JP4356855B2

JP4356855B2 - 斜面安定化工法

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Publication number: JP4356855B2
Application number: JP2000281530A
Authority: JP
Inventors: 直人岩佐; 貴章加藤; 孝人井上
Original assignee: Nippon Steel Metal Products Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Metal Products Co Ltd
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP2002088769A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の列をなしてそれぞれ斜面の上部から下部に向かって間隔をあけて設置したアンカーの頭部間を頭部連結部材で連結し、かつ各アンカーに支圧板を取り付けて、これを締着して地盤に対する支圧力を与える斜面安定化工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、斜面の崩壊を防ぐための工法として、図１０に示すように、斜面の上部から下部に向かって間隔をあけてアンカー１を打設し、このアンカー１の頭部間にワイヤロープ等の頭部連結部材２を連結し、かつ、各アンカー１に支圧板（図示略）を取り付けて、これを締着して地盤に対する支圧力を与える斜面安定化工法が知られている。この斜面安定化工法によれば、アンカー１のせん断抵抗力や支圧板による支圧力とともに、斜面移動時にアンカー１が変形する際には、頭部連結部材２がアンカー１を引留める引き留め効果を奏して、斜面の崩壊を抑止ないし軽減する。
【０００３】
ところで、斜面の崩壊を防ぐための法枠工法その他の従来の斜面安定化工法では、斜面崩壊の恐れのある領域内だけに安定化施工をする、という設計思想が一般的であるが、上記のアンカー１、頭部連結部材２、支圧板による斜面安定化工法でも、従来は、図１０に示した通り、アンカー１は、斜面崩壊の恐れがあると判断される領域（斜面が崩壊する際の推定すべり線ａを破線で示す）Ｓ_１内にのみ打設されていた。
【０００４】
また、斜面の天端（すなわち、斜面崩壊の恐れのない領域）にコンクリート等による固定構造物を設置し、斜面に打設した上下方向のアンカーの頭部間を連結するワイヤロープ等の連結部材をさらに上部に延長して前記固定構造物に連結し、連結部材の引留め効果を前記固定構造物だけで負担するものもある（特開昭５６−９５２７号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示した斜面安定化工法は、樹木を伐採することなく施工できるので、自然斜面の斜面安定化工法として優れているが、地盤の状態によっては、斜面崩壊の抑止ないし軽減の効果が不充分である場合も考えられる。この場合、斜面崩壊の恐れのある領域内だけに安定化施工をするという従来の設計思想では、アンカー１の本数を増やす、各アンカー１の剛性を高める、アンカー１を更に深く打設する等の対策が考えられるが、地形等によっては、施工費の増大に見合うほどの十分高い効果が得られない場合もある。
また、前記特開昭５６−９５２７号のように、斜面の天端ないし斜面崩壊の恐れのない領域にコンクリート構造物等の固定構造物を設置し、これに頭部連結部材２を連結することが考えらえるが、コンクリート構造物等の固定構造物を設置する方法では、樹木を伐採せざるを得なくなり、自然斜面を保護する工法として好ましくない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、樹木伐採を必要とすることなく、斜面崩壊の抑止ないし軽減の効果を増大させることを可能にして、自然斜面に好適な斜面安定化工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、複数の列をなしてそれぞれ斜面の上部から下部に向かって間隔をあけて設置したアンカーの頭部間を頭部連結部材で連結するともに斜め方向に隣接するアンカーの頭部間を補助頭部連結部材で連結し、かつ各アンカーに支圧板を取り付けて、これを締着して地盤に対する支圧力を与える斜面安定化工法において、
