JPS5920821B2 - 土留構造物の構築用強化材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明（／′ｉ特定の強化材を用いた土留構造物の構築
法に関し、詳細には摩擦力の少ない軟弱な土砂等、いか
なる種類の土砂を用いても変化の少ない強固な土留構造
物を構築し得、かつ施工性にも優れた構築法に関する。

土留構造物の構築法として従来、複数の線状の可撓性補
強材を層状に布設しながら土を積み重ねる構築法が知ら
れている。

（特公昭４４−２５１７４号公報参照）。

この方法による土留構造物は土粒子と、これに摩擦接触
する前記補強材との間の摩擦力のみによって維持される
ものである。

しかし、この方法は摩擦力の大きな砂質土に対しては有
効であるが、摩擦力の少ない土を使用する場合には次の
ような問題点が生じる。

（１）我国のように高含水比粘性土の土質が広く分布し
ている建設状況では、土と補強材との間の摩擦はほとん
ど期待できないため、この適用は非常に限られたものに
なる。

（２）使用される補強材は帯状のものであり、これが一
定の間隔をあけて層状に布設されるものであるので、補
強材と補強材の間隙は上下、左右ともおいており、した
がってこの間隙に位置する土粒子は何ら拘束されること
がない。

このため土留構造物に大きな荷重が加わると土粒子は容
易に変形あるいは塑性流動を起こして補強材の強度が有
効に土粒子に付与されない。

さらに壁面に作用する土圧に対する補強材の引抜き抵抗
は補強材と土粒子との接触面における摩擦抵抗のみであ
る。

しかも各補強材はそれぞれ別々に挙動するため、補強材
が埋め込まれている十全体のセン断強度は引抜き抵抗に
対して効果的に作用し得ない。

（３）帯状の補強材は必らずしも緊張した状態ではなく
、地盤の形状に応じて波うった形状に布設されるため、
荷重が加わり、伸びを生じて引張強度が発生し、土が強
化されるまでに壁面あるいは土壌構造物全体に相当の変
形が生じてしまう。

したがって、この方法は大きな変形が望ましくない土留
構造物の構築には適していない。

（４ノ 補強材を一本、一本布設しなければならず、
手間がかかる。

（５）摩擦力のみに依存する方法であるため、補強材は
摩擦条件、引張条件、耐腐食条件など相反する条件をす
べて満たさなければならず、このため次のような矛盾を
生じる。

この方法における補強材は壁面に作用する土圧に対して
切断しないだけの引張強度を呈する断面積を有し、かつ
土から引き抜けないだけの摩擦力を呈する表面積を有す
ることが必要であるが、この補強材が充分な引張強度を
保持するためには金属製のものを使用せざるを得ない。

この場合、必要とする引張強度の断面積を定めて摩擦抵
抗を大きくするためには補強材の表面積を広くしなけれ
ばならない。

ところが補強材の表面積を大きくすれば、腐食もまた大
きく進行することになり、このため、引張りに対する有
効断面積が減少してしまう。

すなわち、この方法における土留構造物の土圧による破
壊は補強材の破断あるいは引抜きのいずれかによって生
ずるものであり、補強材に引張力に対する抵抗および引
抜きに対する抵抗の両方を同時に期待することは無理を
生ずることになる。

同様な理由で壁面背部の主働領域では摩擦力は有効では
なく、主働領域よりも奥の抵抗領域のみで摩擦力は効果
的に作用するものであるが、主働領域と抵抗領域の両方
で同様の密度で補強材を設置しなければならないので部
材の無駄が生じる。

本発明者は前述の問題点を改良すべく鋭意研究の結果、
本発明を完成するに至った。

本発明の目的は摩擦力の少ない軟弱な土砂等、いかなる
種類を用いても変形の少ない強固な土留構造物を構築し
得、かつ施工性にも優れた構築法を提供することにある
。

前述の目的を達成するため、本発明によれば、地盤上に
強化材を水平方向に布設し、次いでこの強化材上に土砂
をまき出し、転圧して土層を形成し、このような工程を
繰り返し実施して前記土層を積み上げることＫよって前
記強化材で強化された盛土を形成し、この盛土の側面に
は壁体を前記強化材の先端と連結して設置した土留構造
物の構築法において、前記強化材は硬質棒状引張部材上
抵抗体とをそれぞれ複数本づつ組み合わせて一本化され
た複合強化材であって、前記引張部材を並列かつ平面状
に配列し、これらの引張部材の上および／または下に前
記抵抗体を前記引張部材と交すするように固定すること
によって構成されることを特徴とする。

