JP6943705B2 - 土木構造物 - Google Patents

Description

本発明は、土木構造物に関し、特に、燻煙熱処理した竹補強材を用いた土木構造物に関するものであり、治山、砂防、道路建設等の事業における補強土擁壁、堰堤、土留工、谷止工、道路擁壁等に適用可能な土木構造物に関する。

従来、補強土擁壁として、壁面側に壁面材を設けられ、壁面材に連結して敷網材（例えば、ジオテグリッド等）を敷設し、壁面材の背面側であって敷網材の上に盛土を埋め込まれて成る盛土構造体が複数段の順次下方から施工されて成る構成が知られている（特許文献１、２参照）。

壁面材として、特許文献１にはＬ字型の壁面材が使用されている構成が開示されており、特許文献２には間伐材が使用されている構成が開示されている。

また、土留構造体として、壁面側に保持体（壁面材）が設けられ、保持体の背面側に盛土を埋め込まれて成り、盛土構造体が複数段の順次下方から施工されて成る構成が知られている（特許文献３参照）。

特許文献３には、保持体として間伐丸太が使用されている構成が開示されており、さらに間伐丸太に替えて、間伐竹を使用してもよいという点が開示されており、さらに、ア ンカー手段を設けることで、盛土内での摩擦抵抗によって、土圧、水圧、地震時の慣性力などの荷重が作用する土留壁本体を支持し、これら荷重に対する土留壁本体の抗力が一層強化する点が記載されている。

このアンカー手段は、各盛土層間に、保持体に連結されたが敷設されて埋設されており、アンカー手段の一部として、盛土中に背後方向に延びるように埋設された鎖状の引張部材が設けられている構成が開示されている。

ところで、従来、伐採して得られる木材、竹類等の木質系素材を短時間で乾燥処理させる目的で、燻煙熱処理する木質系素材乾燥装置が知られている（特許文献４参照）。

特開２００４−２５０９１３号公報 特開２００１−３１１１７２号公報 特開２０１１−１２２３５５号公報 特許第４０７４４７９号公報

従来の盛土構造体では、特許文献１、２に示すようなジオグリッド等の敷網材を敷設したり、鋼材を使用した帯状の補強材を配置して盛土構造体の強度を高めているが、ジオグリッド、鋼材を使用した帯状の補強材等は、資材及び建設コストが高くなる。

特許文献３に示す、アンカー部材の一部として盛土中に背後方向に延びるように埋設された引張部材は、鎖状であり、明記はされていないが金属製の鎖で形成されているものと考えられる。しかし、金属製の鎖は、コストが高く、土中に埋設すると腐食が生じやすいという問題も生じる。

一方、竹材は、竹籠、家具、竹垣、バイオマス燃料等に使用されているが、その使用量は限定されている。近年、竹林が荒廃し、土砂災害の一因にもなることから、各地において竹林の整備と竹材の利用が望まれている。

竹材は、鋳鉄並の強さを持つが、カビ、虫が生じやすくその結果、腐食して耐久性が低下するという問題があるが、強度等の力学的特性からみると、引っ張り強度は木材と比べて２〜５倍大きく、そこで、このような強度を保ち、いかに耐久性を高めるかによって、有用な素材となる可能性がある。

ところで、竹材の防カビ、防虫のために、従来、湿式（湯に苛性ソーダを入れて煮る）、乾式（燻す若しくは火であぶる）、又は薬剤を注入する等の方法がある。このうち、耐久性試験結果（２００５年開催の愛・地球博の長久手日本館竹ケージ建設時の耐久性処理試験）によると、燻煙熱処理が最も効果的であったことが報告されている。

本発明は、特許文献１、２における敷網材及び特許文献３に示すような引張部材におけるコスト高や耐久性等の問題を解決するとともに、併せて竹材の使用を促進し竹林の整備を行って荒廃の問題を解決することを目的とするものであり、竹材を土木構造物に利用して土木構造物の建設コストを下げるとともに、強度を向上し耐久性を高める土木構造物を実現することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するために、底面地盤の上に順次構築された複数段の盛土構造体から成り、擁壁部を備えた土木構造物であって、底面地盤及び複数段の盛土構造体には、燻煙熱処理された割竹が竹補強材として配置されている構成であることを特徴とする土木構造物を提供する。

