JP5437149B2

JP5437149B2 - 擁壁土留構造体とその設置方法

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Publication number: JP5437149B2
Application number: JP2010100202A
Authority: JP
Inventors: 雅人稲岡
Original assignee: Hirose and Co Ltd
Current assignee: Hirose and Co Ltd
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: JP2011231466A

Description

本発明は仮設用又は本設用に適用できる擁壁土留構造体とその設置方法に関するものである。

盛土して工事用道路を構築したり、傾斜地を平らに均して造成する場合には、盛土側面の崩壊を防止する必要がある。

盛土の自重を利用した盛土側面の崩壊防止手段として、土留壁板の下部を地中に埋め込み、土留壁板の中間に板状の底の一端をＴ字形に接続し、土留壁板の上端部と底板の端部の間を斜めに引張材で連結し、土留壁板に作用する土圧を底板に作用する盛土の載荷重で対抗するようにした重力式の擁壁土留構造体が特許文献１に開示されている。

また運搬性と施工性を改善した擁壁土留構造体が特許文献２に開示されている。この擁壁土留構造体は縦支柱材、水平梁材および両材の間を連結する斜材よりなる組立式のＬ型支柱体と、Ｌ型支柱体の縦支柱材の間に取付けた壁面材とから構成し、現場で組立てた複数のＬ型支柱体を間隔を隔てて設置した後に、壁面材を取付け、最後に壁面材の背面側に盛土を形成するものである。

特開２００４−１８３４２７号公報特開２００７−１６９９２１号公報

従来の盛土側面の崩壊防止手段にはつぎのような問題点がある。
（１）特許文献１に開示された擁壁土留構造体では、支柱を兼ねた土留壁板を地中へ建て込み、つぎに平板を設置し、最後に引張材で連結するといったように、現場における土留構造体の設置に多くの時間と労力を要する。
土留構造体を撤去する場合も同様の問題がある
（２）さらに特許文献１に開示された擁壁土留構造体にあっては、盛土が土留壁板に直接触れるため土留壁板の土圧負担が大きいだけでなく、引張材を介した底板の荷重負担も大きくなる。
そのため、土留壁板の全体強度を高めるとともに、底板の剛性を高めて高強度に形成する必要がある。
（３）土留壁板の近くの盛土を転圧する際、引張材が転圧作業の邪魔となり、十分な締め固めができない。
無理に土留壁板の近くの不安定な盛土を転圧すると、転圧ローラの転落事故を引き起こす危険がある。
（４）特許文献２に開示された擁壁土留構造体は、支柱の建て込みを省略できるものの、盛土に埋設された水平梁材の載荷重が小さい。
そのため、壁面材に作用する土圧によって擁壁土留構造体が転倒したり横滑りしやすい。
（５）特許文献２に開示された土留構造体も特許文献１と同様に、壁面材の近くの盛土を十分に締め固めできず、転圧作業中に転圧ローラの転落事故を引き起こすおそれがある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、少なくともつぎの一つの擁壁土留構造体その設置方法を提供することにある。
（１）擁壁土留構造体の設置と撤去が容易であること。
（２）薄壁材と支柱ユニットの土圧負担を低減できること。
（３）支柱ユニットの転倒と横滑りを効果的に防止すること。
（４）盛土の転圧を安全に行えること。

本発明は、盛土の土圧を支持しつつ盛土側面の崩壊を防止する擁壁土留構造体であって、少なくとも板状の薄壁材と、間隔を隔てて配置し、縦柱と受圧敷桁とよりなるＬ字形を呈する複数の支柱ユニットと、前記受圧敷桁の受圧面積よりも大きい平面積を有する複数の土のうブロックとを具備し、隣り合う受圧敷桁に土のうブロックの一部を載置して起立させた縦柱の間に前記薄壁材を取り付け、土のうブロックの背面側に構築した盛土の土圧を、現地地盤に接地させた前記複数の土のうブロックで支持するようにしたものである。
前記の擁壁土留構造体において、前記支柱ユニットは滑り止め手段を有し、該滑り止め手段を受圧敷桁の下部両側に水平に向けて突設した一対の係止腕と、受圧敷桁の両側に打設した支持杭とにより構成する。
前記した何れかの擁壁土留構造体において、土のうブロックの平面積が受圧敷桁の受圧面積より大きい立方体、直方体、又はこれらに近い形状を呈している。
前記した何れかの擁壁土留構造体において、複数の土のうブロックを列状に敷設するか、または複数の土のうブロックを上下に段積みするか平積みする。

