JP6473826B2 - 地滑りを防止するプレキャストブロックの擁壁工法 - Google Patents

Description

この発明は、地滑り防止と、事故防止のための山道における擁壁とに関する。

地滑りの修復についての最初期の工学的な試みは、１８３０年代初頭の英国及びフランスにおける鉄道及び運河の盛土で生じたと見られる。１８５０年から１９５０年には、ほとんどの切土法面は、１：１か又はより急勾配の法面で掘削されて、フィルが約１．５：１（水平対垂直）の盛土に配置された。より急勾配な盛土は、重力式擁壁を創造するために岩又は組積ブロックを積み重ね、その後そうした構造の上に１．５：１で盛り立てることによって適応された。

不良な盛土は、簡単により安定な傾斜に戻った。利用可能な道路用地がほとんどないような、より市街の又は山岳の地域では、コンクリート及び組積造の重力式擁壁が頻繁に用いられた。

１９３０年代まで、ほとんどの地滑り修復は、上部のスクラップ領域の部分的掘削、及び／又は、通常既存のクリークや小峡谷の上にバットレス先端を配置することのいずれかより成り立っていた。

１９４０年代中ごろまでに、大量の土砂の盛土及びロックフィルダムの、所謂、「乾式」締固めのために、シープフート締固め機が用いられ始めた。

１９５０年代後期までに、「推奨バットレスフィル（recommended buttress fill）」として当業者に知られる新しい修復工法が現場に登場した。これは、米国で地滑り修復に通常に用いられる方法として残っている。

高価な構造を必ず修復することになるような地滑りを修復するために、様々な保持構造がうまく用いられてきた。構造の種類は、基本的に以下の４つの主な部類に分けることができる。
（１）重力式構造、（２）片持ち梁式構造、（３）フレキシブル及び／又はバルクヘッド壁、

（４）保持構造。さらに、組み合わせ構造として、１つ又は複数の方法を組み合わせることが可能である。

法地により加えられる荷重に対する低抗力としての、それらの垂直方向の質量によって決まる様々な種類の重力式保持構造。これは、紀元前２９００年初頭頃アッシリア人及びエジプト人により用いられた、最初期の種類の保持構造である。例としては、石積み、ラブルフィル組積、ロックフィル蛇籠、音色又はコンクリートの枠組壁、多様な深さの枠組壁、鋼鉄擁壁（steel bin wall）、コンクリートのバットレス壁又は土留め壁、ジオグリッドせん断キー又は補強土の盛土がある。

ローマ時代に遡って、杭打の出現により、様々な種類の片持ち梁式保持構造が使用されるようになった。大きな直径の錐の使用により、そうした構造が、硬質土及び軟岩に構築されることが可能になる。例としては、ブロック又はスチールブロックの組積、鉄筋コンクリート片持ち梁、内部ステムの壁、背面ステムの壁、支柱支えの鉄筋コンクリート壁、連結する基礎梁をもつ現場打ち鉄筋コンクリート支柱、Ｈ形パイル壁、連結するアンダーリームコーン（under-ream cone）をもつ現場打ちケーソンがある。

様々な種類の保持構造、緊張要素をもつ保持構造。そうした構造の費用及び実現可能性は、削孔リグのアクセス及び地面の削孔能によりほぼ完全に決まる。例としては、スクリューアンカ、デッドマンアンカ、削孔されるタイバック又はテンドン、反力支柱タイバック、軟質地盤中の圧入グラウト球根状体、ロックボルトがある。

様々な種類のフレキシブルな保持構造、すなわちそれらの加えられる荷重を逃がすために偏向するフレキシブルな保持構造。そうした偏向は、地面の質量をそのせん断強さに結集させることによって、壁面荷重を軽減する（Rankineの主働土圧理論）。例としては、レッフェル（loffel）ブロック壁、sackrete壁がある。

