JP4826947B2 - 自然石連結ブロックの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の自然石を連結一体化してなる自然石連結ブロックの製造方法に関する。

近年、景観の向上や環境の保全などの目的で、河川における護岸工や根固工、海岸における緩傾斜護岸工、混成堤基礎マウンドの被覆工などに、複数の自然石を連結一体化してなる自然石連結ブロックを使用することが多くなってきている。そして従来、この種の自然石連結ブロックとしては、例えば、特許文献１または２に記載されたものがあった。

このうち、特許文献１に記載された自然石連結ブロックは、複数の自然石を閉鎖域を形成するように配列して、この自然石同士を連結部材により連結し、前記閉鎖域内にコンクリート等の中詰材を充填した構造となっている。一方、特許文献２に記載された自然石連結ブロックは、閉ループ状に配列した複数の自然石により囲まれた区画空間（閉鎖域）にコンクリート基盤が打設され、一端部を自然石に定着されたアンカーの他端部が前記コンクリート基盤内に埋込まれた構造となっている。

特開２０００−３０３４２９号公報（段落００１７、図３） 特許第３７３７５０９号公報

しかしながら、上記した特許文献１、２に記載された自然石連結ブロックによれば、ブロック全体の底面（下面）が平坦となっているため、施工対象の据付面に凹凸（不陸）があると、安定してこれを据付けることが困難で、据付面の事前の均しや間詰材を用いての高さ調整などの面倒な作業が必要になる、という問題があった。

また、上記した特許文献１、２に記載された自然石連結ブロックによれば、自然石により囲まれた閉鎖域にコンクリート（中詰材）が密に充填されているため、施工対象に設置した後、その底面側に大きな水圧や空気圧（揚圧）がかかると、ブロック全体が浮き上がってしまう危険があり、設置後の安定性に問題があった。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、施工対象の据付面に多少の不陸があっても安定して据付けできる自然石連結ブロックの製造方法を提供することにある。また、前記課題に加え、大きな揚圧が底面にかかっても全体が浮き上がる危険がない透過構造の自然石連結ブロックの製造方法を提供することにある。

本発明に係る自然石ブロックの製造方法は、閉ループ状に配列した複数の自然石で囲まれた閉鎖域に、中詰材を固結させてなる固結層が配置されており、前記各自然石は、相対向して配置されたもの同士が前記固結層の内部を通した連結部材により連結され、前記固結層は、その底面が、据付けに際して前記自然石だけが接地し得るだけの高さに、前記複数の自然石の各接地面を含む面よりも底上げされている自然石連結ブロックの製造方法であって、閉ループ状に配列した複数の自然石の周りを型枠で囲むと共に、前記固結層の底面が、据付けに際して前記自然石だけが接地し得るだけの高さとなるよう、該自然石の内側の閉鎖域の底部に、粗骨材と砂との混合物を堆積させて底盤を設置し、次に、相対向して配置された自然石同士を連結部材により連結し、次に、前記自然石と前記型枠との間の空隙に砂を充填し、しかる後、前記閉鎖域に、固結可能な中詰材を充填することを特徴とする。
ここで、固結可能な中詰材とは、閉鎖域に充填後、固結するものをいう。このような中詰材としては、コンクリート（生コンクリート）はもちろん、骨材と結合剤との混合物がある。

上記のように行う自然石連結ブロックの製造方法においては、自然石と型枠との間の空隙に砂を充填することで、自然石相互間の隙間が確実に塞がれ、閉鎖域に充填された中詰材が外部へ漏出することはなくなって、自然石連結ブロックを安定した製造できる。また、自然石の内側の閉鎖域の底部に底盤を設置することで、閉鎖域に充填された中詰材を簡単に底上げすることができる。

しかも、本製造方法において、粗骨材と砂との混合物を堆積させて設置する。このような混合物を用いることで、周囲の自然石の外面形状に倣って効率よくかつ精度よく底盤を形成することができる。また、この場合、粗骨材と砂との混合物を堆積させた後、その上に土木シートを敷設するようにしてもよく、この場合は、閉鎖域に中詰材を充填する際の衝撃で底盤が形状崩れを起こす虞がなくなることに加え、固結後の中詰材に混合物が転移することもなくなる。

