JP6846839B1

JP6846839B1 - 防護施設

Info

Publication number: JP6846839B1
Application number: JP2020092181A
Authority: JP
Inventors: 恵込山
Original assignee: ディガードエンジニアリング株式会社
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2040-05-27
Also published as: JP2021188296A

Abstract

【課題】転倒することがなく、崩落物への対応にも優れた、防護施設を提供する【解決手段】斜面下に設置する擁壁と、擁壁に立設する防護柵と、からなる防護施設であって、擁壁は、前面に傾斜面を有する基礎部と、前記基礎部の上部から前記斜面方向に張り出した張出部と、を一体とした剛性構造であり、張出部の上面は、略水平面である。【選択図】図１

Description

本発明は雪崩、落石、崩落土砂等による災害を防止する防護施設に関する。

従来、雪崩、落石、崩落土砂等の崩落物による災害を防止する防護施設として、斜面下に設けた擁壁の上面に支柱を並設し、各支柱に複数段のロープとネットを張設して防護柵を構築したものがある（特許文献１参照）。

特開２０１４−２９０７０号公報

従来の防護施設の擁壁は、図９のように側方からの土圧に対する抗土圧構造であり、上面に防護柵を設置することで崩落物の衝撃や堆積力に対する待ち受け機能を付加されている。
擁壁は土圧に抗するものであるため、上部より下部が厚くなることが一般的である。
このように、従来の防護施設は、土圧や、崩落物の衝撃・堆積力等、全ての外圧を防護施設の側面から受けて吸収する構造であり、その外圧の低減機能を保持していない。
また、近年は従来の想定を超えた降雨量・降雪量となることも多い。
このため、従来の防護施設は以下の問題点を有する。

＜１＞積雪（図１０）
積雪時には、土圧に加えて防護柵には雪圧Ｆａが作用する。このため、想定を超えた降雪量になると、積雪により防護施設に作用する雪圧Ｆａが設計外の荷重となり、防護柵が壊れたり、擁壁にかかる土圧と合わせた側面からの外圧により防護施設全体が転倒したりするおそれがある。
また、積雪は斜面に沿って形成されるため、上方からの崩落雪がそのまま下方に落下したり、防護柵上に雪庇が形成されたりしてしまう。
そして、防護柵の谷側の擁壁上面の積雪や雪庇がアイスボールとなり落下するおそれもある。

＜２＞崩落土砂（図１１）
崩落土砂の運動エネルギーは、ほぼ衝撃力Ｆｂとなり防護施設に作用する。
想定を超えた降雨量となると、崩落土砂の量も多くなり、設計外の崩壊土砂衝撃力Ｆｂにより防護柵が壊れたり、土圧と合わせた側面からの外圧により防護施設全体が転倒したりするおそれがある。

＜３＞崩落土砂の堆積（図１２）
堆積した崩落土砂による土圧Ｆｃは防護施設に作用するため、想定を超えた崩落土砂の量となると、設計外の土圧Ｆｃにより防護柵が壊れたり、擁壁にかかる土圧と合わせた側面からの外圧により防護施設全体が転倒したりするおそれがある。
また、防護柵と斜面との間隔が狭いため、崩落土砂の堆積できる量も少ない。

＜４＞落石（図１３）
落石の運動エネルギーは、衝撃力Ｆｄとなり防護柵に直接作用する。
防護柵により直接落石のエネルギーを吸収する必要があるが、防護柵により吸収できるエネルギー量には限界がある。
また、設計外の衝撃力Ｆｄにより防護柵が壊れたり、土圧と合わせた側面からの外圧により防護施設全体が転倒したりするおそれがある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、転倒することがなく、崩落物への対応にも優れた、防護施設を提供することにある。

本発明は、斜面下に設置する擁壁と、擁壁に立設する防護柵と、からなる防護施設であって、擁壁は、前面に傾斜面を有する基礎部と、前記基礎部の上部から後面の水平方向に沿って前記斜面方向に張り出した張出部と、を一体とした剛性構造であり、張出部の上面は、略水平面である。
また、本発明の他の形態では、防護柵は、基礎部の傾斜面に立設する。
また、本発明の他の形態では、擁壁は新設でもよいし、基礎部が既設擁壁でもよい。