レッフェルシュタイン（loffelstein）、すなわちレッフェルブロック擁壁は、オーストリア起源の設計概念であり、現在米国で製造されている。その主要な用途は、３０度を超える角度の内部摩擦角をもつ高さ２２フィート未満の法面に関する。説明した場合においては、上記壁は、公道の切土法面を支える２０％縦断勾配で構築された。

集水通廊法（collector gallery method）のような様々な種類の暗渠排水対策が地盤工学の当業者により用いられ、排出物を集めるために阻集ドレーンが底部に穿設される。

現在、Tenax及びNicolonにより製造される競合品として、幅広いグリッド強度を有するジオグリッドで補強される修復スキームが利用可能である。具体的な長さは、概して、盛土の高さの１から１．５倍を変動する。キーウェイの後端にプレハブ式の排水膜を用いることで、急斜面や狭い作業面積での仕事の効率化を助ける。グリッドは、ちょうどジュート網のような種子吹き付け用マルチを提供する。表面の覆いの代わりとして、１フィートオーダーの法面高さでジオグリッドによる介在層を配置することが可能である。

リノマットレス／護岸マットレスと連続した止水壁をもつ鉄筋コンクリートフーチングとを伴うジオグリッド、又は、コンクリート蛇籠フーチング鋼鉄矢板の止水壁をもつ１２度に離間して配置されるジオグリッド。ジオグリッドはまた、レッフェルブロック又はキーストーンとの組み合わせで用いることが可能である。

ワイヤビンを、ジオグリッドで補強した盛土及び／又は保持構造のための仕上げ面要素として用いることが可能である。

米国特許第５５４９４２０（Ａ）号の発明は、地滑り防止のために傾斜する切土面に構築される、重力式擁壁及びもたれ式擁壁の両方として機能する擁壁に関する。擁壁は、切土面の水平部分により規定されて奥行き長さＬ_２を有する底面と、上記底面と反対側でＬ_２よりも大きな奥行き長さＬ_１を有する上面と、上記上面及び上記底面間に略垂直に延びる外側面と、上記外側面と反対側で上記切土面によって規定される傾斜面とを含む。擁壁は、壁の重量の一部が切土面の傾斜部分に加わるように、ある位置に重心を有する。

欧州特許第０５１２９３２（Ｂ１）号の発明は、乾式で組み立てられるプレハブ式モジュラー要素から作製される建築物及び建設作業の実施の全般的な技術分野に関する。この発明は、浸水される保持構造体の種類又は例えば壁、堤防、岸壁、捨石、床、舗道などの任意の種類の建設作業の実現を可能にする、乾式でバンク状の積層を伴うプレハブ式モジュラー要素に関する。

この発明はまた、プレハブ式モジュラー及び建設作業の乾式建設工程よりなされる作業に関する。

上記したような保持構造体又は浸水される保持構造体を作製するために、通常、鉄筋コンクリートより成るか、又は、音を発するバンク状の床に配置することを意図しない、モジュラータイプのプレハブ式建設要素を用いることが知られている。

米国特許第７５２４１４４（Ｂ２）号の発明は、内部に植物を植え易くする上方側に開いた開口を有する擁壁の形成に有用なコンクリートブロック構造に関する。上記ブロックは、直立する前壁と、該前壁及び上方側に開いた内側空間と隣り合う横方向に離間した側壁を有するものであって、上記側壁は上方側に開いており、かつ、それらに形成される横方向に整列する溝を有し、ロッドが上記溝に受け入れられ、かつ、各側壁を越えて横方向に突出する。前縁部を有するフレキシブルなアンカーシートが、その積層過程の少なくとも２つの隣接するブロックに沿ってその上に延びうるものであり、上記アンカーシートは、上記ロッドに装着され、それに対してブロックが配置される盛土に係留的に受け入れられるように背面壁の上面の上に広く後方に延びる。

