JP2021130988A - 土構造物の修復方法および修復土構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】ダウンタイムの短い土構造物の修復方法および修復土構造物を提供する。【解決手段】基礎構造体１０を形成する第１工程と、上部構造体２０を形成する第２工程と、上部構造体２０を防水シート２４で覆う第３工程と、防水シート２４を固定する第４工程と、天端部材２８を配置する第５工程と、を有する。第１工程では、土留め部材１４を積み上げて、積み上げた土留め部材１４の間に防水シート２４を挟み込む。第２工程では、基礎構造体１０の上方に地盤材料２２を盛り上げて上部構造体２０を形成する。第３工程では、上部構造体２０の側面および上面を防水シート２４で覆う。【選択図】図２

Description

本発明は、土構造物の修復方法および修復土構造物に関する。

盛土や切土などの土構造物を利用して軌道が敷設されている。強雨などにより、土構造物の法面が崩壊する場合がある。土構造物の修復方法として、補強土工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。補強土工法は、地盤に補強材を敷き込み、土嚢を置いて盛土を施工する。以上の工程を、所定の高さまで繰り返す。その後、積み上げられた土嚢の前面にコンクリート壁等を打設して、土嚢を支持する。

従来の補強土工法では、土嚢の積み上げ等に長時間を必要とする。そのため、鉄道の運転の停止時間（ダウンタイム）が長くなる。ダウンタイムの短い土構造物の修復方法が望まれている。

特開昭６４−２１１２２号公報

本発明が解決しようとする課題は、ダウンタイムの短い土構造物の修復方法および修復土構造物を提供することである。

本発明の修復土構造物は、基礎構造体と、上部構造体と、防水シートと、天端部材と、を有する。基礎構造体は、透水性のある収容体の内部に透水性のある地盤材料を収容した土留め部材が積み上げられ、土留め部材から土構造物にかけて透水性のある面状補強材が配置され、土留め部材の上下に配置した面状補強材の間に透水性のある地盤材料が充填され、積み上げられた土留め部材の間に防水シートの下端部が挟み込まれて、土構造物の下部に形成される。上部構造体は、基礎構造体の上方から土構造物にかけて透水性のある地盤材料を盛り上げて形成される。防水シートは、上部構造体の側面及び上面を覆う。防水シートの上端部は、上部構造体の上面に固定される。天端部材は、上部構造体の上面の防水シートを覆う。

本発明の土構造物の修復方法は、基礎構造体を形成する工程と、上部構造体を形成する工程と、上部構造体の側面及び上面を防水シートで覆う工程と、防水シートの上端部を上部構造体の上面に固定する工程と、上部構造体の上面の防水シートを覆う天端部材を配置する工程と、を有する。基礎構造体を形成する工程では、透水性のある収容体の内部に透水性のある地盤材料を収容した土留め部材を積み上げ、土留め部材から土構造物にかけて透水性のある面状補強材を配置し、土留め部材の上下に配置した面状補強材の間に透水性のある地盤材料を充填し、積み上げた土留め部材の間に防水シートの下端部を挟み込んで、土構造物の下部に基礎構造体を形成する。上部構造体を形成する工程では、基礎構造体の上方から土構造物にかけて透水性のある地盤材料を盛り上げ、上部構造体を形成する。

防水シートの下端部は、積み上げた土留め部材の間に挟み込まれる。そのため、基礎構造体には、少なくとも２個の土留め部材を積み上げればよい。上部構造体は、基礎構造体の上方に地盤材料を盛り上げるだけで、簡単に形成される。この場合でも、基礎構造体に固定された防水シートが上部構造体を覆うので、上部構造体が拘束され、上部構造体の崩壊が抑制される。これにより、修復土構造物は十分な強度を発揮する。したがって、土構造物の利用を停止するダウンタイムを短くすることができる。上部構造体が防水シートで覆われるので、修復土構造物の内部への雨水の浸入が抑制される。これにより、修復土構造物の耐降雨性が向上する。

積み上げた土留め部材の側面を覆う壁を形成する工程を有することが望ましい。
これにより、土留め部材に挟み込まれた防水シートが保護される。

上部構造体の側面を覆う防水シートを貫通して、上部構造体に地山補強材を挿入する工程を有することが望ましい。
これにより、修復土構造物が補強され、再崩壊が抑制される。

