JP6414416B2 - 岩塊固定方法 - Google Patents

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本発明は、斜面上に存在する浮石及び転石などの岩塊の落下や滑りを防止する岩塊固定構造及び岩塊固定方法に関する。
従来、斜面上に存在する個々の岩塊を斜面に固定する方法として、岩盤の亀裂箇所に接着剤を充填する接着工法、岩塊が滑動や転動しないようにワイヤーロープを格子状に組んだり、複数本のロープで岩塊を覆ったりして固定するワイヤーロープ掛工法、亀裂岩等に複数本のロックボルトを岩盤まで施工して固定するロックボルト工法、斜面上における特定の岩塊の下側の斜面に受台を形成して、該岩塊を下側から支保する根固め工法(特許文献1参照。)、ワイヤーロープ掛工法や根固め工法と併用されるグラウンドアンカー工法などが知られている。
また、斜面上に存在する複数の岩塊群を斜面に固定する方法として、斜面上にコンクリートやモルタルを吹付けて、落石の発生を予防する吹付工法、岩盤斜面上にコンクリートを打設して、落石の発生を予防する張工法、浮石状岩盤を覆うように法枠を施工する法枠工法、金属製ネットをアンカー材で岩盤に固定して、斜面に対して岩塊を固定する落石防護網工法(例えば、特許文献2、3参照。)、岩塊群の下側の斜面に擁壁を構築して、落石を受け止める擁壁工法などが知られている。
特開2004−251073号公報 特開2000−297434号公報 特開2009−203681号公報
ところで、落石対策が必要な斜面は、通常急斜面であることから、いずれの工法においても、金属製ネットや鉄筋やワイヤやアンカー材などの資材を、人手により施工現場へ輸送する作業が、重労働であり、作業者にとって多大な負担になるという問題があった。また、人手により輸送できない場合には、専用のモノレールを設置することもあり、設備費及び施工コストが高くなるという問題がある。
また、吹付工法や張工法や法枠工法などでは、コンクリートやモルタルを斜面の所望箇所へホースで圧送できるので、資材の輸送に伴う作業者の負担を軽減できる。しかし、これらの工法は、岩盤斜面の浮石群を斜面に固定して、落石の発生を予防するのには適しているが、十分な強度が得られないことから、岩塊を個別に固定するには不向きであった。
本発明の目的は、斜面上へ輸送する資材を少なくして、資材輸送に対する作業者の負担を軽減でき、しかも1乃至複数の岩塊を安定性良く斜面に固定可能な岩塊固定構造及び岩塊固定方法を提供するものである。
本発明に係る岩塊固定構造は、斜面上に存在する1乃至複数の岩塊を取り囲む領域に、該岩塊の露出部分の少なくとも下部が埋設されるようにセメント系材料層を設け、前記岩塊とセメント系材料層の境界面に、岩塊とセメント系材料層とを接着する岩塊接着層を設けたものである。なお、本明細書では、セメント、モルタル、コンクリートなどのセメントを含む材料を総称してセメント系材料と称する。
この岩塊固定構造では、斜面上に露出する1乃至複数の岩塊を取り囲む領域にセメント系材料層を施工し、このセメント系材料層に岩塊接着層を介して岩塊を固定しているので、セメント系材料層の強度・剛性を高めることで、複数の岩塊群を一体的に斜面に固定する場合であっても、個別に岩塊を斜面に固定する場合であっても、これらの岩塊を斜面上に強固に安定性良く固定することが可能となる。また、セメント系材料層を設けることで、岩塊の重心位置が見かけ上低くなるので、これによっても斜面に対する岩塊の安定性を向上できる。しかも、セメント系材料層は、ホースを用いて斜面上の施工場所へセメント系材料を打設して形成できるので、施工場所へ輸送する資材を極力少なくして、資材輸送のための作業者の負担を大幅に軽減できる。更に、この岩塊固定構造は、1乃至複数の岩塊の固定、岩塊同士の隙間を充填する目地工、岩塊群全体の一体固定、アンカーを併用した1乃至複数の岩塊の固定など、固定する岩塊の形態や状況に応じて柔軟に適用することができる。更にまた、強度剛性を有する岩塊固定構造により斜面の一部が覆われるので、岩塊固定構造により斜面自体の安定性を向上できる。
