(57)【要約】 【課題】盛土等の既設構造物の直下であってもマイクロバブルを確実かつ均等に供給する。【解決手段】本発明に係る液状化防止システム１は、地盤２の地表面に構築された盛土３の下方に拡がる地盤範囲が側方で挟み込まれるように地盤２内に遮水壁４，４を配置するとともに、該遮水壁で挟み込まれた処理領域５に盛土３の下方を通過するようにかつ該盛土を挟む２つの地表面位置に各端部が開口するように湾曲孔６を多段形成し、該湾曲孔に多孔管７をそれぞれ配置するとともに、多孔管７の一端に気泡発生装置８の出力側を接続してある。【選択図】  図１
2014012979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に配置された遮水壁と、該遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けてかつ深さ方向に複数段となるように延設されたマイクロバブル供給孔と、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管を介して前記処理領域にマイクロバブルを供給可能なマイクロバブル供給手段とを備えたことを特徴とする液状化防止システム。
【請求項２】
前記マイクロバブル供給孔を、前記既設構造物の下方を通過する形で前記２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成し、又は前記２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し前記既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成した請求項１記載の液状化防止システム。
【請求項３】
盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に配置された遮水壁と、マイクロバブル含有水を吐出可能な気泡発生装置と、前記遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けて延設されたマイクロバブル供給孔と、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管内に離間配置された２つのパッカーとを備えるとともに、前記マイクロバブル供給孔又は前記有孔管の内部空間のうち、前記２つのパッカーで仕切られた空間に前記気泡発生装置の吐出パイプが連通するように該吐出パイプに吐出孔を形成したことを特徴とする液状化防止システム。
【請求項４】
盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に配置された遮水壁と、マイクロバブルを噴出する散気管が設けられた気泡発生装置と、前記遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けて延設されたマイクロバブル供給孔と、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管内に離間配置された２つのパッカーとを備えるとともに、前記マイクロバブル供給孔又は前記有孔管の内部空間のうち、前記２つのパッカーで仕切られた空間であって地下水位以下となる深さに前記散気管を配置したことを特徴とする液状化防止システム。
【請求項５】
前記マイクロバブル供給孔を、前記既設構造物の下方を通過する形で前記２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成し、又は前記２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し前記既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成した請求項３又は請求項４記載の液状化防止システム。
【請求項６】
盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に遮水壁を配置するとともに、該遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けてかつ深さ方向に複数段となるようにマイクロバブル供給孔を延設し、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管を介して前記処理領域にマイクロバブル含有水を注入する液状化防止方法であって、
前記処理領域内の地下水を揚水した後、該揚水工程で生じた脱水領域の土粒子間隙に空気が捕捉されるように該脱水領域に前記マイクロバブル含有水を注水することを特徴とする液状化防止方法。
【請求項７】
盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に遮水壁を配置するとともに、該遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物の下方に延びるようにかつ該既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口するようにマイクロバブル供給孔を形成し、該マイクロバブル供給孔又はそれに挿入配置された有孔管であってその中に互いに離間配置された２つのパッカーで仕切られた箇所から前記処理領域にマイクロバブル含有水を注入する液状化防止方法であって、
前記処理領域内の地下水を揚水した後、該揚水工程で生じた脱水領域の土粒子間隙に空気が捕捉されるように該脱水領域に前記マイクロバブル含有水を注水することを特徴とする液状化防止方法。
【請求項８】
前記マイクロバブル供給孔を、前記既設構造物の下方を通過する形で前記２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成し、又は前記２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し前記既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成した請求項９又は請求項１０記載の液状化防止方法。
【請求項９】
前記揚水工程の後であってかつ前記注水工程の前に、前記脱水領域に通気処理を行い、又は前記脱水領域内の減圧及びそれに続く送気処理を行う請求項６乃至請求項８のいずれか一記載の液状化防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として盛土等の既設構造物の直下に拡がる液状化地盤を対象とした液状化防止システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤の液状化は、地震による振動が地盤に作用したとき、該地盤のせん断変形によって砂粒子間の間隙水圧が上昇し、その間隙水圧上昇に伴って有効応力がゼロになる結果、砂粒子間での応力伝達ができなくなって流動性が高くなる現象であり、緩い飽和砂質地盤で起こりやすい（以下、液状化が発生しやすい地盤を液状化地盤と言う）。
【０００３】
液状化が進行すると、地盤が鉛直支持力を失って建物の倒壊を招くほか、地盤の側方流動によって杭が損壊するなどの被害が生じ、我が国では、古くは新潟地震から液状化の被害が明確に認識されるようになった。
【０００４】
このような液状化被害に対し、従来からさまざまな対策が研究開発されており、例えば、液状化地盤を締め固める、液状化地盤に薬剤を注入して地盤強度を向上させる、地下水位を下げることで液状化地盤の飽和度を小さくするといった対策工が知られているほか、マイクロバブルを含有させた水（以下、単にマイクロバブル含有水と呼ぶ）を液状化地盤に注入することで該液状化地盤の土粒子間隙に微細気泡を送り込む工法も開発されている。
【０００５】
これらのうち、マイクロバブル含有水を用いた対策工によれば、マイクロバブルがその体積を縮小させることによって地震時の間隙水圧上昇を吸収するため、水位低下による対策工のように地盤沈下を生じさせることなく、さらには薬剤注入による対策工よりも合理的なコストで地盤の液状化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２１１５３７号公報
【特許文献２】特開２００８−００２１７０号公報
【特許文献３】特開２００７−２３９４０５号公報
【特許文献４】特許第３３７４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マイクロバブルを用いた従来の対策工では、盛土等の既設構造物が地表に存在すると、その直下には注入井戸を設けることができないため、既設構造物の規模がある程度大きい場合には、既設構造物直下の液状化地盤に適切かつ十分にマイクロバブルを含有させた水を送り込むことが難しいという問題を生じていた。
【０００８】
ちなみに、注入井戸及び揚水井戸を地盤内に離間配置し該注入井戸から注入したマイクロバブル含有水を揚水井戸から回収するようにすれば、地盤の透水性に問題がない限り、マイクロバブル含有水が地盤内を水平に流れるため、既設構造物を挟んで注入井戸及び揚水井戸を設置することで、マイクロバブル含有水を既設構造物の下方にも送り込むことができる。
【０００９】
しかし、地盤内に難透水性領域あるいは不透水性領域が点在している場合には、それらが障壁となってマイクロバブル含有水の流れが妨げられるとともに、地盤内の透水性にばらつきがあったり水ミチが存在する場合には、透水抵抗がより小さな方向へとマイクロバブル含有水が流れるため、結果として既設構造物の下方にマイクロバブル含有水を均一に注入することは困難となる。
【００１０】
かかる事情は、水平孔を介してマイクロバブル含有水を送り込もうとする場合も同様であって、地盤内の透水性にばらつきがあったり水ミチが存在する場合には、透水抵抗がより小さな方向へとマイクロバブル含有水が流れるため、やはり既設構造物の下方にマイクロバブル含有水を均一に注入することは困難となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、盛土等の既設構造物の直下であってもマイクロバブルを確実かつ均等に供給することが可能な液状化防止システム及び方法を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る液状化防止システムは請求項１に記載したように、盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に配置された遮水壁と、該遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けてかつ深さ方向に複数段となるように延設されたマイクロバブル供給孔と、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管を介して前記処理領域にマイクロバブルを供給可能なマイクロバブル供給手段とを備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る液状化防止システムは、前記マイクロバブル供給孔を、前記既設構造物の下方を通過する形で前記２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成し、又は前記２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し前記既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成したものである。
