JP5512352B2 - 地盤の防振施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道や道路などから発生する振動の周辺地盤への伝播を低減する地盤の防振施工方法に関するものである。

鉄道や道路を車両が走行することによって発生する振動や工場等から発生する振動は、周辺地盤へ伝播されると、その上に建つ建物は長時間にわたって振動を受けるため、このような振動の伝播を極力低減するための対策が重要である。

従来、このような地盤の振動伝播を低減するための技術としては、図１０に示されるように、地盤Ｇ１上の鉄道や道路、あるいは工場内の生産設備、土木・建築工事などによる加振源１０１で発生する振動が周辺地盤Ｇ２へ伝播して近隣の建物１０２などが影響を受けるのを抑制するため、加振源１０１側の地盤Ｇ１とその周辺の地盤Ｇ２との間に空溝１０３を掘削したり（例えば下記の特許文献１参照）、あるいはソイルセメント連続壁（ＳＭＷ）やシートパイルなどによる山留め壁を構築することが知られている（例えば下記の特許文献２参照）。

特開平９−２９１５５７号公報 特開２０００−４５２６５号公報

しかしながら、従来技術において、空溝１０３はある程度の深さが必要であり、しかも空溝１０３の上端開口部は、そのままにしておくと落下事故の危険があるため、その周囲に開口養生手段（立ち入り禁止表示や落下防止柵又は蓋など）を設ける必要がある。また、特許文献２のようにＳＭＷやシートパイルなどによって山留め壁のような振動遮断壁を地中に構築する場合は大型重機が必要になり、施工コストが増大する問題があった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、施工深さが浅くても優れた振動低減が可能で、しかも空溝のような開口養生手段が不要であり、山留め壁と比較して低コストで施工可能な地盤の防振構造を施工する方法を提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る地盤の防振施工方法は、加振側地盤と受振側地盤との間に任意の幅及び任意の深さの空溝を掘削し、この空溝の少なくとも一方の内側面に防振材を配設し、前記防振材の下部が埋設状態となるように前記空溝を適当な深さまで埋め戻し、その埋め戻し土の上に防振材を略水平に配設してから、前記空溝を完全に埋め戻すことを特徴とするものである。

この方法によれば、空溝は埋め戻されるので開口養生が不要であり、大型の重機が不要であり、低コストで施工可能である。そして空溝の内側面に配設した防振材が、壁状部となり、空溝を途中まで埋め戻した後に配設した防振材が、床状部となるもので、この床状部は前記壁状部の深さ方向途中に位置して、略水平方向へ延びるものとなる。

請求項１の発明に係る地盤の防振施工方法によれば、防振材の構築深さが浅くても優れた振動低減効果が得られるので深く施工する必要がなく、しかも大型重機が不要であるため、低コストで施工することができる。

本発明に係る地盤の防振施工方法の実施の形態において、地盤に空溝を掘削した状態を示す説明図である。 本発明に係る地盤の防振施工方法の実施の形態において、空溝に一方の内側面及び底面に防振材を配設した状態を示す説明図である。 本発明に係る地盤の防振施工方法の実施の形態により施工された本発明に係る地盤の防振構造を示す説明図である。 加振側地盤からの伝播振動の低減効果を解析した結果を示す説明図である。 加振側地盤からの伝播振動の低減効果の解析方法を示す説明図である。 本発明に係る地盤の防振構造の他の実施の形態を示す説明図である。 本発明に係る地盤の防振構造の他の実施の形態を示す説明図である。 本発明に係る地盤の防振構造の他の実施の形態を示す説明図である。 本発明に係る地盤の防振構造の他の実施の形態を示す説明図である。 空溝による従来の地盤の防振構造を示す説明図である。

以下、本発明に係る地盤の防振施工方法の好ましい実施の形態及びこれにより施工された本発明に係る地盤の防振構造について、図面を参照しながら説明する。

図１〜図３において、参照符号１は、鉄道や道路あるいは工場内の生産設備、土木・建築工事などによる不図示の加振源が上面に設置された加振側地盤、参照符号２は、この加振側地盤１に隣接し、住宅など不図示の構造物を有する受振側地盤である。

図示の形態では、加振側地盤１上の鉄道や道路などの加振源で発生する振動が受振側地盤２へ伝播して近隣の建物などが影響を受けるのを抑制するため、まず図１に示されるように、加振側地盤１と受振側地盤２との間に空溝３を掘削する。この空溝３は、幅ｗ及び深さｄが、共に１〜２ｍ程度で良く、したがって例えばバックホウなどのような小型のショベル系掘削機を用いて掘削することができる。また、空溝３の開口部の両側には、通行者などが過って落下するのを防止するための開口養生手段（立ち入り禁止表示や落下防止柵又は蓋など）４を設置する。

