JP4325995B2 - 液状化によるマンホールの浮き上がり防止方法 - Google Patents
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Description
本発明は、地震時における地盤の液状化に伴うマンホールの浮き上がりを防止する方法に関する。
１９９５年の兵庫県南部地震以後、下水道の耐震化に対する取り組みが急速に求められている。このような状況下において、下水道資材メーカーなどにより、人孔と管の接合部に設置する耐震継手や、管と管の継手に伸縮可撓性を持たせた耐震暗渠などが開発されている。
一方、マンホールは、次のような特性を有している。
（１）マンホールは内部が空間になっている比重の軽い構造体であり、底部に揚圧力が作用すると、浮き上がりを生じ易い。
（２）マンホール自体の部材断面が小さいため、マンホールに浮き上がり防止部材を設置しても、当該部材とマンホールとの結合が困難である。
（３）杭などの剛性の高い部材では地震時の杭の挙動がマンホールに伝達され易いため、杭の地震時の挙動が荷重としてマンホールに作用するおそれがある。
（４）マンホールの周辺には他の埋設物が数多く存在しているケースが一般的であり、浮き上がり対策領域がマンホール設置個所以外の部分にも及ぶ場合には、他の埋設物の移設や防護が必要となる。
（５）既設マンホールは既成市街地に設置されており、施工環境が狭隘であるため、大型機械による施工が困難である。
（６）既設マンホール周囲の再掘削を伴う方法では、施工期間が長期化し、掘削に伴う周囲環境への影響が懸念される。
（７）マンホール自体を重量化して浮き上がりを防止しようとすると、地盤に過度な荷重を与えるおそれがある。
（１）マンホールは内部が空間になっている比重の軽い構造体であり、底部に揚圧力が作用すると、浮き上がりを生じ易い。
（２）マンホール自体の部材断面が小さいため、マンホールに浮き上がり防止部材を設置しても、当該部材とマンホールとの結合が困難である。
（３）杭などの剛性の高い部材では地震時の杭の挙動がマンホールに伝達され易いため、杭の地震時の挙動が荷重としてマンホールに作用するおそれがある。
（４）マンホールの周辺には他の埋設物が数多く存在しているケースが一般的であり、浮き上がり対策領域がマンホール設置個所以外の部分にも及ぶ場合には、他の埋設物の移設や防護が必要となる。
（５）既設マンホールは既成市街地に設置されており、施工環境が狭隘であるため、大型機械による施工が困難である。
（６）既設マンホール周囲の再掘削を伴う方法では、施工期間が長期化し、掘削に伴う周囲環境への影響が懸念される。
（７）マンホール自体を重量化して浮き上がりを防止しようとすると、地盤に過度な荷重を与えるおそれがある。
地震時における地盤の液状化に伴うマンホールの浮き上がりについては、マンホールが上述のような特性を備えていることも影響して、未だ有効な対策がなされていないのが現状である。一方、地震時にマンホールの浮き上がりが発生すると、消防活動、医療活動、救援活動などにおける緊急車両の通行に支障を来す等の弊害が生ずるため、新設、既設を問わず、マンホールの浮き上がり対策は、緊急の課題となっている。
したがって、本発明は、地震時における地盤の液状化に伴って発生するマンホールの浮き上がり防止方法を提供することを目的としている。
本願請求項１に記載の液状化によるマンホールの浮き上がり防止方法は、マンホールの底部に打設されているインバートコンクリートをはつる工程と、前記マンホールの底部から非液状化層まで削孔する工程と、前記削孔した孔にアンカー引張材を挿入し、グラウトを注入して、前記アンカー引張材の先端を非液状化層に定着させる工程と、中央に設けられた開口部から前記アンカー引張材の上端が突出するように、前記マンホールの底部に受圧板を配置する工程と、前記アンカー引張材の上端を前記受圧板に固定する工程と、前記アンカー引張材の上端をキャップで被覆する工程と、前記マンホールの底部にインバートコンクリートを打設する工程とを含むことを特徴とするものである。
本願請求項２に記載の液状化によるマンホールの浮き上がり防止方法は、前記請求項１の方法において、前記受圧板が、揚圧力を前記マンホールの底部のほぼ全体に均一に分散させるため、マンホールの底面の内径よりも僅かに小さな直径を有するように形作られていることを特徴とするものである。
本願請求項３に記載の液状化によるマンホールの浮き上がり防止方法は、前記請求項２の方法において、前記マンホールの側壁と前記受圧板の外周との間の領域、及び、前記キャップとインバートコンクリートとの間の領域に、弾性体が配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、大型機械を使用せず、他の埋設物や周辺地盤、構造物などに影響を及ぼさず、再掘削を伴わずに、マンホールの浮き上がり防止方法を実施することができる。また、本発明の方法では、揚圧力にのみ抵抗するため、地盤に過度な荷重を与えることがない。また、本発明の方法では、杭のような剛な部材とは異なり、地震時において、アンカー引張材の挙動が過度にマンホールに影響を及ぼすことがない。また、受圧板の面積を大きくすることにより、マンホール底部の押し抜き剪断破壊を防止することができる。さらに、本発明の方法では、マンホールの側壁と受圧板の外周との間の領域、及び、キャップとインバートコンクリートとの間の領域に弾性体（ゴムチューブ）を配置することにより、地震時におけるアンカー頭部やマンホール側壁の破損を防ぐことができる。
