JP3247324B2 - 法面補強土工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、山岳などの崩壊し
て経時的に不安定化する斜面や、建設工事に伴う切り盛
り造成により出現する切土法面等の防護に好適な補強土
工に関する。

【０００２】

【従来の技術】山岳や自然地山、切土・盛土法面等は地
質構造的要因、土の風化等の自然的要因、切土、掘削等
による人為的要因等から安定性を欠き、しばしば表層崩
壊や斜面崩壊等を引き起こす。このような法面、斜面の
安定性を確保するためには、植物を導入する緑化工やモ
ルタル等の吹付による法面の表面部分の保護のみでよい
場合もあるが、法面地盤を補強、強化しなければならな
い場合もある。法面地盤を補強し、強化して法面の崩壊
を防止するには、土圧の軽減、斜面の安定、支持力の増
加、地盤の変形や沈下の抑制等、土塊の安定性を向上さ
せる解決策が考えられ、実際には金属、プラスチック、
布等の補強材を法面中に敷設又は挿入し、土と補強材か
らなる安定した結合体を造成する補強土工法が多用化さ
れている。

【０００３】現在実用化されている補強土工法の１つと
して、鉄筋類を法面（切土法面や盛土法面）に挿入する
工法がある。鉄筋類挿入工法はボーリングにより削孔し
た孔に異形鋼棒及びパイプ等の補強材を挿入し、孔内の
鋼棒との間隙にモルタルやグラウトセメント等を注入し
て補強材である鋼棒と地盤を一体化させるものである。
補強鉄筋の挿入方法としては直接地山にたたき込む方法
もある。何れも小型機械による施工が可能で、段階的に
施工しつつ補強するため施工自体による地山の緩みを極
力抑えることができ、強度の面からも施工の面からも非
常に有効であることがよく知られている。

【０００４】このような鉄筋類挿入工法による補強土工
法では、補強材と法面中の土塊との摩擦抵抗等の相互作
用によって、土塊全体の安定性や強度を高められる。こ
の工法によれば土塊と補強材の特性を相互的に有効活用
し、地山を強化することができる。

【０００５】上記の理由により、鉄筋類等の補強材を挿
入することで、土の変形が拘束され、土の強度自身が増
加することにより斜面に作用する土圧が軽減し、支持
力、斜面安定性が向上するが、一般に法面の崩壊は、水
が直接の原因となって生じるものが極めて多い。従っ
て、法面等の土塊の安定性を向上させるためには、鉄筋
類による補強材の挿入の他に、法面中の浸透水や地下水
等を排出させる排水設備を設置する必要がある。

【０００６】従来の排水工としては、法面の吹付層に有
効な溝状の排水溝を設けるものや、吹付層のごく浅い部
分に挿入するような排水管がよく知られているが、これ
らの方法では、法面内部の浸透水や地下水の排水に関し
て難点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、補強土工法は
地山の緩みを抑える工法であるが、粘性土、緩い砂質
土、がい錐などの軟らかい土質の場合は土圧やせん断力
等の土塊中の応力により補強鉄筋の変形が生じやすい。
さらに、通常地下水位より上部で施工される工法である
ため、多雨時の浸透水が多い場合や地下水位が上昇した
場合は補強材の引き抜き抵抗力が低下した危険な状態と
なる。これらのことから、補強鉄筋の変形防止として地
下水等の速やかな排水が補強土工法における重要な課題
である。

【０００８】特開平３−２６０２２１には、排水管の機
能を併設する補強材を用いた補強土工法が開示されてい
る。当該工法は、有孔補強管を地山に挿入し、地山深部
の地下水や内部浸透水を排水する工法である。しかし、
補強材と排水管の機能を併設する有孔補強管では、施工
の手間が省略される一方で、排水時の水分等で有孔補強
管が腐食する虞れがあるほか、管壁に多数の入水孔を有
する有孔補強管では補強効果を十分に得られない等の欠
点が考えられる。

【０００９】従って、本発明の目的は補強鉄筋の変形を
防止すると共に地下水や浸透水等を速やかに排水するこ
とにより斜面安定化を実現する補強土工法を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点は、本発明の
以下の構成により解決される。

