(57)【要約】  【課題】地盤を掘削してその掘削底面上に平底円筒形状タンクを構築し、前記掘削土その他の土をタンク躯体の外周面に接して内向きの圧力を働くように盛り土を築いてなる半地下形式で平底円筒形状の液体貯蔵用タンク及びその構築方法を提供する。  【解決手段】半地下式となる程度の深さまで地盤を掘削し、その掘削底面上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンクを構築し、前記タンクの外周にすべり面を形成し、その上に掘削土等を用いタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土を一定の高さまで築くことを特徴とする。【選択図】    【図１】
2005082976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半地下式となる程度の深さまで地盤を掘削し、その掘削底面上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンクを構築し、前記タンクの外周にすべり面を形成し、その上に前記掘削土等を用いタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土を一定の高さまで築くことを特徴とする、半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法。
【請求項２】
タンク躯体の底版の中には水平面状の配置で、及びタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土の中にはタンク躯体の外周を取り囲む垂直面状の配置でそれぞれ、直下地盤及び盛り土の凍結領域を制御するヒーターを設置することを特徴とする、請求項１に記載した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法。
【請求項３】
掘削底面地盤がタンク重量を十分安全に支持できない場合には杭基礎を構築し、その上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンクを構築することを特徴とする、請求項１に記載した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法。
【請求項４】
盛り土のすべり面は掘削法面に内部摩擦角の小さい砂の層を敷設し、又はシートを複数枚重ね合わせたものを敷設して形成し、同盛り土の表面は補強土工法によって安定化させ、又は植物を植えて緑化させることを特徴とする、請求項１に記載した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法。
【請求項５】
半地下式となる程度の深さまで地盤を掘削した掘削底面上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンクを構築して成り、前記タンクの外周に、すべり面を形成した上に前記掘削土等を用いタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土を一定の高さまで築いていることを特徴とする、半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤を掘削してその掘削底面上に平底円筒形状タンクを構築し、更に前記掘削土その他の土をタンク躯体の外周面に接して内向きの圧力を働くように盛り土を築いてなる半地下形式で平底円筒形状の液体貯蔵用タンク及びその構築方法の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
液化天然ガス（ＬＮＧ）などの低温液体を貯蔵する既存の平底円筒形液体貯蔵用タンクは、図３に例示した地下式タンクと、図４に例示した地上式タンクのほか、下記の特許文献１、２に開示されているような半地下式タンクに大別される。
【０００３】
図３に例示した地下式タンクは、鉄筋コンクリート造の地中連続壁１を山留めとして構築し、その内部地盤を所定の深さまで掘削した後、その掘削底面上に先ず鉄筋コンクリート造の底板２を構築する。次いでタンク側壁３を構築し、それぞれの内面部に保冷材４と金属製のメンブレン５を取り付けて平底円筒形タンクを完成している。貯蔵液６は金属製メンブレン５で収容するが、万が一貯蔵液６が金属製メンブレン５から漏れ出した場合のバリアとして、凍結した底板２やタンク側壁３、及び地中連続壁１、更には地中連続壁１の外周の凍結地盤７で保持する構造となっている。外周地盤中には凍結領域を制御するヒーター８が埋設されている。
【０００４】
図４に例示した地上式タンクは、その中でもＰＣＬＮＧタンクと呼ばれる構造形式のもので、直下の地盤中に支持杭９…を堅固な支持地盤に届く深さまで打設し、その上に鉄筋コンクリート造の基礎版１０とプレストレストコンクリート製のＰＣ防波堤１１を構築している。前記ＰＣ防波堤１１の内部に金属製の内槽１２を構築し、タンク外槽１３との間に保冷層１４が形成されている。基礎版１０の中には底部ヒーター１５が敷設されている。通常貯蔵液６は金属製の内槽１２で収容しているが、万が一内槽１２から貯蔵液が漏れ出した場合のバリアとして、ＰＣ防波堤１１と基礎版１０が貯蔵液を保持する構造となっている。
【０００５】
