JPH0459405B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0459405B2 JPH0459405B2 JP59270521A JP27052184A JPH0459405B2 JP H0459405 B2 JPH0459405 B2 JP H0459405B2 JP 59270521 A JP59270521 A JP 59270521A JP 27052184 A JP27052184 A JP 27052184A JP H0459405 B2 JPH0459405 B2 JP H0459405B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pile
- perforated
- sandy ground
- piles
- ground
- Prior art date
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/02—Improving by compacting
- E02D3/10—Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は地震時に液状化の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。
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。
砂地盤の液状化現象は水で飽和した緩い砂地盤
が、間〓水の逃げ出しを許さない状態で地震によ
るせん断応力を受けたとき、間〓水圧が急激に増
加し、砂粒子の結合力がなくなり、砂地盤のせん
断強度が失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構造物の倒壊、地
盤崩壊が引き起こされる。従つて、このような問
題を解決するため、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
減するための対策、土と基礎30−４（291）、71〜
79頁〕に示されるような各種検法が採用されてい
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りか、振動締固めにも見ら
れるように振動、騒音の問題がある。
が、間〓水の逃げ出しを許さない状態で地震によ
るせん断応力を受けたとき、間〓水圧が急激に増
加し、砂粒子の結合力がなくなり、砂地盤のせん
断強度が失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構造物の倒壊、地
盤崩壊が引き起こされる。従つて、このような問
題を解決するため、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
減するための対策、土と基礎30−４（291）、71〜
79頁〕に示されるような各種検法が採用されてい
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りか、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〓水圧の消散を目的としたグラベルドレー
ン工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56−116434号公報等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〓水圧を消散さ
せることを原理としている。
て、間〓水圧の消散を目的としたグラベルドレー
ン工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56−116434号公報等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〓水圧を消散さ
せることを原理としている。
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。
ような問題点がある。
グラベル材間に生じる間〓を排水路として過
剰間〓水圧の消散を図つているが、グラベル柱
の径に対し、グラベル材が排水路の断面を大幅
に狭めることになるとともに、グラベル材自体
が排水抵抗を与えるため、地震時の急激な過剰
間〓水圧の上昇に対しては、排水抵抗も大き
く、その分、液状化抑止効果が小さくなる。
剰間〓水圧の消散を図つているが、グラベル柱
の径に対し、グラベル材が排水路の断面を大幅
に狭めることになるとともに、グラベル材自体
が排水抵抗を与えるため、地震時の急激な過剰
間〓水圧の上昇に対しては、排水抵抗も大き
く、その分、液状化抑止効果が小さくなる。
地震発生とともに、間〓水が細砂を伴つてグ
ラベル柱へ移動するため、グラベル材間の間〓
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。
ラベル柱へ移動するため、グラベル材間の間〓
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。
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、グラベル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。
沈下が生じた際、グラベル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疇に属し、構造物を
支えるといつた支持機能は有していない。
くまで局所的地盤改良の範疇に属し、構造物を
支えるといつた支持機能は有していない。
本発明の液状化防止工法は上述のような問題点
の解決を図つたものである。
の解決を図つたものである。
本発明の砂地盤の液状化防止工法では、長手方
向及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イルター４を設け、この孔あ
き杭２を排水材として砂地盤１の上面から所要深
さまで設置する。
向及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イルター４を設け、この孔あ
き杭２を排水材として砂地盤１の上面から所要深
さまで設置する。
このとき、好ましくは杭間ピツチＬを杭径Ｄ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１に発生する過剰間〓水圧
を孔あき杭２内に消散させる。これにより、間〓
水圧の上昇が抑制され、砂地盤１の液状化を防止
する。すなわち、過剰間〓水圧の急激な上昇によ
り、フイルター４を通して砂地盤１から孔あき杭
２内に向けての排水が生じ、フイルター４が大部
分の砂粒子の侵入を阻止する。なお、水とともに
フイルター４を通過する細粒分については、孔あ
き杭２の上部から水とともに排出されるか、また
は中空の孔あき杭２の底部に沈澱、滞留し、孔あ
き杭内部の中空排水空間においては、管壁部の抵
抗等を除き、実質的に大きな排水抵抗を生じさせ
るものはない。
