JP2002227206A - 補強盛土構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】帯鋼補強工法について、細粒分の含有量が多い
盛土材料や、市場で手に入りやすく安価な平滑ストリッ
プを使用した場合でも、十分な引抜き抵抗力を得るこ
と、また、他の補強材と共同することで、１本の補強材
に十分な補強効果が得られなかった場合の補完機能を得
ること。 【課題手段】平らな面をもつ鋼材などを壁面あるいは盛
土のり面と平行に、かつ補強盛土の主働領域より盛土側
に設置し、これを壁面あるいは盛土のり面と垂直方向に
設置されている帯鋼補強材と接続する。この鋼材の平ら
な鉛直面が受けた受働土圧が、帯鋼補強材に伝わること
によって、帯鋼補強材の壁面あるいは盛土のり面側に作
用するする土圧に対する抵抗力を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、補強盛土構造体、
補強盛土構造体に使用する特定の構成要素及び補強盛土
構造体を構築する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、垂直な壁面をもつ補強盛土工法
は、土を補強する補強材の機構によって分類されるが、
主なものに帯鋼を補強材に用いたもの、アンカーを補強
材に用いたもの、ジオテキスタイルを補強材に用いたも
のがある。この中で最も補強材の剛性が高く、盛土への
補強効果が高い方法は、帯鋼を補強材とした場合であ
る。帯鋼を補強材として使用した場合、補強材の剛性が
高いため、盛土上部が静止状態となり、盛土内の土砂が
こぼれようとする領域である主働領域と補強材による抵
抗力でこれを保持しようとする抵抗領域の境である主働
崩壊線が盛土上部では垂直に近くなり、あたかも土の粘
着力が増したような状態となる。アンカーを補強材に用
いた補強土工法は正方形の支圧板を棒鋼に挟み込み、そ
の支圧力を棒鋼を通じて壁面に伝達する方法であり、土
と補強材との摩擦によって発生する補強効果は考慮され
ない。ジオテキスタイルを補強材に用いた補強土工法で
は、土と補強材との摩擦はあるが、補強材自体の剛性が
弱いため、盛土上部でも静止状態とならず主働状態に近
いため、主働崩壊線が盛土上部では垂直に近くなること
はない。

【０００３】このように帯鋼を補強材として使用した補
強盛土工法は、主働崩壊線が盛土上部では垂直に近くな
るため、結果的に他の補強機構をもつ補強盛土に比べ主
働領域が小さくなる。一方、抵抗領域では土と帯鋼の摩
擦力が働き、主働崩壊線から土がこぼれようとする力、
すなわち土圧に抵抗している。土と帯鋼の摩擦力が少な
いと土圧に抗しきれないため、土と帯鋼の摩擦係数が小
さいほど補強材の長さを長くしなければならない。

【０００４】一般に帯鋼の補強材は、土との摩擦面が滑
らかな平滑ストリップと摩擦面に突起がついたリブ付き
ストリップがある。平滑ストリップは市場で手に入りや
すいが、摩擦係数が小さいため、補強盛土の安定に必要
な長さが長くなり、不経済である。そのため、現在では
摩擦係数が大きいリブ付きストリップが用いられること
が多い。しかし、リブ付きストリップは、製造装置に莫
大な初期投資が必要であるという問題がある。また、リ
ブ付きストリップであっても使用する盛土材料の細粒分
の含有量が多い場合は摩擦係数が小さくなり、必要な長
さが長くなる。

