JPH05255941A - 埋設構造物の液状化対策工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地震時における埋設構造物周辺及び下面の間
隙水圧の上昇を抑え、液状化を抑止するとともに、埋設
構造物の浮上りを防止する。 【構成】 埋設構造物としての共同溝１の両側に、地震
時に地盤内に発生する過剰間隙水圧を逸散させるための
排水機能を有する液状化抑止矢板２を打設する。共同溝
１の両側面下端近傍と液状化抑止矢板２との間に透水性
樹脂材等の排水材８からなる排水路を設ける。液状化抑
止矢板２の上端を地下水面より上に位置させ、液状化抑
止矢板２の上端を取り囲むように砕石マット５からなる
排水層を設ける。砕石マット５には空気抜きパイプ９を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送電線、ガス管、水道管
等のライフラインを地下に埋設する際に、これらを一括
して埋設するための断面幅の大きい共同溝、あるいは堀
割道路等の大規模地中埋設構造物または半地下埋設構造
物に対する液状化対策工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液状化のおそれのある地盤（以下、単に
液状化地盤と呼ぶ）に対する液状化抑止手段としては、
従来から多用されている地盤締固め工法や、砕石ドレー
ン工法（特開昭５６−１００９１９号公報、実開昭５６
−１１６４３４号公報参照）があり、液状化の発生が予
想される地盤に適用されている。さらに、地盤内の間隙
水を集排水する目的や液状化対策として、パイプ周面に
フィルターを設けた耐圧樹脂パイプは従来から用いられ
ていた。また、近年、地震時等における地盤内の過剰間
隙水を排水する目的で、鋼管等からなる杭に多数の孔を
穿設し、孔部に土砂の侵入を阻止する通水性のあるフィ
ルターを設け、排水効果に加え杭の強度、剛性をも期待
した中空孔あき杭（特開昭６１−１４６９１０号公報参
照）、多孔質コンクリートパイル（特開昭６１−８３７
１１号公報参照）等が開発されている。この他、鋼矢板
に排水用鉛直管を添設したもの（特開昭６２−１４６３
１５号公報参照）等もある。

【０００３】ところで、共同溝等の埋設構造物に対し、
従来検討され、あるいは用いられている液状化対策とし
ては、次のようなものがある。

【０００４】(1) 矢板囲い方式 図４に示すように共同溝１側面を矢板３１で囲むことに
より、その外側で地震の際に上昇する過剰間隙水圧が共
同溝１底面に伝達することを防ぎ、揚圧力の発生を抑え
るとともに、矢板囲い内の地盤７を矢板３１で拘束する
ことにより、その液状化を抑止する効果を有する方式で
ある。従って、共同溝１の断面幅が小さい場合の液状化
対策としては有効である。

【０００５】(2) 杭支持方式 図５に示すように共同溝１の自重及び共同溝２への上載
荷重を杭３２で支持するとともに、地盤液状化時に発生
する揚圧力に対し、杭３２の引抜き抵抗で対抗する方式
である。

【０００６】(3) 地盤改良方式 各種地盤改良工法により、共同溝の周辺地盤を改良する
ものである。

【０００７】例えば、特開昭６３−１０７６１０号公報
には、液状化地盤に埋設されたパイプラインの周辺に砕
石ドレーンパイル群を、パイプラインの長手方向に沿っ
て断続的に打設した液状化対策工法が開示されている。

【０００８】また、砕石ドレーンを堀割道路に適用した
場合の堀割道路の幅による液状化対策効果の影響に関す
る研究（谷口他；堀割道路の液状化対策としてのグラベ
ルドレーン工法に関する解析、第２２回土質工学研究発
表会（新潟）、昭和６２年６月参照）や、深層混合処理
工法による液状化時の堀割道路の浮上り防止効果に関す
る研究（古賀、古関他；深層混合処理工法による堀割道
路の液状化対策に関する模型振動実験（その２）−動的
外力に関する考察−第２３回土質工学研究発表会（宮
崎）、昭和６３年６月参照）等の報告がある。

【０００９】(4) 併用方式 (1) の矢板囲い方式と(3) の地盤改良方式を併用した方
式、または(2) の杭支持方式と(3) の地盤改良方式を併
用した方式等である。

【００１０】(5) 液状化抑止矢板囲い方式 図６に示すように矢板囲い方式の矢板に液状化抑止矢板
を用い、埋設構造物周辺地盤の過剰間隙水圧を抑え、浮
上り防止を確実にする方式である（特開平３−２７５８
１３号公報参照）。すなわち、共同溝１の構築にあた
り、土留矢板として液状化抑止矢板２を打設し、矢板２
上部位置には外部の排水路まで続く砕石マット５’等を
敷設することで、共同溝１下面の地盤７の過剰間隙水圧
の上昇に対しては、地中水を共同溝１下面の砕石（栗
石）３、液状化抑止矢板２、砕石マット５’を介して外
部の排水路に排水し、共同溝１下面における過剰間隙水
圧の上昇を抑制して、共同溝１の浮上りを防止すること
ができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の埋設構
造物に対する液状化対策には以下のような問題点があ
る。

