JPS6013114A - 砂質地盤の液状化防止工法 - Google Patents

砂質地盤の液状化防止工法

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JPS6013114A
JPS6013114A JP12032083A JP12032083A JPS6013114A JP S6013114 A JPS6013114 A JP S6013114A JP 12032083 A JP12032083 A JP 12032083A JP 12032083 A JP12032083 A JP 12032083A JP S6013114 A JPS6013114 A JP S6013114A
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JP
Japan
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sandy ground
liquefaction
ground
pipe
sand
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Pending
Application number
JP12032083A
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English (en)
Inventor
Hideo Hanzawa
半沢 秀郎
Takao Kishida
隆夫 岸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toa Corp
Original Assignee
Toa Corp
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Publication date
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Publication of JPS6013114A publication Critical patent/JPS6013114A/ja
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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/10Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains
    • E02D3/106Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains by forming sand drains containing only loose aggregates

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、地震時等に砂質地盤内に発生する過剰間隙
水圧を砂柱を通して減圧させる砂質地盤の液状化防止工
法に関するものである。
従来砂質地盤の液状化防止工法には、パイブロフローテ
ーション工法、サンドコンパクション工法、グラベルド
レーン工法等が知られている。
このような各工法は、以下のような砂の一般的な性質を
有効に利用したものである。
即ち、一般に砂は緩い状態で堆積している場合、地震等
で振動が加わることによってより密な状態に詰る性質が
ある。然し乍ら上記のような振動が水で飽和した状態で
、しかも水の排水が妨げられた状態で起れば、内部の水
圧が上昇して液状化(砂質地盤が振動を受けた時、砂の
粒子の結合力が無くなって砂が液体のような状態となり
、地盤として支持力が期待できなくなる状態)が起き、
砂質地盤の剪断抵抗力が全く持てなくなる。
従って係る砂質地盤の液状化を防止する為には、予め砂
を締め固めて密な状態にしておけば液状化を防止するこ
とができ(バイブロフローテーション工法、サンドコン
パクション工法)、また砂層内に水の排水経路を設けて
内部の圧力を開放れば(グラベルドレーン工法)砂質地
盤の液状化を防止することが出来る。
然し乍ら、グラベル1−レーン工法は比較的小さい地震
に対しての液状化防止に対しては有効に作用するか、周
期の短い大きな地震動を受けた場合には液状化防止効果
が急激に低下する。
即ち砂質地盤内の水圧を開放するには、ある程度の時間
が必要なので、大きな地震動が短い周期で入力すると間
隙水圧を短時間に逃すことば困グ11となり人きい被害
も激増する結果となる。
そこで上記のような被害を防止するだめの方法としては
、次のような二通の方法がある。
その一つの方法は、グラベルトレーンの打設間隔を短く
して排水能力を増大させる方法。
またもう一つの方法としては、グラベルトレーンの打設
間隔は従来のままにして砂質地盤自体を締め固め、過剰
間隙水圧の発生を減少させる方法である。換看すればグ
ラベルドレーン工法とサン1′コンパクシヨンエ法また
はバイブロフローテーション]二法を組み合わ−Uる方
法である。
然し乍ら上記のような方法のうぢ前者の場合には、グラ
ベルドレーンの拐設本数が増え、また後者の方法の場合
にはザンドコンパクション工法またはバイブロフローテ
ーション工法という新な工種が増える為、両者とも工費
が増大すると言う問題があった。
この発明は、係る従来の問題点に着目して案出されたも
