JP2007255101A - 擁壁の築造方法、トンネル構造物の築造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な引張力があり、かつ盛土との付着力も良好であり、盛土の崩れや沈下等を有効に防止し得る擁壁の築造方法、トンネル構造物も確実に支保できるトンネル構造物の築造方法を提供する。
【解決手段】本発明においては、擁壁の築造やトンネル構造物の築造にあたり、螺旋状のアンカー材を用い、擁壁を支保したり擁壁背面の盛土の崩れを防止したり、また、トンネル構造物を安定して支保できるようにしている。擁壁背面の盛土中に埋設するアンカー材としては、一端から他端に向かって幅広となるものを用いると好ましい。トンネル構造物の支保にあたっては、トンネル構造物外周に放射状に削孔し、その中に螺旋状のアンカー材を挿入し、アンカー材の一端をトンネル構造物に固着した。
【選択図】図２

Description

本発明は、擁壁を築造しつつ盛土を行い、かつその盛土を補強する築造方法、トンネル構造物を安定して支保する築造方法に関する。

例えば敷地を拡張するために地盤を所定の高さまで盛土することがある。この場合、盛土の崩れを防止するために、まず所定の高さの擁壁を築造し、盛土を行い、その後、擁壁の上に次位の擁壁を築造し、さらに盛土を行い、以下、所定の高さに達するまで順次これらの作業を繰り返す。

この場合、盛土内に補強材を設け、盛土を補強している。

このような先行例としては、例えば特開平７−１６６５５１が存在する。

この先行例では、盛土基盤上や盛土間に引張強度の大きい繊維からなる網状のジオグリッド材からなる補強材を設け、盛土の肩だれや沈下等を防止している。

また、他の先行例としては特開平７−１１６５９がある。

この先行例では、擁壁ブロックの背後に所定高さ盛土し、引張材の少なくとも一部を周面に凹凸のある異形シースの中に通してセメント系硬化材を詰め、この引張材の一端を擁壁ブロックに連結して前記盛土部分の上に伸ばし、この引張材の周辺にはセメント系硬化材を打設し、引張材の周辺に打設するセメント系硬化材には、所定巾より広い拡巾部分を設けた構成としている。

さらに、特開２００２−２４２２１０に示すように、擁壁の背部に丸棒状のアンカー材を設け、擁壁を支保するようにしたもの等、種々のタイプもある。
特開平７−１６６５５１ 特開平７−１１６５９ 特開２００２−２４２２１０

特開２００２−２４２２１０において使用される補強材は、引張強度の大きい繊維からなる網状のものを用いているので、引張強度はあるものの盛土に対しては網状のために強力な付着力は期待できず、所望の効果を得難い、という課題がある。

特開平７−１１６５９では、棒状のアンカー材の後部にドライグラウトモルタルを設けたり、拡張部分を設けたりしている。しかしながら、十分な引張強度は期待できず、また、棒状部分は盛土との付着力も期待できず、後部はドライグラウトモルタルを設けるので付着力は得られるものの、作業が煩雑である、という課題がある。

特開２００２−２４２２１０では、補強材として、従来からある棒状のアンカー材を用いているため、十分な引張力、盛土との付着力は期待できない、という課題がある。

また、地中に例えば鉄道用や高速道路用のトンネル構造物を構築するなどしているが、地山の状態によってはトンネル構造物を安全に支保する必要がある。

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、十分な引張力があり、かつ盛土との付着力も良好であり、盛土の崩れや沈下等を有効に防止し得る擁壁の築造方法を提供するものである。
また、トンネル構造物も確実に支保できるトンネル構造物の築造方法を提供することにある。

上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の擁壁の築造方法は、地盤上に構築した擁壁の背面に形成される盛土中に、螺旋状に形成した複数個のアンカー材を埋設し、このアンカー材の一端を前記擁壁に固着して擁壁を築造することを特徴とした。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の擁壁の築造方法において、アンカー材は一端から他端に向かって幅がほぼ同一または幅広になっていることを特徴とした。
請求項３記載の擁壁の築造方法は、地山の前面に擁壁を構築し、かつ擁壁と地山間に盛土を形成し、前記擁壁の外側から前記地山に向って削孔し、この削孔内に螺旋状に形成したアンカー材を挿入し、かつセメントミルクを注入し、固化させることを特徴とした。
請求項４記載のトンネル構造物の築造方法は、地山中に構築したトンネル構造物の外周に螺旋状に形成した複数個のアンカー材を設け、このアンカー材の一端はトンネル構造物の外周部に固着し、他端をトンネル構造物の外周方向に放射状に延設してトンネル構造物を支保することを特徴とした。
請求項５記載の発明は、請求項３記載のトンネル構造物の築造方法において、トンネル構造物の内側からトンネル構造物外周の地山に向かって放射状に削孔し、この削孔内にアンカー材を挿入し、セメントミルクを注入し、固化させることを特徴とした。
請求項６記載の発明は、請求項４、５いずれか記載のトンネル構造物の築造方法において、アンカー材は一端から他端に向かって幅がほぼ同一または幅広になっていることを特徴とした。

