説明

地盤の側方流動防止構造

【課題】地盤の側方流動に対する改良効果を、対象領域全体にわたって均一に施工する従来工法とほぼ同等に、またはそれ以上に確保した上で、地盤の改良域を従来より低減し、工期・工費を削減できる地盤の側方流動防止構造を提供する。
【解決手段】例えば構造物直下の地盤改良体の前方に設置される地盤の側方流動を地盤改良により防止する側方流動防止構造であり、平面的に見て、改良域5内に長円形等の非改良域6を点在配置し、この非改良域6の形状により、改良域5にアーチ7を流動方向xに形成する。また、改良域5の改良深さは流動方向xに沿って浅くしてもよい。このような地盤改良体4により、改良体4全体で水平荷重Fに抵抗する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地盤改良による地盤の側方流動防止構造であり、例えば埋立・盛土などに伴う地盤の側方流動を防止するために行う地盤改良に関して、水平抵抗力を有効に得ることができる地盤改良構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
海底地盤や臨海埋立地のような軟弱地盤上に、盛土や橋台、あるいは道路等の各種構造物を構築する際には、地盤の沈下対策として行う構造物直下の地盤改良以外に、その近傍にも側方流動を防止するため、水平抵抗を期待した地盤改良を行う。
【0003】
このような側方流動防止の地盤改良には、従来、例えば十分に締め固める方法、ドレーン材を一定間隔で打設する方法、シートパイルや基礎杭などを一定間隔で打設する方法、地盤を固結する方法等があり、いずれも対象改良域を一様に改良するものであった。
【0004】
また、地盤の側方流動を防止する工法としては、特許文献1〜3等の工法が提案されている。特許文献1の発明は、橋台等の構築物の背面部の軟弱地盤に積層した発泡スチロール板を埋設し、軟弱地盤の沈下及び側方流動等を防止するものである。特許文献2の発明は、大地震の際の液状化による軟弱地盤の側方流動が予想される領域に地表から軟弱地盤及びその下側の圧密地盤を貫通して複数の杭を一定間隔で並べて打設したものである。また、特許文献3には、軟弱地盤中に打ち込んだ打設ケーシング内に自硬性材料を流し込み、複数個の形成板を一体化して薄壁からなるセルラー状の殻構造体を構築する軟弱地盤中に基礎構造物を形成する方法が提案されている。
【特許文献1】特開平4ー73310号公報
【特許文献2】特開平10ー131208号公報
【特許文献3】特公昭61ー28049号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
側方流動対策を目的とした改良を対象領域全体にわたり均一に施工すると、工期が長くなり、工費も割高となっていた。
【0006】
特に、今後も建設が予定される海上埋立空港では、地盤改良として改良杭施工のための位置決めに相当な時間を要し、工期・工費に非常に大きな影響を及ぼしている。
【0007】
本発明の目的は、地盤の側方流動に対する改良効果を、対象領域全体にわたって均一に施工する従来工法とほぼ同等に、またはそれ以上に確保した上で、地盤の改良域を従来より低減し、工期・工費を削減できる地盤の側方流動防止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、地盤改良体に対し、構造的に非常に有利なアーチやハニカムを適用することにより、対象改良域の低減を可能にするものである。
【0009】
本発明の請求項1は、地盤の側方流動を地盤改良により防止する側方流動防止構造であり、平面的に見て、改良域内に非改良域が配置され、非改良域により、改良域にアーチが流動方向に形成されていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造である。
【0010】
即ち、非改良域の平面形状を、例えば図4に示すように、その円弧が流動方向xの端部に位置する半円形状や長円(楕円)形状等とし、非改良域の流動方向xの片側または両側に改良域によるアーチを形成する。改良域のアーチは一体化したソイルセメント柱、プレキャストのブロック枠、あるいは改良用ブロック等で構成される。非改良域は原地盤で構成される。
【0011】
本発明の請求項2は、請求項1に記載の地盤の側方流動防止構造において、前記アーチが複数形成され、アーチの方向が同じ向きとされていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造である。例えば図4(a) に示すように、非改良域の平面形状が半円状等の場合であり、アーチのクラウン部(凸方向)が同じ向きとなるように、千鳥配列し、あるいは縦横に整列配置する。なお、アーチのクラウン部は、水平荷重Fに向う方向とするのが好ましいが、荷重Fと逆向きとしてもよい。
【0012】
本発明の請求項3は、請求項1に記載の地盤の側方流動防止構造において、一つの非改良域に対して一対のアーチが対称に配置されていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造である。例えば図4(b) 、(c) に示すように、非改良域の平面形状が流動方向xに長い長円形状や楕円形状等の場合であり、流動方向xに一対のアーチが対称に配置される。図示例では、このような一対のアーチを複数、千鳥配列し、あるいは縦横に整列配置している。
【0013】