次に、下記の特許文献１に開示された半地下低温液体貯蔵タンクは、低温液体を貯蔵する内設タンクの外周に、同内設タンクを取り囲む配置でタンク貯蔵液の流出及び漏洩を防止するコンクリート製の側壁と底壁から成るハイダイクを設けている。そして、前記ハイダイクがコンクリート肌をむき出しにする外観上の違和感を解消するため、側壁外周に盛り土を行った構成である。前記ハイダイク側壁が低温収縮し、盛り土が凍結すると両者間に間隙を生ずる不都合を解消するため、前記間隙中に膨脹性物質、例えば膨脹コンクリートを圧入充填する旨の記載も認められる。
【０００６】
特許文献２に開示された地中タンクは、鋼管パイルを円形配置に打って構築した山留め壁の内側に、鉄筋コンクリート造のタンク側壁部を地表面に突き出す高さに構築し、これらを山留めに利用して掘削を行う。そして、前記鋼管パイルの外周に、前記掘削土を使用した盛り土を行う。更に、前記盛り土の土圧が加わることによりタンク側壁部の最下端に働くモーメントが過大にならないように、換言すれば、地表面部の位置に作用する盛り土のモーメントが零となるように、前記盛り土の中に水平方向内向きのアンカーを設置した構成とされている。
【０００７】
【特許文献１】実開昭５７−５６００号公報
【特許文献２】特公平１−１８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に例示した地下式タンクの場合は、景観の保持性には優れるけれども、当該タンクの構築に際して、タンクの深さ（地下１５メートル〜７０メートル）に相当する地盤の掘削が必要である。必然、仮設構造物である地中連続壁１を構築しなければならない上に、地盤を掘削した掘削残土が大量に発生するので、これを現今の厳しい環境保全基準に照らして適法、適正に処理しなければならないという大きな問題がある。
図４に例示した地上式のＰＣＬＮＧタンクの場合は、景観の保持が難しい上に、タンク構築に際して大量の支持杭９…を支持地盤に届く深さまで打設しなければならないので、施工に伴う騒音や振動の問題、及び施工効率の低下が懸念される。また、プレストレストコンクリート製のＰＣ防波堤１１にはプレストレスを導入しなければならないので、施工が難しく、手間がかかるという問題点もある。
【０００９】
次に、上記特許文献１に記載された半地下低温液体貯蔵タンクは、低温液体を貯蔵する内設タンクの外周に同内設タンクを取り囲む配置でタンク貯蔵液の流出及び漏洩を防止するコンクリート製のハイダイク（側壁と底壁）を設けた点、及びハイダイクがコンクリート肌をむき出しにする外観上の違和感を解消する目的で側壁外周に盛り土を行った構成を注目できる。しかし、盛り土の土圧は直接内設タンクに働くものではなく、ハイダイクの側壁に働く構成である。ハイダイクの側壁が低温収縮し、盛り土が凍結すると、両者間に間隙を生ずる。この不都合を解消するため、前記間隙中に膨脹性物質（膨脹コンクリート）を圧入充填する旨の記載から明らかなように、盛り土の土圧を常時有効にハイダイクの側壁に作用させることが難しい構成である。
【００１０】
特許文献２に開示された地中タンクも半地下式であり、山留め壁の内側の鉄筋コンクリート造タンク側壁部を地表面に突き出す高さに構築し、山留め壁の外周に、前記掘削土を使用した盛り土を行う点が注目される。しかし、前記盛り土はタンク保安の規則上必要とされるタンク貯蔵液の漏出防止用突堤の代替え手段にすぎないものである。そして、前記盛り土の土圧が加わることによりタンク側壁部の最下端に働くモーメントが過大にならないように、つまり地表面部の位置に作用する盛り土のモーメントが零となるように前記盛り土の中に水平方向内向きのアンカーを設置した構成が注目されるにすぎない。
【００１１】
本発明の目的は、第一に、タンク躯体に接して内向きに土圧を働く盛り土をすべり面の上に構築して積極的に活用し、タンク躯体に内側から作用する貯蔵液に起因する水平力（液圧）に対する抵抗力に利用して貯液性能を高めること、第二に、半地下式タンクの特徴を生かして盛り土量と地盤の掘削土量をバランスさせ、掘削土を盛り土に消費することで掘削残土の処理の問題を解決すること、第三に、仮設構造物である地中連続壁の構築を無用にすることにより工期の短縮と工費の削減を達成し、更に環境負荷の軽減、景観の維持性能に優れた半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法及び半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法は、
半地下式となる程度の深さまで地盤２０を掘削し、その掘削底面上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築し、前記タンクの外周にすべり面２３を形成し、その上に前記掘削土等を用いタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土２４を一定の高さまで築くことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法において、
タンク躯体の底版２又は１０の中には水平面状の配置で、及びタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土２４の中にはタンク躯体の外周を取り囲む垂直面状の配置でそれぞれ、直下地盤及び盛り土２４の凍結領域を制御するヒーター２５又は２６を設置することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法において、
