JP3460112B2 - 衝撃吸収用堤体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は山岳地における落石
や雪崩等の大型落下物の保有する落下エネルギーを減衰
する衝撃吸収用堤体に関する。

【０００２】

【従来の技術】落石や雪崩の保有する落下エネルギーを
吸収しつつ落石や雪崩を抑止技術として、斜面にコンク
リート擁壁を構築し、コンクリート擁壁の自重と強度で
以て受け止める方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の衝撃エ
ネルギーの減衰技術には次のような課題がある。

【０００４】〈イ〉 落石や雪崩の発生が予想される現
場は山岳地帯や断崖等である場合が多く、またコンクリ
ート擁壁の構築地盤が軟弱である場合が多い。そのた
め、各種の建設機材を現場に導入するための道路を構築
し、現場で擁壁基礎部を掘削した後に基礎杭を構築し、
最後にコンクリートを打設して擁壁を構築しており、コ
ンクリート擁壁の施工に多大の工費と工期を必要とす
る。

【０００５】〈ロ〉 山岳地帯や断崖で施工する場合、
重機の操作を誤ると重機の転倒、転落事故に繋がり易
い。また作業者も平地での作業と比べて危険負担が大き
い。

【０００６】〈ハ〉 落石の衝撃エネルギーは現場の落
下の可能性のある石の大きさからおおよそ予測でき、ま
た雪崩の場合も予測できるが、そのエネルギーは極めて
大きい。 このような自然の力に対抗するためには、経
済的な制約があるものの極めて大型のコンクリート擁壁
を構築する必要があり、衝撃エネルギーの減衰コストが
極めて高いものとなる。

【０００７】〈ニ〉 大型の落石等によりコンクリート
擁壁の一部が破損したりヒビが入ったときは、コンクリ
ート擁壁の一部または全体を除去して再構築する必要が
あり、補修性の点でも問題がある。また支持地盤の一部
が不等沈下するとコンクリート擁壁が傾倒したりヒビが
入る等の問題もある。

【０００８】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、衝撃エネルギ
ーの減衰効果の高い衝撃吸収用堤体を提供することにあ
る。

【０００９】さらに本発明の他の目的は、作業の安全性
確保が図れる衝撃吸収用堤体を提供することにある。

【００１０】さらに本発明の他の目的は、施工性を大幅
に改善できて、工期の短縮並びに工費の低減が図れる衝
撃吸収用堤体を提供することにある。

【００１１】さらに本発明の他の目的は、補修性が良好
な衝撃吸収用堤体を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
斜面に複数の受撃柱を配列して構成し、落石等の衝撃を
吸収する衝撃吸収用堤体において、前記受撃柱が衝撃を
吸収する未固化性状材と、前記未固化性状材の変形を拘
束可能に封入する筒状の袋体とにより構成し、前記受撃
柱の断面形が円形または楕円形であり、かつ、前記受撃
柱の全長が受撃柱の径に対して５倍以上であり、複数の
前記受撃柱を縦向き又は横向きに配列し、前記受撃柱の
一部に衝撃が作用することで、袋体を通して全範囲の未
固化性状材に分散して伝えると共に、袋体により未固化
性状材の自由な移動を拘束して受撃した受撃柱の背面側
の他の受撃柱に衝撃を分散して作用させることを特徴と
する、衝撃吸収用堤体である。請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の衝撃吸収用堤体において、複数の受撃
柱を縦横向きに組み合わせて配列して堤体を形成したこ
とを特徴とする、衝撃吸収用堤体である。請求項３に係
る発明は、請求項１に記載の衝撃吸収用堤体において、
同列方向に設置する複数の袋体に連結部を設けて受撃柱
に連続性を付与したことを特徴とする、衝撃吸収用堤体
である。請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の衝撃吸収用堤体において、受撃柱を
構成する袋体がジオテキスタイル製で、未固化性状材が
土砂であることを特徴とする、衝撃吸収用堤体である。

【００１３】

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

【００１４】〈イ〉衝撃吸収用堤体の構成 図１に本発明に係る衝撃吸収用堤体１の一例を示す。こ
の堤体１は現場で複数の受撃柱２を堤体状に横積みして
構成される。受撃柱２は筒状の袋体３と、袋体３に封入
した未固化性状材４とよりなる。以下各部について詳述
する。

