(57)【要約】【課題】改良率を高くすることなく、大規模地震にも十分に対処でき、しかも既設構造物直下の地盤をも対象に実施できる液状化対策工法を提供する。【解決手段】既設タンクＴの直下の地盤（直下地盤）を対象に、高圧噴射撹拌工法によりＸ型配列となるように連続傾斜壁２，３を造成すると共に、その両側に同じく高圧噴射撹拌工法により連続鉛直壁４，５を造成し、Ｘ型配列の連続傾斜壁２，３の下側領域Ｓ１およびＸ型配列の連続傾斜壁２，３とその両側の連続鉛直壁４，５との間の領域Ｓ２，Ｓ３を閉鎖域として、これら閉鎖域Ｓ１〜Ｓ３内における液状化を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧噴射撹拌工法により地盤中に連続傾斜壁を造成し、該連続傾斜壁の複数を相互に交差するように配列して、地盤中に少なくとも上方が閉じられた閉鎖域を形成することを特徴とする液状化対策工法。
【請求項２】
交差するように配列した２つの連続傾斜壁を最小地中構造体として、該地中構造体の複数を相互に連接して液状化対策範囲を拡大することを特徴とする請求項１に記載の液状化対策工法。
【請求項３】
高圧噴射撹拌工法により地盤中に連続傾斜壁と連続鉛直壁とを造成し、前記連続傾斜壁と前記連続鉛直壁とを組合せて、地盤中に少なくとも上側が閉じられた閉鎖域を形成することを特徴とする液状化対策工法。
【請求項４】
２つの連続傾斜壁と２つの連続鉛直壁との組を最小地中構造体として、該地中構造体の複数を相互に連続鉛直壁を共用しながら連接して液状化対策範囲を拡大することを特徴とする請求項３に記載の液状化対策工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時に砂質地盤等に生じ易い液状化を防止するための液状化対策工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
砂質地盤等の液状化防止対策の一つに、特許文献１、２に記載の工法がある。この工法は、深層混合処理機等により地盤内の土壌と固化材とを撹拌混合して、地盤中に格子状に難透水性格子壁を造成し、格子内部に未改良土をそのまま残して、全体を改良地盤とするもので、薬液注入により地盤全体を固化改良する場合に比べて、改良率（地盤改良の体積）を小さくできる利点がある。
【０００３】
ところで、上記した液状化防止対策では、格子壁の格子巾Ｌと高さＨとの比（Ｌ/Ｈ）が0.5〜0.8 の範囲とする（Ｌ/Ｈ＝0.5〜0.8）ことで、十分なる液状化防止効果が得られるとしてしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２５６８１１５号公報
【特許文献２】特公平４−５４００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載される液状化防止対策によれば、中規模地震（Ｌ１レベル）に対してはそれなりの効果があると考えられるものの、阪神淡路大地震レベルの大規模地震（Ｌ２レベル）に対処すべく格子壁の高さＨを大きくすると、それに従って格子幅Ｌも拡大し（Ｈ＝20ｍの場合、Ｌは少なくとも10ｍ）、格子内部の未改良土に発生する過剰間隙水圧が大きくなって、液状化を起こす虞れがあった。また、格子壁は連続鉛直壁によって構成されるため、既設タンクや既設建物などの既設構造物直下の地盤の液状化防止を図ることはできず、その適用は更地に限定される、という問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、改良率を高くすることなく、大規模地震にも十分に対処でき、しかも既設構造物直下の地盤をも対象に実施できる液状化対策工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１の発明は、高圧噴射撹拌工法により地盤中に連続傾斜壁を造成し、該連続傾斜壁の複数を相互に交差するように配列して、地盤中に少なくとも上方が閉じられた閉鎖域を形成することを特徴とする。
【０００７】
