JP7028818B2 - 傾斜地の崩壊防止補強体および補強材の挿入方法並びに傾斜地の崩壊防止補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、傾斜地の崩壊を防止する崩壊防止補強体に関する。特に、削孔長が２～５ｍ程度の地山補強土工の施工領域から、削孔長が略７～１０ｍ以上に及ぶグラウンドアンカー工の施工領域との中間領域にあたる削孔長が略２～１０ｍ（後述するが、さらに好適には削孔長が略２～５ｍ）の領域を対象とした、崩壊防止補強体およびこれを用いた傾斜地の崩壊防止工法に関する。

傾斜地の崩壊を防止する崩壊防止補強体を設ける工法（特許文献１、２等）は、グラウンドアンカー工と地山補強土工（鉄筋挿入工、ロックボルト工ともいう）に大別される。

グラウンドアンカー工は、傾斜地の地山を、移動土塊を貫通して不動地山（定着領域ともいう）まで削孔して行われる。その崩壊防止補強体は、地山の表層部に設けられた支圧材と不動地山とを連結する補強材を有する。補強材は、不動地山と一体化されていない伸縮領域（自由長部ともいう）を部分的に有している。伸縮領域は、保護材との二重構造となっている。

グラウンドアンカー工は、作用する引張力を地盤に伝達させるためのシステムである。グラウトの注入によって造成されたアンカー体、引張部、アンカー頭部によって構成されている。地山補強土工との相違点は、地山と補強材（引張材）間の付着力が働かない伸縮領域があり、これによりプレストレスが導入されるので、地山の変形を積極的に防止することができる点である。

地山補強土工もまた、傾斜地の地山を、移動土塊を貫通して不動地山まで削孔して行われ、その崩壊防止補強体は、地山の表層部に設けられた支圧材と不動地山とを連結する補強材を有する。補強材は、不動地山とグラウトを介して一体化された構造となっている。

地山補強土工は、地山に補強材を挿入打設し、地山と補強材の相互作用によって不安定土塊の挙動特性や強さなどを改善し、法面・斜面の安定性を高める工法である。つまり地山に鉄筋を挿入打設し、グラウトによって地山と一体化する工法で、補強材の周りをすべてグラウトで充填して固定する全面（全孔）接着型である。

地山補強度工は、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒が自由に伸縮する伸縮領域がないことでグラウンドアンカー工と区分できる。地山補強土工にはプレストレスを導入するという概念はないので、頭部をナットで絞めるだけで施工は完了する。

特開２００４－０８４４０７号公報 特開平８－１３５３９７号公報

既往の斜面安定工は、地山補強土工が削孔長略２～５ｍ、グラウンドアンカー工が削孔長略７～数１０ｍを対象としている。これらの工法においては、削孔長が比較的短い場合は、可撓性がなく直線性を有する異形鉄筋やＰＣ鋼棒が用いられるが、削孔長が長い場合は可撓性を有するＰＣ鋼撚線やアンボンドＰＣ鋼撚線が用いられる。

グラウンドアンカー工の場合は、その定着領域においてスペーサーなどを介して補強材のセンタリングが保持できれば問題はない。しかしながら、地山補強土工のように削孔の全長にわたりグラウトを充填する工法や、これを改良して補強材にプレストレスを導入できるように伸縮領域を持たせて定着領域のみにグラウトを充填する工法において、可撓性を有する補強材を使用する場合、その直線性を保つことが困難となる。そのため、削孔後に補強材を挿入させる際に、補強材と孔壁との接触や摩擦、あるいは補強材に取り付けられたスペーサーと孔壁との接触や摩擦、あるいはこれらに起因する孔壁の崩壊などにより、補強材の挿入が困難となる問題を有していた。

また、挿入が完了したとしても、プレストレスを与えない地山補強土工においては、可撓性を有する補強材を削孔の中心線上に設置することが困難なため、グラウトを充填して固化した際に、定着領域内において可撓性を有する線材が非直線的に配置され、補強材と孔壁の間に所定の被りが確保できない問題を有していた。

