JP6860401B2

JP6860401B2 - のり面安定化工法

Info

Publication number: JP6860401B2
Application number: JP2017066370A
Authority: JP
Inventors: 豪治戸村; 真澄川島; 弘明長谷川
Original assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP2018168589A

Description

本開示は、盛土や軟弱地盤等の地山ののり面（斜面）を安定化させるのり面安定化工法に関し、より詳しくは、地山の抑止補強工と地下水の排水工とを同時に施工できるのり面安定化工法に関する。

地山の抑止補強工と地下水の排水工とを同時に施工できる斜面安定化工法として、先端側が地山中に定着され、頭部側が斜面表面に固定されるアンカーが、多数の貫通集水孔を有する中空管体と、中空管体の外周に設けられる不織布等の透水性を有する排水材とを備え、先端側が斜面側よりも上方に位置するように地山中に形成された削孔内に中空管体及び排水材を挿入、配置し、その後、中空管体内に配置した注入パイプを介して中空管体の先端側から地山に向けてグラウト材を注入、硬化させることで、アンカーの先端側を地山中に定着させるものが公知である（特許文献１）。この工法では、アンカーが地山の抑止補強工と地下水排水工とを兼ね合わせた機能を備えるため、地山に穿設する削孔が１つで済み、施工能率の向上と施工コストの削減が図られる。

特許第４２９６６６０号公報

しかしながら、従来の斜面安定化工法では、排水材を削孔内に挿入するためにはアンカーの直径（即ち排水材の直径）よりも大きな直径の削孔を地山に穿設しなければならない。また、アンカーの外周側には排水材が配置されているため、地山が排水材を押し潰すことで或いは排水材内に進入することで流動し得るため、地山が緩み易い。更に、削孔を穿設した後に中空管体を削孔内に挿入するため、作業工数が多いうえ、先行掘削から中空管体の挿入までの間にも孔壁の崩壊による地山の緩みを招き易い。

本発明は、このような背景に鑑み、作業工数が少なく、地山の緩みを抑制できるのり面安定化工法を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明のある態様は、先端部が地山（２）に定着され、後端部が地山ののり面（２ａ）に固定される有孔管（４）によって地山を補強すると共に地山中の地下水を外部に排出するのり面安定化工法であって、ロッド（１１）、前記ロッドの先端に設けられた掘削ヘッド（１２）、及び前記ロッドの周りに土砂運搬可能に設けられたスクリュ（１３）を有する掘削スクリュ（１０）を概ね水平に配置された前記有孔管の内部に配置し、前記掘削スクリュを回転させながら前記掘削スクリュ及び前記有孔管を地山に挿入するステップ（図２（Ａ））と、前記有孔管の先端部周辺の地山に前記掘削スクリュを介してグラウトを注入し、前記有孔管の先端を地山に定着するステップ（図２（Ｂ））と、前記有孔管から前記掘削スクリュを引き抜くステップ（図２（Ｃ））とを含むことを特徴とする。

この構成によれば、掘削スクリュを回転させながら有孔管を地山に挿入するため、削孔作業と有孔管の挿入作業とを同時に行うことができ、作業工数を削減できる。また、必要以上に大きな孔を地山に穿設する必要がなく、孔の穿設後に有孔管を地山から引き抜く必要もないため、地山が緩み難い。更に、有孔管の外部に排水材を設ける必要もない。

また、上記構成において、前記有孔管（４）に形成された孔が当該有孔管の長手方向に延びるスリット（３）であるとよい。

この構成によれば、有孔管の地山への挿入抵抗が小さくなる。また、土砂の流入が少なく、地下水の流入面積が大きな貫通孔を少ない数のスリットにより形成できる。

また、上記構成において、前記掘削スクリュ（１０）を引き抜いた後、前記有孔管（４）の内部に透水フィルタ（８）を挿入するステップ（図２（Ｄ））を更に含むとよい。

この構成によれば、孔から有孔管の内部に土砂が流入することが抑制され、有孔管の目詰まりが抑制される。

また、上記構成において、前記有孔管（４）の後端には外方に延出するフランジ（６）が設けられており、前記のり面（２ａ）と前記フランジとの間にコンクリートを打設することによって前記有孔管の前記後端部を前記のり面に固定するステップ（図２（Ｄ））を更に含むとよい。

