JP2015224470A - 盛土の安定化工法 - Google Patents

Abstract

【課題】排水パイプを設置することで、盛土内の水位を低下させる機能とともに、補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与でき、しかも、排水パイプを盛土へ直接打設する際、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止でき、長期間に亘る地下水位の変動に伴う盛土地盤の飽和・不飽和の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する等の現象を無くすことができる。【解決手段】スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆して構成した集水部を小径薄肉鋼管の端部に形成し、該集水部の先に掘削ヘッドを設けて、小径薄肉鋼管を推進機で水平もしくは〜５?の傾斜で盛土に回転圧入して排水パイプとして地中に残置する。【選択図】 図１

Description

本発明は、盛土の安定化工法に関する。

鉄道あるいは道路盛土のような土構造物の長期安定性、耐震性を十分に確保するには、土構造物内への雨水の浸透をできる限り防ぐとともに、浸透した地下水を早く排水し、土構造物内の地下水位や飽和度を低く維持することでせん断強度低下を防ぐことが望ましい。

しかし、一度、盛土内に浸透した雨水を排水することは、技術的にも経済的にも容易ではない。

既設盛土の排水対策の一つである排水パイプには硬質塩化ビニル管、強化プラスチック複合管（例えばＨＤＰＥ：高密度ポリエチレン管）の付設は、安価で簡易に施工が可能であり、既に鉄道盛土、宅地盛土で実用化し、普及している。しかし、パイプの排水特性は定量的に評価されておらず、具体的な設計法は確立されていない。

さらに、盛土内や補強土背面の排水対策工は目詰まりすることで長期的にはその性能を低下させることも多く、また排水による細粒分の流出は盛土の安定性を低下させる恐れも指摘されることから、目詰まりしにくい排水対策技術の開発も必要となる。

一方、近年の大規模地震における道路盛土のすべり破壊の多発は、道路ネットワーク機能を長期間停止させ、社会的に経済的に大きな影響を与えている。

これまでは、橋梁や高架橋の橋脚に対する耐震補強が中心に進められてきたが、盛土構造物も橋脚と同様に道路や鉄道のネットワークを構成する構造物であるため、盛土構造物の耐震補強も重要である。

特に、道路盛土はその数が圧倒的に多いため、経済性を追求した耐震化技術が必要とされている。昨今では、特に道路盛土を対象としてジオテキスタイルによる既存盛土の耐震化技術の開発にも見られるように、道路ネットワークが寸断されるような致命的な盛土のすべり崩壊を防ぐような経済性を追求した工法が主流となりつつある。

下記特許文献は、地盤の液状化現象や斜面・法面の崩落を確実に防止することができ、かつ既存の盛土又は自然地盤に対しても施工が容易な耐震構造及び耐震工法を実現するものとして提案されたものである。
特開２００６−１８８９４０号公報

この特許文献１では、排水パイプ２は、図１０に示すように、長手方向に長穴形状に形成され且つ周方向に対しては略千鳥状に列設されている多数の孔４が貫設されていて、コンクリートブレーカ等の打設装置で地盤中に打設する。

具体的には、排水パイプ２が傾斜面８に打設されており、これにより排水パイプ２の地盤９への圧入時における締固め効果で地盤９が補強されて安定化する。

また、パイプ本体２ａが剛体で形成されているので、すべり等の土の剪断力に対しても抵抗力を有し、傾斜面８の安定化に寄与することができる。

そして、間隙水圧が急激に上昇しても排水パイプ２の孔４により地盤９内の間隙水圧が消散され、地中の水は矢印Ｄ方向に効率良く排水され、これにより地震や豪雨等での土砂災害を効果的に防止することができる。

なお、傾斜面８に排水パイプ２を直接振動圧入して打設しているが、地盤が比較的固く、振動圧入だけでは十分に打設することが困難な場合は、排水パイプ２の直径よりも若干小さい孔径を有するように予め掘削装置を使用して掘削しておき、その後振動圧入を行うことにより排水パイプ２を地盤９に打設することができると説明される。