【００１２】(1) 矢板囲い方式 単に矢板囲いを施しただけでは、共同溝等の埋設構造物
の自重及びその上載荷重、並びに矢板と埋設構造物間の
埋戻し土等の重量が埋設構造物下面（矢板囲い内）の地
盤への上載圧として作用する。従って、埋設構造物の断
面幅が大きい場合には、地震時に矢板による地盤拘束効
果が有効に働かず、埋設構造物下面の地盤が液状化し、
かつ埋設構造物と矢板間（埋戻し土直下）で大きな過剰
間隙水圧が生じ、構造物への揚圧力がその自重及び上載
荷重の和より大きくなり、浮上りを防止し得ない。

【００１３】図４のように、埋設構造物の上面で矢板ど
うしを連結した場合でも、液状化層以深の矢板の根入れ
部分での引抜き抵抗が必要で、根入れ長が長くなること
がある。

【００１４】さらに、矢板表面及び埋設構造物表面（主
として側面）が流線を形成しやすく、矢板及び埋設構造
物側面直上地盤に噴砂を生じるおそれがある。

【００１５】(2) 杭支持方式 埋設構造物の周辺液状化地盤から同下面地盤への過剰間
隙水圧の伝達が免れ難い。

【００１６】杭の引抜き抵抗で対応する方式であるた
め、共同溝等の埋設構造物の規模が大きくなるに従い、
杭本数が増加する。

【００１７】また、埋設構造物側面及び杭側面が流線を
形成しやすく、周辺から噴砂を生じやすい。

【００１８】(3) 地盤改良方式 埋設構造物の規模が大きくなるにつれ、改良域が増加
し、施工期間が上記２方式に比べ長期となる。

【００１９】また、例えば、全体的に水平移動を生じる
ような液状化地盤においては、矢板囲い方式、杭支持方
式の場合、部材の強度、剛性により、埋設構造物下面で
のせん断面の発生が防止し得るが、地盤改良ではこの点
の保証が明らかでない。すなわち、埋設構造物周辺地盤
を改良するため、改良部分での液状化を抑えるが、共同
溝等の埋設構造物の底面に何らかの要因で過剰間隙水圧
が伝達されると、作用揚圧力が改良域を含む全重量を上
回り、埋設構造物が浮上するおそれがある。地盤改良方
式の１つと考えられる砕石ドレーンでは、排水効果が期
待し得る分、上述の現象は生じ難いと考えられるが、や
はりその可能性が存在する。

【００２０】(4) (1) または(2) と(3) の併用方式 例えば、矢板囲い内の共同溝等の下面に薬液注入等によ
り、地盤改良を施す場合がみられるが、施工費用が高く
なる。

【００２１】(5) 液状化抑止矢板囲い方式 ほぼ完全に浮上がりを防止し得ると考えられる。ただ
し、図６の形式は液状化抑止矢板を自立式土留矢板とし
て用いる場合に可能であるが、掘削面が深い場合には支
保工等の撤去に手間がかかる。

【００２２】また、排水用の砕石マットについては、外
部の排水路としての排水溝等が遠い場合に施工費が高く
付くとともに、地下水面下にあるため、流水の抵抗が大
きくなり、液状化抑止矢板の排水効果を減ずるおそれが
ある。

【００２３】本発明は上述のような従来技術における問
題点を解決することを目的としたものである。すなわ
ち、液状化地盤に大規模な共同溝や堀割道路等の地中ま
たは半地下埋設構造物を設ける際、周辺地盤の過剰間隙
水圧の上昇を抑止し、埋設構造物の地震に対する安全性
を向上させるとともに、構造物周辺地盤の噴砂、液状化
を抑止し、並びにこれらの埋設構造物の施工性と経済性
を向上させることを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の埋設構造物の液
状化対策工法は、共同溝あるいは堀割道路等の地中また
は半地下に構築される埋設構造物の両側に、地震時、埋
設構造物周辺及び下面の地盤内に発生する過剰間隙水圧
を逸散させるための排水機能を有する所要長さの液状化
抑止矢板を設け、地中水を排水させることにより、埋設
構造物周辺及び下面の間隙水圧の上昇を抑え、液状化を
抑止するとともに、埋設構造物の浮上りを防ぐものであ
る。

