(57)【要約】【課題】孔壁崩壊の虞がなく、止水管理を不要として振動低減効果を発揮できることはもとより、合理的、且つシンプルな構造で実施できるので施工性及び経済性に優れ、長期間の使用にも十分に耐えることができる、振動低減方法および振動低減構造を提供する。【解決手段】防振溝３を孔壁３ａの崩壊を防止する孔壁安定液４を充填して構築し、同孔壁安定液４中に気泡５を供給する噴き出し孔６を備えた配管７を設置し、同配管７から前記孔壁安定液４中に噴き出す気泡５の数量および大きさを調整することにより振動伝搬を低減する。【選択図】図１
2009002073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に防振溝を設けて振動伝搬を低減する振動低減方法であって、
前記防振溝は、孔壁の崩壊を防止する孔壁安定液を充填して構築し、同孔壁安定液中に気泡を供給する噴き出し孔を備えた配管を設置し、同配管から前記孔壁安定液中に噴き出す気泡の数量および大きさを調整することにより振動伝搬を低減することを特徴とする、振動低減方法。
【請求項２】
地盤中に防振溝を設けて振動伝搬を低減する振動低減構造であって、
前記防振溝内には、孔壁の崩壊を防止する孔壁安定液が必要な高さまで充填されていると共に、同孔壁安定液中に気泡を供給する噴き出し孔を備えた配管が設置され、同配管は、前記気泡の噴き出し圧力を調整可能な制御システムに連通されて成ることを特徴とする、振動低減構造。
【請求項３】
前記孔壁安定液は、清水、又は地盤の細粒土が溶け込んだ泥水、若しくは安定液のような比重が高い液体であることを特徴とする、請求項２に記載した振動低減構造。
【請求項４】
前記防振溝内に充填される孔壁安定液を一定量に維持する安定液供給システムが備えられていることを特徴とする、請求項２又は３に記載した振動低減構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、近隣を走行する車両や鉄道、又は工場やライブハウス等を振動源とした地盤振動（環境振動）が問題となる構造物の周辺地盤に好適に実施可能な振動低減方法および振動低減構造の技術分野に属し、更に云えば、前記構造物の周辺地盤中に防振溝を設けて構造物への振動伝搬、或いは振動源たる構造物からの振動伝搬を低減する振動低減方法および振動低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動の伝搬経路における振動遮断方法としては、構造物の周辺地盤に空溝を設けて地盤を絶縁する発明（空溝工法）は既に公知である（例えば、特許文献１を参照）。この発明は、振動遮断の効果が大きいことが理論的にも実験的にも確認されている。しかし、地震時や地下水の流れによる孔壁崩壊等により空溝を長期間安定して保持することが難しく、また、空溝内に地下水や雨水等の水が浸入すると非圧縮性の水により振動が伝搬する等の問題があり、実用的でなく、実際に実施された例は少ない。
【０００３】
そこで、空溝を長期間安定して保持するために、地盤よりも高剛性の壁体や、鋼製の支持枠等を孔壁の側面に取り付けた空溝で実施する発明も開示されている（例えば、特許文献２を参照）。しかしながら、完全な空溝と比して振動遮断効果が低下する、対象とする地盤および振動の性状によっては振動を増幅させる可能性がある、空溝内に地下水や雨水等の水が浸入すると非圧縮性の水により振動が伝搬するので止水管理が必要となる等の問題があった。
【０００４】
要するに、構造物の周辺地盤に空溝を形成して振動を遮断する発明は、理論的には効果があるものの、空溝内に水が浸入すると非圧縮性の水により振動が伝搬するという問題は依然として解消することができず、実用的ではなかった。
【０００５】
そこで、前記空溝工法を改良して振動低減効果を図る発明が、種々開示されている（例えば、特許文献３、４を参照）。
特許文献３に係る発明は、図１に示したように、地盤に掘削した溝２と、この溝２内に立て込んだ板状の吸振材１と、溝２内の吸振材１の周囲に投入した埋め戻し材３とで振動低減構造を構成することにより、前記溝２内に水が浸入する問題を解消して振動低減効果を図っている。
特許文献４に係る発明は、図１に示したように、地盤中に築造した固化壁３と、固化壁の中央部に固化壁と平行に配置された固化壁より軟質な振動低減層４とで地盤振動低減壁１を構成することにより、振動低減効果を図っている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２４０７８０号公報
【特許文献２】特開平９−２９１５５７号公報
【特許文献３】特開平４−３１２６０７号公報