【００１４】
また、本発明に係る液状化防止システムは請求項３に記載したように、盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に配置された遮水壁と、マイクロバブル含有水を吐出可能な気泡発生装置と、前記遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けて延設されたマイクロバブル供給孔と、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管内に離間配置された２つのパッカーとを備えるとともに、前記マイクロバブル供給孔又は前記有孔管の内部空間のうち、前記２つのパッカーで仕切られた空間に前記気泡発生装置の吐出パイプが連通するように該吐出パイプに吐出孔を形成したものである。
【００１５】
また、本発明に係る液状化防止システムは請求項４に記載したように、盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に配置された遮水壁と、マイクロバブルを噴出する散気管が設けられた気泡発生装置と、前記遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けて延設されたマイクロバブル供給孔と、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管内に離間配置された２つのパッカーとを備えるとともに、前記マイクロバブル供給孔又は前記有孔管の内部空間のうち、前記２つのパッカーで仕切られた空間であって地下水位以下となる深さに前記散気管を配置したものである。
【００１６】
また、本発明に係る液状化防止システムは、前記マイクロバブル供給孔を、前記既設構造物の下方を通過する形で前記２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成し、又は前記２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し前記既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成したものである。
【００１７】
また、本発明に係る液状化防止方法は請求項６に記載したように、盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に遮水壁を配置するとともに、該遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から前記既設構造物の下方に向けてかつ深さ方向に複数段となるようにマイクロバブル供給孔を延設し、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管を介して前記処理領域にマイクロバブル含有水を注入する液状化防止方法であって、
前記処理領域内の地下水を揚水した後、該揚水工程で生じた脱水領域の土粒子間隙に空気が捕捉されるように該脱水領域に前記マイクロバブル含有水を注水するものである。
【００１８】
また、本発明に係る液状化防止方法は請求項７に記載したように、盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に遮水壁を配置するとともに、該遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域に前記既設構造物の下方に延びるようにかつ該既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口するようにマイクロバブル供給孔を形成し、該マイクロバブル供給孔又はそれに挿入配置された有孔管であってその中に互いに離間配置された２つのパッカーで仕切られた箇所から前記処理領域にマイクロバブル含有水を注入する液状化防止方法であって、
前記処理領域内の地下水を揚水した後、該揚水工程で生じた脱水領域の土粒子間隙に空気が捕捉されるように該脱水領域に前記マイクロバブル含有水を注水するものである。
【００１９】
また、本発明に係る液状化防止方法は、前記マイクロバブル供給孔を、前記既設構造物の下方を通過する形で前記２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成し、又は前記２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し前記既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成したものである。
【００２０】
また、本発明に係る液状化防止方法は、前記揚水工程の後であってかつ前記注水工程の前に、前記脱水領域に通気処理を行い、又は前記脱水領域内の減圧及びそれに続く送気処理を行うものである。
【００２１】
［第１の発明］
第１の発明に係る液状化防止システムにおいては、まず、盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲を液状化防止の対象とし、該地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に遮水壁を配置する。
【００２２】
次に、遮水壁配置と同時に又は相前後して、該遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域にマイクロバブル供給孔を配置する。
【００２３】
マイクロバブル供給孔を配置するにあたっては、既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から既設構造物の下方に向けてかつ深さ方向に複数段となるように延設する。
【００２４】
処理領域にマイクロバブル供給孔を複数段形成したならば、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管を介してマイクロバブルを処理領域に供給する。
【００２５】
マイクロバブルの供給は、マイクロバブルが含まれたマイクロバブル含有水を処理領域に注入する形でもよいし、処理領域内の地下水にマイクロバブルを噴出させる形でもよい。また、複数段形成されたマイクロバブル供給孔に同時供給するか順次供給するかは任意である。
【００２６】
このようにマイクロバブルを供給すると、地盤の透水性が鉛直方向にばらついている場合、例えば透水性が大きい層と透水性が小さい層とが互いに積層しているような場合であっても、透水性が大きい層に配置されたマイクロバブル供給孔又は有孔管へは比較的小さな供給圧で、透水性が小さい層に配置されたマイクロバブル供給孔又は有孔管へは比較的大きな供給圧でマイクロバブルをそれぞれ供給することができるため、マイクロバブルは、処理領域全体に均等に供給されるとともに、供給後は、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で土粒子間隙の隅々に拡散し、その後、主として通常の気泡あるいは空隙として、場合によってはマイクロバブルのまま土粒子間隙に残留し、地震時の地盤せん断変形による間隙水圧上昇を抑制する。
【００２７】
そのため、既設構造物の下方に難透水性領域や不透水性領域あるいは水ミチが存在している場合であっても、マイクロバブルや通常気泡あるいは空隙による間隙水圧抑制作用が処理領域の隅々にかつ均等に及ぶとともに、その結果として既設構造物下方の液状化を確実に防止することが可能となる。
【００２８】
また、マイクロバブル供給手段を作動させることで、処理領域にマイクロバブルを随時補充することができるため、対策工を施した当初の液状化防止状態をその後も長期間にわたって維持することが可能となる。
【００２９】
マイクロバブル供給孔は上述したように、既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から既設構造物の下方に向けてかつ深さ方向に複数段となるように延設すれば足りるものであって、複数段とは必ずしも水平姿勢での複数段配置だけを意味するものではなく、斜め姿勢での複数段配置も包摂されるとともに、既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、一方からのみ延設される場合も包摂されるが、特に、既設構造物の下方を通過する形で２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成する形態や、２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成する形態が包摂される。
【００３０】
マイクロバブル供給孔を湾曲孔で構成する場合には、曲線ボーリング、曲がりボーリングといった公知の削孔技術を用いて曲線削孔すればよい。
【００３１】
マイクロバブルの供給は、マイクロバブル供給孔を介して直接行ってもよいが、これに代えて、マイクロバブル供給孔に有孔管を挿入配置するとともに、該有孔管を介してマイクロバブルを供給するようにマイクロバブル供給手段を構成してもよい。この場合、マイクロバブルは、有孔管に形成された透孔を通過した後、マイクロバブル供給孔の孔壁から地盤に浸透し処理領域に供給されることとなる。
【００３２】
かかる構成によれば、有孔管にマイクロバブル供給孔の孔壁保護を兼用させることができる。ここで、有孔管は、削孔を行う際、該削孔と同時進行で挿入配置していけばよい。
【００３３】
マイクロバブル供給手段の構成は任意であるが、マイクロバブル含有水を注入する形でマイクロバブルを処理領域に供給する場合には、マイクロバブル含有水を吐出できるように構成され出力側がマイクロバブル供給孔の一端又は有孔管の一端に接続された気泡発生装置で構成することが可能であり、マイクロバブルを噴出させる形でマイクロバブルを処理領域に供給する場合には、マイクロバブルを噴出する散気管が設けられた気泡発生装置で構成するとともに、該散気管をマイクロバブル供給孔又は有孔管の内部空間であって地下水位以下となる深さに設置した構成とすることが可能である。
