JP5117683B2 - 堤体の補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、河川堤防や湖池堤防等における堤体を内部から補強する堤体の補強構造に関する。

従来、堤体の安定化については、地震時の対策として慣性力や基礎地盤の液状化等による過大な変形を抑えるため、堤体下部または法尻部の地盤改良が一般的であり、堤体そのものの補強はなされておらず、止水に対する効果はない。浸透対策としては別途、堤体表層の保護工等が行われている。また、高規格堤防のように、堤体幅を拡幅し安定を図る方法も採られている。
しかし、これらの方法は、工事規模も大きくなることや用地取得が困難なことや、延長が長い河川堤防については、コスト面も含め施工のスピード化に課題が生じている。

特許文献１（特開平７−３２４３１６号公報）には、堤体の中央に設けた溝に板状のコンクリートブロックを嵌込み埋設した補強構造が開示されている。

しかし、これは、板状のコンクリートブロックを溝に嵌め込んで繋ぎ合わせただけであるため、板状コンクリートブロックと盛土である堤体とが一体化せず、しかも、繋ぎ合わせた板状コンクリートブロックによる鉛直方向のみの壁構造であるため、堤体全体として充分な強度補強が図れない（特に、曲げモーメントに対して）とともに、堤体自体や周囲環境などに応じた適切な補強構造にできなく、また、溝の掘削により堤体の損壊を招く恐れがある。
特開平７−３２４３１６号公報

本発明の課題は、堤体全体として充分な強度補強が図れ、曲げモーメントに対しても効力を発揮できるとともに、堤体自体や周囲環境などに応じた適切な立体構造にでき、しかも止水性も高く、かつ施工性が良いばかりでなく、施工中に堤体の損壊を招くこともない堤体の補強構造を提供することにある。

本発明による堤体の補強構造は、河川又は湖池の基礎地盤上で盛土により縦断面台形状の堤防となっている堤体において、鉛直方向の壁部を堤体内の幅員方向に複数有する立体構造が、固化材を堤体地盤中に噴射あるいは注入により固化して補強壁体を形成したものであり、しかも、その補強壁体が、前記堤体下方の基礎地盤中に達するとともに、前記台形状の斜面に沿った斜壁部を含む鉛直壁部を前記堤体の延長方向に設けたことにある。

強度や止水性を一層高めるため、補強壁体の鉛直壁部が、堤体の幅員方向及び延長方向のそれぞれにつき間隔をおいて複数構築されているとよい。
また、補強壁体は、複数の鉛直壁部と繋がる水平方向の水平盤部を有する構造としてもよい。
鉛直壁部の一部又は全部を傾斜した斜壁部としてもよい。

なお、本発明において「鉛直壁部」とは、鉛直方向へ延びる壁部の意であって、正確に鉛直である必要はなく、鉛直方向へ延びながら傾斜する場合も含む。また、「水平盤部」とは、水平方向へ延びる盤部の意であって、正確に水平である必要はなく、水平方向へ延びながら傾斜する場合も含む。

本発明によれば、河川又は湖池の基礎地盤上で盛土により縦断面台形状の堤防となっている堤体において、鉛直方向の壁部を堤体内の幅員方向に複数有する立体構造が、固化材を堤体地盤中に噴射あるいは注入により固化して補強壁体を形成したものであり、しかも、その補強壁体が、前記堤体下方の基礎地盤中に達するとともに、前記台形状の斜面に沿った斜壁部を含む鉛直壁部を前記堤体の延長方向に設けたことを特徴とするものであるため、次のような効果がある。
（１）補強壁体が固化材を堤体地盤中に固化させた立体構造で、しかもこの補強壁体が、堤体の盛土を地盤改良して一体化した骨格をなしているので、堤体全体として充分な強度補強が図れ、曲げモーメントに対しても効力を発揮できる。
（２）補強壁体を、堤体自体や周囲環境などに応じた適切な立体構造にすることができる。
（３）止水性の高い補強構造にできる。
（４）固化材を堤体地盤中に固化させて構築するので、施工性が良いばかりでなく、施工中に堤体の損壊を招くこともない。