前記セメント系材料層を斜面下の岩盤に固定するアンカー手段を設けることが好ましい実施の形態である。アンカー手段を設けなくても、岩塊の重心位置が見かけ上低くなり、しかも岩塊固定構造全体が斜面に沿って固定される板状となるので、岩塊の滑動や転動を防止できるが、アンカー手段を設けることで、斜面に対するセメント系材料層の取付け強度を高め、岩塊の滑動や転動を一層効果的に防止できる。
前記アンカー手段としては、一端部をセメント系材料層に固定し、他端部を斜面下の岩盤に固定したアンカー材を採用できる。アンカー材としては、ロックボルトを採用することが好ましいが、斜面に岩盤が露出している場合には、セメント系材料層に岩盤まで延びる連結孔を形成し、該連結孔に接着剤を充填して、接着剤からなるアンカー材を介してセメント系材料層を岩盤に固定することもできる。
本発明に係る岩塊固定方法は、斜面上に存在する1乃至複数の岩塊の露出部分の側面に接着層形成部材を取り付けてから、前記1乃至複数の岩塊を取り囲む領域の斜面上に、該岩塊の露出部分の少なくとも下部が埋設されるように第1のセメント系材料を打設してセメント系材料層を形成し、前記セメント系材料層の硬化後、前記接着層形成部材を除去してから、該接着層形成部材により形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、前記岩塊とセメント系材料層間に岩塊接着層を形成し、前記岩塊接着層とセメント系材料層とを介して、前記岩塊を斜面に固定するものである。なお、本発明において「硬化」とは、接着層形成部材を除去したときに、セメント系材料層が少なくとも崩れない程度に硬化反応が進行した状態を意味する。
この岩塊固定方法では、接着層形成部材を岩塊の露出部分の側面に取り付けてから第1のセメント系材料を打設し、第1のセメント系材料の硬化後、接着層形成部材を除去して形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、岩塊をセメント系材料層に接着できるので、岩塊とセメント系材料層との境界面に対して容易に且つ十分に岩塊接着層を形成することが可能となり、岩塊とセメント系材料層との接着強度を十分に確保できる。このため、セメント系材料層として強度・剛性の高いものを採用することで、複数の岩塊群を一体的に斜面に固定する場合であっても、個別に岩塊を斜面に固定する場合であっても、これらの岩塊を斜面上に強固に安定性良く固定することが可能となる。しかも、第1のセメント系材料は、ホースを用いて斜面上の施工場所へ圧送できるので、施工場所へ輸送する資材を極力少なくして、資材輸送のための作業者の負担を大幅に軽減できる。また、この岩塊固定方法は、1乃至複数の岩塊の固定、岩塊同士の隙間を充填する目地工、岩塊群全体の一体固定、アンカーを併用した1乃至複数の岩塊の固定など、固定する岩塊の形態や状況に応じて柔軟に適用することができる。
ここで、前記セメント系材料層をアンカー手段で斜面下の岩盤に固定し、前記岩塊接着層とセメント系材料層とアンカー手段とを介して、前記岩塊を斜面に固定することも好ましい実施の形態である。アンカー手段を設けなくても、岩塊の滑動や転動を防止できるが、アンカー手段を設けることで、斜面に対するセメント系材料層の取付け強度を高め、岩塊の滑動や転動を一層効果的に防止できる。
前記接着層形成部材を柔軟なホースで構成し、前記接着層形成部材内に流体を充填した状態で、これを岩塊の側面に取り付けてから、前記第1のセメント系材料を打設してセメント系材料層を形成し、前記セメント系材料層の硬化後、前記流体を抜き取って、前記接着層形成部材を除去してから、該接着層形成部材により形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、前記岩塊とセメント系材料層間に岩塊接着層を形成することも好ましい実施の形態である。このように構成することで、セメント系材料層の硬化後に、接着層形成部材内へ加圧空気を供給するなどして、接着層形成部材内の流体を外部へ排出することが可能となり、接着層形成部材をセメント系材料層から容易に除去することが可能となる。
