JP2013112961A

JP2013112961A - ハニカム状３次元立体セル構造体ブロックのセル内に耐水性塊を充填した法面保護構造体

Info

Publication number: JP2013112961A
Application number: JP2011258603A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Arita; 紀有田
Original assignee: Asahi Kasei Geotechnologies Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Geotechnologies Co Ltd
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-06-10

Abstract

【課題】施工が容易であり、かつ、耐久性が高い法面保護構造体の提供。
【解決手段】幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロック、ここで、該シートの高さは１０〜３０ｃｍであり、該セルの一辺の長さは１５〜４０ｃｍである、並びに
該ブロックを展張して形成されるセル内に充填された充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊、
を含む、河川、池、ダム又は湖沼に敷設するための法面保護構造体。
【選択図】図３

Description

本発明は、施工が容易であり、かつ、耐久性が高い法面保護構造体に関する。より詳細には、本発明は、ハニカム状３次元立体セル構造体ブロックのセル内に、特定の耐水性塊を充填した法面保護構造体に関する。

従来、土木建築等の分野では、道路の路盤材、歩道の基礎材、仮設道路、擁壁、堤防斜面又は法面等の土木用途の地盤補強材として、重荷重の支持、浸食防止等のために、ハニカム状３次元立体セル構造体が一般に使用されている。
かかるセル構造体１は、図１に示すように、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シート２が互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合され、その幅方向と直交する方向に展張した時、該シート２により囲まれたハニカム状のセル３が多数形成されるように、構成されている。図１に示すように、該シートの高さをＨ、セルの一辺の長さ（内寸）をＬで表す。

このようなハニカム状３次元立体セル構造体は、前記したセル構造により、軽量で、強度が優れるという特徴がある。かかるハニカム状３次元セル構造体は、通常、一定の大きさのブロックとして、折り畳まれた状態で、敷設現場に運ばれ、現場で展張して、使用される。そして、一般に、略平面の地表面に複数のブロックとして敷設され、各ブロックを互いに連結し、ハニカム状の各セル内に、１つの塊でなく、多数の塊、粒状物、粉体、固化物の形状である、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土の充填材を充填し、転圧して、地盤補強材としての機能が発揮される（図４参照）。
しかしながら、このような工法では、セル内に砂、砕石、コンクリート又は現地発生土を転圧しながら充填する必要があるため、作業負荷が高いという問題がある。
また、充填材として砕石を充填したセル構造体ブロックで構築した堤防において、波浪の影響によるセルからの砕石の流出が見られる場合がある。
さらに、法面や擁壁をコンクリートで構築した場合には、土留めをしている地盤又は盛り土が自然沈下することで法面や擁壁が崩壊することがあるし、コンクリートを大量に使用した場合には、アルカリによる水質汚染の虞がある。

かかる問題を解決すべく、以下の特許文献１には、図５に示すように、地盤に設置される上部が開口した複数のセルが略水平方向に連続して形成される土留め用枠体と、前記セルに充填される土嚢とを備える土留め構造体が開示されている。
しかしながら、土嚢の袋体の対候性は低く、土嚢が破れて内容物が流出する可能性があり、充填材として土嚢を使用する土留め構造体の耐久性は高いとはいえない。

一方、以下の特許文献２には、図６に示すように、護岸に敷設したエキスパンドメタルからなる網体の上に、エキスパンドメタルからなる筒状体を連結して、該筒状体の内部に砕石等の充填材を充填し、その上に金属線材を編成して形成した編体を敷設するとともに、前記下方及び上方の編体と筒状体とを連結具を用いて一体化するようにした護岸構造が開示されている。特許文献２には、かかる護岸構造の効果として、良好な通水性を保って自然環境を保全することができ、構築時の作業性が高く、かつ、充填材の大きさ等に制約がなく、材料の輸送費を含む構築コストを低廉にできることが挙げられているが、エキスパンドメタルからなる網体や筒状体は、樹脂又は繊維シートからなり、軽量で、強度が優れ、一定の大きさのブロックとして、折り畳まれた状態で、敷設現場に運ばれ、現場で展張して、使用することができるハニカム状３次元立体セル構造体に比較して、構築時の作業性や、材料の輸送費を含む構築コストが必ずしも低廉であるとはいえない。