また、長尺の排水パイプを使用して耐震補強をする必要がある場合は、凸状螺旋部が形成された継手部材を介して排水パイプ同士を連結し、この連結された排水パイプを地盤に打設する。

前記特許文献１もそうであるが、排水パイプを盛土へ直接打設する際、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じる可能性があることや、長期間に亘る地下水位の変動に伴う盛土地盤の飽和・不飽和の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する等の現象が懸念される。

また、長期間に亘る地下水位の変動に伴う地盤の飽和・不飽和状態の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する事も考えられる。

さらに、長尺の排水パイプの必要がある場合は、凸状螺旋部が形成された継手部材を介して排水パイプ同士を連結するとしているが、かかる螺子による接合では、加工や接合動作が面倒なものとなる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、排水パイプを設置することで、盛土内の水位を低下させる機能とともに、補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与でき、しかも、排水パイプを盛土へ直接打設する際、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止でき、長期間に亘る地下水位の変動に伴う盛土地盤の飽和・不飽和の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する等の現象を無くすことができる盛土の安定化工法を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆して構成した集水部を小径薄肉鋼管の端部に形成し、該集水部の先に掘削ヘッドを設けて、小径薄肉鋼管を推進機で水平もしくは〜５°の傾斜で盛土に回転圧入して排水パイプとして地中の残置することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、排水パイプを設置することで、盛土内の水位を低下させる機能とともに、補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与できるが、排水パイプを盛土へ直接打設する際、集水部は鋼管の端部にのみ設けたもので、長さ方向全体に設けたものでなく、しかも、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆したので、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止できる。

また、小径薄肉鋼管は集水部の先に掘削ヘッドを設けての回転により圧入するものであり、コンクリートブレーカ等の打設装置で地盤中に打設する場合と比較して、前記パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることがより少ないものとなる。

そして掘削ヘッドにより掘削しながら回転圧入するので確実に盛土に回転圧入でき、例えば、地盤が比較的固く、振動圧入だけでは十分に打設することが困難な場合は、排水パイプの直径よりも若干小さい孔径を有するように予め掘削装置を使用して掘削しておき、その後振動圧入を行うことにより排水パイプを地盤に打設するという手間はなくなる。

請求項２記載の本発明は、薄肉鋼管は適宜接続しながら土中に圧入することを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、薄肉鋼管は適宜接続しながら土中に圧入することで必要長さを確保でき、集水部を適切箇所に設置することができる。

請求項３記載の本発明は、集水部は、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆したことを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆したので、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止できる。

請求項４記載の本発明は、薄肉鋼管の端部外周に水膨潤性シートによる水回り防止用の止水材を巻回することを要旨とするものである。

請求項４記載の本発明によれば、薄肉鋼管の外周にそって流れようとする水は止水材により止めることができる。

請求項５記載の本発明は、薄肉鋼管の接続は、薄肉鋼管端部から内周面に設けた接続ガイド部材を突設し、接続ガイド部材を内側で掛け渡して薄肉鋼管同士を接合し、この接合の薄肉鋼管外周面に鞘管による補強管を嵌め、接着剤により接着固定して一体化することを要旨とするものである。

請求項５記載の本発明によれば、従来からの螺子等によるメカニカルジョイントや溶接による接続とは異なり現場で簡易的に接続できるものであり、しかも、接続部分が本管部分と同等の曲げ強度、圧縮強度引張強度を有するものとすることができる。

以上述べたように本発明の盛土の安定化工法は、排水パイプを設置することで、盛土内の水位を低下させる機能とともに、補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与でき、しかも、排水パイプを盛土へ直接打設する際、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止でき、長期間に亘る地下水位の変動に伴う盛土地盤の飽和・不飽和の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する等の現象を無くすことができるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の盛土の安定化工法の１実施形態を示す側面図で、図中１は地盤９が傾斜面８となる盛土である。

先に発明で使用する薄肉鋼管３による排水パイプ５について説明すると、薄肉鋼管３は一例として径５０〜１３９．８ｍｍ、板厚５ｍｍ前後、長さ５０〜７５ｃｍもしくは１ｍ程度の長さのもので、順次継ぎ足し可能である。

