JP2016108929A - 地盤上の盛土の補強方法、荷重予定地の補強方法、及び、補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ジオテキスタイルのようなシート部材による補強効果への寄与を、従来と全く異なる用法によって向上させる。【解決手段】補強部材１０は、ジオテキスタイルで粒状材料を巻き上げることで形成されている。ジオテキスタイルは粒状材料を取り囲んでいる。これにより、補強部材１０は、全体が厚みを持った一体の部材として盛土２を支持している。【選択図】図１

Description

本発明は、地盤上の盛土の補強方法、荷重予定地の補強方法、及び、補強構造に関する。

地盤上の盛土の補強方法における一例として、土中に水平に沿ってジオテキスタイルを敷設する方法がある。例えば、特許文献１では、複数本の地盤改良杭が地盤内に埋設されている。これら複数本の地盤改良杭上には、粒度調整砕石にセメントで安定化処理を施したセメント改良礫土が形成されている。そして、セメント改良礫土内にジオテキスタイルが水平に敷設されている。

特許第５３１８９１８号

特許文献１のようにジオテキスタイルを土中に単に水平に敷設する方法は、従来よく知られている。したがって、特許文献１におけるジオテキスタイルによる補強効果への寄与は、従来知られた範囲とならざるを得ない。

本発明の目的は、ジオテキスタイルのようなシート部材による補強効果への寄与を、従来と全く異なる用法によって向上させた、地盤上の盛土の補強方法、荷重予定地の補強方法及び補強構造を提供することにある。

本発明における地盤上の盛土の補強方法は、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材のうちの少なくともいずれか１枚が前記粒状材料の下方から上方又は上方から下方へと巻き返されつつ、前記粒状材料全体を前記１又は複数枚のシート部材が取り囲んだ構成を有する補強部材を地盤上に配置し、前記補強部材上の盛土を支持させる。

本発明の地盤上の盛土の補強方法によると、補強部材として、１枚以上のシート部材によって粒状材料を取り囲ませる。これにより、補強部材全体が厚みを持った一体の部材として盛土を支持できる。よって、補強部材上の盛土の沈下を適切に抑制できる。一方、特許文献１では、粒度調整砕石をセメントで安定化処理することで梁部材を形成することが前提とされている。特許文献１におけるジオテキスタイルは、上記梁部材中に単に水平に敷設されるに過ぎない。つまり、特許文献１は、梁部材の強度を向上するために従来通りの用法でジオテキスタイルを使用したに過ぎず、ジオテキスタイルによる補強効果への寄与はあくまで従来知られた範囲にとどまっている。これに対し、本発明の補強方法は、シート部材を粒状材料の下方から上方又は上方から下方へと巻き返し、もって、シート部材に粒状材料全体を取り囲ませる。これによって、補強部材全体を、厚みを持った一体の部材として機能させる。つまり、本発明におけるシート部材の目的は、厚みを持った一体の部材として補強部材を機能させることにあり、粒度調整砕石をセメントで安定化処理することで形成された梁部材を補強するためにジオテキスタイルを使用しているに過ぎない従来技術とは、全く異なる技術思想に基づくものである。このように、本発明は、シート部材による補強効果への寄与を、従来技術と全く異なる用法によって向上させたものである。

また、本発明の荷重予定地の補強方法は、長期間の荷重原因となる第１の荷重体を地盤上に形成する予定地を補強する方法であって、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材のうちの少なくともいずれか１枚が前記粒状材料の下方から上方又は上方から下方へと巻き返されつつ、前記粒状材料全体を前記１又は複数枚のシート部材が取り囲んだ構成を有する補強部材を地盤上に配置する工程と、前記第１の荷重体と異なる第２の荷重体を前記補強部材上に形成する工程と、前記第２の荷重体による短期間の荷重によって前記補強部材を下方に向かって撓ませる工程と、前記第２の荷重体の少なくとも一部を前記補強部材上から除去する工程と備えている。

本発明の荷重予定地の補強方法によると、第２の荷重体による上方からの荷重で補強部材を撓ませた後で補強部材上に第１の荷重体を形成する。したがって、上方からの荷重に対して補強部材がそれ以上変形しにくい状態になった後に、第１の荷重体が形成される。よって、第１の荷重体が形成後に沈下しにくくなる。また、第１の荷重体とは別の第２の荷重体によって補強部材を撓ませる。したがって、補強部材を撓ませるために適切な荷重をかけられるように、第２の荷重体とその形成方法を適宜選択することができる。なお、本発明において「長期間」及び「短期間」の一対の文言は、互いの間で長短の差があることを示している。つまり、これら一対の文言は、それぞれが何らかの絶対的な長さの期間を示すものではなく、第１の荷重体が荷重を発生させると予想される期間が第２の荷重体が荷重を発生させる期間より長いことを示すに過ぎない。

