マンホールの浮上防止構造及びマンホールの浮上防止方法
【課題】地震などによる液状化現象や地下水位の上昇によっても浮き上がらないマンホールの浮上防止方法及びその浮上防止構造を提供する。
【解決手段】有底筒状構成のマンホール（１）の外周部に張出し部（２）を形成し、この張出し部（２）を覆う浮上抑制体（３）をマンホール（１）の周囲の所定の深さに設置する。この浮上抑制体（３）は所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上方投影面積を備えた受圧面（３２）を有しており、この浮上抑制体（３）の重量及び受圧面（３２）にかかる力によりマンホール（１）の浮き上がりを防止する。
【解決手段】有底筒状構成のマンホール（１）の外周部に張出し部（２）を形成し、この張出し部（２）を覆う浮上抑制体（３）をマンホール（１）の周囲の所定の深さに設置する。この浮上抑制体（３）は所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上方投影面積を備えた受圧面（３２）を有しており、この浮上抑制体（３）の重量及び受圧面（３２）にかかる力によりマンホール（１）の浮き上がりを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状化現象などによるマンホールの浮き上がりを防止するためのマンホールの浮上防止構造及びマンホールの浮上防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震などにより発生した液状化現象によって、マンホールやこれに接続された管渠などの地下構造物が浮き上がって破壊されることが相次ぎ、問題となっている。特に、マンホールが浮き上がると、道路などの路面から突き出て道路通行の妨げとなり、その結果、避難経路の確保や緊急車両の通行ができなくなるなど、復興支援活動に重大な支障が生じる。
【０００３】
そのため、地震により液状化現象が発生してもマンホールが浮き上がらないようにすることが地震対策として必要となる。特に、マンホールは人口の多い都市部ほど普及率が高く、既に設置されているマンホールに対して早急に対応することが重要である。
【０００４】
例えば、既設のマンホールの浮き上がりを防止する方法として特許文献１がある。特許文献１に記載の方法は、マンホールの底を貫通する孔を形成すると共に非液状化層にまで孔を掘り進め、この孔から非液状化層にアンカーを打ち込んでマンホールを固定するものであり、マンホールの周囲を掘り起すことなく施工して浮き上がりを防止することができる。
【０００５】
しかし、このような方法では、マンホールを貫通して非液状化層まで孔を掘る必要があり、深くまで孔を掘るとするとそのための装置や時間、及びコストがかかることになる。すべての既設のマンホールにこのような施工をするには、施工期間中の道路の占有や施工費用などの問題があった。
【０００６】
また、マンホール底部に貫通孔を空けるため、マンホール自体が破損しやすくなるおそれがあると共に、マンホール内部に不明水などの異物が混入するおそれがあった。特に下水道においては、不明水の混入は処理費用の負担増加につながるため、マンホールに孔を空けるような方法は現実的でなかった。
【０００７】
このようなことから、マンホールに孔を空けるなどの加工を施すことなく、簡易で安価な施工方法により短期間に既設のマンホールに対して浮き上がりを抑制できる対策が必要とされている。
【特許文献１】特開２００５−２４８４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、マンホールに孔を空けるなどの加工を施すことなく、また、簡易な施工により適用可能なマンホールの浮上防止構造及びマンホールの浮上防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明では、有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し部と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し部の上方を覆う浮上抑制体とからなり、この浮上抑制体は、所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有し、この受圧面を所定の深さに配置して、浮上抑制体の重量及び受圧面にかかる力によりマンホールの浮き上がりを防止することを特徴とするマンホールの浮上防止構造を提供する。
請求項２記載の発明は、前記浮上抑制体を、地盤側に設けた支持部の上に設置して支持し、この浮上抑制体と前記張出し部との間に空隙部を形成したことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記浮上抑制体は、前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて設置したことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記張出し部を、突起部を有する着脱自在の環状バンドを前記外周部に締付け固定して形成することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記浮上抑制体を、分周した重錘部材を環状に連結して形成することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことを特徴とする。
請求項７記載の発明では、設置されたマンホールの周囲を掘り起して所定深さの坑を形成する掘削工程と、掘り起した坑の底面を平らにならして締め固め、地盤に支持部を設ける締固め工程と、前記マンホールの外周部に張出し部を形成する張出し部形成工程と、所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有する浮上抑制体を前記支持部に設置して、前記張出し部の上方を覆う浮上抑制体設置工程と、前記坑を埋め戻す埋戻し工程と、からなるマンホールの浮上防止方法を提供する。
請求項８記載の発明は、前記浮上抑制体設置工程が、前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて浮上抑制体を前記支持部に載置する浮上抑制体載置工程と、前記浮上抑制体と前記マンホールの外周部とに土砂保持具を被せて前記隙間を覆う隙間被覆工程と、からなる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、地下水位の上昇や地震による液状化によりマンホールなどに浮力が生じてマンホールが浮き上がりそうになった場合に、浮力を生じさせる流体よりも大きい所定の単位体積重量を有する浮上抑制体は浮き上がらず、マンホールの外周部に形成した張出し部がこの浮上抑制体に衝突する。したがって、この張出し部を介して、浮上抑制体の重量からこれに働く浮力を相殺した荷重に加えて、地面に露出しない所定の深さに配置されると共に所定の上面投影面積を有する受圧面に上載する土砂等の荷重がマンホールに掛かり、これらの荷重によりマンホールの浮き上がりを抑制することができる。
【００１１】
また、マンホールが衝突した際の衝撃により浮上抑制体が浮き上がりそうになっても、所定の上面投影面積に比例した流体抵抗が浮上抑制体にかかるため、この流体抵抗によってもマンホールの浮き上がりを抑制することができる。
【００１２】
また、浮上抑制体の荷重に加えて、その受圧面に上載する土砂等の荷重、及びその受圧面にかかる流体抵抗によってマンホールの浮き上がりを抑制することにより、浮上抑制体をコンパクトに構成することができてマンホールや地盤に与える負荷を軽減できると共に、浮上抑制体を埋設するためにマンホールの周囲に形成する坑の掘り起し範囲を狭く、浅くすることができ、施工期間の短縮化及び施工費用の削減を図ることができる。
【００１３】
また、マンホール自体に貫通孔を空けるなどの加工を施す必要がないため、マンホールの内部に不明水などの異物が混入したり、加工によりマンホールの強度が弱くなるおそれがない。
