(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状化が予想される液状化地盤にシリカ系薬液の注入を行うことにより地盤改良し、対象地盤の液状化を抑制する液状化対策工法において、液状化地盤の深さがＨの地盤に対して、改良地盤の幅ｂを０．３Ｈ≦ｂ＜０．６Ｈの範囲、改良地盤の深さをＨとし、前記シリカ系薬液の注入による液状化対策としての地盤改良を行い、周辺地盤が液状化したときに側方流動による土圧を受ける側の地盤改良範囲の幅方向端部より５０ｃｍ以上内側に、改良地盤の変形に追従可能な変形性能を有する多数本の引張材を、地盤改良範囲の幅方向と直角方向に間隔をおいて、下端部が前記液状化地盤の下方の非液状化地盤に達するように設置することで、該多数本の引張材が前記周辺地盤が液状化したときの側方流動によって改良地盤に生じる引張力による亀裂に対して抵抗するようにしたことを特徴とする地盤の液状化対策工法。
【請求項２】
請求項１記載の液状化対策工法において、前記シリカ系薬液の注入による改良地盤の幅ｂを０．３Ｈ≦ｂ≦０．４４Ｈとすることを特徴とする液状化対策工法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液状化対策工法において、前記引張材が鉄筋またはＰＣ鋼材であることを特徴とする液状化対策工法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の液状化対策工法において、前記引張材が繊維系材料からなる引張材であることを特徴とする液状化対策工法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の液状化対策工法において、前記引張材の周辺に硬化性材料を用いて改良地盤と一体化することを特徴とする液状化対策工法。
【請求項６】
請求項５記載の液状化対策工法において、前記引張材は、地盤中に注入管を設置して注入管内に引張材を挿入して硬化性材料を注入しながら注入管を引き上げるか、または注入管内に硬化性材料を充填して引張材を硬化性材料中に挿入して注入管を引き上げることにより改良地盤と一体化することを特徴とする液状化対策工法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの項に記載の液状化対策工法において、前記シリカ系薬液の注入による地盤改良範囲が護岸構造物背面に接する液状化地盤であることを特徴とする液状化対策工法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかの項に記載の液状化対策工法において、前記シリカ系薬液の注入による地盤改良範囲が河川堤防下の液状化地盤であり、前記引張材を前記地盤改良範囲の幅方向両端の内側に設置することを特徴とする液状化対策工法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかの項に記載の液状化対策工法において、前記シリカ系薬液の注入による地盤改良範囲が傾斜地の液状化地盤であることを特徴とする液状化対策工法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの項に記載の液状化対策工法によって、前記シリカ系薬液の注入による改良地盤を前記引張材によって補強した液状化対策改良地盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時に液状化の恐れがある液状化地盤をシリカ系薬液の注入により地盤改良する液状化対策工法の改良工法及び該工法によって形成される液状化対策改良地盤に関するものであり、護岸構造物背面の液状化地盤、河川堤防下の液状化地盤、傾斜地の液状化地盤などに広く適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来、護岸、岸壁、防波提、根止めのために、矢板を打設して背面地盤中に控え杭を打設してタイロッドで結合した工法がある。これは、控え杭の受働抵抗により前面の矢板を支持しているメカニズムである。
