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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本発明は、セル構造体の施工方法およびセル構造体に関する。
法面などの傾斜面を安定させたり、構造物の基礎や路盤の敷設、或いは擁壁の構築を行ったりするための工法として、ジオセル工法と呼ばれる工法がある。この工法では、複数のセル構造体をハニカム状などの配置で前後左右に連ねて配置し、各セル構造体内に、土や砕石等の中詰材を充填する。セル構造体は、合成樹脂などの可撓性の材料からなる軽量の型枠である(例えば特許文献1参照)。
また、特許文献2には、セル構造体(同文献の型枠ブロック)どうしを、タッピングビスにより連結する方法が記載されている。これら連結方法では、上下方向に一列に並ぶ複数の連結金具(タッピングビス、又は金属ステープル)により、セル構造体どうしを連結する。
特表2012−504058号公報 実用新案登録第3128107号公報
本発明者は、特許文献2に記載の技術では、以下に説明する問題があると考えた。
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。
本発明の目的は、セル構造体どうしの連結強度を高め、かつ、セル構造体どうしの連結部位の耐荷重性能を向上することが可能な構造体の連結方法を提供することにある。
請求項1記載の発明は、
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。
このセル構造体の施工方法によれば、相互に連結される一対のセル構造体のオーバーラップ部分の帯状材をビス材で貫き、帯状材から突出したビス材先端部分にキャップ材を挿入させ固定させることで、ビス材が容易に離脱することはなくなり、隣接するセル構造体どうしの連結部位の耐荷重性能を向上することができる。
ビス材は頭部と軸部からなる釘形状をしており、頭部は、軸部よりも直径が大きく、帯状材を軸部で貫通した際に、反対側に抜けないようになっている。キャップ材はビス材の先端部分にねじ込まれるようなキャップ形状をしている。このような形状のため、ビズ材は容易に連結部から離脱しない。
軸部は、円筒状で、らせん状の溝が掘られているほうがより固定効果を発揮する。
ビス材の材質は、帯状材やキャップ材の材質よりも固い材質が好ましく、金属製が好適である。また、キャップ材の材質はビス材よりも柔らかい方が望ましく、樹脂製が好適である。ビス材が金属製でキャップ材が樹脂製の場合、もっともしっかりと固定することができる。
本発明によれば、セル構造体どうしの連結強度を高め、且つ、セル構造体どうしの連結部位の耐荷重性能を向上することができる。
セル構造体どうしの連結構造を示す平面図及び斜視図である。 相互に一体形成された複数のセル構造体を有するセル集合体の斜視図である。 各セル構造体の開口面積が広がるようにセル集合体を変形させた状態を示す斜視図である。 法面上にセル集合体を敷設した状態を示す斜視図である。 隣り合うセル集合体の対応するセル構造体どうしを連結する前の状態を示す斜視図である。 セル構造体どうしの連結部分の正面図、断面図及び背面図である。 セル構造体どうしの連結手順を模写した側面図である。 ビス材の正面図、断面図及び背面図である。 キャップ材の正面図、断面図及び背面図である。 法面上にセル集合体を敷設した状態の断面図である。 構造物基礎の模式的な斜視図である。 構造物基礎の上に構造物を設置した状態を示す模式的な斜視図である。 路盤を敷設する一連の工程を示す模式的な斜視図である。 路盤を敷設する一連の工程を示す模式的な斜視図である。 第3の実施形態の変形例1を示す模式的な断面図である。 第3の実施形態の変形例2を示す模式的な断面図である。 擁壁の模式的な側断面図である。 擁壁の模式的な平面図である。 図19(a)は擁壁の模式的な正面図、図19(b)は隣り合う段構造体の各々におけるセル集合体どうしの継ぎ目の平面的な位置を示す模式図である。 実施例の試験状況を示す正面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
〔第1の実施形態〕
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。
図1はセル構造体1どうしの連結構造を示す平面図及び斜視図である。図2は相互に一体形成された複数のセル構造体1を有するセル集合体2の斜視図である。図3は各セル構造体1の開口面積が広がるようにセル集合体2を変形させた状態を示す斜視図である。図4は法面上にセル集合体2を敷設した状態を示す斜視図である。図5は隣り合うセル集合体2の対応するセル構造体1どうしを連結する前の状態を示す斜視図である。図6はセル構造体どうしの連結部分の断面図である。図7はセル構造体どうしの連結手順を模写した模式側面図である。図8はビス材17の正面図、断面図及び背面図である。図9はキャップ材18の正面図、断面図及び背面図である。図10は法面上にセル集合体2を敷設した状態の断面図である。
