(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中構造物の両側に非液状化地盤に到達する遮蔽壁を設置して構造物の下部に在る地盤の液状化時の容積変化を防止する地中構造物であって、非液状化地盤に到達させ、勾配を有する長手地中構造物の長手方向に直交させて所定の間隔で設置する隔壁、該隔壁の天端を挟み込んで構造物の下部に配置される突起体から構成することを特徴とする勾配を有する長手地中構造物。
【請求項２】
突起体の挟み込み深さが、構造物の浮き上がり変位以上であることを特徴とする請求項１に記載の勾配を有する長手地中構造物。
【請求項３】
構造物の浮き上がり変位が、地中構造物の両側に設置する非液状化地盤に到達する遮蔽壁の設定された変形値によって定められることを特徴とする請求項１又は２に記載の勾配を有する長手地中構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、勾配を有する長手地中構造物に関し、特に勾配を有している長手地中構造物下の地盤容積が変化できないように拘束することで長手地中構造物の浮き上がりを抑制する勾配を有する長手地中構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤より密度の低い地中構造物は、地震等によって地盤が液状化すると大きな浮力を受けることになって浮き上がり現象を発生させる場合がある。
【０００３】
地中構造物に対する従来からの浮き上がり防止対策としては、地盤改良による液状化自体の防止対策,構造物に対して重量を増加させることによって浮カとバランスを採る方法やアンカーや引き抜き抵抗杭の設置によって浮力に対抗させる等の方策が一般的であった。
【０００４】
これら従来の工法は、地盤への施工や地中構造物に対する設備のために多くのコストを要していたので、費用を大幅に低減させたて浮き上がり防止を可能にするその他の方策も提案されている。
【０００５】
図３に示す「浮き上がり防止工法」は、提案された方式の１例であり、地中構造物の両側に遮蔽壁を設けることによって地中構造物の浮き上がりを防止するものである。
【０００６】
本工法は、図３（ａ）の横断面に示すように、地中構造物１の下部に存在している液状化対象地盤２を、地中構造物１の両側に設置した遮蔽壁３と液状化対象地盤２の下部に形成されている非液状化地盤４及び上部に位置する地中構造物１で包み込むように構成している。
【０００７】
従って、地震時等による液状化に際しても、これらの構成によって液状化対象地盤２の容積は変化できないように拘束されることになり、地中構造物１は、対象地盤２の液状化が阻止されることでその浮き上がりを抑制することが可能になっている。
【０００８】
最も、この工法でも、図３（ｂ）の変形図で明らかなように、液状化した周辺地盤５、５の圧力によって両側の遮蔽壁３、３が変形することから、本質的にはその変形に相当する量だけ地中構造物１は浮き上がり変位を生じることになる。
【０００９】
しかしながら、その浮き上がり量は液状化の阻止によって極めて小さい値に納まるものであり、しかも、液状化圧力による遮蔽壁の応力、遮蔽壁に対する非液状化層の地盤反力及びこれらによる遮蔽壁の変形に伴う地中構造物の浮き上がり量は、応力の簡単な計算によって容易に算定することが可能であるので、地中構造物１の浮き上がり変位量は、遮蔽壁の設定によって容易に抑制できるものである。
【００１０】
ところが、この工法は、図３（ａ）に示すように地中構造物１の横断方向の断面を設計の主体にしている。しかしながら、図３（ｃ）に示す共同溝や地下道路のような両端を開放した長手地中構造物６に対しては、その縦断方向においても所定の対策が必要になる。
【００１１】
特に、道路地下導入部のように縦断方向に強い勾配を持つ長手地中構造物６の場合には、その下部に在る液状化対象地盤２が上述の遮蔽壁３、３によって閉鎖空間化されていても、縦断方向に発生する液状化した土壌９が、長手地中構造物６と隔壁７との間に形成される僅かな隙間８から移動することになって長手地中構造物６の勾配を平坦化する可能性が高い。
【００１２】
