JP5142348B2 - 地盤の液状化防止方法 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
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Description
そして、本発明の第1は地盤の液状化防止方法において、液状化防止の対象となる地盤を囲繞するように必要深さまで遮水壁を地上部から構築する工程と、地上から空気を送気する配管を地盤内に延設する工程と、スーパーウェルポイント工法(登録商標)により前記地盤内の近傍の地下水を揚水すると同時に前記地盤内の周辺域を減圧し、前記地盤内をほぼ真空状態にして、地盤の主要構成材料となる土粒子に吸着している付着水を減圧蒸発させる工程と、地上から前記地盤内に前記配管を通じて空気を送気する工程と、前記地盤の地表部に気密性材料を覆設する工程と、自然地下水位まで前記地盤内の地下水を復水する工程を有するようにしたものである。
本発明の第3は、第1の発明に係る地盤の液状化防止方法において、地盤内及び地上との内外圧力差による自然給気の空気の送気に引き続いて、配管に接続される空気圧縮機により強制的に空気を送気するようにして土粒子の周りに付いた附着水を附着空気に入れ替えるようにしたものである。
そして、本発明の第4は第1又は第2又は第3の発明に係る地盤の液状化防止方法において、地盤内に空気を送気する配管を鉛直方向または水平方向に延設するようにしたものである。
図2に示すように、まず液状化防止の対象となる地盤1bを囲繞するように、必要深さまで鋼矢板などで遮水壁4aを地上部から施工し構築する。この際、遮水壁4aの天端高さは地表面1aから突出するように構築し、かつ遮水壁4aを構成する鋼矢板などの部材相互間では遮水性が確保されているものとする。
次に、ステップS1において構築された遮水壁4aの内部に必要本数の井戸(スーパーウェルポイント)2を設置する。
次に、図2に示すように、ステップS1において構築された遮水壁4aの内部に必要本数の有孔配管3aをボーリング工等の穿孔削孔方法を用いて設置し、有孔配管3aの上端部には配管3b,3b及びバルブ3cを設備し、地上からの空気導入路として機能させる送気設備3を構成する。なお、配管3bの地上側端末には、別途に空気を乾燥させるドライヤや圧縮空気を製造する空気圧縮機などを接続することも可能である(図示は省略する)。また、送気設備3の設置段階ではバルブ3cを閉止しておく。ここで、矢印は地上部から、及び地盤1bへの空気の流れ方向を示している。
続いて、ステップS1において構築された遮水壁4aで囲繞された液状化防止の対象となる地盤1bの地表面1aに気密性材料となるポリエチレンシートなどの気密シート4bを覆設し、気密シート4bの端部及び有孔配管3aや井戸2により生ずる一部の開口部について気密性を保持できるように処理することで、地上部からの空気の流通経路をステップS3で設置した送気設備3の一系統に制限する。
ここで、スーパーウェルポイント工法を利用しステップS2で設置した井戸2を機能させることで、地盤1bに存在する地下水を井戸2内に収水し、かつ井戸2内から収水された地下水を地上まで揚排水し、所要の地下水位まで地下水面1cを下げる。この時、地盤1bの状態は、地下水面1cより上位の領域において地盤1b内に存在していた地下水が揚水排除されていると共に、地盤1b内に存在していた空気(気体)についても脱気排除されており、地盤1bを構成する土粒子こそ存在するものの非常に真空度の高い状態(以降、「ほぼ真空」という)が形成される。図8では、自然地下水位となる地下水面1cの低下の状態を現している。