この構成によれば、有孔管の後端部を容易に地山の斜面に固定することができ、固定によって地山をより安定化させることができる。

また、上記構成において、前記有孔管（４）の先端を地山に定着するステップ（図２（Ｂ））では、前記掘削ヘッド（１２）が前記有孔管の先端よりも前方に位置するまで前記掘削スクリュ（１０）を地山に挿入し、前記掘削ヘッドから地山に前記グラウトを注入し、注入された前記グラウトが固化する前に、前記掘削スクリュを前記スクリュ（１３）によって土砂を前方へ押し込む向きに回転させながら後退させて前記掘削ヘッドを前記有孔管の内部に退避させるとよい。

この構成によれば、グラウトが有孔管の先端から空洞部に流入することが抑制され、有孔管の先端部が強固に地山に定着する。

或いは、上記構成において、前記有孔管（４）の先端部には、前記グラウトにより固められた地山（５）に係合する係合手段が設けられており、前記有孔管の先端を地山に定着するステップ（図２（Ｂ））では、前記係合手段の周辺の地山に前記グラウトが回るように前記掘削ヘッド（１２）から前記グラウトを注入するとよい。

この構成によれば、係合手段と地山との係合によって有孔管の先端部が強固に地山に定着する。

また、上記構成において、前記係合手段は、前記有孔管（４）の先端部にて内側からのプレス加工によって外周面から突出するように形成された突出部（２１）を含むとよい。

この構成によれば、有孔管に容易に係合手段を形成することができる。

また、上記構成において、前記係合手段は、前記有孔管（４）の先端部の外周面に取り付けられた外側掘削ビット（３１）を含むとよい。

地山の状態によっては有孔管を地山に挿入するのが困難な場合があるが、この構成によれば、有孔管を回転させながら地山に挿入することで有孔管の地山への挿入を容易にできる。

また、上記構成において、前記係合手段は、前記有孔管（４）の先端部にて拡径するように形成された大径部（４Ｂ）と、大径部の内周面に取り付けられた内側掘削ビット（４１）とを含むとよい。

この構成によれば、大径部によって有孔管の本体部よりも大きな孔が地山に穿設されるため、有孔管の地山への挿入が容易になるうえ、大径部及び内側掘削ビットによって有孔管の先端部が強固に地山に定着する。

また、上記構成において、前記有孔管（４）から前記掘削スクリュ（１０）を引き抜くステップでは、前記掘削スクリュを回転させると共に先端より注水しながら引き抜くとよい。

この構成によれば、排水機能を持つ有孔管の定着体よりも後方の中空管部分が洗浄され、排水機能が向上する。

このように本発明によれば、作業工数が少なく、地山の緩みを抑制できるのり面安定化工法を提供することができる。

第１実施形態に係るのり面安定化構造の断面図第１実施形態に係るのり面安定化工法の手順説明図第２実施形態に係るのり面安定化構造の施工状態の断面図第３実施形態に係るのり面安定化構造の施工状態の断面図第４実施形態に係るのり面安定化構造の施工状態の断面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
まず、図１及び図２を参照して第１実施形態に係るのり面安定化構造１及びその構築方法について説明する。図１は、第１実施形態に係るのり面安定化構造１の断面図である。図１に示されるように、盛土からなる地山２には、鋼管の壁に多数の貫通孔を穿設してなる複数の有孔管４が埋め込まれている。本実施形態では、有孔管４の貫通孔は、有孔管４の長手方向に延びるスリット３として形成され、長手方向及び周方向に所定の間隔をもって複数のスリット３が形成されている。

