JP6359733B1

JP6359733B1 - 擁壁用積ブロック

Info

Publication number: JP6359733B1
Application number: JP2017138674A
Authority: JP
Inventors: 矢野　武志; 武志矢野
Original assignee: SHIMANTO CONCRETE CO.,LTD.
Current assignee: SHIMANTO CONCRETE CO.,LTD.
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2037-07-18
Also published as: JP2019019549A

Abstract

【課題】大型コンクリ−トブロック積みを利用した擁壁で、他の構造物への活用ができる擁壁用積ブロックを提供する。【解決手段】内包する空間に充填剤を充填し、構造物を構築するためのブロック体であって、対峙する第一壁材２１及び第二壁材２２並びに該両壁材を連結する連結部材３を備え、前記両壁材は、連結部材３と結合する、内壁面に突設した結合部２３を有し、連結部材３は、前記両壁材間に少なくとも上弦材３１、下弦材３２及び斜材３３を有する安定した骨組み平面を複数面形成するブロック体。【選択図】図１

Description

本発明は、ブロック積みを利用した擁壁等の土木構造物の築造に関するものである。

土木構造物築造に関して、労働力不足を補いつつ、一定の工期に、一定の品質を確保するため、プレキャスト製品の活用は不可欠な要素となっている。従来の現場打ちのコンクリート擁壁やコンクリート護岸に替わって、大型ブロック積みを活用した構築物築造が頻繁に行われている。

従来の大型擁壁ブロックは、現場条件によって、異なる勾配や控え幅といった規格が採用されるため、製作するためにはそれらに応じた専用の型枠が必要となる。そのため、コストや製作日数に影響が生じている。

また、ブロックの大型化は、重量が大きく、充填空間を含めたブロック体積を大きくし、ブロックの現場への搬入や設置に関しても大きな課題となっている。

実用新案登録３１５６２１２号の拡幅自在大型ブロックの考案は、金具による前壁と後壁の連結によって、控え幅を自在に選択できることに加え、ブロックの軽量化をもたらす提案となっている。

実用新案登録３１５６２１２号公報

代表的な大型コンクリ−トブロック積みを利用した擁壁は、道路改良、河川改修、造成工事等に用いられるが、課題はいくつかある。築造する構造物の形状が、等厚のもたれ擁壁等に限定されており、その他の構造物への活用ができていない状況である。そのため、等厚のもたれ擁壁では、ブロック単体では自立性は有しうるが、ブロックが積み上げられて築造された成果物としては自立性を有しない構造物になっているため、現場条件によっては採用できない場合が生じている。また、ブロックを連設して築造する性格上、ブロック間の結合力が小さく、構造物全体の課題として指摘される場合がある。いずれも構造物の信頼性にかかわる課題である。一体的に築造する構造物に関して、断面が変更できない点も課題である。

水平方向若しくは鉛直方向に連設し、内包する空間に充填材を充填することによって、構造物を構築するブロック体であって、対峙し、異なる外壁面の勾配を有する第一壁材及び第ニ壁材並びに該両壁材を連結する連結部材を備え、前記両壁材は、該連結部材と結合する、内壁面に突設した結合部を有し、前記連結部材は、前記両壁材間に少なくとも上弦材、下弦材及び斜材を有する安定した骨組み平面を複数面形成するブロック体。

前記のブロック体を含む複数のブロック体であって、第一壁材若しくは第二壁材の外壁面が同一勾配で、少なくとも一方の外壁面が連続面を形成する、一体の構造物築造を目的に連設するための複数のブロック体。

前記のブロック体を含む複数のブロック体であって、鉛直方向に互いに接するブロック体間において、下側のブロック体の第一壁材と第二壁材の外壁面上辺間の幅を上側のブロック体の第一壁材と第二壁材の外壁面下辺間の幅と等しく若しくはより大きくし、少なくとも一方の外壁面が連続面を形成する、一体の構造物築造を目的に連設するための複数のブロック体。

水平方向若しくは鉛直方向に連設して互いに接する前記のブロック体を含むブロック体間において、ブロック体間を連結するブロック体間連結部材を備える、一体の構造物築造を目的に連設するための複数のブロック体。