本発明の土構造物の修復方法および修復土構造物によれば、土構造物の利用を停止するダウンタイムを短くすることができる。

盛土の法面の崩落の説明図。 実施形態の修復土構造物の断面図。 実施形態の土構造物の修復方法の第１工程の説明図。 基礎構造体の拡大図。 実施形態の土構造物の修復方法の第２工程の説明図。 実施形態の土構造物の修復方法の第３工程の説明図。 実施形態の土構造物の修復方法の第４工程の説明図。 実施形態の土構造物の修復方法の第５工程の説明図。 実施形態の土構造物の修復方法の第６工程の説明図。

以下、実施形態の土構造物の修復方法および修復土構造物を、図面を参照して説明する。
図１は盛土の法面の崩壊の説明図である。地盤１に土砂を盛り上げて盛土（土構造物）２が形成されている。盛土２の上面にバラスト道床４が敷設され、バラスト道床４にマクラギおよびレールが敷設されて軌道５が形成されている。軌道５を鉄道車両６が走行する。強雨時などに、多量の雨水が盛土２に浸入すると、盛土２の法面８が崩壊する場合がある。

（修復盛土）
図２は、実施形態の修復土構造物の断面図である。実施形態では、法面８が崩壊した盛土２の修復方法を実施して、修復盛土（修復土構造物）２ｒを形成する。修復盛土２ｒは、基礎構造体１０と、上部構造体２０と、防水シート（遮水シート）２４と、天端部材２８と、を有する。
基礎構造体１０は、盛土２の下部に形成される。基礎構造体１０は、土留め部材１４と、面状補強材１２と、地盤材料１８と、を有する。

土留め部材１４は、透水性のある収容体の内部に、透水性のある地盤材料を収容して形成される。例えば、土留め部材１４は、蛇籠（ふとん籠）または土嚢などである。蛇籠は、鉄線等で編んだ籠の内部に、透水性のある地盤材料を収容して形成される。土嚢は、透水性のある布袋の内部に、透水性のある地盤材料を収容して形成される。透水性のある地盤材料とは、透水係数が０．０１〜０．１ｃｍ／ｓｅｃ程度の地盤材料である。地盤材料は、土砂や砕石などである。地盤材料は、例えばクラッシャランなどの粒度調整砕石である。土留め部材１４は、崩壊前の盛土２の法尻部（下端部）の近傍に配置される。複数の土留め部材１４が、上下方向に積み上げて配置される。

面状補強材（ジオテキスタイル）１２は、プラスチック繊維等を面状に編んだものであり、透水性を有する。面状補強材１２は、土留め部材１４から修復前の盛土２にかけて配置される。面状補強材１２は、土留め部材１４の上下に配置される。すなわち、面状補強材１２および土留め部材１４が、上下方向に交互に配置される。面状補強材１２は、盛土２とは反対側の土留め部材１４の側面を巻くように折り返して配置される。面状補強材１２により、修復盛土２ｒの引張強度が向上して、修復盛土２ｒの再崩壊が抑制される。

地盤材料１８は、透水性を有する粒度調整砕石などである。地盤材料１８は、土留め部材１４と修復前の盛土２との間に充填される。地盤材料１８は、土留め部材１４の上下に配置された面状補強材１２の間に充填される。

上部構造体２０は、基礎構造体１０の上方から修復前の盛土２にかけて、透水性のある地盤材料２２を盛り上げて形成される。透水性のある地盤材料２２は、粒度調整砕石などである。

防水シート２４は、プラスチック材料等により形成されるシートである。防水シート２４の下端部は、積み上げられた土留め部材１４の間に挟み込まれて固定される。防水シート２４は、上部構造体２０の側面および上面を覆う。防水シート２４の上端部は、上部構造体２０の上面に固定される。上部構造体２０の側面を覆う防水シート２４の表面に、植生工が施されてもよい。

天端部材２８は、盛土２と同等の土砂で形成される。天端部材２８は、コンクリートまたは樹脂材料などで形成されてもよい。天端部材２８は、上部構造体２０の上面の防水シート２４を覆う。