本発明に係る自然石ブロックの製造方法の他の一つは、上記した製造方法において、上記固結可能な中詰材として、コンクリートを選択し、自然石により囲まれた閉鎖域内に貫通孔形成用中空部材を配置した後、該閉鎖域にコンクリートを充填し、あるいは固結可能な中詰材として、粗骨材と結合剤との混合物を選択し、該祖骨材を該結合剤により相互に固結して多孔質化することを特徴する。このようにすることで、中詰材が固結した後の固結層が透過構造となり、揚圧に対して安定する自然石連結ブロックが得られるようになる。

また、このように構成した自然石連結ブロックにおいては、据付けに際して周囲の自然石だけが接地するよう、固結層の底面が底上げされているので、据付面に多少の不陸があっても安定して据付けることができる。

また、このように構成した自然石連結ブロックにおいては、固結層に上下に貫通する貫通孔が設けられ、あるいは該固結層が多孔質性状となっていることから、底面に作用する揚圧が前記貫通孔または多孔質の空孔を通して抜け、したがって、ブロックの全体が浮き上がることはなくなる。

本発明に係る自然石連結ブロックの製造方法によれば、自然石で囲んだ閉鎖域から外部への中詰材の漏出を確実に抑えることができるので、自然石連結ブロックを安定して製造できる。

本方法によって製造された自然石連結ブロックは、施工対象の据付面に対して周囲の自然石だけが接地されるので、据付面に多少の不陸があっても安定して据付けることができ、事前の均し作業や高さ調整作業が不要になる分、据付けに要する時間の短縮並びにコスト低減が可能になる。また、底上げされた固結層と据付面との間に空隙が形成されるので、該空隙が小動物の生息域として提供され、自然環境の保全にも大いに役立つものとなる。

また、上記効果に加え、固結層が透過構造となっているので、本ブロックの底面に大きな揚圧がかっても、該揚圧が透過部を通して抜け、本ブロックが不用意に浮き上がることがなくなって、設置状態が安定する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１および図２は、本発明の第１の実施形態としての自然石連結ブロックを示したものである。本自然石連結ブロック（以下、単にブロックという）１は、相互に接して正方形状（閉ループ状）に配列された複数（ここでは、８個）の大型の自然石２と、自然石２の対向するもの同士を連結する連結部材３と、前記複数の自然石２により囲まれた閉鎖域Ｓ内に打設されたコンクリート（固結層）４と、コンクリート４に上下貫通して形成された貫通孔５とから概略構成されている。

本第１の実施形態において、ブロック１の全体大きさは任意であり、施工対象（適用工法）、搬送性、据付性（施工性）等を考慮して適宜の大きさとする。一例として、本ブロックは、１〜３ｍ四方の大きさに設定される。また、自然石２の大きさも任意であり、ブロック１の全体大きさ、入手の難易度、後述の製造性等を考慮して決定する。一例として、自然石２としては、５０〜１０００ｋｇ程度の大きさのものが選択される。

自然石２同士を連結する連結部材３は、図３によく示されるように、その両端部が定着部６を介して自然石２に固着されている。定着部６は、自然石２に穿孔された定着穴７と、定着穴７に挿入された連結部材３の端部の周りに充填され、該端部を定着穴７に定着させる凝固剤（接着剤）８とからなっている。この場合、連結部材３の種類は任意であり、鋼線、鋼棒、鉄筋等の線状体であっても、ワイヤ、ロープ、チェーン等の紐状体であってもよい。

コンクリート４は、その底面（下面）４ａが、複数の自然石２の各接地面を含む面よりも所定高さＨだけ底上げされている（図２）。この底上げの高さＨは、コンクリート４を含めたブロック１の全体の強度を必要以上に低下させない範囲内で任意の大きさとすることができる。一例として、この底上げの高さＨは、５〜１５ｃｍの大きさに設定される。

コンクリート４に形成された貫通孔５は、ここでは、コンクリート４に埋込んだ筒状部材９内に設定されている。筒状部材９は、耐食性に優れていれば、特にその材種を問わないが、コスト的に安価な塩ビ管を用いるのが望ましい。連結部材３は、この筒状部材９と干渉しないように打設コンクリート４の内部を挿通して延ばされている。なお、コンクリート４の上面には、複数の吊り金具１０が植設されている。

