JP2002348875A - 傾斜地における軽量盛土構造体 - Google Patents

傾斜地における軽量盛土構造体

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JP2002348875A JP2001154183A JP2001154183A JP2002348875A JP 2002348875 A JP2002348875 A JP 2002348875A JP 2001154183 A JP2001154183 A JP 2001154183A JP 2001154183 A JP2001154183 A JP 2001154183A JP 2002348875 A JP2002348875 A JP 2002348875A
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Hikari Hotta
光 堀田
Osamu Sato
佐藤  修
Keita Kamiyama
啓太 上山
Tsuyoshi Yamashita
剛志 山下
Yukitaka Kadowaki
幸孝 門脇
Yasuhiro Mae
育弘 前
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Sekisui Kasei Co Ltd
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KENSETSU KIKAKU CONSULTANT KK
Sekisui Plastics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量盛土施工において、軽量盛土材の垂直面
側に構造材として機能する支柱やアンカーを設けずに、
十分な安定性を備えた傾斜地における軽量盛土構造体を
得る。 【解決手段】 樹脂発泡体層4a,20aが設置され、
樹脂発泡体層の上部にはコンクリート床版、路盤、舗装
などによる路層10、21が設置されたトップヘビー構
造である軽量盛土構造体において、軽量盛土構造体の垂
直面から傾斜面までの底面部における距離B2と路層上
面である上面部における距離B1とをB2/B1≧0.
32とし、かつ、距離B1と軽量盛土構造体の垂直面の
高さHとをB1/H≧0.32として、傾斜地における
軽量盛土構造体を構築する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、傾斜地における軽
量盛土構造体、特に、樹脂発泡体を軽量盛土材として用
いる軽量盛土構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】軟弱地盤や地滑り地などでの盛土工法の
一つとして、例えば、EPS工法のように、軽量盛土材
としての樹脂発泡体ブロックを多段に積み上げていく軽
量盛土工法が知られている。この工法は、地盤改良にか
かる経費の節減、工期の短縮、耐震性の向上などにおい
て優れた効果を発揮することから、種々の土木工事にお
いて広く採用されている。図2は、従来行われている軽
量盛土工法を、安定した傾斜面を持つ既存地山における
前記傾斜面に、道路の拡幅工事として施工する場合の一
例を示す断面図であり、ここでは軽量盛土材として樹脂
発泡体(発泡スチロールブロック:EPSブロック)を
使用している。
【0003】施工に当たっては、頂部に既存の道路1が
作られている既存地山の斜面側にH形鋼2を建て込み、
H形鋼2と支持地盤3との間にEPSブロック4を積み
上げて所定高さの樹脂発泡体層(盛土部)4aを形成す
る。その後、樹脂発泡体層4aの上部にコンクリート床
版5、路盤8、舗装9などによる路層10が設置され
て、いわゆるトップヘビー構造である軽量盛土構造体が
構築される。
【0004】詳細には、積み上げたEPSブロック4の
全面にわたり所定厚さにコンクリートを打設してコンク
リート床版5を形成し、支持地盤3に埋設固定したアン
カー6の先端をコンクリート床版5に一体に形成したア
