JP2000136541A

JP2000136541A - 液状化防止工法

Info

Publication number: JP2000136541A
Application number: JP11235597A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hibino; 信一日比野; Eijiro Mizoguchi; 栄二郎溝口; Atsushi Murayama; 篤史村山
Original assignee: Tenox Corp
Current assignee: Tenox Corp
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】きわめて効率的かつ経済的に液状化対策を行
えるよにうした液状化防止工法を提供する。【解決手段】液状化のおそれのある地盤中に、その一
定域を取り囲むように固結壁体１を格子状に配置する。
また、固結壁体１の外側周囲の地盤中に複数の排水ドレ
ーン２を所定間隔おきに配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば砂質地盤
などの液状化のおそれのある地盤に対する液状化防止工
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震時に砂質地盤が液状化すると地盤と
しての支持力を失い、地上に建つ構造物に大きな被害を
もたらすことが知られている。特に、建物直下にドレー
ンを配置する場合、液状化時に排水されて地盤が収縮す
るために建物が不同沈下することが懸念される。

【０００３】この液状化の発生原因は、地下水で飽和さ
れた緩い（密度が低い）砂質地盤の間隙水圧が、地震時
に繰り返しせん断応力を受けることにより上昇し、地盤
の有効応力が減少することにある。

【０００４】地震時の間隙水圧の上昇に伴う有効応力の
減少により、地盤の支持力およびせん断剛性が低下し、
上部構造物の沈下、傾斜、地盤の大変形による杭基礎構
造の破壊、ライフラインの切断など市民生活に大きな被
害をもたらすことが知られている。

【０００５】ところで、これまでこのような地盤の液状
化を固結壁体により防止する従来の方法として、例えば
図１１（ａ）に図示するように、液状化のおそれある地
盤中に固結壁体１を水平方向に連続的に矩形状または格
子状に形成することにより、改良範囲内地盤のせん断変
形を抑制し、間隙水圧の上昇を抑え、外周地盤の液状化
による改良範囲内への間隙水圧の移動を遮断する方法が
一般に知られている（例えば、特開平4-54004 、特許番
号第2568115 号、第2645899 号など）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような水
平方向に連続的な矩形状または格子状の固結壁体による
液状化対策工法では、固結壁体１の内側と外側に、例え
ば図１２（ａ），（ｂ）に図示するように周囲からの土
圧Ｐ_PHZとＰ_AHZがそれぞれ作用し、特に固結壁体１の
外側では依然として液状化が起こるため、固結壁体１の
外側には地下水による動水圧Ｐ_dWZが作用し、例えば図
１２（ｃ）に図示するように固結壁体１に大きな曲げ応
力とせん断力が生じる。

【０００７】従って、おのずと外周部分の固結壁体１ａ
の厚みを増したり、剛性を高めるために、例えば図１１
（ｂ）に図示するように外周部分の固結壁体１ａを二重
壁にする等の対策をとる必要があり、その結果、改良範
囲に対する固結壁体１の割合が増え、施工性・経済性と
いう面で敬遠される結果にあった。

【０００８】また、固結壁体１内の液状化は防止できる
ものの、外側の液状化までは防止できない。このため、
固結壁体１の内側が外側の液状化の影響を受けないよう
にするには、固結壁体１を水平方向に連続的に形成して
固結壁体１の内側と外側間の間隙水圧の移動を完全に遮
断する必要があった。

【０００９】この発明は、以上の構造的課題を解決する
ためになされたもので、従来の工法よりもきわめて効率
的にかつ経済的に液状化対策を行えるよにうした液状化
防止工法を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段として、この発明に係る液状化防止工法は、請
求項１として、液状化のおそれのある地盤中に複数の固
結柱体を分散状に配置し、かつその周囲の地盤中に複数
の排水ドレーンを配置する。

【００１１】請求項２として、液状化のおそれのある地
盤中にその一定域を取り囲むように固結壁体を配置し、
かつその周囲の地盤中に複数の排水ドレーンを配置す
る。請求項３として、請求項２の地盤改良工法におい
て、固結壁体を平面視して矩形状、円形状または格子状
に配置する。

