JP3384229B2 - 埋設パイプラインの耐震施工方法 - Google Patents
埋設パイプラインの耐震施工方法Info
- Publication number
- JP3384229B2 JP3384229B2 JP05904096A JP5904096A JP3384229B2 JP 3384229 B2 JP3384229 B2 JP 3384229B2 JP 05904096 A JP05904096 A JP 05904096A JP 5904096 A JP5904096 A JP 5904096A JP 3384229 B2 JP3384229 B2 JP 3384229B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground
- pipeline
- pipe
- buried
- buried pipeline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sewage (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、埋設パイプライン
の耐震施工方法に係り、さらに詳しくは、活断層の水平
変位や液状化した地盤の水平変位によって発生する埋設
パイプラインの曲げ変形及び曲げ応力を低減させるため
の耐震施工方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】地震による地盤の液状化に伴って、図８
に示すように、地盤１が広範囲に亘って水平方向に大き
く移動することがあり、このような現象が地盤１の水平
変位あるいは側方流動と呼ばれている（図において、３
は地盤１の水平変位分布（以下単に水平変位と記載する
ことがある）を、またδは地盤の最大変位量を示す）。
このような地盤１の水平変位３の基本的な分布パターン
は三角関数で近似的に表わすことができる。 【０００３】このように三角関数で表わされた地盤１の
水平変位３が埋設パイプライン５（以下単にパイプと記
載することがある）に作用すると、パイプ５はその軸と
直角方向に、地盤１の水平変位量とパイプ３の水平変位
量の差に比例した外力を受けることになり、パイプ５に
は曲げ変形及び曲げ応力が発生する。パイプ５に作用す
る外力を表すこの比例係数のことを地盤バネ係数ＫG と
呼んでいる。 【０００４】また、活断層が水平方向にせん断モードで
変位する場合には、地盤の変位分布は図８のように滑ら
かではないが、地盤とパイプの相対変位によってパイプ
に外力が発生し、パイプの軸直角方向に関する外力の分
布によって埋設パイプラインに発生する曲げ変形及び曲
げ応力が定義されることは、上述の液状化による地盤の
水平変位によってパイプに曲げ変形及び曲げ応力が発生
する状況と同様であり、この曲げ変形及び曲げ応力も地
盤バネ係数ＫG によって支配されている。 【０００５】地震による地盤の動的変位をはじめとし、
前述のような断層変位や液状化に伴って発生する地盤の
側方流動に対して埋設パイプラインの耐震性を向上させ
るためには、現行の耐震設計指針や耐震設計基準に基い
て、材料選定、管厚決定、敷設線形、断手性能、変形吸
収用伸縮管などの構造設計に関する検討が中心に進めら
れている。 【０００６】この場合、地盤のバネ特性は、耐震設計に
おける入力条件の１つになっているが、例えば、地盤の
強度を表わすパラメータの１つであるＮ値から推定する
のみであり、埋設パイプラインの耐震性向上対策を考え
る上において、積極的な変動パラメータとはなっていな
い。 【０００７】埋設パイプラインの耐震対策の１つである
液状化対策の最も一般的なものとして、液状化した地盤
がせん断強度を失うことによって発生する浮力に抵抗し
て、パイプラインが浮上することを防止する浮上防止対
策、及びパイプライン周辺の地盤が液状化しないように
砕石ドレーン等を打設する液状化防止対策が提案されて
いる（例えば、特開昭６１−２７４１９１号、特開昭６
３−１０７６１０号公報）。 【０００８】また、パイプライン以外でも、共同溝や洞
道のような埋設線状構造物に関する一般的な液状化対策
は、上記の埋設パイプラインの場合と同様な浮上防止対
策が主体であって、これに加えて、線状構造物の周囲の
地盤を砕石などで改良することにより、線状構造物周辺
における排水機能を向上させて過剰間隙水の排水を促進
し、液状化によって周辺地盤の強度が低下することを防
止すると共に、線状構造物に作用する浮力の発生を防止
する液状化防止対策が提案されている（例えば、特開平
１−２７８６１２号、特開平２−４６３８７号、特開平
２−１１２５２７号公報）。 【０００９】さらに、液状化に伴って発生する地盤の水
