JPH094280A - 免振工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被免振体を保護することができると共に、構
造が簡単でかつ保守整備を必要としない免振工法を提供
する。 【構成】 免振用材料を収納した収納体を地震波が伝播
される地中と、免振させる被免振体との間に介在させる
ことにより、通常時は免振用材料により被免振体を支持
することができるようにする。また、地震発生時には免
振用材料が液状化することにより、被免振体への地震波
の伝播を遮断して被免振体の倒壊等を防ぐことができる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震による建物、埋設
配管及び電柱等の被免振体の倒壊、破壊及び破損等を防
ぐ免振工法に係り、詳しくは地震波を吸収して被免振体
への地震波の伝播を遮断するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地震による倒壊、破壊及び破損等
を防ぐため建物等に耐震設計を施すようにしたものがあ
り、このような耐震設計としては例えば柱や梁等を太く
して建物自体を強剛にするようにしたものがある。しか
し、このように柱や梁等を太くすると建物等が大型化す
るようになるため、このような耐震設計は通常の建物に
は施すことができても、例えば高層ビルには施すのが難
しい場合がある。

【０００３】このため、高層ビルを建築する場合には、
耐震設計を施す代わりに例えばビルと地震波が伝播され
る地中との間に衝撃吸収装置を設け、この衝撃吸収装置
により地震波による揺れを吸収もしくは低減することに
より被免振体の倒壊等を防ぐという免振工法を導入する
場合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の免振工法においては、衝撃吸収装置としてバネや
ゴ厶等を備え、これらバネやゴム等の弾性力にて地震波
を吸収するという構成のものがあるが、このような構成
の装置は構造が複雑であると共に、定期的に保守整備を
行わなければならないという問題点があった。

【０００５】一方、このような衝撃吸収装置により被免
振体を保護するようにした免振工法は、大掛かりとなる
ため高層ビル等の大きな被免振体には採用できても、例
えば地中に埋設されるガス管や水道管及び地面に植設さ
れる電柱等の小さな被免振体には採用することができな
いという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明の第１の目的は、構造が簡
単で、かつ保守整備を必要としない免振工法を提供する
ことにある。

【０００７】また、本発明の第２の目的は、簡単な構造
で地面に植設された電柱等の被免振体を保護することの
できる免振工法を提供することにある。

【０００８】また、本発明の第３の目的は、簡単な構造
で地中に埋設された配管等の被免振体を保護することの
できる免振工法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって地震波により液状化する免振
用材料を収納した収納体を備え、前記収納体を、地震波
が伝播される地中と、免振させる被免振体との間に介在
させ、通常時は前記免振用材料が前記被免振体を支持
し、地震発生時は前記免振用材料が液状化して前記被免
振体への前記地震波の伝播を遮断してなる免振工法にあ
る。

【００１０】また、前記免振用材料を液体と、通常時は
前記液体の介在により結合して固まる一方、地震発生時
は前記地震波により粒間結合が破られて液状化する粒体
とから構成してなる免振工法にある。

【００１１】さらに、前記被免振体を植設する場合に
は、該被免振体の地中部分を前記収納体にて覆うように
構成した免振工法にある。

【００１２】また、前記被免振体を埋設する場合には、
該被免振体の外面を前記収納体にて覆うように構成する
ようにした免振工法にある。

【００１３】

【作用】以上の構成に基づき、地震波により液状化する
免振用材料を収納体に収納する一方、この収納体を地震
波が伝播される地中と、免振させる被免振体との間に介
在させることにより、通常時は免振用材料により被免振
体を支持することができるようにする。また、地震発生
時には免振用材料が液状化することにより、被免振体へ
の地震波の伝播を遮断して被免振体の倒壊等を防ぐこと
ができるようにする。

【００１４】また、免振用材料を液体と粒体とから構成
し、通常は液体の介在により粒体を結合させて固めるよ
うにする一方、地震発生時には地震波にて粒間結合が破
られて粒体を液状化させるようにする。

【００１５】さらに、被免振体を植設する場合には被免
振体の地中部分を収納体にて覆うようにすると共に地震
発生時に免振用材料を液状化させることにより、被免振
体への地震波の伝播を遮断し、被免振体の折損等を防ぐ
ようにする。

【００１６】また、被免振体を地中に埋設する場合に
は、被免振体の外面を収納体にて覆うようにすると共に
地震発生時に免振用材料を液状化させることにより、地
震発生時は免振用材料を液状化させて被免振体への地震
波の伝播を遮断し、被免振体の破損等を防ぐようにす
る。