特に、従前の地山補強土工を改良して、補強材にプレストレスを導入できるように伸縮領域を持たせた工法においては、定着領域において補強材が削孔の中心線上に配置されていない場合、緊張時に不均一な応力分布が生じ、所定のプレストレスの保持が困難となる問題を有していた。

本発明の目的は、崩壊防止補強体およびこれを用いた傾斜地の崩壊防止工法において、可撓性を有する補強材を削孔の中心線上に設置可能とすることである。

上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。
・ 本発明の態様は、傾斜地の地山における移動土塊を貫通して不動地山まで穿設された削孔に設置され、前記地山の表層部に設けられた支圧材と、前記支圧材と前記不動地山とを連結しかつ可撓性を有する線材である補強材とを有する、傾斜地の崩壊防止補強体において、
前記補強材に取り付けられた２以上のスペーサーと、
前記補強材を前記削孔に挿入する前に前記削孔内に予め配置された２以上のガイド線と、を有し、
前記スペーサーは、前記ガイド線と少なくとも同数の、前記ガイド線を貫通させる貫通部または前記ガイド線と嵌合する嵌合部を形成されていることを特徴とする。
・ 上記態様において、前記補強材が被覆材で被覆されており、前記削孔内に充填されたグラウトが前記補強材に付着しないようにすることにより、前記補強材が、前記地山と一体化されていない伸縮領域を有することが、好適である。
・ 本発明の別の態様は、傾斜地の地山を、移動土塊を貫通して不動地山まで削孔を穿設し、前記地山の表層部に設けられた支圧材と前記不動地山とを可撓性を有する線材である補強材により連結する、傾斜地の崩壊防止補強工法における前記補強材の挿入方法において、
前記削孔内において予定されている前記補強材の中心線の周囲に２以上のガイド線を配置した後、２以上のスペーサーを取り付けられた前記補強材を前記削孔に挿入し、
前記補強材の挿入の際に、前記ガイド線と少なくとも同数の貫通部または嵌合部をそれぞれ形成された前記スペーサーに前記ガイド線を貫通させつつまたは前記スペーサーを前記ガイド線と嵌合させつつ前記補強材を挿入することを特徴とする。
・ 本発明のさらに別の態様は、上記の補強材の挿入方法を行った後、前記削孔内にグラウトを充填し、前記グラウトが硬化した後に、前記支圧材を介して前記補強体を定着する、または、前記支圧材を介して前記補強材に所定のプレストレスを導入して定着することを特徴とする。

本発明の効果は次のとおりである。
１） 可撓性を有する補強材に２以上のスペーサーが取り付けられ、それらのスペーサーには、補強材を削孔に挿入する前に削孔内に予め配置された２以上のガイド線が貫通する貫通部または嵌合する嵌合部を有しているので、補強材を削孔内に挿入する際にガイド線により案内されて、補強材が孔壁に触れることなくスムーズに挿入できる。
２） 削孔内に予め２以上のガイド線を設置し、補強材に取り付ける２以上のスペーサーにはガイド線の数と少なくとも同数のガイド線を通すための貫通部または嵌合部を有しているので、補強体の長さに応じてスペーサーの数を適宜設定することにより、可撓性のある補強材のスムーズな挿入とセンタリングができる。
３） これにより、可撓性のある補強材を削孔の中心線上に直線的に位置させることができるので、グラウトを注入した際に削孔内に均一にグラウトが充填され、補強材と孔壁との間に所定の被りが確保できる。
４） グラウト固化後に移動土塊が移動したり、補強材にプレストレスを導入した際に引張力が作用したりした場合に、定着領域内部に不均一な応力分布が生じることを回避でき、施工の品質が大きく向上する。

