JPH07180132A - 基礎地盤の液状化防止工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砂層地盤よりドレーン柱によって地表側に吸
い上げた水を、砂利、砕石その他の従来使用されている
グラベルよりはるかに安価な透水性柱状体によって有効
に排水できると共に、土砂の埋め戻しによって崩壊する
おそれがなく、また基礎杭や面倒な終末排水設備を必要
せず、それによって施工コストの低廉化を図ることので
きる基礎地盤の液状化防止工法を提供する。 【構成】 基礎地盤１内に、砂利、砕石、礫または鉱
滓、あるいは金属、合成樹脂等よりなるドレーン柱２を
散在状に打設し、各ドレーン柱２の上部において、この
ドレーン柱２とは別材料よりなる硬質合成樹脂の透水性
柱状体７を、互いに隣接するドレーン柱２間をつなぐよ
うに配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基礎地盤内の液状化し
易い砂層地盤を改良し、地震時における砂層地盤の過剰
間隙水圧を消散して、構造物を支える基礎地盤の液状化
を防止し得る工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の工法は、図７に示すよう
に、構造物Ｋを支える範囲内において基礎地盤１に、砂
利、砕石または合成樹脂等のグラベル材料よりなるドレ
ーン柱２を散在状に打設し、更に基礎地盤１から岩盤層
Ｒにかけてコンクリート等製の基礎杭３打設し、これら
ドレーン柱２及び基礎杭３の上部に当該ドレーン柱２と
同材料よりなる厚さｈ１のグラベルマットＭを所要範囲
に亘り全面的に敷設し、しかして地震の際に基礎地盤１
における砂層４中の水分を各ドレーン柱２により地上側
のグラベルマットＭに吸い上げて、砂層４の過剰間隙水
圧を消散し、それにより液状化を防止するようにしてい
る。グラベルマットＭに吸い上げられた水は、グラベル
マットＭよりも下方に埋設した排水管５に流入させて、
適当な場所へ排出させる。ドレーン柱２及び基礎杭３の
打設にあたっては、基礎地盤１の表面部を図示のように
深さＨ、例えば２〜２．５ｍ程度掘削し、グラベルマッ
トＭの敷設後にその掘削土砂Ｓを埋め戻す。尚、図７に
おいて、ｈ２は、地盤中における構造物Ｋの埋設深さを
示し、また６は、グラベルマットＭの上部に平板状に打
設された均しコンクリートで、この上に構造物Ｋの基礎
コンクリート部が一体に築造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の工法によれ
ば、グラベルマットＭは、１ｍ以上の厚さに形成する必
要がある上、構造物Ｋの荷重に対する支持力が弱く不安
定なため、ドレーン柱２の間に常に基礎杭３を打設する
必要がある。従って、グラベルマットＭ形成のために高
価な砂利等を大量に要し、基礎杭３の使用と併せて材料
コストが非常に高くつくと共に、グラベルマットＭ形成
の際の地盤の掘削及び埋め戻し作業に非常な手間と時間
がかかり、更に上記のようにグラベルマットＭが厚く、
その地盤表面からの深さＨが深くなるため、終末排水設
備、つまりグラベルマットＭに吸い上げられた水をそこ
から所定の場所へ排水するための特別な配管設備（図７
にその排水管５を示す）が必要となり、その結果施工コ
ストの著しい高騰を来すと云う問題があった。

【０００４】本発明は、上記の課題に鑑み、砂層地盤よ
りドレーン柱によって地表側に吸い上げた水を、砂利、
砕石その他の従来使用されているグラベルよりはるかに
安価な透水性柱状体によって有効に排水できると共に、
土砂の埋め戻しによって崩壊するおそれがなく、また基
礎杭や面倒な終末排水設備を必要せず、それによって施
工コストの低廉化を図ることのできる基礎地盤の液状化
防止工法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の工法は、基礎地盤内に、砂利、砕石、礫ま
たは鉱滓、あるいは金属、合成樹脂等よりなるドレーン
柱２を散在状に打設し、各ドレーン柱２の上部におい
て、このドレーン柱２とは別材料よりなる硬質合成樹脂
の透水性柱状体７を、互いに隣接するドレーン柱２間を
つなぐように配設してなることを特徴とする。

【０００６】

【実施例】本発明工法の実施例について図面を参照して
説明すると、図１に示すように、先ず、従来工法の場合
と同様に、基礎地盤１の地表面を所要範囲に亘って構造
物Ｋの地中埋設深さｈ分だけ掘削し且つ排土した後、当
該範囲内に、砂利、砕石、礫または鉱滓、あるいは金
属、合成樹脂等のグラベルよりなるドレーン柱２を、例
えば図２に示すように縦及び横方向に一定の間隔で複数
列状をなすように所要本数打設する。しかして、各ドレ
ーン柱２の上部において、このドレーン柱２とは別材料
よりなる硬質合成樹脂製の透水性柱状体７を、互いに隣
接するドレーン柱２間をつなぐように配設する。

