JP4541449B1

JP4541449B1 - 地盤改良工法

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Publication number: JP4541449B1
Application number: JP2010012909A
Authority: JP
Inventors: 英之石村; 清孝小高; 聖雅西岡
Original assignee: Kajima Corp; Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Kajima Corp; Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: JP2011149246A

Abstract

【課題】原子力関連建築物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供すること。
【解決手段】地盤改良工法は、原子力関連建築物５の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤２がない場合の地盤改良工法において、原子力関連建築物５における地下部分の周囲であって、地下部分の幅Ｄに基づき特定した水平面に広がる地盤改良範囲１に、人工岩盤を打設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤改良工法に関する。特に、原子力関連建築物の建設において、人工岩盤を打設する地盤改良工法に関する。

従来より、原子力関連建築物は、原子力関連建築物の重量や想定される地震による荷重に対して十分な支持性能を持つ岩盤の上に建設する必要がある。

また、建物の一部を所定の物性を有する岩盤に埋込むことで、建物の側面を拘束し、地震による荷重を低減する効果として埋込み効果を得られる。

そこで、建物の地下部分を岩盤内に埋込むために、地下部分を施工するためのスペースとして、地下部分の面積より広い範囲の岩盤を掘削し、建物建設後に、建物と岩盤の間に岩盤と同等の物理性状を有する人工岩盤（例えば、マンメイドロック）を打設する建物設置方法が提案されている（特許文献１）。
このような建物設置方法によれば、建物設計において、建物底部の岩盤からの反力のみならず、建物側面の岩盤及び人工岩盤からの反力を利用できるので、建物安定性を確保できる。

特開平８−８６１１７号公報

しかしながら、特許文献１の建物設置方法では、建物の建設予定地に、埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合には適用できない。

また、このような場合に人工岩盤を設ける平面的範囲である地盤改良範囲は不明である。
原子力発電所耐震設計技術指針（ＪＥＡＧ４６０１）には、「地震力算定用の基準面は原則として水平な広がりを有する地表面とし、この面より上の地上部分については地震層せん断力係数で、この面より下の地下部分については地下震度で地震力を評価することとした。」と記載された上で、「しかしながら、実際のサイトにおいては、複数の建物・構築物が近接して建設される場合や近くに斜面等が存在する場合があり、必ずしも水平な地盤面に単独で建物・構築物が埋込まれているとは限らない。そのため、ここでは工学的判断により建物・構築物側面の大部分（７５％以上）が地盤と接しかつその地盤が建物・構築物以上の平面的な広がりを有する場合にこれを基準面とすることとした。」と記載されている。

すなわち、原子力発電所耐震設計技術指針（ＪＥＡＧ４６０１）には、地震力算定用の基準面を設定するにあたり建物幅分程度の平面的な広がりが必要と解釈できる記載はあるものの、埋込み効果が得られる地盤改良範囲は記載されていない。

一方、埋込み効果が得られる地盤改良範囲が不明であるとして、地盤改良範囲が半無限に広がっていると想定できるような地盤改良工法を採用した場合、不必要に地盤改良範囲が広くなったり、動的地盤物性の性能が高い人工岩盤（１ｍ^３当りのセメント量が多い人工岩盤）で地盤改良することとなり、地盤改良工事において、工期が長期間に亘り、多額の施工費が掛かることとなる。

本発明者らは、建物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合において、埋込み効果が得られる場合の地盤改良範囲の解析的検証を行い、埋込み効果が得られる人工岩盤を設ける平面的範囲である地盤改良範囲を特定した。

本発明は、原子力関連建築物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、以下のような地盤改良工法を提供する。

（１）原子力関連建築物の建設予定地において、当該原子力関連建築物に対して支持性能を持つ岩盤の地表が、基準面に達していない場合に、前記原子力関連建築物における地下部分の周囲であって、前記地下部分の幅に基づき特定した水平面に広がる地盤改良範囲において、前記岩盤の地表を覆う埋土を掘削して前記岩盤の地表を露出させ、前記岩盤の地表から前記基準面まで、人工岩盤を打設する地盤改良工法であって、水平面における所定方向の前記地盤改良範囲の幅は、当該所定方向における前記地下部分の幅と略同一であることを特徴とする地盤改良工法。

