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JP7574372B2 - Compression device and compression method for rock surrounding an underground structure, and underground structure integrated with the rock - Google Patents
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JP7574372B2 - Compression device and compression method for rock surrounding an underground structure, and underground structure integrated with the rock - Google Patents

Compression device and compression method for rock surrounding an underground structure, and underground structure integrated with the rock Download PDF

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Description

本発明は地下構造物の周囲岩盤を圧縮する装置と方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for compressing the rock surrounding an underground structure.

地下構造物の周囲の地盤を基礎と一体化することで基礎の耐震性を高める技術が知られている。特許文献1には基礎の周囲に放射状に穿孔を形成し、穿孔に補強材を定着させ、補強材の端部を基礎本体に定着させる、地盤補強型の基礎形成方法が開示されている。 There is a known technology that improves the earthquake resistance of foundations by integrating the ground around an underground structure with the foundation. Patent Document 1 discloses a method of forming a foundation with ground reinforcement, in which perforations are formed radially around the foundation, reinforcing materials are fixed into the perforations, and the ends of the reinforcing materials are fixed to the main body of the foundation.

特公平5-40085号公報Special Publication No. 5-40085

特許文献1に記載された方法によれば、補強材を介して地盤を基礎と一体化することができる。従って、基礎を実質的に拡張し、大きな支持力を得ることができる。地下構造物の種類によっては、周辺地盤の遮水性の向上が求められることもある。このような様々な要求に対し、地下構造物の周囲の岩盤を圧縮させることが解決策の一つとなることがあり得る。本発明は、地下構造物の周囲の岩盤を圧縮させるための装置を提供することを目的とする。 According to the method described in Patent Document 1, the ground can be integrated with the foundation via reinforcing materials. Therefore, the foundation can be substantially expanded and a large bearing capacity can be obtained. Depending on the type of underground structure, it may be necessary to improve the water impermeability of the surrounding ground. Compressing the rock around the underground structure may be one solution to such various requirements. The object of the present invention is to provide a device for compressing the rock around an underground structure.

本発明の一態様によれば、この装置は岩盤の内部を地下構造物から放射状に延びる複数のストランドと、複数のストランドを緊張させ、複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の定着具と、を有する。複数のストランドは、地下構造物の上側半分の領域だけに設けられている。 According to one aspect of the present invention, the apparatus includes a plurality of strands extending radially from an underground structure into the rock mass, and a plurality of anchors for tensioning the plurality of strands and compressing the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands . The plurality of strands are provided only in the upper half region of the underground structure.

本発明の装置によれば、地下構造物の周囲の岩盤を圧縮させることができる。 The device of the present invention can compress the rock surrounding an underground structure.

第1の参考形態の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a first embodiment. 第1の参考形態に係る地下構造物とストランドの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an underground structure and a strand according to the first reference embodiment. 第1の参考形態の変形例の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a modified example of the first embodiment. 第2の参考形態の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a second reference embodiment. 第3の参考形態の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a third embodiment. 第3の参考形態の変形例の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a modified example of the third embodiment. 第4の参考形態の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a fourth embodiment. 第4の参考形態の変形例の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a modified example of the fourth embodiment. 第4の参考形態のさらなる変形例の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a further modified example of the fourth embodiment. 第1の実施形態の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a first embodiment. 第1の実施形態の変形例の概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram of a modified example of the first embodiment. 第2の実施形態の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a second embodiment. 第2の実施形態の変形例の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a modified example of the second embodiment. 第2の実施形態のさらなる変形例の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a further modified example of the second embodiment. 第3の実施形態の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a third embodiment. 岩盤の3次元FEM解析結果である。This is the result of a 3D FEM analysis of rock mass.

以下、図面を参照して本発明の地下構造物の周囲岩盤を圧縮する装置と方法のいくつかの実施形態及び参考形態について説明する。以下の説明は、特記なき場合、既設の地下構造物を対象とするが、新設の地下構造物に適用することも可能である。 Below, several embodiments and reference forms of the device and method for compressing the rock surrounding an underground structure of the present invention will be described with reference to the drawings. Unless otherwise specified, the following description is directed to an existing underground structure, but can also be applied to a newly constructed underground structure.

(第1の参考形態)
本参考形態では、地下構造物として、地中深くまで施工される深礎杭を例に説明する。地下構造物に支持される地上構造物は橋脚であるが、建物などの建築物であってもよい。深礎杭は岩盤に埋め込まれた概ね円筒形の地下構造物である。図1は本参考形態の概念図を示している。図1(a)は地下構造物1の平面図を、図1(b)は図1(a)のA-A線に沿った断面図を示している。図2(a)は地下構造物1と地上構造物2とストランドSの斜視図を、図2(b)はストランドSの斜視図を示している。地下構造物1の周囲に沿って、複数のストランドSが設けられている。ストランドSは地下構造物1から径方向に離れた位置を周回しており、ストランドSと地下構造物1との間には岩盤Rが介在している。ストランドSは、岩盤Rに掘削された案内孔(図示せず)の内部を延びている。ストランドSはPC鋼材(PCケーブル)からなるが、アラミド繊維や炭素繊維などからなるケーブルであってもよい。ストランドSは、岩盤Rの複数の深さレベルに、概ね等間隔で水平に設けられている。各深さレベルのストランドSは、地下構造物1の全周を円状に取り囲む複数の分割ストランドS1,S2で構成されている。本参考形態では、各深さレベルに地下構造物1の周囲を半周する2本の分割ストランドS1,S2が設けられている。分割ストランドの数は限定されず、分割ストランドの長さが互いに異なっていてもよい。地下構造物1の全周を1本のストランドSが周回していてもよい。すなわち、各深さレベルにおいて、地下構造物1の側面に沿って少なくとも一つのストランドSが設けられ、ストランドSが地下構造物1の全周を円状に取り囲んでいる限り、ストランドSの数や長さは限定されない。
(First embodiment)
In this embodiment, a caisson pile that is constructed deep underground will be described as an example of an underground structure. The aboveground structure supported by the underground structure is a bridge pier, but may be a building or other structure. The caisson pile is a roughly cylindrical underground structure embedded in bedrock. FIG. 1 shows a conceptual diagram of this embodiment. FIG. 1(a) shows a plan view of the underground structure 1, and FIG. 1(b) shows a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1(a). FIG. 2(a) shows a perspective view of the underground structure 1, the aboveground structure 2, and the strand S, and FIG. 2(b) shows a perspective view of the strand S. A plurality of strands S are provided along the periphery of the underground structure 1. The strands S are circumnavigated at a position radially away from the underground structure 1, and a bedrock R is interposed between the strands S and the underground structure 1. The strands S extend inside a guide hole (not shown) drilled in the bedrock R. The strand S is made of PC steel (PC cable), but may be a cable made of aramid fiber, carbon fiber, or the like. The strand S is provided horizontally at approximately equal intervals at multiple depth levels of the bedrock R. The strand S at each depth level is composed of multiple divided strands S1, S2 that surround the entire circumference of the underground structure 1 in a circular shape. In this reference embodiment, two divided strands S1, S2 that surround half the circumference of the underground structure 1 are provided at each depth level. The number of divided strands is not limited, and the lengths of the divided strands may be different from each other. One strand S may go around the entire circumference of the underground structure 1. In other words, as long as at least one strand S is provided along the side of the underground structure 1 at each depth level and the strand S surrounds the entire circumference of the underground structure 1 in a circular shape, the number and length of the strands S are not limited.

