JPWO2020021703A1 - 多段形態による形状保持型吊上げ式直方体バック - Google Patents

Abstract

内部空間に被収納物を収納する略直方体形状の袋である直方体バックと、底面に引張力をかけて保持する底面保持機構と、側面に引張力をかけて保持する側面保持機構と、直方体バックの前記底面の中心に一端が固定されて鉛直方向に延在するとともに、鉛直方向の途中に底面保持機構と側面保持機構が保持される中心吊下体と、中心吊下体の他端に接続されてフックを取り付けるリング状のフック保持部とを備えることを特徴とする形状保持型吊上げ式直方体バック。これにより、縦横比が小さく高さがあるものの破れず、高さ方向の中で段階的に土粒子を締め固め、袋の高さと幅の比が、例えば１：１を越えるような高さのある袋においても安定した強度を持ち、鉛直方向上向きに持ち上げたときの変形が小さな直方体バックを提供する。

Description

本発明は、軟弱地盤改善等に用いられる形状保持型吊上げ式直方体バックに関する。

従来、水分を多量に含む軟弱地盤や液状化が懸念される地盤に対しては、シート工法等の表層改良工法や、杭等を用いた深層での補強が必要であった。しかし表層改良は軟弱層が深い場合、シートの変形による沈下が起こり、また杭等の深層工法では、特殊な重機を必要とするため、使用条件が限定される他、コストがかかると言った問題がある。また工事を進める上で、重機を使用可能な作業環境を確保するために上部からの荷重に耐えられる仮設道路等を早期に形成することも必要である。

このような軟弱地盤対策として、発明者等は内部拘束具を備えた透水性のバックに土砂を詰めた「現代版の高規格土嚢」を考案し、驚異的な耐荷重性能と工期の短縮を実現する技術を確立した（例えば、特許第３９４９１５６号公報参照）。

図７（Ａ）には、内部拘束具２１０を備える従来の直方体バック２０１の説明図を示す。従来の直方体バック２０１の底面に対して内部拘束具２１０が保持され、内部空間に被収納物として砕石や土砂が詰められて直方体バックを形成する。このような構造にすることで、バックを構成する生地の張力により内部の被収納物が締め固められて、上部に持ち上げても形状が崩れなくなる。上部からの圧力に対する耐加圧性能は飛躍的に高まり、実験では４５００ｋＮ／ｍ^２以上の荷重に耐えられるという結果が得られている。また地盤強度に関係なく、袋単体で土粒子を締め固め、形状を維持できることにより、地盤を効果的に補強する機能を有しているほか、高い減振性能も併せ持つ。

特許第３９４９１５６号公報

図７（Ｂ）には、偏平な直方体バック２０１において、上部からの荷重で生じる剪断力を説明する概念図を示す。直方体バック２０１の内部空間に詰められた土砂や砕石の内部摩擦角度αは、おおよそ３０°〜４５°となる。直方体バック２０１への荷重Ｌと合わせた、被収納物からの剪断力ＳＦはバックの内部に投入した土砂や砕石の持つ内部摩擦角に近い角度で剪断による滑り線が発生するため、直接バックの底面に力がかかることになり、底面は接地面からの抗力で支えられることから、剪断力ＳＦにより底面を構成する生地が破られる可能性は小さい。

しかし偏平な従来の直方体バック２０１を多く積み重ねることは、作業量が多くなり煩雑である。これを解決するために、高さのある直方体バックを作成しようとすると、状況が大きく変わる。図７（Ｃ）には、高さのある直方体バックにおける剪断力ＳＦの掛かり方を示す。上部からの荷重Ｌと被収納物の重量で生じる剪断力ＳＦが、側面Ｂに掛かって、生地の破断を引き起こす可能性が大きくなってしまう。具体的には縦横費の小さな高さのある形状の直方体バックでは側面部に大きな剪断力が掛かるため、バックが容易に破れてしまったり、バックの形状が大きな変形をしてしまったりすることに繋がる。

図８（Ａ）は、内部拘束具を備える従来の偏平な直方体バック２０１の説明図である。内部拘束具２１０の引張力により、被収納物２８０が締め固められるため、持ち上げたときの変形は小さい（図８（Ｂ）参照）。