上記のように構成されたブロック（自然石連結ブロック）１は、相対向して配置された自然石２同士が連結部材３により連結され、かつ自然石２の内側にコンクリート４が打設されているので、全体が自然景観に富むばかりか、高強度、高重量となる。特に、自然石２同士を連結部材３に連結しているので、いわゆるコンクリート４内にアンカー材の一端部を埋込むアンカー方式に比べて引抜抵抗が著しく大きくなり、大きな外力が加わっても、自然石２が脱落することはない。また、コンクリート４は貫通孔５を有する透過構造となっているので、施工対象に設置した状態で、本ブロック１の底面に大きな水圧または空気圧（揚圧）がかっても、該揚圧が貫通孔５を通して抜け、これにより本ブロック１が不用意に浮き上がることはなくなる。したがって、本ブロック１を河川における護岸工や根固工、海岸における緩傾斜護岸工、混成堤基礎マウンドの被覆工等に適用した場合は、設置後の状態が安定し、下層の保護はもちろん、自然環境の保全に大きく寄与するものとなる。

さらに、本ブロック１は、内側のコンクリート（固結層）４の底面４ａが周囲の自然石２よりも底上げされているので、据付けに際して周囲の自然石２だけが接地し、据付面に多少の不陸があっても安定して据付けることができる。換言すれば、事前に据付面を均したり、あるいは据付け時に間詰材により高さ調整するなどの面倒な作業が不要になり、その分、据付けに要する時間が短縮しかつ施工コストも低減する。しかも、施工対象に設置した状態で、底上げされたコンクリート４の底面４ａと据付面との間に空隙が形成されるので、該空隙が小動物の生息域として提供され、自然環境の保全にも大いに役立つ。

ここで、本ブロック１は、図４に示されるように、コンクリート４の上面に被覆石１１を植設してもよいものである。この場合、被覆石１１として自然石を選択することで、上面側の自然景観も良好となり、本ブロック１は全体として著しく自然景観性に優れたものとなる。

本ブロック（自然石転結ブロック）１を製造するには、図５、図６に示すように、閉ループ状に配列した複数の自然石２の周りを型枠１５で囲む。型枠１５は、木製であっても鋼製であっても、あるいはこれらの複合体であってもよい。次に、自然石２で囲まれた閉鎖域Ｓの底部に底盤１６を設置する。この底盤１６を設置する方法は任意であるが、前述の如く、コンクリート４の底面４ａが、自然石２の各接地面を含む面よりも所定高さＨ（一例として、Ｈは５〜１５ｃｍ）だけ底上げされて、本ブロック１の据付けに際して周囲の自然石２だけが接地するよう、図示のように粗骨材と砂との混合物１７を所定厚さに堆積させて設置するのが望ましく、所望によりそれらの堆積物の上面に土木シートを敷設する。このような混合物１７を用いることで、周囲の自然石２の外面形状に倣って効率よく底盤１６を形成することができ、しかも、隣接する自然石２の隙間内に混合物１７が侵入して該隙間を塞ぐので、後のコンクリート打設に際しての漏れ止めとしても有用となる。また、上面に土木シートを敷設した場合は、その後のコンクリート打設に際して底盤１６が形状崩れを起こす心配はなくなり、その上、固結後のコンクリートに混合物（粗骨材、砂）が転移することもなくなる。

次に、各自然石２に前記連結部材３の端部を定着するための定着穴７（図３）を穿孔する。もちろん、この定着穴３は、各自然石２を配列する前に穿孔してもよい。そして、適当長さの連結部材３の端部を前記定着孔７に挿入した後、該定着穴７に凝固剤（接着剤）８を注入する。凝固剤８が固化することで連結部材３の両端部が定着部６を介して自然石２に固着され、これにより相対向して配置された自然石２同士が連結部材３により連結される。なお、このとき、貫通孔５の形成に用いる筒状部材９の設置部位を避けて連結部材３を配置することはいうまでもない。