ンカーヘッド11に固定する。必要に応じH形鋼2を利
用して軽量コンクリート板のような壁面保護材7を取り
付け、さらに、コンクリート床版5の上に、通常の土木
工事のように、路盤8、アスファルト9などの仕上げの
ための工事が施されて、道路の拡幅工事は終了する。コ
ンクリート床版5をアンカー6により固定することによ
り、地震時などに支持地盤3が動いたときに、樹脂発泡
体層4aや路層10が支持地盤3から剥離すること、す
なわち滑動や転倒が生じることを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】軽量盛土工法におい
て、当該工事で作ろうとする構造物の上面幅(例えば道
路幅)の設計値があり、その幅が確保できるように、支
持地盤側の傾斜面の角度が設定され、それに沿って地盤
が整備される。また、樹脂発泡体層4aの底面部が占め
るべき横幅が設定され、それを確保するための地盤整備
も行われる。さらには、樹脂発泡体層4aの高さ設定な
ども行われる。それらの値をどのように設定するかによ
り、必要な土木作業量は大きく変化し、使用する樹脂発
泡体4の総量も変化する。従って、それら値の設定は工
事の施工コストに大きな影響を与えるので、それら相互
間の適切な設計指針を確立することは、費用対効果の観
点から、重要な課題となる。
【0006】しかし、これまでの軽量盛土工法におい
て、そのような観点からの設計指針が十分に確立してい
るとはいい難く、従来からの施工経験をベースに安全性
を最優先として諸工事が行われるのが普通であり、支持
地盤3へのH形鋼2の建て込みやコンクリート床版5へ
のアンカー6の固定作業などは当然の作業として行われ
ている。もし何らかの設計指針が確立され、それに従え
ば、支持地盤へのH形鋼の建て込みを行わなくても、さ
らには、コンクリート床版へのアンカー固定を行わなく
ても、地震発生時などにおいて、発泡樹脂層4aや路層
10の転倒や滑動が生じないだけの所要の安全性を確保
した軽量盛土構造体が得られるとすれば、それは、軽量
盛土工法の施工コストを大きく低減することとなる。本
発明は上記のような観点からなされたものであり、必要
な安全性を維持しながら施工コストを従来のものよりも
大きく低減することのできる、新規な設計基準に基づ
く、傾斜地における軽量盛土構造体を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明による傾斜地における軽量盛土構造体は、安
定した傾斜面を持つ既存地山の前記傾斜面に沿って、樹
脂発泡体層が設置され、樹脂発泡体層の上部にはコンク
リート床版、路盤、舗装などによる路層が設置されたト
ップヘビー構造である軽量盛土構造体であって、前記傾
斜面と反対側の面はほぼ垂直面を形成し、前記垂直面側
には構造材として機能する支柱は建てられてなく、さら
に、軽量盛土構造体における前記垂直面から前記傾斜面
までの底面部における距離B2と路層上面である上面部
における距離B1とがB2/B1≧0.32の関係にあ
り、かつ、前記距離B1と軽量盛土構造体の前記垂直面
の高さHがB1/H≧0.32の関係にあるように設定
されていることを特徴とする。本発明において、好まし
くは、樹脂発泡体層はブロック状の樹脂発泡体を多段に
積み上げることにより形成されるが、それに限定される
ものではない。また、コンクリート床版にアンカーを固
定してもよいが、固定しなくても、所要の安定性は確保
することができる。
【0008】本発明者らは、多くの実験と研究を反覆し
て行うことにより、上記の諸条件を満足するように設計
施工された傾斜地における軽量盛土構造体においては、
構造部材としてH型鋼のような支柱を谷側に建て込まな
くても、また、アンカー工事を行わなくても、樹脂発泡
体層と路層に対して、地震時などにより発生する水平方
向の荷重に対して十分な耐性を持たせることができ、転
倒や滑動が生じるのを回避できること知見し、かつ、確
認した。構造材としての支柱の建て込みなどに係る作業
が不要となることから、本発明による軽量盛土構造体の