（１）の発明によれば、岩盤が埋込み効果を得られる埋込み深さレベルまでない場合であっても、原子力関連建築物における地下部分の周囲において水平面に広がる地盤改良範囲に人工岩盤を打設するので、埋込み効果を得られる。ここで、本発明における原子力関連建築物には、原子炉建築物の他、原子力関連施設における建築物を含む。

ところで、地盤改良工法においては、地盤改良範囲に存在する埋土を掘削し、この掘削した埋土の一部や、外部から搬入した搬入土等にセメントを混入して人工岩盤を生成し、この人工岩盤を地盤改良範囲に打設する。なお、人工岩盤に用いなかった掘削した埋土は、廃棄されることとなる。すなわち、地盤改良範囲が広くなるほど、掘削する範囲や人工岩盤を打設する範囲が増大するので、地盤改良に必要な工期も長くなる。また、地盤改良範囲が広くなるほど、掘削する埋土、搬入土等、セメント及び廃棄する埋土の量が増大するので、地盤改良の施工費も高くなる。

よって、地盤改良範囲を、原子力関連建築物の地下部分の幅に基づき特定したので、人工岩盤が半無限に広がっていると想定するために、人工岩盤の打設範囲を不必要に広くしたり、人工岩盤の動的地盤物性の性能を不必要に高める必要がなくなり、地盤改良工事における工期を短縮することができる。また、搬入土等、混入するセメント及び廃棄する埋土の量を削減することができるので、施工費を抑えることができる。

したがって、原子力関連建築物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

また、（１）の発明によれば、水平面における所定方向の地盤改良範囲の幅を、当該所定方向における地下部分の幅と略同一とした。これにより、例えば、地下部分の幅が狭い部分は、地盤改良範囲の幅も狭くできるので、さらに人工岩盤の打設範囲を限定することができる。
よって、原子力関連建築物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、さらに工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

（２）前記地盤改良範囲は、所定のせん断波速度を有する第１人工岩盤が打設され、前記原子力関連建築物に接する第１範囲と、前記所定のせん断波速度より低いせん断波速度を有する第２人工岩盤が打設され、前記第１範囲の外側に接する第２範囲とを有することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。

（３）原子力関連建築物の建設予定地において、当該原子力関連建築物に対して支持性能を持つ岩盤の地表が、基準面に達していない場合に、前記原子力関連建築物における地下部分の周囲であって、前記地下部分の幅に基づき特定した水平面に広がる地盤改良範囲において、前記岩盤の地表を覆う埋土を掘削して前記岩盤の地表を露出させ、前記岩盤の地表から前記基準面まで、人工岩盤を打設する地盤改良工法であって、前記地盤改良範囲は、所定のせん断波速度を有する第１人工岩盤が打設され、前記原子力関連建築物に接する第１範囲と、前記所定のせん断波速度より低いせん断波速度を有する第２人工岩盤が打設され、前記第１範囲の外側に接する第２範囲とを有することを特徴とする地盤改良工法。

（２）又は（３）の発明によれば、地盤改良範囲を、原子力関連建築物に接する第１範囲と、第１範囲の外側に接する第２範囲とに分け、第２範囲には、第１範囲に打設する第１人工岩盤よりせん断波速度が低い第２人工岩盤を打設する。
これにより、例えば、第２範囲における第２人工岩盤の１ｍ^３当りのセメント量を、第１範囲における第１人工岩盤の１ｍ^３当りのセメント量より少なくすることができるので、さらに地盤改良工事の施工費を抑えることができる。
よって、原子力関連建築物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、さらに工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

（４）水平面における所定方向の前記第１範囲の幅、及び当該所定方向の前記第２範囲の幅は、それぞれ当該所定方向における前記地下部分の幅より狭いことを特徴とする（３）に記載の地盤改良工法。

（４）の発明によれば、水平面における所定方向の第１範囲の幅、及び当該所定方向の第２範囲の幅を、当該所定方向における地下部分の幅より狭くした。
これにより、第１人工岩盤の第１範囲及び第２人工岩盤の第２範囲の幅を、地下部分の幅より狭い幅に抑えることで、さらに地盤改良工事の施工費を抑えることができる。
よって、原子力関連建築物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、さらに工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

