(57)【要約】【課題】  簡単な作業により地盤の液状化を確実かつ低コストで防止することができる地盤の液状化防止方法を提供する。【解決手段】  地盤１１の液状化層１２中に気泡を拡散させて、該液状化層１２を不飽和状態にする地盤１１の液状化防止方法において、液状化層１２中に、例えばドライアイス等の気化する固体３０を充填する。これにより、液状化層の液状化抵抗を増大させることができ、地盤の液状化を確実かつ低コストで防止することができる。【選択図】      図４
2006169766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、
前記液状化層中に、気化する固体を充填することを特徴とする地盤の液状化防止方法。
【請求項２】
地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、
前記液状化層中に、気化する液体を注入することを特徴とする地盤の液状化防止方法。
【請求項３】
地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、
前記液状化層中に、二酸化炭素ガスを注入することを特徴とする地盤の液状化防止方法。
【請求項４】
地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、
前記地盤にボーリング孔を形成し、このボーリング孔内に、複数の密閉空間内にドライアイスを充填した管を挿入し、次に、この管の複数の密閉空間に対応する前記ボーリング孔内に複数の密閉空間を形成し、次に、これら管の各密閉空間とボーリング孔内の各密閉空間とを連通させ、前記ドライアイスから発生した二酸化炭素ガスを拡散させ、次に、前記ドライアイスが完全に気化した後で前記ボーリング孔内から前記管を引き抜きながら該ボーリング孔内に閉塞材を注入することを特徴とする地盤の液状化防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、構造物の直下の砂質土層の液状化を防止する地盤の液状化防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の地盤の液状化防止方法として、図５及び図６に示す方法がある（例えば、特許文献１参照。）。この地盤の液状化防止方法では、図５及び図６に示すように、まず、構造物１が構築された地盤２の外周に非液状化層４まで根入させた四角筒状の止水壁５を設け、この止水壁５内の地盤２に穿設した注入孔６よりアルミニウム粉（発泡剤）を溶かした水溶液を地盤２の液状化層である砂質土層３に注入する。
【０００３】
そして、止水壁５内の地盤２に穿設された排水孔７よりポンプ８で地下水を汲み上げると、地下水の流れが注入孔６から排水孔７になり、上記アルミニウム粉を溶かした水溶液が構造物１の直下の砂質土層３に浸透する。次に、水酸化カルシウムが溶けているセメント上澄み水（反応剤）を注入孔６より注入すると、この水酸化カルシウムがアルミニウム粉と反応して水素ガス（Ｈ２）が発生する。この水素ガスにより砂質土層３が不飽和になるので、砂質土層３の地盤２の液状化抵抗が増大し、液状化防止が可能となる。
【０００４】
ここで、地盤の液状化とは、含水率の高い地盤が地震により衝撃、振動を受けて変形した場合に、土粒子間に飽和状態で存在している間隙水の水圧が静水圧より急激に上昇して土粒子間の摩擦抵抗が消失してしまい、その結果、地盤があたかも液体のように挙動して耐力を失ってしまう状況をいう。また、静水圧より高くなる部分の水圧を過剰間隙水圧といい、この過剰間隙水圧がその深度における有効上載圧に等しくなると、砂粒子同士の結合が外れて水中に浮かんだような状態となる。上記地盤の液化防止方法では、水素ガスにより砂質土層３の飽和度を低下させることで、砂質土層３の不飽和化を図っている。
【特許文献１】特開２００１−３５５２２８号公報
【特許文献２】特開２００３−９００３２号公報
【特許文献３】特開平８−３９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の地盤の液状化防止方法では、注入孔６より排水孔７に地下水を流すために、構造物１の周りの地盤２に止水壁５を設けなければならないため、作業工程が増えると共に施工作業が大掛かりとなり、液状化対策に長時間を要してコスト高になった。また、水素ガスを発生させるために、アルミニウム粉等の発泡剤と水酸化カルシウム等の反応剤の二つの材料が必要不可欠なため、更にコスト高になった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、簡単な作業により地盤の液状化を確実かつ低コストで防止することができる地盤の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】
