(57)【要約】【課題】より確実且つ効果的に、地中免震壁構造の長期安定性を確保でき、地震時の開削トンネルなどの地中構造物の応力低減を図ることが可能な地中構造物の免震構造及びこの地中構造物の免震構造の構築方法を提供する。【解決手段】非液状化層１ｂの上に液状化層１ａを備えた地盤１の液状化層１ａ中に構築される地中構造物２とこの地中構造物２の周辺地盤１との間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状または柱状で、且つ液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築された地中免震壁４を備える。【選択図】図１
2015105510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非液状化層の上に液状化層を備えた地盤の前記液状化層中に構築される地中構造物と該地中構造物の周辺地盤との間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状または柱状で、且つ前記液状化層から前記非液状化層に下端側を根入れして構築された地中免震壁を備えて構成されていることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項２】
非液状化層の上に液状化層を備えた地盤の前記液状化層中に構築される地中構造物と該地中構造物の周辺地盤との間に、
吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状または柱状に構築された地中免震壁と、
前記地中免震壁に沿って構築されるとともに、前記液状化層から前記非液状化層に下端側を根入れして構築された前記地中免震壁よりも高剛性の地中仕切り壁とを備えて構成されていることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項３】
請求項２記載の地中構造物の免震構造において、
前記地中仕切り壁が前記地中構造物側の側面と前記免震壁との間、あるいは前記地中免震壁の外側に構築されていることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項４】
請求項２記載の地中構造物の免震構造において、
前記地中仕切り壁が、少なくとも一部を前記地中免震壁の内部に埋設して構築されていることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項５】
請求項２記載の地中構造物の免震構造において、
前記地中仕切り壁が、前記地中構造物側の外側側面に近接して構築される第１地中仕切り壁と、前記地中構造物の外側の第１地中仕切り壁よりも外側に構築される第２地中仕切り壁とを備え、
前記第１地中仕切り壁が前記液状化層から前記非液状化層に下端側を根入れして構築され、
前記第２地中仕切り壁が下端を前記液状化層に配し、前記第１地中仕切り壁よりも浅い深度で構築され、
前記地中免震壁が前記第１地中仕切り壁と前記第２地中仕切り壁の間に配される深度で構築されていることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の地中構造物の免震構造において、
前記地中免震壁に作用する側方土圧を、鉛直土圧に対する割合である側方土圧係数を用いて設定し、設定した前記側方土圧にバランスする吸水膨張圧、または、設定した前記側方土圧以上の前記粘土系材料によって前記地中免震壁が構築されていることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の地中構造物の免震構造において、
前記粘土系材料が、ベントナイトと骨材からなる混合材料であり、
前記混合材料の自重及び水中重量を、ベントナイトを１００％配合した材料の自重及び水中重量よりもそれぞれ大きくし、前記地中免震壁の土被り圧が前記地盤の土被り圧にバランスする前記混合材料、または、前記地中免震壁の土被り圧が前記地盤の土被り圧以上である前記混合材料からなることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項８】
請求項７記載の地中構造物の免震構造において、
予め設定したベントナイト配合率を用いて前記混合材料の湿潤重量と水中重量を計算し、この水中重量を深さ方向に積分した値を前記粘土系材料の鉛直土圧として求め、前記地中免震壁が、この鉛直土圧と前記地盤の鉛直土圧の接近度合いに基づいて設計した前記混合材料からなることを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の地中構造物の免震構造において、
ベントナイトに混合する骨材として粒子密度が大きい骨材を使用し、前記地中免震壁を構成する前記粘土系材料の水中重量を大きくしたことを特徴とする地中構造物の免震構造。
【請求項１０】
請求項２から請求項９のいずれか一項に記載の地中構造物の免震構造を構築する方法であって、
前記地中仕切り壁を構築し、
前記地中仕切り壁の間の前記液状化層の地盤を所定の深度まで開削して前記地中構造物を構築し、
前記地中免震壁を構築するとともに前記地中構造物を埋設するように前記液状化層の地盤を埋め戻すことを特徴とする地中構造物の免震構造の構築方法。
【請求項１１】
請求項５記載の地中構造物の免震構造を構築する方法であって、
前記地中構造物側の外側側面に近接して前記第１地中仕切り壁を構築し、
前記第１地中仕切り壁の外側の第１地中仕切り壁よりも外側に前記第２地中仕切り壁を構築し、
前記第１地中仕切り壁と前記第２地中仕切り壁の間の前記液状化層の地盤を掘削し、吸水膨潤性を有する粘土系材料と置換して前記地中免震壁を構築することを特徴とする地中構造物の免震構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時に地中構造物の変形、浮き上がり等を防止するための地中構造物の免震構造及び地中構造物の免震構造の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、開削トンネルなどの地中構造物の地震時の応力低減を目的として地中構造物の免震構造（地盤変位吸収免震構造）を採用することが提案、実用化されている。
【０００３】
この種の地中構造物の免震構造には、地中構造物に沿って連続的に地中免震壁を設置して構成したものがある。また、この種の地中構造物の免震構造は、作用する土圧に十分に抵抗でき、長期的安定性を確保できる材料を用いて地中免震壁を構築するとともに、免震効果を発揮するために剛性が小さい材料を用いて構築することが求められ、これら相反する条件をバランスよく設定し、所望の免震性能を発揮できるようにすることが重要になる。
【０００４】
