JP2014221991A

JP2014221991A - 鋼製矢板締切構造およびその施工方法

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Publication number: JP2014221991A
Application number: JP2013101971A
Authority: JP
Inventors: 禎郎塩崎; Sadao Shiozaki; 森　玄; Gen Mori; 玄森
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2033-05-14
Also published as: JP5962580B2

Abstract

【課題】トンネル、埋設管、共同溝などの地下構造物が地盤の液状化によって浮上するのを効率的に防止することができる鋼製矢板締切構造およびその施工方法を提供する。【解決手段】地盤の液状化によって液状化層内に位置する地下構造物が浮上するのを防止するために、当該地下構造物の両側に鋼製矢板をその下端部が非液状化層に根入れするまで打設して鋼製矢板壁を設置することによって構築した鋼製矢板締切構造であって、前記地下構造物の高さをｈ１、前記鋼製矢板壁の上端から前記地下構造物の下端までの下方に向かう距離をｌ１とした時に、前記鋼製矢板壁の上端の高さ位置が地下水位面以下で、かつ、ｌ１／ｈ１≧０．３０を満足していることを特徴とする鋼製矢板締切構造。【選択図】図７

Description

本発明は、トンネル、埋設管、共同溝などの地下構造物が地盤の液状化によって浮上するのを防止するために、鋼製矢板（鋼矢板、鋼管矢板）を用いて構築される鋼製矢板締切構造（鋼矢板締切構造、鋼管矢板締切構造）およびその施工方法に関するものである。

トンネル、埋設管、共同溝などの地下構造物が地盤の液状化によって浮上するのを防止するための対策としては、非特許文献１によると、下記の（１）〜（５）にまとめられる。

（１）地盤の液状化自体を防止または抑止する。

（２）地盤の液状化に伴う局所的な過剰間隙水圧の消散を図る。

（３）地盤の液状化に伴う地下構造物底部への砂の回りこみを防止または抑止する。

（４）地下構造物をアンカーにより固定する。

（５）地下構造物の重量化を図る。

そして、本発明は、上記（３）に基づく構造とその施工方法に関するものである。

上記（３）に関する具体的な事例としては、図１に示すように、液状化層２内に位置する地下構造物１の両側に、地表面４から液状化層２を貫通してその下の非液状化層３まで至る連続壁（遮断壁）６を設ける構造が紹介されている。遮断壁６としては、鋼矢板壁、鋼管矢板壁、コンクリート連壁などが該当する。このように遮断壁６によって締め切った構造（締切構造）とすることで、地盤の液状化に伴う地下構造物１の底部への砂の回りこみを防止または抑止するものである。なお、図１中の５は地下水位面である。

地下構造物の耐震性能照査と地震対策ガイドライン（案）、土木学会、平成２３年Ｉａｉ，Ｍａｔｓｕｎａｇａ，Ｋａｍｅｏｋａ：ＳｔｒａｉｎＳｐａｃｅＰｌａｓｔｉｃｉｔｙＭｏｄｅｌｆｏｒＣｙｃｌｉｃＭｏｂｉｌｉｔｙ，ＳＯＩＬＳＡＮＤＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮＳ，Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．２，ｐｐ．１−１５，１９９２

上述したように、地下構造物が液状化層内にある場合、液状化時に地下構造物が浮上することを防ぐため、地下構造物の両側に、地表から液状化層を貫通してその下の非液状化層まで鋼製矢板（鋼矢板もしくは鋼管鋼管矢板）を打設して遮断壁（鋼製矢板締切構造）を構築する工法が採用されることがある。

しかしながら、このように、地下構造物の両側に鋼製矢板（鋼矢板もしくは鋼管矢板）を打設して鋼製矢板締切構造を構築する場合、液状化層が厚いと、鋼製矢板（鋼矢板もしくは鋼管矢板）の長さが非常に長くなり、材料費、施工費の高騰を招くことになる。また、条件によっては、鋼製矢板締切構造としたことによって、地下構造物自体に作用する地震時の荷重が大きくなり、地下構造物自体の補強が必要となる場合がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、トンネル、埋設管、共同溝などの地下構造物が地盤の液状化によって浮上するのを効率的に防止することができる鋼製矢板締切構造およびその施工方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、以下の考え方に基づいて本発明をなした。

