(57)【要約】【課題】地下水位を効率的に低下させ得る液状化防止方法を実現する。【解決手段】埋立地盤６等の液状化を防止するべき地盤に揚水井戸４を設けて、その揚水井戸から地下水を揚水して地下水位を低下させ、地盤を不飽和状態として液状化に対する地盤強度を高めることで液状化を防止する方法において、地盤中に水抜きパイプ７を敷設しておき、その水抜きパイプにより地下水を集水して揚水井戸に導く。液状化を防止するべき地盤の下層にある不透水層の表層部に集水ピットを設けて、その集水ピット内に水抜きパイプを敷設しておく。地盤中に複数の水抜きパイプを多段に設ける。揚水井戸を中心としてその周囲に複数の水抜きパイプを放射状に設ける。揚水井戸により地下水を揚水するとともに地表部より注水を行って地下水位を回復させる。埋立地盤を対象としてその液状化を防止するために埋立地盤を造成する際に予め水抜きパイプを敷設しておく。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状化を防止するべき地盤に揚水井戸を設けて、その揚水井戸から地下水を揚水して地下水位を低下させることにより、地盤を不飽和状態として液状化に対する地盤強度を高めることで液状化を防止する方法において、地盤中に水抜きパイプを敷設しておき、その水抜きパイプにより地下水を集水して揚水井戸に導くことを特徴とする地盤の液状化防止方法。
【請求項２】
液状化を防止するべき地盤の下層にある不透水層の表層部に集水ピットを設けて、その集水ピット内に水抜きパイプを敷設しておくことを特徴とする請求項１記載の地盤の液状化防止方法。
【請求項３】
地盤中に複数の水抜きパイプを多段に設けることを特徴とする請求項１または２記載の地盤の液状化防止方法。
【請求項４】
揚水井戸を中心としてその周囲に複数の水抜きパイプを放射状に設けることを特徴とする請求項１，２または３記載の地盤の液状化防止方法。
【請求項５】
揚水井戸により地下水を揚水するとともに、地表部より注水を行って地下水位を回復させることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の地盤の液状化防止方法。
【請求項６】
埋立地盤を対象としてその液状化を防止するために、埋立地盤を造成する際に予め水抜きパイプを敷設しておくことを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の地盤の液状化防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地盤の液状化を防止するための方法、特に埋立地盤に適用して好適な液状化防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、地盤の液状化とは、含水率の高い地盤が地震により衝撃や振動を受けて変形することに伴い、土粒子間に飽和状態で存在している間隙水の水圧が急激に上昇し、その結果、土粒子間の摩擦抵抗が消失して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現象をいう。
【０００３】
そのような液状化を防止するためには、地盤強度を高める、あるいは地盤に細粒分を注入するといった手法が知られているが、最近においては地下水の揚水による液状化防止方法も有効であると考えられている。これは、図７に示すように、不透水層１に達するように設けた止水壁２によって液状化を防止するべき対象の地盤３を取り囲んでその内側に揚水井戸４を設け、そこから地下水を連続的に汲み上げて地下水位を低く維持することによって、液状化の根本原因である土粒子中の間隙水を地盤から排除してしまうというものである。
【０００４】
また、地下水を揚水し続けて地下水位を常に低く維持するのではなく、図８に示すように地下水位を一時的に低下させて地盤の飽和度（地盤中の地下水の体積／地盤の間隙体積）を低下させ、それによって液状化に対する地盤強度を高めるという液状化防止方法も提案されており、そのような方法によれば、地下水位が回復した後においても液状化防止効果が長期にわたって継続的に得られるといわれている。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、地下水位を一時的に低下させた後に、地表からの注水により「ぬれ前線」を漸次降下させていって地下水位を回復させることにより、土粒子間に気泡を封じ込めて地盤を飽和状態から不飽和状態に変換して液状化に対する強度を高めるという方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、同様に地下水位を一時的に低下させて飽和度を低下させた後、地下水位の自然上昇に伴う飽和度の自然上昇を監視して、飽和度を所定の設定値に維持するように再揚水を断続的に行うという方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