JP6005570B2 - 砂防堰堤とその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、土砂とセメント等で形成した堰堤本体の上流側の面と下流側の面を外部保護材で被覆してなる砂防堰堤とその施工方法に関するものである。

図７は従来の砂防堰堤の一例を示す説明図である。砂防堰堤１１０は、同図に示すように、断面略台形の堰堤本体１１２と、堰堤本体１１２の上流側の面を被覆している外部保護材１４と、堰堤本体１１２の下流側の面を被覆している外部保護材１１６と、外部保護材１１４，１１６の下部を支えている基礎均しコンクリート１１８と、堰堤本体１１２の上面に被覆された保護コンクリート１２８とからなる。

堰堤本体１１２は現地発生土砂とセメント・セメントミルク等を施工現場等で攪拌混合して形成したソイルセメントからなる。上流側の外部保護材１１４としては波形鋼板パネルが使用され、下流側の外部保護材１１６としてはコンクリートパネル又は波形鋼板パネルが使用されている。外部保護材１１４，１１６は堰堤本体１１２の内部に延びるアンカー筋１００により堰堤本体１１２に固定されている。

図８は従来の砂防堰堤の地山近傍を谷川の上流側から見た説明図である。従来の砂防堰堤１１０の上流側の外部保護材１１４及び下流側の外部保護材１１６の地山側の端部は、同図に示すように、間詰めコンクリート１２０により地山に擦り付け処理されている。

図９は従来の砂防堰堤の施工の流れの一例を示す工程図である。以下、同図を参照しながら、従来の砂防堰堤の施工の流れの一例を説明する。

まず、砂防堰堤の計画地点を基礎地盤まで掘削し、基礎地盤を整地するとともに、２本の略平行な溝を谷川を横断する方向に形成する（掘削・基礎地盤の整地）。そして、溝に沿って型枠を設け、この型枠の中にコンクリートを打設し、コンクリート養生後、型枠を撤去して基礎均しコンクリート１１８を形成する（基礎均しコンクリートの形成）。

次に、基礎均しコンクリート１１８の地山側の延長線上を掘削する。ここで、砂防堰堤は谷部を横断するように設置されるため、前記地山も谷の稜線に近似して斜面を形成し、外部保護材１４，１６が当接する地山の形状は不定形になっている。しかしながら、外部保護材１４，１６は矩形のパネルからなっているので、外部保護材１４，１６と地山との擦り付けを完全に一致させることができない。

そこで、間詰めコンクリート１２０を形成するための型枠を基礎地盤の上に設け、この型枠の中にコンクリートを打設し、コンクリート養生後、型枠を撤去して間詰めコンクリート１２０を形成し、外部保護材１４，１６と地山との擦り付けを完全に一致させる（間詰めコンクリートの形成）。

次に、上流側及び下流側の基礎均しコンクリート１１８の上及び各間詰めコンクリート１２０の上に一段目の外部保護材１１４，１１６を組み立てる（外部保護材の組立）。一段目の外部保護材１１４，１１６は堰堤の高さ方向に長い外部保護材と短い外部保護材を交互に用いて、外部保護材１１４，１１６の上縁が凸凹状になるようにする。

次に、外部保護材１１４，１１６の間に内部材を打設する（内部材の打設）。すなわち、外部保護材１１４，１１６の間に一層分の内部材をバックホウ等で敷均し、振動ローラーで転圧して内部材を締め固める。一層の標準的な敷均し厚は、締固め後の厚さが２５ｃｍ（敷厚し厚は試験施工で決定した数値を採用する）となるようにする。

ここで、内部材は次のようにして製造する。すなわち、敷鉄板で製作した混合枡を施工現場の近くに設置し、混合枡に現地発生土砂とセメント・セメントミルク等及び水を加えて、バックホウ等により攪拌・混合して内部材（ソイルセメント）を製造する。そして、製造した内部材は、ダンプトラックまたはバッホウにて運搬する。

