JPH0577807B2 - - Google Patents

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つて、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
隔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つて、
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、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隔水圧の早期逸散を
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つて効果が異なり、透水係
数の大なる砕石を用いると、土中内の砂粒子が間
隔に流入し、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、ドレーンのウエルレジスタンスを考慮しな
ければならない。最近、このウエルレジスタンス
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、打設間隔を大きくし
ても地震時に発生する過剰間隔水の排水を効果的
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手段を説
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つている通水
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つた溝
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。

（作用） このようにグラベルドレーン中に特殊な帯状ド
レーンを設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イルター作用と、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
における過剰間隔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、ウエ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つ
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１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となつて
いる通水材２と、該通水材２の表面を覆う不織布
３とで構成されている。通水材２は幅Ｗが100〜
150mm、厚さＴが10〜15mm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２Ａ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、その幅方向に沿つた溝２Ｄが、５
mm程度の幅で長手方向に５mm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。各溝２Ｄには、矩形状の通水孔２Ｅが
該溝２Ｄの長手方向に沿つ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、配合によつ
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
つているので、地盤内で拘束圧が加わつても通水
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２Ａ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100mm、厚さ10mm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Ｄ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
がわかつた。

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Ｄ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点に間隔水圧計６をセツト
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点の過剰間隔水圧比の時間的変化を示
した図である。ここで、Δuは過剰間隙水圧、
σv′は有効上載圧、Δu／σ_v′は過剰間隔水圧比で
ある。この場合、砂中のΔu／σ_v′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100mm、厚さ10mm）を配置
し、且つ帯状ドレーン材１及び飽和砂５中のP1
点、P2点、P3点に間隔水圧計６をセツトした実
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P1点、P2点、P3点の過剰間隔水圧比の
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、過剰間隔水
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〜Ｅ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１１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
装置１３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50〜100cm程度突出するように圧入する。

第１図Ｄ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によつて保護されている。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、かくして帯状ドレーン
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
石マツト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
加わつた場合に、飽和砂質地盤１２の間隔水はグ
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１６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１に流れ込んだ水は、該帯状ドレーン１の排
水効果によつて矢印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
よつて矢印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内に生じる過剰間隔水圧を早急に逸散
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１６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
るフイルター作用と、内部の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、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。従つて、本発明の複合ドレーンによれ
ば、グラベルドレーンのウエ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
隔水圧比の変化を示す過剰間隔水圧比特性図であ
る。 １……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、１
０……マンドレル、１１……アンカー、１２……
砂質地盤、１４……砕石、１６……グラベルドレ
ーン、１７……複合ドレーン、１８……砕石マツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 横断面がほぼ矩形状をしていて相対向する広
   面が通水板面となつている通水材と、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つ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。