また、本発明の補強方法においては、地中の軟弱層を上下方向に貫通すると共に前記軟弱層より深層の基盤層に達する複数の改良体を、水平方向に並べて形成し、前記複数の改良体間をこれらの並んだ方向に関して跨ぐように、前記補強部材を前記複数の改良体上に形成し、一体化することが好ましい。これによると、補強部材の上の盛土の荷重を改良体によって基盤層へ伝達できる。また、改良体は基盤層まで到達しているため、改良体の下端が基盤層によって確実に支持されている。したがって、補強部材と改良体が一体となって盛土の荷重を確実に基盤層へ伝達支持する。これらにより、改良体間に残る未改良部における不同沈下が抑制され、改良体のせん断変形や曲げ破壊が抑制されると共に、上記未改良部が側方流動するおそれが低下する。

また、本発明の補強構造は、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材のうちの少なくともいずれか１枚が前記粒状材料の下方から上方又は上方から下方へと巻き返されつつ、前記粒状材料全体を前記１又は複数枚のシート部材が取り囲んだ構成を有する地盤上の補強部材が、前記補強部材上の荷重体を支持している。

本発明の補強構造は、補強部材全体が厚みを持った一体の部材として荷重体を支持する。よって、補強部材上の荷重体の沈下を適切に抑制できる。

また、本発明の補強構造においては、地中の軟弱層を上下方向に貫通すると共に前記軟弱層より深層の基盤層に達する複数の改良体が、水平方向に並んで形成されており、前記補強部材が、前記複数の改良体間をこれらの並んだ方向に関して跨ぐように、前記複数の改良体上に形成し、一体化されていることが好ましい。これによると、補強部材の上の盛土の荷重を改良体によって基盤層へ伝達できる。また、改良体は基盤層まで到達しているため、改良体の下端が基盤層によって確実に支持されている。したがって、補強部材と改良体が一体となって盛土の荷重を確実に基盤層へ伝達支持する。これらにより、改良体間に残る未改良部における不同沈下が抑制され、改良体のせん断変形や曲げ破壊が抑制されると共に、上記未改良部が側方流動するおそれが低下する。

本発明の一実施形態に係る補強構造及び盛土の横断面図である。図１は図２のＩ−Ｉ線断面図に対応する。 図１の補強構造及び盛土の平面図である。 図２の補強部材の拡大図である。 図１の補強構造の構築方法における構築経過を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る荷重予定地の補強方法における予定地周辺の構造の経過を示す概略図である。 上述の実施形態とは別の実施形態に係る補強構造及び盛土の横断面図である。図６は図７のＶＩ−ＶＩ線断面図に対応する。 図６の補強構造及び盛土の平面図である。 図６の補強構造における改良体の上端付近の拡大図である。 図６の補強構造の変形例に係る補強構造及び盛土の横断面図である。 図３の補強部材の変形例に対応する補強部材の横断面図である。

本発明の補強構造に係る一実施形態である補強構造１について図１〜図３を参照しつつ説明する。以下、図１及び図２中の左右方向に相当する水平方向をＡ方向とし、図２中の上下方向に相当する水平方向をＢ方向とする。補強構造１は、地盤Ｇ上に形成される盛土２を補強するために構築されている。盛土２は、図２のＢ方向に直交する断面に関して台形形状を有している（図１参照）。盛土２は、図１及び図２に示すように、水平面に沿った上面２ａと２つの斜面２ｂとを有している。

補強構造１は、地盤Ｇ上に配置された補強部材１０と、Ａ方向に関して補強部材１０の両脇のそれぞれに配置されたふとん籠３（支持部）とを有している。ふとん籠３は、直方体の概略形状を有しており、金網等で構成された枠体と枠体内に充填された詰め石とを有している。

補強部材１０は、ほぼ水平面に沿った平板状の部材である。補強部材１０は、図３に示すように、ジオテキスタイル１１とジオテキスタイル１１に取り囲まれたグラベル１２（粒状材料）とを有している。ジオテキスタイル１１は、織物、不織布及び編物のいずれかであって、透水性のある、高分子材料からなるシート状の部材である。また、ジオテキスタイル１１が、これらの素材のうち少なくとも２つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。この他、網状構造又は格子状構造を有するシート状の部材が用いられてもよいし、透水性を有しないシート状の部材に排水用の貫通孔を形成したものが用いられてもよい。例えば、ＪＩＳ Ｌ ０２２１に規定されたジオシンセティックの範囲内で、様々な種類のシート部材が用いられてよい。ジオテキスタイル１１は、Ｂ方向に関して複数枚並べられてもよい。またその場合、Ｂ方向に隣り合う２枚のジオテキスタイル１１同士は、Ｂ方向に関する端部において互いに部分的に重ねあわされてもよい。

グラベル１２は、約１０ｃｍ以下の径を有する、適宜の粒度分布の砂礫からなる。この他、グラベル１２として、再生骨材などを適宜の粒度分布に調整した粗粒材料が用いられてもよいし、砂利や砕石が用いられてもよい。また、このような粗粒材料と砂礫や砂利・砕石を混合したものが用いられてもよい。