これに対し、本願の出願人（発明者ら）は、地中免震壁の長期安定性を確保でき、且つ確実に地震時の開削トンネルなどの地中構造物の応力低減を図ることができる地中構造物の免震構造（地盤変位吸収免震構造）についての特許出願を既に行っている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
そして、特許文献１、特許文献２では、図１６に示すように、周辺地盤１と地中構造物２の間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなる壁状の免震層（地中免震壁）３を設置して地中構造物の免震構造を構成している。
【０００６】
また、地中免震壁を構成する粘土系材料として、ベントナイトと水の混合物、あるいはベントナイトと骨材（砂礫等の土質材料あるいはガラスビーズ等の長期変質しにくい人工材料）と水の混合物を用いる。
【０００７】
さらに、地中免震壁を構成する粘土系材料におけるベントナイトと水の混合物からなる材料で満たされている領域がベントナイト有効乾燥密度で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３となるようにする。
【０００８】
また、粘性土系材料としてベントナイトと骨材（砂礫等の土質材料あるいはガラスビーズ等の長期変質しにくい人工材料）と水の混合物を用いた場合においても、この粘土系材料におけるベントナイトと水で満たされている領域がベントナイト有効乾燥密度で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３となるようにする。
【０００９】
これらの本願の出願人（発明者ら）の創意工夫により、より効果的に、地中免震壁の長期安定性を確保でき、地震時の開削トンネルなどの地中構造物の応力低減を図ることが可能な地中構造物の免震構造を実現することができる。
【００１０】
ここで、非特許文献１には、図１７に示すように、地中免震壁の材料のせん断波速度Ｖｓの周辺地盤のせん断波速度に対する比（Ｖｓ比）が小さいほど、躯体部（地中構造物）のせん断力の低減率（対策後／対策前）が小さくなるので免震効果が大きくなることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−０３１６６２号公報
【特許文献２】特開２０１２−０３１６６３号公報
【特許文献３】特許第３６５３６９６号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】張至鎬、福武毅芳他、「ベントナイトを用いた地中構造物の免震壁構造の検討（その２：ＦＥＭ解析による免震効果の考察）」、土木学会第６５回年次学術講演会、平成２２年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記の特許文献１の地中構造物の免震構造では、トンネル状の水路や交通路の地中構造物が地震時に液状化しやすい砂地盤に構築されている場合等に対し、図１８及び図１９に示すような地中構造物の横ずれや浮き上りの防止効果が十分に発揮されないおそれがあることが分かった。
【００１４】
また、特許文献３の地中構造物の免震構造では、地中構造物の浮き上がりを効果的に抑止できるものの、地中構造物に作用する地震力の低減効果が十分でなく、横ずれなどの変位の防止効果が十分に発揮されないおそれがあることが分かった。
【００１５】
また、本願の発明者らによる研究により、例えば周辺地盤のせん断波速度Ｖｓを１００ｍ／ｓとすると、図２０に示すように、せん断波速度Ｖｓが２０ｍ／ｓのベントナイト材料を作ることはできるが、図２１に示すように、その乾燥密度ρｄのベントナイト材料の膨張圧は０．０３ＭＰａを下回るため、周辺地盤から受ける側圧に比べて小さくなってしまうことが確認された。
【００１６】
このため、吸水膨張圧による地中免震壁の長期安定性を確保するため、その材料のさらなる改善が強く望まれていた。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、より確実且つ効果的に、地中免震壁構造の長期安定性を確保でき、地震時の開削トンネルなどの地中構造物の応力低減を図ることが可能な地中構造物の免震構造及びこの地中構造物の免震構造の構築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】
【００１８】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１９】
本発明の地中構造物の免震構造は、非液状化層の上に液状化層を備えた地盤の前記液状化層中に構築される地中構造物と該地中構造物の周辺地盤との間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状または柱状で、且つ前記液状化層から前記非液状化層に下端側を根入れして構築された地中免震壁を備えて構成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の地中構造物の免震構造は、非液状化層の上に液状化層を備えた地盤の前記液状化層中に構築される地中構造物と該地中構造物の周辺地盤との間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状または柱状に構築された地中免震壁と、前記地中免震壁に沿って構築されるとともに、前記液状化層から前記非液状化層に下端側を根入れして構築された前記地中免震壁よりも高剛性の地中仕切り壁とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の地中構造物の免震構造においては、前記地中仕切り壁が前記地中構造物側の側面と前記免震壁との間、あるいは前記地中免震壁の外側に構築されていることが望ましい。
【００２２】
さらに、本発明の地中構造物の免震構造においては、前記地中仕切り壁が、少なくとも一部を前記地中免震壁の内部に埋設して構築されていてもよい。
【００２３】
また、本発明の地中構造物の免震構造においては、前記地中仕切り壁が、前記地中構造物側の外側側面に近接して構築される第１地中仕切り壁と、前記地中構造物の外側の第１地中仕切り壁よりも外側に構築される第２地中仕切り壁とを備え、前記第１地中仕切り壁が前記液状化層から前記非液状化層に下端側を根入れして構築され、前記第２地中仕切り壁が下端を前記液状化層に配し、前記第１地中仕切り壁よりも浅い深度で構築され、前記地中免震壁が前記第１地中仕切り壁と前記第２地中仕切り壁の間に配される深度で構築されていてもよい。
【００２４】
さらに、本発明の地中構造物の免震構造においては、前記地中免震壁に作用する側方土圧を、鉛直土圧に対する割合である側方土圧係数を用いて設定し、設定した前記側方土圧にバランスする吸水膨張圧、または、設定した前記側方土圧以上の前記粘土系材料によって前記地中免震壁が構築されていることがより望ましい。