すなわち、液状化による地下構造物の浮上の原因は、液状化により砂層が泥水状になると、浮力を考慮した地下構造物の密度は周囲の泥水よりも小さいため、地下構造物の底部に泥水が回り込こむためと考えられている。したがって、図１に示した鋼製矢板締切構造では、地下構造物の両側に設置された鋼製矢板（鋼矢板もしくは鋼管矢板）が、その泥水の移動を遮断するため、浮上を抑制することができることになる。

そのような観点からみてみると、図１に示した鋼製矢板締切構造において、地下構造物よりも上方の鋼製矢板に関しては、浮上抑止には寄与していない可能性があると考えて、詳細は後述するが、液状化を考慮できる地震応答解析プログラムＦＬＩＰ（非特許文献２参照）を用いて数値実験を行ったところ、地下構造物よりも上方の鋼製矢板は浮上抑止にほとんど寄与していないことが確認できた。

本発明は、上記の考え方に基づいており、以下のような特徴を有している。

［１］地盤の液状化によって液状化層内に位置する地下構造物が浮上するのを防止するために、当該地下構造物の両側に鋼製矢板をその下端部が非液状化層に根入れするまで打設して鋼製矢板壁を設置することによって構築した鋼製矢板締切構造であって、前記地下構造物の高さをｈ_１、前記鋼製矢板壁の上端から前記地下構造物の下端までの下方に向かう距離をｌ_１とした時に、前記鋼製矢板壁の上端の高さ位置が地下水位面以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１≧０．３０を満足していることを特徴とする鋼製矢板締切構造。

［２］前記［１］に記載の鋼製矢板締切構造を構築する際の施工方法であって、複数枚の鋼製矢板をその上端が地表面もしくは地表面からやや上方に位置するように打設する工程Ａと、工程Ａで打設された鋼製矢板を、ヤットコ鋼製矢板を用いて、前記鋼製矢板壁の上端の高さ位置が地下水位面以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１≧０．３０を満足するように打設する工程Ｂとを繰り返して、鋼製矢板締切構造を構築することを特徴とする鋼製矢板締切構造の施工方法。

［３］前記［２］に記載の鋼製矢板締切構造の施工方法において用いるヤットコ鋼製矢板であって、打設する鋼製矢板と同じ断面形状の鋼製矢板である本体と、打設する鋼製矢板に打設力を伝達するために前記本体の下端部に取り付けられた突出部材を備えていることを特徴とするヤットコ鋼製矢板。

本発明においては、トンネル、埋設管、共同溝などの地下構造物が地盤の液状化によって浮上するのを効率的に防止することができる。

地下構造物の浮上対策の具体事例の断面図である。本発明の実施形態に示す数値実験で対象とした地下構造物の断面図である。本発明の実施形態に示す数値実験での検討対象ケース（Ｃａｓｅ１〜６）を示す断面図である。本発明の実施形態に示す数値実験での検討対象ケース（Ｃａｓｅ７〜１０）を示す断面図である。本発明の実施形態に示す数値実験で用いた入力地震動の加速度時刻歴波形である。本発明の実施形態に示す数値実験の結果であり、鋼矢板壁上端から液状化層下端までの距離ｌと地下構造物上端から液状化層下端までの距離ｈの比（＝ｌ／ｈ）と、浮上抑制率との関係を示したものである。本発明の実施形態に示す数値実験の結果であり、鋼矢板壁上端と地下構造物下端の距離ｌ_１と地下構造物の高さｈ_１の比（＝ｌ_１／ｈ_１）と、浮上抑制率との関係を示したものである。本発明の実施形態に示す数値実験の結果であり、鋼矢板壁上端から液状化層下端までの距離ｌと地下構造物上端から液状化層下端までの距離ｈの比（＝ｌ／ｈ）と、平均最大土圧比率との関係を示したものである。本発明の実施形態において用いたヤットコ鋼矢板の概要図である。本発明の実施形態における鋼矢板締切構造の第１の施工手順の説明図である。本発明の実施形態における鋼矢板締切構造の第２の施工手順の説明図である。本発明の実施形態における鋼矢板締切構造の第３の施工手順の説明図である。

