JPH09256369A - ３軸補強土構造及び補強ブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然土の盛土や人工の路盤材等を補強改質し
てその崩落を防止する補強土構造及び補強土ブロックに
関し、大きな水平力が加わったときや、長期に亘って振
動が加わった場合等においても、崩落の危険のない補強
土構造を得る。 【解決手段】 土中に平面的に展開された多数の枠部材
１１で形成された二次元補強層２３の複数層と、これら
二次元補強層と直交する方向に配置された多数の杭部材
１２とを備え、一体化された上下の杭部材１２はその上
端と下端とが各二次元補強層２３の上下に突出するよう
に配置され、上層の杭部材はその下端を下層の杭部材の
上端より下に打ち込まれた状態で配置されている。使用
するブロックは、抗張力部材からなる枠部材１１にこの
枠部材の面に直交する方向に突出する複数の杭部材１２
を一体に成形してなるものである。二次元補強層２３と
直交する方向に突出する杭部材１２が水平方向の剪断移
動に抵抗する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自然土の盛土や
人工の路盤材等を補強改質してその崩落を防止するのに
用いられる補強土構造及び当該補強土構造を構築するの
に用いられる補強土ブロックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の補強土構造として、テール
アルメ構造やジオテキスタイル構造が知られている。テ
ールアルメ構造では金属ストリップ（帯板）を土中に埋
設し、またジオテキスタイル構造では繊維質のネットを
土中に埋設して、段差面に現れるそれらの先端に土止め
板や土嚢などを連結したものである。テールアルメ構造
のストリップやジオテキスタイル構造のネットは、土と
の摩擦によって土中に保持され、抗張力部材であるこれ
らの部材の張力によって、土止め板や土嚢に作用する土
圧に抵抗し、段差の崩落を防止しているのである。

【０００３】これらの補強土構造において、補強主体と
なっているストリップやネットは、一軸方向（一次元）
または二軸方向（二次元）に延在して土中に埋め込まれ
ており、材質としては鋼材や繊維強化プラスチックなど
の抗張力の大きな材料が用いられている。土中に埋設さ
れたこれらの補強主体は、盛土や路盤材の剪断破壊に抵
抗し、同時にその抗張力によって段差土の崩落を防止し
ているのである。盛土や路盤材の崩落は、斜めの剪断面
に沿って生じるので、ストリップやネットなどの補強材
が水平に埋設されていれば、これらの補強材によって斜
めの剪断破壊が防止できる。

【０００４】一方、従来の補強土構造では、補強主体が
水平面内での一軸方向（テールアルメ構造の場合）か、
または水平面内での二軸方向（ジオテキスタイル構造の
場合）にのみ延在させた構造であり、鉛直方向に延びる
補強部材は設けられていない。重力のみが作用する静的
な状態では、水平方向のずれを生じさせるような大きな
外力は働かず、また水平面内の剪断に対しては、土の自
重をＷ、土の摩擦角をφとするときに、Ｗ×ｔａｎφな
る摩擦抵抗力が働くので、一般的な条件のもとでは、水
平面内の剪断による盛土や路盤材の破壊というものは起
こらない。

【０００５】また水平方向に補強主体を埋設した補強土
構造では、補強主体が土との摩擦力によって保持されて
おり、従って補強主体の近傍では、土のずれが補強主体
との摩擦によっても阻止されるため、補強主体の近傍に
おける土の水平方向の剪断移動も防止されることとな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の補強土構造は、重力のみが作用する静的状態において
は安定である。しかし地震で大きな水平力が加わった場
合や、自動車の走行による振動が長期に亘って作用した
場合など、水平方向のずれが生ずるおそれがある。そし
て従来の補強土構造において、盛土や路盤材に水平方向
のずれが生ずると、段差土（スキン）の崩落を防止する
機能が一挙に失われてしまう。すなわち、段差面に逆勾
配を生じ、重力による段差土の落下を防止することがで
きなくなるのである。

【０００７】特に従来の補強土構造は、展圧した盛土の
上に高さ中間部分にストリップやネットを埋め込んだ所
定高さの盛土を盛ってその上を展圧する、という作業を
繰り返して構築されるのであるが、上下の補強主体の配
置面の中間位置となる展圧面は、補強作用が最も低い位
置となるうえ、振動締め固め等を行ったときには、展圧
面に細かい粒子の土が集まって土の摩擦角φを低下させ
るため、剪断に対する土自体の抵抗力Ｗ×ｔａｎφも最
も低くなり、補強主体を配置した上下の層の中間位置
で、水平方向の剪断移動が起こる危険性が最も高くな
る。

【０００８】この発明は、このような従来の補強土構造
の問題点に鑑みてなされたもので、地震により大きな水
平力が加わったときや、長期に亘って振動が継続的に加
わった場合等においても、盛土や路盤材の水平方向剪断
移動による崩落の危険のないより安定した補強土構造を
得ることを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の補強土構造
は、土中に平面的に展開された多数の枠部材１１で形成
された二次元補強層２３の複数層と、これら二次元補強
層と直交する方向に配置された多数の杭部材１２とを備
え、一体化された上下の杭部材１２はその上端と下端と
が各二次元補強層２３の上下に突出するように配置さ
れ、上層の杭部材はその下端を下層の杭部材の上端より
下に打ち込まれた状態で配置されていることを特徴とす
るものである。

