制振のために地中に配設される制振地盤及びそれを用いた制振工法
【課題】 低振動数帯域の振動に対しても十分な制振効果を得る。
【解決手段】制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなる構造体を含んでなり、次の（１）を満たすものである、制振地盤。（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは該周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）
【解決手段】制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなる構造体を含んでなり、次の（１）を満たすものである、制振地盤。（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは該周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振のために地中に配設される制振地盤及びそれを用いた制振工法に関し、より詳細には、例えば、鉄道や道路、プレス機等を設置した工場基礎構造物などからの周辺地盤への振動伝播の抑制や、振動の伝播による近傍建物等の振動を抑制するため、地中に配設される制振地盤及びそれを用いた制振工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械振動や交通振動によって構造物周辺への振動障害が多発しており、振動障害を防ぐ対策が強く望まれている。とくに軟弱地盤上の杭基礎の場合、振動が軟弱層内へ伝播されてその周辺地盤への影響が大きく、又表層地盤内の固有振動が誘発されることもある。
振動障害を防止する一方法として、振動を発する基礎構造物の周囲にトレンチを設ける場合がある。しかしこの方法では、完全なトレンチを保持することは実際には不可能なため、土留や支保部材を設置する必要があるが、土留などによって制振効果が減少するうえ、トレンチ部分の土地利用ができなくなる欠点がある。
又、剛性の高い地中鉛直壁を、振動を発する基礎構造物の周囲に設置する方法もある。しかしこの方法も水道管などの地下埋設物への対策の必要や、コストが嵩むなどの欠点がある。
【０００３】
本出願人は、上記従来方法の欠点を解消するため、発明の名称を「埋設平板ブロックによる制振方法」として先に特許出願をし（特許文献１参照）、特許された（特許文献２参照）。この特許発明の特徴は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中、或いは基礎構造物の周囲の地中に、周辺地盤より剛性の高い平板ブロックを水平方向に設ける制振方法に於いて、平板ブロックは、基礎構造物の基礎幅と同程度以上の幅と、平板ブロックの幅の１／５程度以上の厚みと、せん断波速度で周辺地盤の３〜５倍以上の剛性とを有し、α・Ｖｓ／４ｆ（但しα＝０．５〜０．８、Ｖｓは地盤のせん断波速度、ｆは振動数）の深さに設置される」ことにある。前記方法は、解析結果や試験結果から、平板ブロックが鉛直壁に比べて制振効果が高いことが判明した。
【０００４】
しかしながら前記方法では、高圧噴射攪拌工法を使用する場合は、土被りが少ないため注入圧により上部が乱れ、機械攪拌工法を使用する場合は、地表面より攪拌を行うためやはり上部が乱れて、いずれの場合も土被り部の乱れを生じる。その結果、地表沈下の発生や、トラフィカビリティの確保が困難で作業性が悪い問題が生じた。
又、平板ブロックを一段のみ設置すると、とくに軟弱層が深い場合、下層部に対する振動抑制効果が少ない。
【０００５】
前記欠点を解消するため本出願人は、発明の名称を「制振及び液状化防止の地盤固結工法」として特許出願をし（特許文献３参照）、既に特許されている（特許文献４参照）。この発明は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方或いは周囲の地中若しくは内部に、地盤固結工法により周辺地盤より高強度の固結地盤を造成し、固結地盤の上層の土被り部を、固結地盤より低強度で改良する」ことに特徴がある。
【０００６】
この固結工法によると、土被り部を低強度改良により制振効果を損なうことなく、地表面沈下の防止とともにトラフィカビリティを確保でき、コスト減、工期短縮を図ることができた。
しかし前記固結工法は、改良容積比率をできるだけ小さくし、固結地盤を構成する各固結体、例えば柱状固結体は、互いに接することなく間隔をおいて造成されていたので、地盤に振動が与えられると、各柱状固結体がそれぞれ単独に振動する。そのため、コスト高にはなるが改良率１００％の完全に連続した平板ブロックに比べて、制振効果が劣るうえ、地盤支持力が弱く不等沈下発生などの危険性があった。
【０００７】
そこで、改良容積比率を小さくしたまま、地盤に振動が与えられたとき，各柱状固結体が単独で振動することを防止するとともに、地盤支持力を増大させて構造物や地盤の不等沈下を防止するため、次のような発明をし「制振及び液状化防止のための地盤固結工法」の名称で特許出願をした（特許文献５参照）。
その特徴は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中、或いは基礎構造物の周囲の地中、若しくは基礎構造物の内部に、周辺地盤より高強度の固結地盤を造成する地盤固結工法に於いて、固結地盤を構成する個々の柱状の固結体は、隣合う固結体と連結されて互いに連続している」ことにある。
【０００８】
また、同様に、改良容積比率を小さくしたまま、地盤に振動が与えられたとき，各柱状固結体が単独で振動することを防止するとともに、地盤支持力を増大させて構造物や地盤の不等沈下を防止するため、次のような発明をし「制振及び液状化防止のための地盤固結工法」の名称で特許出願をした（特許文献６参照）。
その特徴は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中、或いは基礎構造物の周囲の地中、若しくは基礎構造物の内部に、周辺地盤より高強度の固結地盤を造成する地盤固結工法に於いて、固結地盤を構成する個々の柱状の固結体は、隣合う固結体とＸ状に交差して連結されて互いに連続している」ことにある。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３８２９号公報
【特許文献２】特許第２８５０１８７号公報
【特許文献３】特開平８−７４２８１号公報
【特許文献４】特許第２７６４６９６号公報
【特許文献５】特開平１１−２８００８７号公報
【特許文献６】特開２０００−２８２５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の「埋設平板ブロックによる制振方法」（特許文献１参照、特許文献２参照）に係る発明及び「制振及び液状化防止の地盤固結工法」（特許文献３参照、特許文献４参照）に係る発明では、低振動数帯域の振動に対する制振効果が低いという問題があった。従って、地震、或いは交通振動などの人工振動源に対しても、低振動数帯で卓越する地盤などに於いては、制振効果に問題が残っていた。
【００１１】
そこで、本発明においては、低振動数帯域の振動に対しても制振効果を得ることができる「制振のために地中に配設される制振地盤及びそれを用いた制振工法」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】
【００１２】
本発明の制振地盤（以下、「本地盤」という。）は、制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなる構造体を含んでなり、次の（１）を満たすものである、制振地盤である。ここに（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは該周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）である。
【００１３】
本地盤は、構造体が地中に配設されることで形成される。ここに構造体は、側方壁（必ずしも全面にわたって連続するものである必要はなく、例えば、開口やスリット等を有してもよい。）により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなるものである。ここにいう「柱状」とは、柱面の全ての母線と交わる異なる２つの平面と該柱面とで囲まれた立体をいい、一例を挙げれば、円柱、楕円柱、角柱（例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、・・・・ｎ角柱（但し、ｎは正の整数））等を例示できる。また、柱状の構成単位は、該柱面が壁（側方壁）により取り囲まれていれば足り、両底のいずれか一方又は両方が閉じられているか開放されているかは問わない。
そして、柱状の構成単位が「連続」するとは、互いに隣接する構成単位Ａ及び構成単位Ｂを考えたとき、構成単位Ａの側方壁（以下、「壁ａ」という。）と構成単位Ｂの側方壁（以下、「壁ｂ」という。）とが互いに接する場合（壁ａの一部と壁ｂの一部とは連結される。）、壁ａと壁ｂとが面する場合（壁ａの一部と壁ｂの一部とは連結される。）、壁ａと壁ｂとが共通する場合（即ち、一つの壁が壁ａと壁ｂとの両方の役割を果たす場合）の３つの場合を含む。
【００１４】
さらに、本地盤は、次の（１）を満たす。即ち、（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは前記周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）
まず、前記構成単位が形成する前記柱状の長手方向（即ち、前記母線に平行な方向）に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積（該断面における該構成単位の側方壁の外縁により取り囲まれる面積）ｓ１と、該断面における該構成単位の内部が占める面積（該断面における該構成単位の側方壁の内縁により取り囲まれる面積）ｓ２と、の両面積（ｓ１、ｓ２）の算術平均である平均面積Ｓ（即ち、Ｓ＝（ｓ１＋ｓ２）／２）を考える。この平均面積Ｓと等しい面積を有する円の直径をｄとする。また、少なくとも２以上連続する構成単位それぞれのｄが異なる場合は、最小のｄを用いる。
そして、λは前記周辺地盤の伝播波の波長であり、通常、前記周辺地盤の振動数、波長、最小群速度の関係を与える分散特性図から決定される。
このようなｄは、好ましくはλ／１０以上、より好ましくはλ／８以上、そして好ましくはλ／４以下とされる（通常、好ましくはλ／１０以上λ／４以下、より好ましくはλ／８以上λ／４以下である。）。
【００１５】
以上説明した本地盤は、制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であり、低振動数帯域の振動に対しても極めて優れた制振効果を得ることができる。なお、本地盤が「高強度」であるとは、本地盤の強度（一軸圧縮強度をいう。）が１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であることと、剪断波速度で前記周辺地盤の３倍以上であることと、の少なくともいずれかが満たされることをいう。