本発明の請求項4は、地盤の側方流動を地盤改良により防止する側方流動防止構造であり、平面的に見て、改良域内に非改良域が配置され、非改良域がハニカム形状(六角形)とされていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造である。即ち、非改良域の平面形状が六角形の場合であり、改良域によりハニカム構造が形成される。例えば図5に示すように、このようなハニカム形状の非改良域を多数、千鳥配列し、あるいは縦横に整列配置する。
【0014】
本発明の請求項5は、請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載の地盤の側方流動防止構造において、改良域における改良深さが流動方向に一定とされていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造である。
【0015】
本発明の請求項6は、請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載の地盤の側方流動防止構造において、改良域における改良深さが流動方向に沿って浅くなっていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造である。即ち、構造物等から離れるに従って改良深さを例えば階段状に浅くし、改良域を低減する。
【0016】
以上のような本発明によれば、改良域内に非改良域を設けることにより、対象改良域を一様に改良する従来の工法と比較して、改良率が大幅に低減する。このような地盤改良体に水平荷重が作用すると、図4に示すように、アーチの足に相当する部分に荷重が伝達され、またハニカムの場合も同様に荷重が伝達され、さらに第2列目、第3列目、…と荷重が伝達され、地盤改良体全体で水平荷重に抵抗する。
【発明の効果】
【0017】
本発明は、改良域内に非改良域を設け、この非改良域の形状により、アーチやハニカムを改良域に形成するようにしているため、地盤改良体のアーチ効果やハニカム構造により、地盤の側方流動に対する水平抵抗力を、対象領域全体にわたって均一に施工する従来工法とほぼ同等に、またはそれ以上に確保した上で、地盤改良域を従来より低減することができ、工期・工費を大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図1は本発明の地盤の側方流動防止構造が適用される構造物の一例を示す鉛直断面図である。図2は本発明の地盤の側方流動防止構造のアーチによる一実施形態を示す平面図と鉛直断面図とである。図3は従来工法と本発明とを比較した平面図である。図4は本発明に従うアーチの平面形状と平面配置との種々の例を示す平面図である。図5は本発明の地盤の側方流動防止構造のハニカムによる一実施形態を示す平面図である。
【0019】
図1において、護岸(橋台) 1と埋立(盛土) 2とからなる構造物の直下に地盤改良体3が構築されており、この地盤改良体3の前方に本発明の側方流動防止構造すなわち水平抵抗を期待した地盤改良体4が構築される。
【0020】
図2(a) に示すように、平面的に見て、側方流動防止の対象領域を、多数の非改良域を残して地盤改良することにより、改良域5内に多数の非改良域6が点在配置された地盤改良体4が構築される。図2(a) の図示例では、非改良域6の平面形状は流動方向(水平荷重Fが作用する方向) xに沿って長い長円形であり、この非改良域6のx方向の両端部に改良域5による略円弧状のアーチ7が形成される。
【0021】
また、改良域5の改良深さは流動方向xに対して一定とすることもできるが、これに限らず、図2(b) に示すように、改良域5の改良深さを流動方向xに沿って水平荷重Fが作用する方向に(構造物から離れるに従って)例えば階段状にあるいは傾斜状に浅くしてもよい。
【0022】
図3に示すように、側方流動防止の対象改良域を一様に改良する従来工法と比較して、本発明の多数の非改良域6が点在配置された地盤改良体4によれば、地盤の改良域5(体積) を例えば4割低減することができる。また、改良域5の改良深さを構造物から離れるに従って漸次浅くすれば、地盤の改良域5(体積) を更に低減することができる。
【0023】
図4に示すように、非改良域6の平面形状と平面配置とは種々の態様が可能である。図4(a) では、非改良域6の平面形状を、改良域5によるアーチ7が水平荷重Fに向かって凸となるような略半円形(アーチ7のクラウン部が逆向きの凸となるようにしてもよい)とし、この非改良域6を千鳥配列している。図4(b) では、非改良域6の平面形状を、その長軸方向(流動方向x)の両端部に改良域5によるアーチ7を有する略長円形とし、この非改良域6を縦横に整列配置している。図4(c) では、前記の略長円形の非改良域6を千鳥配列している。なお、非改良域6の平面形状と平面配置とは、この図示例に限らず、その他の平面形状と平面配置とが可能である。また、荷重Fからの遠近によってアーチ7の大きさを変えることもできる。例えば、荷重Fに近いほど、アーチ7を小さく、荷重Fから遠いほど、アーチ7を大きくする。
【0024】
このような多数の非改良域6が点在配置された地盤改良体4に水平荷重Fが作用すると、図4の太線矢印で示すように、アーチ7の足に相当する部分へ荷重Fが伝達される。さらに、第2列目、第3列目、…と荷重Fが伝達され、地盤改良体4全体で水平荷重Fに抵抗する。このようなアーチ効果により、地盤の側方流動に対する水平抵抗力を、対象領域全体にわたって均一に施工する従来工法とほぼ同等に、またはそれ以上に確保することができる。
