JP5219743B2

JP5219743B2 - 擁壁

Info

Publication number: JP5219743B2
Application number: JP2008283186A
Authority: JP
Inventors: 元保糸井
Original assignee: 株式会社箱型擁壁研究所
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: RU2011114475A; WO2010052806A1; CN102203349B; CN102203349A; JP2010112010A; KR20110086689A

Description

本発明は、道路周辺、公園、運動場、宅地、崖、堤防等の各種法面における土砂の崩落を防止する擁壁に関し、詳しくは、ブロックを法面に沿って順次後退させながら積み上げて構築する擁壁に関する。

先に本願出願人は、図１０に示すように、垂直に起立した表面板５２と、表面板５２より後方へ離間して垂直に起立した控板５３と、表面板５２と控板５３とを連結する２つの繋ぎ板５４とを含むプレキャストコンクリート製の擁壁用ブロック５１を使用した擁壁を提案したところ（特許文献１、２）、広く実用化されるに至り好評を博している。表面板５２と控板５３と２つの繋ぎ板５４との間には天と底が抜けた中央空所５５ができるため、この擁壁用ブロック５１は箱型（あるいは容器型又はビン型）擁壁用ブロックと言われている。

同ブロックを使用して、図１１に示すような擁壁を施工するには、まず、法面６０の前方における現場地盤６１に掘削した溝６２に、砕石、栗石等の粗粒状の基礎材６４を敷く。その上に擁壁用ブロック５１を据付け、その表面板５２と控板５３との間（空所５６及びその上方）に表面板５２の上端レベルまで砕石、栗石等の中詰材６７を充填するとともに、控板５３と法面６０との間に表面板５２の上端レベルまで砕石、栗石等の裏込材６８を充填して一つの段を構成し、この段を下から上へ複数段にかつ階段状に積み上げて構築する。

こうして構築した擁壁は、相対的に下段の中詰材６７及び裏込材６８と上段の中詰材６７及び裏込材６８とが互いに噛み合ってせん断力を伝達することにより、擁壁用ブロック５１の移動を防止する。従って、モーメントは伝達されず、またブロックに作用する軸力はコンクリート同志が接面を有するものではないことから荷重の分散が図られ、支持地盤に対する負担は小さい。よって、この擁壁は多少の変状や沈下に対しても安定性を保つ。現にこの擁壁は全国各地に約１７７０件施工されているが、地震被災地周辺での崩壊事故は確認されていないことから、高い耐震性を備えていると推察される。

なお、特許文献３には、前壁と傾斜した後壁と左右側壁とから形成された擁壁用ブロックが記載されている。これは、下段の擁壁用ブロックの後壁に上段の擁壁用ブロックの後壁を当接するように載せて、擁壁を構築するものであり、本発明とは構成も効果も異なるものである。
実用新案第２２１０８４６号公報特許第２８５８０７９号公報特開２００２−２１２９６５号公報

ところが、上記の特許文献１、２の擁壁であっても、背面土圧抵抗に改善の余地があるとか、法面の背面土が陥没すると裏込材のうちの広範囲の部分が追従して上段ブロックが変状・傾斜することがあるとか、つま先（表面板側）に大きな反力（鉛直土圧）が生じてバランスが良くないとか、という問題があった。詳しくは、図４〜図９の各（ｂ）図により、実施例との比較において後述する。

そこで、本発明の目的は、背面土圧抵抗を増大させることができ、法面の背面土が陥没しても上段ブロックの変状・傾斜が起きにくく、つま先（表面板側）とかかと（控板側）に生じる反力（鉛直土圧）とのバランスが改善されて、比較的安定していない土質地盤にも適用しやすい擁壁を提供することにある。