【００１６】
また、本地盤は、次の（２）をさらに満たすものであってもよい。即ち、（２）Ｗがλ／４以上であること（ただし、Ｗは、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った前記構造体の寸法である。以下同様。）
ここにＷは、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った前記構造体の寸法であるが、伝播波が伝播する方向とは、振動の発生地点（地盤に振動を与える位置）と制振効果を要する地点（地盤から目的物へ振動を与える位置）とを通る直線に沿った方向をいう。また、該方向に沿った前記構造体の寸法が場所により異なる場合は、該異なる値のうち最小値をＷとする。
このようなＷは、好ましくはλ／４以上、より好ましくはλ／３以上、最も好ましくはλ以上とされる。そして、Ｗの上限は特にないが、Ｗが大きくなると本地盤を形成する費用やスペースが大きくなる（これら費用やスペースの増加に対して制振効果の増加割合が低くなる）のでＷがあまり大きいと不経済であるから、通常、Ｗは好ましくは３λ以下、より好ましくは２λ以下とされる（通常、好ましくはλ／４以上３λ以下、より好ましくはλ／３以上２λ以下、最も好ましくはλ以上２λ以下である。）。
上記（２）を満たす本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
そして、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に対して垂直かつ地表面に平行な方向（以下、「伝播垂直方向」とも言う。）に沿った前記構造体の寸法Ｊがλ／４以上であってもよい。また、伝播垂直方向に沿った前記構造体の寸法が場所により異なる場合は、該異なる値のうち最小値をＪとする。
このようなＪは、好ましくはλ／４以上、より好ましくはλ／３以上、最も好ましくはλ以上とされ、そしてＪの上限は特にないが、Ｊが大きくなると本地盤を形成する費用やスペースが大きくなる（これら費用やスペースの増加に対して制振効果の増加割合が低くなる）のでＪがあまり大きいと不経済であるから、通常、Ｊは好ましくは３λ以下、より好ましくは２λ以下とされる（通常、好ましくはλ／４以上３λ以下、より好ましくはλ／３以上２λ以下、最も好ましくはλ以上２λ以下である。）。
【００１７】
また、本地盤は、次の（３）をさらに満たすものであってもよい。即ち、（３）Ｈがｄ／４以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。）と、前記構造体が前記周辺地盤の支持層に達すること、との両者のうち少なくともいずれかが満たされること
従って、Ｈがｄ／４以上であることを第１条件とし、前記構造体が前記周辺地盤の支持層に達することを第２条件とすると、第１条件と第２条件とのうちいずれか一方又は両方が満たされればよい。
ここにＨは前記構造体の深さ（前記構造体の下端と地表との間の距離）であるが、前記構造体の部分によって深さが異なる場合には、該異なる値のうち最小値をとる。
このようなＨは、第１条件において、好ましくはｄ／４以上、より好ましくはｄ／２以上、最も好ましくはｄ以上とされ、そして好ましくは３λ／２以下、より好ましくはλ以下、最も好ましくはλ／２以下とされる（通常、好ましくはｄ／４以上３λ／２以下、より好ましくはｄ／２以上λ以下、最も好ましくはｄ以上λ／２以下である。）。
そして、第２条件において、構造体が前記周辺地盤の「支持層に達する」とは、構造体の少なくとも一部が支持層に達していることをいう。
上記（３）を満たす本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００１８】
本地盤は、くい基礎の下方又は周辺に配設されることができ、その場合には次の（４）をさらに満たすものであってもよい。即ち、（４）Ｈが１／β以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。また、β＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ 、ここにｋは前記周辺地盤のバネ係数であり、φは該くい基礎に使用されるくいの径であり、ＥＩは該くい基礎に使用されるくいの曲げ剛性係数である。）
なお、ここにくい基礎の「下方」とは、くい基礎の内部（くい基礎を構成する複数のくい同士の間）をも含む概念である。そして、くい基礎の「周辺」とは、くい基礎から３λ（但し、λは周辺地盤の伝播波の波長）以内の距離をいう。
そして、ｋは前記周辺地盤のバネ係数（通常、道路橋示方書により定義される。）であり、φは該くい基礎に使用されるくいの径であり、ＥＩは該くい基礎に使用されるくいの曲げ剛性係数（単位は例えば、ｋＮ・ｍ２）である。
このようなＨは、好ましくは１／β以上、より好ましくはπ／（２β）以上（但し、πは円周率を示す。）とされ、そしてＨの上限は、該くい基礎に使用されるくいの長さと前記周辺地盤の支持層までの深さとのいずれか小さいもの以下と好ましくはされる。
くい基礎の下方又は周辺に配設されて上記（４）を満たす本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００１９】
本地盤は、前記構造体は前記周辺地盤に対してせん断波速度で３倍以上剛性が高く、前記構造体に対してせん断波速度で１倍以下の剛性を有する中詰め材が、前記構成単位の内部に充填されるものであってもよい。
なお、ここにいう「剛性」とは、せん断波速度によって決定されるものをいう。
前記構造体の剛性は、前記周辺地盤の剛性に対してせん断波速度で、通常２倍以上、好ましくは３倍以上、より好ましくは４倍以上、最も好ましくは５倍以上とされ、そして好ましくは３０倍以下、より好ましくは２０倍以下、最も好ましくは１０倍以下とされる（通常、好ましくは３倍以上３０倍以下、より好ましくは４倍以上２０倍以下、最も好ましくは５倍以上１０倍以下である。）。
前記構成単位の内部に充填される中詰め材の剛性は、前記構造体の剛性に対してせん断波速度で、好ましくは１／５倍以上、より好ましくは１／４倍以上、最も好ましくは１／３倍以上とされ、そして好ましくは１倍以下とされる（通常、好ましくは１／５倍以上１倍以下、より好ましくは１／４倍以上１倍以下、最も好ましくは１／３倍以上１倍以下である。）。このような中詰め材としては種々のものが用いられてよく何ら制限されるものではないが、例えば、特開２００２ー３２１６３９にて開示したタイヤシュレッドとセメントその他のバインダーなどを用いてもよい。
このような本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００２０】
前記構成単位が六角柱を略形成するものであってもよい。
前述のように構成単位は柱状（柱面の全ての母線と交わる異なる２つの平面と該柱面とで囲まれた立体）をなし、柱状の例を挙げれば、円柱、楕円柱、角柱（例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、・・・・ｎ角柱（但し、ｎは正の整数））等を例示できる。
これらのうち構成単位を六角柱とすると、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００２１】
前記側方壁が、長手方向が互いに略平行になるように地中に配設され、互いに隣接するもの同士を少なくとも１カ所以上で連結した複数の棒状部材によって形成されたものであってもよい。
ここに「棒状部材」とは、直線に沿った長手方向を有する部材をいい、例えば、円柱、楕円柱、角柱（例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、・・・・ｎ角柱（但し、ｎは正の整数））、帯状（細長い長方形の両主表面を有する形状）等の形状を有する部材を一例として挙げることができる。
かかる複数の棒状部材を用い、長手方向が互いに略平行になるよう、互いに隣接する棒状部材同士を少なくとも１カ所以上で連結することで、側方壁を形成すれば、側方壁を容易に形成することができるので、本地盤を迅速かつ安価に形成することができる。
なお、棒状部材としては、例えば、コンクリート（プレキャストコンクリートぐい）や鋼管の既製くい等のような既製物を用いることもできるし、機械撹拝工法による地盤改良、高圧噴射撹拝工法、薬液注入工法等により形成されるくい、現場打ちぐい、木くいで形成することもできる。また、棒状部材同士の連結は、既製物の棒状部材の場合は、両部材を連結するバンド等のような連結部材を用いる方法や、両部材の一方に凹部を形成すると共に他方に凸部を形成しておき該凹部と該凸部とを嵌合させる方法等を用いることができる。そして、棒状部材を現場で形成する場合には、両部材が硬化する前に両部材が接触するようにして両部材の一部が接合するようにしてもよい（無論、既製物の棒状部材の場合と同様、連結部材を用いる方法や、凹部と凸部とを嵌合させる方法等を用いてもよい。）。
【００２２】
前述のように、本地盤は、制振のために地中に配設されることで、低振動数帯域の振動に対しても優れた制振効果を奏することができるので、本地盤を地中に形成することにより、制振工法（以下、「本工法」という。）を構成することができる。
かかる本工法においては、本地盤は、振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中である第１場所及び該基礎構造物の周囲の地中である第２場所の少なくともいずれかに配設される。即ち、本地盤は、第１場所及び第２場所のいずれか一方又は両方に配設される。
なお、基礎構造物の「周囲」とは、基礎構造物から３λ（但し、λは周辺地盤の伝播波の波長）以内の距離をいう。そして、基礎構造物の「下方」とは、基礎構造物の内部（例えば、基礎構造物がくい基礎であれば、該くい基礎を構成する複数のくい同士の間）をも含む概念である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の制振地盤（本地盤）を形成する構造体の一例を示す図である。具体的には、図１（ａ）は、本地盤を形成する一例の構造体１１を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、構造体１１を示す一部平面図（図１（ａ）中、矢印Ａ方向から見たところの一部を示している。）である。図１を参照して、構造体１１について説明する。実際は後述するように、構造体１１は土中に配設されている。
構造体１１は、六角柱を略形成する構成単位２１（特に、図１（ｂ）を参照されたい。）が複数連続して形成されている。各構成単位２１は、いずれも側方壁により取り囲まれて六角柱状（柱状。無底無蓋）に形成されている。構成単位２１のいずれの該側方壁も、長手方向が互いに略平行になるように配設された複数のくい２３（長手方向が直線に沿った真っ直ぐなくいであり、本発明にいう「棒状部材」に該当する。）によって形成されている。なお、ここではいずれのくい２３の長手方向も鉛直方向に略向いている。ここではくい２３は、長さが短い短くい２３ａと、長さが長い長くい２３ｂと、の長さの異なるくいを含んでなるが、これに限定されるものではなく、同一長さのくいのみで構成してよいことは言うまでもない。
