JP2005155191A - 補強土防護擁壁 - Google Patents

Abstract

【課題】 小さな設置面積でエネルギー吸収効率の高い補強土防護擁壁を提供すること。
【解決手段】 壁面材２１と、該壁面材２１に接続し、盛土材２４に水平に敷設する補強シート２２とを使用して斜面１０に沿って構築した補強土擁壁よりなる、補強土防護擁壁であって、前記補強土擁壁２０の断面形状を略逆台形に形成すると共に、前記補強土擁壁２０の上面の受撃面を斜面側へ向けて傾斜して形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は崩落土砂や雪崩、落石の発生現場に設置し、これらの崩落物の落下を阻止する補強土防護擁壁に関する。

一般にこの種の防護手段としては、図６の（Ａ）に示すようなコンクリート擁壁構造体ａや、同図の（Ｂ）に示す盛土構造体ｄが知られている。
前者のコンクリート擁壁構造体ａはその強度で崩落物のエネルギーを受けため、裾部に行くに従って壁厚を厚くした構造になっている。
また後者の盛土構造体ｄは盛土の変形によるエネルギーを吸収する堤体で、盛土中に補強シートｅを水平に敷設して補強している。

上記した従来の構造体には次のような問題点がある。
（１）コンクリート擁壁構造体ａは重力式であるため、設置地盤には高い支持力が求められる。そのため設置地盤が軟弱な場合は、支持杭ｃや地盤改良などの補強工事を施す必要があり、工事が大掛かりとなる。
（２）コンクリート擁壁構造体ａは大量のコンクリートを打設するために工費が嵩む問題に加えて、無機質なコンクリート面が景観性を損ねる問題がある。
（３）盛土構造体ｄにあっては、構造体の側面で受撃する関係から、エネルギーの作用方向が補強材ｅの敷設方向と同じ方向となり、大きなエネルギーが作用した場合、盛土構造体ｄが突き破られる危険がある。
（４）両構造体ａ，ｄは安定性確保のため上部断面幅に対し底部断面幅Ｌが大きい裾広の構造体である。そのため、設置面積を広く必要とするという共通の問題がある。
そのため、近隣に道路などの既設構造物が存在する場合は、斜面ｂ側を切土して設置面積を確保しなければならず、工期および工費の両面で負担が増す。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところはコンクリート擁壁構造体および盛土構造体の内包する問題点を解決することにある。
本発明は小さな設置面積でエネルギー吸収効率の高い補強土防護擁壁を提供することにある。
本発明は簡易な手段で以って補強土擁壁の上部の破壊を防止できる補強土防護擁壁を提供することにある。
本発明は上記した何れかひとつを提供することを目的とする。

本発明は、壁面材と、該壁面材に接続し、盛土材に水平に敷設する補強シートとを使用して斜面に沿って構築した補強土擁壁よりなる、補強土防護擁壁であって、前記補強土擁壁の断面形状を略逆台形に形成すると共に、前記補強土擁壁の上面の受撃面を斜面側へ向けて傾斜して形成したことを特徴とするものである。
さらに前記した補強土防護擁壁において、補強土擁壁の上面前部に基礎ブロックを設置し、前記基礎ブロックと斜面間を第１控材で接続すると共に、前記基礎ブロックに貫通させて立設した支柱の下部と補強土擁壁の壁面間を第２控材で接続して、補強土擁壁の上面に防護柵を設置したことを特徴とするものである。
さらに前記した補強土防護擁壁において、補強土擁壁の上面前部に防護柵の支柱を貫通させて立設し、前記支柱の貫入部の上部と斜面間を第１控材で接続すると共に、前記前記支柱の貫入部の下部と補強土擁壁の壁面間を第２控材で接続して、補強土擁壁の上面に防護柵を設置したことを特徴とするものである。
さらに、前記した何れかの補強土擁壁は複数の拘束土単体の積層体で構成し、前記拘束土単体が壁面材と、該壁面材に接続した補強シートとにより盛土材を袋状に包み込み、緊張して転圧した土塊で構成するものである。
さらに前記した何れかの補強土防護擁壁において、補強土擁壁の上面の受撃面を緩衝層で被覆したことを特徴とするものである。
さらに前記した何れかの補強土防護擁壁において、第１控材の反力源がアンカーまたは重量物であることを特徴とするものである。