有孔管４は、地山２ののり面２ａの主に下側に配置され、地盤の状態や有孔管４の径等に応じ、のり面２ａの幅方向及び高さ方向に適宜の間隔（１ｍ〜５ｍ程度）をもって配置される。各有孔管４は８ｃｍ〜１５ｃｍ程度の直径を有しており、地山２に概ね水平に埋め込まれている。また、各有孔管４は、先端がのり面２ａから離れた位置にある安定地盤に所定の定着長さをもって進入し、且つ後端がのり面２ａから突出する長さ（例えば、１０ｍ〜２０ｍ程度）を有している。

有孔管４の先端部分には、グラウト（グラウト材）の注入によって造成された定着体５が一体形成されている。定着体５は、有孔管４の先端よりも前方（地中側）から有孔管４の先端よりも後方（のり面２ａ側）に亘って有孔管４の周囲及び有孔管４の内部に形成されている。有孔管４の定着体５が形成された部分にもスリット３が形成されており、定着体５がスリット３を貫通して有孔管４の内外に一体形成されていることにより、定着体５と有孔管４とが強固に結合している。

有孔管４の後端には、外方に延出するフランジ６が溶接により固定されている。のり面２ａとフランジ６との間にはコンクリート製の台座７が構築されている。これにより、フランジ６が支圧板となり、有孔管４ののり面２ａから突出する後端部分（頭部）がのり面２ａに固定される。即ち、有孔管４は、安定地盤に定着する定着体５を含む先端部分がアンカー体として機能し、後端の頭部とアンカー体との間の部分が頭部からの引張力をアンカー体に伝達する引張材として機能するグラウンドアンカーを形成する。

また、上記のように、有孔管４は概ね水平に設けられていることから、スリット３から地下水を集めて後端から外部に排出する排水管としても機能する。排水性能を考慮して、有孔管４は先端が後端よりも高くなる向きに傾斜して設けられてもよい。一方、そのような向きに有孔管４を傾斜させると、有孔管４の長さ（アンカー長）が長くなる。そのため、本実施形態では有孔管４が概ね水平に設けられている。有孔管４は、排水が可能な角度範囲であれば、先端が後端よりも低くなる向きに傾斜して設けられてもよい。

有孔管４の内部には、合成樹脂製の透水フィルタ８が配置されている。透水フィルタ８は、有孔管４の内径と略同一の直径を有する樹脂フィラメントからなるヘチマ状構造体（例えば、ヘチマロン（登録商標））であってよく、定着体５とフランジ６との間の略全長に亘って有孔管４内に設けられている。有孔管４の後端は、排水のために開放されているが、透水性のある金網等により塞がれてもよい。

のり面２ａにおける台座７の下方には、有孔管４により集められた地下水を排出するためにコンクリート製の排水溝９が形成されるとよい。のり面２ａにモルタルやコンクリート等の吹付工が施される場合には排水溝９は設けられなくてもよい。

このように構成されたのり面安定化構造１は、地山２の抑止補強機能と地下水の排水機能とを備え、盛土や軟弱地盤等の地山２ののり面２ａを安定化させる。

次に、のり面安定化構造１の構築方法であるのり面安定化工法について説明する。

図２は、第１実施形態に係るのり面安定化工法の手順の説明図である。図２（Ａ）に示されるように、ロッド１１、ロッド１１の先端に設けられた掘削ヘッド１２、及びロッド１１の周りに土砂運搬可能に設けられたスクリュ１３を有する掘削スクリュ１０を概ね水平に配置された有孔管４の内部に配置し、スクリュ１３が土砂を後方へ排出する向き（正転方向）に掘削スクリュ１０を回転させながら掘削スクリュ１０及び有孔管４を地山２に挿入する。即ち、掘削スクリュ１０によって地山２に削孔する際のケーシングとして有孔管４を利用する。掘削スクリュ１０の回転及び挿入並びに有孔管４の挿入の作業は、これらを回転可能且つ進退可能に保持する図示しない建設機械によって行う。なお、有孔管４も建設機械によって回転駆動されてもよい。