平変位によって生じる埋設パイプラインの曲げ変形及び
曲げ応力を低減する対策としては、地盤が水平方向に移
動（流動）する状況を想定して、流線型の翼状防護工を
パイプに取付けることにより、埋設パイプラインに作用
する外力を低減させ、さらに、この翼状防護工と、パイ
プ下方の非液状化層まで到達する基礎杭とを接続するこ
とによって、地盤の水平変位方向へのパイプの移動を抑
止する外力低減対策及び変位拘束対策が提案されている
（特開平１−１０２１２９号公報）。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】埋設パイプラインの軸
直角方向の地盤バネ係数ＫG は、耐震設計上最も重要な
地盤パラメータであるが、一般的には、パイプラインは
公道下に埋設されているため、パイプを敷設する掘削溝
内の埋め戻し土は、車両荷重等を支持しうるように十分
締め固めることが施工条件となっている。このため、建
設工事に際しては、耐震設計上の必要条件を考慮して地
盤バネ係数ＫG を人為的に制御することが困難で、一般
的には最も不確実なばらつきの大きいパラメータとなっ
ている。 【００１１】埋設パイプラインの液状化防止対策のう
ち、パイプの周囲における地盤を改良し、過剰間隙水圧
の上昇を防止して周辺地盤の液状化を防止する方法と、
パイプ周辺の地盤が部分的に液状化しても、パイプが浮
上しないように砕石や礫で重量をかける方法は、どちら
もパイプの浮上を抑止する効果は認められるが、地盤の
水平変位がパイプの曲げ変形及び曲げ応力に及ぼす影響
を低減する効果は期待できない。 【００１２】埋設パイプラインの液状化防止対策又は浮
上防止対策において、パイプライン周辺の過剰間隙水を
排水するために、パイプ周辺の地盤が砕石や砂利などで
置換されている場合は、その影響によって、特に、パイ
プの軸と直角方向への地盤バネ係数ＫG が増大すること
があるため、液状化に伴って地盤の水平変位が発生する
場合には、埋設パイプラインに過大な曲げ変形及び曲げ
応力を発生させることがあるため、このような場合に
は、液状化防止対策又は浮上防止対策が逆効果となるお
それがある。 【００１３】矢板や地盤壁を打設することによって地盤
の水平変位を抑止する液状化防止対策も考えられるが、
これは地盤の液状化を防止することを目的としたもので
はなく、地盤の水平変位を低減する効果を期待した対策
であるため、埋設パイプラインの曲げ変形及び曲げ応力
を低減する効果は認められるが、比較的大規模な土木工
事を伴うためコストが嵩むこともあり、実用的ではな
い。 【００１４】このように、液状化に伴って発生する地盤
の水平変位によって埋設パイプラインに生ずる曲げ変形
や曲げ応力を低減させるようにした、実用的で効果的な
埋設パイプラインの液状化防止対策は、いまだに提案さ
れていない。 【００１５】本発明に係る埋設パイプラインの耐震施工
方法は、上述の課題を解決するためになされたもので、
パイプの側部に帯板状の緩衝材を配置することにより、
パイプの軸と直角方向の地盤バネ係数を調整し、活断層
の水平変位や液状化した地盤の水平変位によって生じる
埋設パイプラインの曲げ変形及び曲げ応力を低減するこ
とを目的としたものである。 【００１６】 【課題を解決するための手段】（１） 本発明に係る埋
設パイプラインの耐震施工方法は、地中に埋設したパイ
プラインの耐震施工において、地盤からパイプラインに
作用する水平方向の外力を低減させるために、前記パイ
プラインを埋設する掘削溝内において、前記パイプライ
ンの水平方向の少なく とも一方の側部に該パイプライン
に沿って該パイプラインの曲げ変形を低減させるための
複数の所定長さの緩衝材を所定の間隔を設けて設置する
ことを特徴とするものである。 【００１７】 【発明の実施の形態】参考形態１． 図１は本発明を説明するための参考形態１を示す断面
図、 図２はその斜視図である。なお、図１の（ａ）は埋
設パイプラインの変形前の状態を、また、（ｂ）は変形
後の状態を示す。本実施形態は、例えば、図８に示すよ
うに、液状化することによって地盤１が水平変位した場
合に、埋設パイプライン５に作用する地盤反力を軽減す
るために、埋設パイプライン５に沿ってその側部に帯板
状の該パイプラインの曲げ変形を低減させるための緩衝
材１０(以下、緩衝材１０と称す）を設置し、パイプ５
に発生する曲げ変形及び曲げ応力を低減させるようにし
たものである。 【００１８】図３に帯板状の緩衝材１０の一例を示す。
この緩衝材１０は合成樹脂からなり、周壁１１を有する
ハニカム構造のものである。そして、透孔１２を上下方
向にして埋設パイプライン５の側部に設置することによ
り、車輌等の荷重に対して十分な強度を発揮することが