【００１２】請求項４として、請求項２または３の地盤
改良工法において、固結壁体にスリット・ジョイントを
形成する。請求項５として、請求項１の地盤改良工法に
おいて、固結柱体はセメント系材料を用いたスラリー系
機械式深層混合処理工法で形成する。

【００１３】請求項６として、請求項２、３または４の
地盤改良工法において、固結壁体はセメント系材料を用
いたスラリー系機械式深層混合処理工法で形成する。請
求項７として、請求項１または５の地盤改良工法におい
て、液状化のおそれのある地盤に対する固結柱体の全面
積比を２０％以上とする。

【００１４】請求項８として、請求項２，３，４または
６の地盤改良工法において、液状化のおそれのある地盤
に対する固結壁体の全面積比を２０％以上とする。

【００１５】

【実施の形態】発明の実施の形態１．図１は、この発明
の実施の一形態を示し、図において、例えば砂質地盤な
どの液状化のおそれのある地盤中に複数の固結柱体３を
分散配置し、その外周の地盤中に複数の排水ドレーン２
を配置する。

【００１６】固結柱体３は、例えばセメント系材料を用
いたスラリー系機械式深層混合処理工法などで形成する
ソイルセメント柱体で、地表から所定の深さまで連続し
て形成する。その際、固結柱体３の径、間隔、深さ等の
形体は対象地盤の地質を適宜検討した上で決定する。

【００１７】また、液状化のおそれのある地盤に対する
固結柱体３の全面積比を２０％以上とすることで、固結
柱体３の施工により固結柱体３の周辺土を締め固める効
果があるため、地盤の剛性が増加し、液状化防止効果が
高められる。

【００１８】図７は固結柱体３の配置例を示し、また図
８、図９および図１０はいずれも、固結柱体３を施工す
る前と砂質地盤に対する固結柱体３の全面積比を２４．
５％として、固結柱体３を施工した後の砂質地盤の締め
固まり具合を標準貫入試験法、オランダ式コーン貫入試
験法、スウエーデン式サウンディング試験法でそれぞれ
確認した試験結果を示したもので、いずれの試験結果か
らも複数の固結柱体３を分散状に配置することで、砂質
地盤が締め固められていることがわかる。

【００１９】排水ドレーン２は、地震時に発生する過剰
間隙水をいち早く地上に排水することにより、液状化の
原因となる間隙水圧の上昇を抑制するもので、主に改良
範囲周辺の液状化を防止することができる。その結果、
特に外周部分の固結柱体の径を増したり、剛性を高める
ために固結材を多く混入する等の必要がなくなる。

【００２０】なお、排水ドレーン２の施工方法として
は、透水性の優れた砕石や砂利などを砂地盤中に造成す
るグラベルドレーン工法、またはフィルターを被せた合
成樹脂製の細径有孔長尺管を砂地盤中に挿入する人工材
料によるドレーン工法などを採用することができる。

【００２１】また、排水ドレーン２は対象地盤の地質状
況に応じ、固化柱体群の外周に千鳥状（ジグザク状）ま
たは複数列に所定間隔に施工する。このような構成にお
いて、複数の固結柱体３と固結柱体３，３間の原地盤と
が一体となって挙動するため、原地盤のせん断変形がき
わめて小さくなり、改良範囲内の液状化を防止できる。
また、複数の固結柱体３を分散状に配置することで、固
結柱体１の周辺も締め固められ、改良範囲内のせん断剛
性も平均的に増加する。

【００２２】さらに、地震時に固化柱体群の外周の地盤
中に過剰間隙水が発生したとしても、過剰間隙水は排水
ドレーン２を介して速やかに地上に排水されるため、液
状化の原因となる間隙水圧の上昇を抑制することができ
る。また、固化柱体群の外周地盤の液状化も防止でき
る。発明の実施の形態２．図２（ａ），（ｂ）は、同じくこ
の発明の実施の一形態を示し、図において、例えば砂質
地盤など液状化のおそれある地盤中に、その一定域を取
り囲むように固結壁体１を平面視して格子状に配置す
る。