本発明によれば、原子力関連建築物の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る地盤改良工法の説明図である。動的解析１において地盤改良範囲の幅を無限想定したモデルを示す図である。動的解析１において地盤改良範囲の幅を原子炉建築物の地下部分の幅の略０．５倍としたモデルを示す図である。動的解析１において地盤改良範囲の幅を原子炉建築物の地下部分の幅と略同一としたモデルを示す図である。動的解析１において地盤改良範囲の幅を原子炉建築物の地下部分の幅の略３倍としたモデルを示す図である。動的解析１において地盤改良範囲の幅を原子炉建築物の地下部分の幅の略５倍としたモデルを示す図である。動的解析２において全地盤改良範囲に所定のせん断波速度を有する第１人工岩盤を設定したモデルを示す図である。動的解析２において全地盤改良範囲に、第１人工岩盤より、せん断波速度が低いせん断波速度を有する第２人工岩盤を設定したモデルを示す図である。動的解析２において第１人工岩盤と第２人工岩盤とを地盤改良範囲に半分ずつ設定したモデルを示す図である。

［実施形態］
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

図１は、本発明の実施形態に係る地盤改良工法の説明図である。
図１を参照して、本実施形態に係る地盤改良工法について説明する。
本実施形態に係る地盤改良工法は、原子力関連建築物５の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤２がない場合に適用される。
本実施形態において、埋込み効果が得られる埋込み深さレベルを、原子力関連建築物５の基準面３のレベルとする。すなわち、原子力関連建築物５の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合とは、原子力関連建築物５の重量や想定される地震による荷重に対して十分な支持性能を持つ岩盤２の地表が、上記基準面３のレベルに達していない場合である。なお、本実施形態では、岩盤２の地表から基準面３のレベルまで、岩盤２の地表を覆う埋土５０が堆積しているが、埋土５０は上記支持性能をほとんど有さない。

本実施形態に係る地盤改良工法は、まず、原子力関連建築物５の地下部分の周囲において水平面に広がる地盤改良範囲１の平面的範囲において、岩盤２の地表を覆う埋土５０を掘削して岩盤２を露出させる。次に、露出させた岩盤２を支持層として原子力関連建築物５の地下部分を構築した後、掘削した埋土５０の一部にセメントを混入し第１人工岩盤１００及び１１０を生成する。そして、地盤改良範囲１において、基準面３まで第１人工岩盤１００及び１１０を打設する。

地盤改良範囲１は、原子力関連建築物５の地下部分外側に接する第１範囲１０と、第１範囲１０の外側に接する第２範囲１１とを備える。

第１範囲１０は、水平面における所定方向の幅が、当該所定方向における原子力関連建築物５の地下部分の幅Ｄの略半分（０．５Ｄ）である。この第１範囲１０には、第１人工岩盤１００が打設される。
第１人工岩盤１００は、マンメイドロックであり、埋土５０に１ｍ^３当りに所定量のセメントを混入し、所定のせん断波速度を有するように生成される。

第２範囲１１は、水平面における所定方向の幅が、当該所定方向における原子力関連建築物５の地下部分の幅Ｄの略半分（０．５Ｄ）である。この第２範囲１１には、第２人工岩盤１１０が打設される。
第２人工岩盤１１０は、マンメイドロックであり、埋土５０に混入する１ｍ^３当りのセメント量を第１人工岩盤１００に混入した所定量のセメントより少なくし、第１範囲１０の第１人工岩盤１００よりせん断波速度が低いせん断波速度を有するように生成される。

［地盤改良範囲の動的解析１］
＜解析概要＞
図２〜図６は、地盤改良範囲の動的解析１におけるモデルを示す図である。
動的解析１は、建設予定の原子力関連建築物５（図１参照）の所定方向断面を対象に、地盤改良範囲の幅による応答値の傾向を把握することを目的とする。
動的解析１では、地盤・建物連成２次元ＦＥＭモデルに所定の地震動を入力し、原子力関連建築物５を、基礎の上に構築された８階層から成る原子炉建築物としてモデル化した原子炉建築物（以下、Ｒ／Ｂと称する）１５に対して引き戻し解析を実施した。