【００１４】
さらに請求項２記載の発明によれば、地盤側に支持部を設けてこれに浮上抑制体を設置し、張出し部の上部と浮上抑制体との間に空隙部を形成したことにより、通常時は浮上抑制体やこの浮上抑制体に上載する土砂の重量が張出し部を介してマンホールにかからないため、マンホールの沈下に影響を与えない。
【００１５】
さらに請求項３記載の発明によれば、マンホールとその周囲に設置した浮上抑制体との間に隙間を設けたことにより、地震時の振動によるマンホールの慣性力が増大するのを防ぐことができる。
【００１６】
さらに請求項４記載の発明によれば、突起部を有する着脱自在の環状バンドによりマンホールの外周部に張出し部を形成することにより、簡便にマンホールの浮上防止構造を形成することができ施工期間を短縮することができる。
【００１７】
さたに請求項５記載の発明によれば、分周した重錘部材により環状の浮上抑制体を形成することにより、簡便にマンホールの浮上防止構造を形成することができ施工期間を短縮することができる。
【００１８】
さらに請求項６記載の発明によれば、前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことにより、浮上抑制体に上載すべき土砂が浮上抑制体の下層に流失してしまうことがない。また、浮上抑制体とマンホールとの間の隙間や空隙部に土砂が流入して埋まってしまうことがない。そのため、簡易な構造により土砂の流失を防止して受圧面に土砂の荷重を確実にかけることができると共に、隙間及び空隙部を容易に確保してこれらによる作用効果を確実に得ることができる。
【００１９】
さらに請求項７記載の方法によれば、特別な機械や特殊な技術を用いることなく、簡易な施工方法によりマンホールの浮き上がりを抑制できる。また、設置する浮上抑制体の受圧面に所定の圧力が生じる深さまで掘削すればよいため広い範囲を深くまで掘削する必要がなく、短期間にそして安価に浮上防止構造を形成することができる。また、マンホール自体に貫通孔を空けることがないため、マンホール自体が破損したり、マンホール内に不明水などの異物が混入したりするおそれがない。
【００２０】
さらに請求項８記載の方法によれば、簡易な方法により土砂の流失を防止して受圧面に土砂の荷重を確実にかけることができる。また、マンホールや張出し部と浮上抑制体との間の隙間や空隙部を容易に確保して、確実に作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１乃至図７を参照して本発明に係るマンホールの浮上防止構造及びその浮上防止方法について説明する。図１は、本発明に掛かる浮上防止構造を有するマンホールの部分断面側面図であり、マンホールの周囲の地面Ｇを深さだけ掘り起して、マンホールの直壁部を露出させた状態を示している。
【００２２】
マンホール１は有底の筒状体で、下水管などの管渠１３を接続して管渠１３の会合や方向転換をすると共に作業員がこの管渠１３などの保守管理作業をするための広さを有する円筒形状の直壁部１０と、頂部に形成した出入口からマンホール１の内径を拡張する斜壁を備えた截頭斜円錐台形状の斜壁部１１とからなる。この出入口は、斜壁部１１の截頭頂部を開口して形成されており、この開口を塞ぎ地面に露出する蓋１２を備えている。また、マンホール１の内壁には作業員が昇降するためのはしご体１４が設けられている。
【００２３】
このマンホール１の外周部に張出し部２を設ける。この張出し部２は、環状バンド２０を直壁部１０に取り付けることにより形成する。この環状バンド２０は、図２に示すように、円弧状に湾曲した帯板２１を連結して環状に形成される。
【００２４】
帯板２１は突起部として、円弧外側に突出する中央の凸状部２２と両端の連結部２３、２３とを有している。凸状部２２は、溶接などにより形成する。連結部２３は帯板２１の端部を折曲げて形成し、ボルト２４を通す通孔（図示せず）を設ける。
【００２５】
隣り合う帯板２１、２１の対向する連結部２３、２３同士をそれぞれボルト２４とナット２５により締め付け、帯板２１を直列に連結して環状バンド２０を形成すると共に、ボルト２４とナット２５の緊締力により環状バンド２０をマンホール１の直壁部１０に締付け固定する。張出し部２は、帯板２１の突起部である凸状部２２と、連結された一対の連結部２３、２３とにより構成される。
【００２６】
この帯板２１は、ステンレスや、亜鉛メッキを施した鉄板などにより形成するとよい。図例では、三枚の帯板を連結して環状バンド２０を形成しているが、一枚又は二枚の帯板により環状バンドを形成するように構成してもよく、四枚以上の帯板を連結して環状バンドを形成するようにしてもよい。また、図例では、各帯板２１には一つの凸状部２２を形成しているが、二つ以上の凸状部を形成してもよい。
【００２７】
直壁部１０の周囲には浮上抑制体３を配置する。浮上抑制体３はマンホール１とは別体で、図３に示すような分周した重錘部材３０を並べて連結し、直壁部１０を囲む環状に形成する。重錘部材３０は、地下水や液状化した地盤により生じる浮力に対抗しうる単位体積重量を有する材質を用いて、この浮力によって浮き上がらない形状に形成する。材質としては、例えば、コンクリートを使用するとよい。
【００２８】
また、重錘部材３０は、充分な重量を有する厚さに形成すると共に、その上面を受圧面３２とし、この受圧面３２が地面に露出しない深さに配置する。この受圧面３２は、土砂が上載して充分な荷重を受けると共に、マンホールの浮き上がりを抑制可能な流体抵抗を受けることができる上面投影面積を持つように形成する。
【００２９】
また、重錘部材３０の内周下部には溝状の収容部３１を設ける。この収容部３１は、直壁部１０の周囲に設けた張出し部２を収容可能な大きさに形成する。重錘部材３０の内径は、マンホール１の外径よりも大きく形成して重錘部材３０がマンホール１に接触しないようにする。
【００３０】
図例では、半円環状に分周した二個の重錘部材３０を並べて環状の浮上抑制体３を形成しているが、一個の円環状の重錘部材により浮上抑制体を構成してもよく、三個以上に分周した半扇形の重錘部材を並べて環状の浮上抑制体を形成する構成としてもよい。
【００３１】
また、重錘部材３０の受圧面３２は平らに形成しているが、凹凸を形成したり、円環の中心側に向かって低く傾斜して形成したりしてもよい。
【００３２】
また、各重錘部材には張出し部２に対応する位置に溝状の収容部３１を形成しているが、図４に示すように、重錘部材３０の内周側下部に段状の収容部３３を形成するように構成してもよい。
【００３３】
図５は、本発明に掛かる浮上防止構造の要部拡大断面図であり、マンホール１の直壁部１０と、直壁部１０に設けられた張出し部２と、直壁部１０の周囲に配置した浮上抑制体３とを示している。
【００３４】
浮上抑制体３は、直壁部１０に設けた張出し部２を収容部３１に収容するように配置する。収容部３１は、張出し部２の高さよりも深く溝を形成して、張出し部２と浮上抑制体３の収容部３１との間に空隙部４を形成する。
【００３５】
また、浮上抑制体３と直壁部１０との間に環状の隙間５を形成する。この隙間５の周縁にはパッキン材５０を取り付け、このパッキン材５０により隙間５の周縁から埋め戻し土が進入して空隙部４や隙間５が埋まらないように構成する。この隙間５により、地震時の振動によるマンホールの慣性力が増加するのを防ぐことができる。
【００３６】
パッキン材５０は、ゴムやウレタンなどの弾性材により形成するとよい。隙間５の周縁に弾性材からなるパッキン材５０を設けることで、地震時の揺れにより浮上抑制体３と直壁部１０とが衝突して破損するのを防ぐことができる。
【００３７】
次に、土砂の流失防止及び土砂による空隙部や隙間の埋没防止構造を有する実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、シート状の土砂保持具を有する別の実施形態のマンホールの浮上防止構造の部分断面側面図であり、図７は、シート状の土砂保持具の平面展開図である。
【００３８】
