JP6511671B2

JP6511671B2 - 剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法

Info

Publication number: JP6511671B2
Application number: JP2015033118A
Authority: JP
Inventors: 文夫龍岡; 舘山　勝; 勝舘山; 正広岡本; 友輔佐野
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2035-02-23
Also published as: JP2016156147A

Description

本発明は、剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工を用いた巨大津波に対抗する防御施設（防波堤・防潮堤・海岸堤防・津波避難タワー等）の構築工法に関するものである。

２０１１年東日本大震災での被害の多くは、従来の内陸型地震とは異なり東日本の太平洋沿岸部を襲った巨大津波によるものが甚大であった。この巨大津波に対して、従来の基準等で建設された津波防御施設（防波堤・防潮堤・海岸堤防・河口近くの河川堤防等）は、津波高さが想定高さを超える程度までは機能していたが、その多くは、巨大津波として押し寄せてきた津波の高さがこれらの施設高さを遥か超えてから越流・堤体の侵食・堤体のり先の地盤の洗掘等によって崩壊・流失してしまっている（下記非特許文献１、非特許文献２参照）。

図９は防潮堤の概念図（海岸保全施設技術研究会編：海岸保全施設の技術上の基準・同解説、平成１６年６月）（非特許文献１参照）であり、写真１（図１０）は天端とその付近の被覆工が剥ぎ取られて堤体のパターンの破壊が開始された状態の例を示しており、図１０（ａ）は天端被覆工のコンクリートスラブと下流側裏のりの最上段のコンクリート工がはぎ取られた防潮堤（大船渡市三陸町越喜来漁港付近）、図１０（ｂ）は天端被覆工のコンクリートスラブが移動し下流側裏のり面最上段の被覆工のコンクリート工がはぎ取られた防潮堤（宮古南津軽石付近）を示している。

従来の盛土形式の防潮堤は、図９に示すように、表のり被覆工、天端被覆工、裏のり面被覆工とコンクリート工で三面貼りにしてある。しかし、越流した津波が下流側（陸側）の裏のり面を急速に流下することにより下流側のり先部の地盤が洗掘されて裏のり被覆工が不安定化して流失するとともに、その際に天端から下流のり面に向かって流れの方向が急変する箇所で生じる強烈な揚力により、盛土に固定されていない天端被覆工（コンクリート工）と下流側裏のり面の最上段の被覆工（コンクリート工）がまず剥ぎ取られ、これらによって盛土が越流津波にむき出しになって浸食が開始されて、やがて引き波等によって全断面が喪失したと思われる例が多かった。

このように、従来の盛土形式の防潮堤の構造上の最大の欠点は、三面貼りコンクリート工が固定されていなかったことであったと考えられる。

一方、図１１は南海トラフ地震対策特別措置法によって見直された中部電力浜岡原子力発電所における防波壁の例である。深さ１０〜３０ｍの連続地中壁を下部構造とし、その上部に高さ１４〜１６ｍ、壁厚２ｍのコンクリート壁を構築するものであり、巨大なコンクリート構造物で津波荷重に対応しようとしている。しかし、この構造物の建設コストは非常に高いものであり、市民の津波避難所として建設するのは現実的ではない。

また、図１２は静岡市内に建設された津波避難タワーの例である。左側「図１２（ａ）」が高さ７ｍ、収容人数５００人、右側「図１２（ｂ）」は高さ１５ｍ、収容人数１２８人規模のものである。このように、多数の収容人数を確保しようとすると上部の荷重が大きくなるトップヘビーの状態となり、大地震を想定すると耐震上不安定な構造となるとともに、高さもそれほど高くはできない。また、大地震を想定した津波高さを確保しようとすると多数の収容人数は期待できなくなる。

特開２０１４−０９１９１５号公報

龍岡文夫：２０１１年東日本大震災からの復旧・復興での補強土構造物、ＲＲＲ工法協会だより、Ｎｏ．１３、２０１１年８月地盤工学会：地震時における地盤災害の課題と対策−２０１１年東日本大震災の教訓と提言（第一次）、２０１１年７月日経コンストラクション、ｐｐ．３４〜４３、２０１１．１０．２４