掘削底面地盤がタンク重量を十分安全に支持できない場合には、杭基礎を構築し、その上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載した発明は、請求項１に記載した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法は、
盛り土２４のすべり面２３は掘削法面に内部摩擦角の小さい砂の層を敷設して、又はシートを複数枚重ね合わせたものを敷設して形成し、同盛り土２４の表面は補強土工法によって安定化させ、又は植物を植えて緑化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載した発明に係る半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクは、
半地下式となる程度の深さまで地盤２０を掘削した掘削底面上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築して成り、前記タンクの外周に、すべり面２３を形成した上に前記掘削土等を用いタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土２４を一定の高さまで築いていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜４に記載した発明に係る半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクの構築方法および前記方法により構築される請求項５に記載した発明に係る半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクによれば、盛り土２４の土圧を積極的に、且つ直接タンク躯体へ常時働かせる構成であるから、タンク躯体に導入する内側から作用する貯蔵液６に起因する水平力（液圧）に対する抵抗力として利用でき、タンク躯体にプレストレスを軽微なものとするか、又は導入しないでも貯液性能を高めることができる。
人工的にすべり面２３を形成しその上に盛り土２４を築いているから、盛り土２４の土圧は確実に（積極的に）効率よくタンク躯体に働くから、前記貯液性能の向上に資するところが大である。盛り土の土圧は、地震時にタンク躯体及びその中の貯蔵液に作用する水平力に対しても抵抗するので、耐震性の向上も期待できる。
【００１８】
また、半地下式タンクの特徴を生かして盛り土量と地盤の掘削土量をバランスさせることにより、地盤の掘削土を全部盛り土２４に使い切り、掘削残土の処理の問題を合理的に、ほとんど外注コスト（場外処分費、購入土費用など）を必要とすることなく解決でき、環境保全にも寄与する。しかも半地下式タンクの特徴を生かして地盤を掘削することにより仮設構造物である地中連続壁の構築を無用にできるから、その費用と手間（工期）を削減できる。
【００１９】
その上、掘削底面が直接基礎構造のための地耐力が不足して杭基礎が必要である場合でも、地上式タンクに比較すれば、支持層までの距離が短縮され、掘削に起因する杭コストの低減が図れるし、地下水位が高い場合にはその浮力を設計荷重に考慮できる。
勿論、タンク貯蔵液の冷熱により盛り土２４が凍結すると、これを貯蔵液６が漏れ出した場合のバリアとして利用できる。但し、盛り土２４を含む地盤の凍結が無闇に拡大する不都合は、盛り土２４及び底版１０の中に配置したヒータ２５及び２６（請求項２）で制御し解決することができる。
半地下式のタンクで、しかもその外周に盛り土２４をするから、景観の保持性能にも優れる。盛り土２４は法面を補強土工法により安定性を高めるほか、植物を植えて緑化する（請求項４）ことにより景観の維持、保持性能を一層高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
半地下式となる程度の深さまで地盤２０を掘削し、その掘削底面上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築する。そして、前記タンク２１の外周にすべり面２３を形成し、その上に前記掘削土等を用いタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土２４を一定の高さまで築く。盛り土２４の表面は補強土工法によって安定化させ、又は植物を植えて緑化させる。
【実施例１】
【００２１】
図１に示した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンクは、建設地の地盤２０をタンクが半地下式となる程度の深さ（例えば５ｍ〜１５ｍぐらい）まで、山留めを必要としないぐらいに法勾配を充分に確保して広く掘削し、その掘削底面上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築した例を示している。因みに当該タンク２１は、既往の技術（例えば図３）と同様に、鉄筋コンクリート造の底版２と側壁３を構築し、各々の内面部に低温液体６を貯蔵する内槽を形成する保冷材４と金属製のメンブレン５を取り付けてタンク躯体が構築されている。
