JP6438711B2

JP6438711B2 - 斜面安定化構造

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Publication number: JP6438711B2
Application number: JP2014174307A
Authority: JP
Inventors: 誉中西; 敬嗣広重; 章立石
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2034-08-28
Also published as: JP2016050378A

Description

本発明は、斜面安定化構造に関する。

沢や谷等に盛土を行う場合や、土砂等が堆積した沢等では、沢等の下流部に堰堤を形成し、盛土や堆積物等（以下、単に「堆積物等」という）をせき止めるのが一般的である。

ところが、斜面に堆積した堆積物が液状化すると、重力により流動して、堰堤を乗り越えて流出するおそれがある。
このような斜面部の流動対策工としては、例えば、堆積物等に対して液状化対策工を施す方法や、堰堤等を嵩上げする方法が採用されている。

液状化対策工としては、例えば特許文献１の造成方法のように、格子状に地盤改良を行うことで、斜面全域の液状化を防止するものがある。
斜面において格子状の改良体を形成する場合には、斜面の勾配方向と平行および直交する向き（平面的に０度および９０度の角度をなす向き）に、壁状の地盤改良を行うのが一般的である。

一方、堰堤の嵩上げは、鉱さいや土砂等の全てが液状化して流動した場合であっても、流出することがない高さになるまでロック材料や土材料等を盛りたてることにより行う。

特公平４−５４００４号公報

格子状に地盤改良を行う場合は、斜面勾配下流方向に作用する滑動力または流動力に対して直交方向の壁状改良体により抵抗する必要がある。しかしながら、この場合には、壁状改良体に大きな曲げモーメントが作用するので、壁状改良体が曲げ破壊を起こさないように、壁状改良体の引張強度または壁厚を大きくする必要があり、費用および手間がかかる。

また、堰堤の嵩上げによる流動対策工は、現地の沢の地形が堰堤の嵩上げに適している必要がある。すなわち、堰堤の両脇の尾根（山）がかさ上げされた堰堤よりも低いと、流動した鉱さいや土砂等の流出を防止することができない。
また、堰堤をかさ上げするには、嵩上げ用の材料（ロック材料や土材料）の調達等に費用がかかってしまう。

このような観点から、本発明は、簡易かつ安価に、斜面上の堆積物等の滑動または崩壊を防止することができる斜面安定化構造を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、側部の地山形状が斜面下流方向に向かうに従って幅が狭くなる沢地形の斜面に堆積した堆積物を地盤改良することにより形成された壁状の改良体を備える斜面安定化構造であって、前記改良体は、前記斜面の斜面勾配に沿う基準線と交差するように当該斜面を横断するとともに、端部が当該端部以外の部分よりも下流側において原地盤にすり付くように形成されていることを特徴としている。
なお、前記改良体は、平面視Ｖ字状または円弧状に形成されているのが望ましい。

かかる斜面安定化構造によれば、改良体の端部が端部以外の部分よりも下流側において原地盤にすり付くように形成されているため、堆積物が液状化した場合であっても、斜面の安定化を図ることができる。すなわち、改良体は、液状化した堆積物の滑動力および流動力を、軸圧縮力として地山に伝達することで斜面の安定性を保持する。改良体に軸圧縮力が作用すれば、改良体積（改良厚）を最小限に抑えることが可能となり、施工の手間や費用の低減化を図ることができる。
改良体は、原地盤と改良体との間に未改良の堆積物が介在することがないように、改良体の端部が原地盤にすり付くように形成されているため、改良体に作用する力を確実に地山に伝達できる。また、法面との密着性を確保しているため、有効面積（投影面積）に対して所定の軸力を地山に伝達することができる。

本発明の斜面安定化構造によれば、簡易かつ安価に、斜面上の堆積物等の滑動または崩壊を防止することが可能となる。

（ａ）は第一の実施形態の斜面安定化構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。（ａ）は図１に示す斜面安定化構造の力の作用状況を示す模式図、（ｂ）は従来の斜面安定化構造の力の作用状況を示す模式図である。（ａ）は第二の実施形態の斜面安定化構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態では、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、山間部等の沢地形の斜面（原地盤）上に堆積する堆積物１０の安定化を図る斜面安定化構造１について説明する。
堆積物１０は、斜面部１１と平場部１２とを有した状態で堆積されている。
斜面安定化構造１は、堰堤２と改良体３とを備えている。