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１に発生する過剰間〓水圧
を孔あき杭２内に消散させる。これにより、間〓
水圧の上昇が抑制され、砂地盤１の液状化を防止
する。すなわち、過剰間〓水圧の急激な上昇によ
り、フイルター４を通して砂地盤１から孔あき杭
２内に向けての排水が生じ、フイルター４が大部
分の砂粒子の侵入を阻止する。なお、水とともに
フイルター４を通過する細粒分については、孔あ
き杭２の上部から水とともに排出されるか、また
は中空の孔あき杭２の底部に沈澱、滞留し、孔あ
き杭内部の中空排水空間においては、管壁部の抵
抗等を除き、実質的に大きな排水抵抗を生じさせ
るものはない。
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。
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。
次に、本発明の液状化防止工法を図示した実施
例に基づいて説明する。
例に基づいて説明する。
第２図〜第４図は本発明で使用する孔あき杭２
の一例を示したもので、孔３の部分に砂の侵入を
阻止する通水性のフイルター４を設けることで、
孔あき杭２の内部に中空の排水空間を確保してい
る。この孔あき杭２を砂地盤１中に設置し、地盤
全体の透水性を高めることにより、地盤内に発生
する過剰間〓水圧を早期に消散させ、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。
の一例を示したもので、孔３の部分に砂の侵入を
阻止する通水性のフイルター４を設けることで、
孔あき杭２の内部に中空の排水空間を確保してい
る。この孔あき杭２を砂地盤１中に設置し、地盤
全体の透水性を高めることにより、地盤内に発生
する過剰間〓水圧を早期に消散させ、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図及
び第６図に示すが、平面的に見ての孔あき杭２の
効果的配置ピツチ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＝
0.1D、長手方向の孔間隔（中心間距離）ａ＝
2.0Dとしてある（第３図参照）。また、孔３に取
り付けるフイルター４のメツシユ間隔は液状化防
止の対象とする砂地盤の平均粒径D50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、杭の配置ピツチとして上記範
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〓水圧△Ｕ／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
によつた。ただし、重要度の低い構造物を対象と
する場合は、この範囲以上のピツチでも対応可能
と考えられる。
び第６図に示すが、平面的に見ての孔あき杭２の
効果的配置ピツチ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＝
0.1D、長手方向の孔間隔（中心間距離）ａ＝
2.0Dとしてある（第３図参照）。また、孔３に取
り付けるフイルター４のメツシユ間隔は液状化防
止の対象とする砂地盤の平均粒径D50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、杭の配置ピツチとして上記範
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〓水圧△Ｕ／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
によつた。ただし、重要度の低い構造物を対象と
する場合は、この範囲以上のピツチでも対応可能
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〓水が侵入する間〓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
〓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。
盤中の間〓水が侵入する間〓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
〓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図及び第６図に示した実施例は、グ
ラベルドレーン工法でのグラベル柱の代わりに砂
地盤１にフイルター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ツチＬ／杭径Ｄ＝4.5での比
較において、グラベル柱より間〓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
というメリツトを有している。
ラベルドレーン工法でのグラベル柱の代わりに砂
地盤１にフイルター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ツチＬ／杭径Ｄ＝4.5での比
較において、グラベル柱より間〓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
というメリツトを有している。
第１図は既設構造物である港湾用ケーソン６下
の砂地盤１に対して、本発明による対策を施した
例と、建物５の支持杭を兼ねされた場合の例の２
種類を示したものである。ケーソン６の例のよう
に、本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ツトを有してい
る。
の砂地盤１に対して、本発明による対策を施した
例と、建物５の支持杭を兼ねされた場合の例の２
種類を示したものである。ケーソン６の例のよう
に、本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ツトを有してい
る。
第７図及び第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
状化タンク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。
支持杭同様、孔あき杭２を構造物（橋脚７、貯液
状化タンク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。
孔あき杭、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
Ｅ、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、その工学上のメリツト、効果は極めて大
きい。
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
Ｅ、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、その工学上のメリツト、効果は極めて大
きい。
〔発明の効果〕