前記第1のセメント系材料の打設前に、前記岩塊の亀裂と、隣接する岩塊間の隙間の少なくとも一方に第2のセメント系材料を加圧注入することが好ましい実施の形態である。このように構成することで、セメント系材料層内やセメント系材料層と岩塊間における空隙の発生を効果的に防止して、より一層安定性良く岩塊を斜面に固定することができる。また、第2のセメント系材料を加圧注入するので、人手による手作業で第2のセメント系材料を充填する場合と比較して、隙間の深部まで隙間なく第2のセメント系材料を充填することができる。しかも、セメント系材料層の打設用の設備を有効利用して、第2のセメント系材料を加圧注入できるので、設備経済的にも好ましい。
前記第1のセメント系材料の打設時に、前記セメント系材料層の施工位置における斜面の山側部分に、複数の注入孔を有する注入パイプを縦向きに挿入配置した状態で、該第1のセメント系材料の打設し、打設した第1のセメント系材料の硬化後に、前記注入パイプに注入ホースを接続して、前記セメント系材料層の下側の斜面に対して第3のセメント系材料を加圧注入することも好ましい実施の形態である。このように構成することで、例えば転石群の表面部分だけでなく、より深い位置における転石群の隙間に対しても第3のセメント系材料を加圧注入して、それらを一体的に結合できるので、岩塊の安定性を一層向上できる。また、表面部分がセメント系材料層で覆われた状態で、第3のセメント系材料を加圧注入するので、斜面のより深い位置に対して第3のセメント系材料を充填することができ、岩塊の安定性をより一層向上できる。更にまた、注入パイプをセメント系材料層に埋設固定するので、注入パイプを堅固に固定でき、転石群の僅かな隙間に対しても第3のセメント系材料を加圧注入することができる。また、セメント系材料層の打設用の設備を有効利用して、第3のセメント系材料を加圧注入できるので、設備経済的にも好ましい。なお、第3のセメント系材料は、第1のセメント系材料よりも粘性の低いものを採用することができ、施工時における転石群の隙間等に応じて粘性や硬化速度を調整したり、予定量の第3のセメント系材料が注入されるように、粘性や硬化速度を調整したりすることもできる。また、前記第1のセメント系材料の打設時に、前記セメント系材料層の施工位置における斜面の谷側部分に排気パイプを設置し、前記排気パイプからセメント系材料層の下側の隙間の空気を排出しながら、第3のセメント系材料を加圧注入することも好ましい。
本発明に係る岩塊固定構造によれば、斜面上に露出する1乃至複数の岩塊を取り囲む領域にセメント系材料層を施工し、このセメント系材料層に岩塊接着層を介して岩塊を固定しているので、セメント系材料層の強度・剛性を高めることで、複数の岩塊群を一体的に斜面に固定する場合であっても、個別に岩塊を斜面に固定する場合であっても、これらの岩塊を斜面上に強固に安定性良く固定することが可能となる。また、セメント系材料層を設けることで岩塊の重心位置が見かけ上低くなるので、これによっても斜面に対する岩塊の安定性を向上できる。しかも、第1のセメント系材料は、ホースを用いて斜面上の施工場所へ圧送できるので、施工場所へ輸送する資材を極力少なくして、資材輸送のための作業者の負担を大幅に軽減できる。更に、この岩塊固定構造は、1乃至複数の岩塊の固定、岩塊同士の隙間を充填する目地工、岩塊群全体の一体固定、アンカーを併用した1乃至複数の岩塊の固定など、固定する岩塊の形態や状況に応じて柔軟に適用することができる。更にまた、強度剛性を有する岩塊固定構造により斜面の一部が覆われるので、岩塊固定構造により斜面自体の安定性を向上できる。
本発明に係る岩塊固定方法によれば、接着層形成部材を岩塊の露出部分の側面に取り付けてから第1のセメント系材料を打設し、第1のセメント系材料の硬化後、接着層形成部材を除去して形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、岩塊をセメント系材料層に接着できるので、岩塊とセメント系材料層との境界面に対して容易に且つ十分に接着剤層を形成することが可能となり、岩塊とセメント系材料層との接着強度を十分に確保できる。このため、セメント系材料層として強度・剛性の高いものを採用することで、複数の岩塊群を一体的に斜面に固定する場合であっても、個別に岩塊を斜面に固定する場合であっても、これらの岩塊を斜面上に強固に安定性良く固定することが可能となる。しかも、第1のセメント系材料は、ホースを用いて斜面上の施工場所へ圧送できるので、施工場所へ輸送する資材を極力少なくして、資材輸送のための作業者の負担を大幅に軽減できる。また、この岩塊固定方法は、1乃至複数の岩塊の固定、岩塊同士の隙間を充填する目地工、岩塊群全体の一体固定、アンカーを併用した1乃至複数の岩塊の固定など、固定する岩塊の形態や状況に応じて柔軟に適用することができる。