施工コストは大幅に低減する。
【0009】なお、本発明において「安定した傾斜面」
とは、例えば、社団法人日本道路協会発行の「道路土工
−のり面工・斜面安定工指針」(平成11年4月15日
発行、改訂版第2刷)第138頁に記載の、切土に対す
る標準のり面勾配である傾斜面や、擁壁、石積みあるい
はのり面保護工により安定された傾斜面のことをいう。
例えば粘性土地盤のような土質状態の場合に、「安定し
た傾斜面」の傾斜角度αは50度以下の範囲である。ま
た、第205〜210頁には、のり面勾配が50度より
急になると、のり面保護工を検討しなければならないと
あり、例えば粘性土地盤の場合、50度より急なのり面
勾配に対しては、モルタルやコンクリート吹き付けなど
によるのり面保護工が行われる。このようなのり面保護
工が行われた場合には、「安定した傾斜面」の傾斜度α
は50度を超え90度未満の範囲である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明者らが行った実験結果とともに本発明を説明する。図
1は本発明者らが行った実験の内容を説明するための模
式図であり、標準的な既存地山の例として、粘性土地盤
のような土質状態である試験支持地盤50を用意して、
ほぼ水平な底面部51と傾斜面(傾斜角度α=73〜8
5度)52を作った。実施工時の1/10スケールで実
験を行うべく、軽量盛土材としての樹脂発泡体として、
0.10m×0.20m×0.50mのEPSブロック
(発泡ポリスチレン)20を用い、路層10に相当する
ものとして、厚さ0.10mのコンクリート層21を用
いた。
【0011】なお、EPSブロック20は、EPS工法
で使用頻度の多い密度であることから20kg/m
3(0.2kN/m3)のものを使用した。コンクリート
層21はEPS工法で一般的な路層10の密度とほぼ等
しい2.3t/m3(22.5kN/m3)のものを使用
した。傾斜面52の傾斜角度α=73〜85度は、のり
面保護工を行った急傾斜面を想定し、その場合でも安定
性が確認できるという理由で選定した。
【0012】図1に示すように、EPSブロック20を
傾斜面52と反対側の面がほぼ垂直面となるようにして
多段に積み上げて発泡樹脂層20aを形成し、その上
に、コンクリート層21を載置した。最下段(一層目)
のブロックの垂直面から前記傾斜面までの距離をB2、
コンクリート層21の垂直面上端から傾斜面までの距離
をB1、発泡樹脂層20aとコンクリート層21との合
計高さをH、として、その値を変化させながら、軽量盛
土構造体(発泡樹脂層20a+コンクリート層21)の
安定性、すなわち、滑動と転倒が発生する条件を求め
た。そのために、最下段(一層目)のブロック20bと
コンクリート層21の垂直面側にワイヤーを固定し、ワ
イヤーにロードセルを固定して指定する力で引っ張っ
た。一層目のブロック20bに作用する引っ張り力(F
1)により滑動の確認を、コンクリート層21に作用す
る引っ張り力(F2)により転倒の確認を行った。
【0013】なお、FlおよびF2の値は、地震の影響
を考慮する場合の地震時慣性力Fである。Fは、盛土構
造体自重Wに、設計水平震度Kh(社団法人日本道路協
会発行「道路土工擁壁工指針」平成11年4月19日、
改訂版第2刷発行、第29〜35頁、参表1−2設計水
平震度の標準値、II種中規模地震勤によれば、Kh=
0.15)を乗じた値であるので、算定式1〜4により
求められる。
【0014】算定式1 地震時慣性カの算定式 F=W×Kh 算定式2 盛土構造体自重算定式 W=(Vl×ρ1+V2×ρ2×10-3)×C 算定式3 コンクリート床版(コンクリート層21)体
積算定式 Vl=Bl×Hl×L 算定式4 樹脂発泡体(発泡樹脂層20a)体積算定式 V2=(Bl+B2)÷2×(H−Hl)×L 上記において、 地震時慣性力(N) :F 設計水平震度 :Kh=0.15 盛土構造体自重(N) :W コンクリート床版(コンクリート層21)体積(m3) :Vl コンクリート床版(コンクリート層21)距離(m) :Bl コンクリート床版(コンクリート層21)高さ(m) :Hl コンクリート密度(N/m3) :ρ1=23×103 樹脂発泡体(発泡樹脂層20a)体積(m3) :V2 樹脂発泡体(発泡樹脂層20a)底面距離(m) :B2 樹脂発泡体(発泡樹脂層20a)密度(N/m3) :ρ2=0.2×103 盛土構造体高さ(m) :H 盛土構造体奥行き(m) :L
