JP5283014B2 - 斜面の地滑り防止安定化工法 - Google Patents

Description

この発明は地滑り（崩壊）の危険性がある山肌の地盤その他の斜面の地滑り防止安定化工法に関する。

従来上記のような斜面の地滑り防止策としては、斜面にコンクリート打設によって法枠を設置する法枠工法や図９（Ａ）に示すように法枠３１とアンカー３２によって法枠３１を固定する組合わせ工法や、図９（Ｂ）（この他特許文献１又は非特許文献１）に示すように地盤面に配した支圧板を介して鉄筋やボルト等のアンカー３２を打込み、その支圧板（アンカーのヘッド）間にワイヤロープ３３をネット状に張設して地滑りを防止する工法等が提案されている。

特開２００８−１０６４３２号公報

http://www.oshima.pref.hokkaido.lg.jp/ds/tmc/kakari/chisan/nonframe.htm

しかし図９（Ａ）に示す工法は強固な地滑り防止策ではあるが施工がコスト高になるほか、立木等の植生を残すことができない欠点があり、逆に同図（Ｂ）の工法は、植生を残す場合にワイヤ通過位置と立木位置が干渉する場合の問題はあるものの、斜面に立木を残すことは可能である。
しかしこの場合も地滑り防止効果を得るにはアンカーの打込み本数を多くせざるを得ない（コスト高を招かざるを得ない）割には、ワイヤ間隔（アンカーピッチ）を２〜４ｍとしても、ワイヤによる地滑り抑止力はあまり期待できない、という問題がある。
特に現状では、アンカー１本あたりの抑止力は数百ｋＮにおよび、これを支える支承構造物は、法枠工や鉄筋コンクリート版等が用いられるため、植生を残すことはできない。また、鉄筋コンクリート版等の単独構造物では、構造物間の小規模な表層崩壊を抑止することができない。

上記課題を解決するための本発明の工法は、第１に傾斜した地盤内の基盤部Ｇ ₁ と先端が接続されるアンカー体と連結される引張材１と、各引張材１の上端に取付けられ地盤Ｇ面を押圧する支圧部材２と、上記引張材１の上端又は支圧部材２に連系させて地盤Ｇ面にワイヤを網目状に張設する斜面の地滑り防止安定化工法において、上記ワイヤを所定長さのワイヤの両端を係脱自在に連結してリング状に形成した多数のワイヤリング１１を、隣接ワイヤリング１１間で互に交差させて連結してネット状に編成されたワイヤネット３とし、該ワイヤネット３を支圧部材２により地盤Ｇ側に押圧し且つ係止して固定し、前記引張材１を地盤Ｇ面において所定の間隔を介して縦横方向に多数列に配置し、隣接する列毎に配置位置を１／２ピッチずつずらして千鳥状に配置し且つ地滑り方向Ａ _１ に対し、より効率的に作用するようにより水平に近い角度で設置する斜面の地滑り防止安定化工法であって、
アンカー力Ｐによる抑止効果F _p を下記１式で示されるとき、
ワイヤネット３による抑止効果F _pN を下記２式とし、
ワイヤネット３にかかる張力P _N を下記３式として、これに耐え得る強度を持つワイヤネット３を構築することを特徴としている。
ここで、F _ｐ は目標安全率、Ｓはせん断抵抗、Ｔは地すべり力、θはアンカー材とすべり面とのなす角、tanφはすべり面粘土の内部摩擦角である。
ここでF _pN は表層すべりの目標安全率、P _N はワイヤネットの張力，ベータは表層すべり面傾斜角であり、その他サフィックスを付したものは，それぞれ表層すべりに対するものである。
ここで、Foは初期安全率である。（但し、安全則として締め付け効果は無視する。）

第２に、支圧部材２がワイヤネット３を地盤Ｇ側に押圧し又は表裏両側より挟持して押圧することを特徴としている。

第３に、支圧部材２の表面側に引張材１の上端に係止固定されて地盤側を押圧する支圧プレート６を配置することを特徴としている。

第４に、支圧部材２の地盤Ｇ面側に支圧プレート６より大きいサイズで支圧プレート６の押圧力を分散して地盤Ｇ面に押接される分散プレート８をコンクリートを現場打ちすることにより形成することを特徴としている。

