JP2015052253A - 地盤改良/液状化対策用杭構造体及び地盤改良/液状化対策工法 - Google Patents
地盤改良/液状化対策用杭構造体及び地盤改良/液状化対策工法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 透水性コンクリートからなる両端開口の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを複数個有し、それぞれの該地盤改良/液状化対策用杭ユニットの中空部は連通しかつ円筒形外周部がそれぞれ同心円状に配置され、該上下地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端部を突き合わせた状態で上下に積み重ねることによって形成された地盤改良/液状化対策用杭構造体に関し、上下に位置する該地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端面間に、地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外径に等しいか大きい外径を有し、非圧縮性の弾性素材からなる環状の緩衝材を介装している。
【選択図】図2
Description
多量の連続した空隙を有する透水性コンクリートからなる両端開口の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを複数個有し、それぞれの該中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの中空部は連通しかつ円筒形外周部がそれぞれ同心円状に配置され、該杭ユニットの上下の端部を突き合わせた状態で積み重ねることによって形成された地盤改良/液状化対策用杭構造体であって、上下に位置する該地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端面間に、該杭ユニットの外径に等しいか大きい外径を有し、非圧縮性の弾性素材からなる環状の緩衝材を介装している、地盤改良/液状化対策用杭構造体に関する。
(2)介装される前記緩衝材は上下の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端部の中空部に嵌合させる上下に延びる管状部と管状部の中央部半径方向外方に延びるフランジ部とからなり、該フランジ部の外径が前記地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外径に等しいか大きい、(1)に記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
(3)前記地盤改良/液状化対策用杭構造体の中空部には、該中空部が確保されつつ軸方向に延びる長尺の剛性支持軸部材が挿入され、該長尺剛性支持軸部材は各々の前記地盤改良/液状化対策用杭ユニットの内周面に対して周方向に見て3箇所以上の箇所でかつ少なくとも該地盤改良/液状化対策用杭ユニットの内周面を複数の当該ユニットの中空中心軸が一致するように支持するのに必要とされる長さに渡り接触・保持している、上記(1)又は(2)に記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
(5)前記中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外周面には、上下に延びる導水溝が周方向に見て複数設けられ、該溝には多孔性排水路形成部材が設けられている、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
(6)前記地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外周面が、目詰まりを低減させかつ該支持ユニットの外形を保持するための多孔性保形シートで覆われている、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
両端開口の円筒形中空金属ケーシング部と該円筒形中空金属ケーシング部の下端に着脱自在に設けられた蓋部とからなり、かつ該液状化対策用杭構造体の外周部に対して接触抵抗がない程度のクリアランスを有する内周面を備え中空の金属ケーシングを準備し、
前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を構成する前記複数の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを、それらの端面間に弾性素材からなる環状の緩衝材を介装した状態で、該蓋の上でかつ該中空金属ケーシングの中空部内に収納し前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を形成し、
該中空金属ケーシングを地中に貫入させ、前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を所定の位置まで地中に貫入させた後、
該蓋部は前記地盤改良/液状化対策用杭構造体の下端部に留まらせた状態で、該円筒形金属ケーシング部を地中から引き上げ、土中に前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を埋設させることにより、地盤改良/液状化対策用杭構造体によって地盤改良/液状化対策を行う地盤改良/液状化対策工法。