孔部にフイルターを設けた中空の孔あき杭を
液状化の可能性のある砂地盤に設置すること
で、孔あき杭の断面全体を排水路として利用
し、砂地盤中に排水抵抗が非常に小さい中空の
排水路を形成することができる。
液状化の可能性のある砂地盤に設置すること
で、孔あき杭の断面全体を排水路として利用
し、砂地盤中に排水抵抗が非常に小さい中空の
排水路を形成することができる。
従つて、地震時に砂地盤に発生する過剰間〓
水圧の急激な上昇に対し、間〓水を瞬時に排水
し、地盤内の過剰間〓水圧を逸散させることが
できるため、砕石等による排水抵抗の大きいグ
ラベルドレーン工法に比べ、液状化防止効果が
大きい。
水圧の急激な上昇に対し、間〓水を瞬時に排水
し、地盤内の過剰間〓水圧を逸散させることが
できるため、砕石等による排水抵抗の大きいグ
ラベルドレーン工法に比べ、液状化防止効果が
大きい。
充填物がないため、グラベルドレーン工法で
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できる。
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できる。
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。
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。
第１図は本発明の工法の適用例を示す鉛直断面
図、第２図は孔あき杭の一例を示す斜視図、第３
図は一部を切欠いて示した正面図、第４図は水平
断面図、第５図は杭の配置を示す平面図、第６図
はその鉛直断面図、第７図及び第８図はそれぞれ
橋脚及び貯液状化タンクへの適用例を示す鉛直断
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
……フイルター、５……建物、６……ケーソン、
７……橋脚、８……タンク。
図、第２図は孔あき杭の一例を示す斜視図、第３
図は一部を切欠いて示した正面図、第４図は水平
断面図、第５図は杭の配置を示す平面図、第６図
はその鉛直断面図、第７図及び第８図はそれぞれ
橋脚及び貯液状化タンクへの適用例を示す鉛直断
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
……フイルター、５……建物、６……ケーソン、
７……橋脚、８……タンク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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イ
ルターを設けてなる中空の孔あき杭を、排水材と
して、砂地盤に所要の深さで多数設置し、前記各
孔あき杭内に地震時に前記砂地盤に発生する過剰
間〓水圧の上昇を抑制するための中空の排水空間
を形成したことを特徴とする砂地盤の液状化防止
工法。 ２ 孔あき杭の杭間ピツチ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 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 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27052184A JPS61146910A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 砂地盤の液状化防止工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27052184A JPS61146910A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 砂地盤の液状化防止工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61146910A JPS61146910A (ja) | 1986-07-04 |
| JPH0459405B2 true JPH0459405B2 (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=17487380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27052184A Granted JPS61146910A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 砂地盤の液状化防止工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61146910A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2564819B2 (ja) * | 1987-03-24 | 1996-12-18 | 住友金属工業株式会社 | 既設ケーソンの耐震補強構造 |
| JPS6410819A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Nippon Kokan Kk | Steel tubular pile for preventing liquefaction of ground |
| JPH01150637U (ja) * | 1988-04-07 | 1989-10-18 | ||
| JP2692193B2 (ja) * | 1988-11-11 | 1997-12-17 | 住友金属工業株式会社 | 液状化抑止杭 |
| JPH086337B2 (ja) * | 1989-03-02 | 1996-01-24 | 株式会社フジタ | 基礎施工方法及び基礎杭 |
| JP7469608B2 (ja) * | 2020-02-21 | 2024-04-17 | 日本製鉄株式会社 | 支持構造、重力式防波堤及び重力式防波堤の施工方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5162203U (ja) * | 1974-11-11 | 1976-05-17 | ||
| JPS56116434U (ja) * | 1980-02-07 | 1981-09-07 | ||
| JPS5938532U (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-12 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 土粒子流出防止型打ち込み用排水パイプ |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP27052184A patent/JPS61146910A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61146910A (ja) | 1986-07-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |