JPH1046619A - 砂層地盤における構築物の基礎構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軟弱な飽和砂質土からなる砂層地盤において、
構築物の定常時の鉛直荷重を支持しながら、地震時に起
こる液状化の被害から構築物を保護するのに有効な構築
物の基礎構造の提供。 【解決手段】液状化の可能性がある砂層地盤を貫通して
この地盤の下方に続く液状化の可能性の無い砂層地盤内
に迄連続した地盤改良による平面格子状に区画した地盤
固結遮水壁を造成し、この地盤固結遮水壁の上に構築物
の基礎躯体を形成することで、地震時に各区画格子目に
在る非改良地盤部分相互間及び外域の区画格子目に在る
非改良地盤部分と上記地盤固結遮水壁の外方に隣接する
非改良地盤部分との間において地下水、砂等の流動を遮
断して、砂層地盤の液状化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砂層地盤における
構築物の基礎構造に関し、特に下部地盤が液状化の可能
性のある軟弱な飽和砂質土からなる砂層地盤の場合に、
地震時にも構築物が安全を保つことができる構築物の基
礎構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物等の構築物が、埋立地等の軟弱地盤
特に、粘性土層や液状化の可能性のある軟弱な飽和砂質
土からなる砂層地盤に構築を計画する場合には、構築物
の定常時の鉛直荷重だけでなく地震時に起こる水平荷重
に対する検討が重要になってくる。軟弱な飽和砂質土か
らなる砂層地盤の場合、地震時に液状化する可能性が極
めて高く、一旦液状化すると構築物等による上載圧は過
剰間隙水圧で支承されることになり、クイックサンドを
起こす原因になって、鉛直方向に対しても支持機構のバ
ランスを失って構築物の倒壊等の被害を生じることにな
る。液状化及びクイックサンドに依る被害から構築物を
保護するためには、構築物直下の地盤とその外部地盤と
を遮断して、構築物下部地盤の水と土砂の移動を止める
必要がある。従来、このような軟弱地盤層に対する対応
としては、特開昭５２ー３１５０６号公報に示されて
いるような「自閉断面形の地中連続外周壁を液状化の怖
れのある地層を貫通して液状化の怖れの無い地層に迄到
達するように設置し地震時における構造物の水平力を伝
達、支持する」、特公平３ー２６７３９号公報に示さ
れているような「建物の基礎として、地中梁の下側の柱
位置にある基礎杭間の上部に地盤改良杭を連続的に壁状
に連結して設ける」の如く、建物の支持方法に工夫を凝
らした構造のもの、あるいはこれらと観点を変えて、
特公平４ー５４００４号公報に示されているような「液
状化する可能性のある地盤に対して、平面格子状に上下
両端開口の筒孔を連結する形状に、地盤の下方から上方
に難透水性壁構造体を地盤改良によって形成して地下
水、砂等の流動を阻止する耐液状化地盤の造成方法」も
提案されている。しかし、これら従来のものは目的とす
る効果は発揮するものの、何れも一面的な対応策であっ
て総合的な対処に至っていない。即ち、のものは、上
端を閉じた連壁による支持構造体として地震時に生ずる
構造物にかかる水平力をその面内剪断力として下部の受
動土圧の期待できる液状化の怖れの無い地層に伝達して
構造物の安定を図るのみであり、構造物の鉛直荷重に対
しては何等寄与するところが無い、又、のものは、建
物の鉛直荷重を所定の基礎杭によって支持構造を確立し
ており、これを補完する目的で基礎杭間を地盤改良杭を
壁状に連続的に連結することで建物下部の土を小区画で
拘束することでその水平変位量を低減しているものでし
かない。これらに対して、のものは、液状化する可能
性のある地盤を固結性薬剤を供給、混合することで地盤
改良して平面格子状の難透水性壁構造体を形成して地下
水、砂等の流動を阻止する地上構造物の耐液状化地盤を
造成するのみであり、構築物の基礎構造としての対応に
ついては全く考慮されていないものである。さらに、砂
層地盤に建築物を構築するための基礎地盤としては、こ
れらの従来工法は、鉄筋コンクリート地中連続壁なの
で高価であって採用が困難であり、杭の近接部分の遮
水性がよくないので、液状化の際の防水が不確実で信頼
性にかけることや難透水性壁構造体を構築物の支持可