なお、上記地盤改良/液状化対策用杭構造体による地盤改良/液状化対策工法は、以下の場合を含む。(1)地上の金属ケーシングの中空部に複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニット及び緩衝材を積み重ねることにより地盤改良/液状化対策用杭ユニットを形成した状態で、これらを一緒に地盤に貫入させる場合、(2)金属ケーシングのみを地盤に途中まで貫入させた後、地盤改良/液状化対策用杭構造体を金属ケーシング内に形成後、さらに金属ケーシングを所定の深さまで貫入させる場合及び、(3)金属ケーシングのみを地盤に所定の最後の深さまで貫入させた後、地盤改良/液状化対策用杭構造体を金属ケーシング内に形成する場合。
円筒形金属軸部と該円筒形金属軸部の下端に着脱自在に設けられかつ該地盤改良/液状化対策用杭構造体の外径に等しいか大きい外径を有する蓋部とからなり、かつ該液状化対策用杭構造体の内周部に対して接触抵抗がない程度のクリアランスを有する外周面を備えた円筒形金属軸を準備し、
前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を構成する前記複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを、それらの端面間に弾性素材からなる環状の緩衝材を介装した状態で、該蓋の上でかつ該金属軸部の外周に装着し前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を形成し、
該中空金属軸を地中に貫入させ、前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を所定の位置まで地中に貫入させた後、
該蓋部は前記地盤改良/液状化対策用杭構造体の下端部に留まらせた状態で、該円筒形金属軸部を地中から引き上げ、土中に前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を埋設させることにより、地盤改良/液状化対策用杭構造体によって地盤改良/液状化対策を行う地盤改良/液状化対策工法。
なお、上記地盤液状化対策工法は、(1)予め複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニットにより地盤改良/液状化対策用杭構造体を地上に位置する該蓋部の上でかつ金属軸部の外周に形成した状態で、これらを一緒に地盤に貫入させる場合、及び、(2)金属軸のみを地盤に途中まで貫入させた後、複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニットにより地盤改良/液状化対策用杭構造体を該蓋部の上でかつ金属軸部の外周に配置し地盤改良/液状化対策用杭構造体を金属軸の外周に形成した状態で、さらに金属ケーシングを所定の深さまで貫入させる場合を含む。
(1)1本の地盤改良/液状化対策用杭構造体で地盤改良と液状化対策とを同時に可能とし、連続的に内部に中空部を形成しているので良好な排水性を確保することが可能であり、中空としたので重量及び材料費を大幅に削減できる。また、1本の地盤改良/液状化対策用杭構造体を複数の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットに分割形成しているので、製造から運搬、保管や操作時に不意に掛かる曲げ応力や自重で折れることはない。
(2)上記(7)に記載するように、地盤改良/液状化対策用杭構造体は、蓋の上でかつ中空金属ケーシングの内部に確保された中空部に複数の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを環状の緩衝材を介して上下に積み重ねて形成・埋設することが可能であるので、地盤改良/液状化対策用杭構造体が貫入される際に周囲の土が摩擦接触して地盤改良/液状化対策用杭構造体の表面に入り込むことを防止するとともに、軸方向に圧縮力が付加されることを防止することができる。
(3)上記(8)に記載するような金属軸を用いる場合も、発明の効果(1)と同様に地盤改良/液状化対策用杭構造体が貫入される際に周囲の土が摩擦接触して地盤改良/液状化対策用杭構造体の表面に入り込むことを実質的に防止するとともに、捻じれ力や軸方向に過大な圧縮力が付加されることを防止することができる。
従って、複数の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを弾性素材からなる環状の緩衝材を介装した状態で上下に積み重ねて形成される杭構造体も、組み立て寸法精度が高く製品品質に優れる。
(5)中空円筒状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外径、内径、その長さ、透水性コンクリートの性状等の構造を、地盤の状況に応じて適切に選んで規格化した複数種類の中空円筒状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを準備することが可能となる。
(6)短尺の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの形状のまま現地まで運んで地盤改良/液状化対策用杭構造体を組み立てるので、地盤改良/液状化対策用杭ユニットの品質を維持し、容易に保管、輸送及び操作をすることができる。
(8)地震による液状化現象を生じた際、地盤中の水圧は地盤改良/液状化対策用杭構造体の半径方向内側に向けてかかり、余剰の地下水は当該杭構造体の半径方向外側から内側の中空部に透水し、杭構造体の中空内部に入った地下水は中空部内部を通って地上へと導かれる構造となっているので、余剰地下水は効率的に地上へと排水される。
