(57)【要約】【課題】  大規模な周辺工事（止水壁の設置）を行うことなく、地盤を不飽和化させて液状化を防止する。【解決手段】  改良対象となる地盤の周囲に止水壁を設けることなく、地盤中の地下水位を低下させるために、重力排水又は負圧揚水等の揚水手段（例えば、井戸１０及び揚水装置２０）を設置する。揚水手段を用いて地盤中から地下水を揚水することにより地下水位を低下させて、地盤を不飽和化する。揚水手段による地下水の揚水を停止した後に、地盤の不飽和化を維持して、地盤の液状化を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を不飽和化させることにより液状化を防止するための方法であって、
改良対象となる地盤の周囲に止水壁を設けることなく、前記地盤中の地下水位を低下させるために、重力排水又は負圧揚水等の揚水手段を設置し、
前記揚水手段を用いて前記地盤中から地下水を揚水することにより地下水位を低下させて、前記地盤を不飽和化し、
前記揚水手段による地下水の揚水を停止した後に、前記地盤の不飽和化を維持して、前記地盤の液状化を防止することを特徴とする地盤の不飽和化による液状化防止方法。
【請求項２】
前記地盤の飽和度を測定する飽和度測定手段を設置し、測定した飽和度が基準値以上となった場合に、再度、前記揚水手段を用いて前記地盤中から地下水を揚水することにより地下水位を低下させることを特徴とする請求項１に記載の地盤の不飽和化による液状化防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の不飽和化による液状化防止方法に関するものであり、詳しくは、改良対象地盤の地下水位を低下させることにより地盤を不飽和化させ、当該不飽和化の状態を維持して液状化防止を行うための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
埋め立て地をはじめとして、地下水位が高い砂質地盤では、地震の震動により液状化現象が発生し、マンホールや下水管が押し上げられて地表面から突出したり、建造物が傾いたりする被害が発生している。このような液状化現象を未然に防止するためには、液状化が懸念される地盤に対して改良工事を行わなければならない。
【０００３】
従来から行われている液状化防止方法には種々の方法があるが、例えば、飽和状態の地盤中の地下水位を低下させることにより、地盤を不飽和化させて液状化を防止する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、液状化を防止すべき地盤から地下水の揚水を行って地下水位を一時的に低下させることにより、地盤中の間隙水に気泡などの気相を混在せしめてその飽和度を低下せしめた後、地下水位の自然上昇に伴う飽和度の自然上昇の状況を監視しつつ、飽和度を設定値以下に維持するための再揚水を断続的に行う技術である。この地盤の液状化防止方法では、対象領域の地盤を取り囲むように止水壁を設けて周囲地盤からの地下水の流入を抑制する。また、対象領域の地盤の表層部に被覆層を設けて間隙水に混在せしめた気泡などの気相部分が地表から散逸して水と置換することを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５６５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された技術は、対象領域の地盤を取り囲むように止水壁を設けて周囲地盤からの地下水の流入を防止するものであり、従来の同様の技術においても、止水壁の設置は必須のものとなっている。
【０００７】
したがって、止水壁を設置するために、工事範囲が広範囲なものとなり、工期が長引くだけでなく、工事費用も嵩むという問題があった。さらに、住宅が密集している地域等では、止水壁を設置する場所を確保できないこともあり、この場合には、揚水による液状化対策を行うことができないため、他の工法を採用せざるを得ななかった。
【０００８】
なお、特許文献１には、地盤状況によって所望範囲の地下水位を所望のレベルまで容易に低下させることができる場合には、止水壁を省略することができる旨の記載がある。しかし、ここで述べられている止水壁の省略は、地下水位を所望のレベルまで低下させる点に着目したものであり、止水壁を省略した場合、地下水位を低下させた後に飽和状態を維持できるか否かについては何ら考慮されていない。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、改良対象地盤を取り囲むように止水壁を設ける必要がなく、適切かつ確実で長期間にわたって液状化強度を向上させることが可能な地盤の不飽和化による液状化防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の地盤の不飽和化による液状化防止方法は、地盤を不飽和化させることにより液状化を防止するための方法であって、改良対象となる地盤の周囲に止水壁を設けることなく、地盤中の地下水位を低下させるために、重力排水又は負圧揚水等の揚水手段を設置する。そして、揚水手段を用いて地盤中から地下水を揚水することにより地下水位を低下させて、地盤を不飽和化する。その後、揚水手段による地下水の揚水を停止し、止水壁の存在を前提とせずに、地盤の不飽和化を維持して、地盤の液状化を防止することを特徴とするものである。
