JP2016017394A - 変位抑制装置、及びその設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変位を抑制するために構造物に作用させる力自体が変位の原因となりにくい。
【解決手段】タイケーブル１００の一端部１１０を地盤Ｇ３に、他端部１２０をフーチング部１１に固定する。地盤Ｇ３は、フーチング部１１を覆う地盤Ｇ１と水平に連続しており、地盤Ｇ１より強固である。タイケーブル１００において一端部１１０と他端部１２０の間の中間部１３０を、伸縮可能であり且つ初期緊張力が発生しない状態とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、変位抑制装置、及びその設置方法に関する。

地震などの際に橋台等の構造物が水平方向に変位するのを抑制する工法として、特許文献１のように、アースアンカーを用いるものがある。この工法では、アンカーの一端を斜め下方の強固な地盤に固定すると共に、アンカーに強い張力を発生させた状態で構造物の基礎にアンカーの他端を固定する。アンカーに発生する張力の水平方向の分力が構造物の水平方向の変位に対する抵抗となる。これによって、構造物の水平方向の変位が抑制される。

特公平４−６１９３５号公報

特許文献１の工法によると、アンカーに発生させる張力の分力によって構造物の水平方向の変位を抑制する。したがって、地震発生時のように大きな水平力が発生する場合に備えるためには、アンカーに発生させる張力をかなり大きくしておく必要がある。ところが、このような大きな張力をアンカーに発生させると、その張力そのものが構造物の変位の原因になりかねない。

本発明の目的は、変位を抑制するために構造物に作用させる力自体が変位の原因となりにくい構造物の変位抑制装置及びその設置方法を提供することにある。

本発明の構造物の変位抑制装置は、少なくとも一部が地盤に覆われた構造物の変位を抑制する変位抑制装置であって、前記構造物と地盤に固定された弾性を有するタイ部材を備えており、前記構造物を覆う地盤と水平方向に連続した地盤であって前記構造物を覆う地盤より強固な地盤に前記タイ部材の一端部が、前記構造物に前記タイ部材の他端部が、前記一端部と前記他端部の間の中間部が伸縮可能であり且つ初期緊張力が発生しないようにそれぞれ固定されている。

つまり、本発明は、（１）構造物を覆う地盤と水平方向に連続した強固な地盤にタイ部材を固定することで、地下深くの地盤に固定する場合と比べて、タイ部材の延びる方向を水平方向に近くする、又は、完全に水平にすることと、（２）地盤に固定された部分と構造物に固定された部分との間の中間部でタイ部材を伸長可能且つ初期緊張力が発生しない状態にしておくことの２つの特徴を有している。

（１）の特徴には、地下深くの地盤に固定する場合と比べて、タイ部材に発生させる張力をそれほど大きくしなくても水平方向の分力の大きさを確保できるという作用がある。地下深くの地盤に固定する場合にはタイ部材の延びる方向が鉛直方向に近くなり、張力における水平方向の分力が小さくなりやすい。これに対し、（１）の特徴によれば、タイ部材の延びる方向が水平方向に近くなるため、張力における水平方向の分力が大きくなる。また、タイ部材が完全に水平になる場合には張力も水平方向に沿うため、張力全体が水平方向の変位を抑制するように構造物に作用する。さらに、（１）の特徴には、タイ部材の延びる方向が水平方向に近いため、地下深くの地盤にタイ部材を固定する場合と比べて、構造物が水平方向に変位した際にタイ部材の伸長の度合いが大きくなるという作用がある。したがって、構造物が水平方向に変位した際にタイ部材が伸長によって張力を増大させる度合いが大きくなる。

一方、（２）の特徴によれば、構造物が水平方向に変位しない限り、タイ部材から構造物に力が作用しない。また、構造物が変位する場合、タイ部材の張力はゼロから増大し始める。このため、構造物が水平方向に多少とも変位したとしても、タイ部材に発生する張力は変位に比例した大きさに留まる。大きな水平力が構造物に作用しない限りその張力は小さい。

