JP4929814B2 - 建造工作物およびその建造方法 - Google Patents

Description

本発明は、安定化充填技術を用いた土木の建造工作物とその建造方法に関する。

この発明が関係する建造工作物は、さまざまの用途を有しており、例えば交通路の拡幅、建造スペースの拡大、岩石の壁構造の劣化・浸食・崩壊の予防、その他有用な堅固な塊の建設に適用される。通常これらの工作物は、交通路あるいは建設用スペースを支える固体塊あるいは構造体に対して、またはそれらの劣化しつつある壁体に対して、垂直又はほぼ垂直に配置された充填物を含む。

その充填物の前面に配置される垂直壁は、既存の構造物に結合された表面部材を有する。この既存の構造物は不規則な幾何学的な形状を有することもある。

かくして、充填物の構造は、その表面部材が線形形状で真っ直ぐでなければならないが、既存の構造物の表面の不規則形状を考慮したものでなくてはならない。これは、充填物の幅が、高さ方向にも長さ方向にも変化する必要があるということである。

この困難さを避けるための一つの方法は、充填物が対向する壁をできるかぎり平面にすることである。こうして、この壁に表面部材を結合する結合部材は、ほぼ同じ長さを有することになる。壁体の不完全さは、その長さを、経験的な、時間を要する方法によって実際的に調整されることで補われる。

他の解決策の一つは、表面部材に穴部を設け、既存の構造物の壁部に留められた結合部材をその穴部に通すことである。これらの結合部材は、杭打錘によってテンションを与えられ、表面部材に留められる。この解決策は、煩雑な処理で時間がかかり、したがって充填物を建造するコストが増加する。

この発明の目的は、上記とは異なる解決策を提案するもので、形状が不規則であるかもしれない既存の構造物の壁体の前面に、規則的な形状、典型的には平面形状の表面部材をもつ充填物を建造するもので、簡単で、迅速で、したがって費用が安価にできるメリットがある。

したがって、本発明の目的は、既存の壁体の前面に建立する建造工作物を提案することである。

この目的を達成するために、この発明の建造工作物は、その前面に配置された表面部材と、その表面部材と既存の壁体との間を埋める充填物と、既存の壁体に対して表面部材を適正な位置に保つために、充填物の中に延在する保持部材とを含む。

この発明によれば、保持部材は、既存の壁体に留められ、かつ、充填物の第一の領域の中を延在する第一の安定化部材と、表面部材に結合され、かつ、充填物の第二の領域の中を延在する第二の安定化部材とを有する。
そして、第一の安定化部材と第二の安定化部材とは、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間に、充填物によって力が伝搬される共通領域を有している。

安定化部材と充填物との間の摩擦力によって、第一領域と第二領域との間の共通部分において充填物を通して力が伝搬される。そのような力の伝搬の方法は、保持壁（WO 2005/040606）に関して既に提案されている。
その形状が不規則な場合がある既存の壁体の前に新規に壁を建造する本願発明の適用においては、このような力の伝搬方法によって、既存の壁面に対して表面部材を所定の位置に保持することができる。

この方法の主要な長所は、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間が相互に独立しているので、既存の壁体に第一の安定化部材を留めるのに、垂直面における留め位置の相互の配置に特別な配慮が要らないということである。

第一の安定化部材は、充填物中を十分に深く貫通するので、その長さを精密に調整しなくても、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間の共通部分に十分な厚さを確保することができる。これにより、充填物を安定化させ、工作物を建造するのを極めて単純化することができる。

この発明による工作物の好ましい実施例は、次のとおりである。すなわち、表面部材は、第二の安定化部材を部分的に埋め込んだプレファブ部材（ないしプレファブ要素）から形成される。

このプレファブ部材は、好ましくはコンクリートからなり、第二の安定化部材はフレキシブルな合成補強材からなり、少なくともその一部がプレファブ部材のコンクリートの一つに埋設されている。