【０００３】
設計上、控え杭の設置位置は、受働抵抗が発揮できるように、前面基礎地盤から引いた矢板の主働崩壊面と、控え杭の長さの上部３分の１の深さの点から引いた控え杭の前面受働崩壊面が控え杭とタイロッドの取付点の高さよりも下で交わらない位置としている。
【０００４】
この場合、矢板と控え杭の間には主働崩壊域と受働崩壊域を確保するための十分な距離を必要とした。
【０００５】
また、背面地盤に固結材を用いて改良する工法がある。固結材により矢板（擁壁）に作用する土圧は低減されるが、矢板（擁壁）と改良地盤を含む構造物全体が滑動、転倒したり、改良地盤内に亀裂が生じる恐れがある。また、矢板と控え杭の間を地盤改良する方法は改良範囲が広くなり、経済的に困難である。
【０００６】
特許文献１には、護岸構造の耐震補強構造として、護岸矢板壁と控え杭とがタイロッドにより連結され、かつ護岸矢板壁と控え杭との間の地盤が地盤改良され、護岸矢板壁が等価Ｎ値が１６より大きい支持地盤まで打設された構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２３６６５７号公報
【特許文献２】特開平０６−３０６８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１記載の構造は、護岸矢板を長くし非液状化層を貫通させて支持地盤に到達させているが、補強材側は間に地盤改良域を挟んだ外側に位置しているため、地盤改良範囲が広く不経済であり、地盤改良体内部に生じる引張り力による亀裂に対して抵抗する構成にはなっていないため、広い範囲を地盤改良しなくてはならない。また、補強材の背面が地盤改良されていないため、背面が液状化することで補強材の安定性が崩れ末端部が変形して補強材としての機能が消滅する恐れがある。
【０００９】
これに対し、出願人は先に特願２０１２−０６２３１１において、鋼矢板壁などの抗土圧構造体の背面側に硬化性材料を注入して地盤改良してなる抗土圧構造物において、抗土圧構造体の背面側への硬化性材料の注入を、抗土圧構造体の背面側の液状化地盤のうち比較的抗土圧構造体に近い範囲に限定することで地盤改良範囲を低減させた構成とし、地盤改良範囲を低減させたことで、地震時に前記抗土圧構造体に作用する抗土圧構造体を転倒させようとする土圧に対しては、前記硬化性材料の固結によって形成される地盤改良範囲の内側の改良体内部に、間隔をおいて複数の引張り抵抗を有する下向きの補強材を設けて改良体と一体化することで、該補強材が地盤改良範囲の改良体内部に生じる引張り力による亀裂に対して抵抗する構成とした抗土圧構造物を提案している。
【００１０】
本発明は、特願２０１２−０６２３１１の発明をさらに改良、発展させ、シリカ系薬液の注入によって地盤改良を行う場合について、その地盤改良の範囲を大幅に縮小しながらも地盤改良範囲の安定性を高め、周辺地盤からの側方流動による土圧に十分対抗し得る液状化対策工法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、液状化が予想される液状化地盤にシリカ系薬液の注入を行うことにより地盤改良し、対象地盤の液状化を抑制する液状化対策工法において、液状化地盤の深さがＨの地盤に対して、改良地盤の幅ｂを０．３Ｈ≦ｂ＜０．６Ｈの範囲、改良地盤の深さをＨとし、前記シリカ系薬液の注入による液状化対策としての地盤改良を行い、周辺地盤が液状化したときに側方流動による土圧を受ける側の地盤改良範囲の幅方向端部より５０ｃｍ以上内側に、改良地盤の変形に追従可能な変形性能を有する多数本の引張材を、地盤改良範囲の幅方向と直角方向に間隔をおいて、下端部が前記液状化地盤の下方の非液状化地盤に達するように設置することで、該多数本の引張材が前記周辺地盤が液状化したときの側方流動によって改良地盤に生じる引張力による亀裂に対して抵抗するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
