JP2009150084A - 法面の補強方法および法枠の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】補強棒材を短時間で地山に打ち込むことが可能な法面の補強方法および法枠の構築方法を提供することを目的とする。
【解決手段】地山１を掘削することによって形成された法面２の補強方法であって、複数の補強棒材４を、該補強棒材４の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段７，８を有する補強棒材打込機６によって、前記法面２の表面を覆う表土３の下端部に位置する補強対象箇所３ａに、前記表土３から地山１に向かって打ち込むことを特徴とする。これにより、例えば補強棒材を回転力によって地山にねじ込んだり、補強棒材を挿入するために地山を削孔したりする場合に比して、より短時間で、補強棒材を地山に打ち込むことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、地山を掘削することによって形成された法面の補強方法、および、法面を安定化させるための法枠を構築する法枠の構築方法に関する。

法面の補強等のためにロックボルトが用いられている。従来このロックボルトを法面に設置する場合、地山を削孔し、その孔にロックボルトを配設するとともにグラウト材を注入し、グラウト材によりロックボルトと地山とを密着させて補強している（例えば、特許文献１参照）。
特開平０７−２６８８７７号公報

ところで、法面の表面を覆う表土は、この表土が乗っている地山の表面を滑ることで、クサビ状の小規模な崩落を起こす場合がある。このような小規模な崩落は、放置しておくと、上部へと崩落現象が連鎖的に進んでいき、やがて大規模な崩落へと進行する場合がある。このような大規模な崩落を防ぐために、まずは、小規模な崩落から確実に食い止めておきたいという要望があった。

このような要望に対して、上記特許文献１のようにロックボルトを地山に設置する技術が採用される場合がある。ところが、例えばロックボルトを回転させながら地山にねじ込んだり、ロックボルト挿入のために地山を削孔したりすると、ロックボルトの設置箇所の周囲に、設置作業によって生じる振動を長時間与え続けてしまうこととなる。
そして、崩落の危険がある箇所に長時間の振動を与え続けると、例え小規模であっても崩落が起きてしまう場合があるので、ロックボルト（以下、補強棒材）の設置に時間をかけたくないという要望があった。

本発明の課題は、補強棒材を短時間で地山に打ち込むことが可能な法面の補強方法および法枠の構築方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、地山を掘削することによって形成された法面の補強方法であって、
複数の補強棒材を、該補強棒材の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段を有する補強棒材打込機によって、前記法面の表面を覆う表土の下端部に位置する補強対象箇所に、前記表土から地山に向かって打ち込むことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の法面の補強方法において、前記加圧打込手段は、空気式打込装置であり、
この空気式打込装置は、前記補強棒材の頭部を打撃するドライバーが一体的に結合されたピストンと、このピストンを摺動自在に収容するシリンダと、このシリンダの周囲に設けられるとともに圧縮空気が蓄積される蓄圧部とを備えており、
この蓄圧部から前記シリンダ内に圧縮空気を供給することによって、前記ピストンを、前記シリンダ内で前記補強棒材の加圧方向に摺動させて、このピストンに結合された前記ドライバーによって前記補強棒材を前記補強対象箇所に打ち込むことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の法面の補強方法において、前記加圧打込手段は、油圧式打込装置であり、
この油圧式打込装置は、前記補強棒材の頭部を打撃するドライバーが一体的に結合されたピストンと、このピストンを摺動自在に収容する油圧シリンダとを備えており、
この油圧シリンダ内の油圧を上昇させることによって、前記ピストンを、前記油圧シリンダ内で前記補強棒材の加圧方向に摺動させて、このピストンに結合された前記ドライバーによって前記補強棒材を前記補強対象箇所に打ち込むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の法面の補強方法においいて、前記補強棒材は、パイプ状に形成されるとともに、パイプ内と外部とを連通する注入孔を有する注入孔付き棒材であり、
この注入孔付き棒材を前記地山に打ち込んだ後に、パイプ内に固結材を流し込むとともに、この固結材を前記注入孔から前記表土および地山へと注入して、これら表土および地山を固結させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の法面の補強方法において、予め前記補強棒材の頭部に、前記表土を押さえ付けるための受圧体を取り付けておき、
前記補強棒材を前記表土から地山に向かって打ち込むととともに、前記受圧体を前記表土に圧接することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、地山を掘削することによって形成された法面に、この法面を安定化させるための法枠を構築する法枠の構築方法であって、
複数の補強棒材を、該補強棒材の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段を有する補強棒材打込機によって、前記法面の表面を覆う表土の下端部に位置する補強対象箇所に、一定の間隔をあけて前記表土から地山に向かって打ち込んでおき、
その後、前記補強対象箇所よりも上方の法面に、複数の補強棒材を、一定の間隔をあけて前記地山に向かって打ち込み、
前記法面に打ち込まれた複数の補強棒材間に鉄筋を架設するとともに、この鉄筋の周囲に型枠を組み立てた後、この型枠内にコンクリートまたはモルタルを吹き付けることを特徴とする。