分割ストランドS1,S2は定着具10で相互に連結され、且つ緊張されている。定着具10は分割ストランドS1,S2と同数設けられ、分割ストランドS1,S2の互いに対向する端部同士を連結している。定着具10の種類は特に限定されないが、一例として特許第3439403号記載の定着具を用いることができる。この定着具10はPC鋼材の端部を保持する2つのスリーブを一体化したもので、コンクリートに埋め込まれることによってPC鋼材の緊張力をコンクリートに伝達することができるようにされている。定着具10の設置及び緊張のため、地下構造物1の側方の岩盤Rに定着具10を収容するピット3が設けられている。ピット3は180°間隔で2箇所設けられ、地上に開口している。ストランドSと定着具10は本参考形態の地下構造物の周囲岩盤を圧縮する装置100を構成する。 The split strands S1 and S2 are connected to each other and tensioned by the fixing device 10. The fixing devices 10 are provided in the same number as the split strands S1 and S2, and connect the opposing ends of the split strands S1 and S2 to each other. The type of fixing device 10 is not particularly limited, but as an example, the fixing device described in Patent No. 3439403 can be used. This fixing device 10 is an integrated device of two sleeves that hold the ends of the PC steel, and is embedded in concrete so that the tension of the PC steel can be transmitted to the concrete. In order to install and tension the fixing device 10, a pit 3 that accommodates the fixing device 10 is provided in the rock mass R on the side of the underground structure 1. Two pits 3 are provided at 180° intervals and open to the ground. The strands S and the fixing devices 10 constitute the device 100 for compressing the rock mass surrounding the underground structure of this reference embodiment.

装置100の施工は以下の手順で行われる。まず、定着具10を収容するピット3を掘削する。次にピット3の側面から案内孔を掘削する。案内孔はいずれかのピット3を起点に自在ボーリングによって掘削する。これによって、地下構造物1の全周を周回する案内孔が形成される。次に各案内孔にストランドSを挿入する。各ピット3内で2本のストランドS1,S2の端部同士を対向させ、定着具10でこれらの端部を連結する。その後、定着具10でストランドS1,S2を緊張させる。 The installation of the device 100 is carried out according to the following procedure. First, a pit 3 is excavated to house the fixing device 10. Next, guide holes are excavated from the side of the pit 3. The guide holes are excavated by flexible boring, starting from one of the pits 3. This forms guide holes that go around the entire circumference of the underground structure 1. Next, strands S are inserted into each guide hole. The ends of the two strands S1, S2 are placed opposite each other in each pit 3, and these ends are connected by the fixing device 10. After that, the strands S1, S2 are tensioned by the fixing device 10.

定着具10はストランドSに緊張力を加える。緊張力によりストランドSがたがを締めるように機能し、地下構造物1とストランドSとの間の岩盤Rが圧縮され、図1に白抜き矢印で示すように、地下構造物1が岩盤Rに向けて径方向に押し付けられる。岩盤Rに作用する圧縮力のため、岩盤Rが地下構造物1に抱き込まれ、あるいは地下構造物1と一体化される。換言すれば、地下構造物1を径方向内側に押し付ける圧縮力を岩盤Rに加えることによって、地下構造物1とストランドSとの間に、地下構造物1と一体化された環状の岩盤領域ないし抱き込み領域(以下、一体化領域R1という)が形成され、岩盤Rがあたかも地下構造物1の一部として挙動する。 The fixing device 10 applies tension to the strand S. The tension tightens the strand S, compressing the rock mass R between the underground structure 1 and the strand S, and as shown by the white arrow in FIG. 1, the underground structure 1 is pressed radially toward the rock mass R. Due to the compressive force acting on the rock mass R, the rock mass R is embraced by the underground structure 1 or integrated with the underground structure 1. In other words, by applying a compressive force to the rock mass R that presses the underground structure 1 radially inward, a ring-shaped rock mass region or embracement region (hereinafter referred to as the integrated region R1) that is integrated with the underground structure 1 is formed between the underground structure 1 and the strand S, and the rock mass R behaves as if it were a part of the underground structure 1.

本参考形態によれば、基礎自体を拡張するのと同様の効果が期待でき、耐震補強工事が合理化される。従来は、基礎自体を拡張する場合、周辺の岩盤を掘削し、鉄筋コンクリートの基礎を新たに構築し、既設の基礎と一体化する必要があった。これに対し、本参考形態では、上述の施工手順でストランドSを設置するだけでよいため、大規模な掘削や鉄筋コンクリート構造物の設置が不要であり、施工コストの削減や工期短縮が可能となる。 According to this embodiment, the same effect as expanding the foundation itself can be expected, and seismic reinforcement work can be streamlined. Conventionally, when expanding the foundation itself, it was necessary to excavate the surrounding bedrock, build a new reinforced concrete foundation, and integrate it with the existing foundation. In contrast, with this embodiment, it is only necessary to install the strand S using the construction procedure described above, so large-scale excavation or installation of reinforced concrete structures is not required, making it possible to reduce construction costs and shorten construction time.

本参考形態は新設の地下構造物1にも適用できる。この場合、最初に地下構造物1を構築してからストランドSを設置することが好ましい。これによって、地下構造物1の周囲の岩盤Rの一体化領域R1をより確実に形成することができる。ただし、地下構造物1と周囲の岩盤Rの一体性、密着性が充分に確保できる場合は先にストランドSを設置するか、ストランドSと地下構造物1を同時に施工することも可能である。 This reference embodiment can also be applied to a newly constructed underground structure 1. In this case, it is preferable to first construct the underground structure 1 and then install the strand S. This makes it possible to more reliably form an integrated region R1 of the bedrock R surrounding the underground structure 1. However, if the integrity and adhesion between the underground structure 1 and the surrounding bedrock R can be sufficiently ensured, it is also possible to install the strand S first, or to construct the strand S and the underground structure 1 simultaneously.

図3は第1の参考形態の変形例を示す図1と同様の図である。本変形例では深礎杭が省略され、橋脚が岩盤Rに埋め込まれている。従って、本変形例では、地下構造物1は橋脚である。橋脚の周囲の岩盤Rを橋脚と一体化することで、橋脚の周囲に基礎を設けたのと同様の効果が得られる。本変形例では深礎杭を省略できるため、施工コストの削減や工期短縮が可能となる。 Figure 3 is a view similar to Figure 1, showing a modified example of the first reference form. In this modified example, the caisson piles are omitted, and the pier is embedded in bedrock R. Therefore, in this modified example, the underground structure 1 is the pier. By integrating the bedrock R around the pier with the pier, the same effect as providing a foundation around the pier can be obtained. Since the caisson piles can be omitted in this modified example, it is possible to reduce construction costs and shorten the construction period.

