(57)【要約】【課題】  地震の際に生じることのある液状化現象によっても容易に浮上することがないようにすること。【解決手段】  マンホール用ブロック１の周側の全面に渡って毛状体２、２…を備えた被覆部材３を外装固定する。被覆部材３は接着剤で固定する。毛状体２は、地震等により周囲の地盤に液状化が生じた場合に、その地盤中の砂４、４…の間に入り込みうる寸法形状の糸状乃至紐状の部材とする。そのいずれの部位でも自在に屈曲しうる柔軟性を持った部材であり、その長さは、１〜８ｍｍ程度のそれとする。毛状体２は、被覆部材３の表面全体に平均にかつ密集して配したものとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンホール用ブロックの周側に、該マンホール用ブロックを地盤中に埋設した場合に、周囲の砂の粒子の間に入り込み得る毛状体を表面に備えた被覆部材を外装固定した免震マンホール。
【請求項２】
前記被覆部材として、化学繊維又は綿の繊維による織物を採用した請求項１の免震マンホール。
【請求項３】
前記被覆部材として、タオル地で作成したそれを採用した請求項１の免震マンホール。
【請求項４】
前記被覆部材として、弾力性を有する部材を採用した請求項１の免震マンホール。
【請求項５】
前記マンホール用ブロックの周側への被覆部材の固定を接着剤で行うこととした請求項１、２、３又は４の免震マンホール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震の際に地盤に発生することのある液状化現象によっても容易に浮上することがない免震マンホールに関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤中では、砂等の粒子相互が摩擦等により引っ掛かり合い噛み合いながら結合して骨格を作り、これによってそれ自体の重量及び地上や地中の構造物の重量等の荷重を支えている。液状化現象は、地盤の地下水位が高い場合に生じやすいと云われている。このように地下水位が高い場合は、地震等の振動が伝わると、これに揺さぶられて相互に引っ掛かり合い噛み合っていた砂等の粒子相互の結合が解かれ、これらの砂等の粒子は水の中に浮いた状態になる。こうして前記骨格が破壊され、それ自体及び地上や地中の構造物を支えることができなくなる。
【０００３】
このような液状化現象が生じると、上記のように、地上や地中の構造物を支えることができなくなるため、比重の大きな物が沈み、比重の小さな物が浮上する傾向を生じる。地盤にマンホールが設置してある場合は、その内部が空洞であり、見掛け比重が小さいため、このような地震に伴う液状化現象によって浮上してしまう問題を生じる。
【０００４】
このような現象を解決するためのいくつかの提案がある。
その１は、立坑状に設置するマンホール管の途中にポーラスコンクリート製の透水性マンホール管を装入したマンホールの浮き上がり防止築造構造（特許文献１）であり、これは、地震により地盤が振動を受けた場合に、上層の舗装によって地盤内に発生する過剰間隙水圧の消散経路が遮断され、これによって生じやすくなる液状化現象を、該過剰間隙水圧を前記透水性マンホール管からマンホール内に逃がすことによって防止しようとするものである。
【０００５】
その２は、マンホールの縦管の周壁に、地下水位以上の高さであって地表面より低い位置で過剰間隙水流入口を開設したもの（特許文献２）であり、地震の発生によって間隙水の水位が上昇した場合に該過剰間隙水流入口からこれを逃がして、液状化現象の発生を防止しようとするものであり、特許文献１と類似する考え方の技術である。
【０００６】
その３は、マンホール本体の外面に非液状化層内に張り出す張出部を構成し、該張出部の寸法形状を、マンホールが地震で生じた下方の液状化層から受ける浮力をＦ、マンホールの重量をＦ１、張出部上方の土砂の重量をＦ２、土砂とその周辺地盤との間の剪断抵抗力をＦ３としたとき、Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３≧Ｆを満足するように設定したものであり、以上から理解される該張出部の作用で、液状化現象が生じてもマンホール本体の浮上を防止しようとするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１６５６６５号公報
【特許文献２】特開平０９−９２９８４号公報
【特許文献３】特開平０９−３９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、地震の際に生じることのある液状化現象によっても容易に浮上することのない簡易な構成の免震マンホールを提供することを解決の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１は、マンホール用ブロックの周側に、該マンホール用ブロックを地盤中に埋設した場合に、周囲の砂の粒子の間に入り込み得る毛状体を表面に備えた被覆部材を外装固定した免震マンホールである。
