JP2013155570A - 液状化抑制構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】建物1を構築する領域の周囲を取り囲むように鋼板地中隔壁2を形成する。この鋼板地中隔壁は、水平方向に所定寸法で鉛直方向に所定の深さまで埋め込まれる複数の鋼板部材が、隣り合う鋼板部材と側縁が互いに連結されて壁面の平面視が閉じた形状となるように地中に圧入されたものである。鋼板地中隔壁の上部には、該鋼板地中隔壁で囲まれた領域の全域又は該鋼板地中隔壁で囲まれた領域内における建物の基礎1aが形成される範囲の直下の一部もしくは全部を除く範囲をほぼ水平方向に覆う鋼遮蔽板3が結合され、この鋼遮蔽板が地表面より所定の深さに埋設されている。また、鋼板地中隔壁に沿って水平方向に所定の間隔を開けて、鋼杭4を圧入してもよい。この鋼杭は、鋼板部材より深い位置まで圧入する。
【選択図】図1
Description
特許文献1に記載の構造は、建物の支持杭を支持層まで貫入するとともに、建物の外周部分に壁体を構築し、この壁体を液状化層より深部まで貫入するものである。上記壁体は、セメント硬化材を使用した深層混合攪拌工法によって構築するものとし、地震時における地盤の液状化によって地盤が側方に流動するのを抑制して建物の基礎となる支持杭の変形を防止するものである。
また、鋼板地中隔壁は必ずしも非液状化層まで到達するように深く圧入する必要はなく、断面の大きな部材を用いる必要もないので容易に圧入することができる。したがって、大型の建設機械等を利用することなく、狭い敷地内で安価に施工することができる。
さらに、鋼遮蔽板は、コンクリート床版等を水平に設けるよりも少ない費用で急速な施工が可能となる。また、厚さも薄くすることができ、上下水管やガス管の埋設に支障が生じることを回避できる。
図1は、本発明にかかる液状化抑制構造を示す概略断面図及び概略平面図である。また、図2は、この液状化抑制構造の地表面下の状態を透視した概略斜視図である。
この液状化抑制構造は、戸建て住宅等の建物1を構築する領域の周囲を取り囲むように鋼板地中隔壁2が形成され、この鋼板地中隔壁2で囲まれた領域内の全域に、所定の深さでほぼ水平に鋼遮蔽板3が敷設されたものである。また、鋼板地中隔壁2の外側で該鋼板地中隔壁と接触又は近接するように鋼杭4が鋼板地中隔壁2より深い位置まで圧入され、この鋼杭4が鋼板地中隔壁2に沿って水平方向に所定間隔毎に設けられている。
上記鋼板地中隔壁2は、液状化し易い層6つまり地下水位が高い砂質地盤に形成されており、液状化が生じ難い層5に達する深さまで設けてもよいが、必ずしも液状化が生じ難い層5まで達していなくてもよく、液状化し易い層6内に留めてもよい。例えば、地表面近くから2m〜10mの深さまでの地中鋼板隔壁とすることができる。より好ましくは4m〜10mの深さとする。また、鋼杭4を圧入する深さも、必ずしも液状化が生じ難い層5まで到達するように圧入する必要はないが、液状化し易い層6の下側にある液状化が生じ難い層5まで圧入するのが望ましい。
上記鋼板部材11のそれぞれには、両側縁に沿って隣り合う鋼板部材と接合するための接合用加工部11aが、曲げ加工によって設けられている。また、両側縁間には鉛直方向の折り曲げ線によって曲げ加工され、水平方向の断面における形状が山形となる補剛部11bが形成されている。
上記のように敷設された鋼遮蔽板3は、周縁で鋼板地中隔壁2を構成する鋼板部材11の上部と結合されている。上記鋼板部材11と鋼遮蔽板3との接合は、図4に示すように、鋼遮蔽板3の周縁部を上方に曲げ上げ、鋼板地中隔壁2を構成する鋼板部材11と重ね合わせてボルト13及びナット14とで結合される。
また、図3に示すように鋼板地中隔壁2は、鋼板部材11の断面形状によって凹凸を有しており、上記鋼遮蔽板3との間に隙間が生じる。この隙間には、モルタル等を充填して、できるだけ封鎖しておくのが望ましい。
