JP6572030B2

JP6572030B2 - 軟弱地盤の免震構造

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Publication number: JP6572030B2
Application number: JP2015137468A
Authority: JP
Inventors: 磯谷　修二; 修二磯谷; 久深田; 健二原田; 渡辺　英次; 英次渡辺
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2035-07-09
Also published as: JP2017020219A

Description

本発明は、例えば、液状化が起き易い砂質飽和地盤における軟弱地盤の免震構造に関する。

地震により液状化するような軟弱地盤は、地表の構造物等に沈下や傾斜等の様々な被害をもたらすため、地盤改良により液状化対策がなされている。

しかし一方で、液状化が生じると軟弱地盤が液体状態になり、せん断波が伝わりにくくなるため、地表の構造物等に対しては軟弱地盤が免震装置として機能し、各種被害を軽減することが知られている。この一例が、特許文献１に記載の軟弱地盤における免震構造に開示されている。

即ち、図７及び図８に示すように、軟弱地盤における免震構造１は、支持地盤２の上方に拡がる軟弱層である液状化層３のうち、地表から深さＨまでを平面領域４の範囲内で地盤改良して改良地盤層５とし、この改良地盤層５と支持地盤２との間は非改良層６として液状化層３のまま残置し、この非改良層６を構造物７に対して免震層として機能させている。

特開平１１−１８１７５５号公報特開２００３−２０６５９号公報特開２０１０−１０１０１３号公報

前記従来の軟弱地盤の免震構造１では、改良地盤層５の下方に液状化層３のまま残置した非改良層６の層厚が大きいほど免震効果はあるが、液状化終了後の周辺地盤の沈下量が大きくなり、構造物７の被害を最小限にとどめるために更に改良する余地があった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、液状化対策の地盤改良工事を行っても、地震時にシェイクゲル地盤層が免震機能を発揮して支持地盤からの地震力がそのまま地表の構造物等に伝達されないようにすることができ、また、地震の後は、シェイクゲル地盤層がシェイクゲル機能によりゲル化されて変形を抑える強度を持った地盤層となるため、地表の構造物の沈下や傾斜等の被害を確実に防止することができる軟弱地盤の免震構造を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、支持地盤の上層にある軟弱地盤の免震構造において、前記軟弱地盤の地表から所定の深さの間に地盤改良した改良地盤層を形成し、この改良地盤層と前記支持地盤との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせたシェイクゲル地盤層を形成したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の軟弱地盤の免震構造であって、前記支持地盤上に前記シェイクゲル地盤層と前記改良地盤層とを隙間なく積層形成したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載の軟弱地盤の免震構造であって、前記地盤改良の領域の周囲に前記支持地盤まで達する環状の遮水壁を形成し、この環状の遮水壁内の前記軟弱地盤の地表から所定の深さの間に地盤改良した改良地盤層を形成し、この改良地盤層と前記支持地盤との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた底側のシェイクゲル地盤層を隙間なく形成すると共に、前記環状の遮水壁と前記改良地盤層及び前記底側のシェイクゲル地盤層との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた両側のシェイクゲル地盤層を隙間なく形成したことを特徴とする。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、軟弱地盤の地表から所定の深さの間に地盤改良した改良地盤層を形成し、この改良地盤層と支持地盤との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせたシェイクゲル地盤層を形成したことにより、液状化対策の地盤改良工事を行っても、地震時にシェイクゲル地盤層が免震機能を発揮して支持地盤からの地震力がそのまま地表の構造物等に伝達されないようにすることができ、また、地震の後は、シェイクゲル地盤層がシェイクゲル機能によりゲル化されて変形を抑える強度を持った地盤層となるため、地表の構造物の沈下や傾斜等の被害を簡単かつ確実に防止することができる。

請求項２の発明によれば、支持地盤上にシェイクゲル地盤層と改良地盤層とを隙間なく積層形成したことにより、改良地盤層と支持地盤との間に地震により液状化する軟弱地盤の非改良層がないため、地震後の地表の構造物の沈下や傾斜等の被害を簡単かつより確実に防止することができる。

請求項３の発明によれば、地盤改良の領域の周囲に支持地盤まで達する環状の遮水壁を形成し、この環状の遮水壁内の軟弱地盤の地表から所定の深さの間に地盤改良した改良地盤層を形成し、この改良地盤層と支持地盤との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた底側のシェイクゲル地盤層を隙間なく形成すると共に、環状の遮水壁と改良地盤層及び底側のシェイクゲル地盤層との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた両側のシェイクゲル地盤層を隙間なく形成したことにより、環状の遮水壁内に液状化対策の地盤改良工事を行っても、地震時に底側及び両側の各シェイクゲル地盤層が免震機能を発揮して支持地盤からの地震力がそのまま地表の構造物等に伝達されないようにすることができ、また、地震の後は、底側及び両側の各シェイクゲル地盤層がシェイクゲル機能によりゲル化されて変形を抑える強度を持った地盤層となるため、地表の構造物の沈下や傾斜等の被害を簡単かつより確実に防止することができる。

