(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基礎杭によって支持される構造物の液状化対策構造において、先端に拡底翼を備えた鋼管杭からなる各基礎杭の外周にポーラスコンクリートからなる浸透管を同心円状かつ基礎杭の軸方向に連続して設置することにより縦引きドレーンを形成し、前記構造物の直下から外側に向けての地盤面付近に複数の横引きドレーンを連続して敷設し、かつ前記基礎杭と縦引きドレーンとの間に基礎杭の軸方向に連続する排水路となる隙間を設けることにより構成されてなることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
【請求項２】
請求項１記載の構造物の液状化対策構造において、横引きドレーンは排水管または掘削溝内に砂利または砕石を敷き詰めることにより構成されてなることを特徴とする構造物の液状化対策構造。
【請求項３】
基礎杭の外周に縦引きドレーンを同心円状かつ基礎杭の軸方向に連続して形成することにより構成される液状化対策構造の施工方法において、先端に拡底翼を備えた鋼管杭の外周にポーラスコンクリートからなる浸透管を、当該浸透管の外周に鋼管からなるケーシングをそれぞれ同心円状に設置し、かつ前記鋼管杭、浸透管およびケーシングを地盤中に回転圧入することにより設置し、しかる後、前記ケーシングを引き抜いて回収することを特徴とする構造物の液状化対策構造の施工方法。
【請求項４】
請求項３記載の構造物の液状化対策構造の施工方法において、浸透管およびケーシングは、それぞれ単位長さのものを順次継ぎ足しながら地盤中に回転圧入することを特徴とする構造物の液状化対策構造の施工方法。」
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として戸建て住宅などのような小規模建物の液状化を未然に防止するための構造物の液状化対策構造およびその施工方法に関し、構造物本体はもとより構造物周辺の下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走り等の付設構造物の液状化による被害を未然に防止することができる。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤における建物の建設において、べた基礎や布基礎などの浅い基礎では建物を支えることができない軟弱地盤の場合、鋼杭やＰＣ杭などの基礎杭を地中深く打ち込み、基礎杭によって建物を支える杭基礎が用いられる。
【０００３】
杭基礎は、一般に硬質な支持層に到達するように施工されるため、浅層で液状化が発生するような地盤の場合でも、液状化による建物の不同沈下などを防止することできる。
【０００４】
例えば、戸建て住宅などの小規模建物には、鋼管の先端に拡底翼を備えた先端拡底翼付き小口径鋼管杭が多く用いられている。
【０００５】
また、例えば、特許文献１には建物下の地盤面下に地盤改良材からなる表層改良体を形成し、当該表層改良体を貫通して複数の杭を所定の間隔で地中深く打込み、かつ当該杭と前記表層改良体とを一体化することにより構成された建物の基礎構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2009-215762号公報
【特許文献２】特開2008-38511号公報
【特許文献３】特開2007-70839号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、杭基礎によって支持される建物の場合、建物本体は杭基礎によって支持されることにより液状化による被害は免れても、建物周辺の下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走りなどの建物本体周辺の付設構造物は、噴砂などの影響で地盤が沈下することにより大きな被害を被ることがあり、その復旧に多大な費用と労力を必要とした。
【０００８】
また、引用文献１に記載された基礎構造では、建物周辺の玄関ポーチや犬走り、門などの敷設物の液状化を防止しようとすると、敷地全体の地盤面下に表層改良体を形成する必要があるため、工事が大規模化するだけでなく、コストが相当嵩む等の課題があった。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、杭基礎によって支えられた構造本体はもとより、構造物周辺の下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走り等の付設構造物の液状化による被害を未然に防止できるようにした構造物の液状化対策構造およびその施工方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の基礎杭によって支持される構造物の液状化対策構造において、構造物直下の地盤中に設置された複数の基礎杭と、当該各基礎杭の外周に基礎杭の軸方向に沿って設置された縦引きドレーンと、前記構造物の直下から外側にかけての地盤面付近に敷設され、前記縦引きドレーンに接続された横引きドレーンとから構成されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明は、構造本体はもとより下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走りなどの構造物周辺の付設構造物の液状化による被害を未然に防止できるようにしたものであり、本発明によれば、構造物直下およびその周辺の地盤中の地下水が縦引きドレーンを通って地表に流出し、かつ横引きドレーンを介して構造物の側方に排水されることで、地震で地盤が揺れても地盤中の間隙水圧が消散されることにより液状化が抑制されるため、構造物本体はもとより構造物周辺の下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走り等の構造物周辺の付設構造物の液状化による被害を未然に防止することができる。
