JPH0645943B2 - 埋設構造物の液状化対策工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は送電線、ガス管、水道管などのライフラインを
地下に埋設する際に、これらを一括して埋設するための
断面幅の大きい共同溝、あるいは堀割道路などの大規模
地中埋設構造物または半地下埋設構造物に対する液状化
対策工法に関するものである。

〔従来の技術〕

液状化のおそれのある地盤（以下、単に液状化地盤と呼
ぶ）に対する液状化抑止手段としては、従来から多用さ
れている地盤締固め工法や、砕石ドレーン工法（特開昭
56−100919号公報、実開昭56−116434号公報参照）があ
り、液状化の発生が予想される地盤に適用されている。
さらに、地盤内の間隙水を集排水する目的や液状化対策
として、パイプ周面にフィルターを設けた耐圧樹脂パイ
プは従来から用いられていた。また、近年、地震時など
における地盤内の過剰間隙水を排水する目的で、鋼管な
どからなる杭に多数の孔を穿設し、孔部に土砂の侵入を
阻止する通水性のあるフィルターを設け、排水効果に加
え杭の強度、剛性をも期待した中空孔あき杭（特開昭61
−146910号公報参照）、多孔質コンクリ−トパイル（特
開昭61−83711号公報参照）などが開発されている。こ
の他、鋼矢板に排水用鉛直管を添設したもの（特開昭62
−146315号公報参照）などもある。

ところで、共同溝などの埋設構造物に対し、従来検討さ
れ、あるいは用いられている液状化対策としては、次の
ようなものがある。

(1)矢板囲い方式 第４図に示すように共同溝１側面を矢板３１で囲むこと
により、その外側で地震の際に上昇する過剰間隙水圧が
共同溝１底面に伝達することを防ぎ、揚圧力の発生を抑
えるとともに、矢板囲い内の地盤７を矢板３１で拘束す
ることにより、その液状化を抑止する効果を有する方式
である。従って、共同溝１の断面積が小さい場合の液状
化対策としては有効である。

(2)杭支持方式 第５図に示すように共同溝１の自重および共同溝２への
上載荷重を杭３２で支持するとともに、地盤液状化時に
発生する揚圧力に対し、杭３２の引抜き抵抗で対抗する
方式である。

(3)地盤改良方式 各種地盤改良工法により、共同溝の周辺地盤を改良する
ものである。

例えば、特開昭63−107610号公報には、液状化地盤に埋
設されたパイプラインの周辺に砕石ドレーンパイル群
を、パイプラインの長手方向に沿って断続的に打設した
液状化対策工法が開示されている。

また、砕石ドレーンを堀割道路に適用した場合の堀割道
路の幅による液状化対策効果の影響に関する研究（谷口
他；堀割道路の液状化対策としてグラベルドレーン工法
に関する解析、第２２回土質工学研究発表会（新潟）、
昭和62年６月参照）や、深層混合処理工法による液状化
時の堀割道路の浮上り防止効果に関する研究（古賀、古
関他；深層混合処理工法による堀割道路の液状化対策に
関する模型振動実験（その２）−動的外力に関する考察
−第２３回土質工学研究発表会（宮崎）、昭和63年６月
参照）などの報告がある。

(4)併用方式 (1)の矢板囲い方式と(3)の地盤改良方式を併用した方
式、または(2)の杭支持方式と(3)の地盤改良方式を併用
した方式などである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の埋設構造物に対する液状化対策には以下
のような問題点がある。

(1)矢板囲い方式 単に矢板囲いを施しただけでは、共同溝などの埋設構造
物の自重およびその上載荷重並びに矢板と埋設構造物間
の埋戻し土などの重量が埋設構造物下面（矢板囲い内）
の地盤の上載圧として作用する。従って、埋設構造物の
断面幅が大きい場合には、地震時に矢板による地盤拘束
効果が有効に働かず、埋設構造物下面の地盤が液状化
し、揚圧力がその自重および上載荷重の和より大きくな
り、浮上りを防止し得ない。

第４図のように、埋設構造物の上面で矢板どうしを連結
した場合でも、液状化層以深の矢板の根入れ部分での引
抜き抵抗が必要で、根入れ長が長くなることがある。

さらに、矢板表面および埋設構造物表面（主として側
面）が流線を形成しやすく、矢板および埋設構造物側面
真上地盤に噴砂を生じるおそれがある。

(2)杭支持方式 埋設構造物の周辺液状化地盤から同下面地盤への過剰間
隙水圧の伝達が免れ難い。

杭の引抜き抵抗で対応する方式であるため、共同溝など
の埋設構造物の規模が大きくなるに従い、杭本数が増加
する。

また、埋設構造物側面および杭側面が流線を形成しやす
く、周辺から噴砂を生じやすい。

(3)地盤改良方式 埋設構造物の規模が大きくなるにつれ、改良域が増加
し、施工期間が上記２方式に比べ長期となる。

また、例えば、全体的に水平移動を生じるような液状化
地盤においては、矢板囲い方式、杭支持方式の場合、部
材の強度、剛性により、埋設構造物下面でのせん断面の
発生が防止し得るが、地盤改良ではこの点の保証が明ら
かでない。すなわち、埋設構造物周辺地盤を改良するた
め、改良部分での液状化を抑えるが、共同溝などの埋設
構造物の底面に何らかの要因で過剰間隙水圧が伝達され
ると、作用揚圧力が改良域を含む全重量を上回り、埋設
構造物が浮上するおそれがある。地盤改良方式の１つと
考えられる砕石ドレーンでは、排水効果が期待し得る
分、上述の現象は生じ難いと考えられるが、やはりその
可能性が存在する。