＜解析条件＞
動的解析１では、Ｒ／Ｂ１５を動解用質点系バネーマス多軸モデルとし、埋込み側壁部分及び基礎底面部分に剛なビーム要素を配置した。このビーム要素は、各フロアレベルでピン結合とし、バネーマスモデルをフロア毎に剛な水平バネで連結した。また、各フロアは、剛な床と仮定した。なお、図２〜図６では、理解容易とするため動解用質点系バネーマス多軸モデルをＲ／Ｂ１５として記載している。

地盤は水平成層地盤とし、Ｒ／Ｂ１５の基礎下以深は均一な岩盤２とし、Ｒ／Ｂ１５の埋込み側方部分は第１人工岩盤１００及び埋土５０としてモデル化した。
各地盤の動的物性（せん断波速度）は、建設予定の原子炉建築物に対して十分な支持性能を有する岩盤２の動的物性を基準とした。第１人工岩盤１００の動的物性は、岩盤２の動的物性の略７５％に設定した。また、埋土５０の動的物性は、岩盤２の動的物性の略１０％に設定した。

動的解析１では、地盤改良範囲の幅をパラメータとした５種のモデルにおける応答値を対比して、適正な地盤改良範囲の幅を検証した。ここで、応答値とは、Ｒ／Ｂ１５において、基礎に８階層を加えた全９階層毎の応答値である。をまた、地盤改良範囲の幅は、無限想定した場合を除き、Ｒ／Ｂ１５の地下部分の幅Ｄに基づき特定している。すなわち、地盤改良範囲の幅が２．０Ｄであれば、地下部分の幅Ｄの２倍であり、０．５Ｄであれば、地下部分の幅Ｄの０．５倍である。

具体的な動的解析１の５種のモデルは、地盤改良範囲の幅を無限想定した場合の地盤改良範囲１ａモデルと、地盤改良範囲の幅を０．５Ｄとした場合の地盤改良範囲１ｂモデルと、地盤改良範囲の幅を１．０Ｄとした場合の地盤改良範囲１ｃモデルと、地盤改良範囲の幅を３．０Ｄとした場合の地盤改良範囲１ｄモデルと、地盤改良範囲の幅を５．０Ｄとした場合の地盤改良範囲１ｅモデルである。

図２は、動的解析１において地盤改良範囲の幅を無限想定した地盤改良範囲１ａモデルを示す図である。
図３は、動的解析１において地盤改良範囲の幅を原子炉建築物の地下部分の幅の略０．５倍（０．５Ｄ）とした地盤改良範囲１ｂモデルを示す図である。
図４は、動的解析１において地盤改良範囲の幅を略原子炉建築物の地下部分の幅と略同一（１．０Ｄ）とした地盤改良範囲１ｃモデルを示す図である。
図５は、動的解析１において地盤改良範囲の幅を原子炉建築物の地下部分の幅の略３倍（３．０Ｄ）とした地盤改良範囲１ｄモデルを示す図である。
図６は、動的解析１において地盤改良範囲の幅を原子炉建築物の地下部分の幅の略５倍（５．０Ｄ）とした地盤改良範囲１ｅモデルを示す図である。

＜解析結果＞
（地盤の最大加速度分布）
地盤の最大加速度分布は、埋土５０部分の加速度が大きくなっていたが、地盤改良範囲１ａ〜１ｅにおいてＲ／Ｂ１５の地下部分での加速度分布に大きな違いはなかった。

（Ｒ／Ｂ１５の最大応答加速度分布）
表１は、Ｒ／Ｂ１５の最大応答加速度分布について、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値に対する地盤改良範囲１ｂ（０．５Ｄ）モデル〜地盤改良範囲１ｅ（５．０Ｄ）モデルにおける各階層の応答値の比率を示す表である。表１では、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値を１．００としている。

表１に示すように、地盤改良範囲の幅が大きくなるほど、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値に近くなった。
また、Ｒ／Ｂ１５の下層部で比較すると、地盤改良範囲１ｂ（０．５Ｄ）モデルの応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値より略１０％上回っているが、地盤改良範囲１ｃ（１．０Ｄ）モデル，１ｄ（３．０Ｄ）モデルの応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値に近似した。

