JP2006045897A - 土木用マット及びその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 施工面に敷設される敷設シート2上に取付手段を用いて被取付体を取り付けた土木用マット1であって、前記敷設シートの施工面側に、前記取付手段による被取付体の取付けを補強するための補強用プレート7を設け、この補強用プレートの施工面側に滑止め突起7aを設けた土木用マット。
例えば、滑止め突起7aは、前記補強用プレート7の四隅を折り曲げて形成した物である。
【選択図】 図4
Description
特に、急な傾斜面を有する護岸や法面に敷設しても容易に滑動することがなく、確実に護岸や法面を保護することができる土木用マット及びその施工方法に関する。
この施工方法は、シートに多数の石材を取り付けた石材連結マットを使用するものである(例えば、特許文献1ないし特許文献4参照)。
石材連結マットは規格化されており、例えば、2m×2mの正方形のもの、2m×1m、2m×0.5mの長方形のもの等が使用されている。
具体的には、自然石がアンカーを使ってネット状シートに固定され、このアンカーによる固定を補強するために、スペーサー及び爪付きのアンカープレートが宛がわれている。
またスペーサーとしては、不織布、樹脂板、又はゴム板等が用いられ、アンカープレートとしては、鉄、又はステンレス製等の金属板、或いはプラスチック板、例えばポリエチレンやポリカーボネート製等の板が用いられる。
そして、爪付きのアンカープレートの一面には上向きに爪が形成され、この爪がスペーサーに食い込んで石材に圧接する。
ところで、いわゆる法覆い工に用いられ石材連結マットの破壊要因は、流体力が主要因とされており、その設計手法の1つとして「滑動−群体モデル」に準拠した流体力に対する自然石の安定性の照査が行われている。
この文献値のμ=0.65を適用した場合、1:2.0の勾配(いわゆる2割勾配)が斜面の限界の勾配であり、それより急な勾配ではマットが施工斜面を滑動することとなる。
しかし実際の現場では、施工の際、それより急な勾配の斜面を必要とする場合があり、より大きい摩擦抵抗(摩擦係数)を有する石材連結マットが要望されていた。
すなわち、本発明は、施工面との摩擦抵抗をより大きくして滑動を抑止し、護岸や法面を確実に保護することができる土木用マット及びその施工方法を提供することを目的とする。
特に、施工面が急な勾配を有している場合や、敷設シート上の被取付体に風や雨水、又は土砂等の流体力が加わる場面においても有効である。
図1は本発明の一実施形態に係る土木用マットの外観図である。
この一実施形態の土木用マット1は、正方形又は長方形の敷設シート2上に取付手段を用いて被取付体である自然石3を多数取り付けたものである。
この敷設シート2はネット状に形成され、その周囲には、補強ベルト4が取り付けられている。
ここで材質としては、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
芯材の総デシテックスは、100〜90,000デシテックスとされるのが好ましく、更に好ましいのは400〜40,000デシテックスである。
また射出成形をする際に、経線2a又は緯線2bには、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、又は非晶質金属繊維等の補強繊維からなる芯材2cを埋設すると良い(尚、図では経線2aのみに埋め込んだ例を示す)。
ここで材質としては、経糸2d及び緯糸2e共に高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル等の合成繊維を用いることができる。
また、所望によりアラミド繊維、炭素繊維等の高強度を有する補強繊維を合糸させることがより好ましい。
このメッシュ状の織シートとしては、目付が300〜1,000g/m2、引張り強度が4〜15tf/m、伸度が15%程度、目合が6〜50mmのものが通常採用される。
要するに、河川や港湾、造成地等において地盤の侵食を防止し護岸や法面を保護することができる部材であれば良い。
図のように、自然石3には細穴3aが形成され、この細穴3aに取付手段であるアンカー5が打ち込まれている。
この自然石3に形成される細穴3aは、径の大きな自然石の場合複数箇所に形成される場合がある。
自然石3の細穴3aに打ち込まれるアンカー5は挿通部5aと補強用プレート7を押さえる頭部5bとを有し、敷設シート2の施工面側から自然石3に挿入固定されている。
具体的なアンカーとしては、特許文献3の図6に示されているような種々のアンカーが採用される。
