JP6018170B2 - 土壌中の補強された構造物 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、補強された土壌構造物およびその構築方法に関する。

従来の土壌構造物は、擁壁、擁壁の背後に設けられた裏込め、裏込め内に配置されて機械的安定性を与える安定化要素、および、安定化要素と擁壁とを接続するシステムを備える。

擁壁は、例えば、スラブまたはブロックの形態の、複数の既製コンクリート要素からなり、当該既製要素は、土壌構造物の前面を覆うように隣り合って配置されている。このように形成された構造物は、ＴＥＲＲＥ ＡＲＭＥＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ社の商品名であるＴｅｒｒａＣｌａｓｓ（登録商標）の名称で知られている。

擁壁は、特に互いに溶接された金属棒からなる、格子から形成されていてもよい。このような擁壁は、ジオテキスタイルを備えて植物を再生できるように構成されてもよい。このように形成された構造物は、ＴＥＲＲＥ ＡＲＭＥＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ社の商品名であるＴｅｒｒａＴｒｅｌ（登録商標）の名称で知られている。

このように補強された土壌構造物において、多様な安定化要素を用いる事ができる。

ある土壌構造物は、複数の亜鉛めっき鋼棒を備える複数の金属製の安定化要素を備えている。また、例えば高分子繊維系の合成材料からなる帯状の安定化部材等の安定化要素を使用する事もできる。

安定化要素は、土壌構造物に作用し得る力に応じた密度で土壌中に設置され、土壌からの押圧力は、土壌と安定化要素の間の摩擦によって吸収される。安定化要素は、擁壁および／または擁壁から離間して設けられる壁に取り付けられている。

以下、金属製の安定化要素について述べる。

金属製の安定化要素は、機械的な効率の面で有利と考えられる事が多い。金属製の安定化要素は、互いに溶接される事で例えば梯子または網を形成する、複数の金属棒から成っていてもよい。通常、梯子状の安定化要素は、それぞれ縦方向部材を形成する略平行な２つの金属棒と、これらの縦方向の棒を互いに連結させる事により、組み上げた安定化要素に剛性を持たせる複数の横棒とからなる。

このようにして、梯子状の安定化要素が形成される。

通常、安定化要素の一方の端部は、擁壁に対する取り付け手段を備える。

米国特許第５，８０７，０３０号の図５５に示される実施形態において、複数の縦方向の棒の２つの端部は、平坦な穴開き部材により連結される。この部材の穴の開いた部分は、擁壁に対する取り付け手段を受容する為のものである。

この技術には、数多くの利点がある。例えば、単一の連結点によって、安定化要素を擁壁の垂線から強制的に逸脱させる事ができ、２本の縦方向の棒間で圧力を平衡に保つ事ができる。

しかしながら、このような梯子は、擁壁に対する取り付け手段を受容する為の平坦部材を、２本の縦方向の棒に溶接する事によって得られる。この製造工程は多くの時間と費用を要する。

この他に開示されている技術としては、特に、例えば米国特許第５，８０７，０３０号の図３８に示されるような、「ヘアピン」の形状を有する梯子の使用が挙げられる。

このようなヘアピン梯子には、ヘアピン形状に折れ曲げられた１本の縦方向の棒のみから構成されている事により、擁壁との連結部において機械的強度の低下を抑制する事ができるという利点がある。

しかしながら、この種の梯子は、擁壁において用いられる従来の連結部に適合しない。

さらに、この種の梯子がボルトまたはピンを用いて擁壁に連結された時、ある程度の遊びが縦方向に残ってしまう。この縦方向の遊びによって、同じ擁壁要素に連結される各種の梯子に生じる圧力にバラつきが生じ、これらの要素の安全性および／またはコストが影響を受ける懼れがある。

