JPS61146910A - 砂地盤の液状化防止工法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は地震時に液状化発生の可能性のある砂質地盤
の液状化防止工法に関するもので、孔あき杭を利用し、
構造物の支持も可能としたものである。

〔従来の技術〕

砂地盤の液状化現象は砂中の間隙に過剰間隙水圧が発生
し、砂粒子の結合力がなくなり、砂地盤のせん断強度が
失なわれることに基づいている。

砂地盤がこのような液状化状態になると建造物の倒壊、
地盤崩壊が引起こされる。従って、このような問題を解
消するため表１〔末松直幹・吉見吉昭・佐々木康：地盤
の液状化、７．液状化被害を軽減するだめの対策、土と
基礎３０−４　（２９１）ｐｐ７１〜７９〕に示される
各種工法が採用されているが、そのほとんどが地盤改良
工法（密度の増大、粒度改良または固結）であり、多大
な工期、工費を必要とするばかシか、振動締固めにも見
られるように振動、騒音の問題がある。

これに対し、安価で、無振動、無騒音の工法として、間
隙水圧の消散を目的としたグラベルトレー７エ法が提案
されている。このようなグラベルドレーン工法に関連す
る発明としては、例えば特開昭５５−１４２８１５号公
報、特開昭５６−１００９１９号公報、実開昭５６−１
１６４３４号公報に記載されたものがあり、砕石、砂利
等の柱を砂地盤中に多数設置し、地震時に砂地盤に発生
する過剰間隙水圧を消散させることを原理としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述のグラベルドレーン工法には次のような問
題点がある。

■　地震発生とともに間隙水が細砂を伴ない、グラベル
柱へ移動するため、グラベル材間隙に細砂が入り込んで
目詰まりを起こし、対策効果がすぐに低下する。

■　既設構造物下に設置するには、構造物を一旦移動さ
せることが必要で、多大の工期、工費を要する。

■　地震等により地盤の側方流動、すべり、不等沈下が
生じた際ドレーン柱がずれて柱を形成しなくなり効果を
失することも′少なくない。

■　砂地盤の液状化抑止効果は認められるが、あくまで
局所的地盤改良の範ちゅうに属し、構造物を支えるとい
った支持機能は有していない。

この発明の工法は上述のような問題点の解決を図ったも
のである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明の砂地盤の液状化工法では、長手方向および周
方向に多数の孔３を穿設してなる中空の孔あき杭２を用
いる。孔３部には砂の侵入を阻止する通水性のあるフィ
ルター４を設け、この孔あき杭２を砂地盤１の上面から
所要深さまで設置する。

このとき、好ましくは杭間ピッチＬを杭径りに対して、 ２Ｄ≦Ｌ≦１０Ｄ とし、砂地盤１中に孔あき杭群を構築することにより、
地震時、砂地盤ｌに発生する過剰間隙水圧を孔あき杭２
内に消散させる。これによシ、間隙水圧の上昇が抑制さ
れ、砂地盤１の液状化を防止する。

孔あき杭２としては鋼管杭、複合パイル、その他種々の
中空杭の利用が考えられ、孔３部の断面欠損を考慮した
上で、構造物の支持杭を兼ねさせることができる。

〔実施例〕

次にこの発明の工法を図示した実施例に基づいて説明す
る。

第２図〜第４図はこの発明で使用する孔あき杭２の一例
を示しだもので、孔３の部分に砂侵入を阻止する通水性
のフィルター４を設けてなる。この孔あき杭２を砂地盤
１中忙設置し、地盤全体の透水性を高めることにより、
地盤円建発生する過剰間隙水圧を早期に消散せしめ、液
状化の発生を防止するとともに、各種構造物を支持させ
ることも可能としたものである。なお、孔あき杭２の孔
３をあける位置は対象地盤の地層にもよるが、液状化す
ると判定された地盤層部に位置する部分にのみ孔をあけ
ることで対処可能である。