そして、アンカー5の頭部5bと敷設シート2との間にスペーサー6及び補強用プレート7が挟み込まれている。
図5(A)は、補強用プレートを拡大して示す図(斜め下方から見た図)である。
補強用プレート7は正方形状に打抜き加工され、その中心にはアンカー5を挿通するための貫通穴7bが形成されている。
また、補強用プレート7の四隅は90度の角度で下方に折り曲げられており、このように折り曲げられることにより4箇所に滑止め突起7aが形成される。
このように滑止め突起7aは、板材を曲げ加工することで簡単に形成可能である。
この実施の形態では、補強用プレート7の折り曲げる部分の面積を大きくすれば、施工面に食い込む面積が大きくなり、摩擦力をこの折り曲げ部分の面積で調整することも可能である。
先ず、自然石3にドリルを用いて細穴3aを形成し、この細穴3aの開口部が上側にくるように自然石3を配置する。
次いで、この自然石3の細穴3aの位置を目印として敷設シート2を自然石3上に配置する。
なお、1枚の敷設シート2に多数の自然石3を取り付ける場合には、細穴3aを上側に向けながら自然石3を整然と配置し、これら多数の自然石3上に敷設シート2を的確に配置する。
次いで、アンカー5を補強用プレート7の貫通穴7b及びスペーサー6の中心穴に挿通し、アンカー5の先端を細穴3aに挿入する。
このようにして作製された土木用マット1は、補強用プレート7側が施工面側になるようにして敷設される。
その結果、土木用マット1の滑動が抑止され、護岸や法面を確実に保護することができる。
特に、施工面が急な勾配を有している場合や、敷設シート2上の自然石3に風や雨水、又は土砂等の流体力が加わる場面において有効である。
また施工面には、裸の土砂面の上に吸出し防止材を前もって敷設しておき、その上に本発明の土木用マット1を施工した方が、より土木用マット1の滑動防止機能が高まることが後述する実験結果から分かっている。
上述した一実施形態では、補強用プレート7の四隅を折り曲げることにより4つの滑止め突起7aを形成したものであるが、この滑止め突起7aの数を更に多くすることも可能である。
この場合、補強用プレート7には、切り込みが形成され、この切り込み部分を起立させることで滑止め突起7aが形成される。
因みに、打ち抜きと同時の曲げ加工によりこのような起立した滑止め突起7aを簡単に形成することができる。
この滑止め突起7aは、ランダムな方向に形成されているために、補強用プレート7としては、360度の方向に均一な摩擦抵抗力を付与できる。
この石止突起7cは、スペーサー6を突き抜けて敷設シート2の目から突出して自然石3に圧接されることで、自然石3を動かないように支持するためのものである。
また滑止め突起7aは、補強用プレート7に切り込みが形成され、この切り込み部分を下方に起立させることで形成される。
この補強用プレート7を使った土木用マット1は、その滑動を抑止すると共に、自然石3を確実に固定することができる利点がある。
この8つの滑止め突起7aは、その全部が同じ方向に形成されており、前後、左右では、その摩擦抵抗力が異なっている。
図の矢印方向には、強い摩擦抵抗を生じるものであるが、それと垂直方向には、それより弱い摩擦抵抗しか生じない。
またこの補強用プレート7を使った土木用マット1も、その滑動を抑止すると共に、自然石3を確実に固定することができる。
以上述べた補強用プレート7に設けた滑止め突起7aは、更に滑止め突起7aの高さを変えて食込み深さを調整したり、滑止め突起の数を選択することで、施工面への食込み度合いを変えて、摩擦抵抗を調整できる。
例えば、上述した一実施形態では、補強用プレート7は、金属製であり打抜き加工と曲げ加工とを組み合わせて形成した例について説明したが、滑止め突起ごと鋳造や鍛造によって作製しても良い。
その場合は、切り込みによる起立した滑止め突起7aではなく、角錐、角柱、円錐、円柱等の滑止め突起7aを形成することも可能である。
更にまた、敷設シート上に自然石等の被取付体を取り付ける取付手段は、アンカー以外の取り付け手段も採用可能である。
また、土木用マットは、敷設シート2、スペーサー6、補強用プレート7、アンカー5、自然石3以外にも土木用マットの機能を向上させる部材を更に使用することも可能である。
本試験では、引抜試験機を使用し、補強用プレートの滑止め突起の向きの条件、施工面の条件(砂質土、吸出し防止材)、及び水中条件の有無により、場合分けして土木用マットの引張力を測定し、摩擦係数を算出した。
ここで、図7に試験条件をまとめた表を示す。
試験は試験1〜8までの8種類行った。
