JP5719700B2 - ハニカム状３次元立体セル構造体ブロックの斜面上への敷設方法 - Google Patents

Description

本発明は、大掛かりな展張治具を用いず、また、各セルを確実に位置決めすることができる、斜面上への、ハニカム状３次元立体セル構造体ブロックの敷設方法、及び該方法により構築された堤防に関する。

従来、土木建築等の分野では、道路の路盤材、歩道の基礎材、仮設道路、擁壁、堤防斜面又は法面等の土木用途の地盤補強材として、重荷重の支持、浸食防止等のために、以下の特許文献１に開示されるような、ハニカム状３次元立体セル構造体が一般に使用されている。
かかるセル構造体は、図１に示すように、幅方向Ｈに並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートが互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合され、その幅方向と直交する方向に展張した時、該シートにより囲まれたハニカム状のセルが多数形成されるように、構成されている。

このようなハニカム状３次元立体セル構造体は、前記したセル構造により、軽量で、強度が優れるという特徴がある。かかるハニカム状３次元セル構造体は、通常、一定の大きさのブロックとして、折り畳まれた状態で、敷設現場に運ばれ、現場で展張して、使用される。そして、一般には、図１に示すように、略平面の地表面に複数のブロックとして敷設され、各ブロックを互いに連結し、ハニカム状の各セル内に、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土等の充填材を充填して、地盤補強材としての機能が発揮される。

以下の特許文献２には、ハニカム状３次元セル構造体を現場で展張するためには、従来、図２に示すように、例えば、直径１６ｍｍの鉄筋をコの字形状に曲げた棒状体を複数個使用するか、又はこれらの棒状体を格子状に溶接して、前記セル構造体に適したサイズにしたものが使用されてきたことが記載されている。すなわち、従来、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互い所定の間隔で繰り返し接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の周縁セル内に、かかるコの字形状に曲げた棒状体の両端先端部を挿入して該棒状体の長さ方向に該セル構造体を展張して、前記セル構造体が展張された状態を保持し、こうして展張されたセル構造体の各セル内に、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土等を含む充填材を充填し、その後、治具を取り外して転圧するという方法がとられてきたことが記載されている。

しかしながら、前記棒状体を格子状に溶接した治具を使用する場合には、例えば、直径１６ｍｍ鉄筋を溶接して作製した治具の重さは前記セル構造体１個当り約３０ｋｇ程度（タテ３個ヨコ８個のセルの場合）になり、またかなりの大きさとなるため、作業員一人で運搬するのが困難であり、また、格子状かつ３次元構造に溶接されているので嵩張り、トラックでの運搬や収納が困難であるという問題があった。そこで、特許文献２には、図３に示すような、土木建築用途で用いられる、軽量で、折り畳み可能で、運搬・収納における取扱いが容易である、ハニカム状３次元立体セル構造体の施工用治具を提案されている。
しかし、従来および特許文献２に記載された施工方法を用いてセル構造体を展張する場合、セル構造体の最外部のセルのみが施工用治具により支持され、内側に位置するセルは何ら拘束を受けない。このため、前記ハニカム状３次元立体セル構造体を斜面に敷設する際においては、内側に位置するセルが自重により下方へたわみ、均一に施工できないという問題があった。

また、敷設される複数のブロックの連結に関して、以下の特許文献３には、隣接するブロックの最外側のストリップ同士を、ステープラ、タッピングビス、複雑な構造の連結部材で連結することが従来行われていたが、これらの部材や施工方法は煩雑であり、連結強度が安定しない等の問題があるところ、図４に示すように、ステープラ、タッピングビス、複雑な構造の連結部材に代えて、ジオセルを構成する樹脂又は繊維シートを、挟みこむように、該樹脂又は繊維シートの垂直方向の長さよりも大きい長さの略Ｕ字形状の棒状ピンを、上方から垂直方法に、挿入して、隣接するブロック同士を連結する方法が提案されている。ここで、留意すべきは、特許文献３に記載された略Ｕ字形状の棒状ピンの長さは、樹脂又は繊維シートの垂直方向の長さよりも長く、主に、幅方向に隣接するセルを跨いでブロック同士を接続するために、永久的に使用されており、施工用治具を構成する鉄筋を跨くように仮止めのために使用されていないということである。

米国特許出願公開第ＵＳ２０１０／０１１９７６６Ａ１号公報 特願２０１０−２９３６７４明細書 特願２０１０−１３４０４１号明細書

本発明が解決しようとする課題は、大掛かりな展張治具を用いず、また、各セルを確実に位置決めすることができる、斜面上への、ハニカム状３次元立体セル構造体ブロックの新規敷設方法、及び該方法により構築された堤防を提供することである。