本発明においては、上述したように、液状化を考慮できる地震応答解析プログラムＦＬＩＰを用いて行った数値実験の結果に基づいて、地下構造物の両側に鋼製矢板をその下端部が非液状化層に根入れするまで打設して鋼製矢板壁を設置することによって構築した鋼製矢板締切構造として、前記地下構造物の高さをｈ_１、前記鋼製矢板壁の上端から前記地下構造物の下端までの下方に向かう距離をｌ_１（ここで、下方に向かう場合はｌ_１は正となり、上方に向かう場合はｌ_１は負となる）とした時に、前記鋼製矢板壁の上端の高さ位置が地下水位面以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１≧０．３０を満足する（すなわち、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる高さ位置より上方に位置する）ようにしている。

そこで、本発明の実施形態として、上記の数値実験について説明する。なお、ここでは、鋼製矢板として鋼矢板を用いた場合について述べるが、鋼製矢板として鋼管矢板を用いた場合も同様である。

まず、この数値実験において対象とした地下構造物１を図２に示す。図２に示すように、この地下構造物１は、液状化層２内に位置し、高さ６．６ｍ、幅１９．３ｍのコンクリート製で、平均密度は０．９２ｔ／ｍ^３である。そして、地表面４から地下構造物１上面（上端）までは７．８ｍである。また、地表面４から１．８ｍ地点に地下水位面５があり、地表面４から非液状化層３までは２０．４ｍである。地盤定数については表１に示す。

そして、数値実験での検討対象ケースとして、図３、図４に示すＣａｓｅ１〜Ｃａｓｅ１０とした。すなわち、以下の如くである。

Ｃａｓｅ１は、浮上防止対策を行っていない現状のモデル。

Ｃａｓｅ２は、鋼矢板壁７を地表面４から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル。

Ｃａｓｅ３は、鋼矢板壁７を地下水位面５から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル。

Ｃａｓｅ４は、鋼矢板壁７を地表面４の４．８ｍ下方から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル。

Ｃａｓｅ５は、鋼矢板壁７を地表面４の６．８ｍ下方から、非液状化層３に２ｍ根入れしたモデル（すなわち、鋼矢板壁７を地下構造物１上面の１．０ｍ上方から、非液状化層３に２ｍ根入れしたモデル）。

Ｃａｓｅ６は、鋼矢板壁７を地表面４の７．８ｍ下方から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル（すなわち、鋼矢板壁７を地下構造物１の上面から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル）。

Ｃａｓｅ７は、鋼矢板壁７を地表面４の１０．４ｍ下方から、非液状化層に２．０ｍ根入れしたモデル（すなわち、鋼矢板壁７を地下構造物１下面の４．０ｍ上方から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル）。

Ｃａｓｅ８は、鋼矢板壁７を地表面４の１２．４ｍ下方から、非液状化層に２．０ｍ根入れしたモデル（すなわち、鋼矢板壁７を地下構造物１下面の２．０ｍ上方から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル）。

Ｃａｓｅ９は、鋼矢板壁７を地表面４の１３．６ｍ下方から、非液状化層に２．０ｍ根入れしたモデル（すなわち、鋼矢板壁７を地下構造物１下面の０．８ｍ上方から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル）。

Ｃａｓｅ１０は、鋼矢板壁７を地表面４の１５．４ｍ下方から、非液状化層に２．０ｍ根入れしたモデル（すなわち、鋼矢板壁７を地下構造物１下面の１．０ｍ下方から、非液状化層３に２．０ｍ根入れしたモデル）。

