JP2009084864A - 落石防護兼雪崩予防施設 - Google Patents

落石防護兼雪崩予防施設 Download PDF

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【目的】鋼管杭基礎の柵構造を利用して斜面中腹に設置可能な落石防護兼雪崩予防施設を提供する。
【構成】雪崩予防が必要な斜面に鋼管杭基礎の柵構造体10が設置され,柵構造体10の設置位置よりも上方の斜面にアンカー40がほぼ鉛直に定着され,このアンカー40の先端部に連結されたロープ31,32が斜面からほぼ水平方向に引出され,ロープ31,32は斜面から引出された高さ位置とほぼ同じ高さ位置において,柵構造体10の支柱の高さの中間付近に連結されている。
【選択図】図3

Description

この発明は雪崩予防(防止)と落石防護(防止)が必要な斜面中腹に設置するのに適した積雪地用落石防護兼雪崩予防施設に関する。
山林,山岳等における斜面で発生する落石の防護と雪崩の予防は,趣旨が異なるために,一般には別々の施設により対処していた。すなわち,落石は衝撃荷重であるから,防護柵を構成する支柱,ロープ,金網等の部材の変形によりエネルギーを吸収することが基本である。これに対して,積雪は毎年作用する常時荷重であるから落石防護のように部材の変形は望ましくない。
落石防護と雪崩予防とを一つの施設(たとえば落石防護雪崩予防兼用柵)で対応しようとすると,いきおい大規模な施設とならざるを得ない。すなわち,まず下部工としてコンクリート基礎を必要とし,そのために設置場所が法尻に限定されざるを得ない。
落石防護にしても雪崩防止にしても,落石や雪崩が発生しやすい斜面(法面)中腹ないしは上部に防止柵等を設置することが好ましいが,上記のコンクリート基礎を前提とする工法では基礎設置の用地確保が困難である上に,環境への配慮の問題も含めて,施工性,経済性の観点からその実現は困難であった。
出願人は,先に斜面中腹に施行可能な鋼管杭基礎の柵構造を提案した。この柵構造は落石防止を主要な目的とするものであった。
特開2006−57442号公報
この発明は,上記の鋼管杭基礎の柵構造を利用して斜面中腹に設置可能な落石防護兼雪崩予防施設を提案するものである。
この発明による落石防護兼雪崩予防施設は,落石防護と雪崩予防が必要な斜面に鋼管杭基礎の柵構造体が設置され,上記柵構造体の設置位置よりも上方の斜面にアンカーがほぼ鉛直に定着され,上記アンカーの中央部から先端部までの間に連結されたロープが斜面地中からほぼ水平方向に引出され,斜面外方に引出された上記ロープ(2本以上のロープ,ケーブルを連結したものでもよい)が上記柵構造体の支柱に連結されているものである。好ましい実施態様では,上記ロープは斜面から引出された高さ位置とほぼ同じ高さ位置において上記柵構造体の支柱に連結されている。さらに好ましい実施態様では,上記ロープは上記柵構造体の支柱の高さの中間付近に連結されている。
この発明によると,鋼管杭基礎の柵構造体を採用しているから斜面に設置することが可能である。しかもこの柵構造体よりも上方の斜面にアンカーを定着し,このアンカーから引出されたロープを柵構造体の,好ましくは雪荷重(外力)が集中する箇所に連結している。したがって,柵構造体は落石に対応できるのみならず,巨大な雪荷重にも対応できるものとなっている。しかも,柵構造体,アンカーのいずれも,地山をあまり乱さずに設置できるものであり,施工性,経済性の観点からも実現可能である。
雪圧の荷重集中箇所は積雪深(すなわち柵構造体の高さ)の半分の高さ位置にある。アンカーから引出されたロープを柵構造体の支柱の高さの中間付近に連結することにより,柵構造体の荷重集中箇所がロープとアンカーで補強され,下部の杭基礎および支柱への負荷が軽減する。ロープが斜面から引出される高さ位置と柵構造体の支柱の高さの中間付近の高さ位置とをほぼ同じとすることにより,ロープはほぼ水平に張られることになり,雪圧に最も耐えうる構成となる。
