JPH1018312A - 地中構造物への地盤側方流動圧軽減構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液状化現象による地盤の側方流動圧を分
散させて伝達することにより地中構造物の損壊を防止す
るための、地中構造物への地盤側方流動圧軽減構造を提
供する。 【解決手段】 地中構造物の周囲に構築し、地中構造物
に作用する地震時に液状化する地盤の側方流動圧を軽減
する側方流動圧軽減構造であって、地中構造物の予想さ
れる地盤液状化流の上流側に構築した、水平断面が地盤
液状化流の上流側にアーチ状に膨出する流動圧伝達用の
地中側壁と、前記流動圧伝達用地中側壁の水平方向の両
端部と連続し、地盤液状化流と平行に構築した、一対の
流動圧支持用の地中側壁とからなり、前記流動圧伝達用
地中側壁に作用する地盤の側方流動圧を前記流動圧支持
用地中側壁に伝達して、地中構造物に作用する側方流動
圧を軽減することを特徴とする、地中構造物への地盤側
方流動圧軽減構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中構造物への地
盤側方流動圧軽減構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】埋立地などの軟弱地盤において構築され
る構造物の基礎構造は、ケーソン基礎、杭基礎などが用
いられてきた。この様な基礎構造を設計する際、地震に
より発生する地盤の液状化現象の影響を考慮した方法と
して、液状化の程度に応じて地盤の物性を低下させる方
法がその簡便性から多く用いられている。また既設基礎
構造物の耐震性を向上させる方法および液状化現象に対
する対策として、増杭や、図４に示すように基礎構造物
ａの周囲を矩形の平面形状を呈した連続地中壁ｂなどで
取り巻くことによりその内部の地盤ｃを一体化した構造
とすることで、基礎構造物周囲の耐力を増す方法が採用
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの基礎構造にお
いて考慮されたのは地盤の液状化現象に伴う影響であ
り、護岸などの水際線の構造物が地震時に海側に移動
し、背面土に引きつられて水平に移動することや、地層
の傾斜に起因して地盤が水平に移動する、いわゆる『地
盤の側方流動現象』により図４に示すような地盤側方流
動圧ｄが基礎構造物ａに作用することについて考慮され
ていない。また、既設基礎構造物への増杭や、構造物周
囲を連続地中壁などで取り巻く方法も、地盤の液状化現
象に対する対策であり、地盤側方流動圧について考慮さ
れていないのが現状である。本発明は以上の問題点を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、液状化現象による地盤側方流動圧を分散させて伝達
することにより地中構造物の損壊を防止するための、地
中構造物への地盤側方流動圧軽減構造を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中構造物の
周囲に構築し、地中構造物に作用する地震時に液状化す
る地盤の側方流動圧を軽減する側方流動圧軽減構造であ
って、地中構造物の予想される地盤液状化流の上流側に
構築した、水平断面が地盤液状化流の上流側にアーチ状
に膨出する流動圧伝達用の地中側壁と、前記流動圧伝達
用地中側壁の水平方向の両端部と連続し、地盤液状化流
と平行に構築した、一対の流動圧支持用の地中側壁とか
らなり、前記流動圧伝達用地中側壁に作用する地盤の側
方流動圧を前記流動圧支持用地中側壁に伝達して、地中
構造物に作用する側方流動圧を軽減することを特徴とす
る、地中構造物への地盤側方流動圧軽減構造である。ま
た本発明は、前述した地中構造物への地盤側方流動圧軽
減構造において、前記流動圧伝達用地中側壁は、水平断
面を地盤液状化流の上流側に略Ｖ字状に突出させて形成
したことを特徴とする、地中構造物への地盤側方流動圧
軽減構造である。また本発明は、前述した地中構造物へ
の地盤側方流動圧軽減構造において、前記流動圧支持用
地中側壁は、前記流動圧伝達用地中側壁よりも非液状化
地層に深くまで構築したことを特徴とする、地中構造物
への地盤側方流動圧軽減構造である。さらに本発明は、
前述したいずれかに記載の地中構造物への地盤側方流動
圧軽減構造において、地中構造物の地盤液状化流の下流
側であって前記一対の流動圧支持用地中側壁の端部間
に、シートパイルまたは地中壁などを構築して、地中構
造物を包囲するよう構成したことを特徴とする、地中構
造物への地盤側方流動圧軽減構造である。

