JP3418861B2 - 土構造物の補強土工法 - Google Patents

土構造物の補強土工法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木工事において
土を盛り立て土構造物を築造する技術分野に属する。更
に具体的には、土を盛り立て土構造物を築造する際、軟
弱な土あるいは土の持つ許容盛り立て角度よりも急傾斜
を必要とするときに実施される補強土工法を実施する際
に用いる外部拘束方法をベースとした土構造物の補強土
工法に関する発明である。
【0002】
【従来の技術】従来、土構造物の補強土工法は、大きく
区分して内部拘束方法によるものと外部拘束方法による
ものが実施されている。これらの補強土工法に用いる補
強材料は、主に鋼材を用いる金属材料からなる帯状、棒
状あるいはこれらを格子状としたものおよびジオシンセ
ティックスあるいはジオテキスタイルと呼ばれる格子
状、網状、シート状、マット状あるいは帯状のものを使
用している。
【0003】内部拘束方法による補強土工法は、土の内
部摩擦角によって補強力を得ている。したがって内部摩
擦角を持つ砂質土を盛土材とする場合のみ実施でき、内
部摩擦角を持たない粘性土では実施することができな
い。内部補強方法による盛土構造物の概念を図3に示
す。図3に示すように、内部補強方法による盛土構造物
における必要な補強材長Lは盛土材量の土質定数により
変わるものの一般的には盛土高さHに対してL=0.5
H〜0.8Hを必要とする。したがって内部補強土工法
を計画する場合、傾斜地などにあっては補強材の敷設長
Lを確保するためだけの理由で地盤面の掘削を行うこと
もある。
【0004】内部拘束方法による補強土工法について、
さらに具体的に説明する。 1.基礎地盤上に、 2.第1層目となるある一定ののり面勾配を持った第一壁
面材を設置する。 3.必要長さの第一補強材を基礎地盤面上に敷設する。 4.第一補強材と第一壁面材を連結結合する。 5.第一層目となる砂質土を定められた厚さに撒き出し、
締め固めを行い、第一層目の壁高まで撒き出し、締め固
めを繰り返す(一回の締め固め厚さは所定の厚さ以内と
する。例えば 30cm以内とする。)。 6.第2層目の形成は、上記と同様にして第二壁面材を第
一層目の上の所定位置に設置する。 7.以後、上記3.〜6.の工程を繰り返し、計画の高さまで
盛土を完成する。
【0005】しかし、上記内部拘束方法による補強土工
法を採用した場合、次のような欠点を有している。すな
わち、(イ)砂質土に限定される。粘性土は不可である
こと。(ロ)補強材の長さが一般的に長いこと。経済的
でないこと。砂質土でも土質が悪くなると補強材長は増
々長大化することとなること。
【0006】これに対して、外部拘束方法による補強土
工法は、盛土材を補強材で包み込むことにより補強力を
得ている。したがって、補強力は土の内部摩擦角によら
ないため締固め可能な土であれば砂質土、粘性土の性質
を問わない。現在実施されている外部拘束方法による盛
土構造物の概念を図4及び図5に示す。図4及び図5に
示した通り盛土材量は、盛土構造物ののり面側は壁面材
で、下面は基礎地盤に敷設された補強材で、背面は切取
りされた地盤面に敷設された補強材で、上面は上段に設
けられる壁面材の底版部およびそれに接続する補強材に
一周を囲まれることにより拘束されている。
【0007】外部拘束方法による補強土工法について、
さらに具体的に説明する。 1.現況の地盤線に対して、計画道路等の巾を設定する。 2.ある一定の法面勾配を設定して盛土計画をする。 3.基礎地盤面は軟弱な表土を除去した位置に設定する。 4.基礎地盤面まで表土の切取りをする。 5.基礎地盤面上に、第1層目のある一定ののり面勾配を
持った第一壁面材を設定する。 6.基礎地盤面及び背面の切士面に沿わせて第一補強材を
敷設する。 7.第一壁面材と第一補強材を連結する。 8.第1層目となる盛土材(砂質土又は粘性土)を撒き出
し、締め固めを行い、第一の壁高まで撒き出し、締め固
めを繰り返す。 9.以下、[0003]の6.と同じような作業を行う。 10.第1層目の第一補強材の末端と第2層目の第二補強
材を背面の切土面位置で連結する(図4の連結部参
照)。
【0008】外部拘束方法での盛土構造物は、補強材な
どで包み込まれた構造体を一体と見做し、安定確認す
る。盛土材量や上載の荷重条件により巾があるものの一
般的に最下部の底版巾Bは盛土高さHに対してB=0.