【００２３】また、格子状に形成された固結壁体１の外
側周囲の地盤中に複数の排水ドレーン２を所定間隔おき
に配置する。固結壁体１は、例えばセメント系材料を用
いたスラリー系機械式深層混合処理工法により複数の固
結柱体を互いにオーバーラップさせて固結壁体１を造成
したり、または掘溝式連続地盤改良工法によって連続し
て造成されるソイルセメント固化壁体であり、平面格子
状に形成する以外に例えば平面円形状または矩形状に形
成することもある。

【００２４】また特に、図２（ｂ）に図示するように固
結壁体１を断続的に形成して、隣接する固結壁体１，１
間にスリット・ジョイント４を設けることもある。固結
壁体１にスリットジョイント４を設けることで、例えば
図４（ａ）に図示するように固結壁体１が地震時の水平
力により回転変位することで、固結壁体１に生じる共役
せん断力Ｑ_Pを低減でき、従って固結壁体１のせん断力
による破壊を防止できる。

【００２５】すなわち、固結壁体１を連続的に（相当長
く）形成すると、例えば図４（ｂ）に図示するように固
結壁体１が回転変位しにくくなるため、共役せん断力Ｑ
_pが大きくなって固結壁体１が破壊するおそれがある。

【００２６】また、施工面からもスリットジョイント４
を設ける方が固結壁体１の自由な配置が可能となり、施
工性、経済性がともに増す。また、例えば図３（ａ）に
図示するように固結壁体１内にさらに固結壁体５を例え
ば平面十字型に施工することもあり、さらに例えば図３
（ｂ）に図示するように固結壁体１内に複数の固化柱体
３を分散状に配置することもある。

【００２７】いずれの場合においても、液状化のおそれ
ある地盤に対する固結壁体１の全面積比を２０％以上と
することで、十分な締め固め効果が期待できる。排水ド
レーン２は、先に説明した場合と同様にグラベルドレー
ン工法などで施工する。また、排水ドレーン２は地盤の
地質状況に応じ、固結壁体１に沿って千鳥状（ジグザク
状）または複数列に所定間隔に形成する。

【００２８】このような構成において、固結壁体１と固
結壁体１，１の原地盤とが一体となって挙動し、これに
より地盤のせん断変形がきわめて小さくなり液状化を防
止できる。すなわち、ゆるい砂地盤にせん断剛性の大き
な複数の固結壁体１、または複数の固結柱体１と固結柱
体３を配置することにより、全体としてのせん断変形が
きわめて小さくなり、液状化を防止できる。

【００２９】また、地震時に固結壁体１の外側の地盤中
に過剰間隙水が発生したとしても、過剰間隙水は排水ド
レーン２を介して速やかに地上に排水されるため、液状
化の原因となる間隙水圧の上昇を抑制することができ
る。

【００３０】したがって、固結壁体１の外側の液状化も
防止でき、また、固結壁体１の外側に動水圧Ｐ_dWZによ
る大きな曲げ応力とせん断力が生じるのも防止できる。
図６（ａ）は、排水ドレーン２を設置した砂質地盤にお
ける液状化時の地下水の流れを模式的に示したものであ
り、また図６（ｂ）は、固結壁体１と固結柱体３の外側
周囲の地盤中に複数の排水ドレーン２を形成すること
で、過剰間隙水圧の上昇を抑制できる効果があることを
示したものである。

【００３１】

【発明の効果】この発明は以上説明した通りであり、特
に排水ドレーンの排水促進効果により、複数の固結柱体
および固結壁体の外周地盤の液状化をきわめて効率的に
防止できる。

【００３２】また、固結柱体と固結壁体の外周地盤に発
生する地下水の移動による動水圧の発生を防止、または
低減できるため、固結壁体を厚くする等して固結壁体の
剛性を必要以上に高めたり、周囲の地盤に対しても地盤
改良を行う必要がないため、きわめて経済的な液状化対
策といえる。