本発明の目的は、上述の欠点を克服する事であって、特に、従来技術における安定化要素の上記欠点を持たない安定化要素を提案する事にある。

従って、本発明は、裏込めと、擁壁と、突出要素および取付要素を備える固定要素と、肘部によって互いに連続的に連結される少なくとも２つの縦方向部材を備える安定化要素とを備える補強された土壌構造物であって、前記擁壁は、前記構造物の前面に沿って配置され、前記突出要素は、前記構造物の内面よりも突出しており、前記肘部の境界は、前記縦方向部材における首部により画定され、前記首部は、前記肘部と共に、前記固定要素の前記取付要素を受容するのに適した固定空間を形成し、前記安定化要素は、前記安定化要素の前記固定空間内に前記固定要素の前記取付要素を配置する事により、前記構造物の前記内面に固定され、前記固定空間および前記取付要素は、前記安定化要素の縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように成形されている、補強された土壌構造物を提案する。

本発明の補強された土壌構造物においては、安定化要素がその縦方向における移動を制限される事により、補強された土壌構造物の信頼性が向上するという利点がある。

本発明に係る補強された土壌構造物は、以下に示す特徴のうち１つ以上を個別に又は任意の組み合わせで更に含んでいてもよい：
−前記安定化要素および前記取付要素は、前記安定化要素の前記縦方向における、前記安定化要素の前記固定空間の寸法と前記固定要素の前記取付要素の寸法とが略同一であるように構成されている；および／または
−前記首部において、前記安定化要素の前記縦方向部材間に空間が存在する；および／または
−前記安定化要素は、前記首部における前記安定化要素の前記縦方向部材間の空間を維持するように形成されている；および／または
−前記安定化要素は、前記縦方向部材を互いに連結させる複数の横材を備える；および／または
−前記突出要素は、前記構造物の前記内面に略垂直な平面において伸びる板の形状を有する；および／または
−前記安定化要素は、前記固定空間において平坦領域を含み、前記平坦領域は、前記突出要素を形成する前記板と少なくとも部分的に接触する；および／または
−前記取付要素は独立した設置部材である；および／または
−前記突出要素は、前記構造物の前記内面に垂直なそれぞれの平面において伸びる互いに略平行な２枚の板を備え、前記安定化要素は、前記固定空間において平坦領域を含み、前記平坦領域は、前記突出要素の前記２枚の板に少なくとも部分的に接触するように該板間に配置される；および／または
−前記縦方向部材は、例えば円筒状の棒形状を有する金属であって、特に亜鉛めっき鋼である金属からなる；および／または
−前記横材は、例えば円筒状の棒形状を有する金属であって、特に亜鉛めっき鋼である金属からなる；および／または
−前記肘部は、Ｕ字形状またはＶ字形状を有する。

また、本発明は、肘部によって互いに連続的に連結された少なくとも２つの縦方向部材を備える、本発明に係る補強された土壌構造物を安定化するのに適した安定化要素であって、前記肘部の境界は、前記縦方向部材における首部により画定され、前記首部は、前記肘部と共に、前記安定化要素の縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように取付要素を受容するのに適した固定空間を形成し、前記縦方向部材は、複数の横材により互いに連結されている、安定化要素にも関する。

また、本発明は、補強された土壌構造物の構築方法であって、前記構造物の前面に沿って擁壁を配置する事により、充填される体積を画定する工程であって、前記擁壁は、該擁壁の裏面よりも突出している突出要素と取付要素とを含む固定要素を備えている工程と、前記体積中のある領域に安定化要素を配置する工程であって、前記安定化要素は、肘部によって互いに連続的に連結された少なくとも２つの縦方向部材を備え、前記肘部の境界は、前記縦方向部材における首部により画定され、前記首部は、前記肘部と共に、前記固定要素の前記取付要素を受容するのに適した固定空間を形成している工程と、前記固定要素の前記取付要素を前記安定化要素の前記固定空間内に配置する事により、前記安定化要素を前記擁壁に固定する工程と、裏込め材料を前記体積中に配置して圧縮する工程と、前記安定化要素の前記縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように、前記固定空間および前記取付要素を成形する工程と、を含む補強された土壌構造物の建築方法にも関する。

