JP4262292B1 - 盛土の変形抑制工法 - Google Patents

Abstract

【課題】液状化時にも補強効果を維持し、盛土の過大な変形を抑制することができ、しかもコストの低廉化が可能である。
【解決手段】基礎地盤１が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、基礎地盤上部の掘削面上に、平面状補強材２を非液状化材料３により挟み込み敷設し、非液状化材料３の上に、盛土４を施工する。また、基礎地盤１の上に、平面状補強材２を非液状化材料３により挟み込み敷設し盛土４の一部を構築し、
非液状化材料３の上に、盛土４を施工する。
【選択図】図１

Description

この発明は、液状化時の盛土の変形抑制工法に関するものである。

地震時に液状化を起こす可能性のある地盤に対する対策工法としては、従来密度増加工法、固結工法、薬液注入工法、矢板工法などの工法が考えられている。

密度増加工法は、サンドコンパクションパイル、バイブロフローテーション、動圧密、コンパクショングラウティングなど、地盤に振動や水平力などのエネルギーを与え、地盤の密度を増加させ、液状化を防止する工法である。

固結工法は、深層混合処理、ジェットグラウトなどのように、セメントなどの固結材を地中に混合・置換して、杭状の固結体を地中に造り、地震時のせん断変形を抑制させて液状化を防止する工法である。

薬液注入工法は、薬液を地盤中に浸透・固結させ、地盤の強度増加を図るとともに透水性を低下させ、液状化を防止する工法である。

矢板工法は、鋼矢板などを地中に打設し、地盤のせん断変形を抑制することによって液状化を防止する工法である。この矢板工法の一例として、最も液状化しやすい部位へ、液状化抑止杭または液状化抑止矢板を液状化地盤下の非液状化地盤内まで設けることにより、地震時にこれら液状化抑止杭または液状化抑止矢板周辺の過剰間隙水圧の上昇を抑制し、地盤強度低下を防ぐとともに、杭または矢板としての地盤拘束効果により盛土の変状を抑えるものが提案されている（特許文献１）。

以上のように、ほとんどすべての対策が、液状化の可能性のある地層を対象に、液状化を防止し、もしくは液状化による強度低減を減少しようというものである。
特開平５−１０６２１６

ところで、従来の液状化防止工法は、それぞれ以下のような問題点がある。

密度増加工法では、一般に施工するための機械が大きく、また、振動を用いる場合、既存の建設物などに近接した場所では施工が不可能である。また、密度の増加だけでは十分な効果が得られない場合も多く、施工コストも高い。

固結工法では、ジェットグラウトは非常に施工コストが高く、また混合処理は一般に大型機械を必要とし、近接施工が困難である。

薬液注入工法では、施工するための機械も小さく、既設構造物の下部地盤なども施工できるが、浸透が十分に行われない場合が多く、信頼性が低い。また、施工コストも高い。

矢板工法は、鋼矢板を地盤中に残置しておく必要があるため、コストが高くなる。

このように、いずれの工法も液状化する地層を対象とするものであり、おおがかり、広範囲な対策となり、高コストとなることが多い。

一方、ジオシンセティクスは、図１１に示すように、盛土を構築する際に、敷設材として用い、土とジオシンセティクス１００の間の摩擦力によって生じる引張り力を利用した引張り補強材として使用され、盛土を補強する補強土工法として、軟弱地盤上の盛土の安定対策や盛土の急勾配化等に広範囲に利用されている。また、施工時のトラフィカビリティの確保にも良く用いられる。

ところで、ジオシンセティクスを用いた補強土工法で、図１２に示すように、液状化時の盛土の変形抑制を図ろうとすると、以下のような問題点がある。

ジオシンセティクス１００は液状化そのものを防ぐことはできず、液状化して軟弱になる地盤１１０上の盛土１２０の変形を抑制するためには、盛土底部ほぼ前面に敷設しないと効果が無いが、この際、液状化時の過剰間隙水圧の上昇や、それに伴う有効応力の低下により、土とジオシンセティクス１００の間の摩擦力が低下し、引張り力が減少することから補強効果が大幅に低下することが懸念され、十分な変形抑制効果が得られないと考えられ、液状化時の盛土の安定対策としては、今までほとんど用いられてこなかった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、液状化時にも補強効果を維持し、盛土の過大な変形を抑制することができ、しかもコストの低廉な盛土の変形抑制工法の提供を目的としている。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
前記基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し、
前記砕石の上に、前記盛土を施工することを特徴とする盛土の変形抑制工法である。