【００１０】
本発明の２は、本発明の１の免震マンホールに於いて、前記被覆部材として、化学繊維又は綿の繊維による織物を採用したものである。
【００１１】
本発明の３は、本発明の１の免震マンホールに於いて、前記被覆部材として、タオル地で作成したそれを採用したものである。
【００１２】
本発明の４は、本発明の１の免震マンホールに於いて、前記被覆部材として、弾力性を有する部材を採用したものである。
【００１３】
本発明の５は、本発明の１、２、３又は４の免震マンホールに於いて、前記マンホール用ブロックの周側への被覆部材の固定を接着剤で行うこととしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の１の免震マンホールによれば、これを埋設した地盤が地下水位の高い砂地であって、地震の際に液状化現象が生じたとしても、マンホール用ブロックの周側に配した被覆部材の毛状体が液状化した地盤中の砂等の粒子の間に入り込んで結合し、沈降する砂等とマンホールの浮力とが適当にバランスして浮上に対する抵抗となり、容易に浮上することがない。
【００１５】
またこの免震マンホールはその周側に被覆部材を配したに過ぎない極めて簡単な構成であり、容易かつ安価に製造できるものでもある。
【００１６】
本発明の２の免震マンホールによれば、容易に入手可能な材料により極めて簡単に製造可能であり、かつこれを埋設した地盤が地震の際に液状化を起こしたとしても、本発明の１に説明したように容易に浮上を生じることがない。
【００１７】
本発明の３の免震マンホールによれば、これもまた容易に入手し得る材料により極めて簡単に製造可能なものであり、タオル地の表面から突出するパイルが液状化した地盤中の砂等の粒子の間に入り込んで結合し、浮上に対する抵抗となり、容易に浮上しないものとなる。
【００１８】
本発明の４の免震マンホールによれば、容易に入手し得る材料により極めて簡単に製造可能であり、地盤が液状化を起こしたとしても、前記のように、被覆部材の毛状体がその砂等の粒子の間に入り込んで結合し、それらの粒子に伝わる振動をその弾力性により吸収することにより、浮き上がりをより効果的に防止できる。
【００１９】
本発明の５の免震マンホールによれば、被覆部材をマンホール用ブロックの周側に簡単かつ確実に取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の免震マンホールは、図１に示すように、マンホール用ブロック１の周側に毛状体２、２…を備えた被覆部材３を外装固定したものである。
【００２１】
前記マンホール用ブロック１は、その材質、形状及び寸法、或いは用途を問わず、どのようなそれでも適用対象となる。即ち、セメントコンクリート製やレジンコンクリート製のそれのいずれでも、或いはそれ以外の材質のものでも自由に採用可能である。
【００２２】
前記被覆部材３は、前記のように毛状体２を備えている必要があるが、そのような条件を満足すれば、種々の材質のそれを自由に採用することができる。例えば、ポリスチレンやナイロン等の化学繊維や、麻や綿のような自然素材の繊維で構成したものを自由に採用することができる。該被腹部材３は、これらの繊維で織った織物が適当であるが、種々の不織布を採用することも可能である。該被覆部材３として、例えば、化学繊維又は綿繊維のタオルを採用することも可能であり、この場合は、その表面に突出するパイルが毛状体２、２…となり、その機能を果たすことができる。
【００２３】
また前記被覆部材３は弾力性を有する部材を採用するのが適当である。弾力性は、これを構成する素材そのものが弾力性を備えるものである場合でも、その構造から弾力性が生じるものであっても良いのは云うまでもない。
【００２４】
前記毛状体２は、前記し、図２に示すように、地震等により液状化が生じた場合に、周囲の地盤中の砂４、４…の間に入り込みうる寸法形状の糸状乃至紐状の部材である。該毛状体２はそのいずれの部位でも自在に屈曲しうる柔軟性を持った部材でもある。その長さは、入り込む対象の砂４、４…のサイズと関係し、具体的には、例えば、０．５〜３０ｍｍ程度のそれが可能であり、通常は１〜８ｍｍ程度が適当である。またその形状は、直線を基本とし、自在に屈曲する物、若しくは円環状等を自由に採用することができる。
【００２５】
該毛状体２は、前記被覆部材３の表面に備えられるものであるが、その全体に平均に、かつ密集して配されているのが適当である。
【００２６】
