JP3435441B2 - 補強地盤工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軟弱地盤の補強工や
盛土工等に適用できる補強地盤の構造および補強地盤工
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば埋立地や軟弱地盤に上に仮設道路
や盛土堤体を構築する場合の対策工として、ジオテキス
タイル等のシート材を用いた敷設材工法や、良質材をシ
ート材に包み込んだ版状体を軟弱地盤表層に形成する工
法が提案されている。また土構造物や地盤の補強方法と
して、ジオテキスタイル等のシート材を土中に階層的に
敷設する工法も各種提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した地盤の補強技
術には次のような問題点がある。 ＜イ＞ 盛土の法面付近は、盛土自重による拘束力が小
さいので転圧不足になり易く、そのためシート材による
大きな拘束効果を期待できないことから、補強効果（せ
ん断強度）が小さなものである。 ＜ロ＞ シート材は面的に敷設されるので、土の変形時
において十分な拘束圧を加えることができない。 ＜ハ＞ シート材の高さ方向の敷設間隔を狭くすれば土
の補強効果をある程度高められるが、工程数を増した
分、施工コストが高くなる。

【０００４】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、施工性に優れた補強地盤
の構造および補強地盤工法を提供することにある。

【０００５】さらに本発明の他の目的は工期の短縮及び
工費の低減を可能とする補強地盤の構造および補強地盤
工法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 請求項１は、補強地盤
工法において、地盤に直接挟持シートを敷設し、前記挟
持シート上に盛土層を形成し、前記盛土層の上面に挟持
シートを敷設し、盛土層の複数箇所に縫合体を貫通さ
せ、前記縫合体の両端を前記両挟持シートに接続し、前
記両挟持シートと縫合体とにより複数に区画した盛土層
に荷重をかけて土塊状に硬化させたことを特徴とする、
補強地盤工法である。請求項２は、補強地盤工法におい
て、挟持シートを敷設した後、前記挟持シート上に盛土
層を形成する第１工程と、前記盛土層の上面に挟持シー
トを敷設する第２工程と、盛土層の複数箇所に縫合体を
貫通させ、前記縫合体の両端を前記両挟持シートに接続
する第３程と、第２工程で敷設した挟持シート上に盛土
層を形成する第４工程とを１サイクルとし、前記サイク
ルを複数行って補強地盤の積層体を構築することを特徴
とする、補強地盤工法である。請求項３は、請求項１又
は請求項２において、縫合体が可撓性を有することを特
徴とする、補強地盤工法である。

【０００７】

【発明の実施の形態１】以下図面を参照しながら本発明
の一実施の形態について説明する。

【０００８】＜イ＞挟持シートシートの敷設工 図２に示すように軟弱地盤１に挟持シート２ａを敷設す
る。挟持シート２はある程度の引張強度と可撓性を有す
る公知の各種シート状物またはネット状物を含む。軟弱
地盤１の含水率が高いときは、挟持シート２ａに遮水性
のシートを用いるとよい。隣り合う挟持シート２ａ間の
処理は、重合させて敷設し、必要に応じ重合部を接着手
段またはピン打設により一体に接合する。

【０００９】＜ロ＞盛土工 つぎに図２に示すように挟持シート２ａ上に土砂等を撒
き出し、各種の転圧用機器を用いて十分に締め固めて所
定層厚の盛土層３を形成する。盛土層３は難変形性の粒
状物であればよく、土砂の他に例えば砕石や処分に窮し
ている各種廃材或いはこれらの混合物を使用できる。盛
土層３は間に挟持シート２ａを介して軟弱地盤１から絶
縁して形成されることになる。

【００１０】＜ハ＞挟持シートの敷設 図４に示すように盛土層３の上面全域に、前記した挟持
シート２ａと同質の挟持シート２ｂを敷設して、盛土層
３の上下両面を挟持シート２ａ，２ｂで被覆する。盛土
層３の側面は露出させたままにしておくか、或いは側面
も塞いで全体を袋状に形成してもよい。尚、説明の便宜
上、図面では挟持シート２ａ，２ｂを盛土層３から離隔
して表記しているが、実際は接している。

【００１１】＜ニ＞縫合工 最後に図５に示すように、上位の挟持シート２ｂ側から
縫合体４を鉛直方向へ向けて貫通して、上下の挟持シー
ト２ｂ，２ａ間を縫合体４で一体に連結する。縫合体４
は所定の間隔を隔てて上下の挟持シート２ｂ，２ａ間の
複数箇所に設置して補強地盤５を築造する。縫合体４で
盛土層３を縫合したのは、上下の挟持シート２ｂ，２ａ
間に位置する盛土層３を、上下の挟持シート２ｂ，２ａ
と複数の縫合体４とにより複数に区画し、各区画単位で
土砂を拘束してせん断強度の高い土塊状にするためであ
る。