請求項２以降の発明によれば、さらに次のような効果もある。
請求項２のように、補強壁体の鉛直壁部を、堤体の幅員方向及び延長方向のそれぞれにつき間隔をおいて複数構築すると、強度の増強及び止水性の向上が図れる。
請求項３のように、複数の鉛直壁部と繋がる水平方向の水平盤部も設ければ、堤体を鉛直・水平両方向について補強して堤体の崩壊を防止できる。
請求項４のように、鉛直壁部の一部又は全部を傾斜した斜壁部とすると、堤体の斜面に沿った効率的な補強ができ、堤体の安定性が一層向上する。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す実施例１は、河川又は湖池１の堤防となっている堤体２への適用例である。堤体２は、基礎地盤３上に盛土をして構築されている。この堤体２の内部に、その盛土（堤体地盤中）にセメント等の固化材を固化させて補強壁体４が構築されている。

この補強壁体４は、２つの平行な鉛直方向の鉛直壁部５ａ・５ｂと、これらの上端と中間で、両者を結ぶ２つの平行な水平方向の水平盤部６ａ・６ｂとからなり、これらが矩形格子状の断面構造をなして、堤体２の内部中央でその延長方向に連続して延びている。

本例では、２つの鉛直壁部５ａ・５ｂは、いずれも傾斜することなく鉛直に真っ直ぐ延び、その下端部が、河川又は湖池１の深さよりも深い地盤３ａまで達している。また、２つの水平盤部６ａ・６ｂは、これら２つの鉛直壁部５ａ・５ｂの間で、いずれも傾斜することなく水平に真っ直ぐ延びている。

このような補強壁体４の施工は、堤体２の天端から、小型の高圧噴射式施工機械７により高圧噴射工法にて行うことができる。補強壁体４の各鉛直壁部５ａ・５ｂを施工するには、図２に示すように、揺動するノズル８を下端に備えた噴射管９を用い、固化材であるセメントミルク（セメントスラリー）を堤体２の延長方向の両方へ高圧噴射しながら、ノズル８を壁の厚さ方向（堤体２の幅員方向）に揺動させつつ噴射管９を引き上げて、セメントミルクを堤体２の盛土に浸透固化させる。これを堤体２の延長方向に場所を変えて繰り返し、連続した各鉛直壁部５ａ・５ｂとする。その厚さはノズル８の振り幅により調整できる。

また、各水平盤部６ａ・６ｂを施工するには、図３に示すように、ノズル８を一定の角度だけ回転させて、その角度にのみセメントミルクを高圧噴射して扇形に浸透固化させ、これを繰り返して連続した各水平盤部６ａ・６ｂとする。
なお、高圧噴射工法に代えて注入工法にて施工してもよい。

図４の実施例２は、補強壁体４の２つの鉛直壁部５ａ・５ｂの間において、上中下３段の水平盤部６ａ・６ｂ・６ｃを構築し、特に下段の水平盤部６ｃを基礎地盤３に形成することで、堤体２をその底からも補強した構造としたものである。

図５の実施例３は、実施例２における２つの鉛直壁部５ａ・５ｂのうちの一方５ｂを、堤体２の片側斜面２ａ（河川又は湖池側）に沿って傾斜する斜壁部とし、堤体２内の半分（河川又は湖池側の半分）を補強したものである。

図６の実施例４は、堤体２内の全部を補強するため、鉛直壁部５ｃを一つ増やしてこれを堤体２の反対側斜面２ｂに沿って傾斜する斜壁部としたものである。

図７の実施例５は、水平盤部のない構造で、堤体２の延長方向に延びる鉛直壁部５ａと、これと直角（断面Ｔ字状）に接続して堤体２の幅員方向に延びる鉛直壁部５ｂとで補強壁体４を構成し、堤体２の延長方向に延びる鉛直壁部５ａが遮水壁を兼ねる構造としたものである。この場合、堤体２の幅員方向に延びる鉛直壁部５ｂは、堤体２の延長方向に所要の間隔をおいて、複数箇所に構築するとよい。

図８の実施例６は、２つの鉛直壁部５ａ・５ｂのうちの一方の鉛直壁部５ｂ内に、芯材となる鋼材１０を、堤体２の延長方向に所要の間隔をおいて建て込んだものである。鋼材１０を、反対側の鉛直壁部５ａにのみ建て込んだり、両方の鉛直壁部５ａ・５ｂに建て込んでもよいことは勿論である。本例の水平盤部６ａは、２つの鉛直壁部５ａ・５ｂの間で、水平方向ばかりでなく、鉛直方向にも拡がっている。

