JP2016053273A - 加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大地震時や大降雨時の場合にも、ある程度の変形は許容させるが、壊滅的な破壊までには至らしめないことがない、「ねばり強さ」を有する対策工法とすることができる加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法を提供する。
【解決手段】 加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、土構造物における自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山１を対象として、この地山１内に伸縮性能が異なる二種類の布パッカー１８を用いた加圧注入型棒状補強体１９を築造するとともに、この棒状補強体１９の表面には、のり面防護材として連続立体ハニカム構造のジオセル２を設置し、このジオセル２に前記加圧注入型棒状補強体１９をシステムティックに連結させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄道や道路等の土構造物における自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山を対象として、地山内に伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いた加圧注入型棒状補強体を築造するとともに、その表面には、のり面防護材として連続立体ハニカム構造のジオセルを設置し、これをシステムティックに連結させることによって、土構造物のり面の安定化を図る工法に関する。

近年、自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山を対象として、地山内に築造する棒状の地山補強体と後述する各種のり面防護材で構築するのり面保護工との組み合わせにより、のり面の永久的な安定化を図ろうとする地山補強土工法が広く用いられている。

地山補強土工法は、定着材により地山に全長定着され、地山の変形に伴って受動的に補強材軸方向の引張り抵抗を発揮させることによって、変形を拘束し、地山の安定性を向上させるものである。

地山補強土工法に用いる地山補強体の種類としては、主として細長比をパラメータとしてネイリング、マイクロパイリング、ダウアリングの三種類に大きく分類されている。ネイリングとは、補強材と定着材が一体となった補強体直径が１０ｃｍ程度以下のもので、細長比が大きく曲げ剛性の小さい補強体であり、主として補強体の引っ張り抵抗によって地山の安定性を向上させる工法である。マイクロパイリングは、補強体直径１０〜３０ｃｍ程度で、ネイリングとダウアリングの中間的な細長比、曲げ剛性を有する補強体であり、補強体の引っ張り抵抗に加えて曲げ抵抗や圧縮抵抗によって地山を補強する工法である。また、ダウアリングは、補強体直径３０〜４０ｃｍ程度で、細長比が小さく曲げ剛性の大きい補強体のため、補強体の引っ張り抵抗に加えて曲げ抵抗や圧縮抵抗によって地山の安定性を向上させる工法である。

地山補強体の補強効果としては、引っ張り補強効果、せん断補強効果、曲げ補強効果などが期待できるが、一般的には、定着材とその周辺地域との摩擦抵抗による引っ張り補強効果が最も重要となっている。

定着材とその周辺地盤との摩擦抵抗は、地山補強体築造時における、削孔方法および定着材の充填・注入方法に影響されるため、地山補強体を築造する地山の性状に応じた工法が多数存在しているのが現状である。

地山補強体を構築する削孔方法は、主に、ロッド削孔型、オーガー削孔型、ケーシングパイプ削孔型がある「１. 先行削孔方式」、主に中空の鋼製または鋳鉄製の自穿孔ボルトを使用した「２. 自穿孔方式」、専用の掘削ロッドまたは自穿孔ボルトを使用し、定着材を注入しながら削孔する「３. 削孔同時注入方式」、地盤改良における深層混合処理工法の技術を応用した「４. 機械撹拌方式」の四種類となっている。また、定着材の充填・注入方法は、主に、削孔内へモルタル系、セメントミルク系または合成樹脂系の定着材を充填し、後から芯材挿入を行う方法で、孔壁が自立し、かつ、湧水が無い場合に採用される「Ａ. 充填式」、削孔内へ芯材挿入し、後からモルタル系、セメントミルク系や合成樹脂系の定着材を注入する「Ｂ. 注入式」の二種類となっている。なお、「Ｂ. 注入式」では、孔の口元を鋼製蓋、モルタル等でシールしてセメントミルクの加圧注入を行う方式やセメントミルクに膨張材を添加する方式などがある。

ネイリングに分類されるロックボルトや鉄筋補強土工法と呼ばれる範疇の各工法の一般的な削孔方法および定着材の注入方法は、孔壁が自立し、かつ、湧水が無い場合には、ロッド削孔型またはオーガー削孔型の「１. 先行削孔方式」と「Ａ. 充填式」との組合せを採用し、孔壁が自立しない場合には、ケーシングパイプ削孔型の「１. 先行削孔方式」と「Ａ. 充填式」との組合せや「２. 自穿孔方式」および「３. 削孔同時注入方式」と「Ｂ. 注入式」との組合せを採用している。これらのネイリングは、その補強体径が１０ｃｍ程度以下と小さいため、特に、盛土のり面のような比較的緩い地山に対しては、効率よく補強することができない状況となっている。

また、「表１ ダウアリングおよびマイクロパイリングの代表的な工法」に示すマイクロパイリングに分類される中径ラディッシュアンカー工法、ロータスアンカー工法およびキャロットアンカー工法の削孔方法および定着材の充填・注入方法は、それぞれ、「４. 機械撹拌方式」、ケーシングパイプ削孔型の「１. 先行削孔方式」と「Ａ. 充填式」または「Ｂ. 注入式」との組み合せを採用している。

