JP2764696B2 - 制振及び液状化防止の地盤固結工法 - Google Patents
制振及び液状化防止の地盤固結工法Info
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、プレス機等
を設置した基礎構造物や鉄道構造物などの周辺の地表面
への振動伝播の抑制、及び振動の伝播による、基礎構造
物に設置された建物等の構造物の振動を抑制し、地盤の
液状化を防止するための工法に関する。
を設置した基礎構造物や鉄道構造物などの周辺の地表面
への振動伝播の抑制、及び振動の伝播による、基礎構造
物に設置された建物等の構造物の振動を抑制し、地盤の
液状化を防止するための工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、機械振動や交通振動によって構造
物周辺への振動障害が多発しており、振動障害を防ぐ対
策が強く望まれている。とくに軟弱地盤上の杭基礎の場
合、振動が軟弱層内へ伝播されてその周辺の地表面への
影響が大きく、又表層地盤の卓越振動が誘発されること
もある。さらに軟弱地盤が地震や他の振動によって液状
化して、構造物に大きな被害を及ぼすことがあり、液状
化防止の対策も要望されている。
物周辺への振動障害が多発しており、振動障害を防ぐ対
策が強く望まれている。とくに軟弱地盤上の杭基礎の場
合、振動が軟弱層内へ伝播されてその周辺の地表面への
影響が大きく、又表層地盤の卓越振動が誘発されること
もある。さらに軟弱地盤が地震や他の振動によって液状
化して、構造物に大きな被害を及ぼすことがあり、液状
化防止の対策も要望されている。
【０００３】振動障害を防止する一方法として、振動を
発する基礎構造物の周囲にトレンチを設ける場合があ
る。しかしこの方法では、完全なトレンチを保持するこ
とは実際には不可能なため、土留や支保部材を設置する
必要があるが、土留などによって制振効果が減少するう
え、トレンチ部分の土地利用ができなくなる欠点があ
る。
発する基礎構造物の周囲にトレンチを設ける場合があ
る。しかしこの方法では、完全なトレンチを保持するこ
とは実際には不可能なため、土留や支保部材を設置する
必要があるが、土留などによって制振効果が減少するう
え、トレンチ部分の土地利用ができなくなる欠点があ
る。
【０００４】又、剛性の高い地中鉛直壁を、振動を発す
る基礎構造物の周囲に設置する方法もある。しかしこの
方法も、水道管などの地下埋設物への対策の必要や、コ
ストが嵩むなどの欠点がある。
る基礎構造物の周囲に設置する方法もある。しかしこの
方法も、水道管などの地下埋設物への対策の必要や、コ
ストが嵩むなどの欠点がある。
【０００５】そこで本願出願人を含む者は、上記従来方
法の欠点を解消するため、発明の名称を「埋設平板ブロ
ックによる制振方法」として先に特許出願をした（特願
平５−１７２３６３）。その特徴は、「振動を発する又
は振動を受ける基礎構造物の直下或いは基礎構造物の周
囲の地下に、周辺地盤より剛性の高い平板ブロックを設
ける」ことにある。前記方法は、解析結果、試験結果か
ら、平板ブロックが鉛直壁に比べて制振効果が高いこと
が判明した。
法の欠点を解消するため、発明の名称を「埋設平板ブロ
ックによる制振方法」として先に特許出願をした（特願
平５−１７２３６３）。その特徴は、「振動を発する又
は振動を受ける基礎構造物の直下或いは基礎構造物の周
囲の地下に、周辺地盤より剛性の高い平板ブロックを設
ける」ことにある。前記方法は、解析結果、試験結果か
ら、平板ブロックが鉛直壁に比べて制振効果が高いこと
が判明した。
【０００６】しかしながら前記方法では、高圧噴射攪拌
工法を使用する場合は、土被りが少ないため注入圧によ
り上部が乱れ、機械攪拌工法を使用する場合は、地表面
より攪拌を行なうためやはり上部が乱れて、いずれの場
合も土被り部の乱れを生ずる。その結果、地表面沈下の
発生や、トラフィカビリティの確保が困難で作業性が悪
い問題が生じた。
工法を使用する場合は、土被りが少ないため注入圧によ
