JP4346044B2 - 斜面安定装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば高速道路や各種施設などに面する傾斜した法面或いは崩壊のおそれのある傾斜地などの斜面に定着したアンカー機能を果たす引張り部材の地上突出端に受圧材を装着して、前記引張り部材に与えた緊張力を斜面に伝達して斜面の安定化をはかる斜面安定装置に関する。

斜面に定着した引張り部材の地上突出端に受圧材を装着して、前記引張り部材に与えた緊張力を斜面に伝達する方式の斜面安定工法の従来技術としては、特許文献１に示すように、工場生産したコンクリート製の受圧ブロックを作業現場迄搬入する。

一方、現場の斜面に受圧ブロックを定着するそれぞれの位置には、斜面から地中に穿孔して、穿孔した穴に引張り部材を挿入したのち、穴にグラウト材を注入しながら、上記引張り部材を定着する。

その後に、引張り部材の定着位置に受圧ブロックを運び込むと共に、運び込んだ受圧ブロックのセンターの貫通孔に引張り部材の地上突出端を貫通する。

その後に、引張り部材の地上突出端からナットをねじ込みながら、斜面に受圧ブロックを押し付けながら斜面を安定させる。
特開平６−３３０５２６号公報

上記のような斜面安定工法によると、工場生産の受圧ブロックを使用するので、嵩ばって、格納に広い場所を必要とすると共に、重量が大きいために取り扱いが大変であった。

そして現場に搬入し、搬入した受圧ブロックを定着位置に運び込むのに重機を必要とし、重機を用いて運び込むことができない場合には、ワイヤーやワイヤーによって牽引する橇を用いて滑走させるので、著しく手数がかかると共に、定着してある引張り部材の地上突出端と滑走させた受圧ブロックと衝突回避の注意なども必要になる。

また、運び込んだ受圧ブロックの貫通孔に引張り部材の地上突出端を貫通させるのに多大な労力を必要とする問題もあった。

特に、斜面にコンクリート製品の受圧ブロックを置いたとき、斜面に凹凸があると、受圧ブロックの各方向（四方向）に突出する突出部の下面全体と斜面とが接触しない。すなわち、凹凸によって接触部分と非接触部分とができる。

このため、受圧ブロックの下面全体による斜面への加圧力を作用させることができず、目的である斜面安定性をそこなう不都合が発生した。

さらに、受圧ブロックの突出部の接地部分に立木があると、邪魔にならないように立木を伐採するので、環境をそこなう問題もあった。

そこで、この発明は、上述の各問題を解決する斜面安定装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、この発明は、斜面の上下左右に定着した複数の鋼棒と、この鋼棒の周囲で上記斜面上に設けた碗状の凹入部と、底面の中心透孔に上記鋼棒を貫通させて上記凹入部に嵌め込んだ接地鍔付の碗状受圧材と、中心の透孔に上記鋼棒を貫通させて上記受圧材内に落し込んだ受圧板と、上記鋼棒に嵌装して上記受圧板上に載置した皿バネなどの弾力付与部材と、上記鋼棒の地上突出端からねじ込んで上記弾力付与部材を圧縮するナットと、上記鋼棒の地上突出端側に設けられた取付手段に、端末が取り付けられた上記斜面の支圧部材と、隣り合う上下又は左右の各鋼棒の地上突出端側に設けられた上記各取付手段同志を連結する緊張部材とからなる構成を採用する。

すると、ナットのねじ込みによって皿バネなどの弾力付与部材を圧縮して受圧板を介し鍔付の受圧材に圧力を加えて地山に一定の圧力を加え、又支圧部材によっても地山を安定させると共に、隣り合う上下又は左右の取付手段同志を連結する緊張部材によって鋼棒同志が連結されて斜面Ａの安定化が大幅にアップする。

また、中心の透孔に鋼棒を貫通させて支圧部材上面に当接する受圧部材を付加し、上記鋼棒の地上突出端からナットをねじ込んで上記受圧部材に加圧力を作用させると共に、上記支圧部材に地盤に対する垂直圧力を加える受圧部材を設けた構成を採用することもある。