本発明によれば、複数の補強棒材を、該補強棒材の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段を有する補強棒材打込機によって、前記法面の表面を覆う表土の下端部に位置する補強対象箇所に、前記表土から地山に向かって打ち込むので、例えば補強棒材を回転力によって地山にねじ込んだり、補強棒材を挿入するために地山を削孔したりする場合に比して、より短時間で、補強棒材を地山に打ち込むことができる。これによって、補強棒材の打込作業によって生じる振動を格段に少なくすることができるので、表土の小規模な崩落を確実に防ぐことができ、延いては、表土の大規模な崩落を確実に防ぐことが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、地山１を掘削することによって形成された法面２を示したものであり、図２は本発明を適用した一実施形態の構成として、複数の補強棒材４を、補強棒材打込機６によって前記法面２の表面を覆う表土３の下端部に位置する補強対象箇所３ａに、前記表土３から地山１に向かって打ち込む状態を示している。
そして、前記補強棒材打込機６は、図３および図４に示すように、前記補強棒材４の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段７，８を有している。

ここで、前記法面２の表面を覆う表土３は、この表土３が乗っている地山１の表面を滑ることで、クサビ状の小規模な崩落を起こす場合がある。図１中には、この表土３が地山１の表面を滑る場合の仮想線である滑り線１ａが示されている。
そして、このような滑り線１ａの下端部であり、前記表土３の下端部に位置する箇所が、前記補強対象箇所３ａとなっている。

前記補強棒材４は、本実施の形態においてはロックボルトが採用されているが、これに限られるものではない。また、このロックボルトは、丸鋼でもよいが、表面に凹凸が形成された引き抜き抵抗の強い異形棒鋼が用いられてもよい。さらに、後述する注入孔付き棒材４Ａを用いるようにしてもよい。

本実施の形態の補強棒材打込機６は、図２に示すように、油圧ショベル等の建設機械５のアタッチメントであり、付け替えが可能となっている。また、この補強棒材打込機６は、操作中に前記加圧打込手段７，８が外れないように、この加圧打込手段７，８を強固に保持する保持部（図示せず）を備えているものとする。

そして、この補強棒材打込機６は、前記建設機械５の操縦者によって操作可能となっている。すなわち、前記建設機械５には、この建設機械５自体を操縦するための各レバーやペダル等が設けられているが、その他に、前記補強棒材打込機を操作するレバーやペダル等が設けられており、このレバーやペダル等によって前記加圧打込手段７，８も操作できるようになっている。

また、この補強棒材打込機６は、上述のように加圧打込手段７，８を有している。そして、一方の加圧打込手段７は、空気式打込装置であり、他方の加圧打込手段８は、油圧式打込装置である。本実施の形態においては、一方の加圧打込手段７を使用するものとするが、他方の加圧打込手段８を用いてもよい。
次に、これら加圧打込手段７，８と、これら加圧打込手段７，８を用いて補強棒材４を地山１に打ち込む際の実施形態について図面を参照して説明する。