有孔管４を所定の深さまで地山２に挿入した後、図２（Ｂ）に示されるように、有孔管４の先端部周辺の地山２に掘削スクリュ１０のロッド１１及び掘削ヘッド１２を介してグラウトを注入し、定着体５を形成することで有孔管４の先端を地山２に定着する。具体的には、掘削ヘッド１２が有孔管４の先端よりも前方に位置するまで掘削スクリュ１０を地山２に挿入し、掘削ヘッド１２の先端に設けられた注入孔から地山２にグラウトを高圧で噴出しながらスクリュ１３で土砂とグラウトを混合攪拌することにより地山と密着した均質な定着体５を造成する。この際、地山２の状態の応じ、有孔管４の先端部に形成されたスリット３の周辺の地山２にグラウトが回るように掘削スクリュ１０を操作しながらグラウトを注入する。その後、注入されたグラウトが固化する前に、スクリュ１３が土砂を前方へ押し込む向き（逆転方向）に掘削スクリュ１０を回転させながら掘削スクリュ１０を後退させて掘削ヘッド１２を有孔管４の内部に退避させる。

続いて、図２（Ｃ）に示されるように、掘削スクリュ１０を有孔管４から引き抜く。この際、掘削スクリュ１０を正転方向又は逆転方向に回転させると共に先端より注水しながら引き抜く。これにより、排水機能を持つ有孔管４の定着体５よりも後方（のり面２ａ側）の中空管部分を洗浄して排水機能を高めることができる。

最後に、図２（Ｄ）に示されるように、有孔管４の内部に透水フィルタ８を挿入し、のり面２ａとフランジ６との間にコンクリートを打設して有孔管４の後端部をのり面２ａに固定する。また、必要に応じ、のり面２ａにおける台座７の下方にコンクリート製の排水溝９を構築する。これにより、１本の有孔管４の地山２への固定が完了する。複数の有孔管４を順次地山２へ固定することにより、のり面安定化構造１が構築される。

次に、このようにしてのり面安定化構造１を構築するのり面安定化工法の効果を説明する。

図２（Ａ）に示されるように、掘削スクリュ１０を概ね水平に配置された有孔管４の内部に配置し、掘削スクリュ１０を回転させながら掘削スクリュ１０及び有孔管４を地山２に挿入するため、削孔作業と有孔管４の挿入作業とが同時に行われ、作業工数が削減される。また、必要以上に大きな孔を地山２に穿設する必要がなく、孔の穿設後に有孔管４を地山２から引き抜く必要もないため、地山２が緩み難い。更に、有孔管４の外部に排水材を設ける必要もない。

また、有孔管４に形成された貫通孔が有孔管４の長手方向に延びるスリット３であるため、有孔管４の地山２への挿入抵抗が小さい。これにより、小型の建設機械を用いて掘削スクリュ１０を駆動できる。また、スリット３からは土砂の流入が少なく、地下水の流入面積が大きな貫通孔を少ない数のスリット３により形成できる。

図２（Ｄ）に示されるように、掘削スクリュ１０を引き抜いた後、有孔管４の内部に透水フィルタ８を挿入するため、スリット３から有孔管４の内部に土砂が流入することが抑制され、有孔管４の目詰まりが抑制される。

また、有孔管４の後端部をのり面２ａに固定する際には、のり面２ａとフランジ６との間にコンクリートを打設することで、有孔管４の後端部を容易に地山２の斜面に固定することができ、この固定によって地山２がより安定化する。

図２（Ｂ）に示されるように、有孔管４の先端を地山２に定着する際には、掘削ヘッド１２が有孔管４の先端よりも前方に位置するまで掘削スクリュ１０を地山２に挿入し、掘削ヘッド１２から地山２に注入したグラウトが固化する前に、掘削スクリュ１０を後退させるため、グラウトが有孔管４の先端から空洞部に流入することが抑制され、有孔管４の先端部が強固に地山２に定着する。

また、この際にスリット３の周辺の地山２にグラウトが回るように掘削ヘッド１２からグラウトを注入することにより、スリット３と地山２との係合によって有孔管４の先端部が強固に地山２に定着する。

