JP4824001B2 - 土木施設用ロープ方向変換装置およびその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は土木施設用ロープの方向変換装置およびその施工法に関する。

法面における落石の防止、土砂崩壊の防止、雪崩防止のために、ワイヤロープを格子状に組んで法面に敷設したり、カーテンネットのような縦横のワイヤロープと金網を組み合わせたもので法面を覆ったり、法面に柵体を配してそれを山側からワイヤロープで吊持したりした施設や工法が用いられている。

このような土木施設において、ワイヤロープの端部は地盤に埋設したアンカーに連結され、そのワイヤロープは地表に沿って張られるかあるいは斜めに張られることにより方向変換されて前記各種施設の構成部分に導かれるので、アンカーの上部には地表にほぼ平行な方向あるいは角度を持った方向の荷重が加わることになる。

アンカーは長さ方向の荷重に対しては地層との摩擦力により抵抗力は大きいが、水平方向や斜め方向の荷重に対する抵抗力はかなり劣る。しかも、地表上でアンカー力を伝えるワイヤロープの方向を変更すると、ワイヤロープは地表を切り込み地中に埋まり、アンカー力が減退することがある。
そこで、先行技術には、地中に定着されたアンカーに続いて張設されたロープと地表が接する箇所に方向変換装置を配し、アンカーの長さ方向と交差する方向に加えられる荷重をアンカーの長さ方向への荷重に変換することが提案されている。

第１の先行技術においては、方向変換装置として長さが幅に比べて大きい複数の枕木部材をロープ長手方向と直角方向で並列状に配し、それら枕木状部材を連結部材で相互に変位可能に繋いでいる。
第２の先行技術においては、矩形状鉄板からなるベース上に円筒体を横置固定し、ベースの近傍の地中に埋設したアンカーからのロープを円筒体の軸線と交差する方向に経由させることでロープの方向転換を行うようにしている。
第１の先行技術によれば、枕木状部材を連結部材で相互に変位可能に繋いでいるので地表の形状に良くなじみ、ロープ張力による土圧力を方向変換装置全体に分散させることが可能である。第２の先行技術によれば、ロープを大きな角度に方向転換可能である。

しかし、実際に施工を重ねてみると、第１の先行技術では、方向変換装置本体である枕木状部材と接する土質が土砂・礫土で特に軟弱地盤である場合や、岩盤の上に土砂・礫土が堆積している土質である場合には、雨などで表土が軟化したり、流されることなどが原因で前記枕木状部材が沈下して地中にめり込み、それによりロープ張力の持ち合いバランスが崩れ、アンカー力が減退する問題があった。
また、第２の先行技術は、地中にアンカーを突き刺すことによりベースを固定しているが、ベースと接する土質が土砂・礫土で特に軟弱地盤である場合には支持力が弱いので、長く重いアンカーを携行してそれを多数本打たなければならず、しかも雨などで表土が軟化したり流されるとベースは沈下して地中にめり込み、アンカーはそれを抑制できないので、やはりロープ張力の持ち合いバランスが崩れ、アンカー力が減退する問題があった。

特開２００７−１３２０３５号公報 特開２００７−１２６９３４号公報

本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、軟弱的な地盤に設置しても地中への沈み込みが起りにくく、さらには表土の流出も防止可能であって、ロープの張力を一定に維持しつつロープの方向転換を行うことができ、しかも、土質改良等の大掛かりな工事を必要とせず、簡易に実施できる土木施設用ロープの方向変換装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、軟弱的な地盤においても地中への沈み込みが起りにくく、さらには表土の流出も防止可能でロープの張力を一定に維持することができる土木施設用ロープの方向変換装置を、道路からかなり上方の傾斜面において簡便に施工できる方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の土木施設用ロープ方向変換装置の施工法は、地中に定着されたアンカーに続くロープが地表に出た部分にロープ方向変換装置を設置するにあたり、装置本体の配置予定場所に間隔をおいて複数本の穴を削孔し、セメントを封入した棒状袋を前記穴に挿入し、ロープ方向変換装置本体を前記穴位置を含む地表に配し、鋼棒をロープ方向変換装置本体を通して前記穴に差し込んで穴内にセメントを流動拡散させることにより、地盤沈降抵抗セメント杭を形成するとともにこれとロープ方向変換装置本体を連結することを特徴としている。（請求項１）