高圧噴射撹拌工法は、注入ロッドを地盤中に回転および軸方向移動させながら、その先端の噴射ノズルから注入ロッドと直角方向へグラウト（地盤改良材）を単独に、あるいは高圧水または圧縮エアと混合して高圧噴射し、地盤改良材と周辺土砂とを攪拌混合して改良体を造成する工法で、強度の大きい大径の改良体を比較的簡単に造成できることから、軟弱地盤の改良に多用されている。本第１の発明は、この高圧噴射攪拌工法により地盤中に連続傾斜壁を造成することを特徴としており、この連続傾斜壁の複数を相互に交差するように配列し、地盤中に少なくとも上方が閉じられた閉鎖域を形成することで、該閉鎖域内における液状化が防止される。一方、閉鎖域の上方域では連続傾斜壁による地盤補強で、液状化が抑制されると共に、地盤沈下が抑えられる。また、連続傾斜壁の造成を基本とするので、斜め方向からの施工となり、既設構造物直下の地盤を対象にしても施工可能となる。
【０００８】
本第１の発明においては、交差するように配列した２つの連続傾斜壁を最小地中構造体として、該地中構造体の複数を相互に連接して液状化対策範囲を拡大するようにしてもよく、この場合は、該地中構造体の連接で閉鎖域の数も増加するので、広域を対象に効率よく液状化対策できる。
【０００９】
上記課題を解決するため、第２の発明は、高圧噴射撹拌工法により地盤中に連続傾斜壁と連続鉛直壁とを造成し、前記連続傾斜壁と前記連続鉛直壁とを組合せて、地盤中に少なくとも上側が閉じられた閉鎖域を形成することを特徴とする。このように行う液状化対策工法においては、連続傾斜壁と連続鉛直壁との組合せで閉鎖域が拡大するので、より効果的に液状化が防止される。一方、閉鎖域の上方域では連続傾斜壁と連続鉛直壁とによる地盤補強で、液状化が抑制されると共に、地盤沈下が抑えられる。また、連続傾斜壁の造成を主体とすることで、斜め方向からの施工となり、既設構造物直下の地盤を対象にしても施工可能となる。
【００１０】
本第２の発明においては、２つの連続傾斜壁と２つの連続鉛直壁との組を最小地中構造体として、該地中構造体の複数を相互に連続鉛直壁を共用しながら連接して液状化対策範囲を拡大するようにしてもよく、この場合は、連続鉛直壁を共用するので、広域を対象に効率よく液状化対策できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る液状化対策工法によれば、地盤中に形成する閉鎖域により液状化が防止されることに加え、連続傾斜壁または連続鉛直壁による地盤補強で液状化が抑制され、大規模地震にも十分に対処できる。また、連続傾斜壁の造成を主体とするので、既設構造物直下の地盤を対象にしても実施可能となり、総じて本発明の利用価値は大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る液状化対策工法の第１の実施形態により砂質地盤Ｇ中に造成した地中構造体１Ａを示したものである。本実施形態は、既設タンク（既設構造物）Ｔの直下の地盤（直下地盤）を対象に実施されたもので、地中構造体１Ａは、Ｘ型配列となるように直下地盤中に造成された２つの連続傾斜壁２，３と、このＸ型配列の両側に沿いかつ各連続傾斜壁２，３に接続して直下地盤中に造成された２つの連続鉛直壁４，５とからなっている。連続傾斜壁２，３および連続鉛直壁４，５は、後に詳述する高圧噴射撹拌工法による改良体２ａ，３ａおよび４ａ，５ａの打設を、各改良体が相互にラップするように連続施工することにより造成されたものである。なお、連続傾斜壁２，３を構成する改良体２ａ，３ａは、一例として直径１ｍ程度の大きさを、連続鉛直壁４，５を構成する改良体４ａ，５ａは、一例として直径２ｍ程度の大きさをそれぞれ有している。
【００１４】
高圧噴射撹拌工法としては、例えば、特開平１０−８８５６４号公報に開示される工法を用いることができる。この工法は、図２に示すように、先ず、先端に削孔ビット１０を有する二重管構造のロッド１１を、その先端から水（低圧水）を噴出させながら、地盤Ｇ中に回転、下降させて、地盤Ｇ中に孔１２を開ける（１）。そして、ロッド１１の先端が所定の深度まで到達したら、ロッド１１に超高圧水（３５〜４５ＭＰａ）と圧縮空気とを供給し、空気を伴った超高圧水（混合流体）を噴出させながらロッド１１を回転、下降させる。これにより地盤Ｇ内が強力に切削攪拌され、地盤Ｇ中には大径の切削攪拌層１３が形成され（２）、この切削攪拌層１３は、ロッド１１の回転、下降に応じて次第に下方へ拡大する。