本発明の防護施設は、以下の効果の少なくとも一つを有する。
＜１＞積雪
積雪による雪圧が、擁壁の後部に位置する張出部の上面に鉛直に作用し、擁壁に側圧はかからず、防護柵にかかる荷重を上回り、擁壁に転倒力がかからない。
＜２＞崩落土砂
崩落土砂の衝撃力は擁壁の後部に位置する張出部の上面に鉛直に作用するため、擁壁に転倒力がかからない。また、衝撃力が擁壁上面に吸収されるため、防護柵にかかる衝撃力は小さい。
＜３＞崩落土砂の堆積
防護柵と斜面との間に間隔Ｄを有する。このため、大量の崩落土砂を堆積することができる。
また、崩落土砂による土圧が擁壁の後部に位置する張出部の上面に鉛直に作用し、擁壁に側圧はかからず、防護柵にかかる荷重を上回り、擁壁に転倒力がかからない。
＜４＞落石
落石は擁壁上面に衝突し、エネルギーが半減するため、防護柵に作用する衝撃力は小さくなる。
また、擁壁にかかる転倒力も、張出部の重量が作用し減少する。

一部を省略した実施例１に係る防護施設の斜視図実施例１に係る防護施設の断面図積雪時における防護施設の断面図土砂崩落時における防護施設の断面図崩落土砂堆積時における防護施設の断面図落石時における防護施設の断面図張出部の設置形態の説明図張出部に待受ポケットを設けた状態の説明図従来の防護施設の断面図積雪時における従来の防護施設の断面図土砂崩落時における従来の防護施設の断面図崩落土砂堆積時における従来の防護施設の断面図落石時における従来の防護施設の断面図

図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。なお、本説明における前、後は谷方向、山方向を表し、前面、背面は谷側の面、山側の面を表す。

［実施例１］
＜１＞防護施設の概要
本発明の防護施設は、斜面Ｇ下に設置する擁壁１０と、擁壁１０に立設する防護柵２０と、からなる（図１、図２）。

＜２＞擁壁１０
擁壁１０は、斜面Ｇから離隔して配置された基礎部１１と、基礎部１１の上部から斜面Ｇ方向に張り出し、基礎部１１と斜面Ｇとの間に設ける張出部１２を一体とした剛性構造である。

＜２．１＞基礎部１１
基礎部１１は、コンクリート擁壁やブロック積み擁壁など、公知の形態であり、前面に傾斜面１１１を有する。傾斜面１１１の傾きは９０°以下とし、多段状であってもよい。
基礎部１１は、新設でもよいし、既設擁壁にも適用が可能である。
基礎部１１前面の傾斜面１１１には防護柵２０を立設する。
本実施例においては、基礎部１１の底面を張出部１２の底面よりも低くしたが、基礎部１１の必要高さによっては、基礎部１１の底面を張出部１２の底面よりも高くしてもよい。

＜２．２＞張出部１２
張出部１２は、基礎部１１の上部から斜面Ｇ方向に張り出して設けるコンクリート製の部材である。
張出部１２の上面は、略水平面とする。本実施例においては、基礎部１１の上面と張出部１２の上面を同一平面とする。ただし、同一平面に限らず、基礎部１１の上面と張出部１２の上面は異なる高さとしてもよい。
張出部１２は、所定の強度を持たせるために厚く形成する。
張出部１２が基礎部１１の上部から後方に張り出して位置するため、基礎部１１に谷側への転倒力が作用しても、張出部１２の重量により対抗することができる。
本実施例において、張出部１２は台形状としたが、長方形状としてもよい。

＜３＞防護柵２０
防護柵２０は、擁壁１０の基礎部１１の上面よりも谷側となる、前面の傾斜面１１１に立設する。
防護柵２０は、雪崩や石、崩落土砂等の崩落物を捕捉するための柵であればその形態は問わない。本例は斜面Ｇの下部に沿って立設する防護柵２０の端部を表したものであり、いずれも擁壁１０の基礎部１１前面の傾斜面１１１に立設する端部支柱２１及び複数の中間支柱２２と、各支柱間に取り付けた防護ネット２３と、を具備する。
防護柵２０は、擁壁１０の上面よりも谷側となる傾斜面１１１に立設するため、設置位置が低くなり、土砂等の撤去作業が簡単・安全である。
なお、擁壁１０の傾斜面１１１の下部を谷側に張り出す等により、傾斜面１１１より谷側に防護柵２０を立設してもよい。また、張出部１１２の大きさにより、張出部１１２のみで後述する外圧の低減機能を満たす場合には、基礎部１１の上面に防護柵２０を立設してもよい。