本発明は上記課題を解決するために、底面地盤の上に順次構築された複数段の盛土構造体から成り、擁壁部を備えた土木構造物であって、底面地盤及び複数段の盛土構造体のうち最上段の盛土構造体を除いた盛土構造体は、それぞれその上面に、盛土構造体の壁面部を構成するＬ型又は∠型の壁面材が配置されているとともに、燻煙熱処理され節を有する竹補強材が複数列配置されており、竹補強材は、断面環状の丸竹がその環状方向に等角度で縦方向に割られて成る湾曲凹部を有する割竹であって、底面地盤及び複数段の盛土構造体のそれぞれに、湾曲凹部を上方に向けて配置されアンカーで固定されており、複数列の竹補強材は、それぞれその長手方向が壁面材の位置から盛土構造体の正面側から背面側の方向のみに向かうように、かつ横方向に互いに独立して間隔をおいて平行に配置されている構成であることを特徴とする土木構造物を提供する。

土木構造物は、正面側のみに擁壁部を備えた構成であり、底面地盤及び複数段の盛土構造体のそれぞれに配置される複数列の竹補強材の長さは全て同じであり、該長さは、土木構造物の壁高がより高くなると、より長い構成であることが好ましい。

土木構造物は、正面側及び背面側の両側にそれぞれ擁壁部を備えた構成であり、底面地盤及び複数段の盛土構造体のそれぞれに配置される複数列の竹補強材は、正面側の擁壁部の壁面材の位置から背面側の擁壁部の壁面材の位置にわたって配置されている構成であることが好ましい。

本発明によると、次のような効果が生じる。
（１）土木構造物を構成する複数の盛土構造体中に、燻煙熱処理した補強竹材を配置したので、土木構造物全体の強度及び安定性を高め、耐久性を高めることができる。

（２）盛土構造体の補強のために燻煙熱処理した補強竹材を用いたので、ジオグリッド等の敷網材や金属製の鎖材を用いる場合に比べて、土木構造物の構築コストを低減することができ、しかも竹材の使用ないし竹林の整備の促進の一助となる。

本発明に係る土木構造物の実施例１である補強土壁を説明するための斜視図である。 上記実施例１の補強土壁の断面図である。 （ａ）は図２の要部（特に盛土構造体の壁面部）を説明するための拡大図り、（ｂ）、（ｃ）は底面地盤（各段の盛土構造体）の上面に配置した姿勢における補強竹材を示す図であり、（ｂ）平面図であり、（ｃ）の左側の図は正面図であり、右側の図は側面図である。 （ａ）は盛土構造体の壁面部の正面図であり、（ｂ）は壁面材、斜めタイ材及び補強竹材の平面図である。 本発明に係る土木構造物の実施例２である堰堤を説明するための斜視図である。 上記実施例２の堰堤の上下流方向に直交する断面図である。 竹補強材の引抜き試験の結果を示す図であり、（ａ）は引抜き力と変位の関係を示し、（ｂ）は引抜き試験から得られた摩擦係数を示す図である。

本発明に係る土木構造物を実施するための形態を実施例に基づき図面を参照して、以下説明する。

（実施例１）
本発明に係る土木構造物は、盛土構造体が複数段、積み重ねられて構築されたものであり、治山、各種のダム、砂防、道路建設等の事業における補強土壁、堰堤、土留工、谷止工、道路擁壁等に適用可能である。

実施例１では、本発明に係る土木構造物を補強土壁に適用した構成ついて図１〜４を参照して説明する。従って、実施例１における土木構造物は、図１、図２に示すような構成の補強土壁１である。

この実施例１では、地山面４（図２参照）に沿って構築される補強土壁１を正面から見て、正面側（手前側）を前側とし、背面側（奥側）を後側とし、前後方向を「奥行き方向」とも言い、左右方向を「横方向」とも言う。

以下、補強土壁１の基盤となる底面地盤２及び底面地盤２上に順次構築される複数段の盛土構造体３（最上段の盛土構造体３は除く）のそれぞれについて、その上にＬ型の壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等の部材が配置されて成る構成を説明する。

底面地盤２及び複数段の盛土構造体３について、それぞれその上面に同じ構成の壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等が配置され、その後で盛土１２である土砂が充填（中詰め）されて盛土構造体３が構築される。

要するに、底面地盤２の上に順次構築される複数段の盛土構造体３は、それぞれ基本的には互いに同じ構成である。そこで、以下、壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等が配置される対象については、「底面地盤２（各段の盛土構造体３）」と記載する。

