JP4995332B1 - 耐震補強土構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】経済性に優れ、かつ有害な外力、特に大きな地震力に対する安定性を向上させることのできる耐震補強土構造物を提供する。
【解決手段】上面に連結溝１ｄを形成した表面材１を多段に積層し、背面側に充填する盛土中に埋設される補強材３の定着部３ａを連結溝１ｄ内に嵌め込む。表面材１と補強材３の連結部を、表面材１に固定される固定部Ｆと、表面材１に対し可動である非固定部ＵＦで構成する。固定部Ｆにはグラウト材や接着剤などを用いた硬化材による固定手段、あるいは嵌合や係合などによる機械的な固定手段を用いる。表面材１に定着される補強材３の離脱を固定部Ｆで抑制しつつ、非固定部ＵＦによってある程度の補強材３の動きを許容し、非常に大きな地震があった場合等でも耐震補強土構造物が一気に崩壊するのを防止する。
【選択図】図６

Description

本発明は、積層されたブロック状の表面材、その背面側に充填される盛土、および盛土内に埋設される鉄筋等の補強材などから構成される補強土構造物であって、特に耐震性を向上させた耐震補強土構造物に関するものである。

本願の出願人等は、図１に示されるように、ブロック状の表面材１を積層し、その背面側の地山Ｃとの間に盛土２を形成させるとともに、盛土２内に鉄筋、その他の補強材３を埋設してなる補強土構造物を種々開発している。

図２は、本出願人等による特許文献１に記載された補強土構造物の一例であり、複数のブロック状の表面材１を積み重ねて壁体Ａを構成し、壁体Ａの背面側に盛土２を形成させ、盛土２内に鉄筋などの複数の補強材３を埋設し、その端部を表面材１に連結している。

この例では、表面材１は表面フランジ１ａと背面フランジ１ｂとウェブ１ｃとから自立し得る形状に形成され、その上面に連結溝１ｄが形成され、補強材３のＬ字状に形成された先端側の定着部３ａを表面材１の連結溝１ｄに挿入して、表面材１に連結している。

また、この例で、定着部３ａは横方向の複数の表面材１の連結溝１ｄに跨って延びていることで、横方向の表面材１どうしの安定が図られている。その他、図２には示されていないが、図３〜図５の例と同様、表面材１ｃの上面に突起１ｊを設け、上側の表面材１ｃの下面に形成された係合穴（図示せず）に係合させるようにして積層された上下方向の表面材１どうしの安定を図ることができる。

図３〜図５は、特許文献１に記載された補強土構造物の他の例であり、図３に示したものは、背面フランジがなく、表面フランジ１ａとその背面側に突設された２枚のウェブ１ｃを有し、また表面フランジ１ａと２枚のウェブ１ｃとから表面フランジ１ａの背面側に開口する溝状の空洞部ａを有し、表面フランジ１ａの上面に横方向に連続する連結溝１ｄが形成されている。

また、図４、図５に示すように、補強材３のＴ形状またはＬ形状の定着部３ａによって表面材１ｃに連結されている。空洞部ａには盛土を入念に転圧して充填する。

なお、補強材の後端部は、図２と同様、盛土内の後方位置に埋設した定着ブロック４に定着させる場合の他、特許文献３に記載される発明のように、盛土後方の地山に打ち込まれた地山アンカーの頭部に定着金具を介して定着させる場合等がある。

特開２００３−００３４７５号公報 特許第２８８０９０５号公報 特開２００９−１２１２３１号公報

上述した補強土構造物は、従来のコンクリートによる重力式擁壁に比べ、経済性および力学的安定性に優れるという利点を有している。

しかしながら、このような補強土構造物（擁壁構造物）に地震力が作用した場合の挙動を考えると、想定される地震力が大きくなるにつれて安全性の確保が難しくなり、大きな地震力に対し剛な構造で抵抗させるためには、非常に大きな剛性が必要となり経済性が損なわれるという問題がある。

従来、表面材と補強材はねじで結合する場合が多いが、局所応力が生じやすいため、例えば特許文献３のように壁面内に溝を設け，補強材を架橋させたりしている。しかし、架橋するには十分な長さが必要で、先端が固定されていないため抜ける恐れがあった。

本発明は、上述のような課題の解決を図ったものであり、経済性に優れ、かつ有害な外力、特に大きな地震力に対する安定性を向上させることのできる耐震補強土構造物を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、表面材を複数積み重ね、その背面部に盛土を充填するとともに、盛土内に補強材を複数埋設してなる補強土構造物において、前記補強材は前記表面材に対し、表面材に設けた溝部または孔部に挿入して連結されており、前記表面材と補強材の連結部を、表面材に対し固定される固定部と、表面材に対し補強材長手方向の限定された範囲内で前後方向または左右方向に可動である非固定部とで構成し、前記固定部を硬化材による固定手段または機械的な固定手段の何れかにより、または両者の併用により固定してあることを特徴とする。

表面材は、基本的には、例えば特許文献１〜３に示されるような従来の補強土構造物で用いられているもの同様の各種形状のものを用いることができ、無筋コンクリート製、または鉄筋や補強繊維などで補強された補強コンクリート製で、そのままでも安定して自立できる形状のものが好ましい。

補強材も、従来の補強土構造物で用いられているものと同様の各種形状のものを用いることができ、例えば丸鋼や異形棒鋼などの鉄筋などを利用することができる。

表面材と補強材の連結は、上端面に凹部を有する表面材を用い、屈曲させた補強材の端部をその凹部内に配する場合に限らず、例えば、表面材の背面側から設けた連結孔に補強材を挿入し、その先端部のみを固化材等で固定することで、固定部と非固定部を形成させることもできる。

固定部で補強材の抜け出しを抑えつつ、非固定部ＵＦがあることで補強材のある程度の動きを許容し、非常に大きな地震があった場合などにも耐震補強土構造物が一気に崩壊するのを防止することができる。

固定部については、グラウト材などの固化材や接着剤などを用いて固着あるいは接着させるなどの硬化材による固定手段を用いる場合、表面材に形成した溝部あるいは孔部に対し、嵌合あるいは係合したり、あるいは別途、固定用金物等を用いて固定するなど機械的な固定手段を用いる場合、さらにはそれらを併用する場合がある。