これに対処するためには、液状化した土壌９が、長手地中構造物６の縦断方向に移動しようとしても、長手地中構造物６における縦断方向の勾配が変化しないように対策を講じなければならない。液状化した土壌９の移動を遮断するための方策としては、長手地中構造物６と隔壁７との間に隙間８が形成されないように、長手地中構造物の浮き上がりを抑えるべく、これを何かに固定すれば良いことが早速に思考される。
【００１３】
長手地中構造物６を固定するために、一方策として遮蔽壁３と長手地中構造物６とを緊結すること等も検討されてきたが、この方策は、遮蔽壁や長手地中構造物の床版に余分な力が加わることになって構造的に好ましくないものである。
【００１４】
このために、上記の問題点を解決していない現状においては、勾配を有する長手地中構造物には、費用を大幅に低減させて浮き上がりを防止するという有効な工法を適用できないという状況にあった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、長手地中構造物の勾配方向においても構造物下の地盤容積が変化できないように拘束することによって構造物の浮き上がりを抑制できるように構成した勾配を有する長手地中構造物を提供している。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明による勾配を有する長手地中構造物は、基本的に、地中構造物の両側に非液状化地盤に到達する遮蔽壁を設置して構造物の下部に在る地盤の液状化時の容積変化を防止する地中構造物において、非液状化地盤に到達させ、勾配を有する長手地中構造物の長手方向に直交させて所定の間隔で設置する隔壁と隔壁の天端を挟み込んで構造物の下部に配置される突起体から構成しており、具体的には、突起体の挟み込み深さを地中構造物の両側に設置する非液状化地盤に到達する遮蔽壁の設定された変形値によって定められる構造物の浮き上がり変位以上に設定することを特徴としている。
【００１７】
これによって、長手地中構造物下の液状化対象土壌を勾配方向においても地盤容積が変化できないように拘束しており、地盤の液状化を阻止することで構造物の浮き上がりを抑制している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による勾配を有する長手地中構造物は、地中構造物の両側に非液状化地盤に到達する遮蔽壁を設置して構造物の下部に在る地盤の液状化時の容積変化を防止する地中構造物において、非液状化地盤に到達させ、勾配を有する長手地中構造物の長手方向に直交させて所定の間隔で設置する隔壁と隔壁の天端を挟み込んで構造物の下部に配置される突起体から構成している。
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、理解を容易にするために同様の部材については同一の符号を付している。
【００２０】
図１は、本発明による勾配を有する長手地中構造物の実施の形態を示す縦断面図であり、図１（ａ）は通常時における状態図、図１（ｂ）は地震時において液状化が懸念される状態図である。
【００２１】
開削工法で構築される長手地中構造物６は、図1（ａ）に示すように勾配を有しており、構造物の両側に配置される遮蔽壁の他に長手地中構造物６の勾配方向にも、液状化対象土壌２が移動しないように隔壁７が所定の間隔(道路の例では６０〜８０ｍ間隔にしている)で配置されている。
【００２２】
又、長手地中構造物６の下部には、隔壁７の天端１７を両側から挟み込む形態で突起体１０が配置されており、液状化対象土壌２は、隔壁７、７と非液状化土壌４及び隔壁７の天端１７を挟み込んでいる突起体１０を備えた長手地中構造物６によって周辺を囲まれた状態に封鎖されている。
【００２３】
以上の構成において、地震等が発生した場合には、隔壁７、７と上述の遮蔽壁３、３が周辺地盤５、５の液状化による圧力を受けて変形を生じることになる。
【００２４】
このために、長手地中構造物６は、その変形に相当する量だけ浮き上がり変位を生じることになり、図１（ｂ）に示すように隔壁７の天端１７と長手地中構造物６の下部との間に隙間９を生じることになる。
【００２５】
このために、本来的には、液状化した周辺地盤５、５が隔壁７、７による抑制を受けても、この隙間９から移動する事態が想定される。しかるに、本発明では、この隙間９を突起体１０によって封鎖されていることから、これらの移動は、完全に抑制されることになる。