上記２つの特徴によって、本発明は、以下の効果を奏することとなる。まず、構造物に外部から水平力が作用しないか、作用するとしてもその力が小さい通常時には、構造物の変位が全くないか小さい。このため、上記（２）の特徴により、タイ部材から構造物に力が全く作用しないか、作用してもその力は小さい。したがって、通常時においては、タイ部材からの力自体が構造物を変位させる原因になりにくい。

これに対し、地震時などのように、構造物に外部から大きな水平力が作用し、構造物が通常時と比べて大きく変位する場合には、タイ部材の中間部が伸長によって張力を発生させる。ここで、上記（１）の特徴から、張力における水平方向の分力が大きいと共に、構造物が水平方向に変位した際にタイ部材が張力を増大させる度合いが大きい。したがって、通常時には張力がほとんど発生しないにも拘らず、地震時にはタイ部材に速やかに大きな張力が発生する。タイ部材に発生する張力は、タイ部材の設置条件、例えば、タイ部材の水平方向に対する設置角度、素材、伸長可能な長さ、構造等に応じた大きさとなる。これらの設置条件を調整することで、構造物の変位が許容値を超えない範囲で、地震時に発生すると想定される水平力を保持可能な張力を発生させることができる。

このように、本発明は、タイ部材に初期緊張力を発生させないが、地震等の時には変位の発生に即応してタイ部材に必要な張力を発生させる。これにより、通常時にはタイ部材が構造物に作用させる力自体が構造物の変位の原因になることを抑制すると共に、地震時などには変位の発生に即応して変位を抑制する機能を発動させることで構造物が許容範囲を超えて水平方向に変位するのを抑制する。

また、本発明の構造物の変位抑制装置の設置方法は、少なくとも一部が地盤に覆われた構造物の変位を抑制する装置の設置方法であって、前記構造物から、前記構造物を覆う地盤と水平方向に連続した地盤であって前記構造物を覆う地盤より強固な地盤に至る穴を形成する形成工程と、弾性的に伸縮可能な線部材と前記線部材の長さ方向に中間部分を部分的に覆う被覆部材とを含んだタイ部材を、前記形成行程において形成された穴に挿入する挿入工程と、前記タイ部材の一端部において前記線部材が前記強固な地盤に固定され、前記タイ部材の他端部において前記線部材が前記構造物に固定され、且つ、前記一端部と前記他端部の間の中間部において、前記被覆部材内で前記線部材が伸縮可能であり且つ初期緊張力が発生しない状態になるように、前記穴内における前記タイ部材の外側にグラウト用の注入剤を充填する充填工程とを備えている。

本発明の設置方法によれば、中間部において被覆部材が線部材を覆っている。このため、グラウト用の注入剤を穴内に注入した際に、中間部においては、被覆部材の外側に注入剤が充填される。よって、中間部において被覆部材の内部で線部材が伸縮可能な状態となるように本発明の変位抑制装置を設置することができる。

本発明の一実施形態に係る変位抑制装置と当該装置が設置される構造物とを示す概略構成図である。 変位抑制装置に含まれるタイケーブルの側面図である。 図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図、図３（ｃ）は図２のＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態に係る変位抑制装置を設置する設置方法の工程を示すフロー図である。 本実施形態の変形例に係る概略構成図である。

本発明の一実施形態に係る変位抑制装置１について図面を参照しつつ説明する。変位抑制装置１は、図１に示すように、上端部において橋桁９９を支持した一対の橋台１３に設けられている。変位抑制装置１は、一対の橋台１３のそれぞれに設けられている。これらの変位抑制装置１同士は、寸法などの微細な違いを除けば、概略的に同じ構成を有している。以下においては、一方の橋台１３に設けられた変位抑制装置１に関してのみ説明する。なお、橋台１３は本発明における構造物に対応する。