これらのマイクロパイリングは、ネイリングに含まれる各種の工法と比べて補強体が大径であるため、その合理的な補強効果を生かして、自然斜面や盛土のり面の急勾配化、掘削土留め工のグラウンドアンカーに替わる支保工、既設擁壁の補強、自然斜面や切土のり面および盛土のり面の耐震・降雨対策などに適用されているが、中径ラディッシュアンカー工法以外では、削孔時や削孔後のスライム処理に清水を使用するため、盛土や崩壊性地山に用いる場合においては、削孔排水が周辺地山を乱し、定着材の充填または注入後に行うケーシングパイプ引抜き時において、定着材の逸失や孔壁の崩壊が生じる可能性があるため、十分な施工管理が不可欠となる。

ダウアリングに分類される通常型ラディッシュアンカー工法および拡翼式ラディッシュアンカー工法の削孔方法は、「４. 機械撹拌方式」を採用している。これらのダウアリングの適用範囲は、マイクロパイリングと同様であり、特に周面摩擦抵抗力が得られにくい盛土や崩壊性地山で使用されているが、削孔方法として機械撹拌方式の深層混合処理工法の技術を応用しているため、補強体を築造する地山に１００ｍｍ程度以上の礫や玉石などが混入する場合や地山の強度が比較的大きい場合には施工能力の低下が生じ、場合によっては、施工不能に陥る可能性がある。また、クローラー型のベースマシンによる施工機械のため、小型軽量の定置型の施工機械に比べ、機械重量や施工上必要となる作業空間が大きくなり、搬入路や施工足場などに制約がある場合には適用することが出来ない。

一方、地山補強土工法と一体化するのり面保護工は、地山補強体との一体化（連結）による相互作用により、地山表層・表面の安定性を向上させるものである。

のり面保護工に用いるのり面防護材の種類としては、一般的には、連続タイプの「格子枠」、「吹付け」、「繊維補強土」、独立タイプの「受圧板」など多数の工法がある。

連続タイプの「格子枠」は、植生土のう工や植生基材吹付工を格子枠内に用いることにより、のり面緑化が可能であるが、のり面からの雨水の浸透を防止する場合には、格子枠内に張ブロックや吹付けコンクリートを設置するため、標準的なのり面緑化は適用が困難である。「格子枠」は施工方法により、現場打ちコンクリート枠工と吹付枠工の二種類に区分されるが、現場打ちコンクリート枠工は、基礎コンクリートの設置が必要となり、また、整形困難な凹凸が多いのり面には適さないため、同じ連続タイプの格子枠である吹付枠工と比較すると経済性および施工性に劣る。なお、吹付枠工は、吹付け作業において、比較的高度な技術を必要とするため、吹付けを行う作業員の技量に品質が左右される。また、吹付け時の風速や施工直後の降雨等の自然条件天候の影響により、吹付け材料が飛散・流出し、品質や周辺環境に影響を与える可能性がある。

「吹付け」は、コンクリートまたはモルタルを用いて、全面的にのり面を覆うため、標準的なのり面緑化は適さないが、のり面からの雨水の浸透を防止する場合には最も効果的となる。

「繊維補強土」は、その表面に植生基材吹付工などを用いて、全面的なのり面緑化が可能であるが、のり面からの雨水の浸透を防止することはできない。また、それ自体の断熱効果が高く、変形追従性に優れる材料のため、凍上対策には優れるが、地山補強体との一体化（連結）による相互作用は「吹付け」などと比較すると低い。

独立タイプの「受圧板」は、鋼、ＦＲＰ、ガラス繊維強化プラスティック、プレキャストコンクリート、セミプレキャストコンクリート、現場打ちコンクリートなどの材質によるブロック状の構造物であり、その周辺箇所を植生土のう工や植生基材吹付工を用いることにより、のり面緑化が可能であるが、のり面からの雨水の浸透を防止することはできない。また、ＦＲＰや繊維強化プラスチック等に代表されるように、比較的軽量なタイプは、作業空間が狭く人力主体による運搬・設置が必要となる場合には施工性が向上する。さらに、整形が困難な凹凸のある箇所や受圧板の重量に対する地耐力が不足している箇所では、接地面を平滑にするためや地耐力を補強する目的の下地処理が別途必要となる。

上述した通り、現在における地山補強土工法に用いる地山補強体およびのり面保護工には、それぞれに一長一短の特徴がある。

このため、盛土や崩壊性地山や狭隘地での施工性などに優れ、かつ、施工時の振動・騒音などの環境対策を満足し、均一な品質性能、景観や耐久性および経済性に優れる性能の高い地山補強体とのり面保護工との組み合せによる地山補強土工法の開発が求められている。