第５に、支圧部材２が前記支圧プレート６と、引張材１の上端において支圧プレート６を係止して締着するナットと、支圧プレート６の裏側にあってワイヤネット３を地盤Ｇ側に押圧するネット押圧板７と、分散プレート８とを備えていることを特徴としている。

以上のように構成する本発明の工法は、従来の法枠設置や法枠とアンカーの組合せによる工法に比して低コストで普及が容易であるほか立木等の植生を残存させて斜面の地滑りや崩落，落石等の防止に資することができる。

また従来のアンカー間にワイヤをネット状に張設するものに比して、予め編成され又は現場で編成されたワイヤネットを斜面に張設し、しかもワイヤネットは支圧部材特にネット押圧板によって各アンカー位置で係止されて押圧固定されるので、支圧部材とネットの両方による地崩れや落石等が防止できる。

両端を着脱して形成されるワイヤリングによりワイヤネットを編組するので、現場での斜面の凹凸や石の存在、立木の位置等に応じて例えば凹凸状部ではその凹凸形状に応じてワイヤリングを増減しながら連結編成でき、立木のあるところでは立木位置を避けて（当該部分に孔を設けて）その周りにだけワイヤネットを張設する等の対応が可能である。
特に石等の突起物があったり、マウンドや谷が形成されたりする位置ではワイヤリングを足して山状又は谷状に形成し、ネットがたるみを生じている部分では一定数のワイヤリングを除去し除去部分をたぐり寄せて連結する等の対応ができる。
またワイヤネットは現場情況に対応して予め工場で編成して持参することも、一部又は全部を現場で編成することも可能である。

支圧部材はアンカーと共に千鳥状に配置されることにより、地滑りの発生及び挙動開始単位を効率的に細分（滑落のエネルギー量を細分）することになるので地滑り防止効果が高く、さらに分散プレートにより一層大きい範囲の地盤面を抑制することができる。

上記分散プレートは現場打ちコンクリートにより斜面の形状に沿って形成され、地滑り抑制効果をさらに高めることができる。

本発明の工法のアンカー及び支圧部材部分の拡大断面図である。 アンカー及び支圧部材部分の地滑り抑止の作用状態を示す断面図である。 アンカー及び支圧部材部分の平面的配置状態と各支圧部材間の地滑り発生単位の分布状況を模視的に示す平面図である。 アンカーヘッド部分におけるワイヤネット係止及び押圧状態を示す断面図である。 支圧部材によるワイヤネットの押圧状態を示す平面図である。 支圧部材によって押圧張設されているワイヤネットに働く平面方向の引張作用を示す平面図である。 （Ａ）はワイヤリングを構成するワイヤを、（Ｂ）はワイヤネットを構成するワイヤリングをそれぞれ示している。 本発明による地滑り抑止作用の分析用断面図である。 （Ａ），（Ｂ）はいずれも従来の斜面安定化工法の断面図で、（Ａ）は法枠とアンカーを併用した場合を、（Ｂ）は多数のアンカーとワイヤをネット状に張設した場合をそれぞれ示している。

図１〜図８はいずれも本発明の実施形態を示しており、地盤（地山）Ｇの基盤部（岩盤）Ｇ₁，の表層には図１，２に示すように地滑りを起こす可能性のある表層部Ｇ₂が形成されている。これに対し、基盤部Ｇ₁内に形成されるアンカー体（図示しない）に先端が接続されるように、地盤Ｇ内には材料，ボルト，ワイヤ，筒状部材等のいずれかからなるアンカーの引張材１が地表面から挿入されている。

引張材１の地表面側突出端側には支圧部材２が取付けられ、引張材１はアンカー体と地表面側との間で緊締され、支圧部材２により表層部Ｇ₂の表面が押圧状態で固定される。支圧部材２は地表面に沿って張設される後述するワイヤネット３を地盤面側に押圧しながら挟持し、ワイヤネット３自体も支圧部材周辺の地表面を覆う構造になっている。

支圧部材２はこの例では引張材１の上端にねじ込まれるナット（図示しない）とそのナットを覆うキャップ４，ナットの締付により引張材１を介して支圧部材２全体を地盤側に押圧する金属板製の支圧プレート６，該支圧プレート６の下側にあって前記ワイヤネット３を上下面より挟持する一対のネット押圧板７，該ネット押圧板７の下側にあって現場打ちコンクリートにより地盤表面の凹凸形状等に適合するように形成される分散プレート８とによって構成される。２枚のネット押圧板７はワイヤネットを挟持した状態で上下よりボルト９により締着固定されている。