その後、上記型枠１５と自然石２との間の空隙に砂１８を充填する。このとき、隣接する自然石２の上部側の隙間を間詰石で塞ぐようにしてもよい。前記砂１８の充填により、自然石２相互間の隙間が塞がれ、これによって自然石２の内側には、外側が完全に閉じられた閉鎖域Ｓが出現する。次に、前記閉鎖域Ｓに貫通孔５を形成するための筒状部材９を設置し、続いて該閉鎖域Ｓにコンクリート（中詰材）を打設する。このコンクリートの打設高さは、周囲の自然石２の上面よりも低くかつ筒状部材９に流入しないレベルとする。そして、コンクリートの打設を終えたら、必要によりその上面に被覆石１１を植込むと共に、必要数の吊り金具（図示略）を植込み、そのままコンクリートの固化を待つ。また、コンクリートの上面に被覆石１１（図４）を植設する場合は、植込んだ際の嵩上げを見込んでコンクリートの打設高さを決定する。

閉鎖域Ｓに打設したコンクリートが固結した後は、型枠１５を解体し、完成品としてのブロック１を吊り金具１０を利用して吊り上げる。すると、内側の底盤１６がそのまま現場に残ると共に、周囲の砂１８が崩壊してそのまま現場に残り、これによりコンクリート４の底面４ａを底上げした自然石連結ブロック１（図１、２）が完成する。なお、周囲の砂の一部が脱型したブロック１に張付き、また、底盤１６の設置に土木簿シートを用いない場合は、混合物１７を構成する粗骨材や砂の一部ブロック１に張付く。しかし、これらは、ブラシ等で外周面をこすることで簡単に脱落し、これによって表面に異物の残存がない、自然景観性に富む自然石連結ブロック１が完成する。

ここで、上記実施形態においては、粗骨材と砂との混合物１７を所定厚さに堆積させて底盤１６を設置したが、該底盤１６の設置方法は任意であり、木製、金属製等の底型枠を設置してもよい。この場合、底型枠の外周縁を自然石２の外面形状に倣わせるのが困難となるため、底型枠の外周縁と自然石２との隙間に間詰石や砂を充填するのが望ましい。

また、上記実施形態においては、連結部材３の両端部を自然石２に定着させるための定着部６の形成に、凝固剤８を注入する方式を採用したが、この定着部６の形成方法は任意であり、例えばメカニカルアンカー方式、ケミカルアンカー方式を採用することができる。

さらに、上記実施形態においては、貫通孔５をコンクリート４に埋込んだ筒状部材９内に設定したが、本発明は、該筒状部材９を中抜き型枠として用いて貫通孔５を形成してもよいことはもちろんで、この場合は、筒状部材９として紙型枠（ボイド管）、鋼管等を用いることができる。

なお、自然石連結ブロック１の外形状は任意であり、長方形であっても、五角形以上の多角形であっても、あるいは円形乃至長円形であってもよい。また、使用する自然石２の数も任意であり、８個未満であっても、９個以上であってもよい。

図７および図８は、本発明の第２の実施形態としての自然石連結ブロックを示したものである。なお、本自然石連結ブロック１´の全体構造は、上記第１実施形態としてのブロック１と同じであるので、ここでは、同一構成要素に同一符号を付し、重複する説明を省略する。本第２の実施形態の特徴とするところは、自然石２により囲まれた閉鎖域Ｓに設置する固結層２０を多孔質性状とし、該固結層２０に形成した貫通孔５（図１、２）を省略した点にある。

上記多孔質の固結層２０を設置する方法は任意であるが、例えば、粗骨材と結合剤との混合物を中詰材として、これを自然石２で囲まれた閉鎖域Ｓに充填する方法を採用することができる。この場合、粗骨材としては、自然石（小石）、割り石、コンクリートガラ等を用いることができ、結合剤としては、セメント系グラウト、樹脂等を用いることができる。閉鎖域Ｓに対するこれら混合物の充填は、予め骨材と結合剤とを混合して充填しても、あるいは最初に閉鎖域Ｓに骨材を充填し、その後に骨材の上に結合剤を散布するようにしてもよい。なお、本ブロック１´の製造工程は、コンクリートに代えて粗骨材と結合剤との混合物を閉鎖域Ｓに充填する点を除けば、前記図５、６につき説明した内容と同じであり、これにより固結層２０の底面２０ａが底上げされたブロック１´が完成する。