【００２５】
また、本発明の地中構造物の免震構造においては、前記粘土系材料が、ベントナイトと骨材からなる混合材料であり、前記混合材料の自重及び水中重量を、ベントナイトを１００％配合した材料の自重及び水中重量よりもそれぞれ大きくし、前記地中免震壁の土被り圧が前記地盤の土被り圧にバランスする前記混合材料、または、前記地中免震壁の土被り圧が前記地盤の土被り圧以上である前記混合材料からなることが望ましい。
【００２６】
さらに、本発明の地中構造物の免震構造においては、予め設定したベントナイト配合率を用いて前記混合材料の湿潤重量と水中重量を計算し、この水中重量を深さ方向に積分した値を前記粘土系材料の鉛直土圧として求め、前記地中免震壁が、この鉛直土圧と前記地盤の鉛直土圧の接近度合いに基づいて設計した前記混合材料からなることがより望ましい。
【００２７】
また、本発明の地中構造物の免震構造においては、ベントナイトに混合する骨材として粒子密度が大きい骨材を使用し、前記地中免震壁を構成する前記粘土系材料の水中重量を大きくしてもよい。
【００２８】
本発明の地中構造物の免震構造の構築方法は、前記地中仕切り壁を構築し、前記地中仕切り壁の間の前記液状化層の地盤を所定の深度まで開削して前記地中構造物を構築し、前記地中免震壁を構築するとともに前記地中構造物を埋設するように前記液状化層の地盤を埋め戻すことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の地中構造物の免震構造の構築方法においては、前記地中構造物側の外側側面に近接して前記第１地中仕切り壁を構築し、前記第１地中仕切り壁の外側の第１地中仕切り壁よりも外側に前記第２地中仕切り壁を構築し、前記第１地中仕切り壁と前記第２地中仕切り壁の間の前記液状化層の地盤を掘削し、吸水膨潤性を有する粘土系材料と置換して前記地中免震壁を構築することが望ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の地中構造物の免震構造及び地中構造物の免震構造の構築方法においては、より確実且つ効果的に、地中免震壁構造の長期安定性を確保でき、地震時の開削トンネルなどの地中構造物の応力低減を図ることが可能な地中構造物の免震構造及びこの地中構造物の免震構造の構築方法を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る地中構造物の免震構造を示す図である。
【図２】周辺地盤の側方土圧の分布を概念的に示した図である。
【図３】有効ベントナイト乾燥密度と吸水膨張圧の関係を示す図である。
【図４】ベントナイトに骨材を均質に混合して水で湿潤（飽和状態）にしたときの顕微鏡で見たイメージを示す断面図である。
【図５】図４のベントナイトと骨材の混合材料の重量比と体積比を模式的に示した概念図である。
【図６】３種類の密度値を深度に応じて設計した例をプロットしたグラフ図である。
【図７】深度と土圧の関係をプロットしたグラフ図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る地中構造物の免震構造を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る地中構造物の免震構造を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る地中構造物の免震構造の構築方法を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る地中構造物の免震構造を示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る地中構造物の免震構造を示す図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る地中構造物の免震構造の構築方法を示す図である。
【図１４】本発明に係る地中免震壁の形状の一例を示す図である。
【図１５】本発明に係る地中免震壁の形状の一例を示す図である。
【図１６】従来の地中構造物の免震構造を示す斜視図である。
【図１７】地中壁材料のせん断波速度の周辺地盤のせん断波速度に対する比と免震効果の関係を示す図である。
【図１８】地中構造物に液状化に伴う不同沈下が生じた状態を示す図である。
【図１９】地中構造物に液状化に伴う浮き上がりが生じた状態を示す図である。
【図２０】ベントナイト乾燥密度とせん断波速度の関係を示す図である。
【図２１】ベントナイト乾燥密度と膨張圧（膨潤圧）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［第１実施形態］
以下、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係る地中構造物の免震構造について説明する。
【００３３】
はじめに、本実施形態の地中構造物２は、図１に示すように、ボックスカルバート（開削トンネル）などの鉄筋コンクリート製の構造物であり、上層地盤の液状化層１ａに埋設された状態で所定方向に延びて構築されている。地中構造物２が埋設される上層地盤の液状化層１ａは、弾性波速度Ｖｓが例えば１００〜２００ｍ／ｓの軟弱地盤であり、弾性波速度Ｖｓが例えば３００〜５００ｍ／ｓの下層地盤の非液状化層１ｂの上に存在している。
【００３４】
そして、本実施形態の地中構造物の免震構造Ａは、開削トンネルなどの地中構造物２に作用する地震時の応力を低減するためのものであり、非液状化層１ｂの上に液状化層１ａを備えた地盤１の液状化層１ａ中に構築される地中構造物２とこの地中構造物２の周辺地盤１との間に地中免震壁４を設けて構成されている。また、本実施形態の地中免震壁４は、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状で、且つ液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築されている。
【００３５】
より具体的に、本実施形態では、地中構造物２と周辺地盤１の上層地盤の液状化層１ａとの間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなる略鉛直の壁状の地中免震壁４を設置する。地中免震壁４は、所定の壁幅ｔ（図１参照）を有し、地中構造物２の左右両側に接した状態で配置され、地中構造物２の延長方向に連続する壁状に構築されている。また、この地中免震壁４は、数十ｃｍ〜数ｍ程度、下端部分の所定の長さを下層地盤の非液状化層１ｂに根入れして構築されている。なお、地中免震壁４は、延設される地中構造物２の全長にわたって設けられることに限定されず、延長方向に部分的に設けられていてもよい。
【００３６】
