JP5443966B2

JP5443966B2 - マンホールの浮上防止構造

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Publication number: JP5443966B2
Application number: JP2009288572A
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Inventors: 聡大平
Original assignee: Hanex Co Ltd
Current assignee: Hanex Co Ltd
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2014-03-19
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Description

本発明は、地震時などに発生する液状化現象によりマンホールの浮き上がりを防止するマンホールの浮上防止構造に関するものである。

近年、地震などにより発生した液状化現象によりマンホールやこれに接続された配管等の地下構造物が路面から浮き上がって破壊され、避難経路を塞ぎ、緊急車両の障害となって復興支援活動に支障をきたすため地震時の液状化現象によりマンホールが浮き上がらない地震対策が望まれている。

例えば、マンホールの浮上を防止するために、特開平０９−００３９２６号公報（特許文献１）には、マンホール本体の外周面に張出部を設けたもの、特開平１０−０１８３２４号公報（特許文献２）には、上下筒体の間に、該筒体の外周面よりも突出する環状フランジを設けた接続ソケットを設けたものが記載されている。更に、特許第４１８２１３０号公報（特許文献３）には、マンホール本体の外周面に鋼製の張出バンドを取り付け、この張出バンドを覆うように浮上抑制体が設置されたもの、実用新案登録第３１２０７６１号公報（特許文献４）には、側壁間に側壁からの突出部の下部にテーパ面を付した環状のフランジ盤を配置したもの、特開２００８−１２７９１９号公報（特許文献５）には、マンホール本体に逆円錐状のかご部材を取り付け、該かご部材の内部に路盤材等を充填して荷重ブロック体を形成したものが提案されている。

特開平０９−００３９２６号公報特開平１０−０１８３２４号公報特許第４１８２１３０号公報実用新案登録第３１２０７６１号公報特開２００８−１２７９１９号公報

しかしながら、前述の特許文献１の張出部、特許文献２の環状フランジ、特許文献３の浮上抑制体、特許文献４のフランジ盤の上面全体が水平面のみにより構成されていたためマンホールに浮揚力が作用した際に、各特許文献１の張出部、特許文献２の環状フランジ、特許文献３の浮上抑制体、特許文献４のフランジ盤のそれぞれの真上の土圧しか実質的に作用せず、効率的な浮上防止力が得られていなかった。

また、特許文献５の技術では、マンホール本体に逆円錐状のかご部材を取り付けるため、埋め戻し時において、かご周辺部に転圧不足が生じる可能性がある。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、構成が簡単で材料費が安価で済み、地震時の液状化により発生する浮揚力がマンホールに作用しても該マンホールの外周に金属製プレートにより結合した浮上防止環状体が周囲地盤に及ぼす浮揚力を最小限に軽減し、周囲地盤のせん断破壊を防止してマンホールの浮上を防止することができるマンホールの浮上防止構造を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係るマンホールの浮上防止構造は、筒状管からなるマンホールの外周部に配置され、所定の重量を有する浮上防止環状体と、前記マンホールと前記浮上防止環状体とを結合する金属製プレートとを有し、前記浮上防止環状体は、上に凸の突出部の両側に外側テーパ面と内側テーパ面とを有し、前記マンホールに作用する浮揚力が、前記金属製プレートを介して前記浮上防止環状体に作用した際に、前記外側テーパ面と前記内側テーパ面とに作用する土圧により該浮上防止環状体を押圧し、その押圧力と前記浮上防止環状体の重量が協働して作用することで前記金属製プレートを介して固定された前記マンホールの浮上を防止することを特徴とする。

本発明に係るマンホールの浮上防止構造によれば、地震による液状化現象によりマンホールに作用する浮揚力が金属製プレートを介して浮上防止環状体に作用した際に該浮上防止環状体の上に凸の突出部の外側テーパ面に作用する土圧により該浮上防止環状体を径方向内側に押圧すると共に、浮上防止環状体の上に凸の突出部の内側テーパ面に作用する土圧により該浮上防止環状体を径方向外側に押圧することで、両テーパ面の協働と浮上防止環状体の自重とが相まって効率的な浮上防止力が発揮され、前記金属製プレートを介して固定されたマンホールの浮上を防止することができる。