固定部における補強材の固定には、例えば、一端に前記補強材の端部が挿入される挿通孔を有し、表面材の溝部または孔部の一部に固定される筒状部と、筒状部内で補強材の端部を把持する外径が前記挿通孔の径より大きい把持部材とを有し、筒状部内に把持部材が軸方向に移動可能な余裕空間が形成された支持装置などを用いることもできる。

その場合、支持装置内の余裕空間においても補強材の端部の移動が許容されることになり、非固定部による緩衝作用とともに、２段の緩衝機能を持たせることができる。

また、補強材の非固定部については、例えば表面材の上面に形成され、補強材の直径に比べ幅および深さが大きい連結溝内での補強材の挙動に対し、補強材の少なくとも一部を弾性材質の被覆材（後述するローリングパイプ等）で被覆することで、緩衝作用により損傷を防ぐとともに擁壁構造物の弾性挙動にも寄与させることができる。

表面材に関しては、上端部に溝部としての凹部を有し、補強材の端部がその凹部内に配され、固定部を硬化材による固定手段または機械的な固定手段の何れかにより、または両者の併用により固定して連結される構造とすれば、補強材による架橋効果を得つつ、固定部において補強材の抜け出しが防止され、かつ非固定部の存在による緩衝効果が得られる。

また、本発明の耐震補強土構造物において、盛土内に敷設された補強材の前記表面材側と反対側の端部は、盛土中の支圧材（アンカー）、あるいは地山に打設した補強材と連結することもできる。

さらに、補強材の前後方向または左右方向の動きに対し、補強材の一部に、スプリングその他による弾性印加部を介在させることも擁壁構造物の弾性挙動に寄与し、地震等による急激な荷重に対し緩衝作用をさせつつ、所定限界以上の変形を制限するようにすることで、基本的な構造的安定性を保つ機能を向上させることができる。
以上の耐震補強土構造物においては、必要に応じ、壁面を構成する表面材どうしを結合してもよい。

本発明の補強土構造物では、土中に敷設した補強材で安定させているため、壁面を形成する表面材どうしは独立して挙動することになるが、大きな変動が生じた場合には、壁面が抜け落ちる危険性が考えられる。そのため、表面材間に凹凸を設けるか、もしくはエポキシ樹脂等の接着剤により壁面間を結合して抜け落ちを防止することが考えられる。

しかし抜け落ちを防止した構造では、表面材間のたわみ効果がなくなるため、壁面の微小変位により壁面全体が強制変位をすることがある。そのとき、補強材には微小変位に耐え得る強度を持つとともに、変位に対して順応できることが要求される。

このようなことから、本発明の一形態としては、少なくとも上部の一部分の表面材どうしを結合してあることを特徴とする。

図５２は、鉛直方向のプレートアンカーの引抜き抵抗と変位との関係を示す既知のグラフである。この場合のプレートアンカーは、本発明における盛土中に埋設された補強材と盛土中の支圧板に対応するものである。ただし、図は水平方向ではなく鉛直方向のアンカーの場合である。

図に示されるように浅層アンカーでは引抜き抵抗にピークがあらわれ、引き抜きに対する抵抗が失われて抜け出しの恐れがあるのに対し、深層アンカーでは変曲点Ａに達し抜け出しが生じない。

図５３は、補強土構造物における支圧板を備えた水平方向の補強材（アンカー）に引張力が作用したときの挙動を調べるために、発明者らが過去に行った引抜き実験の結果を示したもので、(a)が浅層アンカーの場合、(b)が深層アンカーの場合である。

この実験では、透明ガラスの薄いボックス（２５０×３００×２５ｍｍ）を作り、その中に、図に示すように、棒（補強材のモデル）につけた３０×２５×５ｍｍのパネル（支圧板のモデル）を設置し、砂を１５〜２０ｍｍ程度入れて締め固め、赤いチョークの粉で層の区別をつけ、これを繰り返して１５０ｍｍの高さの引抜き挙動実験モデルを作った。

このパネルを引き抜き、周辺の砂の挙動を観察することにより、引抜き抵抗力がどのようなメカニズムで作用するかを調べた。

実験は引抜き量１０ｍｍおよび２０ｍｍについて行ったが、図５３には視覚的に分かりやすい引抜き量２０ｍｍの場合を示す。(a)が表層部のモデルで、(b)は深層部の土圧に相当する載荷を行った深層部のモデルである。

(a) 表層部（無載荷状態）
表層部においてはクーロン土圧の考え方と同じようにすべり面が発生し、パネルが図５３(a)の斜線部分の三角形状の砂を押し上げる。

(b) 深層部（載荷状態）
深層部では表層部のようにはっきりしたすべり面が発生しなかった。パネルが引かれ、パネル前面の砂が圧縮され、逆にパネル工法は疎になるため、砂は工法に巻き込まれるように挙動した。この場合は、パネル前面には動かない斜線部分のくさび状の砂とその周辺の砂の間にせん断抵抗が働き、引抜き抵抗力になると考えられる。

このように、補強土構造物の上部では、上載荷重が小さく補強材の抵抗力が十分に発揮されない恐れがあるため、転倒に伴う抜け落ち防止として、少なくとも上部の表面材どうしを結合させることで、大きな変動が生じたときの補強土構造物の安定性を高めることができる。

上部の定義としては、例えば、支圧板一辺の長さＢに対して、壁高Ｈとの関係がＨ＜８Ｂとなる範囲を設定することができる。Ｈ＜８Ｂでは、浅層アンカーとして大変形時に破壊面が表面に露出する恐れがあるが、Ｈ＞８Ｂとなる深層アンカーでは、すべり面の範囲がアンカーパネル近辺に限定される。

本発明の耐震補強土構造物では、表面材に定着される補強材の抜け出しを固定部で抑えつつ、非固定部があることで補強材のある程度の動きを許容し、非常に大きな地震があった場合などにも耐震補強土構造物が一気に崩壊するのを防止することができる。

また、従来の補強土構造物に比べ、結合強度が増し、地震力などが作用したときに、補強材の定着部が抜け出して外れてしまうのを防止し、補強土構造物の安全性を保つことができる。また、補強材の定着長を短くすることができる。

すなわち、補強土構造物にある程度の変形を許容しつつ、緩衝機能を持たせているため、地震時などに構造体に過大な応力が発生するのを防止しつつ、地震エネルギーを吸収することができる。