(4)(1)または(2)と(3)の併用方式 例えば、矢板囲い内の共同溝などの下面に薬液注入など
により、地盤改良を施す場合がみられるが、施工費用が
高くなる。

本発明は上述のような従来技術における問題点を解決す
ることを目的としたものである。すなわち、液状化地盤
に大規模な共同溝や堀割道路などの地中または半地下埋
設構造物を設ける際、周辺地盤の過剰間隙水圧の上昇を
抑止し、埋設構造物の地震に対する安全性を向上させる
とともに、構造物周辺地盤の噴砂、液状化を抑止し、並
びにこれらの埋設構造物の施工性と経済性を向上させる
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の埋設構造物の液状化対策工法は、共同溝あるい
は堀割道路などの地中または半地下に構築される埋設構
造物の側面に、地震時、埋設構造物周辺および下面の地
盤内に発生する過剰間隙水圧を逸散させるための排水機
能を有する所要長さの液状化抑止矢板を設け、さらにこ
の液状化抑止矢板の上部と液状化対策対象地盤外とをつ
なぐ排水路を形成することにより、埋設構造物周辺およ
び下面から埋設構造物の側面を経由し、液状化抑止矢板
上部より液状化対策対象地盤外へ通じる排水経路を確保
し、地震時に地中水を排水させることにより、埋設構造
物周辺および下面の間隙水圧の上昇を抑え、地盤液状化
時の埋設構造物の浮上りを防止するとともに、液状化地
盤の変状並びに埋設構造物の変状を抑止するものであ
る。

排水路としては、例えば液状化抑止矢板の上部と液状化
対策対象地盤外とをつなぐ排水用砕石マットなどが考え
られ、排水用砕石マットのみでは施工範囲が広くなりす
ぎる場合には、側溝あるいは暗渠などを併用すればよ
い。

また、ジベルや鉄筋などで液状化抑止矢板と埋設構造物
とを一体化することにより、液状化地盤の側方流動的移
動並びに埋設構造物の健全性を保証することができる。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第２図および第３図は本発明において使用される液状化
抑止矢板の例を示したものである。

第２図の液状化抑止矢板２ａは雄雌の継手１１，１２を
有する鋼管矢板に排水機能を持たせたものであり、鋼管
の所定区間に多数の開口部１３を形成し、その開口部１
３に土砂の侵入を防ぐためのフィルター１４を設け、鋼
管内部を排水空間としている。

第３図の液状化抑止矢板２ｂは両端に継手１５を有する
板状の矢板の、長手方向に沿った所定区間に排水用部材
１６を設けたもので、排水用部材１６に多数の開口部１
７と、開口部１７からの地盤の土砂の侵入を防ぐための
フィルター１８を設けてある。

以上はそれぞれ液状化抑止矢板の一例を挙げたものであ
り、本発明で利用する液状化抑止矢板としては、土留な
どの矢板機能と地震時の地盤内に発生する過剰間隙水圧
を逸散させるための排水機能を備えたものであれば、そ
の形式は問わない。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、場所打ちコ
ンクリートによる共同溝１の構築にあたり、土留矢板と
して上述の液状化抑止矢板２を用い、砕石（栗石）３で
共同溝１の底面を整形し、矢板２の上部を切断した後、
矢板２どうしをタイロッド４で結合し、矢板２上部位置
に排水用砕石マット５を形成して、埋戻したものであ
る。図中、６は共同溝１周囲の液状化地盤、７は共同溝
１下面の液状化地盤を示す。

本実施例における排水用砕石マット５は、液状化抑止矢
板２の上部と液状化対策対象地盤外とをつなぐ排水路ま
たはその一部を形成するものであり、場合によっては排
水用砕石マット５内に盲暗渠などを施す場合もある。排
水路としては、液状化対策対象地盤外の地盤に水を戻す
形で排水するものでも、あるいは側溝などを通じて河川
に排水するものでもよく、排水用砕石マット５のみでは
施工範囲が広くなりすぎる場合には、側溝あるいは暗渠
などを併用すればよい。

このようにして共同溝１の周辺および下面から共同溝１
の側面を経由し、液状化抑止矢板２の上部より液状化対
策対象地盤外へ通じる排水経路が確保される。

作用として具体的には、地震により液状化地盤６，７が
液状化する際、地盤中の間隙水圧が上昇するが、共同溝
１下面の地盤７の過剰間隙水圧は、この部分の地中水が
砕石３、液状化抑止矢板２、排水用砕石マット５を介
し、必要に応じて側溝などを経由して液状化対策対象地
盤外に排水されることにより抑制される。

