(57)【要約】【課題】地表近くの浅い部分に液状化層を残して地盤改良された地盤に支持された構造物の沈下を抑制する。【解決手段】地盤の地表部を残して前記地盤中に形成された平面視にて枠状の地盤改良体と、前記地表部に支持された構造物と、平面視にて前記構造物を取り囲むように前記地表部中に配置された、シート状、網状又は多孔板状の透水性部材と、前記透水性部材を前記地表部中に保持する保持手段と、を有する構造物の沈下抑制構造。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の地表部を残して前記地盤中に形成された平面視にて枠状の地盤改良体と、
前記地表部に支持された構造物と、
平面視にて前記構造物を取り囲むように前記地表部中に配置された、シート状、網状又は多孔板状の透水性部材と、
前記透水性部材を前記地表部中に保持する保持手段と、
を有する構造物の沈下抑制構造。
【請求項２】
前記保持手段は、上端部が前記構造物に取り付けられた前記透水性部材の下端部に鉛直力を付与する錘部材を有して構成されている請求項１に記載の構造物の沈下抑制構造。
【請求項３】
前記保持手段は、上端部が前記構造物に取り付けられた前記透水性部材の下端部に沿って設けられ、端部が前記地盤改良体に固定された棒状部材を有して構成されている請求項１に記載の構造物の沈下抑制構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に支持された構造物の沈下を抑制する構造物の沈下抑制構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤にセメント系固化材を混合して平面視にて格子状の地盤改良体を構築することにより、軟弱地盤の変形を抑制してこの軟弱地盤の液状化を防止する格子状地盤改良工法がある。
【０００３】
格子状の地盤改良体は、機械撹拌式工法や高圧噴射式工法により改良杭をラップさせて施工し、連続した改良壁を形成することによって構築される。例えば、特許文献１には、格子状地盤改良体の交差部分を噴射式撹拌深層混合処理工法により施工し、格子状地盤改良体の交差部分を除く部分を機械式撹拌深層混合処理工法により施工する格子状地盤改良体の施工方法が開示されている。
【０００４】
しかし、機械撹拌式工法は、地上に大きな施工機械を設置する必要があるので、既に住宅が建っている宅地（例えば、住宅間の敷地）の地盤を機械撹拌式工法で地盤改良することは難しい。また、機械撹拌式工法では、直径１ｍ程度の撹拌翼を地盤中に下降させながら現地盤と改良材を撹拌混合するので、地下埋設物が存在する地盤中では撹拌翼を挿入するスペースが限られるため、機械撹拌式工法で連続的な地盤改良壁を造成することは難しい。
【０００５】
一方、高圧噴射式工法は、先端部から固化材を噴射する直径１００ｍｍ程度のロッドを地盤中に挿入できれば施工が可能なので、機械撹拌式工法に比べて、地下埋設物が存在する地盤においても地下埋設物を回避しながら施工することができる。しかし、高圧噴射式工法では、地上への固化材の噴出を防ぐために一定の土被りを確保する必要があり、また、地下埋設物の損傷や植栽の根へのセメント成分の影響等を避ける必要があるので、既に住宅が建っている宅地では、地表近くの浅い部分の地盤（例えば、ＧＬ−１．５ｍから地面までの地盤）を地盤改良することができない。すなわち、格子状の地盤改良体によって軟弱地盤を地盤改良しても、地盤の地下水位が地盤改良体の天端よりも浅い位置にあると、地表近くの浅い部分に液状化層（液状化の可能性のある地盤の層）が残ってしまうので、この部分の液状化層が地震時に液状化することが懸念される。
【０００６】
よって、このような地表近くの浅い部分に液状化層を残して地盤改良された地盤に支持された構造物が地震時に沈下するのを抑制することができる技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２６５４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は係る事実を考慮し、地表近くの浅い部分に液状化層を残して地盤改良された地盤に支持された構造物の沈下を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１態様の発明は、地盤の地表部を残して前記地盤中に形成された平面視にて枠状の地盤改良体と、前記地表部に支持された構造物と、平面視にて前記構造物を取り囲むように前記地表部中に配置された、シート状、網状又は多孔板状の透水性部材と、前記透水性部材を前記地表部中に保持する保持手段と、を有する構造物の沈下抑制構造。
【００１０】
第１態様の発明では、構造物を支持する地表部が地震により液状化した際に、この液状化した地表部から発生する過剰間隙水を、透水性部材を通して透水性部材の外側へ排水するとともに、土粒子が透水性部材の外側へ流出するのを抑制する。また、保持手段により、平面視にて構造物を取り囲むように地表部中に配置された状態で透水性部材が保持される。
【００１１】
これらにより、構造物を支持する地表部の地震による支持力低下を低減し、構造物の沈下を抑制することができる。すなわち、地表近くの浅い部分に液状化層を残して地盤改良された地盤に支持された構造物の沈下を抑制することができる。
【００１２】
第２態様の発明は、第１態様の構造物の沈下抑制構造において、前記保持手段は、上端部が前記構造物に取り付けられた前記透水性部材の下端部に鉛直力を付与する錘部材を有して構成されている。
【００１３】