特開２００８−１４４４４０号公報特願２００１−３３３３号公報

本発明が解決しようとする課題は、施工が容易であり、耐候性・耐久性が高く、表面に凹凸を設けることでさらに消波効果、水流減速効果をも有する、河川、池、ダム又は湖沼に敷設するための法面保護構造体、及び該構造体の敷設方法を提供することである。

発明者らは、鋭意検討し、実験を重ねた結果、ハニカム状３次元立体セル構造体のセル内に特定の耐水性塊を充填することで、前記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりのものである。

［１］幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロック、ここで、該シートの高さは１０〜３０ｃｍであり、該セルの一辺の長さは１５〜４０ｃｍである、並びに
該ブロックを展張して形成されるセル内に充填された充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊、
を含む、河川、池、ダム又は湖沼に敷設するための法面保護構造体。

［２］前記耐水性塊が、コンクリート、石材又は金属である、前記［１］に記載の法面保護構造体。

［３］前記耐水性塊の上面の４隅近傍に高さ２〜５ｃｍの凸部が存在する、前記［１］又は［２］に記載の法面保護構造体。

［４］前記耐水性塊の中心部に内径４〜８ｃｍの孔が存在する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の法面保護構造体。

［５］幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロックを、河川、池、ダム又は湖沼の斜面又は法面上に、敷設する方法であって、以下のステップ：
（１）該斜面又は法面上で、前記ブロックを展張し、そして
（２）該展張により形成された少なくとも１つのセルの内に、充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊を、充填する、
を含み、
ここで、該シートの高さは１０〜３０ｃｍであり、該セルの一辺の長さは１５〜４０ｃｍである、前記方法。

［６］前記耐水性塊が、コンクリート、石材又は金属である、前記［５］に記載の方法。

［７］前記耐水性塊の上面の４隅近傍に高さ２〜５ｃｍの凸部が存在する、前記［５］又は［６］に記載の方法。

［８］前記耐水性塊の中心部に内径４〜８ｃｍの孔が存在する、前記［５］〜［７］のいずれかに記載の方法。

本発明に係る法面保護構造体は、セル充填材として、耐水性塊を使用するため、対流水抵抗が向上し、水に流され難く、また、土嚢に比較して耐候性・耐久性が高い。また、本発明に係る法面保護構造体においては、セル内に砕石等ではなく、各セルに１つの耐水性塊を作業員の手作業により充填することができるので、砕石を転圧するための転圧機械や重機を使用する必要がない点で、施工が容易である。かかる施工の容易性は、耐水性塊の形状を４隅に切り欠きのある略菱形とし、作業員が素手で持ち運ぶのに適した形状・重量にすることにより達成される。

ハニカム状３次元立体セル構造体１の概略図。図中、シートの高さをＨ、セル３の一辺の長さ（内寸）をＬで表す。耐水性塊４の概略図。図中、一辺の長さ（外寸）をｌ、高さをｈ、４隅の凸部の高さをｐ、そして中心の孔の内径をφで表す。セル２内に耐水性塊４が充填された状態を示す概略図。耐水性塊の菱形上面の４隅にある欠けた部分５があることにより、一辺の長さ（外寸）ｌの耐水性塊４が、一辺の長さ（内寸）Ｌのセル２内に、ｌがＬに限りなく近い場合であっても、容易に収容可能であることが分かる。セル構造体のセル内に砕石を充填して構築した従来技術の法面保護構造体の図面に代わる写真。特許文献１に記載された、セルに充填された土嚢を備える土留め構造体の概略図。特許文献２に記載された、上下のエキスパンドメタルからなる網体と筒状体を連結して、筒状体の内部に砕石等の充填材を充填して形成した護岸構造体の概略図。本発明に係るハニカム状３次元立体セル構造体のセル内に耐水性塊を充填して構築した法面保護構造体の図面に代わる写真。本発明に係る敷設方法において、耐水性塊をセル内に充填する作業を説明する、図面に代わる写真。本発明に係るハニカム状３次元立体セル構造体のセル内に耐水性塊を充填して構築した法面保護構造体の図面に代わる写真。多数のセルの一部に耐水性塊が充填されている状態を表す。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロック、ここで、該シートの高さは１０〜３０ｃｍであり、該セルの一辺の長さは１５〜４０ｃｍである、並びに
該ブロックを展張して形成されるセル内に充填された充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊、
を含む、河川、池、ダム又は湖沼に敷設するための法面保護構造体に関する。