り上部が乱れ、機械攪拌工法を使用する場合は、地表面
より攪拌を行なうためやはり上部が乱れて、いずれの場
合も土被り部の乱れを生ずる。その結果、地表面沈下の
発生や、トラフィカビリティの確保が困難で作業性が悪
い問題が生じた。
【０００７】又、平板ブロックを一段のみ設置すると、
とくに軟弱層が深い場合、下層部に対する振動抑制効果
が少ない、即ち下層部の振動が大となって液状化が発生
するおそれがあった。
とくに軟弱層が深い場合、下層部に対する振動抑制効果
が少ない、即ち下層部の振動が大となって液状化が発生
するおそれがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、前記周辺地盤より剛性の高い平板ブロッ
クを設けることにより生じる、土被り部の乱れを防止す
ることと、さらには液状化を防止することにある。
とする課題は、前記周辺地盤より剛性の高い平板ブロッ
クを設けることにより生じる、土被り部の乱れを防止す
ることと、さらには液状化を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の特徴は、振動
を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方或いは周囲
の地中若しくは内部に、地盤固結工法により周辺地盤よ
り高強度の固結地盤を造成し、固結体の上層の土被り部
を、固結地盤より低強度で改良することにある。
を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方或いは周囲
の地中若しくは内部に、地盤固結工法により周辺地盤よ
り高強度の固結地盤を造成し、固結体の上層の土被り部
を、固結地盤より低強度で改良することにある。
【００１０】固結地盤は、機械攪拌工法による地盤改良
によって形成でき、又はセメント系混合地盤改良高圧噴
射攪拌工法、薬液注入工法によっても形成できる。高強
度とは、固結強度が１０Ｋｇ／ｃｍ2 以上をいい、剪断
波速度で周辺地盤の３〜５倍以上である。又低強度と
は、固結強度が１０Ｋｇ以下で、周辺地盤強度と同程度
をいう。
によって形成でき、又はセメント系混合地盤改良高圧噴
射攪拌工法、薬液注入工法によっても形成できる。高強
度とは、固結強度が１０Ｋｇ／ｃｍ2 以上をいい、剪断
波速度で周辺地盤の３〜５倍以上である。又低強度と
は、固結強度が１０Ｋｇ以下で、周辺地盤強度と同程度
をいう。
【００１１】この固結地盤は、直接基礎が基礎構造物で
ある場合、対象基礎構造物の下方或いはその周囲に全面
的に設ける必要がなく、一段の固結地盤による地盤の改
良率を、基礎幅と同程度以上の幅で３０％程度としたと
きでも、制振効果を得ることができる。そして、固結地
盤を複数の柱状の固結体列で造成する場合には、柱状固
結体の中心間隔を、柱状固結体の外径の１．５倍程度に
配置すると改良率は３５％となる。
ある場合、対象基礎構造物の下方或いはその周囲に全面
的に設ける必要がなく、一段の固結地盤による地盤の改
良率を、基礎幅と同程度以上の幅で３０％程度としたと
きでも、制振効果を得ることができる。そして、固結地
盤を複数の柱状の固結体列で造成する場合には、柱状固
結体の中心間隔を、柱状固結体の外径の１．５倍程度に
配置すると改良率は３５％となる。
【００１２】さらに、固結地盤は地表面から１．０ｍ程
度の深さから、厚み１．０ｍ以上に造成する。固結地盤
下方の地盤によっては、固結地盤が一段のみでも液状化
防止の効果があるが、固結地盤の下方が深い軟弱地盤
で、地震時や他の振動で液状化の危険がある場合には、
固結地盤を鉛直方向に複数段設ける。
度の深さから、厚み１．０ｍ以上に造成する。固結地盤
下方の地盤によっては、固結地盤が一段のみでも液状化
防止の効果があるが、固結地盤の下方が深い軟弱地盤
で、地震時や他の振動で液状化の危険がある場合には、
固結地盤を鉛直方向に複数段設ける。
【００１３】次にこの発明の制振効果を示す実験例を説
明する。実験地には、地表面の下０．７〜０．８ｍの範
