JP2015218460A - 地盤改良構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の構造物が構築された地盤と道路が構築された地盤とを一体的に地盤改良し、道路及び構造物の不同沈下を抑制する地盤改良構造体を提供する。【解決手段】複数の住宅２０が構築された住宅地盤５０と道路３０が構築された道路地盤７０とに連結された複数の壁状改良体１１０、１２０を形成して液状化層１４を区画して囲むように地盤改良体１００を構築することで、住宅地盤５０と道路地盤７０とが一体的に地盤改良されることで液状化が防止又は抑制され、住宅２０及び道路３０不同沈下が抑制される。更に、住宅２０の布基礎２２が、それぞれ住宅地盤５０の壁状改良体１２０に載置されているので、例えば想定よりも大きな地震が発生し住宅地盤５０が液状化しても、住宅２０の布基礎２２が壁状改良体１２０に支持されるので、住宅２０の不同沈下が効果的に抑制される。【選択図】図１

Description

本発明は、地盤改良構造に関する。

特許文献１には、液状化地盤上の構造物を対象とする液状化被害低減構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、構造物の外周側に構造物の下方の液状化地盤を取り囲む遮水壁を形成し、遮水壁の内側に液状化時の過剰間隙水を地表に排水するためのドレーンを打設している。

特許文献２には、地震時の道路地盤および宅地地盤の液状化を一体的に抑制する地盤構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、道路に囲まれた区画内の液状化層を包囲する地中壁を構築すると共に、地中壁で包囲された液状化層内に各々が複数の開口部を備える複数の排水部材を挿設している。

ここで、特許文献１及び特許文献２では、構造物の直下の地盤の液状化層は地盤改良されていない。したがって、例えば、想定よりも大きな地震の場合、構造物の直下の地盤が液状化し、構造物が不同沈下する懸念があり、この点において改良の余地があった。

特開２０１３−１５５５５９号公報 特開２０１３−２３８０３４号公報

本発明は、上記事実を鑑み、複数の構造物が構築された地盤と道路が構築された地盤とを一体的に地盤改良し、道路及び構造物の不同沈下を効果的に抑制することが目的である。

請求項１の発明は、複数の構造物が構築された第一地盤と前記第一地盤に隣接し道路が構築された第二地盤とに形成された複数の壁状改良体を連結し液状化層を区画して囲むと共に、複数の前記構造物の基礎部がそれぞれ前記第一地盤の前記壁状改良体に載置されるように形成されている。

請求項１に記載の発明では、複数の構造物が構築された第一地盤と道路が構築された第二地盤とに、連結された複数の壁状改良体を形成して液状化層を区画して囲むことで、第一地盤と第二地盤とが一体的に地盤改良され、これにより、道路及び構造物の不同沈下が抑制される。

更に、構造物の基礎部がそれぞれ第一地盤の壁状改良体に載置されているので、例えば想定よりも大きな地震が発生し第一地盤が液状化しても、構造物が壁状改良体に支持されるので、構造物の不同沈下が効果的に抑制される。

請求項２の発明は、前記第二地盤の前記壁状改良体は、前記第一地盤の前記壁状改良体よりも上端が深く又は下端が浅くなるように形成されている。

請求項２に記載の発明では、第二地盤の壁状改良体の上端を深く又は下端を浅く形成することで、壁状改良体の鉛直長さが短くなるので、地盤改良体の施工コストが下がる。

なお、仮に壁状改良体の鉛直長さが短くなることによって第二地盤が液状化し道路が若干沈下しても、第二地盤の壁状改良体で支持されるので、沈下量が抑制される。更に、道路は覆土で容易に回復可能である。別の観点から説明すると、第一地盤に要求される性能(許容される沈下量)に比べて、道路が構築される第二地盤に要求される性能は低いので、第二地盤の壁状改良体を短くし、地盤改良体の施工コストを下げることができる。

また、第二地盤に形成された壁状改良体の上端を深く形成した場合は、ガスや水道などのインフラを、壁状改良体に貫通孔をあけることなく、第一地盤に引き込むことができる。

請求項３の発明は、前記構造物の前記基礎部は、複数の前記壁状改良体に載置されている。

請求項３に記載の発明では、構造物の基礎部が複数の壁状改良体に載置されているので、一つの壁状改良体のみに載置されている場合と比較し、壁状改良体に支持された際の構造物の傾きが効果的に抑制される（不同沈下の抑制効果が向上する）。