本発明はつぎのいずれかひとつの効果を奏する。
（１）補強土擁壁の断面形状を略逆台形に形成することで、補強土防護擁壁の設置面積を小さく抑えつつ、上面の受撃面積を広く確保することができる。
したがって、現場近くに障害物があっても斜面を切り込む必要がなくなる。
（２）補強土擁壁の上面の受撃面を斜面側へ向けて傾斜して形成することで、エネルギーの水平分力を小さく抑制できるので、補強土防護擁壁の上部の崩壊抑止性能が向上する。また落石や崩落土砂の飛び出しや乗り越えを防止することができる。
（３）補強土擁壁の上面に防護柵を設置するにあたり、補強土擁壁の上面前部に複数の基礎ブロックを設置し、基礎ブロックと斜面間と、基礎ブロックに貫通させて立設した支柱の下部と補強土擁壁の壁面間をそれぞれ控材で接続するだけで、
防護柵の転倒と破壊を防止することができる。
（４）補強土擁壁を複数の拘束土単体の積層体で構成すると、外力を受けると盛土材の強度が高くなってエネルギーの減衰量が大きくなり、また盛土材の変形抵抗が大きくなるために壁面材側の孕み出し変形を効果的に抑制できる。
（５）補強土擁壁の傾斜した受撃面を緩衝層で覆うと、緩衝層は単にエネルギー吸収作用を発揮するだけでなく、エネルギーの分散伝達作用、並びに第１控材と補強シートの防護作用も併せて発揮する。
（６）第１控材の反力源を、現場の状況や支持力の大きさなどを考慮して、アンカーまたは重量物のうちの好適なものを選択できるだけでなく、大きな支持力が要求される現場ではアンカーと重量物を併用して対処することができる。

以下図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
（１）補強土防護擁壁の概要
図１に完成した補強土防護擁壁の断面図を示す。
補強土防護擁壁は斜面１０に沿って構築した逆台形を呈する補強土擁壁２０と、補強土擁壁２０の上面を被覆する緩衝層３０と、補強土擁壁２０の上面端部に立設した防護柵４０とにより構成する。補強土防護擁壁の細部について以下に説明する。

（２）補強土擁壁
補強土擁壁２０は断面形状が略逆台形形状を呈する盛土構造物で、その裾部の断面幅Ｌ_１が天端側の横断幅Ｌ_２より相対的に小さい関係にある。換言すれば補強土擁壁２０の擁壁面の勾配角θ_１が斜面１０の勾配角θ_２より大きい関係にある。
補強土擁壁２０の断面形状を略逆台形形状に形成するのは、補強土防護擁壁の設置面積を小さく抑えつつ、上面の受撃面積を広く確保するためである。したがって、現場近くに障害物があっても斜面１０を切り込む必要がない。

補強土擁壁２０は、例えば盛土材２４を袋状に包み込み、緊張して転圧して拘束土単体２５を構築し、複数の拘束土単体２５を多段的に積み上げて構築することが望ましい。このようにして構築した補強土擁壁２０は土構造物でありながら優れた自立性と高い安定性が得られる。
つぎに補強土擁壁２０の構築方法の一例を示すが、この方法に限定されるものではなく、最終的に断面形状が略逆台形を呈する盛土構造体を構築できれば良い。

図２，３を基に補強土擁壁２０の構築方法について説明する。
図２に示すように地盤に断面Ｌ字形の壁面材２１ａを設置し、壁面材２１ａの背面側に補強シート２２ａを敷設し、補強シート２２ａの端部と壁面材２１ａの水平部を連結する。補強シート２２ａは盛土材の背面部を巻き込むためのシートで、その全長は水平敷設長に巻き込み長さを加えた長さを有する。