【００１２】尚、本発明で「区画」とは、物理的に完全
に分離した状態を意味するものではなく、土の組織体と
しての連続性を持ちながらの土をひとかたまりに拘束し
得る状態を意味するものである。

【００１３】縫合体４は樹脂、繊維、鋼線等の可撓性と
非伸縮性を有する素材からなるロープ材またはテープ材
を使用でき、上下の挟持シート２ｂ，２ａ間を垂直方向
または斜め方向に向けて連結する。

【００１４】縫合体４の縫合方法の一例を説明すると、
先端に錐体形のストッパ４ａを設けた縫合体４をガイド
パイプ４ｃを内挿し、ストッパ４ａが下位の挟持シート
２ａを貫通するまでガイドパイプ４ｃと共に縫合体４を
貫通した後、ガイドパイプ４ｃのみを引き抜いて縫合体
４を補強地盤５に残置させ、上位の挟持シート２ａから
露出する縫合体４に固定具４ｂを取り付けて、或いは縫
合体４を結んで固定する。縫合体４を連結する際、縫合
体４は弛みのない程度に軽く張った状態で固定するが、
緊張して固定してもよい。また縫合体４と各挟持シート
２ａ，２ｂとの接合手段は、本例に例示した手段のほか
に接着や融着或いはこれらの組み合わせであってもよ
い。

【００１５】以上のようにして築造した補強地盤６は、
再度転圧するか、或いは転圧せずにその上に仮設道路や
盛土堤体等を構築して、これら上部構造物の支持基盤の
利用に供する。軟弱地盤１が高含水率の場合でも、最下
位の挟持シート２ａに遮水性を付与しておけば、補強地
盤５の盛土層３と軟弱地盤１が同化せずに済み、長期間
に亘って補強地盤５の高いせん断強度を維持することが
できる。

【００１６】＜ホ＞補強地盤の特性について つぎに補強地盤５の特性について説明する。前述したよ
うに補強地盤５内の盛土層３は、上下の挟持シート２
ｂ，２ａと複数の縫合体４とにより複数に区画されてい
る。この状態で補強地盤６の自重、転圧力、上部構造物
の載荷重等の鉛直荷重が作用すると、以下のメカニズム
により補強地盤５のせん断強度（曲げ強度）が飛躍的に
高くなる。

【００１７】図６は荷重が作用する前の土粒のモデル図
で、各土粒Ｓ₁〜Ｓ₁₀間に隙間を生じている。この状態
で荷重が作用すると、図７に示すように隙間の狭小化方
向へ向けて各土粒Ｓ₁〜Ｓ₁₀が変位し、各土粒Ｓ₁〜Ｓ₁₀
が相互に接触する。各土粒Ｓ₁〜Ｓ₁₀の接触部間には摩
擦力を生じ、この摩擦力は作用する荷重に比例して大き
くなり、各土粒Ｓ₁〜Ｓ₁₀間の結合力を高めることにな
る。この現象は挟持シート２ａ，２ｂと縫合体４で盛土
層３を複数に区画した土塊単位で生じることから、補強
地盤５全体としてのせん断強度（曲げ強度）が飛躍的に
高くなる。上記したように盛土層３を構成する土粒間の
摩擦力が所定の値に達すると、石のように硬く固まり、
それ以上の変形は進行しない。

【００１８】尚、補強地盤５を貫通した縫合体４は、荷
重の作用初期においてその可撓性により各土粒Ｓ₁〜Ｓ
₁₀の変位を許容する。

【００１９】また補強地盤５に鉛直方向の荷重が作用し
た場合、盛土層３は土粒間の摩擦力により自己硬化する
ため、上下の挟持シート２ａ，２ｂに大きな引張力は作
用しない。したがって、上下の挟持シート２ａ，２ｂ
は、荷重の作用初期において盛土層３が硬化するまでの
間に、土の変形を拘束できるだけの小さな引張強度が付
与されていればよい。

【００２０】また、縫合体４の設置間隔を狭くして土塊
の区画範囲が小さいほど補強地盤５のせん断強度（曲げ
強度）は高くなるから、補強地盤５の使途に応じて縫合
体４の設置数、すなわち拘束点の数を変更すればよい。

【００２１】

【発明の実施の形態２】以降に他の実施の形態について
説明するが、その説明に際し、前記した実施の形態１と
同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略
する。

【００２２】図８、図９に縫合体４を斜め方向に配置し
て形成した他の補強地盤５の構造例を示す。図８は前記
した実施の形態１と同様に独立した縫合体４を盛土層３
に対して斜めに貫通させ、縫合体４の両端を上下の挟持
シート２ａ,２ｂに接合して波形状に設置した例を示
す。図９は長尺の連続した縫合体４を使用して補強地盤
５を構成する上下の挟持シート２ａ，２ｂ間を波形に縫
合した例を示す。