底面地盤２（各段の盛土構造体３）の前端部上に、盛土構造体３の壁面部１４を構成するために、図１、図２、図３（ａ）に示すように、壁面材６が、その長手方向が横方向に向いて配置されている。

壁面材６は、図２、図３（ａ）に示すように、その長手方向に直交する断面が略Ｌ型であり、底面部（水平部）１５及び前面部（起立部）１６を備え、底面部１５は、底面地盤２（各段の盛土構造体３）上に置かれている。

壁面材６は、通常、剛性のあるエキスパンドメタルや金網等が利用されるが、本実施例１では剛性のあるエキスパンドメタルを使用した例を示す。壁面材６は、構築する補強土壁１全体の横方向の幅（横幅）に合わせて複数個、連続的に配置されている。

壁面材６の底面部１５と前面部１６の間に、図１、図２、図３（ａ）、図４（ｂ）に示すように、斜めタイ材７が取り付けられている。斜めタイ材７の下端部及び上端部は、図３（ａ）に示すように、それぞれ折り返されて下部折り返し部１９と上部折り返し部２０が形成されている。斜めタイ材７の下部折り返し部１９は、壁面材６の底面部１５に係合して取り付けられる。

斜めタイ材７の上部折り返し部２０は、壁面材６の前面部１６を通して前側に突出しており、この突出した部分に、図３（ａ）、図４（ａ）に示すように、軸状の腹起こし材２１が水平かつ横方向に挿通されている。

腹起こし材２１を、地山面４に沿って横方向に連続的に配置した複数の斜めタイ材７の上部折り返し部２０に挿通することで、横方向に連続的に配置した複数の壁面材６は、整列して配置される。

そして、横方向に隣接する壁面材６どうしは、図４（ａ）に示すような結束バンド２３で互いに連結される。複数段の盛土構造体３の壁面材６及び壁面部１４は、図２に示すように、上位の段にいくに従って、少しずつ後方に配置する。これによって、補強土壁１において、全体として上方かつ後方に向けてわずかに傾斜した擁壁部２５が形成される。

図２、図３（ａ）に示すように、壁面材６の背面に沿って土砂吸出し防止マット１０が取り付けられている。土砂吸出し防止マット１０は、壁面材６の前面部１６の背面から底面部１５の前側にかけて取り付けられている。

土砂吸出し防止マット１０の上端部は、壁面材６より上方になるように配置し、土砂が充填され盛土１２が形成されてから、盛土１２の前端部上に折り返して配置される。土砂吸出し防止マット１０は、壁面材６の前面部１６から盛土構造体３を構成する土砂（中詰め土砂）が流出しにくくする機能を奏する。

なお、土砂吸出し防止マット１０は、壁面材６の底面部１５上から、背面側の地山面４の切り土傾斜面２６に向けて奥行き方向に延ばし、底面地盤２（各段の盛土構造体３）上に敷設するようにしてもよい。また、底面地盤２（各段の盛土構造体３）から、さらに切り土傾斜面２６に沿って上方に延ばし、袋詰め状に盛土１２の土砂を充填する構成としてもよい。

本発明の特徴は、図１、図２、図３（ａ）、図４（ｂ）に示すように、底面地盤２（各段の盛土構造体３）上に、燻煙熱処理された竹補強材１１が複数列、それぞれその長手方向が盛土構造体３の正面側から背面側に向かうように、かつ横方向に互いに連結して拘束される構成ではなく、独立して、一定の間隔Ｗ（図４（ｂ）参照）をおいて平行に配置されている構成である。なお、ここで「独立し」とは、平行に配置された複数列の竹補強材１１は、横方向に相互に連結された構成（例えば、格子状の構成）ではない構成を言う。

特に、本発明では、燻煙熱処理された竹補強材１１を使用する点が重要である。燻煙熱処理されていない竹補強材は、前記したとおり、土中ではカビや虫によって腐食してしまい耐久性に乏しいが、本発明では、燻煙熱処理された竹補強材１１を使用する構成を採用することによって、耐久性を格段に向上できた。

従来、土木構造物の技術において、竹を補強材として用いるという技術は仮にあったとしても、特に、「燻煙熱処理された竹」を、本発明のように盛土構造体に配置して竹補強材として土中で用いるという発想はなかった。これによって、後記するとおり、補強機能だけでなく、耐久性を向上するという点で、顕著な効果が生じる。