本発明の実施形態の軟弱地盤の免震構造を示す断面図である。図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。地盤改良の領域の周囲に遮水壁を造成した状態を示す断面図である。（ａ）は上記地盤改良と違う施工法で底側のシェイクゲル地盤層を造成した状態を示す断面図、（ｂ）は上記地盤改良と同じ施工法で底側のシェイクゲル地盤層と改良地盤層を同時に造成した状態を示す断面図である。上記底側のシェイクゲル地盤層の上に改良地盤層を造成した状態を示す断面図である。上記遮水壁と上記改良地盤層の間に両側のシェイクゲル地盤層を造成した状態を示す断面図である。従来の軟弱地盤における免震構造の断面図である。図７中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態の軟弱地盤の免震構造を示す断面図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図、図３は地盤改良の領域の周囲に環状の遮水壁を造成した状態を示す断面図、図４（ａ）は地盤改良と違う施工法で底側のシェイクゲル地盤層を造成した状態を示す断面図、図５は底側のシェイクゲル地盤層の上に改良地盤層を造成した状態を示す断面図、図６は遮水壁と改良地盤層の間に両側のシェイクゲル地盤層を造成した状態を示す断面図である。

図１、図２に示すように、硬質地盤（支持地盤）１１の上層にある軟弱地盤１２の免震構造１０は、地盤改良の領域の周囲に硬質地盤１１まで達する四角環状の遮水壁１３を形成してある。この四角環状の遮水壁１３内の軟弱地盤１２の地表１２ａから所定の深さＨの間で且つ遮水壁１３から所定間隔離れた位置に地盤改良した改良地盤層１４を形成してある。この改良地盤層１４と硬質地盤１１との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた底側のシェイクゲル地盤層１５を隙間なく形成してある。即ち、硬質地盤１１上に底側のシェイクゲル地盤層１５と改良地盤層１４とを隙間なく積層形成してある。また、四角環状の遮水壁１３と改良地盤層１４及び底側のシェイクゲル地盤層１５との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた両側のシェイクゲル地盤層１６を隙間なく四角環状に形成してある。

尚、底側のシェイクゲル地盤層１５及び両側のシェイクゲル地盤層１６は、地震の震動により液状化する四角環状の遮水壁１３内の軟弱地盤１２中に液状のシェイクゲル剤を注入し、または、注入しながら攪拌・混合することにより形成される。

次に、図３〜図６によって軟弱地盤１２の免震構造１０の造成手順を説明する。

まず、図３に示すように、地盤改良の領域の周囲（必要エリアの外周）に硬質地盤１１まで達する四角環状の遮水壁１３を造成する。

次に、図４（ａ）に示すように、硬質地盤１１上から軟弱地盤１２の地表１２ａより所定の深さＨまでの位置に、地盤改良と違う施工法で免震地盤としての底側のシェイクゲル地盤層１５を造成する。

次に、図５に示すように、底側のシェイクゲル地盤層１５上で且つ四角環状の遮水壁１３から所定間隔離れた位置内に改良地盤層１４を隙間なく造成する。

次に、図６に示すように、四角環状の遮水壁１３と改良地盤層１４及び底側のシェイクゲル地盤層１５との間にシェイクゲル機能を持たせた免震地盤としての両側のシェイクゲル地盤層１６を隙間なく造成する。これにより、軟弱地盤１２の免震構造１０が完成し、図１に示すように、改良地盤層１４上に構造物１７を構築する。

このように、地盤改良の領域の周囲に硬質地盤１１まで達する四角環状の遮水壁１３を造成し、この四角環状の遮水壁１３内の軟弱地盤１２の地表１２ａから所定の深さＨの間に地盤改良した改良地盤層１４を造成し、この改良地盤層１４と硬質地盤１１との間にシェイクゲル機能を持たせた底側のシェイクゲル地盤層１５を隙間なく造成すると共に、四角環状の遮水壁１３と改良地盤層１４及び底側のシェイクゲル地盤層１５との間にシェイクゲル機能を持たせた両側のシェイクゲル地盤層１６を隙間なく造成したことにより、四角環状の遮水壁１３内に液状化対策の地盤改良工事を行っても、地震時に底側及び両側の各シェイクゲル地盤層１５，１６が免震機能を発揮して硬質地盤１１からの地震力がそのまま地表１２ａの構造物１７等に伝達されないようにすることができる。即ち、地震発生時の振動により底側及び両側の各シェイクゲル地盤層１５，１６がゲル化を開始し、それが終了するまでの間は元々軟弱地盤であった各シェイクゲル地盤層１５，１６が液状化に近い状態になることで、硬質地盤１１からの地震力を減衰させる免震層となるため、地震力がそのまま地表１２ａの構造物１７等に伝達されない。