具体的には袋の内部拘束の、高さ方向に対する効果範囲は、概ね内部拘束具２１０がなすトラス構造の頂点付近の高さ程度となる。

これに対して図８（Ｃ）は、縦横比の小さな、高さのある直方体バックの説明図である。縦横比の小さな、高さＨの大きな直方体バック２０５を持ち上げたときには、被収納物２８０の締め固めは十分にできず、直方体バック２０５は大きく変形してしまう（図８（Ｄ）参照）。またトラス構造の頂点を袋の高さに合わせて高く設定した場合、下部に設けた内部拘束具２１０のなすトラス構造により押し下げられた土圧との距離が離れてしまうため、袋内部の土粒子が拘束されて固化されるまでの時間が掛かり、結果袋の下部が垂れ下がって、強度も不十分なものになる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、縦横比が小さく高さがあるものの破れ難く、高さ方向の中で段階的に土粒子を締め固め、袋の高さと幅の比が、例えば１：１を越えるような高さのある袋においても安定した強度を持ち、鉛直方向上向きに持ち上げたときの変形が小さな直方体バックを提供することを目的とする。

（１）本発明は、内部空間に被収納物を収納する略直方体形状の袋である直方体バックと、底面に引張力をかけて保持する底面保持機構と、側面に引張力をかけて保持する側面保持機構と、前記直方体バックの前記底面の中心に一端が固定されて鉛直方向に延在するとともに、鉛直方向の途中に前記底面保持機構と前記側面保持機構が保持される中心吊下体と、前記中心吊下体の他端に接続されてフックを取り付けるリング状のフック保持部とを備えることを特徴とする形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。

上記（１）に記載の発明によれば、土砂や砕石といった被収納物を収納する直方体バックが、底面に引張力をかけて保持する底面保持機構と、側面に引張力をかけて保持する側面保持機構の両者を有するので、被収納物に対して締め固める範囲が鉛直方向に広がり、変形しにくく、縦横比の小さな（偏平率が低い）高さのある直方体バックを形成することができるという優れた効果を奏する。

（２）本発明は、前記底面保持機構が、前記底面の向かい合う頂点を結ぶ対角線上で前記底面の中心から所定の距離隔たった位置に一端が固定され、前記中心吊下体に他端が固定される少なくとも４つの吊下体を有し、前記側面保持機構は、上面から鉛直下向きに見たときに、前記吊下体とはベクトルの水平方向成分が異なる方向に延在して、前記側面に一端が固定される複数の側面拘束体を有し、前記側面拘束体の他端は、前記吊下体の他端と前記中心吊下体が接続される吊下体接続部と、前記中心吊下体の他端の間に接続される
ことを特徴とする上記（１）に記載の形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。
具体的には、本発明は、前記底面保持機構が、前記底面の向かい合う頂点を結ぶ対角線上で前記底面の中心から所定の距離隔たった位置に一端が固定され、前記中心吊下体に他端が固定される少なくとも４つの吊下体を有し、前記側面保持機構は、上面から鉛直下向きに見たときに、前記底面保持機構から、例えば４５°回転させた状態で、前記吊下体に固定され、四面の側面にそれぞれ一端が固定される側面拘束体を有し、前記側面拘束体の他端は、前記吊下体の他端と前記中心吊下体が接続される吊下体接続部と、前記中心吊下体の他端の間に接続されることを特徴とする請求の範囲１に記載の形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。

上記（２）に記載の発明によれば、底面保持機構を構成する吊下体の引張力と、側面保持機構を構成する側面拘束体の引張力が、底面に対して平行な方向において異なったベクトルの水平方向成分を持つので、側面から被収納物が受ける力の方向が共に干渉し合い、被収納物全体を締め固めるという優れた効果を奏する。

（３）本発明は、前記側面保持機構が、側面と前記底面の交線であるそれぞれの辺についての垂直二等分線上で、前記底面から所定の距離隔たった位置に、一端が固定される少なくとも４つの側面拘束体を有することを特徴とする上記（２）に記載の形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。