以下、本発明を添付図面を用いて詳述する。

第１図は本発明に使用する複合強化材の標準的−具体例
を示すものであり、第１図ａはその斜視図、第１図すは
側面図である。

図中、１は硬質棒状引張部材であって、金属製あるいは
硬質プラスチック製の棒状物である。

この引張部材１は並列かつ平面状に複数本配列される。

このように配列された複数本の引張部材１上に複数本の
抵抗体２を引張部材１と交すするように、例えば溶接等
によって固定し、本発明にかかる複合強化材Ａを構成す
る。

この複合強化材Ａけ全体的に一体化された一つのユニッ
トとして挙動するものであり、これが土中に布設された
とき、全体の土のセン断強度を引抜き抵抗力として動員
することを可能にする。

抵抗体２は引張部材１の下に固定されてもよく、また引
張部材１の上および下の両方に混在して固定されてもよ
い。

このような抵抗体２として鋼、合成樹脂等、各種材質か
らなるものを用いることができ、さらに板状、断面り状
、棒状等、任意の形状のものを用いることができる。

さらに抵抗体２は第２図に示すように棒状の鉄筋コンク
リートであってもよい。

この場合、引張部材１上への抵抗体２の固定は第２図ａ
および第２図すに示すように抵抗体２の中に引張部材１
を埋め込むことによってなされる。

第２図ａは鉄筋コンクリートからなる抵抗体２を用いた
場合の複合強化材Ａの側面図、第２図すはその斜視図で
ある。

このような第２図示の複合強化材Ａは特に施工時におけ
る強化材の形状保持に優れ、かつ大きな引抜き抵抗力を
有するものであり、しかも鉄筋コンクリートそのものは
剛性であるが、引張部材１との組み合わせにより全体と
しては、たわみ性をも有するものである。

このようにして構成された複合強化材Ａは例えば第３図
に示すように本発明方法に使用される。

まず、複合強化材Ａを所定の間隔をあけて地盤３上に水
平方向に複数個布設する。

次いでこの複合強化材Ａの上に土砂をまき出し、ローラ
等で転圧して土層４を形成し、このような工程を繰り返
すことによって多数の複合強化材Ａで強化された盛。

十Ｂを形成する。

盛土Ｂの側面には壁体５を内側の壁面部分で複合強化材
Ａの先端と連結して設置して本発明にがかる土留構造物
を構築する。

壁体５は複合強化材の布設とともに設置してもよく、あ
るいはまた、複合強化材に連結された状態で設置しても
よい。

なお、本発明にかかる複合強化材Ａは第４図ａおよびｂ
に示すように強化材の引張部材１の少なくとも一方の側
の端部に引張部材１と交すする方向に伸びる、鉄筋コン
クリート、金属等によってつくられた固定部材６が連結
されたものであってもよい。

第４図ａはこの形式の複合強化材の斜視図、第４図すは
その側面図である。

このような強化材によれば、施工に際して第５図、第６
図および第７図に示すように固定部材６を相対する二本
の断面■型支柱７の溝８間に落とし込み、土層４の積み
重ねとともに固定部材６もスペーサ９を介して支柱７間
で積み重ねられ、この積み重ねられた固定部材６が壁体
を形成するので、第３図のような壁体は不用となる。

また、このような強化材によれば、固定部材６け支柱７
間で溝８に沿って上下に相対変位が可能なため、特に軟
弱な地盤上に土留構造物を構築しても、地盤の不同沈下
に対して順応しうる。

なお、第６図において、スペーサ９の使用は任意であり
、これを使用せずに固定部材６を直接積み重ねてもよく
、またこのスペーサ９を使用する代りにこの部分に第７
図に示すように土を盛り込んでもかまわない。

この場合、第７図から明らかなように壁体補助部材１０
を支柱′間にはめ込んで壁体部分を補強することが好ま
しい。

なお、前述の断面■型支柱は鋼製、鉄筋コンクリート製
等、各種材質のものであることができる。

また、前述の第４図に示す複合強化材において、固定部
材６は第８図に示すように各引張部材１の先端をそれぞ
れボルト１１によってボルトどめして複合強化材Ａに固
定してもよい。

さらに第４図に示す強化材において第９図に示すように
固定部材６に孔１２を設け、この孔１２に第１０図に示
すように棒１３を挿入し、この棒１３を壁体５に固定し
て強化材Ａを壁体５に連結してもよい。