しかしながら、これら地山補強土工法においては、補強材周面と地盤との摩擦力を確保するためにケーシングパイプ削孔の場合には、セメントミルクを加圧注入したり、あるいは、セメントミルクに膨張材を添加するなどして対応しているが、適用地盤の種類、地下水の状況等の影響を受けて必ずしも十分な補強効果を発揮していないのが現状である。

特表２０１２−５０４０５８号公報 実用新案登録第３１２８１０７号公報 特開２００５−９１４６号公報 特開２０１０−１６８８８８号公報 特開平５−２２２７３２号公報 特開２０１２−１６７５０８号公報

このような状況に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は以下のようである。
（１）棒状補強体と周辺地盤との摩擦力が十分に確保できる。つまり、棒状補強体としての表面積を拡大するとともに付着力を増加させることができる。
（２）硬質地盤にもある程度の硬さまで掘削が可能である。基本的にはバーカッションを用いず削孔が可能である。すなわち、無（低）振動・無（低）騒音な工法である。
（３）低廉な工法とするために、施工時には大型掘削機械を用いなくても削孔が可能である。
（４）また、同様に、低廉な工法とするためには工期を短縮する必要があるが、本発明は、比較的簡易な施工法であり、低廉な工法とすることができる。
（５）地山の凹凸への追随性と均一な品質性能に優れた耐震と耐降雨への両対策に効果のある工法であること。
（６）のり面防護材には、補強効果を増大させるために必要な一体型剛壁面に加え、景観上およびヒートアイランド対策として緑化の機能を有することが可能な複合構造体にすることができる。
（７）耐震補強、耐降雨対策および緑化の三機能を有する地山補強構造体をシステマティックに打設することができる。

本発明は、上記状況に鑑みて、大地震時や大降雨時の場合にも、ある程度の変形は許容させるが、壊滅的な破壊までには至らしめないことがない、「ねばり強さ」を有する対策工法とすることができる加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法を提供することを目的とする。ここで示す「加圧注入型」とは注入材を充填・注入時において、対象とする箇所に対して標準状態（常圧）より高い圧力で充填・注入することにより、補強材や布パッカー部へセメントミルク等を充填・注入することと定義する。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、土構造物における自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山を対象として、この地山内に伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いた加圧注入型棒状補強体を築造するとともに、この加圧注入型棒状補強体の表面には、のり面防護材として連続立体ハニカム構造のジオセルを設置し、このジオセルに前記加圧注入型棒状補強体をシステムティックに連結させるようにしたことを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記加圧注入型棒状補強体は、ケーシングパイプ削孔後挿入する中空鋼棒とケーシングパイプとを接続するために、先端掘削用ビット（捨ビット）の裏側（削孔部の反対側）に中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント）をあらかじめ付帯させることを特徴とする。

〔３〕上記〔２〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記先端掘削用ビット（捨ビット）と前記中空鋼棒とのジョイント部には、セメントペースト加圧注入時に漏逸しないよう止水ストッパーを設けることを特徴とする。

〔４〕上記〔２〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記中空鋼棒には、削孔対象の地盤条件に応じて先端より２５ｃｍ〜１００ｃｍ程度の間隔で注入孔を開けるとともに、伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いてセメントペーストを加圧注入し、前記棒状補強体の比表面積を増大させるとともに、前記地山との密着性（付着力）を高めることを特徴とする。

〔５〕上記〔４〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記布パッカーは両端部を結束・結合した袋状の形態を有しているもので、伸縮性の大きい布と伸縮性の小さい布を横手方向に接合（一体化）したものであって、前記布パッカー内部にセメントペーストの注入による断面形状に凹凸が形成され、前記地山との接触面長が一種類の布パッカーの楕円形断面より大きくなり、前記地山との付着面積を大きくすることが可能な性能を有することを特徴とする。

〔６〕上記〔４〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記布パッカーの伸縮性の大きい布はナイロン製であり、前記伸縮性の小さい布はプラスチック製であり、横手方向に接合（一体化）したものであって、接合方法としては繊維による編込み、紐状プラスチックによる編込み、金属プレートによる圧着、合成樹脂接着剤による接着により接合・一体化したものであって、編込み方法や編込む繊維径の大小と伸縮性の違いによりセメントペーストが布パッカー内で内包する水分の脱水作用による急速に固化する部分性能と前記布パッカー外部に適宜セメントペーストが浸出して地山部との一体化を強固なものとすることが可能な部分性能を有して、伸縮性の大きい布からセメントペーストが外部に浸出して地山部と一体化することがより大きな付着力を有することができる形態であって、さらに前記布パッカーの削孔方向の長さは５０ｃｍ程度を標準とすることが望ましいが、地山状況により１．０ｍ程度まで長くすることや、二箇所または複数個所に設置することが可能な形態と性能を有することを特徴とする。

〔７〕上記〔４〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、地山側の布パッカーとしては、伸びが大きいナイロン製織布を用いて、織布表面上にセメントペーストに含まれる水分を分離し、さらに、加圧後の注入型棒状補強体の表面を凹凸状にして前記地山との密着性を高めており、一方、地山側とは他方の布パッカーとしては水密性の高い高密度ポリエチレン製のものを使用することを特徴とする。