3H程度で安定を確保できる。したがって、内部拘束方
法に比べ外部拘束方法を用いると必要な補強材使用量は
相当量削減することができる。しかしながら、従来の外
部拘束方法の補強土工法は、図4及び図5に示すように
盛土構造物の背面が切土面となるような傾斜地での実施
しかできなかった、という点で難点があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、背面
として切土面が利用できない平坦な地形において外部拘
束方法での補強土工法を実施可能とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る土構造物の
補強土工法は、背面として切土面が利用できない平坦な
地形において外部拘束方法での補強土工法であって、
る一定ののり面勾配を持った表側の第一壁面材1を基礎
地盤面2上に設置する。次に、裏側の第一壁面材3を基
礎地盤面2上の土木工事現場ごとに決定される底版巾B
付近に設置する。次いで、表側及び裏側の両第一壁面材
1、3間に亘って第一補強材4であるジオシンセティッ
クスあるいはジオテキスタイルを基礎地盤面2に敷設す
る。第一補強材4を敷設後、表側の第一壁面材1と第一
補強材4の端部及び裏側の第一壁面材3と第一補強材4
の端部を連結する。連結後、表側の第一壁面材1と第一
補強材4及び裏側の第一壁面材3とによって囲撓された
中に砂質土または粘性土等の盛土材を定められた厚さに
撒き出し、締め固めを行い、第1層目の壁高まで撒き出
し、締め固めを繰り返す。次に裏側の第一壁面材3の背
後に第1層目と同じ高さまで所定の盛土を行う。次い
で、第2層目について、上記第1層目と同様に表側の第
二壁面材1aを第1層目の上ののり面に沿って設置す
る。以後、裏側の第二壁面材3a及び第二補強材4aを
順次、第1層目の上の背面平均勾配に沿って設置、敷設
する。さらに、表側の第二壁面材1aと第二補強材4a
の端部及び裏側の第二壁面材3aと第二補強材4aの端
部を連結後、表側の第二壁面材1aと第二補強材4a及
び裏側の第二壁面材3aとによって囲撓された中に砂質
土または粘性土等の盛土材を定められた厚さに撒き出
し、締め固めを行い、第2層目の壁高まで撒き出し、締
め固めを繰り返す。そして、裏側第二壁面材3aの背後
に第2層目と同じ高さまで所定の盛土を行う。以後、順
次上記工程を繰り返し、計画の高さまで盛土を完成させ
るようにしたものである。
【0011】また本発明に係る土構造物の補強土工法
は、上記裏側の第一壁面材3、裏側の第二壁面材3a、
……裏側の第n壁面材の立ち上り部は垂直またはそれに
近い角度であるようにしたものである。
【0012】
【作用】本発明では、切土面の背面が利用できない箇所
において、図1に示すような背面用の背面材を用いるこ
とにより外部拘束方法による補強土工法を実施可能とす
るものである。この方法を実施することにより得られる
効果は、内部拘束方法では利用することができなかった
粘性土系の盛土材量を有効に利用することが可能とな
る。さらに、砂質土系の材料においても外部拘束方法を
利用することにより、底版巾Bを小さくすることが可能
であるため、内部拘束方法に対し長大な必要敷設長を必
要とした補強材の使用量を大幅に削減することが可能と
なる。この効果は、内部摩擦角の小さいシルト混じり砂
質土などにおいて顕著に現れると考えられる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を道路盛
土での比較設計例により説明する。本設計例は、一般的
に使用されている良質な砂質土を用いた場合の事例で盛
土高さH=10.0mである。設計に用いる土質定数
は、単位体積重量γ=1.8tf/m3 、内部摩擦角φ
=30°、粘着力c=0.0tf/m である。計算
結果によれば外部拘束方法では底版巾B=3.0mで安
定が得られる。内部拘束方法では財団法人土木研究セン
ター発行の「ジオテキスタイルを用いた補強土の設計・
施工マニュアル」の指針にしたがって設計すると図表か
らLmax /H=0.42となる。したがって必要敷設長
Lは定着長1.0mを加算しL=10.0×0.42+
1.0=5.20mとなる。使用する補強材は同マニュ
アルからのり面勾配と使用盛土材が同じため共通のもの
となる。補強領域の形態の状況を図1に示す。ここで、
現地発生のあまり良質でない粘性土系の材料を用いて設
計を行うと、土質定数を単位体積重量γ=1.8tf/
3 、内部摩擦角φ=20°、粘着力c=1.0tf/
とした場合、内部拘束方法ではLmax /H=0.