【００１１】（１）法面の地山を補強する補強土工法に
おいて、水平面に対して上向きに０乃至１０度の勾配を
有する孔を前記地山に対して削孔し、前記孔内に、補強
筋と、排水用の空洞を具備する排水管とを挿入し、前記
地山と前記補強筋及び前記排水管とを一体化させるべく
前記孔内の間隙に定着材を注入する。

【００１２】（２）前記補強筋の先端より前方に位置す
る前記孔の先端にて周囲の地山から吸水された水を前記
排水管内の空洞へと導入するべく、透水性の先端透水材
部と、該先端透水材部を前記定着材の注入部分から遮断
する不透水材充填部とを有する集水部を形成し、かつ、
前記先端透水材部内に挿入される前記排水管の先端部の
管壁に入水孔を設ける。

【００１３】（３）前記孔の法面側にて該孔を閉鎖する
パッカー部を設けると共に、前記排水管の空洞に連通
し、かつ法面外部へ排水する排水孔を前記パッカー部に
設ける。

【００１４】（４）前記先端透水材部の材料が、ヤシ繊
維、ロックウール、合成繊維を含む群から選択される。

【００１５】（５）前記不透水材充填部の材料が、ゴ
ム、コルク、合成繊維束を含む可撓性材料の群から選択
される。

【００１６】（６）前記補強筋の材料が、鋼、炭素繊
維、ステンレス、合成樹脂を含む群から選択される。

【００１７】

【発明実施の形態】以下、図面を参照して本発明の補強
土工法の施工工程とその構造を説明する。

【００１８】図１は本発明の工法により補強構造物を法
面に挿入完了した状態の縦断面概略図である。施工にお
いては、先ず水平面１０２より上向きに０乃至１０度の
勾配を有する方向に地山を削孔する。尚、本明細書中で
は削孔された孔の法面側を後方とし、孔の底側を前方と
称することとする。次に得られる挿入孔１０４に補強鉄
筋１０６と、排水のための空洞を有する排水管１０８と
を挿入する。排水管１０８は、その軸に沿って排水のた
めの空洞を有し、この空洞は排水管の両端間を貫通して
いる。挿入孔１０４と、補強鉄筋１０６及び排水管１０
８との間隙を埋めるように定着材のグラウトセメント１
０５を注入し固結させることにより、補強鉄筋１０６及
び排水管１０８と地山を一体化させたものである。本発
明における補強構造物は主に補強鉄筋１０６、排水管１
０８及びグラウトセメント等の定着材とから構成され、
グラウトセメントにより地山と一体化される定着部１１
０と、法面内部の余剰水を排出させるべく吸水する機能
をもつ集水部１１２と、吸収した水分を集水部１１２か
ら排水管１０８の空洞を経て法面外部に排出する法面表
面側のパッカー部１１４とから構成される。パッカー部
１１４は、例えばいわゆるゴムバンド接着口元パッカー
である。パッカー部１１４は挿入孔１０４を塞ぎ、法面
表面の土類が挿入孔１０４に侵入するのを防ぐと共に、
定着材注入後の定着材の法面外部への流出を防ぐべく挿
入孔の挿入口に冠着する。さらに集水部１１２は地山内
部の浸透水等を吸収する先端透水材部１１６と、浸透水
の定着部への侵入もしくは定着材の先端透水材部１１６
への侵入を防止するための不透水材充填部１１８とから
構成されるものとする。また、符合１２０は法面表面の
保護等を目的として吹き付けた吹付基材である。

【００１９】補強鉄筋及び排水管は地山を掘削した後
に、挿入孔に挿入され、グラウトセメントを注入して地
山と定着させることにより、土塊が補強される。しかし
ながら、多くの土塊の破壊形態では滑り面という変位の
不連続面が存在し、この滑り面に対して補強材の変形を
抑制する方向、すなわち図１に示されるように、水平面
より上側に向けて補強鉄筋を挿入することが有効にな
る。さらに、本発明では補強鉄筋と排水管を併設し、地
山と一体化するものであるから、挿入角度を水平より上
側に向けることにより、補強鉄筋の補強効果を十分に発
揮すると共に排水管中の浸透水を速やかに法面の外に排
水することが可能になる。