【０００５】

【発明の実施の形態１】以下図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【０００６】＜イ＞全体の構成 地中構造物への地盤側方流動圧軽減構造は、構造物の基
礎１などの周囲の地盤中に構築する構造であり、流動圧
伝達用地中側壁２と、前記流動圧伝達用地中側壁２に夫
々接面して構築する流動圧支持用地中側壁３，３と、前
記流動圧支持用地中側壁３，３の後方に接面して構築す
る地中壁４とより構成する。基礎１は、図１に示すよう
に地盤中の液状化層５および非液状化層６を縦断し、最
深部にあたる支持層７に達する。地盤側方流動圧を引き
起こす地盤の側方流動現象は、液状化層が水際線方向に
移動し、これに伴い地中構造物も同じ方向に移動するた
めに発生したり、地盤の傾斜に起因して発生することが
知られている。従って地盤側方流動圧の流動方向は、近
傍に存在する水際構造物に向う方向か、地層が傾斜して
いる場合、地盤の傾斜方向である。このように地盤の流
動方向は明確であるから、地下構造物への流動圧軽減構
造にも方向性を付与することが考えられる。なお図１に
示す地盤の構造は地表付近も非液状化層６であるが、地
表付近が非液状化層でない場合もある。

【０００７】＜ロ＞流動圧伝達用地中側壁 図１に示すように流動圧伝達用地中側壁２（以下、伝達
用地中側壁２とする）は、基礎１に対する地盤の液状化
による地盤側方流動圧８の流動方向の上流側（流動地盤
が基礎１に向かう側）に構築する。伝達用地中側壁２
は、図２に示すように地盤側方流動圧８の流動方向に対
向して水平断面が流動方向に膨出したアーチ状となるよ
うに構築する。伝達用地中側壁２は、地盤の液状化層５
からその下方の非液状化層６に至るまでの長さとし、そ
の幅は後方に位置する基礎１の横幅よりも長く構築す
る。これにより地盤側方流動圧８が基礎１に直接作用す
ることを阻止する。即ち伝達用地中側壁２は、基礎１か
ら受ける地盤側方流動圧８をアーチ作用でもって分散さ
せて周囲に伝達させる壁体である。これにより基礎１に
直接、地盤側方流動圧８がかかることを阻止すること
で、基礎１の損壊を防止する。

【０００８】＜ハ＞流動圧支持用地中側壁 図２に示すように流動圧支持用地中側壁３，３（以下、
支持用地中側壁３とする）は、前述した伝達用地中側壁
２の両端部の後方に夫々位置し、基礎１の側面を覆う壁
体である。支持用地中側壁３，３は、伝達用地中側壁２
で受けた地盤側方流動圧８を伝達させて吸収するため、
その側面と伝達用地中側壁２の両端部とを接合させて構
築する。支持用地中側壁３は、伝達用地中側壁２より伝
達される地盤側方流動圧８を充分受止めて吸収するため
に、地盤の液状化層５を縦断してその下方に位置する非
液状化層６中に伝達用地中側壁２より深くまで構築する
ことにより非液状化層６に支持させる。

【０００９】＜ニ＞地中壁 地中壁４は、前述した支持用地中側壁３，３の後方に位
置する公知の地中壁分である。地中壁４は、前述した伝
達用地中側壁２および支持用地中側壁３と一体化するこ
とにより包囲された基礎１内の地盤１１の剪断変形を抑
止する。地中壁４としては、公知である締固め工法、ド
レーン工法、注入固化工法などを採用して構築すること
が考えられる。また、シートパイルを設置する方法を採
用することも考えられる。

【００１０】＜ホ＞基礎 なお本実施の形態において、地中構造物として基礎１を
一例として説明してあるが、これに限らず地中内液状化
層５に位置する構造物であればよい。

【００１１】

【作用】以下図面を参照しながら地中構造物への地盤側
方流動圧軽減構造について説明する。

【００１２】＜イ＞地盤側方流動圧の発生 地震の発生により、構造物の基礎１の周囲地盤中の液状
化層５に過剰間隙水圧が発生し、液状化する。この際液
状化層５は、例えば基礎１が水際線に構築されたのであ
れば地震発生時に液状化層５が水際線方向に移動し、こ
れに伴い基礎１自体も同じ方向に移動する。また液状化
層５より下層の地盤が傾斜しているような地形において
は上方の液状化層５が下方に向って移動する。図３に示
すようにこの液状化層５の移動が地盤側方流動圧８とな
り、基礎１に対する荷重として働くこととなる。