囲にＮ値０の軟弱な粘性土が分布し、ＧＬ−１２．０ｍ
付近よりＮ値５０以上の砂礫が存在している。図１、図
２で示すように、１は固結地盤、２は固結地盤１を構成
する１８本の柱状の固結体、４は固結地盤１の上層の土
被り部３に造成された低強度体、５は基盤である。
明する。実験地には、地表面の下０．７〜０．８ｍの範
囲にＮ値０の軟弱な粘性土が分布し、ＧＬ−１２．０ｍ
付近よりＮ値５０以上の砂礫が存在している。図１、図
２で示すように、１は固結地盤、２は固結地盤１を構成
する１８本の柱状の固結体、４は固結地盤１の上層の土
被り部３に造成された低強度体、５は基盤である。
【００１４】機械攪拌工法により施工径８００ｍｍで、
土被り部３を固結強度が１０Ｋｇ以下の低強度の柱状の
低強度体４を造成し、その下方約１ｍを固結強度が２０
〜３０Ｋｇ毎平方ｃｍの高強度として、固結体２を造成
した。固結地盤１は、横５６００ｍｍ、縦４４００ｍ
ｍ、厚さ１５００ｍｍである。
土被り部３を固結強度が１０Ｋｇ以下の低強度の柱状の
低強度体４を造成し、その下方約１ｍを固結強度が２０
〜３０Ｋｇ毎平方ｃｍの高強度として、固結体２を造成
した。固結地盤１は、横５６００ｍｍ、縦４４００ｍ
ｍ、厚さ１５００ｍｍである。
【００１５】振動の発生は、ヒンジ構造のア−ム（約７
０ｃｍ）の先端に取付けた重錘（約４０Ｋｇ）による衝
撃載荷とし、サ−ボ型速度計を用いた。波動伝播の測定
は、固結地盤１の直上に設置したフ−チング（図示せ
ず）の中心を加振して、固結地盤の中心付近にある測点
の地表面の速度応答を計測した。
０ｃｍ）の先端に取付けた重錘（約４０Ｋｇ）による衝
撃載荷とし、サ−ボ型速度計を用いた。波動伝播の測定
は、固結地盤１の直上に設置したフ−チング（図示せ
ず）の中心を加振して、固結地盤の中心付近にある測点
の地表面の速度応答を計測した。
【００１６】制振の効果を図６、図７で示す。図６で横
軸は時間（単位・秒）を、縦軸に振動の伝播速度（単位
・ｃｍ／秒）をとる。図中Ａは、本発明による地盤改良
後の、又Ｂは地盤改良前の、それぞれ伝播速度の減衰曲
線を表している。図７はフ−リエスペクトルを示し、横
軸に振動数（単位・Ｈｚ）を、縦軸にフ−リエスペクト
ルをそれぞれとる。図中Ａは地盤改良後を、Ｂは地盤改
良前のフ−リエスペクトルの、振動数との関係をそれぞ
れ示す。
軸は時間（単位・秒）を、縦軸に振動の伝播速度（単位
・ｃｍ／秒）をとる。図中Ａは、本発明による地盤改良
後の、又Ｂは地盤改良前の、それぞれ伝播速度の減衰曲
線を表している。図７はフ−リエスペクトルを示し、横
軸に振動数（単位・Ｈｚ）を、縦軸にフ−リエスペクト
ルをそれぞれとる。図中Ａは地盤改良後を、Ｂは地盤改
良前のフ−リエスペクトルの、振動数との関係をそれぞ
れ示す。
【００１７】この測定結果は、地盤改良前に比べて地盤
改良後は約２０〜５０％の振動抑制効果を発揮している
ことを示している。
改良後は約２０〜５０％の振動抑制効果を発揮している
ことを示している。
【００１８】なお、固結地盤を複数段配設した場合に、
直接基礎では振動を発する基礎構造物の振動は、第１段
目の固結地盤によって、それより上部の振動が或る程度
抑えられる。しかし完全に抑えられるわけではなく、さ
らにその下方の第２段目の固結地盤へ伝播する。この振
動は第２段目の固結地盤で或る程度抑えられ、第３段目
の固結体へ伝播するが、第３段目の固結地盤で抑えら
れ、大きな制振効果を発揮する。
直接基礎では振動を発する基礎構造物の振動は、第１段
目の固結地盤によって、それより上部の振動が或る程度
抑えられる。しかし完全に抑えられるわけではなく、さ
らにその下方の第２段目の固結地盤へ伝播する。この振
動は第２段目の固結地盤で或る程度抑えられ、第３段目
の固結体へ伝播するが、第３段目の固結地盤で抑えら
れ、大きな制振効果を発揮する。
【００１９】振動を受ける直接基礎の基礎構造物も、外
部からの振動は、第１段目の固結地盤によってその上層
の振動が抑えられ、第１段目の固結地盤より下部に伝え
られた振動は、第２段目、第３段目の固結地盤により抑