また、仮に設計荷重を超える非常に大きな地震力が作用した場合でも、所定の範囲での補強土構造物の変形を許容し、構造物が一気に崩壊すること防ぐことができる。

本発明が適用される補強土構造物の概要を示す鉛直断面図である。 従来例としての特許文献１に記載された補強土構造物の断面斜視図である。 特許文献１に記載された補強土構造物の他の例における表面材の斜視図である。 特許文献１に記載された補強土構造物の他の例における表面材に補強材を取り付けた状態を示す斜視図である。 特許文献１に記載された補強土構造物の他の例における表面材に補強材を取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の実施例１の概略平面図である。 実施例１の要部の詳細を示す断面図である。 実施例１の応用例の概略平面図である。 実施例１の応用例の概略平面図である。 実施例２の概略平面図である。 実施例２の要部の詳細を示す断面図である。 実施例３の概略平面図である。 実施例３の要部の詳細を示す断面図である。 実施例４の概略平面図である。 実施例４の要部の詳細を示す断面図である。 実施例５の概略平面図である。 実施例５の概略背面図である。 実施例６−１の補強材のグリップ構造を示す斜視図である。 図１８のＡ−Ａ線断面図である。 図１８のＢ−Ｂ線断面図である。 実施例６−２における補強材と芯材を組み合せる前の状態を図示した断面図である。 図２１の組合せ状態を図示した断面図である。 実施例６−３における補強材と芯材を組み合せる前の状態を図示した断面図である。 実施例６−４における補強材と芯材を組み合せる前の状態を図示した断面図である。 実施例６−５における補強材と芯材を組み合せる前の状態を図示した断面図である。 図２５の組合せ状態を図示した断面図である。 実施例６−６における補強材と芯材を組み合せる前の状態を図示した断面図である。 実施例６−７における補強材と芯材を組み合せる前の状態を図示した断面図である。 実施例６−８における補強材と芯材を組み合せる前の状態を図示した断面図である。 実施例７−１の要部の横断面図である。 実施例７−１の要部の平面図である。 実施例７−１の要部の作動状態図である。 実施例７−２の要部の斜視図である。 実施例７−２の要部の横断面図である。 実施例８の横断面図である。 実施例８における補強材の設置構造についての平面図である。 実施例８における補強材の設置構造についての横断面図である。 実施例８における振動許容部の一例を示す横断面図である。 実施例８における振動許容部の他の例を示す横断面図である。 実施例８における振動許容部のさらに他の例を示す横断面図である。 実施例９−１の横断面図である。 実施例９−２の縦断面図である。 実施例９−３の縦断面図である。 実施例９−１の要部の断面図である。 実施例９−４の要部の斜視図である。 実施例９−５の要部の斜視図である。 実施例９−５のオーバーラップ領域弾性部材の斜視図である。 実施例９−６の要部の平面図である。 実施例９−６の要部の断面図である。 実施例９−７の要部の平面図である。 実施例９−７の要部の断面図である。 鉛直方向のプレートアンカーの引張抵抗と変位との関係を示すグラフである。 水平方向のプレートアンカーの引張抵抗と変位との関係を示すグラフである。

以下、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図６、図７は、本発明の実施例１を示したもので、図６は概略平面図、図７はその要部の詳細を示す断面図である。

この例では、多段に積層され補強土構造物の表面を構成するコンクリート製の表面材１の上面に連結溝１ｄが形成されており、背面側に充填し転圧される盛土（図示省略、従来例としての図１参照）中に埋設される補強材３の定着部３ａを連結溝１ｄ内に嵌め込んでいる。

実施例１における補強材３は、異形棒鋼などの鉄筋の端部をＬ字状に折曲させて定着部３ａとし、その定着部３ａを横方向に隣接する表面材１の連結溝１ｄに跨るように配置している。

定着部３ａの先端部には、支持装置１０としての金具が取り付けられており、この支持装置１０は連結溝１ｄに連続して形成された拡幅部１ｅ内に嵌め込んで固定されている（固定部Ｆ）。固定部Ｆ以外の部分は非固定部ＵＦとしてある程度の可動性を有している。

支持装置１０は、図７に示すように、筒状部１１とその内側に収納されるコーン状の楔部１２等からなる。

筒状部１１は、前部１１ａと後部１１ｂとが、ねじ接合部１１ｃで分離可能になっており、後部１１ｂを外した状態で、前部１１ａに形成された挿通孔１１ｅから補強材３の端部を挿入し、補強材３の端部に楔部１２を固定して後部１１ｂを取り付けるようになっている。

補強土構造物に非常に大きな外力が作用した場合、従来の構造では、補強材３の抜け出す恐れがあるのに対し、本発明の場合補強材３の定着部３ａが納まる連結溝１ｄの溝幅より幅の広い支持装置１０で確実に支持していることで、補強材３の抜け出しおよびそれに伴う補強土構造物の崩壊を防止することができる。
図８、図９は、それぞれ実施例１の応用例を示したものである。

図６では補強材３の端部をＬ字状に折曲させた定着部３ａを支持装置１０で支持しているのに対し図８の例では補強材３の端部を折曲させずにそのまま支持装置１０で支持し、図９の例では補強材３の端部をＴ字状とし、その両端を定着部３ａとして、支持装置１０で支持している。

図１０、図１１は、本発明の実施例２を示したもので、図１０は概略平面図、図１１はその要部の詳細を示す断面図である。

この例では、多段に積層され補強土構造物の表面を構成するコンクリート製の表面材１の上面に連結溝１ｄが形成されており、背面側に充填し転圧される盛土中に埋設される補強材３の定着部３ａを連結溝１ｄ内に嵌め込んでいる。

実施例２における補強材３は、異形棒鋼などの鉄筋の端部をＬ字状に折曲させて定着部３ａとし、その定着部３ａを横方向に隣接する複数の表面材１の連結溝１ｄに跨るように配置している。

定着部３ａの先端部には、弾性支持装置１０Ｅとしての金具が取り付けられており、この弾性支持装置１０Ｅは連結溝１ｄに連続して形成された拡幅部１ｅ内に嵌め込んで固定されている（固定部Ｆ）。固定部Ｆ以外の部分は非固定部ＵＦとしてある程度の可動性を有している。