米国特許第８２７２８１２（Ｂ２）号の発明は、擁壁の構築中にフィル材料を受け入れる擁壁建造ブロック、該建造ブロックで構築した擁壁及び該建造ブロックの製造方法に関するものであって、該ブロックは基部を有するキャストセメント体を備え、略直立する張付け壁が上記基部から上方に延び、２つの略直立する側壁は上記基部から上方に、かつ、上記張付け壁の略後方に延び、上記基部、上記直立する張付け壁及び上記側壁はそれぞれ内側及び外側表面を有し、上記側壁はそれぞれ上方及び後方最端部を有し、フィルを受け入れる空洞はフィル材料を受け入れるための基部内側表面、側壁内側表面及び張付け壁内側表面により規定され、上記フィルを受け入れる空洞は上記フィルを受け入れる空洞の体積と擁壁建造ブロックの体積との比がそれぞれ少なくとも０．７５：１であるように体積を有する。

したがって、上記した前記特許及び既存の解決方法には、多大な組立時間、低い対費用効果、又は、修復の際に強度及び構造的完全性を保持しない壁のひび割れといった不利益が存在する。上記ブロックは、金型費用と製造時間を増す複雑な形状のものである。キーストーンのキーは、横断面積が小さいことからせん断力により容易に破壊され、それにより地滑りの荷重がそれらに作用したときに壁全体が崩壊し易くなる。

したがって、先行技術の不利益を解消し、さらに効果的な擁壁システムを提供することが可能である効果的な擁壁システムが要望されていた。
発明の目的

地滑りの発生を軽減すること、
自然の及び人為的な災害に起因する頻繁な道路の拡大及び山の掘削を軽減すること、
地滑りの最大の影響に耐えること、
道路拡大に起因する森林伐採を軽減すること、
地滑りの残骸に起因する河川の閉塞及び氾濫を軽減すること、
プレキャストブロックを用いることによって擁壁の構築時間を軽減すること、
十分に保護された壁を建造することにより、狭いカーブのある道路で渓谷に落下する車両の発生を防止すること、
山に設けられた道路、水害常襲地域、河畔、ダム、運河、鉄道線路、公道、急勾配近くの建物及び家屋等の側で多目的な保護壁として機能すること、
長寿命の擁壁を提供すること、
既存のプレキャストブロックの高さ限界を克服すること、
人件費を節約すること、
生態系を保護すること、
再利用可能なブロック及びワイヤロープを用いて効果的な解決方法を提供することである。

地滑りを防止するプレキャストブロックの擁壁工法であって、該工法は、
ａ．傾斜壁を構築するプレキャストＨ形ブロック及び直立壁を構築するＹ形が、側壁を通る小穴を有することと、
ｂ．ワイヤロープが、前記小穴を貫通して、該ブロックに隣接する地中に水平に打ち込まれることで強化される壁を作ることと、
ｃ．ワイヤロープが、道路の下から、最上のブロックの前記小穴を貫通して、道路を横切って地中に垂直に打ち込まれることで強化される壁／バリアを作ることと、
ｄ．最下のブロックの前記小穴を貫通するワイヤロープが、地中に垂直に打ち込まれることと、
ｅ．ワイヤロープが、垂直に連結した壁の前記小穴及び垂直に連結した対向する壁の上記小穴を貫通して、互いに対向するＨブロックが、互いをしっかりと保持して道路／線路を形成するように、ワイヤロープ／ストラップのループを形成することとを含む。

この発明の他の態様は、添付の図面及び以下に示すそれらの説明を検討することによって明らかになることとなり、それはこの発明の好ましい実施形態の単なる説明であり、いかなる方法によってもこの発明の性質及び範囲を限定しない。

図１は、Ｈ及びＹブロックの等角図を示す。 図２は、Ｈブロックにより作られる壁の概略図を示す。 図３は、地滑り及び事故を防止するＨブロックの適用を示す断面図を示す。 図４は、山道のカーブに沿うＨブロックの適用の上面図を示す。 図５は、プレキャストＨブロックを用いた線路の断面図を示す。 図６は、プレキャストＨブロック及びＹブロックを用いた道路の断面図を示す。

ここで、この発明の範囲及び領域を限定しない添付の図面を参照しながらこの発明について説明することとする。提供する説明は、純粋に例示及び説明のためである。

添付の図面を参照すると、この発明に係る地滑りを防止するプレキャストブロックの擁壁工法は、概して、参照符号１７により示され、特に図面の図３、図４、図５及び図６に示している。