えられる。
部からの振動は、第１段目の固結地盤によってその上層
の振動が抑えられ、第１段目の固結地盤より下部に伝え
られた振動は、第２段目、第３段目の固結地盤により抑
えられる。
【００２０】又、図４で示すような杭基礎の基礎構造物
６の場合は、地表面より１／β（β・特性値）の範囲で
変形が大きいが、直接基礎の場合と同じ原理で振動が抑
えられる。
６の場合は、地表面より１／β（β・特性値）の範囲で
変形が大きいが、直接基礎の場合と同じ原理で振動が抑
えられる。
【００２１】
【実施例】図１及び図２は、機械攪拌工法により地盤改
良を行う代表的実施例を示す。１は水平方向に１段に造
成された固結地盤、２は柱状の固結体、４は土被り部３
に造成された柱状の低強度体、５は基盤である。まず機
械攪拌工法により施工径Ｄが８００ｍｍで、地表面から
約１ｍの深さまでの土被り部３を、固結強度が１０Ｋｇ
以下の低強度体４で改良する。次いで土被り部３の下方
を、深さ約１．５ｍまで引き続いて機械攪拌工法によっ
て、固結強度が２０〜３０Ｋｇ／ｃｍ2の高強度とし
て、固結体２を造成する。
良を行う代表的実施例を示す。１は水平方向に１段に造
成された固結地盤、２は柱状の固結体、４は土被り部３
に造成された柱状の低強度体、５は基盤である。まず機
械攪拌工法により施工径Ｄが８００ｍｍで、地表面から
約１ｍの深さまでの土被り部３を、固結強度が１０Ｋｇ
以下の低強度体４で改良する。次いで土被り部３の下方
を、深さ約１．５ｍまで引き続いて機械攪拌工法によっ
て、固結強度が２０〜３０Ｋｇ／ｃｍ2の高強度とし
て、固結体２を造成する。
【００２２】この実施例の場合、隣合う固結体２中心間
の距離は１．５Ｄ、即ち約１２００ｍｍで、改良面積比
率（基礎構造物６の面積に対する改良面積）は３５％で
あるが、基礎構造物６の面積に応じて固結体２の数、即
ち改良面積を設定する。又固結体２は、例えば図２中矢
印ａの方向へ振動が伝播する場合、その伝播を妨げるよ
う配置する。
の距離は１．５Ｄ、即ち約１２００ｍｍで、改良面積比
率（基礎構造物６の面積に対する改良面積）は３５％で
あるが、基礎構造物６の面積に応じて固結体２の数、即
ち改良面積を設定する。又固結体２は、例えば図２中矢
印ａの方向へ振動が伝播する場合、その伝播を妨げるよ
う配置する。
【００２３】図３は、地表面から基盤５までが比較的深
く、しかも軟弱であって、地震時などに液状化するおそ
れのある場合に、制振とあわせて液状化を防止する目的
の実施例を示す。機械攪拌工法により、第３段目の固結
地盤１ｃを造成し、次いでその上方に第２段目の固結地
盤１ｂを、最後に固結地盤１ｂの上方に第１段目の固結
地盤１ａを造成する。各それぞれ水平方向に造成された
固結地盤１ａ〜１ｃは、図１、図２の実施例と同様の柱
状の固結体２で構成される。
く、しかも軟弱であって、地震時などに液状化するおそ
れのある場合に、制振とあわせて液状化を防止する目的
の実施例を示す。機械攪拌工法により、第３段目の固結
地盤１ｃを造成し、次いでその上方に第２段目の固結地
盤１ｂを、最後に固結地盤１ｂの上方に第１段目の固結
地盤１ａを造成する。各それぞれ水平方向に造成された
固結地盤１ａ〜１ｃは、図１、図２の実施例と同様の柱
状の固結体２で構成される。
【００２４】なお、土被り部３及び上下の固結体１ａ〜
１ｂ、１ｂ〜１ｃ間は、機械攪拌工法で、前記実施例と
同様に、固結地盤１ａ〜１ｃより低強度に改良して、そ
れぞれ低強度体４を造成する。又、土被り部３の深さは
約１．１ｍ、各固結地盤１ａ〜１ｃの間隔は約２．３
ｍ、厚みは約１．２ｍであるが、これらの値は対象地盤
によって適宜選択でき、固結地盤の段数も、軟弱地盤の
深さにより、適宜選択できる。
１ｂ、１ｂ〜１ｃ間は、機械攪拌工法で、前記実施例と
同様に、固結地盤１ａ〜１ｃより低強度に改良して、そ
れぞれ低強度体４を造成する。又、土被り部３の深さは
約１．１ｍ、各固結地盤１ａ〜１ｃの間隔は約２．３
ｍ、厚みは約１．２ｍであるが、これらの値は対象地盤
によって適宜選択でき、固結地盤の段数も、軟弱地盤の