橋台１３の基礎１０はフーチング部１１及び杭群１２を含んでいる。橋台１３の本体は、フーチング部１１の前後方向に関する中央付近の若干前方寄りに配置されている。フーチング部１１は地盤Ｇ１中に埋設されている。地盤Ｇ１は、橋台１３本体の根元（フーチング部１１からの立ち上がり部１３ａ）より若干上方までを覆っている。杭群１２は複数本の杭からなる。各杭は、フーチング部１１の下面に固定されており、下方に向かって延びている。橋台１３の本体において、他方の橋台１３に向かう方向とは反対方向に面した表面１３ｂは、盛り土からなる地盤Ｇ２によっておおわれている。上記反対方向に関して基礎１０から離隔した位置には、縦断面が矩形の地盤Ｇ３がある。地盤Ｇ３は地盤Ｇ１に水平方向に接している。したがって、地盤Ｇ３は、地盤Ｇ１と水平方向に連続している。地盤Ｇ３は改良体２０からなる。改良体２０は、地盤改良によって元の地盤より強固な地盤になるように形成されている。改良体２０は、基礎１０の近くの軟弱な地盤を補強するために変位抑制装置１の設置前にあらかじめ形成されたものである。

変位抑制装置１は、改良体２０（地盤Ｇ３）と、フーチング部１１及び地盤Ｇ３の両方に固定されたタイケーブル１００（タイ部材）とを備えている。地盤Ｇ３は改良体２０からなるため、地盤Ｇ１に比べてタイケーブル１００を強固に固定できる。なお、本実施形態において「地盤が強固である」とは、その地盤に固定されたタイケーブル１００のようなタイ部材に強い張力が発生してもタイ部材を固定した状態を維持できることを意味する。

タイケーブル１００は、図１及び図２に示すように、フーチング部１１並びに地盤Ｇ１及びＧ３に形成された細長い掘削穴３０内に配置されている。フーチング部１１の上面には、図２に示すように、掘削穴３０を形成するためのＶ字型の斫部１１ａが形成されている。掘削穴３０は、フーチング部１１を斫部１１ａから後端面１１ｂまで貫通している。掘削穴３０は、そこからさらに地盤Ｇ１内を通り、図２の二点鎖線ｇで示す地盤Ｇ１と地盤Ｇ３の境界を越え、地盤Ｇ３内まで到達している。このように、掘削穴３０は、フーチング部１１から斜め下方に直線的に地盤Ｇ３まで延びている。地盤Ｇ３は、フーチング部１１が配置された地盤Ｇ１と水平方向に接している。このため、例えばタイケーブル１００を地中深くの地盤まで延ばす場合と比べて、掘削穴３０の水平方向に対する傾斜角度（水平方向に対する鋭角）は比較的小さくなる。具体的には、掘削穴３０の水平方向に対する鋭角θ（図２参照）は４５°以内である。一実施例では、この鋭角は１０°である。

タイケーブル１００は掘削穴３０に沿って延びている。タイケーブル１００の一端部は、掘削穴３０内で地盤Ｇ３に固定されている。地盤Ｇ３は、上記の通り、基礎１０近くの地盤補強のために改良体２０としてあらかじめ形成されたものである。本実施形態では、このような改良地盤をタイケーブル１００の固定先として有効に活用している。タイケーブル１００の他端部は、掘削穴３０内でフーチング部１１に固定されている。以下、地盤Ｇ３に固定された一端部を地盤固定部１１０、フーチング部１１に固定された他端部をフーチング固定部１２０とする。また、タイケーブル１００における地盤固定部１１０とフーチング固定部１２０の間の部分を中間部１３０とする。地盤固定部１１０は、地盤Ｇ３内に配置された領域のほぼ全範囲に亘ってグラウトによって地盤Ｇ３に固定されている。フーチング固定部１２０は、フーチング部１１の上面（斫部１１ａ）から前後方向に橋台１３の本体を跨ぎつつフーチング部１１の後端面１１ｂまで、フーチング部１１を貫通している。フーチング固定部１２０は、フーチング部１１内に配置された領域のほぼ全範囲に亘ってグラウトによってフーチング部１１に固定されている。

