JP6372605B1 - 軽量盛土構造 - Google Patents

Abstract

【課題】上側積層体が中間コンクリート床版の上で位置ズレしにくい軽量盛土構造を提供する。【解決手段】軽量盛土構造１０は、複数の第１樹脂発泡体ブロックが一体化された下側積層体２と、下側積層体２を覆う中間コンクリート床版３と、複数の第２樹脂発泡体ブロックが一体化され、中間コンクリート床版３の上面を覆うように設けられた上側積層体５と、各々が下端部４Ｕおよび上端部４Ｔを有し、下端部４Ｕが中間コンクリート床版３の中に埋設され、上端部４Ｔが、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａの内部に位置するように配置された、複数の耐震金具４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、軽量盛土構造に関する。

軽量盛土構造は、道路や宅地のための新設地盤に利用されたり、既設盛土の拡幅に利用されたりする。下記特許文献１−５に開示されているように、軽量盛土構造においては、複数の樹脂発泡体ブロック（ＥＰＳブロック）を積層するとともにこれらを相互に緊結することで、一体化された積層体を構成する。積層体の上に道路や宅地などが建設される。複数の樹脂発泡体ブロックを相互に緊結するためには、たとえば下記特許文献５に開示されているような緊結金具を用いることができる。

中間コンクリート床版を備えた軽量盛土構造も知られている（特許文献１，２）。まず、複数の樹脂発泡体ブロックを積層するとともにこれらを相互に緊結することで、一体化された下側積層体を構成する。次に、下側積層体の上面を覆うように、中間コンクリート床版を打設する。中間コンクリート床版の上に複数の樹脂発泡体ブロックを積層するとともにこれらを相互に緊結することで、一体化された上側積層体を構成する。上側積層体の上に道路や宅地などが建設される。

特開２００５−０４２３２０号公報 特開２００８−２７４６０９号公報 特開平１１−３３６０７９号公報 特開２００３−０７４０６０号公報 特開２０１２−０１７５７２号公報

中間コンクリート床版を備えた軽量盛土構造に関して、本発明者らは試験および検討を鋭意重ねた。その結果、以下のような知見を発見するに至った。中間コンクリート床版を備えた軽量盛土構造においては、一体化された下側積層体と、中間コンクリート床版と、一体化された上側積層体とが、下から順に積層される。積層体と中間コンクリート床版とは、２以上の多段に積層されることもある。

内陸型（直下型）の地震を想定した場合、中間コンクリート床版と、一体化された積層体とを、主として上下方向に振動させるような地震力が発生する。積層体を構成している複数の樹脂発泡体ブロックは相互に緊結されているため（一体化されているため）、積層体自身の一体性が破壊されることはほとんどない。緊結金具の数を増やせば増やすほど、積層体の一体性はより破壊されにくくなる。また、下側積層体の上面と中間コンクリート床版とは、コンクリートの硬化時の作用により一定の強度で相互に接合されているため、中間コンクリート床版が下側積層体に対して位置ズレすることもほとんどない。

その一方で上側積層体は、自身の一体性をほぼ維持した状態で、中間コンクリート床版の上で位置ズレすることがあり得る。上側積層体の位置ズレは、直下型で大型の地震力が複数回作用した場合に、換言すると、上側積層体と中間コンクリート床版とを、主として上下方向に振動させるような強い地震力が複数回発生した場合に特に顕著に現れるものと考えられる。これは、上側積層体と中間コンクリート床版とを上下方向に相互に離間させるような力がこれらの間に発生した結果、上側積層体が中間コンクリート床版の上で上下方向に揺動（振動）するようにして移動するという、いわゆるロッキング現象が発生しているものと推察される。

本発明は、上述のような実情に鑑みて創作されたものであって、中間コンクリート床版の上に複数の樹脂発泡体ブロックが積層および緊結されることで構成された上側積層体が、直下型の地震力を受けた場合であっても中間コンクリート床版の上で位置ズレしにくい軽量盛土構造を提供することを目的とする。