さらに本発明の土木施設用ロープ方向変換装置の施工法は、地中に定着されたアンカーに続くロープが地表に出た部分にロープ方向変換装置を設置するにあたり、装置本体の配置予定場所に間隔をおいて複数本の穴を削孔し、セメントを封入した棒状袋を前記穴に挿入し、鋼棒を穴に差し込むことにより鋼棒を定着した地盤沈降抵抗用のセメント杭を形成し、ロープ方向変換装置本体を前記セメント杭を点在させた地表に配して、鋼棒上部にロープ方向変換装置本体を貫挿して位置固定することを特徴としている。（請求項２）

請求項１と２の本発明の施工法によれば、落石などの発生が予測される傾斜面で、地盤が礫土、岩、粘土などが入り混じり不安定な状態でまた道路からかなり上方にあり、重量のある土木建設機械を持ち込むことが困難であるため人力での作業が前提となるロープ方向変換装置の設置工事を、軽微な装備で簡易に実施することができる。

ことに、地盤補強支柱として機能する地盤沈降抵杭体を得る方法として、落ち運びが容易なセメント封入棒状袋を用い、装置本体の配置予定場所に間隔をおいて複数本の穴を削孔してこれらにセメント封入棒状袋を挿入し、鋼棒などをロープ方向変換装置本体を通して穴に差し込むことにより棒状袋を突き破ってセメントを穴内に流動拡散させる方法を採るので、あたかも地中に杭を打ち込んだのと同様な効果を、大掛かりな基礎工事を要さず、簡素で能率よい作業で達成することができ、そのうえ、セメントを穴内に充満させるための手段としての鋼棒がセメントに定着されることでロープ方向変換装置本体の位置ずれや移動を防止するアンカーとなるので、工程及び施工部材の無駄がない。

請求項１によればセメントが完全に硬化する前にロープ方向変換装置本体を地表に配するので能率を向上することができ、請求項２によれば、セメント杭が硬化した状態でロープ方向変換装置本体を地表に配置し、ピン状鋼棒と連結固定することができるので作業が容易である。

本発明において、好適には、ロープ方向変換装置本体と地盤沈降抵抗用のセメント杭が鋼棒で連結されている。これによれば、地盤沈降抵抗用のセメント杭が同時にロープ方向変換装置本体の移動やずれを防止する鋼棒の定着手段を兼ねているので、ロープ方向変換装置の上下方向及び横方向の位置を安定状態に維持させることができる。

ロープ方向変換装置本体は任意であり、長手方向両端が枢支された枕木状の連結部材からなっていてもよいし、円筒部材を配したプレートからなっていてもよい。

以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明を適用する対象例の落石防止用カーテンネットを示しており、ａは沢部、Ｎは沢部ａに設置されたカーテンネットであり、間隔的に配された多数の縦ロープＲ１と間隔的に配された多数の横ロープＲ２で構成された柔軟性格子状骨格に金網Ｍを張設しており、山側には前記カーテンネットＮの上縁部に沿った最上段ロープＲＴを支える支柱Ｓが所定の間隔で設立されている。

前記最上段ロープＲＴは沢部ａの左右に延長され、この例では紙面に対して右側の部分が岩盤に埋め込まれた土被り用アンカーＡに連結されている。 また、最上段ロープＲＴの左側の部分には本発明にかかるロープ方向変換装置Ｂを経由してアンカー１に連結している。
なお、土被り用アンカーＡを使用したのは、この実施例では地盤の地質が岩盤の上に５０Ｃｍｍ程度の堆積土があるためである。この堆積土が土砂質、粘土などの軟弱地盤である場合には、本発明にかかる装置を適用できる。

１はアンカー本体で、水平線に対して所要角度たとえば２５〜９０度をもって地中に挿入定着されており、２は前記アンカー本体１の延長上にあって地表側に延びるロープである。
前記アンカー本体１は、アンカーロッド、パイプアンカーなどといわれる各種棒状のものを用いることができるが、この実例ではロープ（ケーブルを含む）で構成している。アンカー本体１は間隔的にスペーサが取り付けられ、地中に形成した削孔１１に挿入された状態でモルタルなどのグラウト材１２を充填することにより確実強固に定着されている。