(第2の参考形態)
図4(a)は、第2の参考形態における地下構造物1と地上構造物2とストランドSの斜視図を、図4(b)はストランドSの斜視図を示している。ここでは第1の参考形態との違いを中心に説明する。説明を省略した構成、効果等は第1の参考形態と同様である。ストランドSは、地下構造物1の周囲をらせん状に延びている。図示は省略するが、ストランドSの両端は岩盤Rに支持された定着具10に固定され、緊張されている。ストランドSの一端を線11で示すようにピット3の外側の岩盤Rまで延長し、端部をグラウトで固定してもよい。ストランドSの両端は鉛直方向にみて同じ角度位置にあるため、一つのピット3を設けるだけでよい。ストランドSの両端の角度位置は互いに異なっていてもよい。例えば、ストランドSの両端の角度位置が180度異なっていれば、第1の参考形態と同様、2つのピット3が設けられる。ストランドSの巻き数は第1の参考形態におけるストランドSの段数にほぼ相当し、必要とされる耐震性やコスト、工期を勘案して適宜設定することができる。本参考形態はストランドSの巻き数に拘わらず2つの定着具10があればよいため、定着具10の数を減らすことができる。また、ピット3も一つでいいため、施工コストの削減が可能である。
(Second Reference Form)
FIG. 4(a) shows a perspective view of an underground structure 1, a ground structure 2, and a strand S in the second reference embodiment, and FIG. 4(b) shows a perspective view of the strand S. Here, the differences from the first reference embodiment will be mainly described. The configurations, effects, etc. that are not described are the same as those of the first reference embodiment. The strand S extends in a spiral shape around the underground structure 1. Although not shown, both ends of the strand S are fixed to a fixing device 10 supported by the bedrock R and tensioned. One end of the strand S may be extended to the bedrock R outside the pit 3 as shown by the line 11, and the end may be fixed with grout. Since both ends of the strand S are at the same angular position when viewed vertically, only one pit 3 needs to be provided. The angular positions of both ends of the strand S may be different from each other. For example, if the angular positions of both ends of the strand S are 180 degrees different, two pits 3 are provided as in the first reference embodiment. The number of turns of the strand S is approximately equivalent to the number of stages of the strand S in the first reference embodiment, and can be set appropriately taking into consideration the required earthquake resistance, costs, and construction period. In this reference embodiment, two fasteners 10 are required regardless of the number of turns of the strand S, so the number of fasteners 10 can be reduced. Also, only one pit 3 is required, so construction costs can be reduced.

図4(c)は第2の参考形態の変形例を示す図4(b)と同様の図である。ストランドSは、地下構造物1の周囲をらせん状に取り囲むらせん部12と、らせん部12の上端に接続されて斜め下方に延びる上部接続部13と、らせん部12の下端に接続されて斜め上方に延びる下部接続部14とを有している。定着具10はピット3に設けられ、上部接続部13の下端と下部接続部14の上端とを連結している。本変形例ではストランドSの両端が一つの定着具10で連結されるため、定着具10の数をさらに減らすことができる。 Figure 4(c) is a view similar to Figure 4(b) showing a modified example of the second reference form. The strand S has a spiral portion 12 that spirally surrounds the underground structure 1, an upper connection portion 13 that is connected to the upper end of the spiral portion 12 and extends diagonally downward, and a lower connection portion 14 that is connected to the lower end of the spiral portion 12 and extends diagonally upward. The fixing device 10 is provided in the pit 3 and connects the lower end of the upper connection portion 13 to the upper end of the lower connection portion 14. In this modified example, both ends of the strand S are connected by a single fixing device 10, so the number of fixing devices 10 can be further reduced.

(第3の参考形態)
図5(a)は、第3の参考形態における地下構造物1と地上構造物2とストランドSの斜視図を、図5(b)はストランドSの斜視図を、図5(c)はストランドSの平面図を示している。図5(c)では上段部のストランドSは全長に渡って示されているが、中段部と下段部のストランドSは両側の端部領域16だけが示されている。各ストランドSは、地下構造物1の全周を円状に取り囲んでいる。各ストランドSは交差部15で交差し、交差部15から両端17までの端部領域16は、地上に位置する両端17に向けて斜め上方に延びている。端部領域16は鉛直方向にみて概ね直線状に延びている。ストランドSの両端17はそれぞれ定着部10に支持されている。つまり、定着部10はストランドSの総数の2倍の数設けられている。定着部10は地上の岩盤や支持構造物に支持されている。両側の定着部10でストランドSを緊張させることによって、地下構造物1を径方向内側に押し付ける圧縮力が岩盤Rに加えられ、第1の参考形態と同様の効果が得られる。また、本参考形態ではピット3を設ける必要がないため、施工コストの削減及び工期の短縮が可能である。
(Third Reference Form)
FIG. 5(a) shows a perspective view of an underground structure 1, a ground structure 2, and a strand S in the third reference embodiment, FIG. 5(b) shows a perspective view of the strand S, and FIG. 5(c) shows a plan view of the strand S. In FIG. 5(c), the upper strand S is shown over its entire length, but the middle and lower strands S are shown only in end regions 16 on both sides. Each strand S surrounds the entire circumference of the underground structure 1 in a circular shape. Each strand S crosses at an intersection 15, and the end regions 16 from the intersection 15 to both ends 17 extend obliquely upward toward both ends 17 located on the ground. The end regions 16 extend approximately linearly when viewed in the vertical direction. Both ends 17 of the strand S are supported by the anchorages 10. In other words, the number of anchorages 10 is twice the total number of the strands S. The anchorages 10 are supported by rock masses and supporting structures on the ground. By tensioning the strand S at the anchorages 10 on both sides, a compressive force is applied to the rock mass R to press the underground structure 1 radially inward, providing the same effect as in the first embodiment. In addition, since there is no need to provide a pit 3 in this embodiment, it is possible to reduce construction costs and shorten the construction period.

本参考形態では、互いに深さレベルの異なる3つのストランドSが設けられている。鉛直方向にみて、3つのストランドSの地下構造物1を取り囲む部分は平面的に同一経路を辿っており、地下構造物1の中心Cからの半径は同じである。交差部15は互いに120度ずれており、定着部10同士の干渉が防止されている。ストランドSの数は3つに限定されないが、交差部15は等間隔で配置することが好ましい。第1の参考形態と同様、ストランドSは、地下構造物1の上側半分の領域だけに設けることが好ましい。端部領域16の長さ、すなわち交差部15から両端17までの長さはストランドSの設置深さレベルによって異なる。具体的には、深い位置に設置されたストランドSほど、端部領域16が長くされている。これによって、端部領域16の勾配をストランドS間で揃えることができる。 In this reference embodiment, three strands S are provided at different depth levels. In the vertical direction, the parts of the three strands S surrounding the underground structure 1 follow the same path in a plane, and have the same radius from the center C of the underground structure 1. The intersections 15 are offset from each other by 120 degrees, preventing interference between the anchoring parts 10. The number of strands S is not limited to three, but it is preferable to arrange the intersections 15 at equal intervals. As in the first reference embodiment, it is preferable to provide the strands S only in the upper half of the underground structure 1. The length of the end region 16, i.e., the length from the intersection 15 to both ends 17, varies depending on the installation depth level of the strands S. Specifically, the deeper the strand S is installed, the longer the end region 16 is. This makes it possible to align the gradient of the end region 16 between the strands S.

施工は以下の手順で行われる。まず、地上から案内孔を掘削する。案内孔は自在ボーリングによって掘削する。案内孔は、地上から所定の深さレベルまで下り勾配で延び、地下構造物1の周囲を全周に渡って周回し、さらに上り勾配で地上に達する。次に、各案内孔にストランドSを挿入する。ストランドSの両端17を地上に露出させ、両端17を定着具10に連結する。その後、定着具10でストランドSを緊張させる。 Construction is carried out as follows. First, guide holes are excavated from above ground. The guide holes are excavated by adjustable boring. The guide holes extend downward from above ground to a specified depth level, circle the entire circumference of the underground structure 1, and then extend upward to above ground. Next, strands S are inserted into each guide hole. Both ends 17 of the strands S are exposed above ground, and both ends 17 are connected to the fixing devices 10. The strands S are then tensioned by the fixing devices 10.