本発明に基づく軽量盛土構造は、複数の第１樹脂発泡体ブロックを含み、複数の上記第１樹脂発泡体ブロックが積層されるとともに相互に緊結されることで一体化された下側積層体と、上記下側積層体の上面を覆うように設けられた中間コンクリート床版と、複数の第２樹脂発泡体ブロックを含み、複数の上記第２樹脂発泡体ブロックが積層されるとともに相互に緊結されることで一体化され、上記中間コンクリート床版の上面を覆うように設けられた上側積層体と、各々が下端部および上端部を有し、上記下端部が上記中間コンクリート床版の中に埋設され、上記上端部が、上記中間コンクリート床版の直上に位置する上記第２樹脂発泡体ブロックの内部に位置するように配置された、複数の耐震金具と、を備える。

上記軽量盛土構造において好ましくは、上記耐震金具の上記上端部は、上記中間コンクリート床版の直上に位置する上記第２樹脂発泡体ブロックの内部のうち、高さ方向における下から１／３以上１／２以下の範囲内の位置に配置されている。

上記構成を備えた軽量盛土構造によれば、直下型の地震力を受けた場合であっても中間コンクリート床版の上で上側積層体が位置ズレしにくくなる。

実施の形態における軽量盛土構造１０を示す断面図である。 図１の中のＩＩ線によって囲まれた領域を拡大して示す断面図である。 中間コンクリート床版３と、中間コンクリート床版３の中に自身の下端部が埋設された複数の耐震金具４とを示す平面図である。 中間コンクリート床版３と、中間コンクリート床版３の中に自身の下端部が埋設された複数の耐震金具４（他の配置例）とを示す平面図である。 実施の形態における軽量盛土構造１０（およびその内部構造）の一部を模式的に示す斜視図である。 比較例における軽量盛土構造１０Ｚ（およびその内部構造）の一部を模式的に示す斜視図であり、中間コンクリート床版３に対して上側積層体５が位置ずれした様子を表している。 実施の形態における軽量盛土構造１０の製造工程（耐震金具４の配置工程）を示す断面図である。 実施の形態における軽量盛土構造１０の製造工程（中間コンクリート床版３の形成工程）を示す断面図である。

発明を実施するための形態について、以下、図面を参照しながら説明する。以下の説明において同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［軽量盛土構造１０］
図１〜図４を参照して、実施の形態における軽量盛土構造１０について説明する。軽量盛土構造１０は、たとえば山間地の斜面に沿って道路などを構築するためのものである。図１は、実施の形態における軽量盛土構造１０を示す断面図であり、図２は、図１の中のＩＩ線によって囲まれた領域を拡大して示す断面図である。

図１および図２に示すように、軽量盛土構造１０は、下部コンクリート床版１、下側積層体２、中間コンクリート床版３、耐震金具４、上側積層体５、上部コンクリート床版６、柱部材７、外壁パネル８、および埋め戻し土９を備える。

斜面の一部を掘削して地盤表面を平坦に形成し、下部コンクリート床版１は、その平坦な地盤表面の上に設けられている。下部コンクリート床版１の上に、下側積層体２、中間コンクリート床版３、上側積層体５、および、上部コンクリート床版６が順に積層されている。埋め戻し土９は、下側積層体２と斜面との間や、上側積層体５と斜面との間に適宜設けられている。

（下部コンクリート床版１・下側積層体２）
下部コンクリート床版１は、下側積層体２を構成するための地盤の補強および表面均しのために、必要に応じて設けられるものであり、配筋を施してコンクリートを打設することで形成できる。コンクリートを打設する際には、型枠１ａ（図１）を用いるとともに、型枠１ａから支持金具１ｂを突出させておくとよい。型枠１ａは、たとえば木製の平板から構成される。支持金具１ｂには、柱部材７を介して外壁パネル８が固定される。

