JP2012062732A - 地盤改良方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤改良された領域と地盤改良されていない領域とに跨ってＬＮＧ用のタンクを設置する場合において、ＬＮＧ用のタンクを設置する全領域の地盤を均一化するための地盤改良方法を提供する。
【解決手段】地盤改良されていない領域４の地盤に多数の砂杭９，９…を打設することにより、ＬＮＧ用のタンク１０を設置する全領域５の地盤を均一化する。また、前記砂杭９，９…は、サンドコンパクションパイル工法により打設される。さらに、前記砂杭９，９…は、ＬＮＧ用のタンク１０の外周に沿った領域８にも打設される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液化天然ガス（Liquefied Natural Gas：ＬＮＧ）用のタンクを設置する領域の地盤を改良するための地盤改良方法に関し、詳しくは、原油用のタンクなどの既存設備を撤去した跡地が一部に含まれるようにＬＮＧ用のタンクを設置するときの地盤改良方法に関する。

近年、二酸化炭素の増加による地球温暖化を解消するなどの観点から、クリーンなエネルギであるＬＮＧの需要が増加している。したがって、今後、臨海工業地帯などにおいては、既存設備を撤去した跡地にＬＮＧ用のタンクを設置するニーズが高まるものと推測される。

ＬＮＧ用のタンクは、地下式と地上式とに大別することができ、地上式のＬＮＧ用のタンクの一例を図５に示して説明する。このＬＮＧ用のタンク１０は、プレストレストコンクリート（ＰＣ）外槽方式であり、低温用鋼製の内槽１１と、常温用鋼製の外槽１２と、前記内槽１１と外槽１２との間に充填される保冷材（パーライトと窒素ガス）１３と、外槽１２の側面部および底部を囲む有底円筒状のコンクリート構造体１４とによって構成されている。

コンクリート構造体１４の底部１４ａは、図示しないが、中心側が外周部よりも窪み、外周部が中心側よりもわずかに突出した構造とされることがある。そして、コンクリート構造体１４の底部１４ａを支承する地盤には、多数本の鋼管杭のような基礎杭２０，２０…が打設され、基礎杭２０，２０…がＬＮＧ用のタンク１０を支承し、不等沈下しないようにしている。

なお、臨海工業地帯のような軟弱地盤に原油用のタンクが設置される場合は、原油用のタンクが設置される領域のみ、サンドドレーン工法などによる地盤改良が実施されている。サンドドレーン工法は、軟弱地盤中に透水性の高い砂柱を鉛直方向に多数本造成し、さらに、地面にプレロードと称される土砂を盛り上げ、軟弱地盤内の水分を汲み上げるようにして搾り出し、地盤を圧密・強固に締め固める工法で、砂柱は、緩い状態で水を通しやすいように造成される。

特開平９−２７９５６５号公報

ＬＮＧはＬＮＧ船によって海上輸送されるため、ＬＮＧ用のタンク１０は臨海工業地帯に設置される。一方、原油用のタンクも臨海工業地帯に設置されており、撤去された原油用のタンクの跡地に、ＬＮＧ用のタンク１０を設置すると、土地の有効利用を図ることができる。

ただし、ＬＮＧ用のタンク１０は、レイアウトの関係などから、撤去された原油用のタンクの跡地と完全に重なるように設置することができないことがある。すなわち、ＬＮＧ用のタンク１０は、原油タンクが設置されていた領域と設置されていなかった領域とに跨って設置しなければならないことがある。

しかし、原油用のタンクが設置されていた領域の地盤は、サンドドレーン工法などによって地盤改良され、圧密・強固に締め固められている一方、原油用のタンクが設置されていない領域の地盤は、地盤改良されていないで軟弱である。したがって、ＬＮＧ用のタンク１０は、原油タンクの設置されていた領域と設置されていなかった領域とに跨って設置されると、地震のときにどのように挙動するか明確に解析することができない。また、ＬＮＧ用のタンク１０は、原油タンクの設置されていなかった領域側で沈下し（不等沈下）、内槽１１、外槽１２あるいはコンクリート構造体１４に不均等な応力が加えられ、ＬＮＧ用のタンク１０が損壊することもあり得る。

そこで、本発明は、地盤改良された領域と地盤改良されていない領域とに跨ってＬＮＧ用のタンクを設置する場合において、ＬＮＧ用のタンクを設置する全領域の地盤を均一化するための地盤改良方法を提供することを課題とする。

本発明に係る地盤改良方法は、地盤改良された領域と地盤改良されていない領域とに跨ってＬＮＧ用のタンクを設置するときの地盤改良方法であって、地盤改良されていない領域の地盤に多数の砂杭を打設することにより、ＬＮＧ用のタンクを設置する全領域の地盤を均一化することを特徴としている。