次に、上流側の外部保護材１１４の上縁の凹部または下流側の外部保護材１１６の上縁の凹部に次の外部保護材１１４または外部保護材１１６を挿入して隣り合う外部保護材１４，１４相互または外部保護材１６，１１６相互を連結する。２層目の内部材を敷均・転圧した後、内部材の上にアンカー筋１００を外部保護材１１４，１１６の内側に連結した状態で設置し、アンカー筋１００の受圧板側を差し筋で内部材に固定してアンカー筋１００が内部材の転圧時にバタつかないようにする。

内部材の上に３層目の内部材を投入し、バックホウ等で敷均し、振動ローラーで転圧して内部材を締め固める。以上説明した作業を、内部材が設計された高さになるまで繰り返す。そして、最後に敷均・転圧した内部材の上部、すなわち堰堤本体の天端に保護コンクリート１２８を打設する。そして、基礎均しコンクリート１１８及び間詰めコンクリート１２０の周囲を現地発生土砂などで埋め戻す。

ところで、間詰め部分での外部保護材１１４，１１６の設置は、間詰めコンクリート１２０を形成するための型枠を設置し、コンクリートを打設し、コンクリートが完全に硬化したとこを確認の上、型枠を取り外したあとでないと出来ない。

また、間詰めコンクリート１２０の形成と内部材の打設を並行して行おうとすると、内部材を打設した後では間詰めコンクリート１２０の型枠を撤去することができなくなるので、この段階では内部材を打設することができず、従って、間詰めコンクリート１２０が硬化して型枠が撤去されるまでは、内部材を打設することができない。

そして、従来の砂防堰堤の施工方法において、間詰めコンクリート１２０の形成、外部保護材１１４，１１６の組立、内部材の打設に関する施工日数は下記の通りである。そして、この施工日数から判るように、間詰めコンクリート１２０の形成に要する日数の全施工日数に占める割合はかなり大きく、砂防堰堤の施工において、工期短縮のボトルネックとなっている。
１）間詰めコンクリートの型枠設置（１日）
２）コンクリート打設、養生（４日）
３）型枠撤去（１日）
４）外壁材組立（０．５日）
５）内部材施工（０．５日）
６）１）〜５）を繰り返す

特開２００２−２４２１６４号公報 特公平４−２７２７号公報

本発明が解決しようとする課題は、間詰めコンクリートの形成工程が砂防堰堤を施工する際のボトルネックとなって、砂防堰堤を速やかに施工することができない点である。

本発明は、砂防堰堤を速やかに施工するため、間詰めコンクリートの代わりに、部材を連結して形成した間詰めを使用したことを最も主要な特徴とする。

すなわち、本発明に係る砂防堰堤は、内部材により形成されている堰堤本体と、該堰堤本体の上流側面を被覆している外部保護材と、該堰堤本体の下流側面を被覆している外部保護材と、該外部保護材と地山との間に設けられている間詰めとを備え、該間詰めは、地山と該外部保護材との間の隙間の形状と略同一形状の面板と、該面板の側縁に連結された縦板と、該面板の上縁と該縦板の上端部に連結された横板とからなり、該横板の上には、外部保護材の下端部が連結されていることを特徴とするものである。

また、本発明に係る砂防堰堤の施工方法は、堰堤本体の上流側面と下流側面を外部保護材で被覆してなる砂防堰堤を施工する砂防堰堤の施工方法であって、該外部保護材の下端部を支持する基礎均しコンクリートを形成する工程と、該基礎均しコンクリートの上に該外部保護材を組み立てる工程と、該外部保護材と地山との間に間詰めを形成する工程と、該外部保護材の間に内部材を打設する工程とを備えてなり、該間詰めは、該地山と該外部保護材との間の隙間の形状と略同一形状の面板と、該面板の側縁に連結された縦板と、該面板の上縁と該縦板の上端部に連結された横板とからなり、該横板の上には、外部保護材の下端部が連結されていることを特徴とするものである。

ここで、前記堰堤本体の上流側面を被覆する外部保護材が波形鋼板パネルからなり、該堰堤本体の下流側面を被覆する外部保護材が波形鋼板パネル又はコンクリートパネルからなるようにしてもよい。また、前記堰堤本体の上流側面に設けられている間詰めが鋼板により形成され、該堰堤本体の下流側面に設けられている間詰めが鋼板又はコンクリートパネルにより形成されていてもよい。鋼板により形成されている前記間詰めの面板が波形鋼板、鋼矢板、軽量鋼矢板、鋼板又は金網材から形成されていてもよい。