斜面に施工した岩塊固定構造の縦断面図 型枠及び接着層形成部材の施工時における岩塊固定構造の施工方法の説明図 セメント系材料打設時における岩塊固定構造の施工方法の説明図 斜面に施工した他の構成の岩塊固定構造の縦断面図 第3のセメント系材料の注入方法の説明図 他の構成の接着層形成部材の(a)は斜視図、(b)は図6のa−a線断面図 実証試験で用いた岩塊モデルの平面図
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、岩塊固定構造10は、斜面1上に存在する1乃至複数の浮石及び転石などの岩塊2を取り囲む領域に、該岩塊2の露出部分の少なくとも下部が埋設されるようにセメント系材料層11を設け、岩塊2とセメント系材料層11の境界面に、岩塊2とセメント系材料層11とを接着する岩塊接着層12を設け、セメント系材料層11を斜面1下の岩盤3に固定するアンカー手段13を設けたものである。
セメント系材料層11は、岩塊2の滑動や転動を受け止め得る強度剛性を有する、セメントやモルタルやコンクリートなどの第1のセメント系材料で構成されている。セメント系材料層11の厚さ及び斜面1に対する設置面積は、固定する岩塊2の大きさや重量、個数などに応じて適宜に設定されている。例えば、セメント系材料層11の厚さは、強度及びコストを考慮して、例えば10cm〜30cm、好ましくは15cm〜20cmに設定されている。
セメント系材料層11をモルタルで構成する場合には、高強度モルタルで構成することが好ましい。例えば、セメントと骨材と酸化鉄と水とを10:24:6:5の重量割合で混合して、練り上げた高強度モルタルを好適に採用できる。ここで、骨材としては、砂や砂利からなる細骨材と、廃鋳物砂からなる特殊砂とを1:1の重量割合で配合したものを好適に利用でき、酸化鉄としては、網目5mmの網を通過しない酸化鉄(粗)と、網目5mmの網を通過する酸化鉄(細)とを1:1の重量割合で配合したものを好適に利用できる。ただし、高強度モルタルを構成するセメントと骨材と酸化鉄と水との配合割合は、強度剛性が十分に得られるものであれば、前述した以外の重量割合に設定することも可能である。また、セメントと骨材と水以外に添加する材料は、任意に設定可能である。例えば、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフュームなどを混和剤として添加してもよい。また、骨材の表面水量に応じて、加える水の量を調整することも好ましい。
岩塊接着層12は、接着剤とセメントやモルタルやコンクリートなどセメント系材料とを1:3の重量割合で配合した岩塊用接着剤で構成されている。接着剤としてはポリビニルアルコール(PVA)系接着剤を好適に採用できるが、それ以外の接着剤、例えば酢酸ビニール樹脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤を採用することも可能である。岩塊接着層12を構成するセメント系材料としては、普通ポルトランドセメントに川砂及び膨張性セメント混和材を添加したモルタルを好適に採用できるが、それ以外の組成のセメント系材料を採用することもできる。
岩塊接着層12は、一定幅の帯状に形成され、岩塊2の下部外周面に相互に間隔をあけて1乃至複数本形成されている。岩塊接着層12の幅や本数は、固定する岩塊2の大きさや斜面1の角度などに応じて適宜に設定することになる。岩塊接着層12の厚さは、任意に設定可能であるが、後述のように接着層形成部材14を抜き取って形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して形成する関係上、奥部まで岩塊接着剤が充填されるように、2mm〜20mm、好ましくは5mm〜15mmに設定することが好ましい。岩塊接着層12は、岩塊2の山側に設けてもよいが、岩塊2の谷側に部分に設けることが好ましい。
