JP5282963B2 - 構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法 - Google Patents

Description

本発明は、杭基礎を備えた構造物の液状化による被害を軽減させるための構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法に関する。

液状化層１の上に非液状化層２がある地盤Ｇは、地震時に液状化が生じると、例えば図８に示すように液状化層１より上の地盤Ｇ（上層の非液状化層２）が大きく変位する。そして、例えば図９に示すように、このような地盤Ｇに杭基礎（杭）３を備えた構造物（建物）４を構築した場合には、地震時に液状化が生じるとともに、液状化層１と上層の非液状化層２、及び液状化層１とこの液状化層１よりも下層の非液状化層５の境界部分で杭３が損傷することが多い。

従来では、この地盤Ｇの液状化に伴う杭３の損傷（構造物４の被害）を防止するために、地盤Ｇを液状化させないように地盤改良を行ったり、杭３を補強して液状化時に発生する荷重Ｆにも耐えられるようにする対策が多用されていた。しかしながら、地盤改良による対策では、特に液状化層１が深部まで連続的に存在する場合に、莫大なボリュームの地盤Ｇを改良することが必要になるため、対策費用が非常に高額になるという問題があった。また、地盤改良による対策や杭３を補強する対策は、既存の杭基礎構造物４に採用することが難しいという問題があった。

これに対し、例えば図１０に示すように、構造物４（上部構造４ａ）の根入れ部４ｂに、液状化層１より軟質な材料（軟質材６）を充填する液状化対策工法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この対策では、液状化時に構造物４に作用する力Ｆを軟質材６で吸収することにより、構造物４に与える影響を軽減させるようにしている。

また、例えば図１１に示すように、構造物４（上部構造４ａ）の周りに軽量材７を埋設する液状化対策工法も提案されている。この対策では、液状化時の地盤変位による受動抵抗を小さくすることにより、構造物４に与える影響を軽減させるようにしている。

さらに、例えば図１２（図１２（ａ）：断面図、図１２（ｂ）：平面図）に示すように、構造物４（上部構造４ａ）の周囲の地盤Ｇを壁状の砂８で置換する液状化対策工法も提案されている。この対策では、置換した壁状の砂８を液状化させることにより、液状化時の地盤変位を抑制して構造物４に与える影響を軽減させるようにしている。

さらに、構造物４の外周に沿って壁を設ける対策、いわゆるスカートウォール工法と称する対策もあり、このスカートウォール工法では、例えば図１３に示すように、構造物４の外周に沿って基礎４ｃと連結した剛な壁（スカートウォール１０）を設けて杭３の水平荷重を低減させるようにしている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−１７８９９７号公報 特開昭５７−９９２５号公報

しかしながら、軟質材６を構造物４の根入れ部４ｂに充填する対策では、根入れ部４ｂ周辺の地盤Ｇが軟らかくなることにより、構造物４（上部構造４ａ）の揺れを根入れ部４ｂで抑制する効果が小さくなってしまう。このため、液状化を生じることがない中小地震時には、逆に構造物４の揺れによって杭３の応力が増大して損傷が生じるおそれがある。

また、構造物４の周りに軽量材７を埋設する対策では、液状化時の地盤変位による受動抵抗を確実に小さくするために、軽量材７を大きな面積で埋設することが必要になるという問題があった。

さらに、構造物４の周囲の地盤Ｇを砂８で置換する対策においても、確実に壁状の砂８を液状化させるために、地下水位Ｔが地表面付近にあることが必要で、どのような条件下の構造物４であっても適用できる訳ではなく、その採用に大きな制限があるという問題があった。

また、スカートウォール工法において、基礎４ｃと連結した剛な壁（スカートウォール１０）は水平力を負担して杭３の水平荷重を低減させるためのものであり、地盤Ｇの液状化時に構造物４や杭３に作用する水平力を軽減させるためのものではない。すなわち、スカートウォール１０は、構造物４の基礎４ｃと杭３の接合部分に作用するせん断力を減少させて、この接合部分の被害を軽減させるために設けられるのであって、液状化とは無関係なものである（液状化対策として設けられるものではない）。また、このようなスカートウォール１０が液状化層１の上の非液状化層２内にあると、液状化時にかえって構造物４に作用する荷重（水平力）を増大させるおそれさえある。