（盛土の修復方法）
実施形態の盛土２の修復方法（修復盛土２ｒの形成方法）について説明する。盛土２の法面８が崩壊すると、鉄道の交通荷重が安定して支持されない。そのため、鉄道の運転を停止して、盛土２の修復方法を開始する。

図３は、実施形態の土構造物の修復方法の第１工程である、基礎構造体を形成する工程の説明図である。最初に、地盤１の上に基礎構造体１０を形成する。基礎構造体１０は、盛土２の下部のみに形成される。基礎構造体１０は、盛土２の崩壊部分の全幅にわたって形成される。基礎構造体１０は、崩壊前の法面の法尻部の近傍に形成される。

図４は、基礎構造体の拡大図である。基礎構造体１０は、以下の手順により形成される。まず、盛土２の崩壊により露出した露出面９を段切りにする。すなわち、盛土２の露出面を階段状に整形して踏み固める。段切りの各段の高さは、土留め部材１４の高さと同等に設定される。段切りにより、少なくとも最下段の第１段９ａおよび第１段９ａの上段の第２段９ｂを形成する。

次に、第１面状補強材１２ａを配置する。第１面状補強材１２ａは、盛土２の露出面９の下端部から、崩壊前の盛土２の法尻部を越えて、地盤１の上に配置される。
次に、第１土留め部材１４ａを配置する。第１土留め部材１４ａは、崩壊前の盛土２の法尻部の近傍に配置される。第１土留め部材１４ａは、第１面状補強材１２ａの上に配置される。第１面状補強材１２ａは、第１土留め部材１４ａにより地盤１の上に固定される。
次に、透水性のある地盤材料１８を充填（盛土）する。地盤材料１８は、盛土２の露出面の第１段９ａと、第１土留め部材１４ａとの間に充填される。地盤材料１８は、第１段９ａおよび第１土留め部材１４ａと同等の高さまで充填される。
次に、第１面状補強材１２ａを折り返す。第１面状補強材１２ａは、盛土２とは反対側の第１土留め部材１４ａの側面を巻いて、盛土２に向かって折り返される。第１面状補強材１２ａは、第１土留め部材１４ａの上方から、第１段９ａの上方にかけて配置される。第１面状補強材１２ａは、第１段９ａと第１土留め部材１４ａとの間に充填された地盤材料１８を覆う。

次に、防水シート２４を配置する。防水シート２４の下端部が、第１土留め部材１４ａの上方に配置された第１面状補強材１２ａの上面に沿って配置される。防水シート２４の下端部は、第１土留め部材１４ａの上方から、第１段９ａの上方にかけて配置される。

次に、第２面状補強材１２ｂを配置する。第２面状補強材１２ｂは、第１段９ａの上方から、第１土留め部材１４ａの上方を越えて配置される。
次に、第２土留め部材１４ｂを配置する。第２土留め部材１４ｂは、第１土留め部材１４ａの上方に相当する第２面状補強材１２ｂの上方に配置される。第１土留め部材１４ａおよび第２土留め部材１４ｂは、第１面状補強材１２ａ、防水シート２４および第２面状補強材１２ｂを挟んで積み上げられる。防水シート２４は、第１土留め部材１４ａと第２土留め部材１４ｂとの間に挟み込まれて固定される。
次に、透水性のある地盤材料１８を充填する。地盤材料１８は、盛土２の露出面の第２段９ｂと、第２土留め部材１４ｂとの間に充填される。地盤材料１８は、第２段９ｂおよび第２土留め部材１４ｂと同等の高さまで充填される。
次に、第２面状補強材１２ｂを折り返す。第１面状補強材１２ａは、盛土２とは反対側の第２土留め部材１４ｂの側面を巻いて、盛土２に向かって折り返される。第２面状補強材１２ｂは、第２土留め部材１４ｂの上方から、第２段９ｂの上方にかけて配置される。第２面状補強材１２ｂは、第２段９ｂと第２土留め部材１４ｂとの間に充填された地盤材料１８を覆う。
以上により、基礎構造体１０が形成される。

図５は、実施形態の土構造物の修復方法の第２工程である、上部構造体を形成する工程の説明図である。透水性のある地盤材料２２を盛り上げて、上部構造体２０を形成する。基礎構造体１０の上方から盛土２の露出面９にかけて、地盤材料２２を盛り上げる。上部構造体２０の上面２０ｕの高さは、盛土２の上面の高さより低い。

