(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震により流動化する可能性のある地盤中に建設した構造物を地盤流動化から保護する工法であって、
構造物の地下部における、地盤の流動方向の上流側に位置する部分に、上流側矢板を埋設し、この上流側矢板の上流側を掘削して溝を形成し、この溝の内部に防水性袋を配置した後、防水性袋内に流動体を注入し、地盤の流動圧を前記流動体の地表への排出によって吸収し、構造物に及ぼさないようにすることを特徴とする地盤流動化対策工法。
【請求項２】
地震により流動化する可能性のある地盤中に建設した構造物を地盤流動化から保護するための工法であって、
構造物の地下部における、地盤の流動方向の上流側に位置する部分に、上流側矢板を埋設するとともに、構造物の地下部における、地盤の流動方向の下流側に位置する部分に下流側矢板を埋設し、前記上流側矢板の上流側を掘削して溝を形成し、この溝の内部に防水性袋を配置した後、防水性袋内に流動体を注入し、地盤の流動圧を前記流動体の地表への排出によって吸収し、構造物に及ぼさないようにすることを特徴とする地盤流動化対策工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地盤流動化対策工法に関し、更に詳細には地震に伴う地盤の流動を、既設あるいは新設の構造物に及ぼさないようにする工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震が起きた際、地盤が流動化しやすい場所では地盤の側方流動現象が生じることがある。具体的には、比較的強固であるが傾斜している旧地盤上を埋め立てて平地とした場所等において地震が発生した場合、旧地盤上で流動化した新地盤が旧地盤の傾斜方向に沿って流動すること等が考えられる。
【０００３】
この現象は、大規模な地盤のマス（質量）が平衡状態に至るまで流動するものであり、その途中に建造された構造物には大きな流動変位が強制的に加わることになる。このような地盤変位に対しては、構造物の基礎の補強や、構造物周辺へ連続地下壁を増設する等の対策があるとされているが、大規模な側方流動では土砂の流動量が極めて大きいため、これに十分に対抗することは困難である。
【０００４】
また、構造物の補強工事は工期とコストがかかり、災害対策としては容易に採用し難い面があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように在来の対策法では大規模な側方流動に対処することができず、構造物が損傷する虞れがある。また、前述した対策を実施するにしても、地盤の流動ボリュームをどのように評価するか、構造物に対してどのような補強が有効であるか等が実証されておらず、信頼性にも疑問があった。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、大規模な側方流動から構造物を的確に保護することができ、また施工も容易で低コストな地盤流動化対策工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は地盤流動化対策工法であり、前述した技術的課題を解決するため以下のように構成されている。すなわち、本発明は、地震により流動化する可能性のある地盤中に建設した構造物を地盤流動化から保護する工法であって、構造物１の地下部における、地盤７の流動方向の上流側に位置する部分に、上流側矢板２を埋設し、この上流側矢板２の上流側を掘削して溝３を形成し、この溝３の内部に防水性袋４を配置した後、防水性袋４内に流動体６を注入し、地盤の流動を前記流動体６の地表への排出によって吸収し、構造物１に及ぼさないようにすることを特徴とする。以下、この発明の重要な構成要素について更に説明する。
【０００８】
構造物１は地下まで構造体があるもので、建物は勿論、橋脚等も含む概念である。また、上流側矢板２は構造物１の側方近傍に打ち込まれるもので、例えば、ＳＭＷ板が例示でき地下岩盤にまで達するよう打ち込まれることが望ましい。更に、溝３は上流側矢板２の上流側を掘削して形成されるが、掘削に先立って土留め用の鋼矢板を上流側矢板２から所定距離離した位置に平行に打設し、上流側矢板２と鋼矢板との間を掘削するようにしてもよい。
【０００９】
防水性袋４は、流動体６が地中に浸透してしまわないためのもので合成樹脂製袋（ウォーターバッグ）を溝４内部に吊り込んだ上で、この合成樹脂製袋内に流動体６を注入する。また、流動体６については、水、又は低粘性流体あるいはこれらに砂を分散させたものが好適である。なお、前記した工程に加えて、構造物１の地下部における、地盤の流動方向の下流側に位置する部分に下流側矢板８を埋設することができる。更に、下流側矢板８については、上流側矢板２と同様にＳＭＷ板が望ましく、さらに地下岩盤に達するものが好適である。
【００１０】
このような地盤流動化対策工法によると、仮に地盤流動化があったとしても、その圧力は流動体６を地表に噴出させることで吸収される。そして、少なくとも流動体６が地表に完全に噴出されるまでは構造物に過剰な応力がかかるとは考えられず、過去の地盤流動化現象から予測されるストロークから流動体６に必要とされる厚み（クラッシャブルゾーン）を予測しこれを確保すれば、相当の信頼性で構造物を保護することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地盤流動化対策工法を図１ないし図６に示される実施形態について更に詳細に説明する。図は構造物１たる橋脚に対して本発明の地盤流動化対策工法を適応した例を示している。構造物１から２０ｍ離れた所（図１中Ａ）には水路１０が設けられている。