岩塊接着層12の形成方法について説明すると、先ず合成樹脂製や布製の袋体からなる柔軟な帯状の接着層形成部材14に砂などの流体を充填して、これをセメント系材料層11の施工前の岩塊2の露出部の下部側面に取り付ける。次に、岩塊2を取り囲むように形成した型枠内に、岩塊2の下部が埋設されるように、第1のセメント系材料を打設する。次に、第1のセメント系材料が硬化した後、接着層形成部材14内の流体を加圧空気により排出して、接着層形成部材14をセメント系材料層11と岩塊2との境界部分から除去する。次に、接着層形成部材14を除去して形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、岩塊接着層12を形成することになる。
ただし、気密性を有する柔軟な帯状の袋体で接着層形成部材14を構成し、接着層形成部材14を空気で膨らませた状態で岩塊2の下部側面に取り付け、この状態で第1のセメント系材料を打設し、第1のセメント系材料の硬化後に、接着層形成部材14内の空気を抜いて、接着層形成部材14をセメント系材料層11と岩塊2との境界部分から除去し、接着層形成部材14を除去して形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、岩塊接着層12を形成するなど、他の方法により岩塊接着層12を形成することも可能である。また、接着層形成部材14を柔軟な帯状や紐状の部材で構成して、該接着層形成部材14に流体を充填しないで、これをそのまま岩塊2に取り付けて、第1のセメント系材料の打設後、第1のセメント系材料が比較的柔らかい状態で、接着層形成部材14を抜き取るように構成することも可能である。更に、図6に示すように、接着層形成部材14に代えて、合成樹脂製のフィルム材やシート材からなる柔軟な筒状の接着層形成部材14Aであって、外筒14aとその内側に配置した内筒14bとを備え、下端部に外筒14aと内筒14bとに連なる折返部14cを形成した接着層形成部材14Aを用い、この接着層形成部材14Aを扁平に畳んだ状態で、折返部14cが下側になるように接着層形成部材14Aを岩塊2の下部側面に固定し、セメント系材料層11の硬化後に、外筒14aから上方へ突出する内側の内筒14bの上端部を手で保持して上方へ引き抜くことで、折返部14cを順次上方へ移動させながら、接着層形成部材14Aを引き抜くように構成することも可能である。この場合には、接着層形成部材14Aを構成するフィルム材又はシート材の厚さの4倍の隙間を形成することができる。また、接着層形成部材14Aをセメント系材料層11から容易に抜き取ることができる。なお、外筒4aと内筒14b間に潤滑剤を塗布しておくと、接着層形成部材14Aを一層容易に抜き取ることができる。
アンカー手段13について説明すると、セメント系材料層11には岩盤3まで通じる複数の連結孔15が形成され、連結孔15内には岩塊用接着剤と同様の成分の岩盤用接着剤を充填してなる岩盤接着部16が形成され、セメント系材料層11は複数の岩盤接着部16により岩盤3に対して接着されている。連結孔15は、セメント系材料の打設時に筒状のアンカー用型枠21を設置して形成することもできるし、セメント系材料層11の形成後に削孔により形成することもできる。岩盤接着部16と岩盤3との接着面積や岩盤接着部16の個数や配設位置は、固定するセメント系材料層11の大きさや岩塊2の大きさなどに応じて適宜に設定できる。
ただし、岩盤3が斜面1に容易に露出し得る状態にない場合には、図4に示すように、アンカー手段13に代えて、両端部がセメント系材料層11と岩盤3とに固定されたロックボルト17からなるアンカー手段13Aを設け、ロックボルト17によりセメント系材料層11を岩盤3に固定することもできる。ロックボルト17の本数は、セメント系材料層11の大きさや固定する岩塊2の大きさや個数などに応じて適宜に設定できる。
なお、図1に示すように、岩塊2に亀裂2aが形成されている場合や、隣接する岩塊2間に僅かな隙間4が形成されている場合には、セメントやモルタルやコンクリートなどからなるセメント系材料からなる第2のセメント系材料を亀裂2aや隙間4に加圧注入して、第2のセメント系材料からなる亀裂充填部18や隙間充填部19を形成することもできる。第2のセメント系材料は、第1のセメント系材料と同じ組成のものを採用することもできるし、異なる材料のものを採用することもできる。このように構成することで、セメント系材料層11内やセメント系材料層11と岩塊2間における空隙の発生を効果的に防止して、より一層安定性良く岩塊2を斜面1に固定することができる。
