利用档土钢板桩对地下建筑物液状化的对策工法（四）

 利用档土钢板桩对地下建筑物液状化的对策工法

                                   --新名古屋火电厂7号取水道的设计与模型振动实验

地震时的防液状化对策的费用在火力发电厂的建设费中所占比例较大。本公司在新名古屋火力发电厂7号系列取水路及煤气导管工程中，为消减防液状化对策的费用，采用了利用档土钢板桩对地下建筑物的液状化对策的工法采用本工法，在设计上还有若干不确定事项，所以实施了取水路的模型振动实验，进行了验证。对其结果.设计方法及本工法的有效性提供了理论依据。

1开发的背景

本公司新名古屋火力发电厂是建在名古屋港临海工业带的液状化发生可能性很高的填海地基上，新增建的7号取水路等的防液状化对策费用会相当庞大。作为地震时的防液状化对策一般采用防止液状化发生的对策即使周边地域产生液状化也可通过结构上的对策使设施的被害减到最小的经济性的对策，因此本公司以削减液状化对策费用为目标进行了研讨利用临时档土用的钢板桩.开发了地下建筑物防液状化对策的工法，并在新名古屋火力7号系列取水路及部分煤气导管隧道予以采用。

2工法的基本考虑方法

伴随地震时地基的液状化对地下建筑物的损害主要考虑液状化时地下建筑物的上浮和液状化终结后的地基沉降。地下建筑物的上浮的要因是周边地基和建筑物下方的水及砂子的回转运动所带来的较大影响因此如图1所示，使用钢板桩将建筑物与周边地域隔断的方式可以有效地阻断水和砂子的供给，是有效的上浮防止对策。

对于液化状终结后的地基沉降，如果将钢板桩作为桩进行处理后可有效防止建筑物的沉降。

3设计的想法

设定以下条件进行了设计。

·用钢板桩围起的地下建筑物底部的液化状层发生了液状化。

·液状化时土质泥土化。（泥土压、动水压、静水压和过剩间隙水压产生的反向压力等对地下建筑物在作用）

·作用于钢板桩的静水压是考虑伴随液状化的过剩间隙水压的上升，扩展Westergaard的动水压公式。

·液状化后地中建筑物底部的液状化层沉降。

4振动模型实验的结果

用缩尺1/30的振动模型实验验证了设计方法以及利用档土钢板桩防止地下建筑物液状化发生的对策的有效性。实验是使用东海大学的大型振动土槽，进行了正弦波加振。加速度增加到设定最大的加速度200gal为止，并且在最大加速度到达后维持20秒的加振。计测装置如图2，实验结果的一部分如图3所示。

总结实验结果如下。可以验证利用档土钢板桩对地中建筑物的液状化防止对策工法的有效性。

·根据加振条件，被钢板桩围起的地中建筑物底部松软砂层发生液状化。

·松软砂层液状化时的间隙水压达到加人建筑物的单位体积重量的有效应力（有效上载压）。

·周边地基达到液状化时剪断变形的传播就变小钢板桩的振动也变小。

·伴随液状化对地中建筑物由过剩间隙水压产生的反向压力起作用，其结果对钢板桩产生上浮力。

·伴随地基的液状化土压变化为液压。

·液状化终结后地中建筑物底部松软的砂层产生沉降。

·液状化终结后，比液状化前状态更大的向下的力作用之后回到液状化发生前的状态。

5今后的展望

利用钢板桩对地下建筑物的液状化防止对策工法在新名古屋火力发电厂7号系列取水路及部分煤气导管隧道子以采用。于平成6年10月实施了工程。本工法根据所采用的地方和地基比旧工法有很经济的场合.在新名古屋火力发电厂削减了3.5亿日元的建设费。

今后作为防止液状化对策工法之一（防止液状化损害的工法），在其他的项目也会积极地采用。

（王东松整理）