【００３４】
ここで、マイクロバブル含有水を注入する場合の上記具体的な構成においては、気泡発生装置を、加圧溶解方式、高速旋回方式、気液混合せん断方式といった公知の発生方式から適宜選択しあるいは組み合わせて構成することが可能であり、マイクロバブルを噴出させる場合の上記具体的な構成においては、気泡発生装置を、ブロワー及び該ブロワーにホースを介して接続された散気管で構成するとともに、該散気管をマイクロバブル供給孔又は有孔管内に挿入配置して構成することが可能である。
【００３５】
一方、上記具体的な構成においては、処理領域内の異なる深さ位置に設置された複数の飽和度計測計と、マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管のうち、特定のマイクロバブル供給孔又は有孔管に気泡発生装置を接続する切換器と、飽和度計測計から出力された計測値に応じて切換器を制御する制御部とを備えた構成とするとともに、該制御部を、飽和度が所定のしきい値を上回る地盤深さに対応するマイクロバブル供給孔又は有孔管に気泡発生装置が接続されるよう切換器を制御するように構成することが可能である。
【００３６】
かかる構成によれば、対策工を施す際には、処理領域内における飽和度の低下を監視しつつ施工を行うことで、飽和度が所定のしきい値よりも下がらない深さ位置にマイクロバブルを集中的に供給することが可能となり、かくして深さ方向に沿って透水性が異なる地盤であっても、マイクロバブルを処理領域内で均一に供給し既設構造物下方の液状化をさらに確実に防止することができるとともに、対策工を施した後においては、処理領域内における飽和度の上昇を継続監視することにより、飽和度が所定のしきい値を上回った深さ位置においてマイクロバブルを処理領域に補充することが可能となり、液状化防止状態をさらに確実に維持することが可能となる。
【００３７】
［第２及び第３の発明］
第２及び第３の発明に係る液状化防止システムにおいては、盛土等の既設構造物の下方に拡がる地盤範囲を液状化防止の対象とし、該地盤範囲が側方で取り囲まれ又は挟み込まれるように該地盤内に遮水壁を配置してあるとともに、遮水壁で取り囲まれ又は挟み込まれた処理領域には、既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から既設構造物の下方に向けてマイクロバブル供給孔を延設し、該マイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管内には２つのパッカーを離間配置してある。
【００３８】
ここで、マイクロバブル供給孔又は有孔管の内部空間のうち、２つのパッカーで仕切られた空間に気泡発生装置の吐出パイプが連通するように該吐出パイプに吐出孔を形成し（第２の発明）、あるいは２つのパッカーで仕切られた空間であって地下水位以下となる深さに散気管を配置してある（第３の発明）。
【００３９】
これらの構成において気泡発生装置を作動させると、マイクロバブルは、２つのパッカーで仕切られた空間に吐出されたマイクロバブル含有水の形で、あるいは２つのパッカーで仕切られた空間に噴出される形で処理領域に供給されるが、地盤の透水性が水平方向に沿ってばらついている場合であっても、透水性が大きい領域に２つのパッカーを配置したときには比較的小さい供給圧で、透水性が小さい領域に２つのパッカーを配置したときには比較的大きい供給圧で、マイクロバブルをそれぞれ供給することができるため、マイクロバブルは、処理領域全体に均等に供給されるとともに、供給後は、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で土粒子間隙の隅々に拡散し、その後、主として通常の気泡あるいは空隙として、場合によってはマイクロバブルのまま土粒子間隙に残留し、地震時の地盤せん断変形による間隙水圧上昇を抑制する。
【００４０】
そのため、既設構造物の下方に難透水性領域や不透水性領域あるいは水ミチが存在している場合であっても、マイクロバブルや通常気泡あるいは空隙による間隙水圧抑制作用が処理領域の隅々にかつ均等に及ぶとともに、その結果として既設構造物下方の液状化を確実に防止することが可能となる。
【００４１】
また、気泡発生装置を作動させることで、処理領域にマイクロバブルを随時補充することができるため、対策工を施した当初の液状化防止状態をその後も長期間にわたって維持することが可能となる。
【００４２】
第２の発明における気泡発生装置は、第１の発明における気泡発生装置のうち、マイクロバブル含有水を注入する気泡発生装置と同様であって、加圧溶解方式、高速旋回方式、気液混合せん断方式といった公知の発生方式から適宜選択しあるいは組み合わせて構成することが可能であり、第３の発明における気泡発生装置は、第１の発明における気泡発生装置のうち、マイクロバブルを噴出させるものと同様であって、ブロワー及び該ブロワーにホースを介して接続された散気管で構成するとともに、該散気管を２つのパッカーの間に配置して構成することが可能である。
【００４３】
マイクロバブル供給孔は第１の発明と同様、既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、少なくとも一方に端部が開口し該端部から既設構造物の下方に向けてかつ深さ方向に複数段となるように延設すれば足りるものであって、複数段とは必ずしも水平姿勢での複数段配置だけを意味するものではなく、斜め姿勢での複数段配置も包摂されるとともに、既設構造物を挟む２つの地表面位置のうち、一方からのみ延設される場合も包摂されるが、特に、既設構造物の下方を通過する形で２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口する湾曲孔で構成する形態や、２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口し既設構造物の下方に向けてそれぞれ延設された斜孔で構成する形態が包摂される。
【００４４】
マイクロバブル供給孔を湾曲孔で構成する場合には、曲線ボーリング、曲がりボーリングといった公知の削孔技術を用いて曲線削孔すればよい。
【００４５】
２つのパッカーは、マイクロバブルを供給したい地盤範囲に対応する水平位置に適宜配置すればよく、第２の発明においては、多数のパッカーをそれらが互いに離間するようにマイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管の内部空間に列状に配置して該各パッカーに気泡発生装置の吐出パイプを貫通させるとともに、該吐出パイプに各パッカーに挟まれた区間でマイクロバブル含有水が吐出されるように吐出孔を開閉自在に設けた上、互いに隣り合う任意の２つのパッカーに挟まれた区間の吐出孔を開くことで、該区間でマイクロバブル含有水を吐出させる構成や、気泡発生装置の吐出パイプに吐出孔を設けて該吐出孔を挟む位置に２つのパッカーを取り付けるとともに該吐出パイプをマイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管の孔軸に沿って進退自在に構成した上、吐出パイプをマイクロバブル供給孔又は有孔管内で適宜進退させた後、吐出パイプの吐出孔からマイクロバブル含有水を吐出させる構成が包摂され、第３の発明においては、多数のパッカーをそれらが互いに離間するようにマイクロバブル供給孔又は該マイクロバブル供給孔に挿入配置された有孔管の内部空間に列状に配置して該各パッカーに気泡発生装置の噴出パイプを貫通させるとともに、該噴出パイプに各パッカーに挟まれた区間でマイクロバブルが噴出されるように散気管を連通配置した上、互いに隣り合う任意の２つのパッカーに挟まれた区間の散気管を作動させることで、該区間でマイクロバブルを噴出させる構成が包摂される。
【００４６】
なお、パッカーは、マイクロバブル供給孔に直接配置するようにしてもよいが、該マイクロバブル供給孔に有孔管を挿入配置し、その有孔管の内部空間に配置するようにすれば、パッカーをスムーズに配置することができるとともに、孔壁の崩壊を懸念する必要もない。
【００４７】
［第４の発明］
第４の発明に係る液状化防止方法においては、マイクロバブル供給孔を介してマイクロバブル含有水を処理領域に注水するにあたり、マイクロバブル含有水の注水に先立ち、処理領域内の地下水を揚水し、しかる後、該揚水工程で生じた脱水領域の土粒子間隙に空気が捕捉されるように該脱水領域にマイクロバブル含有水を注水する。
【００４８】
このようにすると、既存地下水がマイクロバブル含有水に置換されることによる飽和度低下に加えて、土粒子間隙での捕捉空気による飽和度低下が加わることとなり、かくしてマイクロバブルや通常気泡あるいは空隙による間隙水圧抑制作用がさらに高まり、既設構造物下方の液状化をいっそう確実に防止することが可能となる。
【００４９】
処理領域内の地下水を揚水して地下水位を低下させるための方法は任意であるが、重力排水と減圧による強制排水とを併用したいわゆるバキュームディープウェル工法を用いるようにすれば、地下水位を短時間に低下させることができるため、本発明を用いた液状化防止工を短工期で実現することが可能となる。
【００５０】
地下水位をどの程度低下させるかに関し、典型的には、マイクロバブル含有水が注水される範囲、すなわちマイクロバブル供給孔が配置された範囲がそのまま脱水領域となるように地下水位を低下させる構成が想定されるものの、地下水位の低下の程度は任意であって、例えばマイクロバブル供給孔の配置範囲のうち、中間位置近傍まで地下水位を下げ、該中間位置近傍から下方に存在する既存地下水については揚水せずにマイクロバブル含有水で置換する構成を採用するようにしてもかまわない。
【００５１】
この構成であっても、中間位置から上方については、マイクロバブル含有水への置換による飽和度低下作用に捕捉空気による飽和度低下作用が加わるという効果を享受することが可能である。
【００５２】
なお、マイクロバブル供給孔を湾曲孔や斜孔で構成できる点については第１あるいは第２の発明と同様であり、ここではその説明を省略する。
【００５３】
処理領域内の地下水を揚水した後、該揚水工程で生じた脱水領域にそのままマイクロバブル含有水を注水するようにしてもかまわないが、揚水工程の後であってかつ注水工程の前に、脱水領域に通気処理を行い、又は脱水領域内の減圧及びそれに続く送気処理を行うようにしたならば、土粒子表面や土粒子間隙に付着残存していた水分も除去されるため、より多くの空気が気泡として土粒子間隙に捕捉されることとなり、かくして飽和度をさらに低く抑えることが可能となる。
【００５４】
通気処理は、例えばマイクロバブル供給孔を介して空気を送り込み、あるいは吸引することで実施が可能であり、例えば温風を用いた処理が有効である。
【００５５】