＜３．１＞端部支柱２１、中間支柱２２
端部支柱２１、中間支柱２２は、例えば鋼管、多重鋼管、コンクリート充填鋼管、コンクリート柱、Ｈ鋼等の公知の支柱を適用できる。端部支柱２１、中間支柱２２の全長が長尺の場合は分割式に構成し、現場で分割柱体を組み立てるようにしてもよい。

＜３．２＞防護ネット２３
防護ネット２３は外形が略矩形を呈していて、複数のロープ２４と上部ネット２５ａ、下部ネット２５ｂからなる。ロープ２４は引張強度に優れた金属製または繊維製のロープ材であり、各支柱２１、２２に対して摺動可能または摺動不能な形態で取り付けられている。上部ネット２５ａ、下部ネット２５ｂは崩落物の捕捉に適した金属製または繊維製のネット材であり、強度面とコスト面の観点から金網が好適である。上部ネット２５ａ、下部ネット２５ｂは線状のコイル等を介してロープ２４に取り付ける。
上部ネット２５ａは、概ね擁壁１０の上面より上方のロープ２４の山側に取り付ける。また、下部ネット２５ｂは、概ね擁壁１０の上面より下方（傾斜面１１１の前方）のロープ２４の谷側であって、隣り合う各支柱２１、２２間に取り付ける。このとき、上部ネット２５ａと下部ネット２５ｂは、上部ネット２５ａの下端と下部ネット２５ｂの上端の間に空隙ができないように配置するが、上部ネット２５ａの下部と下部ネット２５ｂの上部が、正面視重なるように取り付けてもよい。
本例においては、隣り合う支柱の頭部間に上弦材２６を横架し、上部ネット２５ａの上端を上弦材２６と連結してあるが、上弦材２６は必須ではない。
下部ネット２５ｂは、隣り合う各支柱２１、２２間に、ロープ２４の谷側に取り付けることで、谷側から各支柱２１、２２のスパン毎に取り外すことができる。

＜４＞支え横張材２７
防護柵２０を構成する端部支柱２１と中間支柱２２は、擁壁１０の上面よりも谷側となる傾斜面１１１に立設する。よって、各支柱２１、２２を支え横張材２７によって支持してもよい。
支え横張材２７は鋼材からなり、基礎部１１及び張出部１２に埋設してアンカー２７１等により擁壁１０と一体とする。

＜５＞防護柵２０と斜面Ｇとの間隔
防護柵２０は、擁壁１０の基礎部１１の上面よりも谷側の傾斜面１１１に立設する。そして、基礎部１１の上部と斜面Ｇの間には略水平面を有する張出部１２を設ける。
このため、防護柵２０と斜面Ｇとは所定の間隔Ｄだけ離れるとともに、防護柵２０と斜面Ｇとの間には、基礎部１１と張出部１２との上面により、略水平で平坦なステージＳが形成される。
ステージＳの上面には、崩落物による衝撃力の緩和や擁壁１０の保護のために、砂や土嚢等、緩衝材（図示せず）を設けてもよい。

［防護施設の作用］
次に、本発明の防護施設の作用について説明する。

＜１＞積雪（図３）
本発明の防護施設は、積雪はステージＳと斜面Ｇに沿って形成される。
斜面Ｇ上の積雪による雪圧Ｆ_１は、ステージＳ上の距離Ｄを有する積雪により安定して保持されるため、雪崩が防止される。
また、ステージＳ上の積雪による雪圧は、防護柵２０に水平に作用する雪圧Ｆ_２の他、ステージＳの上面にも鉛直に雪圧Ｆ_３が作用するため、基礎部１１に転倒力はかからない。よって、防護施設全体が転倒するおそれがない。また、防護柵２０の背面はステージＳによって平坦に積雪するため、雪圧Ｆ_３が防護柵２０に及ぼす雪圧も少なくなり、防護柵２０が壊れるおそれもない。
さらに、ステージＳ上は平坦に積雪するため雪庇が形成されず、上方からの崩落物が留まる平場が確保される。
そして、防護柵２０は擁壁１０の基礎部１１上面よりも谷側の傾斜面１１１に立設するため、防護柵２０の前面には積雪がなく、雪庇も形成されないため、防護柵２０上部及び前面からのアイスボールの落下のおそれがない。