【００２５】液状化抑止矢板は、施工あるいは支保工の
撤去等に支障がないよう埋設構造物側面から所定間隔を
おいて施工し、埋設構造物の両側面下端近傍と前記液状
化抑止矢板との間に透水性樹脂材等の排水材を設置し、
これらを結ぶ排水路を形成することで、過剰間隙水圧の
逸散効果を局部的に向上させる。

【００２６】また、液状化抑止矢板の上端については、
地下水面下の砕石マットを通じて、外部の排水路へ地中
水を排水する方式に代え、液状化抑止矢板の上端を地下
水面より上に位置させ、これを取り囲むように砕石マッ
ト等の排水材を設置し、この排水材を排水層とする。す
なわち、液状化抑止矢板直上に地下水面上の排水層を形
成し、地震時の過剰間隙水圧により液状化抑止矢板上端
から排出される地中水をこの排水層に対して排水する。

【００２７】なお、埋設構造物の側面下端近傍と液状化
抑止矢板を結ぶ排水路を形成する排水材、及び液状化抑
止矢板上端の排水層を形成する排水材は、必ずしも樹脂
材や砕石マットに限定されず、透水性を有する物質、あ
るいは地盤中において透水性の空間を形成する物質であ
ればよい。

【００２８】

【作用】 埋設構造物の両側に液状化抑止矢板を設置すること
による作用 地震における液状化抑止矢板周辺地盤の過剰間隙水圧を
逸散させ、地盤構成粒子の埋設構造物下面へのまわり込
みを防止する。

【００２９】 埋設構造物の両側面下端近傍と液状化
抑止矢板との間に排水路を形成することによる作用 埋設構造物の幅が広い場合には中央部直下の地盤の液状
化は免れ難いが、埋設構造物の底面両端近傍での過剰間
隙水圧を中央部付近以下とすることができる。すなわ
ち、揚圧力を上載圧以下とし、埋設構造物の浮上りをな
くす。

【００３０】 液状化抑止矢板の上端を地下水面より
上に位置させ、液状化抑止矢板の上端を取り囲むよう
に、地下水面より上に排水層を形成することによる作用 地震によって生じる地盤中の過剰間隙水圧上昇に伴い、
液状化抑止矢板の上部（矢板に孔あきの排水部材を添接
した形式では排水部材の上部）より地中水が排水される
が、この水処理として砕石等で地上あるいは排水溝ま
で、砕石ないしは砕石に代わる排水材を連結する方法が
考えられているが、これらの方法は排水抵抗を増加す
る。

【００３１】これに対し、地下水面より上に排水層を形
成し、これに必要に応じ空気抜きを設ける等して、排水
層と液状化抑止矢板と連結することにより、排水層内に
排水を貯留することができ、排水経路を短縮できる。従
って、排水経路短縮による排水抵抗の低減が可能であ
り、また施工領域が少なくて済むため材料及び施工コス
トが低減される。

【００３２】

【実施例】次に、図示した実施例について説明する。

【００３３】図１は本発明の一実施例を示したもので、
場所打ちコンクリートによる共同溝１の構築にあたり、
土留矢板として排水機能を備えた液状化抑止矢板２を用
い、砕石（栗石）３で共同溝１の底面を整形し、その上
に捨てコンクリートを施工し、共同溝１を構築した後、
矢板２の上部を地下水面より上方で切断し、矢板２の上
端を取り囲むように排水層としての砕石マット５を施工
して、埋戻したものである。図中、６は共同溝１周囲の
液状化地盤、７は共同溝１下面の液状化地盤を示す。

【００３４】共同溝１の側面下端近傍から液状化抑止矢
板２にかけては、透水性樹脂材等の排水材８を厚さ３０
〜５０cm程度で設け、液状化抑止矢板２に向かう排水路
を形成することで、地震時における過剰間隙水圧の逸散
効果を局部的に（共同溝１の下面位置、特に大きな揚圧
力が問題となる両側面下端近傍で）向上させる。

【００３５】また、液状化抑止矢板２の上端に設けられ
る排水層としての砕石マット５には、排水量に対応する
ピッチで地上あるいは適切なところまで、空気抜き用の
パイプ９を埋設する。

【００３６】地震により液状化地盤６，７が液状化する
際、地盤中の間隙水圧が上昇するが、共同溝１下面の地
盤７の過剰間隙水圧については、地中水が共同溝１下面
の砕石３、排水材８及び液状化抑止矢板２を介して、地
下水面より上の砕石マット５に排水されることでその上
昇が抑制される。従って、従来の共同溝単独設置の場合
や普通矢板囲い方式の場合と比較して液状化によって生
じる上向きの揚圧力を減じることができる。

【００３７】なお、排水材８に硬質繊維状の透水性材料
を用いれば、排水材８が変位を吸収することで、液状化
抑止矢板２と共同溝１間の上載圧の下面地盤への伝達も
緩和し、排水効果と相まって、上向き揚圧力をほぼ完全
になくすことができる。