砂地盤１への孔あき杭２設置の一例を第５図および第６
図に示すが、平面的に見ての孔あき杭２の効果的配置ピ
ッチＬは、実施工での振動計測で得られた対策効果確認
結果の第９図より、２Ｄ≦Ｌ≦１０Ｄ　　（Ｄ：孔あき
杭外径）が適当であると考えられる。なお、孔あき杭２
は周方向に４ケ所の孔３を設け、孔３の直径ｄ＝０、　
Ｌ　Ｄ　、長手方向の孔間隔（中心間距離）ａ＝　　　
、２．０Ｄとしである（第３図参照）。また、孔３に取
り付けるフィルター４のメツシュ間隔は液状化防止の対
象とする砂地盤の平均粒径Ｄ５ｏの約１／２以下であれ
ば孔あき杭３内への砂粒子の侵入がほとんどない。また
、杭の配置ピッチとして上記範囲に数値限定した根拠は
、第９図の縦軸で示される過剰間隙水圧ΔＵ／有効鉛直
応力σＶ′が０．３以下なら一般に液状化には到らない
とされていることによった。ただし、重要度の低い構造
物を対象とする場合は、この範囲以上のピッチでも対応
可能と考えられる。

砂地盤１中に孔あき杭２を構築することは、地盤中の間
隙水が侵入する間隙を形成できたことになるので、地震
時に砂地盤１中に発生する過剰間隙水圧は上記孔あき杭
２内に消散され、これにより砂地盤１の液状化を確実に
防止し得る。

なお、第５図および第６図に示した実施例は、グラペル
ドレーン工法でのグラベル柱の代わりに砂地盤１にフィ
ルター４付きの中空孔あき杭２を設置したものに相当す
るが、孔あき杭２は第９図に示したように杭間ピッチＬ
／杭径］）＝４．５での比較において、グラベル柱より
間隙水圧の消散効果が大なので、杭の設置間隔をその分
広くできるというメリットを有している。

第１図は既設構造物である港湾用ケーン７６下の砂地盤
１に対してこの発明による対策を施した例と建物５の支
持杭を兼ねさせた場合の例の二種類を示したものである
。ケーソン６の例のようにこの発明は、グラベル柱では
困難な杭の斜め設置も可能であり、構造物のリプレース
なしで既設構造物下へも設置できるというメリットも有
している。

第７図および第８図の実施例は第１図の建物５の支持杭
同様、孔あき杭２を構造物（橋脚７．貯液タンク８）の
支持も兼ねさせた上で、液状化対策として用いた場合で
ある。

孔なし杭、すなわち、一般の杭（鋼管杭、コンクリート
杭等）では液状化しやすい地盤においては地震時、杭を
水平に支持する地盤の抵抗が極めて低下するため、［道
路橋示方書耐震設計編」では液状化の程度に応じて、土
質定数（変形係数Ｅ１地盤反力係数Ｋ）を低減させるも
のとしている。

これに対し、孔あき杭２を用いると液状化の発生を抑制
できるため、土質定数の低減が必要なくなり、その工学
上のメリット、効果は極めて太きい。

〔発明の効果〕

この発明の液状化防止工法では砂地盤に孔あき杭群を設
けて、液状化の直接要因である過剰間隙水圧の上昇を抑
制することができることから、地震時においても砂地盤
１の液状化が生じない。

しかもこの孔あき杭群は断面欠損を考慮した上で構造物
の支持にも活用でき、さらに地盤の補強にも効果的で、
杭の設置も極めて容易である。

また、゛グラペルドレーン工法で問題視されるような目
詰まりがなく、半永久的に効果を発揮させることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の工法の適用例を示す断面図、第２図
は孔あき杭の一例を示す斜視図、第３図は正面図、第４
図は横断面図、第５図は杭の配置を示す平面図、第６図
はその縦断面図、第７図および第８図はそれぞれ橋脚お
よび貯液タンクへの適用例を示す断面図、第９図は従来
例との比較を示すグラフである。 １・・砂地盤、２・・孔あき杭、３・・孔、４・・フィ
ルター、５・・建物、６・・ケーソン７・・橋脚、８・
・タンク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向および周方向に多数の孔を穿設し、その
   孔部に砂の侵入を阻止する通水性のあるフィルターを設
   けてなる中空の孔あき杭を、砂地盤に所要の深さで設置
   し、砂地盤中に孔あき杭群を構築することにより、地震
   時に砂地盤に発生する過剰間隙水圧の上昇を抑制するこ
   とを特徴とする砂地盤の液状化防止工法。
2. （２）孔あき杭の杭間ピッチＬは杭径Ｄに対して、２Ｄ
   ≦Ｌ≦１０Ｄ である特許請求の範囲第１項記載の砂地盤の液状化防止
   工法。
3. （３）孔あき杭は構造物の荷重を支持する支持杭である
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の砂地盤の液状
   化防止工法。
4. （４）孔あき杭は多数の孔を穿設した鋼管杭である特許
   請求の範囲第１項、第２項、または第３項記載の砂地盤
   の液状化防止工法。