(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状化現象を生じうる液状化層と、この液状化層よりも地表面側の表層とを有し、前記表層で建物を支持する地盤において、地震時に前記液状化層から地下水を排出して、前記液状化層の液状化を防止するための液状化防止構造であって、
前記表層に設けられるとともに、粗粒土が充填され、雨水を集水するトレンチ部と、
このトレンチ部に略水平方向に埋設され、透水性を有する第１ドレーン材と、
この第１ドレーン材に接続されるとともに、前記液状化層まで深さ方向に埋設された第２ドレーン材とを備え、
前記第２ドレーン材は、少なくとも前記液状化層に埋設された液状化層埋設部が透水性を有していることを特徴とする液状化防止構造。
【請求項２】
請求項１に記載の液状化防止構造において、
前記液状化層埋設部の透水係数は、１０−３（cm/sec）以上であることを特徴とする液状化防止構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液状化防止構造において、
前記第１ドレーン材、および、前記第２ドレーン材の液状化層埋設部は、合成樹脂製の繊維材を含んで構成されていることを特徴とする液状化防止構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液状化防止構造において、
前記第１ドレーン材と前記第２ドレーン材とを接続する接続部材を備え、
前記接続部材の表層側には、着脱自在な蓋材が取り付けられていることを特徴とする液状化防止構造。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液状化防止構造において、前記トレンチ部は、前記建物の周囲、および、前記建物の下側の少なくともいずれかに形成されていることを特徴とする液状化防止構造。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液状化防止構造において、前記建物が住宅であることを特徴とする液状化防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状化層から地下水を排出して、この液状化層の液状化を防止するための液状化防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地震動による地盤の液状化現象を防止するために、地盤に液状化防止構造が設けられることがある。例えば、特許文献１に示される液状化防止構造では、地盤を構成する砂質土層等の液状化層まで、不織布等のフィルターが周囲に取り付けられた透水性を有するドレーン材を鉛直方向に埋設しておき、地振動が発生した際に、液状化層の地下水をドレーン材を介して地盤外へと排出することにより、液状化現象を防止している。
【特許文献１】特開２００４−４４２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した液状化防止構造では、液状化層の地下水をドレーン材内へと導くために、ドレーン材の透水係数を液状化層の透水係数よりも大きくする必要がある。このように大きな透水係数を確保するために、ドレーン材に取り付けられたフィルターの目を粗くすると、地下水と一緒に液状化層の土砂がドレーン材内に流入してドレーン材内が詰まり、地下水の流通が悪くなって液状化対策が不十分になる。特に、地震が発生するまでの待ち受け期間が数年の期間に及ぶ場合等には、地中に放置されたドレーン材の透水機能の低下が致命的となる心配がある。
【０００４】
本発明の目的は、ドレーン材の目詰まりを防止して、地盤の液状化現象を防止可能な液状化防止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、液状化現象を生じうる液状化層と、この液状化層よりも地表面側の表層とを有し、前記表層で建物を支持する地盤において、地震時に前記液状化層から地下水を排出して、前記液状化層の液状化を防止するための液状化防止構造であって、前記表層に設けられるとともに、粗粒土が充填され、雨水を集水するトレンチ部と、このトレンチ部に略水平方向に埋設され、透水性を有する第１ドレーン材と、この第１ドレーン材に接続されるとともに、前記液状化層まで深さ方向に埋設された第２ドレーン材とを備え、前記第２ドレーン材は、少なくとも前記液状化層に埋設された液状化層埋設部が透水性を有していることを特徴とする。この際、前記液状化層埋設部の透水係数は、１０−３（cm/sec）（すなわち１０−５（m/sec））以上、平均透水係数が１０−２（cm/sec）とすることができる。なお、前記粗粒土としては、細粒砂が好ましい。なお、前記第１ドレーン材は、例えば、水勾配等を設ける場合のように若干傾斜させてもよい。また、前記第２ドレーン材は、鉛直となる方向に限らず、建物の周囲から建物の下側へと斜めに設けられてもよい。
