JP4498121B2 - 斜面安定化工法、斜面緑化工法及び斜面安定化構造 - Google Patents

Description

本発明は、斜面安定化工法、斜面緑化工法及び斜面安定化構造に関するものである。

斜面を安定化する工法としては、例えば、ブロック工法、フリーフレーム工法、ノンフレーム工法などがある。ブロック工法及びフリーフレーム工法は、斜面上に、コンクリートやモルタル等からなるブロックを配して、あるいはコンクリートやモルタル等を吹き付けて、格子枠を形成する工法であり、必要に応じて、各交点がアンカーやロックボルト等の棒材で補強される。これらの工法においては、格子枠内を植生基盤材で覆い、斜面の緑化を図ることもある。一方、ノンフレーム工法は、頭部に支圧板が取り付けられたアンカーやロックボルト等の棒材を適宜の間隔をおいて斜面に挿入するとともに、隣接する棒材頭部同士を直径８ｍｍ程度のワイヤーやロープ等の線状連結材で連結する工法である（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。この工法においても、斜面を植生基盤材で覆い、斜面の緑化を図ることがある。

ブロック工法及びフリーフレーム工法は、斜面を安定化する力が強く、多くの実績を有しているが、施工が複雑であるため工期が長くなる、格子枠の存在により周辺環境との違和感が生じ易い、緑化を図るには格子枠を隠すために植生基盤材を厚く被覆しなければならない、等の問題点をかかえている。一方、ノンフレーム工法は、施工が簡易であるため工期が短くなる、周辺環境との違和感が生じにくい、緑化を図るのに植生基盤材を厚く被覆する必要がない、等の利点を有するが、斜面を安定化する力が弱く、また、この安定化力を補強するために用いられる線状連結材も、斜面が複雑・多様に変化するため、その効果が確実ではないという問題点を抱えている。
特許第３０３３６７８号公報 特開平１１−２２２８６７号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、施工が簡易でありながら、斜面を安定化する力が強く、しかも周辺環境との違和感が生じ難く、緑化を図るに植生基盤材を厚く被覆する必要がない、斜面安定化工法、斜面緑化工法又は斜面安定化構造とすることにある。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
斜面に面して可撓性を有する所定幅の平板状部材が配され、かつ、この平板状部材の長手方向に関して異なる少なくとも２箇所以上の部位に、前記斜面に挿入された棒材がそれぞれ挿通された状態とされるに先立って、前記棒材の周りに固化剤を当該固化剤の上側に空隙部が形成されるように打設し、かつ前記空隙部に弾塑性部材を充填又は配置しておき、
前記棒材頭部に取り付けられた押し込み部材を、前記斜面側へ移動させて、前記平板状部材の棒材挿通部位を、前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面と前記押し込み部材とで挟んで、少なくとも固定し、又は前記斜面側に押し込む、ことを特徴とする斜面安定化工法。

〔請求項２記載の発明〕
前記押し込み部材と前記平板状部材との間、及び、前記平板状部材と前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面との間、の少なくともいずれか一方の間に、前記平板状部材の摩擦軽減材を介在せる、請求項１記載の斜面安定化工法。

〔請求項３記載の発明〕
請求項１又は請求項２記載の工法を用いて斜面の緑化を図る、ことを特徴とする斜面緑化工法。

〔請求項４記載の発明〕
斜面に面して可撓性を有する所定幅の平板状部材が格子状に配され、この平板状部材の各交点部位に、前記斜面に挿入された棒材がそれぞれ挿通され、前記棒材の周りに固化剤が当該固化剤の上側に空隙部が形成されるように打設され、かつ前記空隙部に弾塑性部材が充填又は配置され、
前記棒材に押し込み部材が、前記平板状部材と直接又は他の部材を介して突き当たり、かつ前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面側へ移動することができるように、取り付けられている、ことを特徴とする斜面安定化構造。