くい２３の長手方向（ここでは鉛直方向であり、図１（ａ）中、矢印Ａ方向）に沿って構造体１１を見ると（即ち、図１（ｂ））、くい２３は正六角形の辺に沿ってほぼ密（隣接するくい２３同士の外面がほぼ接するよう）に配設されており、図示していないが隣接するくい２３同士は互いにバンド等のような連結部材によって所定長さ間隔（例えば、３ｍ）ごとに固定されている。
なお、互いに隣接する構成単位２１同士は、一方の構成単位２１のくい２３により形成された側方壁と、他方の構成単位２１のくい２３により形成された側方壁と、が共通しており（即ち、一つの壁が、一方の構成単位２１の側方壁と、他方の構成単位２１の側方壁と、の両方の役割を果たしている。）、柱状（六角柱）の構成単位２１が連続している。
【００２５】
このようなくい２３は、種々のものが用いられてよく、例えば、プレキャストコンクリートぐい（コンクリート既製ぐい）、鋼管ぐい、木くい、機械撹拝工法等による地盤改良により形成されたくい、現場打ちぐい等を用いてもよい。なお、機械撹拝工法等による地盤改良により形成されたくいや現場打ちぐい等を用いる場合には、硬化する前に隣接するくいの一部が接触するようにして隣接するくいの一部が接合するようにして、隣接するくい２３同士を連結するようにしてもよい。
さらに、ここでは構成単位２１のいずれの側方壁も複数のくい２３により形成されているが、これに限定されるものではなく、側方壁全体を一体的に形成しても（例えば、現場打ちやプレキャストによって形成してもよい。）、そして側方壁の一部を一体的に形成し該形成された一部を互いに組み付けて側方壁を形成するようにしてもよい。
【００２６】
図２は、本発明のいうｄの決定方法を示す図である。図２を参照して、本発明のｄの決定方法について説明する。
図２（ａ）は、図１に示した１つの構成単位２１の断面図であり、具体的には、構成単位２１が形成する柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面（見る方向は図１（ｂ）と同様）を示した断面図である（なお、図２（ａ）中のくい２３は断面を示しているが、理解及び図示を容易にするため、ハッチングは省略している。）。この図２（ａ）における構成単位２１の面積（該断面（図２（ａ）に示した断面）における構成単位２１の側方壁（複数のくい２３により形成されている。）の外縁２１ｐにより取り囲まれる面積）ｓ１は、図２（ｂ）中、斜線を付した部分の面積である。そして、該断面（図２（ａ）に示した断面）における構成単位２１の内部２１ｉが占める面積（該断面（図２（ａ）に示した断面）における構成単位２１の側方壁（複数のくい２３により形成されている。）の内縁２１ｑにより取り囲まれる面積）ｓ２は、図２（ｃ）中、斜線を付した部分の面積である。
そして、ここでは平均面積Ｓとして、両面積ｓ１、ｓ２の算術平均（即ち、Ｓ＝（ｓ１＋ｓ２）／２）をとり、この平均面積Ｓと等しい面積を有する円の直径がｄとして決定される（ｄ＝２（Ｓ／π）０．５）。
なお、構造体１１は、図１に示したような構成単位２１の配置配置や個数に限定されるものではなく、適宜、構成単位２１の配置配置や個数を変更してもよい。
【００２７】
図３は、構造体１１を地中に配設することで制振地盤を形成したところを示す図である。具体的には、図３（ａ）は鉛直面による断面図であり、図３（ｂ）は平面図（図３（ａ）中、矢印Ｂ方向から見たところを示している。）である。
ここでは図示しない高架橋の基礎５１の上部が地表面４１から突出するように設けられており、基礎５１の下面は、下端が支持層４３に達するコンクリートくい５３の上端によって支持されている。基礎５１は、直方体形状を略形成しており、下面５１ａ（下面５１ａはほぼ水平面である。）は一辺が１０．５０ｍの正方形形状をほぼしている。そして、基礎５１の下面５１ａと地表面４１との間の距離（即ち、下面５１ａの深さ）は、２．５０ｍである。
コンクリートくい５３は全部で４本（基礎５１の下面５１ａが形成する正方形の対角線の交点から各角までの各線分（該線分は合計４本存在する）上に各くい５３の上端が存在し（該線分１本にくい５３の上端１個が存在する。）、かつ該交点から各くい５３までの距離はほぼ等しい。）用いられており、コンクリートくい５３のいずれも同じものを用いており、長手方向が直線に沿った真っ直ぐなものであり、かつ長さ５７．０ｍ、太さ（直径）２．０ｍである。
このようにここでは４本のコンクリートくい５３と基礎５１とによって、図示しない高架橋のくい基礎構造が形成されている。
【００２８】
一方、高架橋のくい基礎構造の周辺には、構造体１１が地中に形成されている。構造体１１は、図１にて示したものと同様、六角柱を略形成する構成単位２１が複数（具体的には、５個＋４個＋５個）連続して形成されている。なお、構成単位２１が形成する六角柱の底面である六角形は、ここでは一辺が３６００ｍｍの正六角形である。そして、構成単位２１のいずれの側方壁も、図１にて示したものと同様、長手方向が互いに略平行になるように配設された複数のくいによって形成されているが、ここでは全て同一長さのくいのみで構成されている。
構成単位２１の側方壁を構成するくい（いずれのくいも直径１０００ｍｍ、長さ１５０００ｍｍ）は、ここでは機械撹拝工法によって形成されたくいを用いており、隣接するくい同士は、硬化する前に隣接するくいの一部が接触するようにして隣接するくいの一部の接合により隣接するくい２３同士を連結している。なお、前述のように、構成単位２１の側方壁を構成するくいとしては、プレキャストコンクリートぐい（コンクリート既製ぐい）、鋼管ぐい、木くい等を用いてよいことは言うまでもない。
【００２９】
ここでは高架橋により生じる振動は、基礎５１とコンクリートくい５３とにより周囲に伝達され、伝播波になって周辺地盤に伝播してゆく。そして、構造体１１が存する位置においては、伝播波が伝播する方向（以下、「伝播方向」という。）は図３中の矢印Ｃ方向である。
ここに基礎５１から伝播方向（矢印Ｃ）に向かうと、伝播方向（矢印Ｃ）に対して略垂直かつ地表面４１に平行な方向（図３（ｂ）中、矢印Ｄにより示した。）に向かって連続する構成単位２１の列が３列形成されている。具体的には、基礎５１に最も近い列である第１列は５個の構成単位２１により構成されており、第１列の次に基礎５１に近い列である第２列は４個の構成単位２１により構成されており、基礎５１から最も遠い列である第３列は５個の構成単位２１により構成されている。これらのうち第１列を構成する５個の構成単位２１の内部には、構造体１１に対してせん断波速度で１／２以下の剛性を有する中詰め材２５が内部に充填されている。具体的には、ここでは中詰め材２５として、タイヤシュレッド（廃タイやを細かく切ったもの）と現地土砂とコンクリートとの混合物を用いている。なお、第２列及び第３列を構成する構成単位２１の内部は、現地土砂が充填されている。
【００３０】
そして、伝播方向（矢印Ｃ）に沿った構造体１１の寸法Ｗは１９．０ｍであり、さらに伝播方向（矢印Ｃ）に対して垂直かつ地表面４１に平行な方向（図３（ｂ）中、矢印Ｄにより示した。）に沿った構造体１１の寸法Ｊは３１．７７ｍである。また、構造体１１の深さＨは１５．０ｍである。
また、対象波長（周辺地盤の伝播波の波長）は定振動数帯域で、１／３オクターブ振動数では、２．８Ｈｚ〜１２．５Ｈｚまでが重要で、ここではその帯域を対象とした。特に重要な３．１５Ｈｚと５．０Ｈｚの加振振動数を選ぶと、周辺地盤の伝播波の波長はそれぞれ約５２ｍ、３５ｍとなる。
【００３１】
従って、図３に示した構造体１１を地中に配設して形成した制振地盤は、ｄが６．５４ｍであることから、λが５２ｍ、３５ｍのいずれの場合においても、ｄがλ／８以上λ／４以下である。
そして、Ｗは１９．０ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍいずれの場合においても、Ｗがλ／３以上２λ以下である。
また、Ｊは３１．７７ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍいずれの場合においても、Ｊがλ／３以上２λ以下である。
また、Ｈは１５．０ｍであることから、λが５２ｍ、３５ｍのいずれの場合においても、Ｈがｄ以上λ／２以下である。
加えて、該制振地盤はくい基礎の周辺に配設されるものであり、周辺地盤のバネ係数ｋ＝４．６２×１０２ＫＮ／ｍ３であり、コンクリートくい５３の径φ＝２．０ｍであり、コンクリートくい５３のくいの曲げ剛性係数ＥＩは１．９６×１０６ＫＮ・ｍ２であるからβ＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ ＝０．１０４ｍー１（従って、１／β＝９．６ｍ）である。よって、Ｈ（１５．０ｍ）はπ／（２β）以上（但し、πは円周率）とされている（そしてＨは、くい基礎に使用されるコンクリートくい５３の長さと前記周辺地盤の支持層４３までの深さとのいずれのものよりも小さくされている。）。
なお、構造体１１は周辺地盤に対してせん断波速度で３倍以上剛性が高く（構造体１１のせん断波速度は１０００ｍ／ｓであり、周辺地盤のせん断波速度は１７５ｍ／ｓであるので、１０００／１７５＝５．７となり３倍以上である。これは５倍以上１０倍以下の範囲に入っている。）、構造体１１に対してせん断波速度で１倍以下（１／３倍以上１倍以下）の剛性を有する中詰め材たる前記混合物（タイヤシュレッド（廃タイやを細かく切ったもの）と現地土砂とコンクリートとの混合物）が、第１列を構成する５個の構成単位２１の内部に充填されている）。
【００３２】
図４は、図３に示した構造体１１を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（３．１５Ｈｚ加振）である。図４を参照して、図３に示した制振地盤の制振効果について説明する。
図４のグラフは、基礎５１から伝播方向（矢印Ｃ）に向かった地点Ｐにおける振動レベルＬｖ（ｄＢ）を測定した結果を示したものであり、基礎５１の中心から地点Ｐまでの距離（ｍ）を横軸にとり、その地点Ｐの振動レベルＬｖ（ｄＢ）を縦軸にとったものである。
図４中、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）の実験値を黒く塗りつぶした菱形により示し、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）のシミュレーション値を点線にて示した。また、図３に示した構造体１１による制振地盤を形成した後の測定結果（実施例）を、図４中、実線によって示した。 そして、比較例を図４中、白丸によって示した。比較例は、実施例と同様、六角柱を略形成する構成単位が複数連続してなる構造体を含んでなる制振地盤（以下、「比較地盤」という。）に関し実験したが（即ち、図３に示す本地盤に替えて比較地盤を形成して実験を行った。）、本地盤に比して比較地盤が異なる点はｄ＝３ｍ、Ｗ＝１５ｍ、Ｈ＝１．５ｍであり、その余りは本地盤と同様である。これら本地盤に比して比較地盤が異なる点を簡単にまとめると、ｄ＝３ｍでありｄ＝０．０５８λ（λ＝５２ｍ）、Ｗ＝１５ｍでありＷ＝０．２９λ（λ＝５２ｍ）、Ｈ＝１．５ｍでありＨ＝０．５ｄ、Ｈ＝０．０２９λ（λ＝５２ｍ）、そして１／β＝９．６ｍであるから、Ｈが０．１６／βである。