【００１５】〈ロ〉袋体 袋体３は未固化性状材４の変形を拘束する細長の一重又
は多重構造の筒体で、その断面形状は図示するように円
形に限定されるものではなく、楕円形や矩形であっても
よい。袋体３の一部に未固化性状材封入用の注入口（図
示せず）を形成している。この注入口は未固化性状材の
漏出を防止して封入できる構造であればよく、例えば一
方を開放して製作した袋体の開口部を注入口として利用
し、未固化性状材４を封入した後に袋体の開口部を縫合
したり、クリップ類で止めるか、或いは袋体の開口部を
折り返して上下の受撃柱２，２間に挟み込む等の処置を
して口を閉鎖してもよい。

【００１６】袋体３の素材は変形が可能で、引張強度の
高い素材であればよく、例えばジオテキスタイルやアラ
ミド繊維、或いは鋼線等の高強度の素材を筒状に編成し
て構成したり、高強度の樹脂シートを筒状に縫製したも
のを使用できる。またこれらの素材にバンド状の補強材
を組み合わせても良い。袋体３に網材を用いる場合は、
雨水等により内部の未固化性状材３が流出しない程度の
網目に設定することが肝要である。

【００１７】袋体３が円筒形の場合、その径は設置現場
や受撃エネルギーの大きさにより選択するが、施工性や
受撃性能を考慮すると、６０ｃｍ以上が望ましい。また
袋体３の全長は長く設定すると受撃性能が良くなる反
面、施工性が悪くなり、逆に短か過ぎると施工性がよく
なる反面、受撃性能が悪くなる。そこで、袋体３の全長
はその径に対して５倍以上が望ましい。経済性、施工
性、受撃性能を考慮すると、袋体３はその径が１ｍ，全
長が５ｍ程度が最適である。

【００１８】〈ハ〉未固化性状材 落石等のエネルギーを変形しながら吸収する未固化性状
材４の選択に当たっては、変形強度を有すること、
大きな弾力性を持たないこと、封入作業性が良好であ
ること、受撃時に容易に弾き飛ばされないだけの重量
を有すること等の諸条件を満たすものであれば公知の各
種の固体を使用できる。

【００１９】未固化性状材４としては、例えば砂や粘土
等の土砂、或いはゲル化した膨潤体等を使用できる。

【００２０】未固化性状材４として残土や現地発生土を
用いると経済性の点で優れ、また粘土を用いた場合は受
撃性能が優れる。

【００２１】

【作用】つぎに衝撃吸収用堤体１の構築方法とその衝撃
吸収のメカニズムについて説明する。

【００２２】〈イ〉受撃柱の製作 現場で袋体３に現地土砂等の未固化性状材４を充填して
受撃柱２を製作し、これを横方向に向けて積み上げて所
定の高さの衝撃吸収用堤体１を構築する。堤体１の構築
範囲が受撃柱２の全長を越える場合は受撃柱２を縦列に
継ぎ足して設置する。

【００２３】未固化性状材３の充填手段としては、袋体
３を横置き又は縦置きした状態で、エア搬送して充填す
るエア充填手段や加水してスラリー化させた未固化性状
材３をポンプ圧送する手段や、現地土砂をホッパ等から
投入する手段等、種々の充填手段を採用できる。

【００２４】図面では理解の便宜上、受撃柱２を真円で
表記するが、積載荷重により各受撃柱２が圧潰変形する
ため、その堤体側面の傾斜角度をきつく設定しても自然
崩落する心配はない。

【００２５】尚、現場がクレーン付き車両やクレーン車
等の車両を導入可能な場合は、現場と異なる場所で製作
した受撃柱２を運搬して積み上げても良い。

【００２６】〈ロ〉衝撃吸収のメカニズム 図２は衝撃吸収用堤体１の斜面上流側を水平に破断した
モデル図を示すもので、各受撃柱２が千鳥状に配置して
ある。

【００２７】図３に示すように衝撃吸収用堤体１の斜面
上流側に落石等の衝撃５が作用した場合について説明す
ると、この衝撃５は堤体１の最も上流側の受撃柱２ａに
作用する。

