JP6325248B2 - セル構造体の施工方法およびセル構造体 - Google Patents
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Description
タッピングビスによる連結方法では十分な連結強度が得られず、セル構造体の溶着部の溶着強度よりも連結強度は小さかった。その結果、セル構造体を構成するストリップ材にテンションがかかった場合にタッピングビスが抜けてしまう事故が生じた。
複数のセル集合体を相互に連結することにより形成される構造体を施工する施工方法であって、
前記セル集合体の各々は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体化された複数のセル構造体を有し、可撓性の一対の帯状体により形成され、前記一対の帯状体はそれらの長手方向における両端部の各々に形成された接合部において互いに接合されることにより一体化されて前記セル構造体を形成し、
当該施工方法は、複数の前記セル集合体を設置位置に並べて配置する工程と、隣り合う前記セル集合体の端部に位置する前記セル構造体のうち互いに対応するセル構造体どうしを相互に連結する工程と、各セル構造体内に中詰材を充填する工程と、を備え、
前記セル構造体どうしを相互に連結する工程は、相互に連結される一対のセル構造体の一端部の帯状体どうしを重ね合わせてオーバーラップ部分を形成し、帯状体の正面側より背面側(前記セルの充填材を充填する側)へ釘形状をしたビス材で当該オーバーラップ部分を構成する帯状体を貫き、前記オーバーラップ部分の帯状材より背面側へ突出したビス材先端部分に固定孔を有する合成樹脂材料からなるキャップ材を挿入させて連結される工程であり、
前記ビズ材は、金属材料からなり頭部と軸部から構成され、かつ軸部にらせん状の溝が掘られ、当該頭部の幅方向の長径は軸部の径よりも大きく、当該軸部の直径は、当該キャップ材の固定孔と同じ大きさであって断面形状は円筒状である構造体の施工方法である。
本実施形態に係る構造体の施工方法は、傾斜面3(図4、図10)の保護や緑化などに好適に利用することができる。傾斜面としては、切土、盛土、既設盛土、自然斜面、造成地面(切土のり面、盛土のり面、既設盛土のり面、道路のり面、工業団地等の造成地面上の傾斜面、河川堤防、海岸堤防、ため池堤体面、鉄道のり面)、崩壊跡地、急傾斜地等が挙げられる。
この施工方法は、以下の工程を備える。
1)複数のセル集合体2を地盤(本実施形態の場合、例えば法面などの傾斜面3)に沿って並べて配置する工程
2)隣り合うセル集合体2の端部に位置するセル構造体1のうち、互いに対応するセル構造体1どうしを相互に連結する工程
3)各セル構造体1内に中詰材8を充填する工程
ここで、セル構造体1どうしを相互に連結する工程では、相互に連結される一対のセル構造体1の一端部14どうしを相互にオーバーラップさせて、そのオーバーラップ部分15における連結部16において一対のセル構造体1どうしを連結する。
連結の際、相互に連結される一対のセル構造体1のオーバーラップ部分15の帯状材11、12をビス材17で貫き、帯状材11、12の一端から突出したビス材17先端部分にキャップ材18を挿入させ固定させることで、ビス材17が容易に離脱することはなくなる。
連結の際、相互に連結される一対のセル構造体1のオーバーラップ部分15の帯状材11、12をビス材17で貫き、帯状材11、12の一端から突出したビス材17先端部分にキャップ材18を挿入させ固定させることで、ビス材17が容易に離脱することはなくなる。なお、図1、図6、図7では、ビス材17が正面側にキャップ材18が背面側に配置されているが、この位置関係は特に問わず、キャップ材18が正面側にビス材17が背面側でもよい。
以下、詳細に説明する。
連結の際、相互に連結される一対のセル構造体1のオーバーラップ部分15の帯状材11、12をビス材17で貫き、帯状材11、12の一端から突出したビス材17先端部分にキャップ材18を挿入させ固定させることで、ビス材17が容易に離脱することはなくなる。なお、図1、図6、図7では、ビス材17が正面側にキャップ材18が背面側に配置されているが、この位置関係は特に問わず、キャップ材18が正面側にビス材17が背面側でもよい。
以下、ビス材17とキャップ材18について、図を用いて説明する。
頭部19は、軸部20よりも直径が大きく、帯状材11、12を軸部20で貫通した際に、反対側に抜けないようになっている。図8に図示した頭部19は円形であるが、帯状材11、12を突き抜けて反対側に抜け落ちなければ、どのような形状でもよい。頭部19にはドライバーを使用してビス材17を回転させることができるように+または−のドライバー溝23が掘られている(図1、図6、図8では+ドライバーの溝を例示した。)。
軸部20は、円筒状で、らせん状の溝21が掘られている。しかし、らせん状の溝21は必ずしも必須ではなく、なくてもよいが、あったほうがより固定効果を発揮する。また軸部先端22は帯状材11、12を貫通させるために円錐形をしているほうがよい。