請求項１〜３の発明によれば、螺旋状のアンカー材を用いたため、盛土との付着力が良く、アンカー材の下側の盛土と、上側の盛土の付着力が良く、その形状から定着性が向上し、擁壁背面の盛土の崩れようとする土圧に対しアンカー材の定着力で対抗することができる。
また、アンカー材として一端から他端に向かって末広がりの形状のものを用いれば、擁壁から遠ざかるに従い幅が大きくなるので、大きなアンカー力を得ることができ、擁壁を安定して支保することができ、かつ盛土の崩れを防止できる。
特に請求項３の発明によれば、擁壁と地山間に盛土を行い、盛土、地山に螺旋状のアンカー材を設けセメントミルクで定着させたため、地山の法面を補強できるとともに、地山側から擁壁の支持力を得ることができる。
請求項４〜６の発明によれば、トンネル構造物の外側に螺旋状のアンカー材を放射状に埋設し、このアンカー材は螺旋状のため、地山との付着力が良く、トンネル構造を確実に支保することができる。
アンカー材を挿入した削孔内にセメントミルクを注入して固化させれば地山との接着力が良く、トンネル構造物を確実に支保することができる。

本発明においては、擁壁の築造やトンネル構造物の築造にあたり、螺旋状のアンカー材を用い、擁壁を支保したり擁壁背面の盛土の崩れを防止したり、また、トンネル構造物を安定して支保できるようにしている。
以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。

［実施の形態１］
図１（ａ）は本発明に係る一実施例であって、擁壁を構築する手順の概略説明図、（ｂ）は（ａ）図中Ｘ−Ｘ線断面図を示す。

次に図１（ａ）に沿って擁壁の構築順序を説明する。

まず地盤Ｇに対しほぼ垂直方向に所定の高さの第１の壁体１を構築する。壁体１は、通常、補強鉄筋を組み込み型枠を設置し、コンクリート（いずれも図示せず）を打設し構築される。第１の壁体１の背面、つまり造成したい側に土砂を盛り、転圧し、第１の盛土１Ａを形成する。第１の壁体１の下端部は地盤Ｇに支持されており、第１の盛土１Ａの高さは第１の壁体１の安定を損なうものではない。

次に第１のアンカー材１ａを第１の盛土１Ａ上に設置する。

第１の壁体１上に、まず第２の壁体２用の補強鉄筋（図示せず）の一部を組み、その補強鉄筋に第１のアンカー材１ａの一端を固着し、アンカーを取る。次に第２の壁体用の補強鉄筋を組み立て、型枠を設置し、型枠内にコンクリートを打設し、第２の壁体２を構築し、第２の盛土２Ａを形成する。この第１、第２の盛土１Ａ、２Ａ間に第１のアンカー材１ａが介設される。なお、図において、第１、第２の壁体１、２間の破線は打設網目を示す。

次に、第２の壁体２の上部に第３の壁体用の補強鉄筋の一部を組み、同様に第２のアンカー材２ａの一端を固着し、かつ第２のアンカー材２ａを第２の盛土２Ａに敷設する。また、構築される第３の壁体３の高さに応じて第３のアンカー材３ａの一端を補強鉄筋に固着し、第３のアンカー材３ａの後方を第２の盛土２Ａに敷設する。そして、第３の壁体３を構築し、第３の盛土３Ａを形成すれば良い。

第１〜第３のアンカー材１ａ〜３ａはこのようにして第１〜第３の盛土１Ａ〜３Ａに定着され、第１〜第３の壁体１〜３等からなる擁壁や盛土の安定を向上させることができる。

なお、図示例では壁体、盛土およびアンカー材等は、第１〜第３の壁体１〜３、第１〜第３の盛土１Ａ〜３Ａ、第１〜第３のアンカー材１ａ〜３ａしか示していないが、規模に応じて壁体の段数、アンカー材の数等は適宜増減されることは勿論である。ここでは、壁体と盛土が積み上げられる工程を説明したものであり、壁体の頂部にアンカー材１ａが定着されることも当然あり得る。また、各壁体に複数段設置することもある。

