(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表に設けられた通路の下方に構造物又は地盤改良部が設けられた地盤における地盤沈下対策構造であって、
前記構造物又は前記地盤改良部とその周囲の地盤との境界を跨ぐように前記通路の表層の下に敷設された、前記地盤の変形に追従可能な単一層の繊維補強セメント層を備えることを特徴とする地盤沈下対策構造。
【請求項２】
前記構造物は、前記通路の下方を横切るように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の地盤沈下対策構造。
【請求項３】
地表に設けられた通路の下方に構造物又は地盤改良部が設けられた地盤における地盤沈下対策方法であって、
前記構造物又は前記地盤改良部とその周囲の地盤との境界を跨ぐように前記通路の表層の下に、繊維補強セメントを打設することにより、繊維補強セメント層を敷設することを特徴とする地盤沈下対策方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地表の通路の下に構造物又は地盤改良部が設けられた地盤における地盤沈下対策構造および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地表の道路や線路等の通路の下にカルバート等の構造物が横切るように存在する地盤において、大規模な地震が発生して地盤沈下が生じた場合、構造物上の地盤はその周囲の地盤に比して薄く、また、構造物が杭で支持されているため、構造物上の地盤の沈下量はその周囲の地盤の沈下量に比して小さくなる。これにより、構造物とその周囲の地盤との境界において、地表の通路に段差が生じてしまうことがある。また、ＬＮＧタンクの下等を地盤改良し、地盤改良部とその外側の地盤との境界に跨るように地表の通路が存在する地盤においても、同様の事態が生じてしまうことがある。このような場合、車両等の通行が遮断される等の支障が生じることから、これまで様々な地盤沈下対策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の地盤沈下対策では、地表の通路の下に、構造物とその周囲の地盤との境界を跨ぐように、ジオテキスタイル及び繊維強化ボードを重ねて敷設し、ジオテキスタイルに面内方向の引張荷重を負担させ、繊維強化ボードにせん断力を負担させることにより、上記境界上における通路の段差を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６３０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の地盤沈下対策では、ジオテキスタイルを敷設してその上に複数層の繊維強化ボードを水平方向に相対移動可能に積層する等、複数の材料を用いて煩雑に施工することを要していた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地盤沈下により構造物又は地盤改良部とその周囲の地盤との境界において生じる地表の通路の段差を、簡易な施工で効果的に抑制することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る地盤沈下対策構造は、地表に設けられた通路の下方に構造物又は地盤改良部が設けられた地盤における地盤沈下対策構造であって、前記構造物又は前記地盤改良部とその周囲の地盤との境界を跨ぐように前記通路の表層の下に敷設された、前記地盤の変形に追従可能な単一層の繊維補強セメント層を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記地盤沈下対策構造において、前記構造物は、前記通路の下方を横切るように設けられてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る地盤沈下対策方法は、地表に設けられた通路の下方に構造物又は地盤改良部が設けられた地盤における地盤沈下対策方法であって、前記構造物又は前記地盤改良部とその周囲の地盤との境界を跨ぐように前記通路の表層の下に、繊維補強セメントを打設することにより、繊維補強セメント層を敷設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、地盤沈下により構造物又は地盤改良部とその周囲の地盤との境界において生じる地表の通路の段差を、簡易な施工で効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る地盤沈下対策構造を適用する地盤を示す斜視図である。
【図２】一実施形態に係る地盤沈下対策構造を示す立断面図である。
【図３】一実施形態に係る地盤沈下対策構造を示す立断面図である。
【図４】一実施形態に係る地盤沈下対策構造を適用した地盤が大規模な地震動を受けることにより沈下した状態を示す立断面図である。
【図５】他の実施形態に係る地盤沈下対策構造を示す立断面図である。
【図６】他の実施形態に係る地盤沈下対策構造を示す立断面図である。
【図７】他の実施形態に係る地盤沈下対策構造を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る地盤沈下対策構造を適用する地盤を示す斜視図であり、図２は、該地盤及び地盤沈下対策構造１０を示す立断面図である。これらの図に示すように、本実施形態に係る地盤沈下対策構造１０は、道路２０の下方を横切るようにカルバート３０が埋設され該カルバート３０が基礎杭３２で支持された地盤において、大規模な地震時にカルバート３０とその周囲の地盤との境界において地表の道路２０に段差が生じるのを抑制するためのものである。