発明者らは、鋭意検討し、実験を重ねた結果、セル構造体の展張方向ではなく、これに直交する方向に一定長のコの字状の鉄筋を使用し、さらに、セル構造体を展張した後に、長片状の樹脂又は繊維シートの接合部又は接続領域と該コの字状の鉄筋の水平部の両者を、上方から挟み込むように、略Ｕ字形状の棒状ピンを挿入して、該ブロックと該コの字状の鉄筋を連結することにより、斜面上に、１以上のセル構造体ブロックを、一定の幅をもって、かつ、均一に展張されたセルをもって、容易に敷設することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりのものである。

［１］幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互い所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロックを、斜面上に、敷設する方法であって、以下のステップ：
（１）該ブロックの幅方向が斜面方向と略直交するように、該ブロックの一端を該斜面の上部に固定し、
（２）少なくとも一定長の水平部とその両端に一定長の垂直部をもつコの字状の鉄筋の各垂直部を、各水平部が展張されるセルの幅方向の各列の中心を横切るように、該幅方向の各列の最外セル内に挿入し、
（３）該斜面上部から下部に向かって、該ブロックを展張し、
（４）該ブロックの展張がなされた後、該長片状の樹脂又は繊維シートの接合部又は接続領域と該コの字状の鉄筋の水平部の両者を、上方から挟み込むように、略Ｕ字形状の棒状ピンを挿入して、該ブロックと該コの字状の鉄筋を連結し、
（５）２以上のブロックを敷設する場合、該ブロックの他端に、次のブロックの一端を連結した後、前記ステップ（２）〜（４）を繰り返し、そして
（６）前記各セルの内部に、前記充填材を充填して、転圧する、
を含む、前記方法。

［２］前記ステップ（３）に続いて、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土を含む充填材を、斜面方向の最下部に位置するセルの一列に先行して充填することで該ブロックを固定することを特徴とする、前記［１］に記載の敷設方法。

［３］前記［１］又は［２］に記載の敷設方法により構築された堤防。

本敷設方法は、斜面上にセル構造体のブロックを敷設するに際し、セル構造体の展張方向ではなく、これに直交する方向に一定長のコの字状の鉄筋を使用する。長片状の樹脂又は繊維シートの接合部又は接続領域と該コの字状の鉄筋の水平部の両者を、上方から挟み込むように、略Ｕ字形状の棒状ピンを挿入すれば、展張された各セルの形状を均一に保持することができ、その後、各セルの内部に、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土を含む充填材を充填して、転圧すれば、斜面上に、１以上のセル構造体ブロックを、一定の幅をもって、かつ、均一に展張されたセルをもって、敷設することが可能となる。

本発明に係る敷設方法に使用するコの字状の鉄筋と略Ｕ字形状の棒状ピンは、嵩張らず、かつ、作業員一人で持ち上げられることができる程度の重量であり、また、図６に示すように、敷設現場への運搬搬入は、折りたたまれたセル構造体と同様に、容易である。また、本発明においては、セル構造体の自重およびコの字鉄筋の重量を利用して展張するため、展張に要する作業員の労力を軽減することができる。さらに、展張されたセル構造体の幅が一定になり、さらに展張されたセルの形状も略均一となるので、セル構造体ブロックを美しく敷設することができる。

さらに、使用したコの字状の鉄筋と略Ｕ字形状の棒状ピンは、セルに充填材を充填した後、作業員により上部から容易に引き抜くことができるので、再利用が可能である。充填材が充填され、転圧された後は、セル構造体のセルの構造は維持されるが、場合により、かかるコの字状の鉄筋と略Ｕ字形状の棒状ピンを永久的に残存させてもよい。