【０００７】
請求項１の発明は、地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、前記液状化層中に、気化する固体を充填することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、前記液状化層中に、気化する液体を注入することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、前記液状化層中に、二酸化炭素ガスを注入することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、地盤の液状化層中に気泡を拡散させて、該液状化層を不飽和状態にする地盤の液状化防止方法において、前記地盤にボーリング孔を形成し、このボーリング孔内に、複数の密閉空間内にドライアイスを充填した管を挿入し、次に、この管の複数の密閉空間に対応する前記ボーリング孔内に複数の密閉空間を形成し、次に、これら管の各密閉空間とボーリング孔内の各密閉空間とを連通させ、前記ドライアイスから発生した二酸化炭素ガスを拡散させ、次に、前記ドライアイスが完全に気化した後で前記ボーリング孔内から前記管を引き抜きながら該ボーリング孔内に閉塞材を注入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、地盤の液状化層中に、気化する固体を充填するだけの簡単な作業により、液状化層を不飽和にすることができる。これにより、液状化層の液状化抵抗を増大させることができ、地盤の液状化を確実かつ低コストで防止することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、地盤の液状化層中に、気化する液体を注入するだけの簡単な作業により、液状化層を不飽和にすることができる。これにより、液状化層の液状化抵抗を増大させることができ、地盤の液状化を確実かつ低コストで防止することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、地盤の液状化層中に、二酸化炭素ガスを注入するだけの簡単な作業により、液状化層を不飽和にすることができる。これにより、液状化層の液状化抵抗を増大させることができ、地盤の液状化を確実かつ低コストで防止することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、地盤に形成したボーリング孔内にドライアイスを充填した管を挿入し、ドライアイスの気化後に、管を引き抜きながらボーリング孔内を閉塞材で閉塞するだけの簡単な作業により、地盤の液状化層を不飽和状態にすることができる。これにより、液状化層の液状化抵抗を増大させることができ、地盤の液状化を確実かつ低コストで防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態の地盤の液状化防止方法による地盤の不飽和状態を示す要部の概略拡大断面図、図２は同地盤の不飽和状態を示す全体の概略断面図、図３は同地盤のボーリング孔内に管を挿入した状態を示す部分概略図、図４は同管の開口窓を開閉するシャッターを開いた状態を示す部分概略図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態の地盤の液状化防止方法は、既設建築物（構造物）１０が構築されている地盤１１の液状化層である砂質土層１２の液状化対策に適用している。
【００１８】
この地盤１１の液状化防止方法では、まず、図２に示すように、ボーリングマシン等の穿孔機９を用いて、既設建築物１０の直下の地盤１１の砂質土層１２に斜めのボーリング孔（掘削孔）１３を形成する。次に、このボーリング孔１３内に、各仕切壁２１と各開口窓２２を開閉するシャッター２３により複数形成された密閉空間２４内に所定量のドライアイス（気化する固体）３０を充填した金属製で長尺の管（ケーシングパイプ）２０を挿入する。
【００１９】
次に、管２０の各仕切壁２１の外周に装着されたゴム製等の空気袋（遮蔽手段）２５を膨張させてボーリング孔１３内に複数の密閉空間Ｓを形成する。次に、管２０の各密閉空間２４（一対の仕切壁２１，２１間）に形成された開口窓２２を各シャッター２３を管２０の周方向に移動させて開き、管２０の各密閉空間２４とボーリング孔１３内の各密閉空間Ｓとを連通させる。これにより、管２０の各一対の仕切壁２１，２１間のドライアイス３０が砂質土層１２の水等と反応することで、二酸化炭素ガス（ＣＯ２）が発生する。この二酸化炭素ガスは水等に溶け易いため、図２に示すように、大量の二酸化炭素ガス（気泡）１５を地盤１１中に含有でき、不飽和となりやすい。
