JP4176235B2 - 液状化防止対策工法 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液状化防止対策工法に関し、詳しくは、円形基礎を有したタンク基礎、プラント基礎、建築基礎、橋基礎、塔基礎等への構造物の構築に際して好適に採用され、その直下もしくは周辺地盤の液状化被害を低減することのできる液状化防止対策工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
軟弱地盤の液状化防止対策として、構造物の直下地盤の周囲に地中閉鎖壁を構築し、この地中閉鎖壁を透水性材料で構成した囲い基礎を採用することが提案されている(特公平3−28534号)。
【0003】
この囲い基礎は、囲繞した構造物下方の地盤中の水分を地震の発生時等に透水性のある囲い基礎に吸い込ませて上昇させ、その上端部より排水消散する如く構成し、地盤中の水圧が上昇するのを押さえて液状化の防止を図り、地盤の安定的な維持を図るものであるが、構造物の規模が大きくなり、構造物直下の軟弱地盤の体積が増大するにつれてその作用が弱まり、確実な液状化防止対策としては不適当である。
【0004】
この様な不都合を解消する良好な液状化防止対策として、本出願人は、先に、固化工法を用いた高水平耐力基礎工法(特許第2645899号)及びTOFT工法(商標登録第3107839号)を提案している。この工法は、液状化する可能性のある地盤中に、深層混合処理機により安定剤を攪拌混合させて、該地盤の下端部から上端部に達する平面格子状の難透水性壁構造体を形成し、また、難透水性壁構造体の格子目状部分が囲む複数地盤部分に、地盤下方の支持力を有してかつ液状化しない地盤まで下端を貫入させて基礎杭を構築したものである。
【0005】
この工法は、図9に示す如く、その格子目状部分10内に残された固結化されない地盤部分とともに改良地盤Bを形成するから、該地盤全体の剛性は該地盤下方の支持地盤と略同程度まで高められることとなり、従って、地震時に於ける水平変位を改良地盤の周囲の地盤に比して著しく小さくすることができ、また、これにより難透水性壁構造体内の地盤部分における地震時の液状化を確実に防止できて、その改良地盤内の液状化破壊は全く生ぜず、そして、難透水性壁構造体の格子目状部分内の地盤部分には、その小区画により固結化もなしに基礎杭の高支持力を維持させることとなり、地震時における水平変位の小さい、水平及び垂直耐力の大きい個々の杭基礎を何らの支障もなく構築することができるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記基礎工法は、上記した優れた特性を有するものであるが、基礎の全方向に作用する地震動(平面360°全方向)に対する液状化防止対策として平面格子状のアスペクト比(地盤改良間隔/地盤改良深度)を縦横略同等にすることで対応しており、これら縦横隔壁の平面長さは、充分な強度や液状化防止効果を得るための絶対値がある程度限定されるため、構造物の大きさに比例して液状化防止に有効な隔壁数が確実に多くなる。
【0007】
また、格子状地盤改良の略同等な縦横長さは、上記した如く必要最低限の絶対値がある程度制限されているため、液状化防止対策に必要な地盤改良率(地盤改良面積/地盤改良範囲)の低減にも限界がある。
【0008】
また、円形基礎の支持部材として用いられる杭はリング状に配置される場合もあり、その様な場合に地盤改良部分が格子状では適正リング状位置への配置に困難が伴う。従って、格子状地盤改良は箱型形状が多い建築物や護岸等の線状構造物の液状化防止対策には構造上優位で経済性に優れているが、タンク等の円形基礎には適合した工法とは言い難い。
【0009】
本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、地盤の液状化の防止を図れることは勿論のこと、地盤改良深度の限定も少なく、対象構造物への広範な適応性を備え、その改良率の低減を図ることができ、また、リング状に配設された杭への適応性にも優れた液状化防止対策工法を提案するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の手段として、以下の通り構成した。即ち、液状化する可能性のある地盤中に、複数の円筒状をなす難透水性壁を平面視同心円状に配設した液状化防止地盤を深層混合処理工法により形成し、該地盤上に構造物を構築することを特徴とする。
【0011】
第2の手段として、以下の通り構成した。即ち、前記第1の手段に於いて、各難透水性壁の上部間の表層地盤を充実補強構造とした。
【0012】
第3の手段として、以下の通り構成した。即ち、前記第1の手段に於いて、各難透水性壁の上部間の表層地盤に、混合処理工法を用いて放射状の間仕切りを形成した。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例の形態を図面を参照して説明する。
【0014】
本発明の液状化防止対策工法は、液状化する可能性のある地盤中に、複数の円筒状をなす難透水性壁を同心円状に配設した液状化防止地盤を形成し、該地盤上に構造物を構築するものである。
【0015】
図示例に於いて、地盤1は液状化する可能性ある地盤、その下方には地盤2が存在し、この地盤2は、粘土層等の液状化する可能性のない地盤で形成されている。また、地盤2下方には岩盤等の支持地盤3が存在する。そして、地盤1に複数の難透水性壁4…で構成された液状化防止地盤Aを形成し、該地盤1上に基礎スラブ5を介してタンク等の構造物6を構築している。
【0016】
