(57)【要約】【課題】  組立マンホールの浮上防止方法と、その実施に用いられる浮上防止フランジ部材を提供する。【解決手段】  基盤１７の上に直壁１６、直壁１５、斜壁１４、調整リング１３及びマンホール蓋枠１２を順次積み上げると共に、接着材や連結金具１８等で一体にして組立マンホールＡを構成し、下側に内側から外側へ上向きの４５°のテーパー２１ａを設けた浮上防止フランジ部材２１を前記直壁１５の外側に取付け、前記直壁１６の外側には下側に内側から外側へ上向きの４５°のテーパー２２ａを設けた分離型浮上防止フランジ部材２２を取付けて組立マンホールＡ全体の見掛け上の比重を１．０以上とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立マンホールの躯体の外側に浮上抵抗付加用の適数個の環状の浮上防止フランジ部材を装着し、且つ全体の見掛け比重を１．０以上とすることを特徴とする組立マンホールの浮上防止方法。
【請求項２】
浮上防止フランジ部材は下側に内側から外側に上向きの４５°以上のテーパーを設けたものであることを特徴とする請求項１記載の組立マンホールの浮上防止方法。
【請求項３】
浮上防止フランジ部材はコンクリート製または金属製としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の組立マンホールの浮上防止方法。
【請求項４】
浮上防止フランジ部材をプラスチック製等の軽量の材料で構成した場合、インバートの重量増加等により全体の見掛け比重を１．０以上とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の組立マンホールの浮上防止方法。
【請求項５】
環状の本体の内径を組立マンホールの躯体の外側に装着可能の大きさとし、且つ組立マンホールの躯体への取付手段を設けたことを特徴とする組立マンホール用浮上防止フランジ部材。
【請求項６】
連結手段により一体化する分割型の環状の本体の内径を組立マンホールの躯体の外側に装着可能の大きさとし、且つ組立マンホールの躯体への取付手段を設けたことを特徴とする組立マンホール用浮上防止フランジ部材。
【請求項７】
下側に内側から外側に上向きの４５°以上のテーパーを設けたことを特徴とする請求項５または請求項６記載の組立マンホール用浮上防止フランジ部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立マンホールの浮上防止方法とその発明実施に用いられる浮上防止フランジ部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、現在、一般に用いられている、日本下水道協会認定の組立マンホールの標準的構成を示すもので、１はマンホール蓋、２はマンホール蓋受枠、３は高さ調整リング、４は斜壁、５，６は直壁、７は基盤、８はインバートで、一般に接着材等により接合され一体化されている。
【０００３】
周知のように、阪神・淡路や中越地震地において、地盤の液状化（流動化）により、数多くの前記組立マンホールが浮き上がり、救援の障害になったことは記憶に新しいところである。
【０００４】
そして、２００５年１月号の下水道協会誌Vol.４２  No.５０７の６８頁表−２によれば、新潟県中越地震におけるマンホールの浮上がり、沈下は１，３６５件であったと報告されており、現在、国土交通省下水道部を初めとして下水道の技術分野において、その解決策について検討がなされている。        
【特許文献１】実開平３−１８２５２号公報
【非特許文献１】２００５年１月号下水道協会誌Vol.４２  No.５０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、組立マンホールの浮上防止方法とその発明の実施に用いられる浮上防止フランジ部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
多量の水分を含んだ土砂は、通常、砂粒子同士が粒子の結合で結びつき、粒子間にできた空隙の間に間隙水が存在して安定しているが、地震が発生すると、強い振盪により砂粒子の結合が外れて砂粒子が動き出し、その間に間隙水が入り込み、砂粒子が個々に浮遊し始め、地盤は泥水化（液状化）する。
【０００７】
組立マンホール（地下構造物）は、内部が空洞で、コップ状になっているので、地盤より比重が軽いため、地震の際の地盤が泥水化した時、浮上し始め、組立マンホールの下に浮遊している砂粒子が潜り込み、地震の終了と共に、砂粒子はそのまま再結合し、組立マンホールは浮上したままとなる。
【０００８】
この地盤の流動化による組立マンホールの浮上を防止する方法として、従来、基盤，直壁及び斜壁等を一体化した組立マンホールの質量を大きくする、埋め戻し材料を選定して圧密度を高くする、埋め戻しを固化改良土で行うなどの技術があった。