【００１７】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の第１の実施例を
説明する。

【００１８】図１は、本発明にかかる免振工法を施して
建築した高層の建物の側面断面図であり、建物１は２重
式のベタ基礎２の上に築造されている。そして、この２
重式のベタ基礎２は、地中３の内部に杭４や根切５を施
工した後、築造される第１基礎コンクリート基礎６と、
この第１基礎コンクリート基礎６の上方に配されると共
に建物１が直接築造される上方ベタ基礎７からなるもの
である。

【００１９】ここで、この第１基礎コンクリート基礎６
は、内部に免振用材料８を収納する収納体であり、上方
が開口されたプール状の形状に築造されている。一方、
免振用材料８は、第１基礎コンクリート基礎６の内部に
例えば所定の厚さ（数１０ｃｍ）だけ砂等の粒体（本実
施例においては砂）を敷きつめ、この粒体に水や海水等
の液体（本実施例においては水）を介在させることによ
り粒体を結合させて固めたものであり、このように固め
られた人工地盤である免振用材料８の上に上方ベタ基礎
７が築造されるようになっている。

【００２０】ところで、この免振用材料８は、設定震度
以上の大きさの地震が発生した時、その地震波にて振動
することにより粒間結合が破られ、それまで固まった状
態となっていた粒体が液状化を起こすように構成された
ものであり、このような免振用材料８を第１基礎コンク
リート基礎６に敷きつめることにより、第１基礎コンク
リート基礎６が地中３を伝播する地震波により振動する
と、この振動に伴って免振用材料８は液状化現象を起こ
すようになっている。

【００２１】そして、このように免振用材料８が液状化
現象を起こすと、免振用材料８の上に築造されている上
方ベタ基礎７と共に被免振体である建物１が沈み込むよ
うになる。しかし、このように建物１が沈み込むことは
あっても、免振用材料８が液状化現象を起こすことによ
り地震波は液状化を起こした免振用材料８により遮断さ
れて建物１には伝播せず、これにより建物１が倒壊等を
起こすことはない。なお、免振用材料８が液状化現象を
起こすと、通常、水が免振用材料８の表面に浮くように
なる。

【００２２】一方、図２，３に示すように第１基礎コン
クリート基礎６の内底面６ａ及び内側面６ｂには硬質ゴ
ム等の弾性体で形成されている多数の２次免振材９，９
が固定されるようになっている。ここで、この２次免振
材９，９は、免振用材料８の液状化現象により沈み込ん
だ建物１を受けた後、傾斜することなく保持するための
ものであり、この２次免振材９，９により建物１が所定
角度以上傾いたり、また傾いて第１基礎コンクリート基
礎６の内底面６ａを破損するのを防ぐことができるよう
になっている。さらに、このように地震発生時、建物１
を２次免振材９，９にて保持することにより、この後余
震が発生した場合でも建物１を保護することができるよ
うになっている。

【００２３】また、本実施例においては、図３に示すよ
うに第１基礎コンクリート基礎６の上端にはスプリング
ジョイントアンカー１０が取付けられるようになってい
る。ここで、このスプリングジョイントアンカー１０
は、移動端を上方ベタ基礎７に当接させることにより横
方向の地震波を吸収して建物１の横方向への滑りを規制
するためのものであり、このように横方向の滑りを規制
するようにすることにより沈み込む建物１を２次免振材
９，９に確実に保持させることができるようになってい
る。

【００２４】一方、地震が終息し、地震波がなくなると
免振用材料８の表面に浮いていた水が砂の間に沁み込ん
で行き、やがて液状化した免振用材料８は再び固まるよ
うになっており、これにより建物１は後述するようにジ
ャッキアップされた後、このように固まった免振用材料
８にて再び支持されるようになっている。なお、液状化
する際、免振用材料８の砂や水が地表に湧き出る場合が
あるが、この場合には地震終息後、免振用材料８が建物
１を確実に支持できるよう二重式のベタ基礎２の内部に
水または砂を補充するようにする。

【００２５】ところで、第１基礎コンクリート基礎６の
側壁６Ａには水抜き穴１１が形成されており、また第１
基礎コンクリート基礎６と上方ベタ基礎７との間には免
振用材料８に大量の雨水等がしみ込むことのないように
塞ぎ板１２が取付けられている。そして、これら水抜き
穴１１及び塞ぎ板１２により免振用材料８が必要量以上
の水分を含むことがないようにしており、これにより設
定震度以上の大きさの地震が発生するまでは雨等が降っ
ても免振用材料８は固まった状態を維持できるようにな
っている。なお、このように水抜き穴１１及び塞ぎ板１
２にて免振用材料８を固まった状態に維持できるので、
特に地震に備えて保守整備を行う必要はない。