上記（３）に記載の発明によれば、側面保持機構を構成する側面拘束体の引張力の方向と、底面保持機構を構成する吊下体の引張力の方向が最も大きく変えられるので、側面から被収納物が受ける力の方向が分散して、被収納物を締め固める力が最も均一に掛かりやすいという優れた効果を奏する。

（４）本発明は、前記底面保持機構と前記側面保持機構を、前記底面からこの順で組み合わせた被収納物締め固め機構が、鉛直方向に複数設けられることを特徴とした上記（１）乃至上記（３）のうちのいずれかに記載の形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。

上記（４）に記載の発明によれば、変形しにくく、縦横比の小さい高さのある直方体バックを形成することができるという優れた効果を奏する。

（５）本発明は、前記側面拘束体の一端が固定される前記側面上の側面拘束体固定部を含んで前記底面と平行な側面拘束体固定平面と、前記側面拘束体の他端が前記中心吊下体に接続される前記側面拘束体接続部を含んで前記底面と平行な側面拘束体接続平面との距離が、高さの５％以下であることを特徴とする上記（１）乃至上記（４）のうちのいずれかに記載の形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。

側面に対して引張力を及ぼす側面拘束体は、側面に対して垂直に近いほど収納物を締め固める力が均一に掛かりやすく、結果として被収納物が均一に締め固められやすい。上記（５）に記載の発明によれば、側面拘束体が側面に対して垂直に近く張られることになるので、収納物を締め固める力が均一に掛かりやすく、全体として変形しにくい直方体バックが形成できるという優れた効果を奏する。

（６）本発明は、前記吊下体の一端が前記底面に固定される位置は、前記底面の中心と各頂点の間であることを特徴とする上記（１）乃至上記（５）のうちのいずれかに記載の形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。

上記（６）に記載の発明によれば、底面保持機構を構成する吊下体が、底面の頂点と底面の中心の間に固定されるので、鉛直土圧が最も大きい底部の被収納物を中央部に向かい圧縮する事により、効率的に締固めが出来るほか、底部の被収納物がいち早く固化する事により底面生地部並びに各部材の縫製か所にかかる力が低減され、バックを構成する生地が破れ難くなるという優れた効果を奏する。

（７）本発明は、高さが前記底面の辺の長さの１／３以上であることを特徴とする上記（１）乃至上記（６）のうちのいずれかに記載の形状保持型吊上げ式直方体バックを提供する。

上記（７）に記載の発明によれば、高さのある直方体バックが形成できるので、直方体バックを高く積層したい場合に、工数を削減して早期に工事を終えることができるという優れた効果を奏する。

本発明の請求の範囲１〜７記載の形状保持型吊上げ式直方体バックによれば、変形しにくく、従来より縦横比の小さい高さのある直方体バックを形成することができるという優れた効果を奏し得る。

（Ａ）本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バックの説明図である。（Ｂ）直方体バックの上面の蓋部を閉じた態様を示す説明図である。 （Ａ）直方体バックの断面図である。（Ｂ）直方体バックの上面図である。 （Ａ）直方体バック内の内部拘束具が生じさせる引張力の説明図である。（Ｂ）直方体バックの生地から被収納物が受ける抗力と鉛直土圧の説明図である。 （Ａ）本発明の第二実施形態に係る直方体バックであり、被収納物締め固め機構が、鉛直方向に連続して設けられる態様の断面図である。（Ｂ）本発明の第三実施形態に係る直方体バックであり、側面拘束体の固定位置である側面拘束体固定部が側面拘束体固定補強体に設けられている態様の説明図である。（Ｃ）吊下体や中心吊下体が底面補強体に固定されている態様を示す上面図である。 （Ａ）従来の偏平な直方体バックを用いて軟弱地盤を改良する態様の説明図である。（Ｂ）高さのある直方体バック使用態様の説明図である。 （Ａ）崖崩れに対して高さのある直方体バックで処置する方法の説明図である。（Ｂ）直方体バックによる地盤内応力（圧力球根）の概念図である。 （Ａ）内部拘束具を備える従来の直方体バックの説明図である。（Ｂ）偏平な直方体バックにおいて、上部からの荷重で生じる剪断力を説明する概念図である。（Ｃ）高さのある直方体バックにおいて、上部からの荷重で生じる剪断力が、側面に掛かって破断を引き起こすことを説明する概念図である。 （Ａ）内部拘束具を備える従来の偏平な直方体バックの説明図である。（Ｂ）偏平な直方体バックを持ち上げたときの変形についての説明図である。（Ｃ）縦横費の小さな、高さのある直方体バックの説明図である。（Ｄ）縦横比の小さな、高さのある直方体バックを持ち上げたときの変形についての説明図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図６は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。