〔請求項５記載の発明〕
平板状部材の幅が５〜５０ｃｍとされ、上下左右に隣接する棒材頭部間の距離が８０〜５００ｃｍとされている、請求項４記載の斜面安定化構造。

〔請求項６記載の発明〕
前記押し込み部材と前記平板状部材との間、及び、前記平板状部材と前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面との間、の少なくともいずれか一方の間に、前記平板状部材の摩擦軽減材が介在されている、請求項４又は請求項５記載の斜面安定化構造。

〔請求項７記載の発明〕
前記平板状部材に棒材挿通孔が形成され、この棒材挿通孔に前記棒材が挿通され、
前記棒材挿通孔は、対応する平板状部材の長手方向に沿う方向が長い楕円形状とされている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の斜面安定化構造。

本発明によると、施工が簡易でありながら、斜面を安定化する力が強く、しかも周辺環境との違和感が生じ難く、緑化を図るに植生基盤材を厚く被覆する必要がない。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１に本実施の形態に係る斜面安定化構造１の平面図を、図２に同構造１を構築する工法のフロー図を示した。
本実施の形態に係る斜面安定化構造１を構築するにあたっては、まず、図２の（１）に示すように、アンカーやロックボルト等の棒材２を、打設するなどして、地盤Ｇに挿入する。この際、棒材２の緊張力を増すためには、棒材２の周りにグラウトなどの固化剤２Ｃを打設しておくのが好ましいが、この打設は、地盤Ｇ表面まで行わない方が良い。固化剤２Ｃを地盤Ｇ表面まで打設すると、後述する押し込み部材６，６…の地盤Ｇ中への押し込みに際して、障害となるおそれがあるためである。

棒材２，２…は、例えば、図３の（ａ）に示すように、ノンフレーム工法で採用されているような、三角形網目の交点に位置するように挿入することや、図３の（ｂ）に示すように、千鳥状に挿入することなどができる。本実施の形態では、図１に示すように、後の工程で地盤Ｇの表面（斜面）に面して格子状に配される平板状部材５，５…の各交点に位置するように挿入する。この形態によると、最終的に構築される斜面安定化構造１は、斜面に対して、ブロック工法と同様の圧力を与えるものとなるため、ブロック工法で培われてきた経験を生かすことができる。

地盤Ｇに棒材２，２…を挿入したら、図２の（２）に示すように、固化剤２Ｃ上側の空隙部に、発泡ウレタン等の弾塑性部材３，３…を充填、設置するなどし、この弾塑性部材３，３…上側に、図２の（３）に示すように、受け部材４，４…を載置する。本実施の形態において受け部材４，４…は、例えば、皿状とされ、中心部に棒材２の貫通孔が形成されており、この貫通孔に棒材２が通された状態で、弾塑性部材３，３…上側に載置される。受け部材４，４…と固化剤２Ｃとの間に介在される弾塑性部材３，３…は、受け部材４，４…の動きが固化剤２Ｃに伝わるのを緩衝する役割を果たす。

受け部材４，４…を載置したら、必要に応じて平板状部材５，５…が配される場所に存在する不陸や突起物などを除去し、図２の（４）に示すように、斜面（地盤Ｇの表面）に面して可撓性を有する所定幅の平板状部材５，５…を配する。この平板状部材５，５…を配する形態としては、種々の形態が考えられるが、長手方向に関して異なる少なくとも２箇所以上の部位に、本実施の形態では、図１に示すように、横方向に配する平板状部材５，５…に関しては、５箇所の部位に、縦方向に配する平板状部材５，５…に関しては、３箇所の部位に、先に地盤Ｇに挿入した棒材２，２…が挿通された状態となるようにする。