本発明によれば、複数の構造物が構築された地盤と道路が構築された地盤とを一体的に地盤改良し、道路及び構造物の不同沈下を効果的に抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係る地盤改良構造を模式的に示す（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第二実施形態に係る地盤改良構造を模式的に示す（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第三実施形態に係る地盤改良構造を模式的に示す（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第四実施形態に係る地盤改良構造を模式的に示す（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 地盤改良体を模式的に示す拡大平面図である。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態に係る地盤改良構造について説明する。

図１に示すように、複数の住宅２０が建つ住宅地１０は、道幅の広いアスファルト舗装された道路３０が格子状に設けられている。なお、住宅地１０における複数の住宅２０が構築された地盤部分を住宅地盤５０とし、道路３０が構築された地盤部分を道路地盤７０とする。

住宅地１０は、上から順番に、表層部１２、液状化する可能性のある軟弱な地盤の液状化層１４、及び液状化する可能性の殆どない非液状化層（支持層）１６を有している。そして、住宅地１０に地盤改良体１００が構築されることで地盤改良され、液状化層１４の液状化が防止又は抑制されている。

地盤改良体１００は、平面視において複数の壁状改良体１１０、１２０が連結され、これにより液状化層１４を囲み区画している。また、地盤改良体１００を構成する壁状改良体１１０は道路地盤７０に道路３０に沿って構築され、壁状改良体１２０は住宅地盤５０を格子状に区画するように構築されている。なお、壁状改良体１２０で囲まれた矩形部分を囲部１２８とする。

本実施形態では、図５に示すように、道路地盤７０の壁状改良体１１０は、機械撹拌式工法で形成される改良杭１１２がラップすることで構築されている。一方、住宅地盤５０の壁状改良体１２０は、高圧噴射式工法で形成される改良杭１２２がラップすることで構築されている。そして、改良杭１１２で構成された壁状改良体１１０と改良杭１２２で構成され壁状改良体１２０とが接合され、壁状改良体１１０と壁状改良体１２０とが一体されることで、地盤改良体１００が構成されている。なお、上記施工方法は、一例であって、これに限定されるものではない。

また、図１（Ｂ）に示すように、地盤改良体１００を構成する壁状改良体１１０の下端１１０Ｌ及び壁状改良体１２０の下端１２０Ｌは、非液状化層１６に到達し、非液状化層１６に根入れされている。

図１に示すように、住宅地盤５０に構築された壁状改良体１２０は、住宅２０の直下に設けられ、図１（Ｂ）に示すように、住宅２０の布基礎２２が載置している。よって、住宅２０を支持する基礎は、布基礎２２と壁状改良体１２０とで構成されている。

また、本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、住宅２０の布基礎２２（図１（Ｂ）参照）は、交差する二つの壁状改良体１２０に載置している。別の観点から説明すると、囲部１２８を構成する四辺に、住宅２０の布基礎２２（図１（Ｂ）参照）が載置されている。

図１（Ｂ）に示すように、道路地盤７０に構築された壁状改良体１１０の上端１１０Ｕは、住宅地盤５０の壁状改良体１２０の上端１２０Ｕよりも深い位置に形成されている。また、道路地盤７０の壁状改良体１１０の上端１１０Ｕと道路３０との間には隙間が形成されている。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

図１に示すように、複数の住宅２０が構築された住宅地盤５０と道路３０が構築された道路地盤７０とに、連結された複数の壁状改良体１１０、１２０を形成して液状化層１４を区画して囲むように地盤改良体１００を構築することで、住宅地盤５０と道路地盤７０とが一体的に地盤改良され、住宅地１０の液状化が防止又は抑制される。よって、住宅２０及び道路３０の不同沈下が抑制される。

更に、住宅２０の布基礎２２が、住宅地盤５０の壁状改良体１２０に載置されているので、例えば、想定よりも大きな地震が発生し住宅地盤５０が液状化しても、住宅２０の布基礎２２が壁状改良体１２０に支持されるので、住宅２０の不同沈下が効果的に抑制される。