【０００７】その後、上記掘削排土された地盤表面に沿
って図１に示すような平板状の均しコンクリート８を打
設形成する。この均しコンクリート８の下面には、それ
ぞれ縦方向に延びる複数条の断面下向きコ字状の溝条９
が各透水性柱状体７と対応するように一体成形されてい
て、各溝条９が各透水性柱状体７に対し図１及び図２に
示すような状態で被嵌される。各溝条９は、透水性柱状
体７の横幅にほぼ相当する対向間隔を有する一対の突条
壁９ａ，９ａからなる。

【０００８】前記透水性柱状体７としては、例えば、新
光ナイロン株式会社により商品名「ヘチマロン」として
市販されている硬質合成樹脂製のポーラス材を使用する
のがよい。これは、ポリプロピレン等の硬質熱可塑性合
成樹脂を加熱溶融してノズルより押し出し、直径２ｍｍ
程度の繊維状体にしたものをカールさせたまま積み重
ね、繊維状体の相互接点を溶着成形して一体化した立体
網状体で、空隙率が大きく優れた透水性を有すると共
に、耐圧強度も高く、土圧で押し潰されることがない。

【０００９】また、この透水性柱状体７は、図３に示す
ように、横幅がドレーン柱２の直径より若干広い断面矩
形状に形成されたものを使用し、そして使用に際して
は、図４に示すように、柱状体７の周囲、即ち上面及び
両側面を柱状体７全長に亘って不透水性シート１０で被
い、両端面と下面はそのまま露出させるようにする。こ
の不透水性シート１０としては、ビニールシートのよう
なものを使用できる。このように透水性柱状体７の上面
及び両側面を不透水性シート１０で被うことにより、周
囲地盤の砂粒子の柱状体７内への侵入を阻止し、また前
記均しコンクリート８を打設する際にセメントモルタル
が柱状体７内に浸透するのを阻止して、当該透水性柱状
体７の目詰まりを防止することができる。

【００１０】また、透水性柱状体７の使用にあたって
は、図５に示すように、柱状体単体７ａを複数個組み合
わせて使用してもよい。また、図示は省略するが、透水
性柱状体７の周囲を上記のような不透水性シート１０で
被う代わりに、この柱状体７の上面及び両側面に熱可塑
性合成樹脂の不透水性膜を一体形成し、この不透水性膜
によって柱状体７の周囲を被うようにしてもよい。

【００１１】前記のように均しコンクリート８を形成し
た後、この均しコンクリート８上に構造物Ｋの基礎コン
クリート部を一体に築造し、その後これら均しコンクリ
ート８及び基礎コンクリート部の周囲に土砂Ｓを埋め戻
し、図１に示すような状態とする。

【００１２】上述したような工法により改良された基礎
地盤１においては、地震の際に砂層の間隙水圧が上昇し
たとき、この砂層中の間隙水は、各ドレーン柱２を通じ
て吸い上げられると共に、互いに隣接するドレーン柱２
間をつないでいる透水性柱状体７に浸透し、この透水性
柱状体７を通じて所定敷地外へ流動排出される。それに
より過剰間隙水圧が消散されて、基礎地盤１の液状化が
防止される。尚、図示は省略しているが、各透水性柱状
体７の端部に当接または隣接する位置に排水管が埋設配
備されていて、各透水性柱状体７に流入した水がこの排
水管に流出するようになっている。この排水管は、構造
物Ｋの地中埋設深さｈ（例えば１ｍ）程度の浅い位置に
埋設すればよいから、終末排水設備が簡単で、その作業
が容易となる。尚、この排水管としては、既設の排水管
を利用することもできる。

【００１３】また、この工法では、従来のグラベルマッ
トＭに代えて硬質合成樹脂製の透水性柱状体７を採用し
たものであって、この透水性柱状体７は、砂利、砕石等
よりなるグラベルマットＭに較べてはるかに安価で且つ
軽量であり、しかも互いに隣接するドレーン柱２間をつ
なぐように柱状に配設すればよいから、材料コストを著
しく低減できると共に、その配設作業を簡単容易に行う
ことができる。特に、この透水性柱状体７は、硬質合成
樹脂製の立体網状体であって、空隙率が大きく優れた透
水性を有すると共に、耐圧強度が高く土圧で押し潰され
ることがないため、地震時に発生する基礎地盤１の過剰
間隙水圧をより有効に消散できると共に、従来のような
基礎杭が不要となる。

【００１４】また、各透水性柱状体７の周囲を不透水性
シート１０で被っているため、周囲地盤の砂粒子の柱状
体７内への侵入を阻止し、また前記均しコンクリート８
を打設する際にセメントモルタルが柱状体７内に浸透す
るのを阻止して、当該透水性柱状体７の目詰まりを防止
することができると共に、この透水性柱状体７と構造物
Ｋとの一体施工（即ち、透水性柱状体７の配設作業と均
しコンクリート８とのコンクリート打設作業との同時施
工）が可能となる。また、各透水性柱状体７を均しコン
クリート８下面の溝条９に被嵌させているので、各透水
性柱状体７がドレーン柱２に対して位置ずれしたり、周
囲地盤の砂粒子が透水性柱状体７内部に侵入するような
ことがなく、長期に亘って有効な排水作用を行わせるこ
とができる。