滑止め突起7aが施工面側を向いている状態は、図4に示したが、自然石側を向いている状態とは、図4に示す補強用プレート7を裏返しにした状態のことである。
より具体的には、滑止め突起7aがスペーサー6を突き破り、敷設シート2の自然石側に飛び出した状態のことであり、この場合、滑止め突起7aと自然石3とが接触することになる。
また、試験1,3,5,7は水中条件でない場合であり、試験2,4,6,8は水中条件である場合である。
試験装置としては、自然石3、敷設シート2、アンカー5、補強用プレート7、及びスペーサー6を用いた。
自然石3としては、直径が250mm程度の割栗石を用いた。
敷設シート2としては、経線及び緯線に高強力ポリエステル繊維が入った軟質塩化ビニルを用いた。
また、この敷設シート2の目合いは7mm×7mmとした。
補強用プレート7としては、ステンレス製の金属板を用い、その面積を100mm×100mmとし、板厚は1.6mmとした。
滑止め突起7aは二等辺三角形とし、その高さは補助用プレート7の下面から11mmとなるようにした。
スペーサー6としては、ポリエステル製の不織布を用い、その面積を150mm×150mmとし、その厚さを3mmとした。
各3つずつの装置を作製したのは、試験1〜8を各3回ずつ行い、実験データーの信頼性を高めるためである。
このとき、自然石3は、滑止め突起7aが施工面側にある場合は、12.60kg、13.30kg、及び13.95kgのものを用い、滑止め突起7aが自然石側にある場合は、14.10kg、17.55kg、及び14.45kgのものを用いた。
また、摩擦係数を測定する場合の引張速度は、試験1〜8のいずれも1.0mm/minとした。
この容器8は、直方体状に形成され、底の面積が、1,000mm×300mmとされている。
また、この容器8には、試験1,2,5,6を行う場合は、砂質土Tを110mmの高さまで入れた(図9(A)参照)。
更に、容器8には一側の側面に容器幅方向に沿ってスリット8aを形成し、このスリット8aから敷設シート2の一端がはみ出すようにした。
敷設シート2の幅は容器8の幅と同程度の幅としたが、その長さは容器8の長さに比べて短くし、敷設シート2の他端は容器8の他側の側面から数十mm離れるようにした。
自然石3は、容器8の中央に配置した。
この荷重測定部11は固定状態とし、その両脇に形成されたスライド穴11a内にスライド棒12を挿通した。
その結果を図10に示す。
図10は、試験1〜8までの各回毎の摩擦係数と、3回の平均値とを示している。
以下、この平均値を用いてこの試験結果について考察する。
〔試験1と試験5、試験2と試験6の対比〕
試験1と試験5とを比べると、試験条件の相違は滑止め突起7aの向きが施工面側であるか自然石側であるかの相違であるが、施工面側にある場合(試験1)の摩擦係数は1.00となり、自然石側にある場合(試験5)の摩擦係数は0.70となった。
試験1の摩擦係数の方が試験5の摩擦係数より大きいのは、滑止め突起7aが砂質土Tに食い込み、抵抗力が増加したためであると考えられる。
同様に、水中における試験2と試験6とを比べても、滑止め突起7aが施工面側にある場合の方が、摩擦係数が大きくなった。
試験3と試験7とを比べると、試験条件の相違は滑止め突起7aの向きが施工面側であるか自然石側であるかの相違であるが、施工面側にある場合(試験3)の摩擦係数は2.03となり、自然石側にある場合(試験7)の摩擦係数は0.62となった。
試験3の摩擦係数の方が試験7の摩擦係数より大きいのは、滑止め突起7aが吸出し防止材に食い込み、抵抗力が増加したためであると考えられる。
同様に、水中における試験4と試験8とを比べても、滑止め突起7aが施工面側にある場合の方が、摩擦係数が大きくなった。
〔試験1と試験3、試験2と試験4の対比〕
試験1と試験3とを比べると、試験条件の相違は施工面が砂質土Tであるか吸出し防止材であるかの相違であるが、砂質土Tの場合(試験1)の摩擦係数は1.00となり、吸出し防止材の場合(試験3)の摩擦係数は2.03となった。
試験3の摩擦係数の方が試験1の摩擦係数より大きいのは、吸出し防止材のせん断力が砂質土Tのせん断力に比べて大きいことが要因として考えられる。
同様に、水中における試験2と試験4とを比べても、施工面が吸出し防止材である場合の方が、摩擦係数が大きくなった。
試験5と試験7とを比べると、試験条件の相違は施工面が砂質土Tであるか吸出し防止材であるかの相違であるが、砂質土Tの場合(試験5)の摩擦係数は0.70となり、吸出し防止材の場合(試験7)の摩擦係数は0.62となった。
