JP2005139667A - 土木構造物形成用袋体及びこの土木構造物形成用袋体を用いた土木構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筒状織布Aに直径が他の部分より大きい大径部2を設け、この大径部2に開口部3を形成するとともに、開口部3に他の筒状織布Bの端部21を接合し、他の筒状織布B又は筒状織布Aに流動性材料の注入口を設ける。
【選択図】図1
Description
これらの工法では、十字形状又はそれを連結した連続十字形状もしくは格子形状の構造物を用いて地盤表面の補強や地盤内部の補強を行っている。
また、ホース形状の筒状織布を「く」の字状に折り曲げ、曲がり部同士を接続部材で固定したものは、同一平面内に構造体が形成されるが、曲がり部の形状が直角に近くなるため、その部分で筒状織布が折れてしまい内部が閉塞する。そのため、固体粒子を含む流動性材料を充填しようとすると、閉塞部で固体粒子が詰まってしまい、筒状織布全体に充填することができなくなる。その対策として、曲がり部分の内部には空間を保持する形状保持材が装填されていることが多いが、形状保持材が入っているとコンパクトに折りたたむことができず、柔軟であるというジオテキスタイルのメリットが生かせなくなる上、コストアップにもつながる。
そして、シート状のジオテキスタイルを十字形状又は格子形状に切断して2枚重ね合わせ、縫製加工したものは、当然ながら多くの縫製部又は接着部を有しており、内部に充填する流動性材料の圧力が上がると縫製部又は接着部に剥離力が加わり、破損しやすいという欠点があった。
また、一定直径の筒状織布AとBを用いて十字を形成する方法では、縫製加工も少なく繊維も十字の各方向に連続してつながっていることから、固体粒子を含む流動性材料を充填して硬化又は固化させて構造物を形成した場合、筒状織布を構成している繊維が構造物の強度に寄与するものの、図11に示すように、筒状織布の交差部では、該交差部の対角線の2倍の周長まで各々の筒状織布が膨らむため、筒状織布Aの切れ目近傍と筒状織布Bの接合部に無理な引張り力が加わり、破断しやすくなる。さらに、接合部で筒状織布AとBを直接縫い合わせて加工する場合は、縫い代が十分に取れず、加工上の品質確保が困難であった。
また、大径部の直径の大きさを利用して筒状織布が3本以上交差する構造を作ることができ、これにより、3次元的な立体構造を形成することができ、立体的に十字乃至格子を組んだ構造は従来の布型枠でも例がないことから新たな布型枠の用途を期待することができる。
また、大径部の直径の大きさを利用して筒状織布が3本以上交差する構造を作ることができ、これにより、3次元的な立体構造を形成することができ、立体的に十字乃至格子を組んだ構造は従来の布型枠でも例がないことから新たな布型枠の用途を期待することができる。
この土木構造物形成用袋体は、筒状織布Aに直径が他の部分より大きい大径部2を設け、該大径部2に開口部3を形成するとともに、該開口部3に他の筒状織布Bの端部21を接合し、該他の筒状織布B又は筒状織布Aに流動性材料の注入口(図示省略)を設けている。
筒状織布A、Bは、経糸・緯糸ともポリエステル繊維で太さは1500d/3本、密度は経10.3本/cm、緯5.5本/cmで織組織は平織りである。環状織機で織られており、緯糸が筒状織布A、Bの前記スパイラル状の糸を構成する。
筒状織布Aの開口部3と該開口部3に当接する他の筒状織布B表面の接合は、縫製によるものである。
他の筒状織布Bは、筒状部1のみで構成された直線状のものでもよいが、筒状部1よりも直径が大きな大径部2を有する異径筒状織布の大径部2を切断したものとすると、球状の大径部2同士の縫製となるので、他の筒状織布Bの切断面が筒状織布Aの大径部2によく沿い、縫製部で括れが発生せず、また、大径部2が縫製代となるので縫製加工自体も容易である。
この場合、各筒状織布A、Bの端部は折り返して縫製加工により閉じておき、この状態で、モルタルポンプと注入ホースにより注入口からモルタルを充填する。注入されたモルタルは、筒状織布A、Bの交差部を通って他の筒状織布B内部にも充填され始め、最終的に筒状織布A、B内に完全に充填されれば、注入口から注入ホースを取り除いて注入作業は完了する。
モルタルは一般的なポルトランドセメントを用いた通常品を使用し、注入圧力をやや高めに設定することにより、織布の織目を通してモルタルの水分を脱水させ、織布内のモルタルを緻密にして早期に硬化させ、ブリージング等による硬化後の体積減少がないようにする。注入圧は0.3MPa程度が適当である。
硬化後の体積減少がほとんどない特殊モルタルを使用した場合は、脱水の必要がないので注入圧力は少し低くても構わないが、斜面等の傾斜地に袋体が設置されている場合、ある程度の圧力をかけないと、水平方向に配置されている筒状織布の断面形状がモルタルの自重で歪な形にとどまってしまう。断面略円形にするためには0.1MPa程度の注入圧力が必要である。