できるので、不必要な変形を生じることがない。また、
ハニカム構造は、その変形特性によって水平方向（透孔
１２と直交する方向）の剛性が小さいため、水平方向に
は十分な変形性能を有するので、緩衝材としての機能を
確実に発揮することができる。 【００１９】なお、緩衝材１０としては、上記のハニカ
ム構造のもの以外にも、発泡スチロール、発泡ウレタン
などを用いてもよく、また、ポリエチレン管をパイプ５
に沿って設置し、あるいは、合成樹脂製の球体をパイプ
５に沿って設置するなど、適宜選定することができる。 【００２０】次に、上記のように構成した本実施形態の
作用を説明する。埋設パイプライン５の側部に前述のよ
うな帯板状の緩衝材１０を設置した場合、図１に示すよ
うに、パイプ５に対する単位長あたりの地盤バネ係数を
ＫG （ｋｇｆ／ｃｍ）で表わし、地盤１とパイプ５の相
対変位量をｕ（ｃｍ）で表わすと、パイプ５に作用する
単位長さあたりの地盤反力Ｆ（ｋｇ）は、Ｆ＝ＫG ｕで
表わされる。この場合、地盤バネ係数ＫG は、図４に示
すように、緩衝材５の板厚方向へのバネ６（バネ係数Ｋ
C ）と、地盤のバネ７（バネ係数ＫG ）とが直列に配置
した直列モデル８で考えることができる。したがって、
緩衝材１０のバネ６と地盤のバネ７とを合成した合成バ
ネ係数Ｋは、Ｋ＝（ＫC ＫG ／（ＫC ＋ＫG ））で表わ
される。 【００２１】緩衝材１０の板厚方向へのバネ係数Ｋ
C は、材料の選択、厚さの変化などによって任意の大き
さに調整することができるため、合成バネ係数Ｋについ
ても、埋設パイプライン５の耐震性を高めるために要求
される力学的特性を保つように設定することができる。 【００２２】図５に緩衝材１０のバネ係数ＫC と、地盤
のバネ係数ＫG の比率を変化させた場合における、合成
バネ係数Ｋと、緩衝材１０のバネ係数ＫC との比率の変
化を示す。図から明らかなように、緩衝材１０のバネ係
数ＫC を調整することにより、合成バネ係数Ｋを変化さ
せることができ、耐震設計上要求される合成バネ係数Ｋ
を与えることができる。 【００２３】このように、本実施形態においては、図１
（ａ）の通常の状態にある埋設パイプライン５に、活断
層の水平変位や液状化した地盤の水平位置により水平方
向の外力が作用しても、この外力は緩衝材１０に吸収さ
れるので、埋設パイプライン５に生じる曲げ変形や曲げ
応力を大幅に低減させることができる。 【００２４】参考形態２． 参考形態１ においては、緩衝材１０を埋設パイプライン
５の一方の側部に設置した場合を示したが、このために
は、地盤の水平変位の変位幅（図８のＷ）と最大変位量
（図８のδ）が推定できることが前提条件となるが、一
般的にはこのような地盤の変位分布を精度よく推定する
ことは困難である。 【００２５】そこで、参考形態２においては、地盤のど
のような水平変位分布に対応できるようにするため、図
６に示すように、帯板状の緩衝材１０を埋設パイプライ
ン５の両側部に設置したものである。このように構成す
ることにより、地盤の水平変位が埋設パイプライン５の
左右両側の何れの方向であっても、参考形態１で説明し
た耐震効果を確実に発揮することができる。 【００２６】実施形態１．参考形態１、２ では、長尺の帯板状の緩衝材１０を埋設
パイプライン５の一方の側部又は両側部に設置した場合
を示したが、実施形態１においては、図７に示すよう
に、ある長さＬの帯板状の緩衝材１０を、あるピッチＰ
でパイプ５の一方の側部又は両側部に設置したものであ
る。このように構成したことにより、例えば、梁をスプ
リングで支持する場合と同様に、緩衝材１０をパイプ５
の全長に亘って設置した場合と同様の効果を得ることが
できる。 【００２７】上述の実施形態１においては、緩衝材１０
をパイプ５の側部にパイプ５に接して設置した場合を示
したが、本発明においては、パイプ５を埋設する掘削溝
２の中であれば、パイプ５から離れた位置に緩衝材１０
を設置しても、緩衝材１０の厚さ方向への変形特性によ
って、埋設パイプライン５に作用する地盤反力を低減す
ることができる。 【００２８】実施形態２．実施形態２ は、上述の実施形態１において、埋設パイプ
ライン５の周辺の地盤を、過剰間隙水を排水するために
砕石や砂利など（砕石ドレーン）で置換したものであ
る。この場合、これら砕石や砂利などによって地盤バネ
係数ＫG が増加する可能性があることは否定できない
が、これに伴って緩衝材１０のバネ係数ＫC を調整する
ことにより、合成バネ係数Ｋを設定することができる。
このため、予想される地盤の水平変位分布及び埋設され
るパイプ５の管径、管厚などを考慮して、埋設パイプラ
イン５が安全な領域で変形できるように設計することが