図6は、第3の参考形態の変形例を示す図5と同様の図である。各ストランドSは地下構造物1のほぼ全周を円状に取り囲んでいる。ただし、第3の参考形態と異なり、各ストランドSは構造物1の周囲を完全に取り囲んではいない。3つのストランドSは互いに120度ずれて配置されているため、地下構造物1はその中心Cに関しどの角度位置においても、少なくとも2つのストランドSで取り囲まれている。端部領域18は、各ストランドSの構造物1の周囲を取り囲んでいる部分の端部から、地上に位置する両端17に向けて斜め上方に延びている。定着具10は、各ストランドSの両端17で共用されている。端部領域18は定着具10の同じ側に設けられている。換言すれば、端部領域18は地下構造物1と定着具10との間に位置している。これによって、地下構造物1のストランドSによって取り囲まれない部分を最小化するとともに、ストランドSの敷設距離を最小化することができる。第3の参考形態と同様、深い位置に設置されたストランドSほど、端部領域18が長くされている。本変形例では第3の参考形態と比べて定着具10の数が減るため、一層のコストダウンが可能である。 Figure 6 is a diagram similar to Figure 5 showing a modified example of the third reference form. Each strand S surrounds almost the entire circumference of the underground structure 1 in a circular shape. However, unlike the third reference form, each strand S does not completely surround the periphery of the structure 1. Since the three strands S are arranged at 120 degrees offset from each other, the underground structure 1 is surrounded by at least two strands S at any angular position relative to its center C. The end region 18 extends obliquely upward from the end of the part of each strand S that surrounds the periphery of the structure 1 toward both ends 17 located above ground. The fixing device 10 is shared by both ends 17 of each strand S. The end region 18 is provided on the same side of the fixing device 10. In other words, the end region 18 is located between the underground structure 1 and the fixing device 10. This makes it possible to minimize the part of the underground structure 1 that is not surrounded by the strands S and to minimize the laying distance of the strands S. As with the third reference embodiment, the deeper the strand S is installed, the longer the end region 18 is. In this modified example, the number of fasteners 10 is reduced compared to the third reference embodiment, allowing for further cost reductions.

(第4の参考形態)
図7は、第4の参考形態の図5と同様の図である。ここでは第1の参考形態との違いを中心に説明する。説明を省略した構成、効果等は第1の参考形態と同様である。本参考形態では、3つのストランドSが設けられている。各ストランドSは地下構造物1を周方向に部分的に取り囲み、両端17が地上に設置されている。各ストランドSは地下構造物1を120度の範囲で弧状に取り囲む弧状部19を有しており、3つのストランドSは互いに120度ずれている。従って、地下構造物1の全周は3つのストランドSによって取り囲まれている。ストランドSの数は3つに限定されず、2つまたは4つ以上でもよい。図示は省略するが、複数のストランドSを複数の深さレベルにそれぞれ設けてもよい。各ストランドSは、弧状部19の両端に接続された端部領域20を有している。端部領域20は弧状部19の端部から、地上に位置する両端17に向けて斜め上方に延びている。端部領域20は鉛直方向にみて概ね直線状に延びている。定着具10は、ストランドSの両端17にそれぞれ設けられている。本参考形態でも、端部領域20の長さはストランドSの設置深さレベルによって異なる。深い位置に設置されたストランドSほど、端部領域20が長くされている。これによって、端部領域20の勾配をストランドS間で揃えることができる。本参考形態では第3の参考形態と比べて各ストランドSの長さが短く、ストランドSが湾曲する範囲も限定されているため、案内孔の掘削やストランドSの設置が容易である。また、3つのストランドSは並行して施工できるため、工期短縮上有利である。なお、岩盤Rに均等に圧縮力を加えるため、3つのストランドSの緊張作業は同時に行うことが好ましい。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a view similar to FIG. 5 of the fourth reference embodiment. Here, the differences from the first reference embodiment will be mainly described. The configuration, effects, etc. that are omitted are the same as those of the first reference embodiment. In this reference embodiment, three strands S are provided. Each strand S partially surrounds the underground structure 1 in the circumferential direction, and both ends 17 are installed on the ground. Each strand S has an arc-shaped portion 19 that surrounds the underground structure 1 in an arc shape within a range of 120 degrees, and the three strands S are shifted from each other by 120 degrees. Therefore, the entire circumference of the underground structure 1 is surrounded by three strands S. The number of strands S is not limited to three, and may be two or four or more. Although not shown, multiple strands S may be provided at multiple depth levels. Each strand S has end regions 20 connected to both ends of the arc-shaped portion 19. The end regions 20 extend obliquely upward from the ends of the arc-shaped portion 19 toward both ends 17 located on the ground. The end region 20 extends in a generally straight line when viewed in the vertical direction. The fixing devices 10 are provided on both ends 17 of the strand S. In this reference embodiment, the length of the end region 20 also varies depending on the installation depth level of the strand S. The deeper the strand S is installed, the longer the end region 20 is. This allows the gradient of the end region 20 to be uniform between the strands S. In this reference embodiment, the length of each strand S is shorter than in the third reference embodiment, and the range in which the strand S curves is limited, making it easier to drill the guide hole and install the strand S. In addition, the three strands S can be constructed in parallel, which is advantageous in terms of shortening the construction period. In order to apply a compressive force evenly to the rock mass R, it is preferable to perform the tensioning work for the three strands S simultaneously.

図8は、第4の参考形態の変形例の図7と同様の図である。ストランドSは異なる深さレベルに設けられている。各深さレベルのストランドSの構成は第4の参考形態と同様である。第3の参考形態の変形例と同様、定着具10は、3つのストランドSの両端17で共用されている。定着具10の数が減るため、一層のコストダウンが可能である。また、ストランドSの段数が増えても、定着部10の数は一定であるため、地上における定着部10同士の干渉を防止することが容易である。 Figure 8 is a view similar to Figure 7 of a modified example of the fourth reference form. The strands S are provided at different depth levels. The configuration of the strands S at each depth level is the same as in the fourth reference form. As in the modified example of the third reference form, the fixing device 10 is shared by both ends 17 of the three strands S. Since the number of fixing devices 10 is reduced, further cost reduction is possible. In addition, even if the number of stages of the strands S increases, the number of fixing parts 10 remains constant, so it is easy to prevent interference between the fixing parts 10 on the ground.

図9は、第4の参考形態のさらなる変形例を示す概念図であり、図9(a)は平面図、図9(b)は地下構造物1と2本のストランドSだけを示した平面図、図9(c)は図9(a)のA-A線に沿った断面図である。本参考形態では地下構造物1は矩形である。各ストランドSは地下構造物1の一辺とこれに隣接する二辺とをU字状に取り囲んでいる。4つのU字型のストランドSが互いに90度ずれて配置されている。各ストランドSは、主に地下構造物1とU字の曲線部で囲まれた半円形の領域を圧縮する。従って、図9(a)に示すように、地下構造物1の各辺に、中央部で径方向に広く、角部で径方向に小さい半円状の一体化領域R1が形成される。図9(c)に示すように、複数段のストランドSが設けられており、各深さレベルのストランドSの構成は同一である。端部領域21は第3、第4の参考形態と同様、地上に向けて傾斜している。ストランドSの地上に位置する端部が定着具10で支持され、定着具10によってストランドSが緊張されている。本参考形態によれば、矩形の地下構造物1でも円形の地下構造物1と同様の効果を奏することができる。地下構造物1の形状は矩形に限定されず、多角形の地下構造物1に適用できる。 Figure 9 is a conceptual diagram showing a further modified example of the fourth reference form, in which Figure 9(a) is a plan view, Figure 9(b) is a plan view showing only the underground structure 1 and two strands S, and Figure 9(c) is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 9(a). In this reference form, the underground structure 1 is rectangular. Each strand S surrounds one side of the underground structure 1 and the two adjacent sides in a U-shape. Four U-shaped strands S are arranged at 90 degrees offset from each other. Each strand S mainly compresses a semicircular area surrounded by the underground structure 1 and the curved part of the U-shape. Thus, as shown in Figure 9(a), a semicircular integrated region R1 is formed on each side of the underground structure 1, which is radially wide at the center and radially small at the corners. As shown in Figure 9(c), multiple stages of strands S are provided, and the configuration of the strands S at each depth level is the same. The end region 21 is inclined toward the ground, as in the third and fourth reference forms. The ends of the strands S located above ground are supported by the fixing devices 10, and the strands S are tensioned by the fixing devices 10. According to this embodiment, a rectangular underground structure 1 can achieve the same effect as a circular underground structure 1. The shape of the underground structure 1 is not limited to a rectangle, and can be applied to polygonal underground structures 1.