図１は、鉄筋コンクリート又はその他の好適な材料より作製されるプレキャストＨ及びＹブロックを示す。Ｈ（３）又はＹブロック（１０）は、ＸＺ及びＹＺ平面の両方において、垂直及び水平中心を貫通する２つの中空管（４）を有する。ロープ（５）は、打ち込みの目的でこれらの穴を貫通する。Ｈブロック（３）は、互いに垂直に連結して傾斜壁を形成する一方、Ｙブロック（１０）は垂直に連結して直立壁を形成する。中央溝の深さは、ブロックの全高の１／３であり、その幅は、ブロックの全幅の１／３である。

図２は、垂直に連結されて傾斜壁を形成するＨブロック（３）を示す。ロープ（５）がＸＺ平面を貫通して、ＹＺ平面に打ち込まれる。

２つのブロック間に間隙（ここではＹ軸に沿って）を必要としない場合、＋Ｘ軸に沿って、その全幅を通るＹＺ平面にあるブロックの中心の穴を介してロープを進めて、隣接するブロックの同様の穴を介して、−Ｘ軸に沿って、ロープを進めて、ＹＺ平面にこの２つの端部を打ち込むことが可能である。

図３は、丘／山範囲（１）及び道路（２）の断面を示す。Ｈブロック（３）は、砂利（７）を保持するように地中に水平に打ち込まれる（１４）。しかしながらＨブロックの最上層は、ワイヤロープ／ストラップ（５）の活用により、道路（２）を横切って、その下から、地中に垂直に打ち込まれる（９）。Ｈブロック（３）のこの上層は、事故の際に車両が渓谷に突っ込むことを防止する安全バリアの機能をする。車両の重量が道路の下を通るロープ（５）に作用するため、所望の支えが得られ、車両がブロックを突破して渓谷に入り得ない可能性が高い。上方Ｈブロックの２つの下側の脚は、下方Ｈブロックの２つの上側の脚と連結し、ＲＣＣプレキャスト材料の４つの層を形成する。車両の衝撃を最初の層が吸収し、残りの層が車両の運動量を軽減する。また、衝撃は、ロープ／ストラップ（５）を介して道路（２）へ入り、道路（２）を横切って垂直の打ち込み（９）を介して、ならびに、前記Ｈブロック（３）に隣接する垂直（９）及び水平（１４）の打ち込みを介して、地中（８）に伝わる。

そうした傾斜ブロックの設計は、直立垂直壁の代わりに地滑りの圧力を妨げるように創造されている。直立垂直壁は、傾斜するＨブロック（３）ほどに圧力に抵抗することができない。Ｈブロック（３）のそれぞれは、列にあるＨブロック（３）ごとに貫通する鋼鉄ワイヤロープ（５）より成る、ブロック全体を貫通する循環中空管（４）を有する。この鋼鉄ワイヤロープ（５）は、地中内部に深く挿入されるねじ杭に装着され、それによってＨブロックを支える。ワイヤロープ（５）の厚さは、各ブロックにおける圧力と山（６）の高さ及び法面を考慮した地滑りの危険性とにより決まる。ねじ杭はまた、地中に垂直に（９）に挿入されて、最下のＨブロック（３）の強固さを増す。２つのＨブロック（３）を貫通しているワイヤ周りでループ状にされる、ワイヤロープ（５）の厚さに起因して特定の間隙が生じる。この間隙はまた、過剰な地下水を流れさせ、それによりブロックにかかる圧力を軽減する。水の流れを許容し、小石／砂利（７）の流れを制限する篩のようにも機能する。

丘の法面（６）がゆるやかであればＨブロックを使用し（３ａ）、それに対し急であればＹブロックを使用する（３ｂ）。変化する法面に対しては、Ｈ（３）及びＹ（１０）のブロックを組み合わせて使用することが可能である。また、Ｈブロック（３）の幅と高さ及びその溝は、法面に応じて作ることが可能である。