弾性支持装置１０Ｅは、図１１に示すように、筒状部１１とその内側に収納されるコーン状の楔部１２、楔部１２の表面を被覆する合成ゴム１３、楔部１２を軸方向に付勢する（弾性支持する）コイルバネ１４からなる。

筒状部１１は、前部１１ａと後部１１ｂとが、ねじ接合部１１ｃで分離可能になっており、後部１１ｂを取り外した状態で、前部１１ａに形成された挿通孔１１ｄから補強材３の端部を挿入し、補強材３の端部に楔部１２を固定し、コイルばね１４を設置して後部１１ｂを取り付けるようになっている。

弾性支持装置１０Ｅを組立てた状態において、楔部１２のコイルばね１４側には、楔部１２の移動を許容する余裕空間１１ｅが形成されているが、常時はコイルばね１４の付勢力により楔部１２が挿通孔１１ｄ側へ押圧されている。このとき、弾性体としての合成ゴム１３はコイルばね１４と逆向きの付勢力（弾性支持力）を与えている。

地震時に補強土構造物に地震力が作用した場合、剛に近い支持構造では、表面材や盛土、補強材に作用する応力が構造的な限界を超えたときに、表面材の損壊や、連結部の破断などにより一気に崩壊する恐れがあるのに対し、本発明の場合には補強材３を弾性支持装置１０Ｅで弾性的に支持していることで、緩衝作用とエネルギーの吸収作用が発揮される。

また所定の範囲での補強材３の変動（変位・振動）を許容しているため、仮に部分的な損壊等が生じた場合でも、補強土構造物が一気に崩壊することが防げる。

実施例２の弾性支持装置１０Ｅの作用について説明すると、筒状部１１内に補強材３の端部を把持する楔部１２が収納され、筒状部１１の余裕空間１１ｅ内での軸方向の移動を許容しつつ、軸方向の移動に対し弾性体が抵抗する構造となっており、筒状部１１内への土砂等の侵入が阻止されることで、補強土構造物の構築後も安定して機能させることができる。

また、楔部１２部材を、挿通孔１１ｄ側にすぼまるコーン形状とすることで、筒状部１１から補強材３を引き抜こうとする引抜力に対し、コーン形状のテーパー部分で抵抗させることができ、地震時などに大きな地震力が作用したときには、コーン形状の表面部分を被覆する合成ゴム１３などの弾性材料が潰れる形で弾性変形することで、緩衝材としての機能を発揮する。

一方、反対側においては、常時はコイルばね１４が楔部材を挿通孔１１ｄに向けて付勢（弾性支持）しており、地震時はコイルばね１４が伸縮しながら緩衝機能を発揮する。

なお、本発明で用いることができる弾性支持装置一般について言えば、表面材１に固定された状態で、補強材３の端部（定着部３ａ）を弾性的に支持できるものであればよく、通常は定着用の金具とばねあるいはゴムなどの弾性材料との組合せによって構成されるが、材質や形態は特に限定されない。

この場合、支持装置で補強材の端部を固定するのではなく、弾性的に支持し、その弾性の範囲で軸方向の変動（軸方向前後への変位、振動）を許容することで、補強土構造物に地震力などが作用したときに、補強材の定着部に過大な応力が発生するのを防止しつつ、地震エネルギーの一部を吸収し、補強土構造物全体としての安全性を保つことができる。

補強土構造物を構成する全ての補強材について、弾性支持装置で弾性的に支持する必要はなく、実施例１のような弾性支持機能を有さない支持装置、あるいは従来の定着構造と併用する形で分散配置することで、支持装置に要する費用を節減することができる。

図１２および図１３は、本発明の実施例３を示したもので、図１２は概略平面図、図１３はその要部の詳細を示す断面図である。

実施例３における補強材３は、異形棒鋼などの鉄筋の端部をＴ字状に接続して定着部３ａとし、その定着部３ａを横方向に隣接する表面材１の連結溝１ｄに跨るように配置している。

この例では、弾性支持装置として、実施例２で用いた弾性支持装置１０Ｅを２つ突き合わせてカップラー状とした弾性支持装置２０Ｅを用い、端部をＴ字状とした２本の補強材３を１つの弾性支持装置２０Ｅで定着させている。
その他の基本的な構成や作用は実施例２の場合と同様である。

図１４および図１５は、本発明の実施例４を示したもので、図１４は概略平面図、図１５はその要部の詳細を示す断面図である。

実施例４では、補強材３を金具等の固定装置でなく、グラウト材７などの固化材で固定し、固定部Ｆとしている。固定部Ｆ以外の部分は非固定部ＵＦとしてある程度の可動性を持たせている。

この場合も、補強土構造物に非常に大きな外力が作用した場合に、固定部Ｆで補強材３の抜け出しを抑えつつ、非固定部ＵＦがあることである程度の動きを許容し、一気に崩壊するのを防止することができる。

なお、実施例４では、図１５に示すように、ＰＣ鋼材などからなる補強材３の外周を合成ゴム製の被覆材８で被覆し、緩衝機能を持たせている。

図１６および図１７は、本発明の実施例５を示したもので、図１６は概略平面図、図１７は概略背面図である。

実施例１〜４では、補強材３の定着部３ａを表面材１の上面に形成された連結溝１ｄとしての凹部内に嵌め込んでいるのに対し、実施例５では補強材３の端部を表面材１の内部に向かう連結孔１ｍに差し込み、その先端部をグラウト材７などの固化材で固定して固定部Ｆとし、それ以外の部分を非固定部（可動部）ＵＦとしている。

図１８以下に示されるように、本実施例は前述の固定部Ｆの具体的実施例として、端部に長手方向に延びる少なくとも１つの挿入孔１０２が形成された補強材３と、補強材３の端部外側に嵌められたグリップ部材１２０と、グリップ部材１２０とともに補強材３の端部を圧着できるように補強材３の挿入孔１０２へ挿入される少なくとも１つの芯材１１０を含んで構成される。

すなわち、グリップ部材１２０と芯材１１０は補強材３より相対的に高強度（高結体）であり、グリップ部材１２０と芯材１１０が補強材３の内外側から補強材３を圧着することができる。

従って、補強材３に対する圧着力が増大するように、補強材３が長手方向に方向性を持っているが、補強材３のスリップが防止されて、それによって補強材３の施工性が 顕著に向上されるという効果を得ることができる。