次に、岩塊固定構造10の施工方法について説明しながら、岩塊固定方法について説明する。
図2に示すように、固定対象としての複数の岩塊2を取り囲むように外縁型枠20を施工するとともに、外縁型枠20の内側の適所に岩盤3に至るように複数のアンカー用型枠21を施工し、更に岩塊2の露出部分の下部側面に砂を充填した接着層形成部材14を取り付ける。
次に、図3に示すように、岩塊2の亀裂2aと、隣接する岩塊2間の隙間4の少なくとも一方に第2のセメント系材料を加圧注入してから、第1のセメント系材料を打設して、岩塊2の下部を第1のセメント系材料で埋設する。セメント系材料の加圧注入や打設は、セメント系材料の圧送手段22と、圧縮空気を供給するコンプレッサ23とを備えたコンクリート供給設備24であって、圧送手段22に接続した注入ホース25の途中部にコンプレッサ23からの圧縮空気を供給して、注入ホース25からセメント系材料を吐出可能なコンクリート供給設備を用いて行うことができる。ただし、圧送手段22を省略して圧縮空気により直接的にセメント系材料を加圧して注入ホース25に供給するように構成したコンクリート供給設備を用いることも可能である。
次に、第1のセメント系材料の硬化後に、接着層形成部材14内へ加圧空気を供給して、内部の砂を排出し、その後接着層形成部材14をセメント系材料層11と岩塊2間の境界部から抜き取る。
次に、接着層形成部材14を抜き取って形成される空間内に岩塊用接着剤を充填し、セメント系材料層11に岩塊2を接着する。このように、接着層形成部材14を用いて岩塊接着層12を形成するので、岩塊2とセメント系材料層11との境界面に対して容易に且つ十分に接着剤層を形成することが可能となり、岩塊2とセメント系材料層11との接着強度を十分に確保できる。
次に、アンカー用型枠21を除去してから、アンカー用型枠21を除去した後に形成される連結孔15に、岩盤用接着剤を充填して、図1に示すように、セメント系材料層11と岩盤3とを岩盤接着部16で接着してなる岩塊固定構造10を得ることになる。ただし、岩盤用接着剤は、岩塊用接着剤と同じ組成なので、岩盤用接着剤と岩塊用接着剤の充填作業は連続して行うことが好ましい。
このようにして施工した岩塊固定構造10では、斜面1上に露出する1乃至複数の岩塊2を取り囲む領域にセメント系材料層11を施工し、このセメント系材料層11に岩塊接着層12を介して岩塊2を固定しているので、セメント系材料層11の強度・剛性を高めることで、複数の岩塊2の群を一体的に斜面1に固定する場合であっても、個別に岩塊2を斜面1に固定する場合であっても、これらの岩塊2を斜面1上に強固に固定することが可能となる。また、セメント系材料層11を設けることで岩塊2の重心位置が見かけ上低くなるので、これによっても斜面1に対する岩塊2の安定性を向上できる。しかも、セメント系材料層11は、ホースを用いて斜面1上の施工場所へ第1のセメント系材料を打設して形成できるので、施工場所へ輸送する資材を極力少なくして、資材輸送のための作業者の負担を大幅に軽減できる。更に、この岩塊固定構造10は、1乃至複数の岩塊2の固定、岩塊2同士の隙間4を充填する目地工、岩塊群全体の一体固定、アンカーを併用した1乃至複数の岩塊2の固定など、固定する岩塊2の形態や状況に応じて柔軟に適用することができる。更にまた、強度剛性を有する岩塊固定構造10により斜面1の一部が覆われるので、岩塊固定構造10により斜面自体の安定性を向上できる。
また、岩塊2の亀裂2aと、隣接する岩塊2間の隙間4に第2のセメント系材料を加圧注入するので、セメント系材料層11内やセメント系材料層11と岩塊2間における空隙の発生を効果的に防止して、より一層安定性良く岩塊2を斜面1に固定でき、人手による手作業で第2のセメント系材料を充填する場合と比較して、亀裂2aや隙間4の深部まで隙間なく第2のセメント系材料を充填することができる。しかも、セメント系材料層11の打設用の設備24を有効利用して、第2のセメント系材料を加圧注入できるので、設備経済的にも好ましい。