【０００９】
しかしながら、これらの方法は、組立マンホールの設計変更をしなければならず、しかも既設の組立マンホールには適用し得ないこと、埋め戻し材のコスト増、実用的でないことや本来の即日復旧が困難である等の問題があった。
【００１０】
そこで本発明者は、現在、実用の組立マンホールの構造や工事方法を変更する必要がなく、実施が容易で、しかも安価なコストで組立マンホールの浮上を防止する手段を提供するため、種々実験研究の結果、組立マンホールの躯体の外側に、浮上に対する抵抗力を大きくすると共に、見かけ比重を大きくするための環状の浮上防止フランジ部材を適数個装着することにより、課題を解決したものである。
【００１１】
ところで本発明者は、本発明をなすに先立って、先ず組立マンホール設定後の見掛け比重がどの程度のものとすれば浮上防止出来るかについて、図２に示す１／１０のミニチュアモデルを用いた実験装置により実験を行った。
【００１２】
図２中Ｔ１〜Ｔ３はそれぞれテストモデル（試料）で、高さ３００ｍｍ、直径１０５ｍｍ、厚さ４ｍｍのプラスチック製円筒１０ａ内に、コンクリート底盤１０ｂを設け、その上方に砂ウエート１０ｃを入れて見掛け比重がそれぞれ、０．８１２９，１．０，１．２になるように構成し、振盪容器１１内に先ず砂（表面水２〜３％）を入れ、転圧して７０ｍｍとし、その上に試料Ｔ１〜Ｔ３を設置し、次いで砂を入れて１００ｍｍ毎に転圧を行い、試料の２８０ｍｍの高さまで転圧を繰り返し砂を入れた後、振盪容器１１内に１７リットルの水を加え、実水分量１７％程度とし、砂の表面をコテで均す。
【００１３】
上記の準備を完了してから、振盪容器１１を１５０ｍｍ〜２００ｍｍ／秒で振盪させ、１５往復（約１５秒）で流動化が完了した。
【００１４】
その結果、試料Ｔ１（比重０．８１２９）は３８ｍｍ浮上し、試料Ｔ２（比重１．０）は２７ｍｍ浮上し、試料Ｔ３（比重１．２）は１１２ｍｍ浮上した。
【００１５】
同様に見掛け比重を１．３，１．４，１．５，１．８，２．０とした場合の５種類の試料を用いて浮上試験を行った結果、比重１．３のものは１１０ｍｍ，比重１．４のものは２９ｍｍ，比重１．５のものは３０ｍｍ，比重１．８のものは１１ｍｍ，比重２．０のものは２ｍｍ浮上した。
【００１６】
この流動化による埋設物の浮上試験によれば、現行タイプのものは見掛け比重を２．０以上にする必要があることが分かった。
【００１７】
次に上記円筒状の試料の外側に図２で想像線図示のように１０ｍｍ突出させた環状の浮上防止フランジ部材を設け、見掛け比重を１．００４４とした２つの試料Ｔ４，Ｔ５（図示せず）を用意し、前記と同様の手順で流動化浮上試験を行った結果、浮上せず、逆に、試料Ｔ４は４ｍｍ、試料Ｔ５は６ｍｍ沈下した。なお、使用する砂や、転圧の条件により試料が沈下しないこともある。
【００１８】
これらの試験結果により、組立マンホールの躯体の外側に荷重増加用の環状の浮上防止フランジ部材を適数個付加することにより、見掛け比重は前記実験における値２．０より小さい値の１．０以上にすればよいという知見を得た。
【００１９】
現行の組立マンホールの見掛け比重は計算上０．９前後であるので、コンクリート製又は金属製の肉厚の環状の浮上防止フランジ部材を適数個付加することにより現行の組立マンホールの見掛け比重を１．０以上にすることは容易である。また、プラスチック等の軽量の材料で浮上防止フランジ部材を構成した場合は、例えばコンクリートを付加してインバートの厚さを１５ｃｍ〜２０ｃｍ程度の厚さを増加することにより見掛け比重を１．０以上にすることができる。
【００２０】
しかして、付加する環状の浮上防止フランジ部材９は、図３の（a）図のように内径を組立マンホールに装着し得る大きさにすると共に、下側にθ＝４５°以上のテーパー９aを設けることが望ましい。かくすることにより、埋め戻し時における転圧に際し、浮上防止フランジ部材９の下部に転圧不足部が生ずることを防止することができる。
【００２１】
この浮上防止フランジ部材９は、地盤流動化時において組立マンホールに浮上抵抗を付与する効果があり、図３の（ｂ）に示すように、上部外周部に突条９ｂを設けることにより、更に浮上抵抗を増加することができる。なお、図示しなかったが、浮上防止フランジ部材９には躯体への取付手段を設けることは勿論である。
【００２２】