本発明に係る法面保護構造体を構成する、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互い所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体とは、一般に、土木建築等の分野で、道路の路盤材、歩道の基礎材、仮設道路や擁壁等の土木用途の地盤補強材として、重荷重の支持や浸食防止等のために使用されている図１に示すような、ハニカム状３次元立体セル構造体であることができるが、これに限定されるものではない。前記樹脂又は繊維シート２の材質は特に限定されないが、耐候性の観点からポリエチレンが好ましい。樹脂又は繊維シートの接合の間隔（ピッチ）は２００〜８００ｍｍが好ましい。前記接合は、例えば、熱融着等の手段によって行われる。接合部の幅は通常１０〜２０ｍｍであり、かかる接合部の一定幅の存在により、展張時に略菱形となるセル形状において、対抗する２つの角はセルの内側に向かって潰れたものとなる（図１、３参照）。上前記ハニカム状３次元立体セル構造体の各ブロックは、好ましくは縦３〜４０個、横５〜１０個のセルを有する。セル構造体の展張後の大きさは、好ましくは縦７００〜８０００ｍｍ、横２０００〜３５００ｍｍ、長辺状の樹脂又は繊維シートの高さ１００〜４００ｍｍである。また、本発明に使用するハニカム状３次元立体セル構造体１のシート２の高さＨは１０〜３０ｃｍであり、セル３の一辺の長さ（内寸）Ｌは１５〜４０ｃｍである（図１参照）。

かかるセル構造体は、一般には、ブロック毎に、折り畳んで現場に搬入され、施工地表面上で展張され、ブロック同士を連結し、形成された各セルに砂、砕石、コンクリート、現場発生土等の充填材を充填され、場合により積層されて盛土壁面等が構築される。
しかしながら、本発明においては、充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊を用いることを特徴とする。
本発明には、各セルの内部に砂、砕石、コンクリート、現場発生土等が、シートの高さＨに満たない高さまで充填され、その上を覆うようにして前記耐水性塊が充填されている態様も含まれる。しかし、施工の利便性を考慮すると、耐水性塊が地面に直接充填されている態様が好ましい。

図２は、本発明で使用する耐水性塊の概略図である。
耐水性塊は、水流中で安定して留まるために、比重１．１以上の、好ましくはコンクリート、石材又は金属性の塊である必要がある。但し、１つの耐水性塊の重さは、作業員が素手で持ち運ぶことができる重さである必要があり、５ｋｇ程度であることが好ましい。

耐水性塊は、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状である必要がある。
図３に示すように、セルの形状は、展張により略菱形に変形することができるものの、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互い所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合した部分（図３の符合５の箇所）においては、角がセルの内側に向かって潰れているので、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さ（外寸）ｌ（図２参照）が、該セルの一辺の長さ（内寸）Ｌ（図１参照）の９０％以上１００％未満でなければ、耐水性塊をセル内に容易に充填することは困難である。耐水性塊の高さｈ（図２参照）は、セル構造体のシートの高さＨ（図１参照）の３０％以上３００％以下である必要がある。耐水性塊の高さがこの範囲にあれば、重量及び形状の点で、耐水性塊のセル内への充填作業が容易となり、また、水流内でセルから流出する虞がない。
セルの内部に予め砂、砕石、コンクリート、現場発生土等を充填することなく、前記耐水性塊を直接充填する場合においては、耐水性塊の高さｈは、セル構造体のシートの高さＨの８０％以上３００％以下であることが好ましい。