【０００６】
本発明によれば、降雨時には、粗粒土によって濾過された綺麗な雨水等がトレンチ部に集水されるため、この集水された綺麗な雨水等は、第１ドレーン材内へ流入した後、第２ドレーン材を通って液状化層埋設部から液状化層側へ逆流する。このため、第２ドレーン材の液状化層埋設部に付着した土粒子を液状化層側へと押し出すことができ、これにより、液状化層埋設部が洗浄され目詰まりを防止できる。このように液状化層埋設部の目詰まりが防止されるため、地震動が発生した場合に、透水係数を有する第２ドレーン材の液状化層埋設部を通って、液状化層の地下水を第２ドレーン材内から第１ドレーン材へと排出でき、地盤の液状化現象を防止できる。
【０００７】
以上の液状化防止構造において、前記第１ドレーン材、および、前記第２ドレーン材の液状化層埋設部は、ポリプロピレン等の合成樹脂製の繊維材を含んで構成されてもよい。このような構成によれば、第２ドレーン材や第１ドレーン材の腐食や錆びが発生しない。
【０００８】
また、以上の液状化防止構造において、前記第１ドレーン材と前記第２ドレーン材とを接続する接続部材を備え、前記接続部材の表層側には、着脱自在な蓋材が取り付けられていてもよい。このような構成によれば、接続部材の表層側に取り付けられた蓋材を着脱することにより、必要に応じて、第２ドレーン材内を点検し洗浄等をすることも可能となる。
【０００９】
以上の液状化防止構造において、前記トレンチ部は、前記建物の周囲、および、前記建物の下側の少なくともいずれかに形成されていてもよい。また、以上の液状化防止構造において、前記建物が住宅であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液状化防止構造によれば、ドレーン材の目詰まりを防止して、地盤の液状化現象を防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る液状化防止構造を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る液状化防止構造１が地盤Ｇに構築された様子を示す縦断面図である。図２は、図１のII-II断面図である。図３は、図１のＡ部を拡大して示す縦断面図である。図１に示すように、地盤Ｇは、液状化現象を生じうる液状化層Ｇ１と、液状化層Ｇ１よりも地表面側の表層Ｇ２とを含んで構成されている。液状化層Ｇ１は、例えば砂質土層により構成され、その透水係数が１０−４（cm/sec）オーダー以上である。表層Ｇ２は、液状化現象を生じ難い、例えば粘性土層により構成され、その透水係数は１０−５（cm/sec）よりも小さなオーダーである。表層Ｇ２には、住宅１００が建設されている。
【００１２】
液状化防止構造１は、表層Ｇ２において、住宅１００の周囲を取り囲むように設けられるトレンチ部１０と、トレンチ部１０に略水平方向に埋設された、例えば複数列の第１ドレーン材２０と、液状化層Ｇ１まで鉛直となる方向に埋設された例えば複数本の第２ドレーン材３０と、第１ドレーン材２０と第２ドレーン材３０とを接続する接続部材としての分岐管４０とを備えている。なお、第１ドレーン材２０は、例えば、水勾配等を設ける場合のように若干傾斜させてもよく、また、第２ドレーン材２０は、住宅１００の周囲から住宅１００の下側へと斜めに設けられてもよい。
【００１３】
図２に示すように、トレンチ部１０は、例えば深さ３０ｃｍ、幅３０ｃｍ程度の断面台形状に形成され、下水道（図示略）に接続されている。トレンチ部１０には、第１ドレーン材２０の周囲に粗粒土としての細粒砂１１が充填され、細粒砂１１の表層側には、庭土１２および芝生１３が設けられている。このため、降雨時には、トレンチ部１０は、庭土１２、芝生１３、および細粒砂１１を介して濾過された雨水等を集水し、この集水した雨水等を下水道へと導いている。このように、汚れた雨水等が第２ドレーン材３０内に流れ込まないので、第２ドレーン材３０の内側の目詰まりを防止できる。