図１（Ａ）には、本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１（以下、直方体バック１と称する）の説明図を示す。直方体バック１は、中空な内部空間１２に土砂や砕石を収納する略直方体の袋状をなし、上面に開口を備える。生地の材料としては耐久性のある可撓性素材、例えば麻等の天然素材や、ポリプロピレンやポリエチレン等の化学繊維を用いた透水性を持つ織物が好ましく、生地には、さらに紫外線による劣化防止のための紫外線防止剤が含まれていることが望ましい。このような材料は、一般には、土嚢、あるいはトンパック等に用いられる。

直方体バック１は、底部保持機構５０や側面保持機構７０を保持する内部拘束具１３を備える。具体的には、内部拘束具１３は、直方体バック１の底面の中心に一端が固定されて鉛直方向に延在するとともに、鉛直方向の途中に底面保持機構５０と側面保持機構７０（後述する図３（Ａ）参照）が保持される中心吊下体１５を有する。内部拘束具１３と直方体バック１の生地との固定や、吊下体２０や側面拘束体１７と中心吊下体１５の固定は、例えば十分な強度のある樹脂系糸で縫い付ける方法や、溶着、ボルトによる接合や、接着材等による固定が好ましい。

また内部拘束具１３は、中心吊下体１５の他端に接続されて吊り上げる際のフックを取り付けるリング状のフック保持部１０を有する。

底面保持機構５０は、底面の向かい合う頂点を結ぶ対角線上で底面の中心から所定の距離隔たった位置に一端が固定され、中心吊下体１５に他端が固定される４つの吊下体２０を有する。具体的には、吊下体２０の一端が底面３６に固定される位置は、底面３６の中心と各頂点の間であり、吊下体２０は、吊上げた際いわゆるトラス構造を構成する。

側面保持機構６０は、側面３８と底面３６の交線であるそれぞれの辺についての垂直二等分線上で、底面３６から所定の距離隔たった位置に一端が固定され、他端が、吊下体２０の他端と中心吊下体１５が接続される吊下体接続部２８（後述する図２（Ａ）参照）と、中心吊下体１５の他端との間に接続される４つの側面拘束体１７を有する。

直方体バック１を上面４０（後述する図２（Ａ）参照）から鉛直下向き（Ｚ方向下向き）に見たとき、側面拘束体１７は、吊下体２０のそれぞれとはベクトルの水平方向成分（ＸＹ平面方向）が異なる方向に延在し、側面３８に一端が固定される。また側面拘束体１７の他端は、吊下体２０の他端と中心吊下体１５が接続される吊下体接続部２８（後述する図２（Ａ）参照）の間に接続される。具体的には、側面保持機構６０の側面拘束体１７は、上面から鉛直下向きに見たときに、底面保持機構５０の吊下体２０から４５°回転させた状態で、中心吊下体１５に保持され、四面の側面にそれぞれ一端が固定される。側面拘束体１７の他端は、吊下体２０の他端と中心吊下体１５が接続される吊下体接続部２８と、中心吊下体１５の他端の間に接続される

直方体バック１の上面には、蓋部５が接続され、対向する一組の蓋部５については開口部７が、それぞれ設けられて中心吊下体１５から延在するフック保持部１０が直方体バックの外部に突出するように構成される。

なお直方体バック１の高さＨは、底面３６の辺の長さＷの１／３以上であることが好ましい。

図１（Ｂ）には、直方体バック１の上面の蓋部５を閉じた態様を示す。蓋部５には、それぞれベルト２２とそれを留めるロック部２４が設けられ、対向する蓋部５同士を閉じる。開口部７からはフック保持部１０が直方体バック１の外側に取り出せる。ロック部２４としては、例えばマジックテープ（登録商標）を使用することが考えられる。