図４から、白丸により示した比較例に対し、実線により示した実施例は、いずれの距離においても少なくとも約１０ｄＢ程度振動レベルＬｖが小さく、極めて良好な制振効果を発揮することが明らかになった。
【００３３】
図５は、図３に示した構造体１１を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（５．０Ｈｚ加振）である。図５を参照して、図３に示した制振地盤の制振効果について説明する。
図５のグラフは、図４のグラフと同様、基礎５１から伝播方向（矢印Ｃ）に向かった地点Ｐにおける振動レベルＬｖ（ｄＢ）を測定した結果を示したものであり、基礎５１の中心から地点Ｐまでの距離（ｍ）を横軸にとり、その地点Ｐの振動レベルＬｖ（ｄＢ）を縦軸にとったものである。
図５中、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）の実験値を黒く塗りつぶした菱形により示し、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）のシミュレーション値を点線にて示した。また、図３に示した構造体１１による制振地盤を形成した後の測定結果（実施例）を、図５中、実線によって示した。
そして、比較例を図５中、白丸によって示した。比較例は、図４で用いた比較例と同じものである。即ち、これら本地盤に比して比較地盤が異なる点を簡単にまとめると、ｄ＝３ｍでありｄ＝０．０８６λ（λ＝３５ｍ）、Ｗ＝１５ｍでありＷ＝０．４３λ（λ＝３５ｍ）、Ｈ＝１．５ｍでありＨ＝０．５ｄ、Ｈ＝０．０４３λ（λ＝３５ｍ）、そして１／β＝９．６ｍであるから、Ｈが０．１６／βである。
図５から、白丸により示した比較例に対し、実線により示した実施例は、いずれの距離においても少なくとも約１０ｄＢ程度以上、振動レベルＬｖが小さく、極めて良好な制振効果を発揮することが明らかになった。
図４及び図５の結果から、3.15Ｈｚと5.0Ｈｚといった低振動数帯域（通常、２０Ｈｚ以下をいい、とりわけ１０Ｈｚ以下を問題とすることが多い）の振動に対しても、図３に示した構造体１１による制振地盤は、十分な制振効果を奏することが明らかになった。
【００３４】
以上説明したように、図３に示した構造体１１による制振地盤は、制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位２１が少なくとも２以上連続してなる構造体１１を含んでなる。なお、該制振地盤の強度は、せん断波速度で１０００ｍ／ｓであり、せん断波速度で１７５ｍ／ｓである周辺地盤の強度に対して、３倍以上（１０００／１７５）であるので、高強度である。そして、該制振地盤は次の（１）〜（４）の全てを満たす。
（１）ｄ＝６．５４、λ＝５２ｍ、３５ｍいずれの場合も、ｄがλ／８以上λ／４以下である。
（２）Ｗは１９．０ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍいずれの場合においても、Ｗがλ／３以上２λ以下である。
（３）Ｈ＝１５．０ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍのいずれの場合においても、Ｈがｄ以上λ／２以下である。
（４）該制振地盤はくい基礎の周辺に配設されるものであり、β＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ ＝０．１０４であるから、Ｈがπ／（２β）以上である。
【００３５】
また、構造体１１は周辺地盤に対してせん断波速度で１０００／１７５＝５．７倍（３倍以上）剛性が高く、構造体１１に対してせん断波速度で１倍以下の剛性を有する中詰め材たる前記混合物（タイヤシュレッド（廃タイやを細かく切ったもの）と現地土砂とコンクリートとの混合物）が、第１列を構成する５個の構成単位２１の内部に充填されている。
そして、構成単位２１が正六角柱を略形成している。さらに、構成単位２１の前記側方壁が、長手方向が互いに略平行になるように地中に配設され、互いに隣接するもの同士を少なくとも１カ所以上で連結した複数の棒状部材たるくい２３によって形成されている。
加えて、ここでは図３に示した構造体１１による制振地盤を地中に形成することを含む制振工法が実施されており、図４及び図５に示したように、３．１５Ｈｚと５．０Ｈｚといった低振動数帯域の振動に対しても、十分な制振効果を得ている。
【００３６】
ここでは図３に示した構造体１１による制振地盤は、振動を発する基礎構造物（ここではコンクリートくい５３と基礎５１とを含んでなる。）の周囲の地中である第２場所に配設されているが、該制振地盤が配設される場所はこれに限定されるものではない。
まず、図３と同様に、コンクリートくい５３と基礎５１を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の周囲の地中である第２場所に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図６（ａ）を参照されたい）は無論、基礎５１とそれを支持するケーソン基礎６１（下面は支持層４３に支持されている。）を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の周囲の地中である第２場所に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図６（ｂ）を参照されたい）であってもよい。
そして、コンクリートくい５３と基礎５１を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の下方の地中である第１場所７１（第１場所７１は、該基礎構造物の内部である第３場所７５を含む。）、該基礎構造物の周囲の地中である第２場所７３、に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図７（ａ）を参照されたい）であってもよい。さらに、基礎５１とそれを支持するケーソン基礎６１（下面は支持層４３に支持されている。）を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の周囲の地中である第２場所に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図７（ｂ）を参照されたい）であってもよい。
加えて、図８に示すように、振動を受ける基礎構造物（ここでは民家８３の基礎構造物）８１の下方の地中である第１場所７１と、基礎構造物８１の周囲の地中である第２場所７３と、に構造体１１による制振地盤が配設される場合であってもよい。
なお、図６乃至図８において、Ｗは、周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った構造体１１の寸法であり、Ｈは、構造体１１の深さであり、Ｄは、地表面４１から支持層４３までの深さであり、Ｐは振動観測地点である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の制振地盤（本地盤）を形成する構造体の一例を示す図である。
【図２】ｄの決定方法を示す図である。
【図３】構造体を地中に配設することで制振地盤を形成したところを示す図である。
【図４】図３に示した構造体を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（３．１５Ｈｚ加振）である。
【図５】図３に示した構造体を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（５．０Ｈｚ加振）である。
【図６】本地盤が配設される場所を説明する図である。
【図７】本地盤が配設される場所を説明する図である。
【図８】本地盤が配設される場所を説明する図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１ 構造体
２１ 構成単位
２１ｉ 内部
２１ｐ 外縁
２１ｑ 内縁
２３ くい
２３ａ 短くい
２３ｂ 長くい
２５ 中詰め材
４１ 地表面
４３ 支持層
５１ 基礎
５１ａ （基礎の）下面
５３ コンクリートくい
６１ ケーソン基礎
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振のために地中に配設される制振地盤及びそれを用いた制振工法に関し、より詳細には、例えば、鉄道や道路、プレス機等を設置した工場基礎構造物などからの周辺地盤への振動伝播の抑制や、振動の伝播による近傍建物等の振動を抑制するため、地中に配設される制振地盤及びそれを用いた制振工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械振動や交通振動によって構造物周辺への振動障害が多発しており、振動障害を防ぐ対策が強く望まれている。とくに軟弱地盤上の杭基礎の場合、振動が軟弱層内へ伝播されてその周辺地盤への影響が大きく、又表層地盤内の固有振動が誘発されることもある。
振動障害を防止する一方法として、振動を発する基礎構造物の周囲にトレンチを設ける場合がある。しかしこの方法では、完全なトレンチを保持することは実際には不可能なため、土留や支保部材を設置する必要があるが、土留などによって制振効果が減少するうえ、トレンチ部分の土地利用ができなくなる欠点がある。
又、剛性の高い地中鉛直壁を、振動を発する基礎構造物の周囲に設置する方法もある。しかしこの方法も水道管などの地下埋設物への対策の必要や、コストが嵩むなどの欠点がある。
【０００３】
本出願人は、上記従来方法の欠点を解消するため、発明の名称を「埋設平板ブロックによる制振方法」として先に特許出願をし（特許文献１参照）、特許された（特許文献２参照）。この特許発明の特徴は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中、或いは基礎構造物の周囲の地中に、周辺地盤より剛性の高い平板ブロックを水平方向に設ける制振方法に於いて、平板ブロックは、基礎構造物の基礎幅と同程度以上の幅と、平板ブロックの幅の１／５程度以上の厚みと、せん断波速度で周辺地盤の３〜５倍以上の剛性とを有し、α・Ｖｓ／４ｆ（但しα＝０．５〜０．８、Ｖｓは地盤のせん断波速度、ｆは振動数）の深さに設置される」ことにある。前記方法は、解析結果や試験結果から、平板ブロックが鉛直壁に比べて制振効果が高いことが判明した。
【０００４】
しかしながら前記方法では、高圧噴射攪拌工法を使用する場合は、土被りが少ないため注入圧により上部が乱れ、機械攪拌工法を使用する場合は、地表面より攪拌を行うためやはり上部が乱れて、いずれの場合も土被り部の乱れを生じる。その結果、地表沈下の発生や、トラフィカビリティの確保が困難で作業性が悪い問題が生じた。
又、平板ブロックを一段のみ設置すると、とくに軟弱層が深い場合、下層部に対する振動抑制効果が少ない。
【０００５】