また、図5(b)に示す鋼板部材16は、両側縁部に断面が円弧状となる接合用加工部16aを設けたものである。断面が円弧状となった上記接合用加工部16aは、円弧の途中で曲率半径が変更されており、隣り合う鋼板部材16の接合用加工部16aと、円弧状となった部分を互いに重ね合わせて接合することができる。
また、鋼杭としてH型鋼9を用いたときにも、図6(b)に示すように同様の接合凸部9aを設けておくことにより、鋼板地中隔壁2の変形を拘束することができる。
また、図8(b)又は図9に示すように、分岐部分2dによって閉形状部分2bで囲まれた内側を複数に区分するように形成されたものであってもよい。
例えば、図11(a)に示すように鋼遮蔽板3を敷設した後に建物の基礎コンクリートを打設するものとし、基礎1aの周縁部に鋼遮蔽板3の端部を埋め込むことによって結合することができる。また、上記鋼板地中隔壁2を建物が既に構築された後に形成するときには、図11(b)に示すように、基礎1aのコンクリートにアンカー21を設け、鋼遮蔽板3の端部をこのアンカー21によって基礎1aのコンクリートに結合することができる。
図12に示すように、鋼板部材11を鉛直に吊り上げ、上端から押圧力を付与して地中に圧入する。このとき鋼板部材11は薄い鋼板で構成されて軽量となっており、長さも4m〜10m程度である。したがって、小型の施工機械31で圧入することができ、大きな杭打ち機等を必要としない。そして圧入は上方から押圧力を付与することによって行うものとし、打ち込んだり振動を付与したりすることなく圧入する。上記鋼板部材11は厚さが薄く、断面が小さくなっており、地中への貫入抵抗は小さくなっている。また、この鋼板部材11は、液状化が生じ易い地盤に圧入するものであり、液状化しやすい砂質地盤では、打ち込んだり振動を付与したりすることなく地中に圧入することができる場合が多い。ただし、鋼板部材11は薄い鋼板の使用によって剛性が小さくなっており、押圧力を付与することによって座屈が生じる虞が生じる。このような座屈が生じる虞があるときには、次のように鋼板部材を圧入することができる。
このような鋼板部材41を用いたときにも、図14に示す鋼板部材40を用いたときと同様に上部から給水して圧入時の抵抗を低減し、座屈しないように圧入することが容易となる。
この実施の形態で用いられる鋼板部材44は、図18(a)に示すように、鋼板部材44の水平方向の断面における中央部に設けられた補剛部44aが、両側縁を結ぶ線から直角方向に長い断面形状に曲げ加工されている。そして、図18(b)に示すように補剛部44aの両側が互いに離れる方向に弾性変形させることが可能となっており、補剛部44aの凹状となった部分が弾性変形によって拡大される。拡大された凹部内には形状保持部材45を挿入して挟み込むことができるものとなっている。つまり、補剛部44aの凹状となった部分に形状保持部材45を差し入れ、鋼板部材44に弾性変形が生じた状態を維持することができるものである。上記形状保持部材45は、鋼板部材44の弾性変形を維持することができる程度の圧縮強度を備えるものであって、吸水したときには圧縮強度が低減され、弾性変形が生じた鋼板部材44が元の形状に戻ろうとする力に抵抗できない状態となるものが使用される。例えば、吸水して崩壊する泥岩、乾燥・固化した粘土、でんぷん質の固化物等を用いることができる。
11:鋼板部材, 11a:接合用加工部, 11b:補剛部, 11c:係合端,12:隅角部の鋼板部材, 13:ボルト, 14:ナット, 15:鋼板部材, 15a,15b:接合用加工部, 16,17:鋼板部材, 16a,17a:接合用加工部, 17b:鋼板部材の凹状となった部分の開口付近, 18:高剛性鋼板部材, 19,20:分岐部分の鋼板部材, 21:アンカー,
31:施工機械, 32:鋼管, 33:補剛部材, 33a:補剛部, 33b:補剛部の両側部分,