タイケーブル１００は、図３に示すように、断面の中心に配置されたホース部１０１と、ホース部１０１の周囲に配置された複数本（本実施形態では７本）の金属線部材１０２（線部材）とを有している。ホース部１０１及び金属線部材１０２のいずれも、タイケーブル１００の一端から他端まで延びている。ホース部１０１は、グラウト用の注入剤を流通させるための空洞が内部に形成されている。ホース部１０１は斫部１１ａにおいて開口していると共に、ケーブル先端部１００ａにおいても開口している。金属線部材１０２は、炭素鋼からなる複数本の硬鋼線が縒り合された金属線１０２ａと、金属線１０２ａを被覆する樹脂製の被覆部１０２ｂとを含んでいる。これにより、金属線部材１０２は、張力を発生させることで伸長すると共に、伸長した状態から張力を解除することで元の状態に復元するように構成されている。なお、本明細書において、金属線部材１０２がこのように変形することを、「弾性的に伸縮する」などと表現する場合がある。

地盤固定部１１０及びフーチング固定部１２０には、１又は複数個所にスペーサ１０３が設けられている。スペーサ１０３は、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、金属線部材１０２を互いに離隔させつつ支持している。中間部１３０には、スペーサ１０３が設けられていない。一方、中間部１３０には、各金属線部材１０２を覆う樹脂製の被覆部材１０５が設けられている。被覆部材１０５は、図２の二点鎖線Ｓの範囲、つまり、中間部１３０のほぼ全範囲に亘って連続的に各金属線部材１０２を覆っている。被覆部材１０５と金属線部材１０２は互いに固定されていない。中間部１３０において、金属線部材１０２は、初期緊張力が設定されていない。つまり、フーチング部１１が地盤Ｇ３に対して水平方向に変位しない限り、金属線部材１０２に張力が発生しない。

掘削穴３０内において、タイケーブル１００の外側には、グラウト用の注入剤が固まった注入剤固化部１０４が形成されている。地盤固定部１１０及びフーチング固定部１２０においては、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、金属線部材１０２と注入剤固化部１０４が接触している。つまり、金属線部材１０２が注入剤固化部１０４によって地盤Ｇ３又はフーチング部１１に固定されている。一方、中間部１３０においては、図３（ｂ）に示すように、被覆部材１０５と注入剤固化部１０４が接触している。したがって、被覆部材１０５は注入剤固化部１０４によって地盤Ｇ１に固定されているが、金属線部材１０２は上記の通り、被覆部材１０５に固定されていない。このため、金属線部材１０２は、注入剤固化部１０４に拘束されることなく被覆部材１０５内で伸縮可能である。

以下、金属線部材１０２の設置条件について説明する。金属線部材１０２は、上記の通り、中間部１３０において初期緊張力が設定されていない。したがって、通常時においては、仮にフーチング部１１が水平方向に若干変位しても、金属線部材１０２には張力が発生しないか、発生してもその張力は小さい。一方、地震時には、地盤Ｇ１や地盤Ｇ２が前方（図１の左方）に向かって移動しようとすることなどにより、前方に変位させるような水平力が橋台１３や基礎１０に作用する。これにより、フーチング部１１が前方に向かって通常時に比べて大きく変位しようとする。

フーチング部１１が前方に変位しようとするのに対し、フーチング部１１にはこの変位を抑制しようとする力が作用する。１つは杭群１２の水平剛性による力であり、他の１つは金属製部材１０２に発生する張力における水平方向の分力（以下、水平分力とする）である。フーチング部１１が前方に変位してフーチング部１１と地盤Ｇ３の水平距離が大きくなるとき、中間部１３０において金属線部材１０２が伸長する。よって、金属線部材１０２には、フーチング固定部１２０と地盤Ｇ３の水平距離を縮めようとする方向に張力（弾性力）が発生する。上記２つの力によって地震による水平力を保持させることにより、フーチング部１１の変位を抑制することができる。

