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】周囲の地下埋設物との干渉を回避しながら、マンホールの浮上抑制を実現する。
【解決手段】マンホールの浮上抑制構造として、有底筒状構成のマンホールの外周部に張出し体２を設け、更に張出し体２の上方を覆う浮上抑制体３を配置する。張出し体２は、マンホールの外周部に固定される基台領域２Ａと、基台領域２Ａの上方に設けられて上下方向に延在する張出し体延長領域２Ｂを有するように構成する。一方、浮上抑制体３は、張出し体延長領域２Ｂに対して上下方向に空隙４を形成した状態で配置する。地震時において、張出し体延長領域２Ｂを浮上抑制体３に接触させることで、浮上抑制体３の重量及び浮上抑制体上の埋め戻し土の重量によって、マンホール１の浮き上がりを抑止する。
【解決手段】マンホールの浮上抑制構造として、有底筒状構成のマンホールの外周部に張出し体２を設け、更に張出し体２の上方を覆う浮上抑制体３を配置する。張出し体２は、マンホールの外周部に固定される基台領域２Ａと、基台領域２Ａの上方に設けられて上下方向に延在する張出し体延長領域２Ｂを有するように構成する。一方、浮上抑制体３は、張出し体延長領域２Ｂに対して上下方向に空隙４を形成した状態で配置する。地震時において、張出し体延長領域２Ｂを浮上抑制体３に接触させることで、浮上抑制体３の重量及び浮上抑制体上の埋め戻し土の重量によって、マンホール１の浮き上がりを抑止する。
【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、大きな問題となっている。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。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。
【０００４】
特許文献１に記載の方法は、マンホールの外周部に張出し体を設置し、張出し体を浮上抑制体で覆うようにする。この浮上抑制体は、所定の単位体積重量を有すると共に受圧面を有し、この受圧面を所定の深さに配置することで、浮上抑制体の重量及び受圧面にかかる埋め戻し材の重量により、マンホールの浮き上がりを防止できる。
【特許文献１】特開２００８−１１５６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、使用されているマンホールには様々な形状のものが存在する。例えば、最上部の出入口の径に対して、地中側の筒状の直壁部の径が大きくなっており、開口と直壁部の間に逆円錐形状の斜壁部が設けられるようなマンホールが存在する。この種のマンホールの直壁部は、地下１メートルより深い範囲に埋設されることが多い。特許文献１における張出し体は、直壁部に固定することが締結状態の安定性から好ましい。従って、マンホールの周囲を地下１メートル以上掘り下げて直壁部を露出させ、そこに張出し体を固定しなければならない。
【０００６】
一方で、マンホールの周囲には、水道管や電気ケーブル、通信回線等の地下埋設物が接近していることが多い。この地下埋設物は、地下１メートルより深い位置に埋められるのが一般的だが、周囲の環境等によっては、地下１メートル未満の深さに埋設されている場合がある。この場合、マンホールに設置される張出部を覆う浮上抑制体が、この地下埋設物と干渉する可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、マンホールの種類・形状や、周囲の地下埋設物の存在に柔軟に対応可能で、簡易な施工可能とする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】
【０００８】
本発明は、以下の手段によって、上記目的を達成したものである。
【０００９】
上記目的を達成する本発明は、有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し体と、前記マンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、前記張出し体は、前記マンホールの外周部に固定される基台領域と、前記基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域と、を有してなり、前記浮上抑制体は、前記張出し体延長領域の上方に空隙を形成した状態で配置され、地震時において、前記張出し体延長領域を前記浮上抑制体に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記浮上抑制体上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑止することを特徴とする、マンホールの浮上防止構造である。
【００１０】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記張出し体延長領域と前記基台領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記基台領域は有底筒状の台座を有してなり、前記張出し体延長領域は、前記台座に挿入される延長棒を有してなり、前記台座に挿入される前記延長棒の長さを調整することで、前記張出し側延長部の上下方向の延長量を調整可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成する本発明は、有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し体と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、前記浮上抑制体は、前記張出し体に対して上方に空隙を形成した状態で配置され、上下方向に延在する抑制体延長領域と、前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域と、を有してなり、地震時において、前記張出し体を前記抑制体延長領域に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記受圧領域上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑止することを特徴とする、マンホールの浮上防止構造である。
【００１３】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、径方向に相互に係合していることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記浮上抑制体は、前記抑制体延長領域と前記受圧領域の間に配置されて、上下方向に延在する抑制体調整領域を更に備えること特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成する本発明は、設置されたマンホールの周囲を掘り起して坑を形成する掘削工程と、前記マンホールの外周部に対して、該マンホールと係合する基台領域、及び該基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域を配置することで、張出し体を形成する張出し体形成工程と、前記坑における前記張出し体の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、前記支持部を利用して、前記張出し体の上方を覆う浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、を有してなることを特徴とするマンホールの浮上防止方法である。
【００１７】
上記目的を達成する本発明は、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、前記マンホールの外周部に張出し体を形成する張出し体形成工程と、前記張出し体の上方において上下方向に延在する抑制体延長領域を設置する延長部設置工程と、前記坑における前記抑制体延長部の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域を配置することで、前記抑制体延長領域及び前記受圧領域により浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、を有してなることを特徴とするマンホールの浮上防止方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、マンホールの種類によって、張出部を地下深くに埋設しなければならない状況や、マンホールの周囲に地下埋設物が存在している場合であっても、この張出部と浮上抑制体を自在に設置することが可能となる。この結果、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体を浮上抑制体に衝突させることができる。したがって、この張出し体を介して、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、受圧面に上載する土砂等の荷重がマンホールに掛かり、マンホールの浮き上がりを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１〜図６を参照して本発明の第１実施形態に係るマンホール１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、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を所定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。
【００２０】
マンホール１は有底の筒状体で、下水管などの管渠１３が底側に接続される。マンホール１は、管渠１３の会合や方向転換をするために設置される他、作業員が管渠１３などの保守管理作業をするためにも利用される。マンホール１は、上端の頂部に形成される出入口９と、作業空間を確保するための所定の広さを有する円筒形状の直壁部１０と、出入口９から直壁部１０の間に配置されて、マンホール１の内径を下方に向かって拡張する斜壁を備えた斜壁部１１とからなる。なお、この斜壁部１１は、頭部がカットされたような円錐形状となっており、且つその円錐の中心が偏心している。なお、本実施形態ではマンホールが偏心しているものを例示するが、本発明はこれに限定されない。
【００２１】
出入口９は、斜壁部１１の上端が開口することで形成されており、この出入口９には蓋１２が設置されている。また、特に図示しないが、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が設けられている。
【００２２】
このマンホール１の外周部には、張出し体２が設けられている。この張出し体２は、マンホール１の外周に固定される基台領域２Ａと、基台領域２Ａの上方に設けられて上下方向に延在する張出し体延長領域２Ｂを有している。
【００２３】
基台領域２Ａは、図２に示されるように、直壁部１０に取り付けられる環状バンド２０と、この環状バンド２０の周面に設置される有底筒状の台座２７を備える。本実施形態で基台領域２Ａとは、環状バンド２０と同じ高さとなる部分を意味している。一方、張出し体延長領域２Ｂは、この基台領域２Ａから上方に延びている部分を意味している。台座２７の一部は、帯板２１から上方側に突出していることから、その突出部分については、張出し体延長領域２Ｂを構成していることになる。この環状バンド２０は、円弧状に湾曲した帯板２１を連結して環状に形成される。この帯板２１は、両端が折り曲げられることで連結部２３、２３が形成されている。この連結部２３、２３には、ボルト２４を通す通孔（図示せず）が設けられている。また、台座２７は、各帯板２１の中央にそれぞれ設置されている。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により締結すると、帯板２１が直列に連結されて、環状バンド２０となる。
【００２４】