震災復興の過程で、海岸保全施設で防ぐ津波の高さの設定方法等が見直された。海岸堤防の高さを決める際に必要な『設計津波』の水位の設定方法は変わり、場所によっては大幅に高くなり、また、設計津波を超える高さの津波に襲われても直ちに全壊しないような『ねばり強い構造』を目指す方針が示されている。

その方法として、津波が越流しても堤体は流出させず、のり尻が洗掘されないようにするために、
（１）裏法尻にコンクリートなど被覆
（２）裏のり面に盛土
（３）表のり面への消波工や根固め工の設置
（４）天端幅の拡大等
が提案されている（上記非特許文献３参照）。その根拠は、１９５３年の台風１３号によって三重県や愛知県の伊勢湾沿岸では土堤が崩れ甚大な被害が発生したのを契機にコンクリートの３面張りを採用し、１９５９年の伊勢湾台風ではこの３面張りは壊れなかったという事実である。

図１３〜図１６は上記４つの提案に対応した対策のイメージを示しており、図１３は引き波による越流への対策を示す模式図〔上記（３）に対応〕、図１４は裏法面への盛土と被覆を施した模式図〔上記（２）に対応〕、図１５は天端幅の拡大を施した模式図〔上記（４）に対応〕、図１６は押し波による越流への対策を示す模式図〔上記（１）に対応〕である。

しかしながら、上述したように、越流した津波が下流側（陸側）の裏のり面を急速に流下することにより、下流側のり先部の地盤が洗掘されて裏のり被覆工が不安定化して流失するとともに、その際に天端から下流のり面に向かって流れの方向が急変する箇所で生じる強烈な揚力により、盛土に固定されていない天端被覆工（コンクリート工）と下流側裏のり面の最上段の被覆工（コンクリート工）がまず剥ぎ取られる。さらに、これらによって盛土が越流津波にむき出しになって浸食が開始されて、やがて引き波等によって全断面が喪失したと想定される。したがって、これらの対策だけでは効果的な対策として機能しないと想定される。

以上の防潮堤に対する問題点に加え、巨大地震を想定した場合、想定津波高さはさらに高くなる方へ、また、用地との関係で盛土幅もそれほどは大きくできない状況にある。したがって、例えば、天端を津波避難所として使用するためには天端を高くする必要があるが、従来の盛土形式で地震時安定性を確保するためには、小さなのり面勾配のまま高くしなければならない。そうすると、延長距離が長い盛土の場合でも建設に必要な土量は高さのほぼ二乗に比例し、底面幅は高さにほぼ比例することから、この盛土形式で津波避難施設を建設するのは現実的ではない。

一方、鉄道・道路、宅地造成地などで構築されている盛土補強土工法の中の「剛な一体壁面を活用したジオシンセティック補強土擁壁」（通称ＲＲＲ−Ｂ工法）は、土のうや溶接金網をジオテキスタイルで巻き込む形式の壁面工を一次壁面とし、補強盛土による基礎地盤の変形が収束してから二次壁面を構築している。そのため、ジオテキスタイルによる盛土補強体と一体化された剛性の高い場所打ちコンクリート壁面を有し、一般的には、壁面工の剛性が高いほど補強盛土の耐力が向上することが明らかになっている。

このＲＲＲ−Ｂ工法による剛で一体の壁面工を持つジオシンセティック補強土擁壁（以下、ＧＲＳ擁壁と称す。）は、既に１９９５年の阪神淡路大震災で耐震性が高いことは証明されていた。加えて、このＧＲＳ擁壁、およびこれを橋台としたジオシンセティック補強土橋台（ＧＲＳ橋台と称す。）が仙台、一ノ関、および盛岡付近で少なからず構築されていたが、今回の２０１１年東日本大震災においてもすべて無被害であり、改めてＧＲＳ擁壁およびＧＲＳ橋台は、高い耐震性を有することが証明された。