請求項２に記載の発明は、基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
前記基礎地盤の上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し前記盛土の一部を構築し、
前記砕石の上に、前記盛土を施工することを特徴とする盛土の変形抑制工法である。

請求項３に記載の発明は、前記平面状のジオシンセティクスまたは金網を複数枚上下方向に所定間隔隔てて隣り合わせて前記砕石により挟み込み敷設し、
前記隣り合わせて配置した複数枚のジオシンセティクスまたは金網の外周の両端部同士を連結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の盛土の変形抑制工法である。

請求項４に記載の発明は、基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
前記基礎地盤の上に擁壁構造を設置し、
前記擁壁構造に囲まれた前記基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し、
前記擁壁構造と前記ジオシンセティクスまたは金網とを連結し、
前記砕石の上に、前記盛土を前記擁壁構造に囲まれた位置に施工することを特徴とする盛土の変形抑制工法である。

請求項５に記載の発明は、基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
前記基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し、
前記砕石の上に前記盛土を施工し、
前記ジオシンセティクスまたは金網を、前記砕石の敷設範囲の面積より大きく取り、前記盛土の法面に沿わせて折り返して前記盛土中に延在させるように配置し、
前記盛土の所定高までを前記ジオシンセティクスまたは金網により包み、
前記ジオシンセティクスまたは金網の外周の端部同士を、前記盛土の水平部又は法面部で接合したことを特徴とする盛土の変形抑制工法である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

地震時に盛土の基礎地盤や周辺地盤に液状化が生じても平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設した構造により、液状化せず安定した形状を保つことができる。

液状化時の過剰間隙水圧の発生による摩擦力の減少を抑制し、ジオシンセティクスまたは金網の引張り補強材としての効果を保持することができる。

砕石を用いることで、液状化層に発生した過剰間隙水圧を効果的に消散させ、盛土の基礎地盤および周辺地盤の安定化にも寄与することができる。

また、擁壁構造を設けたことで、ジオシンセティクスまたは金網を接続した場合は、その構造的効果により、より有効にジオシンセティクスまたは金網の引張り力を保持することができる。

このように、基礎地盤の上部に構築された盛土の変形を効果的に抑制できる。

以下、この発明の盛土の変形抑制工法の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。この発明の盛土の変形抑制工法は、基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、図１乃至図１０に基づいて実施の形態を説明する。

［実施の形態１］
この実施の形態１は、図１に示すように、基礎地盤１の上部を掘削し、基礎地盤上部の掘削面上に、平面状補強材として平面状のジオシンセティクス２を砕石３により挟み込み敷設し、この砕石３の上に、盛土４を施工する。平面状補強材として公知のジオシンセティクス２を用いているが、金属製の金網でもよい。

このように、基礎地盤１の液状化する地層に対して、状況に応じ、必要な範囲で掘削置換し、その上部掘削面上に透水性の高い材料として砕石３を敷設する。そして、ジオシンセティクス２を敷設した後、更に同種の砕石３を敷設し、挟み込むような構造とする。これにより、液状化発生時にもジオシンセティクス２に発生する摩擦力とそれによって生じる引張り力を確保できる。

この実施の形態１では、基礎地盤上部の掘削面上に、ジオシンセティクス２を砕石３により挟み込み敷設し、ジオシンセティクス２を盛土４の下部に敷設し、できるだけ大きな上載圧を確保すると同時に、砕石３の透水性が高く、液状化時に有効応力が低下しにくい材料で挟み込んだ構造とする。

このため、この構造体の周辺や下部の基礎地盤１が液状化しても、砕石３が液状化しないためジオシンセティクス２の摩擦が低下しにくく、ジオシンセティクス２の引っ張り力により堅固な盤状の構造体が盛土４の下部に維持でき、盛土４の変形を効果的に抑制できる。

［実施の形態２］
この実施の形態２は、図２に示すように、基礎地盤１の上に、平面状のジオシンセティクス２を砕石３により挟み込み敷設し盛土４の一部を構築し、砕石３の上に、盛土４を施工する。この実施の形態２は、実施の形態１と同様に構成されるが、基礎地盤１の液状化する地層に対して、掘削せずその上に、透水性の高い材料として砕石３を敷設する。ジオシンセティクス２を敷設した後、更に同種の砕石３を敷設し、挟み込み盛土４の一部を構築するような構造としている。