先端管３ａは複数接続される小径薄肉鋼管３の端部に集水部を形成するものとして、図２、図３に示すように周面に横向きのスリット６を千鳥状に散在させて形成した。

さらに、管の外周の全体に不織布７を巻きつけることによりこのスリット６による開口を不織布７で被覆する。

不織布７には、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリビニルアルコールなどの合成繊維、綿、麻などからなる天然繊維などの有機質繊維を用いてもよいし、ガラス、金属、カーボン等の無機質繊維を用いても良い。これらの中でも、耐候性、機械的強度、下地貼り付け用接着剤との接着性などの面から、ポリエステルからなる不織布が好ましい。

不織布７には、ニードルパンチング、樹脂バインダー、熱融着法等の汎用技術で作製したものを用いることができるが、特に、ニードルパンチングは、十分な厚さを有し、かつ通気性、通水性に優れた不織布が得られるため好ましい。

また、この不織布７の上をその外側をパンチング孔の孔開メタル板１０で囲撓した。パンチング孔の孔開メタル板１０の設置はカシメるなどして平板を巻き付けることもできるが、予め管にしておき、ここに薄肉鋼管３を挿入して被管させてもよい。

薄肉鋼管３に対してパンチング孔の孔開メタル板１０は７割程度の長さであり、これら薄肉鋼管３とパンチング孔の孔開メタル板１０とは点溶接で固着し、前記パンチング孔の孔開メタル板１０からでる薄肉鋼管３の先端部に、長さ方向で、周面対照位置に鋼棒１１をフリクションカッターとして点溶接した。

薄肉鋼管３の先端にフィッシュテール１３を有する尖り状の掘削ヘッド１２を設ける。この掘削ヘッド１２の形状はオーガとしての機能があれば、これ以外でも可能で、例えばスクリューや階段状錐先など形状でもよい。

次に、この薄肉鋼管３による排水パイプ５を用いる本発工法について説明する。本発明は、盛土１に薄肉鋼管３による排水パイプ５を水平もしくは〜５°の傾斜で打設する。

盛土１への打設は図６に示すような推進機１４を用いて行うもので、推進機１４は薄肉鋼管３のチャック装置および回転駆動装置１５を推進ジャッキ１６で前後動させ、薄肉鋼管３を１ピース分回転圧入させたならば、チャック装置および回転駆動装置１５を後退させ、新たなピースをセットしてその後端に接続して順次、押し込む。なお、先端管３ａに接続する後続管はスリットなしの管でよい。

前記パンチング孔の孔開メタル板１０からでる薄肉鋼管３の後端部は接続部となる部分で、薄肉鋼管３、３の端部内周面に縦長帯板状の接続ガイド部材２２を接着剤２３により接着して端部から突設させた。

接続ガイド部材２２は接着代と反対側の先端部分２２ａはテーパー状に内側に少し折り曲げ、先端部が中側に入るようにする。

図中２４は薄肉鋼管３、３の外周面に嵌める鞘管による補強管で、Ｕ字管を現場でかしめにより円筒形に曲成したもので、スリット２４ａを残している。

この鞘管による鞘管２４は、薄肉鋼管３、３の接合部の外周面に嵌めた後、内側に塗布する接着剤２３により接着固定する。

前記使用する接着剤３は金属接着専用に開発された構造用接着剤であり、一例として（住友スリーエム社の登録商標）３ＭＴＭＳｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ ＥＰＸの二液室温硬化型接着剤が好適である。

接続ガイド部材２２をその先端部分２２ａから接続の相手側の薄肉鋼管３に差し入れ、そこで接着剤２３で接着固定する。古来より木杭の接続は「かすがい」を用いて外面を２または３方向より接続するが、前記接続ガイド部材２２がこのような「かすがい」の役割をなす。

この場合図７に示すように、薄肉鋼管３、３の接続部の外周に鞘管２４による補強管を嵌め、移動させればよい。

このようにして薄肉鋼管３、３は一体化するが、薄肉鋼管の接続部分の曲げ、圧縮、引張に対する変形性能、強度を検証し、薄肉鋼管の本管部分と同等の性能を保有するかを試験により確認した。