出願人は先に特願２０１２−０６２３１１でも説明しているように、既設護岸の背面等を地盤改良して液状化防止のみならず護岸に対する側方流動の影響を防ぐ研究を進めた結果、改良地盤の背面が液状化すれば、改良地盤には大きな液状化地盤の土圧が作用するため護岸に側方流動が生じることが分かった。
【００１３】
これを防ぐためには護岸背面の改良範囲を大きくとらなくてはならない。従って、経済的な問題となる。このため、経済性を得るために矢板の根入れを深くとり、側方流動を防ぎながら改良範囲を狭くすると地震時の土圧により、改良体に矢板の底部を中心とした転倒する作用を生じ、改良体に引張り力が作用し、護岸が倒壊することが分かった。
【００１４】
このため本発明者は、上記先の出願において、護岸背部に改良地盤を形成し、かつ改良地盤内に引張り抵抗力を有する補強材を設置することにより、護岸背部の液状化を防ぎ、かつ護岸の側方流動を防ぎ、護岸の倒壊を防ぎ、かつ改良範囲の幅を狭くすることにより経済性を付与した耐震護岸構造物を可能にした。
【００１５】
本発明は先の上記出願に係る発明についてさらに研究を進め、改良、発展させたものである。
【００１６】
液状化対策のためのシリカ系薬液の注入に関しては、例えば特許第３７１４５８９号、特許第３７１４５９０号、特許第４７８０８０３号等がある。また、注入方法としては、シリカ系薬液を用いた例えば特開２０１２−１４９５０５号、特許第３３４２０００号等に記載された方法を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
引張材は、改良地盤に生じる引張力に抵抗させるため、地盤改良範囲と周辺の非改良範囲の境界位置ではなく、境界位置よりある程度内側に設置するが、シリカ系薬液の注入工法との併用であることから、１回の注入範囲の径の半分以上程度内側、通常、地盤改良範囲の幅方向端部より、５０ｃｍ以上内側に設置することが好ましい。
【００１８】
改良地盤の変形に追従可能な変形性能を有する多数本の引張材としては、鉄筋やＰＣ鋼材の他、グラスファイバー強化ポリエステル（ＦＲＰ）や炭酸繊維、アラミド繊維など高い引張抵抗性能を有する繊維系材料を用いることもできる。
【００１９】
これらの引張材は、シリカ系薬液の注入による改良地盤とできるだけ一体として挙動する必要があり、必要に応じ引張材の周囲をセメント系グラウト、或いはスラグ系グラウトなどの硬化性材料で固め、地盤との付着力を増すようにしてもよい。
【００２０】
また、引張材については、下端部を下方の非液状化地盤内に固定するか、あるいは硬化性材料で固めて拘束し、地表面部に支圧板を設けてプレストレスを付与することで、改良地盤に生じる引張力に対する抵抗を高めることもできる。
【００２１】
改良体におけるすべり位置は改良域と未改良域との境界面もしくは、引張材下端との境界位置から発生する。引張材の下端部が支持地盤に達するように設置するか、または該下端部の周囲を地盤改良することにより、該引張材の下端部を拘束することで、転倒・滑動に対して十分に抵抗を発揮する。
【００２２】
後述するように、シリカ系薬液の注入による改良地盤の幅ｂは、実験から０．３Ｈ≦ｂ≦０．４４Ｈの範囲でも、周辺地盤の液状化による側方流動の土圧に対し、十分安定することが確認されている。
【００２３】
引張材は、地盤中に注入管を設置して注入管内に引張材を挿入して硬化性材料を注入しながら注入管を引き上げるか、または注入管内に硬化性材料を充填して引張材を硬化性材料中に挿入して注入管を引き上げることにより改良地盤と一体化するようにすれば、硬化性材料の注入と同時に設置することができるが、引張材の設置方法は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２４】
また、引張材については、その下端部が液状化の生じない支持地盤に達するように設置するか、または引張材の下端部の周囲を地盤改良することにより、引張材の下端部が拘束されるようにすることが望ましい。
【００２５】