(第1の実施形態)
図10は、第1の実施形態を示す概念図であり、図10(a)は地下構造物1の平面図を、図10(b)は図10(a)のA-A線に沿った断面図を示している。ここでは第1の参考形態との違いを中心に説明する。説明を省略した構成、効果等は第1の参考形態と同様である。異なる深さレベルに水平に延びる複数のストランドSが設けられている。各深さレベルでは、8本のストランドSが地下構造物1から水平方向に延び、合計4段のストランドSが設けられている。8本のストランドSは、地下構造物1を中心に等間隔で放射状に延びている。地下構造物1の側壁に沿って、各段のストランドSと同数(本実施形態では8つ)のピット3が設けられている。定着具10は地下構造物1に固定されている。ストランドSの他端はピット3の側壁から掘削された案内孔(図示せず)に挿入され、グラウトGにより岩盤Rに定着されている。本実施形態では上述の各参考形態と異なり、ストランドSの緊張によるたが効果ではなく、ストランドSの圧縮力で岩盤Rを圧縮する。第1の参考形態と同様、一体化領域R1は地下構造物1と概ね同心の環状の領域となる。ピット3が地下構造物1の側壁に沿って設けられるため、本実施形態は敷地面積が限定されている場合に有利である。
(First embodiment)
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the first embodiment, in which FIG. 10(a) shows a plan view of the underground structure 1, and FIG. 10(b) shows a cross-sectional view along line A-A in FIG. 10(a). Here, the differences from the first reference embodiment will be mainly described. The configurations, effects, etc. that are not described are the same as those of the first reference embodiment. A plurality of strands S extending horizontally at different depth levels are provided. At each depth level, eight strands S extend horizontally from the underground structure 1, and a total of four stages of strands S are provided. The eight strands S extend radially at equal intervals from the underground structure 1. Along the side wall of the underground structure 1, the same number of pits 3 as the strands S of each stage (eight in this embodiment) are provided. The fixing device 10 is fixed to the underground structure 1. The other end of the strand S is inserted into a guide hole (not shown) drilled from the side wall of the pit 3, and is fixed to the bedrock R by grout G. In this embodiment, unlike the above-mentioned reference embodiments, the rock mass R is compressed by the compressive force of the strand S, not by the hoop effect due to the tension of the strand S. As in the first reference embodiment, the integrated region R1 is an annular region roughly concentric with the underground structure 1. Since the pit 3 is provided along the side wall of the underground structure 1, this embodiment is advantageous in cases where the site area is limited.

図11は、第1の実施形態の変形例を示す図10と同様の図である。本実施形態では地下構造物1は矩形である。各ストランドSは地下構造物1の各辺から直交する方向に延びており、さらに地下構造物1の4つの角部からもこれらのストランドSに対して45度の角度をなして延びている。ストランドSの長さは一定であるため、一体化領域R1は角部が丸められた矩形形状となる。 Figure 11 is a diagram similar to Figure 10, showing a modified example of the first embodiment. In this embodiment, the underground structure 1 is rectangular. Each strand S extends in a direction perpendicular to each side of the underground structure 1, and also extends from the four corners of the underground structure 1 at angles of 45 degrees to these strands S. Since the length of the strands S is constant, the integrated region R1 has a rectangular shape with rounded corners.

(第2の実施形態)
図12は、第2の実施形態を示す概念図であり、図12(a)は平面図、図12(b)は図12(a)のA-A線に沿った断面図である。ここでは第1の参考形態との違いを中心に説明する。説明を省略した構成、効果等は第1の参考形態と同様である。複数のストランドSは、地下構造物1に支持される地上構造部2から斜め下方に、地下構造物1から離れる方向に延びている。地下構造物1の頂部に橋脚の周囲を覆う円形の支持部31が設けられ、複数の定着具10が地上構造部2の一部である支持部31に設けられている。ストランドSの下端はグラウトGによって岩盤Rに定着され、ストランドSは定着具10によって緊張されている。岩盤Rには緊張力の水平成分が地下構造物1を中心に放射状に加えられる。この緊張力の水平成分によって、地下構造物1の周囲の岩盤Rが地下構造物1に向けて圧縮され、第1の実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、複数段のストランドSを設けなくても鉛直方向の広い領域に圧縮力を加えることができるため、ストランドSと定着具10の数を減らすことができる。
Second Embodiment
FIG. 12 is a conceptual diagram showing the second embodiment, in which FIG. 12(a) is a plan view and FIG. 12(b) is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 12(a). Here, the differences from the first reference embodiment will be mainly described. The configurations, effects, etc. that are not described are the same as those of the first reference embodiment. A plurality of strands S extend obliquely downward from the aboveground structure 2 supported by the underground structure 1 in a direction away from the underground structure 1. A circular support 31 that covers the periphery of the pier is provided at the top of the underground structure 1, and a plurality of fasteners 10 are provided on the support 31, which is a part of the aboveground structure 2. The lower end of the strand S is fixed to the bedrock R by grout G, and the strand S is tensioned by the fasteners 10. A horizontal component of tension is applied to the bedrock R radially from the underground structure 1. This horizontal component of tension compresses the bedrock R around the underground structure 1 toward the underground structure 1, achieving the same effect as the first embodiment. In this embodiment, a compressive force can be applied to a wide area in the vertical direction without providing multiple stages of strands S, so the number of strands S and fasteners 10 can be reduced.

地上構造部2は、支持部31に円周方向のプレストレスを加えるプレストレス付与手段32を有している。支持部31はストランドSの緊張力により径方向外側を向く力を受ける。この力に対抗するため、支持部31の内部に支持部31に沿って延びる円形のPC鋼線が配置され、PC鋼線に定着具(図示せず)によって緊張力が加えられる。支持部31の径は地下構造物1の径より大きく、定着具10は地下構造物1の側面より径方向外側に配置されている。このため、ストランドSをより鉛直方向に近い角度で配置することができ、岩盤Rが深いレベルにある場合でもストランドSを岩盤Rに定着させることができる。また、ストランドSは地震時の転倒モーメントに対して抵抗するため、耐震性を向上させることができる。 The above-ground structure 2 has a prestressing means 32 that applies a circumferential prestress to the support 31. The support 31 receives a radially outward force due to the tension of the strand S. To counter this force, a circular PC steel wire extending along the support 31 is arranged inside the support 31, and tension is applied to the PC steel wire by a fixing device (not shown). The diameter of the support 31 is larger than the diameter of the underground structure 1, and the fixing device 10 is arranged radially outward from the side of the underground structure 1. For this reason, the strand S can be arranged at an angle closer to the vertical direction, and the strand S can be fixed to the bedrock R even if the bedrock R is at a deep level. In addition, the strand S resists the overturning moment during an earthquake, improving earthquake resistance.