図９は接合の他例を示すものである。薄肉鋼管３、３の接手部外周面に鋼管による鞘管２４を嵌め、接着剤により接着固定して一体化する点では同じであるが、鞘管２４は平板をかしめにより円筒形に曲成し、スリット２４ａを残している。

また、内側にはキー溝２４ｂを長さ方向に間隔を存して（図示では２本）形成した。

一方、接続する薄肉鋼管３は端部の外周面にキー溝３ｂを長さ方向に間隔を存して（図示では２本）形成した。

鞘管２４を相互に接続する薄肉鋼管３の接手同士に跨って嵌め、キー溝２４ｂとキー溝３ｂとで形成される孔にキーとなる鋼棒２５を挿入する。

パンチング孔の孔開メタル板１０からでる薄肉鋼管３の後端部で鞘管２４の前位置に外周に水膨潤性シートによる水回り防止用の止水材２６を巻回する。この止水材２６は後続の薄肉鋼管３の適宜箇所にも貼設してもよい。

水膨潤性シートは、水膨潤性ゴムによるもので、天然ゴムや合成ゴムとウレタンプレポリマーとの混練物で組成する。

このうち、天然ゴムはゴム植物の樹液から取ったもの、合成ゴムはネオプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリルニトリリル・ブタンジエンゴム、エチレン・プロピレンゴムなどの１種あるいは１種以上からなる。また、ウレタンプレポリマーは親水基を有したポリエーテルポリオールとイソシアネートからなり、詳しくはエチレン・プロピレン共重合ポリオールからなるポリエーテルポリオールとＴ．Ｄ．Ｉ（２．４−トルエンジイソシアネートと２．６−トルエンジイソシアネートからなる）が挙げられる。なお、水膨潤性ゴム１の膨潤率は天然ゴムや合成ゴムとウレタンプレポリマーとの配合比で決定される。

本発明は以上のようにスリット６の入った小径薄肉鋼管３を法面側より推進し、適所に配置埋設させるもので、集水部となる先端管３ａは複数接続される小径薄肉鋼管３の端部で集水部となり、盛土内の水位を低下させる。

また、法尻付近では薄肉鋼管３が補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与できる。

盛土１内の排水対策工は目詰まりすることで長期的にはその性能を低下させることが多いが、本発明工法では集排水機能付き薄肉鋼管３の形状として、スリット付き薄肉鋼管３の周囲を目詰まり防止用不織布７を周囲に貼付することし、回転押込み時には不織布７がずれたり、破損したりするおそれがあることから、その周囲にパンチング孔の孔開メタル板１０を巻き付け、不織布７を締め付けるとともに、不織布７を防護する。

本発明の盛土の安定化工法の１実施形態を示す側面図である。 本発明で使用する薄肉鋼管による排水パイプの側面図である。 掘削ヘッドの正面図である。 薄肉鋼管の正面図である。 各部材の展開図である。 推進機の推進機の側面図である。 接続の説明図である。 接続の側面図である。 接続の他例を示す斜視図である。 従来例を示す要部の概略断面図である。

１…盛土 ２…排水パイプ
２ａ…パイプ本体 ３…薄肉鋼管
３ａ…先端管 ３ｂ…キー溝
４…孔 ５…排水パイプ
６…スリット ７…不織布
８…傾斜面 ９…地盤
１０…孔開メタル板 １１…鋼棒
１２…掘削ヘッド １３…フィッシュテール
１４…推進機 １５…回転駆動装置
１６…推進ジャッキ ２２…接続ガイド部材
２２ａ…先端部分 ２３…接着剤
２４…鞘管 ２４ａ…スリット
２４ｂ…キー溝 ２５…止水材

本発明は、盛土の安定化工法に関する。

鉄道あるいは道路盛土のような土構造物の長期安定性、耐震性を十分に確保するには、土構造物内への雨水の浸透をできる限り防ぐとともに、浸透した地下水を早く排水し、土構造物内の地下水位や飽和度を低く維持することでせん断強度低下を防ぐことが望ましい。