上記のように製造された自然石連結ブロック１´の作用、効果は第１の実施形態としての自然石連結ブロック１と同じであるが、固結層２０が多孔質となっているので、本ブロック１´の底面に大きな水圧または空気圧（揚圧）がかっても、該揚圧が固結層２０の空隙を通して抜け、これにより本ブロック１´が不用意に浮き上がることはなくなる。また、多孔質の固結層２０の上面が、凹凸を有する粗面となっているので、水中生物がつきやすくなって、藻類や海草の棲息に適し、近年問題となっている磯焼け防止に寄与する。また、河川においては流下土砂の堆積による植物の繁茂が期待でき、本ブロック１´の設置場所がプランクトンの発生場となって動植物の生育において好環境の生息場となる。

図９は、本自然石連結ブロック１を突堤工に適用した実施例を示したもので、マウンド（捨石マウンド）３０の天端、法面および法尻面に本自然石連結ブロック１を敷設することで、多自然型突堤が実現する。

図１０は、本自然石連結ブロック１を護岸の根固め工に適用した実施例を示したもので、緩傾斜面３１から続く低水域に本自然石連結ブロック１（ここでは、被覆石１１付き）を敷設することで、多自然型護岸が実現する。

本発明の第１の実施形態としての自然石連結ブロックの全体構造を示す平面図である。 図１に示した自然石連結ブロックの断面図である。 本自然石連結ブロックを構成する自然石と連結部材との定着構造を一部断面として示す側面図である。 図１に示した自然石連結ブロックにさらに被覆石を付加した実施形態を示す平面図である。 図１に示した自然石連結ブロックの製造工程におけるコンクリート打設前の状態を示す平面図である。 図５と同じ状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態としての自然石連結ブロックの全体構造を示す平面図である。 図７に示した自然石連結ブロックの断面図である。 本自然石連結ブロックを突堤工に適用した場合の設置状態を示す断面図である。 本自然石連結ブロックを護岸の根固め工に適用した場合の設置状態を示す断面図である。

１、１´ 自然石連結ブロック
２ 自然石
３ 連結部材
４ コンクリート（固結層）
５ 貫通孔
６ 定着部
９ 筒状部材
１０ 吊り金具
１１ 被覆石
１５ 型枠
１６ 底盤
１７ 混合物（中詰材）
１８ 砂

Claims (4)

1. 閉ループ状に配列した複数の自然石で囲まれた閉鎖域に、中詰材を固結させてなる固結層が配置されており、前記各自然石は、相対向して配置されたもの同士が前記固結層の内部を通した連結部材により連結され、前記固結層は、その底面が、据付けに際して前記自然石だけが接地し得るだけの高さに、前記複数の自然石の各接地面を含む面よりも底上げされている自然石連結ブロックの製造方法であって、
   閉ループ状に配列した複数の自然石の周りを型枠で囲むと共に、前記固結層の底面が、据付けに際して前記自然石だけが接地し得るだけの高さとなるよう、該自然石の内側の閉鎖域の底部に、粗骨材と砂との混合物を堆積させて底盤を設置し、次に、相対向して配置された自然石同士を連結部材により連結し、次に、前記自然石と前記型枠との間の空隙に砂を充填し、しかる後、前記閉鎖域に、固結可能な中詰材を充填することを特徴とする自然石連結ブロックの製造方法。
2. 粗骨材と砂との混合物を堆積させた後、その上に土木シートを敷設することを特徴とする請求項１に記載の自然石連結ブロックの製造方法。
3. 固結可能な中詰材として、コンクリートを選択し、自然石により囲まれた閉鎖域内に貫通孔形成用中空部材を配置した後、該閉鎖域にコンクリートを充填することを特徴とする請求項１又は２記載の自然石連結ブロックの製造方法。
4. 固結可能な中詰材として、粗骨材と結合剤との混合物を選択し、該粗骨材を該結合剤により相互に固結して多孔質化することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の自然石連結ブロックの製造方法。

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