さらに、図１に示すように、本ＧＲＳ擁壁は、波浪を直接受ける海岸護岸構造物にも適用されており、台風による波浪や津波による波力に対しても、下記に示すような優れた特徴を有する。
（１）大地震時の津波や台風時の波浪による波力に対して、剛な一体壁面が面的に抵抗する。
（２）その剛な一体壁面は、背面盛土内に敷設されたジオテキスタイルによって多点で支持されている。
（３）そのため、仮に基礎地盤が洗掘・流失して空洞化に至っても擁壁本体が倒壊することはない。

しかしながら、図１７はジオシンセティックで補強された防潮堤の一例であるが、この形式では盛土高さＨ＝７〜８ｍに対して底面幅は約４０ｍ程度を必要とし、巨大地震を想定した場合には前述したように津波高さはさらに大きくなることから現実的ではない。

いま、巨大地震に対する津波高さをＨ＝１５ｍと想定すると、のり面勾配１：２．５（２割５分）、天端幅１０ｍを確保しようとすると必要盛土底面幅は８５ｍとなり、極めて大きな堤体幅と土工量が必要となる。

一方、防波堤や防潮堤を構築する目的に使われる補強盛土壁を、いわゆる細長比が大きい延長距離が長い両端補強盛土壁の形式で用いることができる。この場合、盛土幅が相対的に小さくて盛土高が相対的に大きい短柱状の構造形式となるために、高さが大きくなっても、それに比例して底面幅は大きくならず、必要土量も高さの二乗に比例して大きくなることはない。しかし、壁高が１０ｍ程度を超えるような場合に地震時の安定性を向上させる技術の開発が必須となっている。

すなわち、剛な一体壁面工をもつジオシンセティックス補強土壁構造物は、地震力に対して有効に抵抗できることは知られている。しかし、この形式の構造物でも、両端補強盛土壁の幅に対する高さの比（細長比）が大きいほど、延長方向に直交する断面内での転倒とせん断・曲げ変形が卓越して耐震性が低下する。したがって、１９９５年阪神淡路地震や２０１１年東日本大震災で経験したようなレベル２地震動に対しても安定性を確保するためには、安定性をより向上させることが必要である。