一方、脱水領域内の減圧及びそれに続く送気処理においては、減圧による水の沸点降下によってほぼ完全に水分が蒸発するとともにその状態での送気処理によって土粒子間隙の隅々にまで空気が入り込むため、マイクロバブル含有水の注水を行った後の土粒子間隙に空気がより残留しやすくなる。
【００５６】
脱水領域内の減圧は、既設構造物の表面やその両側に拡がる地盤の表面に気密シートを敷設するなどして脱水領域を気密にした上、該脱水領域内の空間に存在する空気を真空ポンプで引き抜くことで実施が可能である。
【００５７】
脱水領域にマイクロバブル含有水を注水した後は、該脱水領域は、水が充填された復水領域となるが、注水工程における脱水領域の不飽和度又はその後に生じる復水領域の不飽和度を計測するようにすれば、地震時に間隙水圧抑制作用が確実に発揮されるかどうかを客観的に把握することが可能となり、液状化防止工の信頼性が向上する。
【００５８】
上述した各発明における飽和度とは、土粒子間隙中を水が占める割合、すなわち水分飽和度を意味するものとする。
【００５９】
遮水壁は、処理領域とその周辺地盤との間における地下水の水平移動に起因して、処理領域内の地下水が大量かつ短期間に周辺地盤に流出しあるいは周辺地盤から流入することがない限り、下端が不透水層に貫入されている必要はなく、季節要因等の比較的緩慢な地下水位の変動による下端での地下水の廻り込みは許容される。
【００６０】
この場合、周辺地盤における地下水位の変動で処理領域内の地下水も上下して処理領域内と周辺地盤との間で地下水交換が生じ、それに伴って処理領域内のマイクロバブルの濃度あるいは通常気泡の濃度が低下して飽和度が上昇することが想定されるが、かかる場合には、本発明に係る液状化防止システムを用いて、マイクロバブル供給孔を介した処理領域へのマイクロバブルの供給を随時行えばよい。
【００６１】
マイクロバブルは、気泡径が主として数μｍ〜数十μｍの微細気泡が該当するが、本発明においては、５００μｍ程度以下の微細気泡もマイクロバブルに含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態に係る液状化防止システムの図であり、(a)は全体図、(b)は湾曲孔６に有孔管７が配置されている様子を示した詳細図。
【図２】第１実施形態に係る液状化防止システムの作用を示した説明図。
【図３】変形例に係る液状化防止システムの全体図。
【図４】別の変形例に係る液状化防止システムの図であり、(a)は全体図、(b)は有孔管７に散気管２４が配置されている様子を示した詳細図。
【図５】第２実施形態に係る液状化防止システムの全体図。
【図６】変形例に係る液状化防止システムの図であり、(a)は全体図、(b)は有孔管７に散気管２４が配置されている様子を示した詳細図。
【図７】第３実施形態に係る液状化防止システムの全体図。
【図８】変形例に係る液状化防止システムの全体図。
【図９】第４実施形態に係る液状化防止方法を実施する手順を示した説明図。
【図１０】引き続き第４実施形態に係る液状化防止方法を実施する手順を示した説明図。
【図１１】第４実施形態の変形例に係る液状化防止方法を示した説明図。
【図１２】第５実施形態に係る液状化防止方法を実施する手順を示した説明図。
【図１３】引き続き第５実施形態に係る液状化防止方法を実施する手順を示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明に係る液状化防止システム及び方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る液状化防止システムを示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る液状化防止システム１は、地盤２の地表面に構築された既設構造物としての盛土３の下方に拡がる地盤範囲を液状化防止の対象としたものであって、該地盤範囲が側方で挟み込まれるように地盤２内に遮水壁４，４を配置するとともに、該遮水壁で挟み込まれた処理領域５には、盛土３の下方を通過する形で該盛土を挟む２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口しかつ深さ方向に複数段となるようにマイクロバブル供給孔としての湾曲孔６を形成してあり、該湾曲孔には有孔管７をそれぞれ配置してある。
【００６５】
湾曲孔６は、下方に凸となるようにかつ全体として水平になるように処理領域５に形成してある。
【００６６】
一方、本実施形態に係る液状化防止システム１は、湾曲孔６に配置された有孔管７の一端に出力側が接続されたマイクロバブル供給手段としての気泡発生装置８を備える。
【００６７】
気泡発生装置８は、その入力側に真空ポンプ９の出力側を接続してあり、該真空ポンプを作動させることによって、その入力側に他端が接続された有孔管７を介して処理領域５内の地下水を揚水するとともに、該地下水にマイクロバブルを含有させた後、マイクロバブル含有水として出力側から吐出し、該マイクロバブル含有水を有孔管７を介して処理領域５に注入するようになっている。
【００６８】
気泡発生装置８は、加圧溶解方式、高速旋回方式、気液混合せん断方式といった公知の発生方式から適宜選択して構成することが可能である。
【００６９】
本実施形態に係る液状化防止システム１を構築するには、まず、盛土３の下方に拡がる地盤範囲が側方で挟み込まれるように該地盤内に遮水壁４，４を配置する。
【００７０】
遮水壁４は、液状化を防止したい深さまで下方に延びていれば足り、下端を不透水層１０に貫入させる必要はない。なお、遮水壁４は、例えばシートパイルで構成することができる。
【００７１】
次に、遮水壁４の配置工程と同時に又は相前後して、遮水壁４，４に挟み込まれた処理領域５に湾曲孔６を深さ方向に多段形成する。
【００７２】
湾曲孔６を形成するにあたっては、上述したように盛土３の下方を通過する形で該盛土を挟む２つの地表面に各端部がそれぞれ開口するように、曲線ボーリング、曲がりボーリング、曲がり削孔といった薬液注入の分野で公知の曲線削孔技術を用いて適宜形成することができる。
【００７３】
例えば、可撓性を有するロッドを地上に設置した削孔機で把持し、該ロッドを削孔機で斜め下方に送り出しながら、ロッドの先端に取り付けられた掘削ビットで地盤２を掘削して湾曲孔６を形成するとともに、ロッド先端近傍に設けられたジャイロ等の姿勢検出センサあるいは位置検出センサで湾曲孔６の形状を管理するようにすればよい。
【００７４】
次に、湾曲孔６に有孔管７を配置するが、該有孔管は、マイクロバブル含有水が所望の範囲にわたって所望の量だけ処理領域５に注入されるよう、透孔の数、間隔、開口寸法あるいはそれらの形成範囲を適宜定めておく。なお、有孔管７は、湾曲孔６の削孔と同時にその孔壁保護を兼ねて該湾曲孔内に挿通配置することができる。
【００７５】
本実施形態に係る液状化防止システム１においては、図２に示すように有孔管７の一端に気泡発生装置８を、他端に真空ポンプ９をそれぞれ接続した上、これら気泡発生装置８及び真空ポンプ９を作動させることによって、処理領域５から揚水した地下水にマイクロバブルを含有させてマイクロバブル含有水とし、該マイクロバブル含有水を有孔管７を介して処理領域５に注入する。
【００７６】
マイクロバブル含有水を注入するにあたっては、気泡発生装置８と複数の有孔管７との間に適宜介在させてあるホース類（図示せず）に開閉弁を設置して該開閉弁を操作することにより、又は各有孔管７の基端側に挿入されたパッカーを個別に操作することにより、複数の有孔管７から、マイクロバブルを供給したい深さに対応する有孔管７を選択する。
【００７７】
このようにすると、地盤２の透水性が鉛直方向にばらついている場合、例えば透水性が大きい層と透水性が小さい層とが互いに積層しているような場合であっても、透水性が大きい層に配置された有孔管７へは比較的小さな吐出圧で、透水性が小さい層に配置された有孔管７へは比較的大きな吐出圧でマイクロバブルがそれぞれ供給されるとともに、供給後は、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で処理領域５の土粒子間隙の隅々に拡散し、一定期間経過後は、主として通常の気泡としてあるいは空隙として土粒子間隙に残留し、地震時の地盤せん断変形による間隙水圧上昇を抑制する。
【００７８】
なお、処理領域５の土粒子間隙に残留した気泡の一部が時間の経過とともに大気中に放散し、あるいは周辺地下水との交換によって気泡の存在量が低下し、処理領域５内の飽和度が上昇した場合には、気泡発生装置８及び真空ポンプ９を作動させることで、マイクロバブル含有水を処理領域５に適宜補充すればよい。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る液状化防止システム１及び方法によれば、湾曲孔６を多段形成するとともに該湾曲孔にそれぞれ有孔管７を挿通配置し、該有孔管ごとにマイクロバブル含有水を個別に注入するようにしたので、地盤２の透水性が鉛直方向にばらついている場合であっても、透水性が大きい層に配置された有孔管７へは比較的小さな吐出圧で、透水性が小さい層に配置された有孔管７へは比較的大きな吐出圧でマイクロバブルをそれぞれ供給することが可能となり、かくしてマイクロバブルや通常気泡あるいは空隙による間隙水圧抑制作用が処理領域５の隅々にかつ均等に及ぶとともに、その結果として盛土３下方の液状化を確実に防止することが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態に係る液状化防止システム１によれば、気泡発生装置８及び真空ポンプ９を作動させることで、マイクロバブルを処理領域５に随時補充することができるため、対策工を施した当初の液状化防止状態をその後も長期間にわたって維持することが可能となる。
【００８１】
本実施形態では、湾曲孔６に有孔管７を挿通配置し、該有孔管に気泡発生装置８を接続するようにしたが、曲線削孔の際、例えば清水を満たすことで孔壁の保護を図ることができるのであれば、有孔管７を省略し、湾曲孔６の入口開口に気泡発生装置８を接続するようにしてもかまわない。
【００８２】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、マイクロバブル含有水を複数の有孔管７に個別に注入するにあたり、各有孔管７への吐出圧を個別に制御できるのであれば、一本ずつ順に注入する代わりに、同時に注入するようにしてもかまわない。
【００８３】
また、本実施形態では、湾曲孔６を、その曲率が孔軸方向に沿って概ね一定となるように構成したが、削孔時に問題がないのであれば、曲率が大きい部分と小さい部分とで構成する、例えば折れ曲がり状に構成してもかまわない。
【００８４】
