JP4621416B2 - 擁壁土圧軽減工法 - Google Patents

Description

本発明は、石積み擁壁やコンクリート擁壁などの一定の擁壁背面角を有する擁壁の土圧軽減工法に関する。さらに詳しくは、擁壁背面角および地山安定勾配角に対応する傾斜面を有する特定形状のブロック状発泡樹脂成形体および該ブロック状発泡樹脂成形体を使用する擁壁土圧軽減工法に関する。

従来、ポリスチレン系発泡樹脂成形体（発泡樹脂成形体）は、土木資材、建築資材として、また農業、園芸資材などに利用されてきている。例えば、土木資材として、建造物に対する地震または交通等による振動や地盤沈下に対する補強策として、建造物の基礎の下部に発泡樹脂基盤を埋設し、基礎と発泡樹脂基盤とを一体化する建造物の基礎構造が提案されている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
また、発泡樹脂成形体を用いて地震や交通の振動波を効果的に吸収し、また反射を補助して、建造物における基礎構造の耐震性および免震性の向上を図る施工方法が提案されている。（特許文献３参照）
また、自立擁壁や橋台の裏込みや埋め戻しに荷重軽減、防振あるいは土圧低減を目的として発泡樹脂成形体を用いる施工法がEPS工法として提案されている。（非特許文献１参照）

特開平９−１６５７５８号公報 特開平９−２７３１６０号公報 特開２０００−１５４５５０号公報 「EPS工法設計・施工基準書（案）」、第３７〜４２頁、第６８頁〜７２頁等、発泡スチロール土木工法開発機構 編集、（２００２年５月発行）

ところで、地山を切崩して施工した擁壁には、地山側からの擁壁に対する水平土圧や鉛直荷重がかかる。これらの土圧や荷重は擁壁の高さ、地山の切土の地山安定勾配角や土質などにより異なるが、これらに十分対応すべく基礎施工がなされ、擁壁の背面側には裏込めとして栗石、砕石など石材を、地山との間に積め込み押固め、さらに胴込めコンクリート打ち等の施工がなされている。
また自立擁壁や橋台の裏込め、埋めこみ等における土圧や垂直荷重を軽減する工法として、発泡樹脂成形体を、施工個所に基礎地盤に対して平行に積重ねて埋設し、土盛りなどするEPS工法がある。

一定の擁壁背面角を有する石積み擁壁やコンクリート擁壁等の土圧軽減法として、ＥＰＳ工法に準じて石積み擁壁等の擁壁と地山との間に、発泡樹脂成形体を積重ねて擁壁への水平土圧の軽減を図ることが考えられる。しかしながら、従来のＥＰＳ工法に使用されている発泡樹脂成形体は、通常、長さ２０００ｍｍ×幅１０００ｍｍ×厚さ１００ｍｍ〜５００ｍｍの方形の形状ものであり、このような形状の発泡樹脂成形体を、一定の擁壁背面角を有する石積み擁壁等の擁壁の背面である、地山側に積重ね配置した場合、擁壁背面角に対応する傾斜面を形成するような平行な斜面を形成することはできず、階段状に積み上げることとなる。この場合、背面の地山の切土範囲が多くなり、施工工事費が膨大となり工法として適用できない場合が多い。

本発明は、特定形状を有する発泡樹脂成形体を使用し、擁壁に対する水平土圧を十分に軽減し得るとともに排水の面も問題がない擁壁土圧軽減工法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、検討を重ね埋設する発泡樹脂成形体を、擁壁背面角および地山安定勾配角に対応する傾斜面を有する楔型または台形形状に一体成形された非積層構造体からなるブロック状発泡樹脂成形体とし、このような特定形状のブロック状発泡樹脂成形体を用い、該ブロック状発泡樹脂成形体の擁壁背面角および地山安定勾配角に対応する傾斜面をそれぞれ擁壁背面角および地山の切土傾斜と平行に、擁壁と地山との間に配置し、さらに特定形状の排水用発泡樹脂成形体を併用することにより排水の面も問題もなく擁壁への水平土圧を十分に軽減でき、また発泡樹脂成形体の擁壁側を埋型枠として利用することができ、型枠の施工作業のための空間が少なくなり背面の地山の切土範囲を削減することができることが見出された。

