(57)【要約】【課題】  直接基礎の採用と支持地盤の改良により、構造物への入力地震動の平準化・構造物の自己免震効果・基礎底面の礫層の破壊による構造物の応答エネルギー吸収を図る、直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法を提供する。【解決手段】                                                                直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法において、構造物直下の表層地盤を長辺方向に連続的に改良することにより、構造物に入力される地震動を平準化する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物直下の表層地盤を長辺方向に連続的に改良することにより、構造物に入力される地震動を平準化することを特徴とする直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法。
【請求項２】
請求項１記載の直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法において、前記表層地盤の改良により、地盤の支持力を向上させ、構造物の基礎を直接基礎化することにより、自己免震効果を持たせることを特徴とする直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法。
【請求項３】
請求項２記載の直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法において、基礎と地盤改良体の間のフーチング基礎直下に、薄い礫層を設けることで、地震時に礫層が変形することにより、履歴減衰を発現させて構造物に減衰効果を付与することを特徴とする直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道や道路等に用いる橋脚および高架橋などの構造物で、構造物への入力地震動を平準化させるとともに、自己免震効果と基礎底面地盤のエネルギー吸収効果により、耐震性および危機耐性に優れた構造物とするものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の線状に連続する構造物としての桁式高架橋を示す模式図である。
【０００３】
この図において、１０１は杭基礎、１０２はフーチング基礎、１０３は柱、１０４はその柱１０３の間に配置される桁、１０５は従来の線状に連続する構造物としての桁式高架橋である。
【０００４】
ところで、構造物上を走行する車両より発生する交通振動の低減を目的とした地盤改良手法として、下記特許文献１〜４が提案されているが、本発明とはその構成が相違している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７４２８１号公報
【特許文献２】特開平１１−２８００８７号公報
【特許文献３】特開２０００−２８２５０１号公報
【特許文献４】特開２００４−１５６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地表面地震動は、その地点における地盤条件によって大きく変化する。鉄道や道路等の線状構造物においては、このような地盤構造が地点ごとに変化し、その結果、各地点の構造物に入力する地震動も異なる。これに伴い、以下の課題が発生する。
【０００７】
（１）構造物設計の際には、地点ごとに地盤調査を行い、入力地震動を評価する必要がある。
【０００８】
（２）地点依存の設計を実施する必要がある。
【０００９】
（３）隣接構造物間で線路直角方向の相対変位や角折れが大きくなり、列車の走行安全性にとって悪影響をもたらす要因となる。
【００１０】
（４）基礎上に構築する構造物のプレキャスト化が困難である。
【００１１】
（５）付帯構造物の災害を防ぐためには、構造物の応答特性にも配慮する必要がある。よって、地点ごとに構造物が異なる場合には、それに合わせて付帯構造物の設計をする必要がある。
【００１２】
基礎周辺地盤を改良することで、構造物の制震効果を期待する工法としては、上記の先行特許文献がある。これらは、地震対策を主目的としている訳ではなく、構造物上を走行する交通振動の低減を目的にしており、本発明の工法とは異なる。また、振動を低減させるメカニズムも異なる。
【００１３】
上記した先行技術は地盤改良体を基礎直下の狭い範囲に構築し、地盤と改良体の剛性比を利用して振動を低減させるものである。本工法は、広い領域に地盤改良を構築し、これにより、（１）各橋脚に入力される地震動を平準化させるとともに、（２）直接基礎を改良体の上に構築することで自己免震効果を期待するもので、基礎となる技術が全く異なる。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、鉄道や道路等の線状構造物において、フーチング基礎直下に線路方向に連続して地盤改良を行い、構造物への入力地震動を平準化させるとともに、その地盤改良体の上に直接基礎を構築し、直接基礎の自己免震効果や基礎底面地盤のエネルギー吸収効果により、耐震性および危機耐性に優れた構造物とすることにある。
【００１５】
なお、直接基礎の自己免震効果とは、直接基礎を構築する場合、地震動がある大きさ以上になると、直接基礎のロッキング（浮き上がり）が始まり、さらに地震動が大きくなると回転運動の中心を上昇させることで、あたかも免震装置のようにエネルギーを逃がすように挙動して、構造物の応答加速度が頭打ちにある現象である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法において、構造物直下の表層地盤を長辺方向に連続的に改良することにより、構造物に入力される地震動を平準化することを特徴とする。
【００１７】
〔２〕上記〔１〕記載の直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法において、前記表層地盤の改良により、地盤の支持力を向上させ、構造物の基礎を直接基礎化することにより、自己免震効果を持たせることを特徴とする。
【００１８】