ハニカム状３次元立体セル構造体の概略図。 従来技術の施工用治具の使用状態を示す図面に代わる写真である。 特許文献２に記載された施工用治具の使用状態を示す図面に代わる写真である。 特許文献３に記載された略Ｕ字形状の棒状ピンを使用する連結方法を説明する概略図である。 本発明に係る敷設方法を説明する概略図である。 本発明に係る敷設方法に用いるセル構造体にコの字状の鉄筋を挿入した、展張前のセル構造体を示す図面に代わる写真である。 本発明に係る敷設方法において、展張後、充填前後の状態を示す図面に代わる写真である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互い所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロックを、斜面上に、敷設する方法であって、以下のステップ：
（１）該ブロックの幅方向が斜面方向と略直交するように、該ブロックの一端を該斜面の上部に固定し、
（２）少なくとも一定長の水平部とその両端に一定長の垂直部をもつコの字状の鉄筋の各垂直部を、各水平部が展張されるセルの幅方向の各列の中心を横切るように、該幅方向の各列の最外セル内に挿入し、
（３）該斜面上部から下部に向かって、該ブロックを展張し、
（４）該ブロックの展張がなされた後、該長片状の樹脂又は繊維シートの接合部又は接続領域と該コの字状の鉄筋の水平部の両者を、上方から挟み込むように、略Ｕ字形状の棒状ピンを挿入して、該ブロックと該コの字状の鉄筋を連結し、
（５）２以上のブロックを敷設する場合、該ブロックの他端に、次のブロックの一端を連結した後、前記ステップ（２）〜（４）を繰り返し、そして
（６）前記各セルの内部に、前記充填材を充填して、転圧する、
を含む、前記方法に関する。

幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互い所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体とは、一般に、土木建築等の分野で、道路の路盤材、歩道の基礎材、仮設道路や擁壁等の土木用途の地盤補強材として、重荷重の支持や浸食防止等のために使用されている特許文献１に開示されるような、ハニカム状３次元立体セル構造体であることができるが、これに限定されるものではない。前記樹脂又は繊維シートの材質は特に限定されないが、耐候性の観点からポリエチレンが好ましい。樹脂又は繊維シートの接合の間隔（ピッチ）は２００〜８００ｍｍが好ましい。前記接合は、例えば、熱融着等の手段によって行われる。前記ハニカム状３次元立体セル構造体の各ブロックは、好ましくは縦３〜４０個、横５〜１０個のセルを有する。セル構造体の展張後の大きさは、好ましくは縦７００〜８０００ｍｍ、横２０００〜３５００ｍｍ、長辺状の樹脂又は繊維シートの高さ１００〜４００ｍｍである。

かかるセル構造体は、一般には、ブロック毎に、折り畳んで現場に搬入され、施工地表面上で展張され、ブロック同士を連結し、形成された各セルに砂、砕石、コンクリート、現場発生土壌等の充填材を充填され、場合により積層されて盛土壁面等が構築される。本発明に係る敷設方法は、斜面上に１又は複数のセル構造体を敷設する方法に関する。

図５に示すように、本発明においては、（１）該ブロックの幅方向が斜面方法と略直交するように、該ブロックの一端を該斜面の上部に固定し、次いで、（２）少なくとも一定長の水平部とその両端に一定長の垂直部をもつコの字状の鉄筋の各垂直部を、各水平部が展張されるセルの幅方向の各列の中心を横切るように、該幅方向の各列の最外セル内に挿入する。次いで、（３）該斜面上部から下部に向かって、該ブロックを展張する。（１）におけるブロックの固定には、例えば、該ブロックの幅方向の上端列のセル内部に杭を打つ方法が好ましく用いられる。
ここで、図５から分かるように、θラジアンの角度をもつ斜面上に置かれた自重Ｗのセル構造体は展張方向（幅方向と直交する方向、斜面方向）にＦ＝Ｗ・ｓｉｎθの力が加わる。したがって、作業員は、平面に置かれた場合に比較して、セル構造体を展張するに際し、弱い力で引っ張ればよいことになる。セル構造体の展張に先立ってコの字状の鉄筋を挿入しておくことで、セル構造体の自重に加えて該鉄筋の重量を利用できるため、斜面下部への展張作業がより容易になる。
必要であれば、セル構造体の展張後、必要に応じて、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土等を含む充填材を、斜面方向の最下部に位置するセルの一列に先行して充填することでブロックを固定する。また、ブロックの下端を上端同様、杭等で固定してもよい。

上記のように挿入されたコの字状の鉄筋は一定長の水平部をもつので、自重、該鉄筋の重量および斜面方向へ展張する力により幅方向に縮もうとするセル構造体の横幅は、かかるコの字状の鉄筋により拘束され一定長に維持される。したがって、規則正しく、美観をもって、展張されたセル構造体の敷設が可能となる。

コの字状の鉄筋は、少なくとも一定長の水平部とその両端に一定長の垂直部をもつ。また、このような構造を持つコの字状の鉄筋を複数本、各水平部および各垂直部が平行となるよう並設し、該鉄筋と直交する方向に他の鉄筋を渡して格子状に連結させたものを使用してもよい。コの字状の鉄筋の材質は、強度が高いものであれば問わないが、好ましくは、直径４ｍｍ以上の鉄筋又はステンレス鋼であることができる。尚、本明細書中、用語「鉄筋」の材質は鉄のみに限らない。