すなわち、本発明は、
（１）一定の擁壁背面角を有する石積み擁壁の土圧軽減工法であって、擁壁背面角および地山安定勾配角に対応する傾斜面を有する楔型または台形形状に型内発泡法または押出発泡法により一体に成形された非積層構造体からなるブロック状発泡樹脂成形体を、または前記ブロック状発泡樹脂成形体と同様の形状を有する非積層構造体からなる透水性を有する排水用発泡樹脂成形体とを併用して、前記ブロック状発泡樹脂成形体および前記排水用発泡樹脂成形体における擁壁背面角に対応する傾斜面および地山安定勾配角に対応する傾斜面を、それぞれ擁壁背面の傾斜および地山の切土斜面と平行に、下方に楔型又は台形形状の短辺側を位置して擁壁と地山との間に配置し、前記発泡樹脂成形体の擁壁側を型枠として胴込めコンクリートを施工し、石積みを固定することを特徴とする擁壁土圧軽減工法。
（２）上記（１）記載の工法において、擁壁に設けられた水抜孔に対応する位置に、前記排水用発泡樹脂成形体を配し、前記ブロック状発泡樹脂成形体に隣接して前記排水用発泡樹脂成形体を配設することを特徴とする上記（１）に記載の擁壁土圧軽減工法。

本発明においては、擁壁背面角および地山安定勾配角に対応する傾斜面を有する特定形状のブロック状発泡樹脂成形体および排水用発泡樹脂成形体を、全体の形状が下方に凸状の楔型または台形形状を為すように、石積み擁壁の背面、地山側に配置することにより、擁壁に対する水平土圧の軽減および鉛直荷重を軽減することができる。

また、本発明の特定形状のブロック状発泡樹脂成形体を用いることにより、擁壁背面の地山の切土範囲を少なくすることができ、工事費が軽減でき、経済的効果が大きい。

また、ブロック状発泡樹脂成形体と排水用発泡樹脂成形体とを併用して配設することにより、擁壁の背面に発生する水を容易に排出することができ排水不良によって増大する水平土圧による擁壁の崩壊などを防止することができる。

また、地震や交通による振動の振動波を吸収して振動を低減あるいは免震する効果も有するもので、石積み擁壁の土圧軽減工法として優れた工法である。

本発明は、一定の擁壁背面角を有する擁壁の土圧軽減工法に好適な特定形状のブロック状発泡成形体及び特定形状を有する排水用発泡樹脂成形体を使用する擁壁土圧軽減工法に関する。さらに、前記発泡樹脂成形体の擁壁側を埋型枠として利用し胴込めコンクリートを施工し、石積みを固定するする擁壁土圧軽減工法に関する。

以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明におけるブロック状発泡樹脂成形体１の一例を示す。（１）は斜視図、（２）は平面図をそれぞれ示す。
図２は、本発明における排水用発泡樹脂成形体２の一例を示す。（１）は斜視図、（２）は平面図をそれぞれ示す。図２に示す排水用発泡樹脂成形体２は、その表裏両面に、縦横に交叉する切り溝３が形成されており、流れ込む水を容易に排出するように形成されている。
図３は、上記排水用発泡樹脂成形体２の全面を透水性シート４で被覆した状態を示す。

図４は、本発明におけるブロック状発泡樹脂成形体１を使用した石積み擁壁土圧軽工法の施工例の一例を示す説明図である。

図５は、本発明における特定形状のブロック状発泡樹脂成形体１と、排水用発泡樹脂成形体２とを用いた施工の配列状態の一例を説明する部分斜視図である。
排水用発泡樹脂成形体２は、石積み擁壁の所定の個所に設けられる水抜孔に対応する個所にブロック状発泡樹脂成形体に隣接して配置される。

本発明におけるブロック状発泡樹脂成形体１は、図１に示されるように、楔型又は台形形状に形成されている。該ブロック状発泡樹脂成形体１において、楔型または台形形状に形成された斜面の一方の面ａは、擁壁の擁壁背面角に対応する傾斜面を有するように形成されており、前記の面ａに対向する他方の面ｂの斜面は、切土の地山安定勾配角に対応する傾斜面を有するように形成されている。
したがって、該ブロック状発泡樹脂成形体１におけるが楔型または台形形状を有する形状に形成された傾斜面の角度（α）は、施工される擁壁背面角（θ）により変動し得る。擁壁背面角（θ）は、擁壁の形式、擁壁の施工場所、擁壁の高さ、地山の土質や水分含有量等により異なるので、ブロック状発泡樹脂成形体１の擁壁背面角（θ）に対応する傾斜面の角度（α）は一概には決められないが、一般的には、１２０〜６０度程度である。
また、地山安定勾配角に対応する傾斜面の角度（β）も施工される地山の切土の地山安定勾配角（φ）により変動し得る。地山の切土の地山安定勾配角（φ）は、地山の土質や水分含有量、擁壁の高さや施工場所等により異なるので、切土の地山安定勾配角（φ）に対応する傾斜面の角度（β）も一概には決められず、切土の地山安定勾配角と一致させるように形成されることが望ましい。