【００１１】
また、上述した地盤の不飽和化による液状化防止方法において、地盤の飽和度を測定する飽和度測定手段を設置することが好ましい。そして、測定した飽和度が基準値以上となった場合に、再度、揚水手段を用いて地盤中から地下水を揚水することにより地下水位を低下させる。
【００１２】
このような構成からなる地盤の不飽和化による液状化防止方法では、改良対象となる地盤中に、重力排水又は負圧揚水等の揚水手段を設置して、地盤中から地下水を揚水する。この際、改良対象となる地盤の周囲に止水壁を設ける必要はなく、揚水を終了した後に地盤中の地下水位が上昇しても、改良対象となる地盤における飽和度はほぼ一定値を保っている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の地盤の不飽和化による液状化防止方法によれば、改良対象となる地盤の周囲に止水壁を設ける必要がなく、改良対象となる地盤中の地下水位を低下させるための揚水装置を設置するだけでよいので、工事が容易かつ簡便なものとなり、工事費用を削減することができる。
【００１４】
また、地盤の飽和度を観測して、飽和度が基準値以上となった場合に、再度、揚水手段を用いて地盤中から地下水を揚水することにより、長期間にわたって安定して地盤の不飽和化を行って、液状化を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る地盤の不飽和化による液状化防止方法の説明図。
【図２】本発明の実施形態に係る地盤の不飽和化による液状化防止方法における飽和度の推移を示す説明図。
【図３】本発明の実施形態に係る地盤の不飽和化による液状化防止方法において地盤中に水分計を設置した状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の地盤の不飽和化による液状化防止方法（以下、液状化防止方法と略記する）の実施形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施形態に係る液状化防止方法を説明するもので、図１は液状化防止方法の説明図、図２は飽和度の推移を示す説明図、図３は地盤中に水分計を設置した状態を示す模式図である。
【００１７】
＜液状化防止方法の概要＞
我が国では、プレート境界型巨大地震の発生により地盤の液状化現象が発生し、これによる大規模な被害が予想されている。実際、東日本大震災では、埋立地、堤防や盛り土、護岸等で液状化現象が発生して、様々な被害をもたらした。このため、近い将来発生すると予測されている大規模地震に備えて、早急に液状化対策を行うことが望まれている。本発明の実施形態に係る液状化防止方法は、飽和地盤中の地下水位を低下させることにより、地盤を不飽和化させて、大規模な工事を行うことなく、適切かつ確実に液状化強度を向上させることを可能としたものである。
【００１８】
＜液状化防止方法の手順＞
本発明の実施形態に係る液状化防止方法では、図１（ａ）に示すように、改良対象となる飽和地盤中に井戸１０を設けて、井戸１０から揚水を行う。この際使用する揚水装置２０は、井戸１０の底部に設置された重力排水型の揚水ポンプであってもよいし、井戸１０中に負圧を発生させて揚水を行う負圧ポンプであってもよい。なお、負圧ポンプを用いた場合の方が、より一層短時間で土壌を不飽和化することができる。
【００１９】
このように、本実施形態では、井戸１０及び揚水装置２０が揚水手段として機能する。また、図３においては、井戸１０の上部に揚水装置２０を図示しているが、これは、揚水手段を模式的に示したもので、揚水装置２０は井戸１０の内部に設置されていることもある。なお、揚水手段は、井戸１０及び揚水装置２０に限られず、地盤中の地下水位を低下させることができれば、どのような手段を用いてもよい。
【００２０】