地震時に地盤改良範囲より後方に位置する未改良の背面側地盤が液状化した場合、側方流動の圧に耐える必要があるが、引張材の下端部が周囲の地盤から拘束され、かつ改良体を一体化されることで、側方流動に対する設計が容易となる。
【００２６】
地盤改良を行う範囲内については必ずしも一様の地盤改良である必要はなく、硬化性材料の配合または量を変えるなどして、改良範囲内の位置によって改良体の強度が異なるようにすることもできる。
【００２７】
相対的に高い地盤強度が要求される位置に富配合の硬化性材料を用いるか、あるいは高性能の硬化性材料を用い、相対的に高い地盤強度が要求されない位置に貧配合の硬化性材料を用いるか、あるいは相対的に低性能の安価な硬化性材料を用いることで、硬化性材料の注入量を減らし、あるいは未改良部分を設けてコストを削減することができる。
【００２８】
具体的には深さによって、改良体の強度を変化させ、護岸構造体に接する位置やまたは固結柱の周囲、タイロッド周囲など（これらの全部の場合と一部の場合を含む）における改良体の強度が、他の位置の改良体の強度より相対的に高くなるようにすることなどが考えられる。
【００２９】
本発明の液状化対策工法は、既設新設を問わず、護岸構造物背面の液状化地盤に適用することができる他、河川堤防下の液状化地盤、傾斜地の液状化地盤などにも適用することができる。
【００３０】
地震時に周辺の液状化地盤が液状化したときの側方流動の土圧は、護岸構造物の場合、シリカ系薬液の注入による地盤改良範囲を挟む護岸構造物と反対側に生ずるため、原則的には地盤改良範囲と非改良地盤との境界位置から地盤改良範囲側に入った位置に引張材を配置するが、さらに内側にも複数列あるいは分散させて補強材としての引張材を設置することもできる。
【００３１】
河川堤防下の液状化地盤に適用する場合は、通常はシリカ系薬液の注入による地盤改良範囲の両側に非改良地盤が存在するため、地盤改良範囲の両側について地盤改良範囲の内側に引張材を配置することになる。この場合も、さらに内側にも複数列あるいは分散させて補強材としての引張材を設置することもできる。
【００３２】
傾斜地の液状化地盤の場合、側方流動による土圧は、地盤改良範囲に対し傾斜地の上側から作用するため、主として上側の境界位置から地盤改良範囲側に入った位置に引張材を配置すればよいが、さらに内側にも複数列あるいは分散させて引張材を設置すれば、より安定性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３３】
シリカ系薬液を用いた液状化対策の地盤改良工法について、地盤改良範囲の内側に、改良地盤の変形に追従可能な変形性能を有する鉄筋等の引張材を設置することで、従来に比べ薬液の注入範囲を大幅に減らしても周辺地盤の液状化による側方流動の土圧に抵抗させることができる。そのため、工期の面でも工費の面でも大幅な削減が可能である。
【００３４】
引張材としては、鉄筋やＰＣ鋼材の他、繊維系材料を用いることもでき、その施工に大がかりな施工機械を必要としないため、経済的な施工が可能である。
【００３５】
護岸構造物背面の液状化地盤、河川堤防下の液状化地盤、傾斜地における液状化地盤など、適用範囲が広く、汎用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を護岸構造物背面の液状化地盤に適用する場合の一実施形態を概略的にしたもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態として、引張材の下端部の周囲を地盤改良し、あるいは引張材のまわりに注入材を充填し、引張材の下端部が拘束されるようにした場合を示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。
【図３】本発明を河川堤防下の液状化地盤に適用する場合の一実施形態を概略的に示したもので、(a)は対比例としての引張材を用いない場合の鉛直断面図、(b)は引張材を用いた本発明の場合の鉛直断面図である。