【００１４】
第１ドレーン材２０は、ポリプロピレン繊維材が立体的な網状に構成されたフィルターとして機能する透水管であり、その透水係数は、１０−３（cm/sec）以上、平均透水係数が１０−２（cm/sec）程度である。第１ドレーン材２０には、例えば、登録商標「ＣＰドレーン」，チッソ株式会社製を採用できる。
【００１５】
第２ドレーン材３０は、液状化層Ｇ１に埋設された液状化層埋設部３１と、表層Ｇ２に埋設された表層埋設部３２とにより構成されている。液状化層埋設部３１は、第１ドレーン材２０と同様の部材を採用できる。すなわち、液状化層埋設部３１は、ポリプロピレン繊維材が立体的な網状に構成されたフィルターとして機能する透水管であり、その透水係数は、１０−３（cm/sec）以上、平均透水係数は１０−２（cm/sec）程度である。また、表層埋設部３２は、例えば、ポリ塩化ビニル等の樹脂製の配水管を採用でき、透水性を有している必要はない。ただし、必要に応じて、表層埋設部３２と液状化層埋設部３１を同じ材料で一体に構成して全体が透水性を有する構成としてもよい。第２ドレーン材３０は、その表層埋設部３２の上端がトレンチ部１０内に突出するように設置されており、その設置本数は液状化層Ｇ１内の想定地下水量等に基づいて特定すればよい。なお、第２ドレーン材３０は、ボーリング併用挿入や、圧入により地盤Ｇ内に設置され、第２ドレーン材３０と地盤Ｇとの隙間には中粒砂等が充填され、これにより地表面や住宅１００の沈下を防止できる。
【００１６】
図３に示すように、分岐管４０は、隣接する２本の第１ドレーン材２０と、１本の第２ドレーン材３０とを接合する断面Ｔ字状の分岐管本体４１と、分岐管本体４１の表層側にねじ等の螺合により着脱自在に取り付けられた蓋材４２とを備えている。必要に応じて、ねじ等の螺合を解除して蓋材４２を分岐管本体４１から取り外すことにより、分岐管４０の下側に位置する第２ドレーン材３０の内部を保守点検等することができる。なお、図１に示すように、分岐管４０は、図中の左右側の端部では、１本の第１ドレーン材２０と１本の第２ドレーン材３０とを接合するために、断面Ｌ字状に形成されている。
【００１７】
本実施形態の液状化防止構造１は、以下のように作用する。
地盤Ｇに地震動が発生した場合には、間隙水圧が上昇して、液状化層Ｇ１の地下水が、液状化層Ｇ１の透水係数よりも大きな透水係数を有する液状化層埋設部３１を介して第２ドレーン材３０内へと自然に入りこむ。この際、液状化層埋設部３１がフィルターとして機能するため、液状化層Ｇ１の土粒子が液状化層埋設部３１の外側に留まる。また、第２ドレーン材３０内に入りこんだ地下水は、表層埋設部３２を通って第１ドレーン材２０へ排出され、最終的には下水道へと流れる。このように、液状化層Ｇ１の地下水を積極的に地盤Ｇの外部へと排出するため、地盤Ｇの液状化現象を防止できる。
【００１８】
また、降雨時には、地盤Ｇに降り注いだ雨水等が庭土１２、芝生１３、および細粒砂１１を通ってトレンチ部１０へと集水され、この集水された雨水等が第１ドレーン材２０内へと流れこむ。また、第１ドレーン材２０内に流れこんだ雨水等は、庭土１２、芝生１３、および細粒砂１１によって濾過された後、さらに、第１ドレーン材２０のフィルター機能によって濾過されるため、土粒子等を殆ど含まない綺麗な雨水等となる。この綺麗な雨水等は、第２ドレーン材３０の表層埋設部３２を通って液状化層埋設部３１まで達し、透水性を有する液状化層埋設部３１から液状化層Ｇ１へと排出される。この際、この綺麗な雨水等が、例えば、微少な振動等による水圧変動等によって液状化層埋設部３１の外側に付着した土粒子等を、液状化層Ｇ１側へと押し出すことにより、液状化層埋設部３１を洗浄する。
【００１９】
本実施形態においては、次のような効果がある。
(１)濾過された綺麗な雨水等が第１ドレーン材２０および第２ドレーン材３０を通って液状化層埋設部３１から液状化層Ｇ１側へ排出されるため、例えば、微少な振動等による水圧変動等によって液状化層埋設部３１の外周に付着した土粒子を、液状化層Ｇ１側へと押し出すことができ、液状化層埋設部３１の目詰まりを防止できる。この際、綺麗な雨水等が液状化層Ｇ１内へと入りこむため、液状化層Ｇ１内の地下水を循環させることができ、地下水を清浄な状態に保つことができる。本実施形態によれば、この状態が自然循環のもとに長年に亘って維持される。
