水圧比の最大値に関しては、図９で示すタイプと同様となる事が推定される。

また、図２１で示すように、図１０で示すタイプにおいて、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔（垂直方向距離）を、垂直方向について隣接する版５０の間隔（垂直方向距離）の約１／２に設定した場合について、過剰間隙水圧比について数値解析を行った結果は、図９で示すタイプの過剰間隙水圧比の数値解析の結果よりも良好である。
図２１（１）は、図９で示すタイプにおける数値解析の結果を示している。図２１（１）では、改良体の最上端、中央部、最下端の３箇所に、それぞれ厚さ１．５ｍの版を設置して、垂直方向（図２１では上下方向）における版の間隔を７．７５ｍに設定している。
一方、図２１（２）は、図１０で示すタイプにおける数値解析の結果を示している。図２１（２）においても、改良体の最上端を含む３箇所に、それぞれ厚さ１．５ｍの版を設置している。図２１（２）においては、最下方の版から改良体の最下端までは３．０ｍであり、垂直方向に隣接する版の間隔は５．７５ｍとなっている。ここで、図２１（２）の数値解析では、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔（３．０ｍ）は、垂直方向について隣接する版５０の間隔（５．７５ｍ）の１／２（２．８７５ｍ）よりも大きいが、１／２に近い数値である。

図２１（２）と図２１（１）は、版の間隔が相違するので単純に比較検討することは出来ないが、過剰間隙水圧比が０．６以上となる領域（横方向のハッチングを付した領域、及び、黒く塗りつぶされた領域）の面積は、図２１（２）の方が明らかに少ない。
ここで、図２１（２）の数値解析結果では、改良体４０の最下端の領域に黒く塗りつぶされた部分が存在し、その他の領域には黒く塗りつぶされた部分は存在しない。すなわち、図２１（２）の数値解析結果では、改良体４０の最下端の領域の過剰間隙水圧比が最も高くなっている。
そして、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔（図２１（２）では３．０ｍ）を短くすれば、改良体４０の最下端における歪は小さくなり、最下層の版５０と改良体４０最下端の間の領域における過剰間隙水圧比も小さくなる。従って、図２１（２）において、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔（図２１（２）では３．０ｍ）を、垂直方向について隣接する版５０の間隔（５．７５ｍ）の１／２（＝２．８７５ｍ）にすれば、改良体４０の最下端の領域の過剰間隙水圧比は小さくなり、過剰間隙水圧比が０．６以上となる領域の面積が減少することが予想される。

なお、図１６において、改良体４０の歪が最大となり、過剰間隙水圧比が最大となるのは、最下方の版５０から改良体４０下端までの領域であり、それよりも上方の領域においては、図１１における数値解析の結果と同様である。
すなわち、最下層の版５０よりも上方の領域においては、図１１で示す数値解析の結果と、図１６で示す数値解析の結果とは、過剰間隙水圧比については有意な相違は存在しない。

以上述べた理由により、図１０で示すタイプにおいて、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔を、垂直方向について隣接する版５０の間隔の１／２に設定すれば、過剰間隙水圧比については、図９で示すタイプと同様な（あるいは、より良好な）態様となる。
そのため、図１０で示すタイプにおいても、図１１〜図１５を参照して前述した結果より、過剰間隙水圧比を０．６以下にするためには、垂直方向における版５０の間隔（版間の距離）「ｈ」を版の垂直方向厚さ「ｔ」で除した数値「ｈ／ｔ」は、６．０以下とするべきである。
そして、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔を、垂直方向について隣接する版の間隔の１／２に設定すれば、過剰間隙水圧比を０．６以下にするためには、垂直方向における版５０の間隔（版間の距離）「ｈ」は、８．０ｍ以下にするべきである。

なお、図１０で示すタイプにおいて、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔を、垂直方向について隣接する版５０の間隔の１／２より小さければ、改良体４０最下端における歪が小さくなり、過剰間隙水圧比が小さくなる。
従って、最下層の版５０と改良体４０最下端の間隔が隣接する版５０の間隔の１／２より小さい場合であっても、「ｈ／ｔ」が６．０以下で、且つ、垂直方向における版５０の間隔（版間の距離）「ｈ」は、８．０ｍ以下であれば、過剰間隙水圧比がしきい値である０．６以下になることは明らかである。