堰堤２は、堆積物１０をせき止めるために、堆積物１０の下流側に設けられている。
本実施形態の堰堤２は、岩石を積み上げてなる、いわゆるロックフィルダムである。なお、堰堤２の構造は限定されるものではなく、例えば、土を盛りたてることにより形成する、いわゆるアースダムであってもよいし、コンクリートダムであってもよい。

堰堤２は、図１の（ｂ）に示すように、断面視台形状に形成されている。なお、堰堤２の高さは、原地形と堆積物１０の量に応じて適宜設定する。また、堰堤２の断面形状は台形に限定されない。

改良体３は、堆積物１０に対して固結工法による地盤改良を行って構築したものであり、壁状に形成されている。なお、堆積物１０の地盤改良方法は限定されるものではなく、例えば、セメント等の固化材を堆積物１０に撹拌混合することにより形成してもよい。
改良体３は、原地盤Ｇに着底している。なお、改良体３は、原地盤Ｇに根入れされていてもよい。

本実施形態の改良体３は、図１の（ａ）に示すように、メイン改良体３１とサブ改良体３２とが一体に形成されることにより、平面視格子状を呈している。
また、本実施形態では、斜面部１１の上端（斜面部１１と平場部１２との境界部）に、上端部改良体３３が形成されている。なお、上端部改良体３３は、必要に応じて形成すればよい。

メイン改良体３１は、斜面を横断するとともに、端部が端部以外の部分よりも下流側において原地盤にすり付くように形成されている。本実施形態のメイン改良体３１は、平面視Ｖ字状を呈していて、メイン改良体３１の端部は、メイン改良体３１の頂部よりも下流側で原地盤Ｇにすり付いている。
すなわち、メイン改良体３１の端部は、底面が原地盤Ｇの形状に応じて先端に向かうに従って高さが小さくなるように傾斜しているとともに、上面が原地盤Ｇの地表面に先端が一致するように形成されていることで、未改良部分が介在することなく、原地盤Ｇに当接している。

メイン改良体３１は、斜面勾配に沿う基準線ＢＬに対して平面的に４５°の角度をなす向きに各片が形成されている。また、各片同士の内角は９０°である。
本実施形態では、複数のメイン改良体３１が、基準線ＢＬに沿って間隔をあけて配設されている。本実施形態では、複数のメイン改良体３１の頂部同士を結ぶ線と、基準線ＢＬとが同一直線状にある場合について説明するが、基準線ＢＬの位置は限定されない。

サブ改良体３２は、Ｖ字状に形成されたメイン改良体３１の二つの片の交点（頂部）から、一方の片の延長線に沿って上流側に延びるように形成されている。
すなわち、サブ改良体３２は、下流側のメイン改良体３１の頂部から上流側に延びるように形成されていることで、下流側のメイン改良体３１と上流側のメイン改良体３１とを連結している。

本実施形態の斜面安定化構造１によれば、格子状の改良体３が、地震等により堆積物１０が液状化した場合や、集中豪雨等により地下水位が上昇して堆積物１０が不安定になった場合等の滑動力または流動力に抵抗するため、斜面の安定性を確保することができる。
すなわち、改良体３は、上方から作用する堆積物１０の滑動力および流動力（図中のＰ）を、軸圧縮力Ｎとして原地盤Ｇ（改良体３の端部がすり付く原地盤Ｇ）に伝達することで斜面の安定性を保持する。改良体３に作用する力Ｐによって、改良体３に軸圧縮力Ｎを作用させることで、改良体積（改良厚）を最小限に抑えることが可能となり、施工の手間や費用の低減化を図ることができる。

改良体３は、平面視して基準線ＢＬに対して４５°傾斜しているため、滑動力または流動力の分力（０．７Ｐ程度）に抵抗し得る強度または壁厚に設計すればよい（図２の（ａ）参照）。
なお、図２の（ｂ）に示す従来の改良体のように、平面的に、基準線ＢＬに対して９０°および０°格子状の改良体１０３を形成した場合には、滑動力または流動力Ｐを勾配直交方向（９０°）の改良体により負担する構造となるため、改良体の強度または壁厚を大きくする必要がある。

また、改良体３では、滑動力または流動力によって、改良体３（壁体）に軸圧縮力が作用することとなる。改良体３に軸圧縮力が作用すると、側圧（上流側から作用する応力）に対する強度が増強する。そのため、改良体３の強度または壁厚を従来の方法に比べて小さくすることができ、施工費および施工時の手間を抑えることが可能となる。