【００２０】
(２)このように液状化層埋設部３１が常に良好な透水係数を維持するため、地盤Ｇ内に設置された第２ドレーン材３０および第１ドレーン材２０により、液状化層Ｇ１の地下水を地盤Ｇの外部へと確実に排出することができ、地震が起きた際の地盤Ｇの液状化現象を防止できる。
【００２１】
(３)第１ドレーン材２０および液状化層埋設部３１をポリプロピレン製の繊維材により構成するとともに、表層埋設部３２をポリ塩化ビニル等の樹脂により構成したので、これらのドレーン材２０，３０の腐食や錆びが発生しない。
【００２２】
(４)分岐管４０を着脱可能な蓋材４２を備えて構成したので、分岐管本体４１から蓋材４２を着脱することにより、必要に応じて、第２ドレーン材３０内を洗浄や点検等することができる。なお、例えば、住宅１００の邪魔にならないような位置の第２ドレーン材３０を１本または数本選択して、この選択した第２ドレーン材３０を点検等することにより、第２ドレーン材３０のメンテナンスを簡単に行うことが可能となる。
【００２３】
(５)トレンチ部１０を住宅１００の外周に形成するので、既設の住宅に対しても後から本液状化防止構造１を構築することができる。
【００２４】
(６)雨水等によって液状化層埋設部３１の目詰まりを自然に防止できるので、従来住宅にはあまり構築されなかった液状化防止構造１を一般の住宅にも手軽に適用することができる。
【００２５】
(７)第２ドレーン材３０において、液状化層Ｇ１に埋設した液状化層埋設部３１のみに透水性を確保したので、液状化現象の対象とはならない表層Ｇ２等から必要以上に地下水を排出することがないから、住宅１００の沈下等を防止できる。
【００２６】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されない。前記実施形態において、住宅１００の外周にのみトレンチ部１０を形成したが、例えば、地下水量が多い場合等には、住宅１００の下側に形成してもよい。また、前記実施形態では、液状化層埋設部３１の透水係数を１０−３（cm/sec）以上、平均透水係数が１０−２（cm/sec）程度としたが、透水係数が対象となる液状化層Ｇ１よりも大きければ、このような数値には限定されない。また、前記実施形態では、第１ドレーン材２０および第２ドレーン材３０の液状化層埋設部３１をポリプロピレン製の繊維材により構成したが、ポリプロピレン以外の樹脂により構成してもよい。また、前記実施形態では、建物を住宅１００としたが、住宅でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る液状化防止構造１が地盤Ｇに構築された様子を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II平面図である。
【図３】図１のＡ部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      液状化防止構造
１０      トレンチ部
１１      細粒砂
１２      庭土
１３      芝生
２０      第１ドレーン材
３０      第２ドレーン材
３１      液状化層埋設部
３２      表層埋設部
４０      分岐管
４１      分岐管本体
４２      蓋材
１００      住宅
Ｇ      地盤
Ｇ１      液状化層
Ｇ２      表層
【要約】
【課題】ドレーン材の目詰まりを防止して、地盤の液状化現象を防止可能な液状化防止構造を提供すること。
【解決手段】液状化防止構造１は、表層Ｇ２に設けられとともに、細粒砂１１が充填され雨水等を集水するトレンチ部１０と、トレンチ部１０に略水平方向に埋設され、透水性を有する第１ドレーン材２０と、第１ドレーン材２０に接続されるとともに、液状化層Ｇ１まで深さ方向に埋設された第２ドレーン材３０とを備える。第２ドレーン材３０は、液状化層Ｇ１に埋設された液状化層埋設部３１が透水性を有している。液状化層Ｇ１の透水係数が１０−４（cm/sec）オーダーであり、液状化層埋設部３１の透水係数が１０−３（cm/sec）以上である。
【選択図】図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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