［参考例の実施の形態３］
この参考例の実施の形態３は、図３に示すように、基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクス２を敷設し、このジオシンセティクス２の上に、砕石３を敷設し、砕石３の上に、盛土４を施工する。この実施の形態３は、実施の形態１と同様に構成されるが、基礎地盤上部の掘削面上にジオシンセティクス２を敷設し、ジオシンセティクス２を砕石３により挟み込む構造ではない。

［参考例の実施の形態４］
この参考例の実施の形態４は、図４に示すように、基礎地盤１の上に、平面状のジオシンセティクス２を敷設し、ジオシンセティクス２の上に、砕石３を敷設し盛土４の一部を構築し、砕石３の上に、盛土４を施工する。この実施の形態４は、実施の形態２と同様に構成されるが、基礎地盤１の液状化する地層に対して、掘削せずその上に、ジオシンセティクス２を敷設し、ジオシンセティクス２を砕石３により挟み込む構造ではない。

［実施の形態５］
この実施の形態５は、図５に示すように、実施の形態１と同様に構成されるが、平面状のジオシンセティクス２を２枚上下方向に所定間隔隔てて敷設し、このように複数枚配置したジオシンセティクス２の外周の両端部同士を連結している。複数枚配置したジオシンセティクス２の両端部を連結して包み込むような構造とすることで、より摩擦力を確保することができる。

［実施の形態６］
この実施の形態６は、図６に示すように、実施の形態２と同様に構成されるが、平面状のジオシンセティクス２を２枚上下方向に所定間隔隔てて敷設し、このように複数枚敷設したジオシンセティクス２の外周の両端部同士を連結する。複数枚敷設したジオシンセティクス２の両端部を連結して包み込むような構造とすることで、より摩擦力を確保することができる。

［実施の形態７］
この実施の形態７は、図７に示すように、実施の形態１と同様に構成されるが、基礎地盤１の上に擁壁構造１０を設置し、この擁壁構造１０に囲まれた基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクス２を砕石３により挟み込み敷設し、擁壁構造１０とジオシンセティクス２とを連結し、砕石３の上に、盛土４を擁壁構造１０に囲まれた位置に施工する。盛土の法尻部に擁壁構造１０を設けたものであり、擁壁構造１０は、蛇籠、補強土壁などで構成され、ジオシンセティクス２と必要に応じて連結することで、液状化時のジオシンセティクス２の引張り力の減少をより効果的に防止することができる。
［参考例の実施の形態８］
この参考例の実施の形態８は、図８に示すように、参考例の実施の形態３と同様に構成されるが、基礎地盤１の上に擁壁構造１０を設置し、基礎地盤１の上に、ジオシンセティクス２を敷設し、擁壁構造１０とジオシンセティクス２とを連結し、ジオシンセティクス２の上に、砕石３を敷設し、さらに盛土４を施工する。実施の形態７と同様に、盛土の法尻部に擁壁構造１０を設けたものであり、液状化時のジオシンセティクス２の引張り力の減少をより効果的に防止することができる。

［実施の形態９］
この実施の形態９は、図９に示すように、基礎地盤上部の掘削面上に、ジオシンセティクス２を砕石３により挟み込み敷設し、砕石３の上に盛土４を施工し、ジオシンセティクス２を、砕石３の敷設範囲の面積より大きく取り、盛土４の法面に沿わせて折り返して盛土４中に延在させるように配置し、盛土４の所定高までをジオシンセティクス２により包み、ジオシンセティクス２の外周の端部同士を、盛土４の水平部１１又は法面部１２で接合し、閉合構造とする。ジオシンセティクス２により盛土４を含めて包み込み、接合することにより、より効果的にジオシンセティクス２の張力を確保でき、且つ、法尻、法面の変位を直接抑制することができる。

また、この実施の形態９では、基礎地盤１の液状化層と非液状化層の境界にジオシンセティクス２ａを敷設し、このジオシンセティクス２ａの上に砕石３を敷設しており、砕石が液状化層内に貫入もしくは沈降するのを防止できる。

また、所定高さの盛土４にジオシンセティクス２ｂを挟み込み敷設し、端部をジオシンセティクス２と連結しており、盛土４の下部に敷設したジオシンセティクス２、ジオシンセティクス２ｂで、砕石３を設置した層と盛土４の所定高で設定される盛土４の一部の必要高さまでを包み込み、より効果的にジオシンセティクスの張力を確保できる。