本実施形態に係る構造体の施工方法は、複数のセル集合体2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工法である。セル集合体2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1を有する。セル構造体1の各々は、可撓性の一対の帯状体11、12により形成されている。一対の帯状体11、12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13において互いに接合されることにより一体化されて、セル構造体1を形成している。
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。
また、本実施形態に係るセル構造体の施工方法は、複数のセル構造体1を傾斜面3(例えば法面)上に敷設するとともに、傾斜面3の傾斜方向(図4の矢印A方向)に対して交差する交差方向(例えば図4の矢印B方向のように、傾斜方向に対して直交する方向)において隣接するセル構造体1どうしを相互に連結する工程と、各セル構造体1内に中詰材8を充填する工程と、を有する。セル構造体1は、可撓性の一対の帯状体11、12を有する。一対の帯状体11、12は、それらの長手方向における両端部の各々の接合部13において互いに接合されることにより一体化されて、セル構造体1を構成している。セル構造体1は、一対の帯状体11、12が傾斜面3に対して起立し、一対の帯状体11、12の間に形成される空間が傾斜面3向きおよびその反対向きに開口した姿勢で、傾斜面3上に敷設される。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の交差方向(矢印B方向)における一端部14どうしを相互にオーバーラップさせて、それらセル構造体1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の一端部14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。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。
この施工方法では、例えば、図2および図3に示すようなセル集合体2を用いる。セル集合体2は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体形成された複数のセル構造体1を有する。
セル集合体2は、可撓性の材料により構成された3枚以上の長尺なストリップ材7を有している。これらストリップ材7は、互いに並列に配置されている。なお、これらストリップ材7の並び方向(配列方向)は矢印A方向、これらストリップ材7の長手方向は矢印B方向となるように、セル集合体2が傾斜面3上に配置される。互いに隣り合う一対のストリップ材7は、それらの長手方向(つまり上記交差方向である矢印B方向)において一定間隔で配置された接合部13の各々において相互に接合されている。これら接合部13のうち、一の接合部13から、矢印B方向において当該一の接合部13の隣に位置する他の接合部13までの範囲の一対のストリップ材7により個々のセル構造体1が構成されている。複数のストリップ材7のうち、互いに隣り合う第1のストリップ材7と第2のストリップ材7とは、それらの長手方向(矢印B方向)において一定間隔で配置された接合部13(第1接合部)の各々において相互に接合されている。また、第2のストリップ材7と、第2のストリップ材7に対して第1のストリップ材7とは反対側に隣接する第3のストリップ材7とは、それらの長手方向(矢印B方向)において一定間隔で配置された接合部13(第2接合部)の各々において相互に接合されている。第2接合部の各々は、矢印B方向において隣り合う第1接合部の中間に位置する。すなわち、第2接合部の並び方向(矢印B方向)における各第2接合部の位置は、矢印B方向において隣り合う第1接合部の中間に設定されている。同様に、第1接合部の並び方向(矢印B方向)における各第1接合部の位置は、隣り合う第2接合部の中間の位置に設定されている。
ストリップ材7は、高密度ポリエチレンなどの樹脂材料により構成されている。隣り合うストリップ材7どうしは、接合部13において、例えば熱圧着や超音波溶着などにより相互に溶着されている
1つのセル集合体2が有するセル構造体1の数(セル数)は任意である。なお、図2に示すセル集合体2と、図3に示すセル集合体2とでは、互いにセル数が異なる。
上記のように、個々のセル構造体1は、一対の帯状体11、12により構成されている。つまり、帯状体11、12は、一対のストリップ材7の長手方向における一部分ずつからなる。帯状体11は、帯状体11により互いに仕切られる複数のセル構造体1に共用の構造である。同様に、帯状体12は、帯状体12により互いに仕切られる複数のセル構造体1に共用の構造である。