図２（Ｃ）に示されるように、有孔管４から掘削スクリュ１０を引き抜く際には、掘削スクリュ１０を回転させると共に先端より注水することにより、排水機能を持つ有孔管４の定着体５よりも後方の中空管部分が洗浄され、排水機能が向上する。

≪第２実施形態≫
次に、図３を参照して第２実施形態に係るのり面安定化構造１及びその構築方法について説明する。なお、第１実施形態と形態又は機能が同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。以降の実施形態においても同様とする。

図３は、第２実施形態に係るのり面安定化構造１の施工状態の断面図である。本実施形態ののり面安定化構造１では、有孔管４の先端部に、内側からのプレス加工によって外周面から突出するように形成された突出部２１が形成されている。突出部２１は、打ち抜き加工（ブランキング）によりスリット３を形成する際に大きく残るようにしたバリであってもよく、半抜き加工（ハーフブランキング）により有孔管４に突出形成された突出片や、切込み加工（スリッティング）によって一部が開くように形成された切込み片であってもよい。

定着体５を形成することで有孔管４の先端を地山２に定着する際には、突出部２１の周辺の地山２にグラウトが回るように掘削スクリュ１０を操作しながらグラウトを注入する。これにより、突出部２１が、グラウトにより固められた地山２（定着体５）に係合する係合手段として機能し、突出部２１と地山２との係合によって有孔管４の先端部が強固に地山２に定着する。

また、グラウトにより固められた地山２に係合する係合手段として、有孔管４の先端部にて内側からのプレス加工によって外周面から突出するように形成された突出部２１が形成されているため、有孔管４に容易に係合手段を形成することができる。

≪第３実施形態≫
次に、図４を参照して第２実施形態に係るのり面安定化構造１及びその構築方法について説明する。

図４は、第３実施形態に係るのり面安定化構造１の施工状態の断面図である。本実施形態ののり面安定化構造１では、有孔管４の先端部の外周面に外側掘削ビット３１が取り付けられている。即ち、先端部の外周面に取り付けられた外側掘削ビット３１が係合手段として有孔管４に形成されている。

定着体５を形成することで有孔管４の先端を地山２に定着する際には、外側掘削ビット３１の周辺の地山２にグラウトが回るように掘削スクリュ１０を操作しながらグラウトを注入する。これにより、外側掘削ビット３１が、グラウトにより固められた地山２（定着体５）に係合する係合手段として機能し、外側掘削ビット３１と地山２との係合によって有孔管４の先端部が強固に地山２に定着する。また、地山２の状態によっては有孔管４を地山２に挿入するのが困難な場合があるが、外側掘削ビット３１が設けられたことにより、有孔管４を回転させながら地山２に挿入することで有孔管４の地山２への挿入が容易になる。

≪第４実施形態≫
次に、図５を参照して第２実施形態に係るのり面安定化構造１及びその構築方法について説明する。

図５は、第４実施形態に係るのり面安定化構造１の施工状態の断面図である。本実施形態ののり面安定化構造１では、有孔管４は、本体部４Ａと、先端部にて拡径するように本体部４Ａに一体形成された大径部４Ｂと有している。有孔管４の大径部４Ｂの内周面には、内側掘削ビット４１が取り付けられている。即ち、先端部にて拡径するように形成された大径部４Ｂと、大径部４Ｂの内周面に取り付けられた内側掘削ビット４１とが、有孔管４に係合手段として形成されている。最前列に設けられた内側掘削ビット４１以外の内側掘削ビット４１は、有孔管４の大径部４Ｂの内周面から内側に向けて後方へ傾斜する向きに設けられている。