また、地中免震壁４は、地震時に繰り返し応力がかかると、履歴減衰によって地震エネルギーを吸収して塑性変形し、地震が終わると元に戻る特性を有する粘土系材料を用いて構築され、この粘土系材料として、ベントナイトと水の混合物（第１混合物）、あるいはベントナイトと骨材と水との混合物（第２混合物）が用いられている。
【００３７】
そして、第１混合物からなる材料で満たされている領域は、ベントナイト有効乾燥密度で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３で、また、第２混合物からなる材料において、ベントナイトと水で満たされている領域は、ベントナイト有効乾燥密度（ベントナイトと骨材を混合した材料の場合で、骨材間隙を満たしているベントナイト部分の密度を乾燥密度で示した値）で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３となるようにして、地中免震壁４が構成されている。第２混合物の骨材としては、砂や砂礫などの土質材料、或いはガラスビーズなどの長期変質しにくい人工材料を採用することができる。
なお、上記の第１混合物で骨材が入っていない材料の場合は、ベントナイト密度のみなのでベントナイト乾燥密度であるが、以下「ベントナイト有効乾燥密度」と統一して表記する。
【００３８】
また、地中免震壁４の壁幅ｔは、０．２〜２．５ｍであることが好ましく、より好ましくは０．２５〜１．０ｍである。なお、施工的には、地中免震壁４の壁幅ｔを一般的な施工装置の使用が可能な０．５〜１．０ｍにすることが好ましい。
【００３９】
次に、上記構成からなる本実施形態の地中構造物の免震構造Ａの作用及び効果について説明する。
【００４０】
図１に示すように、本実施形態の地中構造物の免震構造Ａでは、上記のように選定した粘性土系材料を用いて、略鉛直の壁状に構築した地中免震壁４を備えていることで、地中構造物２への応力低減効果を大きくすることができる。このとき、粘土系材料は周囲の上層地盤の液状化層１ａに対し０．６倍以下の剛性にすると、地中構造物２のせん断力低減効果が効果的に得られ、これにより、地震時の地盤１の変形を緩和することができ、優れた免震効果を発揮する。
【００４１】
さらに、本実施形態の地中構造物の免震構造Ａでは、地中免震壁４の粘土系材料がベントナイトと水の第１混合物、或いはベントナイトと骨材と水の第２混合物である場合に、ベントナイト有効乾燥密度を調整することにより、所定の膨潤圧を発揮させることができる。このため、周囲の地盤１から受ける常時の土圧に抵抗する反力を比較的容易に確保することができる。
【００４２】
例えば、第１混合物の場合で、ベントナイトと水で満たされている領域がベントナイト有効乾燥密度の値で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３の範囲である場合には、吸水膨潤圧が０．０３〜０．３ＭＰａとなる。これにより、地盤１（液状化層１ａ）の水中質量を約１ｇ／ｃｍ３、側方土圧が土被り圧の１倍とすると、深さ３０ｍまでの土圧に耐えることができる。
【００４３】
また、ベントナイトのせん断剛性においても、ベントナイト有効乾燥密度によって異なる特性を示す。これは、骨材体積が材料中に占める割合が５割以下である場合には、骨材粒子相互が接触して相互に応力を伝達する粒子構造とはならずに、骨材と骨材との間にベントナイトゲル（ベントナイトと水の混合物）が介在しているので、材料のせん断特性はベントナイトゲルの特性によって主として決まることに起因している。
したがって、ベントナイト有効乾燥密度を調整することにより、当接材料のせん断剛性を周囲の地盤より小さくすることができ、地震時の繰り返し変形により地盤変形を吸収し、躯体への悪影響を軽減して、外力を吸収する効果を期待することが可能になる。
【００４４】
さらに、本実施形態の地中構造物の免震構造Ａ、ひいては本実施形態の地中免震壁４は、ベントナイトの吸水膨張特性を十分に活用することを特徴としている。このため、地下水位が高い地盤環境下においても容易に施工することが可能である。すなわち、周囲の地盤１が完全に乾燥していない湿潤状態であれば、ベントナイトの保水能力が維持できるので、特段、管理を要することなく、壁幅ｔと材料密度を長期間、好適な状態で維持することが可能になる。また、地中免震壁４として、無機系の天然鉱物である粘性土系材料を用いるため、この点からも、周囲への環境上の影響を懸念する必要がない。
【００４５】
また、地中免震壁４の材料は、豊浦砂の結果と比較し、剛性がかなり小さく、地震時（繰り返しせん断時）にヒステリシスを描くので、エネルギー吸収による履歴減衰材料（ダンパー材料）として適している。この履歴減衰効果は、ベントナイトに砂を混入することで大きくすることができる。
【００４６】
したがって、本実施形態の地中構造物の免震構造Ａにおいては、ベントナイトの吸水膨張特性を十分に活用することから、地下水位が高い環境下においても施工が容易である。なお、地下水位が低くても地盤が乾燥していなければ、ベントナイトは自らの吸水膨潤性を発揮して構築時に保水した水を保持し続けるので、乾燥によって剛性が変化することはなく、地下水位が低くても機能が失われることはない。
【００４７】
また、ベントナイトは吸水膨張する特性を有しており、ひび割れや何らかの損傷が生じたとしても、地下水が浸透してくる条件下ではその損傷を自己修復することができる。すなわち、周囲の地盤１からの土圧によって地中免震壁４の壁幅ｔが減少することがない。さらに、地中免震壁４を構成する粘土系材料は天然の無機質鉱物材料であるから変質がなく、保水状態も変化し難いのでメンテンスが不要になる。
【００４８】
よって、本実施形態の地中構造物の免震構造Ａによれば、地中免震壁４を構成する粘土系材料が吸水膨潤性を有し、周囲の地盤１から受ける常時の土圧に抵抗でき、地中免震壁４の壁幅ｔを一定に保つことができることから、長期安定性を確保できる。さらに、地震時の開削トンネルなどの地中構造物２への応力低減を図ることが可能になる。
【００４９】
そしてさらに、本実施形態の地中構造物の免震構造Ａにおいては、地中免震壁４が、上記のような優れた特性を有する粘土系材料を用い、連続した壁状で構築されるとともに、液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築されている。
【００５０】
このため、地中に設けられた開削トンネルなどの地中構造物２の周囲の地盤１が液状化しても、地中構造物２の下部に存在する地盤１の側方移動が地中免震壁４によって抑止される。これにより、地震時に液状化が発生した場合であっても、地中免震壁４によって地中構造物２の不同沈下や浮き上がり等を確実且つ効果的に抑止することが可能になる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、図１から図７を参照し、本発明の第２実施形態に係る地中構造物の免震構造について説明する。ここで、本実施形態は、地中構造物の免震構造を構成する地中免震壁の材料に関するものである。よって、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付すなどし、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