また、筒状織布A、Bの表面に耐候性を付与するための樹脂等が加工されている場合は、脱水できないので、硬化後の体積減少がない特殊モルタルを使用する。
また、このような構造の袋体は、接合部の断面積が確保されるので、袋体のどの部分からモルタル等の固体粒子を含む流動性材料を注入してもスムーズに充填され、簡単に構造体が形成できる。
そして、施工場所へ、袋体をコンパクトにたたんで持ち込むことができ、さらに、袋体は軽量であるため運搬に重機を必要とせず、現場立地条件が悪い場合でも施工が容易になる。
この土木構造物形成用袋体は、直径が他の部分より大きい大径部2を備えた筒状織布Aの大径部2に少なくとも一対の相対向する開口部3を形成するとともに、該開口部3に、直径が他の部分より大きい大径部2を備えた他の異径筒状織布Bを貫通させ、大径部2同士を重ねた状態で前記筒状織布Aの開口縁部と該開口縁部に当接する前記他の筒状織布Bとを接合し、該他の筒状織布Bに筒状織布Aの内部と連通する孔4と流動性材料の注入口(図示省略)とを設けている。
筒状織布A、Bは、経糸・緯糸ともポリエステル繊維で太さは1500d/3本、密度は経10.3本/cm、緯5.5本/cmで織組織は平織りである。環状織機で織られており、緯糸が筒状織布の前記スパイラル状の糸を構成する。
他の筒状織布Bは、筒状部1のみで構成された直線状のものでもよいが、その場合は、筒状織布Aと筒状織布Bの交差部において、筒状織布Bの背面と筒状織布A内面との間にモルタル等の流動性材料を十分に充填することが好ましく、さらに筒状織布間の接合個所には剥離力が働くので、接合は縫製加工であることが必要である。
筒状織布A、Bの各端部は、折り返されて縫製加工により閉じられている。この状態で、モルタルポンプと注入ホースにより、注入口から流動性材料として、例えば、モルタルを充填する。注入されたモルタルは、筒状織布Bに充填されていき、交差部を超えた時点で筒状織布B内部から筒状織布A内部に通じる孔4を介して筒状織布Aにも充填され始める。
そのため、交差部では、筒状織布Bの十分膨らんだ状態が保たれつつ筒状織布Aにモルタルが充填されていく。筒状織布Aにモルタルが完全に充填されれば、注入口から注入ホースが取り除かれて注入作業は完了する。この場合、注入口の逆止弁(図示省略)により、注入されたモルタルは袋体から流出することがない。
前記孔は、筒状織布Bの直径に略等しい円形の孔であり、筒状織布Bがモルタル等の流動性材料の充填により膨らんで断面が略円形になった場合に、該孔と筒状織布Bの外面とがフィットするようになっている。
筒状織布Aの孔と筒状織布Bとの接合部の加工は実施例3と同様であるが、接合部において互いの織布が膨らんだ状態でフィットするため、より強度の高い接合構造が得られる。
また、交差部において筒状織布Bが筒状織布Aを貫通しているため、袋体の内部にモルタル等が充填されて構造体となった場合、固化したモルタル等は袋体で拘束されるので曲げ耐力において有利になり、例えば、曲げ荷重が加わり、筒状織布A、Bの下面に引張り応力が発生するようなケースでは、あらかじめ筒状織布の下面側において、長さ方向に高強度低伸度性繊維を織り込んでおくと、構造体としての曲げ耐力が向上するが、これはこの種の筒状織布が貫通して袋体を形成している場合においてより有効に作用する。
そして、施工場所へ、袋体をコンパクトにたたんで持ち込むことができ、さらに、袋体は軽量であるため運搬に重機を必要とせず、現場立地条件が悪い場合でも施工が容易になる。
すなわち、図5に示すように、注入口5を設けた筒状織布B1が縦方向に延び、横方向に延びる複数本の筒状織布A1内部を貫通して連続十字構造形成用袋体を形成する。
さらに、図6に示すように、貫通された複数本の筒状織布A1が、前記筒状織布B1と並行に配列された複数本の筒状織布A2内部を貫通することで格子構造形成用袋体が形成される。
なお、注入口5を複数個所に設ける場合は、前記連続十字構造形成用袋体では縦方向に延びる筒状織布B1の適当な個所に取り付ける。格子構造形成用袋体では、横方向に延びた筒状織布A1端部同士がつながった形でパターンが繰り返される。
このように構成すると、流動性材料は、図7に示すように、筒状織布B1の一端から次第に充填されていき、筒状織布A1と筒状織布B1の交差部を超えた時点で筒状織布B1内部から筒状織布A1内部に通じる孔4を通して筒状織布A1にも充填され始める。充填された流動性材料が筒状織布A1と筒状織布A2の交差部を超えると、同様に、筒状織布A1内部から筒状織布A2内部へ充填される。このとき、筒状織布A1が十分膨らんだ状態が保たれつつ筒状織布A2に流動性材料が充填されていく。
すなわち、筒状織布Aにあらかじめ複数の何対かの相対抗する開口部3を設けておき、複数の袋体を組み合わせた状態で互いの開口部3の位置が略一致するよう、他の筒状織布B、Cの大径部2にも複数の相対抗する開口部3を設けておく。
次に、筒状織布Aの開口部3に筒状織布Bを貫通させて織布Bの大径部2をはめ込み、開口部3の位置合わせをした後、さらに筒状織布Cの大径部2がはまり込むように組み合わせる。そして、互いの開口部3を位置合わせすれば組み立ては完了である。