【００２６】一方、上方ベタ基礎７には複数のジャッキ
アップ器１３が取付けられており、このジャッキアップ
器１３により地震により沈み込んだ建物１をジャッキア
ップすることができるようになっている。そして、この
ように建物１をジャッキアップすることができるように
することにより、地震が終息した後、速やかに建物１を
沈み込む前の状態に復元することができるようにしてい
る。なお、同図において、１４は内部防水材、１５は砂
利粒調材である。

【００２７】次に、このように構成された免振工法の免
振作用について説明する。

【００２８】設定震度以上の大きさの地震が発生する
と、地中３を伝播する地震波により第１基礎コンクリー
ト基礎６が振動し、これにより第１基礎コンクリート基
礎６に収納されている免振用材料８が振動して液状化現
象を起こす。

【００２９】そして、このように免振用材料８が液状化
現象を起こすと、建物１は上方ベタ基礎７と共に沈み込
むようになるが、地震波は免振用材料８が液状化現象す
ることにより建物１には伝わらず建物１は倒壊はしな
い。なお、このように免振用材料８の液状化現象により
沈み込んだ建物１は、スプリングジョイントアンカー１
０により横方向への移動が規制されるので傾いたりする
ことなく２次免振材９，９に保持される。

【００３０】ところで、地震が終息して地震波がなくな
ると、まず沈み込んだ建物１をジャッキアップ器１３に
よりジャッキアップすることにより、速やかに建物１を
沈み込む前の状態に復元する。また、地震波がなくなる
と免振用材料８の表面に浮いていた水が砂の間に沁み込
んで行き、やがて液状化した免振用材料８は、再び固ま
るようになるのでジャッキアップされた建物１は、固ま
った免振用材料８にて再び支持される。なお、液状化し
た際、免振用材料８の砂や水等が地表に湧き出た場合に
は、水または砂を補充するようにする。

【００３１】このように、建物１と第１基礎コンクリー
ト基礎６との間に免振用材料８を介在させ、地震発生時
には、この免振用材料８に液状化現象を発生させること
により建物１に地震波を伝播させないようにして建物１
の倒壊を防ぐことができる。ついで、本発明の第２の実
施例について図面に基づいて説明する。

【００３２】図４は、低層な建物の基礎部分の要部側面
断面図であり、同図において、図１と同一符号は同一ま
たは相当部分を示している。

【００３３】同図において、１６は建物布基礎であり、
この建物布基礎１６の上に低層な建物１Ａが築造される
ようになっている。また、１７は建物布基礎１６を支持
すると共に免振用材料８を収納する収納体である１次免
振システムパレット（以下パレットと言う）、１８は捨
てコンクリート、１９は割栗である。ここで、このパレ
ット１７は図５に示すように、例えば所定の強度を有す
るプラスチックや塩化ビニール等の樹脂で成形された箱
状の容器（以下パレット容器という）２０の内部に免振
用材料８を充填密閉して形成されたものである。

【００３４】なお、このパレット１７のパレット容器２
０は、築造される建物１Ａの荷重により異なるが、建築
現場に搬入可能な大きさで形成されたものであり、また
免振用材料８は例えば砂（乾燥海砂）を振動圧入した
後、実験等により求められた液状化現象を起こすのに最
適な割合で海水を注入した後封栓することによりパレッ
ト容器２０内部に充填密閉されたものである。

【００３５】そして、このように充填封栓された砂は水
により固まった状態となっており、このように内部の免
振用材料８が固まることによりパレット１７も固くな
り、建物１Ａを支持することができるようになってい
る。なお、建物布基礎１６の下に配するパレット１７の
数は、建物１Ａの荷重に比例するものであり、建物１Ａ
が重い場合には連続して並べるようにし、軽い場合には
所定の間隔を設けて並べるようにする。

【００３６】ところで、このように形成されたパレット
１７は、地震が発生すると振動し、これにより内部に充
填されている免振用材料８が液状化現象を起こすように
なっている。そして、このようにパレット１７を固くし
ている免振用材料８が液状化現象を起こすと、パレット
容器２０だけでは建物１Ａを支持しきれなくなり、建物
１Ａは沈むようになる。しかし、このように通常固い状
態となって建物１Ａを支持しているパレット１７を地震
発生時に柔らかくすることにより、建物１Ａに地震波を
伝播させないようにすることができるので建物１Ａの倒
壊を防ぐことができる。

【００３７】なお、このパレット１７の一側には、図５
に示すように湾曲した切り欠き２１が形成されており、
このように切り欠き２１を形成することにより２つのパ
レット１７を並べた際に、図６に示すような収納部２２
を形成することができるようにしている。