図２（Ａ）は、直方体バック１の断面図である。内部拘束具１３は、中心吊下体１５とそれに保持される側面拘束体１７と吊下体２０を備える。側面拘束体１７は側面拘束体固定部３２で直方体バック１の側面の内壁に固定され、側面拘束体接続部２６で中心吊下体１５に保持される。また吊下体２０は吊下体固定部３０で底面３６に固定され吊下体接続部２８で中心吊下体１５に保持される。中心吊下体１５の一端は中心吊下体固定部３４で底面３６に固定され、中心吊下体１５の他端は、フック保持部１０に接続される。側面拘束体接続部２６を含みＸＹ平面（底面３６）と平行な側面拘束体接続平面Ｓと、側面拘束体固定部３２を含みＸＹ平面（底面３６）と平行な側面拘束体固定平面Ｔの距離は、直方体バック１の高さＨの長さの５％以下である。

図２（Ｂ）は、直方体バック１の蓋部５を省略した上面図である。吊下体２０は対角線Ｄに沿って張られ、底面３６に固定される。また側面拘束体１７は、吊下体２０とは位相を４５°ずらした、側面３８と垂直な方向に張られて固定される。

図３（Ａ）は、直方体バック１内の内部拘束具１３が生じさせる引張力Ｆの説明図である。内部拘束具１３は、中心吊下体１５と、側面３８に引張力をかけて保持する側面保持機構６０と、底面３６に引張力をかけて保持する底面保持機構７０とを、中心吊下体１５の鉛直方向の途中に保持する。

具体的には、中心吊下体１５が鉛直上向き（Ｚ方向上向き）に力Ｆ０で引き上げられるとき、底面３６をなす生地には、吊下体２０を通じて引張力Ｆ１が掛かる。また側面３８をなす生地には、側面拘束体１７を通じて引張力Ｆ２が掛かる。

具体的には直方体バック１の被収納物は、被収納物締め固め機構７０すなわち、底面保持機構５０と側面保持機構６０により締め固められる。

図３（Ｂ）は、直方体バック１の生地から被収納物８５が受ける抗力Ｎ等の説明図である。側面３８からは、側面保持機構６０による引張力Ｆ２（図３（Ａ）参照）と、側面３８をなす生地の張力から生じる抗力Ｎ２が被収納物８０に掛かり、底面３６からは、底面保持機構５０による引張力Ｆ１（図３（Ａ）参照）と、底面３６をなす生地の張力から生じる効力Ｎ１が被収納物８０に掛かることで、被収納物８０は、直方体１の内部の広範囲に渡って締め固められる（締め固められた被収納物８５）。また被収納物８０は重力と鉛直土圧Ｖにより側面保持機構６０の上部にあたる部分も締め固められる。

本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１によれば、土砂や砕石といった被収納物８０を収納する直方体バック１が、底面３６に引張力をかけて保持する底面保持機構５０と、側面３８に引張力をかけて保持する側面保持機構６０の両者を有するので、被収納物８０に対して締め固める範囲が鉛直方向に広がり、変形しにくく、縦横比の小さい（偏平率が低い）高さのある直方体バックを形成することができるという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１によれば、底面保持機構５０を構成する吊下体２０の引張力と、側面保持機構６０を構成する側面拘束体１７の引張力が、底面３６に対して平行な方向において異なったベクトルの水平成分を持つので、側面３８から被収納物８０が受ける力の方向が共に干渉し合い、被収納物８０全体を締め固める力が均一に掛かりやすいという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１によれば、側面保持機構６０を構成する側面拘束体１７の引張力の方向と、底面保持機構５０を構成する吊下体２０の引張力の方向が最も大きく変えられるので、側面３８から被収納物８０が受ける力の方向が分散して、被収納物８０を締め固める力が最も均一に掛かりやすいという優れた効果を奏する。

