JPH10131208A - 地盤の側方流動防止工法 - Google Patents

地盤の側方流動防止工法

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JPH10131208A
JPH10131208A JP30239696A JP30239696A JPH10131208A JP H10131208 A JPH10131208 A JP H10131208A JP 30239696 A JP30239696 A JP 30239696A JP 30239696 A JP30239696 A JP 30239696A JP H10131208 A JPH10131208 A JP H10131208A
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崇裕 岸下
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富美矢 池水
Masahiro Nakamura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストかつ短い工期の施工によって、地震
発生時の軟弱地盤の側方流動を有効に防止可能とする。 【解決手段】 岸壁7と橋脚8との間で、大地震の際に
側方流動の発生が予想される軟弱地盤1に、地表から前
記軟弱地盤1及びその下側の圧密地盤2を貫通して杭4
を打設し、各杭4の下端部4aをグラウト等の固結材5
によって前記圧密地盤2の下側の下層支持地盤3に定着
すると共に、上端部4bを、軟弱地盤1の表層部に施工
した剛体基盤6に一体的に埋設・接合し、この剛体基盤
6を介して互いに一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地震発生時の軟弱
地盤が液状化現象に伴い側方流動するのを防止するため
の技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】埋立地の地盤や、大量の砂や粘土分等を
含む砂質の土層からなり土粒子間が水で飽和された軟弱
地盤は、土粒子同士の咬み合いによる摩擦力が小さいた
め、水平変位に対する剪断抵抗力が小さく、したがって
大地震の発生時には、このような軟弱地盤が大きく水平
剪断変形されてその土粒子間の間隙水圧が上昇し、土砂
が地下水と共に地表へ噴出するといった地盤の液状化現
象が起こることがある。そして液状化した軟弱地盤は、
土粒子間の過剰間隙水圧によって水平剪断抵抗が一層低
下するため、地震の周波数や加速度等によっては、軟弱
地盤全層があたかも流体のように大きく変位する側方流
動が起こることがあり、この流動圧力によって、周辺の
構築物が破壊や変形を受ける恐れがある。
【0003】従来、このような軟弱地盤の液状化に伴う
側方流動による周辺構築物の被害を防止する対策として
は、地震の際の液状化及びこれに伴う側方流動が予想さ
れる領域の軟弱地盤を広い範囲に亘って十分に締め固め
る方法や、ドレン材を前記領域全体に一定間隔で打設す
ることによって、地震発生時の軟弱地盤中の過剰間隙水
圧を吸収する方法や、シートパイルや基礎杭などを前記
領域全体に一定間隔で打設することによって、地震発生
時の軟弱地盤の水平剪断変形を抑制する方法や、あるい
は固化材の混合によって軟弱地盤を固結してその強度を
増大させる方法等の地盤改良方法が、地盤の性状等に応
じて選択されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による
と、次のような問題が指摘される。 (1) いずれの方法を選択した場合も、広い範囲での大規
模な工事となるため、工期が長くかかり、したがってこ
れらの工事に伴って発生する振動や騒音等の悪影響を、
周辺地域に長期間に亘って及ぼし続けることになる。 (2) ドレン材や杭、固化材等、は地盤の液状化による側
方流動の発生が予想される領域全体に大量に投入しなけ
ればならないため、施工コストが上昇する。 (3) 工事が大規模であるため、施工領域の周辺の地盤に
歪み変位を生じる恐れがある。
【0005】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その技術的課題とするところは、低コスト
かつ短い工期の施工によって、地震発生時に軟弱地盤が
液状化して側方流動するのを有効に防止することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る地盤の側方流動防止工法は、地震の際の液
状化による軟弱地盤の側方流動が予想される領域の前記
軟弱地盤及びその下側の圧密地盤を貫通させて複数の杭
を一定方向へ所定間隔で並んで打設し、前記各杭の下端
部を前記圧密地盤の下側の下層支持地盤内に定着すると
共に、上端部を前記軟弱地盤の表層部に形成した剛体基
盤と一体的に接合することによって、前記側方流動の恐
れのある限定された領域で軟弱地盤をその下の圧密地盤