図１１〜図２１では、過剰間隙水圧比がしきい値（＝０．６）を超えない様に版を造成する条件については、４００ガルの海洋型地震が発生した場合を想定して、改良体周辺の土壌における過剰間隙水圧比を数値解析している。ここで、「４００ガルの海洋型地震」というのは、非常に深刻な災害をもたらすレベルの地震である。
出願人は、より現実的なレベルの地震として、１４０ガルの地震（比較的生じる可能性の高い中規模程度の地震の１例）が発生した場合を想定して、過剰間隙水圧比がしきい値（＝０．６）を超えない様に版を造成する条件についても、解析した。
図２８〜図３５を参照して、１４０ガルの地震が発生した場合に、過剰間隙水圧比がしきい値（＝０．６）を超えない条件について、説明する。

図２８は、改良体４０と版５０が図９で示す立体的な位置関係にある場合（底版が存在する場合）に、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析した結果を示している。
ここで、図２８において、厚さ１．０ｍの版５０が、地表部分と最深部（版５０の下方の深度が２０ｍ）の２箇所に配置されている。最下層の版５０と最上層の版５０との間隔ｈが１８．０ｍ（＞１２．０ｍ）である。そして、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝１８．０／１．０＝１８．０（＞１２．０）である。
図２８〜図３５において、過剰間隙水圧比のしきい値０．６は、一点鎖線で示されている。
図２８の場合には、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超える領域が存在するので、１４０ガルの地震に対する液状化の防止には、不適当である。

図２９も、改良体４０と版５０が図９で示す立体的な位置関係にある場合（底版が存在する場合）に、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析している。
図２９の場合には、厚さ１．５ｍの版５０が、地表部分と最深部（版５０の下方の深度が２０ｍ）の２箇所に配置されている。最下層の版５０と最上層の版５０との間隔ｈが１７．０ｍ（＞１２．０ｍ）である。そして、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝１７．０／１．５＝１１．３（＜１２．０）である。
図２９においても、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超える領域が存在するので、１４０ガルの地震に対する液状化の防止には、不適当である。

図３０も、図２８、図２９と同様に、改良体４０と版５０が図９で示す立体的な位置関係にある。そして、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析している。
図３０においては、厚さ２．０ｍの版５０が、地表部分と最深部（版５０の下方の深度が２０ｍ）の２箇所に配置されている。最下層の版５０と最上層の版５０との間隔ｈは、１６．０ｍ（＞１２．０ｍ）である。そして、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝１６．０／２．０＝８．０（＜１２．０）である。
図３０においても、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超える領域が存在するので、１４０ガルの地震に対する液状化の防止には、不適当である。

図３１も、図２８〜図３０と同様に、改良体４０と版５０が図９で示す立体的な位置関係にある。そして、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析している。
図３１の場合には、厚さ１．０ｍの版５０が、地表部分と最深部（版５０の下方の深度が２０ｍ）に加えて、その中間位置（版５０の中心の深度が１０ｍ）の３箇所に配置されている。
最上層の版５０と中間位置の版５０の間隔ｈ、或いは、中間位置の版５０と最下層の版５０の間隔ｈは、８．５ｍ（＜１２．０ｍ）である。そして、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝８．５／１．０＝８．５（＜１２．０）である。
図３１では、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超える領域が存在しない。従って、１４０ガルの地震が発生しても、図３１で示す条件であれば、液状化を防止することが出来る。

図３２も、図２８〜図３１と同様に、改良体４０と版５０が図９で示す立体的な位置関係にある場合において、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析している。
図３２の場合には、厚さ０．７５ｍの版５０が、地表部分と最深部（版５０の下方の深度が２０ｍ）に加えて、その中間位置（深度９．５０ｍ〜１０．２５ｍ）の３箇所に配置されている。
最上層の版５０と中間位置の版５０の間隔ｈは８．７５ｍ（＜１２．０ｍ）、中間位置の版５０と最下層の版５０の間隔ｈは、９．０ｍ（＜１２．０ｍ）である。そして、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝９．０／０．７５＝１２．０、或いは、
ｈ／ｔ＝８．７５／０．７５＝１１．７（＜１２．０）である。
図３２でも、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超える領域が存在しない。従って、図３２の条件であれば、１４０ガルの地震に対して、液状化が防止出来る。

図３３も、図２８〜図３２と同様に、改良体４０と版５０が図９で示す立体的な位置関係にある。そして、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析している。
図３３においては、厚さ０．５ｍの版５０が、地表部分と最深部（版５０の下方の深度が２０ｍ）に加えて、その中間位置（深度９．７５ｍ〜１０．２５ｍ）の３箇所に配置されている。
最上層の版５０と中間位置の版５０の間隔ｈ、或いは、中間位置の版５０と最下層の版５０の間隔ｈは、９．２５ｍ（＜１２．０ｍ）である。そして、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝９．２５／０．５＝１８．５（＞１２．０）である。
図３３では、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超える領域が存在するので、１４０ガルの地震に対する液状化の防止には、不適当である。