５） 可撓性を有する代表的な資材であるＰＣ鋼撚線は、鉄筋やロックボルト材に比べて断面積が小さく、グラウトとの付着力が非常に小さい問題があるが、ガイド線に鉄筋を使用することにより、補強材にプレストレスを導入しない場合は剪断強度が大きくなり、また補強材にプレストレスを導入した場合は定着領域における付着力が大きくなり引張強度が向上する。
６） 従来技術の吹付法枠工と比較した場合、大きな抑止効果を有することから抑止可能な崩壊深度が１ｍ程度から３～４ｍ程度まで拡大でき、法枠がなくなることから全面緑化が可能となり、法枠の組み立てや養生が不要となり、大幅に工期を短縮することができる。
７） 従来技術の一般的な鉄筋挿入工と比較した場合、グラウンドアンカー工で使用するＰＣ綱撚線を使用するのでプレストレスを導入可能であり、単位面積当たりの耐力が大幅に向上し、打設ピッチを飛ばすことが可能となり、工期の短縮及び経済性の向上が実現できる。
８） 法面等の傾斜地を緑化する場合、法面全面に金網やジオグリッドなどの網状体を張り、本発明の傾斜地の崩壊防止補強工法を適用し、その上に生育基盤を吹付けることで、プレストレスを導入しない場合は抑制工、プレストレスを導入する場合は抑止工としての機能を有する緑化工が実現できる。

図１は、本発明の概要を示す地山の概略断面図である。 図２は、図１の概略拡大断面図であり、特にプレストレスを導入する場合の実施例を示している。 図３（ａ）は図２のＡ－Ａ断面を示し、（ｂ）は図２のＢ－Ｂ断面を示す。 図４（ａ）は、本発明のスペーサーの一実施例の正面図であり、（ｂ）は側面図である。 図５（ａ）は、本発明のスペーサーの別の実施例の正面図であり、（ｂ）は側面図である。

以下、実施例を示した図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の概要を示す地山の概略断面図である。図２は、図１の概略拡大断面図である（なお、図２は、崩壊防止補強体の軸方向の長さについては一部省略し、軸方向に垂直な方向の寸法を誇張して示している）。

図３（ａ）は図２のＡ－Ａ断面を示し、（ｂ）は図２のＢ－Ｂ断面を示す。図４（ａ）は、本発明のスペーサーの一実施例の正面図であり、（ｂ）は側面図である。図５（ａ）は、本発明のスペーサーの別の実施例の正面図であり、（ｂ）は側面図である。

図１～図５を参照して本発明の傾斜地の崩壊防止補強体について説明する。
図１及び図２は、移動土塊３を貫通して不動地山４まで削孔８を穿設し、削孔８内にガイド線９を設置した後、スペーサー７を取り付けた補強材６を挿入し、グラウト４１を注入する所定の工程を経て定着された実施例を示している。

崩壊防止補強体１０は、補強材６と、補強材６に取り付けられた２以上のスペーサー７と、補強材６の挿入前に予め削孔８内に設置される２以上のガイド線９と、削孔８内に充填されるグラウト４１と、地山１の表層部に設置される支圧板５とを少なくとも有する。なお、図２は、プレストレスを導入する場合の実施例として、補強材６を覆う被覆材４２を設けているが、被覆材４２は必須ではない。

補強材６は、設計で求められる所定の強度を有し、可撓性を有する線材であれば特に材質は問わない。しかしながら、全長が伸縮可能なＰＣ鋼撚線が好適である。さらに、防錆効果を高めたＰＣ鋼撚線として、ＰＣ鋼撚線の間隔に防錆剤を充填したアンボンドＰＣ鋼撚線を用いることもできる。

また、補強材６にプレストレスを導入する場合は、図２及び図３に例示したように、補強材６をポリエチレン樹脂等の被覆材４２で被覆してグラウト４１が付着しないようにすることにより、被覆材４２の内部で補強材６が伸縮可能な伸縮領域を確保することができる。

補強材６の線径は、強度と経済性等を考慮すると、鉄筋補強土工の適用範囲においては１２．７ｍｍ、鉄筋補強土工とグラウンドアンカー工の中間領域においては１５．２ｍｍ若しくは１７．８ｍｍが好適である。

ガイド線９は、可撓性を有しない直線性を有する線材であれば特に材質は限定されない。しかしながら、異形鉄筋（Ｄ１０程度）が好適である。ガイド線９の数は、２～６本が好適であり、施工性と経済性を考慮すると実施例に示した４本がさらに好適である。