地震による水平力をＦ［ｋＮ］とし、杭群１２の水平剛性による力をＦ１［ｋＮ］、金属線部材１０２に発生する張力の水平分力をＦ２［ｋＮ］とする。このとき、Ｆ１及びＦ２は以下のように表される。
Ｆ₁＝Ｋ₁＊δ
Ｆ₂＝ｎ＊Ｅ＊Ａ＊δ／Ｌ＊ｃｏｓθ
δ：フーチング部１１の前方への変位量［ｍ］
Ｋ₁：水平剛性［ｋＮ／ｍ］
Ｅ：金属線部材１０２のヤング係数［ｋＮ／ｍ²］
Ａ：金属線部材１０２の断面積［ｍ²］
Ｌ：中間部１３０の長さ［ｍ］（図２参照）
ｎ：金属線部材１０２の本数
θ：金属線部材１０２の水平方向に対する鋭角（図２参照）

したがって、上記２つの力が地震による水平力と均衡する条件Ｆ＝Ｆ₁＋Ｆ₂により、以下の関係が成立する。
Ｆ＝（Ｋ₁＋ｎ＊Ｅ＊Ａ／Ｌ＊ｃｏｓθ）＊δ

ここで、変位量δが許容量δ_max以下であるとの条件（δ≦δ_max）を課すと、上記数式から、以下の関係が導かれる。つまり、変位量δを許容量δ_maxの範囲内に収めるための条件として、中間部１３０の長さＬをＬ_max以下にしなければならないとの設置条件が導かれる。
Ｌ≦Ｌ_max＝（ｎ＊Ｅ＊Ａ＊ｃｏｓθ）／（Ｆ／δ_max−Ｋ₁）

δ_maxの具体的な数値は、道路橋示方書「IV 下部構造編」（国土交通省）や杭基礎設計便覧（（公社）日本道路協会）などに基づいて設定される。例えば、道路橋示方書「IV 下部構造編」の一規定では変位の許容量が１５ｍｍである。また、杭基礎設計便覧では、側方移動の影響を受ける基礎杭の変位許容量の目安が５０ｍｍに設定されている。また、Ｆは、レベル１の地震を想定して設定される。なお、これらの数値以外の数値が用いられてもよい。

以下、変位抑制装置１の設置方法について図４に従って説明する。本設置方法は、すでに基礎１０及び改良体２０（地盤Ｇ３）の施工が完了している状態から実施される。まず、フーチング部１１から地盤Ｇ１を通り地盤Ｇ３まで掘削穴３０を形成する（ステップＳ１）。次に、ケーブル先端部１００ａを斫部１１ａから掘削穴３０内へと挿入すると共に、ケーブル先端部１００ａが穴の最奥部に達するまでタイケーブル１００を掘削穴３０に挿入していく（ステップＳ２）。これによって、タイケーブル１００が掘削穴３０内に設置される。次に、斫部１１ａにおけるホース部１０１の開口からグラウト用の注入剤を注入していくことにより掘削穴３０内に注入剤を充填する（ステップＳ３）。斫部１１ａにおけるホース部１０１の開口からグラウト用の注入剤を注入すると、注入剤はホース部１０１内の空洞を通り、ケーブル先端部１００ａの開口から掘削穴３０内に充填されていく。これにより、掘削穴３０内であってタイケーブル１００の外側に注入剤が充填される。注入剤は、掘削穴３０の最奥部から斫部１１ａに向かって順に充填される。掘削穴３０は、斫部１１ａに向かって斜め上方に延びているため、注入剤の充填が進むに連れて掘削穴３０内の空気が最上部の斫部１１ａから円滑に排出される。

以上説明した本実施形態では、（１）地盤Ｇ１と水平方向に連続した強固な地盤Ｇ３にタイケーブル１００を固定することで、地下深くの地盤に固定する場合と比べて、金属線部材１０２の延びる方向を水平方向に近くすると共に、（２）中間部１３０において金属線部材１０２を伸長可能且つ初期緊張力が発生しない状態にしている。