前記加圧打込手段７である空気式打込装置は、図３に示すように、前記補強棒材４の頭部を打撃するドライバー７ａが一体的に結合されたピストン７ｂと、このピストン７ｂを摺動自在に収容するシリンダ７ｃと、このシリンダ７ｃの周囲に設けられるとともに圧縮空気が蓄積される蓄圧部７ｄとを備えている。

そして、このような加圧打込手段７を有する補強棒材打込機６によって、前記補強棒材４を地山１に打ち込む際は、まず、図２に示すように、前記補強棒材打込機６が取り付けられた前記建設機械５を前記補強対象箇所３ａ付近に移動させる。

続いて、前記複数の補強棒材４を、前記補強対象箇所３ａに、倒れないようにして暫定的に設置しておく。そして、前記補強棒材打込機６を傾けるように操作して、これら補強棒材４の設置角度と、前記加圧打込手段７のドライバー７ａの打撃方向とが略等しい角度となるように調整する。

そして、前記蓄圧部７ｄから前記シリンダ７ｃ内に圧縮空気を供給することによって、前記ピストン７ｂを、前記シリンダ７ｃ内で前記補強棒材４の加圧方向に瞬間的に摺動させる。
これによって、このピストン７ｂに結合された前記ドライバー７ａによって前記補強棒材４を前記補強対象箇所３ａに瞬時に地山１へと打ち込むことができる。したがって、前記補強棒材４の打込作業を行うに際し、前記補強対象箇所３ａに対して長時間の振動を与えることなく、この表土３全体への負荷を軽減することができるので、前記表土３の崩落を確実に防ぐことが可能となる。

なお、この加圧打込手段７のシリンダ７ｃには排気孔７ｅが形成されており、圧縮空気が供給されたシリンダ７ｃ内の空気を抜くことができるようになっているので、前記ピストン７ｂを、前記補強棒材４の加圧方向とは反対の方向に戻すことができる。

一方、前記加圧打込手段８である油圧式打込装置は、図４に示すように、前記補強棒材４の頭部を打撃するドライバー８ａが一体的に結合されたピストン８ｂと、このピストン８ｂを摺動自在に収容する油圧シリンダ８ｃとを備えている。

そして、このような加圧打込手段８を有する補強棒材打込機６によって、前記補強棒材４を地山１に打ち込む際は、まず、図２に示すように、前記補強棒材打込機６が取り付けられた前記建設機械５を前記補強対象箇所３ａ付近に移動させる。

続いて、前記複数の補強棒材４を、前記補強対象箇所３ａに、倒れないようにして暫定的に設置しておく。そして、前記補強棒材打込機６を傾けるように操作して、これら補強棒材４の設置角度と、前記加圧打込手段８のドライバー８ａの打撃方向とが略等しい角度となるように調整する。

そして、前記油圧シリンダ８ｃ内の油圧を上昇させることによって、前記ピストン８ｂを、前記油圧シリンダ８ｃ内で前記補強棒材４の加圧方向に摺動させる。この時、前記建設機械５の自重を反力として、前記補強棒材４の打込を行う。
これによって、このピストン８ｂに結合された前記ドライバー８ａによって前記補強棒材４を前記補強対象箇所３ａに短時間で地山１へと打ち込むことができる。したがって、前記補強棒材４の打込作業を行うに際し、前記補強対象箇所３ａに対して長時間の振動を与えることなく、この表土３全体への負荷を軽減することができるので、前記表土３の崩落を確実に防ぐことが可能となる。