なお、鋼矢板壁７と地下構造物１の距離は左右両方とも０．５ｍとした。鋼矢板壁７に用いる鋼矢板は、降伏強度２９５Ｎ／ｍｍ^２、断面２次モーメント３．２４×１０^−４ｍ^４／ｍである。

また、入力地震動は、図５に示すテーパー付きの１．０Ｈｚの正弦波、最大加速度４．５ｍ／ｓ^２、継続時間４０秒を用いた。

そして、数値実験結果として、表２に、各ケースにおける、地中構造物１の上面左右２点の浮上量の平均値と、下記（１）式で定義する浮上抑制率を示す。

浮上抑制率＝（１−当該ケースの浮上量／Ｃａｓｅ１の浮上量）×１００・・・（１）

また、表２に、Ｃａｓｅ２において鋼矢板壁７に使用した鋼矢板の重量を１．０として、Ｃａｓｅ３〜Ｃａｓｅ１０の各ケースにおいて鋼矢板壁７に使用した鋼矢板の重量の比率（鋼矢板壁重量比率）を併せて示す。

まず、表２に示すように、鋼矢板壁７が地表面４から非液状化層３まで存在して、液状化層２を完全に締切っているＣａｓｅ２の浮上抑制率は８６％に達する。

次に、鋼矢板壁７が液状化層２を完全には締切っていない場合（すなわち、鋼矢板壁７上端を地表面４より下方にした場合）の効果を明確にするために、鋼矢板壁７上端から液状化層２下端までの距離ｌと、地下構造物１上端から液状化層２下端までの距離ｈの比（＝ｌ／ｈ）をパラメータとして、浮上抑制率との関係を整理したものを図６に示す。

この図６から、Ｃａｓｅ３他のように鋼矢板壁７上端を地表面４より下方にした場合でも、Ｃａｓｅ２のように鋼矢板壁７上端を地表面４に位置させた場合と同等の浮上抑制率を得ることができる範囲があることが分かる。

ちなみに、図６において、ｌ／ｈ＝１．０のときが、鋼矢板壁７上端と地下構造物１上端が一致している状態であり、Ｃａｓｅ６に相当する。また、ｌ／ｈ＝０．４８のときが、鋼矢板壁７上端と地下構造物１下端が一致している状態であり、Ｃａｓｅ９とＣａｓｅ１０の間に位置している。

そして、図６において、浮上抑制率はＣａｓｅ８（ｌ／ｈ＝０．６３）付近を折れ曲がり点としていることがわかる。したがって、効率的に浮上抑制効果を得るための目安は、ｌ／ｈ≧０．６３となる。すなわち、鋼矢板壁７の上端が地下構造物１の下端よりも若干上方に位置する必要がある。

そこで、さらに、効率的に浮上抑制効果を得ることができる鋼矢板壁７上端の位置を明確にするために、鋼矢板壁７上端と地下構造物１下端の距離ｌ_１と地下構造物１の高さ（地下構造物１の上端と下端の距離）ｈ_１の比（＝ｌ_１／ｈ_１）と、浮上抑制率との関係を整理したものを図７に示す。

この図７から、ｌ_１／ｈ_１≧０．３０のときに、浮上抑制率が高くなっていることがわかる。したがって、鋼矢板壁７上端を、ｌ_１／ｈ_１≧０．３０を満足する位置にする（すなわち、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置よりも上方にする）ことで効率的に浮上抑制が図ることができる。

上記の通り、鋼矢板壁７は地表面４まで存在する必要がないことが確認できた。このことによって、鋼矢板の使用量を大幅に減らすことができるようになった。

一方、鋼矢板壁７を設置したことによる地下構造物１への影響を把握するために、表３に、地震時に地下構造物１の左右側面に作用する最大土圧の平均値（１２点）を示す。併せて、浮上防止対策を行っていない現状モデル（Ｃａｓｅ１）における最大土圧の平均値を１．０として、Ｃａｓｅ２〜Ｃａｓｅ１０の各ケースにおける最大土圧の平均値の比率（平均最大土圧比率）を示す。