試験5の摩擦係数の方が試験7の摩擦係数より大きいのは、吸出し防止材のよりも砂質土Tの方が補強用プレート7が滑り難くなるためであると考えられる。
一方、試験6と試験8とを比べると、施工面が砂質土Tの場合(試験6)の摩擦係数が0.52となり、吸出し防止材の場合(試験8)の摩擦係数が0.64となり、吸出し防止材の方が大きくなった。
すなわち、試験5と試験7とを対比した場合と反対の結果となった。
これは、水中条件にあると、施工面である砂質土Tが水の影響で緩くなるが、吸出し防止材はポリエステル繊維で作製されているためかかる現象は生じないからであると考えられる。
〔試験1と試験2、試験5と試験6の対比〕
試験5と試験6とを比べると、試験条件の相違は水中条件であるかどうかの相違であるが、水中条件でない場合(試験5)の摩擦係数は0.70となり、水中条件の場合(試験6)は0.52となり、その差は0.18であった。
試験6の摩擦係数の方が試験5の摩擦係数より小さいのは、補強用プレート7と施工面である砂質土Tとの間に水の薄い層が形成され摩擦抵抗が減少したものであると考えられる。
試験2の摩擦係数の方が試験1の摩擦係数より小さいのは、補強用プレート7と施工面である砂質土Tとの間に水の薄い層が形成され摩擦抵抗が減少したことの他に、施工面である砂質土Tが水の影響で緩くなり、砂質土Tに食い込んだ滑止め突起7aによる滑り抵抗が減少したためであると考えられる。
このように考えられる根拠は、試験5と試験6との摩擦係数の差が0.18であるのに対し、試験1と試験2との摩擦係数の差は0.29となり増加している点から伺える。
試験7と試験8とを比べると、試験条件の相違は水中条件であるかどうかの相違であるが、水中条件でない場合(試験7)の摩擦係数は0.62となり、水中条件の場合(試験8)は0.64となり、その差は0.02であった。
試験4の摩擦係数と試験3の摩擦係数との差が僅かであるのは、吸出し防止材の材質にポリエステル繊維を使用し砂質土Tの場合に比べ滑り易く、またこの滑り易さが、補強用プレート7と施工面である吸出し防止材との間に水の薄い層が形成された場合の滑り易さと同程度であるからだと考えられる。
試験4の摩擦係数の方が試験3の摩擦係数より小さいのは、施工面である砂質土Tが水の影響で緩くなり、砂質土Tに食い込んだ滑止め突起7aによる滑り抵抗が減少したためであると考えられる。
以上の結果から、本発明の土木用マットは、吸出し防止材を敷設面の上から施工することがより有用であることも分かる。
同様な原理を使用する限り、その他の分野にも当然利用可能である。
2 敷設シート
2a 経線
2b 緯線
2c 芯材
2d 経糸
2e 緯糸
3 自然石
3a 細穴
4 補強ベルト
5 アンカー
5a 挿通部
5b 頭部
6 スペーサー
7 補強用プレート
7a 滑止め突起
7b 貫通穴
7c 石止突起
8 容器
8a スリット
9 クランプ
10 引抜試験機
11 荷重測定部
11a スライド穴
12 スライド棒
T 砂質土
Claims (8)
- 施工面に敷設される敷設シート上に取付手段を用いて被取付体を取り付けた土木用マットであって、
前記敷設シートの施工面側に、前記取付手段による被取付体の取付けを補強するための補強用プレートを設け、
この補強用プレートの施工面側に滑止め突起を設けたことを特徴とする土木用マット。 - 請求項1に記載の土木用マットにおいて、
前記滑止め突起は、前記補強用プレートの四隅を折り曲げて形成したことを特徴とする土木用マット。 - 請求項1に記載の土木用マットにおいて、
前記滑止め突起は、複数個あって補強用プレートに切り込みを入れて起立させて形成したものであることを特徴とする土木用マット。 - 請求項3に記載の土木用マットにおいて、
前記複数個の滑止め突起は、その方向がランダムであることを特徴とする土木用マット。 - 請求項3に記載の土木用マットにおいて、
前記複数個の滑止め突起は、その方向が一定の方向に並んでいることを特徴とする土木用マット。 - 請求項1に記載の土木用マットにおいて、
補強用プレートの施工面側と反対側に石を固定するための石止突起を設けたことを特徴とする土木用マット。 - 請求項1に記載の土木用マットにおいて、
前記被取付体は、自然石、加工石、擬岩、擬石、セメント塊、木材、又は植生ポットであることを特徴とする土木用マット。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の土木用マットを、土砂面上に敷設された吸出し防止材上に敷設施工することを特徴とする土木用マットの施工方法。
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