以上のように、いずれの加圧打込手段７，８を用いても、従来とは異なり、例えば前記補強棒材４を回転力によって前記地山１にねじ込んだり、前記補強棒材４を挿入するために前記地山１を削孔したりする必要がなく、短時間で、かつ振動を少なく前記補強棒材４の打ち込みを行うことができるので、前記表土３の小規模な崩落を確実に防ぐことが可能となる。
いずれの加圧打込手段７，８を選択するかは、地盤条件や周辺環境などを考慮して適宜変更することが好ましい。

なお、前記補強棒材４を地山１に打ち込む際は、複数本打ち込むことになるが、これら複数の補強棒材４が互いに近接した密な状態で打ち込むことで、前記補強対象箇所３ａを強固に補強することができるので、好ましい。
また、本実施の形態の補強棒材４は、丸鋼や異形棒鋼のロックボルトであるとしたが、前記補強対象箇所３ａの補強効果をさらに高めるために注入孔付き棒材４Ａを用いるようにしてもよい。
次に、前記注入孔付き棒材４Ａと、この注入孔付き棒材４Ａを用いる際の実施形態について説明する。

この注入孔付き棒材４Ａは、図５に示すように、パイプ状に形成されるとともに、パイプ内と外部とを連通する注入孔４Ａａを複数有している。そして、図５中で示す矢印は、この注入孔付き棒材４Ａの内部から、前記注入孔４Ａａを通じて外部へと噴出する固結材４Ａｂの流れを示している。

前記固結材４Ａｂは、前記注入孔付き棒材４Ａの周囲の地山１を固結して安定化させるものであり、例えばセメントと水（場合によっては添加剤等）を混合させてなるセメントミルクであるが、これに限るものではなく、地盤条件や注入目的、周辺環境などを考慮して適宜変更することが好ましい。

そして、この注入孔付き棒材４Ａを用いる際は、まず、この注入孔付き棒材４Ａを前記地山１に打ち込んだ後に、この注入孔付き棒材４Ａのパイプ内に前記固結材４Ａｂを流し込むとともに、この固結材を前記注入孔から前記表土および地山へと注入して、これら表土および地山を固結させる。
なお、前記注入孔付き棒材４Ａのパイプ内に前記固結材４Ａｂを流し込む際に圧力を加えることで、前記固結材４Ａｂの噴出力を高めることができるので好ましい。

さらに、前記補強対象箇所３ａの補強効果をさらに高めるために受圧体９，９Ａを用いるようにしてもよい。
次に、前記受圧体９，９Ａと、これら受圧体９，９Ａを用いる際の実施形態について説明する。

前記受圧体９，９Ａは、図６（ａ），（ｂ）および図７（ａ），（ｂ）に示すように、前記補強棒材４の頭部に取り付けられるものであり、前記表土３に圧接させて、この表土３を押さえ付けるものである。

図６に示す受圧体９は、４方向に延在する受圧部９ａを備えて、平面視十字状に形成されており、この十字形状の中央部分に、前記補強棒材４を挿通させるための挿通孔（図示せず）が形成されている。

また、前記複数の補強棒材４を、前記十字状に形成された受圧体９の受圧部９ａ同士が長さ方向に接触して連続するように配置して、さらに前記表土３に圧接させることによって、前記法面２の表面を覆って安定化させるための法枠（図示せず）と同様の効果を得ることができる。
すなわち、十字状の受圧体９を、前記受圧部９ａ同士が長さ方向に接触して連続するようにして前記表土３に複数圧接させることによって、これら複数の受圧体９を表土３上にて格子状に並べることができる。
なお、予め表土３上に金網を敷設しておき、その上から、前記受圧体９を圧接することで、前記受圧部９ａが接触していない部分の表土３の圧接効果を高めることができるので、好ましい。

そして、このような十字状の受圧体９を、前記補強対象箇所３ａだけでなく、この補強対象箇所３ａよりも上方の表土３を含む表土３全体に設けることによって、前記法面２全体を補強できることとなるので、好ましい。