【図４】本発明を傾斜地の液状化地盤に適用する場合の一実施形態を概略的に示したもので、(a)は対比例としての引張材を用いない場合の鉛直断面図、(b)は引張材を用いた本発明の場合の鉛直断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態として、注入工法で地盤改良を行う際に複数の吐出口から硬化性材料を注入しつつ、深さに応じて改良域の強度を変える場合を示した鉛直断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態として、注入工法で地盤改良を行う際に、地盤改良域と未改良域を形成させる場合を示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態として、注入工法で地盤改良を行う際に、高強度の改良域を平面的及び立面的に格子状に設け、格子の内側に未改良域を形成させる場合を示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。
【図８】従来の引張材がない場合について、薬液注入による改良範囲をｂ＝０．６６Ｈとして行った振動台実験のモデルを示した図である。
【図９】特願２０１２−０６２３１１の抗土圧構造物について、薬液注入による改良範囲をｂ≦０．６６Ｈとして行った振動台実験のモデルを示した図である。
【図１０】本発明の効果を確認するために、薬液注入による改良範囲をｂ＝０．６Ｈ、ｂ＝０．４４Ｈ、ｂ＝０．３０Ｈ、として行った振動台実験のモデルを示した図（図はｂ＝０．４４Ｈの場合）である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
【００３８】
図１は本発明を矢板護岸の背面地盤に用いる場合の一実施形態を概略的に示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。基本構造として、護岸構造体としての矢板１の背面側に位置する液状化の恐れがある液状化地盤１２について、矢板１に近接する所定の範囲内に改良材としての硬化性材料を注入して地盤改良を行う。
【００３９】
図中、符号２０は地盤改良による改良域を示し、その地盤改良体内部に複数の引張材２を間隔をおいて設置する。引張材２は、改良域２０に隣接する矢板１と反対側の液状化地盤１２が地震時に液状化して側方流動を生じた場合の側方流動による土圧を受ける側について、改良域２０と液状化地盤１２の境界面から改良域２０側に５０ｃｍ程度以上内側に設置する。
【００４０】
引張材２は側方流動による土圧による改良域２０の変形に追従できる変形性能を有する比較的細径の鉄筋等が適し、改良域２０に生じる引張に抵抗して改良域２０に亀裂が生じるのを防止するとともに、その安定を図り、反対側の矢板護岸の倒壊を防ぐことができる。
【００４１】
改良域２０に生じる引張に抵抗させるためには、引張材２は０．５〜２ｍ程度の間隔で設置することが望ましい。なお、１列に限らず、複数列配置したり、任意に分散配置させてもよい。
【００４２】
改良域２０の幅は、後述する図１０等に示す実験結果から、液状化地盤の深さがＨの地盤に対して、改良地盤の幅ｂを０．３Ｈ≦ｂ＜０．６Ｈの範囲、改良地盤の深さをＨとして、シリカ系薬液の注入による地盤改良を行い、かつ上述のようにして引張材２を設置すれば、周辺地盤の液状化時の側方流動に対しても安定することが確認されており、さらには０．３Ｈ≦ｂ≦０．４４Ｈの範囲でも十分な効果が認められた。
【００４３】
引張材２と矢板１との間を、タイロッドあるいは細径の引張材などでつなぐこともできるが、改良体の強度が確保できればタイロッド等は省略してよい。
【００４４】
本実施形態では、引張材２の下端部が支持地盤となり得る非液状化地盤１１に達するようにすることで、引張材２の下端を拘束し、矢板１に作用する常時の背面土圧や地震時の振動荷重に耐える構成としている。
【００４５】
なお、本実施形態では、矢板１の下端が非液状化地盤１１の上面となっているが、非液状化地盤１１内に達するようにすればより安定した構造となる。