（ａ）は本発明に係るマンホールの浮上防止構造を説明する断面説明図、（ｂ）は本発明に係るマンホールの浮上防止構造を説明する平面図である。（ａ）は浮上防止環状体に１個のウエイトリングを取り付けた場合、（ｂ）は浮上防止環状体に２個のウエイトリングを取り付けた場合のそれぞれの構成を示す断面説明図である。（ａ）はマンホールの外周部に金属製プレートを介して浮上防止環状体が結合された様子を示す断面説明図、（ｂ）は金属製プレートの三面図である。（ａ）は比較的径の小さい０号、１号マンホール用浮上防止環状体の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＰ−Ｐ断面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。（ａ）は比較的径の小さい０号、１号マンホール用浮上防止環状体の下部に連結されるウエイトリングの構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図、（ｃ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図、（ｄ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。（ａ）は比較的径の大きい２号、３号マンホール用浮上防止環状体の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面図、（ｃ）は（ａ）のＫ−Ｋ断面図、（ｄ）は（ａ）のＬ−Ｌ断面図である。（ａ）は比較的径の大きい２号、３号マンホール用浮上防止環状体の下部に連結されるウエイトリングの構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ−Ｍ断面図、（ｃ）は（ａ）のＮ−Ｎ断面図、（ｄ）は（ａ）のＯ−Ｏ断面図である。（ａ），（ｂ）は地震による液状化現象によりマンホールに作用する浮揚力が金属製プレートを介して浮上防止環状体に作用した際に該浮上防止環状体の外側テーパ面に作用する力と、内側テーパ面に作用する力と、外側テーパ面と内側テーパ面とを接続する浮上防止環状体の第１の水平上面となる天面に作用する力と、前記内側テーパ面の下端部と浮上防止環状体の内側面の上端部とを接続する第２の水平上面に作用する力との合成力をベクトル化して説明する図、（ｃ）は外側テーパ面と内側テーパ面と第１、第２水平上面とにより浮上防止環状体の周囲の地盤に作用する力を分散させる様子を示す図、（ｄ）は内側テーパ面により周囲の地盤に作用する力をベクトルＦ_Ｂが該内側テーパ面の面積に比例すると考えて、該ベクトルＦ_Ｂを傾斜角度θ_Ｂの三角形の斜辺の長さに設定し、該内側テーパ面の軸方向に対する投影面積Ｂをその三角形の底辺の長さに設定して三角関数によりベクトルＦ_ＢのＸ−Ｙ座標を該内側テーパ面の軸方向に対する投影面積Ｂと、該内側テーパ面の水平面に対する傾斜角度θ_Ｂとにより定義する様子を説明する図である。（ａ）は外側テーパ面の鉛直方向の高さｈ１が内側テーパ面の鉛直方向の高さｈ２よりも大きい場合の浮上防止環状体の形状及び寸法を説明する図、（ｂ）は外側テーパ面の鉛直方向の高さｈ１と内側テーパ面の鉛直方向の高さｈ２とが等しい場合の浮上防止環状体の形状及び寸法を説明する図である。本発明に係るマンホールの浮上防止構造の設計方法を説明する模式図である。０号、１号、２号、３号マンホール用浮上防止環状体で外側テーパ面の鉛直方向の高さｈ１が内側テーパ面の鉛直方向の高さｈ２よりも５０ｍｍ高い場合の浮上防止環状体の外側テーパ面の軸方向に対する投影面積Ａ、該浮上防止環状体の内側テーパ面の軸方向に対する投影面積Ｂ、外側テーパ面と内側テーパ面とを接続する浮上防止環状体の第１の水平上面としての天面の面積Ｃ、内側テーパ面の下端部と浮上防止環状体の内側面の上端部とを接続する第２の水平上面の面積Ｄ、外側テーパ面の水平面に対する傾斜角度θ_Ａ、内側テーパ面の水平面に対する傾斜角度θ_Ｂ、浮上防止環状体の一部の縦断面の図心をｍとし、該図心ｍを原点として、マンホールに作用する浮揚力が金属製プレートを介して浮上防止環状体に作用した際に、外側テーパ面に作用する力をベクトルＦ_Ａとし、内側テーパ面に作用する力をベクトルＦ_Ｂとし、第１の水平上面としての天面に作用する力をベクトルＦ_Ｃとし、内側テーパ面の下端部と浮上防止環状体の内側面の上端部とを接続する第２の水平上面に作用する力をベクトルＦ_Ｄとし、各ベクトルのＸ成分であるＦ_ＡＸ，Ｆ_ＢＸ，Ｆ_ＣＸ，Ｆ_ＤＸ、各ベクトルのＹ成分であるＦ_ＡＹ，Ｆ_ＢＹ，Ｆ_ＣＹ，Ｆ_ＤＹ、ベクトルＦ_ＡとベクトルＦ_ＢとベクトルＦ_ＣとベクトルＦ_Ｄとを合成した力となる合成ベクトルＦ_Ｒの絶対値(長さ）を示す図である。０号、１号、２号、３号マンホール用浮上防止環状体で外側テーパ面の鉛直方向の高さｈ１と、内側テーパ面の鉛直方向の高さｈ２とが等しい場合の浮上防止環状体の外側テーパ面の軸方向に対する投影面積Ａ、該浮上防止環状体の内側テーパ面の軸方向に対する投影面積Ｂ、外側テーパ面と内側テーパ面とを接続する浮上防止環状体の第１の水平上面としての天面の面積Ｃ、内側テーパ面の下端部と浮上防止環状体の内側面の上端部とを接続する第２の水平上面の面積Ｄ、外側テーパ面の水平面に対する傾斜角度θ_Ａ、内側テーパ面の水平面に対する傾斜角度θ_Ｂ、浮上防止環状体の一部の縦断面の図心をｍとし、該図心ｍを原点として、マンホールに作用する浮揚力が金属製プレートを介して浮上防止環状体に作用した際に、外側テーパ面に作用する力をベクトルＦ_Ａとし、内側テーパ面に作用する力をベクトルＦ_Ｂとし、天面に作用する力をベクトルＦ_Ｃとし、内側テーパ面の下端部と浮上防止環状体の内側面の上端部とを接続する第２の水平上面に作用する力をベクトルＦ_Ｄとし、各ベクトルのＸ成分であるＦ_ＡＸ，Ｆ_ＢＸ，Ｆ_ＣＸ，Ｆ_ＤＸ、各ベクトルのＹ成分であるＦ_ＡＹ，Ｆ_ＢＹ，Ｆ_ＣＹ，Ｆ_ＤＹ、ベクトルＦ_ＡとベクトルＦ_ＢとベクトルＦ_ＣとベクトルＦ_Ｄとを合成した力となる合成ベクトルＦ_Ｒの絶対値(長さ）を示す図である。