グラベル１２は、図３の断面において、全周に亘ってジオテキスタイル１１に取り囲まれている。ジオテキスタイル１１は、図３に示すように、Ａ方向に関するグラベル１２の両端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。なお、この巻き返しに関して、上下方向の違いはない。このため、ジオテキスタイル１１は、Ａ方向に関するグラベル１２の両端において、グラベル１２の上方からその下方へと巻き返されていると言い換えることができる。ジオテキスタイル１１の一方の端部１１ａ及び他方の端部１１ｂは、図３に示すように、上下方向に重なり合っている。端部１１ａ及び１１ｂが重なり合った部分は、Ａ方向に関して補強部材１０の中央付近であって、グラベル１２より上方に配置されている。このような配置により、端部１１ａ及び１１ｂは、その上方の盛土２と下方のグラベル１２に挟持されている。したがって、端部１１ａ及び１１ｂは、盛土２の荷重によって互いに密着している。これによって、端部１１ａ及び１１ｂが互いに対してＡ方向にずれるのが抑制されている。なお、本実施形態における「端部」とは、一端から任意の範囲で連続する部分を示す。

以上のように構成されていることにより、補強部材１０は、ジオテキスタイル１１とグラベル１２の全体が一体となることで、厚みを持った板状の部材を形成している。さらに補強部材１０は、図３に示すように、全体的に下方に向かって凸に撓んでいる。ジオテキスタイル１１は、上載荷重により引っ張り歪みが発生し、もって、緊張状態となっている。これにより、補強部材１０は、上方からの荷重に対し、それ以上変形しにくい状態になっている。なお、図３以外の図においては、補強部材１０の撓みの図示は省略されている場合がある。

補強構造１の構築方法について、図４を参照しつつ説明する。本構築方法は、本発明における地盤上の盛土の補強方法に係る一実施形態である。まず、地盤上に２個のふとん籠３を、図４（ａ）に示すように、互いにＡ方向に関して距離を隔てた２地点に配置する。次に、図４（ｂ）に示すように、一方のふとん籠３から他方のふとん籠３までの範囲を跨ぐようにふとん籠３と地盤Ｇの上にジオテキスタイル１１を設置する。次に、図４（ｃ）に示すように、ジオテキスタイル１１上の領域であってふとん籠３上の領域同士の間にグラベル１２を堆積させる。次に、ジオテキスタイル１１の両端部１１ａ及び１１ｂを図４（ｃ）のＣ方向及びＤ方向に折り畳む。これによって、ジオテキスタイル１１でグラベル１２を巻き上げると共に、両端部１１ａ及び１１ｂを上下に重ね合わせる。グラベル１２は、図４（ｄ）に示すようにジオテキスタイル１１に取り囲まれる。本実施形態では、ジオテキスタイル１１でグラベル１２を巻き上げた後、ジオテキスタイル１１のＡ方向の両端部上にふとん籠３をさらに配置する。このふとん籠３がなくてもよい。なお、本実施形態において「巻き上げ」とは、下方から上方に向かって巻き返す動作を示す。

グラベル１２が敷き詰められる間、ジオテキスタイル１１のＡ方向の両端部はふとん籠３に支持されている。これによって、グラベル１２は、敷き詰めの作業中にＡ方向に関して外側に崩れるのが抑制されている。なお、ふとん籠３の代わりに、ジオテキスタイル１１を支持可能なその他の構成が用いられてもよい。例えば、土嚢やコンクリートブロックなどが用いられてもよいし、土塊によって山状の保持部が形成されてもよい。

次に、図４（ｅ）に示すように、ジオテキスタイル１１上に盛土２を形成する。盛土２が形成されると、その荷重によって、ジオテキスタイル１１及びグラベル１２が一体となって下方に向かって凸に撓む。この変形によって、ジオテキスタイル１１は、緊張状態になる。時間の経過に伴って変形が進むと、ジオテキスタイル１１の緊張の程度は強くなっていく。したがって、ジオテキスタイル１１及びグラベル１２の全体が、時間の経過に伴って変形しにくくなっていく。そして、一定期間の経過後、ジオテキスタイル１１及びグラベル１２は、それ以上変形しない状態に達する。

以上説明した本実施形態に係る補強構造１によると、補強部材１０全体が一体の板状の部材として盛土２を支持する。よって、補強部材１０上の盛土２の沈下を適切に抑制できる。本発明者が行った実験では、Ａ方向に関して盛土２の中心位置（図１の二点鎖線の位置）における、補強部材１０を設置してから約１か月後の沈下量が、補強部材１０を設けない場合と比べて２／３から半分程度まで抑制された。なお、本実験は、軟弱地盤（泥炭層）上に補強部材１０と盛土２を形成することで行われたものである。

また、本実施形態の補強部材１０は、下方に向かって凸に撓んだ状態で盛土２を支持している。補強部材１０を撓ませると、ジオテキスタイル１１は緊張状態になる。したがって、補強部材１０は、上方からの荷重に対し、それ以上変形しにくい状態になる。これにより、補強部材１０は、盛土２の沈下をより適切に抑制できる。