(9)地盤改良/液状化対策用杭構造体の空隙に多少土壌が侵入することも懸念されるが、杭構造体を中空構造とし中空部を大気に開放し大気圧としているので、地震の振動により目詰まりが解消され、また地震により地下水圧が上昇した場合には上昇した圧力を中空杭構造体の内外の圧力差により杭構造体の中空部に迅速に逃がすとともに、それに伴い土壌による杭構造体の目詰まりを解消することができる。
(11)上下に位置する中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端面間に、弾性素材からなる環状の緩衝材を介装しているので、各中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの突き当て端部における応力集中による微細破壊から適正に保護され、地盤改良/液状化対策用杭ユニット、ひいては地盤改良/液状化対策用杭構造体の形状安定性が図られる。
(12)長尺剛性支持軸部材により、地盤改良/液状化対策用杭構造体の中空部を確実に確保するとともに、軸方向及び半径方向の耐圧縮強度を向上することが可能となり、杭構造体の構造安定性が高まる。
図1は、両端開口の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニット1の一実施例を示す。地盤改良/液状化対策用杭ユニット1は、多量の連続した空隙を有する透水性コンクリートから製造される。ここで、本実施例において、多量の連続した空隙を有する透水性コンクリートは、例えば、セメントを、山砂および硬質砂岩砕砂などの細骨材や硬質砂岩砕石などの粗骨材を用い、これに水と減水剤とを加え、配合し、混練り硬化したものを使用する。例えば、セメントCとして普通ポルトランドセメントを、細骨材Sとして山砂および硬質砂岩砕砂を、粗骨材Gとして硬質砂岩砕石を用い、これに水Wと、混和剤としての減水剤とを加え、配合し、混練り硬化したものを使用する。配合割合としては、例えば以下のものがある(単位はkg/cm3)。
W=80 、C=300 、S=80 、G=1500 、減水剤=30 、
W/C(水セメント比)=約30%
中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの寸法としては、例えば、外径D1を200mm以下(例えば、160mm〜140mm)、内径D2を80〜100mmとすれば圧縮強度は10kgfを超える値が確保され、空隙率を10〜30%の範囲とすれば良好なドレイン効果が得られ、長さLを100mm(例えば、5本連結して500mmの地盤改良/液状化対策用杭構造体)とすれば取り扱いを容易にして品質良好な地盤改良/液状化対策用杭ユニットが得られる。
図2(a)は地上で両端開口の中空金属ケーシング2の内部に緩衝材3を介して両端開口の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニット1を積重ねる態様を示す。中空金属ケーシングは、鋼管等からなり、緩衝材3はゴム等の非圧縮性弾性材料からなる。4は中空金属ケーシング2の底部に着脱自在に配置した蓋部であり、蓋部4の外径は金属ケーシング2の外径とほぼ同一とされ、蓋部4は地盤改良/液状化対策用杭ユニット1で構成される地盤液状化対策用杭構造体を地中に安定して保持する。当該杭構造体を中空金属ケーシング2に挿着する場合、緩衝材の外周部と中空金属ケーシング2の内周部内径は、中空金属ケーシング2を土中から引き抜く際に接触抵抗がない程度のクリアランスが形成されるように構成されている。一方、地盤改良/液状化対策用杭構造体の外径は緩衝材外形より小さいかほぼ一致するように構成されている。
更に、図においては緩衝機能部とガイド機能部が同一素材で一体化された構造に描かれているが、両機能を最大限活用可能な素材の組合せ構造でも良いことは当然である。
2 金属ケーシング
3、3a、3b 緩衝材
4、4a、4b、4c 蓋部
5a、5b、5c 剛性支持軸部材
7a、7b 線状補強材
8 金属軸
12 V字状の溝部
13 導水部材
13a 導水材
13b 通水囲い
13c 開口部
Claims (8)
- 多量の連続した空隙を有する透水性コンクリートからなる両端開口の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを複数個有し、それぞれの該中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの中空部は連通しかつ円筒形外周部がそれぞれ同心円状に配置され、該上下地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端部を突き合わせた状態で上下に積み重ねることによって形成された地盤改良/液状化対策用杭構造体であって、
上下に位置する該地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端面間に、地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外径に等しいか大きい外径を有し、非圧縮性の弾性素材からなる環状の緩衝材を介装している、地盤改良/液状化対策用杭構造体。
- 前記緩衝材は上下の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの端部の中空部に嵌合させる上下に延びる管状部と管状部の中央部半径方向外方に延びるフランジ部とからなり、該フランジ部の外径が前記地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外径より大きい、請求項1に記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