また、このような受圧体９を設ける際は、前記補強棒材４の頭部に予め取り付けておくようにし、前記補強棒材４を前記表土３から地山１に向かって打ち込むと同時に、前記受圧体９を前記表土３に圧接するようにして設ける。

一方、図７に示す受圧体９Ａは、平面視四角形状に形成されており、さらに、図示はしないが、前記複数の補強棒材４を挿通させるための複数の挿通孔が形成されている。
このような形状の受圧体９Ａであれば、複数の補強棒材４を予め取り付けておくことによって、これら複数の補強棒材４を近接させた状態で保持することができるので、前記加圧打込手段７，８のドライバー７ａ，８ａの面積を大きくするだけで、これら複数の補強棒材４を備えた受圧体９Ａを、前記表土３に圧接することができ、効率が良い。

なお、本実施の形態においては、以上のように受圧体９，９Ａは、平面視十字状や平面視四角形状のものとしたが、これに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
また、いずれの受圧体９，９Ａを選択するかは、地盤条件や周辺環境などを考慮して適宜変更することが好ましい。

一方、前記法面２全体を考慮した場合、速やかに補強を行いたい補強対象箇所３ａを補強し、前記表土３の補強対象箇所３ａの崩落現象を暫定的に防いだ後に、この補強対象箇所３ａよりも上方の表土３を含めて補強を行うことが望ましい。
このような場合は、図８に示すように、前記法面２に、この法面２を安定化させるための法枠１０を構築して、法面２全体の補強を行うものとする。

すなわち、まず、前記複数の補強棒材４を、該補強棒材４の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段７，８を有する補強棒材打込機６によって、前記補強対象箇所３ａに、一定の間隔をあけて前記表土３から地山１に向かって打ち込んでおく。
このようにして、前記補強対象箇所３ａを暫定的に補強しておき、小規模な崩落が起きないようにしておく。

また、前記複数の補強棒材４を地山１に打ち込んで補強対象箇所３ａを補強した後に、前記法面２の前記法枠１０が形成される部分の全体に金網１０ａを敷設しておく。この金網１０ａによって、前記法面２の表土３を圧接することができるので、補強効果を高めることができる。
その後、前記補強対象箇所３ａよりも上方の法面２に、複数の補強棒材４を、一定の間隔をあけて前記地山１に向かって打ち込んでいく。

ここで、上述の一定の間隔とは、前記法枠１０の構築を考慮したものである。すなわち、前記複数の補強棒材４は、前記法面２の補強を行うために地山１に打ち込まれるものであると同時に、前記法枠１０を構築するためのアンカーとしての役割を担うこととなる。
本実施の形態において、これら複数の補強棒材４は、図８に示すように、格子状に構築される法枠１０の交点部分に位置することとなる。

続いて、前記法面２に打ち込まれた前記複数の補強棒材４間に鉄筋（図示せず）を架設する。この時、図示しない補助アンカーを、隣り合う補強棒材４間に位置するようにして地山１に打ち込んでおき、前記鉄筋を、前記補強棒材４と補助アンカーとの間に架設するようにして組み立てていく。

このように鉄筋が組み立てられた後は、この鉄筋の周囲に型枠を組み立てて、その後、この型枠内にコンクリートまたはモルタルを吹き付けて、前記法枠１０を構築する。
そして、以上のように法枠１０を構築することによって、前記法面２全体を補強して安定化させることができるので、前記表土３の小規模な崩落だけでなく、大規模な崩落も確実に防ぐことができる。