図２に示すように、耐水性塊の形状として、４隅に切り欠き５のある略菱形とすることに加え、中心部に内径φの孔６を、さらに場合により追加の切り欠き７を設けて、作業員が素手で持ち運ぶのに適した形状・重量にすることで、さらなる施工性の向上が達成される。中心部の孔６の内径φは、好ましくは４〜８ｃｍであることができる。追加の切り欠き７と孔６の間の部分を手でつかむことにより、セル内への耐水性塊の充填がより容易になる（図３、図８参照）。

図２に示すように、耐水性塊の上面の４隅近傍に凸部が存在することが好ましい。かかる凸部の高さｐは、好ましくは２〜５ｃｍである。耐水性塊の上部の略菱形の４隅近傍に適度な高さの凸部を設けることにより、消波効果、水流減速効果を奏し、また、表面形状を変えて周囲の景観に適した護岸を構築することが可能となる。

本発明は、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロックを、河川、池、ダム又は湖沼の斜面又は法面上に、敷設する方法であって、以下のステップ：
（１）該斜面又は法面上で、前記ブロックを展張し、そして
（２）該展張により形成された少なくとも１つのセルの内に、充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊を、充填する、
を含み、
ここで、該シートの高さは１０〜３０ｃｍであり、該セルの一辺の長さは１５〜４０ｃｍである、前記方法にも関する。

図７、図９に示すように、施工に際しては、セルの全てに耐水性塊を充填する必要はなく、例えば、水流に晒される部分だけに耐水性塊を充填し、法面の上部には砕石や現地発生土を充填することもできる。また、セルに耐水性塊を充填する際、セルと耐水性塊の隙間、耐水性塊の中心部の孔、切り欠き等内に、また、耐水性塊とセル構造体のシートの高さに応じて、地面と耐水性塊の間に、砕石等を充填してもよい。

図８に、作業員によるセル内への耐水性塊の充填作業の様子を示す。セル内への耐水性塊の充填が、追加の切り欠き７と孔６の間の部分を手でつかむことにより為されていることが分かる（図３、図８参照）。

本発明に係る方法は、施工が容易であり、かつ、耐久性が高い法面保護構造体であるため、堤防等の構築のために好適に利用可能である。

１ハニカム状３次元立体セル構造体
２セル構造体を構成するシート幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シート
３セル
４耐水性塊
５耐水性塊の菱形上面の４隅にある欠けた部分
６中心部の孔
７追加の欠けた部分
８耐水性塊の菱形上面の４隅近傍にある凸部

Claims

幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロック、ここで、該シートの高さは１０〜３０ｃｍであり、該セルの一辺の長さは１５〜４０ｃｍである、並びに
該ブロックを展張して形成されるセル内に充填された充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊、
を含む、河川、池、ダム又は湖沼に敷設するための法面保護構造体。
前記耐水性塊が、コンクリート、石材又は金属である、請求項１に記載の法面保護構造体。
前記耐水性塊の上面の４隅近傍に高さ２〜５ｃｍの凸部が存在する、請求項１又は２に記載の法面保護構造体。
前記耐水性塊の中心部に内径４〜８ｃｍの孔が存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の法面保護構造体。
幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロックを、河川、池、ダム又は湖沼の斜面又は法面上に、敷設する方法であって、以下のステップ：
（１）該斜面又は法面上で、前記ブロックを展張し、そして
（２）該展張により形成された少なくとも１つのセルの内に、充填材として、底面及び上面が４隅が欠けた略菱形であり、その一辺の長さが、該セルの一辺の長さの９０％以上１００％未満であり、かつ、その高さが、該セル構造体のシートの高さの３０％以上３００％以下である四角柱様形状の比重１．１以上の耐水性塊を、充填する、
を含み、
ここで、該シートの高さは１０〜３０ｃｍであり、該セルの一辺の長さは１５〜４０ｃｍである、前記方法。
前記耐水性塊が、コンクリート、石材又は金属である、請求項５に記載の方法。
前記耐水性塊の上面の４隅近傍に高さ２〜５ｃｍの凸部が存在する、請求項５又は６に記載の方法。
前記耐水性塊の中心部に内径４〜８ｃｍの孔が存在する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の方法。