図２（ａ）は本発明に用いられるアンカー材Ａの加工前の平面図、（ｂ）は加工したアンカー材１ａ〜３ａの平面図、（ｃ）はそのＹ−Ｙ断面を示す。

アンカー材Ａの形状、素材としては、一端から他端に向かって順次巾広になっている所望の長さＬの薄い鋼板を用いると好ましい。鋼板は硬く強度があり、かつ加工し易いためである。また、このような末広の形状にすると出来上がったアンカー材１ａ〜３ａは擁壁から遠ざかるに従い幅が大きくなるので、アンカー力が大きくなるという利点があるためである。

薄板状の鋼板を加工してアンカー材１ａ〜３ａを構成する場合、いずれか一方の端部を固定し、図２（ｂ）に示すように、他端側を所定の方向に捩り、所望のピッチの螺旋状に形成すれば良い。

図２（ｂ）は、一端側、すなわち紙面左より右に向かい、矢印で示すように、左回転させ螺旋を形成した例を示す。他端側から見ると、紙面右より左に向かい、矢印で示すように、左回転に螺旋を形成している。この例では３ピッチ（３６０°×３回転）回転させたもので、甲面ａ、乙面ｂが交互に形成される。なお、ピッチ数は３ピッチに限られるものではない。

捩りのピッチや幅、長さＬは擁壁の高さ、盛土の高さ等の設計条件により適宜決定される。

また、アンカー材Ａは予め工場で形成しておけば、現地ですぐ使用することができ、迅速に作業を行うことができるが、鋼板等の金属を素材とするものにおいては、盛土の面積、数量等の条件等、現地の状況に応じその場で捩りを作製しても良い。

本発明の螺旋状のアンカー材１ａ〜３ａによれば、螺旋状をなす弧状の甲面ａ、乙面ｂが周囲の盛土をつかみ、第１、第２の盛土１Ａ、２Ａ等を一体化させることができる。また、アンカー材１ａ〜３ａは、盛土の擁壁側が主働土圧（盛土が崩れようとする土圧）による引張力が作用しても、アンカー材１ａ〜３ａの螺旋形状の効果によって容易に動くことがなく、盛土に対し安定して定着させることができ、擁壁や盛土の安定を向上させることができる。

なお、アンカー材Ａの素材としては、その他、アルミニウム、鋼等の金属、合成樹脂もしくはこれらの合成材、合成樹脂と鋼線の合成材、炭素繊維等を用いても良い。

また、実施例では、一端から他端に向かって巾広とした例について説明したが、一端から他端に向かってほぼ同じ巾としても良い。

［実施の形態２］
図３は本発明の第２実施例を示す。この実施例は盛土幅が薄く擁壁と反対側に地山が存在する場合の施工に有効である。

この実施例では、まず段階的に、例えば第１〜第３の擁壁１〜３を構築しつつ、それに応じて第１〜第３の擁壁１〜３とその背面側にある地山Ｇ’との間に第１〜第３の盛土１Ａ〜３Ａを形成する。

次に、第１〜第３の擁壁１〜３の外側から地山Ｇ’に向かってドリル（図示せず）を用いて削孔する。

そして、第１〜第３の擁壁１〜３の外側から削孔内にアンカー材１ａ〜３ａを挿入し、地山Ｇ’内に延設し、削孔内にセメントミルクを注入し、固化することで盛土から地山Ｇ’にかけてアンカー材１ａ〜３ａを定着させている。

アンカー材１ａ〜３ａの構成は前述の実施例と同様である。

アンカー材１ａ〜３ａを挿入・延設する位置（高さ）や段数は、擁壁の分割施工高さと盛土の積み上げ高さとによって擁壁が安定を損なわない範囲で選択される。

したがって、図示例では第１の壁体１にはアンカー材１０ａはなく、第２の壁体２に１段、第３の壁体３に２段設置した例を示しているが、これに限られるものではない。

この実施例においては、盛土幅が薄く擁壁と反対側に地山Ｇ’が存在する場合、地山Ｇの法面の補強と合わせて地山Ｇ’側から擁壁の支持力を得ることができる利点がある。

［実施の形態３］
図４はアンカー材をトンネル構造物に用いた本発明の第３の実施例を示す。

地山Ｇ’に構築されたトンネル１０の支保にあたり、基本的に上記構成のアンカー材を用いるとトンネル構造物を安定して支保することができる。

トンネル１０は周知の横坑掘削装置等を用いて地山Ｇ’に構築される。このトンネル１０をアンカー材１０ａによって支保する場合、トンネル１０内からドリル（図示せず）を用いて削孔する。