ここでは、上述した浮上抑制率の整理と同様に、鋼矢板壁７上端から液状化層２下端までの距離ｌと地下構造物１上端から液状化層２下端までの距離ｈの比（＝ｌ／ｈ）をパラメータとして、平均最大土圧比率との関係を整理したものを図８に示す。

図８に示すように、鋼矢板壁７の上端が高くなるにしたがって（ｌ／ｈが大きくなるにしたがって）、地下構造物１に作用する平均最大土圧比率が上昇していることがわかる。

なかでも、鋼矢板壁７上端を地表面４に位置させたＣａｓｅ２（ｌ／ｈ＝１．６２）と、鋼矢板壁７上端を地下水位面５としたＣａｓｅ３（ｌ／ｈ＝１．４８）の差は大きく、地下水位面下５まで鋼矢板壁７上端を打ち下げることで、平均最大土圧比率を１．４５（Ｃａｓｅ２）から１．３５（Ｃａｓｅ３）まで低減することができる。これは、液状化層２が液状化した場合に、液状化層２での地震時挙動と地下水位面５よりも上部の土層での地震時挙動とが大きく異なることが、Ｃａｓｅ２のように地表面４まで鋼矢板壁７を打設した場合に平均最大土圧比率が増大することに繋がっていると考えられる。

そして、鋼矢板壁７上端を地下水位面５に一致させたＣａｓｅ３（ｌ／ｈ＝１．４８）から、鋼矢板壁７上端を地下構造物１上端に一致させたＣａｓｅ６（ｌ／ｈ＝１．００）までの、平均最大土圧比率の変化は緩やかで、１．３５〜１．２８の値を示している。

上記の結果から、鋼矢板壁７設置によって地下構造物１への土圧を増やさないようにするためには、最低限、鋼矢板壁７上端を地下水位面５以下にすることが有効であることがわかる。

ここまで、地下構造物が地盤の液状化によって浮上するのを防止するために構築される鋼製矢板締切構造に関して、地下構造物の浮上抑制と、地下構造物への土圧増加の影響に関して説明をおこなった。

両者を総合的に判断すると、鋼矢板壁上端の高さ位置は、抑制浮上の観点からは、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置よりも上方とすること、地下構造物への土圧増加を防ぐ観点からは、地下水位面以下とすることが好適であることがわかった。もちろん、鋼矢板使用量削減の観点からは、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置（下限位置）に近いことが好ましい。

さて、上記のように、上端を地下水位面５以下とする鋼矢板締切構造を構築するためには、鋼矢板の上端を地表面４よりも深い位置まで打設（圧入）することが必要となる。

そこで、ここでは、まず、鋼矢板を上端が地表面４に位置し下端が液状化層２に位置するように打設する工程（工程Ａ）と、次に、そのように打設された鋼矢板を、ヤットコ鋼矢板を用いて、上端が液状化層２の所定位置に位置し下端が非液状化層３に位置するように打設（圧入）する工程（工程Ｂ）とを繰り返すことで、上記のような鋼矢板壁７（鋼矢板締切構造）を構築するようにしている。ちなみに、上記の液状化層２の所定位置とは、上述したように、地下水位面５以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置よりも上方の位置である。

図９に上記のヤットコ鋼矢板を示す。図９に示すように、このヤットコ鋼矢板２０は、打設する鋼矢板と同じ断面形状の鋼矢板２１である本体と、打設する鋼矢板に打設力（圧入力）を伝達するために、本体である鋼矢板２１の下端部（詳しくは、ウェブ２２の下端部）に取り付けられた突出部材２３を備えている。

このようなヤットコ鋼矢板２０を用いることによって、上端が地表面に位置し下端が液状化層２に位置するように打設された鋼矢板を、さらに下端が非液状化層３に位置するまで打設することが可能になる。

