JPH0230806A - 地震時における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） 本発明は地震時における砂地盤の液状化を防止する工法
に係るものである。

（従来の技術） 大地震時に埋立地などで砂が地下水とともに吹き出した
り、地盤が流動化して上に建っている構造物が沈下・転
倒するという現象が見られる。その現象は一般に砂地盤
の液状化といわれ、新潟地震以来大きな問題となってい
る。この液状化現象は、飽和した緩い砂地盤で、また地
表面から２０ｍ以漫０土層で生じやすいといわれている
。

一般に液状化は、地盤内に働く繰返し剪断応力によって
地盤中に生じる過剰間隙水圧（地震等によって地盤内の
間隙水圧が異常に上昇したときの土粒子間の水の圧力）
が、土粒子を拘束していた初期有効応力（土粒子の骨格
の圧縮及び土粒子間の摩擦に有効に働く応力で、変化す
る前のものを−いう、）と等しくなる結果、有効応力が
Ｏになる現象と定義されている。従ってその状態になる
と土粒子に対する拘束がなくなり、砂地盤の剪断抵抗が
殆んどなくなって、砂が液体状になる。（後出の（１）
式参照） 地震時に砂地盤が液状化すると、直接基礎の構造物の場
合は、支持力がなくなって沈下したり転倒したりする。

また、杭基礎の構造物の場合は、杭の水平抵抗がなくな
って杭が折れ、結果的に構造物が転倒するということも
起こり得る。従って、埋立地のように緩い砂地盤が深く
まで続く場所や、Ｎ値２５程度以下の地下水位の高い砂
地盤で、あまり粘土分を含まない割合に粒径の揃ったき
れいな砂の場合は、構造物の設計上液状化防止対策を考
慮する必要がある。

砂地盤の液状化を防止する方法を考慮する前に、どのよ
うな地盤が液状化しやすいかを考えてみる。

建築学会発行の［建築基礎構造設計指針１４．５節（ｐ
−１６３）によると、液状化しやすい地盤の条件として
以下の条件が挙げられている。

１）飽和地盤の細粒土（０，０７４ｍ以下の粒径をもつ
土粒子）含有率が低いほど ２）飽和地盤のＮ値が小さいほど ３）地下水位面が地表面に近いほど ４）地震入力が大きいほど 液状化防止を図るためには、上記の条件が逆になるよう
にすればよいわけであるから、基本的には以下のような
対策案が考えられる。

ｉ）地盤の剪断強度の増強 ｉｉ）地盤の密度の増大 ｉｆ）間隙水圧の低下 ｉ）としては、注入工法や深層混合攪拌工法がある。さ
らに、液状化層が浅ければ一旦掘り返して固結材を混合
攪拌して埋め戻す浅層混合攪拌工法も採用できる。いず
れも地盤を固結することにより剪断強度の増強を図るも
のである。

１１）　としては、サンドコンパクション、バイブロフ
ローテーションなどの締め固め工法がある。

これらの工法は、地盤の密度を増大しくＮ値が大きくな
る）、結果的に剪断強度を増大する。

■、）の代表的なものとしては、地盤に設けた掘削孔に
礫を充填し、同礫によって造成した礫柱、礫壁で地盤内
の間隙水を抽出し、間隙水圧を低下させるグラベルドレ
ーン工法がある。

（発明が解決しようとする課題） 現在、液状化防止対策として施工されている工法の代表
的なものは上記のようなものであるが、例えば地盤固結
方法は工費が嵩み、また締固め工法では騒音、振動等の
公害問題があり、更にゲラベルド、レーン工法では地盤
全体に亘って均一に間隙水を抽出することが困難である
。

本発明は前記従来技術の問題点に鑑みて提案されたもの
で、その目的とする処は、公害問題を生起することなく
、砂地盤の液状化を効果的に防止する地震時における砂
地盤の液状化防止工法を提供する点にある。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、本発明に係る砂地盤の液状
化防止工法は、地震時に液状化が予想される砂地盤にお
ける構造物の基礎下部、及び周囲に水平に配設された耐
圧板と、下層の堅固な地盤との間に亘って同地盤に下端
を定着されたアースアンカーを配設し、同アンカーを緊
張して上端部を前記耐圧板に定着し同耐圧版下部の地盤
にプレストレスを導入して砂地盤の地震時における液状
化を防止するように構成されている。