定着体５を形成することで有孔管４の先端を地山２に定着する際には、大径部４Ｂの周辺及び内側（即ち、内側掘削ビット４１の周辺）の地山２にグラウトが回るように掘削スクリュ１０を操作しながらグラウトを注入する。これにより、大径部４Ｂ及び内側掘削ビット４１が、グラウトにより固められた地山２（定着体５）に係合する係合手段として機能し、大径部４Ｂ及び内側掘削ビット４１と地山２との係合によって有孔管４の先端部が強固に地山２に定着する。また、大径部４Ｂによって有孔管４の本体部４Ａよりも大きな孔が地山２に穿設されるため、有孔管４の地山２への挿入が容易になるうえ、大径部４Ｂ及び内側掘削ビット４１によって有孔管４の先端部が強固に地山２に定着する。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として盛土からなる地山２にのり面安定化構造１を構築する工法について説明を行ったが、軟弱地盤等の地山２に広く適用することができる。また、上記実施形態では、のり面２ａの幅方向及び高さ方向に複数列に設けられた有孔管４によりのり面安定化構造１が構成されているが、１本の有孔管４によりのり面安定化構造１が構成されてもよい。更に、上記実施形態では、のり面２ａが、露出する地山２によって画定される傾斜面であるが、地山２を覆う擁壁によって画定される鉛直に近い面であってもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１のり面安定化構造
２地山
２ａのり面
３スリット（貫通孔、係合手段）
４有孔管
４Ａ本体部
４Ｂ大径部（係合手段）
５定着体
６フランジ
７台座
８透水フィルタ
９排水溝
１０掘削スクリュ
１１ロッド
１２掘削ヘッド
１３スクリュ
２１突出部（係合手段）
３１外側掘削ビット（係合手段）
４１内側掘削ビット（係合手段）

Claims

先端部が地山に定着され、後端部が地山ののり面に固定される有孔管によって地山を補強すると共に地山中の地下水を外部に排出するのり面安定化工法であって、
ロッド、前記ロッドの先端に設けられた掘削ヘッド、及び前記ロッドの周りに土砂運搬可能に設けられたスクリュを有する掘削スクリュを概ね水平に配置された前記有孔管の内部に配置し、前記掘削スクリュを回転させながら前記掘削スクリュ及び前記有孔管を地山に挿入するステップと、
前記有孔管の先端部周辺の地山に前記掘削スクリュを介してグラウトを注入し、前記有孔管の先端を地山に定着するステップと、
前記有孔管から前記掘削スクリュを引き抜くステップとを含み、
前記有孔管の先端部には、前記グラウトにより固められた地山に係合する係合手段が設けられており、
前記有孔管の先端を地山に定着するステップでは、前記係合手段の周辺の地山に前記グラウトが回るように前記掘削ヘッドから前記グラウトを注入し、
前記係合手段は、前記有孔管の先端部にて拡径するように形成された大径部と、前記大径部の内周面に取り付けられた内側掘削ビットとを含むことを特徴とするのり面安定化工法。
前記有孔管に形成された孔が当該有孔管の長手方向に延びるスリットであることを特徴とする請求項１に記載ののり面安定化工法。
前記掘削スクリュを引き抜いた後、前記有孔管の内部に透水フィルタを挿入するステップを更に含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載ののり面安定化工法。
前記有孔管の後端には外方に延出するフランジが設けられており、
前記のり面と前記フランジとの間にコンクリートを打設することによって前記有孔管の前記後端部を前記のり面に固定するステップを更に含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載ののり面安定化工法。
前記有孔管の先端を地山に定着するステップでは、前記掘削ヘッドが前記有孔管の先端よりも前方に位置するまで前記掘削スクリュを地山に挿入し、前記掘削ヘッドから地山に前記グラウトを注入し、注入された前記グラウトが固化する前に、前記掘削スクリュを前記スクリュによって土砂を前方へ押し込む向きに回転させながら後退させて前記掘削ヘッドを前記有孔管の内部に退避させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載ののり面安定化工法。
前記係合手段は、前記有孔管の先端部にて内側からのプレス加工によって外周面から突出するように形成された突出部を含むことを特徴とする請求項１に記載ののり面安定化工法。
前記係合手段は、前記有孔管の先端部の外周面に取り付けられた外側掘削ビットを含むことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載ののり面安定化工法。
前記有孔管から前記掘削スクリュを引き抜くステップでは、前記掘削スクリュを回転させると共に先端より注水しながら引き抜くことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載ののり面安定化工法。