上記支圧プレート６から下の分散プレート８迄は引張材１に貫かれており、このうち本例では支圧部材２はワイヤネット３と引張材１を除く他のすべての部材で構成されている。引張材１は１本当り例えば２７ｔ位の荷重に耐えられるような強度であり、支圧プレート６は板厚３ｃｍ位で一辺３０ｃｍ程度の正方形の鉄板，ネット押圧板７も一辺５０ｃｍ位で３ｃｍ厚の鉄板製である。

また分散プレート８はこの例では一辺１〜１．５ｍ程度の正方形で層厚２０〜３０ｃｍのコンクリート製であり、必要なら内部に鉄筋を配筋することもできる。分散プレート８は工場現場の立地と表面の凹凸状態によっては予めプレキャスト部材として準備することも可能である。また分散プレート８は地滑り防止効果を高めるために図１，２に示すように側面視Ｓ字形断面に形成してもよい。

各アンカー部の支圧部材２は一般には傾斜地盤面に直交方向に作用するように打ち込まれるが、図１，２に示すように地滑り方向Ａ₁に対しより効率的な引張作用をするようにより水平に近い角度で設置されており、図１では土圧Ｆ₁に対して分散プレート８の反力Ｆ₂が釣り合う状態が示されている。

上記アンカー及び支圧部材２は図２，図３，図６のように例えば４〜５ｍ間隔位に配列されて配置されるが、各列毎に約１／２ピッチ宛左右又は上下方向にずらされて千鳥状に配置される。

上記配置により図２に示すように上下の隣接する支圧部材２は、特に分散プレート８の端部より上向き又は下向き（図示する例では２５°〜３０°程度）に広がりを持って抑止効果を発揮する結果、その押圧範囲は地滑り抑制エリアＧＩとなり、上下に隣接する分散プレート８間の限られた部分のみが非抑制部分ＧIIとなり、この部分のみに地滑り方向Ａ₂の地滑り発生の可能性が残される。

しかし上記非抑制部ＧIIには、後述するように比較的小さい網目に形成されたワイヤネット３を被覆することにより、この被覆効果により地滑りが抑制される。

また上記のようなアンカー及び支圧部材配置は図３に示すように、その配置自体が、支圧部材２の位置関係により地滑り発生単位面積（体積）を細分化し、地滑りエネルギーを細分化しているため、地滑り自体の初期挙動が抑制され、結果として地滑りの抑止になる。

ワイヤネット３は図５，図６に示されるようにリング状に形成された多数のワイヤリング１１を互に交差させて隣接させながらネット状に連結したもので、リング径は例えば５０ｃｍ程度のものが標準サイズとなる。該ワイヤリング１１は図７（Ａ）に示すようなワイヤロープ１１ａの両端に係脱可能な係止金具１１ｂ，１１ｃを付設したものを図７（Ｂ）に示すように連結して形成したものである。

このワイヤリング１１及びこのワイヤリング１１を用いて編組したワイヤネットは、本発明者の提案に係る特開２００５−１１３４２４号公報に記載の公知のものがそのまま利用可能であり、図７（Ｂ）は上記のようにリングを形成しながらワイヤネット３を編組する状態を示している。

図５は支圧部材２によってワイヤネット３を押圧、係止した場合の平面図で、この例では支圧部材２周辺のワイヤネット３を強化するために例えば支圧部材２に掛る部分のワイヤネット部分だけ、ワイヤリング１１のワイヤ数（リング数）を２本以上の複数本にしたものを示しており、このように本実施形態のワイヤネット３は、ワイヤリング１１を任意の位置において補強することが可能である。

図６はワイヤネット３に対し上記のように支圧部材２を配置した場合の各支圧部材２部分に作用するワイヤネットへの張力の作用方向を示しており、図示するようにワイヤリング１１の連結密度にもよるが、１つのワイヤリング１１の周りに６個のワイヤリング１１を連結して配置すると、６方向の張力に強力に対応できることが明らかであり、ワイヤリング１１の連結密度を変更することにより一部又は全部のネット強度の調節ができる利点がある。