この地盤改良方法によれば、地盤改良されていない領域の地盤に多数の砂杭が打設されることにより、この領域の地盤は、締め固められて地盤改良される。すなわち、この地盤改良された領域は、打設された砂杭によって、既に地盤改良されていた領域と均一化された地盤となる。したがって、この両領域に跨って設置されるＬＮＧ用のタンクは、地震時の挙動が明確になり、また、不等沈下しないようにすることができる。

また、前記地盤改良方法において、前記多数の砂杭が打設されて地盤改良された領域と、多数の砂杭が打設される以前に地盤改良されていた領域との両領域の地盤強度を測定することによってＬＮＧタンク支持のための基礎杭の本数を算出し、両領域に当該基礎杭を打設する工程が含まれていることが好ましい。

この地盤改良方法によれば、ＬＮＧが打設された基礎杭によって支持される。基礎杭は、多数の砂杭が打設されて地盤改良された領域と、多数の砂杭が打設される以前に地盤改良されていた領域との両領域の地盤強度を測定することによって算出されるため、ＬＮＧタンクを支持するために必要かつ十分な本数を打設することができる。

また、前記地盤改良方法において、前記砂杭は、サンドコンパクションパイル工法により打設されることが好ましい。

この地盤改良方法によれば、砂杭がサンドコンパクションパイル工法によって打設されることにより、地盤改良されていない領域における圧密沈下や不等沈下が短期間に収束し、さらに、地盤の剪断抵抗や水平抵抗を増大することができる。なお、サンドコンパクションパイル工法は、軟弱地盤中に振動載荷あるいは衝撃荷重によって砂（粘性土などの類似材を含む）を圧入・拡径することにより、締め固められた砂杭を造成し、地盤を圧密・強固に締め固める締め固め法の一種である。

また、前記地盤改良方法において、前記砂杭は、ＬＮＧ用のタンクの外周に沿った領域にも打設されていてもよい。

この地盤改良方法によれば、砂杭がＬＮＧ用のタンクの外周に沿った領域にも打設されることにより、ＬＮＧ用のタンクの外周に沿った領域の地盤も均一化され、地震時のＬＮＧ用のタンクの挙動をより一層明確にすることができる。なお、ＬＮＧ用のタンクの外周に沿った領域の幅は、砂杭の長さの０．６〜０．８倍程度にするのが好ましい。

本発明によれば、地盤改良されていない領域の地盤に多数の砂杭を打設し、地盤改良された領域と地盤改良されていない領域とに跨って設置されるＬＮＧ用のタンクにおける全領域の地盤が均一化されることにより、例えば原油タンクのような既存設備を撤去した跡地を有効利用して設置されたＬＮＧ用のタンクは、地震発生時の挙動が明確にされる。また、設置されたＬＮＧ用のタンクは、均一化された地盤上に設置されるため、不等沈下することがなく、ＬＮＧ用のタンクは不均等な応力が生じないため、破損してＬＮＧが流出するという事故が発生しないようにすることができる。

また、本発明は、原油タンクの跡地にＬＮＧ用のタンクを設置することが可能となることにより、既存の桟橋設備、冷却設備、受電設備、防火関係設備その他各種設備を利用することができ、原油タンクの跡地を利用しない場合よりも建設費を低減することができる。

本発明を実施する地盤を含む平面図である。 本発明を実施する前の地盤の状態を示す平面図である。 本発明を実施している途中の地盤の状態を示す平面図である。 本発明によって改良された地盤の状態を示す平面図である。 ＬＮＧ用のタンクの概略断面図である。

本発明に係る地盤改良方法の一実施形態について、図１ないし図４を参照しながら説明する。本地盤改良方法は、図１に示すように、例えば臨海工業地帯の埋立て地１において遊休状態にある原油用のタンクを撤去し、その跡地２にＬＮＧ用のタンク１０を設置する場合において実施する。臨海工業地帯においては、桟橋設備３その他の設備（図示せず）が残置されており、これらの設備を利用することができる。そして、ＬＮＧ用のタンク１０は、レイアウトの関係などから、原油用のタンクが撤去された跡地２を一部に含むように設置される。

原油用のタンクが撤去された跡地２は、図２に示すように、サンドドレーン工法によって打設された砂杭９，９によって既に地盤改良されているものの（網点で図示）、この跡地２の周囲４は地盤が改良されていない。以下、原油用のタンクが撤去された跡地２を「地盤改良された領域」２といい、この地盤改良された領域２の周囲４を「地盤改良されていない領域」４という。

ＬＮＧ用のタンク１０が地盤改良された領域２と地盤改良されていない領域４とに跨って設置されると、ＬＮＧ用のタンク１０は、異種地盤が評価の対象となるため、地震発生時に挙動が不明確となり、また、地盤改良されていない領域４側で沈下する。