【特許文献４】特開２００１−２４１０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に係る振動低減構造は、吸振材１として、弾性を有する吸振シート１１と多数の圧入された空気袋１２と張り合わせた構造で実施しており、施工が煩雑で、コストが嵩む問題がある。吸振シート１１に使用する高減衰性材料は脆く、所定の形状・品質で施工することが難しい上に、長期間の使用に適さないという問題もある。また、防振材料や構成の選定（設計）は対象とする地盤や振動の性質に応じて適切に選択する必要があり、高度な設計力が必要となり大変煩わしい問題もある。さらに、施工後に周辺環境が変わることにより振源の振動レベルが増大した場合や、環境基準が変わることにより要求する静粛度のレベルが向上した場合にはまったく対応できないという問題もある。
【０００８】
特許文献４に係る振動低減構造は、振動低減層４の設置方法に工夫を施している点は認められるものの、振動低減層４を造成する工程が煩わしく、コストが嵩む問題は依然として解消されていない。また、施工後に周辺環境が変わることにより振源の振動レベルが増大した場合や、環境基準が変わることにより要求する静粛度のレベルが向上した場合にはまったく対応できないという問題も依然として解消されていない。
【０００９】
本発明の目的は、孔壁崩壊の虞がなく、止水管理を不要として振動低減効果を発揮できることはもとより、合理的、且つシンプルな構造で実施できるので施工性及び経済性に優れ、長期間の使用にも十分に耐えることができる、振動低減方法および振動低減構造を提供することにある。
本発明の目的は、施工後の周辺環境および環境基準の変化にも事後的に対応可能で、確実に所望の振動低減効果を発揮することができる、フレキシビリティーに優れた振動低減方法および振動低減構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係る振動低減方法は、地盤中に防振溝を設けて振動伝搬を低減する振動低減方法であって、前記防振溝は、孔壁の崩壊を防止する孔壁安定液を充填して構築し、同孔壁安定液中に気泡を供給する噴き出し孔を備えた配管を設置し、同配管から前記孔壁安定液中に噴き出す気泡の数量および大きさを調整することにより振動伝搬を低減することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明に係る振動低減構造は、地盤中に防振溝を設けて振動伝搬を低減する振動低減構造であって、前記防振溝内には、孔壁の崩壊を防止する孔壁安定液が必要な高さまで充填されていると共に、同孔壁安定液中に気泡を供給する噴き出し孔を備えた配管が設置され、同配管は、前記気泡の噴き出し圧力を調整可能な制御システムに連通されて成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載した発明に係る振動低減構造において、前記孔壁安定液は、清水、又は地盤の細粒土が溶け込んだ泥水、若しくは安定液のような比重が高い液体であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載した発明に係る振動低減構造において、前記防振溝内に充填される孔壁安定液を一定量に維持する安定液供給システムが備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載した発明に係る振動低減方法および請求項２〜請求項４に記載した発明に係る振動低減構造によれば、下記する効果を奏する。
１）防振溝内に孔壁崩壊を防止する孔壁安定液を充填して振動低減効果を図ることができるので、孔壁崩壊の虞がなく、止水管理の必要もない。いわゆる空溝工法では対応不可能な地下水位の高い地盤でも十分に防振効果を発揮することができる。
２）連続壁施工方法で使用した孔壁安定液をそのまま利用し、同孔壁安定液内に気泡を供給するという合理的、且つシンプルな構造で実施できるので、材料費等のコストが安く済み、施工も容易である。地盤中に壁材を設けることなく実施できるので手間が掛からず、これに伴い産業廃棄物の発生を抑制できる。
３）施工後の周辺環境および環境基準の変化にも事後的に振動低減効果を適宜調整できるので、フレキシビリティーに優れている。
４）孔壁安定液および配管等のメンテナンスが容易で、恒久的な使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の振動低減方法および振動低減構造の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明は、図１Ａ、Ｂに概略的に示したように、構造物１周辺の地盤２中に防振溝３を設けて構造物１への振動伝搬を低減する振動低減方法であって、前記防振溝３を、孔壁３ａの崩壊を防止する孔壁安定液４を充填して構築し、同孔壁安定液４中に気泡５を供給する噴き出し孔６を備えた配管７を設置し、同配管７から前記孔壁安定液４中に噴き出す気泡５の数量および大きさを調整することにより、構造物１への振動伝搬を低減することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