第２態様の発明では、保持手段を、上端部が構造物に取り付けられた透水性部材の下端部に鉛直力を付与する錘部材を有して構成することによって、保持手段の施工性を向上させることができる。また、透水性部材の下端部が配置される位置の自由度を高くすることができる。さらに、錘部材の重量を調整することにより、透水性部材を地表部中に保持する保持力を調整することができる。
【００１４】
第３態様の発明は、第１態様の構造物の沈下抑制構造において、前記保持手段は、上端部が前記構造物に取り付けられた前記透水性部材の下端部に沿って設けられ、端部が前記地盤改良体に固定された棒状部材を有して構成されている。
【００１５】
第３態様の発明では、保持手段を、上端部が構造物に取り付けられた透水性部材の下端部に沿って設けられ、端部が地盤改良体に固定された棒状部材を有して構成することによって、透水性部材を地表部中に保持する保持力を高くすることができる。また、透水性部材の下端部が配置される位置の自由度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上記構成としたので、地表近くの浅い部分に液状化層を残して地盤改良された地盤に支持された構造物の沈下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】宅地に住宅が建てられている様子を示す平面図である。
【図２】図２（ａ）は、地盤改良体により地盤改良された地盤上に建てられた住宅を示す正面断面図であり、図２（ｂ）は、地盤改良体により地盤改良された地盤上に建てられた住宅が地震時に沈下している様子を示す正面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る構造物の沈下抑制構造を示す正面断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る構造物の沈下抑制構造を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る保持手段を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る保持手段を示す正面断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る保持手段のバリエーションを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る保持手段のバリエーションを示す正面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る保持手段のバリエーションを示す正面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る保持手段のバリエーションを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図を参照しながら本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る構造物の沈下抑制構造について説明する。
【００１９】
ここでは、図１の平面図、及び図１のＡ−Ａ断面図である図２（ａ）に示す宅地１０の地盤１２に対して、図３の正面断面図に示すように、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４を適用した例について説明する。
【００２０】
図１及び図２（ａ）に示すように、地盤１２上には、宅地１０及び道路１６が形成されている。宅地１０には、構造物としての住宅２２が複数建てられており、宅地１０の周囲に道路１６が配置されている。
【００２１】
地盤１２には、平面視にて格子状(複数の枠状)の地盤改良体２４が構築されている。以下の説明において、地盤１２のうち、地盤改良体２４で囲まれた地盤１２を地盤１２Ａとする。地盤改良体２４は、住宅２２間の敷地境界下と、道路１６の幅方向略中央部下とに、改良壁２８を形成することによって構築されている。改良壁２８は、地盤１２中に改良杭２６をラップさせて施工することにより形成されている。
【００２２】
宅地１０下の地盤１２中には、噴射式撹拌深層混合処理工法によって改良杭２６が施工されており、道路１６下の地盤１２中には、機械式撹拌深層混合処理工法によって改良杭２６が施工されている。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、地盤改良体２４は、地盤１２の地表部１８を所定厚さｔ（例えば、１．５ｍ程度の厚さ）だけ残して地盤１２中に形成されている。住宅２２は、地表部１８に支持されている。また、地盤１２の地下水位Ｌは、地盤改良体２４の天端の高さＵよりも浅い位置にある。
【００２４】
噴射式撹拌深層混合処理工法では、地上への固化材の噴出を防ぐために一定の土被りを確保する必要があり、また、地下埋設物の損傷や植栽の根へのセメント成分の影響等を避ける必要があるので、地表近くの浅い部分の地盤（例えば、ＧＬ−１．５ｍから地面までの地盤）を噴射式撹拌深層混合処理工法で地盤改良することができない。
【００２５】
よって、本例のように、格子状の地盤改良体２４によって地盤１２を地盤改良しても、地盤１２の地下水位Ｌが地盤改良体２４の天端の高さＵよりも浅い位置にあると、液状化の可能性のある地盤１２が地表部１８に残ってしまうことになる。
【００２６】
図３、及び図４の平面図に示すように、構造物の沈下抑制構造１４は、地盤改良体２４と、住宅２２と、シート状の透水性部材としての透水性部材２０と、保持手段３０、３２とを有して構成されている。なお、説明の都合上、図４において透水性部材２０の上方へ配置されている地表部１８は省略されている。