次に図２に示されるように、掘削した空溝３における一方（図示の例では加振側地盤１側）の内側面３ａ及び底面３ｂに、それぞれ適当な厚さ（例えば５〜１０ｃｍ程度）の防振材５を配設する。この場合の防振材５としては、ゴム状弾性材料（ゴム又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）、発泡樹脂や合成樹脂繊維による三次元網目構造体などの多孔質弾性材料、内部に空気を封入したゴム又は樹脂製の中空マットなど、剛性が低く（バネ定数が低く）、入射される振動によって容易に変形して振動を吸収あるいは減衰させる防振機能を有し、かつ腐食しないものであれば特に材質は問わない。

次に図３に示されるように、空溝３を、その掘削の際に発生した土砂で埋め戻す。埋め戻し土６は、不図示の重機などにより締め固めても良い。この埋め戻しによって防振材５が地中に埋まり、すなわち加振側地盤１と受振側地盤２との間に深さ方向へ延びる壁状部５１と、その下端から受振側地盤２へ向けて略水平方向へ延びる床状部５２からなる断面Ｌ字形の防振材５による防振構造が構築されることになる。

図３に示される防振構造において、加振側地盤１上に設置された鉄道や道路、あるいは工場内の生産設備、土木・建築工事などによる不図示の加振源で発生した振動は、加振側地盤１からその周辺へ向けて伝播するが、このうち、加振側地盤１から受振側地盤２へ向けて略水平方向へ伝播する振動Ｖ１は、防振材５における壁状部５１の振動吸収・減衰機能によって有効に遮断され、また加振側地盤１から前記壁状部５１の下側で受振側地盤２へ回折しようとする振動Ｖ２は、防振材５における床状部５２の振動吸収・減衰機能によって有効に遮断される。このため、断面形状が鉛直方向のみへ延びる従来の空溝等によるものに比較して優れた振動低減効果が得られ、その結果、施工深さが浅いものでも受振側地盤２への伝播振動を十分に低減することができる。

なお、図３の形態では防振材５の床状部５２が壁状部５１の下端から受振側地盤２へ向けて延びているが、この床状部５２は、逆方向すなわち加振側地盤１へ向けて延びるものとしても良い。

図４は、加振側地盤からの伝播振動の低減効果を解析した結果を示す説明図である。ここでは図５に示されるように、加振源から２ｍ，３ｍ，６ｍ，１０ｍ，１５ｍ，２０ｍ，２５ｍ，３２ｍの各地点を受振点Ｐ１〜Ｐ８とし、加振源から４〜５ｍの位置に設置した比較例（従来の空溝）又は本発明の実施例の防振構造による振動低減効果をＦＥＭ（有限要素法）によって解析したものである。

このうち、比較例１は深さ１ｍの空溝によるものであり、比較例２は深さ２ｍの空溝によるものであり、実施例１は深さ１ｍの壁状部と幅１ｍの床状部からなる断面Ｌ字形の防振材によるものであり、実施例２は深さ２ｍの壁状部と幅１ｍの床状部からなる断面Ｌ字形の防振材によるものであり、実施例３は深さ１ｍの壁状部と幅２ｍの床状部からなる断面Ｌ字形の防振材によるものであり、実施例４は深さ２ｍの壁状部と幅２ｍの床状部からなる断面Ｌ字形の防振材によるものである。また、振動低減効果は、防振材あるいは空溝を施工しない場合との振動レベル差として求めた。

図４に示される解析結果、深さ１〜２ｍの通常の空溝（比較例１，２）よりも本発明による防振構造（実施例１〜４）のほうが、振動低減効果が高いことが確認された。また、実施例１と実施例２あるいは実施例３と実施例４の比較から壁状部の深さが深いほど振動低減効果が高く、実施例１と実施例３あるいは実施例２と実施例４の比較から床状部の幅が広いほど振動低減効果が高いことが確認された。

次に図６〜図９は、本発明に係る地盤の防振構造における好ましい他の実施の形態を示すものである。

このうち、図６に示される形態は、加振側地盤１と受振側地盤２との間に埋設された防振材５が、深さ方向へ延びる一対の壁状部５１，５１を有し、各壁状部５１の下端が、略水平方向へ延びる床状部５２の幅方向両端に位置しているものであり、すなわちこの防振材５は断面略Ｕ字形をなしている。

この形態の防振構造を施工するには、まず図１に示されるように、加振側地盤１と受振側地盤２との間に空溝３を掘削してから、この空溝３における両側の内側面及び底面に、それぞれ適当な厚さの防振材５を配設し、掘削の際に発生した土砂で埋め戻せばよい。

したがってこの形態の防振構造によれば、防振材５が互いに離間した一対の壁状部５１を有するため、加振側地盤１から受振側地盤２へ向けて略水平方向へ伝播する振動Ｖ１が、加振側地盤１側の壁状部５１で吸収・減衰しきれずに埋め戻し土６へ透過しても、この透過した振動Ｖ１’は受振側地盤２側の壁状部５１で再度吸収・減衰されることになる。このため、図３の形態による効果に加え、略水平方向へ伝播する振動Ｖ１に対する一層優れた遮断機能を奏する。