【００１２】
基礎杭には、先端に拡底翼を備えた先端翼付き鋼管杭の他に、通常の鋼管杭、ＰＣ杭、ＲＣ杭、さらにはＨ形鋼などの鋼杭も使用することができ、特に先端翼付き鋼管杭は、杭先端の拡底翼によって高い支持力が得られ、また専用の重機によって回転圧入することにより支持層まで比較的容易に到達させることができて施工性がよい。
【００１３】
また、縦引きドレーンには、ポーラスコンクリートからなる浸透管の他に、例えば、図4(b)に図示するような孔開き塩ビ管や孔開き鋼管などからなる孔開き管の内側に、基礎杭が貫通するスペースを残して不織布や織布などのような集水性と浸透性に優れた繊維材材からなるシート(ジオテキスタイル等)、あるいは単に砂などを充填したものも利用することができる。
【００１４】
さらに、プラスチックドレーン材、ペーパードレーン材、或いは黄麻とヤシの実の外皮繊維等の自然材料からなるファイバードレーン材なども使用することができ、特に浸透管や孔開き管の内側に繊維材や砂を充填したものは、基礎杭の外側に基礎杭と同心円状に設置されていることで基礎杭に保持され、これにより地震で地盤が激しく揺れたりしたとしても、傾いて排水機能を失うようなことはない。また、浸透性と集水性にも優れている。
【００１５】
なお、基礎杭と浸透管との間に、地下水の排水路となる一定の隙間を基礎杭の軸方向に連続して確保することにより、縦引きドレーンの排水機能を一層高めることができる。
【００１６】
横引きドレーンには、塩ビ管やＰＣ管などからなる排水管を使用することができ、また掘削溝内に砂利または砕石を敷き詰めた排水路でもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、構造物直下およびその周辺の地盤中の地下水が縦引きドレーンを通って地表に流出し、かつ横引きドレーンを介して構造物の側方に排水されることで、地震で地盤が激しく揺れたとしても地盤中の間隙水圧が消散されることにより液状化が抑制されるため、構造物本体はもとより構造物周辺の下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走りなどの構造物周辺の付設構造物の液状化による被害を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示し、基礎杭、縦引きドレーンおよび横引きドレーンの配置形態の縦断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示し、基礎杭、縦引きドレーンおよび横引きドレーンの配置形態の縦断面図である。
【図３】基礎杭、縦引きドレーンおよび横引きドレーンの配置形態を示す平面図である。
【図４】図4(a),(b)は縦引きドレーンを示し、縦引きドレーンの斜視図である。
【図５】図5(a),(b)は基礎杭、縦引きドレーン、集水舛および横引きドレーンの配置形態を示す斜視図である。
【図６】基礎杭と縦引きドレーンを地中深く回転圧入して設置する方法を示し、図6(a)はその一部破断正面図、図6(b)はその横断面図、図6(c)は基礎杭に縦引きドレーンとケーシングを建て込む方法を示す一部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図６は、本発明の一実施形態を示し、図において、地盤の上に建物１の布基礎２が敷設され、布基礎２より下方の地盤中に基礎杭３が地盤面より下方の非液状化層ａ、液状化層ｂ、非液状化層ａを連続して貫通し、支持層ｃまで地中深く設置されている。
【００２０】
また、各基礎杭３の外側に縦引きドレーン４がそれぞれ設置され、各縦引きドレーン４の上端部に集水舛５がそれぞれ設置されている。また、地盤上に複数の横引きドレーン６が敷設され、横引きドレーン６は集水舛５を介して各縦引きドレーン４に接続されている。
【００２１】
さらに、横引きドレーン６は排水用トレンチ７に接続され、そして、布基礎２のフーチング部分、横引きドレーン６および排水用トレンチ７は盛土８内に埋設されている。
【００２２】
基礎杭３には鋼管杭でも特に、杭の先端に螺旋状の拡底翼3aを備えた先端翼付き鋼管杭が用いられており、当該先端翼付き鋼管杭は必要に応じて複数溶接によって接合しながら地盤面より下方の非液状化層ａ、液状化層ｂおよび非液状化層ａを連続して貫通し、支持層ｃまで連続して設置されている。
【００２３】