【００１３】
図３は、地盤沈下対策構造１０を示す立断面図である。この図に示すように、道路２０は、表層のアスファルト層２２とその下層の路盤２４とを備え、カルバート３０とその幅方向両側の地盤との境界を跨ぐように設けられた地盤沈下対策構造１０を備えている。
【００１４】
地盤沈下対策構造１０は、路盤２４とアスファルト層２２との間に敷設された繊維補強セメント層１２を備えている。繊維補強セメント層１２は、繊維補強セメント（本実施形態では、高じん性モルタル）を打設することにより構築された所定厚さ（例えば、１００ｍｍ〜２００ｍｍ）の層であり、カルバート３０の上方を横断するように設けられている。
【００１５】
本実施形態において繊維補強セメント層１２を構築するのに用いる高じん性モルタルは、例えば、特開２０１１−２０７６７０号公報に記載されているものを用いることができ、具体的には、セメント、石灰系膨張剤、細骨材、分散材、凝結遅延剤、水および有機繊維を必要な成分として含有している。セメントは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＳＯ３等の各成分を所定重量％ずつ含有する。このような組成のセメントは、クリンカー原料から一括合成してもよく、あるいは各別に合成した異なる組成のセメントを混合してもよい。例えば、各別に合成した異なる組成のセメントを混合する場合は、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２の組成を有するセメントとポルトランドセメントとを混合する等すればよい。この場合において混合するセメントの割合は、得られる高じん性モルタルの流動性の保持時間および強度発現性が所望の程度となるように適宜に設定される。
【００１６】
石灰系膨張剤としては、例えば、生石灰、生石灰−石膏混合系、仮焼ドロマイト等を挙げることができ、これらの１種以上を選択して使用することができる。この石灰系膨張剤の含有割合は、モルタル硬化後の収縮によるひび割れを抑える一方で、異常な膨張によるモルタル硬化物の破壊を抑えることができるように適宜設定される。
【００１７】
細骨材としては、例えば、砂、無機粒子、樹脂粉砕物等を挙げることができ、これらの１種以上を選択して使用することができる。砂としては、例えば、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂等、無機粒子としては、例えば、シリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒等、樹脂粉砕物としては、例えばウレタン砕、ＥＶＡフォーム、発泡樹脂等が挙げられる。この細骨材の粒径や含有割合は、有機繊維との絡みつきを抑えることができ、骨材とセメントとの接着力や施工性を十分に確保できるように適宜設定される。
【００１８】
分散剤としては、例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のポリカルボン酸塩、メラミンホルマリン縮合物スルホン酸塩等を挙げることができ、これらの１種以上を選択して使用することができる。アルカリ金属としては、例えば、ナトリウム、カリウム等、アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム等が挙げられる。この分散剤の含有割合は、高じん性モルタルの流動性および適切な硬化速度と硬化物の耐久性とのバランスを考慮して適宜設定される。
【００１９】
凝結遅延剤としては、例えば、無機酸のナトリウム塩、有機酸のナトリウム塩、オキシカルボン酸塩等を挙げることができ、これらの１種以上を選択して使用することができる。無機酸のナトリウム塩としては、例えば、硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等、有機酸のナトリウム塩としては、例えば、Ｌ−酒石酸ナトリウム、ＤＬ−酒石酸ナトリウム等、オキシカルボン酸としては、例えば、脂肪族オキシ酸、芳香族オキシ酸等が挙げられる。この凝結遅延剤の含有割合は、高じん性モルタルの流動性の保持時間と硬化後の強度発現性のバランスを考慮して適宜設定される。
【００２０】
水としては、セメントの水和および高じん性モルタルの流動性および強度発現性に影響しないものを適宜に選択して用いることができ、例えば、水道水、下水道処理水、生コン上澄水等が挙げられる。
【００２１】
有機繊維としては、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維およびナイロン繊維よりなる群から１種以上を選択して使用することができる。ポリオレフィン繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等が挙げられる。有機繊維の直径Ｄと長さＬとの比Ｌ／Ｄならびに有機繊維の直径Ｄと細骨材の最大流径ｄとの比Ｌ／ｄは、有機繊維がファイバーボールを形成することがなく、有機繊維の補強効果が最大限に発現されるように適宜設定される。また、有機繊維の含有割合は、所望のじん性が発現されるように適宜設定される。
【００２２】
以上のような地盤沈下対策構造１０は、地盤を掘削してカルバート３０を設置した後に道路２０を構築する際、または、既に構築された道路２０を再構築する際に構築される。何れの場合においても、まず、カルバート３０とその幅方向両側の地盤との境界を跨ぐように路盤２４を構築する。この路盤２４は、路体の表面に砕石を敷均し、この砕石を締固めることにより構築する。次に、路盤２４上に型枠を設置して高じん性モルタルを打設することにより繊維補強セメント層１２を構築する。そして、繊維補強セメント層１２の上に表層たるアスファルト層２２を舗装する。
