JP2007247258A - 三次元噛み合いブロック - Google Patents

Abstract

【課題】ブロックを用いて強固な擁壁又は堤防を簡易且つ迅速に設置することを課題とする。
【解決手段】擁壁、堤防等に用いるブロックにおいて、外形が小星型十二面体形状であり、中空構造として、中空構造のブロック内部に流体物を注入して密閉可能にし、外力に対して弾力的に変形可能な材質又は構造にする。また流体と、該流体を収容保持する膜状の袋体とで構成されたブロックを用いることにより、ブロックを変形可能にすることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に擁壁用のブロックに用いられるものであり、洪水により堤防が決壊した際には仮設堤防として利用できる三次元噛み合いブロックに関するものである。

擁壁に用いるブロックは、一般に盛土の側壁面に並べて擁壁とするため、並進対称性にすぐれた形状を有する。しかし、多量のブロックで構成される擁壁は、その形状が平面形状なすため壁面に垂直方向の荷重に対する強度が非常に低いという欠点がある。また、多数のブロックを盛土の側壁面に正確に位置決めして並べる必要があるため、設置にはある程度の精度が要求され、設置工事の時間も長くなる傾向がある。さらに、擁壁に用いるブロックは、盛土の土圧による崩壊を防ぐ目的から、それ単体で堤防の役割を果たすことができないものがほとんどである。

従来、擁壁の設置を容易にする技術として特許文献１に示されるような積層ブロックを立体的に噛み合わせる技術が公知となっている。また、壁面に垂直方向の荷重に対する擁壁の強度を高める技術として特許文献２に示されるような擁壁用ブロックをＬ字型にして壁面に垂直な荷重を分散させる技術が公知となっている。さらに、簡易に土手等を補強できるものとしてテトラポットが広く用いられている。
特開２００５−０５４４５１号公報 特開２００５−２８２２１６号公報

しかしながら、特許文献１に示された擁壁用ブロックを立体的に噛み合わせて設置を簡易化する技術は、上方に積上げる作業は簡易化されているが、前後左右に並べて設置する作業は従来の擁壁用ブロックと同様にある程度の精度を要求されるほか、壁面に垂直方向の荷重に対する強度が低い等の理由により洪水時の仮設堤防等には適さない。

また、特許文献２に示されたＬ字型の擁壁用ブロックも、設置に要する時間及び精度が求められるという問題は解決されていないため、堤防の決壊等の非常事態に対応することは不可能である。

なお、テトラポットは、集積するとテトラポット同士の間に大きな隙間ができるため消波作用はあるが、それ単体で堤防の役割を果たすことはできない。さらに、その集積作業には簡易とはいってもある程度の精度が要求され、無造作に置いただけでは補強の効果を期待することができない。

上記課題を解決するため本発明に関するブロックは、第１に外形が小星型十二面体形状であることを特徴としている。

第２に中空構造にしたことを特徴としている。

第３に中空構造のブロック内部に流体物を注入して密閉可能な構造にしたことを特徴としている。

第４に小星型十二面体を外力に対して弾力的に変形可能な材質又は構造としたことを特徴としている。

第５に流体と、該流体を収容保持する膜状の袋体とで構成されることを特徴としている。

上記のように構成される本発明のブロックによれば、ランダムに積重ねても互いが自然と三次元的に噛み合い強固に固定されるので、ブロックを用いた擁壁等はその側壁面に対する垂直方向の荷重に対しても高い強度を発揮するため、強固な擁壁や堤防を簡易かつ迅速に設置することができる。またブッロクを中空にして流体物を注入可能な構造にすることにより、ブロックが軽量化され自重調整もできるため、擁壁や堤防の設置作業の利便性がさらに向上する。なおブロックを積上げた擁壁等はブロック間に生じる隙間により通水性確保するが、ブロックを変形可能にすることにより上記隙間を埋めるように各ブロックが変形するので止水性を高めることも可能になる。

以下図示する本発明のブロックの実施形態につき説明する。
この発明の三次元噛み合いブロック１は図１に示すように小星型十二面体又はそれに近似した形状に成型されている。
小星型十二面体は各面が合同である正五角形からなる正十二面体を芯体とし、各面と合同の正五角形の底面を有する五角錐を各面に突出させたもので、五角錐の各面は底辺（正五角形の一辺）に対する他の２辺の比が１．６１８（黄金比）の二等辺三角形である。ブロック１はプレキャストコンクリート製品であり、緊急時に人手による応急的な築堤作業等を行う点を考慮し、２０ｋｇ程度の重量であることが望ましい。内部には必要に応じて鉄筋を配筋する。

上記ブロック１は小星型十二面体であるから、ブロック１の各突起２の周面（三角面２ａ）が、隣接突起２の三角面２ａとそれぞれ底辺２ｂ（谷線）において交差するＶ字形の谷角をθ_１とし、各突起２の隣接する三角面２ａ同士が稜線２ｃにおいて交差する外角（山角）をθ_２とすると、θ_１＝θ_２≒１２０°となる。２ｄは、隣接し合う各突起２の底辺２ｂと稜線２ｃ及び底辺２ｂ同士、稜線２ｃ同士が交わる交点である。