また、本発明は、既存の壁であって、該壁よりも突出した突出要素と取付要素とを含む固定要素を備える既存の壁の前に設けられる補強された土壌構造物の構築方法であって、前記構造物の前面に沿って擁壁を配置する事により、充填される体積を画定する工程と、前記体積中のある領域に安定化要素を配置する工程であって、前記安定化要素は、肘部によって互いに連続的に連結された少なくとも２つの縦方向部材を備え、前記肘部の境界は、前記縦方向部材における首部により画定され、前記首部は、前記肘部と共に、前記固定要素の前記取付要素を受容するのに適した固定空間を形成している工程と、前記固定要素の前記取付要素を前記安定化要素の前記固定空間内に配置する事により、前記安定化要素を前記壁に固定する工程と、裏込め材料を前記体積中に配置して圧縮する工程と、前記安定化要素の前記縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように、前記固定空間および前記取付要素を成形する工程と、を含む補強された土壌構造物の建築方法にも関する。

本発明は、添付の図面を参照して以下の記載を読む事により、より明瞭に理解される。以下の記載は例としてのみここに記載するものであり、以下の図面を参照する。

図１は、第１の実施形態に係る補強された土壌構造物を模式的に示した垂直断面図である。

図２は、図１に示した擁壁および安定化要素を模式的に示した上面図である。

図３は、本発明に係る擁壁および安定化要素を模式的に示した垂直断面図である。

図４ａは、本発明の一実施形態に係る安定化要素を示す。

図４ｂは、本発明の一実施形態に係る安定化要素を示す。

図５は、第２の実施形態に係る補強された土壌構造物を模式的に示した垂直断面図である。

見やすくするために、図面中に示す各種の要素は、必ずしも縮尺を統一して図示していない。

図１は、第１の実施形態に係る補強された土壌構造物を示す。補強された土壌構造物は、補強された土壌の支持壁であってもよい。

図１に示した補強された土壌構造物は、裏込め１と、土壌構造物の前面に沿って設けられる複数の擁壁４と、複数の安定化要素２とを備えている。

本発明に係る補強された土壌構造物において使用される事が意図される安定化要素は、通常、長く伸びた縦方向部材を備えている。縦方向部材の長さは、約１メートルから数メートル程度であってよい。安定化要素の縦方向部材は、土壌中に１つずつ配置されてもよく、各種の手段によって組み立てて配置してもよい。縦方向部材の幅および厚さは約１センチメートルであり、通常１０センチメートル以下である。縦方向部材間の間隙は約１０センチメートルであり、数センチメートルから数デシメートルの範囲にある。

縦方向部材は、互いに対して略平行にまたは斜めに配置されてもよい。通常、安定化要素の縦方向部材は、略水平な平面に配置されている。

一実施形態において、安定化要素２は、縦方向部材を繋ぐ複数の横材２２を備えていてもよい。横材２２は、縦方向部材に溶接されていてもよく、または縦方向部材に可動的に取り付けられていてもよい。

例えば、横材の各端部に鉤部が設けられており、鉤部の端部は横材の内側を向いている構成としてもよい。

「横材」とは、安定化要素のうち、２つの縦方向部材を互いに連結させる部分を意味する。このような横材は、例えば棒からなる。具体的には、横材は、縦方向部材に対して略垂直に、または縦方向部材に垂直な方向に対して斜めに配置されている。

これらの横棒は、縦方向の棒の全長に沿って配置されていてもよく、特に、等間隔に配置されていてもよい。例えば梯子状の安定化要素の場合、２本の横棒間の間隔は約数十センチメートルであってもよい。横棒は、縦方向部材間の距離と略同一の長さで設けられていてもよく、または縦方向部材を超えるように一定の距離まで伸びていてもよい。

