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

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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。
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