【００２０】一方、本発明の工法による補強材の挿入と
共に、法面表面を吹付基材１２０等を吹き付けて植生す
れば、法面の内部、表面の双方から法面補強を行うこと
もできる。さらに、本発明による補強工法と表面保護効
果のある厚層基材吹付工法とを併用すれば、水分が不足
がちとなるこのような急勾配法面の法面表面にも、法面
内部浸透水等の水分を供給することができる。水分供給
の方法としては、本発明の排水管から法面表面に排水さ
れる法面内部浸透水等が法面表面に吹き付けた基材に適
宜浸透するような散水管を設け、これを排水管と接続
し、法面周囲に付設するなどの応用もできる。

【００２１】図２は図１の定着部Ａ−Ａ部分の横断面を
示す図である。補強鉄筋１０６と空洞を有する排水管１
０８が挿入孔１０４内に設置され、補強鉄筋１０６と排
水管１０８を挿入した挿入孔１０４内の間隙を埋めるよ
うにグラウトセメント１０５が注入され、地山との密着
を図る。

【００２２】図３は図１の集水部の水分等の排出機能に
ついて説明する構造図である。集水部１１２は挿入孔の
前方から後方に向かって順に先端透水材部１１６、不透
水材充填部１１８とから構成されている。先端透水材部
１１６は地山内部に浸透した水分等が引き起こす地滑り
等の崩壊を防止するべく、地山内部の地下水、内部浸透
水等の水分を積極的に吸収する部位で、先端透水材部１
１６内で吸収された水分等は排水管１０８の管壁に設け
た多数の入水孔３００に流入する。ここで、排水管１０
８に設けられる入水孔３００は先端透水材部１１６で吸
収した水分を排水管１０８の空洞内に導入するためのも
のであり、先端透水材部１１６にのみ設けられる。入水
孔３００に流入した水分等は、排水管１０８空洞内を通
じて法面表面に排出される。先端透水材部１１６でこの
ようにして吸収された内部浸透水が、補強鉄筋１０６及
び排水管１０８をグラウトセメント１０５で地山に定着
させた定着部１１０に侵入するのを防止するべく、不透
水材料からなる不透水材充填部１１８が先端透水材１１
６と定着部１１０との間に設けられる。不透水材充填部
１１８を押さえ板３０２とゴム板３０４によりにより押
さえることで、水分等の定着部への侵入を防ぐと共に、
定着材注入時の不透水材充填部１１８、先端透水材部１
１６への定着材の侵入をも防ぐ。押さえ板３０２はゴム
板３０４により固定されることで、不透水材充填部１１
８への密着性が高められる。

【００２３】本発明の補強材に設けられた集水部中の先
端透水材部は、法面内部の浸透水を積極的に吸収可能な
透水材料、例えばヤシ繊維、ロックウール、合成繊維等
からなり、これらによって吸収された水分等は入水孔３
００により排水管空洞内に流入され、排出勾配を利用し
て自然に法面表面又は外部へ排出される。

【００２４】また、集水部中の不透水材充填部は、主に
ゴム、コルク、合成繊維束等の可撓性の大きい材料から
構成され、補強鉄筋と排水管とから成る定着部と先端透
水材部の間に設けられ、先端透水材部中で吸収された浸
透水等が定着部へ侵入して起こる定着効果の低下や、注
入した定着材が集水部へ侵入することによる排水機能の
阻害等の副次的な問題の発生を防止する。

【００２５】上記から構成される本発明の補強材を施工
性の点から説明すると、法面の補強を行うための補強鉄
筋と法面中の内部浸透水等を排出する排水管の双方を、
１つの挿入孔内に併設することにより、補強鉄筋用の孔
と、排水管用の孔とを別個に削孔する方法に比べて、削
孔、補強材の挿入、定着材の注入等の作業が大幅に軽減
される。

【００２６】一方、前述の特開平３−２６０２２１にお
ける補強効果と排水効果を同時に得られる有孔補強管
は、施工の手間の点に限れば、本発明とほぼ同様と考え
られるが、補強効果に関しては前記した通り、排水によ
り補強管が腐食する畏れがあるほか、管孔以外にも管壁
に多数の入水孔を有する補強管では強度的に問題がある
と考えられる。これに対し、本発明による補強材は、補
強鉄筋と排水管を別個に設けたので、補強と排水の機能
をそれぞれが担うことにより抑止工と抑制孔の双方の効
果が十分に得られる。

