JPH01127717A - 砂質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） 本発明は砂質地盤の液状化を防止するための砂質地盤の
液状化防止工法に関するものである。

（従来技術） 地震による繰り返し剪断力によって、水で飽和された低
密度の砂質地盤は土粒子間に存在する間隙水の圧力が急
激に上昇するために有効応力を失い、あたかも液体のよ
うに挙動する。これの現象を液状化現象という。この液
状化現象によって、地盤が破壊し、構造物が転倒、破壊
、不同沈下することが、新潟地震１日本海中部地震等で
報告されている。

この液状化防止工法の１つとして、グラベルドレーン工
法がある。この工法は、地盤中に直径４０〜６０ｃｍの
グラベルパイルを１〜２ｍ間隔で打設し、地震時に発生
する過剰間隙水圧の早期逸散を目的としたものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この工法は、グラベルドレーンに使用する砕石
の透水性によって効果が異なり、透水係数の大なる砕石
を用いると、土中内の砂粒子が間隙に流入し、いわゆる
目詰まり現象を起こす問題点がある。また、透水係数の
小なる砕石を用いると、排水能力に限界を生じ、十分に
液状化が防止出来るとは言い難い問題点がある。通常、
グラベルドレーンに使用する砕石の透水係数は、対象地
盤の２００〜４００倍が適切と考えられているが、この
程度の透水係数では排水に時間的遅れが生じるために、
ドレーンのウェルレジスタンスを考慮しなければならな
い。最近、このウェルレジスタンスを考慮した設計が行
われているが、従来に比べてドレーンの打設間隔が小さ
くなる問題点がある。

この発明の目的は、グラベルドレーンの排水能力をより
向上させ、しかも、打設間隔を太き（しても地震時に発
生する過剰間隙水の排水を効果的に行わせることができ
る砂質地盤の液状化防止工法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明は、横断面がほぼ矩形状をしていて相対向する
広面が通水板面となっている通水材と、前記通水材の表
面を覆う不織布とを備え、前記通水材内にはその長手方
向に連続する通水路が前記両皿水板面間を幅方向に間隔
をおいて連結する複数のリブで仕切られて幅方向に複数
個並設され、前記両通水板面にはその幅方向に沿った溝
が長手方向に間隔をおいて多数それぞれ形成され、前記
善導には前記通水路に通じる多数の通水孔がそれぞれ形
成された構造の帯状ドレーンを用い、前記帯状ドレーン
用のマンドレルを内蔵したケーシングオーガーを用いて
砂質地盤を所定の深さまで堀削し、前記オーガーの引き
上げ時に前記帯状ドレーンを砂中に設置し、更に上部よ
り投じた砕石で前記帯状ドレーンの周辺を囲んでグラベ
ルトレーンを作成することにより、前記帯状ドレーンと
前記グラベルドレーンとの複合ドレーンを形成すること
を特徴とする。

（作用） このようにグラベルドレーン中に特殊な帯状ドレーンを
配置して複合構造にすると、該帯状ドレーンの表面の不
織布によるフィルター作用と、通水材の両通水板面とそ
の間の複数のリブによる通水路が拘束圧でつぶされない
ような構造とにより、通水路の確保とが図られて、グラ
ベルドレーンの排水能力と合わせて排水能力が増し、地
震時における過剰間隙水の排水を効率よく行わせて、液
状化防止を有効に図ることができる。また排水能力が大
きくなるため、ウェルレジスタンスを考慮しなくてもよ
（なりドレーン間隔を太き（とった場合でも有効な排水
が行われる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

本発明では、従来から軟弱地盤の圧密促進に用いられる
帯状ドレーンを改良して用いるので、先ず、本発明で用
いる新規な帯状ドレーン材１の構造の具体例を第３図乃
至第６図を参照して説明する。

この帯状ドレーンｌは、横断面がほぼ矩形状をしていて
相対向する広面が通水板面２Ａとなっている通水材２と
、該通水材２０表面を覆う不織布３とで構成されている
。通水材２は幅Ｗが１００〜１５０　鶴、厚さＴが１０
〜１５１ｍ程度の矩形状断面形状をなしている。該通水
材２内には、その長手方向に連続する通水路２Ｂが、両
通水板面２八間を幅方向に間隔をおいて連結する複数の
リブ２Ｃで仕切られて幅方向に複数個並設されている。