また、前記面板と前記縦板と前記横板を予め連結して形成されたものを前記地山に設置することにより前記間詰めを形成するようにしてもよい。また、前記地山に前記面板と前記縦板と前記横板を組み立てて前記間詰めを形成するようにしてもよい。また、前記内部材としてソイルセメントを使用し、前記間詰めを前記内部材と同じソイルセメントで固定するようにしてもよい。

本発明によれば、砂防堰堤の各施工工程において、間詰めコンクリートの型枠設置、コンクリート打設、養生、型枠撤去など、施工に要する日数の割合が高いコンクリート製の間詰めの形成のための工程が無くなり、簡易な間詰めを取り付けるだけの作業になるので、砂防堰堤を短期間に施工することができるという利点がある。

また、本発明によれば、内部材としてコンクリートより安価な土砂とセメントおよび水の混合物であるソイルセメントを使用することによって、施工費を削減することができるという利点がある。

また、本発明によれば、堰堤の内部材と間詰め処理の材料を同じソイルセメントとすることで、材料の違いによる施工管理、施工工程などの管理手間がなくなるという利点がある。

また、本発明によれば、間詰めが波形鋼板パネルまたは鋼板により形成されている場合は、内部材の打設時に作用する転圧荷重に耐え、間詰めの変形を抑えることができるという利点がある。

また、本発明によれば、間詰めが波形鋼板パネルまたは鋼板により形成されている場合は、内部材を円滑に打設することができ、堰堤本体と同じ品質を確保することができるという利点がある。

また、本発明によれば、間詰めが波形鋼板パネルまたは鋼板により形成されている場合は、間詰めを、複雑な部品加工をすることなく、地山の形状に合わせ、長さを考慮して容易に製作することができ、間詰めを安価に形成することができるという利点がある。

また、本発明によれば、間詰め工が外部保護材の中心線よりある程度の幅を持って設置されるため、上端に設けられる横板に外部保護材を設置する際、位置きめが容易に行えるという利点がある。

図１は本発明の一例に係る砂防堰堤の表側要部斜視図である。 図２は本発明の一例に係る砂防堰堤の裏側要部斜視図である。 図３は本発明の一例に係る砂防堰堤の要部正面図である。 図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図５は図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図６は図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図７は従来の砂防堰堤の一例を示す説明図である。 図８は従来の砂防堰堤の地山近傍を上流側から見た説明図である。 図９は従来の砂防堰堤の施工の流れの一例を示す工程図である。

砂防堰堤を速やかに施工するという目的を、最小の構成部材で、間詰めの機能を損なわずに実現した。

図１は本発明の一例に係る砂防堰堤の表側要部斜視図、図２は本発明の一例に係る砂防堰堤の裏側要部斜視図、図３は本発明の一例に係る砂防堰堤の要部正面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図、図５は図３のＢ−Ｂ矢視断面図、図６は図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。

これらの図に示すように、本発明の一例に係る砂防堰堤１０は、堰堤本体１２と、堰堤本体１２の上流側の面を被覆している外部保護材１４と、堰堤本体１２の下流側の面を被覆している外部保護材１６と、外部保護材１４，１６の下部を支えている基礎均しコンクリート１８と、外部保護材１４，１６と地山との間に設けられている間詰め２０とからなる。

堰堤本体１２の上流側の面を被覆する外部保護材１４は波形鋼板パネルを千鳥状に連結したものからなり、堰堤本体１２の下流側の面を被覆する外部保護材１６は波形鋼板パネル又はコンクリートパネルを千鳥状に連結したものからなる。外部保護材１４，１６は堰堤本体１２の内部に延びるアンカー筋（図示せず）により堰堤本体１２に固定されている。

間詰め２０は、地山と外部保護材１４，１６との間の隙間の形状と略同一形状の面板２２と、面板２２の側縁に連結された縦板２４と、面板２２の上縁と縦板２４の上端部に連結された横板２６とからなる。地山に隣接する外部保護材１４，１６の下端部は間詰め２０の横板２６の上に連結されている。