（１）の特徴には、地下深くの地盤に固定する場合と比べて、金属線部材１０２に発生させる張力をそれほど大きくしなくても水平方向の分力の大きさを確保できるという作用がある。仮に、タイケーブル１００を地下深くの地盤に固定したとすると、タイケーブル１００の延びる方向が鉛直方向に近くなり、張力における水平方向の分力が小さくなりやすい。これに対し、（１）の特徴によれば、タイケーブル１００の延びる方向が水平方向に近くなるため、張力における水平方向の分力が大きくなる。さらに、（１）の特徴には、タイケーブル１００の延びる方向が水平方向に近いため、地下深くの地盤にタイケーブル１００を固定する場合と比べて、フーチング部１１が水平方向に変位した際に金属線部材１０２の伸長の度合いが大きくなるという作用がある。したがって、フーチング部１１が水平方向に変位した際に金属線部材１０２が伸長によって張力を増大させる度合いが大きくなる。

一方、（２）の特徴によれば、フーチング部１１が水平方向に変位しない限り、タイケーブル１００からフーチング部１１に力が作用しない。また、フーチング部１１が変位する場合、金属線部材１０２の張力はゼロから増大し始める。このため、フーチング部１１が水平方向に多少とも変位したとしても、金属線部材１０２に発生する張力は変位に比例した大きさに留まる。大きな水平力が構造物に作用しない限りその張力は小さい。

上記２つの特徴によって、本実施形態は、以下の効果を奏することとなる。まず、上記（２）の特徴により、フーチング部１１に外部から水平力が作用しないか、作用するとしてもその力が小さい通常時には、フーチング部１１の変位が全くないか小さい。このため、タイケーブル１００からフーチング部１１に力が全く作用しないか、作用してもその力は小さい。したがって、フーチング部１１においては、タイケーブル１００からの力自体がフーチング部１１を変位させる原因になりにくい。

これに対し、地震時などのように、フーチング部１１に外部から大きな水平力が作用し、フーチング部１１が通常時と比べて大きく変位する場合には、金属線部材１０２が中間部１３０において伸長することによって張力を発生させる。ここで、上記（１）の特徴から、金属線部材１０２に発生する張力は、水平方向の分力が大きいと共に、フーチング部１１の水平方向の変位に応じて増大する度合いが大きい。したがって、通常時には張力がほとんど発生しないにも関わらず、地震時には金属線部材１０２に速やかに大きな張力が発生する。そして、上記の通り、フーチング部１１の変位δが許容量δ_max以下である範囲で、水平力を保持可能な大きさの張力が金属線部材１０２に発生するように、金属線部材１０２の設置条件が設定されている。この設置条件は、上記の通り、中間部１３０の長さＬに関してＬ≦Ｌ_maxとの条件である。

このように、本実施形態は、タイケーブル１００に初期緊張力を発生させないが、地震等の時には変位の発生に即応してタイケーブル１００に必要な張力を発生させる。これにより、通常時にはタイケーブル１００がフーチング部１１に作用させる力自体がフーチング部１１の変位の原因になることを抑制すると共に、地震時などには変位の発生に即応して変位を抑制する機能を発動させることでフーチング部１１が許容範囲を超えて水平方向に変位するのを抑制する。

また、本実施形態において、タイケーブル１００は、前後方向に橋台１３の本体を跨ぐようにフーチング部１１内に固定されている。タイケーブル１００の固定は、前後方向に橋台１３の本体を跨ぐように掘削穴３０をフーチング部１１に形成し、掘削穴３０内でグラウトによりタイケーブル１００をフーチング部１１に固定することでなされる。したがって、橋台１３の前方から、つまり、地盤によって覆われていない側面側において作業を実施することになる。よって、掘削作業やタイケーブル１００の挿入作業を実施しやすい。また、掘削穴３０がフーチング部１１を斜めに貫通するように形成される。このため、掘削穴３０が比較的長く形成されるので、タイケーブル１００が掘削穴３０内でグラウトによって固定される範囲が大きい。よって、タイケーブル１００がフーチング部１１に強固に固定される。