このような安定化要素に使用される金属棒は、通常鋼棒である。鋼棒は円筒形である事が多く、その直径は通常約１センチメートルである。鋼棒は安価であるため、有利に用いられる。

補強された土壌構造物は、複数の固定要素６を更に備える。

各固定要素は、土壌構造物の内面７よりも突出した突出要素８と、取付要素１０とを備える。

擁壁４は、図１に示すように略垂直である。擁壁４は、土壌構造物の前面とほぼ一致する前面５と、前面に対向する裏面であって、土壌構造物の内面７とほぼ一致する裏面とを備える。

図２に示す実施形態において、安定化要素２は、肘部１８によって互いに連続的に連結された２つの縦方向部材１４および１６を備える。

肘部１８の境界は、縦方向部材における首部２０に画定される。首部２０は、肘部１８と共に、固定要素６の取付要素１０を受容するのに適した固定空間（固定凹部）を形成する。図２に示すように、固定空間は鍵穴形状であってよい。

安定化要素２は、安定化要素２の固定空間内に固定要素６の取付要素１０を配置する事により、土壌構造物の内面７に固定される。

固定空間および取付要素は、安定化要素が該安定化要素の縦方向と略平行に移動するのを制限するように成形されている。

特に、安定化要素の縦方向における、安定化要素の固定空間の寸法および固定要素の取付要素の寸法が略同一となるように、安定化要素および取付要素は選択される。

これにより、一旦取付要素が固定空間内に配置されると、安定化要素に遊びが生じなくなり、かつ、安定化要素がその縦方向と略平行な方向において移動する可能性が無くなるという利点がある。

図２に示すように、本発明の一実施形態において、安定化要素２は、首部２０において、安定化要素の２つの縦方向部材間における空間が保たれるように成形されている。

言い換えれば、首部２０において、安定化要素の縦方向部材は互いに接触しない。

このように安定化要素の２つの縦方向部材が互いに接触しない、つまり縦方向部材間に空間が存在する事により、安定化要素に亜鉛めっきを施す工程中に亜鉛の滴が付着するのを防止できるという利点がある。

実際には、補強された土壌構造物は設置環境において長期（例えば１０年から１２０年）に渡り使用される可能性があるため、安定化要素を土壌構造物内への設置前に亜鉛めっき処理する必要があり得る。

図１に示した一実施形態において、固定要素６の突出要素８は、土壌構造物の内面７に略垂直な平面において伸びる板の形状を有する。

本発明において、取付要素１０は、突出要素８と連続した材料から成っていてもよく、または突出要素８に予め設けられた貫通穴に収まる独立した設置要素から成っていてもよい。

例えば、取付要素１０はボルトまたはピンであってもよい。

図３に示す本発明の実施形態において、固定要素６は、対応する穴がそれぞれ設けられた板の形状を有する２つの突出要素を有していてもよい。

２枚の板は、互いに略平行でありかつ土壌構造物の内面に垂直である平面に設けられている。

図４ａおよび図４ｂに示すように、安定化要素２は、固定空間において平坦領域を含んでいてもよい。

図４ｂに示す実施形態において、固定要素は、対応する穴がそれぞれ設けられた板の形状を有する２つの突出要素を備えている。

前記安定化板は、固定領域が固定要素の２枚の板に接触するように、これらの板の間に配置されている。

本発明の他の実施形態において、固定要素６の突出要素８は、土壌構造物の内面７に略垂直な平面において伸びる板の形状を有する。本実施形態において、安定化要素は、平坦領域が少なくとも部分的に板と接触するように、配置されている。

安定化要素の固定空間における平坦領域と突出要素とが接触している事により、この接触が起こる部分において安定化要素が腐食する事を抑制または防止する事ができるという利点がある。

本発明において、固定要素の形状は特に限定されない。特に、固定要素は、土壌構造物の内面よりも突出したＬ字をなす２枚の板を備えていてもよく、または図３に示すような梨形状の１枚の板を備えていてもよい。