また本発明は、前記した何れかの擁壁土留構造体の施工方法であって、間隔を隔てて複数の支柱ユニットを設置し、前記支柱ユニットの受圧敷桁に土のうブロックの一部を載置して起立させた縦柱の間に薄壁材を取り付け、盛土の土圧を現地地盤に接地させた土のうブロックで支持するように土のうブロックの背面側に盛土を構築する。

本発明は少なくともつぎひとつの効果を奏する。
（１）擁壁土留構造体をユニット化した複数の支柱ユニットと複数の土のうブロック等で構成するので、短期間に擁壁土留構造体の設置と撤去が容易に行える。
（２）土のうブロックで盛土の土圧を支持して、薄壁材と支柱ユニットの縦柱に対して盛土の土圧が伝わらないため、薄壁材と支柱ユニット壁材の土圧負担を著しく低減できる。
（３）支柱ユニットが滑り止め手段を有することで支柱ユニットの横滑りを防止できるとともに、土のうブロックを載置して支柱ユニットを重力式に構成できるので支柱ユニットの転倒を効果的に防止できる。
（４）盛土の側面を複数の土のうブロックで支持できるので、盛土の周縁部を転圧ローラが走行しても転落の心配がない。そのため、盛土の周縁部を十分に締め固めできる。
（５）従来と比べて壁面材である薄壁材と支柱ユニットの強度負担が小さくなるから、薄壁材および支柱ユニットの全体強度を低強度に設定できる。
（６）支柱ユニットの滑動力を低減できるから、支柱ユニットを構成する受圧敷桁の簡素化を図ることができる。
（７）既述した支柱ユニットの剛性低減効果に伴い、支柱ユニットを構成する部品点数の削減が図れるとともに、薄壁材および支柱ユニットに仮設リース材を使用すれば更なる経済化を図ることができる

本発明の実施例に係る擁壁土留構造体の斜視図擁壁土留構造体の断面図支柱ユニットの設置工程を示す説明図土のうブロックの敷設工程を示す説明図一部を省略した擁壁土留構造体の平面図本発明の変形例１に係る擁壁土留構造体の部分断面図本発明の変形例２に係る支柱ユニットの一部を破断した部分拡大図

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。

＜１＞擁壁土留構造体全体の概要
図１に盛土１０の土圧を支持しつつ盛土側面の崩壊を防止する擁壁土留構造体の一例を示し、図２に擁壁土留構造体の断面図を示す。

本発明に係る擁壁土留構造体は、少なくとも薄壁材２０、縦柱３１と受圧敷桁３２とよりなるＬ字形を呈する複数の支柱ユニット３０、および支柱ユニット３０に搭載する複数の土のうブロック４０を具備していて、間隔を隔てて設置した複数の支柱ユニット３０の受圧敷桁３２に土のうブロック４０を載置して重量を付与するとともに、隣り合う縦柱３１の間に薄壁材２０を取付けて構成する。
本発明では盛土１０を土のうブロック４０の背面側に構築し、盛土１０の背面土圧を複数の土のうブロック４０で支持する。

尚、図２において符号１１は土のうブロック４０および盛土１０の天端を被覆した鋼板やアスファルト層等の覆工層であり、図５において符号１２は薄壁材２０の背面と土のうブロック４０の前面の間に充填した土砂等の裏込材である。
以下に擁壁土留構造体の主要な構成部材について説明する。

＜２＞薄壁材
薄壁材２０は、複数の土のうブロック４０の周囲を覆う壁面材で、例えば金属、樹脂、コンクリート等の各種素材からなる公知の壁面パネルや板材が使用可能である。
本例では薄壁材２０に横矢板を使用し、支柱ユニット３０を構成する縦柱３１の背面側、又は前面フランジ間に横矢板を横架する場合について説明する。

本発明では薄壁材２０に盛土１０の背面土圧が直接作用しないが、薄壁材２０の背面と土のうブロック４０の前面との間に充填した裏込材１２の小さな側圧が作用する。そのため、薄壁材２０はこの側圧に対抗できるだけの強度を有していればよい。