なお、掘削底面が図示した直接基礎構造ではタンク重量を支持する地耐力を十分安全に得られない場合には、掘削底面の下にタンク重量を支持する杭基礎を構築し、その上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築する（請求項３に記載した発明）。この場合、地上式タンクに比較すれば、支持層までの距離が短縮され、杭長が短いから、杭コストの低減が図れる。地下水位が高い場合にはその浮力を設計荷重に考慮に入れることができる。
上記タンク２１の外周には、地盤の掘削法面に、当該地盤２０のすべり線に沿って所謂すべり面２３を人工的に形成する。その上に、先の地盤掘削で発生した掘削土をそのまま用い、又は掘削土を人工的な補強材で強化した強化土を用い、前記タンク２１の躯体（前記側壁３）の外周面に接して常時内向きに土圧を働く盛り土２４を一定の高さまで築いている（以上、請求項１に記載した発明）。
【００２２】
上記盛り土２４のすべり面２３は、具体的には、内部摩擦角の小さい砂を適度な厚さに敷いた砂層として、又は合成樹脂シートなどを複数枚重ね合わせて敷いた構成で人工的に形成される（請求項４に記載した発明）。したがって、盛り土２４の自重作用により前記すべり面２３には常時すべり破壊が生ずるので、盛り土２４の内向きの土圧がタンク躯体に圧縮応力として常時作用する。その結果、タンク躯体にはプレストレスを導入したと同様に、前記の圧縮応力が、内槽に収容した低温液体６の液圧（外向き水平力）に対抗（抵抗）して働き、常時の安全性と貯液性能の向上が達成されるのである。  
しかも設計段階で地盤２０の掘削土量と盛り土量とをバランスさせることにより、盛り土２４の築造に地盤の掘削土が丁度使いきられると、掘削残土を場外へ運び出して処理する費用、あるいは外部から盛り土用土を購入する費用を不要に出来るから、経済性が高く、環境保全に資するところも大である。
【００２３】
上記盛り土２４の表面は補強土工法によって安定化させるほか、必要に応じて植物を植えて緑化させる（請求項４に記載した発明）。
タンクの完成後にＬＮＧ等の低温液体６を入れて貯蔵させると、同低温液体６の冷熱により、タンク躯体である鉄筋コンクリート造の底版２、側壁３はもとよりのこと、その直下の地盤や外周の盛り土２４が漸次凍結する。これらが凍結すると、貯液性能を期待することが可能であり、万一の低温液体６の漏洩に対するバリア効果を期待でき、タンクの安全性が向上する。
もっとも、前記直下地盤や盛り土２４の凍結領域は、人為的に制御しないと限りなく拡大してゆく。そのためタンクの底版２の中、及びタンク躯体の外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土２４の中に、凍結領域を制御するヒーター２５及び２６を設置する（請求項２に記載した発明）。底版２のヒータ２６は水平面状に、盛り土２４のヒータ２５はタンク躯体の外周を取り囲む垂直筒状の配置で設置する。
【実施例２】
【００２４】
図２に示した半地下式の平底円筒形液体貯蔵用タンク２１は、図４に例示した既往のＰＣＬＮＧタンクと類似する構造形式の実施例である。これもやはり建設地の地盤２０をタンクが半地下式となる程度の深さまで、山留めを必要としないぐらいの法勾配を充分に確保して広く掘削し、その掘削底面上に鉄筋コンクリート造の低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築している。
タンク２１は、上記掘削底面の上に鉄筋コンクリート造の基礎版１０とプレストレストコンクリート製のＰＣ防波堤１１を構築し、前記ＰＣ防波堤１１の内部に金属製の内槽１２を構築し、タンク外槽１３との間に保冷層１４が形成されている。基礎版１０には底部ヒーター２６が敷設されている。低温液体６は金属製の内槽１２で貯蔵している。
【００２５】
掘削底面が、図示した直接基礎構造でタンク重量を支持する地耐力を得られない場合にはやはり、掘削底面の下にタンク重量を支持する杭基礎を構築し、その上に低温液体貯蔵用の平底円筒形状タンク２１を構築する（請求項３に記載した発明）。
そして、上記タンク２１の外周に、先ず地盤の掘削法面に当該地盤２０のすべり線に沿うすべり面２３を人工的に形成する。その上に、先の地盤掘削で発生した掘削土を用い前記タンク２１の躯体（前記側壁３）外周面に接して内向きに土圧を働く盛り土２４を一定の高さまで築いていることは、上記の実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１のタンクを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２のタンクを示す断面図図である。
【図３】従来の地下式タンクを示す断面図である。
【図４】従来の地上式タンクを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２０      地盤
２１      平底円筒形状タンク  
２３      すべり面
２４      盛り土
２５、２６ヒーター
【図１】
2005082976.tif 000003
【図２】
2005082976.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005082976.tif 000006