及び下層支持地盤に拘束して、地震の際に軟弱地盤に発
生する側方流動圧の上昇を抑えるものである。
【0007】また杭自体が、圧密地盤を貫通することに
よって軟弱地盤中にしっかり固定されるので、軟弱地盤
の流動圧力によって容易に変位することがなく、すなわ
ち前記軟弱地盤に対する優れた拘束力を奏する。したが
って、従来の地盤改良に用いられていたものに比較して
細い杭を使用することができ、しかもこの杭は軟弱地盤
の側方流動が予想される領域の一部に限定的に打設され
るものであるため、杭の打ち込みに際して発生する振動
や騒音を抑制することができる。
【0008】なお、ここでいう「軟弱地盤」とは、埋立
地の地盤や、大量の砂や粘土分等を含む砂質の地盤のよ
うに、地震によって液状化現象及びこれに伴う側方流動
を発生する恐れのある地盤のことであり、「圧密地盤」
とは、前記軟弱地盤の荷重等によって十分に圧密された
流動化しない高密度の地盤のことであり、「下層支持地
盤」とは、前記圧密地盤の下側の例えば岩盤等からなる
剛性の高い下層地盤をいう。
【0009】本発明において一層好ましくは、複数の杭
は、略鉛直な面に沿って互いに異なる方向に傾斜して打
設する。このようにすれば、互いに異なる方向に傾斜し
た杭は、軟弱地盤の表層部に形成した剛体基盤と下層支
持地盤との間で一種の筋交いのように機能するので、杭
の並列方向に対する軟弱地盤と圧密地盤との間の拘束力
を一層増大させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る地盤の側方
流動防止工法の基本的な実施形態を示すもので、参照符
号1は大量の砂や粘土分等を含み多量の水で飽和された
砂質土等からなり大地震の際に軟弱地盤1の液状化現象
に伴う側方流動の発生が予想される軟弱地盤、2はこの
軟弱地盤1の下側にあって十分に圧密された高密度の圧
密地盤、3はこの圧密地盤2の更に下側にある岩盤から
なる剛性の大きい下層支持地盤である。
【0011】この実施形態においては、地表から軟弱地
盤1及び圧密地盤2を貫通して下端4aが下層支持地盤
3に達する杭4を、図1の断面と直交する方向に所定間
隔で並んで複数列(図示の例では三列)打設する。杭4
としては、例えば直径 100〜300mm の細いコンクリート
製あるいは鋼材製の、いわゆる「マイクロパイル」が用
いられ、その打設に際しては例えばプレボーリングによ
る方法、すなわち予めスパイラルオーガー等によって下
層支持地盤3内に達する孔を削孔してからこの孔に杭4
を挿入し、その下端部4aをグラウト等の固結材5によ
って前記下層支持地盤3に定着するといった方法を適用
することができる。また、杭4の打設位置に沿って軟弱
地盤1の表層部を溝状に掘削し、この掘削部にコンクリ
ートによって剛体基盤6を施工し、各杭4の上端部4b
を、この剛体基盤6に一体的に埋設・接合する。したが
って、各杭4の上端部4bは、図1の断面と直交する方
向に延びる剛体基盤6を介して互いに連結された状態と
なる。
【0012】大地震の際には、軟弱地盤1に、圧密地盤
2との摩擦の大きい下層部と摩擦のない表層部との間で
慣性による大きな水平剪断力が作用する。本発明によれ
ば、この軟弱地盤1は、これを上下に貫通する複数列の
杭4との摩擦力によって水平剪断抵抗が大きくなるの
で、その水平剪断変形が抑制される。しかも各杭4は、
固結材5を介して下層支持地盤3に定着されているばか
りでなく、流動化することのない圧密地盤2によって下
部が支持されると共に上端部4bが剛体基盤6を介して
互いに一体化されているため、直径 100〜300mm 程度の
細いものであるにも拘らず大きな地盤拘束力を発揮す
る。したがって、この軟弱地盤1の液状化の直接の要因
である土粒子間の間隙水圧の上昇(地盤の液状化)が抑
えられ、液状化に伴う軟弱地盤1の側方流動も、前記杭
4との摩擦力によって有効に抑えられる。
【0013】すなわちこの工法は、杭4の列を介して図
中右側となる領域1Aから図中左側となる領域1Bへ向
けての軟弱地盤1の流動圧及びその逆方向の流動圧の伝
達を前記杭4によって減衰させるものである。したがっ
て狭い領域での杭4の打設によって、軟弱地盤1の側方
流動を抑制することができるものである。
【0014】次に図2は、本発明に係る地盤の側方流動
防止工法を橋脚の保護のために適用した実施形態を概略
的に示すものである。この実施形態において、軟弱地盤
1は海岸への残土等の埋立によって造成されたもので、
コンクリート製の岸壁7によって海水Wの潮汐等による
侵食が防止されている。また、参照符号8は橋脚、9は
この橋脚8上に架構された橋桁である。前記橋脚8は軟
弱地盤1中のフーチン基礎81上に構築され、このフー
チン基礎81は、軟弱地盤1及びその下側の圧密地盤2
中を上下に延びて更にその下側の下層支持地盤3との界
面に達する杭基礎82上に支持されている。なお、参照
符号10は海底の沈殿物である。
【0015】埋立造成地盤からなる軟弱地盤1は、いわ
ゆる“乱された”地盤組織となっているため、大地震の