【００１５】
上記切削撹拌層１３の形成が所定の深度まで達したら（３）、ロッド１１に対する超高圧水の供給を停止して、高圧（３５〜４５ＭＰａ）のグラウトの供給に切換え、ロッド１１に対する圧縮空気の供給を継続しながら、ロッド１１を回転、上昇させる。これにより、ロッド１１の先端から空気を伴った高圧グラウト（混合流体）が前記切削攪拌層１３内に注入され、地盤Ｇ中にはグラウト注入層１４が形成される（４）。このグラウト注入層１４は、ロッド１１の回転、上昇に応じて次第に上方へ拡大し、速硬性のグラウトを使用した場合は、ロッド１１の上昇途中からグラウト注入層１４が固化し始め、硬質の改良体１５の成長が始まる。このようにして所定の位置までロッド１１が上昇したら、ロッド１１に対するグラウトおよび圧縮空気の供給を停止し、そのままロッド１１を地盤Ｇから引抜き、これにて、計画改良域への１つの改良体１５の打設は完了する（５）。
【００１６】
本第１の実施形態においては、上記した高圧噴射撹拌工法により連続傾斜壁２，３および連続鉛直壁４，５を直下地盤中に造成するが、これらの造成順序は任意であり、連続傾斜壁２，３を造成した後、連続鉛直壁４，５を造成しても、あるいはこの逆であってもよい。また、連続傾斜壁２，３の造成順序も任意であり、一方の連続傾斜壁２の造成を終えた後、他方の連続傾斜壁３を造成するようにしてもよい。この場合、一方の連続傾斜壁２は既に固化しているが、図２に示したように行う高圧噴射撹拌工法においては、最初に削孔ビット１０による削孔を行うので、先に造成された硬質の連続傾斜壁２を貫通して後の連続傾斜壁３の改良体３ａを打設することができ、したがって、２つの連続傾斜壁２，３をＸ型配列することに特別の困難はない。また、この高圧噴射撹拌工法によれば、ロッド１１から噴出させる超高圧水および高圧グラウトの圧力とロッド１１の貫入および上昇速度とを調整することで、打設すべき改良体の直径を任意に変化させることができるので、上記したように連続傾斜壁２，３を構成する改良体２ａ，３ａと連続鉛直壁４，５を構成する改良体４ａ，５ａとの間に直径の差を付けることも容易である。
【００１７】
このように造成された地中構造体１Ａは、図１に示されるように、Ｘ型配列の連続傾斜壁２，３の下側領域Ｓ１は上側が閉じられた閉鎖域となり、また、Ｘ型配列の連続傾斜壁２，３とその両側の連続鉛直壁４，５との間の領域Ｓ２，Ｓ３が周囲が閉じられた閉鎖域となる。したがって、地震時に周辺地盤Ｇが液状化する状況においても、これら閉鎖域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内の土壌が液状化することはない。また、万一、地中構造体１Ａより深い領域の地盤に液状化が発生したとしても、Ｘ型配列の連続傾斜壁２，３によって地下水や砂の上下移動が規制されるので、液状化の影響が地表面まで及ぶことはない。一方、Ｘ型配列の連続傾斜壁２，３の上側領域すなわち閉鎖領域の上側領域では、連続傾斜壁２，３および連続鉛直壁４，５による地盤補強でせん断耐力が増大し、液状化が防止されると共に、地盤沈下が防止される。すなわち、本液状化対策工法によれば、既設構造物の直下地盤の液状化を確実に防止することができ、液状化対策として極めて有用となる。本実施形態においては特に、連続鉛直壁４，５が比較的直径の大きい改良体４ａ，５ａからなっているので、直下地盤のせん断耐力は十分な大きさとなり、直下地盤の液状化対策は十分となる。一方、地中構造体１Ａは、連続傾斜壁２，３と連続鉛直壁４，５とを組合せからなっているので、改良率は小さくて済み、施工コストの上昇を抑えることができる。
【００１８】
ここで、上記第１の実施形態においては、２つの連続傾斜壁２および３をＸ型配列としたが、本発明は、例えば図３に示すように、２つの連続傾斜壁２および３をＶ型配列として、全体がＭ字型をなすように地中構造体１Ｂを造成してもよいものである。この場合は、２つの連続傾斜壁２，３とその両側の連続鉛直壁４，５とで囲まれた領域Ｓ４が上方を閉じられた閉鎖域となり、第１の実施形態に近い液状化防止効果が得られる。
【００１９】