図６に示す実施形態のマンホールの浮上防止構造においては、浮上抑制体３の上面を覆うようにシート状の土砂保持具５１を設けている。この土砂保持具５１により、浮上抑制体３とマンホールの外周との境界部分を覆う。この土砂保持具５１は、例えば不織布などの布体や繊維網、金網などの網体などによりシート状に構成する。布体を用いる場合、好ましくは、水分を透過する材質により形成するとよい。
【００３９】
土砂保持具５１の平面展開図を図７に示す。土砂保持具５１の中央には米字状の切込み５６を形成してマンホール１の周壁に沿う起立片５２、５２、・・・を形成する。また、周縁部５３には四箇所の切込み５５、５５、・・・を設けて、掘り起した坑の周壁に沿う立上がり部５４を形成する。
【００４０】
この立上がり部５４は、切込み５５、５５、・・・にしたがって図７中の破線部で周縁部５３を折り曲げてなる。この立上がり部５４によって土砂保持具５１は、埋め戻し土砂を保持可能な器状に形成される。立上がり部５４は、図示しない留め具などにより立ち上げた状態で固定してもよい。
【００４１】
以下に、本発明に係るマンホールの浮上防止構造の施工手順を、直壁部１０の外径が約１０５ｃｍのマンホール（例えば１号マンホール）に適用した場合について、図１を参照して説明する。
【００４２】
まず、設置されているマンホール１の周囲の地面Ｇを掘り起して、マンホール１の直壁部１０を露出させる（掘削工程）。マンホールの周囲などを掘り起す場合、一般的には方形の坑を掘削する。掘り起す範囲は、マンホール１の周囲２００ｃｍ×２００ｃｍ程度でよく、８０ｃｍ乃至１２０ｃｍ程度の深さまで坑を掘るとマンホール１の直壁部１０が露出する。
【００４３】
直壁部１０が露出したら、掘り起した坑の底面である地盤Ｆを平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓを形成する（締固め工程）。この支持部Ｓは、マンホール１を設置した際の埋め戻し土砂を締め固めて形成してもよいし、掘り起した底面に砕石などを敷き詰めてから、これを締め固めて形成してもよい。
【００４４】
次に、帯板２１を連結して環状バンド２０を形成し、これを直壁部１０に取り付けてマンホール１に張出し部２を形成する（張出部形成工程）。環状バンド２０は、平らにならした地盤Ｆにその下辺が接するように配置し、ボルト２４及びナット２５により直壁部１０に締付固定する。張出し部２の厚さと高さは、例えば厚さは０．５ｃｍ乃至２ｃｍ、高さは５ｃｍ乃至１０ｃｍ程度に形成する。また、張出し部２は５ｃｍ乃至１５ｃｍほど突出させる。
【００４５】
また、環状バンド２０を直壁部１０に取り付ける際に、環状バンド２０と直壁部１０との間にゴム板などの弾性部材（図示せず）を挟むようにして環状バンド２０を取り付けてもよい。弾性部材を介して環状バンド２０を直壁部１０に取り付けることで、簡便な方法により環状バンド２０を確実に締付固定し、ずれを防止することができる。
【００４６】
次に、地盤Ｆに形成した支持部Ｓに重錘部材３０を設置して連結し、環状の浮上抑制体３を形成する（浮上抑制体設置工程）。
地盤Ｆを平らにならして充分に締め固めた支持部Ｓにより、浮上抑制体３が沈下するのを防止すると共に浮上抑制体３の高さ位置を規定し、浮上抑制体３に設けた収容部３１とこれに収容した張出し部２との間に空隙部４を形成する（浮上抑制体載置工程）。
【００４７】
このとき、重錘部材３０の底面に凹凸を形成しておくと、締め固めた土砂又は砕石からなる支持部Ｓと底面の凹凸とがかみ合って設置安定性を向上させることができると共に、簡便に設置できることにより施工期間を短縮できる。
【００４８】
収容部３１は、張出し部２を収容可能な大きさに形成される。例えば、溝の高さを６ｃｍ乃至１５ｃｍ程度、幅を６ｃｍ乃至１５ｃｍ、奥行きを６ｃｍ乃至１６ｃｍ程度に形成する。環状バンド２０の下辺を地盤Ｆと接して取り付けると共に浮上抑制体３を支持部Ｓに設置することにより、環状バンド２０と浮上抑制体３との間に高さが１ｃｍ乃至５ｃｍ程度の空隙部４が形成される。
【００４９】
そして最後に、埋め戻し土や下層路盤、上層路盤などの埋め戻し土砂をそれぞれ充分に締め固めながら順に埋め戻す（埋戻し工程）。埋め戻し作業の際には、浮上抑制体３と直壁部１０との間の環状の隙間５にウレタンフォームなどのパッキン材５０を設けて、埋め戻し土などが隙間５に進入して、隙間５及び空隙部４が埋まらないようにする。
【００５０】
図５においては、隙間５の上縁にのみパッキン材５０を設けて埋め戻し土の流入を防止しているが、隙間５の全体にパッキン材５０を挿入して、浮上抑制体３とマンホール１との間に緩衝材としてパッキン材５０を介在させる構成としてもよい。
【００５１】
また、隙間５への土砂流入防止構造を有する実施形態について図６に示したように、埋め戻し土の流失防止として、浮上抑制体３の上にシート状の土砂保持具５１を設けてもよい。土砂保持具５１は、不織布等の布体や繊維網等の網体などのシート状体により形成する。
【００５２】
この場合、浮上抑制体設置工程は、浮上抑制体３を所定の位置に載置し（浮上抑制体載置工程）た後、パッキン材として面木５７を浮上抑制体３の上に配置すると共に土砂保持具５１を浮上抑制体３とマンホールに被せて浮上抑制体３を覆う（浮上抑制体被覆工程）ことで行われる。
【００５３】
この浮上抑制体被覆工程は、浮上抑制体載置工程を行った後、まず面木５７をマンホール外周に沿って浮上抑制体３の上に配置して浮上抑制体３とマンホール外周との間の境界部分の隙間５を塞ぎ、次に浮上抑制体３の周囲を受圧面３２の高さまで埋め戻し、そして、米字状の切込み５６にマンホール１を挿通して土砂保持具５１を浮上抑制体３に被せると共に土砂保持具５１の周縁部５３の立上がり部５４を坑の周壁に沿って立ち上げることで行われる。
【００５４】
このようにして埋設した浮上抑制体３の重量と、浮上抑制体３の受圧面３２に上載する土砂の荷重などの力によりマンホール１の浮上を抑制する。浮上抑制体３が地面Ｇから浅い位置にあると、上載する土砂の荷重が小さくなるため、受圧面３２が充分な荷重を受けることができる深さに浮上抑制体３を設置する。
【００５５】
また、受圧面３２に上載した土砂が液状化して上載土砂による荷重が減少し、浮上抑制体３が浮き上がろうとしても、所定の上面投影面積を有する受圧面３２が流体抵抗を受けて浮上が抑制される。
【００５６】
例えば、マンホール１の直壁部１０の外径が約１０５ｃｍの１号マンホールの場合、浮上抑制体３の受圧面３２が地面より８０ｃｍ乃至１２０ｃｍ程度の深さになるように配置する。また、この受圧面３２に充分な量の土砂が上載すると共に掘り起し範囲が広くなりすぎないように、円環状の浮上抑制体３の内径はマンホールとの間に数ｃｍの隙間５が空くように形成し、浮上抑制体３の外径は１８０ｃｍ乃至２００ｃｍ程度に形成するとよい。このとき、浮上抑制体３の上面投影面積は約１．６ｍ２乃至２．２ｍ２となる。
【００５７】
さらに、浮上抑制体３が充分な重量と強度を有するように、重錘部材３０はコンクリートで形成し、その厚さを少なくとも２０ｃｍ乃至３０ｃｍ程度に形成するとよい。また、この厚さであれば、収容部３１を充分な大きさに形成できる。このとき、浮上抑制体３の重量は約７００ｋｇ乃至１５００ｋｇとなる（コンクリートの単位体積重量を２．３５ｔ／ｍ３とした）。
【００５８】
上記の構成によれば、マンホール１に環状バンド２０を取り付けて張出し部２を設けると共に、所定の上方投影面積を備えた受圧面３２と所定の単位体積重量とを有する環状の浮上抑制体３をマンホール１の周囲の所定の深さに設置し、浮上抑制体３に形成した収容部３１に張出し部２を収容して、張出し部２の上方を浮上抑制体３で覆ったことにより、地下水位の上昇や地震の際の液状化現象によってマンホールなどが浮力を受けても、この浮力を生じさせる流体よりも大きい所定の単位体積重量を有する環状の浮上抑制体３は浮き上がらず、張出し部２が空隙部４だけ浮上して浮上抑制体３に衝突し、この張出し部２を介して、浮上抑制体３の重量からそれにかかる浮力を相殺した荷重に加えて、地面に露出しない所定の深さに配置された受圧面３２に上載する土砂等の荷重がマンホール１に掛かり、これらの荷重によりマンホール１の浮き上がりを抑制することができる。
【００５９】