〔３〕上記〔２〕記載の直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法において、基礎と地盤改良体の間のフーチング基礎直下に、薄い礫層を設けることで、地震時に礫層が変形することにより、履歴減衰を発現させて構造物に減衰効果を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、支持地盤において長辺方向に連続な地盤改良を施すことで、地盤構造の変化による地表面地震動のばらつきが平準化されることにより、構造物の入力地震動が一様化される。これにより、以下の効果が望める。
【００２０】
（１）設計される構造物としては、入力地震動が平準化されるために、個別の地盤条件を配慮した設計をする必要がなく、上部工のプレキャスト化などにより、設計の手間の簡略化およびコストの低減化を図ることができる。
【００２１】
（２）地点依存の入力地震動を評価する場合には、綿密な地盤調査が必要となるため、超連続化により、地盤調査のコストも削減できる。
【００２２】
（３）各地点における詳細な入力地震動の差異は、実際の設計実務では考慮されておらず、同様の設計地震動が用いられている区間でも局所的に局所的に大きな地震動が入力する可能性は否定できない。このような観点から、構造物への入力地震動がある区間で平準化されることは、設計で想定されていない地震動が入力した場合に甚大な被害が発生しないという「危険耐性」の面からも優れている。
【００２３】
（４）直角方向の振動の低減、地点間の相対変位が低減されるため、列車の走行安全性が向上できる。
【００２４】
支持地盤の改良により、直接基礎を採用することが可能となる。これにより、以下の効果が望める。
【００２５】
（１）フーチング基礎の浮き上がり効果による地震時応答の低減効果（自己免震効果）望める。
【００２６】
（２）地盤改良を行った支持地盤とフーチング基礎の間に、レキ材を挿入することにより、地震時には、このレキ材が塑性変形して、構造物応答のエネルギーを減衰させる効果が望める。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】桁式高架橋における本発明の実施例を示す支持基盤における連続地盤改良工法の模式図である。
【図２】ラーメン高架橋における本発明の実施例を示す支持基盤における連続地盤改良工法の模式図である。
【図３】本発明の実施例を示す線状構造物の支持基盤における直接基礎構造物の自己免震効果を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施例を示す線状構造物の支持基盤における直接基礎構造物の基礎底面における応答エネルギー吸収効果を説明する模式図である。
【図５】従来の線状に連続する構造物としての桁式高架橋を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法は、支持地盤改良により、地震時に構造物に入力する地震動を平準化するとともに、直接基礎を採用し、構造物の自己免震効果と基礎底面地盤のエネルギー吸収効果を図る。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
図１は桁式高架橋における本発明の実施例を示す線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法の模式図である。
【００３１】
この図において、１は表層地盤、２は例えば５ｍ厚さの地盤改良体、３は地盤改良体２上に配置されるフーチング基礎、４はフーチング基礎３上に配置される上部構造体としての柱である。
【００３２】
図２はラーメン高架橋における本発明の実施例を示す線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法を説明する模式図である。
【００３３】
この図において、１１は表層地盤、１２は例えば５ｍ厚さの地盤改良体、１３はフーチング基礎、１４は柱である。
【００３４】
図３は本発明の実施例を示す線状構造物の支持基盤における直接基礎構造物の自己免震動効果を説明する模式図である。
【００３５】
この図において、地盤２１上に設置される例えば５ｍ厚さの地盤改良体２２上に礫層２３と基礎フーチング２４を介して柱２５が配置されており、地盤改良体２２に地震動が入力されると、直接基礎を採用することにより、基礎フーチング２４の浮き上がり効果による地震時応答の低減効果（自己免震動効果）を生じさせることができる。
【００３６】
なお、直接基礎の自己免震とは、直接基礎を構築する場合、地震動がある大きさ以上になると、直接基礎のロッキング（浮き上がり）が始まり、さらに地震動が大きくなると、回転運動の中心を上昇させることで、あたかも免震装置のようにエネルギーを逃がすように挙動して、構造物の応答加速度が頭打ちにある現象である。
【００３７】
図４は本発明の他の実施例を示す線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法によるフーチング基礎底面における応答エネルギー吸収効果を説明する模式図である。
【００３８】
この図において、地盤３１上に設置される例えば５ｍ厚さの地盤改良体３２上に礫層３３を敷いて、その上にフーチング基礎３４を介して柱３５が配置されており、このように、地盤改良体３２とフーチング基礎３４との間に礫層３３を挿入するようにしたので、地震時に礫層３３が塑性化することによる応答のエネルギーが吸収を行わせることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の直接基礎を有する線状構造物の支持基盤における連続地盤改良工法は、鉄道や道路等に用いる橋脚および高架橋などの構造物で、構造物への入力地震動を平準化させるとともに、自己免震効果と基礎底面地盤のエネルギー吸収効果により、耐震性および危機耐性に優れた構造物とするものである。
【符号の説明】
【００４１】
１，１１    表層地盤
２，１２，２２，３２    ５ｍ厚さの地盤改良体
３，１３，２４，３４    フーチング基礎
４，１４，２５，３５    柱
２１，３１    地盤
２３，３３    礫層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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