本実施形態の地中構造物の免震構造Ｂは、開削トンネルなどの地中構造物２に作用する地震時の応力を低減するためのものであり、非液状化層１ｂの上に液状化層１ａを備えた地盤１の液状化層１ａ中に構築される地中構造物２とこの地中構造物２の周辺地盤１との間に地中免震壁４を設けて構成されている。
【００５３】
また、本実施形態の地中免震壁４は、第１実施形態と同様、図１に示すように、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状で、且つ液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築されている。すなわち、この地中免震壁４は、地震時に繰り返し応力がかかると、履歴減衰によって地震エネルギーを吸収して塑性変形し、地震が終わると元に戻る特性を有する粘土系材料を用いて構築されている。
【００５４】
一方、本実施形態の地中免震壁は、地中免震壁に作用する側方土圧を、鉛直土圧に対する割合である側方土圧係数を用いて設定し、設定した側方土圧にバランスする吸水膨張圧、または、設定した側方土圧以上の粘土系材料によって構築されている。
【００５５】
ここで、図２は、周辺地盤の側方土圧の分布を概念的に示した図である。表１は、想定した周辺地盤からの側方土圧を、側圧係数Ｋをパラメータとして周辺地盤の湿潤密度と側圧係数Ｋから深度毎に求めた結果を示している。なお、この表１での計算条件は次の通りとした。
【００５６】
（１）地中壁の材料はベントナイト１００％配合のものとした。
（２）周辺地盤の湿潤密度（飽和状態）は２．２ｇ／ｃｍ２とした。
（３）側圧係数Ｋは０．２５、０．５０、１．０と仮定した。
【００５７】
【表１】
2015105510.tif 000003
【００５８】
次に、図３は、有効ベントナイト乾燥密度（単位体積の材料において骨材が占める空間を除いた空間に存在しているベントナイトの乾燥重量）と吸水膨張圧の関係を例示した図であり、回帰式を求めるために用いている。なお、この有効ベントナイト乾燥密度と休止膨張圧の関係を求める具体的な方法については、本出願人によって既に出願した特願２０１２−２３３０９３に記載の方法を用いればよい。
【００５９】
例えば、吸水膨張圧Ｐｓｗｅｌｌ（ＭＰａ）は下記の式（１）で計算することができる。
【００６０】
【数１】
2015105510.tif 000004
【００６１】
上記の式（１）を変形することによって、下記の式（２）を得ることができ、この式（２）で膨張圧の値から有効ベントナイト乾燥密度ρｄＢ（ｇ／ｃｍ３）を求めることができる。
【００６２】
【数２】
2015105510.tif 000005
【００６３】
次に、式（２）を用い、周辺地盤から作用する側方土圧にバランスする地中壁材料の有効ベントナイト乾燥密度を求めた結果の一例を表２に示す。
【００６４】
【表２】
2015105510.tif 000006
【００６５】
このように、膨張圧の値と有効ベントナイト乾燥密度ρｄＢ（ｇ／ｃｍ３）の関係式を用いることによって、地中免震壁の材料の設計を具体的に実施することができる。
【００６６】
次に、本実施形態の地中免震壁は、粘土系材料がベントナイトと骨材からなる混合材料である場合、混合材料の自重及び水中重量を、ベントナイトを１００％配合した材料の自重及び水中重量よりもそれぞれ大きくし、地中免震壁の土被り圧が前記地盤の土被り圧にバランスする混合材料、または、地中免震壁の土被り圧が地盤の土被り圧以上である混合材料を用いて構築されることが好ましい。
【００６７】
ここで、図４は、ベントナイトに骨材を均質に混合して水で湿潤（飽和状態）にしたときの顕微鏡で見たイメージを示す断面図である。骨材が直径の等しい球体からなる場合を想定すると、理論的には六方最密充てんしたときの体積百分率は７４％である。したがって、体積百分率が６０％以下となるように骨材を混合するならば、図４に示すように、骨材を構成する骨材粒子相互は接触することはなく、各骨材粒子は、骨材粒子と骨材粒子の間で水を吸水してゲル化したベントナイトゲルで囲まれている。ベントナイト配合率は重量比で計算するので、ベントナイト粒子と骨材粒子の粒子密度が同等であるならば、ベントナイト配合率４０％以上であればこの条件を満たすことになる。骨材粒子密度がベントナイト粒子密度よりも大きいならば、ベントナイトをより多く配合することができる。
【００６８】
骨材粒子相互が接触しているならば、せん断波は骨材粒子を伝わっていく。その結果、混合材料のせん断波速度はベントナイト１００％配合の材料に比べて大きくなる。しかし、骨材粒子が相互に接触していないならば、せん断波速度はベントナイト１００％のベントナイトゲル領域を伝わるので、混合材料のせん断波速度は骨材混合の影響をそれほどには受けない。結果として、材料の水中重量は大きくできて、せん断波速度はそれほど大きくならない材料をつくることができる（疎密波速度は骨材の伝播速度の影響を受けやすいが、せん断波速度は受けにくい。）。
【００６９】
次に、本実施形態の地中免震壁は、予め設定したベントナイト配合率を用いて混合材料の湿潤重量と水中重量を計算し、この水中重量を深さ方向に積分した値を粘土系材料の鉛直土圧として求め、この鉛直土圧と前記地盤の鉛直土圧の接近度合いに基づいて設計した混合材料を用いて構築されていてもよい。
【００７０】
ここで、表３、表４は、側方土圧係数Ｋに応じた膨張圧を有する有効ベントナイト乾燥密度を求めた後に、ベントナイト配合率Ｂ／（Ｂ＋Ｓ）をパラメータにして地中壁材料の乾燥密度、湿潤（飽和）密度、水中単位体積重量（水中重量）、地中壁の有効鉛直土圧（地中壁の土被り有効土圧）を計算した結果を示したものである。
なお、Ｂは単位体積当たりのベントナイトの重量、Ｓは単位体積当たりの骨材の重量である。
【００７１】
また、このときの計算条件としては、下記の特性値を使用している。
（１）周辺地盤の湿潤密度（地盤密度）は２．２（ｇ／ｃｍ３）と仮定する。
（２）ベントナイトの膨張圧にバランスする側方土圧は土圧係数Ｋ＝０．５を仮定する。
【００７２】
そして、表３は、ベントナイト配合率を０．７にした場合の計算結果、表４は、ベントナイト配合率を０．６にした場合の計算結果である。
【表３】
2015105510.tif 000007
【００７３】
【表４】
2015105510.tif 000008
【００７４】
上記の各表においては、周辺地盤の有効鉛直土圧の値を例示しているが、地中壁材料を骨材混合材料にした場合には、以下に示すように、ベントナイトの膨張圧にバランスする側方土圧係数０．５よりも大きな下記の地盤土圧に対応可能な材料となっている。