すると、地山に受圧部材を介し支圧部材を押し付ける。

さらに、前記支圧部材の対向先端同志を適宜の接続手段を介し接続した構成を採用することもある。

すると、支圧部材の移動や浮き上がりがなくなる。

また、各取付手段同志を連結する緊張部材が、上下、左右及び斜めに設けられている構成を採用することもある。

すると、鋼棒同志の連結によって尚一層地山の安定化をはかる。

さらに、斜面の上下左右に定着した複数の鋼棒と、この鋼棒の周囲で上記斜面に設けた碗状の凹入部と、底面の中心透孔に上記鋼棒を貫通させて上記凹入部に嵌め込んだ接地鍔付の碗状受圧材と、中心の透孔に上記鋼棒を貫通させて上記受圧材内に落し込んだ受圧板と、上記鋼棒に嵌装して上記受圧板上に載置した皿バネなどの弾力付与部材と、上記鋼棒の地上突出端からねじ込んで上記弾力付与部材を圧縮するナットと、隣り合う上下又は左右の各鋼棒の地上突出端側に設けられた各取付手段同志を連結する緊張部材とからなり、上記緊張部材は伸縮調整手段を介して接続している構成を採用する。

すると、ナットのねじ込みによって皿バネなどの弾力付与部材を圧縮して受圧板を介し鍔付の受圧材に圧力を加えて地山に一定の圧力を加え、又緊張部材によって各鋼棒を連結して斜面の大幅な安定化をはかる。

また、前記鋼棒の周面に、受圧材の下側から地中所定の範囲で絶縁層を設けた構成を採用することもある。

すると、鋼棒とグラウト材とを絶縁する。

以上のように、この発明の斜面安定装置によれば、斜面上で極めて簡単に組み立てながら斜面の安定化をはかるので、コンクリート二次製品（工場生産による受圧材）の運び込みや、運び込んだのちの設置に重機や多大な労力を必要とするためのコストが大幅に増加するような不都合をなくすることができると共に、ナットのねじ込みにより皿バネなどの弾力付与部材を圧縮して凹入部に碗状受圧材を押し付け、かつ地表に碗状受圧材の鍔を圧接するので、地山に常に一定の圧力を加えて、地山の剪断抵抗を増加させて斜面の安定を図ることができる以外に、崩壊のおそれのある地山などにあっては、鋼棒の地上突出端側に受圧材を設置し、ナットのねじ込みによって皿バネなどの弾圧付与部材を圧縮して緊張するため、効果的な逆巻き施工ができて安全性が向上する。

そして、ナットのねじ込みにともない受圧部材を押圧変形させながら押圧変形の復元力を介し斜面上に各支圧部材を押し付けた場合には、地盤を通しすべり面上に作用する垂直圧力を大幅に増加させる。

その結果、土の剪断強度の著しい増加になる。

また、接続手段を介し支圧部材の対向先端同志の接続や、緊張部材を介しての鋼棒同志の連結によって地山を一体化した場合には、斜面の安定をより一層向上することができる。

さらに、鋼棒の周面に、受圧材の下側から地中の所定範囲迄、絶縁層を設けたときには、鋼棒とグラウト材とを絶縁する。

すると、絶縁層がない場合の皿バネなどの弾力付与手段により負荷した圧力は地表面だけに伝達されるが、上記の絶縁層を設けると、受圧材の設置位置から下方の地中に伝わる機能があるため、地山の表層（崩壊）の剪断強度を増加させる効果もある。

この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

この発明の第１の実施形態では、図１及び図３に示すように、安定を必要とする斜面Ａの上下左右には、上部を斜面Ａから突出させた鋼棒１が定着されている。

上記鋼棒１の点在的な定着は、図１，２に示すように、斜面Ａから地中に向けて穿孔しながら、穿孔によって得られた穴２に鋼棒１を挿入したのち、穴２にグラウト材３を充填して行なう。

また、鋼棒１の地上突出端側の周囲には、斜面Ａから地中に向け碗状の凹入部４が掘削により設けてある。

この凹入部４には、底面の中心の透孔５に鋼棒１を貫通させた金属製の鍔６付碗状の受圧材７が嵌め込まれ、嵌め込みにともない斜面Ａに鍔６が接地する。

なお、受圧材７は、受圧面積の増大をはかる目的で部材を厚く、または、補強材を付加することによって、径を１．５ｍ程度まで大きくし、耐力を上げてアンカー材を用いた補強型とすることができる。