本発明は、上記事情に鑑み、大きな面積、ボリュームを要することなく、液状化による損傷を防止（軽減）することが可能な構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

請求項１記載の構造物の液状化対策構造は、液状化層の上に非液状化層がある地盤に杭基礎を備えて構築される構造物の液状化による被害を軽減させるための構造物の液状化対策構造であって、前記構造物の水平方向外側の地盤内に設けられ、上端部側を前記液状化層の上の前記非液状化層に配し、下端部側を前記液状化層に根入れして配設された変位低減用壁体を備え、地震が発生した際に、前記変位低減用壁体によって、根入れした部分の液状化した前記液状化層の変位を低減させて前記非液状化層の変位を低減させるように構成されていることを特徴とする。

また、請求項７記載の構造物の液状化対策工法は、液状化層の上に非液状化層がある地盤に杭基礎を備えて構築される構造物の液状化による被害を軽減させるための構造物の液状化対策工法であって、液状化時の前記液状化層の変位を低減させるための変位低減用壁体を、上端部側を前記液状化層の上の前記非液状化層に配し、下端部側を前記液状化層に根入れして、前記構造物の水平方向外側の地盤内に設け、地震が発生した際に、前記変位低減用壁体によって、根入れした部分の液状化した前記液状化層の変位を低減させて前記非液状化層の変位を低減させることを特徴とする。

これら構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法の発明においては、地震時に液状化によって液状化層が大きく変位しようとするが、変位低減用壁体が液状化層に下端部側を根入れして配設されているため、この変位低減用壁体の下端部側によって表層に近い部分の液状化層の変位を抑制することが可能になる。また、このとき、液状化層が液状化することにより、変位低減用壁体が小さな荷重（水平力）を負担して変位を抑制することが可能になる。そして、このように変位低減用壁体によって表層に近い液状化層の変位が抑制されることで、変位低減用壁体によって液状化層の動きに追随する液状化層の上の非液状化層の変位を小さく抑えることが可能になり、非液状化層が構造物に与える影響を小さく抑えることが可能になる。

請求項２記載の構造物の液状化対策構造は、請求項１記載の構造物の液状化対策構造において、前記変位低減用壁体の下端部側が前記液状化層内に１ｍ以上根入れされていることを特徴とする。

また、請求項８記載の構造物の液状化対策工法は、請求項７記載の構造物の液状化対策工法において、前記変位低減用壁体の下端部側を前記液状化層内に１ｍ以上根入れすることを特徴とする。

これらの発明においては、変位低減用壁体の下端部側を液状化層内に１ｍ以上根入れすることで、変位低減用壁体によって確実に表層に近い液状化層の変位を抑制することができ、液状化層の上の非液状化層が構造物に与える影響を小さく抑えることが可能になる。

請求項３記載の構造物の液状化対策構造は、請求項１または請求項２に記載の構造物の液状化対策構造において、前記変位低減用壁体が前記構造物の外周に沿って連続的に設けられていることを特徴とする。

また、請求項９記載の構造物の液状化対策工法は、請求項７または請求項８に記載の構造物の液状化対策工法において、前記変位低減用壁体を前記構造物の外周に沿って連続的に設けることを特徴とする。

これらの発明においては、構造物の外周に沿って変位低減用壁体を連続的に設けることにより、液状化した地盤（液状化層）が変位低減用壁体をすり抜けることがなく、より確実に表層に近い液状化層の変位ひいては非液状化層の変位を小さく抑えることが可能になる。

請求項４記載の構造物の液状化対策構造は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の構造物の液状化対策構造において、前記変位低減用壁体の内面に端部が繋がり、前記変位低減用壁体で内包した水平方向内側の地盤内に延びる控え壁体を備えていることを特徴とする。

また、請求項１０記載の構造物の液状化対策工法は、請求項７から請求項９のいずれかに記載の構造物の液状化対策工法において、前記変位低減用壁体とともに、該変位低減用壁体の内面に端部が繋がり、前記変位低減用壁体で内包した水平方向内側の地盤内に延びる控え壁体を設けることを特徴とする。

これらの発明においては、変位低減用壁体に繋がる控え壁体を備えているため、すなわち液状化対策構造が例えば格子状やバッドレス状に形成されるため、液状化対策構造（変位低減用壁体）の剛性を控え壁体で増大させることが可能になる。これにより、さらに確実に液状化層の変位ひいては非液状化層の変位を小さく抑えることが可能になる。