また、本実施形態では、既設構造物が盛土３である場合を例としたので、遮水壁を、該盛土を挟み込むように構築された遮水壁４，４としたが、既設構造物が一方向に延設されたものでない場合、例えば平面が矩形状であるような場合には、該既設構造物を取り囲むように遮水壁を配置すればよい。
【００８５】
また、本実施形態では、処理領域５内の地下水を利用してマイクロバブル含有水を作製すべく、該地下水を真空ポンプ９で揚水するようにしたが、マイクロバブル含有水の原料となる水は任意であって、処理領域５の地下水に代えて別途調達するようにしてもかまわない。この場合、真空ポンプ９を省略することが可能である。
【００８６】
なお、真空ポンプ９で処理領域５から揚水した地下水を用いてマイクロバブル含有水を作製し、これを処理領域５に注入する上述した実施形態では、結果として処理領域５内の地下水がマイクロバブル含有水で置換されるが、真空ポンプ９を用いない場合においては、注入されたマイクロバブル含有水に押し下げられる形で、既存の地下水が遮水壁４の下方から周辺に排出されることとなる。
【００８７】
また、本実施形態では、マイクロバブル供給孔を、盛土３の下方を通過する形で該盛土を挟む２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口しかつ深さ方向に複数段となるように延設された湾曲孔６で構成したが、これに代えて、図３に示すように、マイクロバブル供給孔を、盛土３を挟む２つの地表面位置に上端がそれぞれ開口しかつ深さ方向に複数段となるように盛土３の下方に向けて延設された斜孔６ａ，６ａで構成するとともに、該斜孔に配置された有孔管７ａにマイクロバブル供給手段としての気泡発生装置８の出力側を接続し、該気泡発生装置の入力側に接続された真空ポンプ９の入力側を地盤２に設置された井戸１１に連通接続して構成することができる。
【００８８】
なお、かかる変形例においては、マイクロバブル供給孔が、下方に凸となるように形成された湾曲孔６ではなく、斜孔６ａ，６ａであるという点及び既存地下水を井戸１１を介して揚水するという点が上述の実施形態と構成が相違するが、他の構成及び作用効果については上述の実施形態と概ね同様であるため、詳細な説明については省略する。
【００８９】
また、本実施形態では、マイクロバブルをマイクロバブル含有水の形で処理領域５に供給するようにしたが、これに代えて図４に示すように、処理領域５の地下水にマイクロバブルを噴出する形で該処理領域にマイクロバブルを供給するようにしてもかまわない。
【００９０】
すなわち、上記変形例に係る液状化防止システム２１は、マイクロバブル供給手段を、空気を圧送するブロワ２２及び該ブロワの出力側に圧送ホース２３を介して接続された散気管２４とからなり該散気管からマイクロバブルを地下水に噴出するようになっている気泡発生装置８´で構成するとともに、散気管２４を有孔管７の内部空間であって処理領域５における地下水位２５以下となる深さに設置してある。
【００９１】
本変形例に係る液状化防止システム２１においては、ブロワ２２を作動させることによって、散気管２４からマイクロバブルを噴出させるとともに該マイクロバブルを有孔管７を介して処理領域５に供給するが、地盤２の透水性が鉛直方向にばらついている場合、例えば透水性が大きい層と透水性が小さい層とが互いに積層しているような場合であっても、透水性が大きい層に配置された散気管２４へは比較的小さな噴出圧で、透水性が小さい層に配置された散気管２４へは比較的大きな噴出圧で、空気をそれぞれブロワ２２から供給するとともに、供給後は、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で処理領域５の土粒子間隙の隅々に拡散し、一定期間経過後は、主として通常の気泡として土粒子間隙に残留し、地震時の地盤せん断変形による間隙水圧上昇を抑制する。
【００９２】
なお、処理領域５の土粒子間隙に残留した気泡の一部が時間の経過とともに大気中に放散し、あるいは周辺地下水との交換によって気泡の存在量が低下し、処理領域５内の飽和度が上昇した場合には、ブロワ２２を作動させることで、マイクロバブルを処理領域５に適宜噴出させればよい。
【００９３】
以下、その他の構成や作用効果については上述した実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００９４】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９５】
図５は、本実施形態に係る液状化防止システムを示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る液状化防止システム３１は、地盤２の地表面に構築された既設構造物としての盛土３の下方に拡がる地盤範囲を液状化防止の対象としたものであって、該地盤範囲が側方で挟み込まれるように地盤２内に遮水壁４，４を配置するとともに、該遮水壁で挟み込まれた処理領域５には、盛土３の下方を通過する形で該盛土を挟む２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口しかつ深さ方向に複数段となるようにマイクロバブル供給孔としての湾曲孔６を形成してあり、該湾曲孔には有孔管７をそれぞれ配置してある。
【００９６】
本実施形態に係る液状化防止システム３１は、マイクロバブル供給手段としての気泡発生装置８と、処理領域５内の異なる深さ位置に設置された複数の飽和度計測計３３と、複数の有孔管７のうち、特定の有孔管の一端に気泡発生装置８の出力側を、同じくその他端に真空ポンプ９をそれぞれ接続する切換器３２ａ及び切換器３２ｂと、飽和度計測計３３から出力された計測値に応じて切換器３２ａ及び切換器３２ｂを制御する制御部３４とを備え、該制御部は、飽和度が所定のしきい値を上回る地盤深さに対応する有孔管７に気泡発生装置８及び真空ポンプ９が接続されるよう、切換器３２ａ及び切換器３２ｂを制御するようになっている。
【００９７】
気泡発生装置８は、その入力側に真空ポンプ９の出力側を接続してあり、真空ポンプ９を作動させることによって、処理領域５内の地下水を有孔管７を介して揚水するとともに、該地下水にマイクロバブルを含有させた後、マイクロバブル含有水として出力側から吐出し、該マイクロバブル含有水を有孔管７を介して処理領域５に注入することができるようになっている。
【００９８】
飽和度計測計３３は、図５に示すように、深さ方向に沿って列状になるように処理領域５に埋設しておく。なお、飽和度計測計３３は、比抵抗法やＲＩ法のほか、ＴＤＲ(Time-Domain Reflectometry)と呼ばれる時間領域測定法や、ＦＤＲ(Frequency-Domain Reflectometry)と呼ばれる周波数領域測定法に基づいて飽和度を計測する構成とすることができる。
【００９９】
本実施形態に係る液状化防止システム３１においては、第１実施形態で説明した液状化防止システム１と同様、処理領域５から揚水した地下水にマイクロバブルを含有させてマイクロバブル含有水とし、該マイクロバブル含有水を有孔管７を介して処理領域５に注入することで、処理領域５における地震時の間隙水圧上昇を抑制するが、本実施形態では、対策工を施す際、処理領域５内における飽和度の低下を飽和度計測計３３で監視し、飽和度が所定のしきい値よりも下がらない場合には、その深さ位置に近い有孔管７に気泡発生装置８及び真空ポンプ９が接続されるように、制御部３４で切換器３２ａ及び切換器３２ｂを駆動制御する。
【０１００】
このようにすると、飽和度が高い地盤範囲にマイクロバブルが集中的に供給される。
【０１０１】
一方、対策工を施した後においては、処理領域５の土粒子間隙に残留した気泡の一部が時間の経過とともに大気中に放散し、あるいは周辺地下水との交換によって気泡の存在量が低下し、処理領域５内の飽和度が上昇する場合があるので、処理領域５内における飽和度の上昇を飽和度計測計３３で継続監視し、飽和度が所定のしきい値を上回った場合には、その深さ位置に近い有孔管７に気泡発生装置８及び真空ポンプ９が接続されるように、制御部３４で切換器３２ａ及び切換器３２ｂを駆動制御する。
【０１０２】
このようにすると、飽和度が高くなった地盤範囲にマイクロバブルが集中的に補充される。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態に係る液状化防止システム３１及び方法によれば、盛土３の下方に難透水性領域や不透水性領域あるいは水ミチが存在している場合であっても、マイクロバブルあるいは通常気泡による間隙水圧抑制作用が処理領域５の隅々にかつ均等に及ぶとともに、その結果として盛土３下方の液状化を確実に防止することが可能となる。
【０１０４】
また、本実施形態に係る液状化防止システム３１によれば、気泡発生装置８及び真空ポンプ９を作動させることで、マイクロバブルを処理領域５に随時補充することができるため、対策工を施した当初の液状化防止状態をその後も長期間にわたって維持することが可能となる。
【０１０５】
また、本実施形態に係る液状化防止システム３１によれば、湾曲孔６に有孔管７を配置し該有孔管を介してマイクロバブルを処理領域５に供給するようにしたので、湾曲孔６を削孔する際に該湾曲孔の孔壁を保護する役目を有孔管７に担わせることができる。
【０１０６】
また、本実施形態に係る液状化防止システム３１によれば、対策工を施す際には、処理領域５内における飽和度の低下を監視しつつ施工を行うことで、飽和度が所定のしきい値よりも下がらない深さ位置にマイクロバブルを集中的に供給することが可能となり、かくして深さ方向に沿って透水性が異なる地盤であっても、マイクロバブルを処理領域５内で均一に供給し盛土３下方の液状化をさらに確実に防止することができるとともに、対策工を施した後においては、処理領域５内における飽和度の上昇を継続監視することにより、飽和度が所定のしきい値を上回った深さ位置においてマイクロバブルを処理領域５に集中的に補充することが可能となり、液状化防止状態をさらに確実に維持することが可能となる。
【０１０７】
本実施形態では、マイクロバブルをマイクロバブル含有水の形で処理領域５に供給するようにしたが、これに代えて図６に示すように、処理領域５の地下水にマイクロバブルを噴出する形で該処理領域にマイクロバブルを供給するようにしてもかまわない。
【０１０８】
すなわち、上記変形例に係る液状化防止システム４１は、空気を圧送するブロワ２２及び該ブロワに圧送ホース２３を介して接続され有孔管７の内部空間であって処理領域５における地下水位２５以下となる深さに位置決めされた散気管２４とからなり該散気管からマイクロバブルを地下水に噴出するようになっているマイクロバブル供給手段としての気泡発生装置８´と、処理領域５内の異なる深さ位置に設置された複数の飽和度計測計３３と、複数の有孔管７の内部空間にそれぞれ配置された散気管２４のうち、特定の散気管にブロワ２２を接続する切換器３２ａと、飽和度計測計３３から出力された計測値に応じて切換器３２ａを制御する制御部３４とを備え、該制御部は、飽和度が所定のしきい値を上回る地盤深さに対応する散気管２４にブロワ２２が接続されるよう、切換器３２ａを制御するようになっている。