次にアンカーおよびワイヤネットによる不安定土塊の抑止機構について説明する。
アンカー力Ｐによる抑止効果F_pは、一般に次式で示される。

ここに、F_ｐは目標安全率、Ｓはせん断抵抗、Ｔは地すべり力、θはアンカー材とすべり面とのなす角、tanφはすべり面粘土の内部摩擦角である。
これに対し、ワイヤネットによる抑止効果F_pNは次式のようになる。

ここにF_pNは表層すべりの目標安全率、P_Nはワイヤネットの張力，ベータは表層すべり面傾斜角であり、その他サフィックスを付したものは，それぞれ表層すべりに対するものである。
上式より安全則として締め付け効果を無視すれば、ワイヤーネットかかる張力P_N

ここに，Foは初期安全率である。
よって、これに耐えうるだけの強度を持つワイヤネット２構築すればよい。さらにワイヤネットを押し上げる力はP_N・sinα・cosαであり、これに耐えうるだけの地盤反力があれば、ワイヤネットによる抑止力を確実に発揮できる。

１ 引張材
２ 支圧部材
３ ワイヤネット
６ 支圧プレート
７ ネット押圧板
８ 分散プレート
１１ ワイヤリング
Ｇ 地盤

Claims (5)

1. 傾斜した地盤内の基盤部（Ｇ ₁ ）と先端が接続されるアンカー体と連結される引張材（１）と、各引張材（１）の上端に取付けられ地盤（Ｇ）面を押圧する支圧部材（２）と、上記引張材（１）の上端又は支圧部材（２）に連系させて地盤（Ｇ）面にワイヤを網目状に張設する斜面の地滑り防止安定化工法において、上記ワイヤを所定長さのワイヤの両端を係脱自在に連結してリング状に形成した多数のワイヤリング（１１）を、隣接ワイヤリング（１１）間で互に交差させて連結してネット状に編成されたワイヤネット（３）とし、該ワイヤネット（３）を支圧部材（２）により地盤（Ｇ）側に押圧し且つ係止して固定し、前記引張材（１）を地盤（Ｇ）面において所定の間隔を介して縦横方向に多数列に配置し、隣接する列毎に配置位置を１／２ピッチずつずらして千鳥状に配置し且つ地滑り方向（Ａ _１ ）に対し、より効率的に作用するようにより水平に近い角度で設置する斜面の地滑り防止安定化工法であって、
   アンカー力Ｐによる抑止効果F _p を下記１式で示されるとき、
   ワイヤネット（３）による抑止効果F _pN を下記２式とし、
   ワイヤネット（３）にかかる張力P _N を下記３式として、これに耐え得る強度を持つワイヤネット（３）を構築する斜面の地滑り防止安定化工法。
   ここで、F _ｐ は目標安全率、Ｓはせん断抵抗、Ｔは地すべり力、θはアンカー材とすべり面とのなす角、tanφはすべり面粘土の内部摩擦角である。
   ここでF _pN は表層すべりの目標安全率、P _N はワイヤネットの張力，ベータは表層すべり面傾斜角であり、その他サフィックスを付したものは，それぞれ表層すべりに対するものである。
   ここで、Foは初期安全率である。（但し、安全則として締め付け効果は無視する。）
2. 支圧部材（２）がワイヤネット（３）を地盤（Ｇ）側に押圧し又は表裏両側より挟持して押圧する請求項１の斜面の地滑り防止安定化工法。
3. 支圧部材（２）の表面側に引張材（１）の上端に係止固定されて地盤側を押圧する支圧プレート（６）を配置する請求項１又は２の斜面の地滑り防止安定化工法。
4. 支圧部材（２）の地盤（Ｇ）面側に支圧プレート（６）より大きいサイズで支圧プレート（６）の押圧力を分散して地盤（Ｇ）面に押接される分散プレート（８）をコンクリートを現場打ちすることにより形成する請求項３の斜面の地滑り防止安定化工法。
5. 支圧部材（２）が前記支圧プレート（６）と、引張材（１）の上端において支圧プレート（６）を係止して締着するナットと、支圧プレート（６）の裏側にあってワイヤネット（３）を地盤（Ｇ）側に押圧するネット押圧板（７）と、分散プレート（８）とを備えている請求項３又は４の斜面の地滑り防止安定化工法。