【００３８】ここで、この収納部２２は円筒状の２次免
振材９，９を収納するためのものであり、このようにパ
レット１７の間に２次免振材９，９を収納することによ
り沈む建物１Ａを水平に保持することができるようにな
っている。一方、これら２次免振材９，９の高さは、図
７に示すようにパレット１７の高さに比べて低くなって
おり、これによりパレット１７が柔らかくなると建物１
Ａは２次免振材９，９に邪魔されることなく沈むことが
できると共に、沈んだ後は２次免振材９，９により水平
に保持されるようになっている。

【００３９】なお、これまでパレット１７は建物布基礎
１６の下に配するものとして述べてきたが、パレット１
７を建物布基礎１６の側方に配するようにすれば横方向
の地震波も建物１Ａに伝播しないようにすることがで
き、より効果的に建物１Ａを保護することができる。

【００４０】ついで、本発明の第３の実施例について図
面に基づいて説明する。

【００４１】図８は、植設されている電柱の下部を示す
図である。

【００４２】同図において、２３は電柱であり、この電
柱２３の地中部分には半円筒状パレット２４が固定バン
ド２５にて固定されるようになっている。ここで、この
半円筒状パレット２４は、図９に示すように、例えば所
定の強度を有するプラスチックや塩化ビニール等の樹脂
にて成形された半円筒状容器（以下半円筒状容器とい
う）２６の内部に免振用材料８を充填した後、密閉して
形成されたものである。なお、この免振用材料８の充填
方法は、既述したパレット１７と同様である。

【００４３】ところで、このように半円筒状容器２６に
充填封栓された免振用材料８は固く固まった状態となっ
ており、このように内部が固まることにより半円筒状パ
レット２４も固くなっており、このような半円筒状パレ
ット２４を固定することにより、電柱２３の地中部分の
径が大きくなり電柱２３はより安定した状態で立つこと
ができるようになる。なお、２６は電柱２３を安定させ
るためのねがらみ材である。

【００４４】ところで、このように形成された半円筒状
パレット２４は、地震が発生すると振動し、これにより
内部に充填されている免振用材料８が液状化現象を起こ
すようになっている。そして、このように免振用材料８
が液状化現象を起こすと、半円筒状パレット２４が柔ら
かくなり、電柱２３は図１０に示すように地表面部を支
点として揺動するようになる。

【００４５】ここで、このように電柱２３が揺動するよ
うになると、地中部分が固定されて地表面部を支点とし
て揺れる従来の電柱に比べて電柱２３に加わるせん断力
は小さくなるので、電柱２３の折損等を防ぐことができ
る。なお、このように電柱２３が揺動すると地震が終息
した際、液状化現象を起こした免振用材料８が電柱２３
を支えられないので電柱２３が傾いた状態となることが
ある。この場合には、地震終息後、傾いた状態となって
いる電柱２３をまっすぐに保持するようにすると、やが
て半円筒状パレット２４内の免振用材料８が再び固まる
ようになり、これにより電柱２３はまっすぐに立った状
態で固定されるようになる。

【００４６】ついで、本発明の第４の実施例について図
面に基づいて説明する。

【００４７】図１１は、地中に埋設されたガス管等の配
管の正面断面図である。

【００４８】同図において、２７は地中に埋設された配
管であり、この配管２７には半円筒状パレット２４が固
定バンド２５により固定されている。そして、地震が発
生すると、内部に充填されている免振用材料８が液状化
現象を起こして半円筒状パレット２４が柔らかくなり、
これにより配管２７に地震波を伝播させないようにして
配管２７の破損を防ぐことができる。

【００４９】ところで、このように配管２７を保護する
場合、配管２７の曲がり部分やジョイント部分というよ
うな比較的短い部分を保護するのには半円筒状パレット
２４が有効であるが、長い１本の配管を保護するには図
１２，１３に示すように内部に免振用材料８を充填され
ている円筒状のパレット２８を配管２７に被せるように
してもよい。なお、この円筒状のパレット２８は、円筒
状の容器に免振用材料８を充填させて形成するようにし
てもよく、また免振用材料８にラミネート加工等を施し
て形成するようにしてもよい。

【００５０】一方、図１４に示すようにコンクリートト
レンチ２９のような矩形状のものを埋設する場合には、
板状のパレット３０にて全周を覆うようにしてコンクリ
ートトレンチ２９に地震波を伝播させないようにしてト
レンチ２９の破損を防ぐようにする。