【００２７】
透水性部材２０は、ポリエステル繊維をニードルパンチ加工して形成された不織布によって構成された剛性の低いシート材であり、平面視にて住宅２２を取り囲むように地表部１８中に配置されている。また、透水性部材２０は、保持手段３０、３２により緊張させた状態で地表部１８中に保持されている。これにより、透水性部材２０によって取り囲まれた地表部１８が地震時により液状化した際に、この液状化した地表部１８から発生する過剰間隙水を、透水性部材２０を通して透水性部材２０の外側へ排水するとともに、土粒子が透水性部材２０の外側へ流出するのを抑制する。
【００２８】
住宅２２の１方に配置された透水性部材２０は、保持手段３０によって地表部１８中に保持され、残りの３方に配置された透水性部材２０は、保持手段３２によって地表部１８中に保持されている。
【００２９】
図３、図４、及び図５の斜視図に示すように、保持手段３０は、上端部が住宅２２の基礎部３４に取り付けられた透水性部材２０の下端部に沿って設けられ、軸方向の両端部が地盤改良体２４に固定された石棒からなる棒状部材６２を有して構成されている。
【００３０】
透水性部材２０は、地盤改良体２４で囲まれた地盤１２Ａ中に下端部が至るようにして、敷地境界線４０の内側に位置する地表部１８及び地盤１２Ａ中に設けられている。図５の斜視図に示すように、透水性部材２０の下端部は、この下端部を棒状部材６２に巻き付けるようにして設けられている。
【００３１】
図３、及び図６の断面図に示すように、保持手段３２は、上端部が住宅２２の基礎部３４に取り付けられた透水性部材２０の下端部を収容する溝部３６と、溝部３６に充填され硬化して溝部３６に透水性部材２０の下端部を固定する充填材３８とを有して構成されている。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に係る構造物の沈下抑制構造の作用と効果について説明する。
【００３３】
図２（ａ）に示すような、地表部１８を所定厚さｔだけ残して地盤改良体２４を形成することにより地盤改良され、地下水位Ｌが地盤改良体２４の天端の高さＵよりも浅い位置にある地盤１２に支持されて住宅２２が建てられている場合、図２（ｂ）の正面断面図に示すように、地盤改良体２４に囲まれた地盤１２Ａは地震により液状化しないが、地表部１８の地下水位Ｌ以下の部分が液状化し、この液状化した地盤１２が、住宅２２と地表部１８の地下水位Ｌ以上の部分との重みで周囲へ移動して、住宅２２が沈下してしまうことが考えられる。又は、地震による地表部１８の地下水位Ｌ以下の部分の液状化に伴って地表部１８の地下水位Ｌ以上の部分が軟化し、この軟化した地盤１２が住宅２２の重みで周囲へ移動して、住宅２２が沈下、又はめり込み沈下してしまうことが考えられる。
【００３４】
これに対して、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４では、図３に示すように、住宅２２を支持する地表部１８が地震により液状化した際に、この液状化した地表部１８から発生する過剰間隙水を、透水性部材２０を通して透水性部材２０の外側へ排水するとともに、土粒子が透水性部材２０の外側へ流出するのを抑制する。また、保持手段３０、３２により、平面視にて住宅２２を取り囲むように地表部１８中に配置された状態で透水性部材２０が保持される。
【００３５】
これらにより、住宅２２を支持する地表部１８の地震による支持力低下を低減し、住宅２２の沈下を抑制することができる。すなわち、地表近くの浅い部分（地表部１８）に液状化層（地表部１８の地下水位Ｌ以下の部分を構成する液状化の可能性のある地盤１２の層）を残して地盤改良された地盤１２に支持された住宅２２の沈下を抑制することができる。
【００３６】
また、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４では、図３及び図５に示すように、保持手段３０を、上端部が住宅２２の基礎部３４に取り付けられた透水性部材２０の下端部に沿って設けられ、軸方向の両端部が地盤改良体２４に固定された棒状部材６２を有して構成することによって、透水性部材２０を地表部１８中に保持する保持力を高くすることができる。また、透水性部材２０の下端部が配置される位置の自由度を高くすることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４では、図３及び図５に示すように、透水性部材２０を剛性の低いシート材とすることによって、剛性の高い地盤改良体２４から透水性部材２０を介して住宅２２へ地震動を直接伝達させないようにすることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態に係る構造物の沈下抑制構造について説明した。
【００３９】
なお、本実施形態では、図３に示すように、ポリエステル繊維をニードルパンチ加工して形成された不織布によって透水性部材２０を構成した例を示したが、透水性部材は、液状化した地表部１８から発生する過剰間隙水を、透水性部材を通して透水性部材の外側へ排水するとともに、土粒子が透水性部材の外側へ流出するのを抑制することができるものであればよい。例えば、透水性部材は、ポリエステル繊維以外の材料によって形成された透水性を有する剛性の低いシート材であってもよいし、網状の部材（例えば、目の細かい金網）であってもよいし、多孔板状の部材（例えば、複数の小さな穴を有するプレート部材）であってもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、図３及び図５に示すように、上端部が住宅２２の基礎部３４に取り付けられた透水性部材２０の下端部に沿って設けられ、軸方向の両端部が地盤改良体２４に固定された棒状部材６２を有して保持手段３０を構成した例を示したが、保持手段は、透水性部材２０を地表部１８中に保持できるものであればよい。例えば、保持手段を、図７〜１０に示す保持手段４２、４４、４６、４８としてもよい。