竹補強材１１は、燻煙熱処理された一本の丸竹が四つ割りされ、即ち、断面環状の丸竹が環状方向に９０度の間隔で縦方向（長手方向に沿って）割られ、９０度の湾曲断面を有する四本の部材として製造された割竹が使用される。

丸竹が四つ割りされて形成された竹補強材１１の幅は、例えば、略７０ｍｍである。竹補強材１１は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、湾曲凹部１３を上方に向けて底面地盤２（各段の盛土構造体３）上に配置される。これによって、盛土１２となる土砂が湾曲凹部１３内に充分に充填されるので、盛土１２中に強固に埋設され、盛土１２との摩擦力も大きくなる。

なお、竹補強材１１は、竹が本来有する節を削り落としたりする加工をすることなく、節は、そのまま残して活かした状態で使用する。要するに、本発明の土木構造物では、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ｂ）に示すように、節２９を有する竹補強材１１を使用する。

節２９は、外面側の膨潤部３０と内面側の隔壁部３２を有し、後記するが、この節２９を有する竹補強材１１は、盛土構造体３において、竹補強材１１に加わる引っ張り及び曲げに対する強度を高め、盛土１２の土砂との摩擦力を大きくし引き抜き抵抗を高め、壁面材６の崩落を防いだり、盛土１２内で生じる剪断方向のスベリを低減する等して、盛土構造体３の強度を高める。

竹補強材１１は、底面地盤２（各段の盛土構造体３）上に配置されているが、特に竹補強材１１の前端側は壁面材６の底面部１５上に配置され、竹補強材１１の前端は壁面材６の背面の位置まで配置されている。

竹補強材１１には貫通孔（図示せず）が形成され、その孔を通した鉄筋アンカー３１によって、竹補強材１１は、図２、図３（ａ）、図４（ｂ）に示すように、底面地盤２（各段の盛土構造体３）上に固定されている。これによって、底面地盤２（各段の盛土構造体３）上に盛土１２である土砂を撒き散らして充填する際に、竹補強材１１が動かないようにしている。

底面地盤２及び複数段の盛土構造体３の上面に、竹補強材１１が複数列それぞれ奥行き方向に向けて配置されるが、複数列それぞれの竹補強材１１の長さＬは、底面地盤２及び複数段の盛土構造体３ごとに互いに異なるものではなく、互いに同じとするか、補強土壁１全体における上半部に属する盛土構造体３（以下単に「上半部」という）については長くし、下半部に属する盛土構造体３（以下単に「下半部」という）については短くすることもある。しかし、竹補強材１１の長さＬ（図４（ｂ）参照）は、補強土壁１全体の高さ（壁高Ｈ。図２参照）に応じて異なるようにする。

要するに、補強土壁１の壁高Ｈがより高い場合は、補強土壁１はより大きな強度が求められるので、複数列それぞれについて、より長い竹補強材を使用し又は複数本の竹補強材を繋ぎ合わせることによって、竹補強材１１の長さＬをより長くする必要がある。

その目安としては、補強土壁１の壁高Ｈが略３ｍ以下の場合は長さＬは２ｍ、壁高Ｈが略３〜６ｍの場合は長さＬは３ｍ、壁高Ｈが略６〜８ｍの場合は竹補強材１１の長さＬは下半部で３ｍ、上半部で５ｍである。即ち、補強土壁１の壁高Ｈが３ｍの場合は、底面地盤２及び複数段の盛土構造体３に、それぞれ長さＬが２ｍの竹補強材１１を奥行き方向に向けて配置する。

竹補強材１１は、長さが足りれば一本で使用することが、工程の手間が省け好ましいが、所要の長さに充たない場合は、複数本の竹補強材１１を長手方向に繋ぎ合わせても良い。例えば、壁高Ｈが８ｍを超え、竹補強材１１の長さＬも５ｍを超えるものを使用する場合は、複数本の竹補強材１１を繋ぎ合わせて使用すればよい。

このように竹補強材１１を繋ぎ合わせなくてはならない場合は、接続すべき長手方向に隣接する竹補強材は、長手方向に互いにダブらせて配置する構成とする。ダブらせて配置する構成としては、例えば、接続すべき長手方向に隣接する２本の竹補強材１１を長手方向に２ｍ上下に重ね合わせ、その重ね合わせ部を、ボルト・ナットで連結し又は結束線で縛る等して接続する。