次に、ステップS3で設置した送気設備3により、地上に存在する空気を配管3b,3b及び有孔配管3aを経由してバルブ3cを開放することで地盤1b内に気圧差を利用して送気する。ただし、地盤1b内に空気を送気する本工程に移行する前に、井戸2の揚排水及び脱気の機能を停止しておく。ここで、地盤1b内は前記のように圧力一定でほぼ真空状態となっていることから、送気する空気は非常に速い拡散速度でしかも均一に地盤1b内に充填される。もちろん、ステップS3でドライヤや空気圧縮機などを設備した場合には、ドライヤを利用した乾燥空気を送気することも可能であり、また前記気圧差による自然送気後に空気圧縮機で補足充填することも可能である。
次に、ステップS4において覆設した気密シート4bを撤去する。この時、前記ステップS3の工程により、地盤1bの地表面1a近傍の気圧は大気圧相当に近づいているため地盤1bと地上との内外圧差がなくなり容易に撤去可能となる。ここで、前記ステップS6の工程において、液状化対策を必要とする範囲が浅深度域に限定される場合をはじめとしてその施工規模により、地盤1b内の圧力を極低圧とする必要がない例については、地盤1b内と地上部との圧力差が小さくなることから当然このステップS7をステップS6の前段階で行うことも可能となる。この場合、ステップS6の空気は、先述の送気設備3及び地表面1aの双方から地盤1b内に送気されることとなる。
続いて、送気設備3を撤去し、配管坑を埋め戻す。
ここで、ステップS5において揚水した地下水を井戸2を利用して自然地下水位となる地下水面1cまで復水する。この工程において、地下水の揚水後の地下水面1cと自然状態の地下水面1cとの水頭差が小さい施工物件については、井戸2から取水した地下水を戻すことなく次のステップS10の工程に進むことで自然に地下水を復水してもよく、施工規模によって決定すればよい。
次に、井戸2を撤去し、井戸坑を埋め戻す。
最後に、遮水壁4aを撤去し、一連の工程を終える。ここで、地盤1bの液状化防止対策を定期的に繰り返す必要がある場合等は、送気設備3の有孔配管3a、井戸2、及び遮水壁4aを撤去することなく、次期施工の工数低減のため残置しておけばよい。
1b 地盤
1c 地下水面
2 井戸(スーパーウェルポイント)
2a ケーシング
2b 気密蓋
2c ストレーナ
2d 土砂ピット
2e 揚水ポンプ
2f 排水ポンプ
2g 真空ポンプ
2h,2i 配管
2j 水槽
3 送気設備
3a 有孔配管
3b 配管
3c バルブ
4a 遮水壁
4b 気密シート
4c 舗装
5a 構造物基礎
5b 地上構造物
6a 土粒子
6b 自由水(地下水)
6c 吸着水
6d 空気泡
6d′ 空気
6e 真空
Claims (4)
- 液状化防止の対象となる地盤を囲繞するように必要深さまで遮水壁を地上部から構築する工程と、その次の地上から空気を送気する配管を地盤内に延設する工程と、その次のケーシング・気密蓋・ストレーナ・土砂ビット・揚水ポンプ・排水ポンプ・真空ポンプ・配管及び水槽を主要構成部材としてなり、真空ポンプ及び揚水ポンプが井戸内への収水機能と井戸外への揚水機能とを独立したものであるシステムにより、前記地盤内の近傍の地下水を揚水すると同時に前記地盤内の周辺域を減圧して前記地盤内をほぼ真空状態にする工程と、その次の地上から前記地盤内に前記配管を通じて空気を送気する工程と、その次の自然地下水位まで前記地盤内の地下水を復水する工程と、を有することを特徴とする地盤の液状化防止方法。
- 地盤内及び地上との内外圧力差による自然給気の空気の送気に引き続いて、配管に接続される空気圧縮機により強制的に空気を送気することを特徴とする請求項1記載の地盤の液状化防止方法。
- 地盤内及び地上との内外圧力差による自然給気の空気の送気に引き続いて、配管に接続される空気圧縮機により強制的に空気を送気することを特徴とする請求項1または請求項2記載の地盤の液状化防止方法。
- 地盤内に空気を送気する配管を鉛直方向または水平方向に延設することを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3記載の地盤の液状化防止方法。
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