【００１０】上記補強土構造を得るために用いるこの発
明の補強土ブロックは、枠状に一体形成した抗張力部材
からなる枠部材１１にこの枠部材の面に直交する方向に
突出する複数の杭部材１２を一体に成形してなるもので
ある。この場合の杭部材１２は、枠部材１１の面の両側
に突出させて設けることができる。

【００１１】

【作用】この発明の補強土構造においては、二次元補強
層２３と直交する方向に突出する杭部材１２が、盛土や
路盤材の水平方向の剪断移動に抵抗する。杭部材１２
は、各一体となったものが二次元補強層２３の上下に突
出しているので、二次元補強層２３自体の移動にも抵抗
する。またこの杭部材１２は、その上層のものの下端が
下層のものの上端より下まで打ち込まれているので、盛
土や路盤材を二次元補強層２３と平行に切ったとき、ど
の切断位置においても杭部材１２が存在することとな
り、剪断滑り面が生ずる余地がない。

【００１２】また圧密等によって盛土や路盤材全体が沈
降したときでも、それらとともに沈降しかつ当初の補強
作用も失われることがない。またこの発明の構造によれ
ば、土中での枠部材１１の移動が杭部材１２によって阻
止されるので、枠部材１１の配置深さＤを短くしても、
土中の定位置に確実に保持され、従って充分な強度の補
強構造を得るために地山を深く削らなければならないと
いうことも起こらない。

【００１３】この発明の補強土ブロックを用いれば、盛
土や路盤材を展圧して、その展圧面に杭部材１２を打ち
込んだ状態で、この発明のブロックの枠部材１１を展開
し、その上に盛土を盛ってさらに展圧するという作業を
繰り返すことにより、多層の二次元補強層２３を有する
この発明の補強土構造を容易に構築することができる。

【００１４】また枠部材１１と一体の杭部材１２が枠部
材の両面に突出している構造のブロック１ａ、１ｂは、
杭部材が片側にのみ突出しているブロックに比べて、二
次元補強層２３の上下間隔を広くすることができ、また
上層のブロックの杭部材を打ち込んだときに、下層のブ
ロックの枠部材と干渉して杭部材の打込みが困難になる
事態も避けることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の補強土ブロック
の第１実施例を、図２は第２実施例を示したものであ
る。これらの実施例のブロック１（１ａ、１ｂ）は、枠
部材１１と杭部材１２とを一体に設けたもので、杭部材
１２が枠部材１１の上下両面に突出しているものであ
る。このようなブロック１ａ、１ｂの枠部材１１を水平
にして補強面に配置すれば、必然的に枠部材１１で形成
される二次元補強層の上下に杭部材１２が突出する補強
構造となる。

【００１６】枠部材１１は正方形や三角形等が好ましい
が、それらに限定されるものではない。枠部材１１や杭
部材１２は、鉄筋またはガラス繊維ないし炭素繊維で補
強されたコンクリートまたはプラスチック成形品であ
り、全体を一体に成形したものである。図３は枠部材１
１の断面の一例を示したもので、上下方向に長い菱形断
面で、その断面の上下に鉄筋１３を配したコンクリート
ブロック製である。この構造により、枠部材１１に上下
方向の曲げ強度を付与することができる。

【００１７】図１、２に示す構造のブロックは、枠部材
１１が正方形で、図１のものでは、枠部材１１の四隅部
分及び各辺の中央部分に交互に反対向きに延びる杭部材
１２が突出している。図２に示すものでは、正方形の枠
部材１１の四隅に上下両側に突出する杭部材１２が一体
に形成されている。杭部材１２の先端は尖っている。こ
のようなブロックを一体に成形することが困難な場合に
は（コンクリートブロック製とするときは通常困難であ
る）、図４に示すように枠部材１１の断面中央で分割し
た形状で上下のものを一体成形し、上下の枠部材相互を
ボルト、ナット等で締結して一体化する。

【００１８】施工に際しては、図５に示すように、盛土
施工開始面２０の上に一層分の盛土２１を撒き出し、そ
の上面を展圧する。そしてその展圧面２２に下方に延び
る杭部材１２を打ち込んで、枠部材１１を展開してい
く。その展開状態を図６に断面で、図７に平面で示す。

【００１９】ブロックを展開する施工手順としては、ま
ず配置されるブロックを一つおきに、その相互の間隔が
ブロックの差し渡し寸法より短い間隔となるようにし
て、展圧面２２に枠部材１１の下縁が当接するまで杭部
材１２を圧入する。次にそのようにして打ち込んだブロ
ック１ａ、１ｂの間に、下側の杭部材１２が先に配置し
た両隣のブロックの枠部材１１の内側に差し込まれるよ
うにして、展圧面２２に杭部材１２を圧入する。このよ
うにして展圧面２２上には、枠部材１１相互が杭部材１
２の根元部分を介して平面的に連結された状態で、ブロ
ック１ａ、１ｂ・・が展開される。各ブロック１ａ、１
ｂは、たとえばクレーンやパワーショベルのブームの先
端に取り付けた振動杭打機により一列ずつ圧入して配置
していくことにより、圧入作業に支障が生ずることがな
い。必要があれば、圧入機の押圧面に枠部材１１の上方
に突出する杭部材１２の当接を避けるための切欠や透孔
を設けておく。