また、住宅２０の布基礎２２は、交差する二つの壁状改良体１２０に載置されている（囲部１２８の四辺に載置されている）ので、一つの壁状改良体１２０に載置されている場合と比較し、住宅２０の傾きが効果的に抑制される（不同沈下の抑制効果が向上する）。

また、道路地盤７０に構築された壁状改良体１１０は、上端１１０Ｕが住宅地盤５０の壁状改良体１２０の上端１１０Ｕよりも深くなるように形成されている。よって、壁状改良体１１０の鉛直長さが短くなるので、その分、壁状改良体１１０（地盤改良体１００）の施工コストを下げることができる。なお、壁状改良体１１０を短くすることで、道路地盤７０は、住宅地盤５０よりも液状化しやすくなるが、仮に液状化し道路３０が沈下しても、壁状改良体１１０で支持されるので、沈下量が抑制される。また、道路３０は、覆土で容易に回復可能である。別の観点から説明すると、住宅地盤５０に要求される性能(許容される沈下量)に比べて、道路地盤７０に要求される性能は低いので、壁状改良体１１０を短くすることができる。

更に、道路地盤７０の壁状改良体１１０の上端１１０Ｕの位置を深くし、道路３０との間に隙間を形成することで、ガスや水道などのインフラを、壁状改良体１１０に貫通孔をあけることなく、住宅地盤５０に引き込むことができる。

なお、道路地盤７０の壁状改良体１１０に連結され、道路地盤７０と住宅地盤５０とに跨って構築された壁状改良体１２０Ａ（図５も参照）の上端１２０Ｕの全部又は一部（道路地盤７０や布基礎２２にかかっていない部分）も、壁状改良体１１０の上端１１０Ｕと同様に深く形成してもよい。このように、壁状改良体１２０Ａの上端１２０Ｕの位置を深くすることで、ガスや水道などのインフラを、壁状改良体１２０に貫通孔をあけることなく、住宅地盤５０に配管することができる。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態に係る地盤改良構造について説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図２に示すように、地盤改良体１０２を構成する住宅地盤５０に構築された壁状改良体１２０は住宅地盤５０を格子状に区画するように構築されている。また、住宅地盤５０に構築された壁状改良体１２０（囲部１２８）は、平面視において、道路地盤７０に構築された壁状改良体１２０及び住宅２０の布基礎２２の辺部２２Ａ（図２（Ｂ）参照）に対して角度を持って（本実施形態では、約４５°の角度）で構築されている（但し、壁状改良体１１０に連結され、道路地盤７０と住宅地盤５０とに跨って構築された壁状改良体１２０Ａは除く）。

また、住宅２０の布基礎２２は、四つの壁状改良体１２０の上に載置している。また、住宅２０の布基礎２２は、囲部１２８の四辺に載置している。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

壁状改良体１２０（囲部１２８）を住宅２０の布基礎２２の辺部２２Ａ（図２（Ｂ）参照）に対して角度を持って構築することで、壁状改良体１２０を住宅２０の布基礎２２の辺部２２Ａに平行に構築した場合（例えば、第一実施形態の図１（Ａ））と比較し、多くの壁状改良体１２０に載置される。

このように、住宅２０の布基礎２２は、四つの壁状改良体１２０に載置されている（囲部１２８の四辺に載置されている）ので、住宅２０の傾きが効果的に抑制される（不同沈下の抑制効果が向上する）。

＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態に係る地盤改良構造について説明する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図３に示すように、地盤改良体１０４を構成する住宅地盤５０に構築された壁状改良体１２０は、住宅地盤５０を格子状に区画するように構築されている。また、壁状改良体１２０（囲部１２８）は、間隔Ｌ２が第一実施形態の壁状改良体１２０（囲部１２８）の間隔Ｌ１（図１参照）よりも狭く構築されている。よって、住宅２０の布基礎２２は、四つの壁状改良体１２０の上に載置している。つまり、住宅２０の布基礎２２は、それぞれ囲部１２８の上に載置されている（囲部１２８の四辺に載置している）。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