堰堤本体１２の上流側の面に設けられている間詰め２０は鋼板により形成され、堰堤本体１２の下流側の面に設けられている間詰め２０は鋼板又はコンクリートパネルにより形成されている。鋼板により形成されている間詰め２０は、面板２２、縦板２４及び横板２６がボルト接合又は溶接により連結されている。

堰堤本体１２を形成している内部材はソイルセメント（現地発生土砂とセメント又はセメントミルク等を攪拌混合して製造したもの）からなり、間詰め２０の下部は内部材と同じソイルセメントで固定されている。

次に、本発明の一例に係る砂防堰堤の施工方法について説明する。

まず、砂防堰堤の計画地点を基礎地盤まで掘削し、基礎地盤を整地するとともに、２本の略平行な溝を谷川を横断する方向に形成する（掘削・基礎地盤の整地）。そして、溝に沿って型枠を設け、この型枠の中にコンクリートを打設する。コンクリート養生後、型枠を撤去して基礎均しコンクリート１８を形成する（基礎均しコンクリートの形成）。

地山と外部保護材１４，１６との間の隙間の形状と略同一形状の面板２２と、面板２２の縦の長さと略等しい長さの縦板２４と、面板２２の上縁の長さと略等しい長さの横板２６を作成し、面板２２の側縁に縦板２４を溶接し、面板２２の上縁と縦板２４の上端部に横板２６を溶接して間詰め２０を形成する。そして、この間詰め２０を地山と外部保護材１４，１６との間の隙間に設置する。

この際、間詰め２０の面材の位置は、既存の外部保護材１４，１６の壁中心から下流側または上流側に所定量移動させておく。

なお、施工誤差等により、横板２６と地山との間に若干の隙間が生じる場合があるが、中詰め材の流動性が比較的小さい場合は、この隙間から漏れ出す中詰め材は少量であり、すぐに目詰まりを生じ、流出が抑制されるため、特に対策を講じなくともよい。ただし、中詰め材の流動性が大きい場合や流出が止まらない場合には、その隙間に応じた鋼板（図示せず）などを現地にて横板２６に取付し隙間を塞ぐ。

また、間詰めの面積が大きくなった場合は、中詰め材の圧力等で地山付近から中詰め材が流出する可能性があるため、地山側の間詰め面材の側面をアンカー等により地山に固定し、間詰め面材のたわみ等を生じることを抑制する。

次に、上流側及び下流側の基礎均しコンクリート１８の上及び各間詰め２０の上に一段目の外部保護材１４，１６を組み立てる（外部保護材の組立）。一段目の外部保護材１４，１６は長い外部保護材と短い外部保護材を交互に用いて、外部保護材１４，１６の上縁が凸凹状になるようにする。この際、施工誤差等により、上流側及び下流側の基礎均しコンクリート１８の上及び各間詰め２０との位置にずれが生じる場合があるが、間詰め２０は所定量、壁体中心より移動させてあるので、このような施工誤差が生じた場合でも、横板の幅にて吸収できるため、組み立て等が容易に行える。

次に、外部保護材１４，１６の間に内部材を打設する（内部材の打設）。すなわち、外部保護材１４，１６の間に一層分の内部材をバックホウ等で敷均し、振動ローラーで転圧して内部材を締め固める。一層の標準的な敷均し厚は、締固め後の厚さが２５ｃｍ（敷厚し厚は試験施工で決定した数値を採用する）となるようにする。

ここで、内部材は次のようにして製造する。すなわち、敷鉄板で製作した混合枡を施工現場の近くに設置し、混合枡に現地発生土砂とセメント・セメントミルク等及び水を加えて、バックホウ等により攪拌・混合して内部材（ソイルセメント）を製造する。そして、製造した内部材は、ダンプトラックまたはバッホウにて運搬する。

次に、各外部保護材１４，１６の上縁の凹部に次の外部保護材１４，１６を挿入して隣り合う外部保護材１４，１６相互を連結する。２層目の内部材を敷均・転圧した後、内部材の上にアンカー筋を外部保護材１４，１６の内側に連結した状態で設置し、アンカー筋の受圧板側を差し筋で内部材に固定してアンカー筋が内部材の転圧時にバタつかないようにする。