図６は、実施形態の土構造物の修復方法の第３工程である、上部構造体を防水シートで覆う工程の説明図である。上部構造体２０の側面２０ｓおよび上面２０ｕを防水シート２４で覆う。防水シート２４の下端部は、基礎構造体１０に固定されている。防水シート２４の上端部を、上部構造体２０の側面２０ｓに沿って引き上げ、上部構造体２０の上面２０ｕに配置する。

図７は、実施形態の土構造物の修復方法の第４工程である、防水シートを固定する工程の説明図である。防水シート２４の上端部を、上部構造体２０の上面２０ｕに固定する。アンカーピン２６などの固定部材により、防水シート２４を上部構造体２０に固定する。防水シート２４の上端部の上方から、上部構造体２０の上面２０ｕに向かって、アンカーピン２６を打ち込む。これにより、上部構造体２０の側面２０ｓおよび上面２０ｕが防水シート２４で覆われた状態に保持される。

図８は、実施形態の土構造物の修復方法の第５工程である、天端部材および壁を配置する工程の説明図である。上部構造体２０の上方に天端部材２８を配置する。天端部材２８は、上部構造体２０の上面２０ｕの防水シート２４を覆う。天端部材２８は、盛土２と同様の土砂で形成される。天端部材２８は、樹脂材料またはコンクリートなどで形成されてもよい。天端部材２８は、防水シート２４の上端部を保護する。

以上により、前述した修復盛土２ｒが形成される。修復盛土２ｒは、鉄道の交通荷重を安定して支持することができる。修復盛土２ｒの上面で作業が行われる場合でも、天端部材２８により防水シート２４が保護される。したがって、以上の工程の完了後に、鉄道の運転を再開することができる。

基礎構造体１０の側面に壁３０を形成することが望ましい。壁３０は、コンクリートの打設や、樹脂材料のコーティングなどにより形成される。壁３０は、第１土留め部材１４ａおよび第２土留め部材１４ｂの側面を覆うように形成される。壁３０の下端部は、地盤１に埋め込まれてもよい。壁３０により、防水シート２４の下端部が覆われて、防水シート２４が保護される。壁３０には、壁３０を貫通する排水パイプ３２が埋め込まれる。排水パイプ３２は、第１土留め部材１４ａの高さに配置される。

防水シート２４は、第２土留め部材１４ｂの側面を覆うが、第１土留め部材１４ａの側面を覆わない。修復盛土２ｒの内部に含まれる地下水Ｗは、第１土留め部材１４ａ、第１面状補強材１２ａおよび排水パイプ３２を通って、修復盛土２ｒの外部に排出される。これにより、修復盛土２ｒの再崩壊が抑制される。

図９は、実施形態の土構造物の修復方法の第６工程である、地山補強材を挿入する工程の説明図である。上部構造体２０に地山補強材４０を挿入することが望ましい。地山補強材４０は、鋼棒などで形成される。地山補強材４０は、上部構造体２０の側面２０ｓを覆う防水シート２４を貫通して挿入される。地山補強材４０は、地震等による修復盛土２ｒの再崩壊を抑制する。上部構造体２０の側面２０ｓが防水シート２４に覆われて拘束されているので、地山補強材４０により大きな補強効果が得られる。

以上に詳述されたように、実施形態の修復盛土２ｒは、基礎構造体１０と、上部構造体２０と、防水シート２４と、天端部材２８と、を有する。基礎構造体１０は、積み上げた土留め部材１４を有する。上部構造体２０は、基礎構造体１０の上方に地盤材料２２を盛り上げて形成される。防水シート２４の下端部は、積み上げた土留め部材１４の間に挟み込まれる。防水シート２４は、上部構造体２０の側面および上面を覆う。

また、実施形態の盛土２の修復方法は、基礎構造体１０を形成する第１工程と、上部構造体２０を形成する第２工程と、上部構造体２０を防水シート２４で覆う第３工程と、防水シート２４を固定する第４工程と、天端部材２８を配置する第５工程と、を有する。第１工程では、土留め部材１４を積み上げて、積み上げた土留め部材１４の間に防水シート２４を挟み込む。第２工程では、基礎構造体１０の上方に地盤材料２２を盛り上げて上部構造体２０を形成する。第３工程では、上部構造体２０の側面および上面を防水シート２４で覆う。