下側積層体２は、複数の第１樹脂発泡体ブロック２ａ，２ｂ，２ｃと、複数の緊結金具２ｆとを含む。第１樹脂発泡体ブロック２ａ，２ｂ，２ｃは、下部コンクリート床版１の上に積層されるとともに、複数の緊結金具２ｆを用いて相互に緊結されている。第１樹脂発泡体ブロック２ａ，２ｂ，２ｃは、緊結されることで一体化され、下側積層体２を構成している。複数のうちの最上層に位置する第１樹脂発泡体ブロック２ｃの表面は、下側積層体２の上面２ｓを構成している。

（中間コンクリート床版３・耐震金具４）
中間コンクリート床版３は、下側積層体２の上に設けられる。中間コンクリート床版３は、下側積層体２の積層状態をより安定化させるという機能と、中間コンクリート床版３に作用する荷重を面内方向に分散させることによって軽量盛土構造１０の全体的な強度を向上させるという機能とを備える。中間コンクリート床版３は、下側積層体２の上面２ｓ上に、配筋（図７における配筋３ｂを参照）を施してコンクリートを打設することで形成することができる（図８を参照して詳細は後述する）。

コンクリートを打設して中間コンクリート床版３を形成する際には、型枠４ａを用いるとともに、型枠４ａ（図２）から支持金具４ｂを突出させておくとよい。型枠４ａは、たとえば木製の平板から構成される。支持金具４ｂには、柱部材７を介して外壁パネル８が固定される。

図２に示すように、複数の耐震金具４は、各々が下端部４Ｕおよび上端部４Ｔを有している。耐震金具４は、棒状の形状を有しており、たとえば鉄筋と同じ金属製部材を用いて構成することができる。図３は、中間コンクリート床版３と、中間コンクリート床版３の中に自身の下端部が埋設された複数の耐震金具４とを示す平面図である。

図３に示すように、複数の耐震金具４が所定位置に配置された状態で、コンクリートを打設して中間コンクリート床版３が形成される。複数の耐震金具４は、たとえば平面視でマス目状に配置される。中間コンクリート床版３を形成するためのコンクリートを流し込む前に、耐震金具４の下端部４Ｕを配筋（図７における配筋３ｂ）に固定しておくとよい。

コンクリートが硬化した状態では、耐震金具４の下端部４Ｕ（図２）が、中間コンクリート床版３の中に埋設されている。耐震金具４は、中間コンクリート床版３によって起立した状態で保持されている。耐震金具４の上端部４Ｔは、中間コンクリート床版３の上面位置よりも上方に配置されており、耐震金具４は中間コンクリート床版３から上方に突出している。マス目状に限られず、図４に示すように、複数の耐震金具４は、平面視で千鳥状に配置されていてもよい。

（上側積層体５・上部コンクリート床版６）
図１および図２を参照して、上側積層体５は、複数の第２樹脂発泡体ブロック５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、複数の緊結金具５ｆとを含む。第１樹脂発泡体ブロック２ａ，２ｂ，２ｃと第２樹脂発泡体ブロック５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとは、同一の材料から構成され、大きさのみ適宜異なるものが採用される。

複数の第２樹脂発泡体ブロック５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、中間コンクリート床版３の上に積層されるとともに、複数の緊結金具５ｆを用いて相互に緊結されている。第２樹脂発泡体ブロック５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、緊結されることで一体化され、上側積層体５を構成している。上側積層体５（中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａ）は、中間コンクリート床版３の上面を覆うように設けられている（図３）。

耐震金具４の上端部４Ｔは、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａの内部に位置するように配置されている（図２）。換言すると、耐震金具４は、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａを高さ方向において貫通していない。

