JP2015036499A - 地中埋設構造物の浮き上がりを防止する方法及び治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】地中の埋設構造物1の浮き上がりを防止する方法であって、埋設構造物の上方に、角状治具などの浮上防止部材10を配置し、浮上防止部材による重力、及び、周辺地盤のせん断抵抗力によって、埋設構造物の浮上を抑制するための荷重を付加する。
【選択図】図1
Description
(1)地中の埋設構造物の浮き上がりを防止する方法であって、前記埋設構造物の上方に浮上防止部材を配置し、前記浮上防止部材による重力及び周辺地盤のせん断抵抗力によって、前記埋設構造物の浮上を抑制するための荷重を付加することを特徴とする、方法;
(2)前記浮上防止部材が、支圧板よりなる上端部、前記埋設構造物と継合するための下端部、及び前記上端部と下端部とを連結する1以上の足部を有する角状治具である、上記(1)に記載の方法;
(3)前記上端部が略矩形又は略円形の支圧板よりなる、上記(2)に記載の方法;
(4)前記下端部が凹形の形状である、上記(2)又は(3)に記載の方法;
(5)前記浮上防止部材が、充填剤若しくは固化剤よりなる柱状の杭部材、又は筒状の収容具に充填された砕石若しくは鉄塊を含む杭部材である、上記(1)に記載の方法;
(6)前記充填剤若しくは固化剤が、モルタル、セメント、コンクリート、及びベントナイトからなる群より選択される、上記(5)に記載の方法;
(7)前記杭部材が、既設の埋設構造物の上方を削孔することで生じた空間に前記充填剤を埋め戻すことによって形成される、上記(5)又は(6)に記載の方法;
(8)前記埋設構造物が、下水管である、上記(1)〜(7)のいずれか1に記載の方法;
(9)前記浮上防止部材の上端を地下水位より上方に位置させる、上記(1)〜(8)のいずれか1に記載の方法;
(10)前記浮上防止部材が、前記埋設構造物の100mあたり2〜20本の間隔で配置される、上記(1)〜(9)のいずれか1に記載の方法;
(11)前記浮上防止部材によって前記埋設構造物に作用する力が、以下の式で表される安全率(SF)が1.0以上となる関係を有する、上記(1)〜(10)のいずれか1に記載の方法;
安全率(SF)= 浮上抵抗力(F’)/浮力(F)
(ここで、浮力(F)= (PxAxγ)+(Vxγ)
浮上抵抗力(F’)= Wsurface+Ssurface+W
であり、
式中、Pは、浮上防止部材の設置間隔(m);Aは、埋設構造物の断面積(m2);γは、地下水位より下方の液状化層における湿潤単位体積重量(kN/m3);Vは、浮上防止部材の体積のうち地下水位より下方の液状化層内の体積(m3);Wsurfaceは、浮上防止部材の上方に存在する表層土塊の重量(kN);Ssurfaceは、浮上防止部材の上方に存在する表層土塊と、その周辺地盤とのせん断抵抗力の鉛直成分(kN);及び、Wは、浮上防止部材の重量(kN)である。)
を提供するものである。
(12)前記浮上防止部材を配置する前に、撮影手段を前記埋設構造物中に挿入することによって、当該埋設構造物における継手部を探索する工程をさらに含む、上記(1)〜(11)のいずれか1に記載の方法;
(13)前記撮影手段が位置情報特定手段を有する、上記(12)に記載の方法;
(14)前記撮影手段がテレビカメラである、上記(12)又は(13)に記載の方法
を提供するものである。
(15)地中の埋設構造物の上方に配置されて当該埋設構造物の浮き上がりを防止するための角状治具であって、略矩形又は略円形の支圧板よりなる上端部、前記埋設構造物と継合するための凹形の下端部、及び前記上端部と下端部とを連結する1以上の足部を有することを特徴とする、該治具;
(16)前記上端部が略矩形又は略円形の支圧板よりなる、上記(15)に記載の治具;
(17)前記下端部が凹形の形状である、上記(15)又は(16)に記載の治具;
を提供するものである。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る地中埋設構造物の浮き上がりを防止する方法における地盤中の断面を示す模式図である。
浮上防止部材10は、任意の材料で構成されることができ、好ましくは、金属製である。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る地中埋設構造物の浮き上がりを防止する方法における地盤中の断面を示す模式図である。
本発明の方法では、浮上防止部材を配置する前に、撮影手段を下水管等の埋設構造物1の中に挿入することによって、その正確な位置や継手箇所等の継手部を探索する工程をさらに含むことができる。これによって、埋設構造物1のどの部分に浮上防止対策の施工を実施する必要があるか等を予め決定することができ、より正確で簡便な施工が可能となる。例えば、下水管の継ぎ手部分は、液状化による浮き上がりによって損傷を受ける可能性が高い箇所であり、本発明による耐震補強を行う必要が高いので、かかる箇所を予め施工位置として特定できることは実用上有益である。