図13は、第2の実施形態の変形例を示す図12と同様の図である。本変形例は支持部31の径が地下構造物1の径より小さいことを除き、第2の実施形態と同様である。支持部31が小さいため、敷地に余裕がない場合であってもストランドSの施工が可能である。 Figure 13 is a view similar to Figure 12, showing a modified example of the second embodiment. This modified example is similar to the second embodiment, except that the diameter of the support part 31 is smaller than the diameter of the underground structure 1. Because the support part 31 is small, the strand S can be installed even when there is limited space on the site.

図14は、第2の実施形態のさらなる変形例を示す図12と同様の図である。本変形例は支持部31がストランドS毎に周方向に分割されていることを除き、第2の実施形態と同様である。本変形例では支持部31の物量を削減することができる。 Figure 14 is a view similar to Figure 12, showing a further modified example of the second embodiment. This modified example is similar to the second embodiment, except that the support portion 31 is divided in the circumferential direction for each strand S. In this modified example, the material amount of the support portion 31 can be reduced.

(第3の実施形態)
図15は、第3の実施形態を示す概念図であり、図15(a)は平面図、図15(b)は図15(a)のA-A線に沿った断面図である。本実施形態では、地下構造物1は例えば円筒形の地下タンクであり、ストランドSは主にタンクの周辺の岩盤Rの遮水性を高める目的で設置される。本実施形態では、地下構造物は新設であり、ストランドSとともに設けられる。タンクの構造は限定されないが、例えば岩盤を掘削して形成した地下空洞に鉄筋コンクリート製の躯体または金属製のライナを施工したものが挙げられる。本実施形態では、水平に延びる複数のストランドSが、異なる深さレベルに、複数段(本実施形態では合計4段)設けられている。各段には複数(本実施形態では8本)のストランドSが等間隔で設けられている。ストランドSの一端はグラウトGで岩盤Rに定着され、ストランドSの他端は定着具10に接続されている。定着具10は地下構造物1の内部に設けられているが、地下構造物1の外部に設けられてもよい。
Third Embodiment
FIG. 15 is a conceptual diagram showing the third embodiment, in which FIG. 15(a) is a plan view and FIG. 15(b) is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 15(a). In this embodiment, the underground structure 1 is, for example, a cylindrical underground tank, and the strand S is installed mainly for the purpose of increasing the water impermeability of the rock mass R around the tank. In this embodiment, the underground structure is newly constructed and is installed together with the strand S. The structure of the tank is not limited, but may be, for example, an underground cavity formed by excavating a rock mass and having a reinforced concrete body or a metal liner installed therein. In this embodiment, a plurality of horizontally extending strands S are provided at different depth levels in a plurality of stages (a total of four stages in this embodiment). A plurality of strands S (eight in this embodiment) are provided at equal intervals in each stage. One end of the strand S is fixed to the rock mass R with grout G, and the other end of the strand S is connected to a fixing device 10. The fixing device 10 is provided inside the underground structure 1, but may be provided outside the underground structure 1.

施工は以下の手順で行われる。まず、岩盤Rを掘削し、タンクとなる円筒形の空洞を形成する。次に、空洞の側壁から案内孔を水平且つ放射状に掘削する。次に、ストランドSを案内孔に挿入する。岩盤Rの内部を空洞から放射状に延びる複数のストランドSを設ける。次に、案内孔にグラウトGを注入し、ストランドSの先端部をグラウトGで岩盤Rに定着させる。次に、空洞の側壁に定着具10を設け、ストランドSを緊張させる。これによって、ストランドSの径方向外側端部より内側の岩盤Rが径方向に圧縮する。岩盤Rには節理などの不連続面や亀裂が極めて多く分布する。このため、このような構造のタンクでは、タンク内部の液体がタンクの側壁から漏洩し、岩盤Rに浸透、拡散する可能性がある。岩盤Rに圧縮力を加えることで岩盤R内の不連続面や亀裂を閉じ、遮水性を向上させることができる。複数のストランドSを緊張させる前に岩盤Rの亀裂にグラウト材を注入してもよい。これによって、岩盤Rの遮水性がさらに向上する。 The construction is carried out according to the following procedure. First, the rock mass R is excavated to form a cylindrical cavity that will become the tank. Next, guide holes are drilled horizontally and radially from the side wall of the cavity. Next, the strands S are inserted into the guide holes. A plurality of strands S are provided that extend radially from the cavity inside the rock mass R. Next, grout G is injected into the guide holes, and the ends of the strands S are fixed to the rock mass R with the grout G. Next, a fixing device 10 is provided on the side wall of the cavity, and the strands S are tensioned. As a result, the rock mass R inside the radial outer end of the strands S is compressed in the radial direction. The rock mass R has an extremely large number of discontinuous surfaces such as joints and cracks. For this reason, in a tank with such a structure, there is a possibility that liquid inside the tank will leak from the side wall of the tank and penetrate and diffuse into the rock mass R. By applying a compressive force to the rock mass R, the discontinuous surfaces and cracks in the rock mass R can be closed, improving the water impermeability. Before tensioning the strands S, grout material may be injected into the cracks in the rock mass R. This further improves the water-tightness of the rock mass R.

さらに、本実施形態では鉛直に延びる複数の他のストランド(以下、鉛直ストランドS3という)と、鉛直ストランドS3を緊張させる第2の定着具33と、が設けられている。鉛直ストランドS3はストランドSの径方向外側端部より内側の岩盤Rの内部を鉛直に延びている。鉛直ストランドS3の下端はグラウトGによって岩盤Rに定着されている。複数の第2の定着具33は地上構造物2に設けられ、複数の鉛直ストランドS3を緊張させる。これによってストランドSの下側端部より上部の岩盤Rを圧縮させる。水平方向に延びるストランドSは岩盤Rに径方向の圧縮力を作用させるため、鉛直方向に延びる不連続面や亀裂に対しては有効であるが、水平方向に延びる不連続面や亀裂に対しては、これらを閉じる方向の圧縮力が効率的に作用しない。鉛直ストランドS3は岩盤Rを鉛直方向に圧縮するため、水平方向に延びる不連続面や亀裂に対して有効である。鉛直ストランドS3の施工手順は以下の通りである。まず、地上から案内孔を鉛直に掘削する。次に、ストランドSを案内孔に挿入する。次に、案内孔にグラウトGを注入し、ストランドSの先端部をグラウトGで岩盤Rに定着させる。次に、地上に第2の定着具33を設け、ストランドSを緊張させる。これによって、ストランドSの下側端部より上部の岩盤Rが鉛直方向に圧縮される。 In addition, in this embodiment, a plurality of other strands (hereinafter referred to as vertical strands S3) extending vertically and a second fixing device 33 for tensioning the vertical strand S3 are provided. The vertical strand S3 extends vertically inside the rock mass R inside the radially outer end of the strand S. The lower end of the vertical strand S3 is fixed to the rock mass R by grout G. A plurality of second fixing devices 33 are provided on the ground structure 2 and tension the plurality of vertical strands S3. This compresses the rock mass R above the lower end of the strand S. The horizontally extending strand S applies a radial compressive force to the rock mass R, so it is effective against discontinuous surfaces and cracks extending vertically, but a compressive force in the direction of closing these does not efficiently act on discontinuous surfaces and cracks extending horizontally. The vertical strand S3 compresses the rock mass R vertically, so it is effective against discontinuous surfaces and cracks extending horizontally. The construction procedure for the vertical strand S3 is as follows. First, a guide hole is drilled vertically from the ground. Next, the strand S is inserted into the guide hole. Next, grout G is injected into the guide hole, and the tip of the strand S is fixed to the bedrock R with the grout G. Next, a second fixing device 33 is installed on the ground, and the strand S is tensioned. This causes the bedrock R above the lower end of the strand S to be compressed vertically.