地震の発生時に、該毛状体２が液状化した地盤中の砂等の粒子の間に入り込んでこれらと結合する結合対象の砂４、４…は、液状化する地盤中の粒子であり、そのようなあらゆる粒子の間に入り込み、これらと結合できる物であることが好ましい。地震に際して生じる液状化は、砂地盤であることとされているが、粒径０．１ｍｍ以下の土粒子によって構成された地盤でもそれらの粘性が小さい場合には液状化を生じることもあり、砂よりサイズの大きな「れき」を含んでいる場合でも液状化が生じることがある。従って、該毛状体２は、いわゆる砂の外、その範囲を上下方向に若干はずれる物であっても、その間に入り込んでこれらと結合できる物であることが好ましい。
【００２７】
前記被覆部材３は、前記したように、マンホール用ブロック１の周側に外装固定するものであるが、その固定は、例えば、接着剤を利用することにより行うことができる。外装はマンホール用ブロック１に被覆部材３を巻き付けるようなやり方で行うことも可能である。この場合は、予め該マンホール用ブロック１の周側に接着剤を塗布しておき、そうした上で、被覆部材３を巻き付けるのが適当である。
【００２８】
該被覆部材３は、マンホール用ブロック１を製造する過程で、その周側に同時に外装固定することとすることもできる。この場合は、型枠の内面に予め該被覆部材３を配しておき、その内側にコンクリートを打設することとすればよい。該被覆部材３は、例えば、水溶性の接着剤で型枠の内面に固定したり、型枠上縁から吊り下げた状態で配しておくことができる。
【００２９】
脱型も特に問題なく行うことができる。水溶性の接着剤は、コンクリート中の水で溶けたり、残存していても脱型時に剥離するので問題が生じることはない。脱型後は、必要に応じて、従来の手順と同様に、必要な養生等を行うことができる。
【００３０】
従って本発明の免震マンホールによれば、これを埋設した地盤が地震の際に液状化現象を生じたとしても、図２に示すように、周側に配した被覆部材３の毛状体２、２…が液状化した地盤中の砂４、４…等の粒子の間に入り込んで、沈降するこれらの砂４、４…と浮上しようとするマンホールとが均衡し、容易に浮上することがないものである。
【００３１】
該被覆部材３を弾力性のある部材で構成した場合は、以上のように、該被覆部材３の毛状体２、２…がその砂４、４…等の粒子の間に入り込んで結合した場合、それらの粒子に伝わる振動がその弾力性により吸収されるため、浮き上がりをより効果的に防止できることになる。
【００３２】
またこの免震マンホールによれば、その周側に種々の素材による又は種々の構成の被覆部材３を配したに過ぎない極めて簡単な構成であり、以上のように効果的に浮上を防止できると共に、容易かつ安価に製造できるものでもある。
【実施例】
【００３３】
＜実験例１＞
図３及び図４に示すように、マンホール用ブロックに見立てた供試体５を、砂４及び水を充填した円筒状の容器６中に装入し、図示しないテーブルバイブレータに載せて試験を行った。
【００３４】
前記供試体５は、直径０．１０５ｍ、高さ０．２８５ｍ、壁厚０．０１５ｍ、うち、上部の斜壁の高さは０．０８５ｍで、コンクリート製である。この供試体５の周側に、図４に示すように、最下部から最上部まで、ポリスチレン製のタオル地７を巻き付け、接着剤で固定した。タオル地７を外装した状態で該供試体５の重量は２．１２３ｋｇとなった。
【００３５】
前記容器６は、直径０．２８０ｍ、高さ０．３７０ｍ、容積０．０２３ｍ3、重量２．５７０ｋｇである。
【００３６】
この容器６に砂３０．１９ｋｇを充填し、更に水６．０００ｋｇを流し込むものであるが、これは、適量の砂４を容器６中に装入した上で、タオル地７を巻き付け固定した供試体５を該容器６の中央部に装入配置し、その後、残りの砂４を充填し、更に前記量の水を該砂４の中に流し込む手順で行った。砂４の上面は容器６の上端と一致した。また云うまでもなく、該供試体５を容器６中に装入する際にはその上端の高さを容器６の上端に一致させるべく調整した。
【００３７】
この後、このように準備した容器６をテーブルバイブレータに載せ、６０００ｒｐｍ（１００Ｈｚ）で１２０秒間振動を与えた。その結果、砂４の上面に水が浮き出てきた。また砂４の上面が２０ｍｍ程沈んだが、供試体５の上端は容器６の上端と一致した状態を維持していた。
【００３８】
＜実験例２＞
この例も、実験例１と同一の形状寸法の供試体５を用い、砂４及び水を充填した実験例１と同様の寸法形状の容器６中に装入し、テーブルバイブレータに載せて試験を行った。
【００３９】
実験例１と同一の寸法形状の供試体５の周側に、同様に、最下部から最上部まで、ポリスチレン製のウエスを巻き付け、接着剤で固定した。なお、該ウエスはその表面に前記タオル地７と同様のパイル状毛状体が密生しているものである。ウエスを外装した状態で該供試体５の重量は２．２４３ｋｇとなった。
【００４０】