【００３８】また、液状化抑止矢板２の上端の砕石マッ
ト５が排水層を形成することで、液状化抑止矢板を用い
た従来の矢板囲い方式に比べて排水ルートが短く、液状
化抑止矢板による排水効果が十分に期待できる。

【００３９】施工面では、普通矢板囲い方式と同程度で
あり、場合によりタイロッド等が不要となり、さらに簡
略化できる。

【００４０】図２及び図３は本発明において使用される
液状化抑止矢板の例を示したものである。

【００４１】図２の液状化抑止矢板２ａは両端に継手１
１を有する板状の矢板の、長手方向に沿った所定区間に
チャンネル状の排水用部材１２を設けたもので、排水用
部材１２に多数の開口部１３と、開口部１３からの地盤
の土砂の侵入を防ぐためのフィルター１４を設けてあ
る。

【００４２】図３の液状化抑止矢板２ｂは雄雌の継手１
１ａ，１１ｂを有する鋼管矢板の外面にチャンネル状の
排水用部材１２を設けたもので、図２の場合と同様に排
水用部材１２に開口部１３及びフィルター１４を設けて
ある。

【００４３】以上はそれぞれ液状化抑止矢板の一例を挙
げたものであり、本発明で利用する液状化抑止矢板とし
ては、土留等の矢板機能と地震時の地盤内に発生する過
剰間隙水圧を逸散させるための排水機能を備えたもので
あれば、その形式は問わない。

【００４４】

【発明の効果】 埋設構造物構築のための矢板として、過剰間隙水圧
を逸散させるための排水機能を有する液状化抑止矢板を
用いることにより、地震時において埋設構造物両側面及
びその下面の地盤の液状化が抑止され、埋設構造物の浮
上りや地盤構成粒子の埋設構造物下面へのまわり込みを
防止することができる。

【００４５】 液状化抑止矢板は埋設構造物側面から
所定間隔をおくことで、施工あるいは支保工の撤去等に
支障がなく、埋設構造物の両側面下端近傍と前記液状化
抑止矢板との間に透水性樹脂材等からなる排水路を形成
することで、過剰間隙水圧の逸散効果を局部的に向上さ
せ、その近傍での揚圧力を抑制することで、埋設構造物
の浮上り防止効果を十分に発揮させることができる。

【００４６】 地下水面より上に砕石マット等の排水
材による排水層を形成し、排水層と液状化抑止矢板と連
結することにより、排水層内に排水を貯留することがで
き、排水経路を短縮できる。また、地下水面上であるこ
とに加えて、排水経路短縮による排水抵抗の低減が可能
である。さらに、排水層の施工領域も少なくて済むた
め、従来の外部の排水路と連絡する形式に比べ、材料及
び施工コストが低減される。

【００４７】 矢板自身の水平抵抗（強度、剛性）に
加え、周辺地盤の強度低減が抑止されることにより、地
盤の水平抵抗が期待でき、変状（特に側方流動的移動）
し得る液状化地盤内でも埋設構造物及びその周辺地盤の
健全性を保持することができる。

【００４８】 施工が従来の普通矢板囲い方式と同程
度以下に簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す鉛直断面図である。

【図２】本発明において使用される液状化抑止矢板の一
例を示す斜視図である。

【図３】本発明において使用される液状化抑止矢板の他
の例を示す斜視図である。

【図４】従来例を示す鉛直断面図である。

【図５】他の従来例を示す鉛直断面図である。

【図６】さらに他の従来例を示す鉛直断面図である。

【符号の説明】

１…共同溝、２…液状化抑止矢板、３…砕石、４…タイ
ロッド、５…砕石マット、６，７…液状化地盤、８…排
水材、９…空気抜きパイプ

フロントページの続き (72)発明者 才村 幸生 東京都千代田区大手町１丁目１番３号 住 友金属工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中または半地下に構築される埋設構造
   物の両側に、地震時に地盤内に発生する過剰間隙水圧を
   逸散させるための排水機能を有する所要長さの液状化抑
   止矢板を、前記埋設構造物両側面から所定間隔をおいて
   設置するとともに、前記埋設構造物の両側面下端近傍と
   前記液状化抑止矢板との間に排水路を形成する排水材を
   設置することを特徴とする埋設構造物の液状化対策工
   法。
2. 【請求項２】 前記液状化抑止矢板の上端を地下水面よ
   り上に位置させ、前記液状化抑止矢板の上端を取り囲む
   ように、地下水面より上に排水層を形成する排水材を設
   置し、地震時の過剰間隙水圧により前記液状化抑止矢板
   から排水される地中水を前記排水層に排出することを特
   徴とする請求項１記載の埋設構造物の液状化対策工法。