【０１０９】
本変形例に係る液状化防止システム４１においては、処理領域５にマイクロバブルを供給するにあたり、対策工を施す際には、処理領域５内における飽和度の低下を飽和度計測計３３で監視し、飽和度が所定のしきい値よりも下がらない場合には、その深さ位置に近い散気管２４にブロワ２２が接続されるように、制御部３４で切換器３２ａを駆動制御するとともに、対策工を施した後においては、処理領域５内における飽和度の上昇を飽和度計測計３３で継続監視し、飽和度が所定のしきい値を上回った場合には、その深さ位置に近い散気管２４にブロワ２２が接続されるように、制御部３４で切換器３２ａを駆動制御する。
【０１１０】
かかる変形例によれば、上述した実施形態と同様、対策工を施す際、処理領域５内における飽和度の低下を監視しつつ施工を行うことで、飽和度が所定のしきい値よりも下がらない深さ位置にマイクロバブルを集中的に供給することが可能となり、かくして深さ方向に沿って透水性が異なる地盤であっても、マイクロバブルを処理領域５内で均一に供給し盛土３下方の液状化をさらに確実に防止することができるとともに、対策工を施した後においては、処理領域５内における飽和度の上昇を継続監視することにより、飽和度が所定のしきい値を上回った深さ位置においてマイクロバブルを処理領域５に集中的に補充することが可能となり、液状化防止状態をさらに確実に維持することが可能となる。
【０１１１】
以下、第１実施形態で述べた他の変形例についても、本実施形態で同様に変形例として採用することができるが、その内容については第１実施形態の変形例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１１２】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１，２実施形態と実質同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１３】
図７は、本実施形態に係る液状化防止システムを示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る液状化防止システム６１は、地盤２の地表面に構築された既設構造物としての盛土３の下方に拡がる地盤範囲を液状化防止の対象としたものであって、該地盤範囲が側方で挟み込まれるように地盤２内に遮水壁４，４を配置し、該遮水壁で挟み込まれた処理領域５には、盛土３の下方を通過する形で該盛土を挟む２つの地表面位置に各端部がそれぞれ開口するようにマイクロバブル供給孔としての湾曲孔６を形成するとともに、該湾曲孔には有孔管７を挿入配置してある。
【０１１４】
ここで、液状化防止システム６１は、マイクロバブル含有水の形で処理領域５にマイクロバブルを供給する気泡発生装置８を備えるとともに、該気泡発生装置の出力側に接続された吐出パイプ６３が有孔管７の内部空間において孔軸方向に沿って進退自在となるように該吐出パイプを有孔管７内に配置してある。
【０１１５】
ここで、吐出パイプ６３の先端近傍周面には、膨張時に有孔管７の内面に当接可能なパッカー６２，６２をそれらが互いに離間するように取り付けてあるとともに、吐出パイプ６３の内部流路がパッカー６２，６２に挟まれた有孔管７の内部空間に連通されるように該吐出パイプに吐出孔６４を設けてあり、該吐出孔を介して気泡発生装置８の出力側から送られてきたマイクロバブル含有水を吐出するようになっている。
【０１１６】
一方、気泡発生装置８の入力側には真空ポンプ９を接続してあるとともに、有孔管７のうち、気泡発生装置８の吐出パイプ６３が進退自在に挿通された側と反対の側においては、真空ポンプ９に接続された揚水ホース６５を挿通してあり、真空ポンプ９を作動させることにより、有孔管７で集水された処理領域５内の地下水を揚水ホース６５を介して揚水するとともに、気泡発生装置８にて該地下水にマイクロバブルを含有させた後、マイクロバブル含有水として該気泡発生装置の出力側から吐出するようになっている。
【０１１７】
本実施形態に係る液状化防止システム６１を構築するには、第１実施形態と同様に遮水壁４，４を配置するとともに、該遮水壁に挟み込まれた処理領域５に湾曲孔６を形成する。
【０１１８】
湾曲孔６は、第１実施形態と同様、曲線削孔技術を用いて適宜形成することができる。
【０１１９】
次に、湾曲孔６に有孔管７を配置するが、該有孔管は、マイクロバブル含有水が所望の範囲にわたって所望の量だけ処理領域５に注入されるよう、透孔の数、間隔、開口寸法あるいはそれらの形成範囲を適宜定めておく。なお、有孔管７は、湾曲孔６の削孔と同時にその孔壁保護を兼ねて該湾曲孔内に挿通配置することができる。
【０１２０】
本実施形態に係る液状化防止システム６１を用いて液状化対策工を施すには、気泡発生装置８の吐出パイプ６３に取り付けられたパッカー６２，６２が所望の水平位置にくるよう、図示しない進退機構を駆動して該吐出パイプを前進又は後退させる。
【０１２１】
パッカー６２，６２が所望の水平位置に位置決めされたならば、次に、図示しないエアコンプレッサーを作動させることでパッカー６２，６２を膨張させ、有孔管７の内部空間を該パッカーで仕切る。
【０１２２】
次に、気泡発生装置８及び真空ポンプ９を作動させることで、処理領域５から地下水を揚水するとともに、該地下水にマイクロバブルを含有させてなるマイクロバブル含有水を吐出パイプ６３の吐出孔６４を介して処理領域５に注入する。
【０１２３】
このようにすると、地盤２の透水性が水平方向にばらついている場合であっても、透水性が大きい領域にパッカー６２，６２を位置決めしたときには比較的小さな吐出圧で、透水性が小さい領域にパッカー６２，６２を位置決めしたときには比較的大きな吐出圧でマイクロバブル含有水がそれぞれ供給されるとともに、供給後は、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で処理領域５の土粒子間隙の隅々に拡散し、一定期間経過後は、主として通常の気泡としてあるいは空隙として土粒子間隙に残留し、地震時の地盤せん断変形による間隙水圧上昇を抑制する。
【０１２４】
なお、処理領域５の土粒子間隙に残留した気泡の一部が時間の経過とともに大気中に放散し、あるいは周辺地下水との交換によって気泡の存在量が低下し、処理領域５内の飽和度が上昇した場合には、気泡発生装置８及び真空ポンプ９を作動させることで、マイクロバブル含有水を処理領域５に適宜補充すればよい。
【０１２５】
以上説明したように、本実施形態に係る液状化防止システム６１によれば、湾曲孔６に挿通された有孔管７に対し、気泡発生装置８の吐出パイプ６３を進退自在に挿通するとともに、該吐出パイプに形成された吐出孔６４を挟み込むようにパッカー６２，６２を取り付け、吐出孔６４が所望の水平位置に位置決めされるように吐出パイプ６３を進退させた後、パッカー６２，６２を操作して有孔管７の内部空間を仕切った上、気泡発生装置８を作動させるようにしたので、地盤２の透水性が水平方向にばらついている場合であっても、透水性が大きい領域にパッカー６２，６２が配置された状態においては比較的小さな吐出圧で、透水性が小さい領域にパッカー６２，６２が配置された状態においては比較的大きな吐出圧でマイクロバブル含有水をそれぞれ吐出することが可能となり、かくしてマイクロバブルや通常気泡あるいは空隙による間隙水圧抑制作用が処理領域５の隅々にかつ均等に及ぶとともに、その結果として盛土３下方の液状化を確実に防止することが可能となる。
【０１２６】
また、本実施形態に係る液状化防止システム６１によれば、気泡発生装置８及び真空ポンプ９を作動させることで、マイクロバブルを処理領域５に随時補充することができるため、対策工を施した当初の液状化防止状態をその後も長期間にわたって維持することが可能となる。
【０１２７】
本実施形態では、湾曲孔６に有孔管７を挿通配置し、該有孔管に気泡発生装置８の吐出パイプ６３を挿通するようにしたが、曲線削孔の際、例えば清水を満たすことで孔壁の保護を図ることができるのであれば、有孔管７を省略し、湾曲孔６に気泡発生装置８の吐出パイプ６３を挿通するようにしてもかまわない。
【０１２８】
また、本実施形態では、既設構造物が盛土３である場合を例としたので、遮水壁を、該盛土を挟み込むように構築された遮水壁４，４としたが、既設構造物が一方向に延設されたものでない場合、例えば平面が矩形状であるような場合には、該既設構造物を取り囲むように遮水壁を配置すればよい。
【０１２９】
また、本実施形態では、処理領域５内の地下水を利用してマイクロバブル含有水を作製すべく、該地下水を真空ポンプ９で揚水するようにしたが、マイクロバブル含有水の原料となる水は任意であって、処理領域５の地下水に代えて別途調達するようにしてもかまわない。この場合、真空ポンプ９を省略することが可能である。
【０１３０】
なお、真空ポンプ９で処理領域５から揚水した地下水を用いてマイクロバブル含有水を作製し、これを処理領域５に注入する上述した実施形態では、結果として処理領域５内の地下水がマイクロバブル含有水で置換されるが、真空ポンプ９を用いない場合においては、注入されたマイクロバブル含有水に押し下げられる形で、既存の地下水が遮水壁４の下方から周辺に排出されることとなる。
【０１３１】
また、本実施形態では、マイクロバブルをマイクロバブル含有水の形で処理領域５に供給するようにしたが、これに代えて図８に示すように、処理領域５の地下水にマイクロバブルを噴出する形で該処理領域にマイクロバブルを供給するようにしてもかまわない。
【０１３２】
すなわち、上記変形例に係る液状化防止システム７１は、気泡発生装置８´を、空気を圧送するブロワ２２、該ブロワの出力側に接続された圧送ホース２３及び該圧送ホースに連通接続された複数の散気管２４とで構成してあるとともに、圧送ホース２３の周面には、膨張時に有孔管７の内面に当接可能な複数のパッカー６２を互いに離間させて列状に取り付けてあり、各散気管２４は、隣り合うパッカー６２，６２の間にそれぞれ配置してある。
【０１３３】
本変形例に係る液状化防止システム７１を用いて液状化対策工を施すには、気泡発生装置８´の圧送ホース２３に取り付けられた複数のパッカー６２のうち、所望の水平位置に対応する２つのパッカー６２，６２を、図示しないエアコンプレッサーを作動させることで膨張させ、該パッカーで有孔管７の内部空間を仕切るとともに、該２つのパッカーの間に設置された散気管２４だけに空気が圧送されるよう、各散気管２４を操作する。
【０１３４】
次に、気泡発生装置８´を作動させることで、２つのパッカー６２，６２に配置された散気管２４からマイクロバブルを噴出させ、有孔管７を介して処理領域５に供給する。