本発明は、上記状況に鑑みて、レベル２地震動に対しても安定性をより向上させることができる、剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法であって、固定治具を構成する油圧ジャッキを用いて補強盛土体に鉛直方向にプレロードを加えて弾性化してから一部荷重を除去し、その後、再度補強盛土体にプレストレスを掛けることにより補強盛土体を高剛性化し、プレストレスの作用による補強盛土体のクリープ沈下によるプレストレスの減少を小さくするために、コンクリート版を凸状形状として盛土の沈下に追随する形状とし、さらに、盛土の圧縮に伴ってコンクリート版が壁面工に接触してコンクリート版に作用しているプレストレスが壁面工に転移しないように、剛性が低い圧縮性部材を鉛直壁との間に敷設することによって、補強盛土体に鉛直にプレロードおよびプレストレスをかけることにより前記補強盛土体を高剛性化するとともに、鉛直壁面工に鉛直方向にプレストレスをかけることによりこの壁面工の引張り荷重に対する耐力を向上させ、構造物全体としてせん断および曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀を大きくして地震動に対する応答を小さくするとともに、曲げおよびせん断変形を抑制し、また前記構造物の転倒およびせん断と曲げ破壊に対する耐力を増大させることにより耐震安定性を向上させることを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法において、両端補強土壁の延長方向に対しては、補強盛土体用、および鉛直壁面工用のそれぞれ独立した限定された範囲内でプレストレスを作用させることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）細長比の大きい両端補強盛土壁のせん断および曲げ剛性を高めることによって構造体全体としてのせん断および曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀を大きくして曲げ振動の応答が下がるとともに、盛土の剛性の増加によって構造体の曲げ変形とせん断変形が抑制される。また、壁面工の引張り耐力を向上させることによって構造体の転倒・曲げ破壊に対する耐力が高くなる。これらの効果によって、構造体としての耐震性が格段に向上する。
（２）両端補強盛土擁壁の天端全体を覆っているコンクリート版を壁面工を貫通していて壁面工下端にアンカーされている鉛直緊張材に連結することによって両端壁面工下端で鉛直反力を取って、前記鉛直緊張材を固定治具で締めつけ、補強盛土体に鉛直にプレロードとプレストレスを掛けて補強盛土体を高剛性化し、耐力を向上させることができる。このことによって、構造体の曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀を大きくし、それを保つことにより曲げ変形を抑制し同時にせん断変形を抑制し、曲げ破壊とせん断破壊を防ぐ。
（３）補強盛土体に鉛直にプレロードとプレストレスを掛けることによって、外側の剛壁面に緊結された高強度ジオシンセティックス補強材に引張り力が発揮されて盛土の剛性が効率的に向上する。このことによって、補強盛土全体の曲げ変形に対する固有振動数ｆ₀が向上するとともにせん断変形が大幅に抑制される。
（４）壁面工に圧縮プレストレスを導入することによって、壁面工の引張り荷重に対する耐力が向上する。そのため、壁面工の基礎コンクリート部の鉛直引張り対する抵抗力を有効に活用することができるようになり、構造体の曲げ変形と共に剛体としての転倒破壊に対する安定性が向上する。
（５）以上の結果、延長距離の長い両端補強盛土壁の壁高を盛土幅と比較して大幅に高くすることが可能となり、「南海トラフ巨大地震」に備えるための防波堤の高さを大幅に高くすることが可能となる。また、敷地面積を有効利用した地震と津波に対して安定な盛土形式の津波避難タワーあるいは壁体としての利用が可能となる。
（６）同時に、ジオシンセティック補強土体と剛な壁面工とを一体化したジオシンセティック補強土擁壁擁壁の持つ高い耐震性の効果で、「南海トラフ巨大地震」等の巨大な地震に対して『粘り強い』特性を発揮することができる。
（７）本発明の両端補強盛土壁工法で防潮堤を構築すると盛土底面幅を大幅に削減することが可能となり、農地等を有効に活用することができる。
（８）また、同様に、高剛性の両端補強盛土壁とすることによって、大幅に盛土高さを高くすることが可能となることから、住宅エリアに近い鉄道盛土部の高さを設計津波高さよりも高くしておくことによって大地震時には津波避難タワーあるいは壁体としての利用が可能となる。
（９）その結果、住宅エリア近くに津波避難タワーあるいは壁体を新たに創る必要が無い。

図面代用海岸護岸構造物を示す図である。細長比の大きい両端補強盛土壁の大地震時の破壊モードを示す模式図である。本発明の第１実施例を示す細長比の大きい高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工の模式図（その１）である。本発明の第１実施例を示す細長比の大きい高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工の模式図（その２）である。本発明の実施例を示す補強盛土体へのプレストレス加圧方法の説明図である。従来の方法よりも基礎部の根入れ深さ、および基礎幅を大きくし、さらに補強杭を打設した例を示す図である。本発明による上流側壁面をＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）構造にするとともに上流側壁面の壁厚を大きくした両端補強盛土体の模式図である。本発明による津波多重防御対策の模式図である。従来の盛土形式の防潮堤の模式図である。天端とその付近の被覆工が剥ぎ取られて堤体のパターンの破壊が開始された状態の防潮堤を示す図面代用写真である。南海トラフ地震対策特別措置法によって見直された中部電力浜岡原子力発電所における防波壁を示す図である。静岡市内に建設された津波避難タワーの例を示す図面代用写真である。引き波による越流への対策を示す模式図である。裏法面への盛土と被覆を施した模式図である。天端幅の拡大を施した模式図である。押し波による越流への対策を示す模式図である。ジオシンセティックで補強された防潮堤の一例を示す模式図である。従来の津波多重防御対策の模式図である（非特許文献２参照）。