図３、図４及び図５に示すように、スペーサー７は、ガイド線９の設置本数と少なくとも同数の貫通部３２または嵌合部３１が設けられている。さらにスペーサー７の中心には補強材６が貫通するための孔３３が形成されている。スペーサー７の形状は、図示の例に限定されない。

図４は、軸方向に所定の長さをもつ略円筒形のスペーサー７の外周に嵌合部３１が切り欠かれている実施例を示している。図示の例では４つの嵌合部３１がスペーサー７の周方向に均一に配置され、各嵌合部３１はスペーサー７の軸方向全長に延在している。図５に示すように、円筒形のスペーサー７の中心軸と周面との間に貫通部３２を設けてもよい。図示の例では、４つの貫通部３２がスペーサー７の周方向に均一に配置され、各貫通部３２はスペーサー７の軸方向全長に延在している。

ガイド線９にスペーサー７の貫通部３２が貫通または嵌合部３１が嵌合することにより、可撓性を有する補強材６が可撓性のないガイド線９に沿って直線状に案内される。この結果、可撓性を有する補強材６を削孔８内に支障なく挿入することができる。なお、スペーサー７の材質も特に限定されず、鋼製、樹脂製、ゴム製などが使用できる。

補強材６に取り付けるスペーサー７の数は、少なくとも浅部と深部の２箇所に設置する必要がある。補強材６を削孔８に良好に挿入させてセンタリングを確保するためには、このほかに浅部と深部の中間付近を加えた少なくとも３箇所に設置すると好適である。スペーサー７の数は、補強材６の長さに応じて適宜設定する。

施工法の一例は、次の通りである。傾斜地の地山１を不動地山４まで削孔８を穿設する。次に、削孔８内において予定されている補強材６の中心線の周囲に２以上のガイド線９を配置する。削孔８の直径は、好適なＤ１０の異形鉄筋を４本使用した場合を想定すると、少なくとも直径５０ｍｍ程度を確保することが望ましい。ガイド線９の設置方法は特に限定されない。例えば、削孔８の先端部に設置する底部材に、２以上のガイド線９の各先端を溶接等で固定することが好適である。その場合、２以上のガイド線９の各先端の位置は、軸方向から視て、後工程でガイド線９が貫通または嵌合するスペーサー７の貫通部３２または嵌合部３１の位置に一致するようにする。

削孔８内にガイド線９を設置した後、予めスペーサー７を取り付けた補強材６を削孔８内に挿入する。補強材６を挿入する際、ガイド線９にスペーサー７の貫通部３２を貫通させつつ、または、スペーサー７の嵌合部３１を嵌合させつつ削孔８内に徐々に挿入していく。

補強材６にプレストレスを導入しない場合は、補強材６の挿入が完了したら、削孔８内の全体にグラウト４１を充填し、グラウト４１の硬化後、支圧材５を介して補強材６を定着する。もちろん、削孔８にグラウト４１を先行注入した後、あらかじめスペーサー７を取り付けた補強材６を削孔８内に挿入することも可能である。

補強材６にプレストレスを導入する場合は、補強材６の挿入が完了したら、削孔８内の全体にグラウト４１を充填し、グラウト４１の硬化後、支圧材５を介して補強材６に所定のプレストレスを導入してから定着する（図２参照）。

グラウト４１の充填性を高めるためには、予め補強材６に注入パイプを取付けておき、削孔８内の底部からグラウト４１が充填されるようにするとよい。これらの施工法は、従前の地山補強土工やグラウンドアンカー工の施工方法と同様である。

図２の実施例では、崩壊防止補強体１０は、地山１の上に設置された支圧材５を介してプレストレスを導入され、補強材６の頭部を楔２１で定着している。定着方法は楔定着に限定されるものではなく、補強材６をマンション加工してナット定着させるなど、様々な方法が採用できる。また、補強材６の頭部にはキャップ２２を被せ、内部に防錆油を充填できるようになっている。なお、地山１と支圧材５間には、法枠工やプレキャストの受圧板を併用する場合もあるが、これらの構造物等を組合せるかどうかは、現場に応じて適宜決定される。