本発明に係る擁壁は、垂直に起立した表面板と、表面板より後方へ離間した位置で上側が後傾するように傾斜して表面板より低く起立した控板と、表面板より低く起立し表面板の左右方向中間部と控板の左右方向中間部とを連結した繋ぎ板とを含、表面板の高さ：控板の垂直高さ：控板の前面下端と表面板の後面との間隔の三項比が１：０．５：１である擁壁用ブロックが用いられ、
擁壁用ブロックが法面の前方位置に左右に並べて据付けられ、その表面板と控板との間に表面板の上端レベルまで砕石よりなる中詰材が充填され、且つ、その控板と法面の背面土との間に表面板の上端レベルまで砕石よりなる裏込材が充填されることによって一つの段が構成され、
前記段の控板及び繋ぎ板の上端には当接することなく、前記段の中詰材及び裏込材の上に、次の段の擁壁用ブロックが法面に沿って後退させて左右に並べて据付けられ、その表面板と控板との間に表面板の上端レベルまで粒状体よりなる中詰材が充填され、且つ、その控板と法面の背面土との間に表面板の上端レベルまで粒状体よりなる裏込材が充填されることによって次の段が構成されて、
何れの段においても、砕石の持つせん断抵抗角４５°で控板の前上縁から前上方へ延びるせん断抵抗線が上段の擁壁用ブロックの表面板の背面にかかるように、構築されたものである。

ここで、控板の後傾の傾斜角度は、特に限定されないが、水平面に対して５５〜７０度が好ましく、６０〜６５度がより好ましい。５５度未満では、控板の背面側に入る粒状体よりなる裏込材の充填・転圧が困難になる。７０度を超えると、本発明の効果が減少する。

控板の上端高さと、繋ぎ板の少なくとも上段ブロックがオーバーラップする後半部分の上端高さは、表面板の上端高さの１／２であることが好ましい。

「中詰材」「裏込材」としては、砕石が使用され、全部又は主要部が単粒度砕石（Ｓ−４０以上）であることが好ましい。中詰材と裏込材とは、同じものでも別のものでもよい。

本発明の擁壁によれば、背面土圧抵抗を増大させることができ、法面の背面土が陥没しても上段ブロックの変状・傾斜が起きにくく、つま先（表面板側）とかかと（控板側）に生じる反力（鉛直土圧）とのバランスが改善されて、比較的安定していない土質地盤にも適用しやすい、という優れた効果を奏する。

垂直に起立した表面板２と、表面板２より後方へ離間した位置で上側が後傾するように傾斜して表面板２より低く起立した控板３と、表面板２より低く起立し表面板２の左右方向中間部と控板３の左右方向中間部とを連結した一対の繋ぎ板４、４とを含む擁壁用ブロック１が用いられ、
擁壁用ブロック１が法面１０の前方位置に左右に並べて据付けられ、その表面板２と控板３との間に表面板２の上端レベルまで中詰材１７が充填され、且つ、その控板３と法面１０の背面土１５との間に表面板２の上端レベルまで裏込材１８が充填されることによって一つの段が構成され、
前記段の控板３及び繋ぎ板４，４の上端には当接することなく、前記段の中詰材１７及び裏込材１８の上に、次の段の擁壁用ブロック１が法面に沿って後退させて左右に並べて据付けられ、その表面板２と控板３との間に表面板２の上端レベルまで中詰材１７が充填され、且つ、その控板３と法面１０の背面土１５との間に表面板２の上端レベルにまで裏込材１８が充填されることによって次の段が構成されて、構築された擁壁。

図１及び図２は本発明を具体化した実施例の擁壁を示しており、まずこの擁壁に使用する擁壁用ブロック１について説明する。この擁壁用ブロック１は、図３に示すように、垂直に起立した表面板２と、表面板２より後方へ離間した位置で上側が後傾するように傾斜して表面板２より低く起立した控板３と、表面板２より低く起立し表面板２の左右方向中間部と控板３の左右方向中間部とを連結した一対の繋ぎ板４、４とが、コンクリートで一体的にプレキャストされてなるものである。なお、本実施例において以下に挙げる各部の寸法は例示であり、適宜変更できる。