次いで、図５に示すように、（４）該ブロックの展張がなされた後、該長片状の樹脂又は繊維シートの接合部又は接続領域と該コの字状の鉄筋の水平部の両者を、上方から挟み込むように、略Ｕ字形状の棒状ピンを挿入して、該ブロックと該コの字状の鉄筋が連結される。略Ｕ字形状の棒状ピンを挿入することにより、該ブロックの幅方向の各列が水平に展張された状態を保持することができる。

略Ｕ字形状の棒状ピンの材質は、強度が高いものであれば問わないが、好ましくは、直径４ｍｍ以上の鉄筋又はステンレス鋼であることができる。
該棒状ピンの間隙は、セル構造体の２枚の樹脂又は繊維シート及びコの字状の鉄筋を挟みこむために適したものである必要がある。間隙があまりに小さいと、人力による取り付けに過度の力を要し、一方、間隙があまりに大きいと、挟み込む２枚の樹脂シート又は繊維シートの拘束が弱くなるため、好ましくない。このように、該棒状ピンの間隙は、セル構造体を構成する樹脂又は繊維シートの厚みに依存するが、好ましくは、２〜５０ｍｍである。また、充填材の転圧及び転圧後の引抜きを容易にするため、該棒状ピンの長さは、略Ｕ字形状に曲げられた状態で前記樹脂シート又は繊維シートの高さ方向の幅の１／４〜１倍とすることが好ましい。

上記のように展張した複数のブロック同士を、斜面方向及び／又は幅方向に、連結することにより、セル構造体の１のブロックよりも広い面積の斜面上に、複数のセル構造体ブロックを敷設することができる。すなわち、本発明においては、（５）２以上のブロックを敷設する場合、該ブロックの他端に、次のブロックの一端を連結した後、前記ステップ（２）〜（４）を繰り返す。ここで、ブロック同士の連結方法は慣用の方法を使用することができる。

最後に、（６）前記各セルの内部に、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土を含む充填材を充填して、転圧する。図７に充填の様子を示す。
前記したように、使用したコの字状の鉄筋と略Ｕ字形状の棒状ピンは、セルに充填材を充填した後、作業員により上部から容易に引き抜くことができるので、再利用が可能であるが、必要により、かかるコの字状の鉄筋と略Ｕ字形状の棒状ピンを永久的に残存させてもよい。

本発明は、前記した本発明に係る敷設方法により構築された堤防にも関する。本発明にかかる堤防を、図７に例示する。

本発明に係る方法は、大掛かりな展張治具を用いず、また、各セルを確実に、かつ、美観をもって位置決めすることができるため、ハニカム状３次元立体セル構造体ブロックの斜面上への敷設方法として好適に利用可能である。

１４ ハニカム状３次元立体セル構造体
２０ セル構造体第一ブロック
２２ セル構造体第二ブロック
２４ ブロック接続治具
２６ ストリップ（長片状の樹脂又は繊維シート）
２８ 接合部又は接続領域
３０ セルの壁
３２ セル
３４ 孔
３６ 開口スロット（溝孔）
１２０ コの字状の鉄筋
１３０ 略Ｕ字形状の棒状ピン

Claims (3)

1. 幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状３次元立体セル構造体の１以上のブロックを、斜面上に、敷設する方法であって、以下のステップ：
   （１）該ブロックの幅方向が斜面方向と略直交するように、該ブロックの一端を該斜面の上部に固定し、
   （２）少なくとも一定長の水平部とその両端に一定長の垂直部をもつコの字状の鉄筋の各垂直部を、各水平部が展張されるセルの幅方向の各列の中心を横切るように、該幅方向の各列の最外セル内に挿入し、
   （３）該斜面上部から下部に向かって、該ブロックを展張し、
   （４）該ブロックの展張がなされた後、該長片状の樹脂又は繊維シートの接合部又は接続領域と該コの字状の鉄筋の水平部の両者を、上方から挟み込むように、略Ｕ字形状の棒状ピンを挿入して、該ブロックと該コの字状の鉄筋を連結し、
   （５）２以上のブロックを敷設する場合、該ブロックの他端に、次のブロックの一端を連結した後、前記ステップ（２）〜（４）を繰り返し、そして
   （６）前記各セルの内部に、前記充填材を充填して、転圧する、
   を含む、前記方法。
2. 前記ステップ（３）に続いて、砂、砕石、コンクリート又は現地発生土を含む充填材を、斜面方向の最下部に位置するセルの一列に先行して充填することで該ブロックを固定することを特徴とする、請求項１に記載の敷設方法。
3. 請求項１又は２に記載の敷設方法により構築された堤防。