【００４１】
図７に示す保持手段４２は、上端部が住宅２２の基礎部３４（図３を参照のこと）に取り付けられた透水性部材２０の下端部に鉛直力を付与する棒状の錘部材６４を有して構成されており、錘部材６４の軸方向の両端部は地盤改良体２４に固定されていない。
【００４２】
すなわち、錘部材６４の密度は、地盤１２Ａの密度よりも大きくなっており、錘部材６４の重量により透水性部材２０の下端部を下方へ引っ張ることによって透水性部材２０を地表部１８中に保持するとともに緊張させている。透水性部材２０の下端部は、この下端部を錘部材６４に巻き付けるようにして設けられている。
【００４３】
保持手段４２では、透水性部材２０の下端部に鉛直力を付与する棒状の錘部材６４を有して保持手段４２を構成することによって、保持手段４２の施工性を向上させることができる。また、透水性部材２０の下端部が配置される位置の自由度を高くすることができる。さらに、錘部材６４の重量を調整することにより、透水性部材２０を地表部中に保持する保持力を調整することができる。
【００４４】
図８に示す保持手段４４は、上端部が住宅２２の基礎部３４（図３を参照のこと）に取り付けられた透水性部材２０の下端部に鉛直力を付与する複数のブロック状の錘部材５０を有して構成されている。錘部材５０は、ロープ５２により透水性部材２０の下端部に繋がれている。
【００４５】
すなわち、錘部材５０の密度は、地盤１２Ａの密度よりも大きくなっており、錘部材５０の重量により透水性部材２０の下端部を下方へ引っ張ることによって透水性部材２０を地表部１８中に保持するとともに緊張させている。
【００４６】
図９に示す保持手段４６は、上端部が住宅２２の基礎部３４（図３を参照のこと）に取り付けられた透水性部材２０の下端部に鉛直力を付与する複数のブロック状の抵抗部材５４を有して構成されている。抵抗部材５４は、ロープ５６により透水性部材２０の下端部に繋がれている。
【００４７】
抵抗部材５４の密度は、地盤１２Ａの密度と略等しくなっており、地盤１２Ａ中に配置された高さで抵抗部材５４が維持される。そして、透水性部材２０から抵抗部材５４へ引張力が作用したときに抵抗部材５４が抵抗することにより、透水性部材２０を地表部１８中に保持している。
【００４８】
図１０に示す保持手段４８は、上端部が住宅２２の基礎部３４（図３を参照のこと）に取り付けられた透水性部材２０の上面を覆うようにして設けられた鉄格子５８を有して構成されている。鉄格子５８の上端部は、住宅２２の基礎部３４（図３を参照のこと）に回転可能に固定され、下端部には錘部材６０が設けられている。
【００４９】
これにより、透水性部材２０の上面に鉄格子５８が押し当てられて、透水性部材２０を地表部１８中に保持している。
【００５０】
さらに、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４では、沈下を抑制する対象の構造物を住宅２２とした例を示したが、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４により沈下を抑制する構造物は、直接基礎により地表部１８に支持されたものであればよい。例えば、構造物は、小規模の集合住宅やオフィスビルであってもよい。
【００５１】
また、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４では、平面視にて格子状（複数の枠状）の地盤改良体２４により地盤改良された地盤１２に支持された住宅２２の沈下を抑制する例を示したが、平面視にて１つの枠状の地盤改良体により地盤改良された地盤１２に支持された構造物であってもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４は、地盤上に新たな構造物を建てる際に適用してもよいし、既に構造物が建てられた地盤の地盤改修に適用してもよい。本実施形態の構造物の沈下抑制構造１４は、既に構造物が建てられた地盤の地盤改修に対して特に有効な技術であるが、例えば、水道管等の地下埋設物が既に設置されている地盤上に新たな構造物を建てる際に適用してもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１２、１２Ａ  地盤
１４  構造物の沈下抑制構造
１８  地表部
２０  透水性部材
２２  住宅（構造物）
２４  地盤改良体
３０、３２、４２、４４、４６、４８  保持手段
５０、６４  錘部材
６２  棒状部材
【図１】
2017226967.tif 000003
【図２】
2017226967.tif 000004
【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】
2017226967.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017226967.tif 000011
【図１０】
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