【0025】
地盤改良体4の改良域5は、通常、多数の所謂ソイルセメント柱で形成され、前述のようなアーチ効果を発揮するためには、各ソイルセメント柱の一体化を図る必要があるが、機械式攪拌及びジェット式攪拌を用いることにより、一体化した地盤改良体4を構築することができる。
【0026】
また、これに限らず、工期短縮を図るものとして、プレキャストアーチ状ブロック枠ユニット(鋼製、コンクリート製など) の現地組立による方法もある。この場合の施工手順は、次の通りである。(1) 対象改良域を掘削する。(2) いくつかのブロック枠ユニットを連結したアーチ状ブロック枠を据え付ける。(3) (1) で発生した掘削土にセメント固化処理等を行い、その強度を増大してブロック枠内に充填する。なお、このようなブロック枠の代わりにシートパイルを打ち込む現場施工によって枠部分を設けてもよい。
【0027】
さらに、特願2003−158068号の明細書に記載された、地中方向の先端面をアーチ状に形成した改良用ブロックを用い、この改良用ブロックを組み立てる際に、平面的に見たときにアーチ7となるように一体化させて、地盤改良体4を構築することもできる。この場合、(イ)鉛直荷重にも強い、(ロ)低コストで水平抵抗力を確保できる、(ハ)さらなる工期短縮が可能である、などの利点がある。
【0028】
以上のようなアーチ7に代えてハニカムを用いることもできる。この場合、図5に示すように、非改良域6の平面形状を六角形のハニカム形状とし、この非改良域6を千鳥配列し、あるいは縦横に整列配置して、多数のハニカム形状の非改良域6が点在配置されたハニカム構造の地盤改良体4とする。
【0029】
このようなハニカム構造の場合も、図4に示すアーチ効果と同様に水平荷重が伝達され、地盤改良体4全体で水平荷重に抵抗する。
【0030】
なお、以上は本発明の側方流動防止構造を構造物直下の地盤改良体の前方に設置する場合について説明したが、これに限らず、その他の地盤の側方流動防止にも本発明の構造を適用することができる。また、本発明は以上のような図示例に限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の地盤の側方流動防止構造が適用される構造物の一例を示す鉛直断面図である。
【図2】本発明の地盤の側方流動防止構造のアーチによる一実施形態であり、(a) は平面図、(b) は鉛直断面図である。
【図3】従来工法と本発明とを比較した平面図である。
【図4】本発明に従うアーチの平面形状と平面配置との種々の例を示す平面図である。
【図5】本発明の地盤の側方流動防止構造のハニカムによる一実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【0032】
1……護岸(橋台)
2……埋立(盛土)
3……構造物直下の地盤改良体
4……本発明の側方流動防止構造としての地盤改良体
5……改良域
6……非改良域
7……アーチ
F……水平荷重

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤の側方流動を地盤改良により防止する側方流動防止構造であり、
平面的に見て、改良域内に非改良域が配置され、非改良域により、改良域にアーチが流動方向に形成されていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造。
【請求項2】
請求項1に記載の地盤の側方流動防止構造において、前記アーチが複数形成され、アーチの方向が同じ向きとされていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造。
【請求項3】
請求項1に記載の地盤の側方流動防止構造において、一つの非改良域に対して一対のアーチが対称に配置されていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造。
【請求項4】
地盤の側方流動を地盤改良により防止する側方流動防止構造であり、
平面的に見て、改良域内に非改良域が配置され、非改良域がハニカム形状とされていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造。
【請求項5】
請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載の地盤の側方流動防止構造において、改良域における改良深さが流動方向に一定とされていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造。
【請求項6】
請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載の地盤の側方流動防止構造において、改良域における改良深さが流動方向に沿って浅くなっていることを特徴とする地盤の側方流動防止構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−16801(P2006−16801A)
【公開日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−193987(P2004−193987)
【出願日】平成16年6月30日(2004.6.30)
【出願人】(000001373)鹿島建設株式会社 (1,387)
【Fターム(参考)】