前記振動低減方法により施工した振動低減構造は、前記防振溝３内には、孔壁３ａの崩壊を防止する孔壁安定液４が必要な高さまで充填されていると共に、同孔壁安定液４中に気泡５を供給する噴き出し孔６を備えた配管７が設置され、同配管７は、前記気泡５の噴き出し圧力を調整可能な制御システム８に連通されて成る（請求項２記載の発明）。
【００１６】
ちなみに、前記構造物１は建物全般を含む技術的思想であり、本実施例では住居、音楽ホール、精密機械工場等の静粛性が要求される建物としている。但し、前記構造物１は静粛性が要求される建物に限定されず、逆に当該構造物１をライブハウス等の振動源として実施する場合も同様に実施することができる。
【００１７】
前記防振溝３は、地盤２に対して公知の連続壁施工方法（地下連続壁工法とも言う。）により、孔壁安定液４を注入しながら孔壁３ａの崩壊を防止しつつ構築する。前記孔壁安定液４は、前記防振溝３を構築した後も充填した状態を必要な高さに維持する。こうすることにより、前記孔壁３ａの崩壊を恒久的に防止することができる。よって、孔壁３ａに高剛性の壁体や鋼製の支柱枠等を取り付ける必要は一切ない。
ちなみに、前記防振溝３は、本実施例では図２に示したように、平面方向に見て、構造物１を取り囲むように方形状に設けて実施しているがこれに限定されず、振動源や構造物１の立地条件に応じて適宜設計変更可能である。例えば、車両、鉄道等の振動源と、構造物１との間を遮断するように、防振溝３を線状に構築して実施することもできる。また、前記防振溝３の幅等の大きさは、実施する構造物１の立地条件、周辺環境に応じて適宜設計変更されるが、できる限り小さい方が経済的であり好ましい。
【００１８】
前記孔壁安定液４は、本実施例では、連続壁施工方法と孔壁３ａの双方に好適な安定液４を使用しているがこれに限定されず、比重が高い地盤の細粒度が溶け込んだ泥水でも好適に実施できる。その他、無水堀りや清水掘りが可能な地盤２で実施する場合には、清水（水）でも適用可能である。要するに、前記孔壁安定液４は、実施する地盤２の性状に応じて適宜選択して実施可能である（請求項３記載の発明）。
【００１９】
前記気泡５について、本実施例では、前記制御システム８として空気ポンプ８を適用し、これを稼働させることにより、空気５を孔壁安定液４内に供給して実施している。なお、前記孔壁安定液４内に供給する気泡５は空気５に限定されず、圧縮性の気体であれば特に限定されるものではない。
【００２０】
前記配管７は、本実施例では、水平方向に設置する配管７ａと鉛直方向に設置する配管７ｂとをＬ字形に連結し、防振溝３の底壁（底面）部に当該配管７ａが沿う構成で実施している。前記鉛直方向の配管７ｂの一端部は、前記地上に設けた空気ポンプ８と連通されている。ちなみに本実施例では、前記水平方向に設置する配管７ａにのみ噴き出し孔６を設け同配管７ａからのみ気泡５を噴き出す構成で実施している。
【００２１】
ところで、防振溝３内の孔壁安定液４中に気泡５を発生させると振動源から構造物１への振動伝搬を低減させることができるメカニズムを説明すると、本出願人は、防振溝３において、振動が孔壁安定液４と気泡５との境界面において反射・屈折することで拡散して減衰する効果と、および孔壁安定液４に含まれる気泡５で絶縁させる効果によって、振動源から構造物１への振動伝搬を低減させ得ると考えた。そこで、本出願人は、模型を製作して室内実験したところ、個々の気泡５の体積を小さくして孔壁安定液４中に噴き出す気泡５の表面積が大きいほど、また、気泡５の量を増やす等して前記孔壁安定液４中に噴き出す気泡５の占有体積が多ければ多いほど、振動低減効果が大きくなることが分かった。ただし、実際どの程度の振動低減効果を発揮すれば好適なのかは、適用する構造物１に要求される静粛度、振動源の大きさ、防振溝３の形態、或いは地盤性状等に応じて異なる。そこで、実際には、振動源の大きさや要求される振動低減効果を勘案して防振溝３の形態、配管７の数量及び配置並びに性能、空気ポンプ８の性能をおおよそ設計し、細かい調整は現場で、振動源から構造物１への振動伝搬を所望の値まで低減させ得るように、配管７から前記孔壁安定液４中に噴き出す気泡５の数量および大きさを適宜調整して行うのである。
【００２２】
そこで、前記配管７および空気ポンプ８は、防振溝３の孔壁３ａの高さが高い場合は、気泡５を防振溝３（孔壁安定液４）内に十分にバランスよく噴き出すことができるように、使用する孔壁安定液４（本実施例では安定液４）の比重に応じて、噴き出し性能および配管経路を適宜設計変更して実施する。