【０００５】帯鋼の補強材は１本１本が独立し、壁面そ
れぞれが各々土圧を受け持つ範囲が明確である。したが
って、部分的な締固め不足などにより、ある１本の帯鋼
補強材の摩擦抵抗力が劣るとその分担する壁面の土圧が
卓越し、崩壊までは至らずとも周囲に比べ変形量が大き
いなどの見栄えの悪さを呈することがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、みかけの粘
着力が増し主働領域が小さくなる帯鋼補強材を用いる補
強土工法について、以下のように補強機構の欠点を補う
ものである。（１）鉛直面をもつ鋼材を接続して引抜き
抵抗力を増加させることにより、市場で手に入りやすく
安価な平滑ストリップでもリブ付きストリップと同等以
上の引抜き抵抗力を得ること。（２）リブ付きストリッ
プにおいても鉛直面をもつ鋼材を接続することにより、
使用する盛土材料の細粒分の含有量が多い場合でも十分
な摩擦抵抗力を発揮させること。（３）壁面と垂直に１
本１本が独立している帯鋼補強材を２本以上、鋼材で接
続し橋渡することによって、１本の補強材に十分な補強
効果が得られなかった場合の補完機能を得ること。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、平らな面をもつ鋼材などを壁面あるいは盛土のり面
と平行に、かつ補強盛土の主働領域より盛土側に設置
し、これを壁面あるいは盛土のり面と垂直方向に設置さ
れている帯鋼補強材と接続する。この平らな面をもつ鋼
材は、少なくとも鉛直面と水平面を持たせるような例え
ば山形鋼や溝形鋼のように１箇所以上直角に曲げられて
いる形鋼が望ましい。

【０００８】帯鋼補強材に接続された平らな鉛直面は、
壁面あるいは盛土のり面に作用する土圧と反対方向の受
働土圧を受け、この受働土圧が壁面あるいは盛土のり面
に接続されている帯鋼補強材に伝わることによって、壁
面に作用する土圧に抵抗する力として作用する。この力
は、壁面あるいは盛土のり面に作用する土圧に対して、
土と帯鋼補強材の摩擦という本来の抵抗力が不足する場
合に、これを補完することができる。これにより平滑ス
トリップにおいてもリブ付きストリップなみの引き抜け
抵抗力が発揮できたり、細粒分の含有量が多い盛土材料
を使用する場合でも細粒分の少ない場合と同等にまで、
引き抜け抵抗力を引き上げることができる。

【０００９】上記のように帯鋼補強材に接続する平らな
鉛直面は、土と帯鋼補強材の摩擦力の不足を補うもので
あるから、わずか数ｃｍの高さを有すれば十分に効果が
発揮できる。たくさんの抵抗力を得たいからといって１
０ｃｍを超える高さの鉛直面を設置することは、好まし
くない。その理由は、（１）鉛直面に対する壁面あるい
は盛土のり面方向への土圧が卓越し、逆に盛土自体が押
される懸念があること、（２）また、帯鋼補強材に接続
する平らな鉛直面の盛土土圧に対する抵抗力が大きすぎ
るため、帯鋼補強材と土との間に働く摩擦力が発揮され
るため微小変形がなくなることによって補強効果が弱ま
り、帯鋼補強材を用いた補強土工法の特質である小さな
主働領域が大きくなり、アンカーやジオテキスタイルを
補強材に用いた補強土の主働領域形状に近くなって、帯
鋼補強材を使用する長所が失われること、（３）さらに
平らな鉛直面を形成するために、一般的な山形鋼等の形
鋼を使用した場合等で、十分な剛性がないと、鉛直面に
対する盛土側への曲げモーメントが卓越し、盛土側へ折
れ曲がる危険があることが挙げられる。以上より、帯鋼
補強材に接続する平らな鉛直面は数ｃｍ程度に留めるこ
とが理想的である。