本発明が効果的に作用する実施例として、法面等の傾斜地を緑化する場合、法面全面に金網やジオグリッドなどの網状体を張り、本発明の傾斜地の崩壊防止補強工法を適用し、その上に生育基盤を吹付ける。これにより、プレストレスを導入しない場合は抑制工、プレストレスを導入する場合は抑止工としての機能を有する緑化工が実現できる。

また、植生ネットや植生マットなどを法面に張り付けしてから網状体を法面全面に張り、本発明の傾斜地の崩壊防止補強工法を適用して緑化しても同様の効果が得られる。

上述した網状体を併用した工法において、本発明の補強材６にプレストレスを導入した場合は、１００ｋＮ／本の緊張が可能となることから、従来の異形鉄筋Ｄ１９やＤ２２の挿入による地山補強土工と比較して、抑止可能な崩壊深度を４ｍ程度まで拡大することができる。

具体的には、風化岩定着できる場合には抑止可能な深度が４ｍ程度まで、土砂定着となる場合には３ｍ程度が想定される。斜面安定に必要となる抑止力は、補強材６が分担し、従来技術と比較して強度が高くなる分、打設ピッチを大きくとることができる。

また、打設ピッチを大きくとることにより懸念される地山の中抜け崩壊に対しては、相応の強度を有する網状体が分担する構造とする。これにより、特に、本出願人による特開２０１５－１７５１１８号公報で示したような、頭部に翼状部を有する補強材を採用することにより、打設ピッチを略１ｍから略２ｍに拡張することが可能となる。

１ 地山
２ すべり面
３ 移動土塊
４ 不動地山
５ 支圧材
６ 補強材
７ スペーサー
８ 削孔
９ ガイド線
１０ 崩壊防止補強体
２１ 楔
３１ 嵌合部
３２ 貫通部
３３ 中心孔
４１ グラウト
４２ 被覆材

Claims (4)

1. 傾斜地の地山における移動土塊を貫通して不動地山まで穿設された削孔に設置され、前記地山の表層部に設けられた支圧材と、前記支圧材と前記不動地山とを連結しかつ可撓性を有する線材である補強材とを有する、傾斜地の崩壊防止補強体において、
   前記補強材に取り付けられた２以上のスペーサーと、
   前記補強材を前記削孔に挿入する前に前記削孔内に予め配置された２以上のガイド線と、を有し、
   前記スペーサーは、前記ガイド線と少なくとも同数の、前記ガイド線を貫通させる貫通部または前記ガイド線と嵌合する嵌合部を形成されていることを特徴とする傾斜地の崩壊防止補強体。
2. 前記補強材が被覆材で被覆されており、前記削孔内に充填されたグラウトが前記補強材に付着しないようにすることにより、前記補強材が、前記地山と一体化されていない伸縮領域を有することを特徴とする請求項１に記載の傾斜地の崩壊防止補強体。
3. 傾斜地の地山を、移動土塊を貫通して不動地山まで削孔を穿設し、前記地山の表層部に設けられた支圧材と前記不動地山とを可撓性を有する線材である補強材により連結する、傾斜地の崩壊防止補強工法における前記補強材の挿入方法において、
   前記削孔内において予定されている前記補強材の中心線の周囲に２以上のガイド線を配置した後、２以上のスペーサーを取り付けられた前記補強材を前記削孔に挿入し、
   前記補強材の挿入の際に、前記ガイド線と少なくとも同数の貫通部または嵌合部をそれぞれ形成された前記スペーサーに前記ガイド線を貫通させつつまたは前記スペーサーを前記ガイド線と嵌合させつつ前記補強材を挿入することを特徴とする補強材の挿入方法。
4. 請求項３に記載の補強材の挿入方法を行った後、
   前記削孔内にグラウトを充填し、前記グラウトが硬化した後に、
   前記支圧材を介して前記補強体を定着する、または、前記支圧材を介して前記補強材に所定のプレストレスを導入して定着することを特徴とする傾斜地の崩壊防止補強工法。

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