JP5065346B2 - 補強土盛土の構造と構築方法 - Google Patents

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本発明は、補強土盛土の構造と構築方法に関するものである。
近年、盛土の地震対策や落石対策などでは、安価で施工性に優れる繊維等の補強材を配置して構築する盛土(補強土)が用いられる場合が多い。
しかしながら、斜面上のように構造物の設置スペースが十分に確保できない箇所では、直接基礎を基本とする補強土の底面幅が十分に取れず、水平や鉛直の支持力を得ることができないため、合理的な補強土を用いることが困難とされてきた。
このような場合の従来技術としては、斜面上に大規模な杭打ちと工事用道路を兼ねた桟橋を構築して長尺の杭を打設するといった高価な対策が計画されている。
また、従来技術による対策が高価なことから、対策を先延ばしにしている事例も多くみられている。この結果、地震の度に斜面上の盛土が崩壊し、大きな社会問題ともなりつつある。
そこで、底面幅が十分に取れない現場においても、安価で施工性に優れる補強土の水平や鉛直の支持力を得る技術の開発が望まれている。
また、底面幅が十分に取れない細い補強土で水平支持力が確保された場合、補強土内部で破壊する恐れも発生するため、これら細幅補強土における水平や鉛直の支持力確保のための技術開発にあたっては、たわみ性確保のための技術開発も同時に求められている。
特開2004−218263号公報
前記した押さえ盛土は比較的安価であり効果が高いが、以下のような問題点がある。
<1> 設置スペースを確保するためのスペースが必要だが、既設盛土や斜面上では取れない場合が多い。
<2> 掘削する必要も出てくるが、大きな掘削が必要となる。
<3> 設置できたとしても背面土圧に抵抗する支持力を確保できない。
上記のような課題を解決するために本発明の補強土盛土の構造は、平面的に敷設した繊維補強材と、その繊維補強材の上にほぼ同一厚さで盛り立てた盛土層とを交互に配置した補強土盛土であって、その補強土盛土の内部には、
鉛直方向に打ち込んだ支持杭が配置してあり、支持杭間にスクリーン状に杭間幕を配置してあることを特徴とするものである。
また本発明の補強盛土の構築方法は、補強土盛土の構築予定地に支持杭を設置し、この支持杭の周囲には平面的に繊維補強材を敷設し、支持杭間にスクリーン状に杭間幕を配置し、繊維補強材の上に、支持杭と杭間膜を包囲する状態で、ほぼ同一厚さで盛土層を盛り立て、この作業を交互に行って構築することを特徴としたものである。
本発明の盛土の構造と構築方法は以上説明したようになるから次のような効果の少なくともひとつを得ることができる。
<1> 本発明の大きな特徴は、杭と補強土を一体化して水平や鉛直の支持力を得ると同時に、補強土のたわみ性も確保するものである。そのために崩壊土砂の土圧による水平力に対し支持杭の剛性で抵抗する構成である。
<2> 地盤に設置した杭の杭頭を取り込む形で繊維等の補強材を水平面的に敷設するとともに、杭の盛土延長方向側面に沿って繊維等の補強材を盛土延長方向に敷設しながら盛土して補強土を構築したので、補強土の水平と鉛直の荷重を確実に杭に伝達できるとともに、杭を補強土に埋め込むことで補強土のたわみ性を確保することができる。なおこれらの効果は、動的遠心模型実験により確認している。
<3> 杭で支持することから、底面幅が十分に取れない現場においても、補強土の水平や鉛直の支持力を得ることができる。
<4> 従来の補強土は底面の摩擦抵抗により水平力に抵抗するため、広い底盤幅を必要としたが、本発明では杭で支持することから、その幅を狭く構成することができる。
<5> 底面幅が十分に取れない細い補強土で水平支持力が確保された場合に、補強土内部で破壊することなく十分なたわみ性を確保することができる
<6> 斜面上のように構造物の設置スペースが十分に確保できない箇所であっても、安価で施工性に優れる繊維等の補強材を配置して構築する補強土を設置することができる。その結果、従来技術が高価なためこれまで先延ばしにされがちであった斜面上の盛土対策の普及に貢献できる。
<7> 支持杭により補強されているため、補強土の鉛直荷重に対して、地盤反力が従来より小さくすむ。
<8> いかなる場所や構造物の規模にも適用は可能であるが、特に施工用地の確保が困難な斜面上の盛土対策といった現場で、より大きな経済効果が期待できる。