【０１３５】
このようにすると、地盤２の透水性が水平方向にばらついている場合であっても、透水性が大きい領域にパッカー６２，６２を位置決めしたときには比較的小さな噴出圧で、透水性が小さい領域にパッカー６２，６２を位置決めしたときには比較的大きな噴出圧でマイクロバブルがそれぞれ供給されるとともに、供給後は、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で処理領域５の土粒子間隙の隅々に拡散し、一定期間経過後は、主として通常の気泡としてあるいは空隙として土粒子間隙に残留し、地震時の地盤せん断変形による間隙水圧上昇を抑制する。
【０１３６】
なお、処理領域５の土粒子間隙に残留した気泡の一部が時間の経過とともに大気中に放散し、あるいは周辺地下水との交換によって気泡の存在量が低下し、処理領域５内の飽和度が上昇した場合には、ブロワ２２を作動させることで、マイクロバブルを処理領域５に適宜噴出させればよい。
【０１３７】
以下、その他の構成や作用効果については上述した実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１３８】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。なお、上述した各実施形態と実質同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３９】
図９及び図１０は、本実施形態に係る液状化防止方法を実施する様子を示した説明図である。同図でわかるように、本実施形態に係る液状化防止方法を実施するには予め、図９(a)に示すように、地盤２のうち、盛土３の下方に拡がる範囲が側方で挟み込まれるように該地盤内に遮水壁４，４を配置し、該遮水壁に挟み込まれた処理領域５に湾曲孔６を深さ方向に多段形成するとともに、該湾曲孔に有孔管７を配置し、さらに遮水壁４，４の近傍であって盛土３の側には、揚水井戸１１，１１を地盤２内に設置しておく。なお、遮水壁４、湾曲孔６及び有孔管７の構築手順等については、液状化防止システム１を構築する場合と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１４０】
本実施形態に係る液状化防止方法を実施するにはまず、揚水井戸１１，１１を介して処理領域５内の地下水を揚水する。
【０１４１】
揚水井戸１１，１１を介した地下水の揚水は、例えば重力排水と強制排水とを併用したいわゆるバキュームディープウェル工法を用いて行うことが可能であり、かかる工法によれば、地下水位を短時間に低下させることが可能である。
【０１４２】
上述した揚水によって処理領域５内の地下水位が、湾曲孔６のうち、最下段の湾曲孔６の下方位置まで低下したならば、揚水前の地下水位から揚水後の地下水位を範囲とする脱水領域１２に対し、揚水後の水位を維持しながら通気処理を行う。
【０１４３】
通気処理では図９(b)に示すように、湾曲孔６内に配置された有孔管７の一端にエアコンプレッサー１３を接続し、該エアコンプレッサーから有孔管７を介して脱水領域１２内に空気を送り込むが、かかる通気処理により、脱水領域１２内の土粒子表面や土粒子間隙に付着残存する水分を除去することができる。なお、土粒子表面や土粒子間隙に付着残存する水分を揮発させるべく、温風を用いて通気処理を行うようにしてもよい。
【０１４４】
ここで、地盤２の透気性が深さ方向に沿ってばらついている場合、各有孔管７の開口端に流量弁（図示せず）をそれぞれ設置しておき、該流量弁を地盤２の透気性の程度に応じて操作し、各有孔管７への空気の供給圧あるいは供給量を調整するようにすればよい。
【０１４５】
このようにすると、例えば透気性が大きい層と透気性が小さい層とが互いに積層しているような場合であっても、透気性が大きい層に配置された有孔管７には比較的小さな供給圧で、透気性が小さい層に配置された有孔管７には比較的大きな供給圧で空気を送り込むことにより、流れやすい経路に空気が流れ込む事態を回避し、脱水領域１２全体を均一に通気することが可能となる。
【０１４６】
次に、図１０に示すように、湾曲孔６内に配置された有孔管７の各端に気泡発生装置８，８をそれぞれ接続し、該気泡発生装置で作製されたマイクロバブル含有水を有孔管７を介して脱水領域１２に注水する。マイクロバブル含有水は、処理領域５から揚水された地下水を用いて作製するようにすればよい。
【０１４７】
ここで、マイクロバブル含有水を注入するにあたっては、上述した通気処理と同様、地盤２の透水性が深さ方向に沿ってばらついている場合、流れやすい経路にマイクロバブル含有水が偏って流れ込む懸念があるが、気泡発生装置８と各有孔管７との間に設置された流量弁（図示せず）を地盤２の透水性の程度に応じて操作して各有孔管７へのマイクロバブル含有水の供給圧あるいは供給量を調整するようにすれば、例えば透水性が大きい層と透水性が小さい層とが互いに積層しているような場合であっても、透水性が大きい層に配置された有孔管７へは比較的小さな注入圧で、透水性が小さい層に配置された有孔管７へは比較的大きな注入圧でマイクロバブル含有水を注水することにより、マイクロバブル含有水を、脱水領域１２内に均一に行き渡らせることができる。
【０１４８】
マイクロバブル含有水を上述のように注水すると、脱水領域１２は、マイクロバブル含有水が満たされてなる復水領域となるが、かかる復水領域では、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で処理領域５の土粒子間隙の隅々に拡散する。
【０１４９】
また、マイクロバブル含有水が注水される前の脱水領域１２においては、上述した通気処理によって土粒子間隙から水分がなくなり、該土粒子間隙のほとんどが空気で占められているため、マイクロバブル含有水を注水すると、土粒子間隙を占めていた空気は、該土粒子間隙に捕捉され、気泡や空隙としてそのまま残留する。
【０１５０】
なお、マイクロバブル含有水を注水する際、揚水井戸１１，１１では、遮水壁４，４下端での地下水の回り込みを防止できないのであれば、遮水壁４，４の下端を不透水層１０に貫入させ、あるいは盛土３と反対の側で周辺地下水を揚水することで、処理領域５への地下水流入を防止するようにすればよい。
【０１５１】
以上説明したように、本実施形態に係る液状化防止方法によれば、処理領域５内の地下水を揚水した後、該揚水工程で生じた脱水領域１２の土粒子間隙に空気が捕捉されるように該脱水領域にマイクロバブル含有水を注水するようにしたので、既存地下水がマイクロバブル含有水に置換されることによる飽和度低下に加えて、土粒子間隙に空気が捕捉されることによる飽和度低下が加わることとなり、かくしてマイクロバブルや気泡あるいは空隙による間隙水圧抑制作用がさらに高まり、盛土３下方の液状化をいっそう確実に防止することが可能となる。
【０１５２】
また、本実施形態に係る液状化防止方法によれば、揚水工程の後であってかつ注水工程の前に、脱水領域１２に通気処理を行うようにしたので、土粒子表面や土粒子間隙に付着残存していた水分が除去され、より多くの空気が気泡あるいは空隙として土粒子間隙に捕捉されることとなり、かくして飽和度をさらに低く抑えることが可能となる。
【０１５３】
また、本実施形態に係る液状化防止方法によれば、通気工程及びマイクロバブル含有水の注水工程において、地盤２の透気透水性のばらつきの程度に応じて、各有孔管７への供給圧を調整するようにしたので、脱水領域１２全体を均一に通気し、かつ脱水領域１２全体に均一に注水することが可能となり、かくして、上述した飽和度低下作用を処理領域５全体にわたって均一に及ぼしめることができる。
【０１５４】
本実施形態では、マイクロバブル含有水が注水される際、土粒子間隙に空気が捕捉されやすくなるよう、通気処理を行うようにしたが、揚水だけで十分に水分除去ができるのであれば、これを省略してもかまわないし、逆に、単なる通気処理では十分に水分除去ができないのであれば、通気処理に代えて、脱水領域１２内の減圧及びそれに続く送気処理を行うようにしてもよい。
【０１５５】
このようにすると、減圧による水の沸点降下によってほぼ完全に水分が蒸発するとともに、その状態で送気処理を行うことによって土粒子間隙の隅々にまで空気が入り込むため、マイクロバブル含有水の注水を行った後の土粒子間隙に空気がより捕捉されやすくなる。
【０１５６】
脱水領域１２内の減圧は、盛土３の表面やその両側に拡がる地盤２の表面に気密シートを敷設するなどして脱水領域１２を気密にした上、該脱水領域内の空間に存在する空気を真空ポンプで引き抜くようにすればよい。
【０１５７】
なお、脱水領域１２内の減圧に続く送気処理において、上述の実施形態における通気処理と同様、地盤２の透気性のばらつきの程度に応じて、各有孔管７への空気の供給圧を調整することが可能であり、かかる構成によれば、脱水領域１２全体を均一に送気することが可能である。
【０１５８】
また、本実施形態では、マイクロバブル供給孔を湾曲孔６で構成したが、これに代えて、図３に示した斜孔６ａ，６ａでマイクロバブル供給孔を構成することが可能である。
【０１５９】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、図１１に示すように、飽和度計測計３３を処理領域５内の異なる深さ位置に複数設置しておき、該飽和度計測計で処理領域５内の飽和度を監視する構成を採用することが可能である。
【０１６０】
上記構成においては、マイクロバブル含有水を注水する際に処理領域５内の飽和度を飽和度計測計３３で監視し、注水後の飽和度が予定よりも高くなってしまった場合には、その深さ位置に近い有孔管７を介してマイクロバブル含有水をあらためて注水する。
【０１６１】
また、対策工を施した後においては、処理領域５の土粒子間隙に残留した気泡の一部が時間の経過とともに大気中に放散し、あるいは周辺地下水との交換によって気泡の存在量が低下し、処理領域５内の飽和度が上昇する場合があるので、処理領域５内における飽和度の上昇を飽和度計測計３３で継続監視し、飽和度が所定のしきい値を上回った場合には、その深さ位置に近い有孔管７を介してマイクロバブル含有水をあらためて注水する。
【０１６２】
このようにすれば、対策工を施す際に確実に処理領域５内の飽和度を下げることができるとともに、対策工を施した後も、当初の飽和度低下状態を長期間にわたって維持することが可能となる。
【０１６３】
なお、飽和度計測計３３については、第２実施形態で既に説明したので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１６４】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明する。なお、上述した各実施形態と実質同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１６５】