次に、中心の透孔８に鋼棒１を貫通させて受圧材７内に受圧板９を落し込む。

落し込んだ受圧板９は、その周縁が受圧材７の内面に当接して、受圧材７の底部に受圧板９が停止する。

その後に、鋼棒１の地上突出端から皿バネなどの弾力付与部材１０、座金１１を順次嵌装して、受圧板９に弾力付与部材１０を載置する。

上記、受圧材７の底部内面の肉厚を厚くして弾力付与部材１０を載置するフラットな部分を形成することで、受圧板９の機能をもたせることができる。

なお、図示の場合、弾力付与部材１０に付与先行荷重のバネ効果が有効な皿バネを使用したが、同目的を達成するバネとして、例えばコイルスプリングなどを使用してもよい。

しかして、鋼棒１の地上突出端からねじ込むナット１２の締め込みにより弾力付与部材１０を圧縮しながら、斜面Ａに鍔６を、凹入部４に受圧材７を押し付ける。

圧縮にともなう垂直方向の圧力は、受圧板９を介し受圧材７に伝達され、この伝達圧力が地盤を通してすべり面上に作用する垂直圧力が増加し、これによる土の剪断強度の増加がもたらされる。

然るのち、図２から図４に示すように鋼棒１の地上突出端側に取付手段Ｂを介し斜面Ａ上で当接する支圧部材Ｃの端末を取付ける。

上記の取付手段Ｂとしては、図示の場合、中心の透孔１３に鋼棒１を貫通させながら鍔６に周縁部が重なるように載置した円板１４と、鋼棒１の地上突出端からねじ込んで鍔６上に円板１４を押し付けるナット１５と、円板１４の周縁部所定間隔位置に設けたネジ孔１６と、支圧部材Ｃの端末に設けてある貫通孔１７に貫通させてネジ孔１６にねじ込むボルト１８とで構成したが、その他の構成の取付け方法（手段）で鋼棒１側に支圧部材Ｃの端を取付けるようにしてもよい。

なお、鋼棒１の円板１４から上方露出部分をキャップ１９によって覆う。

上記のキャップ１９は、周知のようにナット１５の下側で、鋼棒１に嵌装してある上側リング２０の下側に配置してある座金２８の外周面のネジ部にキャップ１９の内周下縁部のネジ部をねじ込んで取付ける。

その際、キャップ１９内に充填した防錆油の漏れを、キャップ１９の下面全周に装着してあるＯリングを円板１４の上面に押し付けながら圧縮して防止するようになっている。

上記の支圧部材Ｃとしては、図１から図５に示すように、１本又は２本の角パイプ２１の両端に締付具１０１を介し取付けてある貫通孔１７を有する取付金具２２を適宜の方法で接続したものや、図６から図９に示すように木製の棒材２３（例えば、廃材の使用目的で間伐材を使用した）の両端に締付具１０１を介し取付けてある貫通孔１７を有する取付金具２２を適宜の方法で接続したものがあり、左右、上下の鋼棒１の円板１４に支圧部材Ｃの両端を取付ける。

その際、図示のように間伐材の棒材２３の外周軸線（長手方向）に沿う溝条２４に金属製の杆材２５を嵌め込み、杆材２５の両端を締付具１０１で取付けておくと、強度の大幅なアップを図ることができる。

また、図１０及び図１１に示すように多孔性の鋼板２７製の支圧部材Ｃの端末のみを円板１４に取付けることもある。そして、上記多孔性の鋼板２７は、２枚重ねることによって強度を増大させることができる。

その際、支圧部材Ｃ、Ｃの対向先端同志を連結する接続手段としてのターンバックル３５を介し接続して緊張状態にする。

すると、斜面Ａ上に接する支圧部材Ｃによって斜面Ａの安定を図る。

この発明の第２の実施形態では、図１３に示すように、第１の実施形態の鋼棒１の地上突出端側には、鋼棒１の地上突出端からナット３１をねじ込んで加圧力を作用させながら各支圧部材Ｃに地盤（斜面Ａ）に対する垂直応力を加える受圧部材Ｄが設けてある。