第一壁材と第二壁材の間に両壁材を連結する連結部材を設置する。該連結部材は、両壁材とは異なる製造工程で製作され、その長さの自由度によって、容易に両壁材間の幅及び角度を調整することができる。即ち、上弦材、下弦材及び斜材の長さによって、両壁材間の間隔や傾きが決定される。このような平面的に安定な一組の連結部材による骨組み平面を複数面形成することによって、安定したブロック体を形成し、等厚のブロック体の形状に限定されることなく、構造物の前面勾配や後面勾配を自由に設定することができる。また、たとえば、壁材をコンクリートで製造し、連結材に鋼材を使用し、充填材として中詰めコンクリートを用いることによって、従来に比較して第一壁材と第二壁材の間の中詰めコンクリートを充填する空間を大きくすることができるため、連設するブロック体を全体として一体の結合力ある構造物として構築しうる。加えて、連結部材は、同一ブロック体の第一壁材と第ニ壁材間だけではなく、隣接する他のブロック体との間の連結も行い得るという利点がある。

図１は、ブロック体連設状況の説明図である。（実施例１）図２は、ブロック体の説明図である。（実施例１）図３は、壁材の基本的形状に関する説明図である。（実施例１）図４は、連結材及び連結材と壁材の結合状況図である。（実施例１）図５は、本発明ブロック体による山留擁壁の説明図である。（実施例１）図６は、外壁面の連続に関する説明図である。（実施例１）図７は、ブロック体を用いた重力式擁壁に関する説明図である。（実施例２）図８は、ブロック体を用いた堤構築に関する説明図である。（実施例３）図９は、外壁面が異なる勾配で連続したブロック体の連設の説明図である。（実施例４）図１０は、結合部に結合板を用いた説明図である。（実施例５）図１１は、ブロック体間の結合力補強に関する説明図である。（実施例６）

一般に擁壁の築造に関し、擁壁面の空間側を擁壁４の前といい、地盤側を後と呼ぶ。従って、擁壁の部位に関しては、それぞれ擁壁前面４１、擁壁後面４２という。本発明のブロック体においては、基本的には第一壁材２１側を前面側とし、第二壁材２２側を後面側とするが、後述するように、堤のような構造に関しては、両壁材が前面扱いになる。また、プロック体の部位としては、第一壁材、第二壁材ともに、ブロック体の外に面する側を外壁面といい、内包する空間側を内壁面と呼び、外壁面と内壁面には上辺、下辺、左右の側辺若しくは斜辺を有し、外壁面と内壁面のそれらの辺間には、上辺面、下辺面、左右の側辺面若しくは斜辺面を有する。矩形のブロック体の連設には、隣接するブロック体間において、水平方向には、左側辺面と右側辺面又は右側辺面と左側辺面とを接し、鉛直方向には、上辺面と下辺面とを接するように設置する。但し、ブロック間にスペーサーを設けることはある。勾配に関しては、水平からの立ち上リが、横１．０に対して縦１．０を１割勾配と呼び、横０．１乃至０．９に対して縦１．０を１分乃至９分勾配という。

ブロック体１の連設による外壁面１１の連続とは、第一壁材２１若しくは第一壁材及び第二壁材２２の互いに接するブロック体の外壁面の各辺の重複一致をいう。ブロック体の連設による擁壁４等コンクリート構造物の築造に関しては、階段状にブロック体を設置するなど壁面の連続性を有しない場合もあるが、本実施例においては、擁壁前面４１又は擁壁前面及び後面４２が連続する面とした一体的な構造物の築造を基本として示す。

図５（１）に示す前面４１が５分勾配で、後面４２が２分勾配のもたれ擁壁４の構築に本発明のブロック体１を用いた実施例を示す。図１の側面図は、鉛直方向にブロック体を３段積んだものである。ブロック体の第一壁材２１の外壁面１１が５分勾配であり、第ニ壁材２２の外壁面が２分勾配である。最下段のブロック体から最上段のブロック体まで、第一壁材及び第二壁材共に、それぞれは同じ形状である。連結部材３の長さの調整によって、連続する壁面を形成している。即ち、最下段のブロック体の第一壁材と第ニ壁材の外壁面上辺間の間隔を中段のブロック体の第一壁材と第ニ壁材の外壁面下辺間の間隔と等しくすることによって、中段のブロック体と連続する外壁面を形成しており、同じく、中段のブロック体の第一壁材と第ニ壁材の外壁面上辺間の間隔を最上段のブロック体の第一壁材と第ニ壁材の外壁面下辺間の間隔と等しくすることによって、全体として両外壁面を単一の勾配で連続するブロック体とし、それらを連設することよって、前記の一体の構造物を構築しうる。