ダブらせて配置する構成は、上記のように長手方向に隣接する２本の竹補強材１１を長手方向に２ｍ上下に重ね合わせなくても、単に長手方向に２ｍダブらせて横に並べるだけでもよい。

竹補強材１１は複数列、それぞれ前記したとおり、底面地盤２（各段の盛土構造体３）の上に、それぞれその長手方向を前後方向に向け、かつ横方向に一定の間隔Ｗをおいて、互いに独立して平行に配置されているが（図４（ｂ）参照）、この間隔Ｗは、例えば、１ｍ当たり４本、即ち、略２５ｃｍの等間隔とする。

以上のとおり配置した、壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等が配置された底面地盤２（各段の盛土構造体３）には、それぞれその上に、壁面材６の略上端の高さまで土砂が充填され盛土構造体３が形成される。このような盛土構造体３が複数段、順次上方に向けて積み重ねられることで、複数段の盛土構造体３を備えた補強土壁１が構築される。

なお、本発明に係る土木構造物おいて、盛土１２として充填されるものは、その用途（補強土壁、堰堤、道路擁壁、土留工、谷止工等）、求められる機能、構築現場の近辺で入手可能な充填資材等、いろいろな条件に応じて、土、土砂、砂礫、石（例．割栗石）、コンクリート材、等、あるいはそれらの混合であってもよい。

（作用）
以上のとおり、本発明に係る土木構造物の実施例１である補強土壁１は、底面地盤２（各段の盛土構造体３）の上に壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等が配置された構成を特徴とするが、その構築する工程及び作用等について、以下さらに説明する。

まず、底面地盤２の上に、前記のとおり壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０等を配置する。さらに、竹補強材１１を複数列、それぞれその前端が壁面材６の背面の位置となるようにして、その長手方向を背面側に向け、横方向に一定の間隔をおいて、互いに独立して、壁面材６の底面部１５から底面地盤２の上に配置し、図２、図３（ａ）に示すように、鉄筋アンカー３１によって固定する。

そして、底面地盤２の上に設けられた壁面材６の略上端の高さまでに、盛土１２である土砂を撒き散らして充填し、１段目の盛土構造体３が構築される。

そして、１段目の盛土構造体３の上に、底面地盤２の場合と同様に、壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等を配置してから、壁面材６の略上端の高さまでに、盛土１２である土砂を撒き散らして充填し、２段目の盛土構造体３を構築する。

同様にして、下位の段の盛土構造体３の上に壁面材６、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等を配置しから、順次、上位の段の盛土構造体３を構築し、所定の段数の盛土構造体３からなる補強土壁１を構築する。

本発明の補強土壁１で最も特徴とする点は、竹補強材１１として燻煙熱処理した竹補強材１１を利用した点である。これによって、竹補強材１１は、その防カビ及び防虫性能が高まり、盛土１２中に配置しても、耐久性が格段と向上し、補強土壁１の構造強度を高めるという機能を長期間維持することが可能となる。

さらに、竹材は我が国には豊富に存在し、燻煙熱処理しても低価格で大量に入手可能であるので、竹補強材１１を盛土構造体３に大量に使用しても、補強土壁１の建設コストは、盛土構造体３に鋼製補強材（例．エキスパンドメタル）、ジオグリッド等を使用する場合に比較して、低コストとなる。

この実施例１の補強土壁１は、底面地盤２及び各盛土構造体３の上に、それぞれ奥行き方向に向けかつ横方向に一定の間隔Ｗをおいて平行に、燻煙熱処理された竹補強材１１が複数列、配置されているので、盛土１２中に生じる上下方向の土圧に対して抗力を生じ、盛土１２に加わる上下方向の力に対する補強機能を発揮する。

また、盛土１２に対して竹補強材１１がその長手方向に相対的に移動することに対して、盛土１２と竹補強材１１の長さ方向にわたる接触界面において摩擦力が生じるので、抵抗力が生じる。そのために、盛土１２に対して竹補強材１１がその長手方向に相対的に移動することを抑制する。

竹補強材１１は、その湾曲凹部１３を上方に向けて配置されているので、盛土１２となる土砂を上方から撒き散らして充填すると、上方に向けて配置された湾曲凹部１３内に土砂を十分に充填することができるので、下方への土圧が高まり、盛土１２中に強固に埋設されるとともに、盛土１２に対する竹補強材１１の接触面積が大きくなり、盛土１２との摩擦力が大きくなる。