このフレキシブル合成補強部材の埋設された部分は、好ましい例として、プレファブ部材の中でループを形成し、かつ、充填物の中に飛び出す二つの部分を有している。そして、フレキシブル合成補強部材の二つの部分が、表面部材から充填物の中へ、垂直方向に離間した位置から飛び出すように、ループがプレファブ部材の中に配置されている。

第二の安定化部材は、好ましい例として、充填物の第二の領域中に延在するジオテキスタイル層から形成される。
好ましい例では、この建造工作物は、ジオテキスタイルシートを含み、このジオテキスタイルシートは、表面部材の一部を構成し、構造物の表面に延在する正面部分と、この正面部分から折り返され、充填物の中へほぼ水平方向に延在し、二片の第二の安定化部材を構成する部分を有する。

第二の安定化部材は、好ましい例として、表面部材に結合され、充填物の第二の領域中に延在する金属補強部材からなる。

そして、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間には実質的に直接のコンタクトはない。

また、好ましい例として、第一と第二の安定化部材は、フレキシブルな合成ストリップから形成される。

また、好ましい例として、フレキシブルな合成ストリップの第一の安定化部材は、充填物の第一の領域の中でジグザグな経路に配置される。

さて、この発明の他の局面は、既存の壁体の前に建造工作物を建造する方法に関するものであり、次のステップを含む。

先ず、建造工作物の正面に沿って、表面部材を建立し、充填する体積の境界を定める。

次に、壁体に対して表面部材を適正に位置させるために、表面部材と壁体との間のギャップに保持部材を配置し、そのギャップに充填物を供給する。

そして、その充填物を締め固める、あるいは、押し固める。

この発明によれば、保持部材は、壁体に留められ、充填物の第一の領域の中を延在する第一の安定化部材と、表面部材に結合され、充填物の第二の領域の中を延在する第二の安定化部材を有する。そして、第一の領域と第二の領域とは、共通な領域を有し、充填物が充填されて押し固められると、その共通領域の充填物によって第一と第二の安定化部材との間に、力が伝搬される。

本願発明のその他の特徴や有利な点は、非限定的な事例について、図面を参照して行う以下の説明から明らかになるであろう。

図１〜図５は、この発明が適用される非限定的な実施例を示すもので、その上に道路２を建設すべき塊１（例えば土石の塊、堅固な地塊）の正面に、真っ直ぐな垂直壁体を建造する例を示すものである。塊１は、正面は不規則なプロファイルを有している。

この建造工作物の側面には表面部材３があり、例えば並置した強化コンクリートのプレファブ部材４（ないしプレファブ要素）からなっている。押し固められた充填物５が、塊１の側面により形成された壁面（すなわち、既存の壁）と表面部材３との間に充填されている。

図１と図２は、塊１に対して表面部材３を適正な位置に保持するために、充填物５の中に埋められた保持部材ないし安定化部材６，７を示している。

図示された例では、安定化部材６，７は、線型（ないし帯状）の部材（あるいは要素）、例えば圧延スチール又はジオテキスタイルのストリップなどの補強部材である。安定化部材（ないし安定化要素）６は、塊１の正面の表面に通常の留め具（ないし固定部材）８、例えば開きボルト、石楔又は釘などにより留められている。安定化部材７は、表面部材３の裏面に留められている。表面部材３には、例えば部材７を留めるための金属リングが備えられている。

図１、図２に示された例では、安定化部材６，７は、ほぼ水平面内で、かつ表面部材３に垂直に配置されている。

塊１に留められた部材６は、充填されたギャップの幅の半分より長く延びた領域Ｚ１で充填物５を安定化する。同様に、表面部材３に固定された要素７は、充填されたギャップの幅の半分より長く延びた領域Ｚ２で充填物５を安定化する。

これら二つの領域Ｚ１，Ｚ２は、共通部分Ｚ’でオーバーラップし、部材６，７の間の摩擦と充填物５の合着（ないし凝集）により、塊１に対して表面部材３が適正位置に配置できるように、その厚さが十分大きくなるように意図されている。