帯状体11、12には、例えば、排水用の複数の孔9が形成されている。ただし、帯状体11、12に排水用の孔9が形成されていなくても良い。
各セル構造体1の帯状体11、12の両端部の間の中間部が互いに離間するようにセル集合体2を変形させることにより、各セル構造体1の開口面積が広がるようにセル集合体2を展張することができる(図3)。ここで、図3に示すように、セル集合体2を展張した状態において、接合部13が平面視において千鳥状の配置となるように、各接合部13の位置が設定されている。このため、セル集合体2を展張した状態において、複数のセル構造体1がハニカム状に配列される。なお、図3では、一部のセル構造体1内に中詰材8が充填され、残りのセル構造体1内には中詰材8が充填されていない状態を示している。
以下、本実施形態に係る構造体の施工方法を工程順に説明する。
先ず、図4に示すように、複数のセル集合体2を傾斜面3上に敷設する。すなわち、ハニカム状に配列され且つ互いに一体形成された複数のセル構造体1を有するセル集合体2を傾斜面3上に複数敷設する。したがって、傾斜面3上には複数のセル構造体1が敷設される。なお、傾斜面3の上端に連なる平坦面(水平面)である上側平坦面4上や、傾斜面3の下端に連なる平坦面(水平面)である下側平坦面5上にも、セル構造体1を敷設しても良い。
ここで、傾斜面3上のセル構造体1は、一対の帯状体11、12が傾斜面3に対して起立し、一対の帯状体11、12の間に形成される空間が傾斜面3側(斜め下方)およびその反対側(斜め上方)に開口した姿勢で、傾斜面3上に敷設される。上側平坦面4上および下側平坦面5上にもセル構造体1を敷設する場合、それらセル構造体1は、一対の帯状体11、12が上側平坦面4および下側平坦面5に対して起立するように敷設される。
次に、傾斜面3の傾斜方向(図4の矢印A方向)に対して直交する方向(図4の矢印B方向)において隣接するセル構造体1どうしを相互に連結する。なお、各セル集合体2のセル構造体1どうしは予め連結されているので、ここでは、隣り合うセル集合体2のセル構造体1どうしを図4に示す継ぎ目6において連結する。
すなわち、セル集合体2に含まれるセル構造体1のうち、矢印B方向における端部に位置する複数のセル構造体1の各々と、隣のセル集合体2の対応するセル構造体1と、を個別に相互に連結する。つまり、図5に示すセル構造体1aの矢印B方向における一端部14と、このセル構造体1aと対応するセル構造体1bの矢印B方向における一端部14と、を相互に連結する。
このためには、先ず、相互に連結される一対のセル構造体1a、1bの一端部14どうしを相互にオーバーラップさせる。そして、そのオーバーラップ部分15(図1参照)における連結部16において一対のセル構造体1a、1bどうしを相互に連結する。
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。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。
ビス材17及びキャップ材18は、図6の正面図、断面図、背面図、及び図7の模式図、図8、図9に示すとおり、ビス材17は釘形状をしており、キャップ材18はビス材17の先端部分にねじ込まれるようなキャップ形状をしている。
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。
図8にビス材17の正面図、側面図、背面図を示した。ビス材17は、頭部19と軸部20から構成されている。
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。
図9にキャップ材18の正面図、側面図、背面図を示した。キャップ材18は、ビス材17の軸部20を固定するための固定孔24が設けられており、固定孔24の直径はビス材17の直径とほぼ同じかやや小さいほうが望ましい。またキャップ材の外周部には指でつまみ易いように溝が掘られていると好適である。図9ではキャップ材の外形は円筒形だが、必ずしも円筒形の必要ななく、プロペラのような羽状でもよい。
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。
ビス材17及びキャップ材18の大きさは、ビス材17、キャップ材及び帯状材11、12の厚さのバランスで決定するとよい。すなわち、本連結方法は図6の断面図に図示のように連結されるが、ビス材17の全長は帯状材11、12の4枚分の厚みとキャップ材18の厚みとの合計の長さと同程度もしくはそれ以上が好ましく、ビズ材17とキャップ材18の固定孔24との隣接部分が多ければ多いほど、固定効果を発揮する。
連結手順は図7に示した。
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。
なお、隣り合うセル集合体2どうしを連結することにより、これらセル集合体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(図4、図5参照)。
