JPH0726545A - 既設構造物の地盤構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】地盤の液状化対策が施されずに建設された既設
構造物に対して、新たに施工することにより地盤の液状
化を防止して、その既設構造物の耐震安定性を充分に保
つことができるようになる既設構造物の地盤構造を提供
するものである。 【構成】既設構造物１の地盤２に、その既設構造物１を
囲むように打設された強度部材３と、その強度部材３を
取り巻くように打設された砕石ドレーン杭４を有するこ
とを特徴とした地盤構造にすればよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤の液状化対策が施
されずに建設された既設構造物に対して新たに施工して
地盤の液状化を防止する既設構造物の地盤構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】地盤の液状化は、地震動により地盤がほ
ぼ非排水状態で繰り返し剪断変形を受け、過剰間隙水圧
の上昇により地盤が液体に近い状態になる現象であり、
特に緩い砂地盤に起こりやすい。地盤の液状化が起きる
と、その上部の構造物の転倒、崩壊などの大災害につな
がりやすい。

【０００３】それに対して、石油タンクなどの構造物の
なかには、その建設時期により、地盤に液状化対策が施
されていないものがあり、それらの既設構造物について
は新たに液状化防止対策を施して地盤の液状化による構
造物の転倒、崩壊などを防ぐことが重要となっている。

【０００４】地盤の液状化への一般的な対策工法として
は、サンドコンパクション等の締固め工法が知られてい
る。地盤中に砂、砂礫などの砂質系材料を振動荷重によ
り圧入し締固め杭を造成するものである。しかし、この
工法は施工時に地盤の変形や大きな振動を生じるため、
近くに構造物があればそれらに悪い影響を及ぼす。従っ
て、この工法は既設構造物に新たに施工する場合には不
適切である。

【０００５】既設構造物に対する地盤の液状化防止工法
としては、鋼矢板リング工法が提案されている。これ
は、図３に示すように既設構造物１を囲むように周りの
地盤２に鋼矢板１３をリング状に打設するものであり、
施工時の地盤の変形や大きな振動の問題は生じない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】既設構造物に対する地
盤の液状化防止工法として提案されている従来の鋼矢板
リング工法によって施工された地盤構造では、鋼矢板の
リングの内側の地盤は鋼矢板の剛性により剪断変形が抑
えられ液状化に対する抵抗が増すが、リングの外側の地
盤はほとんど改善されない。従って、リングの外側の地
盤が液状化すれば、鋼矢板のリングそのものが不安定な
状態になり液状化に対する抵抗効果が発揮できなくな
る。これでは地盤の液状化防止対策としては不充分であ
り、既設構造物の耐震安定性を保つことができない。

【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、既設構造物に対して新たに施工
することにより充分な耐震安定性を保つことができる地
盤の液状化防止構造を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、既設構造物
の地盤に、その既設構造物を囲むように鋼矢板などの強
度部材を打設し、その強度部材の外側を取り巻くように
砕石ドレーン杭を打設したという地盤構造にすることで
解決される。

【０００９】あるいは、既設構造物の地盤に、砕石ドレ
ーン杭を砕石を突き固めながら打設するとともに、その
既設構造物を囲むように個々の砕石ドレーン杭を互いに
密接させて打設し砕石ドレーン杭の壁を形成することで
も解決される。

【００１０】

【作用】既設構造物の周囲に打設された鋼矢板等の強度
部材に囲まれた地盤は、強度部材の剛性により液状化の
起因となる剪断変形が抑えられ液状化に対する抵抗が増
加する。一方、強度部材を取り巻くように打設された砕
石ドレーン杭は透水性が良いので排水効果が大きく、液
状化の原因である過剰間隙水圧の上昇を抑え、前記の強
度部材を安定した状態に保持することができる。これに
より既設構造物の地盤の液状化を防止することができる
ようになる。

【００１１】なお、強度部材の材質や寸法および砕石ド
レーン杭の寸法や個数などは地震応答解析などに基づい
て設計すればよいが、強度部材は地盤上部の液状化しや
すい地層を貫通して地盤下部の液状化しない地層まで打
ち込むのが強度部材の安定性の点から望ましし、砕石ド
レーン杭は液状化しやすい地層の排水性を改善すればよ
いので液状化しやすい地層に打ち込むだけでもよい。ま
た、砕石ドレーン杭を打設する領域としては、強度部材
の外側の、液状化しやすい地層の深さの１／２から２／
３程度離れた領域まで打設するのが強度部材の安定性を
考えると好ましい。そして、個々の砕石ドレーン杭を互
いに密接させて打設すれば効果が大きいが、必ずしも密
接している必要はなく前記領域の排水性が改善されるな
ら間隔をあけて打設してもよい。

【００１２】一方、既設構造物の周囲に砕石を突き固め
ながら砕石ドレーン杭を打設して砕石ドレーン杭の壁を
形成した場合は、砕石を突き固めることにより砕石ドレ
ーン杭の壁の周辺の地盤が締め固められて液状化の起因
となる剪断変形が抑えられるとともに、砕石ドレーン杭
自体により排水性が改善され液状化の原因である過剰間
隙水圧の上昇を抑えられる。これにより既設構造物の地
盤の液状化を防止することができるようになる。