能な砂層地盤まで到達させていないので、設計上のリス
クを伴う上に、大地震や環境の変化に伴って、地下水位
や地盤の変動が生じた際には対応が困難であることから
危険が危惧される等の問題点を抱えていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
実情に鑑みて検討されたものであり、埋立地等の軟弱地
盤特に、粘性土層や液状化の可能性がある軟弱な飽和砂
質土の砂層地盤において、構築物の定常時の鉛直荷重を
支持しながら、地震時に起こる水平荷重や地震時に生ず
る砂層地盤の液状化及びクイックサンドに依る被害から
構築物を保護するのに有効な構築物の基礎構造の提供を
その目的にするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による砂層地盤に
おける構築物の基礎構造は、液状化の可能性がある砂層
地盤を貫通して、この地盤の下方に続く液状化の可能性
のない砂層地盤内に迄連続した地盤改良による平面格子
状に区画した地盤固結遮水壁を造成し、この地盤固結遮
水壁の上に構築物の基礎躯体を形成するものであり、こ
のことで各区画格子目に在る非改良地盤部分相互間及び
外域の区画格子目に在る非改良地盤部分と上記地盤固結
遮水壁の外方に隣接する非改良地盤部分との間において
地震時における地下水、砂等の流動を遮断するものであ
り、砂層地盤の状況によっては、上記の各格子目を区画
する内部格子子と成る地盤固結遮水壁の造成深さを、外
域の格子子と成る地盤固結遮水壁よりも浅く形成しても
よい。又、上記地盤固結遮水壁を、液状化の可能性のな
い砂層地盤内の構築物を支持できる砂層地盤に迄到達さ
せて造成することで、構築物の支持をより確実にするこ
とや構築物の基礎躯体の下部に構築物の支持杭を設ける
ことでさらに確実性を増強することも考慮することがで
きるものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明による砂層地盤にお
ける構築物の基礎構造の具体的な実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明による砂層地盤における
構築物の基礎構造の一例を縦断面図で示すものであり、
図２は、図１の矢印Ａ−Ａに沿った断面図であり、図３
は、図１の矢印Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図１にお
いては構築物全体を略図的に表示しており、構築物１は
基礎躯体２の上に柱３等の通常の部材を配置して構築さ
れている。構築物１は、液状化の可能性のある砂層地盤
４の上に建設するために、基礎躯体２を平面視格子状の
地盤固結遮水壁５の上に載置している。砂層地盤は、図
１に示すように地表から離れた深部では土圧が大きくな
るために、液状化の可能性のある砂層地盤４の範囲でも
深層の方が砂や地下水の流動化傾向が小さくなってお
り、液状化の可能性のある砂層地盤４から順次、液状化
の可能性の無い砂層地盤６、液状化の可能性が無くかつ
構築物を支持することが可能なほど堅牢な砂層地盤７へ
と連続的に変化している。地盤固結遮水壁５は、砂層地
盤を深層混合処理機等を用いて撹袢もしくは回転噴射し
て、セメントミルク等の固結性薬剤を吐出させながら混
合固結させて造成するもので、壁部分は難透水性の構造
体を形成しており、液状化の可能性のある砂層地盤４を
貫通してこの地盤の下方に続く液状化の可能性の無い砂
層地盤６の中に迄連続して造成されるから、各区画格子
目８に在る非改良地盤部分９相互間と地盤固結遮水壁５
の外域にある区画格子目８’に在る非改良地盤部分９’
と地盤固結遮水壁５の外方に隣接している非改良地盤部
分１０との間において、地震が発生した時にも地下水、
砂等が流動するのを遮断、阻止することになる。又、構
築物１の鉛直荷重を支持するためには通常の設計手法に
従って地盤固結遮水壁５の断面積と固結強度等が決めら
れるが、地盤固結遮水壁５の下端部を液状化の可能性の
無い砂層地盤６の中に迄到達させるように造成すること
で、地盤固結遮水壁５を液状化の可能性のある砂層地盤
の範囲だけに形成した場合と比較して、定常の鉛直荷重
の支持を強固にし地震が発生した際にも構築物１の水平
変位量を低減させることができる。