＜３＞支柱ユニット
支柱ユニット３０は薄壁材２０を取付けるためのＬ字形を呈する重力式の支柱で、縦柱３１と受圧敷桁３２と補強材３３とを具備する。
縦柱３１、受圧敷桁３２および補強材３３は例えばＨ鋼等の鋼材からなり、縦柱３１および受圧敷桁３２を構成する鋼材をＬ字形に付き合せ、その接合部を螺着、溶接、又はブルマン等の締結治具による連結により固着するとともに、接合部の内側角部に補強材３３を構成する鋼材を同様の方法で固着して支柱ユニット３０を形成する。

支柱ユニット３０は更に滑り止め手段を有する。
本例の滑り止め手段は、受圧敷桁３２の下部両側に水平に向けて突設した一対の係止腕３４，３４と、受圧敷桁３２の両側に打設した支持杭３５とにより構成する。
支持杭３５を支柱ユニット３０と一体の係止腕３４，３４に当接させることで、支柱ユニット３０の滑動を防止する。

支柱ユニット３０は滑り止め手段は例示した以外に、受圧敷桁３２の下面に突起状のスパイクを一体に形成したり、受圧敷桁３２のフランジを貫通させてピン止めしたりしてもよい。

＜４＞土のうブロック
土のうブロック４０は支柱ユニット３０に重量を付与して支柱ユニット３０の転倒を防止する機能と、盛土１０の土圧を支持して薄壁材２０と支柱ユニット３０へ盛土１０へ作用する背面土圧を遮断する機能を併有するもので、土砂等の中詰材４２を袋体４１に封入して構成する。
土のうブロック４０はその平面積が支柱ユニット３０の受圧敷桁３２の受圧面積よりも大きく、その全体形状は敷設したときに間に隙間を生じにくい立方体、直方体、又はこれらに近い形状を呈している。
土のうブロック４０容積とその重量は設置現場の状況と使用目的等を考慮して適宜選択する。

中詰材４２を収容する袋体４１は破れ難いシートで製作した大型の袋体で、吊り上げ移動が可能公知の「トンバック」と呼ばれる大型土嚢用の角形袋を使用できる。
中詰材４２は土砂や砂が最適であるが、土砂以外に骨材や各種の産業廃棄物を粒状にした固形物を使用してもよい。

［施工方法］
図２〜図５に基づき上記した擁壁土留構造体の施工方法について説明する。

＜１＞支柱ユニットの設置
図３は支柱ユニット３０の設置工程を示す説明図で、受圧敷桁３２が現地地盤に接地し、縦柱３１が直立するように、現地地盤に間隔を隔ててＬ字形の支柱ユニット３０を配置する。
つぎに受圧敷桁３２の両側に支持杭３５を打設して、支柱ユニット３０を位置決めする。この際、支持杭３５を係止腕３４に当接させて支柱ユニット３０の滑動を阻止する。

＜２＞薄壁材の取付け
隣り合う各支柱ユニット３０の縦桁３１の背面間に薄壁材２０を横架して取付けて、隣り合う各支柱ユニット３０の縦桁３１と縦桁３１の空間を封鎖する。

＜３＞土のうブロックの敷設
図４は土のうブロック４０の敷設工程を示す説明図で、位置決めを完了した各支柱ユニット３０の受圧敷桁３２に順次載置しながら、土のうブロック４０を敷設して薄壁材２０の背面側に連続した堤体を形成する。
土のうブロック４０の敷設にあたり、土のうブロック４０相互間が隙間なく密着するように、支柱ユニット３０の配置間隔と土のうブロック４０の寸法が関係付けられている。

本例では土のうブロック４０を受圧敷桁３２の上に前後二列に列設した形態を示すが、土のうブロック４０の列設数は一列以上であればよく、また上下に段積みしてもよい。土のうブロック４０の列設数や段数は構築予定の盛土１０の背面土圧等を考慮して適宜選択する。

薄壁材２０の背面と、複数の土のうブロック４０の境界部の前面側の間に隙間を生じるので、この隙間に土砂等の裏込材１２を投入して空間を解消しておく（図５）。

敷設を終えた土のうブロック４０の側面は、袋体４１により中詰材４２が拘束されるため、崩れ落ちたり側方へ膨張変形したりすることがない。
したがって、薄壁材２０に対して土のうブロック４０の側圧（土圧）はほとんど作用しない。
また、土のうブロック４０の下部中央は、その自重により受圧敷桁３２を抱かかえるように変形するが、下部のその他の部位は現地地盤に接地する。