請求項５記載の構造物の液状化対策構造は、液状化層の上に非液状化層がある地盤に杭基礎を備えて構築される構造物の液状化による被害を軽減させるための構造物の液状化対策構造であって、前記構造物の下端部側を前記液状化層に根入れして構成されていることを特徴とする。

この発明においては、請求項１から請求項４のいずれかに記載の構造物の液状化対策構造のように変位低減用壁体を設けるのではなく、構造物の下端部側（根入れ部）を液状化層に根入れして構成する。そして、このように構成した場合においても、液状化層に根入れした構造物の下端部側によって表層に近い部分の液状化層の変位を抑制することができ、液状化層の動きに追随する液状化層の上の非液状化層の変位を小さく抑えることが可能になる。また、液状化層が液状化することにより、構造物の下端部側が小さな荷重（水平力）を負担して変位を抑制することが可能になる。これにより、非液状化層が構造物に与える影響を小さく抑えることが可能になる。

また、請求項６記載の構造物の液状化対策構造は、請求項５記載の構造物の液状化対策構造において、前記構造物の下端部側を前記液状化層内に１ｍ以上根入れして構成されていることを特徴とする。

この発明においては、構造物の下端部側を液状化層内に１ｍ以上根入れすることで、確実に構造物の下端部側によって表層に近い液状化層の変位が抑制され、液状化層の上の非液状化層が構造物に与える影響を小さく抑えることが可能になる。

本発明の構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法においては、液状化が生じるような大地震時に、液状化層に根入れした変位低減用壁体あるいは構造物の下端部側によって液状化層の変位を小さく抑えることが可能になり、液状化層の上の非液状化層の変位を小さく抑えることが可能になる。すなわち、従来の液状化対策のように地盤の液状化を抑制するのではなく、液状化層に根入れした変位低減用壁体あるいは構造物の下端部側によって構造物近傍における液状化層と構造物の相対変位を小さく抑え、液状化層に追随する非液状化層の変位を小さく抑えることが可能になる。これにより、杭基礎（構造物）の損傷を確実に防止あるいは軽減することが可能になる。また、地盤の液状化を許容することで、従来の液状化対策のように地盤の液状化を抑制した場合よりも構造物に伝達される地震力が低減し、構造物の上部構造の被害も軽減させることが可能になる。

また、変位低減用壁体を構造物の水平方向外側の地盤内に設けるとともに液状化層に根入れして、あるいは構造物の下端部側を液状化層に根入れして構造物の損傷を防止あるいは軽減できるため、従来の液状化対策のように大きな面積、改良ボリュームを必要とせず、容易に液状化対策を講じることが可能になる。さらに、非液状化層の種類（砂、粘土）や地下水位を問わずに対策を講じることが可能になる。

よって、本発明の構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法によれば、杭基礎と上部構造を含む構造物全体の損傷を確実且つ好適に防止あるいは軽減させることが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る構造物の液状化対策構造を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る構造物の液状化対策構造を設けた場合の地盤変位を示す図である。 構造物の液状化対策構造の壁体（変位低減用壁体）を液状化層に根入れしていない場合の地盤変位と根入れ抵抗を示す図である。 構造物の液状化対策構造の壁体（変位低減用壁体）を液状化層に根入れした場合の地盤変位と根入れ抵抗を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る構造物の液状化対策構造の変形例（格子状の液状化対策構造）を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る構造物の液状化対策構造の変形例（バッドレス状の液状化対策構造）を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る構造物の液状化対策構造を示す断面図である。 液状化層の上に非液状化層がある地盤の液状化時の変位を示す図である。 液状化による構造物の損傷に関する説明に用いた図である。 従来の構造物の液状化対策を示す断面図である。 従来の構造物の液状化対策を示す断面図である。 従来の構造物の液状化対策を示す断面図及び平面図である。 従来の構造物の液状化対策を示す断面図である。

以下、図１から図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法について説明する。本実施形態は、液状化時の構造物（杭基礎構造物）の被害を防止あるいは軽減させるための構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法に関するものである。

本実施形態の構造物４は、図１に示すように、液状化層１の上に非液状化層（上層の非液状化層）２がある地盤Ｇに構築され、地盤Ｇ内に打設した複数の杭（杭基礎３）で上部構造４ａを支持して構築されている。また、上部構造４ａは、下端部側（根入れ部４ｂ）を上層の非液状化層２に根入れして構築されている。