深さにより、適宜選択できる。
【００２５】図４は基礎構造物６が杭基礎の場合の実施
例を示し、図３の実施例と同様に、軟弱地盤が深く、制
振とあわせて液状化を防止するものである。工法は図３
の実施例と同様に、３段の環状の固結地盤１ａ〜３ｃが
造成されている。
例を示し、図３の実施例と同様に、軟弱地盤が深く、制
振とあわせて液状化を防止するものである。工法は図３
の実施例と同様に、３段の環状の固結地盤１ａ〜３ｃが
造成されている。
【００２６】図５は、例えば軌道用、堤防などの盛土構
造物を基礎構造物６とした実施例を示す。この実施例で
は、横方向の長さが上段より下段が大きくなるよう、３
段の固結地盤１ａ〜１ｃが、基礎構造物６内に造成され
ている。
造物を基礎構造物６とした実施例を示す。この実施例で
は、横方向の長さが上段より下段が大きくなるよう、３
段の固結地盤１ａ〜１ｃが、基礎構造物６内に造成され
ている。
【００２７】
【発明の効果】土被り部を低強度改良したことにより、
制振効果を損なうことなく、地表面沈下の防止とともに
トラフィカビリティを確保できる。しかも大幅なコスト
の低減と工期の短縮が図られる。とくに実施例のよう
に、改良面積比率を１００％より少なくできるので、コ
スト低減、工期の短縮の効果が著しい。
制振効果を損なうことなく、地表面沈下の防止とともに
トラフィカビリティを確保できる。しかも大幅なコスト
の低減と工期の短縮が図られる。とくに実施例のよう
に、改良面積比率を１００％より少なくできるので、コ
スト低減、工期の短縮の効果が著しい。
【００２８】複数段に固結地盤を設けることによって、
地盤の液状化に対する十分な対策が図られるとともに、
軟弱地盤全体の改良を必要としないので、大幅なコスト
低減と工期の短縮が図られる。
地盤の液状化に対する十分な対策が図られるとともに、
軟弱地盤全体の改良を必要としないので、大幅なコスト
低減と工期の短縮が図られる。
【図１】１段の固結地盤を造成した状態の断面図であ
る。
る。
【図２】図１の平面図である。
【図３】３段の固結地盤を造成した状態の断面図であ
る。
る。
【図４】杭基礎の周囲に３段の固結地盤を造成した状態
の断面図である。
の断面図である。
【図５】盛土構造物内に３段の固結地盤を造成した状態
の断面図である。
の断面図である。
【図６】時間経過と振動の伝播速度との関係図である。
【図７】振動数とフ−リエスペクトルとの関係図である
１、１ａ、１ｂ、１ｃ固結地盤 ２ 固結体 ３ 土被り部 ４ 低強度体 ６ 基礎構造物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成瀬 龍一郎 岡山県岡山市惣爪136番地の１ (72)発明者 橋本 光則 岡山県岡山市津島新野２丁目２番20号 (56)参考文献 特開 昭60−159226（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−306847（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−138938（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02D 31/08 E02D 3/00 101
Claims (3)
- 【請求項１】 振動を発する又は振動を受ける基礎構造
物の下方或いは周囲の地中若しくは内部に、地盤固結工
法により周辺地盤より高強度の固結地盤を造成し、固結
地盤の上層の土被り部を、固結地盤より低強度で改良す
る制振及び液状化防止の地盤固結工法。 - 【請求項２】 固結地盤を、鉛直方向に複数段に造成す
る請求項１の制振及び液状化防止の地盤固結工法。 - 【請求項３】 固結地盤を、柱状の固結体の複数で造成
する請求項１又は２の制振及び液状化防止の地盤固結工
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23080294A JP2764696B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 制振及び液状化防止の地盤固結工法 |