（作　用） 本発明によれば、地震時に液状化が予想される砂地盤に
おける構造物の基礎下部及び周囲に水平に配設された耐
圧板と、液状化しない下層の堅固な地盤との間に亘って
配設され、且つ下端部が前記堅固な地盤に定着されたア
ースアンカーを緊張して、その上端部を前記耐圧板に定
着することによって、同耐圧版と前記堅固な地盤との間
の液状化を予想される砂地盤にプレストレスが導入され
、前記耐圧板が同地盤を抑え込んで、この結果同一地盤
内の有効応力が増大し、これに伴って同地盤の剪断強度
が増大し地震時における液状化が防止される。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図は直接基礎を有する構造物の構築に本発明を適用
した場合を示し、（１）は地震時に液状化が予想される
緩い砂地盤、（２）は同砂地盤（１）上に構築される構
造物で、その基礎下部及び周囲に鉄筋コンクリート造の
耐圧板（３）が設置され、同耐圧版（３）にアースアン
カー（４）を打設し、下端を液状化が生起しない堅固な
地盤（５）に定着する。

図中（４ａ）は同アースアンカー（４）の定着部を示す
。

而して同アースアンカー（４）を緊張して耐圧板（３）
に定着すると前記砂地盤（１）にプレストレスが導入さ
れ、同砂地盤（１）　は耐圧板（３）によって抑え込ま
れることによって、同地！　（１）内の有効応力が増大
する。

この有効応力をσとすると、砂地盤の剪断強度τとの間
には次のような関係がある。

τ＝σ　ｔａｎ　　φ　＋Ｃ・・・（１）σ＝σ　−・
・・（２） 但し　φ　：　土の内部摩擦角 Ｃ：　土の粘着力 σ′：　土に働く全応力 Ｕ　：　土中の間隙水圧 −ＩＩに締固めによる地盤密度の増大は、内部摩擦力が
増大する結果、地盤の剪断強度が増大するものであるが
、本方法の場合は、砂地盤（１）の有効応力を増大せし
めることによって、砂地盤の剪断強度が増大するもので
ある。

第２図は本発明を杭基礎を有する構造物の施工に適用し
た場合を示し、図中（６）は杭を示し、その他前記実施
例と均等部分には同一符号が附されている。

第３図乃至第８図は本発明を杭基礎に適用し、た場合の
工程を示し、液状化を生起しない堅固な地盤（５）上に
抗（６）を施工し、（第３図参照）次いでアースアンカ
ー（４）を施工し、（第４図参照）同アースアンカー（
４）の下端部を前記した堅固な地盤（５）に定着すると
ともに、基礎及び地下部分を掘削する。（第５図参照） 次いで前記掘削部分（７）に水平の耐圧板（３）を施工
し、（第６図参照）アースアンカー（４）　（７）ＰＣ
鋼材（４ｂ）を耐圧板（３）上にセットした緊張装置（
８）で緊張するとともに、同耐圧版（３）に定着具（９
）を介して定着し、耐圧板（３）の下部の砂地盤（１）
にプレストレスを導入し、同砂地盤（１）の剪断強度を
増大し、（第７図）次いで構造物の基！（１０）及び躯
体（図示せず）を構築するものである。

（発明の効果） 本発明によれば前記したように、液状化が予想される砂
地盤における構造物の基礎下部、及び周囲に水平に配置
された耐圧板と、下層の堅固な地盤との間に亘って、同
地盤に下端を定着されたアースアンカーを配設し、同ア
ースアンカーを緊張して上端部を前記耐圧板に定着する
ことによって前記砂地盤に耐圧板を介して均一にプレス
トレスを導入して、同砂地盤の有効応力を増大すること
によって同砂地盤の剪断強度を増大せしめ、液状化を防
止することができるものであり、本発明によれば施工が
簡単で騒音、振動公害を生起することなく、効果的に砂
地盤の液状化を防止しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る地震時における砂地盤
の液吠化防止工法の各実施例の実施状況を示す縦断面図
、第３図乃至第８図は本発明の工法の工程を示す縦断面
図である。 （１）−ｍ−液状化が予想される砂地盤、（２）−−一
構造物、　　　　（３）−一一耐圧版、（４）−−−ア
ースアンカー、（５）−−一堅固な地盤、（８）−−一
緊張装置、　　　（９Ｌ一定着具、（１０）−ｍ＝構造
物の基礎 Ｓ　ノＷ 勾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地震時に液状化が予想される砂地盤における構造物の基
   礎下部、及び周囲に水平に配設された耐圧版と、下層の
   堅固な地盤との間に亘って同地盤に下端を定着されたア
   ースアンカーを配設し同アンカーを緊張して上端部を前
   記耐圧版に定着し同耐圧版下部の地盤にプレストレスを
   導入することを特徴とする地震時における砂地盤の液状
   化防止工法。