＜変形例その他＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態と異なる構造物である図５に示す基礎２１１及び橋台２１３に本発明が適用されてもよい。基礎２１１は盛り土からなる地盤Ｇ４より強固な地盤Ｇ５上に設置されている。地盤Ｇ５は、橋台２１３及び基礎２１１を部分的に覆う地盤Ｇ４と水平方向に接している。従来技術は、地盤Ｇ４が図中の左方に移動しようとすることで橋台２１３が左方に転倒するおそれに、基礎２１１を図中の右方に伸ばすことで対応している。これに対し、上述のタイケーブル１００と同様の構成を有するタイケーブル２００を図５に示すように設置することで、基礎２１１を図中の右方に伸ばす必要性を低下させることができる。タイケーブル２００は、基礎２１１の上面から橋台２１３を水平方向に跨いで基礎２１１を貫通すると共に、地盤Ｇ４を通りつつ地盤Ｇ５まで到達している。タイケーブル２００のうち、一端部２１０がグラウトによって地盤Ｇ５に固定され、他端部２２０がグラウトによって基礎２１１に固定されている。一端部２１０と他端部２２０の間の中間部２３０は、金属線部材に初期緊張力が発生しないように設置されている。これにより、上述の実施形態と同様、通常時には基礎２１１にタイケーブル２００から張力をほとんど作用させず、地震時などに基礎２１１が変位した際、変位が許容範囲に収まるようにタイケーブル２００から基礎２１１に張力を作用させることができる。なお、上述の実施形態や本変形例の他、斜面上に構築された深礎杭を有する橋脚にも本発明の変位抑制装置及びその設置方法を応用することができる。

また、上述の実施形態ではタイケーブル１００が斜め下方に延びているが、タイケーブル１００が水平に設置されてもよい。

また、上述の実施形態に係る設置方法は、基礎１０及び改良体２０の施工が完了している状態から実施される。しかし、基礎１０及び改良体２０の施工が完了していない状態から、これらの施工と同時に変位抑制装置１が設置されてもよい。地盤Ｇ３における改良体は、地盤Ｇ２における盛り土のすべり安定性が確保されるような範囲で構築される。このとき、変位抑制装置１を併設する前提であれば、地盤Ｇ３として構築する改良体の範囲を小さく設定することができる。このため、基礎１０及び改良体２０の施工と同時に変位抑制装置１を設置することは、工事全体のコスト削減や工期短縮に繋がる。また、変位抑制装置１を設置することを考慮して地盤Ｇ３を形成する。このため、地盤Ｇ３の形成位置を、Ｌ＜Ｌ_maxを満たしやすい位置にあらかじめ調整することができる。

また、基礎１０及び改良体２０の施工と同時に変位抑制装置１を設置する場合には、フーチング部１１にタイケーブルを固定する方法として上述の実施形態と異なる固定方法を用いてもよい。例えば、タイケーブルにフーチング部１１を貫通させず、後端面１１ｂ付近に固定部材を介して固定してもよい。これにより、フーチング部１１を貫通するような掘削を行わずに済む。逆に、上述の実施形態による固定方法は固定部材を要しないため、固定部材に関するコストが削減される。

また、上述の実施形態では、タイケーブル１００がフーチング部１１に固定されている。しかし、フーチング部１１より上方の橋台１３の本体にタイケーブルが固定されてもよい。ただし、タイケーブルの設置条件を満たしやすくする観点では、本変形例における固定方法より、上述の実施形態における固定方法が好ましい。橋台１３の本体は前後方向の幅がフーチング部１１の幅より小さい。したがって、本変形例では、フーチング部１１に固定する上述の実施形態の場合と比べ、橋台１３への固定部と地盤Ｇ３への固定部との間の中間部が長くなる。よって、タイケーブルの設置条件である上述のＬ≦Ｌ_maxの条件を満たしにくくなる。

また、上述の実施形態では、フーチング部１１を覆う地盤Ｇ１とタイケーブル１００を固定する地盤Ｇ３とが水平方向に接している。しかし、地盤Ｇ１と地盤Ｇ３とが別の地盤を介して水平方向に連続していてもよい。このように、本明細書において「地盤と地盤が連続している」とは、地盤同士が直接接している場合のみならず、別の地盤を挟んでいる場合を含む。