【0015】(実験と比較例) [実験例]B2=0.10m、Bl=0.23m、H
=0.50m(EPSブロックの積み上げ断8段)、H
l=0.10m、L=0.20mとした。このときの傾
斜角α=76度、B2/B1=0.43、Bl/H=
0.46である。これらの値を算定式1〜4に代入する
と地震時慣性力Fは16.3Nとなり、この値をFl、
F2とした。Fl=16.3Nで一層目のブロックを引
っ張ったが滑動は見られなかった。F2=16.3Nで
コンクリート床版を引っ張ったが転倒は起こらなかっ
た。
【0016】[比較例]B2=0.07m、B1=
0.23m、H=0.50m(EPSブロックの積み上
げ段8段)、Hl=0.10m、L=0.20mとし
た。このときの傾斜角α=73度、B2/Bl=0.3
0、B1/H=0.46である。これらの値を算定式1
〜4に代入すると地震時慣性力Fは16.2Nとなり、
この値をFl、F2とした。Fl=16.2Nで一層目
のブロックを引っ張ると滑動が生じた。F2=16.2
Nでコンクリート床版を引っ張ったが転倒は起こらなか
った。
【0017】[実験例]B2=0.15m、Bl=
0.40m、H=1.00m(EPSブロックの積み上
げ断18段)、Hl=0.10m、L=0.20mとし
た。このときの傾斜角α=76度、B2/Bl=0.3
8、Bl/H=0.40である。これらの値を算定式1
〜4に代入すると地簑時慣性力Fは29.1Nとなり、
この値をFl、F2とした。Fl=29.1Nで一層目
のブロックを引っ張ったが滑動は見られなかった。F2
=29.1Nでコンクリート床版を引っ張ったが転倒は
起こらなかった。
【0018】[比較例]B2=0.10m、Bl=
0.30m、H=1.00m(EPSブロックの積み上
げ断18段)、Hl=0.10m、L=0.20mとし
た。このときの傾斜角α=80度、B2/Bl=0.3
0、Bl/H=0.30である。これらの値を算定式1
〜4に代入すると地震時慣性力Fは21.2Nとなり、
この値をFl、F2とした。Fl=21.2Nで一層目
のブロックを引っ張ると滑動が生じた。F2=21.2
Nでコンクリート床版を引っ張ると転倒が生じた。
【0019】[実験例]B2=0.17m、Bl=
0.35m、H=1.00m(EPSブロックの積み上
げ断18段)、Hl=0.10m、L=0.20mとし
た。このときの傾斜角α=80度、B2/Bl=0.4
9、Bl/H=0.35である。これらの値を算定式1
〜4に代入すると地震時慣性力Fは25.6Nとなり、
この値をFl、F2とした。Fl=25.6Nで一層目
のブロックを引っ張ったが滑動は見られなかった。F2
=25.6Nでコンクリート床版を引っ張ったが転倒は
起こらなかった。
【0020】[比較例]B2=0.17m、Bl=
0.26m、H=1.00m(EPSブロックの積み上
げ断18段)、Hl=0.10m、L=0.20mとし
た.このときの傾斜角α=85度、B2/Bl=0.6
5、Bl/H=0.26である。これらの値を算定式1
〜4に代入すると地震時慣性カFは19.1Nとなり、
この値をFl、F2とした。Fl=19.1Nで一層日
のプロックを引っ張ったが滑動は見られなかった。F2
=19.1Nでコンクリート床版を引っ張ると転倒が生
じた。
【0021】なお、上記の各実験例および比較例は1/
10縮尺模型で行ったが、例えば、管野、野津、飯塚
「重力式岸壁模型の地震時挙動に及ぼす上下動成分の影
響」第30回土質工学研究発表会、pp1073−10
76,1995.7.や、林、松尾、古関「管路施設の
地震時浮上がりに関する模型振動実験」第30回土質工
学研究発表会、pp1045−1048,1995.