このように、本実施形態の斜面安定化構造１は、沢地形の側部の地山形状が、斜面下流方向に向かうに従って幅が狭くなることと、改良体３が引張強度は小さいが圧縮強度が大きいという特徴とを利用するものである。斜面安定化構造１によれば、斜面に堆積する堆積物１０の滑動力または流動力を改良体内部の軸圧縮力に変換して、側方の地山へ伝達し、側方の地山から反力を利用することで、改良体の強度や壁厚を従来の改良体よりも小さくすることを可能としている。

また、改良体３は、端部が原地盤にすり付くように形成されていて、原地盤Ｇと改良体３との間に未改良部分が介在していないため、改良体３に作用する力を確実に地山に伝達できる。また、改良体３と法面との密着性を確保しているため、有効面積（投影面積）に対して所定の軸力を地山に伝達することができる。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態の斜面安定化構造１は、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、堰堤２と改良体３とを備えている。堆積物１０は、斜面部１１と平場部１２とを有した状態で堆積されている。
第二の実施形態の堰堤２の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

本実施形態の改良体３は、図３の（ａ）に示すように、平面視円弧状を呈している。
改良体３は、斜面を横断するとともに、端部が端部以外の部分よりも下流側において原地盤Ｇにすり付くように形成されている。
すなわち、改良体３の端部は、底面が原地盤Ｇの法面の形状に応じて先端に向かうに従って高さが小さくなるように傾斜していて、上面が原地盤Ｇの地表面に先端が一致するように形成されていることで、未改良部分が介在することなく、原地盤Ｇに当接している。

本実施形態の斜面安定化構造１によれば、円弧状の改良体３の端部が端部以外の部分よりも下流側において原地盤Ｇにすり付くように形成されているため、地震等により堆積物１０が液状化した場合や、集中豪雨等により地下水位が上昇して堆積物１０が不安定になった場合等であっても、斜面の安定化を図ることができる。
すなわち、改良体３は、その上方（上流側）から作用する堆積物１０の滑動力および流動力Ｐを、軸圧縮力Ｎとして原地盤Ｇに伝達することで斜面の安定性を保持する。このように改良体３に作用する力Ｐによって改良体３に軸圧縮力を作用させることで、改良体積（改良厚）を最小限に抑えることが可能となり、施工の手間や費用の低減化を図ることができる。

また、改良体３に軸圧縮力Ｎが作用すると、側圧（上流側から作用する応力）に対する強度が増強する。そのため、改良体３の強度または壁厚を従来の方法に比べて小さくすることができ、施工費および施工時の手間を抑えることが可能となる。

このように、本実施形態の斜面安定化構造１も、沢地形の側部の地山形状が、斜面下流方向に向かうに従って幅が狭くなることと、改良体３が引張強度は小さいが圧縮強度が大きいという特徴とを利用するものである。斜面安定化構造１によれば、斜面に堆積する堆積物１０の滑動力または流動力を改良体内部の軸圧縮力として、側方の地山へ伝達し、側方の地山から反力を利用することで、改良体の強度や壁厚を従来の改良体よりも小さくすることを可能としている。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

例えば、斜面安定化構造を形成する場所は、限定されるものではなく、例えば、鉱さい堆積場や盛土斜面等であってもよい。
堰堤は必要に応じて形成すればよい。

改良体の平面形状は、前記各実施形態で示した形状に限定されるものではなく、例えば、平面視Ｖ字状であってもよい。
斜面の基準線に対する改良体の傾斜角は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
各改良体は、位置に応じて壁厚や強度を変化させてもよい。

１斜面安定化構造
１０堆積物
２堰堤
３改良体
３１メイン改良体
３２サブ改良体

Claims

側部の地山形状が斜面下流方向に向かうに従って幅が狭くなる沢地形の斜面に堆積した堆積物を地盤改良することにより形成された壁状の改良体を備える斜面安定化構造であって、
前記改良体は、前記斜面の斜面勾配に沿う基準線と交差するように当該斜面を横断するとともに、端部が当該端部以外の部分よりも下流側において原地盤にすり付くように形成されていることを特徴とする、斜面安定化構造。
前記改良体が、平面視Ｖ字状を呈していることを特徴とする、請求項１に記載の斜面安定化構造。
前記改良体が、平面視円弧状を呈していることを特徴とする、請求項１に記載の斜面安定化構造。