また、張出し部２が浮上抑制体３に衝突した際の衝撃により浮上抑制体３が浮き上がりそうになっても、所定の上面投影面積に比例した流体抵抗が浮上抑制体３にかかるため、この流体抵抗によってもマンホール１の浮き上がりを抑制することができる。
【００６０】
また、浮上抑制体３の荷重と、その受圧面３２に上載する土砂等の荷重、及びその受圧面３２にかかる流体抵抗によってマンホール１の浮き上がりを抑制することにより、浮上抑制体３をコンパクトに構成することができる。これにより、マンホール１や地盤に与える負荷を軽減できると共に、浮上抑制体３を設置するためにマンホールの周囲に形成する坑の掘り起し範囲を狭く、浅くすることができ、施工期間の短縮及び施工費用の削減を図ることができる。
【００６１】
また、マンホール１に孔を空けるなどの加工を施す必要がないため、マンホール内に不明水などの異物が混入するおそれがなく、また、加工によりマンホール１を損壊したり、マンホール１の強度に影響を与えるおそれがない。
【００６２】
さらに、地盤Ｆを締め固めて形成した支持部Ｓに浮上抑制体３を設置し、浮上抑制体３の設置位置を規定すると共に、浮上抑制体３が沈下しないように構成して、張出し部２と収容部３１との間に空隙部４を形成したことにより、通常時は、浮上抑制体３の荷重や、この浮上抑制体３に上載する土砂の荷重が張出し部２を介してマンホール１にかからないため、マンホール１が設置されている地盤に負荷を掛けることがなく、マンホール１の沈下に影響を与えるおそれがない。
【００６３】
さらに、マンホール１の外径よりも環状の浮上抑制体３の内径を大きく形成して、マンホール１と浮上抑制体３との間に隙間５を設け、ウレタンフォームやゴムなどのパッキン材５０を隙間５に取り付けて、この隙間５に土砂等が入り込まないように構成したことにより、浮上抑制体３によって地震時の振動によるマンホール１の慣性力が増大するのを防ぐことができると共に、マンホール１と浮上抑制体３が衝突して破損するのを防ぐことができる。
【００６４】
さらに、突起部を有する環状バンド２０によりマンホール１の外周部に張出し部２を形成し、分周した重錘部材３０により環状の浮上抑制体３を形成することにより、本発明に係るマンホールの浮上防止構造を簡易な施工により迅速に形成することができ、安価に施工すると共に施工期間の短縮を図ることができる。
【００６５】
さらに、図６に示した実施形態においては、浮上抑制体３の上に土砂保持具５１を設けたことにより、簡易な構造で埋め戻し土砂が浮上抑制体３の下層に流失することを防止して受圧面３２に土砂の荷重を確実にかけることができる。
【００６６】
また、浮上抑制体３とマンホール１との境界部分から埋め戻し土砂が隙間５に流入して、この隙間５が埋まってしまうことがなく、隙間５から土砂が流入して浮上抑制体３と前記張出し部２との間の空隙部４が埋まってしまうことがない。そのため、簡易な構造により隙間５及び空隙部４を確保してこれらによる作用効果を確実に得ることができる。
【００６７】
さらに、上記の方法によれば、特別な機械や特殊な技術を用いることなく、簡易な施工方法によりマンホールの浮き上がりを抑制できる。また、設置する浮上抑制体の受圧面に所定の圧力が生じる深さまで掘削すればよいため広い範囲を深くまで掘削する必要がなく、短期間にそして安価に浮上防止構造を形成することができる。また、マンホール自体に貫通孔を空けることがないため、マンホール自体が破損したり、マンホール内に不明水などの異物が混入したりするおそれがない。
【００６８】
さらに、前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことにより、容易な方法でマンホールや張出し部と浮上抑制体との間の隙間や空隙部を確保して、これらによる作用効果を確実に得ることができる。
【００６９】
特に下水道においては、水傾斜を確保するためにマンホールの設置深さを高精度に決めており、マンホールの沈下に影響を与えないことは重要である。沈下に影響を与えないことと、浮き上がりを抑制することは相反しており困難であったが、本発明によれば、マンホールの沈下に影響を与えることなく、その浮き上がりを抑制することができる。
【００７０】
また、近年の下水道の普及率は全国で７０パーセント程度に達し、特に人口の多い都市部ではほぼ１００パーセントとなっていることから、都市部の交通量の多い道路などにおいて、設置されているマンホールに浮き上がり防止の施工をする際に、施工期間を短縮することは重要である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に掛かる浮上防止構造を備えたマンホールの部分断面側面図である。
【図２】環状バンドの斜視図である。
【図３】浮上抑制体を構成する重錘部材の斜視図である。
【図４】重錘部材の別の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に掛かる浮上防止構造の要部拡大断面図である。
【図６】別の実施形態の浮上防止構造を備えたマンホールの部分断面側面図である。
【図７】土砂保持具の平面展開図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ マンホール
１０ 直壁部
１１ 斜壁部
１２ 蓋
１３ 管渠
２ 張出し部
２０ 環状バンド
２１ 帯板
２２ 凸状部
２３ 連結部
２４ ボルト
２５ ナット
３ 浮上抑制体
３０ 重錘部材
３１ 収容部
３２ 受圧面
３３ 収容部
４ 空隙部
５ 隙間
５０ パッキン材
５１ 土砂保持具
５２ 筒部
５３ 段部
５４ 立上がり部
５５ 切込み
５６ 切込み
５７ 面木
Ｆ 地盤
Ｇ 地面
Ｓ 支持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状化現象などによるマンホールの浮き上がりを防止するためのマンホールの浮上防止構造及びマンホールの浮上防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震などにより発生した液状化現象によって、マンホールやこれに接続された管渠などの地下構造物が浮き上がって破壊されることが相次ぎ、問題となっている。特に、マンホールが浮き上がると、道路などの路面から突き出て道路通行の妨げとなり、その結果、避難経路の確保や緊急車両の通行ができなくなるなど、復興支援活動に重大な支障が生じる。
【０００３】
そのため、地震により液状化現象が発生してもマンホールが浮き上がらないようにすることが地震対策として必要となる。特に、マンホールは人口の多い都市部ほど普及率が高く、既に設置されているマンホールに対して早急に対応することが重要である。
【０００４】
例えば、既設のマンホールの浮き上がりを防止する方法として特許文献１がある。特許文献１に記載の方法は、マンホールの底を貫通する孔を形成すると共に非液状化層にまで孔を掘り進め、この孔から非液状化層にアンカーを打ち込んでマンホールを固定するものであり、マンホールの周囲を掘り起すことなく施工して浮き上がりを防止することができる。
【０００５】
しかし、このような方法では、マンホールを貫通して非液状化層まで孔を掘る必要があり、深くまで孔を掘るとするとそのための装置や時間、及びコストがかかることになる。すべての既設のマンホールにこのような施工をするには、施工期間中の道路の占有や施工費用などの問題があった。
【０００６】
また、マンホール底部に貫通孔を空けるため、マンホール自体が破損しやすくなるおそれがあると共に、マンホール内部に不明水などの異物が混入するおそれがあった。特に下水道においては、不明水の混入は処理費用の負担増加につながるため、マンホールに孔を空けるような方法は現実的でなかった。
【０００７】
このようなことから、マンホールに孔を空けるなどの加工を施すことなく、簡易で安価な施工方法により短期間に既設のマンホールに対して浮き上がりを抑制できる対策が必要とされている。