なお、ここでは、全て筒状織布を貫通させる例で示したが、この貫通タイプよりはモルタル注入時及び構造体になった場合の強度では劣るものの、実施例1又は実施例2に示したような筒状織布の端部を大径部2に接合する方式を使用することもできる。
また、図6に示すように、前記貫通された複数本の筒状織布A1が、前記筒状織布B1と並行に縦方向に延びた複数本の筒状織布A2内部を貫通して格子構造形成用袋体が形成されている場合、注入された流動性材料は筒状織布B1内部に充填され、筒状織布A1との交差部において下方から順次貫通部を通して筒状織布A1内部に充填され、さらに筒状織布A1と交差する筒状織布A2内部に、筒状織布B1に近い交差部から順次充填されていく。
斜面安定工法としての受圧板として用いる場合は、筒状織布A、Bの貫通する個所にアンカー定着具を設け内部をモルタルで充填し、十字形状の袋体を受圧板用袋体として使用する。一体に成形された十字構造の受圧板は、表面が袋で強化されたコンクリート構造物となり、グランドアンカーの斜面への定着のための反力構造物として有効に機能する。
斜面や軟弱地盤などの地盤の補強に用いると、地盤の変形を抑制・抑止することができる。斜面に剛性のある格子構造体をアンカーで定着すると、斜面表面の移動土塊の崩れを抑制・抑止することができる。軟弱地盤では剛性のある格子構造体自体が地盤表層の補強となり局所的な不等沈下を抑制することができる。
また、海底にある消波ブロックやコンクリートブロックによる人工磯が波浪の影響を受けて倒壊したり沖へ移動したり陸地へ押し戻されたりするのを防ぐために、格子構造体をその上に覆い被さるように設置して安定を図るという使い方ができる。
以上の場合は、筒状織布内部に充填するものは、モルタルのような流動固化材であってもよく、また、流動化土のような土であってもよい。
軟弱地盤では上部に大型の構造物が建築される場合、地盤自体の補強が重要になるが、格子構造体を地中に何段にも重ねて埋設しておけば強固に地盤を補強する基礎とすることができる。
土砂崩れが発生するような場所では、砂防堰堤が設けられているが、同図に示すような立体的な格子構造体を作れば安価なモルタルで簡単な施工により適度な透過性と衝撃エネルギーの吸収能力を有する砂防堰堤が形成される。
立体的に格子構造を組んだものは、地中の地盤補強や海底での人工漁礁として、また、海岸の消波構造物として利用できるばかりでなく、立体的なコンクリートの布型枠として、さらに繊維で表面が強化されたコンクリート構造物として、一般的な建築分野等でも利用することが可能である。
また、以上の説明では固体粒子を含む流動性材料で説明したが、空気や水のような流動性材料を筒状織布に注入することも可能であり、この場合は、各筒状織布に気密性又は水密性のライニング加工を施しておけばよい。あるいは、気密性又は水密性を有する薄いチューブを各筒状織布に挿入して各チューブに流動性材料を個別に送り込んで筒状織布を膨らませてもよい。
B 他の筒状織布
C 筒状織布
2 大径部
21 端部
3 開口部
4 孔
5 注入口
Claims (7)
- 筒状織布に直径が他の部分より大きい大径部を設け、該大径部に開口部を形成するとともに、該開口部に他の筒状織布の端部を接合し、該他の筒状織布又は筒状織布に流動性材料の注入口を設けたことを特徴とする土木構造物形成用袋体。
- 前記他の筒状織布が、端部に直径が他の部分より大きい大径部を備えることを特徴とする請求項1記載の土木構造物形成用袋体。
- 筒状織布に直径が他の部分より大きい大径部を設け、該大径部に少なくとも一対の相対向する開口部を形成するとともに、該開口部に他の筒状織布を貫通させ、前記筒状織布の開口縁部と該開口縁部に当接する前記他の筒状織布とを接合し、該他の筒状織布に筒状織布の内部と連通する孔と流動性材料の注入口とを設けたことを特徴とする土木構造物形成用袋体。
- 前記開口部が、他の筒状織布の織幅に略一致する長孔であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の土木構造物形成用袋体。
- 前記開口部が、他の筒状織布の直径に略等しい直径を有する孔であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の土木構造物形成用袋体。
- 複数本の筒状織布を略平行に配設し、該筒状織布の大径部に他の筒状織布を接合又は貫通させたことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の土木構造物形成用袋体。
- 請求項1、2、3、4、5又は6記載の土木構造物形成用袋体を構成している複数の筒状織布の中に、順に流動性材料を注入して構築したことを特徴とする土木構造物。
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