本発明の液状化防止方法では、地下水位を低下させ、地盤の不飽和化を維持するために、改良対象となる飽和地盤の周囲に止水壁を設ける必要はない。すなわち、本発明の液状化防止方法は、改良対象となる飽和地盤の周囲に止水壁を設けなくとも、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）を用いて地下水位を低下させ、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）による揚水を停止した後であっても、地盤は不飽和化の状態を維持しているという実験結果に基づく知見により開発されたものである。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）により改良対象地盤の地下水位を所定位置まで低下させると、地盤が不飽和化する。これは、地盤中の地下水位を低下させたことにより、地盤中の間隙水に気泡等の気相が混在して、地盤の飽和度を低下させるためである。
【００２２】
その後、一定期間が経過すると、図１（ｃ）に示すように、地下水位は再び上昇する。しかし、地下水位が上昇したとしても、地盤中の間隙水に混在する気相は消滅しないため、不飽和化された状態が維持される。上述したように、止水壁の存在は、地盤の不飽和化を維持するための重要な要素ではない。
【００２３】
＜飽和度の推移＞
発明者が行った実験では、図２に示すように、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）による揚水を行う前の地盤の飽和度は、ほぼ１００％近くであった。そして、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）による揚水を行うと、地下水位の低下に伴い飽和度は徐々に低下し、一定の飽和度となる。
【００２４】
この状態で揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）による揚水を停止すると、飽和度は若干上昇するが、その後、一定の状態を保っていた。すなわち、止水壁が存在しない場合であっても、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）による地下水の揚水を停止した後に、地下水位が再び上昇したとしても、地盤の不飽和化を維持して液状化を防止することができる。
【００２５】
＜飽和度測定手段＞
また、本発明の実施形態に係る液状化防止方法では、地盤の飽和度を測定する飽和度測定手段を設置することが好ましい。飽和度設定手段は、例えば、図３に示すように、地盤中に設置した水分計３０と、この水分計３０に接続されたパーソナルコンピュータやデータロガー等からなる測定装置４０からなる。なお、水分計３０は、上下方向（深さ方向）に複数設置することが好ましい。
【００２６】
このように飽和度測定手段を設置した場合には、飽和度測定手段により地盤の飽和度を定期的に測定する。そして、飽和度の測定結果を監視し、飽和度が基準値以上となった場合には、再度揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）を用いて地盤中から地下水を揚水することにより地下水位を低下させて、不飽和化の状態を維持する。
【００２７】
また、揚水工程が終了した後も、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）をそのまま残置しておいてもよい。このような対応を行うことにより、揚水工程を実施する度に揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）を設置する必要がなくなり、止水壁を設けなくとも、長期間にわたって安定して地盤の不飽和化を行って、液状化を確実に防止することができる。
【００２８】
なお、飽和度測定手段は、水分計３０及び測定装置４０に限られるものではなく、地盤の飽和度を測定できればどのような手段であってもよい。例えば、地盤の比抵抗を測定する比抵抗測定装置や、弾性波を発射して、弾性波速度とエネルギー減衰等に基づいて飽和度を測定する弾性波測定装置等を用いることができる。
【００２９】
＜従来技術との比較＞
本発明の液状化防止方法は、止水壁を設けなくとも、揚水手段（井戸１０及び揚水装置２０）により地下水位を低下させた後に、飽和状態を長期間にわたって維持できるという知見に基づいた方法であり、改良対象となる地盤の周囲に止水壁を設けないという点で、従来の地下水位の低下による地盤の不飽和化工法と比較して、工事が容易かつ簡便なものとなり、工事費用を減少させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  井戸
２０  揚水装置
３０  水分計
４０  測定装置
【図１】
2014074283.tif 000003
【図２】
2014074283.tif 000004
【図３】
2014074283.tif 000005