7.など、縮尺模型を用いた実験が一般的に行われ、実
施工の場合と高い相関性を有していると見なされてい
る。また、F1、F2の値は、地震の影響を考慮する場
合の地震時慣性力Fであり、地震時に作用する慣性力を
基礎として割り出した値であるので、実際の設計基準値
として用いられる値に準拠している。従って、上記実験
の結果は、実施工において生じる現象をそのまま合理的
に現していると考えることができる。
【0022】上記のとおりであり、安定した傾斜面を持
つ既存地山の前記傾斜面に沿って、樹脂発泡体が設置さ
れ、樹脂発泡体の上部にはコンクリート床版、路盤、舗
装などによる路層が設置されたトップヘビー構造である
軽量盛土構造体であって、前記傾斜面と反対側の面はほ
ぼ垂直面を形成し、さらに、軽量盛土構造体の前記垂直
面から前記傾斜面までの底面部の距離B2と、前記路層
の前記垂直面から前記傾斜面までの上面の距離B1と
が、B2/B1≧0.32、かつ、前記路層の上面の距
離B1と軽量盛土構造体の前記垂直面の高さHとが、B
1/H≧0.32となるようにすることにより、軽量盛
土材の垂直面側に構造材として機能する支柱(H型鋼な
ど)やアンカーを設けなくとも、十分な安定性を確保で
きることは明らかであり、本発明によれば、実際の軽量
盛土施工において、施工コストの低減がもたらされる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、軽量盛土施工におい
て、軽量盛土材の垂直面側に構造材として機能する支柱
やアンカーを設けなくとも、十分な安定性を備えた傾斜
地における軽量盛土構造体を得ることができ、実際の軽
量盛土施工において、施工コストの大幅な低減がもたら
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明者らが行った実験の内容を説明するため
の模式図。
【図2】従来行われている軽量盛土工法を、安定した傾
斜面を持つ既存地山における傾斜面に対して、道路の拡
幅工事として施工する場合の一例を説明する断面図。
【符号の説明】
4…発泡樹脂ブロック、4a…発泡樹脂層、10…路
層、20…試験材としての発泡樹脂ブロック(EPSブ
ロック)、20a…試験材としての発泡樹脂層、21…
コンクリート層、50…試験支持地盤、51…底面部、
52…傾斜面、B2…軽量盛土構造体における垂直面か
ら傾斜面までの底面部における距離、B1…路層上面で
ある上面部における垂直面から傾斜面までの距離、H…
軽量盛土構造体の高さ、H1…コンクリート層の高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上山 啓太 茨城県猿島郡総和町下辺見1266 (72)発明者 山下 剛志 茨城県猿島郡総和町女沼567−17 (72)発明者 門脇 幸孝 茨城県猿島郡総和町下辺見1266 (72)発明者 前 育弘 栃木県小山市平和49−10 Fターム(参考) 2D044 CA08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 安定した傾斜面を持つ既存地山の前記傾
    斜面に沿って、樹脂発泡体層が設置され、樹脂発泡体層
    の上部にはコンクリート床版、路盤、舗装などによる路
    層が設置されたトップヘビー構造である軽量盛土構造体
    であって、前記傾斜面と反対側の面はほぼ垂直面を形成
    し、前記垂直面側には構造材として機能する支柱は建て
    られてなく、さらに、軽量盛土構造体における前記垂直
    面から前記傾斜面までの底面部における距離B2と路層
    上面である上面部における距離B1とがB2/B1≧
    0.32の関係にあり、かつ、前記距離B1と軽量盛土
    構造体の前記垂直面の高さHがB1/H≧0.32の関
    係にあるように設定されていることを特徴とする傾斜地
    における軽量盛土構造体。
  2. 【請求項2】 樹脂発泡体層がブロック状の樹脂発泡体
    を多段に積み上げることにより形成されていることを特
    徴とする請求項1記載の傾斜地における軽量盛土構造
    体。
  3. 【請求項3】 コンクリート床版にはアンカーが固定さ
    れていないことを特徴とする請求項1または2記載の傾
    斜地における軽量盛土構造体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274609A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Jsp Corp 傾斜地拡幅構造物
CN107503765A (zh) * 2017-09-05 2017-12-22 绍兴文理学院 寒区隧道仰拱回填方法

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