壁面材２１ａはエキスパンドメタル、溶接金網等をＬ字形に屈曲して形成した公知のもので、また補強シート２２ａは、ジオテキスタイルやジオグリッドで、樹脂製ネットにアラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維製の芯材を埋め込んで製造したロックデム（前田工繊株式会社製）が好適である。

つぎに補強シート２２ａの左方を軽く巻くり上げ、その外側に三角形状の型枠２３を設置し、壁面材２１ａの内側に全域に盛土材２４撒き出し、その後、公知の締固機を用いて締め固める。盛土材２４の前面側は壁面材２１ａに支持させ、また背面側（斜面１０側）は型枠２３に支持させて、一段目の盛土材２４の全体を均等に締め固める。

続いて図３に示すように、一段目の補強シート２２ａの左方に二段目用の補強シート２２ｂの途中をコルイや連結具で連結して実質的にシート全体の長さを延長する。一段目の補強シート２２ａで盛土材２４の背面を巻き込みながら、二段目の補強シート２２ｂの右端をジャッキで緊張する。二段目の補強シート２２ｂの端は、ピンを打設して二段目の壁面材２１ｂと共に一段目の盛土材２４に固定する。要は壁面材２１ａと補強シート２２ａ，２２ｂにより、転圧した盛土材２４の全周を緊張状態で包囲できればよい。

つぎに図２に示した型枠２３を撤去する。そして図３に示すように盛土材２４の背面部を再び転圧して拘束土単体２５を得る。型枠２３のない状態で盛土材２４の背面部を再転圧するのは、盛土材２４を強制的に側方移動させて更なる締め固めを行うためである。図示はしていないが、再転圧により補強シート２２ａの背面部は丸みを帯びた形状に変形する。
また補強シート２２ａに対しては緊張力が更に付与される結果、盛土材２４への拘束力がさらに増して変形抵抗の大きな土塊が形成される。
盛土材２４の背面部と斜面１０の間は土砂等の裏込材を投入して転圧する。
以上の工程を繰り返し行うことで、壁面材２１と補強シート２２で盛土材２４を拘束した拘束土単体２５を構築しながら、拘束土単体２５を所定の高さに積み重ねて図１に示すような補強土擁壁２０を得る。
尚、拘束土単体２５の全長は下段から上段へ行くに従って順次長く形成する。

補強土擁壁２０の上面は水平に形成しない。図４に示すようにその上面の受撃面は、斜面１０側へ向けて傾斜した傾斜面として形成する。
本例では拘束土単体２５の長さを短く調整することで、補強土擁壁２０の上面の受撃面を斜面１０側へ向けて階段状に窪ませて形成した場合を示すが、拘束土単体２５の背面部を斜めに形成して平らな面として形成しても良い。

（３）防護柵
図４に拡大して示すように補強土擁壁２０の上面前部には防護柵４０を立設する。防護柵４０は支柱４１と防護ネット４３を組み合わせた公知の各種の柵を含む。

支柱４１の設置位置に合わせて補強土擁壁２０の上面前部に基礎ブロック４４を部分的にまた連続して設置し、基礎ブロック４４と第１，２控材４５，４６を組み合わせて防護柵４０を支持するようにする。基礎ブロック４４の両側には基礎ブロック４４の高さまで補強土擁壁２０を位置させる。
支柱４１の下部は、基礎ブロック４４の中央を縦方向に貫通させ、基礎ブロック４４の底面から所定の長さだけ突出させて設置する。基礎ブロック４４の底面から突出する支柱４１の下部は補強土擁壁２０に貫入させる。
本例では基礎ブロック４４の中央に貫通配置したガイド管４７内に支柱４１の下部を挿通させて設置した場合を示すが、ガイド管４７は必須ではない。