環状バンド２０は、ボルト２４とナット２５の緊締力により、マンホール１の直壁部１０に締付け固定される。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。なお、本実施形態では、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、各帯板２１には一つの台座２７が形成されているが、台座２７の数は限定されず、例えば、各帯板２１に二つ以上の台座２７を形成してもよい。
【００２５】
張出し体延長領域２Ｂは、図３に拡大して示されるように、台座２７における帯板２１から上方側に突出している部分と、この台座２７に挿入される延長棒２８と、この延長棒２８の上端に設けられる当接部２９を有する。延長棒２８の下端は、台座２７の底面２７Ａに当接する。この構造によって、張出し体延長領域２Ｂと基台領域２Ａは分離自在となっており、延長棒２８の長さを適宜調整することで、張出し側延長部２Ｂの上下方向の拡張量Ｈを自在に調整できる。当接部２９は、地震時においてマンホール１と共に浮上しようとすると、後述する浮上抑制体３に当接するようになっている。
【００２６】
図１に戻って、マンホール１の周囲には浮上抑制体３が設置される。この浮上抑制体３は、張出し体２の上方を覆うようになっており、更に、張出し体延長領域２Ｂに対して上下方向に空隙４が形成されている。
【００２７】
浮上抑制体３は、マンホール１とは別体であり、図４に示されるように、分周した重錘部材３０を並べて連結することで環状構造となる。この結果、マンホール１の斜壁部１１の近辺を囲むようになっている。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とする。この受圧面３２が地面に露出しない深さに浮上抑制体３を配置する。受圧面３２は、上載される土砂（埋め戻し土）によっ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。その為に、受圧面３２は、相応の上面投影面積を持つように形成する。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、マンホール１と接触しないようにする。一方で、重錘部材３０の下面側は、張出し体延長領域２Ｂの当接部２９と係合（当接）する必要があるため、この当接部２９よりも、重錘部材３０の内径が内側となるようにする。
【００２９】
なお、本実施形態では、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。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。更に本実施形態では、各重錘部材３０の下面側を平面としているが、図５（Ａ）に示すように、各重錘部材３０の下面側において、張出し体延長領域２Ｂに対応する位置に凹状の収容部３１を形成することも好ましい。また図５（Ｂ）に示すように、重錘部材３０の内周側下部に環状の収容用段部３３を形成してもよい。このように、各重錘部材３０の下面側に段差を形成することで、浮上抑制体３と張出し体延長領域２Ｂが、上下方向に加えて半径方向や周方向に係合可能となる。
【００３０】
図６は、第１実施形態の浮上防止構造の要部拡大断面図である。マンホール１の直壁部１０及び斜壁部１１と、直壁部１０に設けられた張出し体２と、斜壁部１１の周囲に配置した浮上抑制体３とを示している。
【００３１】
浮上抑制体３は、直壁部１０に設けた張出し体２の張出し体延長領域部２Ｂの上方にに配置される。地盤を固めることで形成される支持部Ｓ２は、環状リング２０よりも高い位置に設定されており、これにより、浮上抑制体３も高い位置に設置される。また張出し体延長領域２Ｂの当接部２９と浮上抑制体３の間には、上下方向の空隙４が形成されるようにする。この空隙４により、地震以外の定常時は、浮上抑制体３や上方の埋め戻し土の荷重が、張出し体２に作用しないようになっている。
【００３２】
本第１実施形態の浮上抑制構造は、上下方向に拡張する張出し体延長領域２Ｂが設けられているので、この分だけ浮上抑制体３を上方の高い位置に設けることが可能となる。この結果、張出し体２の周囲に、通信回線や上水道等の地下埋設物Ｘが存在する場合であっても、それを回避して浮上抑制体３を設置できる。地震時には、浮上抑制体３と張出し体２を接触させて、上記荷重をマンホール１に伝達して、マンホール１の浮上を抑制出来る。
【００３３】
なお、浮上抑制体３と斜壁部１１との間には環状の隙間５が形成される。隙間５は、地震時の振動（横揺れ）によるマンホール１の慣性力が増加することを抑制する。この隙間５の周縁にはパッキン材５０が取り付けられる。このパッキン材５０は、隙間５から埋め戻し土が進入して、空隙４や隙間５が埋まってしまうことを防止する。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ことが好ましい。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と斜壁部１０とが直接衝突して破損するのを防ぐことができる。
【００３４】
次に、本第１実施形態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。
【００３５】
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。ここでは、マンホール１の周囲となる第１坑を掘削する。第１坑の掘り起す範囲は、例えば、マンホール１の周囲１３０ｃｍ×１３０ｃｍ程度とし、１２０ｃｍ程度の深さまでとする。これにより、第１坑ではマンホール１の直壁部１０が露出する。
【００３６】
直壁部１０が露出したら、掘り起した第１坑の底面である地盤Ｆ１を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ１を形成する。支持部Ｓ１は、張出し体２を固定する際に利用する。具体的に、支持部Ｓ１上において、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に基台領域２Ａを固定し、更に、この基台領域２Ａの台座２７内に張出し体延長領域２Ｂを挿入することで、張出し体２を形成する（張出部形成工程）。
【００３７】
なお、環状バンド２０は、平らにならした地盤Ｆ１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。張出し体延長領域２Ｂは、例えば、地盤Ｆ１を基準にして上方に３５ｃｍ程度の高さとなるように形成する。また、張出し体２は、マンホール１から半径方向外側に５ｃｍ乃至１５ｃｍほど拡張している。なお、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）を挟むようにして取り付けてもよい。弾性部材を介することで、簡便な方法により、環状バンド２０を確実に締付固定して、マンホール１とのずれを防止することができる。
【００３８】
張出し体２を形成した後、この張出し体２の周囲を所定高さまで埋め戻して、第１坑よりも浅い第２坑とする。更に、第２坑の底面である地盤Ｆ２を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ２を形成する（第１埋戻し工程）。この際、便宜上図示していないが、上端の当接部２９の周囲を除き、張出し体２そのものが地盤Ｆ２によって埋め尽くされる。この支持部Ｓ２は、浮上抑制体３を保持するために利用する。なお、支持部Ｓ２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。埋め戻して形成する第２坑の範囲は、例えば、マンホール１の周囲２００ｃｍ×２００ｃｍ程度とし、８０ｃｍ程度の深さまでとする。従って、第２坑を形成するための埋め戻し量は、約４０ｃｍとなる。このように、第２坑を浅くしたのは、マンホール１の直壁部１０の近辺に、地下埋設物Ｘが存在するからである。
【００３９】
その後、地盤Ｆ２に形成した支持部Ｓ２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）。この際、充分に締め固めた支持部Ｓ２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の高さ位置を規定する。この結果、浮上抑制体３の下面と、張出し体２の当接部２９の間に上下方向の空隙４が形成される（浮上抑制体載置工程）。なお、この空隙４の高さは１ｃｍ乃至５ｃｍ程度に設定する。この結果、浮上抑制体３は、張出し体２の上方を覆う状態となる。
【００４０】
このとき、重錘部材３０の下面側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Ｓ２とかみ合って、浮上抑制体３の設置時の安定性が向上する。
【００４１】
最後に、埋め戻し土や下層路盤、上層路盤などを、それぞれ充分に締め固めながら順に埋め戻す（第２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を設ける。これにより、埋め戻し土などが隙間５に進入して、隙間５及び空隙４が埋まらないようにする。
【００４２】
なお、ここでは特に図示しないが、空隙４や隙間５の全体に、弾性変形可能なパッキン材５０を挿入してもよい。浮上抑制体３とマンホール１との間や、浮上抑制体３と張出し体２の間の緩衝材としてパッキン材５０を機能させることもできる。
【００４３】
また、特に図示しないが、隙間５等への土砂流入防止構造を有するために、浮上抑制体３の上にシート状の土砂保持具を設けてもよい。土砂保持具は、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。この土砂保持具により、埋め戻し土の流失を防止する。
【００４４】
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（上面）３２に上載され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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、少なくとも地面より８０ｃｍ程度の深さになるように配置する。また、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。
【００４７】
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。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）。
【００４８】
上記の構成によれば、張出し体２において張出し体延長領域２Ｂが設けられるので、浮上抑制体３を、基台領域２Ａよりも上方に配置することが可能となる。従って、張出し体２の周囲に地下埋設物Ｘが存在しても、これを回避しながら、浮上抑制体３を設置できる。この結果、マンホール１の周囲の状況に依存することなく、この浮上抑制構造を簡便に施工できる。従って、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１などが浮力を受けても、張出し体延長領域２Ｂが浮上抑制体３と上下方向に衝突し、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。また、張出し体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。
【００４９】
さらに上記構成によれば、張出し体延長領域２Ｂが、基台領域２Ａに対して着脱自在となっている。具体的には、基台領域２Ａの台座２７に対して、張出し体延長領域２Ｂの延長棒２８を挿入する構造となっているので、この延長棒２８の長さを変更すれば、基台領域２Ａと浮上抑制体３との段差、即ち第１坑と第２坑の段差に柔軟に適応することが可能となる。また、第２坑を浅くすることが出来るので、掘削作業負担が軽減され、工期を短縮することも可能になる。
【００５０】
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。特に、施工が難しいと考えられる空隙４の形成に関しては、張出し体延長領域２Ｂの高さを調整することで、この空隙４を微調整することが可能となっている。この結果、再施工作業等が無くなり、作業負担を軽減することが出来る。