（Ｒ／Ｂ１５の最大層せん断力分布）
表２は、Ｒ／Ｂ１５の各軸合計の最大層せん断力分布について、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値に対する地盤改良範囲１ｂ（０．５Ｄ）モデル〜地盤改良範囲１ｅ（５．０Ｄ）モデルにおける各階層の応答値の比率を示す表である。表２では、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値を１．００としている。また、表２では、各階層における上部及び下部の応答値の比率を２段で併記している。

表２に示すように、地盤改良範囲１ｂ（０．５Ｄ）モデルの応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値より略１０％上回っているが、地盤改良範囲１ｃ（１．０Ｄ）モデルの応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値に比較的近似した。

（Ｒ／Ｂ１５の最大曲げモーメント分布）
表３は、Ｒ／Ｂ１５の各軸合計の最大曲げモーメント分布について、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値に対する地盤改良範囲１ｂ（０．５Ｄ）モデル〜地盤改良範囲１ｅ（５．０Ｄ）モデルにおける各階層の応答値の比率を示す表である。表３では、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値を１．００としている。また、表３では、各階層における上部及び下部の応答値の比率を２段で併記している。

表３に示すように、地盤改良範囲１ｂ（０．５Ｄ）モデルの応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値より略１０％上回っていた。
地盤改良範囲１ｃ（１．０Ｄ）モデルの応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値に比較的近似した。
また、地盤改良範囲１ｄ（３．０Ｄ）モデル，１ｅ（５．０Ｄ）モデルの応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの応答値と略同等であった。

＜検証＞
以上の動的解析１の解析結果を検証する。
地盤改良範囲１ｄ（３．０Ｄ）モデル，１ｅ（５．０Ｄ）モデルの各応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの各応答値と同等とみなせる。
地盤改良範囲１ｃ（１．０Ｄ）モデルの各応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルの各応答値に比較的近似していた。
以上の結果より、地盤改良範囲として、Ｒ／Ｂ１５の地下部分の幅Ｄと同程度の幅（１．０Ｄ）とした地盤改良範囲１ｃ（１．０Ｄ）モデルで埋込み効果が得られることがわかった。

［地盤改良範囲の動的解析２］
＜解析概要＞
図７〜図９は、地盤改良範囲の動的解析２におけるモデルを示す図である。
動的解析２は、動的解析１を追加検討する解析である。なお、以下の動的解析２の説明にあたって、動的解析１と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。また、動的解析１と同一解析条件についても、その説明を省略もしくは簡略化する。
動的解析２は、地盤の種類及びパラメータが動的解析１とは異なる。
＜解析条件＞
地盤は、水平成層地盤とし、Ｒ／Ｂ１５の基礎下以深を均一な岩盤２とし、Ｒ／Ｂ１５の埋込み側方部分について、第１人工岩盤１００及び埋土５０としたもの、第２人工岩盤１１０及び埋土５０としたもの、並びに第１人工岩盤１００，１１０及び埋土５０としたものの３種類をモデル化した。
第２人工岩盤１１０の動的物性（せん断波速度）は、第１人工岩盤１００の動的物性の略５０％〜４５％に設定した。

動的解析２では、地盤改良範囲の幅をＲ／Ｂ１５の地下部分の幅Ｄと同程度の幅（１．０Ｄ）に設定した。
動的解析２では、地盤改良範囲の幅（１．０Ｄ）における人工岩盤の動的物性（せん断波速度）をパラメータとした３種類のモデルにおける応答値を対比した。

具体的な動的解析２の３種のモデルは、地盤改良範囲全範囲に第１人工岩盤１００を設定した地盤改良範囲１ｆモデル（上記動的解析１における地盤改良範囲１ｃ（１．０Ｄ）と同等）と、地盤改良範囲全範囲に第２人工岩盤１１０を設定した地盤改良範囲１ｇモデルと、第１人工岩盤１００と第２人工岩盤１１０とを地盤改良範囲に半分ずつ設定した地盤改良範囲１ｈモデルである。

そして、動的解析２では、３種類のモデルと上記地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデル（図２参照）における応答値を対比して、特に地盤改良範囲１ｈモデルの適正を検証した。ここで、応答値とは、Ｒ／Ｂ１５において、基礎に８階層を加えた全９階層毎の応答値である。