そして、斜面１０にロックアンカー又はグランドアンカーを設置し、このアンカー端に、鋼棒やワイヤケーブル製の第１控材４５を固定し、その一端を基礎ブロック４４または支柱４１の貫入部の上部に接続する。第１控材４５は緊張する必要はなく、弛みのない状態で接続してあればよい。第１控材４５は基礎ブロック４４の前方への移動を拘束するための部材で、棒材またはロープ材の何れでも良い。
さらに基礎コンクリート４４の下方に突出する支柱４１またはガイド管４７の貫入部の下部と壁面材２１との間には第２控材４６を接続する。第２控材４６は壁面材２１から反力を得て支柱４１の前方への傾倒を阻止するために機能する部材で、棒材またはロープ材の何れでも良い。第２控材４６の壁面材２１における固定部位は、壁面材２１の広範に力を伝達できるように板材を介して固定すると良い。

（４）緩衝層
図４に示すように補強土擁壁２０の傾斜した上面を緩衝層３０で覆い、さらに緩衝層３０の表面を不織布などの防護シート３１で被覆する。緩衝層３０の層厚は第１控材４５が隠れる層厚以上の層厚とする。
緩衝層３０は公知のサンドマットでもよいが、発電所で発生するフライアッシュや間伐材チップなどの産業廃棄物を有効利用するとよい。
緩衝層３０の上面も傾斜して形成される関係から、緩衝層３０の裾部と斜面１０の境界部に排水管３２を埋設し、配水管３２を通じて雨水を排水できるようにする。

（５）緩衝・捕捉作用
図４において、崩落物が補強土防護擁壁の上面に落下すると、緩衝層３０の緩衝作用によりエネルギーＦの一部が吸収され、さらにエネルギーＦは緩衝層３０で分散して補強土擁壁２０へ伝達される。補強土擁壁２０の受撃面へ伝わったエネルギーＦは、受撃面の変形抵抗に伴う緩衝作用によりエネルギー吸収が進む。
エネルギーＦが補強土擁壁２０の水平に敷設した補強シート２２の貫通方向に作用することから、補強シート２２もエネルギーの分散と減衰に役立つ。
またエネルギーＦの作用方向が補強シート２２の水平部と交差した貫通方向であることから、補強土擁壁２０が水平に分断されて前方にずり落ちる心配がない。
殊に、補強土擁壁２０を拘束土単体２５の積層体で構成した場合は、外力が作用する以前に盛土材２４が高強度になっており、外力を受けるとその強度が益々高くなることから、エネルギーの減衰量も大きく、また壁面材２１側の孕み出し変形を効果的に抑制することができる。
崩落物は傾斜する補強土防護擁壁の傾斜した受撃面と斜面１０との間に形成された窪んだ空間で捕捉される。最大捕捉量は防護柵４０の高さまで可能である。

補強土防護擁壁の受撃面が斜面側へ傾斜していることから、エネルギーＦの鉛直成分Ｆ_２が水平成分Ｆ_１に卓越することになる。そのため、補強土防護擁壁の上部に作用する崩落力が小さくなって、補強土防護擁壁の上部の崩落防止に対する信頼性が高くなる。

防護柵４０に作用する崩落物のエネルギーＦは、基礎ブロック４４への押出力と支柱４１の転倒力として作用する。
基礎ブロック４４に作用する押出力は、斜面１０側に固定した第１控材４５で支持されるため、基礎ブロック４４の前方への移動を防止できる。基礎ブロック４４の移動が規制されれば防護柵４０の移動も当然に規制される。
また支柱４１に作用する転倒モーメントは、基礎ブロック４４および壁面材２１に固定した第１、第２控材４５，４６で支持されるため、支柱４１の転倒も効果的に防止できる。
このように第１，２控材４５，４６を利用することで、小形の基礎ブロック４４であっても、防護柵４０の移動や転倒を防止できるだけでなく、補強土擁壁２０の上部の破壊防止にも役立っている。
尚、補強土擁壁２０の壁面材２１に公知の植生シートを取り付けながら施工すれば、補強土防護擁壁の擁壁面を緑化して景観性を改善することができる。