【００５１】
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１の設置深さは高精度に決められている。従って、空隙４を適切に確保するように施工して、マンホール１の沈下に影響を与えないことが重要である。本実施形態によれば、空隙４の高精度に確保することが簡単にできるめ、マンホールの沈下に影響を与えることない。
【００５２】
次に図７〜図１０を参照して本発明の第２実施形態に係るマンホール１０１の浮上防止構造について説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と共通又は類似する部分についての説明は省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第１実施形態と同一又は類似する部品・部材については、図や文中の符号の下二桁を一致させることで、同部品・部材の説明を省略する。
【００５３】
第２実施形態では、主として、張出し体１０２の基台領域１０２Ａ及び張出し体延長領域１０２Ｂの構造が、第１実施形態と異なっている。図８に拡大して示されるように、基台領域１０２Ａは、直壁部１１０に取り付けられる環状バンド１２０と、この環状バンド１２０の周面に半径方向外側に突出する板状の台座１２８を備える。なお、環状バンド１２０の連結部１２３、１２３も、ここでは台座として機能している。
【００５４】
張出し体延長領域１０２Ｂは、図９に拡大して示されるようなリング状延長部材１２９によって構成されている。このリング状延長部材１２９は、基台領域１０２Ａの台座１２８の上に配置されるリング部材である。具体的にリング状延長部材１２９は、円筒部材１２９Ａと、円筒部材１２９Ａの下側縁に連結される下側支持リング１２９Ｂと、円筒部材１２９Ｂの上側縁に連結される上側支持リング１２９Ｃと、円筒部材１２９Ａの外周に配置される補強リブ１２９Ｄを備えて構成されている。下側支持リング１２９Ｂは、基台領域１０２Ａの台座１２８に当接する。上側支持リング１２９Ｃは、地震時においてマンホール１０１と共に浮上しようとする際に浮上抑制体１０３と衝突する。この結果、張出し体延長領域１０２Ｂ（リング状延長部材１２９）と基台領域１０２Ａ（環状バンド１２０）は分離自在となっている。従って、予め複数の延長量（高さ）Ｈのリング状延長部材１２９を用意しておけば、張出し体延長領域１０２Ｂの延長量Ｈを自在に調整できる。
【００５５】
浮上抑制体１０３は、図１０に示されるように、分周した重錘部材１３０を並べて連結することで環状構造に形成される。この重錘部材１３０の下面における内周縁には、下側に突出する環状の係合突起１３２が形成されている。この係合突起１３０Ａは、図７に示されるように、張出し体延長領域１０２Ｂの内周側に隙間１０６を空けて挿入される。従って、地震時において、係合突起１３０Ａが張出し体延長領域１０２Ｂと半径方向に係合するようになっている。
【００５６】
本第２実施形態のマンホール１０１の浮上防止構造によれば、張出し体延長領域１０２Ｂが上下方向に延在することになるので、環状バンド１２０の固定位置に対して、浮上抑制体１０３を上方に配置することが可能となる。従って、環状バンド１２０の周囲に地下埋設物Ｘが存在していても、この地下埋設物Ｘとの干渉を回避しながら、浮上抑制体１０３を設置できる。また、張出し体延長領域１０２Ｂの上側支持リング１２９Ｃが環状の当接面を有するので、浮上抑制体１０３の下側面１３０Ｂに対して広範囲に面接触できるので、地震時において浮上抑制体１０３からの浮上抑止力（押し下げ力）を確実にリング１２０（マンホール１０１）に伝達できる。
【００５７】
次に図１１〜図１４を参照して本発明の第３実施形態に係るマンホール２０１の浮上防止構造について説明する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態と共通又は類似する部分についての説明は省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第１実施形態と同一又は類似する部品・部材については、図や文中の符号の下二桁を一致させることで、同部品・部材の説明を省略する。
【００５８】
第３実施形態では、主として、張出し体２０２と浮上抑制体２０３の構造が第１実施形態と異なっている。図１２に拡大して示されるように、張出し体２０２は、直壁部２１０に取り付けられる環状バンド２２０と、この環状バンド２２０の周面に半径方向外側に突出する板状の凸状部２２２を備える。この凸状部２２２は、マンホール２０１に対して半径方向外側に張り出す機能を有しており、地震時に、その上縁を浮上抑制体２０３に衝突させて、マンホール２０１の浮上を防止する。なお、環状バンド２２０の連結部２２３、２２３も、凸状部２２２と同様に機能する。
【００５９】
浮上抑制体２０３は、図１３に示されるように、延長体２０３Ａと受圧体２０３Ｂを備える。延長体２０３Ａは、マンホール２０１とは別体であり、上下方向に厚みを有して延在される環状部材となる。この延長体２０３Ａは、分周した下側重錘部材２４０Ａを周方向に並べて連結することで環状構造となる。各下側重錘部材２４０Ａの下面側における、張出し体２０２の凸状部２２２及び連結部２２３、２２３に対応する位置には、凹状の収容部２３１が形成される。この収容部２３１は、凸状部２２２及び連結部２２３、２２３を非接触状態で、即ち、上下方向、周方向及び径方向に隙間を有した状態で収容する。延長体２０３Ａの内径は、マンホール１の直壁部２１０の外径よりも大きく設定され、両者の間に隙間２０５が形成されている（図１１参照）。
【００６０】
受圧体２０３Ｂは、マンホール２０１とは別体であり、分周した上側重錘部材２４４Ａを並べて連結することで環状構造となる。この受圧体２０３Ｂは、マンホール２０１の斜壁部２１１の近辺を囲むようになっている。上側重錘部材２４４Ａ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。
【００６１】
また、上側重錘部材２４４Ａ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２３２とする。浮上抑制体２０３は、この受圧面２３２が地面に露出しない深さに配置される。受圧面２３２は、上載される土砂（埋め戻し土）によっ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。その為に、受圧面２３２は、相応の上面投影面積を持つように形成する。上側重錘部材２４４Ａの内径は、マンホール２０１の外径よりも大きく形成して、マンホール２０１と接触しないようにする。受圧体２０３Ｂの外径は、延長体２０３Ａの外径よりも大きい。これは、受圧面２３２を充分広く確保するためである。
【００６２】
受圧体２０３Ｂの下面における内周縁近傍には、上方側に凹んだ収容凹部２４６が形成されており、この収容凹部２４６の天井面は、延長体２０３Ａの上面と当接するための環状の伝達面２４５となっている。また、この収容凹部２４６の内周壁は、延長体２０３Ａと半径方向に係合する。つまり、収容凹部２４６によって形成される収容空間内に、延長体２０３Ａの上部が収容される。
【００６３】
受圧体２０３Ｂ（上側重錘部材２４４Ａ）の下面には、被支持面２４７が形成される。この被支持面２４７は、掘り起こした第２坑の底を充分に締め固めて形成される支持部Ｓ２によって支持される。この被支持面２４７は、張出し体２０２よりも上方に配置されている。
【００６４】
以上の構成により、張出し体２０２に対して上下方向の空隙２０４を形成した状態で、上下方向に延びるように配置される抑制体延長領域２４０と、抑制体延長領域２４０の上方に設けられて半径方向外側に拡張される受圧領域２４４とを備えることになる。なお、延長体２０３Ａの上方側の一部は、受圧体２０３Ｂの収容凹部２４６内に収容されることから、その部分については、受圧体２０３Ｂと一緒になって受圧領域２４４を構成している。一方、延長体２０３Ａにおける受圧体２０３Ｂよりも下方側に突出している部分は、抑制体延長領域２４０を構成している。
【００６５】
従って、抑制体延長領域２４０の外径は受圧領域２４４の外径よりも大幅に小さく設定されている。即ち、この抑制体延長領域２４０自体は、上方の埋め戻し土を受け止める機能は有しておらず、受圧領域２４４の浮上抑止力（押し下げ力）を、張出し体２０２に伝達する部材として機能する。
【００６６】
この第３実施形態の浮上抑制構造では、図１１に示されるように、外径の小さい抑制体延長領域２４０の上方に、外径の大きい受圧領域２４４が配置される。この結果、浮上抑制体２０３の下面側は、中心側が深くなり、且つ外側が浅くなるような２段以上の高さを有する形状となる。この結果、抑制体延長領域２４０が、上下方向の延長部材として機能し、張出し体２０２の周囲に地下埋設物Ｘが存在している場合でも、この地下埋設物と浮上抑制体２０３との干渉を回避することができる。なお、ここでは抑制体延長領域２４０（延長体２０３Ａ）が環状構造に形成される場合に限って示したが、例えば、図１４に示されるように、抑制体延長領域２４０を柱状部材２４１で構成することも可能である。この場合、受圧領域２４４（受圧体２０３Ｂ）には、柱状部材２４１の上端を収容する為の凹部２４８を設けておく。一方、柱状部材２４１の下端側には、張出し体２０２を収容するため収容部２３１を形成しておく。このようにすることで、抑制体延長領域２４０の柱状部材２４１の長さを調整するだけで、受圧領域２４４の設置高さを変更することができ、地下埋設物Ｘとの干渉を柔軟に回避することが可能となる。なお、この第３実施形態では、抑制体延長領域２４０と受圧領域２４４が別体となっている場合を示したが、これらが予め一体化されていても良い。
【００６７】
この第３実施形態の浮上防止構造の施工手順を図１１を参照して説明する。まず、設置されているマンホール２０１の周囲の地面Ｇを掘り起して、マンホール２０１の直壁部２１０を露出させる（掘削工程）。ここでは、マンホール２０１の周囲となる第１坑を掘削する。第１坑の掘り起す範囲は、例えば、マンホール１の周囲１３０ｃｍ×１３０ｃｍ程度とし、１２０ｃｍ程度の深さまでとする。これにより、第１坑ではマンホール１の直壁部２１０が露出する。
【００６８】
直壁部２１０が露出したら、掘り起した第１坑の底面である地盤Ｆ１を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ１を形成する。支持部Ｓ１は、張出し体２０２を固定する際に利用する。
【００６９】
次いで、環状バンド２２０を直壁部２１０に取り付けることで、マンホール２０１に張出し体２０２を形成する（張出し体形成工程）。なお、環状バンド２２０は、平らにならした地盤Ｆ１にその下辺が接するように配置し、ボルト２２４及びナット２２５により直壁部２１０に締付固定する。
【００７０】
その後、地盤Ｆ１の支持部Ｓ１を利用して延長体２０３Ａを配置する（延長部設置工程）。これにより、抑制体延長領域２４０が形成されることになる。この際、延長体２０３Ａと張出し体２０２の間には上下方向の空隙２０４が形成されるようにする。
【００７１】
その後、第１坑における延長体２０３Ａの周囲を、所定高さまで埋め戻して第２坑とする。なお、第２坑の範囲は、例えば、マンホール１の周囲２００ｃｍ×２００ｃｍ程度とし、８０ｃｍ程度の深さまでとする。従って、第１坑を約４０ｃｍ埋め戻すことになる。このように第２坑を浅くすることで、マンホール２０１の直壁部２１０の近辺に、地下埋設物Ｘが存在しても、それとの干渉を回避できる。更に、第２坑の底面である地盤Ｆ２を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ２を形成する（第１埋戻し工程）。この支持部Ｓ２は、浮上抑制体２０３の受圧領域２４４を保持するために利用する。
【００７２】
なお、支持部Ｓ２は、マンホール２０１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。
【００７３】