例えば、配管７が長くなりすぎる場合は、空気ポンプ８に近い噴き出し孔６の噴き出し圧力に比べて、空気ポンプから遠い噴き出し孔６の噴き出し圧力が低くなり、気泡５が少なく防振性能が低下する。また、空気ポンプ８の能力（噴き出し量）が小さい場合にも孔壁３ａの高さあたりの気泡５の占有体積が少なく防振性能が低下する。このような事実を踏まえて、空気ポンプ８の能力と必要とされる防振性能の兼ね合いから最適な配管７の長さを決定する。ちなみに本実施例では、図２に示したように、構造物１を取り囲む防振溝３に対し、一辺（一直線状）に相当する防振溝３に対して一機の空気ポンプ８を受け持たせる設計で、全体で計４機の空気ポンプ８を使用している。前記各空気ポンプ８…にはそれぞれ４セットの配管７をバランスよく配設し、平面方向から見て、方形状に形成した防振溝３内に充満させた孔壁安定液４中に、気泡５を均等に噴き出し可能な構成で実施している。
もちろん、前記配管７の構成はこれに限定されず、防振性能をより向上させるべく、図４に示したように２本の配管７を平行に並設し、これを１セットとして実施することもできる。
【００２３】
ちなみに、前記配管７の材質は、金属製、塩化ビニール製など、噴き出し孔６から噴き出す気泡５の圧力に耐え得るものであれば特に限定されない。配管７には、点検やメンテナンスのために圧力計やバルブを必要に応じて設置することができる。また、個々の配管７の噴き出し性能を向上させるべく、図３Ａに示したように、噴き出し孔６の数量を増やして実施することもできるし、図３Ｂに示したように、配管７ａの外周にいわゆるポーラスストーン９を取り付けて細かい気泡を噴き出す構成で実施することもできる。
【００２４】
したがって、上記構成の振動低減方法および振動低減構造によれば、防振溝３内に孔壁３ａの崩壊を防止する孔壁安定液４を充填して振動低減効果を図ることができるので、孔壁３ａの崩壊の虞がなく、止水管理の必要もない。また、いわゆる空溝工法では対応不可能な地下水位の高い地盤でも十分に防振効果を発揮することができる。
連続壁施工方法で使用した孔壁安定液４をそのまま利用し、同孔壁安定液４内に気泡５を供給するという合理的、且つシンプルな構造で実施できるので、材料費等のコストが安く済み、施工も容易である。地盤中に壁材を設けることなく実施できるので手間が掛からず、これに伴い産業廃棄物の発生を抑制できる。
施工後の周辺環境および環境基準の変化にも事後的に振動低減効果を適宜調整できるので、フレキシビリティーに優れている。
孔壁安定液４および配管５等のメンテナンスが容易で、恒久的な使用が可能となる。
【００２５】
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために付言する。
例えば、より恒久的な実施を可能とするために、防振溝３内に充填される孔壁安定液４を一定量に維持する安定液供給システム（図示省略）を設けて実施してもよい（請求項４記載の発明）。
また、防振溝３の上方部分は、図２Ｂ、図４Ｂに示したように、開口した状態でももちろん実施できるが、一般的には図５Ａ〜Ｃにバリエーションを例示したように、必要なクリアランスＣを確保した納まり（雨仕舞い）形状で実施される。ちなみに符号１０は、コンクリート、符号１１は金属製鋼板、符号１２は排水溝、符号１３は水抜き孔を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】Ａは、本発明に係る振動低減方法および振動低減構造の一実施例を示した斜視断面図であり、Ｂは、同立面図である。
【図２】本発明に係る振動低減方法および振動低減構造の一実施例を示した平面図である。
【図３】Ａ、Ｂはそれぞれ、本発明に係る振動低減方法および振動低減構造に使用する配管のバリエーションを示した斜視図である。
【図４】Ａは、本発明に係る振動低減方法および振動低減構造の異なる実施例を示した斜視断面図であり、Ｂは、同立面図である。
【図５】Ａ〜Ｃはそれぞれ、防振溝上方の納まりを例示した立面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    構造物
２    地盤
３    防振溝
３ａ  孔壁
４    孔壁安定液（安定液）
５    気泡
６    噴き出し孔
７    配管
８    制御システム（空気ポンプ）
９    ポーラスストーン
【図１】
2009002073.tif 000003
【図２】
2009002073.tif 000004
【図３】
2009002073.tif 000005
【図４】
2009002073.tif 000006
【図５】
2009002073.tif 000007