また、上述の実施形態では、タイケーブル１００は、地盤Ｇ３内のほぼ全範囲に亘って地盤Ｇ３に固定されていると共に、フーチング部１１内のほぼ全範囲に亘ってフーチング部１１に固定されている。しかし、これらの固定範囲が上述の実施形態より小さくてもよい。つまり、地盤Ｇ３に固定された範囲とフーチング部１１に固定された範囲との中間部が、地盤Ｇ３内まで及んでいてもよいし、フーチング部１１内まで及んでいてもよい。このように、本発明には、金属線部材１０２が伸長可能な範囲である中間部の範囲を自由に設定できるメリットがある。

１ 変位抑制装置
１０ 基礎
１１ フーチング部
１３ 橋台
２０ 改良体
３０ 掘削穴
１００ タイケーブル
１０２ 金属線部材
１０４ 注入剤固化部
１０５ 被覆部材
１１０ 地盤固定部
１２０ フーチング固定部
１３０ 中間部
Ｇ１〜Ｇ５ 地盤

Claims (7)

1. 少なくとも一部が地盤に覆われた構造物の変位を抑制する変位抑制装置であって、
   前記構造物と地盤に固定された弾性を有するタイ部材を備えており、
   前記構造物を覆う地盤と水平方向に連続した地盤であって前記構造物を覆う地盤より強固な地盤に前記タイ部材の一端部が、前記構造物に前記タイ部材の他端部が、前記一端部と前記他端部の間の中間部が伸縮可能であり且つ初期緊張力が発生しないようにそれぞれ固定されていることを特徴とする変位抑制装置。
2. 前記構造物が、フーチング部及び当該フーチング部からの立ち上がり部を含んでおり、
   前記他端部が、水平方向に関して前記立ち上がり部を跨ぐように前記フーチング部内に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の変位抑制装置。
3. 前記タイ部材が、線部材と、前記中間部において前記線部材を覆う被覆部材とを含んでおり、
   前記フーチング部の上面から斜め下方に向かって前記強固な地盤まで延びた穴内に当該穴に沿って前記タイ部材が挿入されていると共に、前記タイ部材を固定するための注入剤が前記穴内であって前記タイ部材の外側に充填されており、
   前記一端部及び前記他端部においては、前記注入剤によって前記フーチング部及び地盤に前記線部材が固定されており、
   前記中間部においては、前記線部材が前記被覆部材内で伸縮可能な状態であることを特徴とする請求項１又は２に記載の変位抑制装置。
4. 地震時に前記構造物に作用すると想定される水平力が、前記構造物における水平剛性による力及び前記タイ部材の前記中間部における弾性力によって保持されることにより、前記構造物が水平に変位する量が所定の範囲内に収まるように、少なくとも前記中間部の長さが調整されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変位抑制装置。
5. 前記強固な地盤を構成する改良体をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の変位抑制装置。
6. 少なくとも一部が地盤に覆われた構造物の変位を抑制する装置の設置方法であって、
   前記構造物から、前記構造物を覆う地盤と水平方向に連続した地盤であって前記構造物を覆う地盤より強固な地盤に至る穴を形成する形成工程と、
   弾性的に伸縮可能な線部材と前記線部材の長さ方向に中間部分を部分的に覆う被覆部材とを含んだタイ部材を、前記形成行程において形成された穴に挿入する挿入工程と、
   前記タイ部材の一端部において前記線部材が前記強固な地盤に固定され、前記タイ部材の他端部において前記線部材が前記構造物に固定され、且つ、前記一端部と前記他端部の間の中間部において、前記被覆部材内で前記線部材が伸縮可能であり且つ初期緊張力が発生しない状態になるように、前記穴内における前記タイ部材の外側にグラウト用の注入剤を充填する充填工程とを備えていることを特徴とする構造物の変位抑制装置の設置方法。
7. 地震時に前記構造物に作用すると想定される水平力が、前記構造物における水平剛性による力及び前記タイ部材の前記中間部における弾性力によって保持されることにより、前記構造物が水平に変位する量が所定の範囲内に収まるように、少なくとも前記中間部の長さを調整することを特徴とする請求項６に記載の設置方法。