この共通部分Ｚ’で、充填物５の材料は、部材６，７で安定化されているので、非常に強い。かくして、重力や、上部に加えられるであろう荷重に十分に耐えることができる。

工作物の寸法や使用された材料に応じて、また、安定化部材６，７の間隔によって（その間隔は必要に応じて狭くすることが可能である）、構造物計算により、共通部分Ｚ’として定められる最小厚さを決定することができる。塊１の形状の不規則性により、共通部分Ｚ’の厚さが部分的に変化することもあろうが、予め決定された最小厚さを決して下回らないようにすることは容易である。

摩擦力を適切にコントロールするために、第一および第二の安定化部材６，７の間に直接コンタクトがないようにするのが望ましい。

図３および図４は、安定化部材１６，１７がフレキシブルな合成補強部材のストリップ（例えば、細長い片）である他の実施例を示す図である。一つの例としては、補強部材はポリエステル繊維による合成安定化ストリップであって、例えば商品名Freyssissolとして販売されているポリエステル繊維を用いる。

図３、図４に示した例では、固体の壁に留められたストリップ補強部材１６は、充填物５の領域Ｚ１で、水平面内でジグザグ経路に配置されている。留め具８が、リングまたはフック９を塊１に留めるのに使用されており、補強部材１６となるストリップが、そのリングまたはフックの穴を通過している。ストリップの正面側は、力を伝搬する領域Ｚ’の厚みを十分に確保するように、表面部材に向かって伸張されている。

表面部材３においては、補強部材１７がプレファブ部材（例えば、予め成形された部材）のコンクリートの中に部分的に埋められており、これにより表面部材に固定されている。埋め込まれた補強部材１７の部分は、プレファブ部材４の中でループを形成し、充填物５の領域Ｚ２の中に延在する二つのセグメント（部分）を有している。補強部材のこれら二つのセグメントは、表面部材３の垂直に離間した位置から飛び出している。

固体の壁に固着された補強部材１６は、いずれかの補強部材１７の二つのセグメント間のギャップの中を貫通している。

固体の壁に固着された他の補強部材１６は、表面部材４に埋められた補強部材１７の上側のセグメントと、そのすぐ下側で表面部材４に埋められた補強部材１７の上側のセグメントとの間に挿入されている。

この発明のコンテキストの中で、既存の塊１の壁と表面部材３との間のギャップの中における補強ストリップの配置はいろいろありうる。同様に、どのような種類の表面部材も使用しうる。例えば、スラブ、ブロック等、あるいはワイヤメッシュ、箱体などである。
さらに、表面部材３を、現場で、特殊なセメントあるいはコンクリートで、安定化部材７，１７を結合しつつ、成形することができることも明らかである。

充填物５の中で、安定化部材を三次元的に配置することについても大いに変形できる。そのパターンは、ジグザク形状や櫛形でなくてもよいし、部材６，１６あるいは７，１７が同じ水平面にあってもよい（相互接触は避けるのが望ましいが）。また、共通部分Ｚ’で、部材６，１６の密度と、部材７，１７の密度との割合が変わってもよい。

この発明による建造工作物を建造するための方法では、その工程は例えば次のようである。

ａ）留め具８を、カバーされるべき塊の正面に取り付ける。

ｂ）表面部材４のいくつかを、充填材料が所定の高さまで投入できるように、所定位置に配置する。表面部材の設置と位置決めは、相互の間に配置する組み立て材料を用いて効率化する。

ｃ）投入した充填物の上に、安定化部材６，１６の一つの層を配置する。安定化部材６は、図１、図２の実施例のように、留め位置８（留め具）に結合する。
図３、図４の実施例では、強化ストリップ１６はジグザグに配置し、リング９を通過させる。そして、ストリップが正面に向かって折り曲げられる屈折点で、例えば、折り曲げ線の位置に沿って配置され、ストリップを折り曲げるためのバーにより、ストリップに少々のテンションを付加する。