表面板２は、左右幅約２０００ｍｍ、高さ約１０００ｍｍ、厚さ約１２０ｍｍの長方形板であり、その表面には例えば石垣模様、溝模様等の模様が設けられ、左右の側端面の上部及び下部には、水抜きスリット形成用の浅い凹部５が形成されている。

控板３は、幅約１８６０ｍｍ、垂直高さ約５００ｍｍ、厚さ約１２０ｍｍの長方形板である。控板３の前面及び後面の後傾の傾斜角度は水平面に対して６０〜６５度（勾配は約５分）である。控板３の上端面及び下端面は例えば水平であるが、上端面は後側が下に傾斜していてもよい。控板３の前面下端と表面板２の後面との間隔は約１０１０ｍｍであり、これは従来例の擁壁用ブロック５１の控板５３の前面と表面板２の後面との間隔と同じである。しかし、前記後傾により、控板３の前面上端と表面板２の後面との間隔は約１２６０ｍｍであり、これは従来例の擁壁用ブロック５１の控板５３の前面と表面板２の後面との間隔よりも約２５０ｍｍ拡大している。

一対の繋ぎ板４，４はそれぞれ、前後長さが下端で約１０１０ｍｍ・上端で約１２６０ｍｍ、上段ブロックがオーバーラップする後半部分の高さが約５００ｍｍ、表面板２に結合する前半部分（補強部４ａ，４ａとなっている）の高さが約９００ｍｍ、厚さが約１００ｍｍの板である。

控板３及び繋ぎ板４，４の各下端面は、表面板２の下端面と同じレベルに合わせられているので、控板３及び繋ぎ板４，４（補強部４ａ，４ａを除く）の各上端面は表面板２の上端面に対して略１／２の高さレベルにある。また、両繋ぎ板４，４は左右に約１０００ｍｍの相互間隔をおいて平行に対峙しており、その中央位置と表面板２の左右方向中央位置と控板３の左右方向中央位置とは前後に合わせられている。従って、各繋ぎ板４，４の外側面に対し、表面板２は近い方の側端面までが約４００ｍｍ突出しており（突出部２ａ）、控板３は近い方の側端面までが約３３０ｍｍ突出している（突出部３ａ）。

本実施形態の場合、表面板２と控板３との間の空所６は、表面板２と控板３と一対の繋ぎ板４、４とで囲まれた平面四角形（本例では略正方形）の中央空所７と、各繋ぎ板４，４の外側方において前記表面板２の突出部２ａと前記控板３の突出部３ａと各繋ぎ板４，４とで囲まれた平面コ字形の側部凹所８とからなる。なお、擁壁用ブロック１の重さは約１３００ｋｇである。

さて、本実施例の擁壁は次のように構築されている。まず、背面土１５で構成される法面１０の直ぐ前方における現場地盤１１には開口前後幅１５００〜２０００ｍｍ、底前後幅１０００〜１５００ｍｍ、深さ２００〜５００ｍｍの溝１２が掘削され、該溝１２の中に、ジオテキスタイル１３で巻き囲んだ粗粒状の基礎材１４が敷設されている。基礎材１４には、例えば単粒度砕石（Ｓ−４０以上）が用いられている。ジオテキスタイル１３には、例えば高密度ポリエチレン樹脂よりなり、基礎材１４の平均粒径より小さくかつ基礎材１４の一部が突出可能な大きさの網目単位を持つジオグリッドが用いられている。こうして、ジオテキスタイル１３により基礎材１４の動きを拘束すると、不測の湧水、大雨、鉄砲水等が起きても、基礎材１４の流出ひいては擁壁の弱体化を防ぐことができる。