図により本発明に係るマンホールの浮上防止構造の一実施形態を具体的に説明する。図１において、１は地盤９内に埋設されるコンクリート製筒状管からなるマンホールであり、底版２、直壁管３，４、斜壁管５、高さ及び角度調整リング６、マンホール蓋受けリング８を有している。マンホール蓋受けリング８にはマンホール蓋18が取り付けられる。直壁管３には排水管10が接続されている。直壁管３，４、斜壁管５の外周面にはインサートナット13が埋設されており、連結金具17の両端部に設けられた貫通穴にボルト11を挿入してインサートナット13に螺合締結することで直壁管３，４、斜壁管５相互が連結される。

マンホール１の直壁管４の外周部には、所定の重量を有する浮上防止環状体14が配置され、図３に示す金属製プレート12によりマンホール１の直壁管４と浮上防止環状体14とが結合される。浮上防止環状体14の上部には上に凸の突出部14ａが設けられ、該突出部14ａの両側に外側テーパ面14ｂと内側テーパ面14ｃが形成され、該外側テーパ面14ｂと内側テーパ面14ｃと、これらを接続する第１の水平上面となる天面14ｆとにより突出部14ａが形成されている。また、突出部14ａの一部を切り欠いて金属製プレート12を取り付けるための平坦面14ｇが形成されている。金属製プレート12は、図３に示すように、直壁管４に取り付けられる起立片12ａと、浮上防止環状体14の平坦面14ｇに取り付けられる水平片12ｂと、該起立片12ａと水平片12ｂとを接続する傾斜片12ｃとを有して構成される。浮上防止環状体14の平坦面14ｇにはインサートナット13が埋設されており、金属製プレート12の起立片12ａと水平片12ｂとにそれぞれ設けられた貫通穴12a1，12b1にボルト11を挿入して直壁管４の外周面及び浮上防止環状体14の平坦面14ｇにそれぞれ埋設されたインサートナット13にそれぞれ螺合締結することで直壁管４と浮上防止環状体14とが剛に連結固定される。

本実施形態では、比較的径の小さい０号、１号マンホール用浮上防止環状体（外径１６００ｍｍ、外径１８００ｍｍ）14の場合は、図１及び図４に示すように、浮上防止環状体14の上部に形成された上に凸の突出部14ａを１８０度ずれた対向する位置に２箇所切り欠いて形成した平坦面14ｇに２個の金属製プレート12の水平片12ｂをボルト止めし、起立片12ａを直壁管４の外周面上に１８０度ずれた位置にボルト止めして固定する。また、比較的径の大きい２号、３号マンホール用浮上防止環状体（外径２３００ｍｍ、外径２８００ｍｍ）14の場合は、図６に示すように、浮上防止環状体14の上部に形成された上に凸の突出部14ａを互いに９０度ずれた位置に４箇所切り欠いて形成した平坦面14ｇに４個の金属製プレート12の水平片12ｂをボルト止めし、起立片12ａを直壁管４の外周面上に互いに９０度ずれた位置にボルト止めして固定する。尚、金属製プレート12の個数や配置は本実施形態に限定されるものではなく、他の所定の筒状管の外周面で他の所定の角度で所定の個数を配置することでも良い。

既設のマンホール１に対して金属製プレート12を取り付ける場合には地盤９を開削して直壁管４を露出させる。そして、該直壁管４に予めインサートナット13が既に取り付けられている場合には、予め浮上防止環状体14の平坦面14ｇに水平片12ｂをボルト止めした金属製プレート12の起立片12ａを直壁管４の外周面に当接し、ボルト止めして固定する。また、直壁管４にインサートナット13が取り付けられていない既設マンホール１の場合には、ボルト型アンカーボルト又はナット型アンカーボルトを既設マンホール１の直壁管４に設置した後、ナット又はボルトにて金属製プレート12の起立片12ａを直壁管４に固定する。

地盤９内で且つマンホール１の外周には、該マンホール１の直壁管４の外周面に金属製プレート12により固定され、所定の重量を有し、直壁管４の外形よりも大きな内径を有するコンクリート製の浮上防止環状体14が配置して埋設される。浮上防止環状体14の下面直下の地固めは該浮上防止環状体14を設置する前に行うことが出来る。浮上防止環状体14は、上部に上に凸の突出部14ａが設けられ、該突出部14ａの両側に外側テーパ面14ｂと、内側テーパ面14ｃとが形成され、更に該外側テーパ面14ｂと、内側テーパ面14ｃとを接続する第１の水平上面からなる天面14ｆと、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌと、底面14ｄ、内外側面14ｅ，14ｈとを有する断面７角形状で構成される。突出部14ａの一部には図４及び図６に示すように、金属製プレート12が取り付けられる位置に平坦面14ｇが形成されている。