両通水板面２Ａには、その幅方向に沿った溝２Ｄが、５
鶴程度の幅で長手方向に５鰭程度の間隔をおいて多数そ
れぞれ形成されている。溝２Ｄは両通水板面２Ａの長手
方向に相互に存在するように形成されている。善導２Ｄ
には、矩形状の通水孔２Ｅが該溝２Ｄの長手方向に沿っ
て多数個・それぞれ形成されている。このような通水材
２は、配合によって硬軟がコントロールできる塩化ビニ
ール。

ポリエチレン等の樹脂材で形成されている。

このような帯状ドレーン１は、通水路２Ｅが両通水板面
２Ａとリブ２Ｃとで区画されて形成されていて、地盤内
の拘束圧でつぶされないようになっているので、地盤内
で拘束圧が加わっても通水性が低下せず、また長尺化さ
れても通水性の低下を抑制できる利点がある。更に、通
水材２の材質と両通水板面２への表面の溝２Ｄの存在に
より地盤の変形にも追従でき、且つロール状の巻取りも
容易にでき、運搬も容易である。

第７図は従来型帯状ドレーン材Ａ、Ｂ、Ｃと、この発明
で用いる新規帯状ドレーン材Ｄ（試験時は幅１００ｍ、
厚さ１０＋＋ｎとしている。）の通水試験結果で、土中
の拘束圧を考慮して試験時の側圧を段階的に増した場合
の各々の通水量を示している。この結果、この発明の新
規帯状ドレーン材りが従来型帯状ドレーン材Ａ、Ｂ、Ｃ
に比べて３倍程度大きな通水量を示し、且つ側圧に影響
しないことがわかった。

第８図Ａ、　Ｂ及び第９図Ａ、Ｂは、帯状ドレーン材を
用いない時と、本発明の新規帯状ドレーン材りを用いた
時の、地震時の砂質地盤の液状化の状態の比較を示した
図である。

第８図Ａは土槽４内に緩い密度の飽和砂５を入れ、該飽
和砂５中のＰ点に間隙水圧計６をセットし、該飽和砂５
中には帯状ドレーン１を挿入してない比較実験設備の例
を示している。

第８図Ｂは第８図Ａに示す設備で振動実験をしたときの
Ｐ点の過剰間隙水圧比の時間的変化を示した図である。

ここで、Δμは過剰間隙水圧、σＶ′は有効上載圧、Δ
Ｕ／σＶ′は過剰間隙水圧比である。この場合、砂中の
ΔＵ／σＶ′はほぼ１となり、地盤が完全に液状化して
、水のような挙動を示している。

第９図Ａは土槽４内に緩い密度の飽和砂５を入れ、該飽
和砂４中に本発明で用いる新規帯状ドレーン材１　（例
えば、幅１００鰭、厚さ１０ｍｍ）を配置し、且つ帯状
ドレーン材ｌ及び飽和砂５中の２１点、Ｐ２点、Ｐ３点
に間隙水圧計６をセットした実験設備の例を示している
。

第９図Ｂは第９図Ａに示す設備で振動実験をしたときの
ｐｔ点、Ｐ２点、Ｐ３点の過剰間隙水圧比の時間的変化
を示した図である。

図から明らかなように、この発明で用いる新規帯状ドレ
ーン材１を配置しておくと、過剰間隙水圧はあまり上昇
せず、早期に消散していることがわかる。このことより
、この発明で用いる新規帯状ドレーン材１は、液状化防
止効果があることが判明した。

次に本発明の工法について第１図（Ａ）〜（ＩＥ）及び
第２図を参照して説明する。

本発明で用いる打設装置は、先端にオーガー先端蓋８を
有するケーシングオーガー９と、該ケーシングオーガー
９内に同心配置されたマンドレル１０を用いる。

第１図（Ａ）に示すように、マンドレル１０内には本発
明で用いる新規な帯状ドレーン１を通し、該帯状ドレー
ン１の下端にはアンカー１）を取付けて打設準備を行う
。

第１図（Ｂ）に示すように、ケーシングオーガー９を回
転しながら所定の深度まで飽和砂質地盤１２を堀削する
。この時、マンドレル１０は回転制御値ｆｆ１３により
回転することはなく、所定の深さに到達する。

第１図（Ｃ）に示すように、所定の深度まで堀削ができ
たら、ケーシングオーガー９の回転を止め、マンドレル
１０がケーシングオーガー９の先端より５０〜１００ｃ
ｍ程度突出するように圧入する。

第１図（０）に示すように、ケーシングオーガー９の上
部における砕石投入用蓋１４を開口し、砕石１５を適量
投入する。その後、ケーシングオーガー９を逆転しなが
ら、砕石投入量に相当する深度まで該ケーシングオーガ
ー９を上昇させ、同時にマンドレル１０を引き上げる。