土のうブロック４０の敷設に伴い、土のうブロック４０の重量が受圧敷桁３２に負荷するため、支柱ユニット３０の起立姿勢が安定する。

以上説明したように、予めユニット化して作製した土のうブロック４０を簡易クレーン等で効率よく敷設できるだけでなく、先行して行う支柱ユニット３０の設置作業および薄壁材２０の設置作業と並行してユニット化した土のうブロック４０の敷設作業を行なえるため、短期間で効率よく施工できる。

＜４＞盛土工
図２，５に示すように擁壁土留構造体を構成する複数の土のうブロック４０の背面側に土のうブロック４０の全高まで土砂を投入して盛土１０を構築する。
盛土１０の構築方法は従来と同様であり、土砂の巻き出し作業と転圧作業を４０〜５０ｃｍの層厚の単位で繰り返して行う。
盛土１０の転圧時に発生する横向きの土圧は、複数の土のうブロック４０の重量により支持されて薄壁材２０へは伝わらない。

従来は盛土の周縁部が崩落しやすいために十分な締め固めができなかったが、本発明では盛土１０の側面を複数の土のうブロック４０で支持できるので、盛土１０の周縁部を転圧ローラが走行しても転落の心配がない。そのため、盛土１０の周縁部を十分に締め固めできる。

盛土１０の構築を終了したら、土のうブロック４０および盛土１０の天端に跨って連続した覆工層１１を形成する。覆工層１１は使途に応じてアスファルト舗装や敷設鉄板等を選択する。
このようにして構築した盛土１０は永久構造物、或いは仮設構造物として利用する。

＜５＞盛土の背面土圧について
図示を省略するが、薄壁材２０の背面に直接土砂を投入して盛土１０を構築すると、縦柱３１と薄壁材２０に大きな土圧が直接作用する。
そのため、薄壁材２０や支柱ユニット３０を高強度に設計する必要があるだけでなく、支柱ユニット３０が前方へ転倒する危険がある。

本発明では上記の事態を回避するため、盛土の１０の背面土圧が薄壁材２０と縦柱３１へ直接伝わらないように、土のうブロック４０によって盛土の１０の背面土圧を遮断する構造とした。

図２に基づいて、盛土１０の背面土圧の支持方法について詳しく説明する。
複数の土のうブロック４０に対して盛土１０の主働土圧ＰA₁が働き、土のうブロック４０は盛土１０に対して受働土圧ＰP₁が働く。

本発明では、土のうブロック４０の受働土圧ＰP₁が盛土１０の主働土圧ＰA₁に卓越するように、土のうブロック４０の重量を設定してある。
したがって、盛土１０の背面土圧を土のうブロック４０により支持できるから、盛土の１０の背面土圧が薄壁材２０と縦柱３１へは伝わらない。

＜６＞裏込材の側圧について
図２に基づいて、裏込材１２の側圧（土圧）の支持方法について説明する。
薄壁材２０に対しては、図５に示した裏込材１２の側圧（土圧）のみが作用する。

具体的には、薄壁材２０に対しては裏込材１２の主働土圧ＰA₂が働き、薄壁材２０と一体の支柱ユニット３０の支持杭３５には受働土圧ＰP₂が働く。
本発明では、支持杭３５の受働土圧ＰP₂が裏込材１２の主働土圧ＰA₂に卓越するように、支持杭３５の本数と打設深さを設定してある。

そのため、土支持杭３５により裏込材１２の主働土圧ＰA₂を支持できるから、支柱ユニット３０の滑動を確実に防止でき、しかも裏込材１２の主働土圧ＰA₂そのものが小さいため、支持杭３５の設置本数が少なくて済む。
さらに、従来と比べて壁面材である薄壁材２０と支柱ユニット３０の強度負担が小さくなるから、薄壁材２０および支柱ユニット３０の低強度に設定できる。

＜７＞支柱ユニットの転倒について
図示を省略するが、土のうブロック４０に代わって薄壁材２０の背面に直接土砂を投入して盛土１０を構築した場合には、縦柱３１と薄壁材２０に作用する盛土の背面土圧に対し、受圧敷桁３２の真上に位置する土砂の重量だけでは支えきれずに支柱ユニット３０が転倒する危険がある。