図８（ａ）において、浮上防止環状体14の一部の縦断面の図心（図８（ａ）に示す７角形断面図上の重心）をｍとし、図心ｍを原点として、マンホール１に作用する浮揚力が金属製プレート12を介して浮上防止環状体14に作用した際に、外側テーパ面14ｂに作用する力をベクトルＦ_Ａとし、内側テーパ面14ｃに作用する力をベクトルＦ_Ｂとし、第１の水平上面となる天面14ｆに作用する力をベクトルＦ_Ｃとし、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌに作用する力をベクトルＦ_Ｄとし、ベクトルＦ_ＡとベクトルＦ_ＢとベクトルＦ_ＣとベクトルＦ_Ｄとを合成した力をベクトルＦ_Ｒとする。ベクトルＦ_ＡとベクトルＦ_Ｂの大きさは、浮上防止環状体14に土砂が載荷する外側テーパ面14ｂ及び内側テーパ面14ｃの鉛直方向（図８（ａ）の上下方向）におけるそれぞれの投影面積Ａ，Ｂ（図１（ｂ）参照）に比例すると考えることが出来、ベクトルＦ_Ｃ，Ｆ_Ｄの大きさはそれぞれ天面14ｆの面積と第２の水平上面14ｌの面積とにそれぞれ比例すると考えることが出来る。

そして、図８（ａ），（ｂ）に示すように、各ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_ＤのＸ成分であるＦ_ＡＸ，Ｆ_ＢＸ，Ｆ_ＣＸ，Ｆ_ＤＸ、各ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_ＤのＹ成分であるＦ_ＡＹ，Ｆ_ＢＹ，Ｆ_ＣＹ，Ｆ_ＤＹを用いて以下の数２式に示す合成ベクトルＦ_Ｒのスカラー量（絶対値の大きさ；長さ）が最小値となるように設定することで、地震による液状化現象によりマンホール１に作用する浮揚力が金属製プレート12を介して浮上防止環状体14に作用した際に、該浮上防止環状体14が周囲地盤に及ぼす浮揚力を最小限に軽減し、周囲地盤のせん断破壊を防止して金属製プレート12により固定されたマンホール１の浮上を効果的に防止することができる。マンホール１に作用する浮揚力が金属製プレート12を介して浮上防止環状体14に作用した際に外側テーパ面14ｂと内側テーパ面14ｃと天面14ｆに作用する土圧により該浮上防止環状体14を押圧し、その押圧力と浮上防止環状体14の重量が協働して作用することで該金属製プレート12により固定されたマンホール１の浮上を防止することが出来る。

図８（ｃ）に示すように、浮上防止環状体14に作用する上向きの浮上がり力が同じである場合、コンクリート製品からなる浮上防止環状体14と周囲の地盤との接触面に作用する力（有効応力）を小さくすれば見掛け上の土のせん断抵抗力は増加する。そこで、本実施形態の浮上防止環状体14は、その上部形状を上の凸の突出部14ａを形成する外側テーパ面14ｂと内側テーパ面14ｃと平坦な第１の水平上面からなる天面14ｆと内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌとにより構成したことで、浮上防止環状体14と周囲の地盤との接触面に作用する力（有効応力）を３方向に分散させて周囲の地盤に作用する力を軽減し、見掛け上の土壌の抵抗力を増加させ、その結果として浮上抑制効果を高めることが出来る。このため、外側テーパ面14ｂと内側テーパ面14ｃと第１の水平上面となる天面14ｆと第２の水平上面14ｌとにそれぞれ作用する力となる各ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_Ｄの合成ベクトルＦ_Ｒが最小値となるように設定することにより浮上防止環状体14の周囲の地盤に作用する力を最小とし、その結果、浮上抑制効果を高めることが出来る。

次に上記数２式に示される各ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_ＤのＸ成分であるＦ_ＡＸ，Ｆ_ＢＸ，Ｆ_ＣＸ，Ｆ_ＤＸ、各ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_ＤのＹ成分であるＦ_ＡＹ，Ｆ_ＢＹ，Ｆ_ＣＹ，Ｆ_ＤＹを以下の数３式のように、外側テーパ面14ｂの軸方向に対する投影面積Ａ、内側テーパ面14ｃの軸方向に対する投影面積Ｂ、第１の水平上面となる天面14ｆの面積Ｃ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの面積Ｄ、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａ、内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂにより定義する方法について図８（ｄ）を用いて以下に説明する。

ここで、図８（ｂ）に示すように、ベクトルＦ_ＢをＸ−Ｙ座標で表すと以下の数４式で表すことが出来る。

[数４]
Ｆ_Ｂ（Ｘ，Ｙ）＝（Ｆ_Ｂsinθ_Ｂ，Ｆ_Ｂcosθ_Ｂ）

次に図８（ｄ）を用いてベクトルＦ_Ｂと投影面積Ｂとの関係について考察する。ベクトルＦ_Ｂは内側テーパ面14ｃが該内側テーパ面14ｃに対向する周囲の地盤に作用する力であるから該内側テーパ面14ｃの面積に比例すると考えると、図８（ｄ）に示すように、該ベクトルＦ_Ｂを傾斜角度θ_Ｂの三角形の斜辺の長さに設定し、該内側テーパ面14ｃの軸方向に対する投影面積Ｂをその三角形の底辺の長さに設定して三角関数により以下の数５式で表すことが出来る。