ｄ）配置されたばかりの安定化部材６，１６の上側に、次層の安定化部材７，１７の位置まで、表面部材４の裏側に、充填材料を投入する。この充填材料は、投入に応じて連続して押し固める。

ｅ）該当する層の安定化部材７，１７を充填物の上に配置し、テンションを加える。

ｆ）充填材料を、このレベルの上に、安定化部材６，１６を配置する指定位置に到達するまで投入して、継続して押し固める。

ｇ）充填物が最上レベルに達するまで、ステップｂ）からｆ）を繰り返す。

図５は、この発明の他の実施例を示す。
上述したような、表面部材とこれに結合される安定化部材には、ジオテキスタイルが用いられる。ジオテキスタイルが、地面の上あるいは充填材料の層の上に配置され、塊の壁に向かってそれ自身で折り曲げられて充填材料の新しい層をカバーし、充填物の領域Ｚ１にまで延在する。なお、ジオテキスタイルは、土木・建設用途の石油化学繊維材料である。

塊に留められた安定化部材は充填材料の層の中を通過し領域Ｚ２の中まで延在する。領域Ｚ１、Ｚ２は共通部分Ｚ’を共有している。これにより、この共通領域の充填材料により、塊に留められた安定化部材６とジオテキスタイル層２７との間に力が伝搬される。

それ自身で折り曲げられたジオテキスタイルシート３０のそれぞれは、建造工作物の表面を覆い表面部材２３の一部を形成する表面部分２４を有する。折り曲げられた二つの層２７は、この表面部分２４から充填物の第二の領域Ｚ２の中へ水平に延在し、正面を適正位置に保つ安定化部材の二片を形成する。

図６に示す、さらに他の利点のある実施例では、表面部材３３は溶接されたワイヤメッシュにより形成されている。安定化部材３７は、金属補強部材としての圧延スチールのストリップにより形成されている。変形例としては、これらの補強部材３７を溶接されたメッシュストリップにしてもよい。

充填物は、既存の壁３１と表面部材３３との間で均一でない場合もある。たとえば、表面がメッシュで保持された石で仕上げ美観を呈するようにし、既存の壁とその石の層との間に砂あるいは他の充填材料を含むような場合もある。
また、他の例としては、砂がワイヤメッシュ表面部材３７にまで延在し、裏側に配置されたジオテキスタイルにより所定位置に保持されるような場合もある。

図６は、工作物によりサポートする既存の壁３１が必ずしも土石の塊である必要はなく、例えば石造あるいはコンクリートの人工的構造である場合もあることを示している。

以下に、以上に説明したこの発明の特徴を、図面の符号を伴って要約すると次のとおりである。
この発明の建造工作物は、既存の壁１，３１の前に建立され、建造工作物の正面に建立された表面部材３，２３，３３と、この表面部材と既存壁との間のギャップを埋める充填物５と、既存壁に対して表面部材を適正位置に保持するために充填物の中に延在する保持部材６，７；１６，１７；２７，３７とを備えている。
そして、保持部材は、既存壁１；３１に留められ、充填物の第一の領域Ｚ１の中に延在する第一の安定化部材６；１６と、表面部材３；２３；３３に結合され、充填物の第二の領域Ｚ２の中に延在する第二の安定化部材７；１７；２７；３７とを有しており、さらに、前記第一の領域Ｚ１と第二の領域Ｚ２とは、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間に充填物の材料によって力が伝搬される共通部分Ｚ’を有している。

また、好ましい例では、表面部材３は、第二の安定化部材１７の一部が埋められたプレファブ部材４を含む、あるいは、プレファブ部材から形成される。

また、好ましい例では、プレファブ部材４が、コンクリートから形成され、第二の安定化部材が、フレキシブルな合成の補強部材１７から形成され、すくなくともその一部がプレファブ部材のコンクリートの中に埋設されている。

