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【製品情報】トップベース工法

トップベース工法の特徴

・ 極めて軟弱な地盤でも、上載荷重を安全に支持
・ 地震時に地盤液状化を抑制
・ 地表から深い方向に液状化しても不同沈下を抑制
・ 吸振・防震効果により、耐震性も向上
・ 沈下量を低減、不同沈下を抑制
・ 六価クロム等の土壌汚染リスクの無い工法
・ 建物内・狭小地での施工も可能
・ 山形県単価・道路技術マニュアルに採用

■トップベース工法のメカニズム


トップベース工法の基準及び証明

・ トップベース工法設計施工マニュアル
・ 耐震効果及び液状化に関する論文集
・ 地盤改良工法便覧
・ 「基礎工」農林水産省施工指針
・ 建築物等の施工技術及び保全技術・建設技術審査証明
・ NETIS登録 設計比較対象技術 QS-990016-V

(財)土木研究センター
東京大学地震研究所
日本材料学会
中四国農政局
(財)日本建築センター


日本の伝統地盤改良を進化させた「トップベース工法」

世界最古の木造建築といわれる奈良の法隆寺の五重塔。いかに地盤がしっかりしているといえども、約1200tもある5階建ての建物が鉄もセメントも使わず1300余年もの間に不同沈下を起こしていません。これは基礎地盤に玉石を敷く「玉石工法」の効果とされています。


この我が国に古来からある地盤改良工法「玉石工法」に、現代の土木技術を融和合理化させた地盤改良方法が「トップベース工法」です。


千数百年もの長い間風雪にさらされ、幾度となく起きた大地震にも耐え、今なおその風格と華麗な姿を保っている、奈良の法隆寺、そこには古代の技術者たちが長い時間と幾多の経験から創造してきた、日本古来の偉大な知恵がつまっていました。

【工藤コンクリート株式会社】マイ独楽 500型(連結型) 区分:製品図 参考重量:394㎏ 年月日:平成19年11月


なぜコマの形をしているのか?


「玉石工法」から進化する過程で様々な形状が試されました。
図‐6.26は基礎下に設置するブロックの形状を変えた場合の基礎の液状化による最終沈下量の実験結果です。左から無対策、円錐型、画鋲型、コマ型。無対策が30㎝以上沈下しているのに対して、円錐型と画鋲型は18㎝と13.4㎝とそれなりに沈下が抑制されています。
最も沈下量が低減されたのがコマ型のブロックという実験結果が得られています。

無対策とトップベース工法で沈下量に約7倍の差

下図の通り、無対策のケース(A-3)の沈下量は、32㎝と最も大きく、トップベース工法のケース(A-10)の沈下量は4.3㎝と約7分の1まで沈下が抑制されています。
図-5は無対策のケース(A-3)とトップベース工法のケース(A-10)における過剰間隙水圧比と沈下量の関係をグラフ化したものです。
(間隙水圧計の設置位置は上図を参照)
無対策の場合、全ての過剰間隙水圧比が1.0に達しており、ケース全体で液状化が発生しています。これに対して、トップベース工法(A-10)では、ポイントU4の位置では液状化しているが、基礎の下部では過剰間隙水圧比が0.5程度と液状化は見られません。
トップベース工法の下部では液状化が発生しにくく、その結果地盤の側方流動が抑制され、沈下が減少しています。


液状化対策の有効性に関する実験

コマ型ブロックを基礎下に配置すると地震時の地盤液状化を抑制する事が出来ます。この液状化抑制効果はどのようなメカニズムで行われているのかを実験した資料があります。小型の液状化する軟弱地盤を模した水槽に無対策で基礎を施工したもの、トップベース工法で地盤改良して基礎を設置したもの等を作成し、振動させたり、水槽下部から水圧をかけて強制的に液状化させたりと色々と実験しています。


トップベースは基礎下部の土粒子を真下に固定(拘束)

図-6は地震時の土粒子の流動の軌跡を示したものです。
aは無対策の基礎、bはトップベース工法の基礎です。

実線の矢印は4秒間、破線の矢印は20秒間での土粒子の動きを表現しています。


無対策の場合、土粒子は基礎中央の下部では真下に動いているものの、それ以外の場所においては側方に大きく流動しています。これが不動沈下の原因となる土粒子の動きです。それに比べ、トップベース工法の基礎下部においては、全体的に真下に流動し、側方への流動は起きていません。そのため万が一液状化しても家が傾くような土粒子の動きは発生しません。

なぜ液状化を抑制できるのか?

FEM弾性解析で得られる平均有効主応力の分布についても、他の形状に比べてコマ型が最も地盤が安定していました、無対策とコマ型を比較するとコマ型はコマ先の先端支持による応力増加の効果を備え、さらに円錐形状による応力分散で基礎下部の地盤を拘束する有効応力が比較的広範囲で増加しています。
この応力の影響で地盤の液状化が発生しにくく、液状化による沈下を抑制できます。

出典:全国マイ独楽工業会資料

■ 参考断面図

L型擁壁
重力式擁壁

補強土擁壁
ボックスカルバート

排水構造物
塀・看板基礎

多様な構造物の基礎に採用されています。

ボックスカルバート
大型ボックスカルバート

ブロック積擁壁
建築物(5階建 鉄骨造)

補強土擁壁
工作機械

その他
重力式擁壁、逆T式擁壁、L型擁壁、大型ブロック、橋台、浄化槽、広告塔看板、防火水槽、JRホーム、アンテナ基地局、井戸ピット、マンホール、ヒューム管、護岸ブロック、エレベータ基礎、鋼製谷止工、排水樋門・樋管、門型カルバート、送電塔、変圧器・変電器、水路・側溝、多種多様で対応可能です。