ので、その目的とするとごろは砂質地盤の密度を高めて
液状化抵抗を増加させ、以て砂質地盤の締め固め効果を
向上させると同時に透水性の高い砂柱により排水効果(
砂質地盤内に発生ずる過剰間隙水圧を急速に消散させる
効果)を著しく向上させ、更にこれに加えて経済的且つ
信頼性の高い砂質地盤の液状化防止工法を提供するもの
である。
この発明は上記目的を達成するため、砂質地盤に以下の
工程順序で砂柱を形成することを要旨とするものである
(a)、砂質地盤に、先端に開閉可能な蓋を備えた中空
状のケーシングパイプを振動させながら打設する工程。
(b)、砂質地盤に打設されたケーシングパイプ内に礫
を投入する工程。
(C)、ケーシングパイプ内へ礫の投入が終了した後、
ゲージングパイプを振動させながら引抜き砂柱を形成す
る工程。
以下添伺図面に基いてこの発明を説明する。
第1図はこの発明に係るグラベルドレーン工法を海底の
液状化を起しゃずい砂質地盤Gに実施した一実施例を示
し、1は海上グラベルドレーンの施工船、2は施工船1
に支柱3及びり−ダ4を介して垂設された中空円筒状の
ケーシングパイプであって、このケーシングパイプ2は
施工船1に設置されたウィンチ5及びワイヤー6を介し
て昇1;キするように構成されている。
また」二記ケーシングパイプ2の先端には開閉蓋7が取
り付りられ、また後端側にはバイブロハンマー8とグラ
ベル(礫)9の投入ホッパー10が取りイ」けられてい
る。
次に上記のような構成からなるこの発明の施工法を第2
図〜第5図に基づいて説明する。
まず第2図で示すように液状化の起り易い砂質地盤Gに
、施工船1から垂設したケーシングパイプ2を下降させ
て砂質地盤Gの表面に当接させ、そしてケーシングパイ
プ2にバイブロハンマー8により一定の振動を与えなが
ら第3図に示すようにケーシングパイプ8を砂質地fl
l cに11没していく。
この時ケーシングパイプ2か打設される周囲の砂質地盤
Gば、ケーシングパイプ2の体積分だり左右・前後に押
圧され、更にバイブロハンマー8の振動によって密度が
iuiまり液状化抵抗が増加する。
次に第4図に示すようにケーシングパイプ2の打設終了
後、ケーシングパイプ2の上部に設りられた投入ボンパ
ー10から該ゲージングパイプ2内にグラベル(礫)9
を投入する。そしてこのグラベル(礫)9の投入後、前
記打設されたケーシングパイプ2をバイブロハンマー8
により振動さ−Uながら引抜き砂柱13を形成する。
上記のような工法により、第5図に示すように液状化の
起り易い砂質地盤Gに所定の間隔で、かつ複数の砂柱1
3を形成し、地震時に砂質地盤G内に発生ずる過剰間隙
水圧を砂柱13を通して砂質地1illに外部に開放し
ようとするものである。
従ってこの発明による砂質地盤Gの改良により、次のよ
うな効果を奏するものである。
(1)、砂質地盤Gの密度が高まり、砂自体の持つ液状
化抵抗を著しく増加させることが出来る。
(2)、砂質地盤G内に発生ずる過剰間隙水圧を砂柱に
より排水させることが出来る。
なお上記の発明は、海底の砂質地盤Gに施工した場合に
ついて説明したが、この実施例に限定されず陸上の砂質
地盤Gに施工出来ることは勿論である。
以下この発明の効果を確認する為に行った実験例につい
て説明する。
ここでは、振動を伴わない従来からのグラベルドレーン
工法(以下従来工法という)とこの発明による振動によ
り砂質地盤Gを締固める9JJ果を有する砂柱工法〈こ
の発明に係る新工法・以下新工法と言う)との比較を行
うことを目的としている。
比較の方法は、標準貫入試験からめられるN値によるも
のと、実際に砂質地盤Gに振動を与えた時の鉛直方向加
速度と、間隙水圧との関係を調査することにより行った
先ず第6図及び第7図は標準貫入試験からめられるN値
による比較を示すものである。
第6図は従来工法で行った時のものであり、第7図は新
工法で行った時のものである。
この第6図及び第7図において、縦軸には標高(m)、
横軸にはN値を取り、標高(m )を埋土層(+5〜0
)、沖積砂層上部(0〜−5)、沖積砂層下部(−5〜
−10)に区画し、N値を測定した。第6図の従来工法
による区域では、改良前(図中鎖線で示す)と改良後(
図中実線で示す)とでは、両者の間には有意な差はみら
れない。即ち砂質地盤自体の液状化抵抗は殆ど変化はな
い。
一方第7図の新工法による区域では、改良前(図中鎖線
で示す)と改良後(図中実線で示す)とでは、改良後の
方が埋土層(→−5〜0)。
沖積砂層上部(0〜−5)、沖積砂層下部(−5〜−1
0)の総てについてN値か高くなっており、従って砂質
地盤自体の液状化抵抗を著しく増大さモでいることが判
る。
次に振動発生装置によって砂質地盤内に生じる加速度と
間隙水圧との関係を現場で測定(現場振動試験)し、従
来工法と新工法について比較を行った。
実験方法は次の通りである。
第8図は改良前の実験時の間隙水圧針11と加速度計1
2と震源15との関係を示す平面図、第9図は第8図の
縦断面図、第10図は改良後の実験時の間隙水圧n口1
と加速度計12とグラベルドレーン13と震源15の位
置を示す平面図、第11図は第1O図のWi面図である
このような位置関係で、改良前及び従来工法で改良した
場合、新工法で改良した場合3ケースについて鉛直方向
加速度と間隙水圧を測定した。
第10図及び第11図において、グラベルドレーンエ3
の間隔は1.8m、間隙水圧計11と加速度計12との
埋設位置は地表面から7.0rn前後の211iil所
である。また振動源自体が発生ずるエネルギは一定なの