また、好ましい例では、フレキシブル合成補強部材１７の埋設された部分が、プレファブ部材４の中でループを形成し、充填物の第二の領域Ｚ２の中に飛び出した二つのセグメントを有する。

また、好ましい例では、ループが、プレファブ部材４の中に位置し、フレキシブル合成補強部材１７の飛び出した二つのセグメントが、表面部材３から充填物５の中へ、垂直方向に離間した位置から飛び出す。

また、好ましい例では、第二の安定化部材が、充填物の第二の領域Ｚ２の中に延在するジオテキスタイル層２７により形成される。

また、好ましい例では、工作物がジオテキスタイルシート３０を備え、このジオテキスタイルシート３０が、工作物の正面を覆い、表面部材の一部を形成するように延在する正面部分２４と、この正面部分から折り返され、第二の安定化部材の二片を形成するように充填物５の中へほぼ水平に延在する二つの層とを有する。

また、好ましい例では、第二の安定化部材が、表面部材３３に留められ、充填物の第二の領域Ｚ２の中を延在する金属補強部材３７から形成される。

また、好ましい例では、第一の安定化部材６；１６と、第二の安定化部材７；１７；２７；３７との間に実質的に直接コンタクトがない。

また、好ましい例では、第一の安定化部材６；１６が、フレキシブルな合成のストリップ１６から形成される。

また、好ましい例では、フレキシブルな合成のストリップ１６が、充填物の第一の領域Ｚ１の中でジグザグな経路に沿って配置される。

また、好ましい例では、第二の安定化部材が、フレキシブルな合成ストリップ１７から形成される。

また、好ましい例では、表面部材がワイヤメッシュを含む、あるいは、ワイヤメッシュで形成される。

また、この発明において、既存の壁１；３１の正面に建造工作物を建造する方法は、次のステップを含む。
すなわち、建造工作物の前面に沿って表面部材３；２３；３３を建立して、充填すべき体積を画定するステップと、壁に対して表面部材を適正位置に保持するための保持部材６，７；１６，１７；２７を、表面部材と壁との間のギャップに位置決めした後、そのギャップに充填材料５を投入するステップと、充填材料を押し固めるステップとを含む。
そして、保持部材は、壁１；３１に留められ、充填物の第一の領域Ｚ１の中に延在する第一の安定化部材６；１６と、表面部材３；２３に結合され、充填物の第二の領域Ｚ２の中に延在する第二の安定化部材７；１７；２７とを有する。さらに、第一の領域Ｚ１と第二の領域Ｚ２とは、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間に共通部分Ｚ’を有し、充填材料が投入され締められた後は、共通部分の充填物によって、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間に、力が伝搬されるようにされる。

本願発明による建造工作物の一例に関する水平断面の模式的図面である。 図１に示した建造工作物の上面の模式図である。 本願発明の他の実施例による建造工作物の水平断面の模式的図面である。 図３に示した建造工作物の上面の模式図である。 本願発明のさらに他の実施例による建造工作物の部分的な斜視図である。 本願発明のさらに他の実施例による建造工作物の部分的な斜視図である。

符号の説明

１ 塊
２ 道路
３，２３，３３ 表面部材
４ プレファブ部材
５ 充填物
６，１６ 保持部材（第一の安定化部材）
７；１７；２７；３７ 保持部材（第二の安定化部材）
８ 留め具
９ リング
２４ 表面部分
３０ ジオテキスタイルシート

Claims (14)