好ましくは,ロープをゆるく張っておく。雪圧が加ったときにロープが緊張するので雪圧によく耐えうるものとなる。
上記ロープを降状比が0.7 以下の高エネルギー吸収ロープとすることにより,大きな落石エネルギーを吸収することができる。
柵構造体を複数の支柱とこれらの上端部間に渡された上弦材とから構成することにより,より強固な耐雪型構造となる。
他の実施態様では,上記柵構造体が,斜面にほぼ鉛直に定着された複数本の鋼管杭と,これらの鋼管杭の上部に立設された複数本の支柱と,これらの支柱の上端部間に渡された上弦材と,上記支柱間に張られた金網とを備えている。これにより,落石に対してもより強固に耐えうる構成となる。
望ましくは,上記アンカーはアンカー本体から外方に延びる複数枚の羽根が設けられた羽根付きアンカーである。これによりより強固に斜面に定着され,柵構造体を充分に補強できる。
図1から図3を参照して,斜面Sの途中(中腹,上部または下部)の落石の防護および雪崩の予防が必要な場所に,必要な範囲にわたって,斜面を横切る方向に落石防護兼雪崩予防施設が設けられている。この施設は,柵構造体10と,この柵構造体10よりもやや上方の位置に設けられた複数のアンカー装置30とから構成されている。
柵構造体10の基礎は鋼管杭(鋼管杭基礎)20である。鋼管杭基礎20は,斜面Sを横切る方向に間隔をあけて,端末支柱11,中間支柱12等を設立すべき箇所,サポート28の下端を固定すべき箇所に設けられる。図1においては柵構造体10の一部のみが図示されている。柵構造体10の両端の位置に端末支柱11(一方の端末支柱のみ図示)が,両端の端末支柱11の間に適当な間隔をおいて中間支柱12がそれぞれ鋼管杭基礎20上に固定され,鉛直に立設されている。また,端末支柱11のやや上部の箇所と鋼管杭基礎20の上端部との間にサポート28が斜めに配置されかつボルト・ナット等により固定されている。このサポート28の中間と端末支柱11との間をもう一つのサポート29が水平に連結している。
鋼管杭基礎20の一例が図4に示されている。斜面S(好ましくは部分的に水平にならす)に鉛直に外管21を打込む。たとえば削孔機により穿孔し,この孔内に外管21を入れる。穿孔と外管21の埋設を同時に行う方法もある。次に内管22を外管21内に挿入し,外管21と内管22との間および内管22内にセメント,モルタル等を流し込む。内管22の上端にはベース24が(たとえば溶接により)固定されており,端末支柱11の下端に(たとえば溶接により)固定されたベース11a(または中間支柱12下端に固定されたベース12a)をベース24にボルト・ナット等により強固に固定する。これにより,端末支柱11(または中間支柱12)が鋼管杭基礎20上に立設される。鋼管杭基礎の種々の構造については特開2006−57442号公報に開示されている。
端末支柱11の上端とそれに隣接する中間支柱12の上端との間,および相互に隣接する中間支柱12の上端間に上弦材13(主要部の断面は円形)が渡され,かつボルト・ナット等により固定されている。端末支柱11と中間支柱12,中間支柱12相互が上弦材13により強固に固定的に連結されることにより,この柵構造体10は耐雪型構造となっている。
両端の端末支柱11の間には,複数本のワイヤロープ14が,上下方向に適当な間隔をあけて,水平方向に緊張した状態で張られている。ワイヤロープ14の両端は端末支柱11に固定されたロッドに索端金具14aにより連結され,中間支柱12の位置においてワイヤロープ14はUボルトなどにより中間支柱12に止められている。支柱11,12の下部にはやや細いワイヤロープ14Aが張られている。