できる。 【００２９】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る埋設パイプラインの耐震施工方法は、地盤からパ
イプラインに作用する水平方向の外力を低減させるため
に、パイプラインを埋設する掘削溝内において、パイプ
ラインの水平方向の少なくと一方の側部にこのパイプラ
インに沿って該パイプラインの曲げ変形を低減させるた
めの緩衝材を設置し、地盤バネ係数ＫG を耐震設計で要
求される値に調整しうるように構成したので、大掛かり
な土木工事を必要とせず、簡単な工事によって埋設パイ
プラインの耐震性を向上させることができる。 【００３０】また、埋設パイプラインの地盤バネ係数Ｋ
G は、建設工事に際して人為的に調整することが困難な
パラメータである上に、実際には最もばらつきの大きい
パラメータであるが、本発明によれば、該パイプライン
の曲げ変形を低減させるための緩衝材の材質や厚さを変
化させることにより地盤バネ係数を任意に調整できるの
で、埋設パイプラインの耐震安全性を確保することがで
きる。 【００３１】さらに、掘削溝に砕石ドレーンを用いてパ
イプライン及び該パイプラインの曲げ変形を低減させる
ための緩衝材を埋設するようにしたので、掘削溝内の過
剰間隙水を排出し、液状化及びパイプの浮上を防止する
ことができる。この場合、地盤バネ係数ＫG が増加する
ためパイプに過大な応力を発生させるおそれがあるが、
本発明においては、上述のように、前記緩衝材により力
学的特性を任意に調整できるので、パイプ周辺の排水機
能を確保して埋設パイプラインの耐震性を高めることが
できる。
の耐震施工方法に係り、さらに詳しくは、活断層の水平
変位や液状化した地盤の水平変位によって発生する埋設
パイプラインの曲げ変形及び曲げ応力を低減させるため
の耐震施工方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】地震による地盤の液状化に伴って、図８
に示すように、地盤１が広範囲に亘って水平方向に大き
く移動することがあり、このような現象が地盤１の水平
変位あるいは側方流動と呼ばれている（図において、３
は地盤１の水平変位分布（以下単に水平変位と記載する
ことがある）を、またδは地盤の最大変位量を示す）。
このような地盤１の水平変位３の基本的な分布パターン
は三角関数で近似的に表わすことができる。 【０００３】このように三角関数で表わされた地盤１の
水平変位３が埋設パイプライン５（以下単にパイプと記
載することがある）に作用すると、パイプ５はその軸と
直角方向に、地盤１の水平変位量とパイプ３の水平変位
量の差に比例した外力を受けることになり、パイプ５に
は曲げ変形及び曲げ応力が発生する。パイプ５に作用す
る外力を表すこの比例係数のことを地盤バネ係数ＫG と
呼んでいる。 【０００４】また、活断層が水平方向にせん断モードで
変位する場合には、地盤の変位分布は図８のように滑ら
かではないが、地盤とパイプの相対変位によってパイプ
に外力が発生し、パイプの軸直角方向に関する外力の分
布によって埋設パイプラインに発生する曲げ変形及び曲
げ応力が定義されることは、上述の液状化による地盤の
水平変位によってパイプに曲げ変形及び曲げ応力が発生
する状況と同様であり、この曲げ変形及び曲げ応力も地
盤バネ係数ＫG によって支配されている。 【０００５】地震による地盤の動的変位をはじめとし、
前述のような断層変位や液状化に伴って発生する地盤の
側方流動に対して埋設パイプラインの耐震性を向上させ
るためには、現行の耐震設計指針や耐震設計基準に基い
て、材料選定、管厚決定、敷設線形、断手性能、変形吸
収用伸縮管などの構造設計に関する検討が中心に進めら
れている。 【０００６】この場合、地盤のバネ特性は、耐震設計に
おける入力条件の１つになっているが、例えば、地盤の
強度を表わすパラメータの１つであるＮ値から推定する
のみであり、埋設パイプラインの耐震性向上対策を考え
る上において、積極的な変動パラメータとはなっていな
い。 【０００７】埋設パイプラインの耐震対策の１つである
液状化対策の最も一般的なものとして、液状化した地盤
がせん断強度を失うことによって発生する浮力に抵抗し
て、パイプラインが浮上することを防止する浮上防止対
策、及びパイプライン周辺の地盤が液状化しないように
砕石ドレーン等を打設する液状化防止対策が提案されて
いる（例えば、特開昭６１−２７４１９１号、特開昭６
３−１０７６１０号公報）。 【０００８】また、パイプライン以外でも、共同溝や洞
道のような埋設線状構造物に関する一般的な液状化対策
は、上記の埋設パイプラインの場合と同様な浮上防止対
策が主体であって、これに加えて、線状構造物の周囲の
地盤を砕石などで改良することにより、線状構造物周辺