本発明の盛土の構造の実施例の説明図。 盛土の構造の他の実施例の説明図。 盛土の構築方法の実施例の説明図。 盛土の設置状態の説明図。
以下図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
<1> 全体の構成。
本発明は、平面的に敷設した繊維補強材1と、その繊維補強材1の上にほぼ同一厚さで盛り立てた盛土層2とを交互に配置した補強土盛土であって、その補強土盛土の内部には鉛直方向に打ち込んだ支持杭3が配置してあるものである。
このように、地盤に設置した支持杭3の杭頭を、補強土盛土A内に埋設した構造を特徴とする。
その場合に盛土とは、繊維補強材1で土砂を包み込んで構築する盛土、すなわち補強土体である。
このように、地盤に設置した支持杭3の杭頭を取り込む形で繊維等の補強材1を平面的に敷設しながら盛土して補強土盛土Aを構築してゆくので、その結果、盛土の水平支持力とたわみ性、ならびに鉛直支持力を増強することができる。
<2> 繊維補強材。
まず、補強土盛土Aを形成する繊維補強材1として、ジオテキスタイルについて説明する。
ここでいうジオテキスタイルとは、JISL0221に定義された狭義のジオテキスタイル以外に、ジオグリッド、ジオネット又はジオテキスタイル関連製品を指す。
製品の形態として、不織布、織布、編物、ジオグリッド、ジオネット、複合製品などが市販されているから詳細な説明は省略するが、それらの市販製品を広く採用することができる。
<3>形状保持枠。
盛土の前面の形状を保持するために、形状保持枠4を使用する。
この形状保持枠4は金属材料により格子状に形成した網材をL字状に折り曲げて、立ち上がり部と水平部によって形成する。
形状保持枠4を形成する網材としては、エキスパンドメタルや溶接により網状に形成された溶接金網が挙げられる。
また、以上の金属材料は、腐食対策が行われていることが好ましい。
前記形状保持枠4の立ち上がり部の裏側には、補強土盛土Aの前面緑化のために植生シート又は植生マットを取り付ける場合もある。
この植生シートとしては、例えば不織布や紙、天然材料を用いたシート材などに種子を貼着したものが挙げられる。
また、植生マットとしては、例えば不織布や紙、天然材料を用いたマットなどを筒状に加工し、その筒状内部に土砂と肥料と種子とを含有させたものが挙げられる。
<4>支持杭。
本工法に用いる支持杭3は、たとえば鋼製のH型鋼を使用する。
その形状に特に限定するものではないが、施工用地の確保が困難な斜面上の盛土対策といった現場では、H型鋼ならば比較的簡易に打設が可能であるので採用しやすい。
さらに、斜面より上部の荷重については補強土盛土Aで抵抗するから、比較的短尺で剛性もそれほど大きくないH型鋼のような簡易な支持杭3を用いることができる。
このように、一般に斜面崩壊防止などで用いられる長尺で剛性の高い支持杭3は必要ないため、支持杭3の打設や搬入出路に伴う桟橋や重機は、簡易なもので足りる。
<5>盛土材料。
補強土盛土Aを構成する盛土材料としては一般的な土砂を採用できる。
特に斜面上の盛土対策として補強土を構築する場合には、既設盛土の掘削土を用いて構築することができるため、この点においても残土の搬出や構造物の構築材料の搬入が軽減できるので、より高い経済を確保することが可能となる。
<6>構築方法。
次に本発明の盛土の構築方法について説明する。
<7>支持杭の打設。
まず盛土の基礎部分に一定面積の平面部を造成する。
法面の一部に盛土を形成する場合には、法面の一部を水平に掘削して平面部を造成する。
この平面部に、所定の位置に、間隔をあけて支持杭3を打設する。
支持杭3の打設の段階では、平面部には、なにも配置していないので、打設作業は容易である。
<8>形状保持枠の設置。
補強土を盛土する予定位置の前面には、形状保持枠4を同一平面に沿って並べて設置する。
形状保持枠4を並べると、断面L字状の形状保持枠4の立ち上がり部が、補強土の1層ごとの前面に位置することになる。
同時に、断面L字状の形状保持枠4の水平部が、補強土の1層ごとの層間に埋設されて位置することになる。
その結果、複数の形状保持枠4は、その立ち上がり部が水平方向に1列を形成して、形状保持枠4の水平部が補強土の各層に沿ってほぼ平面状に並ぶように設置されている。
後述するように補強土盛土層を積み重ねてゆく場合に、上下段の形状保持枠4は、上下方向には縦一列に並ぶことなく、1段ごとに千鳥状に設置することも可能である。