ロープ２は前記アンカー本体１としてのロープから延在された所要長さを有しており、ロープ２の先端にはシンブルを取り付けたアイなどの連結用具２０が設けられる。ロープ２とアンカー本体１は７×７構造など任意であり、全体に耐食めっきたとえば亜鉛めっき好適には亜鉛−アルミ合金めっきが施されている。
前記ロープ２の先端は直接かまたは連結用部たとえばアイ２０を介して前記最上段ロープＲＴ，縦ロープＲ１あるいは横ロープＲ２などメインロープが連結されている。

本発明にかかるロープ方向変換抵抗装置Ｂは、図２、図３に示されており、前記ロープ方向変換装置Ｂは、図２（ａ）（ｂ）のように、ロープ２の地表に出た部分に配置され、ロープ２の張力がロープ方向変換装置本体Ｂを下方に押し下げる圧力に変換している。ロープ方向変換装置Ｂは、本体Ｂ1と地盤沈降抵抗部Ｂ２からなっている。
本体Ｂ１は、この例では、複数の枕木状部材３と、それら枕木部材３を相互に変位可能に繋ぐ連結部材４とからなっており、枕木状部材３は凸湾曲状の地表１３に倣うように位相が変化され、前記ロープ２は上記枕木状部材３の表面に沿って枕木状部材長手方向と交差する方向に導かれている。
枕木状部材３は強度が高い材料たとえば亜鉛めっきや亜鉛−アルミ合金めっきなどの耐食めっきが施された鉄鋼材にて構成されている。

前記本体Ｂ１の枕木状部材３は、地盤沈降抵抗部Ｂ２の上に配置される。前記地盤沈降抵抗部Ｂ２は、本体Ｂ１の配置域の地盤（土中）７に間隔をおいて形成された複数本の柱状のセメント杭５からなっており、それらセメント杭５は、図３（ｂ）のように、少なくとも枕木状部材３の長手方向の両端部に対応して配置されている。

前記セメント杭５は、早強ポルトランドセメントのごときからなり、地表に対して直角など所定の角度に縦設され、好適には下層の岩盤８に達する程度の長さを有している。
そして、セメント杭５の上端５０は枕木状部材３の下面に接しており、したがって、本体Ｂ１は地表に接しつつ、土中に点在する複数のセメント杭５により要所、要所が支えられている。

そして、前記枕木状部材３には厚さ方向に通孔３０が設けられており、この通孔３０を通してセメント杭５中に鋼棒６が打ち込まれ、本体Ｂ１とセメント杭５を連結している。これにより本体Ｂ１の横方向の移動を防止している。
前記鋼棒６の打ち込みは、すべてのセメント杭５に対して行なわれもよいが、図３（ａ）（ｂ）のように選択的に行なわれてもよく、鋼棒６の打ち込まれていないセメント杭５は、前記のように上端５０が本体Ｂ１の下面に接しあるいは接合され、橋脚のような支持体として機能する。

前記鋼棒６としては異形鉄筋棒やボルトなども使用できるが、先鋭な先端部を有し後端部（上端部）に屈曲頭部６０を形成したピンや、上端部に雄ねじ部６１を形成したピンなどが通常用いられる。後者の場合にはナットが組合せ使用される。いずれにしても鋼棒６はせいぜい３０〜７０ｃｍ程度の短いもので足りる。

図４は本発明によるロープ方向変換装置Ｂの別の実施例を示しており、本体Ｂ１は、この例では鉄板などからなる矩形状のプレート３ａの上に鋼製の円筒状パイプ３ｂを取り付けてなり、アンカー体１から続くロープ２が円筒状パイプ３ｂの長手方向と交差するように導かれ、方向転換して延在されるようになっている。