ケーシングオーガー９の回転時には、帯状ドレーン１は
マンドレル１０によって保護されている。この作業を繰
り返し、グラベルドレーン１６の形成とケーシングオー
ガー９及びマンドレル１０の引き抜きを行う。

第１図（Ｅ）に示すように、かくして帯状ドレ−ン１と
グラベルドレーン１６との複合ドレーン１７が形成され
、その後、飽和砂質地盤１２の上に砕石マント１８を敷
いて一連、の工法を終了する。

このように複合ドレーン１７を形成すると、第２図に示
すように、矢印１９で示す如く地震力が加わった場合に
は、飽和砂質地盤１２の間隙水はグラベルドレーン１６
内に矢印２０で示す如く流れ込み、グラベルドレーン１
６内の水は帯状ドレーン１内に矢印２１で示す如く流れ
込む。帯状ドレーンｌに流れ込んだ水は、該帯状ドレー
ン１の排水効果によって矢印２２で示す如く上部へ排出
される。なお、一部の水はグラベルドレーン１６によっ
て矢印２３で示す如く上部に排出される。

この２つのドレーン１．１６の排水効果により、砂質地
盤１２内に生じる過剰間隙水圧を早急に逸散させること
ができ、液状化防止が可能になり、グラベルドレーン１
６の問題点を解決できる。

（発明の効果） 以上のように本発明では、グラベルドレーン中に特殊構
造の帯状ドレーンを設置して複合ドレーンを形成するの
で、グラベルドレーンの排水能力に合わせて帯状ドレー
ンの排水能力が加重される。

特に、この帯状ドレーンは表面の不織布によるフィルタ
ー作用と、内部の通水材の両皿水板面とその間の複数の
リブによる通水路が拘束圧でつぶされないような構造と
により、大きい通水路の確保が図られて、排水を効率よ
く行わせることができる。従って、本発明の複合ドレー
ンによれば、グラベルドレーンのウェルレジスタンスを
考慮しなくてもよくなり、ドレーン間隔を大きくとるこ
とができ、複合ドレーンの設置数を減らして、施工費を
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の工法の一例の工程を示
す縦断面図、第２図は本発明の工法で形成された複合ド
レーンの一例を示す縦断面図、第３図は本発明で用いる
帯状ドレーンの一例の不織布を一部除去した状態を示す
平面図、第４図は同側面図、第５図は同縦断側面図、第
６図は第５図中の■−■線断面図、第７図は本発明で用
いる帯状ドレーンと従来の帯状ドレーンの側圧に対する
通水量の変化の比較図、第８図Ａ及び第９図Ａは帯状ド
レーンを用いない場合と用いた場合の実験設備の縦断面
図、第８図Ｂ及び第９図Ｂは第８図Ａ及び第９図Ａに示
す実験設備での加震時における過剰間隙水圧比の変化を
示す過剰間隙水圧比特性図である。 ■・・・帯状ドレーン、２・・・通水材、２Ａ・・・通
水板面、２Ｂ・・・通水路、２Ｃ・・・リブ、２Ｄ・・
・溝、２Ｅ・・・通水孔、３・・・不織布、８・・・オ
ーガー先端蓋、９・・・ケーシングオーガー、１０・・
・マンドレル、１）・・・アンカー、１２・・・砂質地
盤、１４・・・砕石、１６・・・グラベルドレーン、１
７・・・複合ドレーン、１８・・・砕石マット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）横断面がほぼ矩形状をしていて相対向する広面が
   通水板面となっている通水材と、前記通水材の表面を覆
   う不織布とを備え、前記通水材内にはその長手方向に連
   続する通水路が前記両通水板面間を幅方向に間隔をおい
   て連結する複数のリブで仕切られて幅方向に複数個並設
   され、前記両通水板面にはその幅方向に沿った溝が長手
   方向に間隔をおいて多数それぞれ形成され、前記各溝に
   は前記通水路に通じる多数の通水孔がそれぞれ形成され
   た構造の帯状ドレーンを用い、 前記帯状ドレーン用のマンドレルを内蔵したケーシング
   オーガーを用いて砂質地盤を所定の深さまで堀削し、前
   記オーガーの引き上げ時に前記帯状ドレーンを砂中に設
   置し、更に上部より投じた砕石で前記帯状ドレーンの周
   辺を囲んでグラベルドレーンを作成することにより、前
   記帯状ドレーンと前記グラベルドレーンとの複合ドレー
   ン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。