上記の受圧部材Ｄは、図示の場合或る程度の弾力性のあるバネ鋼板製などの倒立皿状板２９の中心の透孔３０に鋼棒１を貫通させて、各支圧部材Ｃの上面に皿状板２９の周縁を当接し、次いで鋼棒１の地上突出端からねじ込むナット３１の締め込みにより皿状体２９を降送しながら、皿状体２９の周縁によって各支圧部材Ｃを押え込むようになっている。

すると、各支圧部材Ｃにたわんでバネ効果の発生する受圧部材Ｄを介し斜面Ａに対する垂直圧力を加えて、地山の剪断抵抗を増加させる。

このため、斜面Ａの安定性が大幅に増加する。

上記鋼棒１と、受圧材７の定着及び作用効果、支圧部材Ｃの取付及び作用効果、皿状体２９の上方鋼棒１を覆う防錆のためのキャップ１９の設置は、第１の実施形態と同様につき説明を省略する。

この発明の第３の実施形態では、図３，４，１０，１２，１３，１４，１５等に示すように、隣り合う左右の取付手段Ｂ同志と、隣り合う上下の取付手段Ｂ同志とに、緊張部材Ｅの両端を連結する。

上記の緊張部材Ｅは、図示の場合ターンバックル３５を介し対向先端を伸縮調整自在に連結してある対の鉄棒３６、３６と、両鉄棒３６、３６の末端に取付部としての環状部３７とからなり、環状部３７に挿入したボルト１８を円板１４のネジ孔１６にねじ込んで取付けたが、その他の方式によって取付けることもある。

このため、鋼棒１同志を連結した緊張部材Ｅにより斜面Ａの安定化が大幅にアップする。

この発明の第４の実施形態では、図１０，１２，１４，１５に示すように、第１の実施形態と同様の手順をへて斜面Ａに鋼棒１を定着したのち、斜面Ａの凹入部４に受圧材７を嵌め込み、受圧材７に受圧板９を落し込んで、受圧板９上の皿バネなどの弾力付与部材１０をナット１２のねじ込みによって圧縮しながら、斜面Ａに受圧材７を定着する。

その後に取付手段Ｂに斜めに緊張部材Ｆの端末を取付けて、緊張部材Ｆの対向先端を伸縮調整手段Ｇを介し接続する。

上記の緊張部材Ｆは、第３の実施形態の緊張部材Ｅと同様に、また取付けも同様に伸縮調整手段Ｇのターンバックルも同様につき説明を省略する。

そして、鋼棒１の定着、受圧材７、受圧板９、弾力付与部材１０の構成及びナット１２のねじ込みにともなう作用効果も第１の実施形態と同様につき説明を省略する。

すると、上下左右に設けられた緊張部材Ｅに加えて、鋼棒１同志が連結された緊張部材Ｆが斜めに設けられ、斜面Ａの安定化を大幅にアップする。

この発明の第５の実施形態では、図１７に示すように、第１及び第４の実施形態の鋼棒１の外周に、受圧材７の下側から地中の所定範囲迄、絶縁層Ｈが設けてある。

上記の絶縁層Ｈは、鋼棒１の外周に例えば０．５ｍから５ｍ程巻き付けるテープやポリ塩化ビニールの筒を嵌装するか、或いは、塗膜などで設ける。

すると、鋼棒１とグラウト材３とを絶縁するので、絶縁層Ｈがない場合には皿バネなどの弾力付与部材１０により負荷した圧力は、地表面だけに伝達されるが、絶縁層Ｈの存在によって受圧材７の設置位置から下方の地中に伝わる機能があるため、地山の表層の剪断強度を増加させる効果がある。

図中４１は受圧材７内に充填したモルタルである。

なお、図１８に示すように支圧部材Ｃの中途所要位置（１箇所やそれ以上の箇所）に中折れ関節部２０１（図示のピンジョイントなどの）を設けておくと、地山の表面に凹凸があっても地山の表面に支圧部材Ｃを沿わせることができる。