図４は、隣接して配置したときに湾曲壁（１１）を得るような角度の側部をもつキャストであるブロックのそばを通る、山（１）に沿ったカーブを示す。これは、事故最多発地帯、すなわちカーブで、車両が渓谷に落下することを防ぐ。ロープ（５）は、道路（２）を横切って、その下側から（９）所望の支持のために通される。車両の衝撃は、最初の層により吸収され、残りの層が車両の運動量を軽減する。また、衝撃は、ロープ／ストラップ（５）を介して道路（２）に入り、道路（２）を横切って垂直の打ち込み（９）を介して、ならびに、前記Ｈブロック（３）に隣接する垂直（９）及び水平（１４）の打ち込みを介して、地中（８）に伝わる。

図５は、互いに距離をおいて対向するように配置された連結するＨブロック（３）より作られる擁壁を示す。これらの壁間の空間は、石の砂利（７）で満たされる。互いに対向するブロックは、ループを形成する、前記小穴（４）を貫通するロープ／ストラップ（５）により共に縛られる。対向するブロックの各対は、レール（１２）及び枕木（１３）の全長にわたって縛られ、最下のブロックは、地中（８）に、下方側に垂直に打ち込まれる（９）。

図６は、互いに距離をおいて対向するように配置された連結するブロックより作られる擁壁を示す。これらの壁間の空間は、石礫（７）で満たされる。互いに対向するブロックは、ループを形成する、前記小穴（４）を貫通するロープ（５）により共に縛られる。対向するブロックの各対は、道路（２）の全長にわたって縛られ、最下のブロックは、地中（８）に、下方側に垂直に打ち込まれる（９）。最上のＨブロック（３）は、道路交通のための安全バリアとして機能するＹブロック（１０）／Ｈブロック（３）に連結される。

Claims (7)

1. 地滑りを防止するプレキャストブロックの壁を保持する方法であって、前記方法は、
   Ｈ形状構成又はＹ形状構成を有する複数のプレキャストブロックを、互いに垂直に又は水平に連結関係で配置し、それによって前記壁を形成することであって、前記複数のプレキャストブロックは、それを貫通して延びる小穴を有するステップと、
   ワイヤロープを前記複数の各プレキャストブロックの前記小穴に通すことと、前記複数のプレキャストブロックに隣接する地中に前記壁を強化する前記複数のワイヤロープを固定することであって、地中内部に挿入されたねじ杭に前記ワイヤロープを装着することにより前記ワイヤロープが、垂直又は水平のいずれかで打ち込まれることによって地中に固定されるステップとを含む、方法。
2. 前記複数のプレキャストブロックは、Ｈ形状構成又はＹ形状構成を有する、請求項１記載の方法。
3. 前記Ｈ形状構成を有する前記複数のプレキャストブロックは、傾斜壁の構築に用いられ、前記Ｙ形状構成を有する前記複数のプレキャストブロックは、垂直壁の構築に用いられる、請求項２記載の方法。
4. 前記複数のプレキャストブロックは、鉄筋コンクリート、コンクリート、軟鋼鉄、鋼鉄、鋼鉄繊維、石、任意の種類の砂、ゴム、プラスチックより成る群から選択された材料で作製される、請求項１記載の方法。
5. 単一のプレキャストブロック列が、隣接する土地に対して垂直に、又は道路を横切って該道路の下から打ち込まれることで固定される、請求項１記載の方法。
6. 前記複数のワイヤロープは、道路の下から、前記複数のプレキャストブロックの最上のプレキャストブロックの前記小穴を貫通して、前記道路を横切って地中に打ち込まれることによって前記壁を強化する、請求項１記載の方法。
7. 前記複数のワイヤロープが、前記複数のプレキャストブロックの最下のプレキャストブロックの前記小穴を貫通して、地中に垂直に挿入されたねじ杭に前記ワイヤロープを装着することによって地中に垂直に打ち込まれる、請求項１記載の方法。

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