前記プレート３ａの設置範囲の地中には、地盤沈降抵抗部Ｂ２として、たとえば格子状や千鳥状などに点在する複数本のセメント杭５が形成されており、それらセメント杭５は上端５０がプレート３ａの下面に接しあるいは接合しており、好適には少なくとも４隅のセメント杭５にはプレート３ａを貫通して鋼棒６が打ち込まれ、本体Ｂ1と地盤沈降抵抗部Ｂ２を連結している。

第１実施例及び第２実施例においては、ロープ方向変換装置Ｂの本体Ｂ１が、地中に形成された柱状のセメント杭５の上に配置されて支えられており、セメント杭５は地中に打ち込んだ杭と同等の地盤補強効果を創出するので、表土が軟化してもロープ方向変換装置本体Ｂ１の沈下が防止される。また、鋼棒６が本体Ｂ１を貫いてセメント杭５に打ち込まれることにより、本体Ｂ１の地表に沿う移動も防止されることになる。したがって、張力を付加されたロープ２は、補強されたロープ方向変換装置Ｂによる反力により緩むことなく張力が維持されるので、カーテンネット柵などの強度を健全に維持することができる。

次に、本発明によるロープ方向変換装置の施工法を説明すると、図５はその第１態様を示しており、（ａ）のように、ロープ方向変換装置本体Ｂ１を設置すべき範囲の地中７に、穿孔ドリル、エアー・パンチャー等の携行型の穴あけ機により複数本の穴９を所定の間隔をおいて削孔する。土質が土被り堆積土のような場合は、穴９は下層の岩盤８に達しあるいは接近する程度の深さとすることが望ましい。通常、穴９の深さは３０〜１００ｃｍであるが、それ以上でもよい。

一方、セメント５００を封入した棒状袋１０を用意する。セメント５００は主成分が早強ポルランドセメントのものが用いられ、一定時間水中に浸漬すると溶解する和紙、布、不織布等の透水性を有する材質の袋に装填封入されている。大きさは持ち運びの容易さも勘案して、たとえば直径５Ｃｍ、長さ３０Ｃｍ程度のサイズとすることが好ましい。
前記セメント入り棒状袋１０は、(b)のように水１２を張った容器１１に浸漬して４〜５分程度吸水させ、水和反応が可能な状態にする。
そして、（ｃ）のように吸水させておいたセメント入り棒状袋１０を前記穴９に挿入する。セメント５００が地表に流出する程度とすることが好ましいので、セメント入り棒状袋１０は複数個挿入することが望ましい。

そして、この状態でロープ方向変換装置本体Ｂ１を前記穴９の点在位置の上に配置する。袋１０は溶解して内部のセメント５００が穴９内に流動拡散することにより水和反応が進行し、硬化してセメント杭５が形成される。
水和反応を迅速にするには、袋を破壊することが適切であるので、（ｄ）のようにロープ方向変換装置本体Ｂ１を地表に配し、これを貫通して鋼棒５を穴９内に挿入し、上下に動かして棒状袋１０を破壊してセメント５００を流動拡散させる。これにより、セメント杭５が形成されると同時に、鋼棒６にセメントが十分に付着され固化養生によって一体化し、アンカーとして定着される。
これにより、（ｅ）のように本体Ｂ１がセメント杭５で支持されかつ少なくとも一部がセメント杭５にアンカーされたロープ方向変換装置Ｂが得られる。

図６は施工法の別の態様（第２態様）を示しており、この態様では（ａ）のように、鋼棒６として上端に雄ねじ６１を設けたものが用いられ、また緊締のためにナット６ａが併用される。
この態様において、穴９の削孔、セメント入り棒状袋１０の浸漬による吸水、およびセメント入り棒状袋１０の穴９への挿入の各作業は前記図５の第１態様と同じであるが、この第２態様では、この段階では、ロープ方向変換装置本体Ｂ１を前記穴９の点在位置の上に配置しない。

すなわち、セメント入り棒状袋１０の穴への挿入後、（ｂ）のように、直ちに鋼棒６にてセメント入り棒状袋１０を突き破り、セメント５００を流動拡散させ、養生固化させてセメント杭５を作る。
このときすべてかあるいは選択された穴には、鋼棒６をそのまま差し込んでおき、これにより、鋼棒６を雄ねじ６１が地表から突出されたアンカーとして定着させる。