【００１５】図１及び図２に示した実施例では、各透水
性柱状体７をドレーン柱２に対し縦一列状に配設してい
るが、図６は、各透水性柱状体７を横一列状に配設した
例を示したものある。もちろん、透水性柱状体７の配列
は、ドレーン柱２の配列状態に対応して配設されるもの
で、ドレーン柱２が斜め列状に配列されておれば、それ
に対応して斜め列状に配設すればよく、その配列状態は
任意でよい。また、透水性柱状体７は、断面矩形状のも
のに限らず、断面円形その他の適当な形状のものを使用
することができる。

【００１６】

【発明の作用及び効果】請求項１に係る工法によれば、
地震の際に砂層の間隙水圧が上昇したとき、この砂層中
の間隙水を、各ドレーン柱を通じて吸い上げ、互いに隣
接するドレーン柱間をつないでいる透水性柱状体に浸透
させ、この透水性柱状体を通じて所定敷地外へ流動排出
させることができ、それにより過剰間隙水圧を有効に消
散して、基礎地盤の液状化を防止することができる。

【００１７】特にこの工法では、砂利、砕石等よりなる
グラベルマットに代えて、硬質合成樹脂製の透水性柱状
体を採用するものであって、この硬質合成樹脂製の透水
性柱状体は、砂利や砕石等に較べてはるかに安価で且つ
軽量であり、しかも互いに隣接するドレーン柱間をつな
ぐように柱状に配設すればよいから、材料コストを著し
く低減できると共に、その配設作業を簡単容易に行うこ
とができる。また、この透水性柱状体は、砂利や砕石等
のような崩壊し易いグラベルとは異なり、一定の形状を
備えた固形体であって、構造物を支持するだけの十分な
支持力と耐載荷性を有するため、その厚みを従来のグラ
ベルマットに較べはるかに薄くできて、地盤表面から浅
い位置に配設施工することができると共に、従来のよう
に基礎杭を打設する必要がなくなる。また、このように
透水性柱状体を浅い位置に配設施工できるため、地盤の
掘削及び埋め戻し作業が簡単に行える上、終末排水が容
易となる。

【００１８】上記のように、この工法によれば、従来工
法に較べ材料費を大幅に低減できると共に作業を頗る容
易に行えるため、施工コストの著しい低減化を図ること
ができる。

【００１９】請求項２のように、透水性柱状体の周囲を
不透水性シートで被うことによって、周囲地盤の砂粒子
の柱状体内への侵入を阻止して当該柱状体の目詰まりを
防止でき、また構造物のコンクリート打設の際にセメン
トモルタルが柱状体内に浸透するのを阻止できるため、
透水性柱状体と構造物との一体施工が可能となる。

【００２０】また、請求項３のように、透水性柱状体の
周囲を不透水性膜によって一体的に被うようにすると、
上記のように透水性柱状体を不透水性シートで被う場合
に較べ、透水性柱状体の配設作業が容易となる。

【００２１】また、請求項４のように、透水性柱状体を
構造物側のコンクリートで覆うようにすると、ドレーン
柱に対する透水性柱状体の位置ずれを防止できると共
に、周囲地盤の砂粒子の柱状体内への侵入を阻止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１の一部拡大詳細図である。

【図４】透水性柱状体の一部を示す拡大斜視図である。

【図５】複数個の柱状体単体の組合わせからなる透水性
柱状体を示す説明図である。

【図６】透水性柱状体の配列の変形例を示す説明図であ
る。

【図７】従来例を示す図１と同様な縦断面図である。

【符号の説明】

１ 基礎地盤 ２ ドレーン柱 ３ 基礎杭 ４ 砂層 ６ 均しコンクリート ７ 透水性柱状体 ８ 均しコンクリート ９ 溝条 １０ 不透水性シート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基礎地盤内に、砂利、砕石、礫または鉱
   滓、あるいは金属、合成樹脂等よりなるドレーン柱を散
   在状に打設し、各ドレーン柱の上部において、このドレ
   ーン柱とは別材料よりなる硬質合成樹脂の透水性柱状体
   を、互いに隣接するドレーン柱間をつなぐように配設し
   てなる基礎地盤の液状化防止工法。
2. 【請求項２】透水性柱状体の周囲が不透水性シートで被
   われてなる請求項１に記載の基礎地盤の液状化防止工
   法。
3. 【請求項３】透水性柱状体の周囲が不透水性膜によって
   一体的に被われてなる請求項１に記載の基礎地盤の液状
   化防止工法。
4. 【請求項４】透水性柱状体は、構造物側のコンクリート
   で覆われてなる請求項１または３に記載の基礎地盤の液
   状化防止工法。