【００２０】
次に、ドライアイス３０が完全に気化した後で、ボーリング孔１３内から管２０を抜き抜きながら該管２０の先端よりボーリング孔１３内にグラウト材（閉塞材）１４を注入する。そして、このグラウト材１４によるボーリング孔１３内の閉塞作業を地盤１１の地表の近くまで行い、図１に示すように、最後に地盤１１の地表の部位のボーリング孔１３をグラウト材１４で完全に塞ぐ。このようにして成るボーリング孔１３を既設建築物１０の直下の砂質土層１２に斜めに所定数それぞれ形成する。尚、気化する固体はドライアイスに限られるものではない。
【００２１】
このように、地盤１１の砂質土層１２のボーリング孔１３内にドライアイス３０を充填した管２０を挿入し、ドライアイス３０の気化後に、管２０を引き抜きながらボーリング孔１３内をグラウト材１４で閉塞するだけの簡単な作業により、砂質土層１２を不飽和状態にすることができる。即ち、ドライアイス３０が砂質土層１２の水等と反応することで、二酸化炭素ガス（ＣＯ２）が発生する。この二酸化炭素ガスは水等に溶け易いため、図２に示すように、大量の二酸化炭素ガス１５を地盤１１中に含有でき、不飽和となりやすい。
【００２２】
また、二酸化炭素ガスは空気より重いので、二酸化炭素ガスが地盤１１の地表側へ逃げることがなく、その水等に溶けた二酸化炭素ガス１５は砂質土層１２のボーリング孔１３の周辺に拡散され、その拡散状態が経時的に維持される。これにより、砂質土層１２の液状化抵抗を増大させて該砂質土層１２を常に不飽和状態に保つことができ、地盤１１の液状化を確実かつ低コストで防止することができる。この砂質土層１２内の水等に溶けた二酸化炭素ガス１５は、地震時の振動等により更に気化するため、地盤１１の砂質土層１２の液状化をより有効に防止することができる。
【００２３】
さらに、既設建築物１０の直下の地盤１１でも該地盤１１の砂質土層１２を簡単かつ確実に不飽和状態にすることができる。また、この施工時において地盤１１の変位は小さいので、近接の構造物への影響は可及的に少なくて済む。
【００２４】
前記実施形態によれば、地盤１１の砂質土層１２に斜めのボーリング孔１３を形成して地盤１１の砂質土層１２の液状化を防止したが、地盤１１の砂質土層１２にボーリング孔１３を垂直に形成しても良い。
【００２５】
また、前記実施形態によれば、気化する固体としてドライアイスを用いたが、気化する固体の代わりに、揮発性の高いアルコール等の気化する液体を液体供給管等の所定手段を介して砂質土層（液状化層）１２中に直接注入するようにしても前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。この気化する液体には、二酸化炭素ガス（ＣＯ２）等の気体を溶け込ませた炭酸水等も含むものである。この気体を溶け込ませた炭酸水を液体供給管等の所定手段を介して砂質土層１２中に注入すれば、気体を溶け込ませた炭酸水が砂質土層１２中により深く浸透し、例えば、地震等の振動で揺すられて溶けていた二酸化炭素の泡が大量に発生し、砂質土層１２の液状化の防止をより有効に行うことができる。
【００２６】
さらに、前記気化する固体の代わりに二酸化炭素ガス（ＣＯ２）を用い、この二酸化炭素ガスをガス供給管等の所定手段を介して砂質土層（液状化層）１２中に直接注入するようにしても前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態の地盤の液状化防止方法による地盤の不飽和状態を示す要部の概略拡大断面図である。
【図２】上記地盤の不飽和状態を示す全体の概略断面図である。
【図３】上記地盤のボーリング孔内に管を挿入した状態を示す部分概略図である。
【図４】上記管の開口窓を開閉するシャッターを開いた状態を示す部分概略図である。
【図５】従来の地盤の液状化防止方法による地盤の不飽和状態を示す断面図である。
【図６】上記従来の地盤の不飽和状態を平面として示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  地盤
１２  砂質土層（液状化層）
１３  ボーリング孔
１４  グラウト材（閉塞材）
１５  二酸化炭素ガス
２０  管
２４  密閉空間
３０  ドライアイス（気化する固体）
Ｓ  密閉空間
【図１】
2006169766.tif 000003
【図２】
2006169766.tif 000004
【図３】
2006169766.tif 000005
【図４】
2006169766.tif 000006
【図５】
2006169766.tif 000007
【図６】
2006169766.tif 000008