斜面の地盤条件から斜面崩壊の恐れのある下記（イ）または（ロ）または（ハ）の領域に、第１のアンカー、支圧板、頭部連結部材、補助頭部連結部材による上記の斜面安定化工法を施工するとともに、前記斜面崩壊の恐れのある領域より上部に、前記斜面崩壊の恐れのある領域内のアンカー列および頭部連結部材が斜面上部側に延長される態様で、複数本の第２のアンカーを上下方向に間隔をあけて設置し、かつ前記上下方向の複数本の第２のアンカーの頭部間を頭部連結部材で連結するともに斜め方向に隣接する第２のアンカーの頭部間を補助頭部連結部材で連結し、かつ各第２のアンカーに支圧板を取り付けて、これを締着して地盤に対する支圧力を与えることを特徴とする。
（イ）斜面が崩壊する際の推定すべり線ａが明確に認められる場合におけるそのすべり線ａが存在する領域。
（ロ）曲線断面の地形におけるその曲線の変極点から下部の領域。
（ハ）土質その他の要因で、斜面全体の中の一部分について斜面崩壊の恐れがあると判断される領域。
【０００９】
請求項２は、請求項１の斜面安定化工法において、アンカーの配列を、隣接する左右のアンカーどうしが互いに上下にずれた千鳥状の配列としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３は、請求項２の斜面安定化工法において、アンカーの頭部間を連結する頭部連結部材と補助頭部連結部材とが三角形状をなすことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図９を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態の斜面安定化工法を施工した斜面の断面を模式的に示すもので、（イ）は斜面崩壊前、（ロ）は斜面崩壊後の状態を示す。図２は図１の斜面の要部の拡大平面図である。これらの図に示すように、この実施形態の斜面安定化工法では、多数のアンカー（後述する第１のアンカー１および第２のアンカー１’）を、複数の列をなすようにそれぞれ斜面の上部から下部に向かって間隔をあけて設置し、これら上下に並ぶアンカー１（１’）の頭部間を頭部連結部材２で連結するとともに斜め方向に隣接するアンカー１（１’）の頭部間を補助頭部連結部材４で連結し、かつ各アンカー１（１’）の頭部に支圧板３を取り付けるとともに、この支圧板３を締着して地盤に対する支圧力を与える。この実施形態のアンカー１（１’）の配列は、横方向に隣接するアンカー１（１’）どうしが上下にずれた千鳥状をなして、近接する３本のアンカー１（１’）が三角形を形成するような配列である。
【００１２】
上記の通り、外観的には従来と同じ要領で施工できるが、本発明では、斜面の地盤条件から斜面崩壊の恐れのある下記（イ）または（ロ）または（ハ）の領域Ｓ_１において、上記の通り、第１のアンカー１、支圧板３、頭部連結部材２、補助頭部連結部材４による斜面安定化工法を施工するとともに、前記斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１より上部Ｓ_２（すなわち斜面崩壊の恐れのない領域）に、前記斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１内の第１のアンカー１の列および頭部連結部材２が斜面上部側に延長される態様で、複数本の第２のアンカー１'を上下方向に間隔をあけて設置し、かつ前記上下方向の複数本の第２のアンカー１'の頭部間を頭部連結部材２で連結するともに斜め方向に隣接する第２のアンカーの頭部間を補助頭部連結部材で連結し、かつ各第２のアンカー１'に支圧板３を取り付けて、これを締着して地盤に対する支圧力を与える。
（イ）斜面が崩壊する際の推定すべり線ａが明確に認められる場合におけるそのすべり線ａが存在する領域。
（ロ）曲線断面の地形におけるその曲線の変極点から下部の領域。
（ハ）土質その他の要因で、斜面全体の中の一部分について斜面崩壊の恐れがあると判断される領域。
なお、図示例では、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１の上部Ｓ_２に配置する第２のアンカー１'を、（１）〜（７）（なお図面では丸付き数字）で示すように７本としている。また、上下方向のアンカー１（１’）の全体を１本の頭部連結部材２で連結している。図１（イ）に斜面崩壊の際の推定すべり線ａを破線で示し、これが図１（ロ）の実際のすべり線ａになるとする。
【００１３】
上記の“斜面の地盤条件から斜面崩壊の恐れのある領域”とされる斜面には、種々の場合が考えられる。例えば、地形からみて斜面崩壊の恐れがある場合がある。すなわち、単なる平坦斜面（斜面全体の断面が直線である斜面）では、地形から見て斜面全体の一部について斜面崩壊の恐れがあると判断されることはないが、図１のような曲線断面の地形では、近年の斜面崩壊原因の研究によれば、その曲線の変極点（図１（イ）では推定すべり線ａの上端位置近傍）から下部の領域（すなわちＳ_１）が斜面崩壊の恐れがある領域であるとされている。また、地形要因に限らず、土質その他の要因で、斜面全体の中の一部分について斜面崩壊の恐れがあると判断される場合がある。ただし、本発明では、段落番号[００１２]で述べた（イ）または（ロ）または（ハ）の場合とする。