における排水機能を向上させて過剰間隙水の排水を促進
し、液状化によって周辺地盤の強度が低下することを防
止すると共に、線状構造物に作用する浮力の発生を防止
する液状化防止対策が提案されている（例えば、特開平
１−２７８６１２号、特開平２−４６３８７号、特開平
２−１１２５２７号公報）。 【０００９】さらに、液状化に伴って発生する地盤の水
平変位によって生じる埋設パイプラインの曲げ変形及び
曲げ応力を低減する対策としては、地盤が水平方向に移
動（流動）する状況を想定して、流線型の翼状防護工を
パイプに取付けることにより、埋設パイプラインに作用
する外力を低減させ、さらに、この翼状防護工と、パイ
プ下方の非液状化層まで到達する基礎杭とを接続するこ
とによって、地盤の水平変位方向へのパイプの移動を抑
止する外力低減対策及び変位拘束対策が提案されている
（特開平１−１０２１２９号公報）。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】埋設パイプラインの軸
直角方向の地盤バネ係数ＫG は、耐震設計上最も重要な
地盤パラメータであるが、一般的には、パイプラインは
公道下に埋設されているため、パイプを敷設する掘削溝
内の埋め戻し土は、車両荷重等を支持しうるように十分
締め固めることが施工条件となっている。このため、建
設工事に際しては、耐震設計上の必要条件を考慮して地
盤バネ係数ＫG を人為的に制御することが困難で、一般
的には最も不確実なばらつきの大きいパラメータとなっ
ている。 【００１１】埋設パイプラインの液状化防止対策のう
ち、パイプの周囲における地盤を改良し、過剰間隙水圧
の上昇を防止して周辺地盤の液状化を防止する方法と、
パイプ周辺の地盤が部分的に液状化しても、パイプが浮
上しないように砕石や礫で重量をかける方法は、どちら
もパイプの浮上を抑止する効果は認められるが、地盤の
水平変位がパイプの曲げ変形及び曲げ応力に及ぼす影響
を低減する効果は期待できない。 【００１２】埋設パイプラインの液状化防止対策又は浮
上防止対策において、パイプライン周辺の過剰間隙水を
排水するために、パイプ周辺の地盤が砕石や砂利などで
置換されている場合は、その影響によって、特に、パイ
プの軸と直角方向への地盤バネ係数ＫG が増大すること
があるため、液状化に伴って地盤の水平変位が発生する
場合には、埋設パイプラインに過大な曲げ変形及び曲げ
応力を発生させることがあるため、このような場合に
は、液状化防止対策又は浮上防止対策が逆効果となるお
それがある。 【００１３】矢板や地盤壁を打設することによって地盤
の水平変位を抑止する液状化防止対策も考えられるが、
これは地盤の液状化を防止することを目的としたもので
はなく、地盤の水平変位を低減する効果を期待した対策
であるため、埋設パイプラインの曲げ変形及び曲げ応力
を低減する効果は認められるが、比較的大規模な土木工
事を伴うためコストが嵩むこともあり、実用的ではな
い。 【００１４】このように、液状化に伴って発生する地盤
の水平変位によって埋設パイプラインに生ずる曲げ変形
や曲げ応力を低減させるようにした、実用的で効果的な
埋設パイプラインの液状化防止対策は、いまだに提案さ
れていない。 【００１５】本発明に係る埋設パイプラインの耐震施工
方法は、上述の課題を解決するためになされたもので、
パイプの側部に帯板状の緩衝材を配置することにより、
パイプの軸と直角方向の地盤バネ係数を調整し、活断層
の水平変位や液状化した地盤の水平変位によって生じる
埋設パイプラインの曲げ変形及び曲げ応力を低減するこ
とを目的としたものである。 【００１６】 【課題を解決するための手段】（１） 本発明に係る埋
設パイプラインの耐震施工方法は、地中に埋設したパイ
プラインの耐震施工において、地盤からパイプラインに
作用する水平方向の外力を低減させるために、前記パイ
プラインを埋設する掘削溝内において、前記パイプライ
ンの水平方向の少なく とも一方の側部に該パイプライン
に沿って該パイプラインの曲げ変形を低減させるための
複数の所定長さの緩衝材を所定の間隔を設けて設置する
ことを特徴とするものである。 【００１７】 【発明の実施の形態】参考形態１． 図１は本発明を説明するための参考形態１を示す断面
図、 図２はその斜視図である。なお、図１の（ａ）は埋
設パイプラインの変形前の状態を、また、（ｂ）は変形
後の状態を示す。本実施形態は、例えば、図８に示すよ
うに、液状化することによって地盤１が水平変位した場
合に、埋設パイプライン５に作用する地盤反力を軽減す
るために、埋設パイプライン５に沿ってその側部に帯板
状の該パイプラインの曲げ変形を低減させるための緩衝
材１０(以下、緩衝材１０と称す）を設置し、パイプ５