なお、図5に示すように、斜面1上に岩塊群(転石群)5が存在する場合には、第1のセメント系材料の打設時に、セメント系材料層11の施工位置における岩塊群5の山側部分に、先端部に吐出口26aを有するとともに外周面に複数の吐出孔26bを形成した注入パイプ26を縦向きに差し込んで挿入配置した後、第1のセメント系材料を打設し、打設した第1のセメント系材料の硬化後に、注入パイプ26を注入ホース25のカップラー27に接続して、セメント系材料層11の下側の岩石群に対して第3のセメント系材料を加圧注入することもできる。
このように構成すると、岩塊群5の表面部分だけでなく、より深い位置における岩塊群5の隙間に対しても第3のセメント系材料を加圧注入して、それらを一体的に結合できるので、岩塊群5の安定性を一層向上できる。また、表面部分がセメント系材料層で覆われた状態で、第3のセメント系材料を加圧注入するので、斜面1のより深い位置に対して第3のセメント系材料を充填することができ、岩塊群5の安定性をより一層向上できる。更にまた、注入パイプ26をセメント系材料層11に埋設固定するので、注入パイプ26を堅固に固定でき、岩塊群5の僅かな隙間に対しても第3のセメント系材料を加圧注入することができる。また、セメント系材料層11の打設用の設備24を有効利用して、第3のセメント系材料を加圧注入できるので、設備経済的にも好ましい。なお、第3のセメント系材料は、第1のセメント系材料よりも粘性の低いものを採用することができ、施工時における岩塊群5の隙間等に応じて粘性や硬化速度を調整したり、予定量の第3のセメント系材料が注入されるように、粘性や硬化速度を調整したりすることもできる。また、第1のセメント系材料の打設時に、セメント系材料層11の施工位置における斜面1の谷側部分に排気パイプを設置し、排気パイプからセメント系材料層11の下側の隙間の空気を排出しながら、第3のセメント系材料を加圧注入することも好ましい。なお、注入パイプ26は、第3のセメント系材料の注入圧を十分に確保するため、注入ホース25と同径に構成することが好ましい。
次に、岩塊固定構造10の実証試験について説明する。
岩塊モデル30として、図示外のH形鋼からなる長方形枠状の補強枠の上側に、図7に示すように、岩盤3が露出した斜面1に見立てて、縦が2.82m、横が1.49mの長方形状の鉄板31を溶接固定し、この鉄板31の上面に砂を入れた土嚢32を、縦が2.42m、横が1.09mの長方形状の領域Aの全面に高さ50mmとなるように敷き詰め、土嚢32の上に、表1に示す大きさ及び重量の7個の岩塊2を、図7に示すように設置した。なお、岩塊2に記載した番号が、表1の岩塊の番号を示す。
その後、鉄板31の外縁に沿って外縁型枠20を施工するとともに、岩盤接着部16を施工するための外径125mmの筒状のアンカー用型枠21を土嚢32の外側において鉄板31上に間隔をあけて14個施工し、表1に示すような幅の袋状の接着層形成部材14に砂を充填して、これを各岩塊2の下部側面に取り付け、外縁型枠20内に表2に示すような成分の第1のセメント系材料を鉄板31から20cmの高さまで打設した。現場配合では、細骨材の表面水率が1.5%であったので、それに応じて水及び細骨材の配合量を調整した。また、配合の際には、混和剤を0.5kg添加した。なお、第3岩塊以外の岩塊に関しては、表1に記載の幅に設定した1本の接着層形成部材を岩塊の下部側面に取り付け、第3岩塊に関しては、幅10cmの2本の接着層形成部材と幅3cmの1本の接着層形成部材を岩塊の周囲に間隔をあけて取付けた。
そして、第1のセメント系材料の硬化後に、外縁型枠20及びアンカー用型枠21を除去して、アンカー用型枠21により形成された連結孔15に、表3に記載の接着剤と表4に記載のモルタルとを1:3の重量割合で混合した岩盤用接着剤を充填し、岩盤用接着剤からなる岩盤接着部16により、セメント系材料層11を鉄板31に接着するとともに、接着層形成部材14内に加圧空気を供給して内部の砂を除去してから、接着層形成部材14を除去し、接着層形成部材14を除去した後の空間内に、岩盤用接着剤と同じ組成の岩塊用接着剤を充填して、岩塊2をセメント系材料層11に接着し、その後28日間養生させた。