【００４６】
施工手順としては、引張材２を打設し、改良範囲の外側から改良材を注入して地盤改良を行う。改良材は無機系または有機系のシリカグラウト等であり、気泡を混合させて飽和度を低減させてもよい。引張材２の打設と改良材の注入は前後してもよい。
【００４７】
また、引張材２は、比較的細径の鉄筋や繊維系の引張材を用いることができるため、地盤中に注入管を設置して注入管内に引張材を挿入して薬液あるいは硬化性材料を注入しながら注入管を引き上げるか、または注入管内に薬液あるいは硬化性材料を充填して引張材を硬化性材料中に挿入して注入管を引き上げることにより改良地盤と一体化することもできる。
【００４８】
図２は本発明を矢板護岸の背面地盤に用いる場合の他の実施形態として、引張材２の下端部の周囲を地盤改良し、引張材の下端部が拘束されるようにした場合を示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。
【００４９】
本実施形態は、引張材２の下端部が支持地盤となり得る地盤係数を有する層に達しない場合であり、引張材２の下端部周囲を硬化性材料で地盤改良することで、引張材２の下端部を拘束している。図中、符号２０ａがその改良域を示す。硬化性材料は、上部の改良域２０と同じ材料でも良いし、より強度の高い材料でもよい。
【００５０】
図３は本発明を河川堤防下の液状化地盤に適用する場合の一実施形態を示したものである。(a)は対比例としての引張材を用いない場合、(b)は引張材を用いた本発明の場合である。
【００５１】
引張材２を用いない場合には、図３(a)に示すように河川堤防４１の下部の広い範囲を改良域２０として地盤改良しなければならないのに対し、図３(b)の本発明の場合には周辺の液状化地盤１２との境界面より５０ｃｍ以上内側に鉄筋等の引張材２をその先端部が非液状化地盤１１内に達するように多数設置してあることで、０．３Ｈ≦ｂ＜０．６Ｈの範囲で、改良域２０の幅を半分から１／３程度に縮小しても、地震時の周辺地盤の液状化による側方流動に抵抗させることができる。
【００５２】
すなわち、河川堤防４１下の液状化が予想される液状化地盤１２にシリカ系薬液の注入を行う地盤改良域２０の範囲を液状化地盤１２の深さがＨの地盤に対して、改良地盤の幅ｂを０．３Ｈ≦ｂ＜０．６Ｈの範囲、改良地盤の深さをＨとする。
【００５３】
周辺地盤が液状化したときに側方流動による土圧を受ける側の地盤改良域２０の内側に、改良地盤の変形に追従可能な変形性能を有する鉄筋等の引張材２を設置する。引張材２は地盤改良域２０の幅方向と直角方向に間隔をおいて多数本設置し、下端部が液状化地盤の下方の非液状化地盤１１に達するようにする。改良域２０の外側の周辺地盤が液状化したときの周辺地盤からの側方流動による土圧に対し、多数本の引張材２が抵抗し、改良域２０に亀裂や滑動が生じるのを防止する。
【００５４】
図４は本発明を傾斜地の液状化地盤に適用する場合の一実施形態を示したものである。(a)は対比例としての引張材を用いない場合、(b)は引張材を用いた本発明の場合である。
【００５５】
近年、傾斜地５１の液状化地盤１２が液状化した時の側方流動が問題となっているが、このような傾斜地５１での液状化についても、薬液注入による改良域２０の範囲を０．３Ｈ≦ｂ＜０．６Ｈの比較的狭い範囲に抑えつつ、側方流動の土圧が作用する傾斜面の上方側について、液状化地盤１２との境界面より５０ｃｍ以上内側に鉄筋等の引張材２をその先端部が非液状化地盤１１内に達するように多数設置することで、側方流動に対する抵抗を大幅に向上させることができる。
【００５６】
図５は本発明の他の実施形態として、注入工法で地盤改良を行う際に複数の吐出口から硬化性材料を同時注入しつつ、深さに応じて改良域の強度を変える場合を示した鉛直断面図である。図中、２１は液状化層の改良部で２３は未改良部、あるいは２１は高強度部、２３は低強度部である。
【００５７】