矢印B方向において隣り合うセル集合体2のセル構造体1どうしをすべて連結し終えたら、各セル構造体1内に、現地発生土などの土砂、砕石、コンクリート又はモルタル等の中詰材8を充填して締め固めを行う(図3における左側の8つのセル構造体1を参照)。
その後、図10に示すように、必要に応じて、セル構造体1を貫通させてアンカーピン25を傾斜面3の地盤に打ち込むことにより、セル構造体1を傾斜面3に固定する。なお、セル構造体1の表面をシート材(図示略)により被覆しても良い。このシート材は、透水性のものであることが好ましい。透水性のシート材としては、不織布等からなるもの、又は、網目構造のものが挙げられる。シート材を設ける場合、シート材およびセル構造体1を貫通するようにアンカーピン25を打ち込むと良い。また、必要に応じて、傾斜面3の上端部に位置するセル集合体2をワイヤー26とアンカー27とを用いて地盤に固定しても良い。
以上のような構造体の施工方法により得られる構造体の施工構造は、以下のようなものとなる。
すなわち、この施工構造は、複数のセル集合体2を相互に連結することにより形成された構造体の施工構造である。セル集合体2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1を有する。セル構造体1の各々は、可撓性の一対の帯状体11、12により形成されている。一対の帯状体11、12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13において互いに接合されることにより一体化されて、セル構造体1を形成している。複数のセル集合体2は地盤(例えば傾斜面3)に沿って並べて配置されている。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どうしが相互に連結されている。各セル構造体1内に中詰材8が充填されている。相互に連結された一対のセル構造体1の一端部14どうしが相互にオーバーラップし、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どうしが連結されている。一対のセル構造体1どうしの連結は、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を挿入させ固定されている。
また、この敷設構造は、傾斜面3上に敷設された複数のセル構造体1を備える。傾斜面3の傾斜方向(矢印A方向)に対して交差する交差方向(矢印B方向)において隣接するセル構造体1どうしが相互に連結されている。各セル構造体1内に中詰材8が充填されている。セル構造体1は、可撓性の一対の帯状体11、12を有する。一対の帯状体11、12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13において互いに接合されることにより一体化されて、セル構造体1を構成している。セル構造体1は、一対の帯状体11、12が傾斜面3に対して起立し、一対の帯状体11、12の間に形成される空間が傾斜面3側およびその反対側に開口した姿勢で、傾斜面3上に敷設されている。相互に連結された一対のセル構造体1の交差方向(矢印B方向)における一端部14どうしが相互にオーバーラップされている。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どうしが連結されている。一対のセル構造体1どうしの連結は、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を挿入させ固定されている。
以上のような実施形態に係るセル構造体の施工方法によれば、傾斜面3の傾斜方向(矢印A方向)に対する交差方向(矢印B方向)において、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を挿入させ固定し、隣接するセル構造体1a、1bどうしを連結するので、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の連結強度を向上することができ、隣接するセル構造体1a、1bどうしの連結部位の耐荷重性能を向上することができる。これにより、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断が抑制される。よって、各セル構造体1の形状(セル形状)を好適に維持することができるので、複数のセル構造体1からなる構造体によって、傾斜面3を安定的に補強することが可能である。
〔第2の実施形態〕
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。
構造物基礎70は、その上に設置される構造物80の基礎であり、複数のセル集合体2を水平方向に連結することによって形成される。