また、壁状改良体１２０（囲部１２８）の間隔Ｌ２を狭くすることで、間隔が広い場合（例えば、第一実施形態の図１（Ａ））と比較し、多くの壁状改良体１２０（囲部１２８）に載置される。

このように、住宅２０の布基礎２２は、四つの壁状改良体１２０の上に載置されている。また、住宅２０の布基礎２２は、それぞれ囲部１２８の上に載置されている（囲部１２８の四辺に載置している）。よって、住宅２０の傾きが効果的に抑制される（不同沈下の抑制効果が向上する）。

なお、壁状改良体１２０（囲部１２８）の間隔Ｌ２を狭くすることで支持力が向上するので、壁状改良体１２０の壁厚ｔ（図３（Ｂ）参照）を薄くしてもよい。

＜第四実施形態＞
本発明の第四実施形態に係る地盤改良体について説明する。なお、第一実施形態〜第三実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

地盤改良体１０６を構成する住宅地盤５０に構築された壁状改良体１２０Ｂは、平面視において、各住宅２０の布基礎２２の内側に収まる矩形状の囲部１２８を形成している。また、囲部１２８間を壁状改良体１２０Ｃが連結し、道路地盤７０に構築された壁状改良体１１０と壁状改良体１２０Ａが連結している。

また、壁状改良体１２０Ａ、１２０Ｃは、壁状改良体１１０の上端１１０Ｕと同じ深さに位置するように構築されている。

本実施形態では、道路地盤７０に構築された壁状改良体１１０の下端１２０Ｌは、壁状改良体１２０の下端１２０Ｌよりも浅く、非液状化層（支持層）１６に到達していない。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する

住宅２０の布基礎２２は、四つの壁状改良体１２０Ｂで構成された囲部１２８の上にそれぞれ載置されている（囲部１２８の四辺に載置している）。よって、住宅２０の傾きが効果的に抑制される（不同沈下の抑制効果が向上する）。

また、各囲部１２８は、住宅２０の布基礎２２の内側に収まるように構築されている。更に、壁状改良体１２０Ａ，１２０Ｃは、上端１２０Ｕが深い位置に位置している。よって、ガスや水道などのインフラを、壁状改良体１２０Ａ、１２０Ｃに貫通孔をあけることなく、住宅地盤５０に配管し、各住宅２０まで引き込むことができる。なお、第三実施形態と同様に、囲部１２８を構成する壁状改良体１２０Ｂの壁厚を薄くしてもよい。

また、道路地盤７０の壁状改良体１１０は、上端１１０Ｕの位置が深く、且つ下端１１０Ｌの位置が浅く構築されている。よって、壁状改良体１１０の鉛直長さが更に短くなるので、その分、壁状改良体１１０（地盤改良体１００）の施工コストを更に下げることができる。

なお、前述したように、壁状改良体１１０を短くすることで、道路地盤７０は、住宅地盤５０よりも液状化しやすくなるが、仮に液状化し道路３０が沈下しても、壁状改良体１１０で支持されるので、沈下量が抑制される。また、道路３０は、覆土で容易に回復可能である。住宅地盤５０に要求される性能(許容される沈下量)に比べて、道路地盤７０に要求される性能は低いので、壁状改良体１１０を短くすることができる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

上記実施形態では、判り易くするため、各住宅２０の形状や配置、各住宅２０が構築される敷地の形状や配置などは同じとし、等間隔で並んでいるが、これに限定されるものでない。同様に、上記実施形態では、道路３０は住宅地１０に格子状に設けられているが、これに限定されるものではない。

各住宅２０の形状や配置及び各住宅２０が構築される敷地の形状や配置、道路３０の幅や配置などは、それぞれ個別に設定される、地盤改良体（地盤改良構造）は、個別の設定に応じて適宜構築すればよい。

例えば、道路３０が湾曲している場合、道路地盤７０の壁状改良体１２０は、道路３０の湾曲に沿って形成してもよいし、道路３０の湾曲に関係なく直線状に形成してもよい。

また、地盤改良体１００の壁状改良体１２０を構築する際に、各住宅２０の形状や配置及び各住宅２０が構築される敷地の形状や配置などが計画されている場合は、計画に合わせて壁状改良体１２０の構築位置を適宜調整し、各布基礎２２が載置されるように構築してもよい。