〔８〕上記〔２〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記ケーシングパイプ形状は、円形または角型のどちらでもよいが、先端は、前記ケーシングパイプを逆回転することによって、前記先端掘削用ビット（捨てビット) との着脱が可能な構造形式とすることを特徴とする。

〔９〕上記〔２〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、ケーシングパイプ削孔による布パッカー部上部のケーシングパイプ機能としては、前記布パッカー設置部の上部まで引き上げた両端部にネジ加工を有した金属製または鋳鉄製ケーシングパイプの機能について、前記布パッカーへの注入・充填後、前記ケーシングパイプ内部にセメントペーストを注入・充填し、地山状態に応じて前記ケーシングパイプ上部に注入孔付の蓋をケーシングパイプ上端部に設置して、前記ケーシングパイプ内へセメントペーストを加圧注入することにより、前記ケーシングパイプが残地した部分の斜面・のり面表層部分の補強が可能な機能を付加することが可能な注入方法であることを特徴とする。

〔１０〕上記〔９〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、ネイリングでは補強材径の周囲へのセメントペーストの注入では補強材周囲への付着厚さは１０〜２０ｍｍ程度と比較して、前記ケーシングパイプを併用して注入することにより、加圧注入型棒状補強体周囲への付着厚さを３０〜５０ｍｍ程度に大径化することにより、曲げ剛性が大きな補強土を構築することが可能なケーシングパイプ（単管）削孔方法であって、更に前記ケーシングパイプ部への加圧注入により、前記ケーシングパイプ内部から連続している布パッカー部への加圧によるより強固な付着力増大を図ることが可能であることを特徴とする。

〔１１〕上記〔８〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、先端掘削用ビット（捨てビット) を取り付けたケーシングパイプによって所定の深度まで削孔後、あらかじめ付帯させている中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント) に接続させた後に前記ケーシングパイプを逆回転させて、このケーシングパイプと先端掘削用ビット（捨てビット) とを分離させることを特徴とする。

〔１２〕上記〔１１〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、その後、前記先端掘削用ビット（捨てビット) と前記中空鋼棒を所定の深度に残置して、前記ケーシングパイプを掘削対象地盤に対応した所定の深度まで引き抜くことを特徴とする。

〔１３〕上記〔１２〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、まず第１ステップとして、引き抜いた前記ケーシングパイプと先端の先端掘削用ビット( 捨てビット) との間で、あらかじめ削孔対象の地盤条件に応じて先端より２５ｃｍ〜１００ｃｍ程度の間隔で開けた注入孔から、伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを介してセメントペーストを加圧注入し、棒状補強体の比表面積を増大させるとともに、地山との密着性（付着力）を高めた棒状補強体を築造することを特徴とする。

〔１４〕上記〔１３〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、引き続き、さらに上部へケーシングパイプを引き抜きながら、セメントペーストを注入して前記中空鋼棒の周辺に充填し、所定の長さの棒状補強体を築造することを特徴とする。

〔１５〕上記〔１〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いることによって、加圧注入型棒状補強体の比表面積を増大させるとともに、前記地山との密着性（付着力）を高めることができるため、大きな極限引抜力を得ることができることを特徴とする。

〔１６〕上記〔１〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記加圧注入型棒状補強体を構成する芯材の中空鋼棒の頭部には高剛性押圧板を固定し、のり面防護材として採用する地山の凹凸への追随性・工場製品による均一な品質性能を有する立体ハニカム構造のジオセルの縦・横方向に挿入されている連結用鉄筋と一体化させることを特徴とする。

〔１７〕上記〔１６〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記高剛性押圧板は、１つのセル内に収まる形状を基本とするが、その支圧効果による高い補強・拘束効果をのり面防護材として採用した立体ハニカム構造のジオセルに伝達させるために、求められる要求に応じて複数のセルにまたがる構造としたことを特徴とする。

〔１８〕上記〔１〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記立体ハニカム構造のジオセルの高さは、１０〜１５ｃｍ程度を標準とするが、のり面保護工としての均一な面的連続性、縦・横方向に挿入する連結鉄筋の径、防錆対策、ならびに施工性を考慮して、孔径５〜３０ｍｍ程度の穴をジオセルの破断強度低下に影響を及ぼさない位置に打抜き加工することを特徴とする。

〔１９〕上記〔１〕記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記加圧注入型棒状補強体、前記高剛性押圧板、およびのり面防護材としてのジオセルの３構造体を一体化させるために、前記地山補強体の押圧板設置部にジオセルの高さの１／２程度までモルタル充填を基本とし、その上部は中詰め材として植生土のう、植生基材吹付工あるいは砕石等で充填することができることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。

(１) 地山に対する耐震および耐降雨補強機能として、伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いてセメントペーストを加圧注入し、棒状補強体の比表面積を増大させるとともに、地山との密着性（付着力）を高めた棒状補強体、高剛性押圧板、および、のり面防護材としての立体ハニカム構造体の３構造体を一体化させるために、耐震および耐降雨対策の両効果が期待できる。