図11に示すように、平坦な地盤71上に構造物基礎70が敷設される。図12に示すように、構造物基礎70の上には、構造物80が設置されている。なお、構造物基礎70の上に構造物80を直接設置しても良いし、構造物基礎70の上に均しコンクリート72を形成し、その均しコンクリート72の上に構造物80を設置しても良い。構造物80は、例えば、複数のコンクリートブロック81を相互に連結したものである。地盤71と構造物基礎70との間および構造物基礎70と均しコンクリート72との間には、それぞれ必要に応じて、シート材73を配置しても良い。このシート材は73、透水性のものであることが好ましい。透水性のシート材73としては、不織布等からなるもの、又は、網目構造のものが挙げられる。
構造物基礎70は、例えば、セル集合体2を地盤71上に1層に並べて配置することにより構成されている。設置される構造物80の寸法に応じて、必要数のセル集合体2が水平方向に並べて配置され、これらセル集合体2が相互に連結されている。なお、水平方向にて隣り合うセル集合体2どうしを連結することにより、これらセル集合体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。
各セル集合体2のセル構造体1内には中詰材8が充填されている。中詰材8は、現地発生土などの土砂、砕石、コンクリート又はモルタルなどである。
構造物基礎70内には、必要に応じて、補強のための棒状連結材(鋼線、鋼撚り線、鉄筋等の鋼棒、FRP(Fiber Reinforced Plastics)ロッドなど)(図示略)が挿入されていても良い。棒状連結材は、各セル構造体1のセル形状の保持の向上に寄与する。
なお、必要に応じて、構造物基礎70を複数層に積層しても良い。この場合、隣り合う層の構造物基礎70どうしの間に上記のシート材73を配置しても良い。
以下、本実施形態に係る構造体の施工方法を工程順に説明する。
先ず、地盤71上において、構造物80が設置される領域に、必要数のセル集合体2を水平方向に並べて配置する。ただし、ここで言う水平方向は、必ずしも厳密に水平面に沿った方向に限定されない。ここで言う水平方向は、概ね水平な方向(横方向)であれば良く、複数のセル集合体2からなる構造物基礎70により構造物80を安定的に形成できる程度に傾斜した方向であっても良い。
ここで、各セル集合体2の各セル構造体1の一対の帯状体11、12の間に形成される空間が、上下方向にそれぞれ開口した姿勢となるように、複数のセル集合体2を配置する(図5参照)。なお、構造物基礎70の下にシート材73を配置する場合、地盤71上にシート材73を敷いた後で、セル集合体2をシート材73の上に配置する。
次に、水平方向において隣り合うセル集合体2の端部(矢印B方向における端部)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。すなわち、セル集合体2に含まれるセル構造体1のうち、矢印B方向における端部に位置する複数のセル構造体1の各々と、隣のセル集合体2の対応するセル構造体1と、を個別に相互に連結する。
セル構造体1どうしを連結する方法は、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
ここで、構造物基礎70の幅(図12における斜め奥行き方向の寸法)は、設置される構造物80の幅に応じた任意の寸法に調節する。構造物基礎70の幅に応じて、構造物基礎70の幅方向において並べて配置するセル集合体2の数を調節する。構造物基礎70の幅方向にならぶセル集合体2をすべて連結したら、各セル集合体2のセル構造体1内に中詰材8を充填し、中詰材8の締め固めを行う。
次に、図示しない型枠を用いて、セル集合体2および中詰材8の上に均しコンクリート72を平坦に形成する。なお、構造物基礎70の上にシート材73を配置する場合、構造物基礎70の上にシート材73を敷いた後で、シート材73の上に均しコンクリート72を形成する。その後、型枠を撤去する。これにより、構造物基礎70が形成される。
その後、均しコンクリート72の上に複数のコンクリートブロック81を並べて設置し、これらコンクリートブロック81を、金具等を用いて相互に連結することにより、構造物基礎70の上に構造物80が設置される。
このように、構造物基礎70を設けた後、この構造物基礎70の上に構造物80を設置することにより、地盤71が軟弱な場合などにおいて、容易に構造物基礎70により地盤71を補強することができるので、構造物80を安定的に設置することが可能となる。
以上のような第2の実施形態に係る構造体の施工方法によれば、相互に連結される一対のセル構造体1a、1bの並び方向(矢印B方向)において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の一端をビス材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により、一対のセル構造体1a、1bを連結するので、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の連結強度を向上することができ、隣接するセル構造体1a、1bどうしの連結部位の耐荷重性能を向上することができる。これにより、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断が抑制されるので、各セル構造体1の形状(セル形状)を好適に維持することができるので、構造物基礎70によって構造物80を安定的に支持することが可能である。