地盤Ｆ２に形成した支持部Ｓ２に受圧体２０３Ｂを設置して、受圧体２０３Ｂと延長体２０３Ａを当接させる。これにより、受圧領域２４４が形成されて、抑制体延長領域２４０と共に、張出し体２０２の上方を覆う環状の浮上抑制体が形成される（浮上抑制体設置工程）。この際、充分に締め固めた支持部Ｓ２は、浮上抑制体２０３が沈下するのを防止すると共に浮上抑制体２０３の高さ位置を規定する。この結果、浮上抑制体２０３の下面と、張出し体２０２の間に上下方向の空隙２０４が形成される。なお、この空隙２０４の高さは、１ｃｍ乃至５ｃｍ程度に設定する。
【００７４】
最後に、埋め戻し土や下層路盤、上層路盤などを、それぞれ充分に締め固めながら順に埋め戻す（第２埋戻し工程）。なお、ここでは特に図示しないが、埋め戻し作業の際には、浮上抑制体２０３と直壁部２１０の間の環状の隙間２０５にウレタンフォームなどのパッキン材を設けて、埋め戻し土などが隙間２０５に進入して、隙間２０５及び空隙２０４が埋まらないようにする。
【００７５】
次に図１５及び図１６を参照して本発明の第４実施形態に係るマンホール３０１の浮上防止構造について説明する。なお、第４実施形態においては、第３実施形態と共通又は類似する部分についての説明は省略し、第３実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第３実施形態と同一又は類似する部品・部材については、図や文中の符号の下二桁を一致させることで、同部品・部材の説明を省略する。
【００７６】
第４実施形態では、主として、浮上抑制体３０３の構造が第３実施形態と異なっている。浮上抑制体３０３は、張出し体３０２に対して上下方向の空隙３０４を形成した状態で配置される抑制体延長領域３４０と、抑制体延長領域３４０の上方に設けられて半径方向外側に拡張されている受圧領域３４４と、この抑制体延長領域３４０と受圧領域３４４の間に配置される抑制体調整領域３４２とを備える。ここでは、抑制体延長領域３４０は延長体３０３Ａにより、受圧領域３４４は受圧体３０３Ｂにより、抑制体調整領域３４２は調整体３０３Ｃにより構成されている。
【００７７】
延長体３０３Ａは、分周した下側重錘部材３４０Ａを周方向に並べて連結することで環状構造となる。各下側重錘部材３４０Ａは、その下面３４０Ｂが、張出し体３０２の凸状部３２２及び連結部３２３、３２３と上下方向に隙間を有した状態で配置される。延長体３０３Ａの内径は、マンホール３０１の直壁部３１０の外径よりも大きく設定され、延長体３０３Ａの外径は、受圧体３０３Ｂの外径よりも大幅に小さく設定されている。また、延長体３０３Ａの上面には係合用突起３４０Ｄが形成されており、調整体３０３Ｃ側に形成される凹部と半径方向及び周方向に係合する。
【００７８】
調整体３０３Ｃは、分周した中間重錘部材３４２Ａを周方向に並べて連結することで環状構造となる。各中間重錘部材３４２Ａの下面３４２Ｂは、延長体３０３Ａの上面３４０Ｃと当接する。中間重錘部材３４２Ａの上面３４２Ｃには、係合用突起３４２Ｄが形成されており、受圧体３０３Ｂ側に形成される凹部と半径方向及び周方向に係合する。調整体３０３Ｃの内径は、マンホール３０１の直壁部３１０の外径よりも大きく設定され、調整体３０３Ｃの外径は、受圧体３０３Ｂの外径よりも大幅に小さく設定されている。即ち、これらの延長体３０３Ａ及び調整体３０３Ｃ自体は、上方の埋め戻し土を受け止める機能は有しておらず、受圧体３０３Ｂの浮上抑止力（押し下げ力）を、張出し体３０２に伝達する伝達部材として機能するものである。
【００７９】
なお本実施形態では、抑制体延長領域３４０（延長体３４０Ａ）と抑制体調整領域３４２（調整体３０３Ｃ）が同一部材によって構成されている。従って、部材の共有化によって製造コストが削減されると共に、抑制体調整領域３４２の段数を増やしたり、抑制体調整領域３４２を省略したりすることで、受圧領域３４４の設置高さを自在に変更できる。
【００８０】
この第４実施形態の浮上抑制構造では、抑制体延長領域３４０と受圧領域３４４の間に、抑制体調整領域３４２が挿入される。従って、この抑制体調整領域３４２が、上下方向の高さの不足を補い補助延長部材として機能するので、張出し体３０２の周囲に地下埋設物Ｘが存在している場合でも、この地下埋設物と浮上抑制体３０３との干渉を回避することができる。
【００８１】
以上、本第１及び第２実施形態では、張出し体側に上下方向の延長部が設けられる場合を例示し、第３及び第４実施形態では、浮上抑制体側に上下方向の延長部が設けられる場合を例示したが、本発明はこれらに限定されない。この第１及び第２実施形態と、第３及び第４実施形態を組み合わせて、張出し体と浮上抑制体の双方に延長部が設けられる構造とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、マンホールの浮上抑制技術に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態に係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】同浮上防止構造における張出し体の環状バンドの斜視図である。
【図３】同張出し体における基台領域及び張出し体延長領域の断面図である。
【図４】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【図５】同浮上抑制体の他の例を示す斜視図である。
【図６】同浮上防止構造の要部拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係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８】同浮上防止構造における張出し体の環状バンドの斜視図である。
【図９】同張出し体における張出し体延長領域の斜視図である。
【図１０】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係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１２】同浮上防止構造の張出し体の斜視図である。
【図１３】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【図１４】同浮上防止構造における浮上抑制体の他の例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係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１６】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、１０１、２０１、３０１ マンホール
２、１０２、２０２、３０２ 張出し体
２Ａ、１０２Ａ 基台領域
２Ｂ、１０２Ｂ 張出し体延長領域
２０、１２０、２２０、３２０ 環状バンド
３、１０３、２０３、３０３ 浮上抑制体
２４０、３４０ 抑制体延長領域
２４４、３４４ 受圧領域
Ｆ１、Ｆ２ 地盤
Ｇ 地面
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 支持部
Ｘ 地下埋設物
【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、大きな問題となっている。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。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。
【０００４】
特許文献１に記載の方法は、マンホールの外周部に張出し体を設置し、張出し体を浮上抑制体で覆うようにする。この浮上抑制体は、所定の単位体積重量を有すると共に受圧面を有し、この受圧面を所定の深さに配置することで、浮上抑制体の重量及び受圧面にかかる埋め戻し材の重量により、マンホールの浮き上がりを防止できる。
【特許文献１】特開２００８−１１５６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、使用されているマンホールには様々な形状のものが存在する。例えば、最上部の出入口の径に対して、地中側の筒状の直壁部の径が大きくなっており、開口と直壁部の間に逆円錐形状の斜壁部が設けられるようなマンホールが存在する。この種のマンホールの直壁部は、地下１メートルより深い範囲に埋設されることが多い。特許文献１における張出し体は、直壁部に固定することが締結状態の安定性から好ましい。従って、マンホールの周囲を地下１メートル以上掘り下げて直壁部を露出させ、そこに張出し体を固定しなければならない。
【０００６】
一方で、マンホールの周囲には、水道管や電気ケーブル、通信回線等の地下埋設物が接近していることが多い。この地下埋設物は、地下１メートルより深い位置に埋められるのが一般的だが、周囲の環境等によっては、地下１メートル未満の深さに埋設されている場合がある。この場合、マンホールに設置される張出部を覆う浮上抑制体が、この地下埋設物と干渉する可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、マンホールの種類・形状や、周囲の地下埋設物の存在に柔軟に対応可能で、簡易な施工可能とする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】
【０００８】
本発明は、以下の手段によって、上記目的を達成したものである。
【０００９】
上記目的を達成する本発明は、有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し体と、前記マンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、前記張出し体は、前記マンホールの外周部に固定される基台領域と、前記基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域と、を有してなり、前記浮上抑制体は、前記張出し体延長領域の上方に空隙を形成した状態で配置され、地震時において、前記張出し体延長領域を前記浮上抑制体に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記浮上抑制体上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑止することを特徴とする、マンホールの浮上防止構造である。
【００１０】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記張出し体延長領域と前記基台領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記基台領域は有底筒状の台座を有してなり、前記張出し体延長領域は、前記台座に挿入される延長棒を有してなり、前記台座に挿入される前記延長棒の長さを調整することで、前記張出し側延長部の上下方向の延長量を調整可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成する本発明は、有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し体と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、前記浮上抑制体は、前記張出し体に対して上方に空隙を形成した状態で配置され、上下方向に延在する抑制体延長領域と、前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域と、を有してなり、地震時において、前記張出し体を前記抑制体延長領域に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記受圧領域上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑止することを特徴とする、マンホールの浮上防止構造である。