本発明の一実施形態において、図示しないが、擁壁は、固定要素６が取り付けられる金網を基に形成されてもよい。

図５に示す一実施形態において、本発明に係る補強された土壌構造物は、既存の壁の前に設けられる補強された土壌構造物であってもよい。本実施形態において、この壁は、土壌構造物の内面を形成してもよく、壁よりも突出した固定要素３２を備えていてもよい。

固定要素および安定化要素は、上述の実施形態に関して説明したものであってもよい。

一実施形態において、安定化要素は、土壌構造物の数個の内面に固定されてもよい。例えば、図５に示す実施形態において、安定化要素は、擁壁により規定される内面および壁により規定される内面に固定されてもよい。

本発明の安定化要素は、金属棒をヘアピン形状に折り曲げる事により肘部を形成するステップと、温間鍛造により首部を成形ステップと、可能であれば横材を溶接するステップとを含む方法により得る事ができる。

本発明の安定化要素は、２本の鋼棒をそれぞれの端部にて９０°に折り曲げるステップと、このように折り曲げた金属棒を突合わせ溶接するステップと、温間鍛造により、首部を成形するとともに溶接点付近にてこの鋼を焼きなますステップと、可能であれば横材を溶接するステップとを含む方法によっても得る事ができる。

なお、本発明は上述した特定の実施形態に限定されない。添付した請求の範囲によって定まる範囲内において、種々の変更が可能である。特に、固定要素を擁壁および／または壁に固定する方法は、上述の実施形態に限定されるものではない。

第１の実施形態に係る補強された土壌構造物を模式的に示した垂直断面図である。 図１に示した擁壁および安定化要素を模式的に示した上面図である。 本発明に係る擁壁および安定化要素を模式的に示した垂直断面図である。 本発明の一実施形態に係る安定化要素を示す。 本発明の一実施形態に係る安定化要素を示す。 第２の実施形態に係る補強された土壌構造物を模式的に示した垂直断面図である。

Claims (10)