本発明の剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法において、固定治具を構成する油圧ジャッキを用いて補強盛土体に鉛直方向にプレロードを加えて弾性化してから一部荷重を除去し、その後、再度補強盛土体にプレストレスを掛けることにより補強盛土体を高剛性化し、プレストレスの作用による補強盛土体のクリープ沈下によるプレストレスの減少を小さくするために、コンクリート版を凸状形状として盛土の沈下に追随する形状とし、さらに、盛土の圧縮に伴ってコンクリート版が壁面工に接触してコンクリート版に作用しているプレストレスが壁面工に転移しないように、剛性が低い圧縮性部材を鉛直壁との間に敷設することによって、補強盛土体に鉛直にプレロードおよびプレストレスをかけることにより前記補強盛土体を高剛性化するとともに、鉛直壁面工に鉛直方向にプレストレスをかけることにより該壁面工の引張り荷重に対する耐力を向上させ、構造物全体としてせん断および曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀を大きくして地震動に対する応答を小さくするとともに、曲げおよびせん断変形を抑制し、また前記構造物の転倒およびせん断と曲げ破壊に対する耐力を増大させることにより耐震安定性を向上させる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

本発明は、高い耐震性や耐波浪性を有する剛な一体壁面工を有するジオシンセティック補強土擁壁の構造物全体の剛性と耐力・安定性をさらに高めることによって、近い将来に発生することが予測されている「首都圏直下地震」や「南海トラフ巨大地震」に備えて、主として、『強い揺れ』と『巨大な津波』対策として、津波防御施設（防波堤・防潮堤・海岸堤防・津波避難タワー等）を構築する工法に関するものである。

本発明は、２０１３年１２月に施行された南海トラフ地震対策特別措置法と首都直下特別措置法に沿って再度想定地震動等が見直された結果、想定津波高さがより高くなり、また「粘り強い構造」が要求されるようになったことにこたえるために提案した技術である。

南海トラフ巨大地震で特に重きを置いている項目は、短時間で押し寄せる津波に対する対策であり、本発明に関するものとしては、以下が挙げられる。
（１）粘り強い防潮堤の整備。
（２）同様に、粘り強い防波堤や防潮堤による多重防御対策。
（３）高台などが近くにない避難困難地域における津波避難タワーあるいは壁体の整備。

以上の内、粘り強い防潮堤については、越流した津波が下流側（陸側）の裏のり面を急速に流下することにより下流側のり先部の地盤が洗掘されて裏のり被覆工が不安定化して流失することを防ぐとともに、その際に生じる強烈な揚力により、盛土に固定されていない天端被覆工（コンクリート工）と下流側裏のり面の被覆工（コンクリート工）が剥ぎとられないように堤体盛土と一体化する方法が有効である（上記特許文献１参照）。

したがって、ここでは、粘り強い防波堤の構築方法と津波避難タワーとしての適応性について述べる。

ここで本発明の細長比の大きい両端補強盛土壁の耐震性向上技術は、構造物全体の剛性を高く保ち、高い固有振動数ｆ₀を保つことにより、大地震時（強地震動）の卓越振動数ｆ_pに接近させないようにして大地震時に構造体が共振しないようにして、構造体の曲げ変形とせん断変形を抑制し、曲げ変形とせん断変形に対する盛土の耐力を増加させるとともに壁面工の鉛直引張り荷重に対する耐力を向上させることによって構造体の転倒およびせん断・曲げ変形に対する耐力を向上させる補強盛土壁構築工法である。

図２は細長比の大きい両端補強盛土壁の大地震時の破壊モードを模式的に示したものである。Ｌ２地震動等の大地震が両端補強盛土壁に作用すると、剛体としての転倒破壊および過大な曲げ変形・せん断変形によって機能が損なわれる。この時に、両端補強盛土の一方の鉛直壁面１０１と盛土１０２には過大な引張り力Ａが作用し引張り破壊が生じ、また、他方の鉛直壁１０３と盛土１０４には過大な圧縮力Ｂが作用し、鉛直壁面工にはそれぞれ、壁面工と盛土の引張り破壊と構造物全体の浮き上がりＣ、および盛土の圧縮破壊と壁面工の座屈Ｄが発生する。