本発明におけるブロック状発泡樹脂成形体１は、ポリスチレン系樹脂発泡粒子、ポリエチレン系樹脂発泡粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子等の樹脂発泡粒子を所定の形状に成形する金型に充填し型内発泡成形することにより目的とする形状の発泡樹脂成形体を製造することができる。またポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等を押出発泡法により得られた樹脂発泡体を所定の形状、大きさに切断し目的のブロック状発泡樹脂成形体を形成することもできる。またポリウレタン発泡体により所定の形状に成形してもよい。通常は上記のうち型内発泡成形による方法が適用される。

該ブロック状発泡樹脂成形体１の大きさは、通常、断面形状が楔型または台形形状の上辺（長辺）の長さは、３００ｍｍ〜１，５００ｍｍ、下辺（短辺）の長さは、５０ｍｍ〜５００ｍｍ、高さ、５００ｍｍ〜３，０００ｍｍ、厚さ１００ｍｍ〜１，０００ｍｍのものが一般的であるが、これに限定されるものでない。

また、本発明における排水用発泡樹脂成形体２は、透水性を有する発泡樹脂成形体からなり、ブロック状発泡樹脂成形体に使用されると同様の樹脂を使用し、同様の方法、すなわち型内発泡成形あるいは押出発泡法等により目的の発泡樹脂成形体を得、該発泡樹脂成形体の表裏両面に切り溝等を形成する。またチップ状、筒状等の発泡樹脂粒子、その他形状の発泡樹脂粒子を型内発泡成形することにより優れた透水性を有する発泡樹脂成形体を得ることもできる。本発明の排水用発泡樹脂成形体は、前記型内発泡成形あるいは押出発泡法による発泡樹脂成形体の表裏両面に切り溝を形成した構造のものが排水性に優れ、また強度の点において好ましい。本発明における排水用発泡樹脂成形体２は、通常は型内発泡成形法による方法が、切り溝等を形成する上で好都合であるので一般的に適用される。

図２は、排水用発泡樹脂成形体２の一例として示した、発泡樹脂板の表裏両面（楔型又は台形形状を示す面の両面）に縦横に交叉する排水用の切り溝３が形成された構造の排水用発泡樹脂成形体において、該切り溝は所望の深さ、幅で所望の間隔に形成される。通常、切り溝の深さは１０ｍｍ〜２０ｍｍ、幅は１０ｍｍ〜２５ｍｍである。また切り溝間の間隔は所望の間隔により適宜形成されるが１００ｍｍ〜３００ｍｍの間で、発泡樹脂成形体の大きさなどにより適宜設けられるが、１０ｃｍ²当り１本程度となるように形成することが好ましい。切り溝の深さが余り深過ぎたり、また切り溝の間隔が狭過ぎたりすると強度が低下する虞があり好ましくない。
また、切り溝は楔型または台形形状を示す面の表裏両面に設けられるが、切り溝の数、間隔および深さは両面とも同一である必要はなく、楔型または台形形状を示す面の一方の面と他方の面とは異なってよい。

該排水用発泡樹脂成形体２の大きさは、上記ブロック状発泡樹脂成形体１と隣接して配設されるので、ブロック状発泡樹脂成形体１と同様の大きさ、形状を有することが望ましい。したがって、擁壁背面角に対応する傾斜面の角度および地山安定勾配の角度に対応する傾斜面の角度は、それぞれ上記ブロック状発泡樹脂成形体１と同様に形成されることが望ましい。排水用発泡樹脂成形体２の厚みは、一般的にはブロック状樹脂発泡成形体１よりも薄いものが使用され、その厚みは略５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度である。

本発明において、該排水用発泡樹脂成形体２は、図３に示すように、その全面が透水性シート４で被覆されていることが排水される水とともに土砂などが排水用の切り溝３に流れ込んで詰まるのを防ぐことができ、またチップ状発泡粒子や筒状発泡粒子を発泡成形した所謂透水性発泡樹脂成形体の透水孔が詰まることを防ぐことができ、排水がスムースに行われるので望ましい態様である。透水性シートとしては、例えば、織布または不織布が用いられる。