また、ジオテキスタイル１１によりせん断に対する強度が増大するため、盛土２のすべり破壊に対して高い耐性を有する。また、盛土２と地盤の間に補強部材１０が存在する。よって、地盤下に地下水位が存在する場合、盛土２が沈下しても、盛土２より先に補強部材１０が地下水位に到達する。このため、盛土２の下部が地下水位以下に没することによる盛土２の軟弱化が抑制される。この観点では、盛土２の沈下量が予測可能である場合、沈下量より補強部材１０の厚みを大きく設定することが好ましい。これにより、盛土２が地下水位以下に没することを確実に阻止できる。また、盛土２の法尻にふとん籠３が設けられているので、水はけがよい。このため、盛土２の法尻が湿潤状態になることによる不安定化が抑制される。

以下、本発明の荷重予定地の補強方法に係る一実施形態について、図５を参照しつつ説明する。本実施形態に係る補強方法は、長期間の荷重原因となる荷重体１０２（第１の荷重体）が形成される荷重予定地を補強する方法である。荷重予定地としては、建築物の建築予定地などが考えられる。この場合、荷重体１０２は建築物である。本補強方法において、荷重予定地に盛土２（第２の荷重体）を形成するまでの工程は、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示される上述の方法における工程と同様である。これによって、図５（ａ）に示すように、補強部材１０と盛土２を荷重予定地に構築すると共に、一定期間、この状態を保持する。補強部材１０は盛土２の荷重によって下方に向かって凸に撓む。その後、盛土２を補強部材１０からすべて除去し、図５（ｂ）に示すように、補強部材１０上に荷重体１０２を形成する。なお、盛土２の一部が除去され、これによって形成された空き領域に荷重体１０２が形成されてもよい。

盛土２の荷重によって補強部材１０を撓ませる期間は、荷重体１０２が荷重を発生させると予想される期間（つまり、荷重体１０２が補強部材１０上に存在すると予想される期間）より短くなると想定される。例えば、荷重体１０２が建築物である場合、荷重体１０２が荷重を発生させると予想される期間は数十年となる。これに対し、補強部材１０上に盛土２を形成しておく期間は数週間から数か月である。

仮に、補強部材１０を地盤上に構築した後、すぐにその上に荷重体１０２を形成すると、荷重体１０２による荷重で補強部材１０が下方に向かって大きく撓むおそれがある。補強部材１０が大きく撓むと、荷重体１０２が大きく沈下したり傾いたりする（不同沈下）。これに対し、本補強方法によると、あらかじめ盛土２によって補強部材１０を撓ませる。このため、補強部材１０が上方からの荷重に対してそれ以上変形しにくい状態になる。そして、その後に補強部材１０上に荷重体１０２を形成するので、荷重体１０２が不同沈下を発生させにくくなる。また、盛土２は、例えば建築物と比べ、短期間で形成しやすく、除去しやすい。盛土２の代わりに土嚢やコンクリートブロックが用いられてもよい。このように、本補強方法によると、補強部材１０をあらかじめ撓ませるために適切な荷重方法を選択できる。

以下、上述の補強構造１とは別の実施形態に係る補強構造２０について、図６〜図８を参照しつつ説明する。なお、本補強構造２０が上述の荷重予定地の補強方法における補強構造として用いられてもよい。以下の説明において、補強構造１と同じ構成には同じ符号を付すと共に、その説明を適宜省略する。補強構造２０は、図６に示すように、基盤層Ｇ２上に積層した軟弱層Ｇ１上に盛土２を形成する場合に用いられる。補強構造２０は、図６及び図７に示すように、地盤内に構築された複数の改良体４と、地盤上に配置された補強部材１０と、Ａ方向に関して補強部材１０の両脇のそれぞれに配置されたふとん籠３とを有している。改良体４は、セメント等を用いた固結工法によって形成されている。改良体４は、いずれも軟弱層Ｇ１を上下に貫通しており、軟弱層Ｇ１より深層にある基盤層Ｇ２に到達している。改良体４の最下部は、軟弱層Ｇ１と基盤層Ｇ２の境界αを超え、基盤層Ｇ２中にまで貫入されている。これにより、改良体４が基盤層Ｇ２に確実に支持されている。改良体４は、水平方向に配列されている。改良体４同士の間には、地盤Ｇ１における未改良の部分である未改良部Ｈが存在する。

補強部材１０は、複数の改良体４上に形成されており、改良体４の間の未改良部Ｈを水平方向に跨ぐように延びている。補強部材１０は、未改良部Ｈを跨ぐ架橋部分１０ａが図８に示すように撓んでいる。この撓みにより、補強部材１０の下面１０ｂが未改良部Ｈに向かって下方に凸に突出する。これに対し、補強部材１０の上面１０ｃは、下面１０ｂに比べて平坦に近い。改良体４の最上部は、下方に向かって撓んだ架橋部分１０ａの突出部分に左右から挟まれるため、改良体４と補強部材１０が一体化する。また、各架橋部分１０ａが撓んだ状態にあるため、上方からの荷重に対し、補強部材１０が各架橋部分１０ａにおいてこれ以上変形しにくい状態となる。このため、補強部材１０が各架橋部分１０ａにおいて盛土２の荷重を支持しやすく、盛土２の沈下をより適切に抑制できる。