際には液状化現象及びこれに伴う側方流動が発生しやす
く、大きな側方流動が発生すると、その流動圧によって
岸壁7が破壊されて造成地盤が海中へ流失したり、フー
チン基礎81及び杭基礎82が前記流動圧を受けること
によって橋脚8が変位し、橋桁9が落下したりする恐れ
がある。このような災害を防止するため、この実施形態
においては、前記岸壁7と橋脚8との間で、先の図1と
同様、地表から軟弱地盤1及び圧密地盤2を貫通して杭
4を図示の断面と直交する方向に並んで三列打設し、各
杭4の下端部4aをグラウト等の固結材5によって下層
支持地盤3に定着すると共に、上端部4bを、軟弱地盤
1の表層部にコンクリートによって施工した剛体基盤6
に一体的に埋設・接合する。
【0016】この実施形態によれば、軟弱地盤1は、岸
壁7と橋脚8との間で複数列の杭4によって大地震の際
の水平剪断抵抗が増大すると共に、岸壁7及び橋脚8に
作用する側方流動圧を低減するので、上述のような災害
を防止することができる。
【0017】上記図1及び図2において、各杭4は鉛直
に打設しても良いが、これを、例えば図2におけるA−
A’線位置で切断した断面図である図3に示すように、
略鉛直な面に沿って菱眼状に交差するように打設するこ
とも好ましい。このようにすれば、下層支持地盤3と剛
体基盤6との間の杭4の長さが、鉛直である場合よりも
長くなるので、それだけ軟弱地盤1との摩擦力が大きく
なり、図3における左右方向(図1及び図2の断面に対
して直交する方向)に対する軟弱地盤1の水平剪断抵抗
も著しく増大する。
【0018】なお、本発明は、図示の実施形態に限定さ
れるものではなく、例えば、杭4の列数や本数、あるい
は打設間隔は、土質等の条件によって任意に決定される
ものである。また、図1及び図2において断面と直交す
る方向に延びる各列の剛体基盤6同士を互いに一体化す
ることも、軟弱地盤1の流動圧に対する対抗力を増大す
るのに有効である。
【0019】
【発明の効果】本発明の地盤の側方流動防止工法による
と、次のような効果が実現される。 (1) 軟弱地盤からその下の圧密地盤を貫通するように打
設することにより強固に固定した杭によって軟弱地盤の
液状化の際の流動圧が低減されるので、周辺の構築物の
破壊や変形を有効に防止することができる。 (2) 地震の際に軟弱地盤の側方流動が予想される領域の
一部に施工するものであるため、従来工法に比較して工
期を著しく短縮し、施工コストを低減することができ
る。 (3) 従来工法に比較して細い杭を用いることができ、し
かもその打設領域が狭いので、施工時の振動や騒音が小
さく、周辺地盤の歪み変位等の悪影響も抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る地盤の側方流動防止工法の基本的
な実施形態を概略的に示す鉛直断面図である。
【図2】本発明に係る地盤の側方流動防止工法を橋脚の
保護に適用した実施形態を概略的に示す鉛直断面図であ
る。
【図3】図2におけるA−A’線に沿って切断した鉛直
断面図である。
【符号の説明】
1 軟弱地盤 2 圧密地盤 3 下層支持地盤 4 杭 5 固結材 6 剛体基盤 7 岸壁 8 橋脚

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地震の際の液状化による軟弱地盤の側方
    流動が予想される領域の前記軟弱地盤及びその下側の圧
    密地盤を貫通させて複数の杭を一定方向へ所定間隔で並
    んで打設し、 前記各杭の下端部を前記圧密地盤の下側の下層支持地盤
    内に定着すると共に、上端部を前記軟弱地盤の表層部に
    形成した剛体基盤に接合することを特徴とする地盤の側
    方流動防止工法。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、 複数の杭が、略鉛直な面に沿って互いに異なる方向に傾
    斜して打設されることを特徴とする地盤の側方流動防止
    工法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010007459A (ja) * 2009-08-26 2010-01-14 Kajima Corp 地盤の側方流動防止構造
JP2010209528A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Shimizu Corp 側方流動対策構造
ITRM20100521A1 (it) * 2010-10-05 2012-04-06 Giampaolo Capaldini Sistema di isolamento sismico e metodo di realizzazione.
CN110904865A (zh) * 2019-12-13 2020-03-24 广州市第三市政工程有限公司 一种桥梁的加固方法以及应用该方法加固的桥梁

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