に発生する曲げ変形及び曲げ応力を低減させるようにし
たものである。 【００１８】図３に帯板状の緩衝材１０の一例を示す。
この緩衝材１０は合成樹脂からなり、周壁１１を有する
ハニカム構造のものである。そして、透孔１２を上下方
向にして埋設パイプライン５の側部に設置することによ
り、車輌等の荷重に対して十分な強度を発揮することが
できるので、不必要な変形を生じることがない。また、
ハニカム構造は、その変形特性によって水平方向（透孔
１２と直交する方向）の剛性が小さいため、水平方向に
は十分な変形性能を有するので、緩衝材としての機能を
確実に発揮することができる。 【００１９】なお、緩衝材１０としては、上記のハニカ
ム構造のもの以外にも、発泡スチロール、発泡ウレタン
などを用いてもよく、また、ポリエチレン管をパイプ５
に沿って設置し、あるいは、合成樹脂製の球体をパイプ
５に沿って設置するなど、適宜選定することができる。 【００２０】次に、上記のように構成した本実施形態の
作用を説明する。埋設パイプライン５の側部に前述のよ
うな帯板状の緩衝材１０を設置した場合、図１に示すよ
うに、パイプ５に対する単位長あたりの地盤バネ係数を
ＫG （ｋｇｆ／ｃｍ）で表わし、地盤１とパイプ５の相
対変位量をｕ（ｃｍ）で表わすと、パイプ５に作用する
単位長さあたりの地盤反力Ｆ（ｋｇ）は、Ｆ＝ＫG ｕで
表わされる。この場合、地盤バネ係数ＫG は、図４に示
すように、緩衝材５の板厚方向へのバネ６（バネ係数Ｋ
C ）と、地盤のバネ７（バネ係数ＫG ）とが直列に配置
した直列モデル８で考えることができる。したがって、
緩衝材１０のバネ６と地盤のバネ７とを合成した合成バ
ネ係数Ｋは、Ｋ＝（ＫC ＫG ／（ＫC ＋ＫG ））で表わ
される。 【００２１】緩衝材１０の板厚方向へのバネ係数Ｋ
C は、材料の選択、厚さの変化などによって任意の大き
さに調整することができるため、合成バネ係数Ｋについ
ても、埋設パイプライン５の耐震性を高めるために要求
される力学的特性を保つように設定することができる。 【００２２】図５に緩衝材１０のバネ係数ＫC と、地盤
のバネ係数ＫG の比率を変化させた場合における、合成
バネ係数Ｋと、緩衝材１０のバネ係数ＫC との比率の変
化を示す。図から明らかなように、緩衝材１０のバネ係
数ＫC を調整することにより、合成バネ係数Ｋを変化さ
せることができ、耐震設計上要求される合成バネ係数Ｋ
を与えることができる。 【００２３】このように、本実施形態においては、図１
（ａ）の通常の状態にある埋設パイプライン５に、活断
層の水平変位や液状化した地盤の水平位置により水平方
向の外力が作用しても、この外力は緩衝材１０に吸収さ
れるので、埋設パイプライン５に生じる曲げ変形や曲げ
応力を大幅に低減させることができる。 【００２４】参考形態２． 参考形態１ においては、緩衝材１０を埋設パイプライン
５の一方の側部に設置した場合を示したが、このために
は、地盤の水平変位の変位幅（図８のＷ）と最大変位量
（図８のδ）が推定できることが前提条件となるが、一
般的にはこのような地盤の変位分布を精度よく推定する
ことは困難である。 【００２５】そこで、参考形態２においては、地盤のど
のような水平変位分布に対応できるようにするため、図
６に示すように、帯板状の緩衝材１０を埋設パイプライ
ン５の両側部に設置したものである。このように構成す
ることにより、地盤の水平変位が埋設パイプライン５の
左右両側の何れの方向であっても、参考形態１で説明し
た耐震効果を確実に発揮することができる。 【００２６】実施形態１．参考形態１、２ では、長尺の帯板状の緩衝材１０を埋設
パイプライン５の一方の側部又は両側部に設置した場合
を示したが、実施形態１においては、図７に示すよう
に、ある長さＬの帯板状の緩衝材１０を、あるピッチＰ
でパイプ５の一方の側部又は両側部に設置したものであ
る。このように構成したことにより、例えば、梁をスプ
リングで支持する場合と同様に、緩衝材１０をパイプ５
の全長に亘って設置した場合と同様の効果を得ることが
できる。 【００２７】上述の実施形態１においては、緩衝材１０
をパイプ５の側部にパイプ５に接して設置した場合を示
したが、本発明においては、パイプ５を埋設する掘削溝
２の中であれば、パイプ５から離れた位置に緩衝材１０
を設置しても、緩衝材１０の厚さ方向への変形特性によ
って、埋設パイプライン５に作用する地盤反力を低減す
ることができる。 【００２８】実施形態２．実施形態２ は、上述の実施形態１において、埋設パイプ
ライン５の周辺の地盤を、過剰間隙水を排水するために
砕石や砂利など（砕石ドレーン）で置換したものであ
る。この場合、これら砕石や砂利などによって地盤バネ
係数ＫG が増加する可能性があることは否定できない