本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、請求項１に記載の発明は、組立マンホールの躯体の外側に浮上抵抗付加用の適数個の環状の浮上防止フランジ部材を装着し、且つ全体の見掛け比重を１．０以上とすることを特徴とする組立マンホールの浮上防止方法である。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明における、浮上防止フランジ部材として、下側に内側から外側に上向きの４５°以上のテーパーを設けたものを用いたことを特徴とする組立マンホールの浮上防止方法である。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明における浮上防止フランジ部材としてコンクリート製または金属製としたことを特徴とする組立マンホールの浮上防止方法である。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明における浮上防止フランジ部材をプラスチック製等の軽量の材料で構成した場合、インバートの重量増加等により全体の見掛け比重を１．０以上とすることを特徴とする組立マンホールの浮上防止方法である。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、環状の本体の内径を組立マンホールの躯体の外側に装着可能の大きさとし、且つ組立マンホールの躯体への取付手段を設けたことを特徴とする組立マンホール用浮上防止フランジ部材である。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、連結手段により一体化する分割型の環状の本体の内径を組立マンホールの躯体の外側に装着可能の大きさとし、且つ組立マンホールの躯体への取付手段を設けたことを特徴とする組立マンホール用浮上防止フランジ部材である。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項４または請求項５記載の組立マンホール用浮上防止フランジ部材として、下側に内側から外側に上向きの４５°以上のテーパーを設けたことを特徴とする組立マンホール用浮上防止フランジ部材である。
【発明の効果】
【００２９】
組立マンホールの躯体の外側に浮上抵抗付加用の適数個の環状の浮上防止フランジ部材を装着して、且つ全体の見掛け比重を１．０以上としたので、地震発生時に、地盤が液状化してもフランジ部材の浮上抵抗力と相俟って、浮上が防止される。
【００３０】
また、浮上防止フランジ部材は、組立マンホールの躯体の外側に装着するだけでよいので、実施が容易であると共に、組立マンホールの大きさや肉厚に応じて、その取付個数を選択するだけでよいので、実施が簡単且つ容易であるばかりでなく、既設の組立マンホールに浮上防止機能を持たせることができるので、実用上勝れた浮上防止方法である。
【実施例】
【００３１】
図４は本発明の一実施例の側面図で、この組立マンホールの躯体Ａは、マンホール蓋受枠１２に、高さ調整リング１３、斜壁１４、直壁１５，１６、基盤１７から構成され、接着材等で一体化すると共に、直壁１５と１６を更に適数個の連結金具１８によって連結し、且つ直壁１５には流入管２０を、直壁１６には流出管１９を接続すると共に、直壁１５には環状の浮上防止フランジ部材２１を、また直壁１６には環状の分割型浮上防止フランジ部材２２を取付けたものである。
【００３２】
図５は前記環状の浮上防止フランジ部材２１の拡大平面図、図６はその一部截断側面図を示し、この場合は、斜壁１４や直壁１５，１６と同様に鉄筋入りコンクリート製である。
【００３３】
しかして、この環状の浮上防止フランジ部材２１は、直壁１５に上部から装着し易いように、内径を直壁１５の外径より僅か大きく作り、下側に内側から外側に上向きの４５°のテーパー２１ａが設け、且つ６箇所に押しネジ式の取付手段Ｐが設けられている。
【００３４】
図７は前記取付手段Pの詳細を示す拡大断面図で、図８の（ａ）図〜（ｃ）図に示すようなアンカーピン２３，２３を備えたナット２４をボルト挿入孔２５の中間に配設し、前記ナット２４に螺合したボルト２６で、押し板２７を直壁１５に押圧させることにより、浮上防止フランジ部材２１を直壁１５の任意の位置に固定するようにしたものである。
【００３５】
なお、押し板２７は、図８の（ｄ）図及び（ｅ）図に示すように、両側に丸棒２７ａ，２７ａを熔接して円筒状の直壁１５の外面に密接するよう工夫されており、また使い勝手を良くする為、ボルト２６を捻じ込む前は、両面テープ２８でナット２４の端面に接着されていて、ボルト２６を捻じ込むと、押し板２７は、ナット２４の端面からボルト２６によって剥離されて直壁１５の表面に圧接される。
【００３６】
図９は、鉄筋入りコンクリート製の分割型浮上防止フランジ部材２２の拡大平面図、図１０はその一部截断側面図を示すもので、この場合は２分割タイプのものであって、直壁１６に抱かせてから、連結手段Ｑ，Ｑによって一体化した後、前記取付手段Ｐによって直壁１６に固定するように構成したものである。
【００３７】
この分割型浮上防止フランジ部材２２は、図４に示した実施例のように直壁１６の表面に既設流入管１９や連結金具１８等の突起物があって、組立マンホールの上方から、環状の浮上防止フランジ部材２１を装着出来ないような場合に用いられるもので、実施例における連結手段Ｑを図面に基づき説明すれば次の通りである。