【００３３】さらに、固結壁体を所定間隔おきに形成し
て隣接する固結壁体間にスリット・ジョイントを設ける
ことで、固結壁体が地震時の水平力により回転変位する
ことで、固結壁体に生じる共役せん断力を低減でき、従
って固結壁体のせん断力による破壊を防止できる。

【００３４】また、施工面からもスリットジョイントを
設ける方が固結壁体の自由な配置が可能となり、施工
性、経済性がともに増す。さらに、固結壁体どうしがＴ
字状または十字状に交差する部分においても、隣接する
固結壁体どうしを接合する必要がなく、施工の省力化が
図れる。

【００３５】また、固結柱体と固結壁体をともに、液状
化地盤に対する固結柱体と固結壁体の面積比を２０％以
上として施工することにより、きわめて経済的に軟弱地
盤の締め固めを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液状化防止工法の一例を示し、固結柱体と排水
ドレーンの配置例を示す平面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は液状化防止工法の一例を示
し、固結壁体と排水ドレーンの配置例を示す平面図であ
る。

【図３】（ａ），（ｂ）は液状化防止工法の一例を示
し、固結柱体、固結壁体および排水ドレーンの配置例を
示す平面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は、固結壁体に作用する応力の
状態を示す縦断面図である。

【図５】固結壁体に発生する応力の状態を示し、（ａ）
は固結壁体の縦断面図、（ｂ）はその横断面図である。

【図６】（ａ）は液状化時の地下水の流れを模式的に図
示した砂質地盤の縦断面図、（ｂ）は過剰間隙水圧の抑
制効果を示す図である。

【図７】固結柱体の配置例を示す平面図である。

【図８】固結柱体を施工したことによる砂質地盤の締め
固め効果を標準貫入試験法で確認した試験結果を示す図
である。

【図９】固結柱体を施工したことによる砂質地盤の締め
固め効果をオランダ式貫入試験法で確認した試験結果を
示す図である。

【図１０】固結柱体を施工したことによる砂質地盤の締
め固め効果をスウエーデン式サウンディング試験法で確
認した試験結果を示す図である。

【図１１】（ａ），（ｂ）は液状化防止工法の従来例を
示し、固結壁体の配置例を示す平面図である。

【図１２】固結壁に発生する応力の状態を示し、（ａ）
は固結壁体の横断面図、（ｂ）はその縦断面図、（ｃ）
はその平面図である。

【符号の説明】

１固結壁体２排水ドレーン３固結柱体４スリット・ジョイント５固結壁体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液状化のおそれのある地盤中に複数の固
結柱体を分散状に配置し、かつその周囲の地盤中に複数
の排水ドレーンを配置することを特徴とする液状化防止
工法。
【請求項２】液状化のおそれのある地盤中にその一定
域を取り囲むように固結壁体を配置し、かつその周囲の
地盤中に複数の排水ドレーンを配置することを特徴とす
る液状化防止工法。
【請求項３】固結壁体を平面視して矩形状、円形状ま
たは格子状に配置することを特徴とする請求項２記載の
液状化防止工法。
【請求項４】固結壁体にスリット・ジョイントを形成
することを特徴とする請求項２または３記載の液状化防
止工法。
【請求項５】固結柱体は、セメント系材料を用いたス
ラリー系機械式深層混合処理工法で形成することを特徴
とする請求項１記載の液状化防止工法。
【請求項６】固結壁体は、セメント系材料を用いたス
ラリー系機械式深層混合処理工法で形成することを特徴
とする請求項２、３または４記載の液状化防止工法。
【請求項７】液状化のおそれのある地盤に対する固結
柱体の全面積比を２０％以上とすることを特徴とする請
求項１または５記載の液状化防止工法。
【請求項８】液状化のおそれのある地盤に対する固結
壁体の全面積比を２０％以上とすることを特徴とする請
求項２、３、４または６記載の液状化防止工法。