この基礎材１４の上には、最下段（１段目）を構成する複数の擁壁用ブロック１が左右に並べて据付けられている。隣り合う擁壁用ブロック１の浅い凹部５の同士間にはスリットが形成され、擁壁の内部に過剰に貯まる水を正面側へ抜くことができる。表面板２と控板３との間（空所６（前記のとおり中央空所７及び側部凹所８）及びその上方）には、表面板２の上端レベルまで中詰材１７が充填されて締め固められている。また、その控板３と法面１０の背面土１５との間には、表面板２の上端レベルまで裏込材１８が充填されて締め固められている。後述する背面線（図４）が中詰材１７と裏込材１８との境である。中詰材１７と裏込材１８には、例えば単粒度砕石（Ｓ−４０以上）が用いられている。こうして１段目（最下段）が構成されている。なお、図２及び図４〜図９では、見易さと作図の便宜のために、中詰材１７及び裏込材１８について、それぞれの外縁部のもののみ粒状に記載し、内部のものは記載を省略している。

前記１段目の控板３及び繋ぎ板４，４の上端には当接することなく、前記１段目の中詰材１７及び裏込材１８の上に、次の段の擁壁用ブロック１が法面１０に沿って後退させて左右に並べて据付けられ、その表面板２と控板３との間の（空所６（７，８）及びその上方）に表面板２の上端レベルまで中詰材１７が充填され、且つ、その控板３と法面１０の背面土１５との間に表面板２の上端レベルまで裏込材１８が充填されて締め固められている。こうして２段目が構成されている。

そして、前記２段目の上に順次３段目以降が２段目と同様に構成されるとともに積み上げられて、複数段（例えば４段〜３０段）よりなる本実施例の擁壁が構築されている。図示例の法面１０（及びこれに沿った擁壁）は勾配が約５分（６０〜６５度）であるから、擁壁用ブロック１は、相対的に下段の表面板２に対して相対的に上段の表面板２が約５００ｍｍ後退して位置するように、階段状に据付けられる。

以上のように構成された本実施例の擁壁によれば、相対的に下段の中詰材１７及び裏込材１８と上段の中詰材１７及び裏込材１８とが互いに噛み合ってせん断力を伝達することにより擁壁用ブロック１の移動を防止するのに加え、さらに次の作用効果（１）〜（６）が得られる。

（１）図４（ｂ）に示す従来例の擁壁用ブロック５１の控板５３の背面線（控板５３の背面上端から延びる仮想垂直線）と比べて、図４（ａ）に示す本実施例の擁壁用ブロック１の控板３の背面線（同じく控板３の背面上端から延びる仮想垂直線）は、控板３の上側後傾により後方へ約２５０ｍｍ変位している。これにより、５分勾配の場合、上段の擁壁用ブロックの荷重を受ける摩擦面が、従来例では図４（ｂ）に太線で示すように、表面板２の前面から後方へ約７５０ｍｍまでの前後幅となるのに対し、本実施例では図４（ａ）に太線で示すように、表面板２の前面から後方へ約１０００ｍｍまでの前後幅となる。すなわち、本実施例では摩擦面の面積が大きくなるため、砕石の摩擦が増えて、従来例よりも背面土圧抵抗が増大する。

（２）図５（ｂ）に示すように、従来例では法面６０の背面土６５が陥没すると、太線で囲まれたハッチング範囲の裏込材６８が追従して、上段の擁壁用ブロック５１が変状・傾斜することが多くあった。これに対し、図５（ａ）に示すように、本実施例では法面１０の背面土１５が陥没しても、これに追従する裏込材１８の量は、控板３の上側後傾により太線で囲まれたハッチング範囲に減少するので、上段の擁壁用ブロック５１の変状・傾斜が起きにくい。単粒度砕石は荷重をかけると、ある程度の高さにおいて垂直にその壁の線を保つ。

（３）図６（ｂ）に示す従来例に比較して、図６（ａ）に示す本実施例では、控板３の上側後傾により上載荷重を受ける面積と容量が増大し、アンカー効果を増大させるため、背面側からの土圧に対して抵抗が大きくなる。