[数５]
Ｂ／Ｆ_Ｂ＝cosθ_Ｂ
だから
Ｆ_Ｂ＝Ｂ／cosθ_Ｂ

従って、上記数５式を上記数４式に代入してＦ_ＢのＸ−Ｙ座標を求めると以下の数６式で表すことが出来る。

[数６]
Ｆ_Ｂ（Ｘ，Ｙ）＝（Ｆ_Ｂsinθ_Ｂ，Ｆ_Ｂcosθ_Ｂ）＝（Ｂsinθ_Ｂ／cosθ_Ｂ，Ｂ）

同様にしてＦ_Ａ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_ＤのそれぞれのＸ−Ｙ座標は以下の数７式で表すことが出来る。

[数７]
Ｆ_Ａ（Ｘ，Ｙ）＝（Ｆ_Ａsinθ_Ａ，Ｆ_Ａcosθ_Ａ）＝（Ａsinθ_Ａ／cosθ_Ａ，Ａ）
Ｆ_Ｃ（Ｘ，Ｙ）＝（０，Ｆ_Ｃ）＝（０，Ｃ）
Ｆ_Ｄ（Ｘ，Ｙ）＝（０，Ｆ_Ｄ）＝（０，Ｄ）

このようにして求めたＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_ＤのそれぞれのＸ−Ｙ座標を前記数２式に代入して以下の数３式を求めることが出来る。これにより、ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_Ｄの大きさを浮上防止環状体14の土砂が載荷する外側テーパ面14ｂ及び内側テーパ面14ｃの鉛直方向（図８（ａ）の上下方向）におけるそれぞれの投影面積Ａ，Ｂ、第１の水平上面となる天面14ｆの面積Ｃ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの面積Ｄ（図１（ｂ）参照）と、該外側テーパ面14ｂの水平面（図８（ａ）の左右方向）に対する傾斜角度θ_Ａ、該内側テーパ面14ｃの水平面（図８の左右方向）に対する傾斜角度θ_Ｂを用いて簡易に換算することが出来るものである。

そして、ベクトルＦ_ＡとベクトルＦ_ＢとベクトルＦ_ＣとベクトルＦ_Ｄとを合成した上記数３式により求められるベクトルＦ_Ｒのスカラー量（絶対値の大きさ；長さ）が最小値になるように設定することで、地震による液状化現象によりマンホール１に作用する浮揚力が金属製プレート12を介して浮上防止環状体14に作用した際に、該浮上防止環状体14が周囲地盤に及ぼす浮揚力を最小限に軽減し、周囲地盤のせん断破壊を防止して金属製プレート12により固定されたマンホール１の浮上を効果的に防止することができる。

マンホール１に作用する浮揚力は浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂ、第１の水平上面となる天面14ｆ、内側テーパ面14ｃ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌ、外側面14ｅによりそれぞれ周囲の地盤に分散して伝達され、地盤９のせん断破壊を軽減し、マンホール１の浮き上がり抵抗力を高める。

本実施形態では、図８（ａ）に示すように、浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの軸方向（図８（ａ）の上下方向）に対する投影面積をＡ、該浮上防止環状体14の内側テーパ面14ｃの軸方向に対する投影面積をＢ、外側テーパ面14ｂと内側テーパ面14ｃとを接続する浮上防止環状体14の天面14ｆの面積をＣ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの面積をＤ、該外側テーパ面14ｂの水平面（図８（ａ）の左右方向）に対する傾斜角度をθ_Ａ、該内側テーパ面14ｃの水平面（図８の左右方向）に対する傾斜角度をθ_Ｂとすると、上記数３式に示されるベクトルＦ_Ｒのスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）が最小値となるように図11及び図12に示す実施例１〜実施例３８に示すように適宜設定される。

ここで、図８（ｂ）に示すように、水平方向をＸ軸、鉛直方向をＹ軸とし、浮上防止環状体14の一部の縦断面の図心（図８（ａ）に示す７角形断面図上の重心）をｍとし、該図心ｍを原点とすると、ベクトルＦ_ＡのＸ軸成分は、−Ｆ_Ａｓｉｎθ_Ａとなり、Ｙ軸成分は、＋Ｆ_Ａｃｏｓθ_Ａとなり、ベクトルＦ_ＢのＸ軸成分は、＋Ｆ_Ｂｓｉｎθ_Ｂとなり、Ｙ軸成分は、＋Ｆ_Ｂｃｏｓθ_Ｂとなり、ベクトルＦ_Ｃ及びベクトルＦ_ＤのＸ軸成分は、それぞれ「０」となり、Ｙ軸成分は、それぞれ＋Ｆ_Ｃ、＋Ｆ_Ｄとなる。そして、合成ベクトルＦ_Ｒのスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）は上記数３式により求められ、そのＦ_Ｒが最小値となれば浮揚力を最小とすることができる。

尚、本実施形態では、浮上防止環状体14の水平上面として、外側テーパ面14ｂと内側テーパ面14ｃとを接続する第１の水平上面としての天面14ｆと、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌとの２つの水平上面を考慮して上記数３式を用いて合成ベクトルＦ_Ｒのスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）が最小値となるように設定する一例を示したが、他の例として、１つの水平上面、或いは他の複数の水平上面を考慮して上記数１式を用いて合成ベクトルＦ_Ｒのスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）が最小値となるように設定するすることができる。前記数１式では浮上防止環状体14の全ての水平上面の合計の面積をＣとして包括的に示したものであり、前記数３式は２つの水平上面を考慮した場合の一例を示す式である。各水平上面のベクトルＦ_ＣのＸ軸成分は、それぞれ「０」となり、Ｙ軸成分は、それぞれを加算した＋Ｆ_Ｃとなる。そして、前記数１式により求めた合成ベクトルＦ_Ｒのスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）が最小値となれば浮揚力を最小とすることができる。

