JP7073163B2

JP7073163B2 - 盛土構造

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Publication number: JP7073163B2
Application number: JP2018065919A
Authority: JP
Inventors: 敦小川
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-05-23
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP2019173521A

Description

本発明は、液状化層の上の非液状化層の上に造成される盛土層への噴砂対策を施した盛土構造に関する。

図６に示すように、液状化層１００の上の非液状化層１０１の層境界１０２にレベル差がある場合、下がった部分を敷地内の層境界１０２の高いレベルに合わせて盛土した盛土層１０３を造成し、当該盛土層１０３の上に建物１０４を建設する場合がある。
この場合、図７に示すように、噴砂による地下水（泥水）１０５が盛土層１０３内に侵入した場合、盛土及び建物１０４が流される可能性がある。
噴砂は、砂と地下水の混じった状態の泥水が噴き出す現象である。特に、地下水位以下の砂が多い地盤である液状化層１００の上に粘性土等の非液状化層１０１が存在する場合、噴砂が起きやすくなる。
噴砂の影響を緩和する方法としては、粗粒土等により構成された杭状の排水材を建物の敷地全体に等間隔で打ち込む方法や、建物の基礎下全面を排水層にする方法等（以下、従来技術１という）がある。当該排水層は、例えば、建物の基礎下となる地盤上に栗石や砂利石を敷設することにより形成される。
また、液状化時の盛土の沈下対策として、盛土層直下の地盤上に盛土の沈下対策用のシートを敷設した盛土構造も知られている（以下、従来技術２という）。
また、地震の際に、基礎地盤が液状化を起こす場合であっても、基礎地盤上の既設盛土の変形を抑制できるようにするため、既設盛土の法尻部を撤去した地盤上に砕石と補強材（シート又は金網）とによる補強構造を設けるようにした盛土構造も知られている（特許文献１参照）。

特開２０１６－１８３４９２号公報

しかしながら、従来技術１は、いずれの場合も、手間のかかる方法であるので、費用が高くなるとともに、施工期間が長くなるという問題があった。
また、従来技術２では、盛土層直下の地盤上に敷設した盛土の沈下対策用のシートには止水性能が求められていないため、噴砂が起きた場合、噴砂による地下水がシートを通過して盛土層内に侵入した場合、盛土が流される可能性がある。また、盛土層直下の地盤上にシートを敷設するだけであるため、仮にシートとして不透水性のシートを用いたとしても、噴砂による地下水が盛土層の端部に到達した場合には、当該噴砂の影響が盛土層自体に及んで盛土が流されて法面が崩壊する可能性がある。
さらに、特許文献１に開示された盛土構造であっても、噴砂が起きた場合、噴砂による地下水が盛土層内に侵入する可能性があり、この場合、盛土が流されて法面が崩壊する可能性がある。
そこで、本発明は、液状化層の上の非液状化層の上に盛土層を構成する盛土構造において、噴砂により盛土が流される被害を防止できるようにした盛土構造を提供する。

本発明に係る盛土構造は、液状化層の上の非液状化層の上に造成される盛土層への液状化層からの噴砂に伴う地下水の侵入防止機能及び排水機能を備えた盛土構造であって、液状化層の上の非液状化層の上に盛土層を造成する前に、盛土予定の非液状化層の層境界に設けられて液状化層からの噴砂に伴う地下水の盛土層への透過を防止する不透水層と、噴砂に伴って噴出して不透水層の下面に沿って流下した地下水を排水する排水手段とを備え、不透水層は、少なくとも一端部が盛土層の法尻に到達するように設けられ、排水手段は、不透水層の下面に沿って盛土層の法尻端部に到達した地下水を排水する構成を備えたので、液状化層の上の非液状化層の上に盛土層を構成する盛土構造において、噴砂に伴う地下水を盛土層に侵入させずに排水できるようになり、噴砂により盛土が流される被害を防止できる。
また、排水手段は、集排水路と、下水道と、集排水路と下水道とを繋ぐ排水路とを備え、集排水路は、盛土層の法尻に沿った不透水層の一端部の下面側に設けられた法尻側集排水路と、当該法尻側集排水路より層境界に沿って標高の高い方に延長するように設けられた傾斜集排水路とを備えたので、噴砂に伴う地下水を盛土層に侵入させずに、集排水路、排水路を介して下水道に排水できる。
非液状化層の層境界と不透水層の下面との間には、噴砂に伴って噴出した地下水を不透水層の下面に沿って集排水路に導くための透水層を備えたので、噴砂に伴う地下水を不透水層の下面に沿って集排水路に導くことができ、排水効率が高くなる。