その対策として、以下の方法が有効に機能する。
（１）細長比の大きい構造物は、大地震時には過大な曲げ・せん断変形あるいは剛体としての転倒によって構造物としての機能が失われる虞がある。そのため、構造体全体としてせん断および曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀を大きくして地震動に対する応答を小さくするとともにせん断変形を抑制し、また転倒・曲げ破壊に対する耐力を増大することによって耐震安定性を向上させる。
（２）構造体全体としてせん断および曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀を大きくするためには、補強盛土体に鉛直にプレロードを加えて弾性化してからプレストレスを掛けることによって外側の剛壁面に緊結された高強度ジオシンセティックス補強材に引張り力が発揮されて補強盛土体を高剛性化する。
（３）同時に壁面工に鉛直方向に圧縮プレストレスを加えることによって、壁面工の引張り破壊に対する耐力を向上させて両端補強盛土擁壁の曲げ・せん断変形および剛体としての転倒による破壊に対する耐力を向上させる。
（４）上記（２）の補強盛土体にプレストレスを作用させるために、両端壁面工の基礎部で鉛直反力を取り、鉛直緊張材、固定治具（塩ビ管、ナット、油圧ジャッキ等で構成）、および圧縮性部材等（以下、緊張装置という）を用い、さらに、上部コンクリート版を凸状にすることによって、補強盛土体および鉛直壁の両方にプレストレスを作用させる。なお、この補強盛土用緊張装置は、コンクリート壁面工緊張装置と、独立に作用させることが可能なものとする。
（５）盛土幅Ｂに対して、盛土高Ｈを大幅に増大させたいような場合には、細長比（Ｈ／Ｂ）が大幅に大きくなり、更なる転倒防止対策が必要となる。概ねの目安としては、Ｈ／Ｂ＞２になるような構造体の場合には、さらに、基礎コンクリート部１０にアンカー機能を付加するために、根入れ深さ、および幅を大きくすることによって、更なる耐震性能の向上を図る。
（６）根入れ部のアンカー機能をさらに増大させるために、必要に応じて、ラディッシュアンカー等の中径〜太径補強体を打設する。
（７）壁面工と連結された高強度ジオシンセティックス補強材に引張り抵抗が効率的に発揮させることによって盛土が破壊することなく大きな鉛直荷重が加えられ、プレロードによる盛土の弾性化及びプレストレスによる盛土の高剛性化を効率的に実現させる。このことによって、補強盛土全体の曲げ・せん断変形に対する固有振動数ｆ₀が大幅に向上するとともに、強震動による剛性の低下に伴うｆ₀の低下を抑制できる。同時に、曲げ変形とせん断変形を大幅に抑制させるとともに、構造物全体の曲げ変形に伴う圧縮力の増加に対して盛土が圧縮破壊しないようにする。
（８）補強盛土体をさらに高剛性化するためには、必要によって補強盛土体を構築する盛土材としてセメント改良礫土をサンドイッチ状、もしくは全層撒き出し・転圧する。

図３は本発明の第１実施例を示す細長比の大きい高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工の模式図（その１）であり、補強盛土体にプレロードとプレストレスを加える工法の説明図である。

図３において、１は地盤、２は補強盛土体、３はジオテキスタイル、４は高強度ジオテキスタイル、５は擁壁躯体、６は下部反力版、７は盛土あるいは壁面工プレロード・プレストレス用の鉛直緊張材、８はセメント改良礫土層、９は土のう、もしくは溶接金網、１０は基礎コンクリート、１１は固定治具、１２は塩ビパイプ、１３はコンクリート版、１４は鉛直壁、１５は圧縮性部材、１６は補強杭である。

図４は本発明の第１実施例を示す細長比の大きい高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工の模式図（その２）であり、補強盛土体と壁面工に独立にプレストレスを作用させる工法の説明図である。