60となり必要敷設長LはL=7.0mとなる。これに
対し、外部拘束方法では底版巾BはB=4.8mとなり
同様により有利な結果となる。
【0014】
【発明の効果】本発明は、背面として切土面が利用でき
ない平坦な地形においても外部拘束方法での補強土工法
を実施することができる点に最大の特徴を有する。ま
た、従来の外部拘束方法では、補強材の後端部を上層の
補強材と連結し、土圧により補強材の抜け出しを防止し
ていたのに対して本発明は、裏側の壁面材を用いること
により裏側壁面材が抵抗材となり、土圧に対しての抜け
出しを防ぐことができ、連結が不要となり、連結不良等
による事故防止が図れる。また、本発明は表側の第一壁
面材と、裏側の第一壁面材と、第一補強材とが分離構造
であるために、土木工事現場までの運搬に際して別部材
として運搬でき、嵩張ることがない。さらに表側及び裏
側の両第一壁面材間に亘ってジオシンセティックスある
いはジオテキスタイルを基礎地盤面に敷設する構造であ
るために、土木工事現場の底版巾に適合した第一補強材
を自由にその工事現場で裁断して使用できる。
【0015】また、裏側の壁面材の立ち上り部が垂直ま
たはそれに近い角度の場合は抵抗力が一層大きくなり、
表側の壁面材にかかる土圧に対して、補強材の抜け出し
を防ぐ大きな抵抗力となる。したがって、在来の外部拘
束方法で用いていた補強材端部での連結作業を省くこと
ができる。
【0016】さらに、本発明を利用することによる経済
効果は、工事実施に当たり現地発生の盛土材料が粘性土
系であるばかりに不良土と判定され、遠方より良質材料
を運搬しなければならないという不都合を避けることが
できる。さらには利用できなかった現地発生土を運搬し
て捨土しなければならないという不合理も避けることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略説明図である。
【図2】本発明の一実施例を示す計画道路設計に関する
概略説明図である。
【図3】従来の内部拘束方法による補強土工法を示す概
略説明図である。
【図4】従来の外部拘束方法による補強土工法を示す概
略説明図である。
【図5】従来の外部拘束方法による補強土工法を示す概
略説明図である。
【符号の説明】
1 表側の第一壁面材 1a 表側の第一壁面材 2 基礎地盤面 3 裏側の第一壁面材 3a 裏側の第二壁面材 4 第一補強材 4a 第二補強材 5 盛土材

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 背面として切土面が利用できない平坦な
    地形において外部拘束方法での補強土工法であって、
    る一定ののり面勾配を持った表側の第一壁面材を基礎地
    盤面上に設置する。次に、裏側の第一壁面材を基礎地盤
    面上の土木工事現場ごとに決定される底版巾付近に設置
    する。次いで、表側及び裏側の両第一壁面材間に亘って
    第一補強材であるジオシンセティックスあるいはジオテ
    キスタイルを基礎地盤面に敷設する。第一補強材を敷設
    後、表側の第一壁面材と第一補強材の端部及び裏側の第
    一壁面材と第一補強材の端部を連結する。連結後、表側
    の第一壁面材と第一補強材及び裏側の第一壁面材とによ
    って囲撓された中に砂質土または粘性土等の盛土材を定
    められた厚さに撒き出し、締め固めを行い、第1層目の
    壁高まで撒き出し、締め固めを繰り返す。次に裏側の第
    一壁面材の背後に第1層目と同じ高さまで所定の盛土を
    行う。次いで、第2層目について、上記第1層目と同様
    に表側の第二壁面材を第1層目の上ののり面に沿って
    置する。以後、裏側の第二壁面材及び第二補強材を順
    次、第1層目の上の背面平均勾配に沿って設置、敷設す
    る。さらに、表側の第二壁面材と第二補強材の端部及び
    裏側の第二壁面材と第二補強材の端部を連結後、表側の
    第二壁面材と第二補強材及び裏側の第二壁面材とによっ
    て囲撓された中に砂質土または粘性土等の盛土材を定め
    られた厚さに撒き出し、締め固めを行い、第2層目の壁
    高まで撒き出し、締め固めを繰り返す。そして、裏側第
    二壁面材の背後に第2層目と同じ高さまで所定の盛土を
    行う。以後、順次上記工程を繰り返し、計画の高さまで
    盛土を完成させることを特徴とする土構造物の補強土工
    法。
  2. 【請求項2】 上記裏側の第一壁面材、裏側の第二壁面
    材、……裏側の第n壁面材の立ち上り部は垂直またはそ
    れに近い角度であることを特徴とする請求項1記載の土
    構造物の補強土工法。
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