盛土構造を示す断面図（実施形態１）。盛土構造を上方から見た図（実施形態１）。非液状化層と不透水層との間に透水層を備えた構成の盛土構造を示す断面図（実施形態２）。盛土構造を上方から見た図（実施形態２）。盛土構造を示す断面図（実施形態３）。従来の盛土構造を示す断面図。従来の盛土構造において噴砂により盛土が流された状態を示す断面図。

実施形態１
実施形態１に係る盛土構造は、図１に示すように、液状化層１００の上の非液状化層１０１の上に造成される盛土層１０３への液状化層１００からの噴砂に伴う地下水１０５の侵入防止機能及び排水機能を備えた盛土構造であって、液状化層１００の上の非液状化層１０１の層境界１０２上に盛土層１０３を造成する前に、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２に設けられて液状化層１００からの噴砂に伴う地下水の盛土層１０３への透過を防止する不透水層１と、不透水層１の上に造成された盛土層１０３と、噴砂に伴って噴出して不透水層１の下面１２に沿って流下した地下水（泥水）１０５を排水する排水手段２とを備えた構造である。

不透水層１は、非液状化層１０１の層境界１０２に敷設された不透水性を有した所謂遮水シート、又は、非液状化層１０１の層境界１０２にコンクリートが吹付けられて形成された吹付コンクリート層等により構成される。
当該不透水層１は、少なくとも、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２の上面であって液状化層１００に最も近い部分を中心としてその周辺に延長し、少なくとも一端部１１が盛土層１０３の法尻に到達するように設けられれば良い。

排水手段２は、図１，図２に示すように、集排水路２０と、下水道４０と、集排水路２０と下水道４０とを繋ぐ排水路３０とで構成される。

集排水路２０は、盛土層１０３の法尻に沿った不透水層１の一端部１１の下面１２側に設けられた法尻側集排水路２０ａと、法尻側集排水路２０ａの延長方向に沿った方向の両端２０ｓ，２０ｓ側より層境界１０２に沿って標高の高い方に延長するように設けられた傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂとを備える。
当該集排水路２０は、例えば、図１に示すように、Ｕ字溝等により構成された排水溝２１と、透水構造部２２、排水材２３とを組み合わせて構成される。
排水溝２１を構成するＵ字溝は、法尻側集排水路２０ａを形成するＵ字溝が溝開口を上に向けた状態で不透水層１の一端部１１の下面１２側に設置されるとともに、傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂを形成するＵ字溝が法尻側集排水路２０ａを形成するＵ字溝の両端側より層境界１０２に沿って標高の高い方に延長するように不透水層１の下面１２側に設置される。そして、当該Ｕ字溝の溝内には、排水材２３が設置され、かつ、当該排水溝２１の溝壁における、これら排水溝２１で囲まれた層境界１０２の中央に近い側の一方の溝壁２１ａの上端側に透水構造部２２が設けられて、集排水路２０が構築される。
尚、排水材２３、例えば、粗粒土、樹脂等により形成された管状の排水材、又は、栗石や砂利石等を用いればよい。

透水構造部２２は、例えば、排水溝２１で囲まれた層境界１０２の中央に近い側の一方の溝壁２１ａの上端面に、当該一方の溝壁２１ａの上端面の長手方向に沿って延長するように透水材を設けて構成すればよい。そして、不透水層１の下面１２と透水材の上面とが接触し、かつ、不透水層１の下面１２と排水溝２１の他方の溝壁の上端面とが接触した状態となるように（図１参照）、集排水路２０及び不透水層１の上側に盛土層１０３を造成する。
この場合、当該透水材としては、水を透過させるウレタンフォーム、ゴムスポンジ等の連続気泡体（連続多孔質体）のような材料を用いればよい。
また、透水構造部２２は、例えば、排水溝２１で囲まれた層境界１０２の中央に近い側の一方の溝壁２１ａの上端側に、当該一方の溝壁２１ａの上端面の長手方向に沿って所定の間隔を隔てて形成された複数の透水孔により構成してもよい。当該透水孔は、例えば、当該一方の溝壁２１ａを貫通して当該溝壁２１ａの上端面に到達する貫通孔により形成される。そして、不透水層１の下面１２と排水溝２１の一方の溝壁２１ａの上端面及び他方の溝壁の上端面とが接触した状態となるように、集排水路２０及び不透水層１の上側に盛土層１０３を造成する。
また、透水構造部２２は、例えば、排水溝２１で囲まれた層境界１０２の中央に近い側の一方の溝壁２１ａの上端面に当該上端面の長手方向に沿って所定の間隔を隔てて複数のスペーサを設置し、当該互いに隣り合うスペーサ間の空間により形成してもよい。この場合、不透水層１の下面１２と各スペーサの上面とが接触するとともに、不透水層１の下面１２と排水溝２１の一方の溝壁２１ａの上端面とが離間し、かつ、不透水層１の下面１２と排水溝２１の他方の溝壁の上端面とが接触した状態となるように、集排水路２０及び不透水層１の上側に盛土層１０３を造成することにより、互いに隣り合うスペーサ間に透水構造部２２としての空間が形成される。