このとき、芯材１１０は補強材３の方向性に起因するスリップの問題をより確実に防止できるように、無方向性または多方向性または補強材３と方向が相違する固化体などスリップを防止できるものであればどのようなものでも構わないが、特に建設、土木分野で補強筋として多用されている鉄筋によりスリップを効果的に防止することができる。

一方、補強材３の挿入孔１０２は、図１８〜図２８に示されるように、補強材３の中心部に１つ形成するのでもよいが、図２９に示されるように、必要に応じて補強材３に２以上形成することもできる。

補強材３の挿入孔１０２と芯材１１０は、図１８〜図２０、図２９に示されるように長手方向に向かって直径が一定の直線形に形成されることができ、その他図２１〜図２６に示されるように挿入孔１０２と芯材１１０の少なくともいずれか１つが凹凸部を有するように形成させることができる。

後者の場合、補強材３の挿入孔１０２と芯材１１０の内の芯材１１０だけその外側面に少なくとも１つの凹凸部（以下、説明を簡単にするため、「芯材側凹凸部１３２」とする）が形成されることができる。このとき、芯材側凹凸部１３２は突出部でだけ構成することもでき、溝部でだけ構成することもでき、突出部と溝部の組合せによって構成することもできる。

後者の他の実施例として、図２４に図示されるように、補強材３の挿入孔１０２だけ凹凸部（以下、説明を簡単にするため補強材側凹凸部１０２Ａとする)を有するように形成させることができる。このときにも補強材側凹凸部１０２Ａも、芯材側凹凸部１３２と同様、１または２以上の突出部または溝部、または突出部と溝部の組合せによって構成することができる。

後者のさらに他の実施例として、図２５および図２６に図示されるように、補強材３と芯材１１０が両方とも凹凸部を有するように形成されることができる。このとき、補強材３と芯材１１０を互いに容易に恭子に結合するため、芯材１１０の少なくとも一部はねじ構造を取り入れたねじ部１３４を構成し、補強材３の挿入孔１０２または芯材１１０のねじ部１３４と対応するねじ部１０２Ｂが形成されることで、補強材３と芯材１１０はお互いにねじ結合されることができる。

これと同様、補強材３の挿入孔１０２と芯材１１０の内、少なくともいずれか一方が凹凸部を有するように形成れれば、次のような効果をさらに得ることができる。

まず、凹凸部によって補強材３と芯材１１０間の摩擦応力はもちろん、補強材３とグリップ部材１２０間の摩擦応力が大きくなることで、補強材３に対する圧着力がさらに増大されるため、補強材３の施工性がさらに向上する。また、凹凸部が長手方向に係合顎の役割をすることで、補強材３のスリップがより確実に防止され、補強材３と芯材１１０の結合力が向上する。

また、図２７に示されるように、補強材３の挿入孔１０２は、長手方向にその直径が漸進的に変化するテーパー（taper）構造とし、芯材１１０は直径が一定の直線形構造としてもよい。もちろん、図２７に示されるものと反対に、図示しないが補強材３の挿入孔１０２を直線形構造とし、芯材１１０をテーパー形状としてもよい。

また、図２８に示されるように、補強材３の挿入孔１０２および芯材１１０の両法ともテーパー形状としてもよい。このとき、図示したように、補強材３の挿入孔１０２は長手方向にその端部から内側へ行くにしたがって、直径が小さくなるように形成されるとともに、これに対応して芯材１１０も形成されることで、グリップ部材１２０が補強材３の端部側へ抜け出すことをより効果的に防止することができるといった点でより望ましい。

図２７および図２８に示されるような実施例によれば、テーパーによる楔作用によって補強材３と芯材１１０をお互いに強固に結合させることができ、テーパーによるグリップ部材１２０に対する係止作用により、グリップ部材１２０の長手方向のスリップをより効果的に防止でき、補強材３に対する圧着力が増大する。

一方、グリップ部材１２０は補強材３の継ぎ足し、緊張力の付与等により圧着することができれば、どんな構造でも構わず、図１８〜図２０に示されるように、補強材３の外側に嵌めて外側面にねじ結合のためのねじ部が形成されたウェッジ（Wedge）１２２と、ウェッジ１２２の外側にねじ結合されるナット１２４を含めることができる。

図３０〜図３４に示されるように、本発明による耐震補強土構造物の実施例７は基本的に、前述の表面材１の上面に左右方向および前後方向に連結溝１ｄが形成され、連結溝１ｄは底面が湾曲した構造を有するように形成されるとともに、連結溝１ｄの内部の幅および深さが補強材３の直径に比べ大きいことを特徴とする。

ここで、表面材１の連結溝１ｄは底面が湾曲した構造（例えば、Ｕ字形断面構造）を有するように形成されるとともに、連結溝１ｄの内部の幅および深さが補強材３の直径に比べ大きいことが特徴である。

すなわち、図３２に図示されるように、地震による縦方向荷重が加わった場合、幅および深さが大きい連結溝１ｄ内部で補強材３がある程度振動可能であるため、このような構造が多数積層され全体的に弾性挙動が可能になるものである。

従来の補強土構造物の場合には、背後土砂の土圧に対する設計荷重以上の地震荷重が加わると、そのまま降伏するしかなかったのに比べ、本発明による補強土構造物は弾性挙動による緩衝作用により、ある程度の地震荷重が加わっても擁壁構造物が降伏しないという効果がある。

また、非常に大きな地震荷重によって構造物の破壊を免れることができない場合であったとしても、緩衝作用によって、構造物の急激な破壊（脆性破壊）を回避することで、周囲の人に退避する時間を十分に与えることができるという長所がある（延性破壊）。

表面材１の連結溝１ｄ内部で補強材３が動くとき、補強材３外面と連結溝１ｄ内面との間の摩擦によって表面材１または補強材３に損傷が発生し得る。これを防止するためには図３３に示すように補強材３を保護するために、補強材３の外周がローリングパイプ２１０によって覆われる構造をとることが望ましい。

これは図３４に示されるように、表面材１連結溝１ｄ内部で補強材３が動くとき、回転しながら補強材３とともに動くことで、上のような表面材１または補強材３の損傷を確実に防止することができるという効果がある。

さらには、ローリングパイプ２１０が弾性材質によって形成される場合、それ自身の弾性力および弾性復元力によって緩衝作用が可能であり、擁壁構造物の弾性挙動にさらに寄与することができる。