(２) 多様な地盤性状と不確定性・不規則性が著しい地震動に対して、耐震および耐降雨対策を考える場合、設定外力を超えた地震動（Ｌ２地震動程度）に対しても壊滅的な破壊に至らしめない耐震対策として、あまり要求性能の高くない土構造物に対して、低廉な補強対策工法となる。

(３) 大地震時や大降雨時の場合にも、ある程度の変形は許容させるが、壊滅的な破壊までには至らしめないことがない、「ねばり強さ」を有する対策工法とすることができる。

(４) 騒音・振動を伴う施工機械は積極的には用いない低公害型工法であり、都市域、特に耐震対策にいまだ着手していない既設構造物にも有効に適用できる。

(５) のり面防護材の被覆モルタルの上部を緑化することによって、ヒートアイランドの原因の一部になっているコンクリート壁の高温化を防ぐことができる。

本発明の実施例を示す加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面を示す図である。 本発明の実施例を示す掘削用先端ビットの例を示す図である。 本発明の実施例を示す中空鋼棒とのジョイントの例を示す図である。 本発明の実施例を示す先端掘削用ビット（捨ビット）とケーシングパイプとのジョイントの例を示す図である。 本発明の実施例を示す中空鋼棒との装着の様子を示す図である。 本発明の実施例を示すケーシングパイプ引き抜き後の加圧注入を示す図である。 本発明の実施例を示す布パッカーの先端に装着される止水ストッパを示す図である。 本発明の実施例を示す布パッカーが加圧された断面を示す図である。

本発明の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法は、土構造物における自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山を対象として、この地山内に伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いた加圧注入型棒状補強体を築造するとともに、その棒状補強体の表面には、のり面防護材として連続立体ハニカム構造のジオセルを設置し、このジオセルに棒状補強体をシステムティックに連結させる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示す加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面を示す図であり、図１（ａ）は地山の全体構成図、図１（ｂ）はそのジオセルと加圧注入型棒状補強体の接続部の模式図である。図２は本発明の実施例を示す掘削用先端ビットの例を示す図であり、図２（ａ）は先端掘削用ビット（捨ビット）、第１の接続用ドライプシュートおよび第２の接続用ドライプシュートを示す図であり、図２（ｂ）は更に中空鋼棒受けコーンと中空鋼棒とを示す図である。図３は本発明の実施例を示す中空鋼棒とのジョイントの例を示す図、図４は本発明の実施例を示す先端掘削用ビット（捨ビット）とケーシングパイプとのジョイントの例を示す図であり、図４（ａ）は先端掘削用ビット（捨ビット）へケーシングパイプが装着される様子を示す図、図４（ｂ）は先端掘削用ビット（捨ビット）とケーシングパイプとを示す図、図５は本発明の実施例を示す中空鋼棒との装着の様子を示す図であり、図５（ａ）はケーシングパイプの注入孔への布パッカーの挿入状態を示す図、図５（ｂ）は中空鋼棒への布パッカーの装着状態を示す図である。図６は本発明の実施例を示すケーシングパイプ引き抜き後の加圧注入を示す図であり、図６（ａ）は先端掘削用ビット（捨ビット）への布パッカーの接続状態を示す図、図６（ｂ）〜（ｄ）はケーシングパイプ引き抜き後の加圧注入後の状態を示す図、図７は本発明の実施例を示す布パッカーの先端に装着される止水ストッパーを示す図、図８は本発明の実施例を示す布パッカーが加圧された断面を示す図である。

図１に示すように、本発明の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法は、土構造物における自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山１を対象として、この地山１内に伸縮性能が異なる二種類の布パッカー１８を用いた加圧注入型棒状補強体１９を築造するとともに、その棒状補強体１９の表面には、のり面防護材として連続立体ハニカム構造のジオセル２を設置し、このジオセル２に加圧注入型棒状補強体１９をシステムティックに連結させるようにしたことを特徴とする。

以下、この加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法に用いる構成要素について詳細に説明する。

図２〜図８において、１１は先端掘削用ビット（捨ビット）、１２は第１の接続用ドライブシュート、１３は第２の接続用ドライブシュート、１４は中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント）、１５は中空鋼棒、１６はケーシングパイプ、１７は中空鋼棒に形成される注入孔、１８は伸縮性能が異なる二種類の布パッカー、１９は加圧注入型棒状補強体を示している。

ここで、ケーシングパイプ１６削孔後挿入する中空鋼棒１５とケーシングパイプ１６とを接続するために、先端掘削用ビット（捨ビット）１１の裏側（削孔部の反対側）に中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント）１４をあらかじめ付帯させる。