ビス材17の材質は、どのような材質でもよいが、帯状材11、12やキャップ材18の材質よりも固い材質が好ましく、金属製が好適である。
キャップ材18の材質はどのような材質でもよいが、ビス材17よりも柔らかい方が望ましく、樹脂製が好適である。
相互に連結される一対のセル構造体1のオーバーラップ部分15の帯状材11、12を重ね合わせて、ビス材17を回転させながら軸部先端22で帯状材11、12に穿孔し、帯状材11、12を貫通させる。この際、ビス材17のドライバー溝23にドライバーをあてて、ドライバーを使ってビス材17を回転させると、容易に帯状材11、12を貫通させることができる。ドライバーには電動ドリルドライバーを用いると、作業性が向上する。
ビズ材17を帯状材11、12に貫通させた後、帯状材11、12の反対側に飛びした軸部20の先端部分にキャップ材18の固定孔24を合わせて、ビス材17の軸部20にキャップ材18の固定孔24をねじ込む。キャップ材18の外周部に指でつまみ易いように滑り止めの溝などが掘られていれば、キャップ材18を容易に回してねじ込むことが出来る。
ビス材17軸部20とキャップ材18固定孔24にあそびがすくなければ少ないほど、しっかりと連結固定され、ビス材17が容易に離脱することはなくなる。
本実施形態では、複数のセル集合体2を水平方向に連結することにより、構造体としての構造物基礎70を敷設する。図11は構造物基礎70の模式的な斜視図である。図12は構造物基礎70の上に構造物80を設置した状態を示す模式的な斜視図である。
ここで、上記のように、セル集合体2どうしの継ぎ目6の位置にもセル構造体1が形成されることにより、構造物基礎70は、その全体が平坦な盤状に形成されるため、上からの荷重に対して偏り無く、面として力を受けることになる。その結果、構造物基礎70の不等沈下が抑制される。
また、セル集合体2に加わる鉛直方向の力に対して地盤からの反力が作用し、その際に鉛直方向の力の一部が水平方向に変わる。このため、セル集合体2には、鉛直方向の力だけでなく、水平方向の力も加わると考えられる。
セル集合体2に加わる荷重の水平方向成分は、連結されたセル集合体2に対して、その連結部16(図1)に最も強く作用することが想定される。したがって、連結部16(図1)のビス材17の先端部分にキャップ材18を挿入させ固定させれば、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断が抑制される。その結果、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断に起因する構造物基礎70の不等沈下を抑制できる。つまり、構造物基礎70の耐荷重性能が向上するため、より重量の大きい構造物80を構造物基礎70の上に設置することが可能となる。
本実施形態では、複数のセル集合体2を水平方向に連結することにより、構造体としての路盤90を施工する。図13および図14は路盤90を敷設する一連の工程を示す模式的な斜視図である。
図15は第2の実施形態の変形例1を示す断面図(路盤90の横断方向の断面図)である。図15に示すように、本変形例では、路盤90の形成前に地盤91に溝92を形成し、この溝92内に構造体としての路盤90を敷設する。ここで、路盤90の短手方向における少なくとも一方の側面90a(例えば両方の側面90a)が溝92の側壁により支えられるように、溝92および路盤90を形成することが好ましい。
また、路盤90を溝92内に敷設するので、路盤90の周囲に路側材93を敷き詰める必要がなくなるか、または、路側材93の量を低減することができる。
また、溝92の側壁によって路盤90の側面90aを支えることにより、路盤90の形状がより安定する。
図16は第2の実施形態の変形例2を示す断面図(路盤90の横断方向の断面図)である。図16に示すように、本変形例では、路盤90を複数段に積層して敷設する。このため、複数段の路盤90によって更に強固に地盤91を補強することができる。なお、隣り合う段の路盤90どうしの間には、上記と同様のシート材73を介装しても良い。
路盤90を複数段に積層するので、より強固に地盤91を補強することができる。
本実施形態に係る構造体の施工方法では、構造体として擁壁50を構築する。図17は擁壁50の模式的な側断面図である。図18は擁壁50の模式的な平面図である。図19(a)は擁壁50の模式的な正面図、図19(b)は隣り合う段構造体51の各々におけるセル集合体2どうしの継ぎ目6の平面的な位置を示す模式図である。
具体的には、擁壁50の下部を構成する段構造体51の各々の内部には、砕石8aを充填し、擁壁50の上部を構成する段構造体51の各々の内部には現地発生土8bを充填することが挙げられる。
このように、本実施形態に係る擁壁の構築工法は、隣り合う段構造体51を貫通する補強材(棒状連結材62)を設ける工程を更に有していても良い。また、この補強材(棒状連結材62)の長手方向が鉛直方向に延在するように補強材を設けることができる。
連結されたセル構造体1a、1bの引っ張り強さ試験を行った。図20は実施例(ビス材3つのケース)の試験状況を示す正面図である。