構造体(構造物基礎70)を構成するセル集合体2には、構造物80等の荷重が加わる。重力によって、セル集合体2には、鉛直方向の力が加わる。
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。
〔第3の実施形態〕
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。
先ず、図13に示すように、地盤91上に、複数のセル集合体2を水平方向に並べて配置する。ただし、ここで言う水平方向は、必ずしも厳密に水平面に沿った方向に限定されない。ここで言う水平方向は、概ね水平な方向(横方向)であれば良く、車両が通行可能な道路95を形成するのに適した程度に傾斜した方向であっても良い。
複数のセル集合体2は、敷設される道路95(図14)の経路に沿って配置する。ここで、上記の矢印B方向が道路95の経路に沿った方向となるように、セル集合体2を配置する(図13)。なお、セル集合体2の下(つまり路盤90の下)には上記と同様のシート材73を配置しても良い。
次に、これらセル集合体2のうち、互いに隣り合うセル集合体2どうしを連結する。セル集合体2どうしを連結する方法は、上記の第1および第2の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
次に、セル集合体2の各セル構造体1内に中詰材8を充填して締め固めを行う。これにより、路盤90が形成される(図14)。なお、中詰材8をセル構造体1内に充填する際に、路盤90の周囲(路側)に、中詰材8と同じ材料からなる路側材93を路盤90と同等の高さまで地盤91上に敷き詰めて、路側材93も中詰材8とともに締め固める。これにより、図14に示すように、路盤90が路側材93に埋設された状態となる。
上記のように、複数のセル集合体2を道路95の経路に沿って配置するので、路盤90は水平方向における一方向に長尺に形成される。
このような路盤90を地盤91に設けることにより、地盤91が軟弱な場合などにおいても、容易に道路95を敷設することができる。
なお、路盤90の上には、必要に応じて、アスファルトなどの舗装路面のような道路表層(図示略)を敷設しても良い。
以上のような第3の実施形態に係る構造体の敷設工法によれば、第1および第2の実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態の場合も、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、路盤90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、路盤90の不等沈下(不陸)が抑制される。よって、各セル構造体1の形状(セル形状)を好適に維持できるので、車両がスムーズに道路95を通行することができる。特に、路盤90に対しては、車輪の接地部分にのみ荷重が加わるため、構造物基礎70の場合よりも偏荷重が加わりやすいが、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、不等沈下を有効に抑制できる。
<第3の実施形態の変形例1>
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。
なお、溝92の側壁と路盤90の側面90aとの間にクリアランスが存在する場合、そのクリアランスに、中詰材8と同じ材料の充填材(図示略)を充填し、この充填材を中詰材8とともに締め固めると良い。
本変形例によれば、上記の第2の実施形態と同様の効果が得られる。
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。
<第3の実施形態の変形例2>
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。
本変形例によっても、上記の第3の実施形態と同様の効果が得られる。
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。
〔第4の実施形態〕
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。
図17および図19(a)に示すように、擁壁50は、例えば、傾斜面3に沿って配置されて、該傾斜面3を保護(補強)する。傾斜面3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。