次に、本発明のブロック状発泡樹脂成形体１および排水用発泡樹脂成形体２を使用した擁壁土圧軽減工法について石積み擁壁を例に説明する。
図４に、石積み擁壁への施工例を示す説明図を示す。所定の擁壁背面角を有する石積み擁壁の施工場所の地山を、安定勾配以下を為す切土角に地山を切崩す等の地山側の整備と、石積み個所基盤の基礎施工を行った後、その背面（地山側）に、図１に示すごときの、本発明におけるブロック状発泡樹脂成形体１の、擁壁背面角に対応する傾斜面ａを擁壁背面の傾斜と略平行にし、地山安定勾配角（φ）に対応する傾斜面ｂを地山の切土斜面と略平行にして、下向に楔型または台形形状の短辺側を位置して擁壁と地山との間にブロック状発泡樹脂成形体１を配置する。擁壁に設けられた水抜孔５に対応する位置には、排水用発泡樹脂成形体２（図４には図示せず）を、図５に示すようにブロック状発泡樹脂成形体１に隣接して配設する。次いで石積みの背面、地山側には従来の石積み施工と同様に胴込めコンクリートを施工し、石積みを固定する。

本発明におけるブロック状発泡樹脂成形体１および排水用発泡樹脂成形体２を用いた擁壁の土圧軽減工法において、ブロック状発泡樹脂成形体１および排水用発泡樹脂成形体２は、擁壁の高さに応じて、全体の形状が下方に凸状の楔型または台形形状を為すように、必要に応じて擁壁の高さに所要数積重ねて施工することができる。また、本発明の工法においてはブロック状発泡樹脂成形体の擁壁背面側（斜面ａ）を埋め型枠として使用することができるので、従来の型枠の使用を省略して施工することが可能であり、擁壁背面の地山の切土範囲を削減することができる。

図４に示すように、擁壁施工個所の基礎基盤を、例えば、砕石７の上に発泡樹脂成形体保護用の砂８を配置し、その上に従来のＥＰＳ工法に使用される発泡樹脂板９を施工し、その上に基礎コンクリート打ち１０を行うことにより、石積みの地盤沈下を防止し、また地震または交通の振動に対する防振、免震効果をもたらすことができる。また発泡樹脂板９の下部または上部に排水用発泡樹脂成形体を併用し施工することにより、地下水の排出を行うことができるので、特に湧水などが発生し易い場所には好ましい施工法である。

本発明による工法においては、図５に示すように、擁壁に設けられた水抜孔５に対応する位置に排水用発泡樹脂成形体２を配置し、ブロック状発泡樹脂成形体１に隣接して配設して施工されることが望ましい。このようにブロック状発泡樹脂成形体１と排水用発泡樹脂成形体２とを併用して配設することにより、擁壁の背面に発生する水を容易に排出することができ排水不良によって増大する水平土圧による擁壁の崩壊などを防止することができる。

本発明における楔型又は台形形状のブロック状発泡樹脂成形体の一例を示し、（１）は斜視図、（２）は平面図である。 本発明における排水用発泡樹脂成形体の一例を示し、（１）は斜視図、（２）は平面図である。 排水用発泡樹脂成形体を透水性シートで被覆した状態の一例を示す平面図である。 本発明のブロック状発泡樹脂成形体を使用した石積み擁壁土圧軽減工法の施工例の一例を示す説明図である。 ブロック状発泡樹脂成形体と、排水用発泡樹脂成形体とを用いた施工の配列状態の一例を説明する部分斜視図である。

１……ブロック状発泡樹脂成形体
２……排水用発泡樹脂成形体
３……切り溝
４……透水性シート
５……排水孔
６……石積み
７……基礎石材
８……発泡樹脂板保護用砂
９……発泡樹脂板
１０……胴込めコンクリート
１１……保護コンクリート
ａ……擁壁背面角に対応する傾斜面
ｂ……地山安定勾配角に対応する傾斜面

Claims (2)

1. 一定の擁壁背面角を有する石積み擁壁の土圧軽減工法であって、擁壁背面角および地山安定勾配角に対応する傾斜面を有する楔型または台形形状に型内発泡法または押出発泡法により一体に成形された非積層構造体からなるブロック状発泡樹脂成形体を、または前記ブロック状発泡樹脂成形体と同様の形状を有し非積層構造体からなる透水性を有する排水用発泡樹脂成形体とを併用して、前記ブロック状発泡樹脂成形体および前記排水用発泡樹脂成形体における擁壁背面角に対応する傾斜面および地山安定勾配角に対応する傾斜面を、それぞれ擁壁背面の傾斜および地山の切土斜面と平行に、下方に楔型又は台形形状の短辺側を位置して擁壁と地山との間に配置し、前記発泡樹脂成形体の擁壁側を型枠として胴込めコンクリートを施工し、石積みを固定することを特徴とする擁壁土圧軽減工法。
2. 請求項１記載の工法において、擁壁に設けられた水抜孔に対応する位置に、前記透水性を有する排水用発泡樹脂成形体を配し、前記ブロック状発泡樹脂成形体に隣接して前記排水用発泡樹脂成形体を配設することを特徴とする請求項１に記載の擁壁土圧軽減工法。

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