このような柵構造体10の斜面の上方の側(山側)の面に,金網15が張られている。金網15は端末支柱11,中間支柱12にはUボルトなどの固定具により止められ,必要に応じてワイヤロープ14,14Aに止め金具等により止められ,下端は適所において斜面S内に打ち込まれた複数本のビンアンカー27により斜面に止められている。図5に示すように,上弦材13のすぐ下の位置に吊リング17により金網吊板16が吊り下げられ,この吊板16が金網15の上端部内の網目を通ることにより金網15が吊り下げられている。
アンカー装置30は,アンカー40を含み,このアンカー40は柵構造体10の上方の位置において,斜面S下の地中にその全体が鉛直に定着されている。アンカー40は斜面S下の地中に完全に埋込んでも,その上端部の一部が斜面Sから外部にのぞいていてもよい。
後に詳述するように,アンカー40の長手方向の下部(先端部)(中間付近でもよい)にはガイドロープ31が掛けられている(連結されている)。アンカー40の定着位置よりも斜面下方に離れた場所において,斜面の表面から斜面下の地中に水平方向に引出孔が削孔され,この引出孔からガイドロープ31が地表に引き出されている。ガイドロープ31の斜面地表に引出された端部は連結ロープ32の一端と連結され(たとえばシンブルにより),連結ロープ32の他端は,端末支柱11または中間支柱12の高さのほぼ中間の位置に(たとえばシンブルとUボルト32Aにより)連結されている。連結ロープ32は緊張させずに,ゆるく結ぶ程度でよい(若干のたるみが生じていてもよい)。ガイドロープ31が斜面からその表面に引出される位置と連結ロープ32が端末支柱11または中間支柱12に連結される位置とは高さがほぼ同じである。
アンカー装置30はすべての端末支柱11と中間支柱12に対応して設けられることが好ましい。
図6に,アンカーの斜視図を示す。アンカー40は,長さが径よりも十分長く,内部が中空の円筒状体(アンカー本体)41を有する。円筒状体41の上部(後端部)および下部(先端部)にはそれぞれ一直線上に2枚ずつの上部羽根42および下部羽根43がアンカー本体41に溶着されている,または一体的に形成されている。上部羽根42は台形状,下部羽根43は三角形状であり,上部羽根42は下部羽根43よりも大きく,いずれも打ち込みやすいようにこれらの羽根42,43の下縁(側縁)は円筒状体41から遠ざかるにしたがって上方に傾斜している。また,アンカー本体41の先端(下端)は先にいくにしたがって(下方に下がるにしたがって)打ち込みやすいように径が小さく(テーパー状に)成形されている。アンカー本体41の後端(上端)には,アンカー本体41の長手方向と垂直に土圧板44が溶着されている。土圧板44は上部羽根42の上端と固着(溶着)されている。円筒状体41の上端面には雨水等がアンカー本体41内へ侵入するのを防ぐキャップ45が装着されている。アンカー本体41,上部羽根42,下部羽根43,土圧板44は鋼または鉄(亜鉛メッキ等で防食されている)により形成される。
下部羽根43の下部には,挿入用切欠き46が下部羽根43の斜めの側縁からアンカー本体41の長手方向と垂直な方向に形成されている。また,アンカー本体41の周面に到達した挿入用切欠き46に連続してアンカー本体41の周面に沿って上方に向う位置決め用切欠き(位置決め部)47が下部羽根43に形成されている。アンカー本体41の周面において,位置決め用切欠き47とほぼ同じ高さ位置(上下方向の位置)に,かつ2枚の下部羽根43のほぼ中間の角度位置にガイドロープ31が移動するのを防ぐ位置決め鉤(位置決め部)48が,アンカー本体41と一体的に形成またはアンカー本体41に溶着(固定)されている。