図１２及び図１３は、本実施形態に係る液状化防止方法を実施する様子を示した説明図である。同図でわかるように、本実施形態に係る液状化防止方法を実施するには予め、図１２(a)に示すように、地盤２のうち、盛土３の下方に拡がる範囲が側方で挟み込まれるように該地盤内に遮水壁４，４を配置し、該遮水壁に挟み込まれた処理領域５に湾曲孔６を配置するとともに、該湾曲孔に有孔管７を配置し、遮水壁４，４の近傍であって盛土３の側には、揚水井戸１１，１１を地盤２内に設置しておく。なお、遮水壁４、湾曲孔６及び有孔管７の構築手順等については、液状化防止システム１を構築する場合と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１６６】
本実施形態に係る液状化防止方法を実施するにはまず、揚水井戸１１，１１を介して処理領域５内の地下水を揚水する。
【０１６７】
揚水井戸１１，１１を介した地下水の揚水は、例えば重力排水と強制排水とを併用したいわゆるバキュームディープウェル工法を用いて行うことが可能であり、かかる工法によれば、地下水位を短時間に低下させることが可能である。
【０１６８】
上述した揚水によって処理領域５内の地下水位が、湾曲孔６の下方位置まで低下したならば、揚水前の地下水位から揚水後の地下水位を範囲とする脱水領域１２に対し、揚水後の水位を維持しながら、有孔管７に配置された吐出パイプ６３を介して通気処理を行う。
【０１６９】
ここで、吐出パイプ６３は第３実施形態（図７(b)）で説明したように、有孔管７の内部空間においてその孔軸方向に沿って進退自在となるように該有孔管内に配置してあるとともに、先端近傍周面には、膨張時に有孔管７の内面に当接可能なパッカー６２，６２をそれらが互いに離間するように取り付けてあり、該パッカーに挟まれた有孔管７の内部空間に内部流路が連通されるように吐出孔６４を設けてある。
【０１７０】
したがって、図１２(b)に示すように、吐出パイプ６３の基端側にエアコンプレッサー１３を接続して作動させることにより、該エアコンプレッサーから吐出パイプ６３を介して脱水領域１２内に空気を送り込み、脱水領域１２内の土粒子表面や土粒子間隙に付着残存する水分を除去することができる。なお、土粒子表面や土粒子間隙に付着残存する水分を揮発させるべく、温風を用いて通気処理を行うようにしてもよい。
【０１７１】
通気処理を行うにあたっては、吐出パイプ６３に取り付けられたパッカー６２，６２が所望の水平位置にくるよう、図示しない進退機構を駆動して該吐出パイプを前進又は後退させ、パッカー６２，６２が所望の水平位置に位置決めされた後、パッカー６２，６２を膨張させて有孔管７の内部空間を仕切り、かかる状態でエアコンプレッサー１３を作動させることで、吐出パイプ６３に形成された吐出孔６４から空気を吐出する。
【０１７２】
このような吐出パイプ６３の前進又は後退による位置決め、パッカー６２，６２の膨張による有孔管７内の仕切り、吐出孔６４からの空気の吐出といった一連の操作は、例えば有孔管７に沿って所定の間隔ごとに繰り返し行うようにすればよい。
【０１７３】
このようにすると、地盤２の透気性が水平方向にばらついている場合であっても、透気性が大きい領域にパッカー６２，６２が位置決めされたときには比較的小さな供給圧で、透気性が小さい領域にパッカー６２，６２が位置決めされたときには比較的大きな供給圧で空気を送り込むことにより、流れやすい経路に空気が流れ込む事態を回避し、脱水領域１２全体を均一に通気することが可能となる。
【０１７４】
次に、図１３に示すように、有孔管７内に配置された吐出パイプ６３の基端側に気泡発生装置８を接続し、該気泡発生装置で作製されたマイクロバブル含有水を有孔管７を介して脱水領域１２に注水する。マイクロバブル含有水は、処理領域５から揚水された地下水を用いて作製するようにすればよい。
【０１７５】
ここで、マイクロバブル含有水を注入するにあたっては、上述した通気処理と同様、地盤２の透水性が水平方向に沿ってばらついている場合、流れやすい経路にマイクロバブル含有水が偏って流れ込む懸念があるが、パッカー６２，６２が位置決めされた箇所の地盤２の透水性の程度に応じて、マイクロバブル含有水の供給圧あるいは供給量を調整するようにすれば、透水性が大きい領域に配置された吐出パイプ６３へは比較的小さな注入圧で、透水性が小さい領域に配置された吐出パイプ６３へは比較的大きな注入圧でマイクロバブル含有水を注水することにより、マイクロバブル含有水を、脱水領域１２内に均一に行き渡らせることができる。
【０１７６】
マイクロバブル含有水を上述のように注水すると、脱水領域１２は、マイクロバブル含有水が満たされてなる復水領域となるが、かかる復水領域では、マイクロバブルが水中に長く滞留しつつ、電荷による互いの反発力によって分散した状態で処理領域５の土粒子間隙の隅々に拡散する。
【０１７７】
また、マイクロバブル含有水が注水される前の脱水領域１２においては、上述した通気処理によって土粒子間隙から水分がなくなり、該土粒子間隙のほとんどが空気で占められているため、マイクロバブル含有水を注水すると、土粒子間隙を占めていた空気は、該土粒子間隙に捕捉され、気泡や空隙としてそのまま残留する。
【０１７８】
なお、マイクロバブル含有水を注水する際、揚水井戸１１，１１では、遮水壁４，４下端での地下水の回り込みを防止できないのであれば、遮水壁４，４の下端を不透水層１０に貫入させ、あるいは盛土３と反対の側で周辺地下水を揚水することで、処理領域５への地下水流入を防止するようにすればよい。
【０１７９】
以上説明したように、本実施形態に係る液状化防止方法によれば、処理領域５内の地下水を揚水した後、該揚水工程で生じた脱水領域１２の土粒子間隙に空気が捕捉されるように該脱水領域にマイクロバブル含有水を注水するようにしたので、既存地下水がマイクロバブル含有水に置換されることによる飽和度低下に加えて、土粒子間隙に空気が捕捉されることによる飽和度低下が加わることとなり、かくしてマイクロバブルや気泡あるいは空隙による間隙水圧抑制作用がさらに高まり、盛土３下方の液状化をいっそう確実に防止することが可能となる。
【０１８０】
また、本実施形態に係る液状化防止方法によれば、揚水工程の後であってかつ注水工程の前に、脱水領域１２に通気処理を行うようにしたので、土粒子表面や土粒子間隙に付着残存していた水分が除去され、より多くの空気が気泡あるいは空隙として土粒子間隙に捕捉されることとなり、かくして飽和度をさらに低く抑えることが可能となる。
【０１８１】
また、本実施形態に係る液状化防止方法によれば、通気工程及びマイクロバブル含有水の注水工程において、パッカー６２，６２が位置決めされた箇所の地盤２の透気透水性の程度に応じて、吐出パイプ６３への供給圧を調整するようにしたので、脱水領域１２全体を均一に通気し、かつ脱水領域１２全体に均一に注水することが可能となり、かくして、上述した飽和度低下作用を処理領域５全体にわたって均一に及ぼしめることができる。
【０１８２】
本実施形態では、マイクロバブル含有水が注水される際、土粒子間隙に空気が捕捉されやすくなるよう、通気処理を行うようにしたが、揚水だけで十分に水分除去ができるのであれば、これを省略してもかまわないし、逆に、単なる通気処理では十分に水分除去ができないのであれば、通気処理に代えて、脱水領域１２内の減圧及びそれに続く送気処理を行うようにしてもよい。
【０１８３】
このようにすると、減圧による水の沸点降下によってほぼ完全に水分が蒸発するとともに、その状態で送気処理を行うことによって土粒子間隙の隅々にまで空気が入り込むため、マイクロバブル含有水の注水を行った後の土粒子間隙に空気がより捕捉されやすくなる。
【０１８４】
脱水領域１２内の減圧は、盛土３の表面やその両側に拡がる地盤２の表面に気密シートを敷設するなどして脱水領域１２を気密にした上、該脱水領域内の空間に存在する空気を真空ポンプで引き抜くようにすればよい。
【０１８５】
なお、脱水領域１２内の減圧に続く送気処理において、上述の実施形態における通気処理と同様、地盤２の透気性のばらつきの程度に応じて、各有孔管７への空気の供給圧を調整することが可能であり、かかる構成によれば、脱水領域１２全体を均一に送気することが可能である。
【０１８６】
また、本実施形態では、マイクロバブル供給孔を湾曲孔６で構成したが、これに代えて、図３に示した斜孔６ａ，６ａでマイクロバブル供給孔を構成することが可能である。
【０１８７】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、図１１で説明した第４実施形態の変形例と同様、飽和度計測計３３を処理領域５内の異なる深さ位置に複数設置しておき、該飽和度計測計で処理領域５内の飽和度を監視する構成を採用することが可能である。
【０１８８】
なお、その場合の作用効果については、上記変形例とほぼ同様であるので、ここではその説明を省略する。
【符号の説明】
【０１８９】
１，２１，３１，４１，６１，７１
液状化防止システム
２          地盤
３          盛土（既設構造物）
４          遮水壁
５          処理領域
６          湾曲孔（マイクロバブル供給孔）
６ａ        斜孔（マイクロバブル供給孔）
７，７ａ    有孔管
８，８´    気泡発生装置（マイクロバブル供給手段）
１１          揚水井戸
１２          脱水領域
２２          ブロワ（気泡発生装置、マイクロバブル供給手段）
２３          圧送ホース（気泡発生装置、マイクロバブル供給手段）
２４          散気管（気泡発生装置、マイクロバブル供給手段）
３２ａ        切換器
３３          飽和度計測計
３４          制御部
６２          パッカー
６３          吐出パイプ
６４          吐出孔
【図１】
2014012979.tif 000003
【図２】
2014012979.tif 000004
【図３】
2014012979.tif 000005
【図４】
2014012979.tif 000006
【図５】
2014012979.tif 000007
【図６】
2014012979.tif 000008
【図７】
2014012979.tif 000009
【図８】
2014012979.tif 000010
【図９】
2014012979.tif 000011
【図１０】
2014012979.tif 000012
【図１１】
2014012979.tif 000013
【図１２】
2014012979.tif 000014
【図１３】
2014012979.tif 000015