本発明の方法において、地盤の液状化の際に埋設構造物1に作用する浮力(F)と浮上防止部材10又は20に作用する浮上抵抗力(F’)は、以下の式で表される関係を有する。
浮力(F)= (PxAxγ)+(Vxγ) …式(1)
浮上抵抗力(F’)= Wsurface+Ssurface+W …式(2)
安全率(SF)= 浮上抵抗力(F’)/浮力(F) …式(3)
ここで、浮力(F)が浮上抵抗力(F’)より大きくなると(すなわち、SFが1.0未満)、埋設構造物1の浮き上がりが生じることになるから、安全率(SF)が1.0以上となる場合に、本発明の方法による浮き上がり防止効果が得られることが計算できる。 なお、図3では、第1の実施形態の浮上防止部材10を用いて示しているが、第2の実施形態の浮上防止部材20を用いる場合でも同様に上記の関係式が適用可能である。
Claims (17)
- 地中の埋設構造物の浮き上がりを防止する方法であって、前記埋設構造物の上方に浮上防止部材を配置し、前記浮上防止部材による重力及び周辺地盤のせん断抵抗力によって、前記埋設構造物の浮上を抑制するための荷重を付加することを特徴とする、該方法。
- 前記浮上防止部材が、支圧板よりなる上端部、前記埋設構造物と継合するための下端部、及び前記上端部と下端部とを連結する1以上の足部を有する角状治具である、請求項1に記載の方法。
- 前記上端部が略矩形又は略円形の支圧板よりなる、請求項2に記載の方法。
- 前記下端部が凹形の形状である、請求項2又は3に記載の方法。
- 前記浮上防止部材が、充填剤若しくは固化剤よりなる柱状の杭部材、又は筒状の収容具に充填された砕石若しくは鉄塊を含む杭部材である、請求項1に記載の方法。
- 前記充填剤若しくは固化剤が、モルタル、セメント、コンクリート、及びベントナイトからなる群より選択される、請求項5に記載の方法。
- 前記杭部材が、既設の埋設構造物の上方を削孔することで生じた空間に形成される、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記埋設構造物が、下水管である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記浮上防止部材の上端を地下水位より上方に位置させる、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記浮上防止部材が、前記埋設構造物の100mあたり2〜20本の間隔で配置される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記浮上防止部材によって前記埋設構造物に作用する力が、以下の式で表される安全率(SF)が1.0以上となる関係を有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法:
安全率(SF)= 浮上抵抗力(F’)/浮力(F)
(ここで、浮力(F)= (PxAxγ)+(Vxγ)
浮上抵抗力(F’)= Wsurface+Ssurface+W
であり、
式中、Pは、浮上防止部材の設置間隔(m);Aは、埋設構造物の断面積(m2);γは、地下水位より下方の液状化層における湿潤単位体積重量(kN/m3);Vは、浮上防止部材の体積のうち地下水位より下方の液状化層内の体積(m3);Wsurfaceは、浮上防止部材の上方に存在する表層土塊の重量(kN);Ssurfaceは、浮上防止部材の上方に存在する表層土塊と、その周辺地盤とのせん断抵抗力の鉛直成分(kN);及び、Wは、浮上防止部材の重量(kN)である。)。 - 前記浮上防止部材を配置する前に、撮影手段を前記埋設構造物中に挿入することによって、当該埋設構造物における継手部を探索する工程をさらに含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記撮影手段が位置情報特定手段を有する、請求項12に記載の方法。
- 前記撮影手段がテレビカメラである、請求項12又は13に記載の方法。
- 地中の埋設構造物の上方に配置されて当該埋設構造物の浮き上がりを防止するための角状治具であって、支圧板よりなる上端部、前記埋設構造物と継合するための下端部、及び前記上端部と下端部とを連結する1以上の足部を有することを特徴とする、該治具。
- 前記上端部が略矩形又は略円形の支圧板よりなる、請求項15に記載の治具。
- 前記下端部が凹形の形状である、請求項15又は16に記載の治具。
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