【００７５】
表３はベントナイト配合率を０．７にした場合であるが、深度２０ｍにおいて地盤の土被り土圧（鉛直土圧）×０．８９倍相当の土圧０．２１４ＭＰａに相当していることが分かる。
表４はベントナイト配合率を０．６にした場合であるが、深度２０ｍにおいて地盤の土被り土圧（鉛直土圧）×０．９１倍相当の土圧０．２１９ＭＰａに相当していることが分かる。
【００７６】
以上の結果から、骨材配合を工夫することによって、地中壁材料の水中単位体積重量を重くすることができ、その結果として、周辺地盤からの土圧による変形作用に対して、より有利に地中壁の安定性を確保できることが確認された。
【００７７】
また、図５から図７に、地中免震壁の土質材料の設計例を示す。この設計例は、ベントナイト配合率を０．６に設定し、ベントナイトによる吸水膨張圧が周辺地盤の土被り圧以上の側圧に相当するように配合・密度を設計した例である。
【００７８】
図５は、図４に示したベントナイトと骨材の混合材料の重量比と体積比を模式的に示したものである。図５によれば、ベントナイトと骨材の混合材料の配合および密度の計算式は、次のようになる。
【００７９】
骨材の体積                ＶＳ
ベントナイトの体積        ＶＢ
水の体積                  ＶＷ
骨材の重量                ＭＳ
ベントナイトの重量        ＭＢ
水の重量                  ＭＷ
単位体積なので、          Ｖ＝ＶＳ＋ＶＢ＋ＶＷ＝１
混合材料の乾燥密度        ρｄ＝（ＭＳ＋ＭＢ）／Ｖ
混合材料の湿潤密度        ρｓａｔ
有効ベントナイト乾燥密度  ρｄＢ
骨材の粒子密度            ＧＳ
ベントナイトの粒子密度    ＧＢ＝２．８０（ｇ／ｃｍ３）
水の密度                  ρＷ＝ＭＷ／ＶＷ＝１（ｇ／ｃｍ３）
ベントナイト配合率を      ａ＝ＭＢ／（ＭＢ＋ＭＳ）
とすると、
ＭＳ＝ＧＳ×ＶＳ，  ＭＢ＝ＧＢ×ＶＢ，
ＭＢ＝ａ／（１−ａ）×ＭＳ，Ｍ＝（１−ａ）／ａ×ＭＢ
より
ＭＢ＝ρｄＢ／［１＋（１−ａ）／ａ×ρｄＢ／ＧＳ］
ＭＳ＝（１−ａ）／ａ×ＭＢ
ρｄ＝（ＭＳ＋ＭＢ）／Ｖ
＝ＭＳ＋ＭＢ
＝（ρｄＢ×ＧＳ）／［ａ×ＧＳ＋（１−ａ）×ρｄＢ］
ρｓａｔ＝ρｄ＋１−ρｄＢ／［ａ＋(１−ａ)×ρｄＢ／ＧＳ］×［(１−ａ)／ＧＳ−ａ／ＧＢ］
【００８０】
図６は、下記の３種類の密度値を、深さに応じて設計した例をプロットした図である。
（１）有効ベントナイト乾燥密度の値（ベントナイト１００％配合で設計した場合の乾燥密度に相当する）（図中記号：ρｄＢ）
（２）配合率６０％で混合材料にした場合の有効ベントナイト乾燥密度が同等となる場合の乾燥密度（ベントナイトの粒子密度を２．８０（ｇ／ｃｍ３）、骨材として粒子密度２．６０（ｇ／ｃｍ３）の骨材を採用した場合の値）（図中記号：ρｄ）
（３）配合率６０％の混合材料が水で飽和している場合の湿潤密度（図中記号：ρｓａｔ）
【００８１】
図７は、深度と土圧の関係をプロットした図である。土圧は下記の４種類の値を示した。
（１）地盤から作用する側方土圧（側圧係数０．５の場合）（図中記号：Ｋ＝０．５）
（２）地盤から作用する側方土圧（側圧係数１．０の場合）（図中記号：Ｋ＝１．０）
（３）地中壁材料を配合率６０％で混合材料にした場合の吸水膨張圧（図中記号：Ｐｓｗｅｌｌ）。なお、図７ではＰｓｗｅｌｌが側圧係数０．５の場合の側方土圧に一致するように設計した例なので、側方土圧Ｋ＝０．５のプロットと膨張圧Ｐｓｗｅｌｌのプロットは重なっている。
（４）配合率６０％で混合材料にした場合の水中単位体積重量に基づく地中壁材料の有効土被り圧（鉛直土圧）（図中記号：（ρｓａｔ−ρｗ）・ｈ）
【００８２】
図６および図７から下記のことがわかる。
（１）図７に示すように、地中壁材料の吸水膨張圧は、周辺地盤から受ける側方土圧条件において、側圧係数０．５よりも大きく、側圧係数１．０よりも小さい。
（２）一方、地中壁を構成する土質材料の有効土被り圧は、深度２０ｍにおいて、地盤から受ける側方土圧条件において側圧係数０．８９相当であり、側圧係数１．０とした場合の側方土圧にほぼ匹敵している。
（３）すなわち、このように材料設計した地中免震壁は、周辺地盤から受ける側圧に対して、吸水膨張圧に基づく圧力による耐圧性能よりも、地中壁土質材料の有効土被り圧による耐圧性能が優れている。
【００８３】
このような材料を採用して構築した地中免震壁は、周辺地盤から受けるより側圧係数の大きい場合の土圧に対して十分に対抗できるため有効である。また、上記のようにして、地中免震壁を構成する材料を設計する方法も有効である。
【００８４】
次に、本実施形態の地中免震壁は、ベントナイトに混合する骨材として粒子密度が大きい骨材を使用し、地中免震壁を構成する粘土系材料の水中重量を大きくしてもよい。
【００８５】
ここで、図６に示した土圧バランスは、骨材として粒子密度がより大きく重い骨材を採用することで、有効ベントナイト乾燥密度をより小さく設計することができる。その結果、ベントナイト１００％配合の材料に比べてより小さい剛性（柔らかさ）を有する地中壁を構築することができる。
【００８６】
例えば、骨材として下記の材料を想定する。
（ａ）クロマイト砂：密度２．８１（ｇ／ｃｍ３）。これは、クロム鉄鉱石の破砕品で鋳造型枠材として市販されている。
（ｂ）鉄の粒子：密度７．８７４（ｇ／ｃｍ３）
（ｃ）他にも磁鉄鉱の密度は５．２（ｇ／ｃｍ３）であり、銅金属の密度は８．９６（ｇ／ｃｍ３）であるから、密度が大きく本実施例の骨材の候補となる。
【００８７】
表５は、骨材にクロマイト砂２．８１（ｇ／ｃｍ３）を採用した場合の配合・密度設計結果である。ベントナイト配合率を０．７にした場合、深度２０ｍにおいて地盤の土被り土圧（鉛直土圧）×０．９３３倍相当の土圧に対抗できる０．２２４ＭＰａの土被り圧を有しており、これは骨材粒子密度２．６０（ｇ／ｃｍ３）の場合のベントナイト配合率０．６に匹敵する。なおかつ、有効ベントナイト乾燥密度はより小さく設計できている。すなわち、地中壁をより柔らかい材料で構成することができ、地盤土圧に十分に対抗することができる。
【００８８】
【表５】
2015105510.tif 000009
【００８９】
表６は、骨材に鉄粒子７．８７４（ｇ／ｃｍ３）を採用した場合の配合・密度設計結果である。ベントナイト配合率を０．８にした場合、深度２０ｍにおいて地盤の土被り土圧（鉛直土圧）×０．９５倍相当の土圧に対抗できる０．２２９ＭＰａの土被り圧を有しており、かつ、有効ベントナイト乾燥密度はより小さく設計することができている。すなわち、さらに柔らかい材料を採用し、より地盤土圧に対抗できる地中壁を構築することができる。
【００９０】
【表６】