また、地震振動の経過と共に液状化に近い状態となった底側及び両側の各シェイクゲル地盤層１５，１６は、シェイクゲル機能によりゲル化されて変形を抑える強度を持った地盤層となるため、地表の構造物１７等の沈下や傾斜等の被害を簡単かつより確実に防止することができる。

さらに、時間経過により、底側及び両側の各シェイクゲル地盤層１５，１６は元の性状（免震効果のある軟弱地盤のような免震層）に戻るため、再度、地震がきてもその機能を発揮することができる。

また、従来、軟弱地盤１２の液状化対策工事と構造物１７の免震化工事が必要であったが、軟弱地盤１２の液状化対策の深度を浅することができるため、その分コストダウンと構造物１７の免震化工事が不要になる。

さらに、シェイクゲル機能を持った底側及び両側の各シェイクゲル地盤層１５，１６は、その機能によりメンテナンスとか調整の必要が無いため、維持管理が容易である。

尚、前記実施形態によれば、図４（ａ）と図５に示すように、地盤改良と違う施工法で底側のシェイクゲル地盤層１５を造成した後で、この底側のシェイクゲル地盤層１５上に改良地盤層１４を造成したが、図４（ｂ）に示すように、地盤改良と同じ施工法で底側のシェイクゲル地盤層１５と改良地盤層１４を同時に造成しても良い。この場合、地盤改良工事とシェイクゲル地盤層を造成する免震地盤工事を同時（一緒）に行うことで、工期、コストの大幅な削減が可能となる。

また、前記実施形態によれば、四角環状の遮水壁１３内の軟弱地盤１２の地表１２ａから所定の深さＨの間で且つ四角環状の遮水壁１３から所定間隔離れた位置に地盤改良した改良地盤層１４を形成したが、例えば、せん断波が伝わりにくいベントナイト泥水壁、或いは、流動体を詰めた袋体等により四角環状の遮水壁１３との間に非改良層を残すことなく軟弱地盤１２の地表１２ａから所定の深さＨの間を地盤改良して改良地盤層１４を形成しても良い。この場合、両側のシェイクゲル地盤層１６を形成する必要はなく、改良地盤層１４と硬質地盤１１との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた底側のシェイクゲル地盤層１５のみを隙間なく積層形成する。

さらに、前記実施形態によれば、遮水壁１３を四角環状に形成したが、円環状等の各種形状でも良いことは勿論である。

１０免震構造
１１硬質地盤（支持地盤）
１２軟弱地盤
１２ａ地表
１３四角環状の遮水壁（環状の遮水壁）
１４改良地盤層
１５底側のシェイクゲル地盤層（シェイクゲル地盤層）
１６両側のシェイクゲル地盤層
１７構造物
Ｈ所定の深さ

Claims

支持地盤の上層にある軟弱地盤の免震構造において、
前記軟弱地盤の地表から所定の深さの間に地盤改良した改良地盤層を形成し、この改良地盤層と前記支持地盤との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせたシェイクゲル地盤層を形成したことを特徴とする軟弱地盤の免震構造。
請求項１記載の軟弱地盤の免震構造であって、
前記支持地盤上に前記シェイクゲル地盤層と前記改良地盤層とを隙間なく積層形成したことを特徴とする軟弱地盤の免震構造。
請求項１記載の軟弱地盤の免震構造であって、
前記地盤改良の領域の周囲に前記支持地盤まで達する環状の遮水壁を形成し、この環状の遮水壁内の前記軟弱地盤の地表から所定の深さの間に地盤改良した改良地盤層を形成し、この改良地盤層と前記支持地盤との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた底側のシェイクゲル地盤層を隙間なく形成すると共に、前記環状の遮水壁と前記改良地盤層及び前記底側のシェイクゲル地盤層との間の軟弱地盤にシェイクゲル機能を持たせた両側のシェイクゲル地盤層を隙間なく形成したことを特徴とする軟弱地盤の免震構造。