1. 裏込めと、擁壁（４）と、突出要素（８）および取付要素（１０）を備える固定要素（６）と、肘部（１８）によって互いに端部で連続的に連結された少なくとも２つの縦方向部材（１４、１６）を備える安定化要素（２）とを備える補強された土壌構造物であって、
   前記擁壁は、前記土壌構造物の前面に沿って配置され、
   前記突出要素は、前記擁壁の内面より突出しており、
   前記肘部の境界は、前記少なくとも２つの縦方向部材に形成された首部（２０）により画定され、
   前記首部は、前記肘部と共に、前記固定要素の前記取付要素を受容するのに適した固定空間を形成し、
   前記安定化要素（２）は、前記肘部および前記首部が形成する前記固定空間内に前記固定要素（６）の前記取付要素（１０）を配置する事により、前記擁壁の前記内面に固定され、
   前記固定空間および前記取付要素は、前記安定化要素（２）の縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように成形されており、
   前記安定化要素および前記取付要素は、前記安定化要素の前記縦方向において、前記肘部および前記首部が形成する前記固定空間の寸法と前記固定要素の前記取付要素の寸法とが略同一であるように構成されている、補強された土壌構造物。
2. 前記首部において、前記安定化要素の前記少なくとも２つの縦方向部材間に空間が存在する、請求項１に記載の補強された土壌構造物。
3. 前記安定化要素は、前記少なくとも２つの縦方向部材を互いに連結させる複数の横材を備える、請求項１または２に記載の補強された土壌構造物。
4. 前記突出要素（８）は、前記擁壁の前記内面に略垂直な平面において伸びる板の形状を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の補強された土壌構造物。
5. 前記安定化要素（２）は、前記固定空間において平坦領域を含み、前記平坦領域は、前記突出要素を形成する前記板と少なくとも部分的に接触する、請求項４に記載の補強された土壌構造物。
6. 前記取付要素（１０）は独立した設置部材である、請求項１から５のいずれか一項に記載の補強された土壌構造物。
7. 前記突出要素は、前記擁壁の前記内面に垂直なそれぞれの平面において伸びる互いに略平行な２枚の板を備え、前記安定化要素は、前記固定空間において平坦領域を含み、前記平坦領域は、前記突出要素の前記２枚の板に少なくとも部分的に接触するように該板間に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の補強された土壌構造物。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の補強された土壌構造物を安定化するのに適した安定化要素（２）であって、
   端部において、肘部（１８）によって互いに端部で連続的に連結された少なくとも２つの縦方向部材（１４、１６）を備え、
   前記肘部の境界は、前記少なくとも２つの縦方向部材に形成された首部（２０）により画定され、
   前記首部は、前記肘部と共に、前記安定化要素（２）の縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように取付要素を受容するのに適した固定空間を形成し、
   前記少なくとも２つの縦方向部材は、複数の横材により互いに連結されている、安定化要素。
9. 補強された土壌構造物の構築方法であって、
   前記土壌構造物の前面に沿って擁壁を配置する事により、充填される体積を画定する工程を含み、前記擁壁は、該擁壁（４）の裏面より突出している突出要素（８）と取付要素（１０）とを含む固定要素（６）を備え、
   前記体積中のある領域に安定化要素を配置する工程を含み、前記安定化要素（２）は、肘部（１８）によって互いに端部で連続的に連結された少なくとも２つの縦方向部材（１４、１６）を備え、
   前記肘部の境界は、前記少なくとも２つの縦方向部材に形成された首部（２０）により画定され、前記首部は、前記肘部と共に、前記固定要素の前記取付要素を受容するのに適した固定空間を形成しており、
   前記固定要素（６）の前記取付要素（１０）を前記肘部および前記首部が形成する前記固定空間内に配置する事により、前記安定化要素を前記擁壁に固定する工程と、
   裏込め材料（１）を前記体積中に配置して、裏込め材料（１）を圧縮する工程と、
   前記安定化要素（２）の縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように、前記固定空間および前記取付要素を成形する工程と、を含み、
   前記安定化要素および前記取付要素は、前記安定化要素の前記縦方向において、前記肘部および前記首部が形成する前記固定空間の寸法と前記固定要素の前記取付要素の寸法とが略同一であるように構成されている、補強された土壌構造物の建築方法。
10. 既存の壁であって、該壁より突出した突出要素（８）と取付要素（１０）とを含む固定要素（６）を備える既存の壁の前に設けられる補強された土壌構造物の構築方法であって、
    前記土壌構造物の前面に沿って擁壁を配置する事により、充填される体積を画定する工程と、
    前記体積中のある領域に安定化要素を配置する工程とを含み、前記安定化要素（２）は、肘部（１８）によって互いに端部で連続的に連結された少なくとも２つの縦方向部材（１４、１６）を備え、前記肘部の境界は、前記少なくとも２つの縦方向部材に形成された首部（２０）により画定され、前記首部は、前記肘部と共に、前記固定要素の前記取付要素を受容するのに適した固定空間を形成しており、、
    前記固定要素（６）の前記取付要素（１０）を前記肘部および前記首部が形成する前記固定空間内に配置する事により、前記安定化要素を前記壁に固定する工程と、
    裏込め材料（１）を前記体積中に配置して、裏込め材料（１）を圧縮する工程と、
    前記安定化要素（２）の前記縦方向に略平行な方向における前記安定化要素の移動を制限するように、前記固定空間および前記取付要素を成形する工程と、を含み、
    前記安定化要素および前記取付要素は、前記安定化要素の前記縦方向において、前記肘部および前記首部が形成する前記固定空間の寸法と前記固定要素の前記取付要素の寸法とが略同一であるように構成されている、補強された土壌構造物の建築方法。

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