図９の実施例７は、平行な２つの鉛直壁部５ａ・５ｂと、これらの間で断面Ｘ状に交差（斜交）する鉛直壁部５ｃ・５ｄとでトラス構造の補強壁体４を構成し、このような補強壁体４を堤体２の延長方向に所要の間隔をおいて構築したものである。

図１０の実施例８は、平行な２つの鉛直壁部５ａ・５ｂと、これらの間でそれと直角に繋がり、しかも、堤体２の延長方向に所定の間隔をおいた複数の水平壁部５ｅと、図示しない水平盤部とで格子状の補強壁体を構成し、一層の強度増大を図ったものである。

上述したいずれの実施例についても、固化材であるセメントミルク（セメントスラリー）に補強繊維材を混入させて強度増加を図ることができる。図１１は、補強繊維材１１が混合した補強壁体の模式図で、セメントのみであると、圧縮力に対する抵抗は充分であっても、引っ張り力に対しては不充分であるため、引っ張り力に対しても充分な抵抗力を確保したい場合には、セメントミルクに補強繊維材を混入して噴射させる。

その場合の噴射方法として、図１２に示すように、セメントミルクと補強繊維材とを、高圧噴射式施工機械７内で事前（噴射前）に混合して噴射管９へ供給し、そのノズル８から混合状態で同時に噴射する方法と、図１３に示すように、セメントミルクと補強繊維材とを高圧噴射式施工機械７から別々に噴射管９へ供給して、ノズル８から別々に噴射し、噴射後に堤体２内で混合させる方法がある。

なお、固化材としてはセメントミルクタイプに限らず、モルタルタイプなどでもよく、その材質も限定されない。

上述した実施例は、いずれも河川又は湖池の堤防となっている堤体への適用例であるが、本発明は、図１４に示す例や図１５に示す例のように、宅地等が利用される地盤の斜面において、安定性が不足し崩壊等の恐れがあり、法面補強をする必要がある場所にも適用できる。

本発明の実施例１の構造をその施工例とともに示す断面斜視図である。 補強壁体の鉛直壁部の施工例を示す斜視図である。 補強壁体の水平盤部の施工例を示す斜視図である。 実施例２の縦断面図である。 実施例３の縦断面図である。 実施例４の縦断面図である。 実施例５の縦断面図である。 実施例６の縦断面図である。 実施例７の横断面図である。 実施例８の横断面図である。 補強繊維材を混合させた補強壁体の模式図である。 セメントミルクと補強繊維材とを混合して噴射する方法の説明図である。 セメントミルクと補強繊維材とを別々に噴射する方法の説明図である。 法面補強の適用例を示す断面図である。 同様の適用例を示す断面図である。

符号の説明

１ 河川又は湖池
２ 堤体
２ａ・２ｂ 斜面
３ 基礎地盤
４ 補強壁体
５ａ・５ｂ・５ｃ・５ｄ・５ｅ 鉛直壁部
６ａ・６ｂ・６ｃ 水平盤部
７ 高圧噴射式施工機械
８ ノズル
９ 噴射管
１０ 鋼材
１１ 補強繊維材

Claims (3)

1. 河川又は湖池の基礎地盤上で盛土により縦断面台形状の堤防となっている堤体において 、
   鉛直方向の壁部を堤体内の幅員方向に複数有する立体構造が、固化材を堤体地盤中に噴射あるいは注入により固化して補強壁体を形成したものであり、
   しかも、その補強壁体が、前記堤体下方の基礎地盤中に達するとともに、前記台形状の斜面に沿った斜壁部を含む鉛直壁部を前記堤体の延長方向に設けたことを特徴とする堤体の補強構造。
2. 補強壁体の鉛直壁部が、堤体の幅員方向及び延長方向のそれぞれにつき間隔をおいて複数構築されていることを特徴とする請求項１に記載の堤体の補強構造。
3. 補強壁体が、複数の鉛直壁部と繋がる水平方向の水平盤部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の堤体の補強構造。

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