この場合も前述の第５〜７図と同様に固定部材６は棒１
３に沿って上下に相対変位可能であり、したがって不同
法下等、盛土の圧縮に対応して強化材の壁体との連結部
が順応する。

従来の土留構造では施工に際して、壁体を組み立ててか
ら帯状補強材をいちいち一本づつボルトで前記壁体の壁
面に連結していたので、施工に手間がかかった。

しかも補強材はボルト孔の幅だけ余分に幅広いものを用
いなければならないので、不経済でありかつその部分が
強度的に弱くなる。

特に補強材がネットの場合、壁体との強固で恒久的な連
結は不可能に近い。

これに対して本発明では前述のように一体化された単位
体（単位ユニット）からなる強化材を用いるので現場に
おける施工が極めて簡単のみならず、特に第４図、第８
図あるいは第９図のような固定部材６を備えた強化材を
用いた場合には第５〜７図および第１０図に示すように
地盤の不同沈下に対して容易に順応しえ、従来のような
壁体と補強材との連結における欠点を解消するものであ
る。

以上のとおり、補強材として前述のとおり特定の強化材
を使用する本発明にかかる土留構造体の構築法は以下に
示すように従来技術とは異なり優れた特性を発揮する。

（１）複数本の鋼棒の上および／または下に複数本の抵
抗体を前記鋼棒と交すするように固定することによって
一体的に構成される複合強化材を使用することにより、
特に前記強化材における抵抗体の存在により、土粒子と
補強材間の摩擦力のみに依存する従来の方法と異なり、
引張部材の引抜きにともなう抵抗体の引抜きが抵抗体前
面にある土塊そのものの破壊をもたらすため、土のセン
断強度そのものが引抜き抵抗力として作用し、したがっ
て摩擦力の期待できない現地発生材を用いても充分な引
抜き抵抗力を保持する。

（２）従来の方法では補強材を一本一本盛土中に埋設す
るが、本発明ではこのような従来法と異なり、一体化さ
れた単位ユニットからなる強化材を使用するので、引抜
きに際して単位ユニット全体が一体化して挙動するのみ
ならず、この領域内の土全体が一体化して挙動する。

したがって本発明では強化材の引抜きは強化材の領域内
の土全体のセン断破壊をもたらすことになり、このため
強化材領域内の土のセン断強度全体が引抜き抵抗力とし
て作用する。

したがって補強材単体をそれぞれ互いに関連なしに、独
立して一定間隔をあけて布設する従来技術と比較して本
発明では引抜き抵抗力が大幅に増大するのみならず、摩
擦力の期待しにくい現場発生材の適用が可能になる。

（３）本発明の複合強化材では、外力または土の自重に
よる圧縮により抵抗体部分が左右に押し拡げられ、この
結果水平方向の引張部材に伸が生じる。

すなわち、引張部材にけ引張応力が生じることになり、
この応力は土が横方向に拡がる動きに抵抗する側応力と
して作用し、この結果、水平方向の引張部材の引張強度
は完全に土に付与されることになる。

すなわち、本発明によれば、強化材における抵抗体の存
在により、水平方向の引張部材と土との間の摩擦の有無
にかかわらず、たとえ摩擦力の期待できない粘性土であ
っても土留構造物を確実に強化せしめることができる。

しかも引張部材はゆるんだ状態にならず、それ自体一定
の形状を保持しているため、外力や自重の増大による引
張部材の伸びは直ちに引張力を発生せしめ、同時に引張
部材に交すする抵抗体の存在により、抵抗体間の土を拘
束する。

このため、外力による変形の少ない土留構造物の構築が
可能になる。

（４）プレハブ化による一体化した強化材を使用するた
め、施工にあたって省力化が可能で、機械化施工による
迅速な施工が可能である。

（５）摩擦力のみに依存する従来の技術では補強材は引
張強度と土との摩擦効果を同時に満足させなくてはなら
ず、このために実用上は強度の強い金属性の補強材を用
い、かつ、土との接触面積が広くなるように加工しなく
てはならないが、一方、このことが腐食に対する問題を
ひき起こす。

これに対して本発明では前述のとおりの複合強化材を使
用するため、引張部材の引抜き抵抗力は周辺土砂との摩
擦にたよる必要がなくなり、抵抗体の抵抗圧に依存する
ことができる。

したがって引張部材は必要な強度を期待しうる断面積を
存すればよく、その断面形状も表面積をできるだけ少な
くて円形状に形成することができ、従って腐食の危険性
を少なくせしめることが可能になる。