図３４は、改良体４０と版５０が図１０で示す立体的な位置関係にある場合（底版が存在しない場合）に、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析している。
図３４の場合には、厚さ１．０ｍの版５０が、地表部分と、深度１３．０ｍ〜１４．０ｍの領域の２箇所に配置されている。上方の版（地表部分の版）と下方の版（深度１３．０ｍ〜１４．０ｍの領域の版）との間隔ｈは１２．０ｍ（＝１２．０ｍ）である。
そして、下方の版５０の下方（深度１４．０ｍ）から、改良体４０の最下端までの距離は、６．０ｍである。すなわち、下方の版５０（最下方に位置する版）と改良体４０の最下端の間隔６．０ｍは、上方の版と下方の版（垂直方向に隣接する版）の間隔１２．０ｍの１／２となっている。
さらに、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝１２．０／１．０＝１２．０である。

図３４においても、深度２０ｍの部分を除くと、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超える領域は存在しない。
ここで、深度２０ｍ以下の領域には液状化は生じないので、液状化防止を考慮するに際しては、深度２０ｍの過剰間隙水圧比は考慮する必要がない。
従って、図３４の場合には過剰間隙水圧比が０．６を超える領域は存在せず、１４０ガルの地震に対して液状化を防止することが出来る。

図３５も、図３４と同様に、改良体４０と版５０が図１０で示す立体的な位置関係にある。そして、１４０ガルの地震が発生したという条件で、過剰間隙水圧比を数値解析している。
図３５の場合には、厚さ０．５ｍの版５０が、地表部分と、深度１３．０ｍ〜１３．５ｍの領域の２箇所に配置されている。上方の版（地表部分の版）と下方の版（深度１３．０ｍ〜１３．５ｍの領域の版）との間隔ｈは１２．５ｍ（＞１２．０ｍ）である。
また、図３５の場合には、下方の版５０の下方（深度１３．５ｍ）から、改良体４０の最下端までの距離を、６．２５ｍとしている。そして、図３５においても、下方の版５０（最下方に位置する版）と改良体４０の最下端の間隔６．２５ｍは、上方の版と下方の版（垂直方向に隣接する版）の間隔１２．５ｍの１／２となっている。
さらに、垂直方向における版の間隔ｈを版の垂直方向厚さで除した数値（ｈ／ｔ）は、
ｈ／ｔ＝１２．５／０．５＝２５．０（＞１２．０）である。

図３５においても、上述した様に深度２０ｍの部分を除いても、大部分の領域において、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超えている。
従って、図３５の場合には、１４０ガルの地震が発生した場合の液状化防止には、不適当である。

図２８〜図３５の解析結果より、１４０ガルの地震が発生した場合については、過剰間隙水圧比がしきい値０．６を超えない様にするために、垂直方向における版５０の間隔ｈが１２．０ｍ以下であり、且つ、版５０の間隔ｈを版の垂直方向厚さｔで除した数値ｈ／ｔが１２．０以下でなければならないことが確認された。

図示の実施形態によれば、過剰間隙水圧比がしきい値である０．６以下となるので、施工された領域Ｇが液状化する恐れはない。
また、液状化を防止するべき領域Ｇ全体に対して、地盤改良を施すべき部分は４０％（改良率）程度で足りる。そのため、図示の実施形態によれば、液状化を防止するべき領域Ｇ全体を改良する場合に比較して、固化材の使用量や施工に必要な労力及びコストを大幅に低減することが出来る。
さらに、施工の際に発生するスラリー量も減少する。固化材を包含するスラリーは産業廃棄物として処理しなければならないが、その発生量が減少するため、産業廃棄物の運搬、処理等に係るコストも減少する。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。

１・・・ボーリングマシン
２・・・ロッド
５・・・版状改良体
４０・・・改良体
５０・・・版
Ｇ・・・地盤
Ｇｆ・・・地表面

Claims (3)

1. 液状化する恐れがない地層に到達する複数の柱状改良体を造成する工程と、垂直方向に間隔を隔てて複数の版状改良体を造成して、複数の版状改良体の集合体である版により複数の柱状改良体を結合する工程とを備え、垂直方向における版の間隔が１２．０ｍ以下であり、垂直方向における版の間隔を版の垂直方向厚さで除した数値が１２．０以下であることを特徴とする液状化対策工法。
2. 複数の柱状改良体の最下端に版が造成されている請求項１の液状化対策工法。
3. 複数の柱状改良体の最下端に版が造成されておらず、最下方に位置する版と改良体の最下端の間隔が、垂直方向に隣接する版の間隔の１／２以下である請求項１の液状化対策工法。

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