JP5071852B2 - 構造物の沈下抑制構造 - Google Patents
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Description
特許文献1は、構造物の分布荷重が大きくなる部分で摩擦杭を長尺とし、地盤と摩擦杭との摩擦を大きくするようにした杭構造について開示したものである。
すなわち、粘性土層より浅い位置に存在する支持層(中間支持層)内に支持杭を設ける杭構造(図6参照)では、上述したように粘性土層より深く且つ岩盤のように大きな支持力を有する支持層(下部支持層)に達するまで支持杭を打設する必要があり、とくに粘性土層の厚さが大きい場合には支持杭の杭長が長尺となるうえ、大規模な基礎工事となることから、大幅なコストアップとなる問題があった。
また、本杭構造では、中間支持層に達するようにして改良地盤支持体を設け、粘性土層又は粘性土層より深い地層に摩擦杭を設ける構造であることから、従来のように粘性土層の下方に存在して支持力を有する岩盤等の地層(下部支持層)に達するように杭長の長い摩擦杭を設置する必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。
そして、改良地盤支持体を支持杭として機能させることが可能となることから、高価な既製コンクリート杭、場所打ちコンクリート杭、鋼管杭などを打設する従来工法の代わりに安価な地盤改良工法を採用することができるので、工事費の低減を図ることができる。
図1は本発明の第1の実施の形態による杭構造の構成と地盤中の応力分布とを示す図、図2は図1に示すA−A線断面図である。
つまり、本杭構造1は、構造物2が構築される領域において、改良地盤支持体3と複数の摩擦杭4、4、…との周面摩擦抵抗と先端支持力とによって構造物2の荷重を支持する構造となっている。
なお、改良地盤支持体3の壁厚は、軟弱層G1の層厚、地盤強度、地質などの条件を考慮して設計することが好ましいとされる。
摩擦杭4、4、…は、本第1の実施の形態では長さが一様ではなく、複数(本実施の形態では2つ)の杭長をなす摩擦杭4A、4B(深さ寸法の浅い方を第1摩擦杭4A、深さ寸法の深い方を第2摩擦杭4Bとする)が縦横方向にに交互に配設されている。
そして、本杭構造1では、中間支持層G2と粘性土層G3に改良地盤支持体3及び摩擦杭4を設ける構造であることから、従来のように粘性土層G3の下方に位置する下部支持層G4に達するように杭長の長い摩擦杭を設置する必要がなく、コストの低減が図れる構造となっている。
図1の右側に示す応力分布図は、本第1の実施の形態による地盤に作用する応力を示したものである。この応力分布図において、図中の符号Saの線は構造物2の影響を受けていない状態の地盤(以下、「原地盤」という)の有効応力、符号Sbの点線は粘性土層G3の圧密降伏応力を示している。そして、符号Sで示す領域(図中斜線部)は、杭構造1(改良地盤支持体3、摩擦杭4)を介して構造物2の荷重が地盤Gに与える応力(荷重応力)を示している。
粘性土層G3の圧密降伏応力Sbは、粘性土層G3の上部から下部に向けてその応力値が大きくなり、本第1の実施の形態では、粘性土層G3の上端付近(中間支持層G2との境界付近)で圧密降伏応力Sbが最小値となっている。
そして、改良地盤支持体3を支持杭として機能させることが可能となることから、高価な既製コンクリート杭、場所打ちコンクリート杭、鋼管杭などを打設する従来工法の代わりに安価な地盤改良工法を採用することができるので、工事費の低減を図ることができる。
図3に示すように、第2の実施の形態による杭構造1Aは、第1の実施の形態の改良地盤支持体3(図2参照)の造成形状を変えて造成したものである。すなわち、本改良地盤支持体3Aは、複数の平面状の壁状体からなり、互いに所定間隔をもって平行に配列された状態で造成されている。そして、平行に配列されている壁状体どうしの間に摩擦杭4が配置された構造となっている。そして、摩擦杭4、4、…は、各壁状体の延設方向に沿って配置されている。
図4に示すように、第3の実施の形態による杭構造1Bは、第1及び第2の実施の形態の改良地盤支持体3、3A(図2及び図3参照)の造成形状を変えて造成したものである。すなわち、本改良地盤支持体3Bは、平面視で略四角形状をなす複数の角柱体からなり、互いに所定間隔をもって配列された状態で造成されている。そして、摩擦杭4の周囲に複数の角柱体をなす改良地盤支持体3Bを配置させた構造となっている。
図5に示すように、第4の実施の形態による杭構造1Cは、第1乃至第3の実施の形態の改良地盤支持体3、3A、3B(図2、図3及び図4参照)の造成形状を変えて造成したものである。すなわち、本改良地盤支持体3Cは、平面視で構造物2(図1参照)の構築範囲の略全体にわたって改良され、その改良範囲内に複数の摩擦杭4、4、…が設けられた構造をなし、これら摩擦杭4の周囲を覆うようにして改良地盤支持体3Cが造成された構造となっている。
例えば、本第1乃至第4の実施の形態の改良地盤支持体3、3A、3B、3Cの具体的な厚さ寸法、深さ寸法など、及び摩擦杭4における本数、外径寸法、杭長等は、構造物2の荷重、大きさ、形状等や、地盤Gの条件(例えば各地層の厚さ、粘性土層G3の圧密状態)、構造物2の沈下分布に対応して任意に設定することができる。
さらにまた、摩擦杭4は、必要に応じてその先端部(下端部)を粘性土層G3内ではなく、粘性土層G3よりさらに深い地層内に達するまで打設して根入れさせるようにしてもかまわない。この場合、第1乃至第4の実施の形態と同様に、粘性土層G3に作用する応力がその圧密降伏応力を超えることをなくすことができることから、粘性土層G3の圧密沈下を防いで構造物2の沈下を抑制させることができる。
2 構造物
3、3A、3B、3C 改良地盤支持体
4 摩擦杭
G 地盤
G1 軟弱層
G2 中間支持層
G3 粘性土層
G4 下部支持層
Sa 原地盤の有効応力
Sb 粘性土層の圧密降伏応力
S 構造物の荷重応力
Claims (5)
- 構造物の構築領域で、粘性土層より浅い部分に前記構造物の荷重を支持することができる中間支持層が存在する地盤に施工する構造物の沈下抑制構造であって、
前記粘性土層内、又は前記粘性土層より深い地層内に達する深さまで打設された摩擦杭と、
前記中間支持層内に達する深さまで配設されるとともに、平面視で前記摩擦杭を囲うようにして造成された改良地盤支持体と、
からなり、
前記改良地盤支持体は、前記粘性土層に作用する応力が前記粘性土層の圧密降伏応力を超えない形状で造成されていることを特徴とする構造物の沈下抑制構造。 - 前記改良地盤支持体は、平面視で格子状に区画されていることを特徴とする請求項1に記載の構造物の沈下抑制構造。
- 前記改良地盤支持体は、所定間隔をもって平行に配列された複数の壁状体からなることを特徴とする請求項1に記載の構造物の沈下抑制構造。
- 前記改良地盤支持体は、所定間隔をもって配列された平面視で略四角形状をなす複数の角柱体からなることを特徴とする請求項1に記載の構造物の沈下抑制構造。
- 前記改良地盤支持体は、平面視で前記構造物の構築範囲の略全体にわたって改良されていることを特徴とする請求項1に記載の構造物の沈下抑制構造。
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