アンカー40には,位置決め用切欠き47,位置決め鉤48の位置にガイドロープ31が掛けられる(連結される)。ガイドロープ31は,図7に示すように二重になっている。二重になった一端(輪をつくっている)がアンカー40のアンカー本体41に掛けられ,他端には連結ロープ32と連結しやすいように締結具31aによって輪が形成されている。
図7を参照してアンカー装置の設置工法の一例を説明する。
アンカー40の定着位置に削孔機(エアー・パンチャーなど)を用いて斜面Sに鉛直方向に削孔して,ガイド孔35をあける。
次に引出孔36をあける位置を特定する。引出孔36は,ガイド孔35よりも斜面下方であって,ガイド孔35に沿ってアンカー40が定着されたときに位置決め部(位置決め用切欠き47,位置決め鉤48)が位置する位置に向けて,ほぼ水平方向にガイド孔35に連通するようにあける。引出孔36をあける位置を計測等を行って特定した後,削孔機を用いて引出孔36を削孔する。
ガイド孔35と引出孔36とが連通した後,リードワイヤ37の一端にガイドロープ31の一端(ガイドロープ31の折り返された部分)を掛けてリードワイヤ37の一端を締結具37aにより締結する(むすび付ける),またはリードワイヤ37の一端とガイドロープ31の一端をクリップ等により連結しておき,このリードワイヤ37の他端を引出孔36からガイド孔35まで挿入して,リードワイヤ37の他端をガイド孔35を通して斜面S地表に引き出す。例えば,上記他端にループが形成されたリードワイヤ37を用い,リードワイヤ37の上記他端を引出孔36からガイド孔35まで挿入し,ガイド孔35の上端開口から先端にフックが設けられた引掛け棒を挿入し,このフックにリードワイヤ37のループを引掛けてガイド孔35から斜面Sにリードワイヤ37を引き上げる。リードワイヤ37の他端を引張ることにより,その一端に連結されたガイドロープ31の一端は引出孔36からガイド孔35に引入れられ,ガイド孔35から斜面Sに引き出される。ガイドロープ31の他端は,引出孔36から斜面Sに出しておく。もちろん,ガイドロープ31を上記他端からガイド孔35に挿入し,引出孔36に引掛け棒を挿入してその先端のフックにガイドロープ31の上記他端の輪を引掛けて,引出孔36から斜面Sに引出してもよい。
図6に示すように,ガイド孔35の上端開口から斜面Sに引出されたガイドロープ31の上記一端部の輪を,アンカー本体41に掛ける。すなわち,ガイドロープ31を下部羽根43の挿入用切欠き46に入れ,位置決め用切欠き47に嵌め入れる。さらにガイドロープ31を位置決め鉤48に引掛けた状態でアンカー本体41の周面に当てて位置決めする。アンカー本体41の周面上において,位置決め鉤48の反対側の位置で,位置決めされた二重のガイドロープ31を束ね合わせて締結具によって締結し,アンカー本体41から外れないようにする。ガイドロープ31の上記一端部をアンカー40に掛けた後,ガイドロープ31の他端をガイド孔35から引出孔36に挿入し,引出孔36から斜面Sに引出してもよい。
アンカー40をガイド孔35に沿って地中に打ち込む。このとき上部羽根42および下部羽根43の面がガイドロープ31が張設される方向とほぼ垂直になるように,かつガイドロープ31の締結された部分が,アンカー40を打ち込んだ後に,引出孔36にのぞむようにアンカー40を配置して打ち込む。アンカー40を打ち込むときには,引出孔36から引き出したガイドロープ31を引張っておく。アンカー40を定着したのち,ガイドロープ31を引張った状態で引出孔36に土を入れ埋める。