次に、既設の下水道マンホールを例として、図面（主として図３）を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態に係るマンホールの浮き上がり防止方法について詳細に説明する。図３（ａ）は、浮き上がり防止方法を施す前のマンホールを示した図である。まず施工に先立って、既設のマンホールに流れる下水を止水し、マンホール底部に打設されているインバートコンクリートをはつる（図３（ｂ））。
次いで、アンカーを設置するための削孔機を地上に配置し、削孔機を用いてマンホール底部から非液状化層まで削孔する（図３（ｃ））。削孔にグラウトを注入し（図３（ｄ）、削孔にアンカー引張材１０を挿入して（図３（ｅ））、アンカー引張材１０の先端を、グラウトが注入された非液状化層の削孔に定着させる（図３（ｆ））。アンカー引張材１０としては、好ましくは、ＰＣ鋼線が用いられる。
次いで、マンホールの底部に受圧板１２を配置する。受圧板１２は、揚圧力をマンホール底部のほぼ全体に均一に分散させるためのものである。そのため、受圧板１２は、その面積が大きくなるように、換言すると、マンホールの底面の内径（ＤM ）よりも僅かに小さな直径（ＤP ）を有するように形作られている（図２（ｃ）参照）。受圧板１２は、アンカー引張材１０が揚圧力に抵抗したときマンホール底部のコンクリートの押し抜き剪断破壊を防止する役目を果たす。また、受圧板１２の中央には、アンカー引張材１０の上端を通すための開口部１２ａが設けられている（図２（ｂ）参照）ため、マンホールの底部に受圧板１２を配置すると、開口部１２ａからアンカー引張材１０の上端が突出することになる。
アンカー引張材１０の上端には、雄ねじ部１０ａが設けられており、受圧板１２の開口部１２ａから突出した雄ねじ部１０ａにナット１４を螺合させることにより、アンカー引張材１０の上端がマンホールの底部に固定される。アンカー引張材１０の上端およびナット１４は、アンカー引張材１０の上端およびナット１４を被覆するようにキャップ１６を受圧板１２の中央に配置することによって、保護されている。キャップ１６は、受圧板１２に適当な手段（溶接や接着剤など）で固定されている。なお、防蝕効果を高めるため、受圧板１２およびアンカー引張材１０の上端に、エポキシ樹脂を塗布するのが好ましい。
最後に、マンホールの底部にインバートコンクリートを打設した後、下水を通水すると、作業が完了する（図３（ｈ）参照）。
なお、上述のように、キャップ１６が受圧板１２に固定されているため、地震時に受圧板１２が水平方向に振動すると、受圧体１２自体がマンホールの側壁に衝突したり、或いは、キャップ１６がインバートコンクリートに衝突したりすることによって、マンホールやキャップ１６等が破損するおそれがあるので、マンホール側壁と受圧板１２の外周との間の領域、並びに、キャップ１６とインバートコンクリートとの間の領域に、弾性体１８を配置するのが好ましい。弾性体１８は好ましくは、ゴムチューブで形成されている。
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態では、既設の下水道マンホールを例として説明したが、下水道マンホール以外の他のマンホールに本発明の方法を適用してもよく、また、新設のマンホールに本発明の方法を適用してもよい。
１０ アンカー引張材
１２ 受圧板
１４ ナット
１６ キャップ
１８ 弾性体（ゴムチューブ）
１２ 受圧板
１４ ナット
１６ キャップ
１８ 弾性体（ゴムチューブ）
Claims (3)
- 液状化によるマンホールの浮き上がり防止方法であって、
マンホールの底部に打設されているインバートコンクリートをはつる工程と、
前記マンホールの底部から非液状化層まで削孔する工程と、
前記削孔した孔にアンカー引張材を挿入し、グラウトを注入して、前記アンカー引張材の先端を非液状化層に定着させる工程と、
中央に設けられた開口部から前記アンカー引張材の上端が突出するように、前記マンホールの底部に受圧板を配置する工程と、
前記アンカー引張材の上端を前記受圧板に固定する工程と、
前記アンカー引張材の上端をキャップで被覆する工程と、
前記マンホールの底部にインバートコンクリートを打設する工程と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記受圧板が、揚圧力を前記マンホールの底部のほぼ全体に均一に分散させるため、マンホールの底面の内径よりも僅かに小さな直径を有するように形作られていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記マンホールの側壁と前記受圧板の外周との間の領域、及び、前記キャップとインバートコンクリートとの間の領域に、弾性体が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
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