なお、先端掘削用ビット（捨ビット）１１と中空鋼棒１５とのジョイント部にはセメントペースト加圧注入時に漏逸しないよう止水ストッパー２０を設ける。

また、中空鋼棒１５には、削孔対象の地盤条件に応じて先端より２５ｃｍ〜１００ｃｍ程度の間隔で注入孔１７を開けるとともに、伸縮性能が異なる二種類の布パッカー１８を用いてセメントペーストを加圧注入し、加圧注入型棒状補強体１９の比表面積を増大させるとともに、地山との密着性（付着力）を高める。

なお、布パッカー１８は下記に示す形態と性能を有する。

伸縮性能が異なる二種類の布パッカー１８とは、両端部を結束・結合した袋状の形態を有しているもので、例えばナイロン製の伸縮性の大きい布と高密度ポリエチレン製のような伸縮性の小さい布を横手方向に接合（一体化）したものであって、接合方法としては繊維による編込み、紐状プラスチックによる編込み、金属プレートによる圧着、合成樹脂接着剤による接着等により接合・一体化したものであって、布パッカー１８内部にセメントペーストの注入による断面形状に凹凸が形成され、地山１との接触面長が一種類の布パッカーの楕円形断面より大きくなり、地山１との付着面積を大きくすることが可能な性能を有する布パッカー１８であって、また編込み方法や編込む繊維径の大小と伸縮性の違いによりセメントペーストが布パッカー１８内で内包する水分の脱水作用による急速に固化する部分性能と布パッカー１８外部に適宜セメントペーストが浸出して地山部との一体化を強固なものとすることが可能な部分性能を有して、伸縮性の大きい布からセメントペーストが外部に浸出して地山部と一体化することがより大きな付着力を有することができる形態であって、さらに布パッカー１８の削孔方向の長さは５０ｃｍ程度を標準とすることが望ましいが、地山状況により１．０ｍ程度まで長くすることや、二箇所または図示しないが複数個所に設置することが可能な形態と性能を有する。

地山１側の布パッカーとしては、例えば、伸びが大きいナイロン製織布等を用いて、織布表面上にセメントペーストに含まれる水分を分離し、さらに、加圧後の注入型棒状補強体１９の表面を凹凸状にして地山１との密着性を高めている。一方、他方の布パッカーとしては水密性の高い高密度ポリエチレン製のものを使用する。

ケーシングパイプ１６の形状は、円形および角型のどちらでもよいが、先端は、ケーシングパイプ１６を逆回転することによって、先端掘削用ビット（捨てビット) １１との着脱が可能な構造形式とする。

更に、ケーシングパイプ削孔による布パッカー部上部のケーシングパイプ機能としては、以下の性能を有する。

布パッカー１８設置部の上部まで引き上げた両端部にネジ加工を有した金属製または鋳鉄製ケーシングパイプ１６の機能について、布パッカー１８への注入・充填後、ケーシングパイプ１６内部にセメントペーストを注入・充填し、地山状態に応じてケーシングパイプ１６上部に注入孔付の蓋をケーシングパイプ１６上端部に設置して、ケーシングパイプ１６内へセメントペーストを加圧注入することにより、ケーシングパイプ１６が残地した部分の斜面・のり面表層部分の補強が可能な機能を付加することが可能な注入方法であって、例えばネイリングでは補強材径の周囲へのセメントペーストの注入では加圧注入型棒状補強体１９周囲への付着厚さは１０〜２０ｍｍ程度と比較して、ケーシングパイプ１６を併用して注入することにより、加圧注入型棒状補強体１９周囲への付着厚さを３０〜５０ｍｍ程度に大径化することにより、曲げ剛性が大きな補強土を構築することが可能なケーシングパイプ１６（単管）削孔方法であって、更にケーシングパイプ部への加圧注入により、ケーシングパイプ１６内部から連続している布パッカー部１８への加圧によるより強固な付着力増大を図ることが可能である。

先端掘削用ビット（捨てビット) １１を取り付けたケーシングパイプ１６によって所定の深度まで削孔後、あらかじめ付帯させている中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント) １４に接続させた後にケーシングパイプ１６を逆回転させて、ケーシングパイプ１６と先端掘削用ビット（捨てビット) １１とを分離させる。

その後、先端掘削用ビット（捨てビット) １１と中空鋼棒１５を所定の深度に残置して、ケーシングパイプ１６を掘削対象地盤に対応した所定の深度まで引き抜く。

まず、第１ステップとして、引き抜いたケーシングパイプ１６と先端の先端掘削用ビット（捨てビット) １１との間で、あらかじめ削孔対象の地盤条件に応じて先端より２５ｃｍ〜１００ｃｍ程度の間隔で開けた注入孔１７から、伸縮性能が異なる二種類の布パッカー１８を介してセメントペーストを加圧注入し、加圧注入型棒状補強体１９の比表面積を増大させるとともに、地山との密着性（付着力）を高めた棒状補強体１９を築造する。

引き続き、さらに上部へケーシングパイプ１６を引き抜きながら、セメントペーストを注入して中空鋼棒１５の周辺に充填し、所定の長さの加圧注入型棒状補強体１９を築造する。

