JP3438943B2 - 地盤の液状化対策工法及び装置 - Google Patents

地盤の液状化対策工法及び装置

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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は地盤の液状化対策工法及
びその装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の地盤の液状化対策工法は、その改
良原理から地盤の土壌の密度の増大、固結、粒度の改
良、飽和度の低下、間隙水圧の抑制、消散、せん断変形
の抑制等が挙げられる。その中でも地盤の締固めによる
密度の増大により、液状化強度を高める工法はその使用
実績が最も多い。その代表的工法としてはバイブロフロ
ーテーション工法、サンドコンパクション工法、振動棒
工法等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記地盤の土壌の密度
増大型の液状化対策工法は、地盤に振動を与えてその振
動エネルギーで土粒子を再配列させ、密度を増加させよ
うとするものである。これらの対策は一般に飽和状態中
で行われるため、振動を与えられる地盤周辺は液状化状
態となり、過剰間隙水圧が発生し、土粒子は浮遊状態に
なって、振動停止後、再配列されて密度が増加する。こ
のとき密度の増加状態は対象地盤の排水特性によって大
きく左右され、細粒分を多く含む地盤では十分に排水さ
れず、あまり密度の増大は期待できない。
【0004】そのためこれらの工法の殆んどはケーシン
グや突き棒の圧入による地盤の側方圧縮によって生じる
密度増大効果に依存しており、振動エネルギーが有効に
密度増大に利用できないことが問題として挙げられる。
本発明はこのような実情に鑑みて提案されたもので、そ
の目的とするところは、対象地盤に細粒分が多くても、
地盤振動の影響を有効に利用して、密度の増加が期待で
き、密度(N値)の増加が期待できる地盤の液状化対策
工法、及び装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1の発明に係る地盤の液状化対策工法によれ
ば、下端に吸水部と水平振動発生用バイブレーターと水
噴射ポンプ型負圧発生機構とを具え頭部に鉛直方向振動
用起振機を具えたバイブロサクションロッドを送配水管
を介してサクションポンプと連結し、前記バイブロサク
ションロッドを液状化対策地盤上に配置し、同バイブロ
サクションロッドを地盤中へ鉛直方向に振動圧入、同
バイブロサクションロッド下端の前記水平振動発生用
イブレーターによって周辺地盤に水平振動を与えて強制
的に液状化させると同時に、前記水噴射ポンプ型負圧発
生機構へ送水して負圧を発生させつつ前記サクションポ
ンプでも負圧を発生させ、過剰間隙水が発生して浮遊状
態にある周辺地盤に負圧をかけて、前記吸水部を介して
強制排水するものである。
【0006】請求項2の発明に係る地盤の液状化対策装
置は、下端に吸水部と水平振動発生用バイブレーター
水噴射ポンプ型負圧発生機構とを具え頭部に鉛直方向振
動用起振機を具えたバイブロサクションロッドと、送配
水管を介してバイブロサクションロッド連結された
サクションポンプと、同サクションポンプによって回収
された地下水と砂を貯蔵する排水タンクとより構成され
ている。
【0007】
【作用】本発明は前記したように構成されているので、
送配水管を介してサクションポンプと連結したバイブロ
サクションロッドを鉛直方向に振動させて地盤内に圧入
し、同バイブロサクションロッド下端の水平振動発生用
バイブレーターによって周辺地盤に水平振動を与え、周
辺地盤を強制的に液状化させる。これと同時に、同バイ
ブロサクションロッド下端に設けた水噴射ポンプ型負圧
発生機構へ送水して負圧を発生させつつ前記サクション
ポンプにでも負圧を発生させ、同バイブロサクションロ
ッド先端(下端)より周辺地盤負圧がかかるようにし
て、発生中の過剰間隙水を同バイブロサクションロッド
下端の吸水部を介して強制的に排水し、地盤の圧密を促
進させるものである。
【0008】かくしてサクションポンプによって回収さ
れた地下水と、同地下水に伴って回収された砂を排水タ
ンクに貯蔵するものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。液状化対策地盤A上に、バイブロサクションロッド
1と同ロッド1に連結されたサクションポンプ2及び排
水タンク3が設置される。(図1参照)バイブロサクシ
ョンロッド1の頂部には同バイブロサクションロッド1
の鉛直圧入用のバイブロハンマーの如き起振機4が設け
られている。図中4aは偏心回転体である。更にバイブ
サクションロッド1は送配水管5を介してサクション
ポンプ2に接続されている。また排水タンク3は、サク
ションポンプ2によって回収された地下水と砂を貯蔵す
る。バイブロサクションロッド1は図6及び図7に示す
ように同心円状に配設された内管1aと外管1bとより
なり、内外両管の間に高圧水供給経路aが形成され、内
管1a内部に排水経路bが形成されている。バイブロ
クションロッド1の下端にはフィルター付きの吸水部6
が連結され、同吸水部6の下端に水平振動発生用バイブ
レーター7が設けられ、振動板8が外管1bの外周に同
心状に配設されている。図中9は電源取込みコード鞘
管、10は電源取込みコードである。前記内外管1a、
1b、吸水部6、水平振動発生用バイブレータ、振動板
8によって高周波水平振動発生装置(シェルプレートバ
イブレータ)が形成される。更にバイブロサクションロ
ッド1は、その下端に、後述する水噴射ポンプ24(図
8参照)を備えており、この水噴射ポンプ24は、本発
明においては負圧発生機構として用いられている。
【0010】而して前記起振機4によってバイブロサク
ションロッド1に鉛直方向に振動を与え、前記地盤Aに
所定の深さまで貫入し、(図1参照)、このバイブロサ
クションロッド1下端の水平振動発生用バイブレータ7
を介して周辺地盤に水平振動を与え、周辺を強制的に液
状化させる。これと同時に、バイブロサクションロッド
1下端に設けた水噴射ポンプ24へ送水して負圧を発生
させつつサクションポンプ2でも負圧を発生させ、バイ
ブロサクションロッド1先端(下端)より周辺地盤に負
圧がかかるようにして発生中の過剰間隙水を吸水部6
を介して強制的に排水し、地盤の圧密を促進させる。図
中dは圧密地盤である。(図2参照)次いで図2に示す
動作を行いながら前記ロッド1を引き上げ(図3参照)
かくして地盤の圧密によって沈下や引き抜き部にできた
空洞を砕石、鋼滓等の充填材eで充填する。(図4参
照)なお前記バイブロサクションロッド1は頂部に設け
た吊具11を利用して揚重機より懸吊したまま使用され
るか、リーダー(案内櫓)に昇降可能に取付けて使用さ
れる。
【0011】8は周辺地盤からの強制排水のための
噴射ポンプ24を示し、内管20aと外管20bとが同
心状に配設され先端部で内管20aが外管20bより
やや短かく、外管20bから送り込まれた高圧水内管
20aを通って外部に排出されるように外管の底部2
0b’が閉蓋された2重管構造とされている。前記内管
20aの底部に、小孔が穿設されており、その下部にフ
ィルターを有する吸引用ポイント21取付けられてい
る。外管20bを介してサクションポンプ2から送り込
まれた高圧の駆動水は外管20bの管底で方向転換し、
ノズル部22から内管20aののど部23へ噴射され、
しかるのち内管20aを通って上部に向って流れサクシ
ョンポンプ2へ戻る従って、この水噴射ポンプ24へ
送水することによって内管20aの管底に発生する負圧
、サクションポンプ2それ自体が発生する負圧に重畳
して、管先端に設けたフィルター付き吸水用ポイント2
に伝達し、周辺地盤から地下水を吸い出し、吸い出さ
れた地下水は上向きに流れる駆動水とともに外部に揚排
水されることとなる。図中、25は沓である。
【0012】
【発明の効果】本発明の地盤振動型液状化対策工法で
は、液状化対策地盤上にバイブロサクションロッドをサ
クションポンプと連結して配置し、同バイブロサクショ
ロッドを地盤中へ振動圧入、同バイブロサクション
ロッド先端のバイブレーターによって周辺地盤に水平振
動を与えて強制的に液状化させると同時に、同バイブロ
サクションロッド下端に設けた水噴射ポンプ型負圧発生
機構へ送水して負圧を発生させつつ前記サクションポン
でも負圧を発生させ、過剰間隙水が発生して浮遊状態
にある周辺地盤に負圧をかけて強制排水することによっ
て、対象地盤に細粒分が多くても地盤振動の影響を有
効に利用し、地盤の密度(N値)の増加が期待でき、液
状化強度も増大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】バイブロサクションロッド及びサクションロッ
ド並に排水タンクを液状化対策地盤に載置した状態を示
す立面図である。
【図2】ロッド周辺地盤の圧密促進工程を示す縦断面図
である。
【図3】ロッド引揚げ工程を示す縦断面図である。
【図4】地盤の圧密によって生じた空間に対する充填工
程を示す縦断面図である。
【図5】バイブロサクションパイプの正面図である。
【図6】図5の矢視A−A図である。
【図7】図5の矢視B−B図である。
【図8】強制排水用噴射ポンプの縦断面図である。
【符号の説明】
A 液状化対策地盤 a 高圧水供給径路 b 排水径路 c 高周波水平振動発生装置 d 圧密地盤 e 充填材 1 バイブロサクションロッド 1a 内管 1b 外管 2 サクションポンプ 3 排水タンク 4 起振機 4a 偏心回転体 5 送排水管 6 吸水部 7 水平振動発生用バイブレータ 8 振動板 9 電源取込みコード鞘管 10 電源取込みコード 11 吊具 20a 内管 20b 外管 20b′ 外管の底部 21 吸引用ポイント 22 ノズル部 23 のど部 24 デフューザー 25 沓