そして、本実施形態の構造物の液状化対策構造１５は、変位低減用壁体１６を構造物４の水平方向外側の地盤Ｇ内に設けて構成されている。また、本実施形態の変位低減用壁体１６は、構造物４の外周に沿って連続的に設けられ、液状化層１に下端部１６ａ側を根入れして設けられている。さらに、このとき、変位低減用壁体１６は、その上端部１６ｂを上層の非液状化層２内に配し、下端部１６ａ側を液状化層１に１ｍ以上根入れして（液状化層１への根入れ長を１ｍ以上確保して）設けられている。なお、変位低減用壁体１６は、所望の剛性を備えていれば特に材質を限定する必要はなく、また、構造物４の根入れ部４ｂに結合しても結合していなくてもよい。

ついで、上記構成からなる構造物の液状化対策構造１５を構築する方法（構造物の液状化対策工法）について説明するとともに、本実施形態の構造物の液状化対策構造１５及び構造物の液状化対策工法の作用及び効果を説明する。

本実施形態の構造物の液状化対策構造１５を構築する際には、例えば構造物４（上部構造４ａ）の外周に沿って地盤改良を行ったり、構造物４の外周に沿って鋼矢板を打設するなどして変位低減用壁体１６を構築する。このとき、鉛直方向に延びる変位低減用壁体１６を液状化層１に１ｍ以上根入れして構造物４の水平方向外側の地盤Ｇ内に構築することにより液状化対策構造１５が構築される。このため、従来の液状化対策のように大きな面積や莫大な改良ボリュームを要することなく、容易に液状化対策構造１５が構築される。また、構造物４の水平方向外側の地盤Ｇ内に変位低減用壁体１６を構築するため、新設の構造物４、既存の構造物４を問わず、容易に液状化対策構造１５が構築されることになる。さらに、非液状化層２の種類（砂、粘土）や地下水位Ｔに関わりなく、液状化対策構造１５が構築される。

そして、上記のように構築した本実施形態の液状化対策構造１５（及び液状化対策工法）では、図２に示すように、大地震によって液状化層１が液状化した際に、液状化層１に下端部１６ａ側を根入れして配設した変位低減用壁体１６が液状化層１の液状化によって生じる力（荷重Ｆ’）を負担する。このため、変位低減用壁体１６によって液状化した液状化層１の変位が小さく抑えられる。

ここで、液状化層１の上に非液状化層２がある地盤Ｇに構造物４を構築した場合、地震時に上層の非液状化層２の変位を小さくすれば、構造物４に与える影響が小さくなる。そして、上層の非液状化層２は、大地震によって液状化する液状化層１の上に積層されているため、すなわち、海に浮かんだ氷山のようなものであるため、液状化層１の変位を抑えることで、上層の非液状化層２の変位も小さく抑えられる。

これに対し、下端部１６ａ側を液状化層１に根入れした変位低減用壁体１６は、表層に近い部分（変位低減用壁体１６を根入れ下部分）の液状化層１の変位を抑制する。そして、このように変位低減用壁体１６によって表層に近い液状化層１の変位が抑制されることで、この液状化層１の動きに追随する上層の非液状化層２の変位が抑制される。また、本実施形態のように、変位低減用壁体１６を液状化層１に１ｍ以上根入れして設けることにより、確実に表層に近い部分の液状化層１ひいては上層の非液状化層２の変位が抑制される。

そして、従来の液状化対策のように地盤Ｇの液状化を抑制するのではなく、変位低減用壁体１６を液状化層１に根入れして、地盤Ｇの液状化を許容しつつ上層の非液状化層２の変位を抑制することで、従来の液状化対策の壁に作用する水平力（荷重Ｆ）よりも変位低減用壁体１６が負担する荷重（水平力）Ｆ’が小さくなり、このような変位低減用壁体１６を設けることで構造物４（上部構造４ａ）に作用する力Ｆも小さくなる。これにより、従来の液状化対策と比較して構造物４に伝達される地震力が低減し、非液状化層２が構造物４に与える影響も小さく抑えられ、構造物４の上部構造４ａの被害が軽減される。