が、これに伴って緩衝材１０のバネ係数ＫC を調整する
ことにより、合成バネ係数Ｋを設定することができる。
このため、予想される地盤の水平変位分布及び埋設され
るパイプ５の管径、管厚などを考慮して、埋設パイプラ
イン５が安全な領域で変形できるように設計することが
できる。 【００２９】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る埋設パイプラインの耐震施工方法は、地盤からパ
イプラインに作用する水平方向の外力を低減させるため
に、パイプラインを埋設する掘削溝内において、パイプ
ラインの水平方向の少なくと一方の側部にこのパイプラ
インに沿って該パイプラインの曲げ変形を低減させるた
めの緩衝材を設置し、地盤バネ係数ＫG を耐震設計で要
求される値に調整しうるように構成したので、大掛かり
な土木工事を必要とせず、簡単な工事によって埋設パイ
プラインの耐震性を向上させることができる。 【００３０】また、埋設パイプラインの地盤バネ係数Ｋ
G は、建設工事に際して人為的に調整することが困難な
パラメータである上に、実際には最もばらつきの大きい
パラメータであるが、本発明によれば、該パイプライン
の曲げ変形を低減させるための緩衝材の材質や厚さを変
化させることにより地盤バネ係数を任意に調整できるの
で、埋設パイプラインの耐震安全性を確保することがで
きる。 【００３１】さらに、掘削溝に砕石ドレーンを用いてパ
イプライン及び該パイプラインの曲げ変形を低減させる
ための緩衝材を埋設するようにしたので、掘削溝内の過
剰間隙水を排出し、液状化及びパイプの浮上を防止する
ことができる。この場合、地盤バネ係数ＫG が増加する
ためパイプに過大な応力を発生させるおそれがあるが、
本発明においては、上述のように、前記緩衝材により力
学的特性を任意に調整できるので、パイプ周辺の排水機
能を確保して埋設パイプラインの耐震性を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための参考形態１を示す断面
図である。 【図２】図１の斜視図である。 【図３】緩衝材の一例の斜視図である。 【図４】参考形態１の作用説明図である。 【図５】緩衝材のバネ係数ＫC と合成バネ係数Ｋとの関
係を示す線図である。 【図６】参考形態２の斜視図である。 【図７】本発明の実施形態１の斜視図である。 【図８】地盤の水平変位の一般概念と埋設パイプライン
の変形状況を示す説明図である。 【符号の説明】 １ 地盤 ２ 掘削溝 ３ 地盤の水平変位 ５ 埋設パイプライン １０ 緩衝材
図である。 【図２】図１の斜視図である。 【図３】緩衝材の一例の斜視図である。 【図４】参考形態１の作用説明図である。 【図５】緩衝材のバネ係数ＫC と合成バネ係数Ｋとの関
係を示す線図である。 【図６】参考形態２の斜視図である。 【図７】本発明の実施形態１の斜視図である。 【図８】地盤の水平変位の一般概念と埋設パイプライン
の変形状況を示す説明図である。 【符号の説明】 １ 地盤 ２ 掘削溝 ３ 地盤の水平変位 ５ 埋設パイプライン １０ 緩衝材
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−312278（ＪＰ，Ａ)
特公 平５−45837（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16L 1/024
F16L 55/00
F17D 5/00
E03F 1/00 - 11/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 地中に埋設したパイプラインの耐震施工
において、 地盤からパイプラインに作用する水平方向の外力を低減
させるために、前記パイプラインを埋設する掘削溝内に
おいて、前記パイプラインの水平方向の少なくとも一方
の側部に該パイプラインに沿って該パイプラインの曲げ
変形を低減させるための複数の所定長さの緩衝材を所定
の間隔を設けて設置することを特徴とする埋設パイプラ