【００３８】
図１１は分割型浮上防止フランジ部材２２の連結部の詳細を示す拡大端面図で、各分割防止フランジ部材２２ａ，２２ｂには、それぞれ３個づつの前記非分割型の浮上防止フランジ２１に設けたものと同様の取付手段Ｐと、端面の上下に図１２に示すような接合ボックス２９，２９が設けられている。
【００３９】
図１２の（ａ）図は、接合ボックスの正面図、（ｂ）図は同平面図、（ｃ）図は（ｂ）図の右側面図で、接合ボックス２９は端面側に連結ボトル孔２９ａを設けると共に、両側と背面に異形鉄筋を用いたアンカー２９ｂを熔接したものである。
【００４０】
分割型浮上防止フランジ２２の直壁１６への取付けは、先ず、分割浮上防止フランジ部材２２ａ，２２ｂを直壁１６に抱かせて、相対する前記接合ボックス２９に設けた連結ボトル孔２９ａ，２９ａに挿通したボルトとナット（図示せず）で、連結して環状とした後、取付手段Ｐで直壁１６に固定させるものである。
【００４１】
以上説明したように、分離型浮上防止フランジ部材２２は、既設流入管や突起物を避けて設置することが出来るので、既設組立マンホールに浮上防止機能の付与の実施を容易に行うことが出来るという実用的効果がある。
【００４２】
組み立てマンホールに取付ける浮上防止フランジ部材２１又は２２の数は、現行標準的組立マンホールの場合、厚さ３００ｍｍ、幅１４５ｍｍ、下部に４５°のテーパー２１ａ又は２２ａを設けた鉄筋入りコンクリート製浮上防止フランジ部材の場合、表１に示す組み合わせデータシートに示す通り、１個又は２個装着すれば見掛け比重は１．０以上となり、浮上を防止することが出来る。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
なお、表１中第２行に記載の１０，１５，２０・・・・・の１５の数字は物品の番号を示すと共に、物品の厚さを意味し、厚さの単位はｃｍである。
【００４５】
以上、説明した実施例では浮上防止フランジ部材を鉄筋入りコンクリート製のものとしたが、金属製としてもよい。
【００４６】
また、浮上防止フランジ部材の構成の材料としてプラスチック等の軽量の材料を用いる場合は、組立マンホール全体の見掛け比重を１．０以上とするため、例えば、コンクリートを盛ってインバート（図１参照）の厚さを１５ｃｍ〜２０ｃｍ増加すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】標準的組立マンホールの縦断面図。
【図２】ミニチュアモデルを用いた実験装置の断面図。
【図３】(ａ)図及び(ｂ)図は異なる構造の２種類の浮上防止フランジ部材の断面図。
【図４】本発明の実施例の側面図。
【図５】非分離型の浮上防止フランジ部材の拡大平面図。
【図６】非分離型の浮上防止フランジ部材の一部截断拡大側面図。
【図７】取付手段Ｐの詳細を示す拡大断面図。
【図８】(ａ)図はナットの背面図、(ｂ)図はナットの側面図、(ｃ)図はナットの平面図、(ｄ)図は押し板の背面図、(ｅ)図は押し板の側面図。
【図９】分離型の浮上防止フランジ部材の拡大平面図。
【図１０】分離型の浮上防止フランジ部材の一部截断拡大側面図。
【図１１】分離型の浮上防止フランジ部材の連結部の詳細を示す拡大端面図。
【図１２】(ａ)図は接合ボックスの正面図、(ｂ)図は同平面図、(ｃ)図は(ｂ)図の右側面図。
【符号の説明】
【００４８】
１                  マンホール
２，１２            マンホール蓋受枠
３，１３            高さ調節リング
４，１４            斜壁
５，６，１５，１６  直壁
７，１７            基盤
８                  インバート
９，２１            浮上防止フランジ部材
１０ａ              プラスチック製円筒
１０ｂ              コンクリート底盤
１０ｃ              砂ウエート
１１                振盪容器
１８                連結金具
１９                流入管
２０                流出管
２２                分離型の浮上防止フランジ部材
２３                アンカーピン
２４                ナット
２５                ボルト挿入孔
２６                ボルト
２７                押し板
２８                両面テープ
２９                接合ボックス
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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