また、複数の上記実施形態を、適宜組み合わせて実施可能である。例えば、住宅地盤５０のうち大きな住宅が建てられる領域には第一実施形態の地盤改良構造を適用し、比較的小さな住宅が建てられる領域には第三実施形態の地盤改良構造を適用してもよい。或いは、建てられる住宅の大きさや形状などが計画されている領域には、計画に合わせて第四実施形態の地盤改良構造を適用し、未計画の領域には第一実施形態〜第三実施形態の地盤改良構造を適用してもよい。

また、地盤改良体の全体形状や壁状改良体の連結構成は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、囲部１２８の大きさや位置を適宜調整してもよい。つまり、大きさが異なる囲部１２８があってもよいし、囲部１２８が等間隔で並んでいなくてよい。要は、複数の壁状改良体を連結し液状化層を区画して囲み、住宅（構造物）の基礎部がそれぞれ壁状改良体に載置されるように形成されていればよい。

また、道路地盤７０の壁状改良体１１０を先に構築し、後から住宅地盤５０の壁状改良体１２０を構築してもよい。

また、例えば、道路地盤７０の壁状改良体１１０の上端１１０Ｕを道路３０に当接するようにして、壁状改良体１１０に道路３０が載置されるようにしてもよい。

また、例えば、地盤改良体１００、１０２、１０４、１０６で地盤改良された地盤（壁状改良体１１０，１２０で囲まれた内側）に液状化時の過剰間隙水を地表に排水するためのドレーンを打設してもよい。また、第二実施形態及び第四実施形態では、囲部１２８の中にドレーンを設けてもよいし、囲部１２８の外側にドレーンを設けてもよい。

また、上記実施形態では、住宅２０の布基礎２２は、複数の壁状改良体１２０に載置されていたが、これに限定されない。住宅２０の布基礎２２は、少なくとも一つの壁状改良体１２０に載置されていてればよい。

また、上記実施形態では、住宅２０の布基礎２２が、住宅地盤５０に構築された壁状改良体１２０に載置されていたが、これに限定されない。例えば、布基礎２２の下に浅層改良体を形成し、浅層改良体が壁状改良体１２０に載置されるようにしてもよい。なお、この場合、住宅２０を支持する基礎は、布基礎２２、浅層改良体、及び壁状改良体１２０となる。なお、浅層改良体を設けることで布基礎２２だけの場合よりも剛性が高くなり、住宅２０がより一体的に挙動するようになるので、好適である。また、布基礎２２以外の基礎、例えば、ベタ基礎であってもよい。

また、上記実施形態では、住宅地盤５０には、複数の住宅２０が構築されているが、これに限定されない。住宅２０以外の構造物、例えば、鉄筋コンクリート造等の集合住宅やビル、或いは、鉄柱や橋脚であってもよい。なお、構造物を支持する基礎（基礎部）は、構造物に応じて適宜選択すればよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない

１０ 住宅地
１４ 液状化層
２０ 住宅（構造物の一例）
２２ 布基礎（基礎部の一例）
３０ 道路
５０ 住宅地盤（第一地盤）
７０ 道路地盤（第二地盤）
１００ 地盤改良体
１０２ 地盤改良体
１０４ 地盤改良体
１０６ 地盤改良体
１１０ 壁状改良体
１２０ 壁状改良体

Claims (3)

1. 複数の構造物が構築された第一地盤と前記第一地盤に隣接し道路が構築された第二地盤とに形成された複数の壁状改良体を連結し液状化層を区画して囲むと共に、
   複数の前記構造物の基礎部がそれぞれ前記第一地盤の前記壁状改良体に載置されるように形成されている地盤改良構造。
2. 前記第二地盤の前記壁状改良体は、前記第一地盤の前記壁状改良体よりも上端が深く又は下端が浅くなるように形成されている、
   請求項１に記載の地盤改良構造。
3. 前記構造物の前記基礎部は、複数の前記壁状改良体に載置されている、
   請求項１又は請求項２に記載の地盤改良構造。

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