補強構造２０の構築方法は、改良体４を構築した後にその上に補強部材１０を構築することと、各架橋部分１０ａを下方に撓ませること以外においては、上述の補強構造１０の構築方法と同様である。

以上のように、補強構造２０においては、補強部材１０を改良体４上に配置することにより、補強部材１０の上の盛土２の荷重を改良体４によって基盤層へ伝達できる。また、改良体４の最下部は基盤層Ｇ２まで到達し、さらに基盤層Ｇ２中にまで貫入されているため、改良体４の最下部が基盤層Ｇ２によって支持される。これにより、盛土２の荷重を基盤層Ｇ２へ伝達させることができる。さらに、上記の通り、補強部材１０において、未改良部Ｈの上方の各架橋部分１０ａが下方へと凸に撓んでいる。これにより、補強部材１０と改良体４が一体化する。したがって、補強部材１０と改良体４が全体で盛土２の荷重を基盤層へ伝達しやすく、且つ、各架橋部分１０ａにおいて盛土２の沈下を抑制する。これらにより、未改良部Ｈにおける不同沈下が抑制され、改良体４のせん断変形や曲げ破壊が抑制されると共に、未改良部Ｈが側方流動するおそれが低下する。特に、改良体４の改良率が比較的低い場合でもこれらの問題が生じにくいことが確認されている。一実施例では、改良率が１０％程度であっても、盛土２の荷重に対して未改良部Ｈに側方への大きな変形は生じず、改良体４のせん断変形や曲げ破壊を抑制できることが確認されている。

補強構造２０の変形例に係る補強構造３０について説明する。補強構造３０においては、図９に示すように、地盤Ｇ１の表層に形成された掘削部内に補強部材１０が構築されている。このため、掘削部の内側面によって補強部材１０が側方から支持されるので、ふとん籠３の設置が不要になる。補強構造３０においても、補強部材１０が複数の改良体４上に構築されている。また、補強部材１０上に盛土２が形成されている。補強構造３０の構築方法は、掘削部を形成すること、掘削部内に補強部材１０を形成すること、及び、ふとん籠３を設置しないこと以外において、補強構造２０の構築方法と同様である。

＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態における補強部材１０の代わりに、図１０に示す補強部材１１０〜１４０のいずれかが用いられてもよい。図１０（ａ）に示す補強部材１１０は、ジオテキスタイルなどからなるシート部材１１１及び１１２と、これらのシート部材に取り囲まれたグラベル１２とを備えている。シート部材１１２は、Ａ方向に関するグラベル１２の両端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。この巻き返しに関して、上下方向の違いはない。このため、シート部材１１２は、Ａ方向に関するグラベル１２の両端において、グラベル１２の上方からその下方へと巻き返されていると言い換えることができる。図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）の補強部材１２０〜１４０においても同様である。

シート部材１１２の両端部１１２ａ及び１１２ｂは、グラベル１２の上方に配置されている。そのさらに上方に、シート部材１１１が、両端部１１２ａ及び１１２ｂの両方をＡ方向に跨るように配置されている。シート部材１１１の両端部１１１ａ及び１１１ｂはシート部材１１２の両端部１１２ａ及び１１２ｂに重なっている。互いに重なった両端部１１１ａ及び１１２ａは、上方の盛土２と下方のグラベル１２に上下から挟持されている。互いに重なった両端部１１１ｂ及び１１２ｂも、上方の盛土２と下方のグラベル１２に上下から挟持されている。よって、これらの端部は、盛土２の荷重によって互いに密着している。

以上のように構成されていることにより、補強部材１１０は、シート部材１１１及び１１２とグラベル１２の全体が一体となることで、厚みを持った板状の部材を形成している。さらに補強部材１１０は、全体的に下方に向かって凸に撓んでいる。これにより、補強部材１１０は、上方からの荷重に対し、それ以上変形しにくい状態になっている。なお、図１０（ａ）において、補強部材１１０の撓みの図示は省略されている。図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）の補強部材１２０〜１４０においても同様である。

シート部材１１１及び１１２のうち、補強部材１１０の全体を一体に保持する機能を果たすのは、主に、グラベル１２の周囲の半ば以上を取り囲んだシート部材１１２である。これに比べ、グラベル１２の周囲においてシート部材１１２より小さい範囲に沿ったシート部材１１１は、補強部材１１０の全体を一体に保持する機能への寄与が小さい。このため、シート部材１１１は、シート部材１１２より強度が低く構成されていても、補強部材１１０の機能に支障を与えにくい。したがって、シート部材１１１は、シート部材１１２より強度が低い素材や構造を有していてもよい。また、シート部材１１２単独でも補強部材１１０全体を一体に保持できる場合には、シート部材１１１の役割は、主に、上方の盛土２がグラベル１２側に侵入するのを遮断することであってもよい。