【００１０】帯鋼補強材を２本以上、鋼材によって接続
することによって、仮に１本１本が独立しながら設置さ
れている帯鋼補強材のうちの一つと土との間に十分な補
強効果が発揮できなくとも、鋼材によって接続された別
の帯鋼補強材と土との摩擦による抵抗力によって、この
補強効果の不足分を補完することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る補強盛土構造体は、
土のこぼれだしを防ぐために設置されたコンクリートパ
ネルａ、鉄板、鉄網で構成された壁面ｂ、あるいは盛土
のり面ｃ（以下総称して「壁面あるいは盛土のり面」と
記載する。）と、壁面あるいは盛土のり面から盛土方向
に水平に設置された帯鋼による補強材（以下「帯鋼補強
材ｄ」と記載する。）と、同じく盛土を補強する目的
で、平らな面をもち、壁面あるいは盛土のり面と平行か
つ一つ以上の平らな面が鉛直となるよう設置できるよう
な形状に加工された鋼材（以下「形鋼補強材ｅ」と記載
する。）およびそれらを接続する部材から構成されてい
る。図１は、コンクリートパネルａに帯鋼補強材ｄおよ
び形鋼補強材ｅを設置したときの模式図である。図２
は、鉄網もしくはプラスチックネット等で構成された壁
面ｂに帯鋼補強材ｄおよび形鋼補強材ｅを設置したとき
の模式図である。図３は、盛土のり面ｃに帯鋼補強材ｄ
および形鋼補強材ｅを設置したときの模式図である。

【００１２】通常、壁面あるいは盛土のり面に作用する
土圧力を帯鋼補強材ｄと土との摩擦力により保持するも
のであるが、安全率や不測の事態を考慮した必要な摩擦
力が設置した帯鋼補強材ｄでは得られない場合に、形鋼
補強材ｅが壁面あるいは盛土のり面に作用する土圧と反
対方向の土圧を受け、これが帯鋼補強材ｄに伝わること
によって、壁面に作用する土圧に抵抗する力の不足分を
補う。

【００１３】帯鋼補強材ｄと形鋼補強材ｅを接続する方
法は、図４に示すように形鋼補強材ｅの水平面を呈する
ところに帯鋼補強材ｄの間隔ごとにボルト穴を設け、帯
鋼補強材ｄの後方もしくは中間に開けられたボルト穴を
用い、ボルト・ナットｇによってとりつける方法が望ま
しい。帯鋼補強材ｄに接続する形鋼補強材ｅの設置する
形状を図５のように形鋼補強材ｅの鉛直面を帯鋼補強材
ｄとの接続位置より壁面側となるように設置するとき
は、形鋼補強材ｅの垂直面が盛土側に折れ曲がりや鋼材
の縁端の破断の防止を目的とする。また、図６のように
添接板ｈを用いて帯鋼補強材ｄと形鋼補強材ｅを設置す
るときは、ボルト・ナットｇのせん断の防止を目的とす
る。

【００１４】形鋼補強材ｅの基本的形状・材質は、等辺
あるいは不等辺山形鋼にボルト穴あけ加工したものに溶
融亜鉛メッキしたものが、最も簡単で加工性、経済性に
も望ましい。形鋼補強材ｅに等辺あるいは不等辺山形鋼
を用いた場合、壁面あるいは盛土のり面に作用する土圧
と反対方向の土圧を受ける鉛直面の高さは、２０ｍｍか
ら１００ｍｍの範囲で選ばれ、水平面を呈した帯鋼補強
材ｄと接続する部分は十分なボルト・ナットｇによる連
結ができるよう３０ｍｍ程度以上とする。

【００１５】一つの形鋼補強材ｅは、平行する２本以上
の帯鋼補強材ｄと接続することが好ましい。これにより
部分的な盛土の締固め不足等により帯鋼補強材ｄのうち
の一つと土との間に十分な補強効果が発揮できない場合
の補完機能が得られる。一つの形鋼補強材ｅが、１本の
帯鋼補強材ｄとしか連結していない場合で、その形鋼補
強材ｅと帯鋼補強材ｄの連結が１組のボルト・ナットｇ
によってのみ連結している場合は、その連結部を中心と
した形鋼補強材ｅの左右への回転が懸念されるが、一つ
の形鋼補強材ｅが平行する帯鋼補強材ｄを２本以上に接
続することによって、この懸念は解消される。ただし、
壁面を有する補強盛土体で、その壁面が、目地を含む独
立した挙動を示すコンクリートパネルａ、鉄板、鉄網等
で構成された壁面ｂ等のユニット部材により構成され、
それぞれが剛結されていないような場合は、壁面を形成
する独立したユニット部材による可撓性をもつ挙動を阻
害しないよう、これらの同一のユニット部材から接続さ
れている帯鋼補強材ｄどうしのみを同一の形鋼補強材ｅ
により接続するものとし、それぞれ異なるユニット部材
に接続している帯鋼補強材ｄどうしは形鋼補強材ｅによ
り接続しないことが望ましい。