従って、共同溝１単独設置の場合の液状化によって生じ
る上向きの揚圧力を小さくすることができ、矢板２の根
入れ長が少なくて済む（ただし、液状化抑止矢板として
必要とされる根入れ長が、土留矢板として必要な根入れ
長より短い場合）。

なお、タイロッド４の役割は矢板２による共同溝１の拘
束効果を高め、これにより液状化地盤の側方流動移動に
対する抵抗を増加するものである。

また、液状化抑止矢板２に取り付ける排水部材、または
液状化抑止矢板２が鋼管矢板などの場合において開口部
およびフィルターを設ける部分の長さは、矢板２外面
（共同溝１側を内面とする）については液状化地盤６厚
に所要の長さを付加した長さ、矢板２内面については共
同溝１下面の液状化地盤７厚と砕石３厚とを加算した長
さのそれぞれに施工誤差程度を加えた長さでよい。

上記実施例において、共同溝１の断面幅がさらに大き
く、タイロッド４により生じる共同溝１と矢板２間の拘
束効果が十分でない場合には、場所打ちコンクリートで
共同溝１を形成する前に、液状化抑止矢板２にジベル、
鉄筋などを溶接し、共同溝１と矢板２とを確実に一体化
することが考えられる。その場合、常時の共同溝１およ
び上載荷重の一部または全部が矢板２で支持されること
から、地震時に共同溝１下面の液状化地盤７に生じる過
剰間隙水圧がさらに低減し、共同溝１の浮上りに対しよ
り安全となる。

以上述べた実施例における共同溝１は場所打ちコンクリ
ート製の場合であるが、プレキャストコンクリート製の
共同溝を用いる場合も、何ら問題はなく、例えば液状化
抑止杭と共同溝間にモルタルあるいはコンクリートを充
填する構造とすることで十分に対応できる。また、これ
らの液状化対策は共同溝に限らず、堀割道路の液状化対
策としても同様に適用することができる。

また、液状化地盤の側方流動的移動が小さいと予測され
る場合は、矢板と共同溝の間を離して設置しても、液状
化抑止矢板の強度、剛性のみで水平抵抗が期待できるた
め、液状化地盤の側方流動的移動を防げることはいうま
でもない。さらに、矢板を離散的（１〜２本間隔）に設
けても周辺地盤の過剰間隙水圧の共同溝下面への伝達を
遮断することから、矢板の転用ができ、工事費が大幅に
低減できる。

〔発明の効果〕 埋設構造物構築のための矢板として、過剰間隙水圧を
逸散させるための排水機能を有する液状化抑止矢板を用
いることにより、地震時において埋設構造物周辺および
下面の地盤の液状化が抑止され、埋設構造物の浮上りを
防止することができる。

液状化抑止矢板およびこれに連続する排水路の存在に
より、埋設構造物あるいは矢板表面における水みちの形
成の問題が解消し、埋設構造物周辺における噴砂の発生
が抑止される。

矢板自身の水平抵抗（強度、剛性）に加え、周辺地盤
の強度低減が抑止されることにより、地盤の水平抵抗が
期待でき、変状（特に側方流動的移動）し得る液状化地
盤内でも埋設構造物およびその周辺地盤の健全性を保持
することができる。

ジベルや鉄筋などで、液状化抑止矢板と埋設構造物と
を一体化することにより、埋設構造物の変状および液状
化地盤の変状抑止に関し、さらに大きな効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す鉛直断面図、第２図お
よび第３図はそれぞれ本発明において使用される液状化
抑止矢板の一例を示す斜視図、第４図および第５図は従
来例を示す鉛直断面図である。 １…共同溝、２…液状化抑止矢板、３…砕石、４…タイ
ロッド、５…排水用砕石マット、６，７…液状化地盤

フロントページの続き (72)発明者 才村 幸生 東京都千代田区大手町１丁目１番３号 住 友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−212515（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中または半地下に構築される埋設構造物
   の側面に、地震時に前記埋設構造物周辺および下面の地
   盤内に発生する過剰間隙水圧を逸散させるための排水機
   能を有する所要長さの液状化抑止矢板を設け、さらに前
   記液状化抑止矢板の上部と液状化対策対象地盤外とをつ
   なぐ排水路を形成することにより、前記埋設構造物周辺
   および下面から埋設構造物の側面を経由し、前記液状化
   抑止矢板上部より液状化対策対象地盤外へ通じる排水経
   路を確保し、地盤液状化時の前記埋設構造物の浮上りを
   防止するとともに、液状化地盤の変状並びに埋設構造物
   の変状を抑止することを特徴とする埋設構造物の液状化
   対策工法。
2. 【請求項２】前記排水路の一部または全部として前記液
   状化抑止矢板の上部から液状化対策対象地盤外へ向かう
   排水用砕石マットを施工する請求項１記載の埋設構造物
   の液状化対策工法。
3. 【請求項３】前記液状化抑止矢板と前記埋設構造物と
   を、前記液状化抑止矢板に設けたジベルまたは鉄筋によ
   り一体化する請求項１または２記載の埋設構造物の液状
   化対策工法。