<試験方法>
JIS L 1908準拠し、低速伸長形引張試験機を使用した。
引張試験機の一対のチャックどうしの距離(チャック間距離)は20cmとした。
引張速度は、1分間につきチャック間距離の20%の距離を引っ張るように設定した。すなわち、引張速度は4cm/minとした。
図20に示すように、試料として、一対のセル構造体1a、1b同士を接続したものを用いた。セル構造体1aとしては、帯状体11、12の幅が10cm、帯状体11、12の厚さが1.5mm、帯状体11、12の材質が高密度ポリエチレンのものを用いた。また、セル構造体1a、1b同士の連結には、図7及び図8に示したビス材17とキャップ材18を用い、2箇所留めと3箇所留めの2ケースについて実施した。連結の方法は、図1、図6,図7に示した方法と同様であった。
温度は22℃、湿度(RH)は50%であった。
試料を2箇所留めと3箇所留めの2ケースについて5つ作製した。各試料について、引張試験機の一方のチャックによりセル構造体1aを把持し、他方のチャックによりセル構造体1bを把持して、セル構造体1aとセル構造体1bとを相互に反対方向に引っ張る試験を行った(図20参照)。
実施例では、ビス材17及びキャップ材18を用いて連結した試料を用いたのに対し、比較例では、セル構造体1a、1bどうしをビス材17のみで連結した試料を用いて、実施例と同じ引っ張り強さ試験を行った。
実施例では、各試料の最大引っ張り強さ(試料が破断する直前の荷重)は、
2箇所留めの場合、2324N/15cm、2298N/15cm、2250N/15cm、2375N/15cm、2311N/15cmとなった。
また、3箇所留めの場合、2485N/15cm、2515N/15cm、2538N/15cm、2535N/15cm、2479N/15cmとなった。
したがって、実施例の最大引っ張り強さの平均は、2箇所留めの場合で2311N/15cm、3箇所留めの場合は2510N/15cmとなり、熱圧着や超音波溶着による接合部13の接続強度(2130N/15cm)をいずれも凌駕した。
3箇所留めの場合、1780N/15cm、1815N/15cm、1812N/15cm、1843N/15cm、1790N/15cm、となった。
したがって、比較例の最大引っ張り強さの平均は、3箇所留めの場合は1808N/15cmとなり、熱圧着や超音波溶着による接合部13の接続強度(2130N/15cm)よりも接続強度が小さかった。
その結果、実施例では、セル構造体1a、1bどうしの連結強度ならびに連結部位の耐荷重性能が比較例やよりも高いことが分かった。
2 セル集合体
3 傾斜面
4 上側平坦面
5 下側平坦面
6 継ぎ目
7 ストリップ材
8 中詰材
8a 砕石
8b 現地発生土
9 孔
11、12 帯状体
13 接合部
14 セル構造体の一端部
15 オーバーラップ部分
16 連結部
17 ビス材
18 キャップ材
19 頭部
20 軸部
21 らせん溝
22 軸先端
23 溝(ドライバー用)
24 固定孔
25 アンカーピン
26 ワイヤー
27 アンカー
50 擁壁
51 段構造体
61 溝
62 棒状連結材
63 土のう
64 アンカーピン
70 構造物基礎
71 地盤
72 均しコンクリート
73 シート材
80 構造物
81 コンクリートブロック
90 路盤
91 地盤
92 溝
93 路側材
95 道路
Claims (1)
- 複数のセル集合体を相互に連結することにより形成される構造体を施工する施工方法であって、
前記セル集合体の各々は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体化された複数のセル構造体を有し、可撓性の一対の帯状体により形成され、前記一対の帯状体はそれらの長手方向における両端部の各々に形成された接合部において互いに接合されることにより一体化されて前記セル構造体を形成し、
当該施工方法は、複数の前記セル集合体を設置位置に並べて配置する工程と、隣り合う前記セル集合体の端部に位置する前記セル構造体のうち互いに対応するセル構造体どうしを相互に連結する工程と、各セル構造体内に中詰材を充填する工程と、を備え、
前記セル構造体どうしを相互に連結する工程は、相互に連結される一対のセル構造体の一端部の帯状体どうしを重ね合わせてオーバーラップ部分を形成し、帯状体の正面側より背面側(前記セルの充填材を充填する側)へ釘形状をしたビス材で当該オーバーラップ部分を構成する帯状体を貫き、前記オーバーラップ部分の帯状材より背面側へ突出したビス材先端部分に固定孔を有する合成樹脂材料からなるキャップ材を挿入させて連結される工程であり、
前記ビズ材は、金属材料からなり頭部と軸部から構成され、かつ軸部にらせん状の溝が掘られ、当該頭部の幅方向の長径は軸部の径よりも大きく、当該軸部の直径は、当該キャップ材の固定孔と同じ大きさであって断面形状は円筒状である構造体の施工方法。
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