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下端に吸水部と水平振動発生用バイブレ
    ーターと水噴射ポンプ型負圧発生機構とを具え頭部に鉛
    直方向振動用起振機を具えたバイブロサクションロッド
    送配水管を介してサクションポンプと連結し、前記バ
    イブロサクションロッドを液状化対策地盤上に配置し、
    バイブロサクションロッドを地盤中へ鉛直方向に振動
    圧入、同バイブロサクションロッド下端の前記水平振
    動発生用バイブレーターによって周辺地盤に水平振動を
    与えて強制的に液状化させると同時に、前記水噴射ポン
    プ型負圧発生機構へ送水して負圧を発生させつつ前記サ
    クションポンプでも負圧を発生させ、過剰間隙水が発生
    して浮遊状態にある周辺地盤に負圧をかけて、前記吸水
    部を介して強制排水することを特徴とする地盤の液状化
    対策工法。
  2. 【請求項2】 下端に吸水部と水平振動発生用バイブレ
    ーターと水噴射ポンプ型負圧発生機構とを具え頭部に鉛
    直方向振動用起振機を具えたバイブロサクションロッド
    と、送配水管を介してバイブロサクションロッド
    結されたサクションポンプと、同サクションポンプによ
    って回収された地下水と砂を貯蔵する排水タンクとより
    なることを特徴とする地盤の液状化対策装置。
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JP5731129B2 (ja) * 2010-03-30 2015-06-10 前田建設工業株式会社 吸水型地盤締固め装置及び吸水型地盤締固め方法
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