【００２３】
図４は、地盤沈下対策構造１０を適用した地盤が大規模な地震動を受けることにより沈下した状態を示す立断面図である。この図に示すように、カルバート３０の幅方向両側の地盤が液状化等により沈下した場合、カルバート３０は支持層まで打設されている基礎杭３２により支持されて沈下せず、また、カルバート３０上の地盤は、その両側の地盤に比して層厚が小さいため、カルバート３０上の地盤とその両側の地盤とに沈下量の差が生じる。
【００２４】
ここで、アスファルト層２２の下には、カルバート３０とその幅方向両側の地盤との境界を跨ぐように、高じん性モルタルからなる繊維補強セメント層１２が存在し、該繊維補強セメント層１２は、地盤の変形に追従可能なじん性と、沈下する地盤からの面内方向の引張荷重に耐え得る引張強度とを有するため、上記境界における道路２０のせん断変形を抑制する。
【００２５】
従って、道路２０をその下方でカルバート３０が横切る地盤において地盤沈下が生じた際には、カルバート３０上の地盤とその幅方向両側の地盤との沈下量の差が、カルバート３０から離れるにつれて徐々に大きくなり、これにより、道路２０のカルバート上の部分とその両側の部分との段差を抑制する（滑らかにする）ことができ、上記境界上での道路２０の通行障害を防止できる。
【００２６】
また、本実施形態に係る地盤沈下対策構造１０は、路盤２４上に繊維補強セメントを打設するのみ、即ち単一材料のみを使うという簡易な施工で構築することができるため、施工の手間や時間を低減することができる。
【００２７】
さらに、地盤沈下対策構造１０の下方の地盤に空洞ができると繊維補強セメント層１２が撓むため、空洞の発生の確認が容易であり、速やかに対策を講ずることが可能である。
【００２８】
図５は、他の実施形態に係る地盤沈下対策構造１００及び該地盤沈下対策構造１００を適用する地盤を示す立断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る地盤沈下対策構造１００は、ＬＮＧタンク３３の下方にサンドコンパクション工法等によりＬＮＧタンク３３よりも大面積の地盤改良部３１が形成され、地盤改良部３１とその外側の軟弱地盤との境界に沿って該境界に跨るように地表の道路２０が形成された地盤において、大規模な地震時に地盤改良部３１とその外側の軟弱地盤との境界において地表の道路２０に段差が生じるのを抑制するためのものである。
【００２９】
道路２０の幅方向一方側は地盤改良部３１の上に位置し、道路２０の幅方向他方側は地盤改良部３１の外側の軟弱地盤の上に位置する。ここで、地盤沈下対策構造１００は、道路２０の幅方向全域に亘って設けられており、地盤改良部３１とその外側の軟弱地盤との境界を跨ぐように設けられている。
【００３０】
地盤沈下対策構造１００は、上述の実施形態に係る地盤沈下対策構造１００と同様に、路盤２４とアスファルト層２２との間に敷設された繊維補強セメント層１２を備えている。繊維補強セメント層１２は、上述の実施形態と同様、繊維補強セメント（本実施形態では、高じん性モルタル）を打設することにより構築された所定厚さ（例えば、１００ｍｍ〜２００ｍｍ）の層であり、地盤改良部３１とその外側の軟弱地盤との境界を跨ぐように設けられている。
【００３１】
本実施形態に係る地盤沈下対策構造１００によれば、地表の道路２０が地盤改良部３１とその外側の軟弱地盤との境界を跨ぐように設けられた地盤において地盤沈下が生じた際には、地盤改良部３１とその外側の軟弱地盤との沈下量の差が、地盤改良部３１から離れるにつれて徐々に大きくなり、これにより、道路２０の地盤改良部３１上の部分とその外側の部分との段差を抑制する（滑らかにする）ことができる。
【００３２】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、上記実施形態では、地盤沈下対策構造１０をカルバート３０の上方を横断するように設けたが、カルバート３０とのその幅方向両側の地盤との境界を跨ぐように設ければよく、例えば、図６に示すように、カルバート３０の幅方向中央部には設けずにその両側に分離して設けてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、地表の道路２０の下方をカルバート３０が横切る地盤の沈下対策を例に挙げて本発明を説明したが、例えば、図７に示すように、道路２０の下方を橋台１３０が横切る地盤等、あるいは線路の下方をカルバートが横切る地盤等の他の通路や他の構造物が設けられた地盤の沈下対策に本発明を適用してもよい。この場合、従来からよく行われている踏掛板の設置に比して施工コストを低減できる。
【００３４】
また、上記実施形態では、路盤２４を構築してその上に繊維補強セメント層１２を敷設したが、路盤２４を構築することは必須ではなく、繊維補強セメント層１２を路体の上に直接敷設してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  地盤沈下対策構造、１２  繊維補強セメント層、２０  道路（通路）、２２  アスファルト層（表層）、２４  路盤、３０  カルバート（構造物）、３１  地盤改良部、３２  基礎杭、３３  ＬＮＧタンク、１００  地盤沈下対策構造、１３０  橋台（構造物）
【図１】
0005948091.tif 000002
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図７】
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