【００２７】ここで、本発明において排水管の管壁に設
けられる入水孔は、集水部の先端透水材部中でのみ設け
られるので、水分等による管本体の腐食の畏れは少な
い。

【００２８】本発明では繊維等の透水材料により周囲の
浸透水を積極的に吸収し、吸収された水分を排水管内へ
導入する機能をもつ。これは従来の単なる自然流入を待
つのみの排水機構との大きな相違点である。

【００２９】また、実施例として説明した本発明の補強
鉄筋及び排水管は鋼材であるが、その他に、水、酸、ア
ルカリ等に対する耐腐食性があり、高強度の炭素繊維、
ステンレス、合成樹脂等を用いて補強筋とすることが好
適である。尚、排水管については排水量に対して必要な
内断面を有するものとする。

【００３０】

【発明の効果】補強鉄筋と排水管を併設する本発明の補
強構造物では、地山の掘削、補強材の挿入、定着材注入
による地山との一体化等の補強材設置に関する一連の作
業がより効率的に行われる。

【００３１】また、法面のごく浅い部分や法面表面の排
水を行うような従来の排水機構に比べ、本発明では、地
山深部から適宜水を抜くことができるため、斜面の安定
に大きく寄与し、補強鉄筋と共に相乗的に補強効果を高
めることにもつながる。従って、降雨等による浸透水や
地下水位の変動に大きな影響を受けるダムや、河川堤防
等の法面に非常に効果的で、地滑りや崩壊等の防止に多
大な貢献が見込まれる。

【００３２】さらに、斜面補強や自然な景観の造成等を
目的として、急勾配法面等に厚層基材吹付工等による植
生化を行っても、地山深部の地下水あるいは浸透水を法
面表面に排出し、水分を補給できることから、水分が不
足しがちな急勾配法面の表面等の植生を助ける効果も期
待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の工法により補強材を法面に挿入完了
した状態の概略縦断面図である。

【図２】 本発明の補強材の定着部の横断面を示す図で
ある。

【図３】 本発明の補強材の排出機能を有する集水部の
構造を示す図である。

【符合の説明】

１００ 法面 １０２ 水平面 １０４ 挿入孔 １０５ グラウトセメント １０６ 補強鉄筋 １０８ 排水管 １１０ 定着部 １１２ 集水部 １１４ パッカー部 １１６ 先端透水材部 １１８ 不透水材充填部 １２０ 吹付基材 ３００ 入水孔 ３０２ 押さえ板 ３０４ ゴム板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−54131（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−88335（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−13520（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 29/02 312 E02D 17/18 E02D 17/20 106

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 法面の地山を補強する補強土工法におい
   て、 水平面に対して上向きに０乃至１０度の勾配を有する孔
   を前記地山に対して削孔し、 前記孔内に、補強筋と、排水用の空洞を具備する排水管
   とを挿入し、 前記地山と前記補強筋及び前記排水管とを一体化させる
   べく前記孔内の間隙に定着材を注入することを特徴とす
   る法面補強土工法。
2. 【請求項２】 前記補強筋の先端より前方に位置する前
   記孔の先端にて周囲の地山から吸水しかつ吸水された水
   を前記排水管内の空洞へと導入するべく、透水性の先端
   透水材部と、該先端透水材部を前記定着材の注入部分か
   ら遮断する不透水材充填部とを有する集水部を形成し、
   かつ、前記先端透水材部内に挿入される前記排水管の先
   端部の管壁に入水孔を設けることを特徴とする請求項１
   に記載の法面補強土工法。
3. 【請求項３】 前記孔の法面側にて該孔を閉鎖するパッ
   カー部を設けると共に、前記排水管の空洞に連通しかつ
   法面外部へ排水する排水口を前記パッカー部に設けるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の法面補強土工法。
4. 【請求項４】 前記先端透水材部の材料が、ヤシ繊維、
   ロックウール、合成繊維を含む群から選択されることを
   特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の法面補強
   土工法。
5. 【請求項５】 前記不透水材充填部の材料が、ゴム、コ
   ルク、合成繊維束を含む可撓性材料の群から選択される
   ことを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の法
   面補強土工法。
6. 【請求項６】 前記補強筋の材料が、鋼、炭素繊維、ス
   テンレス、合成樹脂を含む群から選択されることを特徴
   とする請求項１乃至５のいずれかに記載の法面補強土工
   法。