この図において、２１はロードセル、２２はナット（プレロード時）である。なお、図３と同じものには同じ符号を付してその説明は省略する。

以下、補強盛土体２にプレロードとプレストレスを加える工法ならびに鉛直壁面工１４にプレストレスを加える工法を説明する。
（１）上記したように、両端補強盛土擁壁の天端全体を覆っているコンクリート版１３を壁面工（鉛直壁１４）を貫通して壁面工下端にアンカーされている鉛直緊張材７に連結し、固定治具１１を構成する油圧ジャッキを用いて補強盛土体２に鉛直方向にプレロードを加えて弾性化してから一部荷重を除去し、その後、ナット２２を締めつける等の簡単な方法で再度補強盛土体２にプレストレスを掛けることによって補強盛土体２を高剛性化する。
（２）プレストレスの作用による補強盛土体２のクリープ沈下によるプレストレスの減少を小さくするために、コンクリート版１３を凸状形状として盛土の沈下に追随する形状とする。
（３）さらに、盛土の圧縮に伴ってコンクリート版１３が壁面工に接触してコンクリート版１３に作用しているプレストレスが壁面工に転移しないように、剛性が低い圧縮性部材１５を鉛直壁面工１４との間に敷設する。
（４）上記（２）および（３）の作業は、補強盛土体２にプレストレスを作用させる範囲内のみで実施し、鉛直壁面工１４には、別途独立して圧縮プレストレスを加えるものとする。すなわち、鉛直壁面工１４には、図４に示すように固定治具１１を構成する油圧ジャッキを用いて壁面工に鉛直方向にプレストレスを加え、その後、ナット２２を締めつける。
（５）このように、両端補強土壁の延長方向に対しては、補強盛土体用、および鉛直壁面工用のそれぞれ独立した限定された範囲内でプレストレスを作用させるものとする。そうすることによって、補強盛土体２、および鉛直壁面工１４のコンクリートにそれぞれ独立してプレストレスを作用させることが可能となる。

図５は本発明の実施例を示す補強盛土体へのプレストレス加圧工法の説明図である。

ここで、２１はロードセル、２２はナットである。図３と同じものには同じ符号を付してその説明は省略する。

プレストレスの作用による補強盛土体２のクリープ沈下に伴い、剛性が低い圧縮性部材１５に、盛土の圧縮とほぼ同量の弾性変形が生じるため、凸状のコンクリート版１３が補強盛土体２に加えるプレストレスが維持され、盛土に継続してプレストレスが作用する。

次に、細長比Ｈ／Ｂ＞2 になるような両端補強盛土体の対策方法について説明する。

南海トラフ地震のような巨大地震に対しては、図１１に示すように防波堤の高さはＨ＝１４〜１６ｍ程度は必要となる。ここで、盛土幅を７〜８ｍ程度とすると細長比Ｈ／Ｂは２程度となる。

前述したように、概ねの目安として、Ｈ／Ｂ＞1 になるような両端補強盛土壁の耐震対策として、補強盛土体全体を高剛性化して応答変位を小さくするために、
（１）補強盛土全体にプレロード・プレストレスを作用させる。
（２）必要に応じて、セメント改良礫土を盛土材として用いる。
（３）梁、もしくはコンクリート路盤と鉛直壁面工を一体化する。
（４）また、鉛直壁面工に作用する引張り力に対しては、壁面工に鉛直方向に圧縮プレストレスを加えておくことによって、壁面工の引張り破壊に対する耐力を向上させる。

等の対策工を採用した。

しかしながら、細長比（Ｈ／Ｂ）がさらに大きくなると、巨大地震時には転倒防止対策等が必要となる。

図６は従来の方法よりも基礎部の根入れ深さ、および基礎幅を大きくし、さらに補強杭を打設した例を示す図である。

この図において、３１は従来の根入れ深さ、３２は大きい根入れ深さ、３３は従来の基礎幅、３４は増設基礎部、３５は捨てコンクリート、３６は栗石、３７は補強杭、３８は土のう、もしくは溶接金網、３９は補強盛土体である。

このように、基礎部の根入れ深さおよび基礎幅を大きくすることによって、根入れ部の受動抵抗およびアンカー機能が大幅に増大し、さらに、必要に応じて補強杭３７を打設することによって、Ｌ２地震動のような大地震時に予測される両端補強盛土体の転倒破壊に対して有効性が発揮される。

次に、津波・落石等の水平加重が卓越する場合の両端補強盛土体上流側の対策について説明する。

図７は本発明による上流側壁面をＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）構造にするとともに上流側壁面の壁厚を大きくした両端補強盛土体の模式図である。

