こんにちは大野です。
土留工事を行い掘削を進めるに当たり、掘削底面の安定が損なわれると、ボイリング・ヒービング・盤ぶくれの現象が起こり工事に大きな影響を与えてしまいます。
今日はボイリング・ヒービング・盤ぶくれの現象の特徴と対策についてのお話です。
ボイリング・ヒービング・盤ぶくれの現象の特徴
ボイリング
主に砂質地盤で発生する現象で、遮水性の土留壁を用いた場合、水位差により上向きの浸透水が生じます。
この浸透水が土の有効土圧をこえると、沸騰したように水が沸上がり、掘削底面の土がせん断抵抗を失い急激に土留めの安定性が失われてしまいます。
地下水位が高い砂質地盤で発生する。
ヒービング
掘削底面付近に柔らかい粘土層がある場合、主として沖積粘土地盤で、含水比の高い粘土が厚く堆積する場合。
土留め背面の土の重量や土留めに近接した地表面での上載荷重により、掘削底面の隆起、土留め壁のはらみ周辺地盤の沈下が生じ最終的には土留めの崩壊に至る。
掘削底面が粘性土の時発生する。
盤ぶくれ
掘削底面下に、粘性土地盤や細粒分の多い細砂層のような難透水層があり、その難水層の下に被圧帯水層が存在する場合、盤ぶくれが発生する場合があります。
難水層に上向きの水圧が作用し、これが土の重さ以上になる場合は、掘削底面が浮上り、最終的には難水層が破られボイリング状の破壊に至ってしまいます。
山留壁の根入れ部にある粘性土の遮水層に水圧が加わる場合に発生する。
ボイリング・ヒービング・盤ぶくれの対策
緊急対応
緊急対応はボイリング・ヒービング・盤ぶくれともに同じ対応になり、公衆災害の防止を第一に考え行動しなければなりません。
①周辺地盤の変状を確認し、変状が確認された場合は道路管理者等の関係機関に緊急報告する。
②応急処置として、土留め壁背面の土圧に抵抗す土・水等により埋戻しを実施し変状の収束を確認する。
工事を再開するための対策
ボイリング
ボイリング対策工として様々方法があるが、地下水位低下工法で地下水位を下げるか掘削底面に薬液注入工法で遮水層を作る対策が有効であると考えられています。
地下水位低下工法は計画段階から設置することを決めていればよいが、掘削途中からでは、施工機械の大きさにかなり制限がかかるので、あまりボイリングが発生してからの対策としては一般的な工法とはなっていない。
薬液注入工法は施工機械が小型であり、設置撤去がしやすいので、ボイリングが発生してからの対策として有効であり、多くの施工事例があります。
ヒービング
ヒービングは掘削底面の強度不足により、山留壁が変形する現象なので、掘削底面の強度を増加させる方法が有効となります。
一般的な対策としては、地盤の強度を上げる地盤改良を行います。
この対策も掘削途中であると施工の機械が限られます。
ボーリングマシーンで施工できる高圧噴射攪拌工法などが良く対策として行われます。
盤ぶくれ
盤ぶくれは地域性にもよると思いますが、ボーリング・ヒービングよりは発生するのは少ない現象だと思います。
大規模掘削の場合に起こりますが、浅い掘削だとあまり発生しません。
対策として地下水位低下工法・薬液注入による遮水層の構築・地盤改良があります。
掘削中の対策としては、やはり施工機械の関係上、薬液注入・地盤改良による対策になると思います。
山留工事において、掘削底面のトラブルは工期、費用面でも大きな問題となる場合が多いので、計画段階から十分に検討を行っていたほうが良いですね。
今日はボイリング・ヒービング・盤ぶくれのお話でした。
それでは
コメント
ヒービングは薬液注入工法で対策できますか？
コメントありがとうございます。
薬液注入でヒービングの対策ができるかとのことですが、ヒービングがおきるような軟弱な粘土層では一般的な水ガラス系の薬液注入では強度が出ない場合が多いです。
そのため、高圧噴射などのセメント系の地盤改良で対策をする場合が多いです。
詳しい計画は地盤改良の業者に相談しながら進めるのがいいと思います。