以下に具体例における試算結果について図９〜図12を用いて説明する。具体例として０号、１号、２号、３号組立てマンホール１に使用する０号、１号、２号、３号マンホール用浮上防止環状体14についてそれぞれ試算を行う。例えば、図９（ａ）に示す具体例では、外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２よりも大きい場合の０号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが１６００ｍｍ、内径直径φｉが９２０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１５０ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１００ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が３４０ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が９０ｍｍとした。

同様に１号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが１８００ｍｍ、内径直径φｉが１０７０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１５０ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１５０ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が３６５ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が６５ｍｍとした。

同様に２号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが２３００ｍｍ、内径直径φｉが１４２０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１５０ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１５０ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が４４０ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が１４０ｍｍとした。

同様に３号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが２８００ｍｍ、内径直径φｉが１７７０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１５０ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１５０ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が５１５ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が２１５ｍｍとした。

また、図９（ｂ）に示す具体例では、外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１と、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２とが等しい場合の０号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが１６００ｍｍ、内径直径φｉが９２０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１００ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が３４０ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が９０ｍｍとした。

同様に１号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが１８００ｍｍ、内径直径φｉが１０７０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１５０ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が３６５ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が６５ｍｍとした。

同様に２号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが２３００ｍｍ、内径直径φｉが１４２０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１５０ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が４４０ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が１４０ｍｍとした。

同様に３号マンホール用浮上防止環状体14は、外径直径φｏが２８００ｍｍ、内径直径φｉが１７７０ｍｍ、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ１が１００ｍｍ、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２が１００ｍｍ、水平方向の幅ｗ２が１５０ｍｍ、該浮上防止環状体14の内径と外径との間の水平方向の幅ｗ３が５１５ｍｍ、該浮上防止環状体14の第１の水平上面としての天面14ｆの水平方向の幅ｗ４が５０ｍｍ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの水平方向の幅ｗ５が２１５ｍｍとした。

そして、図９（ａ）,（ｂ）に示す内側テーパ面14ｃの外径直径をφａ、外側テーパ面14ｂの内径直径をφｂとして、当該外径直径φａ，内径直径φｂを適宜変更した場合の浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの軸方向に対する投影面積Ａ、浮上防止環状体14の内側テーパ面14ｃの軸方向に対する投影面積Ｂ、第１の水平上面としての天面14ｆの面積Ｃ、内側テーパ面14ｃの下端部と浮上防止環状体14の内側面14ｈの上端部とを接続する第２の水平上面14ｌの面積Ｄ、外側テーパ面14ｂの水平面（図８（ａ）の左右方向）に対する傾斜角度θ_Ａ、該内側テーパ面14ｃの水平面（図８（ａ）の左右方向）に対する傾斜角度θ_Ｂ、該傾斜角度θ_Ａから傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）、図８（ａ），（ｂ）に示す各ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_Ｄの各Ｘ軸成分Ｆ_ＡＸ，Ｆ_ＢＸ，Ｆ_ＣＸ，Ｆ_ＤＸ、合成ベクトルＦ_ＲのＸ軸成分（Ｆ_ＡＸ＋Ｆ_ＢＸ＋Ｆ_ＣＸ＋Ｆ_ＤＸ）、各ベクトルＦ_Ａ，Ｆ_Ｂ，Ｆ_Ｃ，Ｆ_Ｄの各Ｙ軸成分Ｆ_ＡＹ，Ｆ_ＢＹ，Ｆ_ＣＹ，Ｆ_ＤＹ、合成ベクトルＦ_ＲのＹ軸成分（Ｆ_ＡＹ＋Ｆ_ＢＹ＋Ｆ_ＣＹ＋Ｆ_ＤＹ）、合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をそれぞれ図11及び図12に示す。

図11及び図12に示す実施例１〜実施例３８は、前記数３式のＦ_Ｒの最小値を求める際に、便宜的に図９（ａ），（ｂ）に示す浮上防止環状体14の外径直径φｏ及び内径直径φｉをそれぞれ所定の値に固定すると共に、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１及び内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２をそれぞれ所定の値に固定し、図10（ａ）〜（ｄ）、或いは図10（ｅ）〜（ｈ）に示すように、浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの上端部と、内側テーパ面14ｃの上端部とに接続される該浮上防止環状体14の天面14ｆの幅ｗ４を所定の値（図10では５０ｍｍ）に固定した状態で該天面14ｆの位置を水平方向（図10の天面14ｆに沿った左右方向）に移動した時に変化する投影面積Ａ，Ｂ（図４（ａ）、図６（ａ）参照）、傾斜角度θ_Ａ，θ_Ｂ、のそれぞれの値に基づいて、前記数３式により求められるＦ_Ｒの値を複数算出し、その算出した複数のＦ_Ｒの値の最小値に対応する投影面積Ａ，Ｂ、傾斜角度θ_Ａ，θ_Ｂに基づいて浮上防止環状体14を設計した場合の一例を示す。