なお、湾曲凹部１３を下方や横方に向けて配置すると、上方から盛土１２となる土砂を上方から撒き散らしても、下方に向けられた湾曲凹部１３内には充分土砂が充填されないので、盛土１２の土圧が竹補強材１１に充分かからないので、強固に埋設されにくい。

また、丸竹が四つ割された竹補強材１１は、その長手方向に略等間隔（３０〜４０ｃｍ）に節２９が存在する。この節２９は、いわゆるリブの役目を果たし、竹補強材１１に加わる曲げ及び引っ張り方向の外力に対して強度を増すとともに、節２９の膨潤部３０及び隔壁部３２によって盛土１２に対する摩擦抵抗を増し、盛土１２における竹補強材１１の長手方向への相対的な移動に対する抵抗（引き抜き抵抗）が大きくなる。

そのために、盛土構造体３に竹補強材１１が配置された構成によって、地震、風雨等によって盛土構造体３に加わる上下方向及び横方向（剪断方向）の外力に対する、補強土壁１の強度を高め、補強土壁１全体の安定性を高めることができる。

また、盛土１２の土圧によって壁面材６に対して外側に向けて外力が加わるが、竹補強材１１を設けているので、盛土１２に対するその相対的な引っ張り強度及び引き抜き抵抗によって、盛土構造体３の壁面材６及び壁面部１４は崩落しにくくなる。

ところで、補強土壁１は、その横方向よりむしろ前後方向に加わる外力が、崩落へより影響する。従って、竹補強材１１は、前後方向のみに向けて配置することで、その摩擦力を前後方向にわたって発揮させ、前後方向に対する強度を補強する。

そのため、竹補強材１１を前後方向に加えて横方向に配置し格子状に結合したりする複雑な構成とする必要はなく、単に竹補強材１１を複数列、前後方向にのみ向け、かつ横方向に一定の間隔をおい独立して配置すればよいので、シンプルな構成となり、工事の手間が簡単となり、しかも資材及び構築コストが低減できる。

（既存補強材との比較）
ここで、本発明者が、実施例１に用いた燻煙熱処理した竹補強材と、既存の補強材であるジオグリッド及び鋼製補強材（エキスパンドメタル）と、を強度及びコストを比較した結果を、表１に示す。

この表１によると、燻煙熱処理した竹補強材は、既存のジオグリッド及び鋼製補強材（エキスパンドメタル）に比較して、同等又はそれ以上の強度を有するにも拘わらず、コストは半分で済むことが分かり、本発明に係る土木構造物は、きわめて有用かつ経済性に優れている。

（竹補強材の引抜き特性試験）
竹補強材の引抜き特性を確認するために、地方独立行政法人大阪産業技術研究所において、引抜き試験を実施した。

この引抜き試験では、盛土材として豊浦標準砂（φ＝３８°、ｃ＝０．０ｋＮ／ｍ^２）を使用し、締め固めた土槽内に中央に幅５０ｍｍの燻した割竹を設置し、所定の上載圧を載荷した後、１．０ｍｍ／ｍｉｎの定速変位制御で引抜き力を加えた。

上載圧である垂直応力σ＝２９．５ｋＮ／ｍ^２、σ＝５９．３ｋＮ／ｍ^２、σ＝８９．５ｋＮ／ｍ^２の３ケースについて、引抜き試験で得られた引抜き力Ｐと引抜き変位δの関係を図７（ａ）に示す。

この結果から、補強材と土との上下２面における最大剪断応力を求め、これを摩擦係数に換算すると、図７（ｂ）に示すとおりとなり、真の摩擦係数ｆ＝ｔａｎφを大きく上回ることが確認できた。

（実施例２）
本発明に係る土木構造物の実施例２について、図５、図６を参照して説明する。この実施例２では、土木構造物として、正面側と背面側の両側にそれぞれ擁壁部を備えた堰堤について説明する。

両側にそれぞれ擁壁部を備えた堰堤として、ここでは、下流側擁壁部３６及び上流側擁壁部３７を備えた、貯水ダム、取水ダム、砂防・治山ダム等、各種のダムに適用される堰堤について説明する。