【００２６】
従って、長手地中構造物６の下部に在る液状化対象土壌２は、遮蔽壁３、３と隔壁７、７及び非液状化土壌４と突起体１０を備えた長手地中構造物６によって囲まれた状態に維持されており、その容積が変化できない状態に拘束されていることから、勾配方向の変化を隔壁７の変形による小さな数値に押さえることが出来る。
【００２７】
そして、突起体１０の高さは、図２に示す設計手順によって遮蔽壁の設定と共に算定されることになる。
【００２８】
その手順は、第１に液状化圧力による壁の応力が許容値以下であるかの確認（１１）を行い、ｎｏの場合には断面性能の向上（１２）を図って再確認する。次いで、壁に対する非液状化層の地盤反力が許容値以下であるかの確認（１３）を行い、ｎｏの場合には根入れ長さを延長（１４）して再確認し、さらに、上記の結果による壁の変形に伴う構造物の浮き上がり量を算定（１５）し、この値が許容値以下の場合には断面性能の向上と根入れ長さの延長を行って（１６）最終決定をするものであり、工法の設計方法を用いて簡単に予測できる。
【００２９】
尚、隔壁における天端の隙間は、一般的に遮蔽壁の変形に伴う構造物の浮き上がり変位の２倍を越えないものであり、一例としては、構造物の巾２０ｍ、遮蔽壁ＩＶ型シートパイル、液状化層６ｍの場合で５ｃｍ程度である。
【００３０】
以上のように、本発明による勾配を有する長手地中構造物は、非液状化地盤に到達させ、勾配を有する長手地中構造物の長手方向に直交させて所定の間隔で設置する隔壁と隔壁の天端を挟み込んで構造物の下部に配置される突起体から構成しているものであるから、長手地中構造物下の液状化対象土壌を勾配方向においても地盤容積が変化できないように拘束することで地盤の液状化による浮き上がりを阻止しており、長手方向に配置した遮蔽壁とも相俟って構造物の浮き上がりを効率的に抑制している。
【００３１】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による勾配を有する長手地中構造物は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、地中構造物の種類や、遮蔽壁、隔壁、突起体等の材質や構造等に関して、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明による勾配を有する長手地中構造物は、地中構造物の両側に非液状化地盤に到達する遮蔽壁を設置して構造物の下部に在る地盤の液状化時の容積変化を防止する地中構造物において、非液状化地盤に到達させ、勾配を有する長手地中構造物の長手方向に直交させて所定の間隔で設置する隔壁と隔壁の天端を挟み込んで構造物の下部に配置される突起体から構成しており、突起体の挟み込み深さを地中構造物の両側に設置する非液状化地盤に到達する遮蔽壁の設定された変形値によって定められる構造物の浮き上がり変位以上に設定することを特徴としているので、長手地中構造物下の液状化対象土壌を勾配方向においても地盤容積が変化できないように拘束して地盤の液状化を阻止することで構造物の浮き上がりを抑制する効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による勾配を有する長手地中構造物の縦断面図
【  図２】本発明における浮き上がり防止の設計手順図
【  図３】従来の勾配を有する長手地中構造物の横断面図と縦断面図
【符号の説明】
１  地中構造物、  ２  液状化対象地盤、  ３  遮蔽壁、
４  非液状化地盤、  ５  周辺地盤、  ６  長手地中構造物、  ７  隔壁、
８  隙間、  ９  土壌、  １０  突起体、  １１  壁応力の確認、
１２  断面性能の向上、  １３  非液状化層の地盤反力の確認、
１４  根入れ長さの延長、  １５  構造物の浮き上がり量の算定、
１６  断面性能の向上と根入れ長さの延長、  １７  天端、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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