平板状部材５，５…の両端部５Ａ，５Ａ…は、そのままの状態（つまり、何ら処理を施さない。）とすることや、グランドアンカーなどで固定した状態とすることや、地盤Ｇに挿入した棒材２，２…が挿通された状態とし、あるいはこの状態に加えて更に後述する押し込み部材６，６…で押さえ込んだ状態とすることなどができるが、本実施の形態では、安定化の対象となる地盤Ｇの両側端部及び上下端部に、それぞれコンクリートやモルタルなどからなるフレーム９Ａ又は９Ｂ…を設け、このフレーム９Ａ又は９Ｂ…に、留め具８，８…によって固定している。これによって、斜面を安定化する力が、いっそう増すことになる。

平板状部材５，５…は、地盤Ｇの表面（斜面）を押さえ込むためのものであり、斜面の形状変化に沿わせることができるものであればよく、可撓性を有する部材を広く使用することができる。具体的には、例えば、円柱状の炭素繊維補強コンクリート（ＣＦＲＣ）１１，１１…を複数本、例えば４〜６本、並列に設けて帯状としたものや、複数本、例えば３〜５本の円柱状の鋼材１２，１２…をゴム材１３で覆ったものなどを使用することができる。また、例えば、図１中に拡大して示すように、平板状部材５，５…には、１つ又は２つ、３つ、４つ若しくはそれ以上の複数の開口１１，１１…を形成しておくことができる。この開口１１，１１…が形成された平板状部材５，５…によると、開口部１１，１１…において、斜面が露出することになるため、周辺環境との違和感が生じ難くなる。特に、緑化を図る場合においては、平板状部材５，５が存在する部位においても、緑化が図られることになるため、好ましいものとなる。

ただし、本発明においては、炭素連続繊維補強プラスチック（ＣＦＲＰ）や、ガラス連続繊維補強プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド連続繊維補強プラスチック（ＡＦＲＰ）等の連続繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）を使用するのが好ましい。連続繊維補強プラスチックは、斜面を押さえ込むのに適した可撓性を有することに加え、耐久性、耐磨耗性、耐水性にも優れるからである。

平板状部材５，５…は、断面矩形とされ、その幅Ｍ（図１参照）が、５〜５０ｃｍとされているのが好ましく、１５〜３０ｃｍとされているのがより好ましい。平板状部材５，５…の幅Ｍが、５ｃｍ以上であれば、棒材頭部２Ａ，２Ａ…間距離Ｌ（図１参照）を長くすることができ、材料費の削減に資する。一方、平板状部材５，５…の幅Ｍが、５０ｃｍあれば、対象地盤Ｇの広狭、性質などにかかわらず、確実に地盤Ｇを安定化することができるが、この効果は、５０ｃｍを超えてもあまり変わらない。したがって、材料費の削減という観点からは、５０ｃｍ以下とするのが好ましい。また、上下左右に隣接する棒材頭部２Ａ，２Ａ…間の距離Ｌが８０〜５００ｃｍとされている場合は、平板状部材５，５…の幅Ｍが、５〜５０ｃｍとされていると、極めて強度に地盤Ｇが安定化される。この効果は、上下左右に隣接する棒材頭部２Ａ，２Ａ…間の距離Ｌが１５０〜３００ｃｍとされ、かつ平板状部材５，５…の幅Ｍが、１５〜３０ｃｍとされていると、よりいっそう増す。これらの効果は、ブロック工法やフリーフレーム工法で培われてきた経験をもとに、本発明者らが研究を重ねた結果、知見されたものである。

平板状部材５，５…は、その厚さを、例えば、１〜５０ｍｍとすることができ、特に３〜３０ｍｍとするのが好ましい。平板状部材５，５…の厚さを薄くすれば、斜面を緑化するに際して、植生基盤材の被覆厚を数ｃｍ〜１０ｃｍ程度とすることができ、材料費の削減に資する。なお、ブロック工法やフリーフレーム工法によると、植生基盤材の被覆厚は、おおよそ３０ｃｍ以上となる。