この実施例２では、正面側を下流側とし、背面側を上流側とする。換言すると、下流側擁壁部３６を正面から見て、手前側を正面側（前側）とし、奥側を背面側（後側）とする。そして、前後方向を「奥行き方向」とも言い、左右方向を「横方向」とも言う。

実施例２の堰堤３５は、底面地盤２の上に順次、複数段の盛土構造体３が積み重ねられた構成、底面地盤２及び複数段の盛土構造体３の上に、それぞれ燻煙熱処理した竹補強材１１が複数列、配置された構成等、本発明に係る土木構造物の特徴的な構成は、実施例１と略同じである。従って、以下、実施例２の堰堤３５について、実施例１の補強土壁１と相違する構成を中心に説明する。

この実施例２の堰堤３５は、図５、図６に示すように、下流側擁壁部３６及び上流側擁壁部３７は、それぞれ上方に向けて後側（上流側）及び前側（下流側）に向けて傾斜して形成されており、横方向に直交する垂直断面が台形である点において、実施例１の補強土壁１とは全体構成が相違する。

堰堤３５において、底面地盤２（各段の盛土構造体３）では、それぞれその前端部及び後端部に、断面∠型の下流側壁面材４０及び上流側壁面材４１が配置され、各段の盛土構造体３の下流側壁面部４４及び上流側壁面部４５が形成されている。

下流側壁面部４４及び上流側壁面部４５は、それぞれ上方に向けて後側及び前側に向けて傾斜しており、このような複数段の盛土構造体３の下流側壁面部４４及び上流側壁面部４５によって、前記のとおり傾斜した下流側擁壁部３６及び上流側擁壁部３７が構成される。

堰堤３５は、その用途の相違から補強土壁１と若干、構成において相違するが、下流側擁壁部３６及び上流側擁壁部３７の構成は、それぞれ実施例１の補強土壁１の擁壁部２５の構成と略同じである。

具体的には、実施例２の堰堤３５の下流側壁面部４４及び上流側壁面部４５に関しても、底面地盤２（各段の盛土構造体３）の上に、下流側及び上流側壁面材４０、４１、斜めタイ材７、土砂吸出し防止マット１０、竹補強材１１等が配置され、それらの上から盛土１２となる土砂が撒き散らされて充填されている。

この堰堤３５では、最上段の盛土構造体３の上から放流可能な砂防・治山ダム等を適用例としたが、最上段の盛土構造体３が放水路となり、図６に示すように、盛土１２に相当するものとしてコンクリート層４６が形成されている。

この放水路の下流側の下方に位置する下流側擁壁部３６において、盛土１２と下流側壁面材４０との間の略５０ｃｍ程度の空間には、割栗石４９が充填され、放水路壁面５０が形成されている。放水路を通して放流された落水は、放水路壁面５０に沿って又は当たって下流に流れ落ちる。

放水路壁面５０は、落水が当たると浸食されやすいが、割栗石４９を設け、また割栗石層（割栗石４９から成る層）の背面に沿って土砂吸出し防止マット１０を取り付けることで、放水路壁面５０は、落水が当たっても、盛土１２の土砂が下流側壁面材４０を抜けて下流側に吸い出し（底抜け）されにくくなるように保護される。

実施例２の堰堤３５についても、実施例１の補強土壁１と同様に、竹補強材１１が、複数列それぞれその長手方向が堰堤３５の正面側（下流側）から背面側（上流側）に向けて、かつ横方向に一定の間隔Ｗをおいて平行に配置されている。

実施例２の堰堤３５においては、燻煙熱処理した竹補強材１１は、複数列それぞれその前端及び後端が、下流側壁面材４０及び上流側壁面材４１の背面まで延びるように底面地盤２（各段の盛土構造体３）の上に、湾曲凹部１３を上方に向けて配置されている。換言すると、底面地盤２（各段の盛土構造体３）の上に配置された竹補強材１１は、下流側壁面材４０と上流側壁面材４１の間にわたって配置されている。

実施例１の補強土壁１では、にそれぞれ配置される複数列の竹補強材１１の長さＬは、底面地盤２及び複数の盛土構造体３においても、互いに同じである。そして、その長さＬは、堰堤３５の全体の高さ（壁高Ｈ）に応じて異なるようにする構成であった。

しかし、実施例２の堰堤３５では、複数列の竹補強材１１の長さＬは、それぞれ下流側壁面材４０と上流側壁面材４１の間にわたって配置されるので、下流側壁面材４０と上流側壁面材４１の配置間隔と略同じとする。