尚、図10（ａ）〜（ｄ）は外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２よりも５０ｍｍ高い場合で傾斜角度θ_Ａをそれぞれ３１°、４５°、５６°、９０°に設定した場合の形状を示し、図10（ｅ）〜（ｈ）は外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１と、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２とが等しい場合で傾斜角度θ_Ａをそれぞれ２２°、３４°、４５°、９０°に設定した場合の形状を示す。この場合、傾斜角度θ_Ｂ、外側テーパ面14ｂの水平方向の幅ｗ１、内側テーパ面14ｃの水平方向の幅ｗ２は傾斜角度θ_Ａに連動して変化する。

このような設計方法によれば、上記数３式により求められるＦ_Ｒの最小値を求める方法として、便宜的に浮上防止環状体14の外径直径φｏ及び内径直径φｉをそれぞれ所定の値に固定すると共に、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１及び内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２をそれぞれ所定の値に固定し、該浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの上端部と、内側テーパ面14ｃの上端部とに接続される該浮上防止環状体14の天面14ｆの幅を所定の値に固定した状態で該天面14ｆの位置を水平方向に移動した時に変化する投影面積Ａ，Ｂ、傾斜角度θ_Ａ，θ_Ｂ、のそれぞれの値に基づいて、上記数３式により求められるＦ_Ｒの値を複数算出し、その算出した複数のＦ_Ｒの値の最小値を上記数３式により求められるＦ_Ｒの最小値として便宜的に採用することができ、そのＦ_Ｒの最小値に対応する投影面積Ａ，Ｂ、固定された面積Ｃ、傾斜角度θ_Ａ，θ_Ｂに基づいて浮上防止環状体14を容易に設計することができるものである。

図11に示すように、浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１が内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２よりも５０ｍｍ大きい場合において、マンホール１の外径が９００ｍｍ（０号マンホール）の場合には、実施例２に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を１１°に設定した場合には、０号マンホールについて合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例１〜実施例４の中では実施例２が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

また、マンホール１の外径が１０５０ｍｍ（１号マンホール）の場合には、実施例７に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を２２°に設定した場合には、１号マンホールについても合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例５〜実施例９の中では実施例７が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

また、マンホール１の外径が１４００ｍｍ（２号マンホール）の場合には、実施例１２に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を２２°に設定した場合には、２号マンホールについても合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例１０〜実施例１４の中では実施例１２が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

また、マンホール１の外径が１７５０ｍｍ（３号マンホール）の場合には、実施例１７に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を２２°に設定した場合には、３号マンホールについても合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例１５〜実施例１９の中では実施例１７が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

図12に示すように、浮上防止環状体14の外側テーパ面14ｂの鉛直方向の高さｈ１と、内側テーパ面14ｃの鉛直方向の高さｈ２とが等しい場合において、マンホール１の外径が９００ｍｍ（０号マンホール）の場合には、実施例２１に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を０°に設定した場合には、０号マンホールについて合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例２０〜実施例２３の中では実施例２１が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

また、マンホール１の外径が１０５０ｍｍ（１号マンホール）の場合には、実施例２６に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を１１°に設定した場合には、１号マンホールについても合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例２４〜実施例２８の中では実施例２６が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

また、マンホール１の外径が１４００ｍｍ（２号マンホール）の場合には、実施例３１に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を１１°に設定した場合には、２号マンホールについても合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例２９〜実施例３３の中では実施例３１が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

また、マンホール１の外径が１７５０ｍｍ（３号マンホール）の場合には、実施例３６に示すように、外側テーパ面14ｂの水平面に対する傾斜角度θ_Ａから内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度θ_Ｂを引いた角度差（θ_Ａ−θ_Ｂ）を１１°に設定した場合には、３号マンホールについても合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）をより小さく設定することができ、実施例３４〜実施例３８の中では実施例３６が合成ベクトルＦ_Ｒの上記数３式により求められるスカラー量（絶対値の大きさ；ベクトルの長さ）を最小値として採用することができる。

図２（ａ）は浮上防止環状体14の下部に所定の重量を有する１個のウエイトリング15を取り付けた場合、図２（ｂ）は浮上防止環状体14に２個のウエイトリング15を取り付けた場合のそれぞれの構成を示す。比較的径の小さい０号、１号マンホール用浮上防止環状体14では、図４（ａ），（ｃ）に示すように、浮上防止環状体14の外周部の所定位置で金属製プレート12を取り付ける平坦面14ｇからずれた位置で互いに１８０度ずれた位置に２箇所の平坦面14ｊが外側テーパ面14ｂの一部を切り欠いて設けられており、その平坦面14ｇを貫通して連結ボルト挿入孔14ｉが設けられている。比較的径の小さい０号、１号マンホール用浮上防止環状体14の下部に取り付けられる図５に示すウエイトリング15の外周部にも互いに９０度ずつずれた位置に４箇所の連結ボルト挿入孔15ａが貫通して設けられている。

また、比較的径の大きい２号、３号マンホール用浮上防止環状体14では、図６（ａ），（ｃ）に示すように、浮上防止環状体14の外周部の所定位置で金属製プレート12を取り付ける平坦面14ｇからずれた位置で互いに９０度ずれた位置に４箇所の平坦面14ｊが外側テーパ面14ｂの一部を切り欠いて設けられており、その平坦面14ｇを貫通して連結ボルト挿入孔14ｉが設けられている。比較的径の大きい２号、３号マンホール用浮上防止環状体14の下部に取り付けられる図７に示すウエイトリング15の外周部にも互いに４５度ずつずれた位置に８箇所の連結ボルト挿入孔15ａが貫通して設けられている。