また、変位低減用壁体１６を設けることで液状化層１の変位及び上層の非液状化層２の変位が小さく抑えられるため、液状化層１と下層の非液状化層５の境界部分、液状化層１と上層の非液状化層２の境界部分に大きな力が作用することがなく、杭３の損傷が防止あるいは軽減されることになる。

また、本実施形態では、変位低減用壁体１６が構造物４の外周に沿って連続的に設けられている。このため、液状化した地盤Ｇ（液状化層１）が変位低減用壁体１６をすり抜けることがなく、確実に液状化層１の変位ひいては上層の非液状化層２の変位が小さく抑えられる。

なお、変位低減用壁体１６を構造物４の根入れ部４ｂに結合していない場合であっても、変位低減用壁体１６によって表層に近い液状化層１の変位が抑制される。また、構造物４の根入れ長が大きいほど、変位低減用壁体１６による液状化層１ひいては上層の非液状化層２の変位が確実に抑制される。

ここで、図３及び図４は模擬実験の結果を示しており、図３は変位低減用壁体１６を液状化層１に根入れしていない場合、図４は本実施形態のように変位低減用壁体１６を液状化層１に根入れした場合（本発明に係る構造物の液状化対策構造１５を設けた場合）における変位低減用壁体１６の抵抗（根入れ抵抗）と、構造物４と地盤Ｇ（基礎と地表面）の相対変位とを示している。そして、これら図３と図４の比較により、液状化層１に根入れして変位低減用壁体１６を設けることで、地震時に地盤Ｇ（液状化層１及び上層の非液状化層２）の変位が小さく抑えられ、且つ変位低減用壁体１６の抵抗（構造物４に作用する荷重）が小さく抑えられることが実証されている。

したがって、本実施形態の構造物の液状化対策構造１５及び構造物の液状化対策工法においては、液状化が生じるような大地震時に、液状化層１に根入れした変位低減用壁体１６によって液状化層１の変位を小さく抑えることが可能になり、液状化層１の上の非液状化層２の変位を小さく抑えることが可能になる。すなわち、従来の液状化対策のように地盤Ｇの液状化を抑制するのではなく、液状化層１に根入れした変位低減用壁体１６によって構造物４近傍における液状化層１と構造物４の相対変位を小さく抑え、液状化層１に追随する非液状化層２の変位を小さく抑えることが可能になる。これにより、杭３の損傷を確実に防止あるいは軽減することが可能になる。また、地盤Ｇの液状化を許容することで、従来の液状化対策のように地盤Ｇの液状化を抑制した場合よりも構造物４に伝達される地震力が低減し、構造物４の上部構造４ａの被害も軽減させることが可能になる。

また、変位低減用壁体１６を構造物４の水平方向外側の地盤Ｇ内に設けるとともに液状化層１に根入れして設けることにより、構造物４の損傷を防止あるいは軽減できるため、従来の液状化対策のように大きな面積、改良ボリュームを必要とせず、容易に液状化対策を講じることが可能になる。さらに、非液状化層２の種類（砂、粘土）や地下水位Ｔを問わずに対策を講じることが可能になる。また、新設の構造物４、既存の構造物４を問わずに、容易に液状化対策を講じることが可能になる。

よって、本実施形態の構造物の液状化対策構造１５及び構造物の液状化対策工法によれば、杭基礎３と上部構造４ａを含む構造物４全体の損傷を確実且つ好適に防止あるいは軽減させることが可能になる。

また、本実施形態のように変位低減用壁体１６の下端部１６ａ側を液状化層１内に１ｍ以上根入れすることで、変位低減用壁体１６によって確実に表層に近い液状化層１の変位を抑制することができ、液状化層１の上の非液状化層２が構造物４に与える影響を小さく抑えることが可能になる。

さらに、構造物４の外周に沿って変位低減用壁体１６を連続的に設けることにより、液状化した地盤Ｇ（液状化層１）が変位低減用壁体１６をすり抜けることがなく、より確実に表層に近い液状化層１の変位ひいては非液状化層２の変位を小さく抑えることが可能になる。