換言すると、竹補強材１１の長さＬは、底面地盤２及び各段の盛土構造体３の前後方向の幅（下流側から上流側までの幅）に応じて決める。よって、竹補強材１１の長さＬは、それぞれ配置される底面地盤２及び複数の盛土構造体３の前後方向の幅によって互いに異なる。

このように底面地盤２及び複数の盛土構造体３のそれぞれに、燻煙熱処理した竹補強材１１を複数列、配置することで、実施例１の補強土壁１の場合と同様に、複数の盛土構造体３のそれぞれに加わる上下方向及び横方向（剪断方向）の力に対する強度が増大する。そのために、盛土構造体３ないし堰堤３５は、全体として強度及び安定性が高まる。

特に、底面地盤２（各段の盛土構造体３）の上に配置された竹補強材１１は、引っ張り強度が高く、前記したとおり、その節２９によって盛土１２中において引き抜き抵抗が生じ、しかも竹補強材１１は、その前後の端部がそれぞれ下流側壁面部４４及び上流側壁面部４５の位置まで延びるように配置されている構成であるので、堰堤３５の前後方向（下流側から上流側）の幅全体にわたって、強度が高まる。

また、実施例２の堰堤３５においても、竹補強材１１は燻煙熱処理されているので、実施例１の補強土壁１の場合と同様に耐久性が向上し、盛土１２中に配置されていてもその機能を長期間維持することができる。

以上、本発明に係る土木構造物を実施するための形態を実施例１と実施例２に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。

本発明に係る土木構造物は上記のような構成であるから、補強土壁、堰堤、土留工、谷留工、道路擁壁、造成地擁壁等の各種の土木構造物に適用可能である。

１ 補強土壁
２ 底面地盤
３ 盛土構造体
４ 地山面
６ 壁面材
７ 斜めタイ材
１０ 土砂吸出し防止マット
１１ 竹補強材
１２ 盛土
１３ 竹補強材の湾曲凹部
１４ 盛土構造体の壁面部
１５ 底面部（水平部）
１６ 前面部（起立部）
１９ 下部折り返し部
２０ 上部折り返し部
２１ 腹起こし材
２３ 結束バンド
２５ 擁壁部
２６ 地山面の切り土傾斜面
２９ 竹補強材の節
３０ 節の膨潤部
３１ 鉄筋アンカー
３２ 節の隔壁部
３５ 堰堤
３６ 下流側擁壁部
３７ 上流側擁壁部
４０ 下流側壁面材
４１ 上流側壁面材
４４ 下流側壁面部
４５ 上流側壁面部
４６ コンクリート層
４９ 割栗石
５０ 放水路壁面

Claims (3)

1. 底面地盤の上に順次構築された複数段の盛土構造体から成り、擁壁部を備えた土木構造物であって、
   底面地盤及び複数段の盛土構造体のうち最上段の盛土構造体を除いた盛土構造体は、それぞれその上面に、盛土構造体の壁面部を構成するＬ型又は∠型の壁面材が配置されているとともに、燻煙熱処理され節を有する竹補強材が複数列配置されており、 竹補強材は、断面環状の丸竹がその環状方向に等角度で縦方向に割られて成る湾曲凹部を有する割竹であって、底面地盤及び複数段の盛土構造体のそれぞれに、湾曲凹部を上方に向けて配置されアンカーで固定されており、
   複数列の竹補強材は、それぞれその長手方向が壁面材の位置から盛土構造体の正面側から背面側の方向のみに向かうように、かつ横方向に互いに独立して間隔をおいて平行に配置されている構成であることを特徴とする土木構造物。
2. 土木構造物は、正面側のみに擁壁部を備えた構成であり、底面地盤及び複数段の盛土構造体のそれぞれに配置される複数列の竹補強材の長さは全て同じか、上半部と下半部で長さをかえたものであり、該長さは、土木構造物の壁高がより高くなると、より長い構成であることを特徴とする請求項１に記載の土木構造物。
3. 土木構造物は、正面側及び背面側の両側にそれぞれ擁壁部を備えた構成であり、底面地盤及び複数段の盛土構造体のそれぞれに配置される複数列の竹補強材は、正面側の擁壁部の壁面材の位置から背面側の擁壁部の壁面材の位置にわたって配置されている構成であることを特徴とする請求項１に記載の土木構造物。

Images