前記欠点を解消するため本出願人は、発明の名称を「制振及び液状化防止の地盤固結工法」として特許出願をし（特許文献３参照）、既に特許されている（特許文献４参照）。この発明は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方或いは周囲の地中若しくは内部に、地盤固結工法により周辺地盤より高強度の固結地盤を造成し、固結地盤の上層の土被り部を、固結地盤より低強度で改良する」ことに特徴がある。
【０００６】
この固結工法によると、土被り部を低強度改良により制振効果を損なうことなく、地表面沈下の防止とともにトラフィカビリティを確保でき、コスト減、工期短縮を図ることができた。
しかし前記固結工法は、改良容積比率をできるだけ小さくし、固結地盤を構成する各固結体、例えば柱状固結体は、互いに接することなく間隔をおいて造成されていたので、地盤に振動が与えられると、各柱状固結体がそれぞれ単独に振動する。そのため、コスト高にはなるが改良率１００％の完全に連続した平板ブロックに比べて、制振効果が劣るうえ、地盤支持力が弱く不等沈下発生などの危険性があった。
【０００７】
そこで、改良容積比率を小さくしたまま、地盤に振動が与えられたとき，各柱状固結体が単独で振動することを防止するとともに、地盤支持力を増大させて構造物や地盤の不等沈下を防止するため、次のような発明をし「制振及び液状化防止のための地盤固結工法」の名称で特許出願をした（特許文献５参照）。
その特徴は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中、或いは基礎構造物の周囲の地中、若しくは基礎構造物の内部に、周辺地盤より高強度の固結地盤を造成する地盤固結工法に於いて、固結地盤を構成する個々の柱状の固結体は、隣合う固結体と連結されて互いに連続している」ことにある。
【０００８】
また、同様に、改良容積比率を小さくしたまま、地盤に振動が与えられたとき，各柱状固結体が単独で振動することを防止するとともに、地盤支持力を増大させて構造物や地盤の不等沈下を防止するため、次のような発明をし「制振及び液状化防止のための地盤固結工法」の名称で特許出願をした（特許文献６参照）。
その特徴は、「振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中、或いは基礎構造物の周囲の地中、若しくは基礎構造物の内部に、周辺地盤より高強度の固結地盤を造成する地盤固結工法に於いて、固結地盤を構成する個々の柱状の固結体は、隣合う固結体とＸ状に交差して連結されて互いに連続している」ことにある。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３８２９号公報
【特許文献２】特許第２８５０１８７号公報
【特許文献３】特開平８−７４２８１号公報
【特許文献４】特許第２７６４６９６号公報
【特許文献５】特開平１１−２８００８７号公報
【特許文献６】特開２０００−２８２５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の「埋設平板ブロックによる制振方法」（特許文献１参照、特許文献２参照）に係る発明及び「制振及び液状化防止の地盤固結工法」（特許文献３参照、特許文献４参照）に係る発明では、低振動数帯域の振動に対する制振効果が低いという問題があった。従って、地震、或いは交通振動などの人工振動源に対しても、低振動数帯で卓越する地盤などに於いては、制振効果に問題が残っていた。
【００１１】
そこで、本発明においては、低振動数帯域の振動に対しても制振効果を得ることができる「制振のために地中に配設される制振地盤及びそれを用いた制振工法」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】
【００１２】
本発明の制振地盤（以下、「本地盤」という。）は、制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなる構造体を含んでなり、次の（１）を満たすものである、制振地盤である。ここに（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは該周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）である。
【００１３】
本地盤は、構造体が地中に配設されることで形成される。ここに構造体は、側方壁（必ずしも全面にわたって連続するものである必要はなく、例えば、開口やスリット等を有してもよい。）により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなるものである。ここにいう「柱状」とは、柱面の全ての母線と交わる異なる２つの平面と該柱面とで囲まれた立体をいい、一例を挙げれば、円柱、楕円柱、角柱（例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、・・・・ｎ角柱（但し、ｎは正の整数））等を例示できる。また、柱状の構成単位は、該柱面が壁（側方壁）により取り囲まれていれば足り、両底のいずれか一方又は両方が閉じられているか開放されているかは問わない。
そして、柱状の構成単位が「連続」するとは、互いに隣接する構成単位Ａ及び構成単位Ｂを考えたとき、構成単位Ａの側方壁（以下、「壁ａ」という。）と構成単位Ｂの側方壁（以下、「壁ｂ」という。）とが互いに接する場合（壁ａの一部と壁ｂの一部とは連結される。）、壁ａと壁ｂとが面する場合（壁ａの一部と壁ｂの一部とは連結される。）、壁ａと壁ｂとが共通する場合（即ち、一つの壁が壁ａと壁ｂとの両方の役割を果たす場合）の３つの場合を含む。
【００１４】
さらに、本地盤は、次の（１）を満たす。即ち、（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは前記周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）
まず、前記構成単位が形成する前記柱状の長手方向（即ち、前記母線に平行な方向）に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積（該断面における該構成単位の側方壁の外縁により取り囲まれる面積）ｓ１と、該断面における該構成単位の内部が占める面積（該断面における該構成単位の側方壁の内縁により取り囲まれる面積）ｓ２と、の両面積（ｓ１、ｓ２）の算術平均である平均面積Ｓ（即ち、Ｓ＝（ｓ１＋ｓ２）／２）を考える。この平均面積Ｓと等しい面積を有する円の直径をｄとする。また、少なくとも２以上連続する構成単位それぞれのｄが異なる場合は、最小のｄを用いる。
そして、λは前記周辺地盤の伝播波の波長であり、通常、前記周辺地盤の振動数、波長、最小群速度の関係を与える分散特性図から決定される。
このようなｄは、好ましくはλ／１０以上、より好ましくはλ／８以上、そして好ましくはλ／４以下とされる（通常、好ましくはλ／１０以上λ／４以下、より好ましくはλ／８以上λ／４以下である。）。
【００１５】
以上説明した本地盤は、制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であり、低振動数帯域の振動に対しても極めて優れた制振効果を得ることができる。なお、本地盤が「高強度」であるとは、本地盤の強度（一軸圧縮強度をいう。）が１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であることと、剪断波速度で前記周辺地盤の３倍以上であることと、の少なくともいずれかが満たされることをいう。
【００１６】
また、本地盤は、次の（２）をさらに満たすものであってもよい。即ち、（２）Ｗがλ／４以上であること（ただし、Ｗは、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った前記構造体の寸法である。以下同様。）
ここにＷは、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った前記構造体の寸法であるが、伝播波が伝播する方向とは、振動の発生地点（地盤に振動を与える位置）と制振効果を要する地点（地盤から目的物へ振動を与える位置）とを通る直線に沿った方向をいう。また、該方向に沿った前記構造体の寸法が場所により異なる場合は、該異なる値のうち最小値をＷとする。
このようなＷは、好ましくはλ／４以上、より好ましくはλ／３以上、最も好ましくはλ以上とされる。そして、Ｗの上限は特にないが、Ｗが大きくなると本地盤を形成する費用やスペースが大きくなる（これら費用やスペースの増加に対して制振効果の増加割合が低くなる）のでＷがあまり大きいと不経済であるから、通常、Ｗは好ましくは３λ以下、より好ましくは２λ以下とされる（通常、好ましくはλ／４以上３λ以下、より好ましくはλ／３以上２λ以下、最も好ましくはλ以上２λ以下である。）。
上記（２）を満たす本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
そして、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に対して垂直かつ地表面に平行な方向（以下、「伝播垂直方向」とも言う。）に沿った前記構造体の寸法Ｊがλ／４以上であってもよい。また、伝播垂直方向に沿った前記構造体の寸法が場所により異なる場合は、該異なる値のうち最小値をＪとする。
このようなＪは、好ましくはλ／４以上、より好ましくはλ／３以上、最も好ましくはλ以上とされ、そしてＪの上限は特にないが、Ｊが大きくなると本地盤を形成する費用やスペースが大きくなる（これら費用やスペースの増加に対して制振効果の増加割合が低くなる）のでＪがあまり大きいと不経済であるから、通常、Ｊは好ましくは３λ以下、より好ましくは２λ以下とされる（通常、好ましくはλ／４以上３λ以下、より好ましくはλ／３以上２λ以下、最も好ましくはλ以上２λ以下である。）。
【００１７】
また、本地盤は、次の（３）をさらに満たすものであってもよい。即ち、（３）Ｈがｄ／４以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。）と、前記構造体が前記周辺地盤の支持層に達すること、との両者のうち少なくともいずれかが満たされること
従って、Ｈがｄ／４以上であることを第１条件とし、前記構造体が前記周辺地盤の支持層に達することを第２条件とすると、第１条件と第２条件とのうちいずれか一方又は両方が満たされればよい。
ここにＨは前記構造体の深さ（前記構造体の下端と地表との間の距離）であるが、前記構造体の部分によって深さが異なる場合には、該異なる値のうち最小値をとる。
このようなＨは、第１条件において、好ましくはｄ／４以上、より好ましくはｄ／２以上、最も好ましくはｄ以上とされ、そして好ましくは３λ／２以下、より好ましくはλ以下、最も好ましくはλ／２以下とされる（通常、好ましくはｄ／４以上３λ／２以下、より好ましくはｄ／２以上λ以下、最も好ましくはｄ以上λ／２以下である。）。
そして、第２条件において、構造体が前記周辺地盤の「支持層に達する」とは、構造体の少なくとも一部が支持層に達していることをいう。
上記（３）を満たす本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００１８】