また、排水路３０は、Ｕ字溝等により形成され、図２に示すように、集排水路２０を形成するＵ字溝と排水路３０を形成するＵ字溝とが接続される。

以上の構成により、噴砂が生じた場合、噴砂に伴う地下水１０５が、不透水層１の下面１２に沿って集排水路２０に向かって流下した後、透水構造部２２を通過して排水溝２１内に流入し、排水路３０を経由して下水道４０に排水される。

即ち、実施形態１に係る盛土構造の構築方法は、図１に示すように、法尻側集排水路２０ａを形成するＵ字溝等の排水溝２１、傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂを形成するＵ字溝等の排水溝２１の設置予定位置である非液状化層１０１の層境界１０２上の位置を掘削し、この掘削した掘削溝内に、これら排水溝２１の溝の開口を上に向けた状態で当該排水溝２１を設置する。そして、当該排水溝２１の溝内に排水材２３を設置して、当該排水溝２１の溝壁における、これら排水溝２１で囲まれた層境界１０２の中央に近い側の一方の溝壁２１ａの上端側に透水構造部２２が設けられて、集排水路２０が構築される。そして、液状化層１００の上の非液状化層１０１の層境界１０２上に盛土層１０３を造成する前に、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２に不透水層１を設け、当該不透水層１の上に盛土して盛土層１０３を造成する。そして、集排水路２０の排水口２０ｅと下水道４０とを排水路３０で繋ぐ。
以上により、盛土層１０３の下面に不透水層１を備えるとともに、当該不透水層１の下面１２側に設けられた集排水路２０、及び、排水路３０、下水道４０とで構成された排水手段２を備えた盛土構造を構築できる。

尚、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２が傾斜している場合は、不透水層１の一端部１１が当該層境界１０２の下端部に位置されるようにする。また、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２が水平面や水平面に近い面であるような場合には、噴砂が生じた場合、地下水１０５が、不透水層１の下面１２に沿って集排水路２０まで流下するように、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２を集排水路２０に向けて下傾するように整地しておく。
図２中、ａは盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２の等高線を示し、等高線ａは、右側に行くほど層境界１０２の高さが高いことを示している。即ち、図２に示すように、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２が当該層境界１０２の中央側から集排水路２０に向けて下るように傾斜していたり、盛土層１０３下に位置される層境界１０２を当該層境界１０２の中央側から集排水路２０に向けて下るように整地することにより、地下水１０５が、不透水層１の下面１２に沿って矢印Ｗに示すように集排水路２０に向かって流下し、集排水路２０、排水路３０を経由して下水道４０に排水されることになる。

実施形態１に係る盛土構造によれば、液状化層１００の上の非液状化層１０１の上に造成される盛土層１０３への液状化層１００からの噴砂に伴う地下水１０５の侵入防止機能及び排水機能を備える。即ち、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２に設けられて液状化層１００からの噴砂に伴う地下水１０５の盛土層１０３への透過を防止する不透水層１と、噴砂に伴って噴出して不透水層１の下面１２に沿って流下した地下水を排水する排水手段２とを備えたので、噴砂に伴う地下水１０５を盛土層１０３に侵入させずに排水できるようになり、噴砂により盛土が流される被害を防止できるようになる。

また、実施形態１に係る盛土構造によれば、排水手段２を備えたので、噴砂に伴う地下水１０５を盛土層１０３に侵入させずに、集排水路２０、排水路３０を介して下水道４０に排水できる。従って、噴砂による地下水１０５が盛土層１０３の法尻端部に到達するような場合でも、当該地下水１０５が集排水路２０、排水路３０を経由して下水道４０に排水されるので、当該噴砂の影響が盛土層１０３に及んでしまうことを防止できる。