なお、基礎杭３には先端翼付き鋼管杭の他に、通常の鋼管杭、ＰＣ杭、ＲＣ杭、さらにはＨ形鋼などの鋼杭なども使用することができ、特に先端翼付き鋼管杭は、杭先端の拡底翼3aによって高い支持力が得られることで優れ、また専用の施工機械によって回転圧入することにより支持層まで比較的容易に到達させることができるという点においても優れている。
【００２４】
縦引きドレーン４には高い浸透性と集水性を有するポラースコンクリートからなる浸透管が用いられ、当該浸透管は基礎杭３の外側に基礎杭３と同心円状に設置されている。また、必要に応じて複数溶接によって接合しながら地盤面より下方の非液状化層ａ、液状化層ｂの下端部まで連続して立て込まれている。
【００２５】
また、縦引きドレーン４の下端部は基礎杭３の側部に突設された台座９によって沈下しないように支持されている。台座９は平面に見て円形板状に形成され、中央に基礎杭３が貫通する孔が形成されている。そして、基礎杭３の側部に溶接によって取り付けられている。
【００２６】
また特に、図5(a)に図示するように、基礎杭３と縦引きドレーン４との間に、地下水の排水路となる一定の隙間ｄを基礎杭３の軸方向に連続して確保することにより、縦引きドレーン４の排水機能が高められている。
【００２７】
なお、縦引きドレーン４としては上記した浸透管の他に、例えば、図4(b)に図示するような孔あき塩ビ管や孔あき鋼管などからなる孔あき管4aの内側に、中央に基礎杭３が貫通するスペースを残して不織布や織布のような集水性と浸透性に優れた繊維材からなるシート(ジオテキスタイル等)、または単に砂などの浸透性を有する充填材4bを充填したものを設置することができる。
【００２８】
また、縦引きドレーン４を地盤面下に設置するには、例えば、図6(a)〜(c)に図示するように、基礎杭３に縦引きドレーン４を建て込み、その外側に鋼管からなるケーシング10を建て込む。その際、基礎杭３を地盤面上に横倒しにして、当初よりすべての縦引きドレーン４とケーシング10を基礎杭３に建て込んでもよく、また基礎杭３を地盤中に回転圧入しながら、縦引きドレーン４とケーシング10をそれぞれ単位長さのものを順次継ぎ足しながら建て込んでもよい。
【００２９】
また、専用の施工機械によって基礎杭３、縦引きドレーン４およびケーシング10を地盤中に一緒に回転圧入し、基礎杭３と縦引きドレーン10がそれぞれ所定の深さまで到達したら、ケーシング10を引き抜いて回収する。
【００３０】
なお、ケーシング10は、基礎杭３と縦引きドレーン４を地盤中に回転圧入する際の施工性の向上と孔壁および縦引きドレーン４の保護のために用いられるものであり、単位長さのものを溶接等によって複数接合しながら、基礎杭３および縦引きドレーン４とともに順次地盤中に回転圧入してもよい。
【００３１】
また、縦引きドレーン４としては、プラスチックドレーン材、ペーパードレーン材、あるいは黄麻とヤシの実の外皮繊維などの自然材料からなるファイバードレーン材なども使用することができ、これらのドレーン材は、専用の施工機械によって基礎杭３の周囲に挿入して設置することができる。
【００３２】
横引きドレーン６には鋼管や塩ビ管などの排水管が用いられ、また、横引きドレーン６は布基礎２より下方の地盤面下に縦横に敷設され、かつ各縦引きドレーン４に集水舛５を介して接続されている。
【００３３】
なお、横引きドレーン６として塩ビ管を設置する代わりに、例えば図２に図示するように、地盤面下に各基礎杭３の杭頭部から排水トレンチ７にかけて形成した掘削溝に砂利や砕石11を敷き詰めて横引きドレーン６としてもよい。この場合、排水トレンチ７も掘削溝に砂利や砕石11を敷き詰めて形成すればよい。
【００３４】
また、集水舛５は、縦引きドレーン４の浸透管と同様にポーラスコンクリート等から形成され、また基礎杭３頭部の周囲を掘り下げて凹部を形成し、その中に砂利や砕石などを敷き詰めて集水舛５としてもよい。
【００３５】
このような構成において、地盤中の地下水は各基礎杭３の外側に設置された縦引きドレーン４に集められ、当該縦引きドレーン４を通って地表に流出する。そして、集水舛５を通って横引きドレーン６に排水され、横引きドレーン６から排水用トレンチ７に排水される。
【００３６】
これにより、地震で地盤が激しく揺れたとしても地盤中の間隙水圧が消散されることにより液状化が抑制されるため、構造物本体はもとより、構造物周辺の下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走り等の付設構造物の液状化による被害を未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、構造物本体はもとより構造物周辺の下水管、上水管、ガス管などのライフラインや門、玄関ポーチ、犬走り等の付設構造物の液状化による被害を未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  構造物
２  布基礎
３  基礎杭
４  縦引きドレーン
５  集水舛
６  横引きドレーン
７  排水用トレンチ
８  盛土
９  台座
10  ケーシング
11  砂利や砕石
【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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