【特許文献１】特開２００５−２４８４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、マンホールに孔を空けるなどの加工を施すことなく、また、簡易な施工により適用可能なマンホールの浮上防止構造及びマンホールの浮上防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明では、有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し部と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し部の上方を覆う浮上抑制体とからなり、この浮上抑制体は、所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有し、この受圧面を所定の深さに配置して、浮上抑制体の重量及び受圧面にかかる力によりマンホールの浮き上がりを防止することを特徴とするマンホールの浮上防止構造を提供する。
請求項２記載の発明は、前記浮上抑制体を、地盤側に設けた支持部の上に設置して支持し、この浮上抑制体と前記張出し部との間に空隙部を形成したことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記浮上抑制体は、前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて設置したことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記張出し部を、突起部を有する着脱自在の環状バンドを前記外周部に締付け固定して形成することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記浮上抑制体を、分周した重錘部材を環状に連結して形成することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことを特徴とする。
請求項７記載の発明では、設置されたマンホールの周囲を掘り起して所定深さの坑を形成する掘削工程と、掘り起した坑の底面を平らにならして締め固め、地盤に支持部を設ける締固め工程と、前記マンホールの外周部に張出し部を形成する張出し部形成工程と、所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有する浮上抑制体を前記支持部に設置して、前記張出し部の上方を覆う浮上抑制体設置工程と、前記坑を埋め戻す埋戻し工程と、からなるマンホールの浮上防止方法を提供する。
請求項８記載の発明は、前記浮上抑制体設置工程が、前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて浮上抑制体を前記支持部に載置する浮上抑制体載置工程と、前記浮上抑制体と前記マンホールの外周部とに土砂保持具を被せて前記隙間を覆う隙間被覆工程と、からなる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、地下水位の上昇や地震による液状化によりマンホールなどに浮力が生じてマンホールが浮き上がりそうになった場合に、浮力を生じさせる流体よりも大きい所定の単位体積重量を有する浮上抑制体は浮き上がらず、マンホールの外周部に形成した張出し部がこの浮上抑制体に衝突する。したがって、この張出し部を介して、浮上抑制体の重量からこれに働く浮力を相殺した荷重に加えて、地面に露出しない所定の深さに配置されると共に所定の上面投影面積を有する受圧面に上載する土砂等の荷重がマンホールに掛かり、これらの荷重によりマンホールの浮き上がりを抑制することができる。
【００１１】
また、マンホールが衝突した際の衝撃により浮上抑制体が浮き上がりそうになっても、所定の上面投影面積に比例した流体抵抗が浮上抑制体にかかるため、この流体抵抗によってもマンホールの浮き上がりを抑制することができる。
【００１２】
また、浮上抑制体の荷重に加えて、その受圧面に上載する土砂等の荷重、及びその受圧面にかかる流体抵抗によってマンホールの浮き上がりを抑制することにより、浮上抑制体をコンパクトに構成することができてマンホールや地盤に与える負荷を軽減できると共に、浮上抑制体を埋設するためにマンホールの周囲に形成する坑の掘り起し範囲を狭く、浅くすることができ、施工期間の短縮化及び施工費用の削減を図ることができる。
【００１３】
また、マンホール自体に貫通孔を空けるなどの加工を施す必要がないため、マンホールの内部に不明水などの異物が混入したり、加工によりマンホールの強度が弱くなるおそれがない。
【００１４】
さらに請求項２記載の発明によれば、地盤側に支持部を設けてこれに浮上抑制体を設置し、張出し部の上部と浮上抑制体との間に空隙部を形成したことにより、通常時は浮上抑制体やこの浮上抑制体に上載する土砂の重量が張出し部を介してマンホールにかからないため、マンホールの沈下に影響を与えない。
【００１５】
さらに請求項３記載の発明によれば、マンホールとその周囲に設置した浮上抑制体との間に隙間を設けたことにより、地震時の振動によるマンホールの慣性力が増大するのを防ぐことができる。
【００１６】
さらに請求項４記載の発明によれば、突起部を有する着脱自在の環状バンドによりマンホールの外周部に張出し部を形成することにより、簡便にマンホールの浮上防止構造を形成することができ施工期間を短縮することができる。
【００１７】
さたに請求項５記載の発明によれば、分周した重錘部材により環状の浮上抑制体を形成することにより、簡便にマンホールの浮上防止構造を形成することができ施工期間を短縮することができる。
【００１８】
さらに請求項６記載の発明によれば、前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことにより、浮上抑制体に上載すべき土砂が浮上抑制体の下層に流失してしまうことがない。また、浮上抑制体とマンホールとの間の隙間や空隙部に土砂が流入して埋まってしまうことがない。そのため、簡易な構造により土砂の流失を防止して受圧面に土砂の荷重を確実にかけることができると共に、隙間及び空隙部を容易に確保してこれらによる作用効果を確実に得ることができる。
【００１９】
さらに請求項７記載の方法によれば、特別な機械や特殊な技術を用いることなく、簡易な施工方法によりマンホールの浮き上がりを抑制できる。また、設置する浮上抑制体の受圧面に所定の圧力が生じる深さまで掘削すればよいため広い範囲を深くまで掘削する必要がなく、短期間にそして安価に浮上防止構造を形成することができる。また、マンホール自体に貫通孔を空けることがないため、マンホール自体が破損したり、マンホール内に不明水などの異物が混入したりするおそれがない。
【００２０】
さらに請求項８記載の方法によれば、簡易な方法により土砂の流失を防止して受圧面に土砂の荷重を確実にかけることができる。また、マンホールや張出し部と浮上抑制体との間の隙間や空隙部を容易に確保して、確実に作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１乃至図７を参照して本発明に係るマンホールの浮上防止構造及びその浮上防止方法について説明する。図１は、本発明に掛かる浮上防止構造を有するマンホールの部分断面側面図であり、マンホールの周囲の地面Ｇを深さだけ掘り起して、マンホールの直壁部を露出させた状態を示している。
【００２２】
マンホール１は有底の筒状体で、下水管などの管渠１３を接続して管渠１３の会合や方向転換をすると共に作業員がこの管渠１３などの保守管理作業をするための広さを有する円筒形状の直壁部１０と、頂部に形成した出入口からマンホール１の内径を拡張する斜壁を備えた截頭斜円錐台形状の斜壁部１１とからなる。この出入口は、斜壁部１１の截頭頂部を開口して形成されており、この開口を塞ぎ地面に露出する蓋１２を備えている。また、マンホール１の内壁には作業員が昇降するためのはしご体１４が設けられている。
【００２３】
このマンホール１の外周部に張出し部２を設ける。この張出し部２は、環状バンド２０を直壁部１０に取り付けることにより形成する。この環状バンド２０は、図２に示すように、円弧状に湾曲した帯板２１を連結して環状に形成される。
【００２４】