インの耐震施工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05904096A JP3384229B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 埋設パイプラインの耐震施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05904096A JP3384229B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 埋設パイプラインの耐震施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250677A JPH09250677A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3384229B2 true JP3384229B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=13101803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05904096A Expired - Fee Related JP3384229B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 埋設パイプラインの耐震施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3384229B2 (ja) |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP05904096A patent/JP3384229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09250677A (ja) | 1997-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100812338B1 (ko) | 흙막이 벽체의 선행하중 재하 시스템 | |
| KR100789210B1 (ko) | 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법 | |
| JP3384229B2 (ja) | 埋設パイプラインの耐震施工方法 | |
| JP5747458B2 (ja) | 地盤変位吸収免震構造 | |
| JPH09100541A (ja) | 地下構造体および非対称ｕ型鋼矢板 | |
| JPH093926A (ja) | 地中構造物および地中構造物の設計方法 | |
| JPH11247194A (ja) | 仮設山留め工法およびその装置 | |
| JP2725516B2 (ja) | 埋設構造物の液状化対策工法 | |
| JP5192851B2 (ja) | 減震構造物 | |
| JP4325225B2 (ja) | 流動化対策工法における分流構造体の突出量算定方法 | |
| JPH02108723A (ja) | 鋼矢板の継手 | |
| KR200247446Y1 (ko) | 교량 낙하 방지장치 | |
| JP3616891B2 (ja) | 地盤側方流動対策構造 | |
| JP3735813B2 (ja) | 耐震杭群構造物 | |
| JPH0645943B2 (ja) | 埋設構造物の液状化対策工法 | |
| JP2727308B2 (ja) | 暗渠の耐震継手 | |
| Newby et al. | A Case History of Design and Construction of a Seismic-Resilient Outfall Pipe within Liquefiable Ground: Design Challenges | |
| JP3022355B2 (ja) | 地下構造物の継手における土砂侵入防止構造 | |
| JPH10195854A (ja) | 埋設管の地盤変位吸収用防護構造 | |
| JP2000178997A (ja) | 地盤側方流動対策構造 | |
| JP2622945B2 (ja) | 地下構築物の継手 | |
| Kerfontain et al. | A fully geosynthetic shored reinforced earth wall | |
| JP3155456B2 (ja) | 発泡樹脂材に接続する床版と接合する杭構造、及び杭構造の施工工法 | |
| JP2578729B2 (ja) | 地下構築物の継手 | |
| KR20050073775A (ko) | 복수개의 앵커삽입홀이 형성된 에이치형 파일 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227 Year of fee payment: 5 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091227 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091227 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |