竹中土木

TOFT工法

TOFT工法

TOFT工法は地盤を格子状に地盤改良する液状化対策工法です。
セメント系の地盤改良工法である深層混合処理工法を使って液状化対象地盤を格子状に囲み、地震時の砂地盤のせん断破壊を防止することにより、構造物を保護し大変形を防ぐことができます。現在までに130万㎥以上の実績があり、最大機能で最小コストとなる設計ノウハウと高品質地盤改良技術を有しています。

特徴

阪神大震災においても耐液状化効果が確認され、信頼性が高い事が実証されました。用途に応じた幅広い強度の土を作ることができます。
無騒音無振動、周辺地盤を変形させないなど、市街地での施工に適しています。

工法

液状化が予想される地盤に対し,深層混合処理工法(DCM)を用い格子状の固化壁を形成します。固化壁で囲まれた砂地盤のせん断変形を防止し,過剰間隙水圧の発生を抑制することで液状化を防止します。

液状化とは

液状化は地震時の繰返しせん断により、地下水で満たされた緩い砂地盤の粒子構造が崩れ、地盤が液体のような状態になる現象です。以下の条件の時に液状化が発生するとされています。

 

液状化発生の条件

①緩い砂質地盤 ②地下水位が高い ③強いせん断変形

 

液状化のメカニズム

1 地震動により砂地盤が繰返しせん断を受ける

2 土粒子が密になろうとする

3 水が逃げにくく、間隙水圧が上昇する

4 土粒子間の有効応力が低下する

5 地盤が液体状に変形しやすくなり

6 地盤がせん断変形し液状化が発生する

7 液状化により,地表面に水や砂が噴出し,建物の傾斜や不同沈下,マンホール等の浮上などの被害が発生する

 

過去の地震において,阪神淡路大震災では神戸市のメリケンパーク,東日本大震災では浦安市などにおいて,液状化により大きな被害が発生しています

格子状地盤改良工法(TOFT工法)

液状化を防止する方法は,液状化が発生する条件 ①緩い砂質地盤 ②地下水位が高い ③強いせん断変形 のいずれか一つを対策することで液状化の発生を抑制できます。

TOFT工法は,軟弱な未改良地盤を囲うように格子状に地盤改良することで,未改良地盤の改良壁で拘束しせん断変形の発生を抑制することで,液状化を防止します。

格子状地盤改良工法(TOFT工法)

液状化現象の再現実験

TOFT工法の効果を確認する模型実験を以下に示します。地震動によって対策無しで埋設管の浮上や直接基礎の建物模型が不同沈下する様子が分かりますが,格子状地盤改良工法であるTOFT工法により対策を実施した建物基礎は液状化が防止できています。

液状化現象の再現実験

施工方法

軟弱地盤を格子状に地盤改良する施工方法は,深層混合処理工法(DCM工法:Deep Cement Mixing)や,スマートコラム工法があります。DCM-L工法は,建築技術性能証明書を取得した工法であり,またスマートコラム工法はDCM-L工法と同等である技術審査証明書を取得した工法です。いずれも格子状地盤改良工法で重要な施工品質を満足した工法です。

 

深層混合処理工法により柱状改良をラップさせながら壁状に配置することで,地震時に液状化を防止する格子状地盤改良工法が成立します。阪神淡路大震災で液状化被害の無かった神戸オリエンタルホテルでは,基礎杭を取り囲むような形状のTOFT工法を適用しました。

 

 

TOFT工法の格子の大きさは,設計計算によって算出しますが,「DCM-L工法による格子状地盤改良の格子内地盤のFL利算定方法」によって経済的な設計が可能となっています。この算定方法は,第三者機関による評定書を取得しています。

施工方法

資料

参考情報

実績

兵庫県南部地震(1995)
東日本大震災(2011)

技術・工法