【００１６】一般的に帯鋼補強材ｄを用いる補強盛土体
の壁面を形成する一つのユニット部材は、横方向および
縦方向にそれぞれ２〜４列づつ、等間隔で帯鋼補強材ｄ
を接続するコネクティブｆ、ｊが並んでいる。帯鋼補強
材ｄに接続する形鋼補強材ｅは水平に接続するものであ
るから、壁面を形成する一つのユニット部材の同じ高さ
にあるコネクティブｆ、ｊから接続されている帯鋼補強
材ｄの全てあるいは複数個に同一の形鋼補強材ｅを接続
できるようにしておくため、ユニット部材の横方向のコ
ネクティブの設置位置に合わせ、形鋼補強材ｅにボルト
穴などをあらかじめあけておいたり、同じユニット部材
に連結されている帯鋼補強材ｄどうしの同じ位置におい
てボルト穴などを設ける等、加工しておくことが望まし
い。

【００１７】形鋼補強材ｅの鉛直面が高いと、鉛直面に
対する盛土側への曲げモーメントが卓越し、盛土側へ折
れ曲がる危険がある。したがって、一つの形鋼補強材ｅ
の鉛直面は５ｃｍ程度以下とするのが望ましい。これ以
上の抵抗力を得たい場合は、以下の方法が考えられる。
（１）図７のように設置する帯鋼補強材ｄの表裏面に同
一のボルト穴を利用して、上下対称となるよう二つの形
鋼補強材ｅを設置する。（２）図８のようにお互いの抵
抗力を減少させない程度離れた位置（すなわち形鋼補強
材ｅのもつ鉛直面の高さの数倍以上）に複数の形鋼補強
材ｅを設置する。（３）図９、図１０のように複数の鉛
直面をもつような形鋼補強材ｋ、ｌを使用し、帯鋼補強
材ｄに設置する。

【００１８】以上の方法によると、形鋼補強材ｅの水平
面は帯鋼補強材ｄと接続する以外の機能を果たしておら
ず、形鋼補強材ｅと帯鋼補強材ｄとの接続部以外は不要
といえる。帯鋼補強材ｄとの接続部以外の形鋼補強材ｅ
の水平面を省くため、図１１、図１２のように短い形鋼
補強材ｍを使用し、その鉛直面に壁面と平行かつ平らな
面が鉛直となるように別の帯鋼ｎを補強材として付加す
る方法もある。

【００１９】

【発明の効果】本発明による補強盛土体の補強材は、鉛
直面をもつ形鋼補強材を帯鋼補強材に接続することによ
り、帯鋼補強材のみによる補強盛土体の補強材よりも、
多くの引抜き抵抗力を得ることができる。市場で手に入
りやすく安価な平滑ストリップでも、この方法によっ
て、製造装置に莫大な初期投資が必要であるリブ付きス
トリップと同等以上の引抜き抵抗力を得ることができ
る。さらにリブ付きストリップにおいても使用する盛土
材料の細粒分の含有量が多い場合は、少ない摩擦抵抗力
しか得られなかったが、これに形鋼補強材を接続するこ
とにより、使用する盛土材料の細粒分の含有量が多い場
合でも、十分な摩擦抵抗力を発揮させることができる。
また、帯鋼補強材は、１本１本が独立しているが、帯鋼
補強材を２本以上、形鋼補強材で接続し橋渡することに
よって、１本の補強材に十分な補強効果が得られなかっ
た場合の補完機能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による形鋼補強材を設置したコンクリー
トパネルを壁面にもつ帯鋼補強土壁の斜視図である。