【００１３】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、径方向に相互に係合していることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するマンホールの浮上防止構造は、上記発明において、前記浮上抑制体は、前記抑制体延長領域と前記受圧領域の間に配置されて、上下方向に延在する抑制体調整領域を更に備えること特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成する本発明は、設置されたマンホールの周囲を掘り起して坑を形成する掘削工程と、前記マンホールの外周部に対して、該マンホールと係合する基台領域、及び該基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域を配置することで、張出し体を形成する張出し体形成工程と、前記坑における前記張出し体の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、前記支持部を利用して、前記張出し体の上方を覆う浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、を有してなることを特徴とするマンホールの浮上防止方法である。
【００１７】
上記目的を達成する本発明は、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、前記マンホールの外周部に張出し体を形成する張出し体形成工程と、前記張出し体の上方において上下方向に延在する抑制体延長領域を設置する延長部設置工程と、前記坑における前記抑制体延長部の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域を配置することで、前記抑制体延長領域及び前記受圧領域により浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、を有してなることを特徴とするマンホールの浮上防止方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、マンホールの種類によって、張出部を地下深くに埋設しなければならない状況や、マンホールの周囲に地下埋設物が存在している場合であっても、この張出部と浮上抑制体を自在に設置することが可能となる。この結果、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体を浮上抑制体に衝突させることができる。したがって、この張出し体を介して、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、受圧面に上載する土砂等の荷重がマンホールに掛かり、マンホールの浮き上がりを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１〜図６を参照して本発明の第１実施形態に係るマンホール１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、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を所定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。
【００２０】
マンホール１は有底の筒状体で、下水管などの管渠１３が底側に接続される。マンホール１は、管渠１３の会合や方向転換をするために設置される他、作業員が管渠１３などの保守管理作業をするためにも利用される。マンホール１は、上端の頂部に形成される出入口９と、作業空間を確保するための所定の広さを有する円筒形状の直壁部１０と、出入口９から直壁部１０の間に配置されて、マンホール１の内径を下方に向かって拡張する斜壁を備えた斜壁部１１とからなる。なお、この斜壁部１１は、頭部がカットされたような円錐形状となっており、且つその円錐の中心が偏心している。なお、本実施形態ではマンホールが偏心しているものを例示するが、本発明はこれに限定されない。
【００２１】
出入口９は、斜壁部１１の上端が開口することで形成されており、この出入口９には蓋１２が設置されている。また、特に図示しないが、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が設けられている。
【００２２】
このマンホール１の外周部には、張出し体２が設けられている。この張出し体２は、マンホール１の外周に固定される基台領域２Ａと、基台領域２Ａの上方に設けられて上下方向に延在する張出し体延長領域２Ｂを有している。
【００２３】
基台領域２Ａは、図２に示されるように、直壁部１０に取り付けられる環状バンド２０と、この環状バンド２０の周面に設置される有底筒状の台座２７を備える。本実施形態で基台領域２Ａとは、環状バンド２０と同じ高さとなる部分を意味している。一方、張出し体延長領域２Ｂは、この基台領域２Ａから上方に延びている部分を意味している。台座２７の一部は、帯板２１から上方側に突出していることから、その突出部分については、張出し体延長領域２Ｂを構成していることになる。この環状バンド２０は、円弧状に湾曲した帯板２１を連結して環状に形成される。この帯板２１は、両端が折り曲げられることで連結部２３、２３が形成されている。この連結部２３、２３には、ボルト２４を通す通孔（図示せず）が設けられている。また、台座２７は、各帯板２１の中央にそれぞれ設置されている。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により締結すると、帯板２１が直列に連結されて、環状バンド２０となる。
【００２４】
環状バンド２０は、ボルト２４とナット２５の緊締力により、マンホール１の直壁部１０に締付け固定される。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。なお、本実施形態では、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、各帯板２１には一つの台座２７が形成されているが、台座２７の数は限定されず、例えば、各帯板２１に二つ以上の台座２７を形成してもよい。
【００２５】
張出し体延長領域２Ｂは、図３に拡大して示されるように、台座２７における帯板２１から上方側に突出している部分と、この台座２７に挿入される延長棒２８と、この延長棒２８の上端に設けられる当接部２９を有する。延長棒２８の下端は、台座２７の底面２７Ａに当接する。この構造によって、張出し体延長領域２Ｂと基台領域２Ａは分離自在となっており、延長棒２８の長さを適宜調整することで、張出し側延長部２Ｂの上下方向の拡張量Ｈを自在に調整できる。当接部２９は、地震時においてマンホール１と共に浮上しようとすると、後述する浮上抑制体３に当接するようになっている。
【００２６】
図１に戻って、マンホール１の周囲には浮上抑制体３が設置される。この浮上抑制体３は、張出し体２の上方を覆うようになっており、更に、張出し体延長領域２Ｂに対して上下方向に空隙４が形成されている。
【００２７】
浮上抑制体３は、マンホール１とは別体であり、図４に示されるように、分周した重錘部材３０を並べて連結することで環状構造となる。この結果、マンホール１の斜壁部１１の近辺を囲むようになっている。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とする。この受圧面３２が地面に露出しない深さに浮上抑制体３を配置する。受圧面３２は、上載される土砂（埋め戻し土）によっ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。その為に、受圧面３２は、相応の上面投影面積を持つように形成する。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、マンホール１と接触しないようにする。一方で、重錘部材３０の下面側は、張出し体延長領域２Ｂの当接部２９と係合（当接）する必要があるため、この当接部２９よりも、重錘部材３０の内径が内側となるようにする。
【００２９】
なお、本実施形態では、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。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。更に本実施形態では、各重錘部材３０の下面側を平面としているが、図５（Ａ）に示すように、各重錘部材３０の下面側において、張出し体延長領域２Ｂに対応する位置に凹状の収容部３１を形成することも好ましい。また図５（Ｂ）に示すように、重錘部材３０の内周側下部に環状の収容用段部３３を形成してもよい。このように、各重錘部材３０の下面側に段差を形成することで、浮上抑制体３と張出し体延長領域２Ｂが、上下方向に加えて半径方向や周方向に係合可能となる。
【００３０】
図６は、第１実施形態の浮上防止構造の要部拡大断面図である。マンホール１の直壁部１０及び斜壁部１１と、直壁部１０に設けられた張出し体２と、斜壁部１１の周囲に配置した浮上抑制体３とを示している。
【００３１】
浮上抑制体３は、直壁部１０に設けた張出し体２の張出し体延長領域部２Ｂの上方にに配置される。地盤を固めることで形成される支持部Ｓ２は、環状リング２０よりも高い位置に設定されており、これにより、浮上抑制体３も高い位置に設置される。また張出し体延長領域２Ｂの当接部２９と浮上抑制体３の間には、上下方向の空隙４が形成されるようにする。この空隙４により、地震以外の定常時は、浮上抑制体３や上方の埋め戻し土の荷重が、張出し体２に作用しないようになっている。
【００３２】
本第１実施形態の浮上抑制構造は、上下方向に拡張する張出し体延長領域２Ｂが設けられているので、この分だけ浮上抑制体３を上方の高い位置に設けることが可能となる。この結果、張出し体２の周囲に、通信回線や上水道等の地下埋設物Ｘが存在する場合であっても、それを回避して浮上抑制体３を設置できる。地震時には、浮上抑制体３と張出し体２を接触させて、上記荷重をマンホール１に伝達して、マンホール１の浮上を抑制出来る。
【００３３】
なお、浮上抑制体３と斜壁部１１との間には環状の隙間５が形成される。隙間５は、地震時の振動（横揺れ）によるマンホール１の慣性力が増加することを抑制する。この隙間５の周縁にはパッキン材５０が取り付けられる。このパッキン材５０は、隙間５から埋め戻し土が進入して、空隙４や隙間５が埋まってしまうことを防止する。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ことが好ましい。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と斜壁部１０とが直接衝突して破損するのを防ぐことができる。
【００３４】
次に、本第１実施形態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。
【００３５】
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。ここでは、マンホール１の周囲となる第１坑を掘削する。第１坑の掘り起す範囲は、例えば、マンホール１の周囲１３０ｃｍ×１３０ｃｍ程度とし、１２０ｃｍ程度の深さまでとする。これにより、第１坑ではマンホール１の直壁部１０が露出する。
【００３６】
直壁部１０が露出したら、掘り起した第１坑の底面である地盤Ｆ１を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ１を形成する。支持部Ｓ１は、張出し体２を固定する際に利用する。具体的に、支持部Ｓ１上において、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に基台領域２Ａを固定し、更に、この基台領域２Ａの台座２７内に張出し体延長領域２Ｂを挿入することで、張出し体２を形成する（張出部形成工程）。
【００３７】
なお、環状バンド２０は、平らにならした地盤Ｆ１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。張出し体延長領域２Ｂは、例えば、地盤Ｆ１を基準にして上方に３５ｃｍ程度の高さとなるように形成する。また、張出し体２は、マンホール１から半径方向外側に５ｃｍ乃至１５ｃｍほど拡張している。なお、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）を挟むようにして取り付けてもよい。弾性部材を介することで、簡便な方法により、環状バンド２０を確実に締付固定して、マンホール１とのずれを防止することができる。