また、抵抗体は主働領域においては粗に設置し、抵抗領
域に密に設置すればよい。

すなわち、本発明に使用する強化材は必要な引張力と抵
抗力を分担せしめることにより経済的な構造が可能とな
る。

本発明者は室内模型実験によって、本発明にかかる強化
材の引抜抵抗が、同一表面積を有する従来の補強材、す
なわち摩擦力のみに依存する補強材の引抜抵抗と比較し
て数倍の引抜き抵抗力を示すことを見いだすとともに、
この倍率が引張部材の間隔と抵抗体の間隔との比率に大
きな関連があることを見いだした。

前述の実験結果は次のとおりである。

（１）複数本の並列した引張部材を砂中に埋設して引抜
いた場合、その引抜抵抗力は強化材の表面積と摩擦係数
から算出した値の７〜８割を示した。

引抜いた際、砂の顕著な破壊面はみられなかった。

このことは引抜抵抗が砂と強化材の接触面のみの摩擦力
に依存していることがわかる。

（２）複数本の引張部材上に一本の棒状抵抗体を前記引
張部材と直角に交すするように固定して強化材を形成し
、これを土中に布設した後引抜いた場合、この強化材の
全表面積と摩擦係数とから算出した摩擦抵抗力よりも大
きな引抜抵抗力を示した。

引抜きの際、砂は抵抗体の上部の領域でもり上がった。

このことは抵抗体前面にある砂のセン断強度がこの強化
材の引抜き抵抗力に付与されることをものがたっている
。

（３）前述の第２項において抵抗体の本数を増やして引
抜き抵抗力を調べた。

この結果、抵抗体の間隔と、引張部材の間隔との比率が
引抜抵抗に大きな影響をもたらした。

すなわち、Ｋ＝Ｌ／Ｄ。ただし、Ｌ；抵抗体の間隔の平
均値、Ｄ；引張部材の間隙の平均値。

とすると、表１の結果を得た。

これによりＫの範囲は０．３＜Ｋ２Ｏが望ましく、更に
望ましくは０．５≦に≦１５である事が判った。

引抜きの際抵抗体の本数がふえるにつれ、強化材が布設
されている領域全体の砂がもりあがって破壊する傾向を
示した。

この事は強化材が布設されている全領域の砂のセン断強
度が引抜抵抗力に付与される事を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図ａＵ本発明に用いる強化材の典型的な一具体例の
斜視図を示し、第１図すはこの側面図を示し、第２図ａ
は本発明にかかる強化材の他の一具体例の側面図を示し
、第２図すはその斜視図を示し、第３図は第１図の強化
材を用いた本発明の施工例を示し、第４図ａは本発明に
かかる強化材の他の一具体例の斜視図を示し、第４図す
はその側面図を示し、第５図、第６図および第７図は第
４図の強化材を用いた本発明の施工例を示し、第８図お
よび第９図は本発明にかかる強化材の他の具体例を示し
、第１０図は第９図の強化材を用いた本発明の施工例を
示す。 １・・・・・・引張部材、２・・・・・・抵抗体、３・
・・・・・地盤、４・・・・・・土層、５・・・・・・
壁体、６・・・・・・固定部材、７・・。 ・・・支柱、８・・・・・・溝、９・・・・・・スペー
サ、１０・・・・・・壁体補助部材、１１・・・・・・
ボルト、１２・・・・・・孔、１３・・・・・・棒、Ａ
・・・・・・複合強化材、Ｂ・・・・・・盛土。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 土留構造物の構築用強化材であって、地盤上に強化
   材を水平方向に布設し、次いでこの強化材の上に土砂を
   まき出し、転圧して土層を形成し、このような工程を繰
   り返して実施して前記土層を積み上げることによって前
   記強化材で強化された盛土を形成し、この盛土の側面に
   は壁体が前記強化材の一端と連結して設置された土留構
   造物の構築用強化材において、それぞれ複数の硬質棒状
   引張部材と抵抗体とからなり、前記引張部材を並列に配
   列し、これらの引張部材の上および／捷たは下に前記抵
   抗体を前記引張部材と交すするように固定することを特
   徴とし、前記引張部材と抵抗体との間隔の比率Ｋを０．
   ３＜Ｋ＜３０の範囲内に定めたことを特徴とする土留構
   造物の構築用強化材。 ただし、Ｋ二し／Ｄで表わされ、Ｌは抵抗体の間隔の平
   均値であり、Ｄは引張部材の間隔の平均値である。