以上、本発明に係る構造物の液状化対策構造及び構造物の液状化対策工法の第１実施形態について説明したが、本発明は上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、構造物の液状化対策構造１５が変位低減用壁体１６のみで構成されているものとしたが、本発明に係る構造物の液状化対策構造１５を、変位低減用壁体１６の内面１６ｃに端部１７ａが繋がり、変位低減用壁体１６で内包した水平方向内側の地盤Ｇ内に延びる控え壁体１７を備えて（設けて）、例えば図５に示すように格子状に構成したり、例えば図６に示すようにバッドレス状に構成してもよい。この場合には、液状化対策構造１５（変位低減用壁体１６）の剛性を控え壁体１７で増大させることが可能になる。これにより、本実施形態よりもさらに確実に液状化層１の変位ひいては上層の非液状化層２の変位を小さく抑えることが可能になる。なお、このような控え壁体１７は、構造物４の新設時に設置することになるが、適宜手段によって可能であれば、勿論、既設の構造物４に適用してもよい。

さらに、本実施形態では、変位低減用壁体１６が構造物４の外周に沿って連続的に設けられているものとしたが、複数の変位低減用壁体１６を間隔をあけて並設して液状化対策構造１５を構成してもよく、必ずしも変位低減用壁体１６を連続的に設けることに限定しなくてもよい。

ついで、図７を参照し、本発明の第２実施形態に係る構造物の液状化対策構造について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様、液状化時の構造物（杭基礎構造物）の被害を防止あるいは軽減させるための構造物の液状化対策構造に関するものである。

本実施形態の構造物の液状化対策構造２０は、図７に示すように、変位低減用壁体１６を設けるのではなく、構造物４の下端部４ｃ側（根入れ部４ｂ側）を液状化層１に根入れして構成されている。また、本実施形態の構造物の液状化対策構造２０は、構造物４の下端部４ｃ側を液状化層１内に１ｍ以上根入れして構成されている。

ついで、上記構成からなる構造物の液状化対策構造２０の作用及び効果を説明する。

本実施形態の液状化対策構造２０では、大地震によって液状化層１が液状化した際に、構造物４の液状化層１に根入れした下端部４ｃ側が液状化層１の液状化によって生じる力（荷重Ｆ’）を負担する。そして、液状化層１に根入れした構造物４の下端部４ｃ側によって、表層に近い部分の液状化層１の変位が抑制される。また、このように構造物４の下端部４ｃ側によって表層に近い液状化層１の変位が抑制されることで、この液状化層１の動きに追随する上層の非液状化層２の変位が抑制される。さらに、本実施形態のように、構造物４の下端部４ｃ側を液状化層１に１ｍ以上根入れしておくことにより、確実に表層に近い部分の液状化層１ひいては上層の非液状化層２の変位が抑制される。

そして、従来の液状化対策のように地盤Ｇの液状化を抑制するのではなく、構造物４の下端部４ｃ側を液状化層１に根入れして地盤Ｇの液状化を許容しつつ上層の非液状化層２の変位を抑制することで、従来の液状化対策の壁に作用する水平力（荷重Ｆ）よりも構造物４の下端部４ｃ側（根入れ部４ｂ）が負担する荷重（水平力）Ｆ’が小さくなる。これにより、従来の液状化対策と比較して構造物４に伝達される地震力が低減し、非液状化層２が構造物４に与える影響も小さく抑えられ、構造物４の上部構造４ａの被害が軽減される。なお、本実施形態の構造物の液状化対策構造２０においても、第１実施形態で示した図３、図４と同様の実証実験結果が得られる。

また、液状化層１の変位及び上層の非液状化層２の変位が小さく抑えられるため、液状化層１と下層の非液状化層５の境界部分、液状化層１と上層の非液状化層２の境界部分に大きな力が作用することがなく、杭３の損傷が防止あるいは軽減されることになる。

したがって、本実施形態の構造物の液状化対策構造２０においては、第１実施形態のように変位低減用壁体１６を設けるのではなく、構造物４の下端部４ｃ側（根入れ部４ｂ）を液状化層１に根入れして構成することにより、この液状化層１に根入れした構造物４の下端部４ｃ側によって表層に近い部分の液状化層１の変位を抑制することができ、液状化層１の動きに追随する液状化層１の上の非液状化層２の変位を小さく抑えることが可能になる。また、液状化層１が液状化することにより、構造物４の下端部４ｃ側が小さな荷重（水平力）を負担して変位を抑制することが可能になる。これにより、非液状化層２が構造物４に与える影響を小さく抑えることが可能になる。