以上のように本実施の形態によれば、前記複数の補強棒材４を、該補強棒材４の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段７，８を有する補強棒材打込機６によって、前記法面２の表面を覆う表土３の下端部に位置する補強対象箇所３ａに、前記表土３から地山１に向かって打ち込むので、例えば前記補強棒材４を回転力によって地山１にねじ込んだり、前記補強棒材４を挿入するために地山１を削孔したりする場合に比して、より短時間で、前記補強棒材４を地山１に打ち込むことができる。これによって、前記補強棒材４の打込作業によって生じる振動を格段に少なくすることができるので、前記表土３の小規模な崩落を確実に防ぐことができ、延いては、前記表土３の大規模な崩落を確実に防ぐことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る法面を示す側面図である。 図１に示す法面の補強対象箇所を補強する一実施形態を示す側面図である。 加圧打込手段の一例を示す断面図である。 加圧打込手段の一例を示す断面図である。 補強棒材の一例を示す断面図である。 受圧体の一例を示すものであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 受圧体の一例を示すものであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 図１に示す法面に構築される法枠を示す斜視図である。

符号の説明

１ 地山
２ 法面
３ 表土
３ａ 補強対象箇所
４ 補強棒材
７ 加圧打込手段
８ 加圧打込手段
９ 受圧体
１０ 法枠

Claims (6)

1. 地山を掘削することによって形成された法面の補強方法であって、
   複数の補強棒材を、該補強棒材の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段を有する補強棒材打込機によって、前記法面の表面を覆う表土の下端部に位置する補強対象箇所に、前記表土から地山に向かって打ち込むことを特徴とする法面の補強方法。
2. 前記加圧打込手段は、空気式打込装置であり、
   この空気式打込装置は、前記補強棒材の頭部を打撃するドライバーが一体的に結合されたピストンと、このピストンを摺動自在に収容するシリンダと、このシリンダの周囲に設けられるとともに圧縮空気が蓄積される蓄圧部とを備えており、
   この蓄圧部から前記シリンダ内に圧縮空気を供給することによって、前記ピストンを、前記シリンダ内で前記補強棒材の加圧方向に摺動させて、このピストンに結合された前記ドライバーによって前記補強棒材を前記補強対象箇所に打ち込むことを特徴とする請求項１に記載の法面の補強方法。
3. 前記加圧打込手段は、油圧式打込装置であり、
   この油圧式打込装置は、前記補強棒材の頭部を打撃するドライバーが一体的に結合されたピストンと、このピストンを摺動自在に収容する油圧シリンダとを備えており、
   この油圧シリンダ内の油圧を上昇させることによって、前記ピストンを、前記油圧シリンダ内で前記補強棒材の加圧方向に摺動させて、このピストンに結合された前記ドライバーによって前記補強棒材を前記補強対象箇所に打ち込むことを特徴とする請求項１に記載の法面の補強方法。
4. 前記補強棒材は、パイプ状に形成されるとともに、パイプ内と外部とを連通する注入孔を有する注入孔付き棒材であり、
   この注入孔付き棒材を前記地山に打ち込んだ後に、パイプ内に固結材を流し込むとともに、この固結材を前記注入孔から前記表土および地山へと注入して、これら表土および地山を固結させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の法面の補強方法。
5. 予め前記補強棒材の頭部に、前記表土を押さえ付けるための受圧体を取り付けておき、
   前記補強棒材を前記表土から地山に向かって打ち込むととともに、前記受圧体を前記表土に圧接することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の法面の補強方法。
6. 地山を掘削することによって形成された法面に、この法面を安定化させるための法枠を構築する法枠の構築方法であって、
   複数の補強棒材を、該補強棒材の長さ方向に沿って加圧可能に形成された加圧打込手段を有する補強棒材打込機によって、前記法面の表面を覆う表土の下端部に位置する補強対象箇所に、一定の間隔をあけて前記表土から地山に向かって打ち込んでおき、
   その後、前記補強対象箇所よりも上方の法面に、複数の補強棒材を、一定の間隔をあけて前記地山に向かって打ち込み、
   前記法面に打ち込まれた複数の補強棒材間に鉄筋を架設するとともに、この鉄筋の周囲に型枠を組み立てた後、この型枠内にコンクリートまたはモルタルを吹き付けることを特徴とする法枠の構築方法。

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