2015105510.tif 000010
【００９１】
したがって、本実施形態の地中免震壁構造Ｂにおいては、第１実施形態の作用効果に加え、地中免震壁４に作用する周辺地盤１による側方土圧を、鉛直土圧に対する割合である側方土圧係数を用いて設定し、設定した側方土圧にバランスした吸水膨張圧、または、設定した側方土圧以上の吸水膨張圧を有する材料からなるので、周辺地盤１から受ける側方土圧に対して十分に対抗できる地中免震壁構造Ｂを提供することができる。
【００９２】
また、地中免震壁４を構成する材料をベントナイトと骨材とからなる混合材料とし、この混合材料の自重および水中重量を、ベントナイトを１００％配合した材料の自重および水中重量よりもそれぞれ重くし、地中免震壁４の土被り圧が周辺地盤１の土被り圧にバランスした混合材料、または、地中免震壁４の土被り圧が周辺地盤１の土被り圧以上である混合材料を用いて地中免震壁４を構築すると、骨材の粒子密度がベントナイトの粒子密度よりも大きいならば、有効ベントナイト乾燥密度をより小さくすることができる。また、材料の水中重量は大きくでき、せん断波速度はそれほど大きくならない材料をつくることができる。
【００９３】
さらに、予め設定したベントナイト配合率を用いて混合材料の湿潤重量と水中重量を計算し、この水中重量を深さ方向に積分した値を、地中免震壁４を構成する材料の鉛直土圧として求め、この鉛直土圧と周辺地盤１の鉛直土圧の接近度合いに基づいて設計した混合材料を用いて地中免震壁４を構築すると、周辺地盤１から受けるより側圧係数の大きい場合の土圧に対して十分に対抗できる地中免震壁４（地中構造物の免震構造Ｂ）を実現することが可能になる。
【００９４】
また、ベントナイトに混合する骨材として粒子密度が大きい骨材を使用し、地中免震壁４を構成する材料の水中重量を大きくすると、有効ベントナイト乾燥密度をより小さくすることができる。その結果、ベントナイト１００％配合の材料に比べてより小さい剛性（柔らかさ）を有する地中免震壁４を構築することが可能になる。
【００９５】
［第３実施形態］
次に、図８及び図９を参照し、本発明の第３実施形態に係る地中構造物の免震構造及び地中構造物の免震構造の構築方法について説明する。ここで、本実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９６】
本実施形態の地中構造物の免震構造Ｃは、図８に示すように、開削トンネルなどの地中構造物２に作用する地震時の応力を低減するためのものであり、非液状化層１ｂの上に液状化層１ａを備えた地盤１の液状化層１ａ中に構築される地中構造物２とこの地中構造物２の周辺地盤１との間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状に構築された地中免震壁４と、地中免震壁４に沿って構築されるとともに、液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築された地中免震壁４よりも高剛性の地中仕切り壁５とを備えて構成されている。
【００９７】
また、本実施形態の地中構造物の免震構造Ｃは、地中免震壁４が第１実施形態や第２実施形態の材料を用いて構築され、地中仕切り壁５が地中免震壁４よりも高剛性の鋼矢板やセメント系（ソイルセメント系）などを用いて構築されている。
【００９８】
さらに、本実施形態の地中構造物の免震構造Ｃは、地中免震壁４が地表から地中構造物２の下端付近の深さで構築されている。また、地中免震壁４を地中構造物２の側部に隣接して構築し、この地中免震壁４の外側に、下端側を非液状化層１ｂに根入れし、地中免震壁４に隣接して地中仕切り壁５を構築して構成されている。
【００９９】
なお、図９に示すように、下端側を非液状化層１ｂに根入れし、地中構造物２の側部に隣接して地中仕切り壁５を構築し、この地中仕切り壁５の外側に地中免震壁４を隣接して構築してもよい。
【０１００】
また、このように構成した地中構造物の免震構造Ｃを構築する際には、図１０（ａ）に示すように非液状化層１ｂに根入れして地中仕切り壁５を構築し、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように地中仕切り壁５の間の液状化層１ａの地盤１を所定の深度まで開削して地中構造物２を構築し、さらに地盤１を埋め戻し、図１０（ｄ）に示すように地中免震壁４を構築すればよい。
【０１０１】
そして、上記のように地中免震壁４と地中仕切り壁５を備えて構築した本実施形態の地中構造物の免震構造Ｃ及び地中構造物の免震構造の構築方法においては、第１実施形態と第２実施形態に示した地中免震壁４の作用効果に加え、地中免震壁４よりも剛性が高い地中仕切り壁５が非液状化層１ｂに根入れして設けられているため、地中構造物２の下方の地盤１の液状化による側方流動を地中仕切り壁５によって確実に抑止することができる。
【０１０２】
これにより、地震時に液状化が発生した場合であっても、地中免震壁４及び地中仕切り壁５によって地中構造物２の不同沈下や浮き上がり等をより確実且つ効果的に抑止することが可能になる。
【０１０３】
［第４実施形態］
次に、図１１を参照し、本発明の第４実施形態に係る地中構造物の免震構造について説明する。ここで、本実施形態は、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０４】
本実施形態の地中構造物の免震構造Ｄは、図１１に示すように、開削トンネルなどの地中構造物２に作用する地震時の応力を低減するためのものであり、非液状化層１ｂの上に液状化層１ａを備えた地盤１の液状化層１ａ中に構築される地中構造物２とこの地中構造物２の周辺地盤１との間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状に構築された地中免震壁４と、地中免震壁４に沿って構築されるとともに、液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築された地中免震壁４よりも高剛性の地中仕切り壁５とを備えて構成されている。
【０１０５】
また、本実施形態の地中構造物の免震構造Ｄは、地中免震壁４が第１実施形態や第２実施形態の材料を用いて構築され、地中仕切り壁５が地中免震壁４よりも高剛性の鋼矢板やセメント系（ソイルセメント系）などを用いて構築されている。
【０１０６】
さらに、本実施形態の地中構造物の免震構造Ｄは、地中免震壁４が地表から地中構造物２の下端付近の深さで構築されている。これとともに、地中仕切り壁５が、地中免震壁４の壁厚ｔ方向略中央に配され、地中免震壁４の内部に埋設して構築されている。すなわち、この地中仕切り壁５は、上端から地中免震壁４の下端までの部分が地中免震壁４に埋設され、地中免震壁４の下端から非液状化層１ｂに根入れされる下端までの部分が地中免震壁４から露出して構築されている。
【０１０７】