本地盤は、くい基礎の下方又は周辺に配設されることができ、その場合には次の（４）をさらに満たすものであってもよい。即ち、（４）Ｈが１／β以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。また、β＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ 、ここにｋは前記周辺地盤のバネ係数であり、φは該くい基礎に使用されるくいの径であり、ＥＩは該くい基礎に使用されるくいの曲げ剛性係数である。）
なお、ここにくい基礎の「下方」とは、くい基礎の内部（くい基礎を構成する複数のくい同士の間）をも含む概念である。そして、くい基礎の「周辺」とは、くい基礎から３λ（但し、λは周辺地盤の伝播波の波長）以内の距離をいう。
そして、ｋは前記周辺地盤のバネ係数（通常、道路橋示方書により定義される。）であり、φは該くい基礎に使用されるくいの径であり、ＥＩは該くい基礎に使用されるくいの曲げ剛性係数（単位は例えば、ｋＮ・ｍ２）である。
このようなＨは、好ましくは１／β以上、より好ましくはπ／（２β）以上（但し、πは円周率を示す。）とされ、そしてＨの上限は、該くい基礎に使用されるくいの長さと前記周辺地盤の支持層までの深さとのいずれか小さいもの以下と好ましくはされる。
くい基礎の下方又は周辺に配設されて上記（４）を満たす本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００１９】
本地盤は、前記構造体は前記周辺地盤に対してせん断波速度で３倍以上剛性が高く、前記構造体に対してせん断波速度で１倍以下の剛性を有する中詰め材が、前記構成単位の内部に充填されるものであってもよい。
なお、ここにいう「剛性」とは、せん断波速度によって決定されるものをいう。
前記構造体の剛性は、前記周辺地盤の剛性に対してせん断波速度で、通常２倍以上、好ましくは３倍以上、より好ましくは４倍以上、最も好ましくは５倍以上とされ、そして好ましくは３０倍以下、より好ましくは２０倍以下、最も好ましくは１０倍以下とされる（通常、好ましくは３倍以上３０倍以下、より好ましくは４倍以上２０倍以下、最も好ましくは５倍以上１０倍以下である。）。
前記構成単位の内部に充填される中詰め材の剛性は、前記構造体の剛性に対してせん断波速度で、好ましくは１／５倍以上、より好ましくは１／４倍以上、最も好ましくは１／３倍以上とされ、そして好ましくは１倍以下とされる（通常、好ましくは１／５倍以上１倍以下、より好ましくは１／４倍以上１倍以下、最も好ましくは１／３倍以上１倍以下である。）。このような中詰め材としては種々のものが用いられてよく何ら制限されるものではないが、例えば、特開２００２ー３２１６３９にて開示したタイヤシュレッドとセメントその他のバインダーなどを用いてもよい。
このような本地盤は、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００２０】
前記構成単位が六角柱を略形成するものであってもよい。
前述のように構成単位は柱状（柱面の全ての母線と交わる異なる２つの平面と該柱面とで囲まれた立体）をなし、柱状の例を挙げれば、円柱、楕円柱、角柱（例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、・・・・ｎ角柱（但し、ｎは正の整数））等を例示できる。
これらのうち構成単位を六角柱とすると、低振動数帯域の振動に対して一段と優れた制振効果を得ることができる。
【００２１】
前記側方壁が、長手方向が互いに略平行になるように地中に配設され、互いに隣接するもの同士を少なくとも１カ所以上で連結した複数の棒状部材によって形成されたものであってもよい。
ここに「棒状部材」とは、直線に沿った長手方向を有する部材をいい、例えば、円柱、楕円柱、角柱（例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、・・・・ｎ角柱（但し、ｎは正の整数））、帯状（細長い長方形の両主表面を有する形状）等の形状を有する部材を一例として挙げることができる。
かかる複数の棒状部材を用い、長手方向が互いに略平行になるよう、互いに隣接する棒状部材同士を少なくとも１カ所以上で連結することで、側方壁を形成すれば、側方壁を容易に形成することができるので、本地盤を迅速かつ安価に形成することができる。
なお、棒状部材としては、例えば、コンクリート（プレキャストコンクリートぐい）や鋼管の既製くい等のような既製物を用いることもできるし、機械撹拝工法による地盤改良、高圧噴射撹拝工法、薬液注入工法等により形成されるくい、現場打ちぐい、木くいで形成することもできる。また、棒状部材同士の連結は、既製物の棒状部材の場合は、両部材を連結するバンド等のような連結部材を用いる方法や、両部材の一方に凹部を形成すると共に他方に凸部を形成しておき該凹部と該凸部とを嵌合させる方法等を用いることができる。そして、棒状部材を現場で形成する場合には、両部材が硬化する前に両部材が接触するようにして両部材の一部が接合するようにしてもよい（無論、既製物の棒状部材の場合と同様、連結部材を用いる方法や、凹部と凸部とを嵌合させる方法等を用いてもよい。）。
【００２２】
前述のように、本地盤は、制振のために地中に配設されることで、低振動数帯域の振動に対しても優れた制振効果を奏することができるので、本地盤を地中に形成することにより、制振工法（以下、「本工法」という。）を構成することができる。
かかる本工法においては、本地盤は、振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中である第１場所及び該基礎構造物の周囲の地中である第２場所の少なくともいずれかに配設される。即ち、本地盤は、第１場所及び第２場所のいずれか一方又は両方に配設される。
なお、基礎構造物の「周囲」とは、基礎構造物から３λ（但し、λは周辺地盤の伝播波の波長）以内の距離をいう。そして、基礎構造物の「下方」とは、基礎構造物の内部（例えば、基礎構造物がくい基礎であれば、該くい基礎を構成する複数のくい同士の間）をも含む概念である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の制振地盤（本地盤）を形成する構造体の一例を示す図である。具体的には、図１（ａ）は、本地盤を形成する一例の構造体１１を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、構造体１１を示す一部平面図（図１（ａ）中、矢印Ａ方向から見たところの一部を示している。）である。図１を参照して、構造体１１について説明する。実際は後述するように、構造体１１は土中に配設されている。
構造体１１は、六角柱を略形成する構成単位２１（特に、図１（ｂ）を参照されたい。）が複数連続して形成されている。各構成単位２１は、いずれも側方壁により取り囲まれて六角柱状（柱状。無底無蓋）に形成されている。構成単位２１のいずれの該側方壁も、長手方向が互いに略平行になるように配設された複数のくい２３（長手方向が直線に沿った真っ直ぐなくいであり、本発明にいう「棒状部材」に該当する。）によって形成されている。なお、ここではいずれのくい２３の長手方向も鉛直方向に略向いている。ここではくい２３は、長さが短い短くい２３ａと、長さが長い長くい２３ｂと、の長さの異なるくいを含んでなるが、これに限定されるものではなく、同一長さのくいのみで構成してよいことは言うまでもない。
くい２３の長手方向（ここでは鉛直方向であり、図１（ａ）中、矢印Ａ方向）に沿って構造体１１を見ると（即ち、図１（ｂ））、くい２３は正六角形の辺に沿ってほぼ密（隣接するくい２３同士の外面がほぼ接するよう）に配設されており、図示していないが隣接するくい２３同士は互いにバンド等のような連結部材によって所定長さ間隔（例えば、３ｍ）ごとに固定されている。
なお、互いに隣接する構成単位２１同士は、一方の構成単位２１のくい２３により形成された側方壁と、他方の構成単位２１のくい２３により形成された側方壁と、が共通しており（即ち、一つの壁が、一方の構成単位２１の側方壁と、他方の構成単位２１の側方壁と、の両方の役割を果たしている。）、柱状（六角柱）の構成単位２１が連続している。
【００２５】
このようなくい２３は、種々のものが用いられてよく、例えば、プレキャストコンクリートぐい（コンクリート既製ぐい）、鋼管ぐい、木くい、機械撹拝工法等による地盤改良により形成されたくい、現場打ちぐい等を用いてもよい。なお、機械撹拝工法等による地盤改良により形成されたくいや現場打ちぐい等を用いる場合には、硬化する前に隣接するくいの一部が接触するようにして隣接するくいの一部が接合するようにして、隣接するくい２３同士を連結するようにしてもよい。
さらに、ここでは構成単位２１のいずれの側方壁も複数のくい２３により形成されているが、これに限定されるものではなく、側方壁全体を一体的に形成しても（例えば、現場打ちやプレキャストによって形成してもよい。）、そして側方壁の一部を一体的に形成し該形成された一部を互いに組み付けて側方壁を形成するようにしてもよい。
【００２６】
図２は、本発明のいうｄの決定方法を示す図である。図２を参照して、本発明のｄの決定方法について説明する。
図２（ａ）は、図１に示した１つの構成単位２１の断面図であり、具体的には、構成単位２１が形成する柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面（見る方向は図１（ｂ）と同様）を示した断面図である（なお、図２（ａ）中のくい２３は断面を示しているが、理解及び図示を容易にするため、ハッチングは省略している。）。この図２（ａ）における構成単位２１の面積（該断面（図２（ａ）に示した断面）における構成単位２１の側方壁（複数のくい２３により形成されている。）の外縁２１ｐにより取り囲まれる面積）ｓ１は、図２（ｂ）中、斜線を付した部分の面積である。そして、該断面（図２（ａ）に示した断面）における構成単位２１の内部２１ｉが占める面積（該断面（図２（ａ）に示した断面）における構成単位２１の側方壁（複数のくい２３により形成されている。）の内縁２１ｑにより取り囲まれる面積）ｓ２は、図２（ｃ）中、斜線を付した部分の面積である。
そして、ここでは平均面積Ｓとして、両面積ｓ１、ｓ２の算術平均（即ち、Ｓ＝（ｓ１＋ｓ２）／２）をとり、この平均面積Ｓと等しい面積を有する円の直径がｄとして決定される（ｄ＝２（Ｓ／π）０．５）。
なお、構造体１１は、図１に示したような構成単位２１の配置配置や個数に限定されるものではなく、適宜、構成単位２１の配置配置や個数を変更してもよい。
【００２７】
図３は、構造体１１を地中に配設することで制振地盤を形成したところを示す図である。具体的には、図３（ａ）は鉛直面による断面図であり、図３（ｂ）は平面図（図３（ａ）中、矢印Ｂ方向から見たところを示している。）である。
ここでは図示しない高架橋の基礎５１の上部が地表面４１から突出するように設けられており、基礎５１の下面は、下端が支持層４３に達するコンクリートくい５３の上端によって支持されている。基礎５１は、直方体形状を略形成しており、下面５１ａ（下面５１ａはほぼ水平面である。）は一辺が１０．５０ｍの正方形形状をほぼしている。そして、基礎５１の下面５１ａと地表面４１との間の距離（即ち、下面５１ａの深さ）は、２．５０ｍである。