しかし、一度、盛土内に浸透した雨水を排水することは、技術的にも経済的にも容易ではない。

既設盛土の排水対策の一つである排水パイプには硬質塩化ビニル管、強化プラスチック複合管（例えばＨＤＰＥ：高密度ポリエチレン管）の付設は、安価で簡易に施工が可能であり、既に鉄道盛土、宅地盛土で実用化し、普及している。しかし、パイプの排水特性は定量的に評価されておらず、具体的な設計法は確立されていない。

さらに、盛土内や補強土背面の排水対策工は目詰まりすることで長期的にはその性能を低下させることも多く、また排水による細粒分の流出は盛土の安定性を低下させる恐れも指摘されることから、目詰まりしにくい排水対策技術の開発も必要となる。

一方、近年の大規模地震における道路盛土のすべり破壊の多発は、道路ネットワーク機能を長期間停止させ、社会的に経済的に大きな影響を与えている。

これまでは、橋梁や高架橋の橋脚に対する耐震補強が中心に進められてきたが、盛土構造物も橋脚と同様に道路や鉄道のネットワークを構成する構造物であるため、盛土構造物の耐震補強も重要である。

特に、道路盛土はその数が圧倒的に多いため、経済性を追求した耐震化技術が必要とされている。昨今では、特に道路盛土を対象としてジオテキスタイルによる既存盛土の耐震化技術の開発にも見られるように、道路ネットワークが寸断されるような致命的な盛土のすべり崩壊を防ぐような経済性を追求した工法が主流となりつつある。

下記特許文献は、地盤の液状化現象や斜面・法面の崩落を確実に防止することができ、かつ既存の盛土又は自然地盤に対しても施工が容易な耐震構造及び耐震工法を実現するものとして提案されたものである。
特開２００６−１８８９４０号公報

この特許文献１では、排水パイプ２は、図１０に示すように、長手方向に長穴形状に形成され且つ周方向に対しては略千鳥状に列設されている多数の孔４が貫設されていて、コンクリートブレーカ等の打設装置で地盤中に打設する。

具体的には、排水パイプ２が傾斜面８に打設されており、これにより排水パイプ２の地盤９への圧入時における締固め効果で地盤９が補強されて安定化する。

また、パイプ本体２ａが剛体で形成されているので、すべり等の土の剪断力に対しても抵抗力を有し、傾斜面８の安定化に寄与することができる。

そして、間隙水圧が急激に上昇しても排水パイプ２の孔４により地盤９内の間隙水圧が消散され、地中の水は矢印Ｄ方向に効率良く排水され、これにより地震や豪雨等での土砂災害を効果的に防止することができる。

なお、傾斜面８に排水パイプ２を直接振動圧入して打設しているが、地盤が比較的固く、振動圧入だけでは十分に打設することが困難な場合は、排水パイプ２の直径よりも若干小さい孔径を有するように予め掘削装置を使用して掘削しておき、その後振動圧入を行うことにより排水パイプ２を地盤９に打設することができると説明される。

また、長尺の排水パイプを使用して耐震補強をする必要がある場合は、凸状螺旋部が形成された継手部材を介して排水パイプ同士を連結し、この連結された排水パイプを地盤に打設する。

前記特許文献１もそうであるが、排水パイプを盛土へ直接打設する際、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じる可能性があることや、長期間に亘る地下水位の変動に伴う盛土地盤の飽和・不飽和の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する等の現象が懸念される。

また、長期間に亘る地下水位の変動に伴う地盤の飽和・不飽和状態の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する事も考えられる。