（４）図７（ｂ）に反力分布を示すように、従来例ではつま先に大きな反力（鉛直土圧）が生じていたが、図７（ａ）に反力分布を示すように、本実施例では、背面側へ従来例より多く控板３側に荷重がかかるため、かかとに荷重が増えることでバランス良く作用する。これにより、比較的安定していない土質地盤にも適用しやすくなる。

（５）砕石の持つせん断抵抗角を４５°と仮定した場合（実際は石の硬さや大きさ又その配合に左右されるが）、図８（ｂ）に示すように、従来例では控板５３が垂直のため、せん断抵抗線が上段の擁壁用ブロック５１の一部（表面板２の下端面）にしかかからず、背面側よりの土圧に対してはブロックの下端の水平線部分の砕石のせん断抵抗のみである。これに対し、図８（ａ）に示すように、本実施例では上部ブロックの下端の３０％ほど中にせん断抵抗線が入って上部ブロックの表面板２の背面にかかり、背面土圧に対する抵抗がより増大する。

（６）表面板が、自然土圧である背面土圧や、地震時の強い曲げ荷重を受けた時、控板は表面板が前に動かないように抵抗する役目であるが、図９（ｂ）に示す従来例に比較して、図９（ａ）に示す本実施例では、せん断抵抗線内にある中詰材１７の砕石（太線で囲まれたハッチング範囲）が増えることで抵抗値が増大する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して具体化することもできる。

本発明の実施例に係る擁壁の斜視図である。同擁壁の断面図である。同擁壁に使用する擁壁用ブロックの斜視図である。擁壁における摩擦面を示す、（ａ）は同実施例の部分側面図、（ｂ）は従来例の部分側面図である。擁壁における背面土陥没に追従しやすい充填材範囲を示す、（ａ）は同実施例の部分側面図、（ｂ）は従来例の部分側面図である。擁壁におけるアンカー効果範囲を示す、（ａ）は同実施例の部分側面図、（ｂ）は従来例の部分側面図である。擁壁における鉛直土圧分布を示す、（ａ）は同実施例の部分側面図、（ｂ）は従来例の部分側面図である。擁壁におけるせん断抵抗角を示す、（ａ）は同実施例の部分側面図、（ｂ）は従来例の部分側面図である。擁壁における砕石範囲の増加を示す、（ａ）は同実施例の部分側面図、（ｂ）は従来例の部分側面図である。従来例に使用する擁壁用ブロックの斜視図である。従来例に係る擁壁の断面図である。

符号の説明

１擁壁用ブロック
２表面板
３控板
４繋ぎ板
６空所
１０法面
１５背面土
１７中詰材
１８裏込材

Claims

垂直に起立した表面板と、表面板より後方へ離間した位置で上側が後傾するように傾斜して表面板より低く起立した控板と、表面板より低く起立し表面板の左右方向中間部と控板の左右方向中間部とを連結した繋ぎ板とを含み、表面板の高さ：控板の垂直高さ：控板の前面下端と表面板の後面との間隔の三項比が１：０．５：１である擁壁用ブロックが用いられ、
擁壁用ブロックが法面の前方位置に左右に並べて据付けられ、その表面板と控板との間に表面板の上端レベルまで砕石よりなる中詰材が充填され、且つ、その控板と法面の背面土との間に表面板の上端レベルまで砕石よりなる裏込材が充填されることによって一つの段が構成され、
前記段の控板及び繋ぎ板の上端には当接することなく、前記段の中詰材及び裏込材の上に、次の段の擁壁用ブロックが法面に沿って後退させて左右に並べて据付けられ、その表面板と控板との間に表面板の上端レベルまで粒状体よりなる中詰材が充填され、且つ、その控板と法面の背面土との間に表面板の上端レベルまで粒状体よりなる裏込材が充填されることによって次の段が構成されて、
何れの段においても、砕石の持つせん断抵抗角４５°で控板の前上縁から前上方へ延びるせん断抵抗線が上段の擁壁用ブロックの表面板の背面にかかるように、構築された擁壁。