図２に、図１に示すブロック体１の連設状況における中段のブロック体の平面図、正面図、側面図を示す。外壁面１１が５分勾配の第一壁材２１と外壁面が２分勾配の第ニ壁材２２は、内壁面１２が向かい合う状態で対峙しており、連結部材３によって、連結されている。図２（３）の側面図に示すように、連結部材の配置は、１組の略水平の上弦材３１及び下弦材３２並びに該両弦材の間に配置する斜材３３からなる。第一壁材上部には、上弦材と重ねて斜材を結合する結合部２３があり、下部には、下弦材を結合する結合部がある。第ニ壁材には、上弦材の結合部と下弦材及び斜材の結合部がある。図２（１）に示すように、これらの連結材の結合による一組の上弦材、下弦材及び斜材は、第一壁材及び第二壁材間の鉛直方向に骨組み平面３９を一面形成し、それぞれの壁材には、結合部を４箇所設けることによって、前記鉛直方向の骨組み平面が２面を形成されている。本例では、図に示すように独立した２つの平面が形成されているが、上弦材若しくは下弦材が重複するような２つの骨組み平面によっても安定したブロック体は形成され得る。この場合は、結合部は３箇所で良い。

図３は、第一壁材及び第二壁材として用いられる壁材の基本的形状を示す。図３（１）は、正面図で壁材の内壁面１２を示している。図３（２）は、上辺面１２を示す平面図で、図３（３）は、側辺面１５を示す側面図である。内壁面の４箇所に設けられた凸部が結合部２３であり、図３（２）に示す側面側の鉛直面が接合面２４となっており、中央部にインサート穴２５が配されている。この壁材は高さ1〜１．５ｍ、横幅１．５〜２．０ｍ、厚さ１０〜１５ｃｍ程度の矩形状の板に結合部を設けたものであり、所定の型枠に生コンクリートを投入して製造される。矩形状板の壁材の内壁面と外壁面の間には、用心鉄筋として、メッシュ筋が背筋されているが、図上は省略している。上辺面１３には、必要に応じて２箇所のずれ止め凸部１７を設けることができ、下辺面１４にはずれ止め穴１８があり、ブロック体連設時の位置固定のためのものである。図に示す設置個所は、上辺、下辺の長さの１／４の位置であり、千鳥配置にブロックを積み上げることをも想定したものである。その他、上辺面には、施工金具として２箇所の吊り金具１９設置位置を例示している。

図４に連結部材３及び連結の状況を示す。第一壁材２１と第ニ壁材２２を連結する連結部材３は、所定の圧縮強度、引張強度及び曲げ強度を有する鋼材を使用する。上記の基本的形状の壁材に関して、Ｌ６×５０×５０〜Ｌ６×７５×７５ｍｍ程度のＬ型鋼３７を両弦材に用い、６×５０〜６×７５ｍｍ程度の平鋼３８を斜材に用い、各部材とも両端部にはボルト貫入孔３４が設けられている。結合金具には、径１６ｍｍで長さ５０ｍｍ程度のボルト３５を用い、接合面２４に設けられたインサート穴２５のインサート３６と対になっており、螺入できる。図４に示すように、連結部材の上弦材３１は、水平面を上方に、下弦材３２は水平面を下方になるようにＬ形鋼を配して第一壁材及び第二壁材を連結し、結合部では接合面に単独又は斜材と重ねて、ボルト締結されている。上弦材、下弦材及び斜材の関係については、その配置を限定するものではないが、本例の様に斜材に対して強度を有する弦材を用いる場合は、できるだけ上弦材は上方に、下弦材は下方に配し、弦材に対して傾きを有する斜材は補強材として両部材の間に配置するのが効果的である。