地盤改良域の下層を高強度改良体２１、上層を低強度改良体２３とする場合、改良強度毎に配合が決定されるため、改良強度が異なると複数の配合を使用することになり、配合作製に手間がかかる。
【００５８】
共通の配合に関して、注入管の複数の吐出口より同時注入するようにすることで、施工性を高め、工期を短縮することができる。
【００５９】
図６は本発明の他の実施形態として、注入工法で地盤改良を行う際に複数の吐出口から硬化性材料を同時注入しつつ、地盤改良域２０と未改良域３０を形成させる場合を示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。２０は改良部、３０は未改良部である。
【００６０】
本実施形態では、矢板１の背面位置と、引張材２の周囲を注入工法によって地盤改良し、間の部分を未改良域３０として残している。
【００６１】
この場合、改良域２０で囲まれた未改良域３０において、水平方向における未改良域の長さは鉛直方向における未改良域の長さの１／２以下にすると未改良域部分が液状化しにくい。
【００６２】
改良域２０で囲まれた未改良域３０が液状化しにくいことで改良層全体の抵抗力が維持でき、側方流動に対する抵抗効果がある。
【００６３】
図７は、本発明の他の実施形態として、注入工法で地盤改良を行う際に複数の吐出口から硬化性材料を同時注入しつつ、高強度の改良域を平面的及び立面的に格子状に設け、格子の内側に未改良域を形成させる場合を示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は水平断面図である。
【００６４】
この場合も図６の実施形態と同様に、格子状の改良域２０によって、改良層全体の抵抗力が維持でき、側方流動に対する抵抗効果が得られる。
【００６５】
図８〜図１０は、本発明の効果を確認するために行った振動台実験のモデルを示したもので、図８は従来の引張材がない場合について、薬液注入による改良範囲をｂ＝０．６６Ｈとして行った場合、図９は特願２０１２−０６２３１１の抗土圧構造物について、薬液注入による改良範囲をｂ＝０．６６Ｈとして行った場合、図１０は本発明の効果を確認するために、薬液注入による改良範囲をｂ＝０．６０Ｈ、ｂ＝０．４４Ｈ、ｂ＝０．３０Ｈとして行った場合（図はｂ＝０．４４Ｈの場合）である。
【００６６】
本発明は既設護岸の背面の液状化地盤を地盤改良して液状化防止のみならず護岸の側方流動を防ぐ研究を進めた結果、改良地盤の背面が液状化すれば、改良地盤には大きな液状化地盤の土圧が作用するため護岸に側方流動が生じる。
【００６７】
これを防ぐためには護岸背面の改良範囲を大きくとらなくてはならない。従って、経済的な問題となる。このため、経済性を得るために矢板の根入れを深くとり、側方流動を防ぎながら改良範囲を狭くすると地震時の土圧により、改良体に矢板の底部を中心とした転倒する作用を生じ、改良体に引張り力が作用し、護岸が倒壊することがわかった（図８参照）。
【００６８】
このため本発明者は、特願２０１２−０６２３１１において、護岸背部に改良地盤を形成し、かつ改良地盤内に引張り抵抗力を有する引張材を設置することにより、護岸背部の液状化を防ぎ、かつ護岸の側方流動を防ぎ、護岸の倒壊を防ぎ、かつ改良範囲の幅を狭くすることにより経済性を付与した耐震護岸構造物を可能にした（図９参照）。
【００６９】
引張材は、地盤改良した改良体内部に設けることで、実質的に地震時の周辺地盤の液状化の影響を受けにくくなる。引張材は矢板の変形に対する抵抗だけでなく、改良体内部に発生する亀裂に対して抑える効果もあり、下端部を拘束することによりその効果はさらに大きくなる。
【００７０】
また、矢板護岸と引張材はタイロッドで連結されてもよいし、タイロッド以外の引張材でもよく、あるいはこれらがなくても矢板護岸、引張材、改良土が一体化していればよい。
【００７１】
改良体におけるすべり位置は改良域と未改良域との境界面もしくは、引張材下端との境界位置から発生する。引張材の下端部が支持地盤に達するように設置するか、または該下端部の周囲を地盤改良することにより、該引張材の下端部を拘束することで、転倒・滑動に対して十分に抵抗を発揮する。