図15(c)はタンクが既設の場合のストランドSと、鉛直ストランドS3と、ピット3の配置を示す。ストランドSの一端は地下構造物1に固定され、定着具10はストランドSの径方向外側端部に設けられている。これは、タンクが既設の場合、定着具10をタンクの側面に配置することが困難であるためである。本変形例の施工手順は以下の通りとなる。まず、タンクの径方向外側にピット3を設け、ピット3の側壁から案内孔を掘削する。次に、案内孔にストランドSを挿入し、ストランドSの端部をグラウトGでタンクの側面に定着させる。次に、ピット3の側方に定着具10を設け、ストランドSを緊張させる。これによって、ストランドSの径方向外側端部より内側の岩盤Rが径方向に圧縮する。鉛直ストランドS3は上述の方法で施工する。 Figure 15 (c) shows the arrangement of the strand S, vertical strand S3, and pit 3 when the tank is already installed. One end of the strand S is fixed to the underground structure 1, and the fixing device 10 is provided at the radially outer end of the strand S. This is because it is difficult to arrange the fixing device 10 on the side of the tank when the tank is already installed. The construction procedure of this modified example is as follows. First, a pit 3 is provided on the radially outer side of the tank, and a guide hole is excavated from the side wall of the pit 3. Next, the strand S is inserted into the guide hole, and the end of the strand S is fixed to the side of the tank with grout G. Next, a fixing device 10 is provided on the side of the pit 3, and the strand S is tensioned. As a result, the rock mass R inside the radially outer end of the strand S is compressed in the radial direction. The vertical strand S3 is constructed in the above-mentioned manner.

図示は省略するが、ストランドSと鉛直ストランドS3を地下構造物1より深い深度まで設置することもできる。地下構造物1の直下の岩盤Rが圧縮されるため、地下構造物1の底部からの液体の漏洩の可能性を低減することができる。 Although not shown in the figure, the strand S and the vertical strand S3 can be installed to a depth deeper than the underground structure 1. Since the bedrock R directly below the underground structure 1 is compressed, the possibility of liquid leakage from the bottom of the underground structure 1 can be reduced.

(解析例)
図10に示す第1の実施形態について、岩盤Rの3次元FEM解析を行った。図16(a)は地下構造物1と、地下構造物1に支持された地上構造物2と、岩盤Rの3次元FEM解析モデルを示している。地上構造物2に図示の位置で水平方向の荷重を加え、地上構造物2、地下構造物1及び岩盤Rの水平変位を求めた。水平方向の力は地震時の水平力を模擬している。解析は、ストランドSを配置しない場合(比較例)、地下構造物1の上部から下部に渡って10段のストランドSを配置した場合(実施例1)、地下構造物1の上部のみに5段のストランドSを配置した場合(実施例2)について実施した。図16(b)は実施例1における変位のコンター図であり、薄い色は変位が大きく、濃い色は変位が小さいことを示している。これより、地下構造物1の周囲の岩盤Rが地下構造物1とほぼ同じ挙動を示すことがわかる。これは、上述の通り、岩盤Rに作用する圧縮力のため、岩盤Rが地下構造物1に抱き込まれ、あるいは地下構造物1と一体化されたためであると考えられる。他の実施形態及び参考形態についても同様の結果が得られると考えられる。
(Analysis example)
A three-dimensional FEM analysis of the rock mass R was performed for the first embodiment shown in FIG. 10. FIG. 16(a) shows a three-dimensional FEM analysis model of the underground structure 1, the aboveground structure 2 supported by the underground structure 1, and the rock mass R. A horizontal load was applied to the aboveground structure 2 at the position shown in the figure, and the horizontal displacement of the aboveground structure 2, the underground structure 1, and the rock mass R was obtained. The horizontal force simulates the horizontal force during an earthquake. The analysis was performed for a case where no strand S was arranged (comparative example), a case where 10 strands S were arranged from the top to the bottom of the underground structure 1 (Example 1), and a case where 5 strands S were arranged only on the top of the underground structure 1 (Example 2). FIG. 16(b) is a contour diagram of the displacement in Example 1, where light colors indicate large displacement and dark colors indicate small displacement. From this, it can be seen that the rock mass R around the underground structure 1 behaves almost the same as the underground structure 1. This is believed to be because, as described above, the compressive force acting on the rock mass R causes the rock mass R to be embraced by the underground structure 1 or to be integrated with the underground structure 1. It is believed that similar results can be obtained for the other embodiments and reference forms.

図16(c)は比較例と実施例1,2における水平荷重と変位の関係を示している。変位は地下構造物1の頂部の中央における水平変位である。実施例1,2では比較例と比べて変位が減少しており、基礎の耐震性能が向上していることが分かる。一方、実施例1と実施例2では大きな差異はない。実施例2はストランドSや定着具10の数が減るだけでなく、ピット3の深さも半減するため、施工コストの削減や工期短縮の点で実施例1より有利である。従って、ストランドSは、地下構造物1の上側半分の領域だけに設けることが好ましい。 Figure 16 (c) shows the relationship between horizontal load and displacement in the comparative example and in Examples 1 and 2. The displacement is the horizontal displacement at the center of the top of the underground structure 1. In Examples 1 and 2, the displacement is reduced compared to the comparative example, and it can be seen that the earthquake resistance performance of the foundation is improved. On the other hand, there is no significant difference between Example 1 and Example 2. Example 2 not only reduces the number of strands S and anchors 10, but also halves the depth of the pit 3, making it more advantageous than Example 1 in terms of reducing construction costs and shortening the construction period. Therefore, it is preferable to install the strands S only in the upper half of the underground structure 1.

1 地下構造物
2 地上構造物
3 ピット
10,33 定着具
12 らせん部
13 上部接続部
14 下部接続部
32 プレストレス付与手段
100 圧縮装置
G グラウト
R 岩盤
S ストランド
S1,S2 分割ストランド
S3 他のストランド(鉛直ストランド)
REFERENCE SIGNS LIST 1 Underground structure 2 Aboveground structure 3 Pit 10, 33 Anchorage 12 Spiral section 13 Upper connection section 14 Lower connection section 32 Prestressing means 100 Compression device G Grout R Rock S Strand S1, S2 Split strand S3 Other strand (vertical strand)

Claims (12)