【００２８】衝撃５の当接した範囲の未固化性状材４だ
けが部分的に変形しようとするが、受撃柱２ａを構成す
る未固化性状材４が高強度の袋体３に封入されて自由な
移動が拘束されているため、この変形力が高強度の袋体
３を通じて全範囲の未固化性状材４に分散して伝えられ
る。

【００２９】その結果、受撃範囲を中心として、袋体３
に封入された未固化性状材４の全体が衝撃５のエネルギ
ーを効果的に減衰しながら変形する。衝撃５が保有する
エネルギーが袋体３の強度による減衰作用及び未固化性
状材４の変形強度による減衰作用の総和以上である場合
は、受撃柱２ａの背面側の受撃柱２ｂ，２ｃ……に作用
する。各受撃柱２ｂ，２ｃ……の場合も同様の減衰メカ
ニズムによって、衝撃５のエネルギーが減衰される。

【００３０】ここで本発明に係る衝撃吸収用堤体１の特
有の作用を理解するため、従来の盛土堤体と対比する。
従来の盛土堤体は衝撃吸収機能を有するものの、その減
衰作用は盛土を構成する土砂が本来する変形強度に因る
ものであるから、大規模な衝撃５のエネルギーを吸収す
るには盛土の高さや幅を相当大きく設計する必要があ
る。また従来の盛土堤体は受撃範囲の土砂のみが衝撃を
受けるだけで、受撃していない範囲の土砂へ衝撃が伝達
されることはない。

【００３１】これに対して本発明の衝撃吸収用堤体１
は、袋体３で以て未固化性状材４を封入して未固化性状
材４の本来持っている変形強度が倍増する点と、広範囲
に衝撃が分散される点が、従来の盛土堤体と異なる点で
あり、従来の盛土堤体より小型でありながら同等以上の
減衰作用を発揮する。

【００３２】また衝撃５が消滅した後、衝撃吸収用堤体
１を補修するときは、変形した受撃柱２を直線状に並び
変えるか、袋体３が破損した場合は新たな受撃柱２と交
換するだげで済む。

【００３３】

【発明の実施の形態２】前記の実施の形態１は受撃柱２
を横向きにして積み上げた場合について説明したが、複
数の受撃柱２を縦向きに設置して衝撃吸収用堤体を構成
しても良い。この場合、堤体の受撃面が鉛直方向に形成
できるので、落石等の転落物の飛び越えを効果的に抑止
できる。

【００３４】

【発明の実施の形態３】図４は衝撃吸収用堤体１の受撃
面側に、受撃柱２を縦向きにした擁壁層６を形成した他
の実施の形態を示す。

【００３５】本例は擁壁層６を構成する受撃柱２の向き
を、その背面の堤体部分７を構成する受撃柱２と交差さ
せることで、擁壁層６で受撃した衝撃を、堤体部分７の
受撃柱２群に広範囲に分散できる利点がある。

【００３６】また擁壁層６は複数の受撃柱２を縦方向に
積み重ねて構成してもよく、また擁壁層６は受撃柱２を
一列だけで構成しても良いが、複数列で構成しても良
い。

【００３７】

【発明の実施の形態４】図５は受撃柱２を縦横方向に向
けて設置して衝撃吸収用堤体１を構成する他の実施の形
態を示す。また図６は各段の受撃柱２の向きを交互に変
えて井桁状に積み上げて衝撃吸収用堤体１を構成しても
よい。本実施の形態にあっては、受撃柱２群を交差して
設置することで衝撃の伝達範囲が広くなり、より高い減
衰作用が得られるだけでなく、受撃面の角度を鉛直に形
成したり、オーバハングに形成できる利点がある。

【００３８】

【発明の実施の形態５】また図示しないが、図４，５の
堤体部分７の斜面最下流側の側面にも縦方向に向けて受
撃柱２を設置しても良い。

【００３９】

【発明の実施の形態６】図７は各受撃柱２に連続性を付
与した他の実施の形態を示すもので、本例は各袋体３，
３……の間に袋体３と同素材の連結部８を形成して、袋
体３の相互間に連続性を付与したものである。