防水シート２４の下端部は、積み上げた土留め部材１４の間に挟み込まれる。そのため、基礎構造体１０には、少なくとも２個の土留め部材１４を積み上げればよい。上部構造体２０は、基礎構造体１０の上方に地盤材料を盛り上げるだけで、簡単に形成される。この場合でも、基礎構造体１０に固定された防水シート２４が上部構造体２０を覆うので、上部構造体２０が拘束され、上部構造体２０の崩壊が抑制される。これにより、修復盛土２ｒは鉄道の交通荷重を安定して支持する。したがって、鉄道の運転を停止するダウンタイムを短くすることができる。上部構造体２０が防水シート２４で覆われるので、修復盛土２ｒの内部への雨水の浸入が抑制される。これにより、修復盛土２ｒの耐降雨性が向上する。

第５工程では、積み上げられた土留め部材１４の側面を覆う壁３０を形成する。
これにより、土留め部材１４に挟み込まれた防水シート２４が保護される。

上部構造体２０に地山補強材４０を挿入する第６工程を有する。
これにより、修復盛土２ｒが補強され、再崩壊が抑制される。

実施形態では、２個の土留め部材１４を積み上げて、その間に防水シート２４を挟み込んだ。これに対して、３個以上の複数の土留め部材１４を積み上げて、下層の土留め部材と上層の土留め部材との間に防水シート２４を挟み込んでもよい。

実施形態では、土構造物の一例である盛土２の法面が崩壊した場合に、本発明の土構造物の修復方法を適用して、修復土構造物を形成した。これに対して、土構造物の一例である切土の法面が崩壊した場合にも、本発明の土構造物の修復方法を適用して、修復土構造物を形成することができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。

２…盛土（土構造物）、２ｒ…修復盛土（修復土構造物）、１０…基礎構造体、１２…面状補強材、１４…土留め部材、１８…地盤材料、２０…上部構造体、２０ｓ…側面、２０ｕ…上面、２２…地盤材料、２４…防水シート、２８…天端部材、３０…壁、４０…地山補強材。

Claims (4)

1. 透水性のある収容体の内部に透水性のある地盤材料を収容した土留め部材を積み上げ、前記土留め部材から土構造物にかけて透水性のある面状補強材を配置し、前記土留め部材の上下に配置した前記面状補強材の間に透水性のある地盤材料を充填し、積み上げた前記土留め部材の間に防水シートの下端部を挟み込んで、土構造物の下部に基礎構造体を形成する工程と、
   前記基礎構造体の上方から前記土構造物にかけて透水性のある地盤材料を盛り上げ、上部構造体を形成する工程と、
   前記上部構造体の側面及び上面を前記防水シートで覆う工程と、
   前記防水シートの上端部を前記上部構造体の上面に固定する工程と、
   前記上部構造体の上面の前記防水シートを覆う天端部材を配置する工程と、を有する、
   土構造物の修復方法。
2. 積み上げた前記土留め部材の側面を覆う壁を形成する工程を有する、
   請求項１に記載の土構造物の修復方法。
3. 前記上部構造体の側面を覆う前記防水シートを貫通して、前記上部構造体に地山補強材を挿入する工程を有する、
   請求項１または２に記載の土構造物の修復方法。
4. 透水性のある収容体の内部に透水性のある地盤材料を収容した土留め部材が積み上げられ、前記土留め部材から土構造物にかけて透水性のある面状補強材が配置され、前記土留め部材の上下に配置した前記面状補強材の間に透水性のある地盤材料が充填され、積み上げられた前記土留め部材の間に防水シートの下端部が挟み込まれて、土構造物の下部に形成された基礎構造体と、
   前記基礎構造体の上方から前記土構造物にかけて透水性のある地盤材料を盛り上げて形成された上部構造体と、を有し、
   前記防水シートは、前記上部構造体の側面及び上面を覆い、
   前記防水シートの上端部は、前記上部構造体の上面に固定され、
   前記上部構造体の上面の前記防水シートを覆う天端部材を有する、
   修復土構造物。

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