| TW084111581A TW360734B (en) | 1994-08-31 | 1995-11-02 | Ground consolidation construction for damping and preventing liquefaction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23080294A JP2764696B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 制振及び液状化防止の地盤固結工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874281A JPH0874281A (ja) | 1996-03-19 |
| JP2764696B2 true JP2764696B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=16913508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23080294A Expired - Lifetime JP2764696B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 制振及び液状化防止の地盤固結工法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764696B2 (ja) |
| TW (1) | TW360734B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7048473B2 (en) | 2002-11-05 | 2006-05-23 | Hirokazu Takemiya | Vibration-proof construction method |
| CN105371066A (zh) * | 2014-08-27 | 2016-03-02 | 纬创资通股份有限公司 | 具有可旋转夹持座的机构装置及显示装置 |
| JP2017186823A (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 宏和 竹宮 | 地盤振動防止構造体の構築方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012097409A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Kajima Corp | 地表面沈下対策地盤および地表面沈下対策地盤の造成方法 |
| JP2013108299A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | San & Shii Consultant Kk | 地震時液状化防止地盤改良工法 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP23080294A patent/JP2764696B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-11-02 TW TW084111581A patent/TW360734B/zh not_active IP Right Cessation
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| CN105371066A (zh) * | 2014-08-27 | 2016-03-02 | 纬创资通股份有限公司 | 具有可旋转夹持座的机构装置及显示装置 |
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