なお、盛土４の水平部１１又は法面部１２での接合は、接続具を用いるなど公知の方法を用いる。

［参考例の実施の形態１０］
この参考例の実施の形態１０は、図１０に示すように、基礎地盤１の上に、ジオシンセティクス２を敷設し、ジオシンセティクス２の上に砕石３を敷設し、砕石３の上に盛土４を施工し、盛土４の所定高までをジオシンセティクス２により包み、盛土４の水平部１１又は法面部１２で接合し、閉合構造とする。ジオシンセティクス２により盛土４を含めて包み込み、接合することにより、より効果的にジオシンセティクス２の張力を確保でき、且つ、法尻、法面の変位を直接抑制することができる。

この発明は、実施の形態で説明したように、地震時に盛土４の下部の基礎地盤１や周辺地盤に液状化が生じても平面状のジオシンセティクス２を砕石３により挟み込み敷設した構造により、液状化せず安定した形状を保つことができる。また、液状化時の過剰間隙水圧の発生による摩擦力の減少を抑制し、ジオシンセティクス２は、引張り補強材としての効果を保持することができる。また、砕石３が透水性の良い材料であり、液状化層に発生した過剰間隙水圧を効果的に消散させ、盛土４の下部および周辺地盤の安定化にも寄与することができる。また、擁壁構造を設けることで、ジオシンセティクス２を接続した場合は、その構造的効果により、より有効にジオシンセティクス２の引張り力を保持することができる。

このように、この発明は、盛土４の変形を効果的に抑制でき、ジオシンセティクス２として使用し、ジオシンセティクスは公知の材料であり、施工機械も特殊なものは必要としない、コストの低廉な対策工法である。

この発明は、液状化時の盛土の変形抑制工法に適用可能であり、液状化時にも補強効果を維持し、盛土の過大な変形を抑制することができ、しかもコストの低廉化が可能である。

実施の形態１の盛土の変形抑制工法の説明図である。 実施の形態２の盛土の変形抑制工法の説明図である。 参考例の実施の形態３の盛土の変形抑制工法の説明図である。 参考例の実施の形態４の盛土の変形抑制工法の説明図である。 実施の形態５の盛土の変形抑制工法の説明図である。 実施の形態６の盛土の変形抑制工法の説明図である。 実施の形態７の盛土の変形抑制工法の説明図である。 参考例の実施の形態８の盛土の変形抑制工法の説明図である。 実施の形態９の盛土の変形抑制工法の説明図である。 参考例の実施の形態１０の盛土の変形抑制工法の説明図である。 従来の盛土の変形抑制工法の説明図である。 従来の盛土の変形抑制工法の問題点を説明図である。

符号の説明

１ 基礎地盤
２ ジオシンセティクス
３ 砕石
４ 盛土
１０ 擁壁構造
１１ 盛土４の水平部
１２ 盛土４の法面部

Claims (5)

1. 基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
   前記基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し、
   前記砕石の上に、前記盛土を施工することを特徴とする盛土の変形抑制工法。
2. 基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
   前記基礎地盤の上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し前記盛土の一部を構築し、
   前記砕石の上に、前記盛土を施工することを特徴とする盛土の変形抑制工法。
3. 前記平面状のジオシンセティクスまたは金網を複数枚上下方向に所定間隔隔てて隣り合わせて前記砕石により挟み込み敷設し、
   前記隣り合わせて配置した複数枚のジオシンセティクスまたは金網の外周の両端部同士を連結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の盛土の変形抑制工法。
4. 基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
   前記基礎地盤の上に擁壁構造を設置し、
   前記擁壁構造に囲まれた前記基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し、
   前記擁壁構造と前記ジオシンセティクスまたは金網とを連結し、
   前記砕石の上に、前記盛土を前記擁壁構造に囲まれた位置に施工することを特徴とする盛土の変形抑制工法。
5. 基礎地盤が地震時に液状化を起こす場合に盛土の変形を抑制する工法であり、
   前記基礎地盤上部の掘削面上に、平面状のジオシンセティクスまたは金網を砕石により挟み込み敷設し、前記砕石の上に前記盛土を施工し、
   前記ジオシンセティクスまたは金網を、前記砕石の敷設範囲の面積より大きく取り、前記盛土の法面に沿わせて折り返して前記盛土中に延在させるように配置し、
   前記盛土の所定高までを前記ジオシンセティクスまたは金網により包み、
   前記ジオシンセティクスまたは金網の外周の端部同士を、前記盛土の水平部又は法面部で接合したことを特徴とする盛土の変形抑制工法。