また、上記第１の実施形態においては、連続傾斜壁２，３と連続鉛直壁４，５とを組合せて地中構造体１Ａを造成したが、本発明は、例えば図４に示すように、Ｘ型配列した２つの連続傾斜壁２および３のみで地中構造体１Ｃを造成してもよいものである。この場合は、液状化危険層の上限Ｌが比較的深い部位に存在することが前提となるが、連続傾斜壁２および３の下側領域Ｓ１が閉鎖領域となって液状化が防止されるので、既設タンクＴの直下地盤の液状化防止対策として有用となる。この場合は、改良率が著しく小さくなり、施工コストが大幅に低減する。
【００２０】
図５は、本発明に係る液状化対策工法の第２の実施形態により砂質地盤Ｇ中に造成した地中構造体（広域地中構造体）２０Ａを示したものである。本第２の実施形態は、建物建設予定地、避難場所等の砂質地盤Ｇを対象に実施されたもので、ここでは、前出図１に示したＸ型配列の２つの連続傾斜壁２，３とその両側の連続鉛直壁４，５とを組合せた地中構造体１Ａを最小地中構造体として、この最小地中構造体の複数を、相互に連続鉛直壁４，５を共用しながら水平方向へ配列している。本第２の実施形態においては、連続鉛直壁２，３を共用して液状化対策範囲を拡大するので、広域を対象に効率よく液状化対策できる。なお、この場合は、必要に応じて地表面に盛土層２１を設けて、この盛土層２１上に建物２２を建設するうようにしてもよい。
【００２１】
ここで、上記第２の実施形態では、Ｘ型配列の２つの連続傾斜壁２，３とその両側の連続鉛直壁４，５とを組合せた地中構造体１Ａ（図１）を最小地中構造体として、これを水平方向へ配列するようにしたが、本発明は、例えば図６に示すように、前出図３に示したＭ型地中構造体１Ｂを最小地中構造体として、この地中構造体の複数を、相互に連続鉛直壁４，５を共用しながら水平方向へ配列して、広域地中構造体２０Ｂとしてもよいものである。この場合も、連続鉛直壁２，３を共用して液状化対策範囲を拡大するので、広域を対象に効率よく液状化対策できる。
【００２２】
また、本発明は、例えば図７に示すように、前出図４に示したＸ型地中構造体１Ｃを最小地中構造体として、この地中構造体の複数を、相互に連接しながら水平方向へ配列して、広域地中構造体２０Ｃとしてもよいものである。この場合は、地中構造体としての地中構造体１Ｃの相互間にも閉鎖域Ｓ５が形成されるので、閉鎖域の数が増加し、液状化危険層の上限Ｌ（図４）に制約されることなく、広域を対象に効果的に液状化対策できるようになる
【００２３】
なお、本発明において、上記広域地中構造体（２０Ａ〜２０Ｃ）とするための最小地中構造体の配列パターンは任意であり、上記した地中構造体１Ａ〜１Ｃを混合して配列しても、これら地中構造体１Ａ〜１Ｃと他の配列パターンの地中構造体と組合せて配列してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る液状化対策工法の第１の実施形態により砂質地盤中に構築した地中構造体を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明で用いる高圧噴射撹拌工法の実施状況を順を追って示す断面図である。
【図３】第１の実施形態の変形例としてのＭ型地中構造体を模式的に示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の変形例としてのＸ型地中構造体を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る液状化対策工法の第２の実施形態により砂質地盤中に構築した広域地中構造体を模式的に示す断面図である。
【図６】第２の実施形態の変形例としての広域地中構造体を模式的に示す断面図である。
【図７】第２の実施形態の変形例としての広域地中構造体を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１Ａ〜１Ｃ  地中構造体（地中構造体）
２，３  連続傾斜壁
４，５  連続鉛直壁
２ａ，３ａ、４ａ，５ａ  改良体
２０Ａ〜２０Ｃ  広域地中構造体
Ｇ    砂質地盤
Ｓ１〜Ｓ５  閉鎖域
Ｔ    既設タンク
【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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