図７は、動的解析２において全地盤改良範囲に第１人工岩盤１００を設定した地盤改良範囲１ｆモデルを示す図である。
図８は、動的解析２において全地盤改良範囲に第２人工岩盤１１０を設定した地盤改良範囲１ｇモデルを示す図である。
図９は、動的解析２において第１人工岩盤１００と第２人工岩盤１１０とを地盤改良範囲に半分ずつ設定した地盤改良範囲１ｈモデルを示す図である。

＜解析結果＞
（Ｒ／Ｂ１５の最大応答加速度分布）
表４は、Ｒ／Ｂ１５の最大応答加速度分布について、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値に対する地盤改良範囲１ｆ（第１人工岩盤）モデル〜地盤改良範囲１ｈ（第１人工岩盤＋第２人工岩盤）モデルにおける各階層の応答値の比率を示す表である。表４では、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値を１．００としている。

表４に示すように、Ｒ／Ｂ１５の最大応答加速度分布についての地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルとの対比において、地盤改良範囲１ｈモデルは、地盤改良範囲１ｆモデルと明確な差異はなかった。

（Ｒ／Ｂ１５の最大層せん断力分布）
表５は、Ｒ／Ｂ１５の各軸合計の最大層せん断力分布について、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値に対する地盤改良範囲１ｆ（第１人工岩盤）モデル〜地盤改良範囲１ｈ（第１人工岩盤＋第２人工岩盤）モデルにおける各階層の応答値の比率を示す表である。表５では、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値を１．００としている。また、表５では、各階層における上部及び下部の応答値の比率を２段で併記している。

表５に示すように、Ｒ／Ｂ１５の各軸合計の最大層せん断力分布についての地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルとの対比において、地盤改良範囲１ｈモデルは、比較的整合していた。
また、Ｒ／Ｂ１５の下層部の最大層せん断力について、地盤改良範囲１ｈモデルは、地盤改良範囲１ｇモデルと比べて、大幅に低下しており、地盤改良の効果が現れていることが確認できた。

（Ｒ／Ｂ１５の最大曲げモーメント分布）
表６は、Ｒ／Ｂ１５の最大曲げモーメント分布について、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値に対する地盤改良範囲１ｆ（第１人工岩盤）モデル〜地盤改良範囲１ｈ（第１人工岩盤＋第２人工岩盤）モデルにおける各階層の応答値の比率を示す表である。表６では、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルにおける各階層の応答値を１．００としている。また、表６では、各階層における上部及び下部の応答値の比率を２段で併記している。

表６に示すように、Ｒ／Ｂ１５の各軸合計の最大曲げモーメント分布について、地盤改良範囲１ｈモデルは、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルと略一致していた。

＜検証＞
以上の動的解析２の解析結果を検証する。
地盤改良範囲１ｈモデルの各応答値は、地盤改良範囲１ａ（無限想定）モデルとの対比において、地盤改良範囲１ｆモデルと明確な差異はなかった。
以上の結果より、地盤改良範囲として、Ｒ／Ｂ１５の地下部分の幅Ｄと同程度の幅（１．０Ｄ）とした地盤改良範囲において、第１人工岩盤１００と第２人工岩盤１１０（第１人工岩盤１００の略５０％〜４５％の動的物性（せん断波速度）を有する人工岩盤）とを地盤改良範囲に半分ずつ設定した地盤改良範囲１ｈモデルで埋込み効果が得られることがわかった。

上記実施形態によれば、以下のような効果がある。
岩盤２が埋込み効果を得られる埋込み深さレベル（基準面３）までない場合であっても、原子力関連建築物５における地下部分の周囲において水平面に広がる地盤改良範囲１に人工岩盤１００，１１０を打設するので、埋込み効果を得られる。

また、上記動的解析１の解析結果より、地盤改良範囲１を、原子力関連建築物５の地下部分の幅Ｄに基づき特定した。よって、人工岩盤１００の打設範囲を不必要に広くしたり、人工岩盤１００の動的地盤物性を不必要に高める必要がなくなったので、地盤改良工事における工期を短縮することができる。また、搬入土等、混入するセメント及び廃棄する埋土５０の量を削減することができるので、施工費を抑えることができる。
したがって、原子力関連建築物５の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