【０００６】上述のように、砂層地盤は、地表から離れ
た深部では土圧が大きくなるために液状化の可能性のあ
る砂層地盤４の範囲でも深層の方が砂や地下水の流動化
傾向が小さくなっているから、地盤固結遮水壁５はその
総てを同じ深さまで造成することは必要でなく、図示す
るように砂層地盤６への構築物荷重の伝達は周辺及び中
央の地盤固結遮水壁５に委ねておき、各格子目８を形成
する格子子１１の一部を、第２図のＡ−Ａ断面と第３図
のＢ−Ｂ断面との違いで明らかに表現しているように、
非改良地盤部分９、９’の砂や地下水の流動を阻止し液
状化を防止するのに必要な深さで留めておくことも考慮
すべきである。これによれば、地盤固結遮水壁を造成す
る際の経済性を高められるからである。

【０００７】以上の説明では、構築物１の荷重を地盤固
結遮水壁５のみで液状化の可能性のない砂層地盤６若し
くは液状化の可能性が無くかつ構築物を支持することが
可能な砂層地盤７で支持するものとして説明してきた
が、構築物１が大型でこのような形式では構築できない
場合には、当然に適切な支持地盤まで所定の支持杭（ま
たは構真柱）１２を設けておくことを検討することにな
る。このような場合には、図２、３に示すように地盤固
結遮水壁５の造成位置を構築物１の柱３の直下部近辺に
打設することになる支持杭（または構真柱）の打設スペ
ースを避けた位置になるように設計することで、支持杭
または構真柱等による構築物１の鉛直荷重の通常時の支
持及び地震時における砂層地盤４の液状化に対する対策
の両方の条件を満たすようにする。

【０００８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る砂層地盤における構築物の基礎構造は、液状化の可能
性がある砂層地盤を貫通して、この地盤の下方に続く液
状化の可能性のない砂層地盤内に迄連続した地盤改良に
よる平面格子状に区画した地盤固結遮水壁を造成し、こ
の地盤固結遮水壁の上に構築物の基礎躯体を形成するも
のであるから、軟弱な飽和砂質土の砂層地盤においても
構築物の定常時の鉛直荷重を支持しながら地震時におい
て各区画格子目に在る非改良地盤相互間及び外域の区画
格子目に在る非改良地盤と上記地盤固結遮水壁の外方に
隣接する非改良地盤との間において地下水、砂等の流動
を確実に遮断するものであるから、従来の耐液状化対策
である鉄筋コンクリート地中連続壁のように高価でな
く、地震時における地下水、砂等の流動を確実に阻止す
ると共に水平力に抵抗できる故に信頼性が高く、かつ構
築物の傾斜や水平移動を低減させる効果を奏するもので
ある。さらに、地盤固結遮水壁は、その全体を同じ深さ
にまで構築すること無く構築物の鉛直荷重は周辺もしく
は中心の地盤固結遮水壁に委ねて他の地盤固結遮水壁は
専ら地震時の液状化防止のために必要とする深度まで短
く造成することで経済性を高めたり、地盤固結遮水壁を
液状化の可能性の無い構築物を支持できる砂層地盤に迄
到達させて造成したり地盤固結遮水壁と支持杭とを併用
することで構築物の支持をさらに確実にすることも可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】構築物の基礎構造の縦断面図

【図２】図１の矢印Ａ−Ａに沿った断面図

【図３】図１の矢印Ｂ−Ｂに沿った断面図

【符号の説明】

１：構築物 ２：基礎躯体 ３：構築物の柱 ４：液状化の可能性のある砂層地盤 ５：地盤固結遮水壁 ６：液状化の可能性のない砂層地盤 ７：液状化の可能性のない砂層地盤内の構築物を支持で
きる砂層地盤 ８、８’：格子目 ９、９’：非改良地盤部分 １０：地盤固結遮水壁に隣接する非改良地盤部分 １１：格子子 １２：支持杭（または構真柱）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状化の可能性がある砂層地盤を貫通し
   て該地盤の下方に続く液状化の可能性のない砂層地盤内
   に迄連続した地盤改良による平面格子状に区画した地盤
   固結遮水壁を造成することで、各区画格子目に在る非改
   良地盤部分相互間及び外域の区画格子目に在る非改良地
   盤部分と該地盤固結遮水壁の外方に隣接する非改良地盤
   部分との間において地震時における地下水、砂等の流動
   を遮断し、該地盤固結遮水壁の上に構築物の基礎躯体を
   形成する砂層地盤における構築物の基礎構造。
2. 【請求項２】 各格子目を区画する内部格子子と成る地
   盤固結遮水壁の造成深さを、外域の格子子と成る地盤固
   結遮水壁よりも浅く形成することを特徴とする請求項１
   に記載の砂層地盤における構築物の基礎構造。
3. 【請求項３】 地盤固結遮水壁を、液状化の可能性のな
   い砂層地盤内の構築物を支持できる砂層地盤に迄到達さ
   せて造成することを特徴とする請求項１もしくは２に記
   載の砂層地盤における構築物の基礎構造。
4. 【請求項４】 構築物の基礎躯体の下部に構築物の支持
   杭を設けることを特徴とする請求項１、２もしくは３の
   いずれかに記載の砂層地盤における構築物の基礎構造。