擁壁50は、段構造体51を複数段に積層することにより構築されている。各段の段構造体51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形成されている。なお、各段構造体51について、水平方向にて隣り合うセル集合体2どうしを連結することにより、これらセル集合体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。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、各段構造体51は、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、各段構造体51の不等沈下が抑制される。
例えば、擁壁50が傾斜面3に沿った形状となるように、各段の段構造体51の位置は、上段の段構造体51ほど、擁壁50の奥行き方向(地山側)にシフトしている。つまり、擁壁50は、例えば、全体として地山側へ後傾した形状(図17参照)となっている。ただし、各段の段構造体51を鉛直方向に積み重ねることによって擁壁50が構築されていても良い。
各セル構造体1内には、中詰材8が充填されている。中詰材8は、現地発生土などの土砂、砕石、コンクリート又はモルタルなどである。
ここで、下段の段構造体51ほど、その内部に充填された中詰材8の粒径が大きくなるように、各段の段構造体51のセル構造体1内に充填する中詰材8の種類を選択しても良い。これにより、擁壁50の下部ほど排水性を良好にすることができる。
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。
擁壁50内には、必要に応じて、補強のための棒状連結材(鋼線、鋼撚り線、鉄筋等の鋼棒、FRP(Fiber Reinforced Plastics)ロッドなど)62が挿入されていても良い。棒状連結材62は、各セル構造体1のセル形状の保持、および、隣り合う段の段構造体51どうしの一体性の向上に寄与する。
また、必要に応じて、隣り合う段の段構造体51どうしの境界面には、シート材(図示略)を配置しても良い。このシート材は、透水性のものであることが好ましい。透水性のシート材としては、不織布等からなるもの、又は、網目構造のものが挙げられる。具体的には、例えば、相対的に粒径が大きい中詰材8が充填された段構造体51の上に、相対的に粒径が小さい中詰材8が充填された段構造体51が積層されている場合に、これら段構造体51どうしの境界面にシート材を配置することができる。これにより、粒径が小さい中詰材8が、粒径が大きい中詰材8が充填された層に入り込むことを抑制することができる。その結果、粒径が大きい中詰材8が充填された層の目詰まりを抑制し、当該層の排水性を維持することができる。また、必要に応じて、筒状排水材、立体排水材、板状排水材、或いは、板状排水材を積層してなる排水材を、隣り合う段の段構造体51どうしの境界に配置したり、段構造体51の内部に配置したりしても良い。
図17に示すように、擁壁50は、土のう63を有していても良い。土のう63は、例えば、擁壁50の最上段の段構造体51の上に設けられ、アンカーピン64によって段構造体51に固定されている。土のう63の設置後、その背面側の段構造体51上および上側平坦面5上に充填材5aを充填して擁壁50の天端部を形成する。土のう63を設けることにより、擁壁50の天端を流れた雨水等の水が天端における法面側端部から法面部を伝って流下する際に擁壁50上部の段構造体51の中詰材8が流出してしまうことを抑制することができる。また、積雪が擁壁50の天端における法面側端部から滑り落ちる際の段構造体51のめくれを抑制できる。土のう63としては、緑化のための植生土のう、または、透水性を有する袋に中詰材として砕石を詰めることにより構成されたもの、などが挙げられる。
擁壁50の安定化のために、例えば、擁壁50の下部は、地盤に形成された溝61内に埋設されている。すなわち擁壁50は根入れされている。具体的には、例えば、擁壁50の最下段の段構造体51が溝61に埋設されている。溝61の側壁によって、最下段の段構造体51の側面が支えられている。
以下、本実施形態に係る擁壁の構築工法を工程順に説明する。
ここでは、擁壁50を傾斜面3(図17)に沿って構築する例を説明する。傾斜面3は、上側平坦面4と下側平坦面5との間に形成されているものとする。
先ず、下側平坦面5における傾斜面3に隣接する箇所に、平坦な溝61形成する。次に、溝61内に最下段の段構造体51を形成する。その後、順次、各段の段構造体51を積層する。最上段の段構造体51の上面が概ね上側平坦面4と面一となるまで、必要数の段構造体51を積み重ねる。これにより、擁壁50を構築することができる。
ここで、各段の段構造体51は、水平に配置する。つまり、段構造体51を構成する複数のセル集合体2を水平方向に並べて配置する。ただし、ここで言う水平方向は、必ずしも厳密に水平面に沿った方向に限定されない。ここで言う水平方向は、概ね水平な方向(横方向)であれば良く、段構造体51により擁壁50を安定的に形成できる程度に傾斜した方向であっても良い。