- 前記地盤改良/液状化対策用杭構造体の中空部には、該中空部は確保されつつ軸方向に延びる長尺の剛性支持軸部材が挿入され、該長尺剛性支持軸部材は各々の前記地盤改良/液状化対策用杭ユニットの内周面に対して周方向に見て3箇所以上の箇所でかつ少なくとも該地盤改良/液状化対策用杭ユニットの内周面を支持するのに必要とされる長さに亘り接触・保持している、請求項1又は2に記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
- 前記地盤改良/液状化対策用杭ユニットの内部に軸方向及び/又は周方向に延びる耐腐食性線状補強材を埋設している、請求項1乃至3のいずれかに記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
- 前記中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外周面には、上下に延びる導水溝が周方向に見て複数設けられ、該溝には多孔性排水路形成部材が設けられている、請求項1乃至4のいずれかに記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
- 前記地盤改良/液状化対策用杭ユニットの外周面が、目詰まりを低減させかつ該支持ユニットの外形を保持するための多孔性保形シートで覆われている、請求項1乃至5のいずれかに記載の地盤改良/液状化対策用杭構造体。
- 請求項1乃至6のいずれかの前記中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭構造体を地盤に貫入する際に、
両端開口の円筒形中空金属ケーシング部と該円筒形中空金属ケーシング部の下端に着脱自在に設けられた蓋部とからなり、かつ該液状化対策用杭構造体の外周部に対して接触抵抗がない程度のクリアランスを有する内周面を備え中空の金属ケーシングを準備し、
前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を構成する前記複数の中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを、それらの端面間に弾性素材からなる環状の緩衝材を介装した状態で、該蓋の上でかつ該中空金属ケーシングの中空部内に収納し前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を形成し、該中空金属ケーシングを地中に貫入させる際には、(1)地上の金属ケーシングの中空部に複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニット及び緩衝材を積み重ねることにより地盤改良/液状化対策用杭ユニットを形成した状態で、これらを一緒に地盤に貫入させる場合、中空部に複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニット及び緩衝材を積み重ねることにより地盤改良/液状化対策用杭ユニットを形成した状態で、これらを一緒に地盤に貫入させる手法、若しくは、(2)金属ケーシングのみを地盤に途中まで貫入させた後、地盤改良/液状化対策用杭構造体を金属ケーシング内に形成後、さらに金属ケーシングを所定の深さまで貫入させる手法、若しくは、(3)金属ケーシングのみを地盤に所定の最後の深さまで貫入させた後、地盤改良/液状化対策用杭構造体を金属ケーシング内に形成した後、該蓋部は前記地盤改良/液状化対策用杭構造体の下端部に留まらせた状態で、該円筒形金属ケーシング部を地中から引き上げ、土中に前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を埋設させることにより、地盤改良/液状化対策用杭構造体によって地盤改良/液状化対策を行う地盤改良/液状化対策工法。
- 請求項1乃至6のいずれかの前記中空円筒形状の地盤改良/液状化対策用杭構造体を地盤に貫入する際に、円筒形金属軸部と該円筒形金属軸部の下端に着脱自在に設けられかつ該地盤改良/液状化対策用杭構造体の外径より大きい外径を有する蓋部とからなり、かつ該液状化対策用杭構造体の内周部に対して接触抵抗がない程度のクリアランスを有する外周面を備えた円筒形金属軸を準備し、前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を構成する前記複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニットを、それらの端面間に弾性素材からなる環状の緩衝材を介装した状態で、該蓋の上でかつ該金属軸部の外周に装着し前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を形成し、該中空金属軸を地中に貫入させる際には、(1)予め複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニットにより地盤改良/液状化対策用杭構造体を地上に位置する該蓋部の上でかつ金属軸部の外周に形成した状態で、これらを一緒に地盤に貫入させるか、若しくは、(2)金属軸のみを地盤に途中まで貫入させた後、複数の地盤改良/液状化対策用杭ユニットにより地盤改良/液状化対策用杭構造体を該蓋部の上でかつ金属軸部の外周に配置し地盤改良/液状化対策用杭構造体を金属軸の外周に形成した状態で、さらに金属ケーシングを所定の深さまで貫入させる手法により、地中に埋設した後、該蓋部は前記地盤改良/液状化対策用杭構造体の下端部に留まらせた状態で、該円筒形金属軸部を地中から引き上げ、土中に前記地盤改良/液状化対策用杭構造体を埋設させることにより、地盤改良/液状化対策用杭構造体によって地盤改良/液状化対策を行う地盤改良/液状化対策工法。
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