【００４０】本実施の形態にあっては、連続性を有する
袋体３を設置方向（縦向き又は横向き）に向けて置いた
後、各袋体３に未固化性状材４を充填することになる。
各受撃柱２に連続性を付与したことで、独立した単体の
受撃柱２で構成する場合と比べて減衰作用が高くなる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は次の効果を得ることができる。 ＜イ＞ 袋体に未固化性状材を封入した受撃柱を並べる
だけで、衝撃エネルギーの減衰効率の高い衝撃吸収用堤
体を得ることができる。従来のコンクリート擁壁と比べ
て、工期の短縮並びに工費の低減が図れる。また危険を
伴う作業がないので作業の安全性も確保できる。 ＜ロ＞ 受撃柱が袋体に未固化性状材を封入して構成す
るので、袋体の強度が未固化性状材の有する変形強度が
本来有する以上に高くできるので、効率の良く衝撃エネ
ルギーを減衰できる。 ＜ハ＞ 受撃柱を積み直しするか、或いは部分的に交換
するだけで補修でき、補修性がよい。 ＜ニ＞ 受撃柱を縦横方向に交差させて設置すること
で、衝撃の伝達範囲が広範となり、衝撃吸収用堤体の衝
撃エネルギーの減衰効率が向上する。 ＜ホ＞ 受撃柱による衝撃吸収用堤体はコンクリート擁
壁に比べて支持地盤の荷重負担が軽減され、従来のコン
クリート擁壁等のフーチングや杭等の基礎工を必要とし
ない。 ＜ヘ＞ 受撃柱を構成する袋体がジオテキスタイルであ
ることから、軟弱な支持地盤の補強が図れる。 ＜ト＞ 従来のコンクリート擁壁にあっては支持地盤が
不等沈下を起こすとコンクリート擁壁が傾倒したりヒビ
が入る等の不都合があったが、本発明に係る衝撃吸収用
堤体では受撃柱が自重により変形して支持地盤の不等沈
下に追随できるのでこのような不都合は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る衝撃吸収用堤体の縦断面図

【図２】 斜面上流側を水平に破断した衝撃吸収用堤体
のモデル図

【図３】 衝撃吸収時における衝撃吸収用堤体のモデル
図

【図４】 堤体部分の受撃面側に擁壁層を形成した他の
実施の形態に係る衝撃吸収用堤体の縦断面図

【図５】 受撃柱を縦横方向に向けて設置した他の実施
の形態に係る衝撃吸収用堤体の縦断面図

【図６】 各段の受撃柱の向きを交互に変えて設置した
他の実施の形態に係る衝撃吸収用堤体の縦断面図

【図７】 各受撃柱に連続性を付与した他の実施の形態
を示す説明図

【符号の説明】

１ 衝撃吸収用堤体 ２ 受撃柱 ３ 袋体 ４ 未固化性状材 ５ 衝撃 ６ 擁壁 ７ 堤体部分 ８ 連結部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−19526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83706（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−70813（ＪＰ，Ａ) 実公 昭54−1122（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜面に複数の受撃柱を配列して構成
   し、落石等の衝撃を吸収する衝撃吸収用堤体において、 前記受撃柱が衝撃を吸収する未固化性状材と、 前記未固化性状材の変形を拘束可能に封入する筒状の袋
   体とにより構成し、 前記受撃柱の断面形が円形または楕円形であり、かつ、
   前記受撃柱の全長が受撃柱の径に対して５倍以上であ
   り、 複数の前記受撃柱を縦向き又は横向きに配列し、 前記受撃柱の一部に衝撃が作用することで、袋体を通し
   て全範囲の未固化性状材に分散して伝えると共に、袋体
   により未固化性状材の自由な移動を拘束して受撃した受
   撃柱の背面側の他の受撃柱に衝撃を分散して作用させる
   ことを特徴とする、 衝撃吸収用堤体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の衝撃吸収用堤体にお
   いて、複数の受撃柱を縦横向きに組み合わせて配列して
   堤体を形成したことを特徴とする、衝撃吸収用堤体。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の衝撃吸収用堤体にお
   いて、同列方向に設置する複数の袋体に連結部を設けて
   受撃柱に連続性を付与したことを特徴とする、衝撃吸収
   用堤体。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記
   載の衝撃吸収用堤体において、受撃柱を構成する袋体が
   ジオテキスタイル製で、未固化性状材が土砂であること
   を特徴とする、衝撃吸収用堤体。