【００２０】図８に示すように盛土を盛った部分の地山
が深いときには、ブロック１は段差面３０から所要の一
定の深さまで配置すれば充分である。このブロックの配
置深さＤは、杭部材１２がブロックの滑り移動に対して
抵抗するため、テールアルメ構造におけるストリップの
延在深さより短くすることができる。

【００２１】またブロック１の展開面は必ずしも平面で
ある必要はなく、図９に示すように斜面に沿ってブロッ
クを展開していくことが可能である。

【００２２】このようにして１層目の盛土の展開面に展
開されたブロックの枠部材１１によって１層目の二次元
補強層２３を形成したら、上方に突出する杭部材１２が
隠れる高さまで盛土を撒き出し、その上面を展圧する。
そして前述したと同様にして、その２層目の展圧面にブ
ロックの杭部材を圧入して枠部材を展圧面に沿って展開
して、２層目の二次元補強層を形成する。段差面の土の
崩落を防止する土止め板２は、展圧面にブロックを打ち
込んだ後、その上方に突出する杭部材に繋着して装着す
ればよい。

【００２３】以上のようにして盛土の撒き出しと盛土の
上面の展圧と展圧面へのブロックの配置及び打込みと土
止め板の装着とを順次行っていくことにより、図１１に
示すこの発明の補強土構造が得られる。得られた構造
は、盛土が３軸方向に補強され、地震の際の大きな水平
力や継続的に長期に亘って作用する振動によっても崩落
することのない、強固な補強土構造となるとともに、段
差面３０も急勾配にすることが可能となり、土地の有効
活用が図れて経済的である。

【００２４】図１２はこの発明の請求項２の一実施例を
示したもので、この第２実施例のブロック１ｃは、正方
形の枠部材１１の四隅からその一方側のみに突出する杭
部材１２を一体に設けた構造である。この構造のブロッ
クを用いる場合には、図１３に示すように、下層の展圧
面に展開した枠部材の枠の間に上層の展圧面のブロック
の杭部材１２の先端が挿入されるように、各層の盛土の
厚さを決める。盛土の段差面に一定の勾配を設けてやれ
ば、上層のブロックは下層のブロックから一定距離だけ
後退した位置に配置されるから、上層のブロックの杭部
材と下層のブロックの枠部材との位置関係をほぼ一定に
して、ブロックを多層に配置した補強土構造を構築する
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したこの発明の構造によれば、
補強対象となる土中に、斜めの剪断面に対してはもちろ
ん水平方向の剪断面に対しても、剪断抵抗の弱い面がど
こにも生じず、水平方向の強い力や継続的な振動が長期
に亘って作用した場合にも、崩落することのない安定な
補強土を形成することができる。また盛土の展圧面への
杭部材の圧入により、土の締め固め効果が増し、盛土の
圧縮沈下も小さく抑えられ、またたとえ圧縮沈下が起こ
っても、補強作用が低下することのない構造を得ること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブロックの第１実施例の斜視図

【図２】ブロックの第２実施例の斜視図

【図３】枠部材の断面図

【図４】ブロックの第３実施例を示す斜視図

【図５】展圧した盛土を示す断面図

【図６】ブロックの配置を示す断面図

【図７】ブロックの配置を示す平面図

【図８】ブロックの配置を示す第２実施例の断面図

【図９】ブロックの配置を示す第３実施例の断面図

【図１０】補強層の上の盛土を示す断面図

【図１１】補強土構造の完成した実施例を示した断面図

【図１２】ブロックの第４実施例を示す斜視図

【図１３】第４実施例のブロックで構築した補強土構造
の断面図

【符号の説明】

11 枠部材 12 杭部材 23 二次元補強層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土中に平面的に展開された多数の枠部材
   (11)で形成された二次元補強層(23)の複数層と、これら
   二次元補強層と直交する方向に配置された多数の杭部材
   (12)とを備え、一体化された上下の杭部材(12)はその上
   端と下端とが各二次元補強層(23)の上下に突出するよう
   に配置され、上層の杭部材はその下端を下層の杭部材の
   上端より下に打ち込まれた状態で配置されていることを
   特徴とする、補強土構造。
2. 【請求項２】 枠状に一体形成した抗張力部材からなる
   枠部材(11)にこの枠部材の面に直交する方向に突出する
   複数の杭部材(12)を一体に成形してなる、補強土ブロッ
   ク。
3. 【請求項３】 杭部材(12)が枠部材(11)の面の両側に突
   出していることを特徴とする、請求項２記載の補強土ブ
   ロック。