で間隙水圧計11及び加速度計12の埋設位置から振動
源までの距離を変えることにより地盤内に発生ずる加速
度を変化させた。
以上の測定値を整理したのが第12図である。
第12図は縦軸に液状化の度合ΔU/σ“ν0(ΔUは
過剰間隙水圧、σ’Voは初期有効上被り圧)、横軸に
鉛直方向の加速度αVとして、改良前(図中鎖線で示す
)と従来工法による改良後(図中二点鎖線で示す)と新
工法による改良後(図中実線で示す)とを比較すると、
排水効果■領域と締固め効果■領域とから明らかなよう
に、締固め効果が有る場合の改良後(実線で示ず)が著
しく液状化抵抗を増大させていることが判る。
以上のような各地盤改良に関する実験の結果をまとめる
と液状化に対する安全率(Fβ値)の増加は以下の表−
Iのようになる。
表−1 以上のように、締固め効果と排水効果とを組み合わせた
この発明の実施例は、サンドコンパクション工法(締固
め効果)及びグラベルドレーン工法(排水効果)単独の
工法に比べて、液状化に刻する安全率(Fj2値)を2
倍以上上げる効果のあることがra認された。
砂質地盤Gの液状化防止工法には、締固め効果と排水効
果とを組み合わせた工法が優れた効果を奏することがわ
かった。
以上のようにこの発明は、砂質地盤に (a)、砂質地盤に、先硝に開閉可能な蓋を備えた中空
状のケーシングパイプを振動させながら打設する工程。
(b)、砂質地盤に打設されたケーシングパイプ内に礫
を投入する工程。
(C)、ケーシングパイプ内へ礫の投入が終了した後、
ケーシングパイプを振動させながら引抜き砂柱を形成す
る工程。
の工程順序で砂柱を形成する為、砂質地盤の密度を高め
て液状化抵抗を増加させ、以て砂質地盤の締め固め効果
を向上させると同時に透水性の高い砂柱により地震等の
場合砂質地盤内に発生ずる過剰間隙水圧を急速に消散さ
せて排水効果を著しく向上させることが出来、また液状
化防止を行なうことが出来る効果がある。
また地盤改良によって同一砂質地盤に対して同じ程度の
液状化防止効果を持つようにする場合、従来のグラベル
ドレーン工法及びサンドコンパクション工法を単独で行
うのに比べ、本工法を用いることによって単位面積当り
の施工数量を減らすことが出来る。この結果本工法は経
済的に優れた地盤改良工法を提供することが出来るもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は海底にこの発明に係る工法を施工する施工船の
概略正面図、第2図〜第5図はこの発明の工法の工程順
序を示す説明図、第6図は従来工法による改良後のN値
測定結果を示すグラフ説明図、第7図は新工法による改
良後のN値測定結果のグラフ説明図、第8図は改良前の
間隙水圧計、加速度計及び振動源の平面図、第9図は第
8図の断面図、第10図は改良後の間隙水圧針、加速度
計、及び振動源の平面図、第11図は第10図の断面図
、第12図は縦軸に液状化の度合〔ΔU(過剰間隙水圧
)/σ’Vo(初期有効上被り圧)〕を取り、横軸に鉛
直加速度(αv)gを取った場合、改良前(図中鎖線で
示す)と締固め効果が無い場合の改良後(図中二点鎖線
で示す)と、更に締固め効果が有る場合の改良後(実線
で示す)との排水効果■領域と締固め効果■領域との関
係を示したグラフ説明図である。2・・ケーシングパイ
プ 7・・開閉蓋 9・・礫 13・・砂柱(グラベルドレーン) G・・砂質地盤 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 第4図 第5図 N値 第6図 N値 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 この発明は砂質地盤に以下の工程順序で砂柱を形成する
    ことを特徴とする砂質地盤の液状化防止工法。 (a)、砂質地+iiに、先端に開閉可能な蓋を備えた
    中空状のケーシングパイプを振動させながら打設する工
    程。 (b)、砂質地盤に打設されたケーシングパイプ内に礫
    を投入する工程。 (C)、ゲージングパイプ内へ礫の投入が終了した後、
    ケーシングを振動させながら引抜き砂柱を形成する工程
JP12032083A 1983-07-04 1983-07-04 砂質地盤の液状化防止工法 Pending JPS6013114A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7125253B2 (en) 2002-04-04 2006-10-24 Akira Kitamura Dental implant system and method
WO2011137507A1 (en) * 2010-05-01 2011-11-10 North American Pile Driving Inc. Method and apparatus for ground improvement using compacted aggregate columns
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5689619A (en) * 1979-12-17 1981-07-21 Takechi Koumushiyo:Kk Preventing structure for liquefaction of foundation ground

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