実施形態２
図３（図５参照）に示すように、非液状化層１０１の層境界１０２と不透水層１の下面１２との間に、噴砂に伴って噴出した地下水１０５を不透水層１の下面１２に沿って集排水路２０に導くための透水層３を備えた構成としてもよい。
当該透水層３は、例えば、不透水層１の下面１２に設けられた透水材により構成される。当該透水材としては、例えば、水を透過させるウレタンフォーム、ゴムスポンジ等の連続気泡体（連続多孔質体）のような材料を用いればよい。

当該透水層３は、非液状化層１０１の層境界１０２と不透水層１の下面１２との間の全面に設けるようにしても良いが、例えば図４に示すように、非液状化層１０１の層境界１０２と不透水層１の下面１２との間に、上方から見た場合に格子状となるように設けるようにしても良い。また、不透水層１の下面１２の全面に格子状の透水層３を設けるようにしても良いし、不透水層１の下面１２の一部に格子状の透水層３を設けるようにしても良い。

即ち、実施形態２に係る盛土構造の構築方法は、実施形態１と同じように、法尻側集排水路２０ａを形成するＵ字溝等の排水溝２１、傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂを形成するＵ字溝等の排水溝２１の設置予定位置である非液状化層１０１の層境界１０２上の位置を掘削して、掘削した掘削溝にこれら排水溝２１を設置して上述したように排水集排水路２０を構築した後、液状化層１００の上の非液状化層１０１の層境界１０２上に盛土層１０３を造成する前に、下面１２に透水層３が設けられた不透水層１を、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２の上に設けて、非液状化層１０１の層境界１０２と不透水層１の下面１２との間に透水層３が設けられた構成とする。そして、例えば、透水層３の端部と実施形態１で説明した透水構造部２２とを連結する。さらに、集排水路２０の溝開口を覆うように、不透水層１を位置させた状態で、不透水層１の上に盛土して盛土層１０３を造成する。

実施形態２に係る盛土構造によれば、非液状化層１０１の層境界１０２と不透水層１の下面１２との間に透水層３を備えたので、実施形態１と同様な効果が得られるともに、噴砂による地下水１０５が透水層３に浸透して不透水層１の下面１２に沿って非液状化層１０１の層境界１０２上の低い位置に向けて流下し、集排水路２０、排水路３０を経由して下水道４０に排水されるようになるので、排水効率が高くなる。

尚、図４に示すように、非液状化層１０１の層境界１０２と不透水層１の下面１２との間の格子状の透水層３を設けるようにした場合、非液状化層１０１の層境界１０２上の低い位置に向けて延長する幅の狭い透水路が複数設けられることになるので、噴砂に伴って噴出した地下水１０５を集排水路２０に向けて流下させる速度を速くすることができ、噴砂に伴って噴出した地下水１０５を素早く排水できるようになる。
また、上記では、不透水層１の下面１２に透水層３が設けられた構成を例示したが、不透水層１と透水層３とを別々に用意して、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２の上に透水層３を設置した後に、透水層３の上に不透水層１を設置するようにしてもよい。

実施形態３
図５に示すように、法尻側集排水路２０ａの上に盛土層１０３の法尻側となる端面を土留めする土留め手段２５を設置するようにしてもよい。
この場合、土留め手段２５としては、例えば、現場で打設した現場打ちコンクリートやプレキャストコンクリート製の土留め壁を設置し、この土留め壁の下に集排水路２０が位置されるように構成すればよい。
また、法尻側集排水路２０ａは、例えば、土留め壁の断面直角三角形状の下に連続するような断面台形状の溝を有した排水溝２１と、実施形態１で説明した透水構造部２２、排水材２３とを組み合わせて構成される。尚、法尻側集排水路２０ａの延長方向に沿った方向の両端２０ｓ，２０ｓ側より層境界１０２に沿って標高の高い方に延長する傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂは、実施形態１と同様に構成する。