内部材の上に３層目の内部材を投入し、バックホウ等で敷均し、振動ローラーで転圧して内部材を締め固める。以上説明した各作業を、内部材が設計された高さになるまで繰り返す。そして、最後に敷均・転圧した内部材の上部、すなわち堰堤本体１２の天端に保護コンクリート２８を打設する。そして、基礎均しコンクリート１８及び間詰め２０の周囲を内部材と同じソイルセメントで埋め戻す。

１０ 砂防堰堤
１２ 堰堤本体
１４ 外部保護材
１６ 外部保護材
１８ 基礎均しコンクリート
２０ 間詰め
２２ 面板
２４ 縦板
２６ 横板
２８ 保護コンクリート

Claims (9)

1. ソイルセメントからなる内部材により形成されている堰堤本体と、該堰堤本体の上流側面を被覆している外部保護材と、該堰堤本体の下流側面を被覆している外部保護材と、該外部保護材と地山との間に設けられている間詰めとを備え、該間詰めは、地山と該外部保護材との間の隙間の形状と略同一形状の面板と、該面板の側縁に連結された縦板と、該面板の上縁と該縦板の上端部に連結された横板とからなり、該堰堤本体の上流側面に設けられている間詰めは鋼板により形成され、該堰堤本体の下流側面に設けられている間詰めは鋼板又はコンクリートパネルにより形成され、該間詰めの横板の上には、該外部保護材の下端部が連結されていることを特徴とする砂防堰堤。
2. 前記堰堤本体の上流側面を被覆する外部保護材が波形鋼板パネルからなり、該堰堤本体の下流側面を被覆する外部保護材が波形鋼板パネル又はコンクリートパネルからなることを特徴とする請求項１に記載の砂防堰堤。
3. 前記堰堤本体の上流側面に設けられている間詰め面が上流側面を被覆する外部保護材の壁中心より上流側に形成され、該堰堤本体の下流側面に設けられている間詰め面が下流側面を被覆する外部保護材の壁中心より下流側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の砂防堰堤。
4. 鋼板により形成されている前記間詰めの面板が波形鋼板、平鋼板又は網状体からなることを特徴とする請求項１に記載の砂防堰堤。
5. 堰堤本体の上流側面と下流側面を外部保護材で被覆してなる砂防堰堤を施工する砂防堰堤の施工方法であって、該外部保護材の下端部を支持する基礎均しコンクリートを形成する工程と、該基礎均しコンクリートの上に該外部保護材を組み立てる工程と、該外部保護材と地山との間に間詰めを形成する工程と、該外部保護材の間にソイルセメントからなる内部材を打設する工程とを備えてなり、該間詰めは、該地山と該外部保護材との間の隙間の形状と略同一形状の面板と、該面板の側縁に連結された縦板と、該面板の上縁と該縦板の上端部に連結された横板とからなり、該堰堤本体の上流側面に設けられている間詰めは鋼板により形成され、該堰堤本体の下流側面に設けられている間詰めは鋼板又はコンクリートパネルにより形成され、該基礎均しコンクリートに連結されていない外部保護材の下端部は該間詰めの横板の上に連結されていることを特徴とする砂防堰堤の施工方法。
6. 前記堰堤本体の上流側面を被覆する外部保護材が波形鋼板パネルからなり、該堰堤本体の下流側面を被覆する外部保護材が波形鋼板パネル又はコンクリートパネルからなることを特徴とする請求項５に記載の砂防堰堤の施工方法。
7. 鋼板により形成されている前記間詰めの面板が波形鋼板、平鋼板又は網状体からなることを特徴とする請求項５に記載の砂防堰堤の施工方法。
8. 前記面板と前記縦板と前記横板を予め連結して形成されたものを前記地山に設置することにより前記間詰めを形成することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の砂防堰堤の施工方法。
9. 前記地山に前記面板と前記縦板と前記横板を組み立てて前記間詰めを形成することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の砂防堰堤の施工方法。

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