【００３８】
張出し体２を形成した後、この張出し体２の周囲を所定高さまで埋め戻して、第１坑よりも浅い第２坑とする。更に、第２坑の底面である地盤Ｆ２を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ２を形成する（第１埋戻し工程）。この際、便宜上図示していないが、上端の当接部２９の周囲を除き、張出し体２そのものが地盤Ｆ２によって埋め尽くされる。この支持部Ｓ２は、浮上抑制体３を保持するために利用する。なお、支持部Ｓ２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。埋め戻して形成する第２坑の範囲は、例えば、マンホール１の周囲２００ｃｍ×２００ｃｍ程度とし、８０ｃｍ程度の深さまでとする。従って、第２坑を形成するための埋め戻し量は、約４０ｃｍとなる。このように、第２坑を浅くしたのは、マンホール１の直壁部１０の近辺に、地下埋設物Ｘが存在するからである。
【００３９】
その後、地盤Ｆ２に形成した支持部Ｓ２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）。この際、充分に締め固めた支持部Ｓ２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の高さ位置を規定する。この結果、浮上抑制体３の下面と、張出し体２の当接部２９の間に上下方向の空隙４が形成される（浮上抑制体載置工程）。なお、この空隙４の高さは１ｃｍ乃至５ｃｍ程度に設定する。この結果、浮上抑制体３は、張出し体２の上方を覆う状態となる。
【００４０】
このとき、重錘部材３０の下面側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Ｓ２とかみ合って、浮上抑制体３の設置時の安定性が向上する。
【００４１】
最後に、埋め戻し土や下層路盤、上層路盤などを、それぞれ充分に締め固めながら順に埋め戻す（第２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を設ける。これにより、埋め戻し土などが隙間５に進入して、隙間５及び空隙４が埋まらないようにする。
【００４２】
なお、ここでは特に図示しないが、空隙４や隙間５の全体に、弾性変形可能なパッキン材５０を挿入してもよい。浮上抑制体３とマンホール１との間や、浮上抑制体３と張出し体２の間の緩衝材としてパッキン材５０を機能させることもできる。
【００４３】
また、特に図示しないが、隙間５等への土砂流入防止構造を有するために、浮上抑制体３の上にシート状の土砂保持具を設けてもよい。土砂保持具は、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。この土砂保持具により、埋め戻し土の流失を防止する。
【００４４】
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（上面）３２に上載され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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、少なくとも地面より８０ｃｍ程度の深さになるように配置する。また、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。
【００４７】
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。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）。
【００４８】
上記の構成によれば、張出し体２において張出し体延長領域２Ｂが設けられるので、浮上抑制体３を、基台領域２Ａよりも上方に配置することが可能となる。従って、張出し体２の周囲に地下埋設物Ｘが存在しても、これを回避しながら、浮上抑制体３を設置できる。この結果、マンホール１の周囲の状況に依存することなく、この浮上抑制構造を簡便に施工できる。従って、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１などが浮力を受けても、張出し体延長領域２Ｂが浮上抑制体３と上下方向に衝突し、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。また、張出し体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。
【００４９】
さらに上記構成によれば、張出し体延長領域２Ｂが、基台領域２Ａに対して着脱自在となっている。具体的には、基台領域２Ａの台座２７に対して、張出し体延長領域２Ｂの延長棒２８を挿入する構造となっているので、この延長棒２８の長さを変更すれば、基台領域２Ａと浮上抑制体３との段差、即ち第１坑と第２坑の段差に柔軟に適応することが可能となる。また、第２坑を浅くすることが出来るので、掘削作業負担が軽減され、工期を短縮することも可能になる。
【００５０】
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。特に、施工が難しいと考えられる空隙４の形成に関しては、張出し体延長領域２Ｂの高さを調整することで、この空隙４を微調整することが可能となっている。この結果、再施工作業等が無くなり、作業負担を軽減することが出来る。
【００５１】
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１の設置深さは高精度に決められている。従って、空隙４を適切に確保するように施工して、マンホール１の沈下に影響を与えないことが重要である。本実施形態によれば、空隙４の高精度に確保することが簡単にできるめ、マンホールの沈下に影響を与えることない。
【００５２】
次に図７〜図１０を参照して本発明の第２実施形態に係るマンホール１０１の浮上防止構造について説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と共通又は類似する部分についての説明は省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第１実施形態と同一又は類似する部品・部材については、図や文中の符号の下二桁を一致させることで、同部品・部材の説明を省略する。
【００５３】
第２実施形態では、主として、張出し体１０２の基台領域１０２Ａ及び張出し体延長領域１０２Ｂの構造が、第１実施形態と異なっている。図８に拡大して示されるように、基台領域１０２Ａは、直壁部１１０に取り付けられる環状バンド１２０と、この環状バンド１２０の周面に半径方向外側に突出する板状の台座１２８を備える。なお、環状バンド１２０の連結部１２３、１２３も、ここでは台座として機能している。
【００５４】
張出し体延長領域１０２Ｂは、図９に拡大して示されるようなリング状延長部材１２９によって構成されている。このリング状延長部材１２９は、基台領域１０２Ａの台座１２８の上に配置されるリング部材である。具体的にリング状延長部材１２９は、円筒部材１２９Ａと、円筒部材１２９Ａの下側縁に連結される下側支持リング１２９Ｂと、円筒部材１２９Ｂの上側縁に連結される上側支持リング１２９Ｃと、円筒部材１２９Ａの外周に配置される補強リブ１２９Ｄを備えて構成されている。下側支持リング１２９Ｂは、基台領域１０２Ａの台座１２８に当接する。上側支持リング１２９Ｃは、地震時においてマンホール１０１と共に浮上しようとする際に浮上抑制体１０３と衝突する。この結果、張出し体延長領域１０２Ｂ（リング状延長部材１２９）と基台領域１０２Ａ（環状バンド１２０）は分離自在となっている。従って、予め複数の延長量（高さ）Ｈのリング状延長部材１２９を用意しておけば、張出し体延長領域１０２Ｂの延長量Ｈを自在に調整できる。
【００５５】
浮上抑制体１０３は、図１０に示されるように、分周した重錘部材１３０を並べて連結することで環状構造に形成される。この重錘部材１３０の下面における内周縁には、下側に突出する環状の係合突起１３２が形成されている。この係合突起１３０Ａは、図７に示されるように、張出し体延長領域１０２Ｂの内周側に隙間１０６を空けて挿入される。従って、地震時において、係合突起１３０Ａが張出し体延長領域１０２Ｂと半径方向に係合するようになっている。
【００５６】
本第２実施形態のマンホール１０１の浮上防止構造によれば、張出し体延長領域１０２Ｂが上下方向に延在することになるので、環状バンド１２０の固定位置に対して、浮上抑制体１０３を上方に配置することが可能となる。従って、環状バンド１２０の周囲に地下埋設物Ｘが存在していても、この地下埋設物Ｘとの干渉を回避しながら、浮上抑制体１０３を設置できる。また、張出し体延長領域１０２Ｂの上側支持リング１２９Ｃが環状の当接面を有するので、浮上抑制体１０３の下側面１３０Ｂに対して広範囲に面接触できるので、地震時において浮上抑制体１０３からの浮上抑止力（押し下げ力）を確実にリング１２０（マンホール１０１）に伝達できる。
【００５７】
次に図１１〜図１４を参照して本発明の第３実施形態に係るマンホール２０１の浮上防止構造について説明する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態と共通又は類似する部分についての説明は省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第１実施形態と同一又は類似する部品・部材については、図や文中の符号の下二桁を一致させることで、同部品・部材の説明を省略する。
【００５８】
第３実施形態では、主として、張出し体２０２と浮上抑制体２０３の構造が第１実施形態と異なっている。図１２に拡大して示されるように、張出し体２０２は、直壁部２１０に取り付けられる環状バンド２２０と、この環状バンド２２０の周面に半径方向外側に突出する板状の凸状部２２２を備える。この凸状部２２２は、マンホール２０１に対して半径方向外側に張り出す機能を有しており、地震時に、その上縁を浮上抑制体２０３に衝突させて、マンホール２０１の浮上を防止する。なお、環状バンド２２０の連結部２２３、２２３も、凸状部２２２と同様に機能する。
【００５９】
浮上抑制体２０３は、図１３に示されるように、延長体２０３Ａと受圧体２０３Ｂを備える。延長体２０３Ａは、マンホール２０１とは別体であり、上下方向に厚みを有して延在される環状部材となる。この延長体２０３Ａは、分周した下側重錘部材２４０Ａを周方向に並べて連結することで環状構造となる。各下側重錘部材２４０Ａの下面側における、張出し体２０２の凸状部２２２及び連結部２２３、２２３に対応する位置には、凹状の収容部２３１が形成される。この収容部２３１は、凸状部２２２及び連結部２２３、２２３を非接触状態で、即ち、上下方向、周方向及び径方向に隙間を有した状態で収容する。延長体２０３Ａの内径は、マンホール１の直壁部２１０の外径よりも大きく設定され、両者の間に隙間２０５が形成されている（図１１参照）。
【００６０】
受圧体２０３Ｂは、マンホール２０１とは別体であり、分周した上側重錘部材２４４Ａを並べて連結することで環状構造となる。この受圧体２０３Ｂは、マンホール２０１の斜壁部２１１の近辺を囲むようになっている。上側重錘部材２４４Ａ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。
【００６１】
また、上側重錘部材２４４Ａ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２３２とする。浮上抑制体２０３は、この受圧面２３２が地面に露出しない深さに配置される。受圧面２３２は、上載される土砂（埋め戻し土）によっ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。その為に、受圧面２３２は、相応の上面投影面積を持つように形成する。上側重錘部材２４４Ａの内径は、マンホール２０１の外径よりも大きく形成して、マンホール２０１と接触しないようにする。受圧体２０３Ｂの外径は、延長体２０３Ａの外径よりも大きい。これは、受圧面２３２を充分広く確保するためである。