図６に本例におけるブロック体１の外壁面１１の連続について示す。壁材の外壁面が単一の勾配で連続した状態で設置するためには、ブロック体の下辺間の間隔Ｌ_０とし、上辺間Ｌ_１とし、高さをＨとすると、このブロック体の場合、Ｌ_１＝Ｌ_０−Ｈ×（０．５−０．２）の関係が成り立ち、連続して上段に設置する上側ブロック体の外壁面下辺間長さをＬ_１にするような連結部材（図上は省略している。）の長さとすればよい。壁材に関しては、「００１６」記載のように、第一壁材２１若しくは第二壁材２２は、それぞれは同じ形状である。しかし、第一壁材と第二壁材とは外壁面の勾配の違いによって形状は異なる。基本的形状が同じ壁材を用いて、勾配の異なる外壁面を有するブロック体の製作若しくは設置について、２つの方法を実施例として示す。コスト面、品質管理面から、できるだけ同一形状の型枠を利用して、製作することが望ましいからである。高さＨのブロック体の製作若しくは設置するため、図６の第一壁材に関しては、縦Ｈの基本的形状を有する壁材に対して、勾配に応じた壁材の上端調整部２７及び下端調整部２８を用いて処理をし、一方、第二壁材に関しては勾配に応じたスペーサー２９を設置している。高さ１ｍ程度では、３分勾配以上では、斜辺の長さが４ｃｍを超えるため、シート状のスペーサーの設置は困難を伴う。また、化粧ブロックを製作する場合は、第一壁材の外壁面に模様を施すため、第二壁材とは異なる工程となる。

ブロック体１の連設による擁壁構築状況を図５に示す。図５（１）は、擁壁築造前の地山４６の状態を点線で表示する。地山の必要な掘削後、基礎砕石４５、均しコンクリート４４を施工し、本発明ブロック体を設置し、図５（２）に示すブロック体水平方向の両端にコンクリート留め型枠４３を設け、連設するブロック体の第一壁材と第ニ壁材及び前記留め型枠による内包空間にコンクリートを打設したものである。ブロック体を全て積上げた後、内包空間の中詰めコンクリートを打設する必要はない。ブロック体の積み上げ状況に応じて何回かに分けて打ち込みを行えばよい。図には示していないが、必要に応じてコンクリート打ち継ぎ目には継鉄筋を配する。本ケースでは１２個のブロック体によって、山留の擁壁が構築されている。本擁壁は、従来のコンクリートブロックによる擁壁と異なり、擁壁後面４２の土圧に対する安定を考慮した上で、自立性を有するもたれ擁壁が構築できる。

図７においては、種々の重力式擁壁４の実施例をブロック体１の連設状況のみで示す。図７（１）は、擁壁前面４１が５分勾配で、後面４２が逆１分勾配の重力式擁壁を示す。基本的な考え方は実施例１と同じであるが、底部のブロック体の壁材間の幅が大きくなるために、連結部材３の強度を精査する必要がある。連結部材には、充填材として生コンクリートを投入する際、その形状維持のために必要な強度の他、ブロック体として現場に設置等の際に、クレーンによる吊り上げ、吊り降ろしの作業を伴う。そのため、図２に示すように、壁材には１乃至２箇所の図に示すように吊り金具１９を設けており、３点乃至４点吊りとするが、その際に連結部材に係る引張強度、圧縮強度、座屈荷重などを考慮した断面にする必要がある。図７（２）は、擁壁前面が５分勾配で、後面が直壁の不連続面を形成する重力式擁壁を示す。この擁壁の重量は図７（１）に示す重力式擁壁とほぼ同じであるが、安定計算上、周辺の土質、構造物重心位置、擁壁後面の摩擦等を勘案して採用が検討される。図７（３）は、前面が直壁で、後面が５分勾配の重力式擁壁で、斜材３３の長さを勘案し、他の２例と傾きを異にしている。

図８においては、第一壁材２１及び第二壁材２２の外壁面１１が１割の堤の実施例を示す。この場合充填材は、土砂及びコンクリート（図では省略）を用いる。ブロック下段部には底部コンクリートを用い、上段部には上部コンクリート用いる。下段部では構造物基礎として、吸出し防止や必要な強度を確保するためであり、上段部では、外部環境から構造物を保護するためのものである。この構造物では、実施例２より更にブロック体の壁材間の幅が大きくなるため、連結部材３には、上弦材３１、下弦材３２及び斜材３３に垂直材３３１を加えている。その他の留意事項として、充填材として土砂を使用するブロック体においては、連結部材や連結金具には、メッキ等の腐食防止措置を検討し、加えて、締固めに適した連結部材を検討する必要がある。施工に関しては、ブロック体の運搬、設置が困難な場合、壁材と連結部材等を現場へ搬入し、ブロック体の製作を現場で行うことを検討する必要がある。即ち、充填材の締め固め作業と並行して連結部材の壁材への結合を検討することが生じうる。