帯板２１は突起部として、円弧外側に突出する中央の凸状部２２と両端の連結部２３、２３とを有している。凸状部２２は、溶接などにより形成する。連結部２３は帯板２１の端部を折曲げて形成し、ボルト２４を通す通孔（図示せず）を設ける。
【００２５】
隣り合う帯板２１、２１の対向する連結部２３、２３同士をそれぞれボルト２４とナット２５により締め付け、帯板２１を直列に連結して環状バンド２０を形成すると共に、ボルト２４とナット２５の緊締力により環状バンド２０をマンホール１の直壁部１０に締付け固定する。張出し部２は、帯板２１の突起部である凸状部２２と、連結された一対の連結部２３、２３とにより構成される。
【００２６】
この帯板２１は、ステンレスや、亜鉛メッキを施した鉄板などにより形成するとよい。図例では、三枚の帯板を連結して環状バンド２０を形成しているが、一枚又は二枚の帯板により環状バンドを形成するように構成してもよく、四枚以上の帯板を連結して環状バンドを形成するようにしてもよい。また、図例では、各帯板２１には一つの凸状部２２を形成しているが、二つ以上の凸状部を形成してもよい。
【００２７】
直壁部１０の周囲には浮上抑制体３を配置する。浮上抑制体３はマンホール１とは別体で、図３に示すような分周した重錘部材３０を並べて連結し、直壁部１０を囲む環状に形成する。重錘部材３０は、地下水や液状化した地盤により生じる浮力に対抗しうる単位体積重量を有する材質を用いて、この浮力によって浮き上がらない形状に形成する。材質としては、例えば、コンクリートを使用するとよい。
【００２８】
また、重錘部材３０は、充分な重量を有する厚さに形成すると共に、その上面を受圧面３２とし、この受圧面３２が地面に露出しない深さに配置する。この受圧面３２は、土砂が上載して充分な荷重を受けると共に、マンホールの浮き上がりを抑制可能な流体抵抗を受けることができる上面投影面積を持つように形成する。
【００２９】
また、重錘部材３０の内周下部には溝状の収容部３１を設ける。この収容部３１は、直壁部１０の周囲に設けた張出し部２を収容可能な大きさに形成する。重錘部材３０の内径は、マンホール１の外径よりも大きく形成して重錘部材３０がマンホール１に接触しないようにする。
【００３０】
図例では、半円環状に分周した二個の重錘部材３０を並べて環状の浮上抑制体３を形成しているが、一個の円環状の重錘部材により浮上抑制体を構成してもよく、三個以上に分周した半扇形の重錘部材を並べて環状の浮上抑制体を形成する構成としてもよい。
【００３１】
また、重錘部材３０の受圧面３２は平らに形成しているが、凹凸を形成したり、円環の中心側に向かって低く傾斜して形成したりしてもよい。
【００３２】
また、各重錘部材には張出し部２に対応する位置に溝状の収容部３１を形成しているが、図４に示すように、重錘部材３０の内周側下部に段状の収容部３３を形成するように構成してもよい。
【００３３】
図５は、本発明に掛かる浮上防止構造の要部拡大断面図であり、マンホール１の直壁部１０と、直壁部１０に設けられた張出し部２と、直壁部１０の周囲に配置した浮上抑制体３とを示している。
【００３４】
浮上抑制体３は、直壁部１０に設けた張出し部２を収容部３１に収容するように配置する。収容部３１は、張出し部２の高さよりも深く溝を形成して、張出し部２と浮上抑制体３の収容部３１との間に空隙部４を形成する。
【００３５】
また、浮上抑制体３と直壁部１０との間に環状の隙間５を形成する。この隙間５の周縁にはパッキン材５０を取り付け、このパッキン材５０により隙間５の周縁から埋め戻し土が進入して空隙部４や隙間５が埋まらないように構成する。この隙間５により、地震時の振動によるマンホールの慣性力が増加するのを防ぐことができる。
【００３６】
パッキン材５０は、ゴムやウレタンなどの弾性材により形成するとよい。隙間５の周縁に弾性材からなるパッキン材５０を設けることで、地震時の揺れにより浮上抑制体３と直壁部１０とが衝突して破損するのを防ぐことができる。
【００３７】
次に、土砂の流失防止及び土砂による空隙部や隙間の埋没防止構造を有する実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、シート状の土砂保持具を有する別の実施形態のマンホールの浮上防止構造の部分断面側面図であり、図７は、シート状の土砂保持具の平面展開図である。
【００３８】
図６に示す実施形態のマンホールの浮上防止構造においては、浮上抑制体３の上面を覆うようにシート状の土砂保持具５１を設けている。この土砂保持具５１により、浮上抑制体３とマンホールの外周との境界部分を覆う。この土砂保持具５１は、例えば不織布などの布体や繊維網、金網などの網体などによりシート状に構成する。布体を用いる場合、好ましくは、水分を透過する材質により形成するとよい。
【００３９】
土砂保持具５１の平面展開図を図７に示す。土砂保持具５１の中央には米字状の切込み５６を形成してマンホール１の周壁に沿う起立片５２、５２、・・・を形成する。また、周縁部５３には四箇所の切込み５５、５５、・・・を設けて、掘り起した坑の周壁に沿う立上がり部５４を形成する。
【００４０】
この立上がり部５４は、切込み５５、５５、・・・にしたがって図７中の破線部で周縁部５３を折り曲げてなる。この立上がり部５４によって土砂保持具５１は、埋め戻し土砂を保持可能な器状に形成される。立上がり部５４は、図示しない留め具などにより立ち上げた状態で固定してもよい。
【００４１】
以下に、本発明に係るマンホールの浮上防止構造の施工手順を、直壁部１０の外径が約１０５ｃｍのマンホール（例えば１号マンホール）に適用した場合について、図１を参照して説明する。
【００４２】
まず、設置されているマンホール１の周囲の地面Ｇを掘り起して、マンホール１の直壁部１０を露出させる（掘削工程）。マンホールの周囲などを掘り起す場合、一般的には方形の坑を掘削する。掘り起す範囲は、マンホール１の周囲２００ｃｍ×２００ｃｍ程度でよく、８０ｃｍ乃至１２０ｃｍ程度の深さまで坑を掘るとマンホール１の直壁部１０が露出する。
【００４３】
直壁部１０が露出したら、掘り起した坑の底面である地盤Ｆを平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓを形成する（締固め工程）。この支持部Ｓは、マンホール１を設置した際の埋め戻し土砂を締め固めて形成してもよいし、掘り起した底面に砕石などを敷き詰めてから、これを締め固めて形成してもよい。
【００４４】
次に、帯板２１を連結して環状バンド２０を形成し、これを直壁部１０に取り付けてマンホール１に張出し部２を形成する（張出部形成工程）。環状バンド２０は、平らにならした地盤Ｆにその下辺が接するように配置し、ボルト２４及びナット２５により直壁部１０に締付固定する。張出し部２の厚さと高さは、例えば厚さは０．５ｃｍ乃至２ｃｍ、高さは５ｃｍ乃至１０ｃｍ程度に形成する。また、張出し部２は５ｃｍ乃至１５ｃｍほど突出させる。
【００４５】
また、環状バンド２０を直壁部１０に取り付ける際に、環状バンド２０と直壁部１０との間にゴム板などの弾性部材（図示せず）を挟むようにして環状バンド２０を取り付けてもよい。弾性部材を介して環状バンド２０を直壁部１０に取り付けることで、簡便な方法により環状バンド２０を確実に締付固定し、ずれを防止することができる。
【００４６】
次に、地盤Ｆに形成した支持部Ｓに重錘部材３０を設置して連結し、環状の浮上抑制体３を形成する（浮上抑制体設置工程）。
地盤Ｆを平らにならして充分に締め固めた支持部Ｓにより、浮上抑制体３が沈下するのを防止すると共に浮上抑制体３の高さ位置を規定し、浮上抑制体３に設けた収容部３１とこれに収容した張出し部２との間に空隙部４を形成する（浮上抑制体載置工程）。
【００４７】
このとき、重錘部材３０の底面に凹凸を形成しておくと、締め固めた土砂又は砕石からなる支持部Ｓと底面の凹凸とがかみ合って設置安定性を向上させることができると共に、簡便に設置できることにより施工期間を短縮できる。
【００４８】
収容部３１は、張出し部２を収容可能な大きさに形成される。例えば、溝の高さを６ｃｍ乃至１５ｃｍ程度、幅を６ｃｍ乃至１５ｃｍ、奥行きを６ｃｍ乃至１６ｃｍ程度に形成する。環状バンド２０の下辺を地盤Ｆと接して取り付けると共に浮上抑制体３を支持部Ｓに設置することにより、環状バンド２０と浮上抑制体３との間に高さが１ｃｍ乃至５ｃｍ程度の空隙部４が形成される。