また、上記動的解析１の解析結果より、水平面における所定方向の地盤改良範囲１の幅を、当該所定方向における原子力関連建築物５の地下部分の幅Ｄと略同一とした。
これにより、例えば、原子力関連建築物５の地下部分の幅Ｄが狭い部分は、地盤改良範囲１の幅も狭くできるので、さらに人工岩盤１００の打設範囲を限定することができる。
よって、原子力関連建築物５の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤２がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、さらに工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

また、上記動的解析２の解析結果より、地盤改良範囲を、原子力関連建築物に接する第１範囲と、第１範囲の外側に接する第２範囲とに分け、第２範囲には、第１範囲に打設する第１人工岩盤よりせん断波速度の低い第２人工岩盤を打設する。
これにより、例えば、第２範囲１１における第２人工岩盤１１０の１ｍ^３当りのセメント量を、第１範囲１０における第１人工岩盤１００の１ｍ^３当りのセメント量より少なくすることができるので、さらに地盤改良工事の施工費を抑えることができる。
よって、原子力関連建築物５の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、さらに工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

また、上記動的解析２の解析結果より、水平面における所定方向の第１範囲１０の幅、及び当該所定方向の第２範囲１１の幅を、当該所定方向における原子力関連建築物５の地下部分の幅Ｄより狭くした。
これにより、第１人工岩盤１００の第１範囲１０及び第２人工岩盤１１０の第２範囲１１の幅を、地下部分の幅Ｄより狭い幅に抑えることで、さらに地盤改良工事の施工費を抑えることができる。
よって、原子力関連建築物５の建設予定地に埋込み効果が得られる埋込み深さレベルまで岩盤がない場合であっても、埋込み効果を得つつ、さらに工期や施工費を抑えることができる地盤改良工法を提供できる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施形態では、第１人工岩盤１００の第１範囲１０及び第２人工岩盤１１０の第２範囲１１の幅を、地下部分の幅Ｄの略半分である０．５Ｄとしているが、本発明はこれに限られず、第１範囲１０及第２範囲１１の幅は、地下部分の幅Ｄより狭い幅であれば、例えば、第１範囲１０を２／３Ｄとし、第２範囲１１の幅を１／３Ｄとすることができる。

１地盤改良範囲
１０第１範囲
１００第１人工岩盤
１１第２範囲
１１０第２人工岩盤
２岩盤
５原子力関連建築物

Claims

原子力関連建築物の建設予定地において、当該原子力関連建築物に対して支持性能を持つ岩盤の地表が、基準面に達していない場合に、
前記原子力関連建築物における地下部分の周囲であって、前記地下部分の幅に基づき特定した水平面に広がる地盤改良範囲において、前記岩盤の地表を覆う埋土を掘削して前記岩盤の地表を露出させ、前記岩盤の地表から前記基準面まで、人工岩盤を打設する地盤改良工法であって、
水平面における所定方向の前記地盤改良範囲の幅は、当該所定方向における前記地下部分の幅と略同一であることを特徴とする地盤改良工法。
前記地盤改良範囲は、
所定のせん断波速度を有する第１人工岩盤が打設され、前記原子力関連建築物に接する第１範囲と、
前記所定のせん断波速度より低いせん断波速度を有する第２人工岩盤が打設され、前記第１範囲の外側に接する第２範囲とを有することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
原子力関連建築物の建設予定地において、当該原子力関連建築物に対して支持性能を持つ岩盤の地表が、基準面に達していない場合に、
前記原子力関連建築物における地下部分の周囲であって、前記地下部分の幅に基づき特定した水平面に広がる地盤改良範囲において、前記岩盤の地表を覆う埋土を掘削して前記岩盤の地表を露出させ、前記岩盤の地表から前記基準面まで、人工岩盤を打設する地盤改良工法であって、
前記地盤改良範囲は、
所定のせん断波速度を有する第１人工岩盤が打設され、前記原子力関連建築物に接する第１範囲と、
前記所定のせん断波速度より低いせん断波速度を有する第２人工岩盤が打設され、前記第１範囲の外側に接する第２範囲とを有することを特徴とする地盤改良工法。
水平面における所定方向の前記第１範囲の幅、及び当該所定方向の前記第２範囲の幅は、それぞれ当該所定方向における前記地下部分の幅より狭いことを特徴とする請求項３に記載の地盤改良工法。