【００６２】
受圧体２０３Ｂの下面における内周縁近傍には、上方側に凹んだ収容凹部２４６が形成されており、この収容凹部２４６の天井面は、延長体２０３Ａの上面と当接するための環状の伝達面２４５となっている。また、この収容凹部２４６の内周壁は、延長体２０３Ａと半径方向に係合する。つまり、収容凹部２４６によって形成される収容空間内に、延長体２０３Ａの上部が収容される。
【００６３】
受圧体２０３Ｂ（上側重錘部材２４４Ａ）の下面には、被支持面２４７が形成される。この被支持面２４７は、掘り起こした第２坑の底を充分に締め固めて形成される支持部Ｓ２によって支持される。この被支持面２４７は、張出し体２０２よりも上方に配置されている。
【００６４】
以上の構成により、張出し体２０２に対して上下方向の空隙２０４を形成した状態で、上下方向に延びるように配置される抑制体延長領域２４０と、抑制体延長領域２４０の上方に設けられて半径方向外側に拡張される受圧領域２４４とを備えることになる。なお、延長体２０３Ａの上方側の一部は、受圧体２０３Ｂの収容凹部２４６内に収容されることから、その部分については、受圧体２０３Ｂと一緒になって受圧領域２４４を構成している。一方、延長体２０３Ａにおける受圧体２０３Ｂよりも下方側に突出している部分は、抑制体延長領域２４０を構成している。
【００６５】
従って、抑制体延長領域２４０の外径は受圧領域２４４の外径よりも大幅に小さく設定されている。即ち、この抑制体延長領域２４０自体は、上方の埋め戻し土を受け止める機能は有しておらず、受圧領域２４４の浮上抑止力（押し下げ力）を、張出し体２０２に伝達する部材として機能する。
【００６６】
この第３実施形態の浮上抑制構造では、図１１に示されるように、外径の小さい抑制体延長領域２４０の上方に、外径の大きい受圧領域２４４が配置される。この結果、浮上抑制体２０３の下面側は、中心側が深くなり、且つ外側が浅くなるような２段以上の高さを有する形状となる。この結果、抑制体延長領域２４０が、上下方向の延長部材として機能し、張出し体２０２の周囲に地下埋設物Ｘが存在している場合でも、この地下埋設物と浮上抑制体２０３との干渉を回避することができる。なお、ここでは抑制体延長領域２４０（延長体２０３Ａ）が環状構造に形成される場合に限って示したが、例えば、図１４に示されるように、抑制体延長領域２４０を柱状部材２４１で構成することも可能である。この場合、受圧領域２４４（受圧体２０３Ｂ）には、柱状部材２４１の上端を収容する為の凹部２４８を設けておく。一方、柱状部材２４１の下端側には、張出し体２０２を収容するため収容部２３１を形成しておく。このようにすることで、抑制体延長領域２４０の柱状部材２４１の長さを調整するだけで、受圧領域２４４の設置高さを変更することができ、地下埋設物Ｘとの干渉を柔軟に回避することが可能となる。なお、この第３実施形態では、抑制体延長領域２４０と受圧領域２４４が別体となっている場合を示したが、これらが予め一体化されていても良い。
【００６７】
この第３実施形態の浮上防止構造の施工手順を図１１を参照して説明する。まず、設置されているマンホール２０１の周囲の地面Ｇを掘り起して、マンホール２０１の直壁部２１０を露出させる（掘削工程）。ここでは、マンホール２０１の周囲となる第１坑を掘削する。第１坑の掘り起す範囲は、例えば、マンホール１の周囲１３０ｃｍ×１３０ｃｍ程度とし、１２０ｃｍ程度の深さまでとする。これにより、第１坑ではマンホール１の直壁部２１０が露出する。
【００６８】
直壁部２１０が露出したら、掘り起した第１坑の底面である地盤Ｆ１を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ１を形成する。支持部Ｓ１は、張出し体２０２を固定する際に利用する。
【００６９】
次いで、環状バンド２２０を直壁部２１０に取り付けることで、マンホール２０１に張出し体２０２を形成する（張出し体形成工程）。なお、環状バンド２２０は、平らにならした地盤Ｆ１にその下辺が接するように配置し、ボルト２２４及びナット２２５により直壁部２１０に締付固定する。
【００７０】
その後、地盤Ｆ１の支持部Ｓ１を利用して延長体２０３Ａを配置する（延長部設置工程）。これにより、抑制体延長領域２４０が形成されることになる。この際、延長体２０３Ａと張出し体２０２の間には上下方向の空隙２０４が形成されるようにする。
【００７１】
その後、第１坑における延長体２０３Ａの周囲を、所定高さまで埋め戻して第２坑とする。なお、第２坑の範囲は、例えば、マンホール１の周囲２００ｃｍ×２００ｃｍ程度とし、８０ｃｍ程度の深さまでとする。従って、第１坑を約４０ｃｍ埋め戻すことになる。このように第２坑を浅くすることで、マンホール２０１の直壁部２１０の近辺に、地下埋設物Ｘが存在しても、それとの干渉を回避できる。更に、第２坑の底面である地盤Ｆ２を平らにならし、充分に締め固めて支持部Ｓ２を形成する（第１埋戻し工程）。この支持部Ｓ２は、浮上抑制体２０３の受圧領域２４４を保持するために利用する。
【００７２】
なお、支持部Ｓ２は、マンホール２０１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。
【００７３】
地盤Ｆ２に形成した支持部Ｓ２に受圧体２０３Ｂを設置して、受圧体２０３Ｂと延長体２０３Ａを当接させる。これにより、受圧領域２４４が形成されて、抑制体延長領域２４０と共に、張出し体２０２の上方を覆う環状の浮上抑制体が形成される（浮上抑制体設置工程）。この際、充分に締め固めた支持部Ｓ２は、浮上抑制体２０３が沈下するのを防止すると共に浮上抑制体２０３の高さ位置を規定する。この結果、浮上抑制体２０３の下面と、張出し体２０２の間に上下方向の空隙２０４が形成される。なお、この空隙２０４の高さは、１ｃｍ乃至５ｃｍ程度に設定する。
【００７４】
最後に、埋め戻し土や下層路盤、上層路盤などを、それぞれ充分に締め固めながら順に埋め戻す（第２埋戻し工程）。なお、ここでは特に図示しないが、埋め戻し作業の際には、浮上抑制体２０３と直壁部２１０の間の環状の隙間２０５にウレタンフォームなどのパッキン材を設けて、埋め戻し土などが隙間２０５に進入して、隙間２０５及び空隙２０４が埋まらないようにする。
【００７５】
次に図１５及び図１６を参照して本発明の第４実施形態に係るマンホール３０１の浮上防止構造について説明する。なお、第４実施形態においては、第３実施形態と共通又は類似する部分についての説明は省略し、第３実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第３実施形態と同一又は類似する部品・部材については、図や文中の符号の下二桁を一致させることで、同部品・部材の説明を省略する。
【００７６】
第４実施形態では、主として、浮上抑制体３０３の構造が第３実施形態と異なっている。浮上抑制体３０３は、張出し体３０２に対して上下方向の空隙３０４を形成した状態で配置される抑制体延長領域３４０と、抑制体延長領域３４０の上方に設けられて半径方向外側に拡張されている受圧領域３４４と、この抑制体延長領域３４０と受圧領域３４４の間に配置される抑制体調整領域３４２とを備える。ここでは、抑制体延長領域３４０は延長体３０３Ａにより、受圧領域３４４は受圧体３０３Ｂにより、抑制体調整領域３４２は調整体３０３Ｃにより構成されている。
【００７７】
延長体３０３Ａは、分周した下側重錘部材３４０Ａを周方向に並べて連結することで環状構造となる。各下側重錘部材３４０Ａは、その下面３４０Ｂが、張出し体３０２の凸状部３２２及び連結部３２３、３２３と上下方向に隙間を有した状態で配置される。延長体３０３Ａの内径は、マンホール３０１の直壁部３１０の外径よりも大きく設定され、延長体３０３Ａの外径は、受圧体３０３Ｂの外径よりも大幅に小さく設定されている。また、延長体３０３Ａの上面には係合用突起３４０Ｄが形成されており、調整体３０３Ｃ側に形成される凹部と半径方向及び周方向に係合する。
【００７８】
調整体３０３Ｃは、分周した中間重錘部材３４２Ａを周方向に並べて連結することで環状構造となる。各中間重錘部材３４２Ａの下面３４２Ｂは、延長体３０３Ａの上面３４０Ｃと当接する。中間重錘部材３４２Ａの上面３４２Ｃには、係合用突起３４２Ｄが形成されており、受圧体３０３Ｂ側に形成される凹部と半径方向及び周方向に係合する。調整体３０３Ｃの内径は、マンホール３０１の直壁部３１０の外径よりも大きく設定され、調整体３０３Ｃの外径は、受圧体３０３Ｂの外径よりも大幅に小さく設定されている。即ち、これらの延長体３０３Ａ及び調整体３０３Ｃ自体は、上方の埋め戻し土を受け止める機能は有しておらず、受圧体３０３Ｂの浮上抑止力（押し下げ力）を、張出し体３０２に伝達する伝達部材として機能するものである。
【００７９】
なお本実施形態では、抑制体延長領域３４０（延長体３４０Ａ）と抑制体調整領域３４２（調整体３０３Ｃ）が同一部材によって構成されている。従って、部材の共有化によって製造コストが削減されると共に、抑制体調整領域３４２の段数を増やしたり、抑制体調整領域３４２を省略したりすることで、受圧領域３４４の設置高さを自在に変更できる。
【００８０】
この第４実施形態の浮上抑制構造では、抑制体延長領域３４０と受圧領域３４４の間に、抑制体調整領域３４２が挿入される。従って、この抑制体調整領域３４２が、上下方向の高さの不足を補い補助延長部材として機能するので、張出し体３０２の周囲に地下埋設物Ｘが存在している場合でも、この地下埋設物と浮上抑制体３０３との干渉を回避することができる。
【００８１】
以上、本第１及び第２実施形態では、張出し体側に上下方向の延長部が設けられる場合を例示し、第３及び第４実施形態では、浮上抑制体側に上下方向の延長部が設けられる場合を例示したが、本発明はこれらに限定されない。この第１及び第２実施形態と、第３及び第４実施形態を組み合わせて、張出し体と浮上抑制体の双方に延長部が設けられる構造とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、マンホールの浮上抑制技術に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態に係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】同浮上防止構造における張出し体の環状バンドの斜視図である。
【図３】同張出し体における基台領域及び張出し体延長領域の断面図である。
【図４】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【図５】同浮上抑制体の他の例を示す斜視図である。
【図６】同浮上防止構造の要部拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係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８】同浮上防止構造における張出し体の環状バンドの斜視図である。
【図９】同張出し体における張出し体延長領域の斜視図である。
【図１０】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係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１２】同浮上防止構造の張出し体の斜視図である。
【図１３】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【図１４】同浮上防止構造における浮上抑制体の他の例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係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１６】同浮上防止構造における浮上抑制体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、１０１、２０１、３０１ マンホール