そこで、まず、図３に示すように、地盤改良された領域２からはみ出してＬＮＧ用のタンク１０を設置する領域（図面においては三日月形）７およびＬＮＧ用のタンク１０の外周に沿った領域（図面においてはＣ字形）８の地盤に多数の砂杭９，９…を等間隔に打設する。多数の砂杭９，９…により、ＬＮＧ用のタンク１０を設置する全領域５、すなわち、地盤改良された領域２と、地盤改良されていない領域４の地盤は、均一化される。なお、領域８の幅（より詳しくは、領域８の内縁（タンク１０の外面と一致）と領域８の外縁との距離）は、砂杭９の長さとの関係で定められ、例えば、砂杭９の長さの０．６〜０．８倍の範囲に設定するのが好ましく、特には２／３倍に設定するのが好ましい。

多数の砂杭９，９…は、沈下防止、液状化防止、改良の効果、施工期間、設計精度その他各種特徴に優れたサンドコンパクションパイル工法によって打設される。サンドコンパクション工法は、軟弱地盤中に振動載荷あるいは衝撃荷重によって砂（粘性土などの類似材を含む）を圧入・拡径することにより、砂杭９，９…を打設し、地盤を圧密・強固に締め固める締め固め法の一種である。

さらに詳しくは、所定の位置の軟弱地盤中にケーシングパイプ（図示せず）を所定の深さまで埋め込み、その後、ケーシングパイプ内に砂を充填し、最後に砂を地中に残存させるようにしてケーシングパイプを引き抜くことによって軟弱地盤内に砂杭９，９…が打設される（特許文献１参照）。

なお、砂杭９，９…は、地盤の状態に応じて、バイブロフローテーション工法やロッドコンバクション工法のような砂を締め固める手段や、サンドドレーン工法や生石灰杭工法のような排水を利用する手段によって打設してもよい。

次に、地盤改良された領域２と多数の砂杭９，９…が打設された領域７の全領域５の地盤強度を測定することにより、ＬＮＧタンク支持のための基礎杭６，６…の本数を算出する。そして、この算出結果に基づき、図４に示すように、ＬＮＧ用のタンク１０を設置する全領域５の地盤に多数本の鋼管杭のような基礎杭６，６…を等間隔に打ち込む。このようにして、ＬＮＧ用のタンク１０は、コンクリート構造体１４の底部１４ａ（図５参照）全面を設置する全領域５および周囲の領域地盤が砂杭９，９…によって均一化された上で、この基礎杭６，６…に支承される。

そして、ＬＮＧ用のタンク１０がコンクリート構造体１４の底部１４ａの中心側で窪んだ形状とされているときは、周囲の突出した底部１４ａの形状に即して、砂杭９，９…が打設され、また、基礎杭６，６…が打ち込まれている。

このように、地盤改良された領域２と地盤改良されていない領域４とに跨って設置されたＬＮＧ用のタンク１０の全領域５は、地盤が均一化されることにより、地震発生時のＬＮＧ用のタンク１０の挙動を明確にすることができる。また、このＬＮＧ用のタンク１０内にＬＮＧが貯留されても、ＬＮＧ用のタンク１０は不等沈下することなく、安全性が確保される。さらに、ＬＮＧ用のタンク１０は、既存の桟橋設備３などの各種設備を使用して、ＬＮＧを貯留することができる。

なお、本発明は、前記の実施形態に限定することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、本発明は、原油用タンクの跡地だけでなく、各種の建築物の跡地であって地盤改良された領域に跨ってＬＮＧ用のタンク１０を設置する場合でも実施することができる。また、砂杭９，９…や基礎杭６，６…の配置は、適宜、設計することができる。

２…地盤改良された領域
４…地盤改良されていない領域
５…ＬＮＧ用のタンクを設置する全領域
６…基礎杭
９…砂杭
１０…ＬＮＧ用のタンク

Claims (4)

1. 地盤改良された領域と地盤改良されていない領域とに跨ってＬＮＧ用のタンクを設置するときの地盤改良方法であって、
   地盤改良されていない領域の地盤に多数の砂杭を打設することにより、ＬＮＧ用のタンクを設置する全領域の地盤を均一化することを特徴とする地盤改良方法。
2. 前記多数の砂杭が打設されて地盤改良された領域と、多数の砂杭が打設される以前に地盤改良されていた領域との両領域の地盤強度を測定することによってＬＮＧタンク支持のための基礎杭の本数を算出し、両領域に当該基礎杭を打設する工程が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良方法。
3. 前記砂杭は、サンドコンパクションパイル工法により打設されることを特徴とする請求項１または２に記載の地盤改良方法。
4. 前記砂杭は、ＬＮＧ用のタンクの外周に沿った領域にも打設されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の地盤改良方法。

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