【００１３】＜ロ＞地盤側方流動圧の伝達・吸収 液状化層５で発生した地盤側方流動圧８は、基礎１の上
流側に構築した伝達用地中側壁２で受ける。地盤側方流
動圧８は、伝達用地中側壁２のアーチ作用により分断さ
れる。アーチ作用によりその中央部分で分断された地盤
側方流動圧８は、伝達用地中側壁２の両側に別れて周囲
に伝達される。このため伝達用地中側壁２は、地盤側方
流動圧８の全荷重を壁体全面で受止めることなく、受け
流すことができる。伝達用地中側壁２が受けた地盤側方
流動圧８の一部の荷重は、伝達用地中側壁２の後方に位
置する基礎１の両側部に構築した支持用地中側壁３，３
に伝達される。支持用地中側壁３は、伝達用地中側壁２
より伝達される荷重を受けても充分な剛性を有するよう
に、液状化層５の下方に位置する非液状化層６に支持さ
せて構築してあるため、荷重により傾倒・損壊すること
がない。

【００１４】＜ハ＞地中壁による剪断変形抑止 伝達用地中側壁２のアーチ作用により周囲に伝達される
地盤側方流動圧８の荷重は、支持用地中側壁３に伝達さ
れる。この支持用地中側壁３への荷重の伝達により基礎
１内の地盤１１は、剪断変形を来す恐れがある。そこで
基礎１の後方に地中壁４を形成し、基礎１内の地盤１１
と、伝達用地中側壁２と、支持用地中側壁３とを一体化
することにより、基礎１内地盤の剪断変形を抑止するこ
とが考えられる。地中壁４は、公知である締固め工法、
ドレーン工法、注入固化工法、シートパイル工法などを
採用して構築することが考えられる。

【００１５】

【発明の実施の形態２】発明の実施の形態１において
は、水平断面を地盤液状化流の上流側にアーチ状に形成
した流動圧伝達用地中側壁を用いた一例について説明し
た。しかしながら地中構造物の上流に構築する地中壁
は、地盤側方流動圧を分断・分散可能な形状を呈するも
のであれば良い。従って、水平断面を地盤液状化流の上
流側に略Ｖ字状に突出させて形成した略Ｖ字状の地中壁
など前述した条件を満たす各形状を採用することが考え
られる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。 ＜イ＞ アーチ状または略Ｖ字状の地中側壁を採用する
構造としたため、地盤側方流動圧の荷重をアーチ作用に
より分散させて地中構造物の周囲に伝達することが可能
となり、地中構造物が荷重を直接受け、損壊する恐れが
なくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る地中構造物への地盤側方流動圧
軽減構造の説明図

【図２】 地中構造物への地盤側方流動圧軽減構造の斜
視図

【図３】 図１の III−III 間の断面図

【図４】 従来の地中構造物への耐震構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天野 健次 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中構造物の周囲に構築し、地中構造
   物に作用する地震時に液状化する地盤の側方流動圧を軽
   減する側方流動圧軽減構造であって、 地中構造物の予想される地盤液状化流の上流側に構築し
   た、水平断面が地盤液状化流の上流側にアーチ状に膨出
   する流動圧伝達用の地中側壁と、 前記流動圧伝達用地中側壁の水平方向の両端部と連続
   し、地盤液状化流と平行に構築した、一対の流動圧支持
   用の地中側壁とからなり、 前記流動圧伝達用地中側壁に作用する地盤の側方流動圧
   を前記流動圧支持用地中側壁に伝達して、地中構造物に
   作用する側方流動圧を軽減することを特徴とする、 地中構造物への地盤側方流動圧軽減構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の地中構造物への地盤
   側方流動圧軽減構造において、前記流動圧伝達用地中側
   壁は、水平断面を地盤液状化流の上流側に略Ｖ字状に突
   出させて形成したことを特徴とする、地中構造物への地
   盤側方流動圧軽減構造。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の地中
   構造物への地盤側方流動圧軽減構造において、前記流動
   圧支持用地中側壁は、前記流動圧伝達用地中側壁よりも
   非液状化地層に深くまで構築したことを特徴とする、地
   中構造物への地盤側方流動圧軽減構造。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記
   載の地中構造物への地盤側方流動圧軽減構造において、
   地中構造物の地盤液状化流の下流側であって前記一対の
   流動圧支持用地中側壁の端部間に、シートパイルまたは
   地中壁などを構築して、地中構造物を包囲するよう構成
   したことを特徴とする、地中構造物への地盤側方流動圧
   軽減構造。