（６）他の形態
以上は第１控材４５の反力源がアンカーである場合について説明したが、図５に示すように補強土防護擁壁の上面に設置した重量物５０に接続し、重量物５０の自重で第１控材４５に作用する引張力を支持するようにしてもよい。重量物５０はコンクリートブロックや布基礎、或いは金属体、大型土嚢などの大重量物を適用できる。
重量物５０を使用することで、アンカー工を省略することができる。

また巨大な受撃荷重が予想される場合は、アンカーと重量物５０を併用して対処するとより大きな反力を得ることができる。アンカーと重量物５０を併用する場合、アンカーは重量物５０に直接に接続するか、或いは第１控材４５に直接接続するものとする。

また図５に示すように防護柵４０の設置にあたり、基礎ブロック４４を省略し、補強土擁壁２０の上面前部に貫通配置したガイド管４７を介して、或いは直接支柱４１の下部を挿通させて設置する場合もある。
第１、第２控材４５，４６で支柱４１の埋設部の上下を支持することは既述した形態と同様である。
本例の場合、基礎ブロック４４を使用する場合と比べて支柱４１の貫入深さが増すが、基礎ブロック４４を省略できるので施工性と施工コストの低減を図ることができる。
尚、同図中符号５１は補強土擁壁２０の上面に設置したコンクリート製、鋼製などの硬質板で、補強土擁壁２０の上面を保護するために機能する。

本発明に係る補強土防護擁壁の断面図 補強土擁壁の構築方法の説明図であって、盛土材の締め固めまでの説明図 補強土擁壁の構築方法の説明図であって、拘束土単体の完成までの説明図 補強土防護擁壁の上部の拡大した斜視図 他の形態を説明するための補強土防護擁壁の上部の断面図 本発明が前提とする構造体の説明図で、（Ａ）はコンクリート擁壁構造体の断面図、（Ｂ）は盛土構造体の断面図

符号の説明

１０ 斜面
２０ 補強土擁壁
２１，２１ａ 壁面材
２２，２２ａ，２２ｂ 補強シート
２３ 型枠
２４ 盛土材
２５ 拘束土単体
３０ 緩衝層
４０ 防護柵
４１ 支柱
４３ 防護ネット
４４ 基礎ブロック
４５ 第１控材
４６ 第２控材
５０ 重量物

Claims (6)

1. 壁面材と、該壁面材に接続し、盛土材に水平に敷設する補強シートとを使用して斜面に沿って構築した補強土擁壁よりなる、補強土防護擁壁であって、
   前記補強土擁壁の断面形状を略逆台形に形成すると共に、
   前記補強土擁壁の上面の受撃面を斜面側へ向けて傾斜して形成したことを特徴とする、
   補強土防護擁壁。
2. 請求項１において、補強土擁壁の上面前部に基礎ブロックを設置し、前記基礎ブロックと斜面間を第１控材で接続すると共に、前記基礎ブロックに貫通させて立設した支柱の下部と補強土擁壁の壁面間を第２控材で接続して、補強土擁壁の上面に防護柵を設置したことを特徴とする、補強土防護擁壁。
3. 請求項１において、補強土擁壁の上面前部に防護柵の支柱を貫通させて立設し、前記支柱の貫入部の上部と斜面間を第１控材で接続すると共に、前記前記支柱の貫入部の下部と補強土擁壁の壁面間を第２控材で接続して、補強土擁壁の上面に防護柵を設置したことを特徴とする、補強土防護擁壁。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかにおいて、補強土擁壁を複数の拘束土単体の積層体で構成し、前記拘束土単体が壁面材と、該壁面材に接続した補強シートとにより盛土材を袋状に包み込み、緊張して転圧した土塊であることを特徴とする、補強土防護擁壁。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかにおいて、補強土擁壁の上面の受撃面を緩衝層で被覆したことを特徴とする、補強土防護擁壁。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかにおいて、第１控材の反力源がアンカーまたは重量物であることを特徴とする、補強土防護擁壁。

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