３９７５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２５６５４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地下水位を低下させることを主眼とする上記従来の液状化防止方法では、いずれも単に揚水井戸４から地下水を揚水するものであることから、地盤状況その他の条件によっては地下水位を確実かつ効率的に低下させ得ない場合があり、そのため充分な液状化防止効果を期待できない場合も想定され、より信頼性に優れる有効な液状化防止方法の開発が模索されているのが実情である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、請求項１の発明は、液状化を防止するべき地盤に揚水井戸を設けて、その揚水井戸から地下水を揚水して地下水位を低下させることにより、地盤を不飽和状態として液状化に対する地盤強度を高めることで液状化を防止する方法において、地盤中に水抜きパイプを敷設しておき、その水抜きパイプにより地下水を集水して揚水井戸に導くことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明の地盤の液状化防止方法において、液状化を防止するべき地盤の下層にある不透水層の表層部に集水ピットを設けて、その集水ピット内に水抜きパイプを敷設しておくことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の地盤の液状化防止方法において、地盤中に複数の水抜きパイプを多段に設けることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１，２または３記載の地盤の液状化防止方法において、揚水井戸を中心としてその周囲に複数の水抜きパイプを放射状に設けることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１，２，３または４の発明の地盤の液状化防止方法において、揚水井戸により地下水を揚水するとともに、地表部より注水を行って地下水位を回復させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１，２，３，４または５の発明の地盤の液状化防止方法において、埋立地盤を対象としてその液状化を防止するために、埋立地盤を造成する際に予め水抜きパイプを敷設しておくことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を埋立地盤に適用する場合の実施形態を説明する。図１は、現状地盤５の上に造成した埋立地盤６を対象としてその埋立地盤６の液状化を防止する場合の適用例である。この場合、現状地盤５は不透水性土層からなるが、埋立地盤６は透水性土層からなるものであって、造成後に放置すればその地下水位は破線で示すように自ずと高くなり、したがって液状化が生じやすいものとなる。
【００１６】
そこで、本実施形態では、埋立地盤６の造成後の液状化を防止するために、揚水井戸４を設けて地下水を連続的ないし断続的に揚水することで地下水位を実線で示すように現状地盤５近くまで低下させ、それによって埋立地盤６を不飽和状態に維持して液状化に対する地盤強度を高めることを基本とする。そして、埋立地盤６の造成後にそのような地下水の揚水による液状化防止対策を行うことを前提として、埋立地盤６を造成する際には、地下水を集水して揚水井戸４に導くための水抜きパイプ７を予め埋設しておくこととする。水抜きパイプ７は、造成後における揚水井戸４の設置位置や、地下水の流下方向を考慮して、たとえば図１（ｂ）に示すように、揚水井戸４の設置予定位置に向けて地下水を導くように主管７ａと枝管７ｂとを敷設することが好ましい。
【００１７】
上記のように、造成後の埋立地盤６から地下水の揚水を行ってその地下水位を常に低く維持することにより、その埋立地盤６を不飽和状態に維持して液状化に対する強度を高めることができ、したがってその液状化を有効に防止することができる。特に、埋立地盤６を造成する際に予め水抜きパイプ７を敷設しておくので、従来のように単に揚水井戸４から揚水を行う場合に較べて、埋立地盤６全体の地下水を水抜きパイプ７によって格段に効率的に揚水井戸４に導くことができ、したがって埋立地盤６全体にわたって地下水位を速やかに低下させることができ、埋立地盤６全体に対する液状化防止効果を迅速にかつ確実に得ることができる。また、自ずと広範囲にわたって地下水位を低下させることができることから、図７〜図８に示したように従来においてこの種の液状化防止方法を実施する際には必要とされていた止水壁２を省略することも可能である。
【００１８】
以上で本発明の一実施形態を説明したが、水抜きパイプ７の敷設位置やその形態は埋立地盤６の性状その他の諸条件に応じて適宜設定すれば良く、以下に他の実施形態を列挙する。