【００１４】
斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１より上部Ｓ_２に設置する第２のアンカー１'部分の構造自体は、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１に設置する第１のアンカー１部分の構造と基本的に同じであり、作業としては、上述の通り第２のアンカー１'部分と第１のアンカー１部分とを区分けせずにまとめて施工することができる。すなわち、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１とその上部Ｓ_２の全体をまとめて施工することができる。
本発明の斜面安定化工法の具体的な作業手順の一例を、実施形態の各部の詳細構造を示す図３、図４も参照して説明すると、まず、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１とその上部Ｓ_２の全領域について、斜面の上部（図１で右上：図２で上方）から下部に向かって長い複数本の頭部連結部材２を横方向（図２で左右方向）に間隔をあけて配置する。次いで、前記頭部連結部材２に沿う上下方向の適宜の間隔でアンカー１（１’）を設置する。設置するアンカーは、斜面崩壊の恐れのない上部Ｓ_２では第２のアンカー１'となり、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１では第１のアンカー１となる。実施形態のアンカー１（１’）は、ねじを形成したいわゆるロックボルトである。
次いで、各アンカー１（１’）の地表直下の外周に、上端に鍔５ａを持つ短い筒状体５を被せる。前記筒状体５には、頭部連結部材２を連結するための連結部材７を取り付けている。この連結部材７は、筒状体５への取り付け部８と、この取り付け部８と一体に設けた、直線状に伸びる頭部連結部材２を把持する把持部９とからなる。前記取り付け部８は、一対のバンド８ａで筒状体５の外周を抱きボルト８ｂを締め付けることで、筒状体５に固定される。前記把持部９は、筒部内に通した頭部連結部材２を例えばセットボルト９ａにより把持する。
【００１５】
次いで、支圧板３をアンカー１（１’）の頭部に被せ、筒状体５の鍔５ａの上に乗せる。次いで、ワッシャ１１を介在させてナット１２をアンカー１（１’）のねじ部に螺合させ、締め付ける。これにより、支圧板３はアンカー１（１’）に反力として引張り力を作用させながら沈下し、地盤に対する支圧力を発生する。この時、支圧板３は筒状体５に取り付けられている頭部連結部材２も沈下させるので、頭部連結部材２に、単なる水平方向の張力だけでなく、鉛直方向の張力も作用させ、頭部連結部材２が地面を押し付けて地盤を押える地盤押さえ効果を増大させ、斜面安定化に寄与する。なお、図３は支圧板３が沈下した状態を示す。
【００１６】
施工領域全体Ｓ_１、Ｓ_２の各アンカー１（１’）について上記の通り支圧板３をセットし強制沈下させた後、図４に詳細を拡大して示すように、各アンカー１（１’）について、斜め方向に隣接する２つのアンカー１（１’）の頭部間を補助頭部連結部材４で連結する。この実施形態では、両端に輪環を形成した補助頭部連結部材４を用いて、隣接する２本のアンカー１（１’）間ごとに１本の補助頭部連結部材４で連結している。
補助頭部連結部材４は、頭部連結部材２のアンカー１（１’）に対する引き留め効果と同様に、アンカー１（１’）に対して引き留め効果を奏するが、斜め方向に隣接するアンカー１（１’）どうしを連結しているので、斜め方向に力を伝え、土塊移動を防ぐ力を分散させる作用をして、斜面安定化に寄与する。
なお、１つのアンカー１（１’）において支圧板３を強制沈下させ、隣接するアンカー１（１’）に補助頭部連結部材４で連結する作業を、順次、斜面全体Ｓ_１、Ｓ_２のアンカー１（１’）について繰り返す手順でもよいし、斜面全体Ｓ_１、Ｓ_２のアンカー１（１’）について補助頭部連結部材４の連結を行った後に、各アンカー１（１’）の支圧板３を強制沈下させる手順でもよい。
【００１７】
次いで、アンカー１（１’）の頭部にキャップ１４を被せ、ボルト１５を、キャップ１４の上面にあけた穴１４ａの上からアンカー１（１’）の上端面にあけたねじ穴３ｂにねじ込んで、キャップ１４を支圧板３上に固定する。
【００１８】