２、１０２、２０２、３０２ 張出し体
２Ａ、１０２Ａ 基台領域
２Ｂ、１０２Ｂ 張出し体延長領域
２０、１２０、２２０、３２０ 環状バンド
３、１０３、２０３、３０３ 浮上抑制体
２４０、３４０ 抑制体延長領域
２４４、３４４ 受圧領域
Ｆ１、Ｆ２ 地盤
Ｇ 地面
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 支持部
Ｘ 地下埋設物
【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体と、前記マンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、
前記張出し体は、
前記マンホールの外周部に固定される基台領域と、
前記基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域と、を有してなり、
前記浮上抑制体は、前記張出し体延長領域の上方に空隙を形成した状態で配置され、
地震時において、前記張出し体延長領域を前記浮上抑制体に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記浮上抑制体上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑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】
前記張出し体延長領域と前記基台領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする、
請求項１に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項３】
前記基台領域は有底筒状の台座を有してなり、
前記張出し体延長領域は、前記台座に挿入される延長棒を有してなり、
前記台座に挿入される前記延長棒の長さを調整することで、前記張出し側延長部の上下方向の延長量を調整可能とされていることを特徴とする、
請求項２に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項４】
有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し体と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、
前記浮上抑制体は、
前記張出し体に対して上方に空隙を形成した状態で配置され、上下方向に延在する抑制体延長領域と、
前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域と、を有してなり、
地震時において、前記張出し体を前記抑制体延長領域に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記受圧領域上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑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５】
前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする、
請求項４に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項６】
前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、径方向に相互に係合していることを特徴とする、
請求項５に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項７】
前記浮上抑制体は、
前記抑制体延長領域と前記受圧領域の間に配置されて、上下方向に延在する抑制体調整領域を更に備えること特徴とする、
請求項４、５又は６に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項８】
設置されたマンホールの周囲を掘り起して坑を形成する掘削工程と、
前記マンホールの外周部に対して、該マンホールと係合する基台領域、及び該基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域を配置することで、張出し体を形成する張出し体形成工程と、
前記坑における前記張出し体の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、
前記支持部を利用して、前記張出し体の上方を覆う浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、
前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、
を有してなることを特徴とするマンホールの浮上防止方法。
【請求項９】
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、
前記マンホールの外周部に張出し体を形成する張出し体形成工程と、
前記張出し体の上方において上下方向に延在する抑制体延長領域を設置する延長部設置工程と、
前記坑における前記抑制体延長部の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、
前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域を配置することで、前記抑制体延長領域及び前記受圧領域により浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、
前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、
を有してなることを特徴とする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体と、前記マンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、
前記張出し体は、
前記マンホールの外周部に固定される基台領域と、
前記基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域と、を有してなり、
前記浮上抑制体は、前記張出し体延長領域の上方に空隙を形成した状態で配置され、
地震時において、前記張出し体延長領域を前記浮上抑制体に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記浮上抑制体上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑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】
前記張出し体延長領域と前記基台領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする、
請求項１に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項３】
前記基台領域は有底筒状の台座を有してなり、
前記張出し体延長領域は、前記台座に挿入される延長棒を有してなり、
前記台座に挿入される前記延長棒の長さを調整することで、前記張出し側延長部の上下方向の延長量を調整可能とされていることを特徴とする、
請求項２に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項４】
有底筒状構成のマンホールの外周部に設けた張出し体と、このマンホールの周囲に設置されると共に張出し体の上方を覆う浮上抑制体と備え、
前記浮上抑制体は、
前記張出し体に対して上方に空隙を形成した状態で配置され、上下方向に延在する抑制体延長領域と、
前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域と、を有してなり、
地震時において、前記張出し体を前記抑制体延長領域に接触させることで、前記浮上抑制体の重量及び前記受圧領域上の埋め戻し土の重量によって、前記マンホールの浮き上がりを抑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５】
前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、分離可能に構成されていることを特徴とする、
請求項４に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項６】
前記抑制体延長領域と前記受圧領域は、径方向に相互に係合していることを特徴とする、
請求項５に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項７】
前記浮上抑制体は、
前記抑制体延長領域と前記受圧領域の間に配置されて、上下方向に延在する抑制体調整領域を更に備えること特徴とする、
請求項４、５又は６に記載のマンホールの浮上防止構造。
【請求項８】
設置されたマンホールの周囲を掘り起して坑を形成する掘削工程と、
前記マンホールの外周部に対して、該マンホールと係合する基台領域、及び該基台領域の上方において上下方向に延在する張出し体延長領域を配置することで、張出し体を形成する張出し体形成工程と、
前記坑における前記張出し体の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、
前記支持部を利用して、前記張出し体の上方を覆う浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、
前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、
を有してなることを特徴とするマンホールの浮上防止方法。
【請求項９】
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、
前記マンホールの外周部に張出し体を形成する張出し体形成工程と、
前記張出し体の上方において上下方向に延在する抑制体延長領域を設置する延長部設置工程と、
前記坑における前記抑制体延長部の周囲を所定高さまで埋め戻すと共に、埋め戻した面を平らにならして締め固めて、地盤に支持部を設ける第１埋戻し工程と、
前記抑制体延長領域の上方において径方向外側に拡張する受圧領域を配置することで、前記抑制体延長領域及び前記受圧領域により浮上抑制体を設置する抑制体形成工程と、
前記坑を完全に埋め戻す第２埋戻し工程と、
を有してなることを特徴とする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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１２１３８６（Ｐ２０１０−１２１３８６Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９７４７０（Ｐ２００８−２９７４７０）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【特許番号】特許第４３２６５８６号（Ｐ４３２６５８６）
【特許公報発行日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【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２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【特許番号】特許第４３２６５８６号（Ｐ４３２６５８６）
【特許公報発行日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【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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