また、上段の段構造体51ほど、地山側へシフトさせることによって、擁壁50を傾斜面3に沿って構築する
ここで、各段の段構造体51を形成する手順は、上記の構造物基礎70や路盤90を形成する手順と同様であるため、その説明を省略する。
なお、擁壁50の幅(図18における左右方向の寸法)は、傾斜面3の幅に応じた任意の寸法に調節する。擁壁50の幅に応じて、擁壁50の幅方向において並べて配置するセル集合体2の数を調節する。擁壁50の幅方向にならぶセル集合体2をすべて連結し、各セル集合体2のセル構造体1内に中詰材8を充填することにより、一段の段構造体51が形成される。
ここで、図19(特に図19(b))に示すように、一の段構造体51(51a)におけるセル集合体2どうしの継ぎ目6(6a)の位置と、一の段構造体51(51a)に隣接する段の段構造体51(51b)におけるセル集合体2どうしの継ぎ目6(6b)の位置と、が平面視において互いにずれるように、複数の段構造体51を積層することが好ましい。
図19に示すように各段の継ぎ目6をずらして配置することにより、各段の段構造体51の平坦性、ひいては擁壁50の平坦性を良好にすることができる。ただし、各段の継ぎ目6は、互いに揃っていても良い(平面視において互いに一致していても良い)。
なお、擁壁50の内部に棒状連結材(鋼線、鋼撚り線、鉄筋等の鋼棒、FRPロッドなど)62を挿入する場合、例えば、各段の段構造体51毎に、棒状連結材62を挿入する。すなわち、各段の段構造体51を構築する工程では、セル集合体2を敷設及び展張する工程と、隣り合うセル集合体2どうしを連結する工程と、棒状連結材62を挿入する工程と、中詰材8を充填する工程と、をこの順に行う。また、隣り合う段の段構造体51の棒状連結材62どうしは、相互に連結することが好ましく、このようにすることによって、隣り合う段の段構造体51どうしを連結することができる。
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。
以上のような第4の実施形態に係る構造体の施工方法によれば、相互に連結される一対のセル構造体1a、1bの並び方向(矢印B方向)において、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を挿入させ固定し、一対のセル構造体1a、1bを連結するので、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の連結強度を向上することができる。そして、セル構造体1a、1bどうしの連結部位に加わる中詰材8等の荷重を連結部16がキャップ材18の存在により十分耐えうるので、隣接するセル構造体1a、1bどうしの連結部位の耐荷重性能を向上することができる。
擁壁50を構成する各段の段構造体51には、最上段の段構造体51を除き、他の段構造体51が積層されており、下方の段構造体51ほど、上に積み重なった段構造体51の数が多くなる。このため、下方の段構造体51ほど、より大きな荷重が加わる。各段の段構造体51には、重力によって鉛直方向の力が加わるが、この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り、その水平方向の力は開放系である傾斜面の正面側(地山側とは反対側)に向かいやすい。このため、段構造体51には、鉛直方向の力だけでなく、水平方向の力も作用すると考えられる。
段構造体51に加わる力の水平方向成分は、連結されたセル集合体2に対して、その連結部16(図1)近辺に最も強く作用する場合が想定される。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。つまり、各段構造体51の耐荷重性能が向上するため、より高い(上下寸法の大きい)擁壁50を容易に構築することが可能となり、耐荷重性能も向上されている。
(実施例1)
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)。
(比較例)
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。
<試験結果>
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。
一方、比較例では、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、
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。
1、1a、1b セル構造体
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)

  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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