また、１つの突起２の５個の底辺（谷線）２ｂより外方に星型に突出する５個１２組の三角面２ａは各組においてすべて同一平面上にある。したがってこの各組において星型に並んだ５個の三角面２ａのうち、隣接し合う３個の三角面２ａの中央の三角面２ａの底辺２ｂと、その両端に延びるように接続する両側の三角面２ａの稜線２ｃとは、２つの交点２ｄを介して全体として一直線状に接続する。

上記のように構成される多数のブロック１をランダムに積重ねると、部分的には例えば図２に示すように、隣接するブロック間で互いのブロック１の突起２同士の接触と係合、三角面２ａ同士の摺動案内、隣接突起２間の谷角θ_１部分と、他のブロック１の突起２の山角θ_２部分の嵌合及び互いのブロック１の三角面２ａ同士の重なり合い等の多様な挙動により、ブロック同士が互いに係合し合って一定の密度で重なり合うことになる。

そしてその積重ね状態はブロック自体の自重、積重ね時の衝撃や振動等によってブロック間の接触度合、ブロックの密度、接触面積、三次元的な噛合度合等が順次高められ、ブロック間に一定の間隙を残しながらも擁壁や仮設堤防等の集合体表面に対する垂直方向の荷重に対しても高い強度を発揮する。

上記ブロック１の応用例について説明する。
図３に示すように、山側斜面３に沿って設けられたコンクリートブロック擁壁４が土砂崩れにより決壊した場合に、その決壊部４ａから山側斜面３そのものが崩壊する危険性があるため、その部分の補強を早急に行う必要がある。ブロック１はラムダムに積上げても互いが三次元的に噛み合って高い強度を発揮し、強固な補強擁壁６を簡易かつ迅速に設置でき、上記のような緊急時には特に有効である。

ちなみに補強擁壁は、通水性が低いと山側斜面の崩壊部３ａに流れ込んだ雨水等を塞き止めて余分な荷重を受けるが、上記補強擁壁６はブロック間に生じた隙間により通水性が確保されているためこのような問題が生じない。

なお上記実施形態では通常のプレキャスト製コンクリートブロックの例につき説明したが、図１に仮想線で示すようにブロック１を中空に成型して周壁の一部に水等の流体の注入口７とこれを塞ぐ蓋８を設けることもできる。
このようにブロック１を中空構造にすることにより軽量化されるためその運搬及び設置が容易になり、擁壁や堤防の設置作業をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。このため洪水により堤擁壁が決壊した際等の緊急時に対する対策が容易になる。またブロック内部に流体を注入するための注入口７と、これを塞ぐ蓋８を設けることにより、洪水現場等への搬送や取扱いが容易で現場での水の充填等が可能であるほか、流体の注入量によってブロックの自重調整が可能となるため、擁壁や堤防の設置作業の利便性がより高くなる。

さらに上記中空ブロック１を、可撓性又は弾力性を備えたプラスチック材等により袋状に形成し、内部に水その他の流体を充填封入することも可能である。
上記のように流体と、流体を収容保持する膜状の袋体とで構成されるブロック１を用いた擁壁や堤防等は、ブロックが積上げられるとブロック間の隙間を埋めるように各ブロック１が変形するため、止水性が高められる。上記ブロック１を用いることにより、堤防決壊現場に膜状の袋体のみを持って行き、決壊現場で川等の水を注入してブロック１を作り、それを積上げて仮設堤防を築堤する等の利便性の高い方法を採用することも可能になる。

本発明に関する小星型十二面体形状の三次元噛み合いブロックの正面図である。 本発明に関する小星型十二面体形状の三次元噛み合いブロックの三次元噛み合い構造を示す斜視図である。 本発明に関する小星型十二面体形状の三次元噛み合いブロックの一実施例を示す斜視図である。

符号の説明

１ ブロック
２ 突起
２ａ 三角面（突起周面）
２ｂ 谷線（底辺）
２ｃ 稜線
２ｄ 交点
３ 山側斜面
４ コンクリートブロック擁壁
６ 補強擁壁
７ 注入口
８ 蓋
θ_１ 谷角
θ_２ 山角

Claims (5)

1. 外形が小星型十二面体形状である三次元噛み合いブロック。
2. 中空構造にした請求項１の三次元噛み合いブロック。
3. 中空構造のブロック内部に流体物を注入して密閉可能な構造にした請求項２の三次元噛み合いブロック
4. 小星型十二面体を外力に対して弾力的に変形可能な材質又は構造とした請求項１，２又は３の三次元噛み合いブロック。
5. 流体と、該流体を収容保持する膜状の袋体とで構成される請求項１，２，３又は４の三次元噛み合いブロック。

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