実験例１と同一寸法形状の容器６に砂２９．６８ｋｇを充填し、更に水６．０００ｋｇを流し込むものであるが、これは、実験例１と同様に、適量の砂４を容器６中に装入した上で、ウエスを巻き付け固定した供試体５を該容器６の中央部に装入配置し、その後、残りの砂４を充填し、更に前記量の水を該砂４の中に流し込む手順で行った。砂４の上面は容器６の上端と一致した。また云うまでもなく、該供試体５を容器６中に装入する際にはその上端の高さを容器６の上端に一致させるべく調整した。
【００４１】
この後、実験例１と同様に、このように準備した容器６をテーブルバイブレータに載せ、６０００ｒｐｍ（１００Ｈｚ）で１２０秒間振動を与えた。その結果、砂４の上面に水が浮き出てきた。また砂４の上面が２０ｍｍ程沈んだが、供試体５の上端は容器６の上端と一致した状態を保持していた。
【００４２】
＜比較実験例１＞
この例でも、実験例１、２と同一の形状寸法の供試体５を用い、砂４及び水を充填した実験例１、２と同様の寸法形状の容器６中に装入し、テーブルバイブレータに載せて試験を行った。
【００４３】
実験例１、２と同一の寸法形状の供試体５の周側に、最下部から最上部まで、３ｍｍ厚みの弾力性のあるテープを巻き付け、それ自体の内面に施してある接着剤で固定した。該テープを周側全面に外装した状態で該供試体５の重量は２．２３０ｋｇとなった。
【００４４】
前記容器６に砂３０．２３ｋｇを充填し、更に水６．０００ｋｇを流し込むものであるが、これも、実験例１、２と同様に、適量の砂４を容器６中に装入した上で、前記テープを巻き付け固定した供試体５を該容器６の中央部に装入配置し、その後、残りの砂４を充填し、更に前記量の水を該砂４の中に流し込む手順で行った。砂４の上面は容器６の上端と一致した。この場合も、当然、該供試体５を容器６中に装入する際にはその上端の高さを該容器６の上端に一致させるべく調整した。
【００４５】
この後、このように準備した容器６をテーブルバイブレータに載せ、６０００ｒｐｍ（１００Ｈｚ）で１２０秒間振動を与えた。その結果、砂４の上面が２０ｍｍ沈み、その上に水が浮き出てきた。供試体５の上端は容器６の上端より５０ｍｍほど浮上した。
【００４６】
＜比較実験例２＞
この例でも、実験例１、２及び比較実験例１と同様の寸法形状の供試体５を用い、砂４及び水を充填した、実験例及び比較実験例１と同様の寸法形状の容器６中に装入し、テーブルバイブレータに載せて試験を行った。
【００４７】
実験例１、２及び比較実験例１と同一の寸法形状の供試体５をその周側に何も施さないで試験に供した。その供試体５の重量は２．１８２ｋｇであった。
【００４８】
前記容器６に砂２９．６６ｋｇを充填し、更に水６．０００ｋｇを流し込むものであるが、これも、実験例１、２及び比較実験例１と同様に、適量の砂４を容器６中に装入した上で、前記供試体５を該容器６の中央部に装入配置し、その後、残りの砂４を充填し、更に前記量の水を該砂４の中に流し込む手順で行った。砂４の上面は容器６の上端と一致した。この場合も、当然、該供試体５を容器６中に装入する際にはその上端の高さを容器６の上端に一致させるべく調整した。
【００４９】
この後、このように準備した容器６をテーブルバイブレータに載せ、６０００ｒｐｍ（１００Ｈｚ）で１２０秒間振動を与えた。その結果、砂４の上面が２０ｍｍ沈み、その上に水が浮き出てきた。供試体５の上端は容器６の上端より５５ｍｍほど浮上した。
【００５０】
＜考察＞
以上の内、実験例１、２の結果から、供試体５の周側に毛状体であるパイルを持ったタオル地７又はパイル状毛状体を備えたウエスを配しておくことは、その周囲が振動によって液状化した場合にも浮上防止に効果があることが分かる。供試体５の周側に弾力性のある部材を配してもそれだけでは殆ど効果がないことも比較実験例１から分かる。比較実験例２の結果から、供試体５の周囲に何も配さなかった場合には、周囲に液状化が生じれば浮力により容易に浮上してしまうことも確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】周側に被覆部材を外装固定したマンホールの概略縦断面図。
【図２】液状化した地盤中の砂の間に被覆部材の毛状体が入り込んでいる状態を示す拡大断面説明図。
【図３】砂及び水を充填した容器中に、周側にタオル地を巻き付け固定した供試体を装入した状態を示す概略平面説明図。
【図４】砂及び水を充填した容器中に、周側にタオル地を巻き付け固定した供試体を装入した状態を示す縦断面説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１    マンホール用ブロック
２    毛状体
３    被覆部材
４    砂
５    供試体
６    容器
７    タオル地
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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