図１０（ｂ）に示す補強部材１２０は、ジオテキスタイルなどからなるシート部材１１３及び１１４と、これらのシート部材に取り囲まれたグラベル１２とを備えている。シート部材１１３は、Ａ方向に関するグラベル１２の一端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。シート部材１１４は、Ａ方向に関するグラベル１２の他端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。シート部材１１３の端部１１３ａとシート部材１１４の端部１１４ａとは、グラベル１２の上方において上下に重なっていると共に、盛土２とグラベル１２に上下から挟持されている。シート部材１１３の端部１１３ｂとシート部材１１４の端部１１４ｂとは、グラベル１２の下方において上下に重なっていると共に、地盤とグラベル１２に上下から挟持されている。したがって、これらの端部は、盛土２やグラベル１２自体の荷重によって互いに密着している。

以上のように構成されていることにより、補強部材１２０は、シート部材１１３及び１１４とグラベル１２の全体が一体となることで、厚みを持った板状の部材を形成している。さらに補強部材１２０は、全体的に下方に向かって凸に撓んでいる。これにより、補強部材１２０は、上方からの荷重に対し、それ以上変形しにくい状態になっている。

図１０（ｃ）に示す補強部材１３０は、ジオテキスタイルなどからなるシート部材１１５〜１１８と、これらのシート部材に取り囲まれたグラベル１２とを備えている。シート部材１１５は、Ａ方向に関するグラベル１２の一端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。シート部材１１６は、Ａ方向に関するグラベル１２の他端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。シート部材１１７は、グラベル１２の上方であって、グラベル１２とシート部材１１５及び１１６との間に、ほぼＡ方向に沿って延びるように配置されている。シート部材１１８は、グラベル１２の下方であって、グラベル１２とシート部材１１５及び１１６との間に、ほぼＡ方向に沿って延びるように配置されている。

シート部材１１５の端部１１５ａとシート部材１１７の端部１１７ａとは、グラベル１２の上方において上下に重なっていると共に、盛土２とグラベル１２に上下から挟持されている。シート部材１１６の端部１１６ａとシート部材１１７の端部１１７ｂとは、グラベル１２の上方において上下に重なっていると共に、盛土２とグラベル１２に上下から挟持されている。シート部材１１５の端部１１５ｂとシート部材１１８の端部１１８ａとは、グラベル１２の下方において上下に重なっていると共に、地盤とグラベル１２に上下から挟持されている。シート部材１１６の端部１１６ｂとシート部材１１８の端部１１８ｂとは、グラベル１２の下方において上下に重なっていると共に、地盤とグラベル１２に上下から挟持されている。したがって、これらの端部は、盛土２やグラベル１２自体の荷重によって互いに密着している。

以上のように構成されていることにより、補強部材１３０は、シート部材１１５〜１１８とグラベル１２の全体が一体となることで、厚みを持った板状の部材を形成している。さらに補強部材１３０は、全体的に下方に向かって凸に撓んでいる。これにより、補強部材１３０は、上方からの荷重に対し、それ以上変形しにくい状態になっている。

図１０（ｄ）に示す補強部材１４０は、ジオテキスタイルなどからなるシート部材１２１及び１２２と、これらのシート部材に取り囲まれたグラベル１２とを備えている。補強部材１４０は、シート部材１２１及び１２２によってグラベル１２が上下に２層に区分けされた層構造を有している。シート部材１２１は、２層のうちの上層を規定している。シート部材１２１は、グラベル１２上層のＡ方向に関する両端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。シート部材１２２は、２層のうちの下層を規定している。シート部材１２２は、グラベル１２下層のＡ方向に関する両端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。

シート部材１２１の端部１２１ａとシート部材１２２の端部１２２ａとは、Ａ方向に関するグラベル１２の一端付近において、互いに重なり合いつつグラベル１２の２層に上下から挟持されている。シート部材１２１の端部１２１ｂとシート部材１２２の端部１２２ｂとは、Ａ方向に関するグラベル１２の他端付近において、互いに重なり合いつつグラベル１２の２層に上下から挟持されている。したがって、これらの端部は、盛土２やグラベル１２自体の荷重によって互いに密着している。なお、グラベル１２の２層のうちの一方が本発明における「粒状材料の一部」に対応し、グラベル１２の２層のうちの他方が本発明における「粒状材料の他の一部」に対応する。

以上のように構成されていることにより、補強部材１４０は、シート部材１２１及び１２２とグラベル１２の全体が一体となることで、厚みを持った板状の部材を形成している。補強部材１４０は、補強部材１０及び１１０〜１３０のいずれとも異なり、多層構造を有している。これにより、補強部材１４０は、上方からの荷重に対して比較的高い強度を有している。さらに補強部材１４０は、全体的に下方に向かって凸に撓んでいる。これにより、補強部材１４０は、上方からの荷重に対し、それ以上変形しにくい状態になっている。

その他、上述の実施形態や変形例におけるジオテキスタイル１１やシート部材１１１〜１２０などのシート部材は、複数枚の短いシートが連結材などによって連結されることで、一枚の長いシートとして構成されていてもよい。