図３０〜図３４の実施例は、表面材１の連結溝１ｄがＴ字形構造をなし、補強材３は左右方向に形成された定着部３ａおよび前後方向に形成された延長部３ｂによるＬ字形構造をなす場合を図示したものであり、その他補強材３の前端がＴ字形またはコ字形構造等をなしても構わない。

ローリングパイプ２１０は補強材３の定着部３ａに結合され表面材１の連結溝１ｄに挿入され、上述のような作用を十分に遂行することができ、さらにはローリングパイプ２１０が補強材３の延長部３ｂに結合される場合、表面材１または補強材３の左右方向の挙動に対しても弾性を付与することができるといった長所が追加される。

図３５〜図４０に示されるように、本実施例による耐震補強土構造物は、基本的に、前述の表面材１が複数層に築造され、補強材３は複数層の表面材１の内の一部の層１Ａを後方に支持するように設置され、複数層の表面材１中の他の一部の層１Ｂで上下方向に隣り合う表面材１相互の接触部には相互の振動を許容する一方、所定限界以上の変形を制限するように形成された振動許容部３００が形成されていることを特徴とする。

すなわち、表面材１の築造構造における一部の層１Ａは鋼材、ジオグリッドのような補強材３によって支持される構造をなすようにして、他の一部の層１Ｂは補強材３とは関係なく振動許容部３００によって所定限界以上変形を制限する範囲で、相互の振動を許容するようにしたものである。

従って、一般的な荷重下では補強材３による剛性構造によって構造的安定性をなす一方、地震荷重が加わる場合には上記振動許容部３００による緩衝作用を付加するようにして、全体的に弾性挙動が可能なようにしたものである。

従来の補強土構造物の場合には、背後土砂の土圧についての設計荷重以上の地震荷重が加わると、そのまま降伏するしかなかったのに比べ、本発明による補強土構造物は上記緩衝作用によってある程度の地震荷重が加わっても擁壁構造物が降伏しないといった効果がある。

また、非常に大きな地震荷重によって構造物の破壊を免れることができない場合であっても、上述の緩衝作用によって、構造物の急激な破壊（脆性破壊）を回避することで、周囲の人に退避する時間を十分に与えることができるという長所がある（延性破壊）。

補強材３は基本的に本発明による補強土構造物の骨格をなす構成であるため、表面材１から抜け出さないように堅固な構造をなすことが必要である。

そのために、表面材１の上面または底面には連結溝１ｄが形成され、補強材３はその連結溝１ｄに挿入されて固定され、連結溝１ｄが形成された表面材１の上面または底面はその下側の表面材１の底面またはその上側のブロックの上面と接着手段３０１によって結合することで、鋼製補強材３の抜け出しが防止される構造をとることが望ましい（図３６、図３７）。

補強材３が表面材１の連結溝１ｄに挿入され、固定される構造は多様な方法によって具現化することができ、表面材１の連結溝１ｄはＴ字形構造を含み、鋼製補強材３の前端はＴ字形、Ｌ字形またはコ字形構造によって形成されるが、上記Ｔ字形連結溝１ｄに挿入されるのが最も無難な構造である。

連結溝１ｄに挿入された補強材３の抜け出しを防止するため、その連結溝１ｄがなす面と他のブロックの面を接着する接着手段３０１はいろいろな方法によって具現化することができるが、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布する方式をとるのが施工の便宜および構造的安定性の面で最も望ましい。

振動許容部３００は地震荷重の発生時、表面材１相互のある程度の振動を許容し、擁壁構造物全体に対して弾性を付与する役割をするものとして、多様な方法によって具現化することができる。

まず、上述の振動許容部３００は表面材１の上面または底面に、隣接する表面材１との衝撃を緩衝するように形成された緩衝部３１０を含む構成とすることができるが、これは次のような効果を得るようにする。

１つ目は、上下方向の衝撃の衝撃に対し緩衝作用をするので、これによる擁壁の損傷破壊を防止できるようにする。

２つ目は、緩衝部３１０とこれに面接触する表面材１の面との間で、摩擦力によって相互の縦方向の動きが拘束されるが、地震のような大きな縦方向荷重の発生時には、ある程度の相互の縦方向の動きを許容するため、擁壁構造物全体の急激な破壊（脆性破壊）を防止できるようにする。

このような緩衝部３１０は緩衝剤の塗布によって形成することもでき、ゴム材質等による弾性パッド３１１を表面材１の上面または底面に結合することで形成することもできる。

擁壁の表面を形成する表面材１には上述した補強材３が挿入支持されるように連結溝１ｄが形成されることが一般的であるが、上述の弾性パッド３１１の下部および／または上部にこのような連結溝１ｄに挿入されるように、突出部３１２が形成された構造を採用する場合、弾性パッド３１１および突出部３１２の複合構造が表面材１の連結溝１ｄによって支持されつつ弾性力および弾性復元力を発揮することで、さらに安定的な緩衝効果を得ることができる（図３８、図３９）。

このような突出部３１２は、弾性パッド３１１と同じ弾性材質によって形成され、表面材１の連結溝１ｄに圧縮されて挿入する方式によって固定されことが、上述の緩衝効果のためにはさらに望ましい。

一方、振動許容部３００は表面材１の上面および底面にそれぞれ形成された凸部３２０と凹部３３０を含み、凹部３３０の内部の幅は上記凸部３２０の外部の幅に比べて大きい構成によって具現化することもできる（図４０）。

この場合、上記凸部３２０と凹部３３０の間の余裕空間によって上述したような緩衝効果を得ることができる。そのためには、凸部３２０および凹部３３０は台形断面形状とすることが望ましい。

図４１以下に示されるように、本実施例は基本的に、上述の補強材３の前後方向または左右方向の動きに対し、弾性を付与する一方、所定限界以上の変形を制限するように、上記補強材３に設置された弾性印加部４００をさらに含むことを特徴とする。

すなわち、補強材３に対し弾性印加部４００を設置し、補強材３の前後方向の動きに対し弾性を付与することで、地震による縦方向荷重に対し、緩衝作用をするようにする一方、所定限界以上の変形を制限するようにすることで、基本的な構造的安定性を持たせるようにしたものである。