平板状部材５，５…を配したら、図２の（５）に示すように、棒材頭部２Ａ，２Ａ…に押し込み部材６，６…を取り付け、この押し込み部材６，６…を、図２の（６）に示すように、斜面側へ（Ｘ方向へ）移動させる。これにより、平板状部材５，５…の棒材挿通部位が、斜面と押し込み部材６，６…とで挟まれ固定されて、斜面が押さえ込まれる。ただし、かかるＸ方向への移動は、平板状部材５，５…が、斜面側へ（Ｘ方向へ）押し込まれるまで行うのが好ましい。この形態によると、斜面に面する平板状部材５，５…は、棒材２，２…方向へ（Ｙ方向へ）引っ張られることになり、斜面に対してより大きな押さえ込み力Ｚが作用することになる。なお、図２の（６）では、作用する力の方向表示（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を見やすくするために、固化剤２Ｃ及び弾塑性部材３の記載を省略している。

本工程における押し込み力は、例えば、前述した固化剤２Ｃ上側空隙部の周辺を削っておく（空隙部を中心として穴を掘る）ことによって、強くすることができる。また、押し込み部材６，６…は、例えば、超高強度鋼繊維補強モルタル等のセメントコンクリートや、鋼、球状黒鉛鋳鉄等の金属で形成することができる。

押し込み部材６，６…の斜面側への移動及びこれに伴う平板状部材５，５…による斜面の押さえ込みは、斜面安定化構造１を構築するにあたってだけではなく、構築後定期的に、あるいは構築後斜面の浸食・変動等が生じた際にも行うことができる。そして、その際などに、平板状部材５，５…の破損等が発見されたら、平板状部材５，５…の取り替え作業も行っておくと良い。

本実施の形態においては、押し込み部材６，６…が、平板状部材５，５…に直接突き当たって、平板状部材５，５…を固定し、あるいは押し込む形態になっているが、これに限定されるものではなく、他の部材を介して突き当たり、固定・押し込むようにすることもできる。

また、平板状部材５，５…は、以上のような押し込み部材６，６…の移動や、地盤Ｇの変動などにより動きが生じるものであるため、本実施の形態においては、図１中に拡大して示すように、平板状部材５，５…の棒材挿通孔５ａ，５ａ…を、対応する平板状部材５の長手方向に沿う方向が長い楕円形状としている。これにより、平板状部材５の「ある棒材２」と「この棒材２に隣接する棒材２」との間の部位にかかる緊張力と、「その隣接棒材２」と「この隣接棒材２に更に隣接する棒材２」との間の部位にかかる緊張力と、に差異が生じた場合にも、平板状部材５，５…は、確実に斜面に沿うことになる。また、楕円形状とすることにより、平板状部材５，５…の動きによって棒材挿通孔５ａ，５ａ…が破損するのを防止するという効果も期待することができる。

押し込み部材６，６…を斜面側へ（Ｘ方向へ）移動させる方法は、特に限定されない。本実施の形態では、押し込み部材６，６…を、中央部に棒材２，２…の挿通孔が形成された皿状のものとし、かかる挿通孔に棒材２，２…を挿通して押し込み部材６，６…を棒材２，２…に取り付けた後、この棒材２，２…に、押し込み部材６，６…の上から、ナット等の締結部材７，７…を嵌め込み、締めて固定する形態とした。この形態によれば、締結部材７，７…を更に締めることにより、押し込み部材６，６…が斜面側へ（Ｘ方向へ）移動する。

ところで、本発明に係る斜面安定化構造１によると、平板状部材５，５…は、押し込み部材６，６…や、地盤Ｇの表面（斜面）とすれることになる。そこで、これらの間には、ゴムや、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、テフロン（登録商標）樹脂等からなる摩擦軽減材を介在させるとよい。本実施の形態においては、平板状部材５，５…と斜面との間に、摩擦軽減材たる受け部材４，４…を介在させている。また、介在させる摩擦軽減材は、平板状部材５，５…と、別体である必要はなく、例えば、平板状部材５，５…の両表面を摩擦軽減材で覆ったサンドイッチ構造とすることもできる。