そして、上記のように地中免震壁４と地中仕切り壁５を備えて構築した本実施形態の地中構造物の免震構造Ｄにおいては、第１実施形態と第２実施形態に示した地中免震壁４の作用効果に加え、地中免震壁４よりも剛性が高い地中仕切り壁５が非液状化層に根入れして設けられているため、地中構造物２の下方の地盤１の液状化による側方流動を地中仕切り壁５によって確実に抑止することができる。
【０１０８】
これにより、地震時に液状化が発生した場合であっても、地中免震壁４及び地中仕切り壁５によって地中構造物２の不同沈下や浮き上がり等をより確実且つ効果的に抑止することが可能になる。
【０１０９】
また、柔らかい地中免震壁４の中に高剛性の地中仕切り壁５を挿入して地中構造物２の免震構造Ｄを構築でき、容易に施工することが可能になる。
【０１１０】
［第５実施形態］
次に、図１２及び図１３を参照し、本発明の第５実施形態に係る地中構造物の免震構造及び地中構造物の免震構造の構築方法について説明する。ここで、本実施形態は、第１〜第４実施形態と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１１】
本実施形態の地中構造物の免震構造Ｅは、図１２に示すように、開削トンネルなどの地中構造物２に作用する地震時の応力を低減するためのものであり、非液状化層１ｂの上に液状化層１ａを備えた地盤１の液状化層１ａ中に構築される地中構造物２とこの地中構造物２の周辺地盤１との間に、吸水膨潤性を有する粘土系材料からなり、略鉛直の壁状に構築された地中免震壁４と、地中免震壁４に沿って構築されるとともに、液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築された地中免震壁４よりも高剛性の地中仕切り壁６とを備えて構成されている。
【０１１２】
また、本実施形態の地中構造物の免震構造Ｅは、地中免震壁４が第１実施形態や第２実施形態の材料を用いて構築され、地中仕切り壁６が地中免震壁４よりも高剛性の鋼矢板やセメント系（ソイルセメント系）などを用いて構築されている。
【０１１３】
さらに、本実施形態の地中構造物の免震構造Ｅは、地中仕切り壁６が、地中構造物２側の内側に構築される第１地中仕切り壁６ａと、第１地中仕切り壁６ａよりも地中構造物２に対して外側に構築される第２地中仕切り壁６ｂとを備えて構成されている。第１地中仕切り壁６ａは、液状化層１ａから非液状化層１ｂに下端側を根入れして構築され、第２地中仕切り壁６ｂは、下端を液状化層１ａに配し、第１地中仕切り壁６ａよりも浅い深度で構築されている。そして、地中免震壁４は、第１地中仕切り壁６ａと第２地中仕切り壁６ｂの間に配される深度で構築されている。
【０１１４】
また、このように構成した地中構造物の免震構造Ｅを構築する際には、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すように地中構造物２側の内側に第１地中仕切り壁６ａを構築し、図１３（ｃ）に示すように第１地中仕切り壁６ａの外側に第２地中仕切り壁６ｂを構築し、図１３（ｄ）に示すように第１地中仕切り壁６ａと第２地中仕切り壁６ｂの間の液状化層１ａの地盤１を掘削し、吸水膨潤性を有する粘土系材料と置換して地中免震壁４を構築すればよい。
【０１１５】
そして、上記のように地中免震壁４と地中仕切り壁６を備えて構築した本実施形態の地中構造物の免震構造Ｅ及び地中構造物の免震構造Ｅの構築方法においては、第１実施形態と第２実施形態に示した地中免震壁４の作用効果に加え、地中免震壁４よりも剛性が高い第１地中仕切り壁６ａが非液状化層１ｂに根入れして設けられているため、地中構造物２の下方の地盤１の液状化による側方流動を第１地中仕切り壁６ａによって確実に抑止することができる。
【０１１６】
これにより、地震時に液状化が発生した場合であっても、地中免震壁４及び地中仕切り壁６によって地中構造物２の不同沈下や浮き上がり等をより確実且つ効果的に抑止することが可能になる。
【０１１７】
さらに、地中仕切り壁６を第１地中仕切り壁６ａと第２地中仕切り壁６ｂで構成し、これら第１及び第２地中仕切り壁６ａ、６ｂの間に吸水膨張性の粘土系材料からなる地中免震壁４を設けるようにしたことで、第１地中仕切り壁６ａと第２地中仕切り壁６ｂの間の地盤１を粘土系材料と置換するだけで地中免震壁４を容易に構築することができる。さらに、第１地中仕切り壁６ａと第２地中仕切り壁６ｂの間に地中免震壁４が設けられることで、地震時に局部的な変形が生じることを防止できる。
【０１１８】
以上、本発明に係る地中構造物の免震構造及び地中構造物の免震構造の構築方法の第１〜第５実施形態について説明したが、本発明は上記の第１〜第５実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【０１１９】
例えば、地中免震壁４は、図１４に示すように１列配置の柱列状地中免震壁として構築しても、図１５に示すように千鳥配置の柱列状地中免震壁として構築してもよく、特にその形状を限定する必要はない。また、地中免震壁それぞれの柱状の部分は図１４、図１５のように当接している必要はなく、免震効果が損なわれない範囲で間隔があってもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１      地盤
１ａ    液状化層（液状化地盤）
１ｂ    非液状化層（非液状化地盤）
２      地中構造物
３      従来の地中免震壁
４      地中免震壁
５      地中仕切り壁
６      地中仕切り壁
６ａ    第１地中仕切り壁
６ｂ    第２地中仕切り壁
Ａ      地中構造物の免震構造
Ｂ      地中構造物の免震構造
Ｃ      地中構造物の免震構造
Ｄ      地中構造物の免震構造
Ｅ      地中構造物の免震構造
【図１】
2015105510.tif 000011
【図２】
2015105510.tif 000012
【図３】
2015105510.tif 000013
【図４】
2015105510.tif 000014
【図５】
2015105510.tif 000015
【図６】
2015105510.tif 000016
【図７】
2015105510.tif 000017
【図８】
2015105510.tif 000018
【図９】
2015105510.tif 000019
【図１０】
2015105510.tif 000020
【図１１】
2015105510.tif 000021
【図１２】
2015105510.tif 000022
【図１３】
2015105510.tif 000023
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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