従って、従来の補強土構造物の場合には、背後土砂の土圧に関する設計荷重以上の地震荷重が加わったら、そのまま降伏するしかなかったのに比べ、本発明による補強土構造物は上述の緩衝作用によってある程度の地震荷重が加わっても擁壁構造物が降伏しないという効果がある。

また、非常に大きな地震荷重によって構造物の破壊を免れることができない場合であっても、上述の弾性印加部４００の作用によって、構造物の急激な破壊（脆性破壊）を回避することで、周囲の人に退避する時間を十分に与えることができるという長所がある（延性破壊）。

上術の表面材１とは、補強土構造物の露出面を形成する部材を言い、築造構造を構成する補強土擁壁の表面ブロック、一般擁壁の壁体等を全て総称する意味である。
以下、上記弾性印加部４００の具体的実施例について説明する。

１つ目として、弾性印加部４００を補強材３の延長部３ｂの中央部領域に設置することができる（図４１、図４４）。

すなわち、補強材３の延長部３ｂは前端が上記表面材１に連結される前方延長部３１ｂ、後端がアンカー５００に連結される後方延長部３２ｂを含む構成をなし、弾性印加部４００は前方延長部３１ｂの後端と後方延長部３２ｂの前端との間の領域に設置された中央領域弾性印加部４１０を含む構造がそれである。

図４４に示されるように、中央領域弾性印加部４１０として強いスプリング構造等を適用する場合、前方延長部３１ｂと後方延長部３２ｂの前後方向の動きに対し弾性を付与する一方、所定限界以上の変形を制限することができる（スプリングの圧縮および引張による長さ変形には限界があるため）。

これは補強材３の前端の表面材１および後端のアンカー５００との結合構造と関係なく、従来の構造で補強材３を交替するだけで耐震効果を得ることができるという長所がある。

図４５は中央領域弾性印加部４１０として、後方延長部３２ｂの前端が挿入されるように、前方延長部３１ｂの後端に形成された後方補強材挿入部４１１、前方延長部３１ｂの後端が挿入されるように、後方延長部３２ｂの前端に形成された前方補強材挿入部４１２、および後方補強材挿入部４１１と前方補強材挿入部４１２との間に弾性を付与する一方、所定限界以上の変形を制限するように設置された中央領域弾性部材４１３を含む実施例を図示したものである。

ここで、後方補強材挿入部４１１および前方補強材挿入部４１２は、それぞれ前方延長部３１ｂおよび後方延長部３２ｂが相互に挿入されるとともに、中央領域弾性部材４１３が設置されることができる構造であればどのようなものでも構わない。

図４５では後方補強材挿入部４１１および前方補強材挿入部４１２の構造として、前方延長部３１ｂおよび後方延長部３２ｂの長手方向について実質的に直角方向に形成されたリング形構造をなす実施例を図示している。

図４６は補強材３の延長部３ｂが可撓性材質（鋼撚線等）によって形成された場合の実施例として、上記中央領域弾性印加部４１０は前方延長部３１ｂの後端に形成された前方折曲部４１４と、後方延長部３２ｂの後端に形成された後方折曲部４１５と、前方折曲部４１４および後方折曲部４１５のオーバーラップ領域に挿入されたオーバーラップ領域弾性部材４１６とを含む構造を図示したものである。

すなわち、補強材３の延長部３ｂが鋼撚線の端部に折曲部が形成された場合であって、その折曲部４１４、４１５のオーバーラップによって形成されたオーバーラップ領域に弾性部材４１６を設置することで、前方延長部３１ｂおよび後方延長部３２ｂが、それぞれ前方および後方に引張力を受けるときに、オーバーラップ領域弾性部材４１６の弾性復元力によってこれに抵抗する一方、その弾性部材４１６の弾性力によって緩衝作用が働くようにしたものである。

この場合、オーバーラップ領域弾性部材４１６は、図４６に示されるような外周が弾性変形可能な円筒形構造等を採用して構成することができる。以上、補強材３の延長部３ｂについて説明したが、このような構造は補強材の定着部３ａについてもそのまま適用することができる。

すなわち、定着部３ａは相対的に左側に設置される左側定着部３１ａと、相対的に右側に設置される右側定着部３２ａとを含み、弾性印加部４００は左側定着部３１ａの右側端部と右側定着部３２ａの左側端部との間の領域に設置された中央領域弾性印加部４１０を含む構造がそれである（図４２、図４３）。

ここで、定着部３ａは複数の表面材１の内、左右方向に隣接する表面材１相互を支持するように設置される構造として、表面材１に形成された支持溝１１０に挿入された構造等を採用することができ、延長部３ｂと一体に形成することもでき（図４２）、別個に設置することもできる（図４３）。

定着部３ａが延長部３ｂと別個に設置される場合には、延長部３ｂの前端に設置されたリング部材５０１等に挿入される構成を採用することになる（図４３）。
また、上述した図４５〜図４７の実施例も定着部３ａについてそのまま適用することができる。

２つ目として、弾性印加部４００を表面材１と結合する補強材３の前端部領域に形成された前端部領域弾性印加部４２０によって具現化することができる（図４８、図４９）。

すなわち、図４９に示されるように、前端部領域弾性印加部４２０は、表面材１に形成された連結溝１ｄに挿入される前端部補強材固定部材４２１と、補強材３の前端を固定する前端部補強材グリップ部材４２２と、前端部補強材グリップ部材４２２を内部に収容した状態で、前端部補強材固定部材４２１の後端に結合する前端部補強材離脱防止部材４２３と、前端部補強材固定部材４２１と前端部補強材グリップ部材４２２との間に弾性を印加するように設置された前端部弾性部材４２４とを含む構成とすることができる。

この場合、前端部補強材グリップ部材４２２は補強材３の前端を固定した状態で前端部補強材固定部材４２１と前端部補強材離脱防止部材４２３との間の収容空間に収容され抜け出しが防止され、前端部補強材固定部材４２１と前端部補強材グリップ部材４２２との間に設置された前端部弾性部材４２４によって補強材３の前後方向の弾性的な動きが可能となる。

前端部補強材固定部材４２１は表面材１に形成された連結溝１ｄに挿入され、補強材３の前端を支持する構造であればどのようなものでも可能であり、図４８、図４９は前端部補強材固定部材４２１および連結溝１ｄがＴ形構造を含む実施例を図示したものである。