【００２３】本例にあっても前記した実施の形態１と同
様に、高いせん断強度（曲げ強度）の補強地盤５を得る
ことができ、また機械化による急速施工が可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態３】図１０は補強地盤５を積層させ
て盛土堤体や擁壁を構築する他の実施の形態を示す。本
例にあっては、前記した実施の形態１の施工方法で以っ
て一層目の補強地盤５ａを築造した後、一層目の挟持シ
ート２ｂ上に二層目の盛土層３ｂを形成する第１工程、
二層目の盛土層３ｂ上に挟持シート２ｃを敷設する第２
工程、二層目上位の挟持シート２ｃと一層目上位の挟持
シート２b間を縫合体４で縫合する第３工程を１サイク
ルとし、これを数サイクルか繰り返して、所定の高さま
で補強地盤５を積層する。

【００２５】縫合体４の縫合形態は、鉛直方向に設置す
るだけでなく、図８，９に示すように波形に設置しても
よい。また縫合体４は複数の盛土層３と３枚以上の挟持
シートとを貫通するように縫合してもよい。

【００２６】本実施の形態にあっては上位側の補強地盤
５の重量が下位側の補強地盤５に鉛直方向へ向けた大き
な載荷重として作用するから、最下位の補強地盤５へ近
づくほどせん断強度（曲げ強度）が高くなる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は次の効果を得ることができる。 ＜イ＞ 盛土層を多数に区画して拘束できるので、軟弱
地盤に何ら手を加えずに直接、せん断強度の高い補強地
盤を構築することができる。 ＜ロ＞ 袋体に土砂を後から詰める土嚢とは異なり、盛
土工の前後に挟持シートの敷設工を行い、最後に縫合体
で縫合するだけであるから、機械化による急速施工が可
能となり、施工性に優れる。 ＜ハ＞ 工期の短縮及び工費の低減が可能である。 ＜ニ＞ 補強地盤を積層して施工すると、軟弱地盤の上
に直接、せん断強度の高い盛土堤体を構築することがで
きる。 ＜ホ＞ 種々の用途に適用することができ、汎用性に富
む。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る補強地盤の一部
を省略した斜視図

【図２】 挟持シートの敷設工の説明図

【図３】 盛土工の説明図

【図４】 挟持シートの敷設工の説明図

【図５】 縫合体による結合工の説明図

【図６】 荷重が作用する前の土粒のモデル図

【図７】 荷重が作用したときの土粒のモデル図

【図８】 縫合体を斜めに設置した実施の形態２に係る
説明図

【図９】 縫合体を波形に設置した実施の形態２に係る
説明図

【図１０】 補強地盤を積層して盛土堤体を構築した実
施の形態２に係る説明図

【符号の説明】

１ 軟弱地盤 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｎ 挟持シート ３，３ｂ，３ｎ 盛土層 ４ 縫合体 ５ 補強地盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 501028390 国土交通省北陸地方整備局長 新潟県新潟市白山浦１丁目425番２ (74)上記１名の代理人 100099450 弁理士 河西 祐一 (72)発明者 横田 善弘 福井県坂井郡春江町沖布目38−３ 前田 工繊株式会社内 (72)発明者 河合 寿 福井県坂井郡春江町沖布目38−３ 前田 工繊株式会社内 (72)発明者 有田 修治 富山県砺波市太郎丸１丁目５番10号 建 設省利賀ダム工事事務所内 (72)発明者 高島 潤一 富山県砺波市太郎丸１丁目５番10号 建 設省利賀ダム工事事務所内 (72)発明者 東 勝司 富山県砺波市太郎丸１丁目５番10号 建 設省利賀ダム工事事務所内 (72)発明者 村田 修 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−15503（ＪＰ，Ａ) 特開2000−54385（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−203045（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190518（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 17/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強地盤工法において、地盤に直接挟持
   シートを敷設し、前記挟持シート上に盛土層を形成し、
   前記盛土層の上面に挟持シートを敷設し、盛土層の複数
   箇所に縫合体を貫通させ、前記縫合体の両端を前記両挟
   持シートに接続し、前記両挟持シートと縫合体とにより
   複数に区画した盛土層に荷重をかけて土塊状に硬化させ
   たことを特徴とする、補強地盤工法。
2. 【請求項２】 補強地盤工法において、挟持シートを敷
   設した後、前記挟持シート上に盛土層を形成する第１工
   程と、前記盛土層の上面に挟持シートを敷設する第２工
   程と、盛土層の複数箇所に縫合体を貫通させ、前記縫合
   体の両端を前記両挟持シートに接続する第３程と、第２
   工程で敷設した挟持シート上に盛土層を形成する第４工
   程とを１サイクルとし、前記サイクルを複数行って補強
   地盤の積層体を構築することを特徴とする、補強地盤工
   法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、縫合体
   が可撓性を有することを特徴とする、補強地盤工法。