【００４９】
そして最後に、埋め戻し土や下層路盤、上層路盤などの埋め戻し土砂をそれぞれ充分に締め固めながら順に埋め戻す（埋戻し工程）。埋め戻し作業の際には、浮上抑制体３と直壁部１０との間の環状の隙間５にウレタンフォームなどのパッキン材５０を設けて、埋め戻し土などが隙間５に進入して、隙間５及び空隙部４が埋まらないようにする。
【００５０】
図５においては、隙間５の上縁にのみパッキン材５０を設けて埋め戻し土の流入を防止しているが、隙間５の全体にパッキン材５０を挿入して、浮上抑制体３とマンホール１との間に緩衝材としてパッキン材５０を介在させる構成としてもよい。
【００５１】
また、隙間５への土砂流入防止構造を有する実施形態について図６に示したように、埋め戻し土の流失防止として、浮上抑制体３の上にシート状の土砂保持具５１を設けてもよい。土砂保持具５１は、不織布等の布体や繊維網等の網体などのシート状体により形成する。
【００５２】
この場合、浮上抑制体設置工程は、浮上抑制体３を所定の位置に載置し（浮上抑制体載置工程）た後、パッキン材として面木５７を浮上抑制体３の上に配置すると共に土砂保持具５１を浮上抑制体３とマンホールに被せて浮上抑制体３を覆う（浮上抑制体被覆工程）ことで行われる。
【００５３】
この浮上抑制体被覆工程は、浮上抑制体載置工程を行った後、まず面木５７をマンホール外周に沿って浮上抑制体３の上に配置して浮上抑制体３とマンホール外周との間の境界部分の隙間５を塞ぎ、次に浮上抑制体３の周囲を受圧面３２の高さまで埋め戻し、そして、米字状の切込み５６にマンホール１を挿通して土砂保持具５１を浮上抑制体３に被せると共に土砂保持具５１の周縁部５３の立上がり部５４を坑の周壁に沿って立ち上げることで行われる。
【００５４】
このようにして埋設した浮上抑制体３の重量と、浮上抑制体３の受圧面３２に上載する土砂の荷重などの力によりマンホール１の浮上を抑制する。浮上抑制体３が地面Ｇから浅い位置にあると、上載する土砂の荷重が小さくなるため、受圧面３２が充分な荷重を受けることができる深さに浮上抑制体３を設置する。
【００５５】
また、受圧面３２に上載した土砂が液状化して上載土砂による荷重が減少し、浮上抑制体３が浮き上がろうとしても、所定の上面投影面積を有する受圧面３２が流体抵抗を受けて浮上が抑制される。
【００５６】
例えば、マンホール１の直壁部１０の外径が約１０５ｃｍの１号マンホールの場合、浮上抑制体３の受圧面３２が地面より８０ｃｍ乃至１２０ｃｍ程度の深さになるように配置する。また、この受圧面３２に充分な量の土砂が上載すると共に掘り起し範囲が広くなりすぎないように、円環状の浮上抑制体３の内径はマンホールとの間に数ｃｍの隙間５が空くように形成し、浮上抑制体３の外径は１８０ｃｍ乃至２００ｃｍ程度に形成するとよい。このとき、浮上抑制体３の上面投影面積は約１．６ｍ２乃至２．２ｍ２となる。
【００５７】
さらに、浮上抑制体３が充分な重量と強度を有するように、重錘部材３０はコンクリートで形成し、その厚さを少なくとも２０ｃｍ乃至３０ｃｍ程度に形成するとよい。また、この厚さであれば、収容部３１を充分な大きさに形成できる。このとき、浮上抑制体３の重量は約７００ｋｇ乃至１５００ｋｇとなる（コンクリートの単位体積重量を２．３５ｔ／ｍ３とした）。
【００５８】
上記の構成によれば、マンホール１に環状バンド２０を取り付けて張出し部２を設けると共に、所定の上方投影面積を備えた受圧面３２と所定の単位体積重量とを有する環状の浮上抑制体３をマンホール１の周囲の所定の深さに設置し、浮上抑制体３に形成した収容部３１に張出し部２を収容して、張出し部２の上方を浮上抑制体３で覆ったことにより、地下水位の上昇や地震の際の液状化現象によってマンホールなどが浮力を受けても、この浮力を生じさせる流体よりも大きい所定の単位体積重量を有する環状の浮上抑制体３は浮き上がらず、張出し部２が空隙部４だけ浮上して浮上抑制体３に衝突し、この張出し部２を介して、浮上抑制体３の重量からそれにかかる浮力を相殺した荷重に加えて、地面に露出しない所定の深さに配置された受圧面３２に上載する土砂等の荷重がマンホール１に掛かり、これらの荷重によりマンホール１の浮き上がりを抑制することができる。
【００５９】
また、張出し部２が浮上抑制体３に衝突した際の衝撃により浮上抑制体３が浮き上がりそうになっても、所定の上面投影面積に比例した流体抵抗が浮上抑制体３にかかるため、この流体抵抗によってもマンホール１の浮き上がりを抑制することができる。
【００６０】
また、浮上抑制体３の荷重と、その受圧面３２に上載する土砂等の荷重、及びその受圧面３２にかかる流体抵抗によってマンホール１の浮き上がりを抑制することにより、浮上抑制体３をコンパクトに構成することができる。これにより、マンホール１や地盤に与える負荷を軽減できると共に、浮上抑制体３を設置するためにマンホールの周囲に形成する坑の掘り起し範囲を狭く、浅くすることができ、施工期間の短縮及び施工費用の削減を図ることができる。
【００６１】
また、マンホール１に孔を空けるなどの加工を施す必要がないため、マンホール内に不明水などの異物が混入するおそれがなく、また、加工によりマンホール１を損壊したり、マンホール１の強度に影響を与えるおそれがない。
【００６２】
さらに、地盤Ｆを締め固めて形成した支持部Ｓに浮上抑制体３を設置し、浮上抑制体３の設置位置を規定すると共に、浮上抑制体３が沈下しないように構成して、張出し部２と収容部３１との間に空隙部４を形成したことにより、通常時は、浮上抑制体３の荷重や、この浮上抑制体３に上載する土砂の荷重が張出し部２を介してマンホール１にかからないため、マンホール１が設置されている地盤に負荷を掛けることがなく、マンホール１の沈下に影響を与えるおそれがない。
【００６３】
さらに、マンホール１の外径よりも環状の浮上抑制体３の内径を大きく形成して、マンホール１と浮上抑制体３との間に隙間５を設け、ウレタンフォームやゴムなどのパッキン材５０を隙間５に取り付けて、この隙間５に土砂等が入り込まないように構成したことにより、浮上抑制体３によって地震時の振動によるマンホール１の慣性力が増大するのを防ぐことができると共に、マンホール１と浮上抑制体３が衝突して破損するのを防ぐことができる。
【００６４】
さらに、突起部を有する環状バンド２０によりマンホール１の外周部に張出し部２を形成し、分周した重錘部材３０により環状の浮上抑制体３を形成することにより、本発明に係るマンホールの浮上防止構造を簡易な施工により迅速に形成することができ、安価に施工すると共に施工期間の短縮を図ることができる。
【００６５】
さらに、図６に示した実施形態においては、浮上抑制体３の上に土砂保持具５１を設けたことにより、簡易な構造で埋め戻し土砂が浮上抑制体３の下層に流失することを防止して受圧面３２に土砂の荷重を確実にかけることができる。
【００６６】
また、浮上抑制体３とマンホール１との境界部分から埋め戻し土砂が隙間５に流入して、この隙間５が埋まってしまうことがなく、隙間５から土砂が流入して浮上抑制体３と前記張出し部２との間の空隙部４が埋まってしまうことがない。そのため、簡易な構造により隙間５及び空隙部４を確保してこれらによる作用効果を確実に得ることができる。
【００６７】
さらに、上記の方法によれば、特別な機械や特殊な技術を用いることなく、簡易な施工方法によりマンホールの浮き上がりを抑制できる。また、設置する浮上抑制体の受圧面に所定の圧力が生じる深さまで掘削すればよいため広い範囲を深くまで掘削する必要がなく、短期間にそして安価に浮上防止構造を形成することができる。また、マンホール自体に貫通孔を空けることがないため、マンホール自体が破損したり、マンホール内に不明水などの異物が混入したりするおそれがない。
【００６８】
さらに、前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことにより、容易な方法でマンホールや張出し部と浮上抑制体との間の隙間や空隙部を確保して、これらによる作用効果を確実に得ることができる。