この場合、前端部補強材固定部材４２１の頭部に左右方向補強材３０１の挿入溝４２１ａを形成し、その挿入溝４２１ａに左右方向補強材３０１を挿入する一体型構造を構成することができるという長所がある。

３つ目として、弾性印加部４００をアンカー５００と結合する補強材３の後端部領域に形成された後端部領域弾性印加部４３０を含む構造によって具現化することができる（図５０、図５１）。

すなわち、図５１に図示されるように、後端部領域弾性印加部４３０は、アンカー５００の後面によって支持される後端部補強材固定部材４３１と、補強材３の後端を固定する後端部補強材グリップ部材４３２と、後端部補強材グリップ部材４３２を内部に収容した状態で、後端部補強材固定部材４３１の後端に結合する後端部補強材離脱防止部材４３３と、後端部補強材離脱防止部材４３３と後端部補強材グリップ部材４３２との間に弾性を印加するように設置された後端部弾性部材４３４とを含む構成を採用することができる。

この場合、後端部補強材グリップ部材４３２は、補強材３の後端を固定した状態で、後端部補強材固定部材４３１と後端部補強材離脱防止部材４３３との間の収容空間に収容され抜け出しが防止され、後端部補強材離脱防止部材４３３と後端部補強材グリップ部材４３２との間に設置された後端部弾性部材４３４によって補強材３の前後方向の弾性的な動きを可能とする。

以上の３種類の実施例（中央領域弾性印加部４１０、前端部領域弾性印加部４２０、後端部領域弾性印加部４３０）は相互独立的であり、これらの内の１つだけを擁壁に適用することでも本発明の目的を十分に達成することができるものであるが、これらの内の２つまたは３つの組合せによって補強構造を具現する場合、さらに優れた効果を期待することができる。

特に、前端部領域弾性印加部４２０と後端部領域弾性印加部４３０は、お互いに大同小異の材質および構造によって具現することができるので、同時に適用することが施工の便宜および構造的安定性の面でさらに望ましい。

以上は、本発明によって具現される好ましい実施例について説明したものに過ぎず、本発明の範囲は以上の実施例に限定解釈されてはならないものであり、上に説明した本発明の技術的思想とその根本を共通にする技術的思想は全て本発明の範囲に含まれるものである。

Ａ…壁体
Ｃ…地山
Ｆ…固定部
ＵＦ…非固定部
１…表面材
１ａ…表面フランジ
１ｂ…背面フランジ
１ｃ…ウェブ
１ｄ…連結溝
１ｅ…拡幅部
１ｊ…突起
１ｍ…連結孔
２…盛土
３…補強材
３ａ…定着部
４…定着ブロック
７…グラウト材
８…被覆材
１０…支持装置
１０Ｅ…弾性支持装置
１１…筒状部
１１ａ…前部
１１ｂ…後部
１１ｃ…ねじ接合部
１１ｄ…挿通孔
１１ｅ…余裕空間
１２…楔部
１３…合成ゴム
１４…コイルバネ
２０Ｅ…弾性支持装置
１００…グリップ部材
１０２…挿入孔
１０２Ａ…補強材側凹凸部
１０２Ｂ…ねじ部
１２２…内部ウェッジ
１２４…ナット
２１０…ローリングパイプ
３００…振動許容部
３１０…緩衝部
３１１…弾性パッド
３１２…突出部
３２０…凸部
３３０…凹部
３ｂ…延長部
４００…弾性印加部
４１０…中央領域弾性印加部
４１１…後方補強材挿入部
４１２…前方補強材挿入部
４１３…中央領域弾性部材
４１４…前方折曲部
４１５…後方折曲部
４１６…オーバーラップ領域弾性部材
４２０…前端部領域弾性印加部
４２１…前端部補強材固定部材
４２２…前端部補強材グリップ部材
４２３…前端部補強材離脱防止部材
４２４…前端部弾性部材
４３０…後端部領域弾性印加部
４３１…後端部補強材固定部材
４３２…後端部補強材グリップ部材
４３３…後端部補強材離脱防止部材
４３４…後端部弾性部材
５００…アンカー

Claims (7)

1. 表面材を複数積み重ね、その背面部に盛土を充填するとともに、盛土内に補強材を複数埋設してなる補強土構造物において、前記補強材は前記表面材に対し、表面材に設けた溝部または孔部に挿入して連結されており、前記表面材と補強材の連結部を、表面材に対し固定される固定部と、表面材に対し補強材長手方向の限定された範囲内で前後方向または左右方向に可動である非固定部とで構成し、前記固定部を硬化材による固定手段または機械的な固定手段の何れかにより、または両者の併用により固定してあることを特徴とする耐震補強土構造物。
2. 請求項１記載の耐震補強土構造物において、前記固定部に、一端に前記補強材の端部が挿入される挿通孔を有し、前記表面材の溝部または孔部の一部に嵌合固定される筒状部と、前記筒状部内で前記補強材の端部を把持する外径が前記挿通孔の径より大きい把持部材とを有し、前記筒状部内に前記把持部材が軸方向に移動可能な余裕空間が形成された支持装置を設置し、該支持装置を介して補強材を固定していることを特徴とする耐震補強土構造物。
3. 請求項１または２記載の耐震補強土構造物において、前記補強材の非固定部の少なくとも一部が緩衝作用により損傷を防ぐとともに擁壁構造物の弾性挙動にも寄与させるための弾性材質の被覆材で被覆されていることを特徴とする耐震補強土構造物。
4. 請求項１、２または３記載の耐震補強土構造物において、表面材が上端部に前記溝部としての凹部を有し、前記補強材の端部が前記凹部内に配され、前記固定部を硬化材による固定手段または機械的な固定手段の何れかにより、または両者の併用により固定してあることを特徴とする耐震補強土構造物。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の耐震補強土構造物において、前記盛土内に敷設された補強材の前記表面材側と反対側の端部が、盛土中の支圧材、または地山に打設した補強材と連結されていることを特徴とする耐震補強土構造物。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の耐震補強土構造物において、前記補強材の前後方向または左右方向の動きに対して、弾性を付与しつつ、所定限界以上の変形を制限する弾性印加部が形成されていることを特徴とする耐震補強土構造物。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の耐震補強土構造物において、少なくとも上部の一部分の表面材どうしを結合してあることを特徴とする耐震補強土構造物。

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