【図２】本発明による形鋼補強材を設置した鉄網等を壁
面にもつ帯鋼補強土壁の断面図である。

【図３】本発明による形鋼補強材を設置した壁面をもた
ない帯鋼補強盛土の断面図である。

【図４】本発明による形鋼補強材を設置したコンクリー
トパネルを壁面にもつ帯鋼補強土壁の平面図である。

【図５】本発明による形鋼補強材を設置したコンクリー
トパネルを壁面にもつ帯鋼補強土壁の断面図である。

【図６】添接板を用いて形鋼補強材を帯鋼補強材に設置
した場合の断面図である。

【図７】帯鋼補強材の表裏面に同一のボルト穴を利用し
て、上下対称となるよう形鋼補強材を帯鋼補強材に設置
した場合の断面図である。

【図８】お互いの抵抗力を減少させない程度離れた位置
に複数の形鋼補強材を帯鋼補強材に設置した場合の断面
図である。

【図９】複数の鉛直面をもつような形鋼補強材を帯鋼補
強材に設置した一例の断面図である。

【図１０】複数の鉛直面をもつような形鋼補強材を帯鋼
補強材に設置した一例の断面図である。

【図１１】短い形鋼補強材を帯鋼補強材に設置し、その
鉛直面に壁面と平行かつ平らな面が鉛直となるように別
の帯鋼補強材を付加した場合の平面図である。

【図１２】短い形鋼補強材を帯鋼補強材に設置し、その
鉛直面に壁面と平行かつ平らな面が鉛直となるように別
の帯鋼補強材を付加した場合の断面図である。

【符号の説明】

ａ：コンクリートパネル ｂ：鉄網等で構成された壁面 ｃ：盛土のり面 ｄ：帯鋼補強材 ｅ：形鋼補強材 ｆ：鉄網等で構成された壁面と帯鋼補強材を接続するコ
ネクティブ ｇ：ボルト・ナット ｈ：添接板 ｉ：目地 ｊ：コンクリートパネルと帯鋼補強材を接続するコネク
ティブ ｋ：複数の鉛直面をもつ形鋼補強材の一例 ｌ：複数の鉛直面をもつ形鋼補強材の一例 ｍ：短い形鋼補強材 ｎ：壁面と平行かつ平らな面が鉛直となるように設置す
る帯鋼補強材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリート、鉄板、鉄網もしくはプラス
   チックネット等で構成された壁面または盛土のり面から
   盛土内部方向に帯鋼の補強材が設置されている補強盛土
   体において、一つもしくは複数の帯鋼の補強材の後端ま
   たは中間に、一つもしくは複数の平らな面をもつ鋼材
   を、壁面または盛土のり面と平行に、かつ平らな面が鉛
   直となるよう接続することを特徴とした盛土構造体。
2. 【請求項２】少なくとも一つの平らな面を鉛直面に、別
   の平らな面を水平面とすることが可能なように、少なく
   とも１箇所以上が直角に曲げられ、この鉛直面またはそ
   れに接続する鉄板が受働土圧を受け、かつ、この水平面
   を請求項１の盛土構造体の帯鋼の補強材に直接あるいは
   添接板を介して接続することを特徴とした鋼材。
3. 【請求項３】請求項２の鋼材の水平面に補強盛土の帯鋼
   の補強材の設置間隔ごとに設けたボルト穴と、２つ以上
   の帯鋼の補強材の後方あるいは中間に開けられたボルト
   穴を用い、請求項２の鋼材を、帯鋼の補強材にボルト・
   ナットによって、接続することを特徴とした請求項１の
   盛土構造体の構築方法。