コンクリートくい５３は全部で４本（基礎５１の下面５１ａが形成する正方形の対角線の交点から各角までの各線分（該線分は合計４本存在する）上に各くい５３の上端が存在し（該線分１本にくい５３の上端１個が存在する。）、かつ該交点から各くい５３までの距離はほぼ等しい。）用いられており、コンクリートくい５３のいずれも同じものを用いており、長手方向が直線に沿った真っ直ぐなものであり、かつ長さ５７．０ｍ、太さ（直径）２．０ｍである。
このようにここでは４本のコンクリートくい５３と基礎５１とによって、図示しない高架橋のくい基礎構造が形成されている。
【００２８】
一方、高架橋のくい基礎構造の周辺には、構造体１１が地中に形成されている。構造体１１は、図１にて示したものと同様、六角柱を略形成する構成単位２１が複数（具体的には、５個＋４個＋５個）連続して形成されている。なお、構成単位２１が形成する六角柱の底面である六角形は、ここでは一辺が３６００ｍｍの正六角形である。そして、構成単位２１のいずれの側方壁も、図１にて示したものと同様、長手方向が互いに略平行になるように配設された複数のくいによって形成されているが、ここでは全て同一長さのくいのみで構成されている。
構成単位２１の側方壁を構成するくい（いずれのくいも直径１０００ｍｍ、長さ１５０００ｍｍ）は、ここでは機械撹拝工法によって形成されたくいを用いており、隣接するくい同士は、硬化する前に隣接するくいの一部が接触するようにして隣接するくいの一部の接合により隣接するくい２３同士を連結している。なお、前述のように、構成単位２１の側方壁を構成するくいとしては、プレキャストコンクリートぐい（コンクリート既製ぐい）、鋼管ぐい、木くい等を用いてよいことは言うまでもない。
【００２９】
ここでは高架橋により生じる振動は、基礎５１とコンクリートくい５３とにより周囲に伝達され、伝播波になって周辺地盤に伝播してゆく。そして、構造体１１が存する位置においては、伝播波が伝播する方向（以下、「伝播方向」という。）は図３中の矢印Ｃ方向である。
ここに基礎５１から伝播方向（矢印Ｃ）に向かうと、伝播方向（矢印Ｃ）に対して略垂直かつ地表面４１に平行な方向（図３（ｂ）中、矢印Ｄにより示した。）に向かって連続する構成単位２１の列が３列形成されている。具体的には、基礎５１に最も近い列である第１列は５個の構成単位２１により構成されており、第１列の次に基礎５１に近い列である第２列は４個の構成単位２１により構成されており、基礎５１から最も遠い列である第３列は５個の構成単位２１により構成されている。これらのうち第１列を構成する５個の構成単位２１の内部には、構造体１１に対してせん断波速度で１／２以下の剛性を有する中詰め材２５が内部に充填されている。具体的には、ここでは中詰め材２５として、タイヤシュレッド（廃タイやを細かく切ったもの）と現地土砂とコンクリートとの混合物を用いている。なお、第２列及び第３列を構成する構成単位２１の内部は、現地土砂が充填されている。
【００３０】
そして、伝播方向（矢印Ｃ）に沿った構造体１１の寸法Ｗは１９．０ｍであり、さらに伝播方向（矢印Ｃ）に対して垂直かつ地表面４１に平行な方向（図３（ｂ）中、矢印Ｄにより示した。）に沿った構造体１１の寸法Ｊは３１．７７ｍである。また、構造体１１の深さＨは１５．０ｍである。
また、対象波長（周辺地盤の伝播波の波長）は定振動数帯域で、１／３オクターブ振動数では、２．８Ｈｚ〜１２．５Ｈｚまでが重要で、ここではその帯域を対象とした。特に重要な３．１５Ｈｚと５．０Ｈｚの加振振動数を選ぶと、周辺地盤の伝播波の波長はそれぞれ約５２ｍ、３５ｍとなる。
【００３１】
従って、図３に示した構造体１１を地中に配設して形成した制振地盤は、ｄが６．５４ｍであることから、λが５２ｍ、３５ｍのいずれの場合においても、ｄがλ／８以上λ／４以下である。
そして、Ｗは１９．０ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍいずれの場合においても、Ｗがλ／３以上２λ以下である。
また、Ｊは３１．７７ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍいずれの場合においても、Ｊがλ／３以上２λ以下である。
また、Ｈは１５．０ｍであることから、λが５２ｍ、３５ｍのいずれの場合においても、Ｈがｄ以上λ／２以下である。
加えて、該制振地盤はくい基礎の周辺に配設されるものであり、周辺地盤のバネ係数ｋ＝４．６２×１０２ＫＮ／ｍ３であり、コンクリートくい５３の径φ＝２．０ｍであり、コンクリートくい５３のくいの曲げ剛性係数ＥＩは１．９６×１０６ＫＮ・ｍ２であるからβ＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ ＝０．１０４ｍー１（従って、１／β＝９．６ｍ）である。よって、Ｈ（１５．０ｍ）はπ／（２β）以上（但し、πは円周率）とされている（そしてＨは、くい基礎に使用されるコンクリートくい５３の長さと前記周辺地盤の支持層４３までの深さとのいずれのものよりも小さくされている。）。
なお、構造体１１は周辺地盤に対してせん断波速度で３倍以上剛性が高く（構造体１１のせん断波速度は１０００ｍ／ｓであり、周辺地盤のせん断波速度は１７５ｍ／ｓであるので、１０００／１７５＝５．７となり３倍以上である。これは５倍以上１０倍以下の範囲に入っている。）、構造体１１に対してせん断波速度で１倍以下（１／３倍以上１倍以下）の剛性を有する中詰め材たる前記混合物（タイヤシュレッド（廃タイやを細かく切ったもの）と現地土砂とコンクリートとの混合物）が、第１列を構成する５個の構成単位２１の内部に充填されている）。
【００３２】
図４は、図３に示した構造体１１を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（３．１５Ｈｚ加振）である。図４を参照して、図３に示した制振地盤の制振効果について説明する。
図４のグラフは、基礎５１から伝播方向（矢印Ｃ）に向かった地点Ｐにおける振動レベルＬｖ（ｄＢ）を測定した結果を示したものであり、基礎５１の中心から地点Ｐまでの距離（ｍ）を横軸にとり、その地点Ｐの振動レベルＬｖ（ｄＢ）を縦軸にとったものである。
図４中、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）の実験値を黒く塗りつぶした菱形により示し、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）のシミュレーション値を点線にて示した。また、図３に示した構造体１１による制振地盤を形成した後の測定結果（実施例）を、図４中、実線によって示した。 そして、比較例を図４中、白丸によって示した。比較例は、実施例と同様、六角柱を略形成する構成単位が複数連続してなる構造体を含んでなる制振地盤（以下、「比較地盤」という。）に関し実験したが（即ち、図３に示す本地盤に替えて比較地盤を形成して実験を行った。）、本地盤に比して比較地盤が異なる点はｄ＝３ｍ、Ｗ＝１５ｍ、Ｈ＝１．５ｍであり、その余りは本地盤と同様である。これら本地盤に比して比較地盤が異なる点を簡単にまとめると、ｄ＝３ｍでありｄ＝０．０５８λ（λ＝５２ｍ）、Ｗ＝１５ｍでありＷ＝０．２９λ（λ＝５２ｍ）、Ｈ＝１．５ｍでありＨ＝０．５ｄ、Ｈ＝０．０２９λ（λ＝５２ｍ）、そして１／β＝９．６ｍであるから、Ｈが０．１６／βである。
図４から、白丸により示した比較例に対し、実線により示した実施例は、いずれの距離においても少なくとも約１０ｄＢ程度振動レベルＬｖが小さく、極めて良好な制振効果を発揮することが明らかになった。
【００３３】
図５は、図３に示した構造体１１を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（５．０Ｈｚ加振）である。図５を参照して、図３に示した制振地盤の制振効果について説明する。
図５のグラフは、図４のグラフと同様、基礎５１から伝播方向（矢印Ｃ）に向かった地点Ｐにおける振動レベルＬｖ（ｄＢ）を測定した結果を示したものであり、基礎５１の中心から地点Ｐまでの距離（ｍ）を横軸にとり、その地点Ｐの振動レベルＬｖ（ｄＢ）を縦軸にとったものである。
図５中、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）の実験値を黒く塗りつぶした菱形により示し、構造体１１による制振地盤を形成する前（対策前）のシミュレーション値を点線にて示した。また、図３に示した構造体１１による制振地盤を形成した後の測定結果（実施例）を、図５中、実線によって示した。
そして、比較例を図５中、白丸によって示した。比較例は、図４で用いた比較例と同じものである。即ち、これら本地盤に比して比較地盤が異なる点を簡単にまとめると、ｄ＝３ｍでありｄ＝０．０８６λ（λ＝３５ｍ）、Ｗ＝１５ｍでありＷ＝０．４３λ（λ＝３５ｍ）、Ｈ＝１．５ｍでありＨ＝０．５ｄ、Ｈ＝０．０４３λ（λ＝３５ｍ）、そして１／β＝９．６ｍであるから、Ｈが０．１６／βである。
図５から、白丸により示した比較例に対し、実線により示した実施例は、いずれの距離においても少なくとも約１０ｄＢ程度以上、振動レベルＬｖが小さく、極めて良好な制振効果を発揮することが明らかになった。
図４及び図５の結果から、3.15Ｈｚと5.0Ｈｚといった低振動数帯域（通常、２０Ｈｚ以下をいい、とりわけ１０Ｈｚ以下を問題とすることが多い）の振動に対しても、図３に示した構造体１１による制振地盤は、十分な制振効果を奏することが明らかになった。
【００３４】
以上説明したように、図３に示した構造体１１による制振地盤は、制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位２１が少なくとも２以上連続してなる構造体１１を含んでなる。なお、該制振地盤の強度は、せん断波速度で１０００ｍ／ｓであり、せん断波速度で１７５ｍ／ｓである周辺地盤の強度に対して、３倍以上（１０００／１７５）であるので、高強度である。そして、該制振地盤は次の（１）〜（４）の全てを満たす。
（１）ｄ＝６．５４、λ＝５２ｍ、３５ｍいずれの場合も、ｄがλ／８以上λ／４以下である。
（２）Ｗは１９．０ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍいずれの場合においても、Ｗがλ／３以上２λ以下である。
（３）Ｈ＝１５．０ｍであるので、λが５２ｍ、３５ｍのいずれの場合においても、Ｈがｄ以上λ／２以下である。
（４）該制振地盤はくい基礎の周辺に配設されるものであり、β＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ ＝０．１０４であるから、Ｈがπ／（２β）以上である。
【００３５】
また、構造体１１は周辺地盤に対してせん断波速度で１０００／１７５＝５．７倍（３倍以上）剛性が高く、構造体１１に対してせん断波速度で１倍以下の剛性を有する中詰め材たる前記混合物（タイヤシュレッド（廃タイやを細かく切ったもの）と現地土砂とコンクリートとの混合物）が、第１列を構成する５個の構成単位２１の内部に充填されている。