実施形態３の盛土構造の構築方法は、例えば、図５に示すように、法尻側集排水路２０ａを形成する排水溝２１、傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂを形成する排水溝２１の設置予定位置である非液状化層１０１の層境界１０２上の位置を掘削して、掘削した掘削溝にこれら排水溝２１，２１を設置して、上述したように、法尻側集排水路２０ａ、及び、傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂを構築する。その後、法尻側集排水路２０ａの溝開口を覆うように、法尻側集排水路２０ａの上に土留め壁（土留め手段２５）を設置する。そして、法尻側集排水路２０ａの透水構造部２２と透水層３の一端部とを連結し、かつ、盛土層１０３の法尻側に対応する不透水層１の一端部１１を法尻側集排水路２０ａの透水構造部２２の上に位置する土留め壁に連結する。また、傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂの溝開口を覆うように、不透水層１を位置させる。そして、不透水層１の上に盛土して盛土層１０３を造成する。

尚、実施形態３において、法尻側集排水路２０ａの透水構造部２２を実施形態１で説明したような透水材やスペーサで構成する場合は、土留め壁の荷重を支える必要があるため、強度及び硬度の高い透水材やスペーサを用いることが好ましい。

実施形態３に係る盛土構造によれば、実施形態２と同様に、噴砂による地下水１０５が透水層３に浸透して不透水層１の下面１２に沿って非液状化層１０１の層境界１０２上の低い位置に向けて流下し、集排水路２０、排水路３０を経由して下水道４０に排水されるようになるので、排水効率が高くなる。
また、実施形態３に係る盛土構造によれば、法尻側集排水路２０ａの上に盛土層１０３の法尻側となる端面を土留めする土留め手段２５を設置したので、盛土の崩壊防止効果に優れた盛土構造となる。
実施形態３においては、実施形態１と同様に、透水層３を設けない構成としてもよい。

尚、各実施形態においては、法尻側集排水路２０ａの延長方向に沿った方向の両端側より層境界１０２に沿って標高の高い方に延長するように傾斜集排水路２０ｂ，２０ｂを設けた例を示したが、傾斜集排水路２０ｂは、法尻側集排水路２０ａの延長方向に沿った方向の両端側以外の位置から層境界１０２に沿って標高の高い方に延長するように設けてもよい。つまり、傾斜集排水路２０ｂが、法尻側集排水路２０ａから層境界１０２に沿って標高の高い方に延長するように１つ以上設けられていればよい。
即ち、本発明の盛土構造においては、盛土予定の非液状化層１０１の層境界１０２の上面において液状化層１００に最も近い部分を中心としてその周辺に延長して少なくとも一端部１１が盛土層１０３の法尻に到達するように設けられた不透水層１の下面側において、盛土層１０３の法尻に沿って設けられる法尻側集排水路２０ａと、当該法尻側集排水路２０ａより層境界１０２に沿って標高の高い方に延長するように設けられた１つ以上の傾斜集排水路２０ｂとを有した集排水路２０を備え、噴砂による地下水１０５が不透水層１の下面１２に沿って非液状化層１０１の層境界１０２上の低い位置に向けて流下して、法尻側集排水路２０ａ、排水路３０を経由して下水道４０に排水されたり、あるいは、傾斜集排水路２０ｂ、法尻側集排水路２０ａ、排水路３０を経由して下水道４０に排水されるように構成されていればよい。

１不透水層、２排水手段、３透水層、１２不透水層の下面、２０集排水路、
３０排水路、４０下水道、１００液状化層、１０１非液状化層、
１０２非液状化層の層境界、１０３盛土層、１０５地下水。

Claims

液状化層の上の非液状化層の上に造成される盛土層への液状化層からの噴砂に伴う地下水の侵入防止機能及び排水機能を備えた盛土構造であって、
液状化層の上の非液状化層の上に盛土層を造成する前に、盛土予定の非液状化層の層境界に設けられて液状化層からの噴砂に伴う地下水の盛土層への透過を防止する不透水層と、
噴砂に伴って噴出して不透水層の下面に沿って流下した地下水を排水する排水手段とを備え、
不透水層は、少なくとも一端部が盛土層の法尻に到達するように設けられ、
排水手段は、不透水層の下面に沿って盛土層の法尻端部に到達した地下水を排水する構成を備えたことを特徴とする盛土構造。
排水手段は、集排水路と、下水道と、集排水路と下水道とを繋ぐ排水路とを備え、
集排水路は、盛土層の法尻に沿った不透水層の一端部の下面側に設けられた法尻側集排水路と、当該法尻側集排水路より層境界に沿って標高の高い方に延長するように設けられた傾斜集排水路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の盛土構造。
非液状化層の層境界と不透水層の下面との間には、噴砂に伴って噴出した地下水を不透水層の下面に沿って集排水路に導くための透水層を備えたことを特徴とする請求項２に記載の盛土構造。