なお、図４〜図７中の浮上防止環状体14とウエイトリング15のそれぞれの側面外周部に水平に埋設されたインサートナット13はクレーン等の吊り下げ用フックを螺合締結するためのものである。また、浮上防止環状体14とウエイトリング15のそれぞれの内周面に設けられた切欠溝14ｋ，15ｂは、直壁管３，４、斜壁管５の外周面相互に連結された連結金具17を避けるためのものである。

そして、浮上防止環状体14の下面にウエイトリング15の上面を当接させ、対応する２箇所或いは４箇所の連結ボルト挿入孔14ｉ，15ａに連結ボルト16をそれぞれ挿入し、ナット止めにより浮上防止環状体14とウエイトリング15とを連結固定することが出来る。また、そのウエイトリング15の下部に更に別のウエイトリング15を取り付ける場合には、図２（ｂ）に示すように、別のウエイトリング15を円周方向に図５に示すウエイトリング15では９０度、図７に示すウエイトリング15では４５度それぞれずらして、その上面を先に取り付けたウエイトリング15の下面に当接し、先に取り付けたウエイトリング15の残り２箇所或いは４箇所の連結ボルト挿入孔15ａと、後から取り付けるウエイトリング15の対応する２箇所或いは４箇所の連結ボルト挿入孔15ａに連結ボルト16をそれぞれ挿入し、ナット止めによりウエイトリング15相互を連結固定することが出来る。更にウエイトリング15を増設したい場合には同様にして増設することが出来る。

ウエイトリング15は互いに周方向に位置を９０度、或いは４５度ずらすことにより順次重ね合わせが出来る構造であるのでマンホール１に作用する浮揚力の程度に応じてウエイトリング15の取り付け枚数を適宜調整することが出来、経済的で最適な浮上防止構造を構築することが出来る。

本実施形態では、０号、１号、２号、３号マンホール用浮上防止環状体14の重量は、それぞれ７６６ｋｇ、９５６ｋｇ、２０２５ｋｇ、２９０８ｋｇに設定され、更にそれぞれの浮上防止環状体14に対応する０号、１号、２号、３号マンホール用ウエイトリング15の個々の重量は６３９ｋｇ、７８５ｋｇ、１８２６ｋｇ、２６５３ｋｇに設定される。

マンホール１に特殊な加工を施すことなく簡易な方法により低コストで施工できるため、新規のマンホール１のみならず、既設のマンホール１に対しても容易に浮き上がり抑制対策を施すことが出来る。また、浮上防止環状体14の使用材料は市販のプレキャストコンクリート製品であるため経済的である。また、浮上防止環状体14は、金属製プレート12によりマンホール１の外周面に固定され、転圧した地盤９の上に載せるだけの単純な構造であるため特殊な施工作業が必要でなく、施工性が良い。

本発明の活用例として、地震時などに発生する液状化現象によりマンホールの浮き上がりを防止するマンホールの浮上防止構造に適用できる。

Ａ，Ｂ …投影面積
Ｃ…面積
ｍ …図心
ｗ１〜ｗ４ …幅
ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤ，ＦＲ…ベクトル
ｈ１，ｈ２…高さ
φａ…内側テーパ面の外径直径
φｂ…外側テーパ面の内径直径
φｏ…浮上防止環状体の外径直径
φｉ…浮上防止環状体の内径直径
θＡ…外側テーパ面の水平面に対する傾斜角度
θＢ…内側テーパ面14ｃの水平面に対する傾斜角度
１ …マンホール
２ …底版
３，４ …直壁管
５ …斜壁管
６，７ …高さ調整リング
８ …マンホール蓋受けリング
９ …地盤
10 …排水管
11 …アンカーボルト
12 …金属製プレート
12ａ …起立片
12ｂ …水平片
12a1，12b1…貫通穴
12ｃ …傾斜片
13 …インサートナット
14 …浮上防止環状体
14ａ …突出部
14ｂ …外側テーパ面
14ｃ …内側テーパ面
14ｄ …底面
14ｅ …外側面
14ｆ …天面（第１の水平上面）
14ｇ …平坦面
14ｈ …内側面
14ｉ …連結ボルト挿入孔
14ｊ …平坦面
14ｋ …切欠溝
14ｌ …第２の水平上面
15 …ウエイトリング
15ａ …連結ボルト挿入孔
15ｂ …切欠溝
16 …連結ボルト
17 …連結金具

Claims

筒状管からなるマンホールの外周部に配置され、所定の重量を有する浮上防止環状体と、
前記マンホールと前記浮上防止環状体とを結合する金属製プレートと、
を有し、
前記浮上防止環状体は、
上に凸の突出部の両側に外側テーパ面と内側テーパ面とを有し、
前記マンホールに作用する浮揚力が、前記金属製プレートを介して前記浮上防止環状体に作用した際に、前記外側テーパ面と前記内側テーパ面とに作用する土圧により該浮上防止環状体を押圧し、その押圧力と前記浮上防止環状体の重量が協働して作用することで前記金属製プレートを介して固定された前記マンホールの浮上を防止することを特徴とするマンホールの浮上防止構造。