以上の作業が、終了したら、例えば、平板状部材５，５…で囲まれる部位１０，１０…を、植生基盤材で被覆し、斜面の緑化を図ることができる。

前記実施の形態に係る斜面安定化工法（平板状部材がＣＦＲＰである場合、平板状部材がＧＦＲＰである場合、平板状部材ＡＦＲＰである場合、吹付法枠工法（法枠が２０×２０ｃｍの場合、法枠が３０×３０ｃｍの場合）、それぞれについて、工事費及び施工日数（５００ｍ²当たり）の調査を行った。結果、本工法は、施工日数が、吹付法枠工法の約半分となり、簡易な工法であることがわかった。

「フリーフレーム工法 設計・施工の手引き（フリーフレーム協会編 平成８年１１月１０日４版発行） Ｐ．５２〜５５」記載の測定方法に基づいて、本発明の工法（平板状部材としてＣＦＲＰを使用。）による斜面の安定化力を解析した。結果は、３．７ｔｆ／箇所であった。同測定方法によると、３．２ｔｆ／箇所以上であれば、斜面を十分に安定化することができることから、本発明の工法は、ノンフレーム工法と異なり、斜面を十分に安定化することができることがわかる。

本実施の形態に係る斜面安定化構造の平面図である。 本実施の形態に係る斜面安定化工法の施工フロー図である。 棒材の配置例である。

１…斜面安定化構造、２…棒材、５…平板状部材、６…押し込み部材、Ｇ…地盤。

Claims (7)

1. 斜面に面して可撓性を有する所定幅の平板状部材が配され、かつ、この平板状部材の長手方向に関して異なる少なくとも２箇所以上の部位に、前記斜面に挿入された棒材がそれぞれ挿通された状態とされるに先立って、前記棒材の周りに固化剤を当該固化剤の上側に空隙部が形成されるように打設し、かつ前記空隙部に弾塑性部材を充填又は配置しておき、
   前記棒材頭部に取り付けられた押し込み部材を、前記斜面側へ移動させて、前記平板状部材の棒材挿通部位を、前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面と前記押し込み部材とで挟んで、少なくとも固定し、又は前記斜面側に押し込む、ことを特徴とする斜面安定化工法。
2. 前記押し込み部材と前記平板状部材との間、及び、前記平板状部材と前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面との間、の少なくともいずれか一方の間に、前記平板状部材の摩擦軽減材を介在せる、請求項１記載の斜面安定化工法。
3. 請求項１又は請求項２記載の工法を用いて斜面の緑化を図る、ことを特徴とする斜面緑化工法。
4. 斜面に面して可撓性を有する所定幅の平板状部材が格子状に配され、この平板状部材の各交点部位に、前記斜面に挿入された棒材がそれぞれ挿通され、前記棒材の周りに固化剤が当該固化剤の上側に空隙部が形成されるように打設され、かつ前記空隙部に弾塑性部材が充填又は配置され、
   前記棒材に押し込み部材が、前記平板状部材と直接又は他の部材を介して突き当たり、かつ前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面側へ移動することができるように、取り付けられている、ことを特徴とする斜面安定化構造。
5. 平板状部材の幅が５〜５０ｃｍとされ、上下左右に隣接する棒材頭部間の距離が８０〜５００ｃｍとされている、請求項４記載の斜面安定化構造。
6. 前記押し込み部材と前記平板状部材との間、及び、前記平板状部材と前記弾塑性部材が充填又は配置された斜面との間、の少なくともいずれか一方の間に、前記平板状部材の摩擦軽減材が介在されている、請求項４又は請求項５記載の斜面安定化構造。
7. 前記平板状部材に棒材挿通孔が形成され、この棒材挿通孔に前記棒材が挿通され、
   前記棒材挿通孔は、対応する平板状部材の長手方向に沿う方向が長い楕円形状とされている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の斜面安定化構造。

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