図９に外壁面１１の勾配が異なる、連続したブロック体１の設置例を示す。海岸堤などを前面勾配が変化するような構造物に本ブロック体を適用する場合である。本例では、ブロック体の第一壁材２１の外壁面勾配は、最下段は、１割勾配、２段目は、５分勾配、３段目は、２分勾配、最上段は鉛直となっている。また、ブロック体の連続には、スペーサーを設けて連続を確保した場合も含まれ、本例では第一壁材の外壁面勾配２分勾配と鉛直のブロック体には、スペーサー２９が配されている。

図１０に壁材の結合部に関して、実施例１と異なる実施例を示す。壁材（図１０においては第一壁材２１）内壁面１２に突設する結合部２３である結合板２６を設けたものである。この結合板は、鋼材で製作されたものであり、壁材中に埋め込まれた破線で示すアンカー部と内壁面から突出するブラケット部からなる。図に示すように、ブラケット部では上弦材３１のＬ形鋼３７と斜材３３の平鋼３８は挟むように設置され、それぞれのボルト貫入孔に結合ボルト３５を貫入させてナットで締結されている。

ブロック体１間の結合力に関しては、従来のコンクリートブロックと比較して、充填材として中詰めコンクリートを充填する内包空間が大きく、結合力は改善されている。加えて、内包空間が大きいため、鉄筋を配筋して補強することも可能である。図１１には、壁材間の連結によるブロック体間の結合力を向上させるための対策を示す。図１１（１）ブロック体の積上げ形態によって、図５に示す直列配置の他、図２の壁材の上辺面のずれ止め凸部と下辺面のずれ止め穴の位置を左右にずらすことによって、千鳥配置も容易に行うことができる。図１１（２）及び図１１（３）では、第一壁材２１の外壁面１１の形状を矩形以外の６角形状や十字形状とする実施例を示す。図示を省略するが、これらの例においても連結部材の配置及び結合部の位置に関しては、実施例１と大きく異なるものではない。図１１（４−１）及び図１１（４−２）については、鉛直方向と水平方向に接するブロック体の間にブロック間連結部材４０を配して、直接的に結合力を高めている。充填材として、結合力を有しない土砂を用いる場合には検討する必要がある。

１ブロック体、１１外壁面、１２内壁面、１３上辺面、１４下辺面、１５側辺面、１６斜辺面、１７ずれ止め凸部、１８ずれ止め穴、１９吊り金具
２壁材、２１第一壁材、２２第二壁材、２３結合部、２４接合面、２５インサート穴、２６結合板、２７上端調整部、２８下端調整部、２９スペーサー、
３連結部材、３１上弦材、３２下弦材、３３斜材、３３１３４ボルト貫入孔、３５結合ボルト、３６インサート、３７Ｌ型鋼、３８平鋼、３９骨組み平面、４０ブロック間連結部材
４擁壁、４１擁壁前面、４２擁壁後面、４３留め型枠、４４均しコンクリート、４５基礎砕石、４６地山

Claims

水平方向若しくは鉛直方向に連設し、内包する空間に充填材を充填することによって、構造物を構築するプレキャストコンクリートのブロック体であって、対峙し、異なる外壁面の勾配を有する第一壁材及び第二壁材並びに該両壁材を連結する連結部材を備え、該連結部材は、上弦材及び下弦材並びに該上弦材の一方側の端部と結合し、前記下弦材の他方側の端部と結合する斜材からなる安定した骨組み平面を複数面形成するブロック体。
請求項１のブロック体を含む複数のブロック体であって、第一壁材若しくは第二壁材の外壁面が同一勾配で、少なくとも一方の外壁面が連続面を形成する、一体の構造物築造を目的に連設するための複数の請求項１のブロック体。
請求項１のブロック体を含む複数のブロック体であって、鉛直方向に互いに接するブロック体間において、下側のブロック体の第一壁材と第二壁材の外壁面上辺間の幅を上側のブロック体の第一壁材と第二壁材の外壁面下辺間の幅と等しく若しくはより大きくし、少なくとも一方の外壁面が連続面を形成する、一体の構造物築造を目的に連設するための請求項１の複数のブロック体。
水平方向若しくは鉛直方向に連設して互いに接する請求項１のブロック体を含むブロック体間において、ブロック体間を連結するブロック体間連結部材を備える、一体の構造物築造を目的に連設するための複数のブロック体。
第一壁材及び第二壁材にコンクリートを用い、連結部材に鋼材を用いて製作する請求項１、請求項２、請求項３若しくは請求項４のブロック体。