これに対して本発明では、支柱ユニット３０に受圧敷桁３２の受圧面積を越えた土のうブロック４０の重量が作用するため、支柱ユニット３０が転倒する危険がなくなる。

支柱ユニット３０の転倒防止作用は、土のうブロック４０の重量に影響を受けるものの、支柱ユニット３０の自重や受圧敷桁３２の全長に影響を受けにくい。
そのため、支柱ユニット３０を構成する鋼材の断面を小さくしたり、受圧敷桁３２の全長を短くできて経済的である。

［盛土の撤去方法］
仮設構造物として利用した擁壁土留構造体は、構築作業と逆に盛土１０を掘削して撤去した後、土のうブロック４０、薄壁材２０、および支柱ユニット３０の順序で撤去する。
このように、本発明では擁壁土留構造体を効率よく構築できるだけでなく、撤去する場合も短期間で効率よく撤去することができる。

［変形例１］
以降に変形例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図６は土のうブロック４０を多段的に積上げたときの変形例を示した擁壁土留構造体の上部の縦断面図を示したものである。

本例は土のうブロック４０を水平に横断する長さの引張材４３と支圧板４４を使用して、上位の土のうブロック４０を保持したものである。
引張材４３は鋼棒やロープケーブル等の引張体力に優れた素材からなり、その一端（左端）を支柱ユニット３０の縦柱３１に固定し、他端を支圧板４４に貫通して固定する。
引張材４３は隣接する土のうブロック４０の間を這わすか、土のうブロック４０を貫通して配置する。
引張材４３の固定にあたり、引張材４３を緊張して定着すると土のうブロック４０の安定性が増す。

本例にあっては、支柱ユニット３０の縦柱３１と支圧板４４の間で上位の土のうブロック４０を保持して安定した姿勢を維持できるので、複数の土のうブロック４０を多段的に積上げる場合に有効である。

［変形例２］
図７に支柱ユニット３０の変形例を示す。
本例に係る支柱ユニット３０は、Ｌ字形に接合した縦柱３１と受圧敷桁３２の角部の間に鋼材を加工して製作した補強材３３を配置し、各鋼材の間をボルト止めして連結したものである。
本例の支柱ユニット３０も滑り止め手段を有することは先の実施例１と同様である。

支柱ユニット３０の縦柱３１と受圧敷桁３２を構成する鋼材の組合せは図示した形態に限定されず、公知の断面形の鋼材の組合せが可能である。
補強材３３についても同様に公知の断面形の鋼材を使用できる。

１０・・・盛土
１１・・・覆工層
２０・・・薄壁材
３０・・・支柱ユニット
３１・・・縦柱
３２・・・受圧敷桁
４０・・・土のうブロック
４１・・・袋体
４２・・・中詰材

Claims

盛土の土圧を支持しつつ盛土側面の崩壊を防止する擁壁土留構造体であって、
少なくとも板状の薄壁材と、
間隔を隔てて配置し、縦柱と受圧敷桁とよりなるＬ字形を呈する複数の支柱ユニットと、
前記受圧敷桁の受圧面積よりも大きい平面積を有する複数の土のうブロックとを具備し、
隣り合う受圧敷桁に土のうブロックの一部を載置して起立させた縦柱の間に前記薄壁材を取り付け、
土のうブロックの背面側に構築した盛土の土圧を、現地地盤に接地させた前記複数の土のうブロックで支持するようにしたことを特徴とする、
擁壁土留構造体。
請求項１において、前記支柱ユニットは滑り止め手段を有し、該滑り止め手段を受圧敷桁の下部両側に水平に向けて突設した一対の係止腕と、受圧敷桁の両側に打設した支持杭とにより構成することを特徴とする、擁壁土留構造体。
請求項１または請求項２において、土のうブロックの平面積が受圧敷桁の受圧面積より大きい立方体、直方体、又はこれらに近い形状を呈していることを特徴とする、擁壁土留構造体。
請求項３において、複数の土のうブロックを列状に敷設したことを特徴とする、擁壁土留構造体。
請求項３において、複数の土のうブロックを上下に段積みしたことを特徴とする、擁壁土留構造体。
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の擁壁土留構造体の施工方法であって、
間隔を隔てて複数の支柱ユニットを設置し、
前記支柱ユニットの受圧敷桁に土のうブロックの一部を載置して起立させた縦柱の間に薄壁材を取り付け、
盛土の土圧を現地地盤に接地させた土のうブロックで支持するように土のうブロックの背面側に盛土を構築することを特徴とする、
擁壁土留構造体の施工方法。