また、このとき、構造物４の下端部４ｃ側を液状化層１内に１ｍ以上根入れすることで、確実に構造物４の下端部４ｃ側によって表層に近い液状化層１の変位が抑制され、液状化層１の上の非液状化層２が構造物４に与える影響を小さく抑えることが可能になる。

これにより、杭基礎３（構造物４）の損傷を確実に防止あるいは軽減することが可能になるとともに、地盤Ｇの液状化を許容することで、従来の液状化対策のように地盤Ｇの液状化を抑制した場合よりも構造物４に伝達される地震力が低減して構造物４の上部構造４ａの被害も軽減させることが可能になる。

よって、本実施形態の構造物の液状化対策構造２０によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、杭基礎３と上部構造４ａを含む構造物４全体の損傷を確実且つ好適に防止あるいは軽減させることが可能になる。

なお、本発明に係る構造物の液状化対策構造の第２実施形態について説明したが、本発明は上記の第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 液状化層
２ 上層の非液状化層
３ 杭（杭基礎）
４ 構造物
４ａ 上部構造
４ｂ 根入れ部
４ｃ 下端部
５ 下層の非液状化層
６ 軟質材
７ 軽量材
８ 砂
１０ スカートウォール（壁、壁体）
１５ 構造物の液状化対策構造
１６ 変位低減用壁体
１６ａ 下端部
１６ｂ 上端部
１７ 控え壁体
１７ａ 端部
２０ 構造物の液状化対策構造
Ｆ 水平力（荷重）
Ｆ’ 水平力（荷重）
Ｇ 地盤
Ｔ 地下水位

Claims (10)

1. 液状化層の上に非液状化層がある地盤に杭基礎を備えて構築される構造物の液状化による被害を軽減させるための構造物の液状化対策構造であって、
   前記構造物の水平方向外側の地盤内に設けられ、上端部側を前記液状化層の上の前記非液状化層に配し、下端部側を前記液状化層に根入れして配設された変位低減用壁体を備え、
   地震が発生した際に、前記変位低減用壁体によって、根入れした部分の液状化した前記液状化層の変位を低減させて前記非液状化層の変位を低減させるように構成されていることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
2. 請求項１記載の構造物の液状化対策構造において、
   前記変位低減用壁体の下端部側が前記液状化層内に１ｍ以上根入れされていることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の構造物の液状化対策構造において、
   前記変位低減用壁体が前記構造物の外周に沿って連続的に設けられていることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の構造物の液状化対策構造において、
   前記変位低減用壁体の内面に端部が繋がり、前記変位低減用壁体で内包した水平方向内側の地盤内に延びる控え壁体を備えていることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
5. 液状化層の上に非液状化層がある地盤に杭基礎を備えて構築される構造物の液状化による被害を軽減させるための構造物の液状化対策構造であって、
   前記構造物の下端部側を前記液状化層に根入れして構成されていることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
6. 請求項５記載の構造物の液状化対策構造において、
   前記構造物の下端部側を前記液状化層内に１ｍ以上根入れして構成されていることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
7. 液状化層の上に非液状化層がある地盤に杭基礎を備えて構築される構造物の液状化による被害を軽減させるための構造物の液状化対策工法であって、
   液状化時の前記液状化層の変位を低減させるための変位低減用壁体を、上端部側を前記液状化層の上の前記非液状化層に配し、下端部側を前記液状化層に根入れして、前記構造物の水平方向外側の地盤内に設け、
   地震が発生した際に、前記変位低減用壁体によって、根入れした部分の液状化した前記液状化層の変位を低減させて前記非液状化層の変位を低減させるように構成されていることを特徴とする構造物の液状化対策工法。
8. 請求項７記載の構造物の液状化対策工法において、
   前記変位低減用壁体の下端部側を前記液状化層内に１ｍ以上根入れすることを特徴とする構造物の液状化対策工法。
9. 請求項７または請求項８に記載の構造物の液状化対策工法において、
   前記変位低減用壁体を前記構造物の外周に沿って連続的に設けることを特徴とする構造物の液状化対策工法。
10. 請求項７から請求項９のいずれかに記載の構造物の液状化対策工法において、
    前記変位低減用壁体とともに、該変位低減用壁体の内面に端部が繋がり、前記変位低減用壁体で内包した水平方向内側の地盤内に延びる控え壁体を設けることを特徴とする構造物の液状化対策工法。

Images