＜２＞崩落土砂（図４）
本発明の防護施設は、防護柵２０と斜面Ｇとの間にステージＳを有する。
このため、崩落土砂の衝撃力Ｆ_４はステージＳ上面に作用するため、基礎部１１に転倒力はかからない。よって、防護施設全体が転倒するおそれがない。また、防護柵２０に崩落土砂が到達した場合には衝撃力Ｆ_５が作用するが、衝撃力は張出部１２から地盤に吸収されているため、衝撃力Ｆ_５は小さく、防護柵２０が壊れるおそれがない。

＜３＞崩落土砂の堆積（図５）
本発明の防護施設は、防護柵２０と斜面Ｇとの間に間隔Ｄを有する。このため、大量の崩落土砂を堆積することができる。
また、崩落土砂による土圧は、防護柵２０に水平に作用する土圧Ｆ_６の他、ステージＳの上面にも鉛直に土圧Ｆ_７が作用するため、基礎部１１に転倒力はかからない。よって、防護施設全体が転倒するおそれがない。また、防護柵２０の背面はステージＳによって平坦に崩落土砂が堆積するため、土圧Ｆ_６は小さくなり、防護柵２０が壊れるおそれもない。
さらに、防護柵２０を傾斜面１１に立設するため、防護柵２０は設置位置が低くなり、支柱２１、２２のスパン毎に下部ネット２５ｂを取り外すことで、防護柵２０下部からの土砂の撤去作業を簡単かつ安全に行うことができる。

＜４＞落石（図６）
本発明の防護施設は、防護柵２０と斜面Ｇとの間に、一体とした剛性構造の基礎部１１と張出部１２との上面により、平坦なステージＳが形成される。
このため、落石は一度、ステージＳに衝突し、エネルギーがほぼ半減される。
その後、落石は防護柵２０に衝突するが、エネルギーは半減しているため、防護柵２０に作用する衝撃力は小さくなり、防護柵２０が壊れることがない。また、張出部１２の重量により擁壁にかかる転倒力も減少するため、防護施設全体が転倒したりするおそれがない。また、要求される吸収エネルギー量も小さくなる。

以上のように、本発明の防護施設は、基礎部１１の上部から斜面Ｇ方向に張り出し、基礎部１１と斜面Ｇとの間に設ける張出部１２を設けて上部よりも下部が厚くない擁壁１０とするとともに、防護柵２０と斜面Ｇとの間にステージＳを形成することにより、ステージＳに鉛直方向の外力を作用させることで、防護施設に作用する外圧の低減機能を有する。

＜５＞既設擁壁への適用
本発明の防護施設は、既設擁壁の前面に防護柵２０を立設し、斜面Ｇを掘削して張出部１２を基礎部１１と一体に設けることで、既設擁壁にも適用することができる。
既設擁壁を有効活用することで、短期間のうちに簡単に施工することができる。
このとき、図１、２のように、基礎部１１の後部に張出部１２を設けてもよいし、図７のように、例えば既設の基礎部１１の高さが低い場合などに、基礎部１１の上部から斜面Ｇにかけて張出部１２を設けてもよい。
なお、既設擁壁であって、上面に防護柵２０が立設している場合、防護柵２０を谷側に移設しなくても、張出部１２を設けることで、斜面Ｇとの間にステージＳを形成することができ、防護施設に作用する外圧の低減機能を付与することができる。

＜６＞待受ポケット
張出部１２の斜面側に、上面を一部切り欠いて、小崩落土砂用の待受ポケット１２２としてもよい（図８）。

１０・・・擁壁
１１・・・基礎部
１１１・・傾斜面
１２・・・張出部
２０・・・防護柵
２１・・・端部支柱
２２・・・中間支柱
２３・・・防護ネット
２４・・・ロープ
２５ａ・・上部ネット
２５ｂ・・上部ネット
２６・・・上弦材
２７・・・支え横張材

Claims

斜面下に設置する擁壁と、前記擁壁に立設する防護柵と、からなる防護施設であって、
前記擁壁は、前面に傾斜面を有する基礎部と、前記基礎部の上部から後面の水平方向に沿って前記斜面方向に張り出した張出部と、を一体とした剛性構造であり、
前記張出部の上面は、略水平面であることを特徴とする、
防護施設。
前記防護柵は、前記基礎部の上面よりも谷側に立設することを特徴とする、
請求項１に記載の防護施設。
前記擁壁が新設であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の防護施設。
前記基礎部が既設擁壁であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の防護施設。