ここでは、両端補強盛土体を高剛性化することによって大地震時の津波対策を基本としているが土石流や落石防護工としても適用可能である。

図７において、４１は地盤（中詰材：ソイルセメント）、４２は基礎コンクリート、４３は中詰材（現地発生土）、４４はジオテキスタイル、４５は土のう、もしくは溶接金網、４６は鉛直緊張材、４７は圧縮性部材、４８は固定治具、４９は天端コンクリート、５０は上流側壁面工（ＳＲＣ），５１は下流側壁面工（ＲＣ）である。

この場合にも両端補強盛土体を高剛性化するために、盛土にプレロードとプレストレスを加えると共に、鉛直壁面工にプレストレスを作用させるが、土石流や落石等による曲げモーメントおよびせん断力に抵抗させるために上流側壁面工５０の構造をＳＲＣ（ＳｔｅｅｌＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ）構造にするとともに、壁厚を下流側壁面工５１よりも大きくするようにしている。

図８は本発明による津波多重防御対策の模式図、図１８は従来の津波多重防御対策の模式図（非特許文献２参照）である。

ここでは、細長比の大きい高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工を用いて構築された構築体を住宅エリアの海側の農地エリアに配置し、津波多重防御対策とする。

図１８に示すように、従来の方法で津波防御対策としての防潮堤を構築すると、極めて大きな底面幅と土工量を必要とする。一方、図８に示すように、本発明による両端補強盛土壁工法で防潮堤を構築すると、盛土底面幅を大幅に削減することが可能となり、農地等を有効に活用することができる。すなわち、鉛直壁１４には、図４に示すように固定治具１１を構成する油圧ジャッキを用いて壁面工に鉛直方向にプレストレスを加え、その後、ナット２２を締めつける。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の細長比の大きい高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工は、レベル２地震動に対しても安定性を安定性をより向上させることができる、剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法として利用可能である。

１地盤
２、３９補強盛土体
３、４４ジオテキスタイル
４高強度ジオテキスタイル
５擁壁躯体
６下部反力版
７、４６盛土あるいは壁面工プレロード・プレストレス用の鉛直緊張材
８セメント改良礫土層
９、３８、４５土のう、もしくは溶接金網
１０、４２基礎コンクリート
１１、４８固定治具
１２塩ビパイプ
１３コンクリート版
１４鉛直壁面工
１５、４７圧縮性部材
１６、３７補強杭
２１ロードセル
２２ナット
３１従来の根入れ深さ
３２大きい根入れ深さ
３３従来の基礎幅
３４増設基礎部
３５捨てコンクリート
３６栗石
４１地盤（中詰材：ソイルセメント）
４３中詰材（現地発生土）
４９天端コンクリート
５０上流側壁面工（ＳＲＣ）
５１下流側壁面工（ＲＣ）

Claims

固定治具を構成する油圧ジャッキを用いて補強盛土体に鉛直方向にプレロードを加えて弾性化してから一部荷重を除去し、その後、再度補強盛土体にプレストレスを掛けることにより補強盛土体を高剛性化し、プレストレスの作用による補強盛土体のクリープ沈下によるプレストレスの減少を小さくするために、コンクリート版を凸状形状として盛土の沈下に追随する形状とし、さらに、盛土の圧縮に伴ってコンクリート版が壁面工に接触してコンクリート版に作用しているプレストレスが壁面工に転移しないように、剛性が低い圧縮性部材を鉛直壁との間に敷設することによって、補強盛土体に鉛直にプレロードおよびプレストレスをかけることにより前記補強盛土体を高剛性化するとともに、鉛直壁面工に鉛直方向にプレストレスをかけることにより該壁面工の引張り荷重に対する耐力を向上させ、構造物全体としてせん断および曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀を大きくして地震動に対する応答を小さくするとともに、曲げおよびせん断変形を抑制し、また前記構造物の転倒およびせん断と曲げ破壊に対する耐力を増大させることにより耐震安定性を向上させることを特徴とする剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法。
請求項１記載の剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法において、両端補強土壁の延長方向に対しては、補強盛土体用、および鉛直壁面工用のそれぞれ独立した限定された範囲内でプレストレスを作用させることを特徴とする剛な一体壁面工を持つ高剛性ジオシンセティック補強土擁壁工による巨大津波に対抗する海岸用土構造物の構築工法。