このように、伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いることによって、加圧注入型棒状補強体１９の比表面積を増大させるとともに、地山１との密着性（付着力）を高めることができるため、従来の地山補強土工と比較して大きな極限引抜力を得ることができる。

図１（ｂ）に示すように、この加圧注入型棒状補強体１９を構成する芯材の中空鋼棒１５の頭部の連結鉄筋４には高剛性押圧板３をナット等で固定し、のり面防護材として採用する地山１の凹凸への追随性・工場製品による均一な品質性能を有する立体ハニカム構造のジオセル２の縦・横方向に挿入されている連結用鉄筋線５と一体化させる。

この高剛性押圧板３は、１つのセル内に収まる形状を基本とするが、その支圧効果による高い補強・拘束効果をのり面防護材として採用した立体ハニカム構造のジオセル２に伝達させるために、求められる要求に応じて複数のセルにまたがる構造でも良い。

立体ハニカム構造のジオセル２の高さは、１０〜１５ｃｍ程度を標準とするが、のり面保護工としての均一な面的連続性、縦・横方向に挿入する連結鉄筋線５の径、防錆対策、ならびに施工性を考慮して、孔径５〜３０ｍｍ程度の穴をジオセル２の破断強度低下に影響を及ぼさない位置に打抜き加工するものとする。

加圧注入型棒状補強体１９、高剛性押圧板３、およびのり面防護材としてのジオセル２の三構造体を一体化させるために、地山補強体の高剛性押圧板３の設置部にジオセル２の高さの１／２程度までモルタル充填を基本とし、その上部は中詰め材として植生土のう６、植生基材吹付工あるいは砕石等で充填することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法は、大地震時や大降雨時の場合にも、ある程度の変形は許容させるが、壊滅的な破壊までには至らしめないことがない、「ねばり強さ」を有する対策工法とすることができる。

１ 土構造物における自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山
２ のり面防護材として連続立体ハニカム構造のジオセル
３ 高剛性押圧板
４ 連結用鉄筋
５ 連結用鉄筋線
６ 植生土のう
１１ 先端掘削用ビット（捨ビット）
１２ 第１の接続用ドライブシュート
１３ 第２の接続用ドライブシュート
１４ 中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント）
１５ 中空鋼棒
１６ ケーシングパイプ
１７ 中空鋼棒に形成される注入孔
１８ 伸縮性能が異なる二種類の布パッカー
１９ 加圧注入型棒状補強体
２０ 止水ストッパー

Claims (19)