上部コンクリート床版６（図１）は、上側積層体５の上に設けられる。上部コンクリート床版６は、たとえば道路面を形成し、通行車両の衝撃から上側積層体５を保護するという機能と、上部コンクリート床版６に作用する荷重を面内方向に分散させることによって軽量盛土構造１０の全体的な強度を向上させるという機能とを備える。上部コンクリート床版６は、上側積層体５の上面上に、図示しない配筋を施してコンクリートを打設することで形成することができる。

コンクリートを打設する際には、型枠６ａを用いるとともに、型枠６ａから支持金具６ｂを突出させておくとよい。型枠６ａは、たとえば木製の平板から構成される。支持金具６ｂには、柱部材７を介して外壁パネル８が固定される。

外壁パネル８は、柱部材７（たとえばＨ型鋼）によって保持されており、軽量盛土構造１０の谷側に露出した側面に沿って起立している。外壁パネル８は、下側積層体２の側面２ｔ、中間コンクリート床版３の側面３ｔ、および、上側積層体５の側面５ｔを、日光、火気、風雨などから保護する。外壁パネル８は、たとえば多数のパネル材を上下左右に連ねることで構成される。

（作用および効果）
以上のような構成を備えた軽量盛土構造１０によれば、複数の耐震金具４を用いることにより、冒頭で述べたロッキング現象が発生することを効果的に抑制することが可能となる。以下、実施の形態と比較例とを対比しつつ、軽量盛土構造１０の作用および効果についてより具体的に説明する。

図５は、実施の形態における軽量盛土構造１０（およびその内部構造）の一部を模式的に示す斜視図である。図６は、比較例における軽量盛土構造１０Ｚ（およびその内部構造）の一部を模式的に示す斜視図であり、中間コンクリート床版３に対して上側積層体５が位置ずれした様子を表している。比較例の軽量盛土構造１０Ｚ（図６）においては、軽量盛土構造１０（図５）の場合とは異なり、複数の耐震金具４が用いられておらず、ロッキング現象の対策が十分にはなされていない。

内陸型（直下型）の地震が発生した場合には、一体化された下側積層体２と、中間コンクリート床版３と、一体化された上側積層体５とを、主として上下方向に振動させるような地震力が発生する。下側積層体２を構成している複数の樹脂発泡体ブロックは、相互に緊結されているため、下側積層体２自身の一体性が破壊されることはほとんどない。緊結金具２ｆの数を増やせば増やすほど、下側積層体２の一体性はより破壊されにくくなる。上側積層体５についても同様である。また、下側積層体２の上面２ｓと中間コンクリート床版３とは、コンクリートの硬化時の作用により一定の強度で相互に接合されているため、中間コンクリート床版３が下側積層体２に対して位置ズレすることもほとんどない。

図６に示すように、その一方で上側積層体５は、自身の一体性をほぼ維持した状態で、中間コンクリート床版３の上で位置ズレすることがあり得る。上側積層体５の位置ズレは、直下型で大型の地震力が複数回作用した場合に、換言すると、上側積層体５と中間コンクリート床版３とを、主として上下方向に振動させるような強い地震力が複数回発生した場合に特に顕著に現れるものと考えられる。これは、上側積層体５と中間コンクリート床版３とを上下方向に相互に離間させるような力がこれらの間に発生した結果、上側積層体５が中間コンクリート床版３の上で上下方向に揺動（振動）するようにして移動するという、いわゆるロッキング現象が発生しているものと推察される。

以上のような軽量盛土構造１０Ｚ（図６）に対し、上述の実施の形態における軽量盛土構造１０（図５）では、複数の耐震金具４が用いられる。複数の耐震金具４の各々の下端部４Ｕ（図２）は、中間コンクリート床版３の中に埋設されている。複数の耐震金具４は、中間コンクリート床版３によって起立した状態で保持されている。

耐震金具４に、たとえば図２中の右方から左方に向かうような力が作用したとしても、下端部４Ｕが中間コンクリート床版３の中に埋設されているため、耐震金具４と中間コンクリート床版３とは、図２紙面内の左右方向における相対位置が変化することはほとんどなく、耐震金具４と中間コンクリート床版３との一体性が維持される。