こうして製作した岩塊モデル30の第5岩塊及び第6岩塊側の一側をクレーンで徐々に持ち上げて、岩塊2が鉄板31から剥離するまでの、水平面に対する鉄板31の傾斜角度を測定した。剥離するまでの途中における、40.4°、61.3°、85.0°、90.0°の各角度において、一旦静止させたが剥離は発生しなかった。100°付近まで傾けたときに、岩塊固定構造10が岩塊2とともに鉄板31から剥離し、中央部の第3岩塊を中心にセメント系材料層11が折れて破断した。
岩塊接着層12には破断等は確認できず、岩塊2とセメント系材料層11間には十分な接着強度が得られていることが分かった。また、岩盤接着部16とセメント系材料層11間に関しても強固に接着されており、ひび割れなどの発生も確認できなかった。更に、岩塊固定構造10及び岩塊2の剥離後の鉄板31には、岩盤接着部16が付着していた痕があり、他部分では付着物が存在していなかったので、単純に岩盤接着部16のみの接着力により岩塊固定構造10及び岩塊2が垂直まで落下しなかったものと考えられ、岩塊固定構造10により効果的に岩塊2を斜面1に固定できることが判る。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてその構成を変更し得ることは勿論である。
1 斜面
2 岩塊
2a 亀裂
3 岩盤
4 隙間
5 岩塊群
10 岩塊固定構造
11 セメント系材料層
12 岩塊接着層
13 アンカー手段
14 接着層形成部材
14A 接着層形成部材
14a 外筒
14b 内筒
14c 折返部
15 連結孔
16 岩盤接着部
17 ロックボルト
18 亀裂充填部
19 隙間充填部
13A アンカー手段
17 ロックボルト
20 外縁型枠
21 アンカー用型枠
22 圧送手段
23 コンプレッサ
24 コンクリート供給設備
25 注入ホース
26 注入パイプ
26a 吐出口
26b 吐出孔
27 カップラー
30 岩塊モデル
31 鉄板
32 土嚢

Claims (5)

  1. 斜面上に存在する1乃至複数の岩塊の露出部分の側面に接着層形成部材を取り付けてから、前記1乃至複数の岩塊を取り囲む領域の斜面上に、該岩塊の露出部分の少なくとも下部が埋設されるように第1のセメント系材料を打設してセメント系材料層を形成し、
    前記セメント系材料層の硬化後、前記接着層形成部材を除去してから、該接着層形成部材により形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、前記岩塊とセメント系材料層間に岩塊接着剤層を形成し、
    前記岩塊接着剤層とセメント系材料層とを介して、前記岩塊を斜面に固定する、
    ことを特徴とする岩塊固定方法。
  2. 前記セメント系材料層をアンカー手段で斜面下の岩盤に固定し、前記岩塊接着剤層とセメント系材料層とアンカー手段とを介して、前記岩塊を斜面に固定する請求項記載の岩塊固定方法。
  3. 前記接着層形成部材を柔軟なホースで構成し、前記接着層形成部材内に流体を充填した状態で、これを岩塊の側面に取り付けてから、前記第1のセメント系材料を打設してセメント系材料層を形成し、前記セメント系材料層の硬化後、前記流体を抜き取って、前記接着層形成部材を除去してから、該接着層形成部材により形成される空間内に岩塊用接着剤を充填して、前記岩塊とセメント系材料層間に岩塊接着剤層を形成する請求項又は記載の岩塊固定方法。
  4. 前記第1のセメント系材料の打設前に、前記岩塊の亀裂と、隣接する岩塊間の隙間の少なくとも一方に第2のセメント系材料を加圧注入する請求項のいずれか1項記載の岩塊固定方法。
  5. 前記第1のセメント系材料の打設時に、前記セメント系材料層の施工位置における斜面の山側部分に、複数の注入孔を有する注入パイプを縦向きに挿入配置した状態で、該第1のセメント系材料打設し、打設した第1のセメント系材料の硬化後に、前記注入パイプに注入ホースを接続して、前記セメント系材料層の下側の斜面に対して第3のセメント系材料を加圧注入する請求項のいずれか1項記載の岩塊固定方法。
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