さらに、長尺の排水パイプの必要がある場合は、凸状螺旋部が形成された継手部材を介して排水パイプ同士を連結するとしているが、かかる螺子による接合では、加工や接合動作が面倒なものとなる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、排水パイプを設置することで、盛土内の水位を低下させる機能とともに、補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与でき、しかも、排水パイプを盛土へ直接打設する際、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止でき、長期間に亘る地下水位の変動に伴う盛土地盤の飽和・不飽和の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する等の現象を無くすことができる盛土の安定化工法を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、薄肉鋼管は順次継ぎ足し可能で、薄肉鋼管の接続は、薄肉鋼管端部から内周面に設けた接続ガイド部材を突設し、接続ガイド部材を内側で掛け渡して薄肉鋼管同士を接合し、この接合の薄肉鋼管外周面に鞘管による補強管を嵌め、接着剤により接着固定して一体化するものであり、集水部を端部に形成し、該集水部の先に掘削ヘッドを設けた薄肉鋼管を先端管として適宜接続しながら薄肉鋼管を水平もしくは〜５°の傾斜で盛土に回転圧入し、排水パイプとして地中に残置することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、排水パイプを設置することで、盛土内の水位を低下させる機能とともに、補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与できるが、排水パイプを盛土へ直接打設する際、集水部は鋼管の端部にのみ設けたもので、長さ方向全体に設けたものでなく、しかも、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆したので、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止できる。

また、小径薄肉鋼管は集水部の先に掘削ヘッドを設けての回転により圧入するものであり、コンクリートブレーカ等の打設装置で地盤中に打設する場合と比較して、前記パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることがより少ないものとなる。

そして掘削ヘッドにより掘削しながら回転圧入するので確実に盛土に回転圧入でき、例えば、地盤が比較的固く、振動圧入だけでは十分に打設することが困難な場合は、排水パイプの直径よりも若干小さい孔径を有するように予め掘削装置を使用して掘削しておき、その後振動圧入を行うことにより排水パイプを地盤に打設するという手間はなくなる。

薄肉鋼管は適宜接続しながら土中に圧入することで必要長さを確保でき、集水部を適切箇所に設置することができる。

従来からの螺子等によるメカニカルジョイントや溶接による接続とは異なり現場で簡易的に接続できるものであり、しかも、接続部分が本管部分と同等の曲げ強度、圧縮強度引張強度を有するものとすることができる。

請求項２記載の本発明は、集水部は、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆したことを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆したので、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止できる。

請求項３記載の本発明は、薄肉鋼管の端部外周に水膨潤性シートによる水回り防止用の止水材を巻回することを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、薄肉鋼管の外周にそって流れようとする水は止水材により止めることができる。

以上述べたように本発明の盛土の安定化工法は、排水パイプを設置することで、盛土内の水位を低下させる機能とともに、補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与でき、しかも、排水パイプを盛土へ直接打設する際、パイプのスリットへの土粒子の充填、いわゆる目詰まりや、パイプ内への土粒子の流出現象が生じることを防止でき、長期間に亘る地下水位の変動に伴う盛土地盤の飽和・不飽和の繰り返しにより、スリット周辺への細粒分の蓄積が進行し、排水性能が低下する等の現象を無くすことができるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の盛土の安定化工法の１実施形態を示す側面図で、図中１は地盤９が傾斜面８となる盛土である。

先に発明で使用する薄肉鋼管３による排水パイプ５について説明すると、薄肉鋼管３は一例として径５０〜１３９．８ｍｍ、板厚５ｍｍ前後、長さ５０〜７５ｃｍもしくは１ｍ程度の長さのもので、順次継ぎ足し可能である。

先端管３ａは複数接続される小径薄肉鋼管３の端部に集水部を形成するものとして、図２、図３に示すように周面に横向きのスリット６を千鳥状に散在させて形成した。

さらに、管の外周の全体に不織布７を巻きつけることによりこのスリット６による開口を不織布７で被覆する。

不織布７には、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリビニルアルコールなどの合成繊維、綿、麻などからなる天然繊維などの有機質繊維を用いてもよいし、ガラス、金属、カーボン等の無機質繊維を用いても良い。これらの中でも、耐候性、機械的強度、下地貼り付け用接着剤との接着性などの面から、ポリエステルからなる不織布が好ましい。

不織布７には、ニードルパンチング、樹脂バインダー、熱融着法等の汎用技術で作製したものを用いることができるが、特に、ニードルパンチングは、十分な厚さを有し、かつ通気性、通水性に優れた不織布が得られるため好ましい。