軽量盛土構造１０においては、複数の耐震金具４の各々の上端部４Ｔ（図２）は、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａの内部に位置している。中間コンクリート床版３に対して上側積層体５（第２樹脂発泡体ブロック５ａ）が図２中の左方に向かって移動しようとしたとしても、複数の耐震金具４によって上側積層体５の移動は抑制される。

したがって、中間コンクリート床版３と上側積層体５とを上下方向に相互に離間させるような力がこれらの間に発生した結果として、上側積層体５が中間コンクリート床版３の上で上下方向に揺動（振動）したとしても、上側積層体５が中間コンクリート床版３に対して位置ズレすることは効果的に抑制されることとなる。

ここで仮に、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａを耐震金具４が高さ方向において貫通しているとする。この場合、耐震金具４の上端部４Ｔはたとえば、第２樹脂発泡体ブロック５ｂ〜５ｄの内部に位置していたり、上部コンクリート床版６の内部に位置していたりする。このような構成が採用されると、一体化された上側積層体５が全体として、複数の耐震金具４を介して、中間コンクリート床版３に過度に強く固定されることとなる。すなわち、上側積層体５と中間コンクリート床版３とが、必要以上に強い力（実施の形態の場合に比べて強い力）で相互に固定されやすくなる。

上側積層体５および中間コンクリート床版３に対して地震力が作用した場合、これらが強い力で相互に固定されていることが原因となって、実施の形態の場合に比べて地震力が中間コンクリート床版３や上側積層体５から分散されにくくなる（逃げにくくなる）。その結果、上側積層体５および中間コンクリート床版３に対して、ひいては、軽量盛土構造１０の全体に対して、実施の形態の場合に比べて強い地震力が作用してしまうこととなる。

これに対して上述の実施の形態における軽量盛土構造１０においては、耐震金具４の上端部４Ｔが、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａの内部に位置している。一体化された上側積層体５は全体として、複数の耐震金具４を介して、中間コンクリート床版３に適度な強さで固定されている。上側積層体５および中間コンクリート床版３に対して地震力が作用したとしても、地震力は分散されやすく（逃げやすく）、その結果、上側積層体５や中間コンクリート床版３が大きく変位してしまうことを効果的に抑制することができ、ひいては、直下型の地震力を受けた場合であっても上側積層体５が中間コンクリート床版３に対して位置ズレすることを効果的に抑制できるることとなっている。

（好適な寸法関係）
好適な寸法関係を挙げるとすると、耐震金具４の上端部４Ｔは、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａの内部のうち、高さ方向における下から１／３以上１／２以下の範囲内の位置に配置されているとよい。

たとえば、中間コンクリート床版３の厚みＴ１は１０ｃｍまたは１５ｃｍであり、第２樹脂発泡体ブロック５ａの厚みＴ２は５０ｃｍである。このような場合、中間コンクリート床版３の上面からの耐震金具４の突出高さＨ２は、１７ｃｍ以上２５ｃｍ以下に設定することができ、耐震金具４の全体としての高さＨ１は、たとえば２２ｃｍ以上３０ｃｍ以下に設定することができる（耐震金具４の埋め込み深さを５ｃｍとした場合）。

すなわち、耐震金具４の全体としての高さＨ１がたとえば２５ｃｍとなるような耐震金具４を用いることによって、耐震金具４の上端部４Ｔは、中間コンクリート床版３の直上に位置する第２樹脂発泡体ブロック５ａの内部のうち、高さ方向における下から１／３以上１／２以下の範囲内の位置に配置されることとなる。

［軽量盛土構造の製造方法］
図１を参照して、型枠１ａを利用して下部コンクリート床版１を打設した後に、下部コンクリート床版１の上に、複数の第１樹脂発泡体ブロック２ａ，２ｂ，２ｃを積層するとともに、複数の緊結金具２ｆを用いてこれらを相互に緊結する。これにより、下部コンクリート床版１の上に下側積層体２が構成される。