本発明に於ける液状化防止地盤Aは、例えば、セメント等の安定剤を地盤の目的部位に混合分散させてより剛性を備えた難透水性の処理部位を形成するという公知の混合処理工法を用いて形成されるもので、更に具体的一例を挙げれば、深層混合処理機を用いて、安定剤等又は安定剤と水等を適切な割合で混合して作ったスラリーを、地盤1中に攪拌混合させて、平面視同心円状に配設した複数の難透水性壁4…を形成し、各難透水性壁4…と、各難透水性壁4で囲まれた地盤部分とで、液状化防止地盤Aを形成する。
【0017】
液状化防止地盤Aに於ける難透水性壁4の数,幅,深さ等は、構築する構造物の形態,大きさ等により適宜選択することができる。本発明では、この難透水性壁4…が円筒状であり、また、同心円状に複数備えているため、格子状改良地盤と比較して、剪断応力や過剰間隙水圧の低減する構造上の優位性を備えており、液状化対策に最低限必要な地盤改良率の低減が可能となり、格子状地盤改良に対する地盤改良率の低減効果が期待できると思われる。
【0018】
また、液状化防止効果に有効な液状化防止地盤Aの剛性を更に向上させる目的で、図3及び図4に示す如く、難透水性壁4の上部間を充実補強構造7とすることも可能である。該補強構造7の具体例としては、難透水性壁4の上部間をそれぞれ砕石やコンクリートなどの材料で間詰めする方法、或いは、表層地盤を混合処理工法等により剛性を備えた表層地盤とする方法が挙げられる。
【0019】
また同様の目的で、図5乃至図6に示す如く、難透水性壁4の上部間に、混合処理工法を用いて放射状の間仕切り8を形成しても良い。
【0020】
構造物6は、タンク,プラント,建築,橋,塔等のあらゆるものが適用できるが、円形基礎を備えたものの場合により好ましく適用できる。また、構造物6は、液状化防止地盤上に例えば基礎スラブを介して直接構築しても良く、また、液状化防止地盤内に貫設した基礎杭上に基礎スラブを介して構築しても良い。
【0021】
図7及び図8は、地盤1下方の地盤2に下端を貫入させて所定数の基礎杭9を構築し、基礎杭9の天端に基礎スラブ5を設け、該基礎スラブ5上に構造物6を構築した例を示す。基礎杭9は上記した充実補強構造7或いは間仕切り8を備えた液状化防止地盤の場合にも適用されるが、その場合には、基礎杭9構築後に充実補強或いは間仕切り施工を行っても良い。
【0022】
上記した如く構造物は液状化防止地盤上に基礎スラブを介して直接、或いは基礎杭の上端に連ねて築造するが、基礎に作用する地震時の水平力は、液状化防止地盤或いは該地盤及び基礎杭に作用することとなり、基礎全体としての水平力に対する変位は液状化防止地盤が無い場合と比較して遙に小さく、また、基礎杭存在の場合には杭が分担する水平力は、杭のみの場合に比べて遙に小さくなる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明地盤の液状化防止対策工法は、既述構成としたことにより、円筒状の各難透水性壁間に残された固結化されない地盤部分とともに改良地盤を形成するから、該地盤全体の剛性は該地盤下方の支持地盤と略同程度まで高められることとなる。従って、地震時に於ける水平変位を改良地盤周囲の地盤に比して著しく小さくすることができ、また、これにより液状化防止地盤内の地盤部分における地震時の液状化を確実に抑制できて、しかも、任意な円形基礎形状に適合した液状化防止対策を行うことが出来る。
【0024】
また、各難透水性壁は円筒状であるため、また、液状化防止地盤ではそれらリング状の難透水性壁を複数備えているため、地盤の剪断応力や過剰間隙水圧が低減される構造上の優位性を備えており、地盤改良深度の限定も少なく、難透水性壁の数や間隔を調整することで、液状化防止対策に最低限必要な地盤改良率の設定が可能となり、経済性に優れた液状化防止対策が出来る。
【0025】
また、本発明では、基礎の支持部材として用いられる杭をリング状に配置した場合に、液状化防止地盤中にその杭を容易に適合させることができ、構造物構築工程の円滑な進行を行えるものである。
【0026】
また、各難透水性壁の上部間の表層地盤を充実補強構造としたもの、或いは、混合処理工法を用いて放射状の間仕切りを形成したものにあっては、液状化防止効果に有効な液状化防止地盤の剛性を更に向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により形成された構造物の一実施例を示す縦断面図である。
【図2】同実施例の液状化対象層部分の横断面図である。
【図3】本発明により形成された構造物の他の実施例を示す縦断面図である。
【図4】同実施例の液状化対象層部分の横断面図である。
【図5】本発明により形成された構造物の更に他の実施例を示す縦断面図である。
【図6】同実施例の液状化対象層部分の横断面図である。
【図7】本発明により形成された構造物の更に他の実施例を示す縦断面図である。
【図8】同実施例の液状化対象層部分の横断面図である。
【図9】従来の工法により形成された構造物の液状化対象層部分の横断面図である。
【符号の説明】
1…液状化対象地盤,2…非液状化地盤,3…支持地盤,4…難透水性壁,
5…基礎スラブ,6…構造物,7…充実補強構造,8…間仕切り,
9…基礎杭,A…液状化防止地盤

Claims (1)

  1. 液状化する可能性のある地盤中に、複数の円筒状をなす難透水性壁を平面視同心円状に配設した液状化防止地盤を深層混合処理工法により形成し、各難透水性壁の上部間の表層地盤に、混合処理工法を用いて放射状の間仕切りを形成し、液状化防止地盤上に構造物を構築することを特徴とする液状化防止対策工法。
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