【００５１】なお、このように配管２７やトレンチ２９
をパレット２８，２９にて保護することにより、従来の
ように配管２７等の周囲を山砂にて覆う必要がなくなる
のでコストを下げることができる。また、このように山
砂を使用しないようにすることにより、山砂が本来の地
質と一体化しないことによる地震時の配管２７等への負
担を軽減することができ、配管２７等の破損を防ぐこと
もできる。

【００５２】ところで、これまでの説明においては、免
振用材料８は粒体である砂と液体である水とにより構成
されるものとして述べてきた、本発明はこれに限らず免
振用材料８を構成する粒体としては球型の金属や科学骨
材を用いてもよく、また液体としては油等を用いるよう
にしてもよい。

【００５３】また、これまでの説明においては、免振用
材料８は地震波による振動にて液状化するものとして述
べてきたが、例えば免振用材料を通電により液状化する
ような物質にて構成する一方、この免振用材料と地震発
生を検出すると通電信号を出力するセンサと組み合わせ
るようにしても良い。そして、このように構成すること
により、地震が発生するとセンサからの通電信号に基づ
いて速やかに免振用材料８は液状化するようになり被免
振体を保護することができるようになる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、本発明によると免振用材
料を収納した収納体を地震波が伝播される地中と、免振
させる被免振体との間に介在させることにより、地震発
生時には免振用材料を液状化させて被免振体への地震波
の伝播を遮断することができ、これにより被免振体の倒
壊等を防ぐことができる。そして、このように免振用材
料の液状化にて被免振体の倒壊等を防ぐ構成とすること
により、構造を簡単にすることができると共に、バネや
ゴム等を使用しないので保守整備の必要がなくなり、経
費を低減することができる。

【００５５】また、電柱等の被免振体を植設する場合に
は、被免振体の地中部分を収納体にて覆うように構成す
ることにより、地震発生時は免振用材料を液状化させて
被免振体への地震波の伝播を遮断することができ、簡単
な構造で被免振体の折損等を防ぐことができる。

【００５６】さらに、配管等の被免振体を地中に埋設す
る場合には、被免振体の外面を収納体にて覆うように構
成することにより、地震発生時は免振用材料を液状化さ
せて被免振体への地震波の伝播を遮断することができ、
簡単な構造で被免振体の破損等を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免振工法を施して建築した高層の建物
の側面断面図。

【図２】上記建物の平面断面図。

【図３】上記建物の要部拡大側面断面図。

【図４】本発明の免振工法を施して建築した低層な建物
の基礎部分の要部側面断面図。

【図５】上記低層な建物の基礎部分に取付けられる１次
免振システムパレットの斜視図。

【図６】上記１次免振システムパレットを並べた際の平
面図。

【図７】上記１次免振システムパレットを並べた際の側
面断面図。

【図８】植設されている電柱の下部を示す図。

【図９】電柱に取付けられる半円筒状のパレットの斜視
図。

【図１０】電柱が揺動する様子を示す図。

【図１１】地中に埋設されたガス管等の配管の正面断面
図。

【図１２】円筒状のパレットにて囲まれたガス管等の配
管の正面断面図。

【図１３】円筒状のパレットにて囲まれたガス管等の配
管の側面図。

【図１４】箱状のパレットにて囲まれたトレンチの正面
断面図。

【符号の説明】

１，１Ａ 建物 ６ 第１基礎コンクリート基礎 ８ 免振用材料 １７ １次免振システムパレット ２０ パレット容器 ２３ 電柱 ２４ 半円筒状パレット ２６ 半円筒状容器 ２７ 配管 ２８ 円筒状パレット ３０ 板状のパレット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地震波により液状化する免振用材料を収
   納した収納体を備え、 前記収納体を、地震波が伝播される地中と、免振させる
   被免振体との間に介在させ、 通常時は前記免振用材料が前記被免振体を支持し、地震
   発生時は前記免振用材料が液状化して前記被免振体への
   前記地震波の伝播を遮断してなる、ことを特長とする免
   振工法。
2. 【請求項２】 前記免振用材料を液体と、通常時は前記
   液体の介在により結合して固まる一方、地震発生時は前
   記地震波により粒間結合が破られて液状化する粒体とか
   ら構成してなる、ことを特長とする請求項１記載の免振
   工法。
3. 【請求項３】 前記被免振体を植設する場合には、該被
   免振体の地中部分を前記収納体にて覆うように構成し
   た、ことを特長とする請求項１又は２記載の免振工法。
4. 【請求項４】 前記被免振体を埋設する場合には、該被
   免振体の外面を前記収納体にて覆うように構成した、こ
   とを特長とする請求項１又は２記載の免振工法。