上記のような鋼矢板壁７（鋼矢板締切構造）を構築する具体的な施工手順として、第１例（第１の施工手順）を図１０に示し、第２例（第２の施工手順）を図１１に示し、第３例（第３の施工手順）を図１２に示す。

（第１の施工手順：第１例）
まず、図１０（ａ）に示すように、圧入機８を用いて、所要の長さ（鋼矢板壁上端が地下水位面５以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置よりも上方となるとともに、鋼矢板壁下端が非液状化層に根入れするのに必要な長さ）の鋼矢板１１を、その上端が地表面４よりやや上方となるように順次圧入していく。ここで言う「やや上方」とは、圧入機８の鋼矢板１１のつかみ代分相当である。なお、この第１例では、図１０（ｂ）に示すように、鋼矢板１１を１６枚分圧入する。ここまでを工程Ａと称する。

次に、図１０（ｃ）に示すように、圧入機８を反転させて、ヤットコ鋼矢板２０を用いて、左端の鋼矢板１１を所定の位置まで再圧入させる。図１０（ｄ）の示すように、順次、右端４枚の鋼矢板１１ｓを残した状態になるまで、ヤットコ鋼矢板２０を用いて、所定の位置への再圧入を行う。ここで、右端４枚の鋼矢板１１ｓを残したのは、圧入機８のつかみ部分の数に合わせており、機械の種類に応じて臨機応変に対応することになる。ここまでを工程Ｂと称する。

図１０（ｅ）は、２回目の工程Ａであり、工程Ｂで残した鋼矢板１１ｓを足がかりに鋼矢板１１を順次圧入する。そして、２回目の工程Ｂを行う。その後は、工程Ａと工程Ｂを繰返し、図１０（ｆ）に示すように、所定の範囲で鋼矢板締切構造を構築する。

なお、この第１例では、最初の工程Ａで１６枚の鋼矢板１１を圧入したが、この枚数は現地の施工能率（一度鋼矢板を打設してから時間がかかりすぎると、所定の位置への再圧入が行いにくくなる）に応じて決定すればよい。

また、最終回目の工程Ｂでは、右端４枚の鋼矢板１１ｓの再圧入することができず、地表面４よりやや上方に突出した状態で残ることになるが、地中構造物１への土圧増加が問題なければ、地表面４で切断しておけば良い。地中構造物１への土圧増加の問題がある場合には、所定の施工範囲よりも４枚余分に鋼矢板１１を圧入し、最後に引き抜きを行えばよい。

そして、上述したように、図１０（ｆ）がこの第１例で完成した鋼矢板壁７である。鋼矢板１１を連結することにより構成されており、その下端は非液状化層３に根入れされている。ここで、鋼矢板壁７の範囲は図中に点模様で示した範囲となる。つまり、この図１０（ｆ）の場合、鋼矢板壁７の上端７ａは、図中の太い破線で示した位置となる。この鋼矢板壁上端７ａの高さ位置を、地下水位面５以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置よりも上方となるようにする。

（第２の施工手順：第２例）
現地の地盤条件によっては、鋼矢板の鉛直性を保って圧入することが困難で徐々に傾斜が生じてしまうトラブルが発生することがある。特に、工程Ｂにおける再圧入時に傾斜が生じてしまうと、引き抜くことが出来ず困難に直面してしまう。

そこで、そのような現象が懸念される場合には、第２の施工手順（第２例）として、基本的には上記の第１の施工手順（第１例）と同様であるが、図１１（ａ）〜（ｅ）に示すように、所要長さの鋼矢板１１に対して所々で長尺鋼矢板１２（例えば、地下水位面５から非液状化層３へ根入れする長さを有する鋼矢板）を用いることで、その現象を回避することができる。ちなみに、図１１では、４枚に１枚は長尺鋼矢板１２を用いるようにしている。