１ 補強構造
３ ふとん籠
１１ ジオテキスタイル
１２ グラベル
１０２ 荷重体
１０，１１０-１４０ 補強部材
１１，１１１-１１８，１２１，１２２ シート部材

本発明における地盤上の盛土の補強方法は、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材が前記粒状材料全体を巻くことで取り囲んだ構成を有する補強部材を地盤上に構築する構築工程を備えており、前記構築工程が、前記一断面において前記補強部材の水平方向に関する幅のほぼ全体に亘って、前記補強部材上に盛土を形成する工程と、前記盛土の荷重によって前記補強部材を、前記幅全体に亘って下方に向かって撓ませる工程とを含んでいる。

本発明の地盤上の盛土の補強方法によると、補強部材として、１枚以上のシート部材によって粒状材料を取り囲ませる。これにより、補強部材全体が厚みを持った一体の部材として盛土を支持できる。よって、補強部材上の盛土の沈下を適切に抑制できる。一方、特許文献１では、粒度調整砕石をセメントで安定化処理することで梁部材を形成することが前提とされている。特許文献１におけるジオテキスタイルは、上記梁部材中に単に水平に敷設されるに過ぎない。つまり、特許文献１は、梁部材の強度を向上するために従来通りの用法でジオテキスタイルを使用したに過ぎず、ジオテキスタイルによる補強効果への寄与はあくまで従来知られた範囲にとどまっている。これに対し、本発明の補強方法は、シート部材が粒状材料全体を巻くことで取り囲む。これによって、補強部材全体を、厚みを持った一体の部材として機能させる。つまり、本発明におけるシート部材の目的は、厚みを持った一体の部材として補強部材を機能させることにあり、粒度調整砕石をセメントで安定化処理することで形成された梁部材を補強するためにジオテキスタイルを使用しているに過ぎない従来技術とは、全く異なる技術思想に基づくものである。このように、本発明は、シート部材による補強効果への寄与を、従来技術と全く異なる用法によって向上させたものである。

また、本発明の荷重予定地の補強方法は、長期間の荷重原因となる第１の荷重体を地盤上に形成する予定地を補強する方法であって、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材が前記粒状材料全体を巻くことで取り囲んだ構成を有する補強部材を地盤上に配置する工程と、前記第１の荷重体と異なる第２の荷重体である盛土を、前記一断面において前記補強部材の水平方向に関する幅のほぼ全体に亘って前記補強部材上に形成する工程と、前記第２の荷重体による短期間の荷重によって前記補強部材を前記幅全体に亘って下方に向かって撓ませる工程と、前記第２の荷重体の少なくとも一部を前記補強部材上から除去する工程とを備えている。

また、本発明の別の観点による地盤上の盛土の補強方法は、地中の軟弱層を上下方向に貫通すると共に前記軟弱層より深層の基盤層に達する複数の改良体を、水平方向に並べて形成し、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材が前記粒状材料全体を巻くことで取り囲んだ構成を有する補強部材を、前記複数の改良体間をこれらの並んだ方向に関して跨ぐように前記複数の改良体上に形成し、前記補強部材における前記改良体間に対応する部分のそれぞれを下方に向かって撓ませると共に、撓ませた部分で前記改良体を挟むことで、前記補強部材と前記改良体とを一体化させつつ、前記補強部材に前記補強部材上の盛土を支持させる。これによると、補強部材の上の盛土の荷重を改良体によって基盤層へ伝達できる。また、改良体は基盤層まで到達しているため、改良体の下端が基盤層によって確実に支持されている。したがって、補強部材と改良体が一体となって盛土の荷重を確実に基盤層へ伝達支持する。これらにより、改良体間に残る未改良部における不同沈下が抑制され、改良体のせん断変形や曲げ破壊が抑制されると共に、上記未改良部が側方流動するおそれが低下する。

また、本発明の補強構造は、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材が前記粒状材料全体を巻くことで取り囲んだ構成を有する地盤上の補強部材が、前記一断面において前記補強部材の水平方向に関する幅のほぼ全体に亘って形成された前記補強部材上の盛土を、前記幅全体に亘って下方に向かって撓みつつ支持している。

また、本発明の別の観点による補強構造においては、地中の軟弱層を上下方向に貫通すると共に前記軟弱層より深層の基盤層に達する複数の改良体が、水平方向に並んで形成されており、粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材が前記粒状材料全体を巻くことで取り囲んだ構成を有する補強部材が、前記複数の改良体間をこれらの並んだ方向に関して跨ぐように前記複数の改良体上に形成されていると共に、前記補強部材上の荷重体を支持しており、前記補強部材が、前記改良体間に対応する部分のそれぞれが下方に向かって撓んでいると共に、撓んだ部分で前記改良体を挟むことで、前記改良体と一体化している。これによると、補強部材の上の荷重体の荷重を改良体によって基盤層へ伝達できる。また、改良体は基盤層まで到達しているため、改良体の下端が基盤層によって確実に支持されている。したがって、補強部材と改良体が一体となって荷重体の荷重を確実に基盤層へ伝達支持する。これらにより、改良体間に残る未改良部における不同沈下が抑制され、改良体のせん断変形や曲げ破壊が抑制されると共に、上記未改良部が側方流動するおそれが低下する。