上記のように、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１だけでなく、その上部の斜面崩壊の恐れのない領域Ｓ_２まで延長して、第２のアンカー１'を打設し、頭部連結部材２で連結し、支圧板３を設置した安定化施工斜面（図１（イ））では、施工後に降雨・地震等によって斜面の一部が崩壊した場合、崩壊後を示す図１（ロ）のように、崩壊土塊２０内の第１のアンカー１は、崩壊土塊２０の移動に伴って曲げ変形するが、その変形に際して頭部連結部材２がアンカー１を引留める引き留め効果を奏するので、崩壊土塊２０の移動量を十分小さくすることができる。
この場合、崩壊土塊２０より外（上部Ｓ_２）にある第２のアンカー１'は、頭部連結部材２の張力を受けて変形するが、頭部連結部材２の荷重変形特性によって、第２のアンカー１'の変形は、図１の実施形態の例では、（１）＞（２）＞（３）＞（４）≒０となり、（５）、（６）、（７）（なお、図面では丸付き数字）の第２のアンカー１'に与える影響は殆どなく、崩壊土塊２０の外側にある第２のアンカー１'全体に影響を及ぼすことはない。しかも、頭部連結部材２の荷重変形特性を考慮すると、崩壊の恐れのある領域より最低３〜５段程度打設すればよいことがわかった。
また、上述の実施形態では、上下方向に並ぶアンカー１（１’）どうしを頭部連結部材２で連結するだけでなく、斜め方向に隣接するアンカー１（１’）どうしを補助頭部連結部材４で互いに連結しているので、上述の通り、アンカー１（１’）変形時に頭部連結部材２に生じる引き留め力が補助頭部連結部材４に分散する。このため、斜面崩壊時の斜面移動の影響が上部に及ぶことは少ない。
【００１９】
本発明の斜面安定化工法について行なった模型斜面実験について説明すると、図５はその模型斜面であり、ソイルセメントを充填した台箱３０の先端を床３１にヒンジ３２で連結し、台箱３０の上面にそれぞれ砂を充填した固定箱３３と自由移動箱３４とを並べて置き、かつ、上述した本発明の斜面安定化工法と同様にアンカー１（１’）、頭部連結部材２、補助頭部連結部材４、支圧板３を設置し、固定箱３３は移動しないように台箱３０にボルトで固定し、自由移動箱３４はアンカー１等の支持力で矢印方向の移動（崩壊土塊の移動に相当）に抵抗するようにし、クレーンで台箱３０の後端を吊り上げて、台箱の角度（斜面の勾配に相当）θを徐々に大きくしていく実験である。自由移動箱３４は斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１に相当し、固定箱３３は斜面崩壊の恐れのない上部Ｓ_２に相当する。
なお、この模型斜面では、三列のアンカー１（１’）のうちの左側のアンカー列間を連結する頭部連結部材がないが、これは、頭部連結部材２および補助頭部連結部材４の１ユニットとしての作用を検出するためである。
【００２０】
図６はこの模型斜面実験の状況を示す図で、台箱３０の角度θが５０°の時の状態であるが、図示の通り、自由移動箱３４が移動（斜面崩壊）した時、固定箱３３との境界近傍にひび割れ３６が発生するのみで、固定箱３３側への影響が極めて少ない。すなわち、斜面崩壊の恐れのある領域の上部Ｓ_２にまで影響が及ぶことは少ない。
なお、図６の模型斜面は、上下方向に隣接するアンカー１（１’）の頭部間を頭部連結部材２で連結するとともに、斜め方向に隣接するアンカー１（１’）の頭部間を補助頭部連結部材４で連結した場合のものであるが、補助頭部連結部材４の連結を行なわない場合には、ひび割れが固定箱３３の上部へも発生した。したがって、斜め方向に隣接するアンカー１（１’）間を補助頭部連結部材４で連結することが、斜面安定化のために望ましいことが分かる。
【００２１】
上述の実施形態では、上下に通した１本の頭部連結部材２に、上下方向に隣接する各アンカー１（１'）の頭部をそれぞれ固定（図７（イ）参照）しているが、図７（ロ）のように、上下に隣接するアンカー１（１’）間毎に、それぞれ１本の頭部連結部材２を用いて連結してもよい。
【００２２】
また、上述の実施形態では、斜め方向に隣接するアンカー１（１’）間毎に、それぞれ１本の補助頭部連結部材４を用いて連結している（図８（イ）参照）が、図８（ロ）のように、斜め方向に隣接する複数本のアンカー１（１’）を、斜め方向に通した１本の補助頭部連結部材４にそれぞれ固定してもよい。また、図８（ハ）に示すように、三角形をなして隣接する３本のアンカー１（１’）間に１本の補助頭部連結部材４を巻き掛ける態様で、斜め方向に隣接するアンカー１（１’）間を連結するものでもよい。この場合、三角形をなす補助頭部連結部材４の縦辺の部分を上下のアンカー１（１’）間を連結する頭部連結部材２として利用することも可能である。
【００２３】