また、この不織布７の上をその外側をパンチング孔の孔開メタル板１０で囲撓した。パンチング孔の孔開メタル板１０の設置はカシメるなどして平板を巻き付けることもできるが、予め管にしておき、ここに薄肉鋼管３を挿入して被管させてもよい。

薄肉鋼管３に対してパンチング孔の孔開メタル板１０は７割程度の長さであり、これら薄肉鋼管３とパンチング孔の孔開メタル板１０とは点溶接で固着し、前記パンチング孔の孔開メタル板１０からでる薄肉鋼管３の先端部に、長さ方向で、周面対照位置に鋼棒１１をフリクションカッターとして点溶接した。

薄肉鋼管３の先端にフィッシュテール１３を有する尖り状の掘削ヘッド１２を設ける。この掘削ヘッド１２の形状はオーガとしての機能があれば、これ以外でも可能で、例えばスクリューや階段状錐先など形状でもよい。

次に、この薄肉鋼管３による排水パイプ５を用いる本発工法について説明する。本発明は、盛土１に薄肉鋼管３による排水パイプ５を水平もしくは〜５°の傾斜で打設する。

盛土１への打設は図６に示すような推進機１４を用いて行うもので、推進機１４は薄肉鋼管３のチャック装置および回転駆動装置１５を推進ジャッキ１６で前後動させ、薄肉鋼管３を１ピース分回転圧入させたならば、チャック装置および回転駆動装置１５を後退させ、新たなピースをセットしてその後端に接続して順次、押し込む。なお、先端管３ａに接続する後続管はスリットなしの管でよい。

前記パンチング孔の孔開メタル板１０からでる薄肉鋼管３の後端部は接続部となる部分で、薄肉鋼管３、３の端部内周面に縦長帯板状の接続ガイド部材２２を接着剤２３により接着して端部から突設させた。

接続ガイド部材２２は接着代と反対側の先端部分２２ａはテーパー状に内側に少し折り曲げ、先端部が中側に入るようにする。

図中２４は薄肉鋼管３、３の外周面に嵌める鞘管による補強管で、Ｕ字管を現場でかしめにより円筒形に曲成したもので、スリット２４ａを残している。

この鞘管による鞘管２４は、薄肉鋼管３、３の接合部の外周面に嵌めた後、内側に塗布する接着剤２３により接着固定する。

前記使用する接着剤３は金属接着専用に開発された構造用接着剤であり、一例として（住友スリーエム社の登録商標）３ＭＴＭＳｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ ＥＰＸの二液室温硬化型接着剤が好適である。

接続ガイド部材２２をその先端部分２２ａから接続の相手側の薄肉鋼管３に差し入れ、そこで接着剤２３で接着固定する。古来より木杭の接続は「かすがい」を用いて外面を２または３方向より接続するが、前記接続ガイド部材２２がこのような「かすがい」の役割をなす。

この場合図７に示すように、薄肉鋼管３、３の接続部の外周に鞘管２４による補強管を嵌め、移動させればよい。

このようにして薄肉鋼管３、３は一体化するが、薄肉鋼管の接続部分の曲げ、圧縮、引張に対する変形性能、強度を検証し、薄肉鋼管の本管部分と同等の性能を保有するかを試験により確認した。

図９は接合の他例を示すものである。薄肉鋼管３、３の接手部外周面に鋼管による鞘管２４を嵌め、接着剤により接着固定して一体化する点では同じであるが、鞘管２４は平板をかしめにより円筒形に曲成し、スリット２４ａを残している。

また、内側にはキー溝２４ｂを長さ方向に間隔を存して（図示では２本）形成した。

一方、接続する薄肉鋼管３は端部の外周面にキー溝３ｂを長さ方向に間隔を存して（図示では２本）形成した。

鞘管２４を相互に接続する薄肉鋼管３の接手同士に跨って嵌め、キー溝２４ｂとキー溝３ｂとで形成される孔にキーとなる鋼棒２５を挿入する。

パンチング孔の孔開メタル板１０からでる薄肉鋼管３の後端部で鞘管２４の前位置に外周に水膨潤性シートによる水回り防止用の止水材２６を巻回する。この止水材２６は後続の薄肉鋼管３の適宜箇所にも貼設してもよい。