そして、図１１（ｆ）がこの第２例で完成した鋼矢板壁７である。ここで、鋼矢板壁７の範囲は図中に点模様で示した範囲となる。つまり、この図１１（ｆ）の場合、鋼矢板壁７の上端７ａは、図中の太い破線で示した位置となる。この鋼矢板壁上端７ａの高さ位置を、地下水位面５以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置よりも上方となるようにする。

（第３の施工手順：第３例）
第３の施工手順（第３例）は、鋼矢板壁７の上端の高さ位置をｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置（下限位置）にした場合である。この第３例では、基本的には上記の第２例と同様であるが、図１２（ａ）〜（ｅ）に示すように、所要長さの鋼矢板１１と長尺鋼矢板１２を交互に配置している。

そして、図１２（ｆ）がこの第３例で完成した鋼矢板壁７である。ここで、鋼矢板壁７の範囲は図１２（ｆ）中に点模様で示した範囲となる。つまり、この図１２（ｆ）の場合、鋼矢板壁７の上端７ａは、図中の太い破線で示した位置（ｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる位置）となる。

以上の手法を用いることで、トンネル、埋設管、共同溝などの地下構造物１が地盤の液状化によって浮上するのを効率的に防止することができる。

すなわち、地下構造物１の両側に、その上端の高さ位置が、地下水位面５からｌ_１／ｈ_１＝０．３０となる地点までの範囲にあり、その下端が非液状化層３に根入れした鋼矢板壁７を構築するようにしたので、鋼矢板の使用量を大幅に減らしたうえで、液状化時の浮上を抑制することができるようになった。

また、鋼矢板壁７の上端を地下水位面５以下としたことで、地下構造物１へ作用する外力が増加する度合いを低減することができた。

また、鋼矢板への打設力（圧入力）を伝達するための突出部材２３を有するヤットコ鋼矢板２０を用いることで、液状化層２の所定位置から非液状化層３までの区間に鋼矢板壁７を構築することを可能にした。

１地下構造物
２液状化層
３非液状化層
４地表面
５地下水位面
６遮断壁（連続壁）
７鋼矢板壁
７ａ鋼矢板壁上端
８圧入機
１１鋼矢板
１１ｓ工程Ａの最終に圧入した複数の鋼矢板
１２長尺鋼矢板
２０ヤットコ鋼矢板
２１鋼矢板
２２鋼矢板ウェブ
２３突出部材
ｈ地下構造物上端から液状化層下端までの距離
ｌ鋼矢板壁上端から液状化層下端までの距離
ｈ_１地下構造物の高さ（上端と下端の距離）
ｌ_１鋼矢板壁上端と地下構造物下端の距離

Claims

地盤の液状化によって液状化層内に位置する地下構造物が浮上するのを防止するために、当該地下構造物の両側に鋼製矢板をその下端部が非液状化層に根入れするまで打設して鋼製矢板壁を設置することによって構築した鋼製矢板締切構造であって、前記地下構造物の高さをｈ_１、前記鋼製矢板壁の上端から前記地下構造物の下端までの下方に向かう距離をｌ_１とした時に、前記鋼製矢板壁の上端の高さ位置が地下水位面以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１≧０．３０を満足していることを特徴とする鋼製矢板締切構造。
請求項１に記載の鋼製矢板締切構造を構築する際の施工方法であって、複数枚の鋼製矢板をその上端が地表面もしくは地表面からやや上方に位置するように打設する工程Ａと、工程Ａで打設された鋼製矢板を、ヤットコ鋼製矢板を用いて、前記鋼製矢板壁の上端の高さ位置が地下水位面以下で、かつ、ｌ_１／ｈ_１≧０．３０を満足するように打設する工程Ｂとを繰り返して、鋼製矢板締切構造を構築することを特徴とする鋼製矢板締切構造の施工方法。
請求項２に記載の鋼製矢板締切構造の施工方法において用いるヤットコ鋼製矢板であって、打設する鋼製矢板と同じ断面形状の鋼製矢板である本体と、打設する鋼製矢板に打設力を伝達するために前記本体の下端部に取り付けられた突出部材を備えていることを特徴とするヤットコ鋼製矢板。