そして、この状態でロープ方向変換装置本体Ｂ１を前記穴９の点在位置の上に配置し、（ｃ）のように通孔３０を鋼棒６の雄ねじ６１に貫挿させ、ナット６ａを雄ねじ６１に螺合して締め付ける。これにより、ロープ方向変換装置本体Ｂ１はセメント杭５に位置ずれしないように連結され、ロープ方向変換装置Ｂが完成する。
後は、アンカー体１からのロープ２をロープ方向変換装置本体Ｂ１を介して導き、張力を付与すればよい。

本発明装置を含む施工例を具体的に説明すると、所定の場所に削孔機にて削孔１１を形成し、アンカー本体１を挿入しグラウトを注入し、このときロープ部２は地表に引き出しておく。
地表に引き出したロープを構造物の所定箇所に仮締結し、ロープが地表に接しロープの方向変換が必要な場所を決定する。ロープ方向変換装置本体は、たとえば横１２ｃｍ、長さ５０ｃｍ、厚さ１．５ｃｍの枕木状の板６枚を連結部材で連結して組み立てた変位自在の縦８０ｃｍ、横５０ｃｍ、厚さ１．５ｃｍの装置である。

ロープ方向変換装置本体の設置場所を決定し、これのサイズに合わせ所定の間隔で複数の穴を穿孔する。穿孔機で直径約５．５ｃｍ、深さ約５０ｃｍの穴を計縦６本穿孔し、各穴に早強ポルトランドセメントをメッシュ織り紙袋に封入した円柱状の直径５ｃｍ、長さ３０ｃｍの棒状袋をたとえば２個ずつ挿入する。棒状袋はあらかじめ水に５分ほど浸漬しておく。

この後、直径１ｃｍ、長さ５０ｃｍのピン状の鋼棒を各穴に挿入して上下に動かすことにより棒状袋を突き破り、所要本数の穴には鋼棒をそのまま挿しておくことで定着させ、セメントが硬化するまで養生後、前記ロープ方向変換装置本体を各穴の上に配材し、板厚を突出した鋼棒にナットを螺合してセメント杭とロープ方向変換装置を連結する。 以上の工程で安定した状態のロープ方向変換装置が得られる。

本発明にかかる土木施設用ロープのロープ方向変換地盤沈降抵抗装置の適用例を示す正面図である。 （ａ）は本発明によるロープ方向変換装置の第１実施例の設置図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 （ａ）は図２（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。 本発明のロープ方向変換装置の第２実施例を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｅ）は本発明によるロープ方向変換装置施工方法の第１態様を工程段階的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明によるロープ方向変換装置施工方法の第２態様を工程段階的に示す説明図である。

符合の説明

１ アンカー
２ ロープ
Ｂ ロープ方向変換装置
Ｂ1 本体
Ｂ２ 地盤沈降抵抗部
３ 枕木状部材
４ 連結部
５ セメント抗
１０ セメントを詰めた棒状袋
６ 鋼棒

Claims (2)

1. 地中に定着されたアンカーに続くロープが地表に出た部分にロープ方向変換装置を設置するにあたり、装置本体の配置予定場所に間隔をおいて複数本の穴を削孔し、セメントを封入した棒状袋を前記穴に挿入し、ロープ方向変換装置本体を前記穴位置を含む地表に配し、鋼棒をロープ方向変換装置本体を通して前記穴に差し込んで穴内にセメントを流動拡散させることにより、地盤沈降抵抗セメント杭を形成するとともにこれとロープ方向変換装置本体を連結することを特徴とするロープ方向変換装置の施工方法。
2. 地中に定着されたアンカーに続くロープが地表に出た部分にロープ方向変換装置を設置するにあたり、装置本体の配置予定場所に間隔をおいて複数本の穴を削孔し、セメントを封入した棒状袋を前記穴に挿入し、鋼棒を穴に差し込むことにより鋼棒を定着した地盤沈降抵抗用のセメント杭を形成し、ロープ方向変換装置本体を前記セメント杭を点在させた地表に配して、鋼棒上部にロープ方向変換装置本体を貫挿して位置固定することを特徴とするロープ方向変換装置の施工方法。

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