【００１２】
構造物１の地下部１ａは多数の基礎杭となっており、その全体の幅（図１中Ｃ）は１２．２５ｍとなっている。また、基礎杭の上端の深度は（図１中Ｂ）４．５ｍとなっている。地盤７は地盤内部の構造から強度分布に傾斜が見られるとともに、周囲の地形を勘案することで地震が起きた際にはどの方向に流動が生ずるかが既にわかっている。
【００１３】
矢示Ｆ方向はその流動方向を示している。具体的な施工について説明する。まず、構造物１における、地盤７の流動方向の上流側（矢示Ｆ方向と逆側）に位置する部分に、上流側矢板２を埋設する。この上流側矢板２はＳＭＷ壁となるもので、地下岩盤７ｂまで到達させて下端固定となるようにする。これとともに鋼矢板（シートパイル）５を上流側矢板２から４ｍ離れた位置に埋設する（図３）。
【００１４】
続いて、図４に示すように、上流側矢板２と鋼矢板５とに挟まれた部分を掘削する。掘削に際してはディープウエル等によって地下水位を下げながら液状化層７ａの下部まで行うのが望ましい。上流側矢板２と鋼矢板５とは永久構造物の矢板になるとともに、前記掘削に際しての山留め壁となる。
【００１５】
次いで、図５に示すように、掘削が完了した溝３の内部に防水性袋（メンブレン）４を吊り込み配置する。続いて、この防水性袋４の内部に管（トレミー管）１１を差し込み防水性袋４内に流動体６を注入する。注入完了後は防水性袋４内に砂を自然落下させ砂を緩く充填するようにしてもよい。
【００１６】
流動体６が満たされた防水性袋４はその上端に噴出ノズルを設け（図示せず）さらに落下事故防止のための網状のガード板（グレーチング）１２を溝３全体を覆うように設ける（図６）。ここで図６に示すように、矢示Ｆ方向に地盤の流動があったとすると、その圧力は流動体６が満たされた防水性袋４にかかり、防水性袋４を押し潰す。
【００１７】
このため防水性袋４内の流動体６はガード板１２から外部に噴出し、地盤の移動エネルギーを吸収する。前記したように施工することにより、仮に地盤流動化があったとしても、少なくとも流動体６が地表に完全に噴出されるまでは構造物１に過剰な応力がかからない。
【００１８】
従って、過去の地盤流動化現象から予測される移動ストロークから流動体６（防水性袋４）に必要とされる厚み（クラッシャブルゾーン）を予測しこれを確保すれば、相当な信頼性で構造物を保護することができる。
【００１９】
なお、図１に示すように、構造物１の地下部における、地盤の流動方向の下流側に位置する部分に下流側矢板８を埋設することができる。下流側矢板８を設けることで、地盤流動の伴って下流地盤が流動した場合でも基礎杭間の地盤抜けが防止されるようになっている。
【００２０】
以上説明した例は、橋脚と基礎杭に適用したものであるが、基礎に直接適用できるのは勿論、護岸、ライフラインへの応用も可能である。また、過去の地震データ等から地盤流動規模を算定し、その結果に応じて防水性袋４の厚みを決定することができる。すなわち、大きな地盤流動がないと判断した場合には薄い防水性袋４で対応することができる。このように、地盤流動の規模に応じた対策が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地盤流動化対策工法によれば、大規模な側方流動があっても、流動体がクラッシャブルゾーンとなって構造物へ直接流動変位が加わることはなく構造物を的確に保護することができる。また、構造物の側方に溝を形成し、その溝に流動体を流入させる工事が中心であるため、構造物の構造に関係なく一律な施工で済み、従来の構造物への直接の補強に比較して施工も容易で低コストで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である地盤流動化対策工法を実施した構造物及びその周辺の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である地盤流動化対策工法を実施した構造物及びその周辺の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態である地盤流動化対策工法の第１段階を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態である地盤流動化対策工法の第２段階を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態である地盤流動化対策工法の第３段階を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態である地盤流動化対策工法の最終段階を示す断面図である。
【符号の説明】
１  構造物
２  上流側矢板
３  溝
４  防水性袋
５  鋼矢板
６  流動体
７  地盤
８  下流側矢板
【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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