1. 既存の壁の前に建立された建造工作物であって、前記建造工作物は、その建造工作物の正面に建立された表面部材と、その表面部材と前記既存壁との間のギャップを埋める充填物と、前記既存壁に対して前記表面部材を適正位置に保持するために前記充填物の中に延在する保持部材とを備え、
   前記保持部材は、前記既存壁に留められ、前記既存壁の形状に対応して互いに異なる長さを有して前記充填物の第一の領域の中に延在する複数の第一の安定化部材と、前記表面部材に結合され、互いに同じ長さを有して前記充填物の第二の領域の中に延在する複数の第二の安定化部材とを含み、
   前記第一の領域と第二の領域とは、前記第一の安定化部材と第二の安定化部材との間に前記充填物の材料によって力が伝搬される共通部分を有しており、かつ、
   前記第一及び第二の安定化部材と前期充填物との間の摩擦力によって、前記第一の領域と前記第二の領域との間の共通部分において充填物を通して力が伝搬されることを特徴とする建造工作物。
2. 前記表面部材は、前記第二の安定化部材の一部が埋められたプレファブ部材を含む、請求項１記載の建造工作物。
3. 前記プレファブ部材が、コンクリートから形成され、前記第二の安定化部材が、フレキシブル合成補強材から形成され、すくなくともその一部が前記プレファブ部材のコンクリートの中に埋設された、請求項２記載の建造工作物。
4. 前記フレキシブル合成補強部材の埋設された部分が、前記プレファブ部材の中でループを形成し、前記充填物の第二の領域の中に飛び出した二つのセグメントを有するようにした、請求項３記載の建造工作物。
5. 前記ループが、前記プレファブ部材の中に位置し、前記フレキシブル合成補強部材の飛び出した二つのセグメントが、前記表面部材から前記充填物の中へ、垂直方向に離間した位置から飛び出すようにした、請求項４記載の建造工作物。
6. 前記第二の安定化部材が、前記充填物の第二の領域の中に延在するジオテキスタイル層により形成された、請求項１記載の建造工作物。
7. ジオテキスタイルシートを備え、このジオテキスタイルシートが、前記工作物の正面を覆うとともに前記表面部材の一部を形成するように延在する正面部分と、その正面部分から折り返され、前記第二の安定化部材の二片を形成するように前記充填物の中へほぼ水平に延在する二つの層とを有する、請求項６記載の工作物。
8. 前記第二の安定化部材が、前記表面部材に留められ、前記充填物の第二の領域の中を延在する金属補強部材である、請求項１記載の建造工作物。
9. 前記第一の安定化部材と、前記第二の安定化部材との間に実質的に直接コンタクトがない、請求項１〜８のいずれか記載の建造工作物。
10. 前記第一の安定化部材が、フレキシブルな合成のストリップから形成された、請求項１〜８のいずれか記載の建造工作物。
11. 前記フレキシブル合成ストリップが、前記充填物の第一の領域の中でジグザグな経路に沿って配置された、請求項９記載の建造工作物。
12. 前記第二の安定化部材が、フレキシブル合成ストリップから形成された、請求項１〜５，９〜１１のいずれか記載の建造工作物。
13. 前記表面部材が、ワイヤメッシュから形成された、請求項１，８〜１２のいずれか記載の建造工作物。
14. 既存の壁の正面に建造工作物を建造する建造方法であって、
    建造工作物の前面に沿って表面部材を建立して、充填すべき体積を画定するステップと、
    前記壁に対して前記表面部材を適正位置に保持するための保持部材を、前記表面部材と前記壁との間のギャップに位置決めした後、そのギャップに充填材料を投入するステップと、
    前記充填材料を締め固めるステップとを含み、
    前記保持部材は、前記壁に留められ、前記既存壁の形状に対応して互いに異なる長さを有して前記充填物の第一の領域の中に延在する複数の第一の安定化部材と、前記表面部材に結合され、互いに同じ長さを有して前記充填物の第二の領域の中に延在する複数の第二の安定化部材とを有し、
    前記第一の領域と第二の領域とは、第一の安定化部材と第二の安定化部材との間に共通部分を有し、前記充填材料が投入され締め固められた後は、前記共通部分の充填物によって、前記第一の安定化部材と第二の安定化部材との間に、力が伝搬され、かつ、
    前記第１及び第２の安定化部材と前期充填物との間の摩擦力によって、前記第一の領域と前記第二の領域との間の共通部分において充填物を通して力が伝搬されるようにした建造方法。

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