以上のように,鋼管杭基礎の柵構造体を採用しているから斜面に設置することが可能である。しかもこの柵構造体よりも上方の斜面にアンカー装置を定着し,このアンカー装置から引出されたロープ(ガイドロープと連結ロープ)を柵構造体の雪荷重(外力)が集中する箇所に連結している。したがって,柵構造体は落石に対応できるのみならず,巨大な雪荷重にも対応できるものとなっている。しかも,柵構造体,アンカー装置のいずれも,地山をあまり乱さずに設置することができ,施工性,経済性の観点からも実現可能である。
雪圧の荷重集中箇所は積雪深(すなわち柵構造体の高さ)の半分の高さ位置にある。アンカー装置から引出されたロープを柵構造体の支柱の高さの中間付近に連結しているから,荷重集中箇所がロープとアンカー装置で補強され,下部の杭基礎および支柱への負荷が軽減する。ロープが斜面から引出される高さ位置と柵構造体の支柱の高さの中間付近の高さ位置とはほぼ同じであるから,ロープはほぼ水平に張られることになり,雪圧に最も耐えうる構成となっている。ロープをゆるく張っておくと,雪圧が加ったときにロープが緊張するので雪圧によく耐えうるものとなる。
柵構造体が支柱とこれらの上端部に渡された上弦材とから構成されているから,耐雪型構造となっている。
上記ロープを降状比が0.7 以下の高エネルギー吸収ロープとすることにより,大きな落石エネルギーを吸収することができる。
柵構造体の正面図である。 柵構造体の左側面図である。 柵構造体の右側面図である。 鋼管杭基礎の一例を示す断面図である。 金網の上端部の取付構造を示す断面図である。 アンカーを示す斜視図である。 アンカー装置の設置工法の一例を示す。
符号の説明
10 柵構造体
11 端末支柱
11a ベース
12 中間支柱
12a ベース
13 上弦材
14 ワイヤロープ
15 金網
20 鋼管杭基礎
21 外管
22 内管
24 ベース
30 アンカー装置
31 ガイドロープ
32 連結ロープ
40 アンカー
41 アンカー本体
42 上部羽根
43 下部羽根
46 挿入用切欠き
47 位置決め用切欠き
48 位置決め鉤

Claims (8)

  1. 落石防護と雪崩予防が必要な斜面に鋼管杭基礎の柵構造体が設置され,
    上記柵構造体の設置位置よりも上方の斜面にアンカーがほぼ鉛直に定着され,
    上記アンカーの中央部から先端部までの間に連結されたロープが斜面地中からほぼ水平方向に斜面外方に引出され,
    引出された上記ロープが上記柵構造体の支柱に連結されている,
    落石防護兼雪崩予防施設。
  2. 上記ロープは斜面から引出された高さ位置とほぼ同じ高さ位置において上記柵構造体の支柱に連結されている,請求項1に記載の落石防護兼雪崩予防施設。
  3. 上記ロープは上記柵構造体の支柱の高さの中間付近に連結されている,請求項1または2に記載の落石防護兼雪崩予防施設。
  4. 上記ロープがゆるく張られている,請求項1ないし3のいずれか一項に記載の落石防護兼雪崩予防施設。
  5. 上記ロープが,降状比が0.7 以下の高エネルギー吸収ロープである,請求項1ないし4のいずれか一項に記載の落石防護兼雪崩予防施設。
  6. 上記アンカーがアンカー本体から外方に延びる複数枚の羽根が設けられた羽根付きアンカーである,請求項1ないし5のいずれか一項に記載の落石防護兼雪崩予防施設。
  7. 上記柵構造体が,複数本の支柱とこれらの支柱の上端部間に渡された上弦材とを備えている,請求項1ないし6のいずれか一項に記載の落石防護兼雪崩予防施設。
  8. 上記柵構造体が,斜面にほぼ鉛直に定着された複数本の鋼管杭と,これらの鋼管杭の上部に立設された複数本の支柱と,これらの支柱の上端部間に渡された上弦材と,上記支柱間に張られた金網とを備えている,請求項1ないし7のいずれか一項に記載の落石防護兼雪崩予防施設。
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