<8>繊維補強材の敷設。
ほぼ水平方向へならべて設置した形状保持枠4の各列の後部には、各形状保持枠4ごとにそれぞれ一枚の繊維補強材1、たとえば前記ジオテキスタイルの一側縁部を連結固定する。
各形状保持枠4の幅と、帯状の繊維補強材1の幅を同一に構成しておけば、各形状保持枠4には、それぞれ一枚の繊維補強材1を、補強土盛土Aの奥行き方向に向けて敷設することができる。
補強土盛土を法面の裾に構築する場合には、敷設する繊維補強材1の長さは、その尾端が法面に接する程度の長さに設定する。
繊維補強材1の前端は、形状保持枠4の位置よりも長い寸法に設定しておき、あまった余長部は折り返しておく。
繊維補強材1の敷設時には、平面部にはすでに支持杭3が打設してあるが、支持杭3は点状に配置してあるから、繊維補強材1に切り込みを入れて支持杭3を避けて繊維補強材1を敷設することは容易である。
あるいは、支持杭3の打設位置を、敷設する繊維補強材1の割り付けを前提に決定しておけば、図のように繊維補強材1と繊維補強材1の間に支持杭3を位置させることができる。
この繊維補強材1の補強土盛土Aの奥行き方向(前後方向)への敷設長さは、補強土壁構造物11が法面からの土圧に対して自重によって抵抗し、安定したもたれ式擁壁として構築するための、もたれ式擁壁としての安定性に必要な土塊重量を満たす長さに設定する。
<9>土砂の撒き出し。
このように、補強土盛土Aの前面に横一列に複数の形状保持枠4を並べ、各形状保持枠4の背面には繊維補強材1を、補強土盛土Aの奥行き方向に並べる。
その後に、形状保持枠4の裏側から繊維補強材1の間の上面に、1層分の盛土材料をバックホウ等により所定の厚さにまき出して1層の盛土層を構築する。
そして巻き出した盛土層の土砂を振動コンパクタ、振動ローラ等の締固め機械を使用して盛土材料を締め固める。
土砂の撒き出し範囲には支持杭3が設立してあるが、平面的には支持杭3の位置は点であるから、土砂の撒き出し、転圧には際して障害にならない。
<10>土砂の包みこみ。
形状保持枠4の上で折り返していた繊維補強材1の余長部を補強土盛土側に戻すと、余長部が1層の盛土層の端部を包み込むことになる。
その結果、各盛土の1層の前端は、繊維補強材1で包みこまれ、その外側には形状保持枠4が位置してその形状が維持されることになる。
<11>積み上げ。
続けて、上記と同様の工程で、一層の盛土層2の端部の上に形状保持枠4を設置し、形状保持枠4に接続した繊維補強材1を敷設する。
その繊維補強材1の上に盛土材を巻き出し、その表面を転圧する。
一層の厚さ、すなわち繊維補強材1間の間隔は、たとえば0.1〜1.2m程度を採用する。
こうして、設計した高さまで上記工程を繰り返すことにより、内部に繊維補強材1を敷設し、かつ内部に支持杭3を位置させた補強土盛土Aが完成する。
<12>他の実施例(図2)
上記の実施例は支持杭3を独立して盛土体の内部に位置させる構成であった。
しかし支持杭3と補強土盛土Aとの一体性をさらに向上させるために、支持杭3間にスクリーン状に杭間幕5を配置する構成を採用することもできる。
この杭間幕5は、前記の繊維補強材1と同一の材料を使用できる。
その場合に杭間幕5は、一度に支持杭3の全高さにわたって展開するのではなく、盛り立てる1層の厚さ分だけ展開する。
そしてその杭間幕5の両側に土砂を盛り立てて転圧すれば、杭間幕5が補強土盛土Aの構築の障害になることはない。
杭間幕5と支持杭3との取り付けは、鋼線などによって結束すればよい。
1:繊維補強材
2:盛土層
3:支持杭
4:形状保持枠
5:杭間幕

Claims (2)

  1. 平面的に敷設した繊維補強材と、
    その繊維補強材の上にほぼ同一厚さで盛り立てた盛土層とを交互に配置した補強土盛土であって、
    その補強土盛土の内部には、
    鉛直方向に打ち込んだ支持杭が配置してあり、
    支持杭間にスクリーン状に杭間幕を配置してある
    補強土盛土の構造。
  2. 補強土盛土の構築予定地に支持杭を設置し、
    この支持杭の周囲には平面的に繊維補強材を敷設し、
    支持杭間にスクリーン状に杭間幕を配置し、
    繊維補強材の上に、支持杭と杭間膜を包囲する状態で、ほぼ同一厚さで盛土層を盛り立て、
    この作業を交互に行って構築する、
    補強盛土の構築方法。
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