【００１９】
図２は、埋立地盤６の造成に際して現状地盤５の表層部に集水ピット５ａを設け、その集水ピット５ａ内に水抜きパイプ７を敷設するようにしたものであり、これによれば地下水の集水をより効率的に行うことができる。
【００２０】
図３に示すように埋立地盤６が上層が低透水性層６ａであり下層が高透水性層６ｂからなるような場合には、水抜きパイプ７は最下部に敷設することで充分であるが、逆に、図４に示すように埋立地盤６が上層が高透水性層６ｂであり下層が低透水性層６ａからなるような場合には、水抜きパイプ７を各層に多段に設けることが好ましく、そのようにすることで各層の地下水位をいずれも効率的に低下させることができる。
【００２１】
図５は揚水井戸４を中心としてその周囲に複数の水抜きパイプ７を放射状に設けた場合の例であり、揚水井戸４の周囲から効率的に地下水を集水し揚水することができる。
【００２２】
図６は、揚水により地下水位を低下させるとともに、地表部から埋立地盤６に注水を行って地下水位を回復させるようにしたものである。この場合、埋立地盤６の造成に際して、水抜きパイプ７を敷設するのみならず地表部に注水パイプ８を予め敷設しておき、造成後における揚水による地下水位の低下の後に、あるいはそれと同時に、注水パイプ８から注水を行って埋立地盤６中に浸透させていけば、埋立地盤６の土粒子中に空気が封じ込められて不飽和状態を長く維持することができ、常時揚水を行わずとも液状化防止効果を長期にわたって維持することができる。
【００２３】
なお、上記各実施形態はいずれも埋立地盤６を対象としてその液状化を防止する場合の適用例であるので、水抜きパイプ７や注水パイプ８の敷設は埋立地盤６の造成の際にそれと同時に容易に行うことができるので、本発明は埋立地盤に適用することが好ましくかつそれが現実的であるが、本発明は埋立地盤６に適用することに限るものでもなく、揚水井戸４と水抜きパイプ７を設けることができる場合には自然地盤に対しても同様に適用可能であることは言うまでもない。
【００２４】
また、上記各実施形態ではいずれも止水壁を設けていないが、従来のように液状化を防止するべき対象範囲を取り囲むように止水壁を設けても勿論良い。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、地盤中に水抜きパイプを敷設しておいて、その水抜きパイプにより地下水を集水して揚水井戸に導いて揚水するので、地下水位を確実かつ効率的に低下させることができ、したがって地盤を不飽和状態としてその液状化を確実に防止することができる。
【００２６】
請求項２の発明は、液状化を防止するべき地盤の下層にある不透水層の表層部に集水ピットを設けて、その集水ピット内に水抜きパイプを敷設するので、地下水の集水をより効率的に行うことができる。
【００２７】
請求項３の発明は、地盤中に複数の水抜きパイプを多段に設けるので、地盤が透水性の異なる複数の層からなるような場合にも各層の地下水位をいずれも効率的に低下させることができる。
【００２８】
請求項４の発明は、揚水井戸を中心としてその周囲に複数の水抜きパイプを放射状に設けるので、揚水井戸の周囲から効率的に地下水を集水し揚水することができる。
【００２９】
請求項５の発明は、揚水井戸により地下水を揚水するとともに、地表部より注水を行って地下水位を回復させるので、地盤の土粒子中に空気を封じ込めて不飽和状態を長く維持することができ、常時揚水を行わずとも液状化防止効果を長期にわたって維持することができる。
【００３０】
請求項６の発明は、埋立地盤を対象としてその液状化を防止するために、埋立地盤を造成する際に予め水抜きパイプを敷設しておくので、水抜きパイプの敷設を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液状化防止方法の一実施形態を示す説明図である。
【図２】同、他の実施形態を示す説明図である。
【図３】同、さらに他の実施形態を示す説明図である。
【図４】同、本発明のさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図５】同、さらに他の実施形態を示す説明図である。
【図６】同、さらに他の実施形態を示す説明図である。
【図７】従来の液状化防止方法の一例を示す説明図である。
【図８】同、他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
４  揚水井戸
５  現状地盤（不透水層）
５ａ  集水ピット
６  埋立地盤（液状化を防止するべき地盤）
７  水抜きパイプ
８  注水パイプ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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