また、実施形態の頭部連結部材２や補助頭部連結部材４はワイヤロープ等の線条体（帯状のものも含めて言う）であるが、線条体に代えてまたは線条体とともにネットを用いることもできる。この場合、図９に示すように、頭部連結部材２や補助頭部連結部材４で囲まれる部分にネット３７を張る構成とすることが好適であるが、頭部連結部材２や補助頭部連結部材４を設けずに、ネット３７自体が頭部連結部材２や補助頭部連結部材４のアンカー頭部連結機能を果たす構成とすることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の斜面安定化工法によれば、斜面の地盤条件から斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１に、アンカー、支圧板、頭部連結部材、補助頭部連結部材による斜面安定化工法を施工するだけでなく、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１より上部（すなわち斜面崩壊の恐れのない領域）Ｓ_２に、斜面崩壊の恐れのある領域Ｓ_１内のアンカー列および頭部連結部材が斜面上部側に延長される態様で、同様な斜面安定化工法を施工するので、斜面崩壊時の崩壊土塊の移動を極力小さくすることが可能となった。すなわち、斜面崩壊を軽減することでき、斜面安定効果を高めることができた。
そして、コンクリート構造物等の固定構造物を斜面崩壊の恐れのない領域に設置してこれに頭部連結部材を連結するような従来方法と異なり、樹木の伐採の必要は発生せず、自然斜面の斜面安定化工法として好適である。
【００２６】
また、斜め方向に隣接するアンカーどうしを補助頭部連結部材で連結していることで、アンカー変形時に頭部連結部材に生じる引き留め力が補助頭部連結部材に分散するので、斜面崩壊時の斜面移動の影響が上部に及ぶことを少なくすることができ、斜面安定効果が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の斜面安定化工法を施工した斜面の断面を模式的に示すもので、（イ）は斜面崩壊前の状態、（ロ）は斜面崩壊後の状態を示す。
【図２】図１（イ）の斜面の要部の拡大平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視の詳細な拡大断面図である。
【図４】図２における要部の拡大平面図である。
【図５】本発明の斜面安定化工法の効果を確認するために行なった実験の要領を説明する図である。
【図６】図５の実験結果を示す図である。
【図７】上下方向に隣接するアンカーの頭部間を連結する連結部材の連結態様について説明する図である。
【図８】横方向に隣接するアンカーの頭部間を連結する連結部材の連結態様について説明する図である。
【図９】連結部材間にネットを張った実施形態を示す図である。
【図１０】従来の斜面安定化工法を説明する図である。
【符号の説明】
１第１のアンカー
１’ 第２のアンカー
２頭部連結部材
３支圧板
４補助頭部連結部材
Ｓ_１斜面崩壊の恐れのある領域
Ｓ_２斜面崩壊の恐れのある領域の上部の領域

Claims

複数の列をなしてそれぞれ斜面の上部から下部に向かって間隔をあけて設置したアンカーの頭部間を頭部連結部材で連結するともに斜め方向に隣接するアンカーの頭部間を補助頭部連結部材で連結し、かつ各アンカーに支圧板を取り付けて、これを締着して地盤に対する支圧力を与える斜面安定化工法において、
斜面の地盤条件から斜面崩壊の恐れのある下記（イ）または（ロ）または（ハ）の領域に、第１のアンカー、支圧板、頭部連結部材、補助頭部連結部材による上記の斜面安定化工法を施工するとともに、前記斜面崩壊の恐れのある領域より上部に、前記斜面崩壊の恐れのある領域内のアンカー列および頭部連結部材が斜面上部側に延長される態様で、複数本の第２のアンカーを上下方向に間隔をあけて設置し、かつ前記上下方向の複数本の第２のアンカーの頭部間を頭部連結部材で連結するともに斜め方向に隣接する第２のアンカーの頭部間を補助頭部連結部材で連結し、かつ各第２のアンカーに支圧板を取り付けて、これを締着して地盤に対する支圧力を与えることを特徴とする斜面安定化工法。
（イ）斜面が崩壊する際の推定すべり線ａが明確に認められる場合におけるそのすべり線ａが存在する領域。
（ロ）曲線断面の地形におけるその曲線の変極点から下部の領域。
（ハ）土質その他の要因で、斜面全体の中の一部分について斜面崩壊の恐れがあると判断される領域。
アンカーの配列を、隣接する左右のアンカーどうしが互いに上下にずれた千鳥状の配列としたことを特徴とする請求項１記載の斜面安定化工法。
アンカーの頭部間を連結する頭部連結部材と補助頭部連結部材とが三角形状をなすことを特徴とする請求項２記載の斜面安定化工法。