この発明の第１の実施形態を示す一部切欠側面図 同上の要部を示す縦断拡大正面図 同平面図 同上の拡大平面図 支圧部材の斜視図 支圧部材を設置した平面図 同上の拡大平面図 同要部を示す縦断拡大正面図 支圧部材の縦断拡大正面図 他の支圧部材の平面図 同上の縦断正面図 第２の実施形態を示す平面図 同上の縦断拡大正面図 第３、第４の実施形態の緊張部材の配置を示す平面図 同上の要部を示す拡大平面図 同縦断拡大正面図 第５の実施形態の要部を示す縦断正面図 支圧部材の他の例を示す拡大平面図

符号の説明

Ａ 斜面
Ｂ 取付手段
Ｃ 支圧部材
Ｄ 受圧部材
Ｅ 緊張部材
Ｆ 緊張部材
Ｇ 伸縮調整手段
Ｈ 絶縁層
１ 鋼棒
２ 穴
３ グラウト材
４ 凹入部
５ 透孔
６ 鍔
７ 受圧材
８ 透孔
９ 受圧板
１０ 弾力付与部材
１１ 座金
１２ ナット
１３ 透孔
１４ 円板
１５ ナット
１６ ネジ孔
１７ 貫通孔
１８ ボルト
１９ キャップ
２０ 上側リング
２１ 角パイプ
２２ 取付金具
２３ 棒材
２４ 溝条
２５ 杆材
２６ 接続手段
２７ 鋼板
２８ 座金
２９ 皿状板
３０ 透孔
３１ ナット
３５ ターンバックル
３６ 鉄棒
３７ 環状部
３８ ボルト
４１ モルタル
１０１ 締付具

Claims (6)

1. 斜面の上下左右に定着した複数の鋼棒と、
   上記鋼棒の周囲で上記斜面上に設けた碗状の凹入部と、
   底面の中心透孔に上記鋼棒を貫通させて上記凹入部に嵌め込んだ接地鍔付の碗状受圧材と、
   中心の透孔に上記鋼棒を貫通させて上記受圧材内に落し込んだ受圧板と、
   上記鋼棒に嵌装して上記受圧板上に載置した皿バネなどの弾力付与部材と、
   上記鋼棒の地上突出端からねじ込んで上記弾力付与部材を圧縮するナットと、
   上記鋼棒の地上突出端側に設けられた取付手段に、端末が取り付けられた上記斜面の支圧部材と、
   隣り合う上下又は左右の各鋼棒の地上突出端側に設けられた上記各取付手段同志を連結する緊張部材とからなる斜面安定装置。
2. 中心の透孔に鋼棒を貫通させて支圧部材上面に当接する受圧部材を付加し、上記鋼棒の地上突出端からナットをねじ込んで、上記受圧部材に加圧力を作用させると共に、上記支圧部材に地盤に対する垂直圧力を加えることを特徴とする請求項１に記載の斜面安定装置。
3. 前記支圧部材の対向先端同志を適宜の接続手段を介し接続したことを特徴とする請求項１に記載の斜面安定装置。
4. 各取付手段同志を連結する緊張部材が、上下、左右及び斜めに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の斜面安定装置。
5. 斜面の上下左右に定着した複数の鋼棒と、
   上記鋼棒の周囲で上記斜面に設けた碗状の凹入部と、
   底面の中心透孔に上記鋼棒を貫通させて上記凹入部に嵌め込んだ接地鍔付の碗状受圧材と、
   中心の透孔に上記鋼棒を貫通させて上記受圧材内に落し込んだ受圧板と、
   上記鋼棒に嵌装して上記受圧板上に載置した皿バネなどの弾力付与部材と、
   上記鋼棒の地上突出端からねじ込んで上記弾力付与部材を圧縮するナットと、
   隣り合う上下又は左右の各鋼棒の地上突出端側に設けられた各取付手段同志を連結する緊張部材とからなり、上記緊張部材は伸縮調整手段を介して接続していることを特徴とする斜面安定装置。
6. 鋼棒の周面には受圧材の下側から地中所定の範囲に絶縁層を設けたことを特徴とする請求項１又は５に記載の斜面安定装置。

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