1. 土構造物における自然斜面や切土のり面および盛土のり面などの地山を対象として、該地山内に伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いた加圧注入型棒状補強体を築造するとともに、該加圧注入型棒状補強体の表面には、のり面防護材として連続立体ハニカム構造のジオセルを設置し、該ジオセルに前記加圧注入型棒状補強体をシステムティックに連結させるようにしたことを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
2. 請求項１記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記加圧注入型棒状補強体は、ケーシングパイプ削孔後挿入する中空鋼棒とケーシングパイプとを接続するために、先端掘削用ビット（捨ビット）の裏側（削孔部の反対側）に中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント）をあらかじめ付帯させることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
3. 請求項２記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記先端掘削用ビット（捨ビット）と前記中空鋼棒とのジョイント部には、セメントペースト加圧注入時に漏逸しないよう止水ストッパーを設けることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
4. 請求項２記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記中空鋼棒には、削孔対象の地盤条件に応じて先端より２５ｃｍ〜１００ｃｍ程度の間隔で注入孔を開けるとともに、伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いてセメントペーストを加圧注入し、前記棒状補強体の比表面積を増大させるとともに、前記地山との密着性（付着力）を高めることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
5. 請求項４記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記布パッカーは両端部を結束・結合した袋状の形態を有しているもので、伸縮性の大きい布と伸縮性の小さい布を横手方向に接合（一体化）したものであって、前記布パッカー内部にセメントペーストの注入による断面形状に凹凸が形成され、前記地山との接触面長が一種類の布パッカーの楕円形断面より大きくなり、前記地山との付着面積を大きくすることが可能な性能を有することを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
6. 請求項４記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記布パッカーの伸縮性の大きい布はナイロン製であり、前記伸縮性の小さい布はプラスチック製であり、横手方向に接合（一体化）したものであって、接合方法としては繊維による編込み、紐状プラスチックによる編込み、金属プレートによる圧着、合成樹脂接着剤による接着により接合・一体化したものであって、編込み方法や編込む繊維径の大小と伸縮性の違いによりセメントペーストが布パッカー内で内包する水分の脱水作用による急速に固化する部分性能と前記布パッカー外部に適宜セメントペーストが浸出して地山部との一体化を強固なものとすることが可能な部分性能を有して、伸縮性の大きい布からセメントペーストが外部に浸出して地山部と一体化することがより大きな付着力を有することができる形態であって、さらに前記布パッカーの削孔方向の長さは５０ｃｍ程度を標準とすることが望ましいが、地山状況により１．０ｍ程度まで長くすることや、二箇所または複数個所に設置することが可能な形態と性能を有することを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
7. 請求項４記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、地山側の布パッカーとしては、伸びが大きいナイロン製織布を用いて、織布表面上にセメントペーストに含まれる水分を分離し、さらに、加圧後の注入型棒状補強体の表面を凹凸状にして前記地山との密着性を高めており、一方、地山側とは他方の布パッカーとしては水密性の高い高密度ポリエチレン製のものを使用することを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
8. 請求項２記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記ケーシングパイプ形状は、円形または角型のどちらでもよいが、先端は、前記ケーシングパイプを逆回転することによって、前記先端掘削用ビット（捨てビット) との着脱が可能な構造形式とすることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
9. 請求項２記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、ケーシングパイプ削孔による布パッカー部上部のケーシングパイプ機能としては、前記布パッカー設置部の上部まで引き上げた両端部にネジ加工を有した金属製または鋳鉄製ケーシングパイプの機能について、前記布パッカーへの注入・充填後、前記ケーシングパイプ内部にセメントペーストを注入・充填し、地山状態に応じて前記ケーシングパイプ上部に注入孔付の蓋をケーシングパイプ上端部に設置して、前記ケーシングパイプ内へセメントペーストを加圧注入することにより、前記ケーシングパイプが残地した部分の斜面・のり面表層部分の補強が可能な機能を付加することが可能な注入方法であることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
10. 請求項９記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、ネイリングでは補強材径の周囲へのセメントペーストの注入では補強材周囲への付着厚さは１０〜２０ｍｍ程度と比較して、前記ケーシングパイプを併用して注入することにより、加圧注入型棒状補強体周囲への付着厚さを３０〜５０ｍｍ程度に大径化することにより、曲げ剛性が大きな補強土を構築することが可能なケーシングパイプ（単管）削孔方法であって、更に前記ケーシングパイプ部への加圧注入により、前記ケーシングパイプ内部から連続している布パッカー部への加圧によるより強固な付着力増大を図ることが可能であることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
11. 請求項８記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、先端掘削用ビット（捨てビット) を取り付けたケーシングパイプによって所定の深度まで削孔後、あらかじめ付帯させている中空鋼棒受けコーン（接続ジョイント) に接続させた後に前記ケーシングパイプを逆回転させて、該ケーシングパイプと先端掘削用ビット（捨てビット) とを分離させることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
12. 請求項１１記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、その後、前記先端掘削用ビット（捨てビット) と前記中空鋼棒を所定の深度に残置して、前記ケーシングパイプを掘削対象地盤に対応した所定の深度まで引き抜くことを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
13. 請求項１２記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、まず第１ステップとして、引き抜いた前記ケーシングパイプと先端の先端掘削用ビット( 捨てビット) との間で、あらかじめ削孔対象の地盤条件に応じて先端より２５ｃｍ〜１００ｃｍ程度の間隔で開けた注入孔から、伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを介してセメントペーストを加圧注入し、棒状補強体の比表面積を増大させるとともに、地山との密着性（付着力）を高めた棒状補強体を築造することを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
14. 請求項１３記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、引き続き、さらに上部へケーシングパイプを引き抜きながら、セメントペーストを注入して前記中空鋼棒の周辺に充填し、所定の長さの棒状補強体を築造することを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
15. 請求項１記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記伸縮性能が異なる二種類の布パッカーを用いることによって、加圧注入型棒状補強体の比表面積を増大させるとともに、前記地山との密着性（付着力）を高めることができるため、大きな極限引抜力を得ることができることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
16. 請求項１記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記加圧注入型棒状補強体を構成する芯材の中空鋼棒の頭部には高剛性押圧板を固定し、のり面防護材として採用する地山の凹凸への追随性・工場製品による均一な品質性能を有する立体ハニカム構造のジオセルの縦・横方向に挿入されている連結用鉄筋と一体化させることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
17. 請求項１６記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記高剛性押圧板は、１つのセル内に収まる形状を基本とするが、その支圧効果による高い補強・拘束効果をのり面防護材として採用した立体ハニカム構造のジオセルに伝達させるために、求められる要求に応じて複数のセルにまたがる構造としたことを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
18. 請求項１記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記立体ハニカム構造のジオセルの高さは、１０〜１５ｃｍ程度を標準とするが、のり面保護工としての均一な面的連続性、縦・横方向に挿入する連結鉄筋の径、防錆対策、ならびに施工性を考慮して、孔径５〜３０ｍｍ程度の穴をジオセルの破断強度低下に影響を及ぼさない位置に打抜き加工することを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。
19. 請求項１記載の加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法において、前記加圧注入型棒状補強体、前記高剛性押圧板、およびのり面防護材としてのジオセルの三構造体を一体化させるために、前記地山補強体の押圧板設置部にジオセルの高さの１／２程度までモルタル充填を基本とし、その上部は中詰め材として植生土のう、植生基材吹付工あるいは砕石等で充填することができることを特徴とする加圧注入型棒状補強体による土構造物の耐震・耐降雨対策斜面安定化工法。

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