また、図７に示される形態は、加振側地盤１と受振側地盤２との間に埋設された防振材５が、深さ方向へ延びる一対の壁状部５１，５１を有し、床状部５２が、この壁状部５１，５１における深さ方向途中に位置して、両者間を略水平方向へ延びているものであり、すなわちこの防振材５は断面略Ｈ字形をなしている。

この形態の防振構造を施工するには、まず図１に示されるように、加振側地盤１と受振側地盤２との間に空溝３を掘削してから、この空溝３における両側の内側面に、それぞれ適当な厚さの防振材５（壁状部５１，５１）を配設し、掘削の際に発生した土砂で、前記防振材（壁状部５１，５１）の下部が埋設状態となるように適当な深さまで埋め戻し（埋め戻し土６ａ）、その上に防振材（床状部５２）を略水平に配設してから、完全に埋め戻せばよい（埋め戻し土６ｂ）。

そしてこの形態の防振構造によれば、図６の形態と同様、略水平方向へ伝播する振動Ｖ１を壁状部５１，５１で二重に減衰させるので一層優れた遮断機能を奏し、かつ加振側地盤１側の壁状部５１の下側で回折しようとする振動Ｖ２を、防振材５における床状部５２の下側の、壁状部５１，５１の下部間に取り込んで閉じ込めるので、回折波に対する一層優れた遮断機能を奏する。

また、図８に示される形態は、加振側地盤１と受振側地盤２との間に埋設された防振材５が、深さ方向へ延びる壁状部５１と、その下端及び深さ方向中間位置から受振側地盤２へ向けて略水平方向へ延びる複数（図示の例では上下一対）の床状部５２からなるものであり、すなわち断面略ヒ字形をなしている。

この形態の防振構造を施工するには、まず図１に示されるように、加振側地盤１と受振側地盤２との間に空溝３を掘削してから、図２に示されるように、この空溝３における一方（図示の例では加振側地盤１側）の内側面３ａ及び底面３ｂに、それぞれ適当な厚さの防振材（図８における壁状部５１及び下側の床状部５２）を配設し、掘削の際に発生した土砂で、空溝３を適当な深さまで埋め戻し（埋め戻し土６ａ）、その上に防振材（図８における上側の床状部５２）を略水平に配設してから、完全に埋め戻せばよい（埋め戻し土６ｂ）。

そしてこの形態の防振構造によれば、図３の形態による効果に加え、加振側地盤１側の壁状部５１の下側で回折しようとする振動Ｖ２を、防振材５における床状部５２，５２で二重に減衰させるので、回折波に対する一層優れた遮断機能を奏する。

また、図９に示される形態は、加振側地盤１と受振側地盤２との間に埋設された防振材５が、深さ方向へ延びる一対の壁状部５１，５１と、この壁状部５１，５１における下端及び深さ方向中間位置で両者間を略水平方向へ延びる上下一対の床状部５２，５２からなるものである。

この形態の防振構造を施工するには、まず図１に示されるように、加振側地盤１と受振側地盤２との間に空溝３を掘削してから、この空溝３における両側の内側面及び底面に、それぞれ適当な厚さの防振材（図９における壁状部５１，５１及び下側の床状部５２）を配設し、掘削の際に発生した土砂で、壁状部５１，５１の間を適当な深さまで埋め戻し（埋め戻し土６ａ）、その上に防振材（図９における上側の床状部５２）を略水平に配設してから、完全に埋め戻せばよい（埋め戻し土６ｂ）。

そしてこの形態の防振構造によれば、図３の形態による効果に加え、図６の形態と同様、略水平方向へ伝播する振動Ｖ１を壁状部５１，５１で二重に減衰させるので一層優れた遮断機能を奏し、かつ加振側地盤１側の壁状部５１の下側で回折しようとする振動Ｖ２を、防振材５における床状部５２，５２で二重に減衰させるので、回折波に対する一層優れた遮断機能を奏する。

なお、上述の各実施の形態において、壁状部５１と床状部５２は別々のものとして図示されているが、例えば図３又は図６における壁状部５１と床状部５２は互いに連続したものとすることができ、同様に、図８又は図９における壁状部５１と下側の床状部５２は互いに連続したものとすることができる。

１ 加振側地盤
２ 受振側地盤
３ 空溝
４ 開口養生手段
５ 防振材
５１ 壁状部
５２ 床状部
６，６ａ，６ｂ 埋め戻し土

Claims (1)

1. 加振側地盤と受振側地盤との間に任意の幅及び任意の深さの空溝を掘削し、この空溝の少なくとも一方の内側面に防振材を配設し、前記防振材の下部が埋設状態となるように前記空溝を適当な深さまで埋め戻し、その埋め戻し土の上に防振材を略水平に配設してから、前記空溝を完全に埋め戻すことを特徴とする地盤の防振施工方法。

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