40:鋼板部材, 40a:鋼板部材の本体部, 40b:鋼管, 40c:鋼板部材の補剛部, 40d:鋼管の下端面, 40e:鋼管の上端部, 41:鋼板部材, 41a:ループ状になった補剛部, 41a:ループ状になった補剛部の閉合する位置, 42:鋼板部材, 42a:補剛部, 42b:補剛部の凹状となった側の開口部分, 42c:補剛部の円弧状部分, 43:鋼板部材, 43a:折り返し部, 44:鋼板部材, 44a:補剛部, 44b:接合用加工部, 44c:係合端, 45:形状保持部材
Claims (8)
- 建物を構築する領域の周囲を取り囲むように鋼板地中隔壁が形成され、
該鋼板地中隔壁は、水平方向に所定寸法で鉛直方向に所定の深さまで埋め込まれる複数の鋼板部材が、隣り合う鋼板部材と側縁が互いに連結されて壁面の平面視が閉じた形状となるように地中に圧入されたものであり、
該鋼板地中隔壁の上部に連結され、該鋼板地中隔壁で囲まれた領域の全域又は該鋼板地中隔壁で囲まれた領域内における前記建物の基礎が形成される範囲の直下の一部もしくは全部を除く範囲をほぼ水平方向に覆う鋼遮蔽板が、地表面より所定の深さに設けられていることを特徴とする液状化抑制構造 - 前記鋼板地中隔壁に沿って水平方向に所定の間隔を開けた位置に、該鋼板地中隔壁で囲まれた範囲の内側又は外側で前記鋼板部材に接触又は近接して鉛直方向に鋼杭が圧入され、
該鋼杭は、前記鋼板部材より曲げ剛性が大きく、前記鋼板部材より深い位置まで圧入されていることを特徴とする請求項1に記載の液状化抑制構造。 - 前記鋼板部材は、曲げ剛性が大きいものと小さいものとの2種類が用いられ、曲げ剛性の小さい鋼板部材が水平方向に複数連結される毎に、曲げ剛性の大きい鋼板部材が連結されて、平面視が閉じた形状となるように前記鋼板地中隔壁が形成されており、
前記曲げ剛性の大きい鋼板部材は、前記曲げ剛性が小さい鋼板部材より深い位置まで圧入されていることを特徴とする請求項1に記載の液状化抑制構造。 - 前記鋼板地中隔壁は、平面視が閉じた形状となった閉形状部分と連続するように鋼板部材が圧入されて平面視が前記閉形状部分から分岐した形状となる複数の分岐部分を有することを特徴とする請求項1に記載の液状化抑制構造。
- 前記鋼板部材は、水平方向の断面形状が閉じた部分を有し、この閉じた部分が鉛直方向に連続した筒状部となっており、該筒状部の上部から水を注入し、下端付近の地盤に水を供給しながら地中に圧入されたものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の液状化抑制構造。
- 前記鋼板部材は、上下方向に軸線を有する管部材の外周面に当接して該管部材の水平方向の相対的な変位を拘束できるように断面形状が曲げ加工された管保持部を有し、
前記鋼板部材の前記管保持部に管部材を保持させ、該管部材の下端付近の地盤に水を供給しながら前記鋼板部材を地中に圧入したものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の液状化抑制構造。 - 前記鋼板部材は、先端部を上方へ折り返すように曲げ加工した折り返し部を有し、
該鋼板部材は、鋼からなる板状の補剛部材と重ね合わせて、前記折り返し部を前記補剛部材の先端に巻き回して嵌め合わせ、前記補剛部材と前記鋼板部材とを重ね合わせた状態で地中に圧入されたものであり、
所定の深さまで圧入した後、前記補剛部材が引き抜かれていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の液状化抑制構造。 - 前記鋼板部材は、水平方向の断面形状が凹状に曲げ加工された部分を有し、
前記凹状部が両側方に拡大するように弾性変形を生じさせ、該凹状部内に形状保持部材を嵌め入れて弾性変形が生じた状態を維持して地中に圧入されたものであり、
前記形状保持部材は、該鋼板部材を地中に圧入する前には、弾性変形した前記凹状部の形状を維持する圧縮強度を有するとともに、吸水によって前記鋼板部材の弾性変形を維持するだけの圧縮強度を失うものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の液状化抑制構造。
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