岩盤の内部を地下構造物から放射状に延びる複数のストランドと、
前記複数のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の定着具と、を有し、
前記複数のストランドは、前記地下構造物の上側半分の領域だけに設けられている、地下構造物の周囲岩盤の圧縮装置。
A plurality of strands extending radially from an underground structure within the bedrock;
and a plurality of anchors for tensioning the plurality of strands and compressing the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands ;
A compression device for compressing rock surrounding an underground structure, wherein the plurality of strands are provided only in the upper half area of the underground structure .
前記複数のストランドは前記地下構造物から水平方向に延び、前記複数のストランドの一端は岩盤または前記地下構造物に定着され、前記複数の定着具は、前記複数のストランドの他端側に位置する前記地下構造物または岩盤に設けられている、請求項1に記載の圧縮装置。 The compression device according to claim 1, wherein the strands extend horizontally from the underground structure, one end of each of the strands is fixed to the bedrock or the underground structure, and the fixing devices are provided on the underground structure or bedrock located on the other end side of the strands. 岩盤の内部を地下構造物から放射状に延びる複数のストランドと、
前記複数のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の定着具と、を有し、
前記複数のストランドは前記地下構造物から水平方向に延び、前記複数のストランドの一端は岩盤または前記地下構造物に定着され、前記複数の定着具は、前記複数のストランドの他端側に位置する前記地下構造物または岩盤に設けられ、
前記複数のストランドの前記外側端部より内側の岩盤の内部を鉛直に延びる複数の他のストランドと、前記複数の他のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの前記外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の他の定着具と、を有する、地下構造物の周囲岩盤の圧縮装置。
A plurality of strands extending radially from an underground structure within the bedrock;
and a plurality of anchors for tensioning the plurality of strands and compressing the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands;
the plurality of strands extend horizontally from the underground structure, one end of each of the plurality of strands is fixed to a rock mass or the underground structure, and the plurality of fixing devices are provided in the underground structure or the rock mass located on the other end side of the plurality of strands;
A compression device for compressing rock surrounding an underground structure, comprising: a plurality of other strands extending vertically inside the rock inside the outer ends of the plurality of strands; and a plurality of other fasteners that tension the plurality of other strands and compress the rock inside the outer ends of the plurality of strands.
岩盤の内部を地下構造物から放射状に延びる複数のストランドと、
前記複数のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の定着具と、を有し、
前記複数のストランドは前記地下構造物から水平方向に延び、前記複数のストランドの一端は岩盤または前記地下構造物に定着され、前記複数の定着具は、前記複数のストランドの他端側に位置する前記地下構造物または岩盤に設けられ、
前記地下構造物の側方の岩盤に設けられ、前記定着具を収容するピットを有する、地下構造物の周囲岩盤の圧縮装置。
A plurality of strands extending radially from an underground structure within the bedrock;
and a plurality of anchors for tensioning the plurality of strands and compressing the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands;
the plurality of strands extend horizontally from the underground structure, one end of each of the plurality of strands is fixed to a rock mass or the underground structure, and the plurality of fixing devices are provided in the underground structure or the rock mass located on the other end side of the plurality of strands;
A compression device for the rock surrounding an underground structure , the compression device being provided in the rock on the side of the underground structure and having a pit for accommodating the fastener.
前記地下構造物の側方の岩盤に設けられ、前記定着具を収容するピットを有する、請求項3に記載の圧縮装置。The compression device according to claim 3 , further comprising a pit provided in bedrock on the side of the underground structure to accommodate the anchoring device. 前記複数のストランドは、前記地下構造物に支持される地上構造部から斜め下方に、前記地下構造物から離れる方向に延び、前記複数のストランドの下端は岩盤に定着され、前記複数の定着具は前記地上構造部に設けられている、請求項1に記載の圧縮装置。 The compression device according to claim 1, wherein the strands extend obliquely downward from an aboveground structure supported by the underground structure in a direction away from the underground structure, the lower ends of the strands are fixed to bedrock, and the fixing devices are provided on the aboveground structure. 岩盤の内部を地下構造物から放射状に延びる複数のストランドと、
前記複数のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の定着具と、を有し、
前記複数のストランドは、前記地下構造物に支持される地上構造部から斜め下方に、前記地下構造物から離れる方向に延び、前記複数のストランドの下端は岩盤に定着され、前記複数の定着具は前記地上構造部に設けられ、
前記地上構造部に設けられた前記複数のストランドの支持部と、前記支持部に円周方向のプレストレスを加えるプレストレス付与手段と、を有する、地下構造物の周囲岩盤の圧縮装置。
A plurality of strands extending radially from an underground structure within the bedrock;
and a plurality of anchors for tensioning the plurality of strands and compressing the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands;
the plurality of strands extend obliquely downward from a ground structure supported by the underground structure in a direction away from the underground structure, lower ends of the plurality of strands are fixed to bedrock, and the plurality of fixing devices are provided on the ground structure;
A compression device for compressing rock surrounding an underground structure, comprising: a support portion for the plurality of strands provided on the above-ground structure; and a prestressing means for applying a circumferential prestress to the support portion.
岩盤の内部を地下構造物から放射状に延びる複数のストランドと、
前記複数のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の定着具と、を有し、
前記複数のストランドは、前記地下構造物に支持される地上構造部から斜め下方に、前記地下構造物から離れる方向に延び、前記複数のストランドの下端は岩盤に定着され、前記複数の定着具は前記地上構造部に設けられ、
前記地上構造部に設けられた前記複数のストランドの支持部を有し、前記支持部は前記ストランド毎に周方向に分割されている、地下構造物の周囲岩盤の圧縮装置。
A plurality of strands extending radially from an underground structure within the bedrock;
and a plurality of anchors for tensioning the plurality of strands and compressing the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands;
the plurality of strands extend obliquely downward from a ground structure supported by the underground structure in a direction away from the underground structure, lower ends of the plurality of strands are fixed to bedrock, and the plurality of fixing devices are provided on the ground structure;
A compression device for compressing rock surrounding an underground structure , comprising support portions for the plurality of strands provided on the above-ground structure, the support portions being divided circumferentially for each of the strands.
岩盤の内部を地下構造物から放射状に延びる複数のストランドを設けることと、
複数の定着具によって前記複数のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させることと、を有し、
前記複数のストランドは、前記地下構造物の上側半分の領域だけに設けられる、地下構造物の周囲岩盤の圧縮方法。
Providing a plurality of strands extending radially from an underground structure within the rock mass;
and tensioning the plurality of strands by a plurality of anchors to compress the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands ;
A method for compacting rock surrounding an underground structure , wherein the plurality of strands are provided only in an upper half area of the underground structure .
前記複数のストランドを緊張させる前に岩盤の亀裂にグラウト材を注入する、請求項9に記載の圧縮方法。 The compression method according to claim 9, further comprising injecting grout into the rock cracks before tensioning the strands. 岩盤と、Bedrock and
前記岩盤に埋め込まれた地下構造物と、an underground structure embedded in the bedrock;
前記岩盤の内部を前記地下構造物から放射状に延びる複数のストランドと、A plurality of strands extending radially from the underground structure inside the rock mass;
前記複数のストランドを緊張させ、前記複数のストランドの外側端部より内側の岩盤を圧縮させる複数の定着具と、を有し、and a plurality of anchors for tensioning the plurality of strands and compressing the rock mass inside the outer ends of the plurality of strands;
前記複数のストランドは、前記地下構造物の上側半分の領域だけに設けられている、岩盤と一体化された地下構造物。An underground structure integrated with bedrock, wherein the plurality of strands are provided only in the upper half area of the underground structure.
前記地下構造物に支持された地上構造物に水平荷重を加えたときに、前記地下構造物の前記上側半分の領域の周囲の岩盤と前記上側半分の領域の変位差が、前記地下構造物の下側半分の領域の周囲の岩盤と前記下側半分の領域の変位差より小さい、請求項11に記載の地下構造物。An underground structure as described in claim 11, wherein when a horizontal load is applied to a ground structure supported by the underground structure, the difference in displacement between the rock mass surrounding the upper half region of the underground structure and the upper half region is smaller than the difference in displacement between the rock mass surrounding the lower half region of the underground structure and the lower half region.
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