【００６９】
特に下水道においては、水傾斜を確保するためにマンホールの設置深さを高精度に決めており、マンホールの沈下に影響を与えないことは重要である。沈下に影響を与えないことと、浮き上がりを抑制することは相反しており困難であったが、本発明によれば、マンホールの沈下に影響を与えることなく、その浮き上がりを抑制することができる。
【００７０】
また、近年の下水道の普及率は全国で７０パーセント程度に達し、特に人口の多い都市部ではほぼ１００パーセントとなっていることから、都市部の交通量の多い道路などにおいて、設置されているマンホールに浮き上がり防止の施工をする際に、施工期間を短縮することは重要である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に掛かる浮上防止構造を備えたマンホールの部分断面側面図である。
【図２】環状バンドの斜視図である。
【図３】浮上抑制体を構成する重錘部材の斜視図である。
【図４】重錘部材の別の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に掛かる浮上防止構造の要部拡大断面図である。
【図６】別の実施形態の浮上防止構造を備えたマンホールの部分断面側面図である。
【図７】土砂保持具の平面展開図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ マンホール
１０ 直壁部
１１ 斜壁部
１２ 蓋
１３ 管渠
２ 張出し部
２０ 環状バンド
２１ 帯板
２２ 凸状部
２３ 連結部
２４ ボルト
２５ ナット
３ 浮上抑制体
３０ 重錘部材
３１ 収容部
３２ 受圧面
３３ 収容部
４ 空隙部
５ 隙間
５０ パッキン材
５１ 土砂保持具
５２ 筒部
５３ 段部
５４ 立上がり部
５５ 切込み
５６ 切込み
５７ 面木
Ｆ 地盤
Ｇ 地面
Ｓ 支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し部と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し部の上方を覆う浮上抑制体とからなり、
この浮上抑制体は、所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有し、
この受圧面を所定の深さに配置して、浮上抑制体の重量及び受圧面にかかる力によりマンホールの浮き上がりを防止することを特徴とするマンホールの浮上防止構造。
【請求項２】
前記浮上抑制体を、地盤側に設けた支持部の上に設置して支持し、この浮上抑制体と前記張出し部との間に空隙部を形成したことを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項３】
前記浮上抑制体を前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて設置することを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項４】
前記張出し部を、突起部を有する着脱自在の環状バンドを前記外周部に締付け固定して形成することを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項５】
前記浮上抑制体を、分周した重錘部材を環状に連結して形成することを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項６】
前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項７】
設置されたマンホールの周囲を掘り起して所定深さの坑を形成する掘削工程と、
掘り起した坑の底面を平らにならして締め固め、地盤に支持部を設ける締固め工程と、
前記マンホールの外周部に張出し部を形成する張出し部形成工程と、
所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有する浮上抑制体を前記支持部に設置して、前記張出し部の上方を覆う浮上抑制体設置工程と、
前記坑を埋め戻す埋戻し工程と、からなるマンホールの浮上防止方法。
【請求項８】
前記浮上抑制体設置工程が、前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて浮上抑制体を前記支持部に載置する浮上抑制体載置工程と、前記浮上抑制体と前記マンホールの外周部とに土砂保持具を被せて前記隙間を覆う隙間被覆工程と、からなる請求項６記載のマンホールの浮上防止方法。
【請求項１】
有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し部と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し部の上方を覆う浮上抑制体とからなり、
この浮上抑制体は、所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有し、
この受圧面を所定の深さに配置して、浮上抑制体の重量及び受圧面にかかる力によりマンホールの浮き上がりを防止することを特徴とするマンホールの浮上防止構造。
【請求項２】
前記浮上抑制体を、地盤側に設けた支持部の上に設置して支持し、この浮上抑制体と前記張出し部との間に空隙部を形成したことを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項３】
前記浮上抑制体を前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて設置することを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項４】
前記張出し部を、突起部を有する着脱自在の環状バンドを前記外周部に締付け固定して形成することを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項５】
前記浮上抑制体を、分周した重錘部材を環状に連結して形成することを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項６】
前記浮上抑制体の上に土砂保持具を設けたことを特徴とする請求項１記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項７】
設置されたマンホールの周囲を掘り起して所定深さの坑を形成する掘削工程と、
掘り起した坑の底面を平らにならして締め固め、地盤に支持部を設ける締固め工程と、
前記マンホールの外周部に張出し部を形成する張出し部形成工程と、
所定の単位体積重量を有すると共に、所定の上面投影面積を備えた受圧面を有する浮上抑制体を前記支持部に設置して、前記張出し部の上方を覆う浮上抑制体設置工程と、
前記坑を埋め戻す埋戻し工程と、からなるマンホールの浮上防止方法。
【請求項８】
前記浮上抑制体設置工程が、前記マンホールの外周部との間に隙間を空けて浮上抑制体を前記支持部に載置する浮上抑制体載置工程と、前記浮上抑制体と前記マンホールの外周部とに土砂保持具を被せて前記隙間を覆う隙間被覆工程と、からなる請求項６記載のマンホールの浮上防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１１５６８１（Ｐ２００８−１１５６８１Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５４８２（Ｐ２００７−１５４８２）
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（５９２２２１２１８）株式会社シーエスエンジニアズ (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（５９２２２１２１８）株式会社シーエスエンジニアズ (7)
【Ｆターム（参考）】
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