【００７２】
抗土圧構造物における改良においては引張材がなくても転倒しないために改良幅Ｂは高さＨの６０％程度にすれば常時の土圧（主働土圧）に対しては改良体の滑動や転倒に対して安定性が得られる。下端の地盤を改良して、改良体の転倒や倒壊に対して抵抗する構造にすることができる。
【００７３】
しかし、地震時には改良体の背部に地震時土圧あるいは液状化した土圧が作用するためにそれに抵抗するには常時の改良幅よりもさらに広くとらなくては転倒、滑動が生じ、ますます経済的改良が困難である（図８参照）。
【００７４】
本発明の効果を確認するための図１０に示す側方流動防止実験では、図８、図９の実験装置と同様、１０ｍの控え矢板工を想定してモデル化した実験装置を使用した。土槽の高さＨ＝７０ｃｍ、幅ｂ＝５０ｃｍ、長さＬ＝１００ｃｍとし、想定した矢板工の１／２０とした。モデル化した矢板はプラスチックで最下部はヒンジとした。
【００７５】
実験は矢板後方ｂ＝３０ｃｍ、ｂ＝２２ｃｍ、ｂ＝１５ｃｍの３通りの位置に仕切板を入れ、矢板と仕切板間には砂を入れ注入剤で固結した。この注入剤を注入した改良域の内側に鉄筋を想定した引張材を設置した。仕切板の後方は砂を入れ水で飽和した。７日間養生して仕切板を取り除き、段階的に加速度を変えた振動実験を行った。
【００７６】
ｂ＝３０ｃｍの場合、補強材としての引張材を設置し、引張材としての鉄筋を土槽底部に固定したことで、５Ｈｚ、１０００ｇａｌの加振でも改良体に損傷はなかった。
【００７７】
ｂ＝２２ｃｍでは、引張材としての鉄筋を土槽底部に固定しなかった場合において、５Ｈｚ、３７１ｇａｌで改良体が傾いた。
【００７８】
続いて、ｂ＝１５ｃｍとして実験を行った。引張材としての鉄筋を土槽底部に固定して（ヒンジなし）実験を行った場合、５Ｈｚ、８５１．６ｇａｌ以上の揺れに耐えることが確認できた。次に、引張材としての鉄筋を土槽底部に固定し、その下部にヒンジを取り付けて実験を行った。その結果、５Ｈｚ、７７２ｇａｌ以上加振した後、２Ｈｚ、２５８０ｇａｌまで再加振したが、損傷はなかった。
【００７９】
引張材がない場合において、改良幅ｂは高さＨの６０％程度（ｂ≧０．６Ｈ）にすれば、常時の土圧（主働土圧）に対しては改良体の滑動や転倒に対して安定性が得られるとされる（地震時に改良体の背部に側方流動の土圧が作用する場合は、さらに大きな幅が必要）が、これに対し、本発明によれば、ｂ＜０．６Ｈで、側方流動の土圧に十分耐えることができ、０．３Ｈ≦ｂ≦０．４４Ｈでも側方流動対策として十分な効果が得られることを確認した。
【符号の説明】
【００８０】
１…矢板、２…引張材、
１１…非液状化地盤、１２…液状化地盤、
２０…改良域、２１…高強度改良体、２２…中強度改良体、２３…低強度改良体、
３０…未改良域
４１…堤防、
５１…傾斜地
【要約】
【課題】  シリカ系薬液の注入による地盤改良の範囲を縮小しながらも地盤改良範囲の安定性を高め、周辺地盤からの側方流動による土圧に十分対抗し得る液状化対策工法を提供する。
【解決手段】  液状化が予想される液状化地盤１２にシリカ系薬液の注入を行う範囲を液状化地盤の深さＨ及び幅ｂについて、０．３Ｈ≦ｂ＜０．６Ｈの範囲とする。周辺地盤が液状化したときに側方流動による土圧を受ける側の地盤改良域２０の内側に、改良地盤の変形に追従可能な変形性能を有する鉄筋等の引張材２を設置する。引張材２は地盤改良域２０の幅方向と直角方向に間隔をおいて多数本設置し、下端部が液状化地盤の下方の非液状化地盤１１に達するようにする。改良域２０の外側の周辺地盤が液状化したときの周辺地盤からの側方流動による土圧に対し、多数本の引張材２が抵抗し、改良域２０に亀裂や滑動が生じるのを防止する。
【選択図】  図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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