この削孔はトンネル１０の周方向に向かって適間隔で放射状に設けられる。また、トンネル１０の長さ方向に沿って適間隔に設けられる。また、切羽の前方もしくは前方外周斜め方向等に設けられる。削孔の間隔、方向等はトンネル１０の規模や地山Ｇ’の状態等に応じ適宜決められる。

次に、削孔の内部にアンカー材１０ａを挿入する。

その後、削孔内にセメントミルクを注入し固める。削孔内に挿入されたアンカー材１０ａは、平板のものに比べ、引張強度を必要とすることが多く厚味があり、弧状の甲面ａ、乙面ｂを有し螺旋状となっているため、地山との接触面積が大であり、甲面ａ、乙面ｂ等が地山と接触し、そこにセメントミルクが注入され固化するため、地山Ｇ’とアンカー材１０ａとの接着力は大きい。また、アンカー材１０ａの一端はトンネル１０の外周部に固着される。したがって、地山Ｇ’とアンカー材１０ａおよびトンネル１０とが一体となってトンネル構造物を安定して確実に支保することができる。

換言すると、このアンカー材１０ａによって地山Ｇ’の持っている自立性に加え、アーチ形成効果、地山改良効果等によって、地山Ｇ’を補強することができる。

なお、図示のアンカー材１０ａは一端から他端に向かってほぼ同じ幅のものを用いたが、前述の実施例のように末広がりの形状のものを用いても良いことは勿論である。

（ａ）、（ｂ）は本発明の第１実施例に係る擁壁の築造方法の説明図で、（ａ）は構築手順の概略説明図、（ｂ）は（ａ）図中Ｘ−Ｘ線断面図を示す。 （ａ）は本発明に用いられるアンカー材の加工前の平面図、（ｂ）は加工されてなるアンカー材の平面図、（ｃ）は（ｂ）図中Ｙ−Ｙ線断面図を示す。 本発明の第２実施例に係る擁壁の築造方法の説明図を示す。 本発明の第３実施例に係るトンネル構造物の支保状態を示す説明図である。

符号の説明

Ｇ 地盤
１ 第１の壁体
１ａ 第１のアンカー材
１Ａ 第１の盛土
２ 第２の壁体
２ａ 第２のアンカー材
２Ａ 第２の盛土
３ 第３の壁体
３ａ 第３のアンカー材
３Ａ 第３の盛土
Ａ アンカー材
ａ 甲面
ｂ 乙面
Ｇ’ 地山
１０ トンネル構造物
１０ａ アンカー材

Claims (6)

1. 地盤上に構築した擁壁の背面に形成される盛土中に、螺旋状に形成した複数個のアンカー材を埋設し、このアンカー材の一端を前記擁壁に固着して擁壁を築造することを特徴とする擁壁の築造方法。
2. 請求項１記載の擁壁の築造方法において、アンカー材は一端から他端に向かって幅がほぼ同一または幅広になっていることを特徴とする擁壁の築造方法。
3. 地山の前面に擁壁を構築し、かつ擁壁と地山間に盛土を形成し、前記擁壁の外側から前記地山に向って削孔し、この削孔内に螺旋状に形成したアンカー材を挿入し、かつセメントミルクを注入し、固化させることを特徴とする擁壁の築造方法。
4. 地山中に構築したトンネル構造物の外周に螺旋状に形成した複数個のアンカー材を設け、このアンカー材の一端はトンネル構造物の外周部に固着し、他端をトンネル構造物の外周方向に放射状に延設してトンネル構造物を支保することを特徴とするトンネル構造物の築造方法。
5. 請求項３記載のトンネル構造物の築造方法において、トンネル構造物の内側からトンネル構造物外周の地山に向かって放射状に削孔し、この削孔内にアンカー材を挿入し、セメントミルクを注入し、固化させることを特徴とするトンネル構造物の築造方法。
6. 請求項４、５いずれか記載のトンネル構造物の築造方法において、アンカー材は一端から他端に向かって幅がほぼ同一または幅広になっていることを特徴とするトンネル構造物の築造方法。

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