水膨潤性シートは、水膨潤性ゴムによるもので、天然ゴムや合成ゴムとウレタンプレポリマーとの混練物で組成する。

このうち、天然ゴムはゴム植物の樹液から取ったもの、合成ゴムはネオプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリルニトリリル・ブタンジエンゴム、エチレン・プロピレンゴムなどの１種あるいは１種以上からなる。また、ウレタンプレポリマーは親水基を有したポリエーテルポリオールとイソシアネートからなり、詳しくはエチレン・プロピレン共重合ポリオールからなるポリエーテルポリオールとＴ．Ｄ．Ｉ（２．４−トルエンジイソシアネートと２．６−トルエンジイソシアネートからなる）が挙げられる。なお、水膨潤性ゴム１の膨潤率は天然ゴムや合成ゴムとウレタンプレポリマーとの配合比で決定される。

本発明は以上のようにスリット６の入った小径薄肉鋼管３を法面側より推進し、適所に配置埋設させるもので、集水部となる先端管３ａは複数接続される小径薄肉鋼管３の端部で集水部となり、盛土内の水位を低下させる。

また、法尻付近では薄肉鋼管３が補強土機能を発揮することで、上載荷重や交通荷重による振動、降雨や地震に対する盛土の耐力の向上にも寄与できる。

盛土１内の排水対策工は目詰まりすることで長期的にはその性能を低下させることが多いが、本発明工法では集排水機能付き薄肉鋼管３の形状として、スリット付き薄肉鋼管３の周囲を目詰まり防止用不織布７を周囲に貼付することし、回転押込み時には不織布７がずれたり、破損したりするおそれがあることから、その周囲にパンチング孔の孔開メタル板１０を巻き付け、不織布７を締め付けるとともに、不織布７を防護する。

本発明の盛土の安定化工法の１実施形態を示す側面図である。 本発明で使用する薄肉鋼管による排水パイプの側面図である。 掘削ヘッドの正面図である。 薄肉鋼管の正面図である。 各部材の展開図である。 推進機の推進機の側面図である。 接続の説明図である。 接続の側面図である。 接続の他例を示す斜視図である。 従来例を示す要部の概略断面図である。

１…盛土 ２…排水パイプ
２ａ…パイプ本体 ３…薄肉鋼管
３ａ…先端管 ３ｂ…キー溝
４…孔 ５…排水パイプ
６…スリット ７…不織布
８…傾斜面 ９…地盤
１０…孔開メタル板 １１…鋼棒
１２…掘削ヘッド １３…フィッシュテール
１４…推進機 １５…回転駆動装置
１６…推進ジャッキ ２２…接続ガイド部材
２２ａ…先端部分 ２３…接着剤
２４…鞘管 ２４ａ…スリット
２４ｂ…キー溝 ２５…止水材

Claims (5)

1. 集水部を小端部に形成し小径薄肉鋼管の該集水部の先に掘削ヘッドを設けて水平もしくは〜５°の傾斜で盛土に回転圧入し、排水パイプとして地中に残置することを特徴とした盛土の安定化工法。
2. 薄肉鋼管は適宜接続しながら土中に圧入する請求項１記載の盛土の安定化工法。
3. 集水部は、スリット形成部の外周を目詰まり防止用の不織布で被覆した請求項１または請求項２記載の盛土の安定化工法。
4. 薄肉鋼管の端部外周に水膨潤性シートによる水回り防止用の止水材を巻回する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の盛土の安定化工法。
5. 薄肉鋼管の接続は、薄肉鋼管端部から内周面に設けた接続ガイド部材を突設し、接続ガイド部材を内側で掛け渡して薄肉鋼管同士を接合し、この接合の薄肉鋼管外周面に鞘管による補強管を嵌め、接着剤により接着固定して一体化する請求項２記載の盛土の安定化工法。

Images