【００１３】この場合も、個々の砕石ドレーン杭の寸法
や全体の壁の厚さおよび砕石の突き固め度合などは地震
応答解析などに基づいて設計すればよいが、地盤の締め
固め効果を得るために個々の砕石ドレーン杭を互いに密
接さして打設することが必要であり、全体の壁の厚さ
は、液状化しやすい地層の深さの１／２から２／３程度
の厚さをもつことが好ましい。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例１を図１に示す。（ａ）は平
面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ａ）の砕石ドレーン
杭部分の拡大図である。既設構造物１の地盤２に、既設
構造物１を囲むように強度部材３として鋼矢板を順次打
設し、その鋼矢板を取り巻くように砕石ドレーン杭４を
打設している。そして、鋼矢板は地盤上部の液状化しや
すい地層５を貫通して地盤下部の液状化しない地層６ま
で打ち込み、砕石ドレーン杭４は液状化しやすい地層５
にのみ打ち込んである。

【００１５】砕石ドレーン杭の施工は次のように行って
いる。まず、所定の場所に、ケーシングを所定の深さま
で貫入する。そして、ケーシングの上部から砕石を投入
充満した後ケーシングを引き上げる。これで一本の砕石
ドレーン杭の打設が完了する。以下この手順で順次砕石
ドレーン杭を打設していく。

【００１６】なお、本実施例では、液状化しやすい地層
５の深さは１１．０ｍであり、直径０．５ｍの砕石ドレ
ーン杭を、鋼矢板から６．０ｍ離れたところまでの領域
に密接して１２層打設している。

【００１７】この結果、鋼矢板の外側の地盤の排水性が
改善されて液状化の原因となる過剰間隙水圧の上昇が抑
えらるようになり、鋼矢板を安定した状態で保持するこ
とができ、既設構造物１の耐震安定性を得ることが可能
になった。

【００１８】本発明の実施例２を図２に示す。（ａ）は
平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ａ）の砕石ドレー
ン杭部分の拡大図である。既設構造物１の地盤２に、砕
石ドレーン杭４を砕石を突き固めながら打設するととも
に、個々の砕石ドレーン杭を既設構造物１を囲むように
密接させて打設し砕石ドレーン杭の壁を形成している。
砕石ドレーン杭４は液状化しやすい地層５にのみ打ち込
んでいる。

【００１９】砕石ドレーン杭の施工は次のように行って
いる。まず、所定の場所に打設機を設置し、内側に突き
棒を備えたケーシングを所定の深さまで貫入する。そし
て、ケーシングの上部から砕石を投入充満した後、突き
棒で砕石を突き固めながらケーシングを引き上げる。こ
のとき、突き棒にかかる反力を計測制御しながら砕石の
突き固めを行えば、安定した地盤締め固め効果が得られ
る。これで一本の砕石ドレーン杭の打設が完了する。そ
の砕石ドレーン杭に密接させて次の砕石ドレーン杭を前
述の手順で打設する。以下同様にして次々に砕石ドレー
ン杭を打設していき砕石ドレーン杭の壁を完成する。

【００２０】なお、本実施例では、液状化しやすい地層
５の深さは１０．０ｍであり、直径０．５ｍの砕石ドレ
ーン杭を、鋼矢板から６．５ｍ離れたところまでの領域
に１３層打設している。突き棒には１．４Ton の反力が
かかっていた。そして、地盤の締まり度合を示すＮ値を
砕石ドレーン杭の壁の周辺の地盤で測定すると、施工前
が２〜１４であったものが施工後は１０〜２２と大幅に
向上していた。

【００２１】この結果、周辺の地盤が締め固められて液
状化の起因となる剪断変形が抑えられるとともに、地盤
の排水性が改善されて液状化の原因となる過剰間隙水圧
の上昇も抑えらるようになり、既設構造物１の耐震安定
性を得ることができるようになった。

【００２２】

【発明の効果】既設構造物の地盤に、その既設構造物を
囲むように鋼矢板等の強度部材を打設し、その強度部材
を取り巻くように砕石ドレーン杭を打設したので、既設
構造物の地盤の液状化に対する抵抗が増加し充分な耐震
安定性を保つことができるようになった。

【００２３】また、既設構造物の地盤に、砕石ドレーン
杭を砕石を突き固めながら打設するとともに、個々の砕
石ドレーン杭を既設構造物を囲むように密接させて砕石
ドレーン杭の壁を形成したので、既設構造物の地盤の液
状化に対する抵抗が増加し充分な耐震安定性を保つこと
ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す図であって、（ａ）は
平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ａ）の砕石ドレー
ン杭部分の拡大図。

【図２】本発明の実施例２を示す図であって、（ａ）は
平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ａ）の砕石ドレー
ン杭部分の拡大図。

【図３】従来の鋼矢板リング工法を示す図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。

【符号の説明】

１…既設構造物 ２…地盤 ３…強度部材 ４…砕石ドレーン杭 ５…液状化しやすい地層 ６…液状化しない地層 １３…鋼矢板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設構造物を囲むように地盤に打設され
   た強度部材と、その強度部材の外側を取り巻くように打
   設された砕石ドレーン杭とを有することを特徴とした既
   設構造物の地盤構造。
2. 【請求項２】 砕石を突き固めながら既設構造物を囲む
   ように地盤に打設された砕石ドレーン杭の壁を有するこ
   とを特徴とした既設構造物の地盤構造。