そして、構成単位２１が正六角柱を略形成している。さらに、構成単位２１の前記側方壁が、長手方向が互いに略平行になるように地中に配設され、互いに隣接するもの同士を少なくとも１カ所以上で連結した複数の棒状部材たるくい２３によって形成されている。
加えて、ここでは図３に示した構造体１１による制振地盤を地中に形成することを含む制振工法が実施されており、図４及び図５に示したように、３．１５Ｈｚと５．０Ｈｚといった低振動数帯域の振動に対しても、十分な制振効果を得ている。
【００３６】
ここでは図３に示した構造体１１による制振地盤は、振動を発する基礎構造物（ここではコンクリートくい５３と基礎５１とを含んでなる。）の周囲の地中である第２場所に配設されているが、該制振地盤が配設される場所はこれに限定されるものではない。
まず、図３と同様に、コンクリートくい５３と基礎５１を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の周囲の地中である第２場所に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図６（ａ）を参照されたい）は無論、基礎５１とそれを支持するケーソン基礎６１（下面は支持層４３に支持されている。）を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の周囲の地中である第２場所に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図６（ｂ）を参照されたい）であってもよい。
そして、コンクリートくい５３と基礎５１を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の下方の地中である第１場所７１（第１場所７１は、該基礎構造物の内部である第３場所７５を含む。）、該基礎構造物の周囲の地中である第２場所７３、に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図７（ａ）を参照されたい）であってもよい。さらに、基礎５１とそれを支持するケーソン基礎６１（下面は支持層４３に支持されている。）を含んでなる基礎構造物（振動を発する基礎構造物）の周囲の地中である第２場所に、構造体１１による制振地盤が配設される場合（図７（ｂ）を参照されたい）であってもよい。
加えて、図８に示すように、振動を受ける基礎構造物（ここでは民家８３の基礎構造物）８１の下方の地中である第１場所７１と、基礎構造物８１の周囲の地中である第２場所７３と、に構造体１１による制振地盤が配設される場合であってもよい。
なお、図６乃至図８において、Ｗは、周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った構造体１１の寸法であり、Ｈは、構造体１１の深さであり、Ｄは、地表面４１から支持層４３までの深さであり、Ｐは振動観測地点である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の制振地盤（本地盤）を形成する構造体の一例を示す図である。
【図２】ｄの決定方法を示す図である。
【図３】構造体を地中に配設することで制振地盤を形成したところを示す図である。
【図４】図３に示した構造体を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（３．１５Ｈｚ加振）である。
【図５】図３に示した構造体を配設して形成された制振地盤の制振効果を示すグラフ（５．０Ｈｚ加振）である。
【図６】本地盤が配設される場所を説明する図である。
【図７】本地盤が配設される場所を説明する図である。
【図８】本地盤が配設される場所を説明する図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１ 構造体
２１ 構成単位
２１ｉ 内部
２１ｐ 外縁
２１ｑ 内縁
２３ くい
２３ａ 短くい
２３ｂ 長くい
２５ 中詰め材
４１ 地表面
４３ 支持層
５１ 基礎
５１ａ （基礎の）下面
５３ コンクリートくい
６１ ケーソン基礎
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、
側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなる構造体を含んでなり、次の（１）を満たすものである、制振地盤。
（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは該周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）
【請求項２】
次の（２）をさらに満たすものである、請求項１に記載の制振地盤。
（２）Ｗがλ／４以上であること（ただし、Ｗは、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った前記構造体の寸法である。以下同様。）
【請求項３】
次の（３）をさらに満たすものである、請求項１又は２に記載の制振地盤。
（３）Ｈがｄ／４以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。）と、前記構造体が前記周辺地盤の支持層に達すること、との両者のうち少なくともいずれかが満たされること
【請求項４】
くい基礎の下方又は周辺に配設されるものであり、かつ次の（４）をさらに満たすものである、請求項１乃至３のいずれか１に記載の制振地盤。
（４）Ｈが１／β以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。また、β＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ 、ここにｋは前記周辺地盤のバネ係数であり、φは該くい基礎に使用されるくいの径であり、ＥＩは該くい基礎に使用されるくいの曲げ剛性係数である。）
【請求項５】
前記構造体は前記周辺地盤に対してせん断波速度で３倍以上剛性が高く、前記構造体に対してせん断波速度で１倍以下の剛性を有する中詰め材が、前記構成単位の内部に充填されるものである、請求項１乃至４のいずれか１に記載の制振地盤。
【請求項６】
前記構成単位が六角柱を略形成するものである、請求項１乃至５のいずれか１に記載の制振地盤。
【請求項７】
前記側方壁が、長手方向が互いに略平行になるように地中に配設され、互いに隣接するもの同士を少なくとも１カ所以上で連結した複数の棒状部材によって形成されたものである、請求項１乃至６のいずれか１に記載の制振地盤。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１に記載の制振地盤を地中に形成することを含んでなる、制振工法。
【請求項９】
前記制振地盤が、振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中である第１場所及び該基礎構造物の周囲の地中である第２場所の少なくともいずれかに配設されるものである、請求項８に記載の制振工法。
【請求項１】
制振のために地中に配設される周辺地盤より高強度の制振地盤であって、
側方壁により取り囲まれた柱状の構成単位が少なくとも２以上連続してなる構造体を含んでなり、次の（１）を満たすものである、制振地盤。
（１）ｄがλ／１０以上でありλ／４以下であること（ただし、該柱状の長手方向に対して垂直な平面による断面における該構成単位の面積と、該断面における該構成単位の内部が占める面積と、の両面積の算術平均である平均面積と等しい面積を有する円の直径をｄとする。そして、λは該周辺地盤の伝播波の波長である。以下同様。）
【請求項２】
次の（２）をさらに満たすものである、請求項１に記載の制振地盤。
（２）Ｗがλ／４以上であること（ただし、Ｗは、前記周辺地盤の伝播波が伝播する方向に沿った前記構造体の寸法である。以下同様。）
【請求項３】
次の（３）をさらに満たすものである、請求項１又は２に記載の制振地盤。
（３）Ｈがｄ／４以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。）と、前記構造体が前記周辺地盤の支持層に達すること、との両者のうち少なくともいずれかが満たされること
【請求項４】
くい基礎の下方又は周辺に配設されるものであり、かつ次の（４）をさらに満たすものである、請求項１乃至３のいずれか１に記載の制振地盤。
（４）Ｈが１／β以上であること（ただし、Ｈは、前記構造体の深さである。また、β＝（ｋφ／（４ＥＩ））０．２５ 、ここにｋは前記周辺地盤のバネ係数であり、φは該くい基礎に使用されるくいの径であり、ＥＩは該くい基礎に使用されるくいの曲げ剛性係数である。）
【請求項５】
前記構造体は前記周辺地盤に対してせん断波速度で３倍以上剛性が高く、前記構造体に対してせん断波速度で１倍以下の剛性を有する中詰め材が、前記構成単位の内部に充填されるものである、請求項１乃至４のいずれか１に記載の制振地盤。
【請求項６】
前記構成単位が六角柱を略形成するものである、請求項１乃至５のいずれか１に記載の制振地盤。
【請求項７】
前記側方壁が、長手方向が互いに略平行になるように地中に配設され、互いに隣接するもの同士を少なくとも１カ所以上で連結した複数の棒状部材によって形成されたものである、請求項１乃至６のいずれか１に記載の制振地盤。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１に記載の制振地盤を地中に形成することを含んでなる、制振工法。
【請求項９】
前記制振地盤が、振動を発する又は振動を受ける基礎構造物の下方の地中である第１場所及び該基礎構造物の周囲の地中である第２場所の少なくともいずれかに配設されるものである、請求項８に記載の制振工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２８７４０（Ｐ２００６−２８７４０Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０４４１６（Ｐ２００４−２０４４１６）
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１６年１月１２日 Ｅｌｓｅｖｉｅｒ発行の「Ｓｏｉｌ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」に発表
【出願人】（５０４１４７２４３）国立大学法人 岡山大学 (444)
【出願人】（３９４００６０５９）岩水開発株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１６年１月１２日 Ｅｌｓｅｖｉｅｒ発行の「Ｓｏｉｌ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」に発表
【出願人】（５０４１４７２４３）国立大学法人 岡山大学 (444)
【出願人】（３９４００６０５９）岩水開発株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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