図７を参照して、下側積層体２の上面２ｓ上にスペーサー３ａを並べるとともに、配筋３ｂを敷設する。複数の耐震金具４の各々の下端部４Ｕを、配筋３ｂに固定する。複数の耐震金具４は、マス目状あるいは千鳥状に配置するとよい（図３，図４）。

図８を参照して、型枠４ａを用いてコンクリートを打設することにより、中間コンクリート床版３（図１）が形成される。中間コンクリート床版３の上面からは、複数の耐震金具４が突出している。複数の第２樹脂発泡体ブロック５ａを、耐震金具４に差し込むようにして中間コンクリート床版３の上に配置する（図３，図４）。その後、複数の第２樹脂発泡体ブロック５ｂ，５ｃ，５ｄ（図１）を順に積層するとともに、複数の緊結金具５ｆを用いてこれらを相互に緊結する。

これにより、中間コンクリート床版３の上に上側積層体５が構成される。支持金具１ｂ，４ｂ，６ｂ（図１）に柱部材７を固定し、柱部材７に外壁パネル８を取り付ける。以上のような工程を経ることにより、図１に示す軽量盛土構造１０を得ることができる。

以上の説明において述べた軽量盛土構造１０は、急傾斜地に設けられることで片側のみが垂直壁をなすように構成されている。以上の説明において開示した技術的思想は、両側が垂直壁をなすように構成された軽量盛土構造にも適用可能である。以上の説明において開示した技術的思想は、複数の中間コンクリート床版が、一体化された積層体を介して多段に積層された軽量盛土構造にも適用可能である。

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 下部コンクリート床版、１ａ，４ａ，６ａ 型枠、１ｂ，４ｂ，６ｂ 支持金具、２ 下側積層体、２ａ，２ｂ，２ｃ 第１樹脂発泡体ブロック、２ｆ，５ｆ 緊結金具、２ｓ 上面、２ｔ，３ｔ，５ｔ 側面、３ 中間コンクリート床版、３ａ スペーサー、３ｂ 配筋、４ 耐震金具、４Ｔ 上端部、４Ｕ 下端部、５ 上側積層体、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 第２樹脂発泡体ブロック、６ 上部コンクリート床版、７ 柱部材、８ 外壁パネル、９ 埋め戻し土、１０，１０Ｚ 軽量盛土構造、Ｈ１，Ｈ２ 高さ、Ｔ１，Ｔ２ 厚み。

Claims (2)

1. 複数の第１樹脂発泡体ブロックを含み、複数の前記第１樹脂発泡体ブロックが積層されるとともに相互に緊結されることで一体化された下側積層体と、
   前記下側積層体の上面を覆うように設けられた中間コンクリート床版と、
   複数の第２樹脂発泡体ブロックを含み、複数の前記第２樹脂発泡体ブロックが積層されるとともに相互に緊結されることで一体化され、前記中間コンクリート床版の上面を覆うように設けられた上側積層体と、
   各々が棒状の形状を有する金属製部材から構成され、各々が下端部および上端部を有し、前記下端部が前記中間コンクリート床版の中に埋設され、前記上端部が、前記中間コンクリート床版の直上に位置する前記第２樹脂発泡体ブロックの内部に位置するように配置された、複数の耐震金具と、を備え、
   複数の前記耐震金具の各々を構成している前記金属製部材は、いずれも前記中間コンクリート床版の側面から離れた位置に設けられている、
   軽量盛土構造。
2. 前記耐震金具の前記上端部は、前記中間コンクリート床版の直上に位置する前記第２樹脂発泡体ブロックの内部のうち、高さ方向における下から１／３以上１／２以下の範囲内の位置に配置されている、
   請求項１に記載の軽量盛土構造。

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