グラベル１２は、図３の断面において、全周に亘ってジオテキスタイル１１に取り囲まれている。ジオテキスタイル１１は、図３に示すように、Ａ方向に関するグラベル１２の両端において、グラベル１２の下方からその上方へと巻き返されている。ジオテキスタイル１１の一方の端部１１ａ及び他方の端部１１ｂは、図３に示すように、上下方向に重なり合っている。端部１１ａ及び１１ｂが重なり合った部分は、Ａ方向に関して補強部材１０の中央付近であって、グラベル１２より上方に配置されている。このような配置により、端部１１ａ及び１１ｂは、その上方の盛土２と下方のグラベル１２に挟持されている。したがって、端部１１ａ及び１１ｂは、盛土２の荷重によって互いに密着している。これによって、端部１１ａ及び１１ｂが互いに対してＡ方向にずれるのが抑制されている。なお、本実施形態における「端部」とは、一端から任意の範囲で連続する部分を示す。

Claims (9)

1. 粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材のうちの少なくともいずれか１枚が前記粒状材料の下方から上方又は上方から下方へと巻き返されつつ、前記粒状材料全体を前記１又は複数枚のシート部材が取り囲んだ構成を有する補強部材を地盤上に配置し、前記補強部材上の盛土を支持させることを特徴とする地盤上の盛土の補強方法。
2. 前記１又は複数枚のシート部材における少なくともいずれかの端部が、前記１又は複数枚のシート部材における前記端部とは異なる部分と重なりつつ、前記粒状材料の一部と、前記盛土、前記地盤及び前記粒状材料の他の一部のいずれかとに上下から挟持されていることを特徴とする請求項１に記載の補強方法。
3. 前記１又は複数枚のシート部材の少なくともいずれか１枚のシート部材が、前記一断面において、前記粒状材料を取り囲んでおり、
   前記１枚のシート部材における両端部が、前記一断面において、互いに重なりつつ、前記粒状材料と前記盛土に上下から挟持されていることを特徴とする請求項２に記載の補強方法。
4. 前記補強部材を地盤上に構築する構築工程を備えており、
   前記構築工程が、
   水平方向に関して互いに離隔した前記地盤上の２つの地点のそれぞれに支持部を形成する工程と、
   前記２つの地点に形成された前記支持部を水平方向に関して跨ぐように前記シート部材を配置する工程と、
   前記シート部材上であって水平方向に関して前記２つの地点に形成された前記支持部同士の間に前記粒状材料を堆積させる工程と、
   前記シート部材の端部を前記粒状材料の上方へと巻き上げる工程とを含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補強方法。
5. 前記補強部材を地盤上に構築する構築工程を備えており、
   前記構築工程が、
   前記補強部材上に前記盛土を形成する工程と、
   前記盛土の荷重によって前記補強部材を下方に向かって撓ませる工程とを含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の補強方法。
6. 長期間の荷重原因となる第１の荷重体を地盤上に形成する予定地を補強する方法であって、
   粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材のうちの少なくともいずれか１枚が前記粒状材料の下方から上方又は上方から下方へと巻き返されつつ、前記粒状材料全体を前記１又は複数枚のシート部材が取り囲んだ構成を有する補強部材を地盤上に配置する工程と、
   前記第１の荷重体と異なる第２の荷重体を前記補強部材上に形成する工程と、
   前記第２の荷重体による短期間の荷重によって前記補強部材を下方に向かって撓ませる工程と、
   前記第２の荷重体の少なくとも一部を前記補強部材上から除去する工程と
   を備えていることを特徴とする荷重予定地の補強方法。
7. 地中の軟弱層を上下方向に貫通すると共に前記軟弱層より深層の基盤層に達する複数の改良体を、水平方向に並べて形成し、
   前記複数の改良体間をこれらの並んだ方向に関して跨ぐように、前記補強部材を前記複数の改良体上に形成し、一体化することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の補強方法。
8. 粗粒材料、砂利及び砕石の少なくともいずれかからなる粒状材料と、１又は複数枚のシート部材とを有する補強部材であって、鉛直方向に沿った一断面において、前記１又は複数枚のシート部材のうちの少なくともいずれか１枚が前記粒状材料の下方から上方又は上方から下方へと巻き返されつつ、前記粒状材料全体を前記１又は複数枚のシート部材が取り囲んだ構成を有する地盤上の補強部材が、前記補強部材上の荷重体を支持していることを特徴とする補強構造。
9. 地中の軟弱層を上下方向に貫通すると共に前記軟弱層より深層の基盤層に達する複数の改良体が、水平方向に並んで形成されており、
   前記補強部材が、前記複数の改良体間をこれらの並んだ方向に関して跨ぐように、前記複数の改良体上に形成し、一体化されていることを特徴とする請求項８に記載の補強構造。