側面３８に対して引張力を及ぼす側面拘束体１７は、側面３８に対して垂直に近いほど被収納物８０全体を締め固める力が均一に掛かりやすく、結果として被収納物８０が均一に締め固められやすい。本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１によれば、側面拘束体１７が側面３８に対して垂直に近く張られることになるので、被収納物８０を締め固める力が均一に掛かりやすく、全体として変形しにくい直方体バック１が形成できるという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１によれば、底面保持機構５０を構成する吊下体２０が、底面３６の頂点と底面３６の中心の間に固定されるので、鉛直土圧が最も大きい底部の被収納物８０を中央部に向かい圧縮する事により、効率的に締固めが出来るほか、底部の被収納物８０がいち早く固化する事により底面生地部並びに各部材の縫製か所にかかる力が低減され、バックを構成する生地が破れ難くなるという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１によれば、高さのある直方体バックが形成できるので、直方体バックを高く積層したい場合に、工数を削減して早期に工事を終えることができるという優れた効果を奏する。

図４（Ａ）は、本発明の第二実施形態に係る直方体バック１であり、被収納物締め固め機構７０が、鉛直方向に連続して２つ設けられる態様の断面図である。具体的には、底面保持機構５０と側面保持機構６０を、底面３６からこの順で組み合わせた被収納物締め固め機構７０が、鉛直方向に複数、中心吊下体１５に保持される。

このとき鉛直方向上側の被収納物締め固め機構７０が有する底面保持機構５０にあたるトラス構造をなす吊下体２０は、底面３０の各頂点から鉛直方向に伸びる辺、すなわち垂直な稜の途中に固定される。つまり吊下体固定部３０は、底面３０の各頂点から鉛直方向に伸びる辺、すなわち垂直な稜の途中に設けられる。

被収納物締め固め機構７０が、複数設けられることにより、被収納物８０に対する締め固める力が、鉛直方向に対して広く均一に掛かりやすくなり、破れにくく高さがある直方体バックを形成できる。図４（Ａ）では、被収納物締め固め機構７０を２つ連続して備える例を示したが、３つ以上備えてもよい。

本発明の第二実施形態に係る形状保持型吊上げ式直方体バック１によれば、変形しにくく、縦横比の小さい高さのある直方体バックを形成することができるという優れた効果を奏する。

図４（Ｂ）は、本発明の第三実施形態に係る直方体バック１であり、側面拘束体１７の固定位置である側面拘束体固定部３２が側面拘束体固定補強体９０に設けられている態様の説明図である。側面拘束体固定補強体９０の材質としては、直方体バック１の生地よりも引っ張り強度の高い材料、例えば十分な強度のある化学繊維が好ましく、生地よりも厚いベルト状の形状を有することが望ましい。このような補強構造を有することで、側面３８の張力の一部が肩代わりされて生地の耐久力が増し、側面３８から被収納物８０への抗力Ｎ２（図３（Ｂ）参照）を大きな値で維持することが容易になるとともに、被収納物８０への締め固め力をより大きくすることができる効果を奏する。

図４（Ｃ）は、吊下体２０や中心吊下体１５が底面補強体９５に固定されている態様を示す上面図である。具体的には中心吊下体固定部３４と吊下体固定部３０が、底面補強体９５に固定される。底面補強体９５の材質としては、直方体バック１の生地よりも引っ張り強度の高い材料、例えば十分な強度のある化学繊維が好ましく、生地よりも厚いベルト状の形状を有することが望ましい。このような補強構造を有することで、底面３６の張力の一部が肩代わりされて生地の耐久力が増し、底面３６から被収納物８０への抗力Ｎ１（図３（Ｂ）参照）を大きな値で維持することが容易になるとともに、被収納物８０への締め固め力をより大きくすることができる効果を奏する。

次に、上記した実施の形態に係る直方体バックの運用方法を説明する。

図５（Ａ）は、従来の偏平な直方体バック１で軟弱地盤を改良する態様の説明図である。軟弱地盤１００を改良するために高さのある直方体バックを軟弱地盤中に埋設したい場合、従来は直方体バック１が偏平な形状であるため複数積層する必要があり、工程がかかり、コストも増えてしまう。

これに対して図５（Ｂ）には、高さのある直方体バック１１０の使用態様の説明図を示す。高さが必要な場合には、側面拘束体１７を有する内部拘束具１３を備えた直方体バック（図１（Ａ）参照）や、複数の被収納物締め固め機構７０を備える直方体バック（図４（Ａ）参照）を用いることで、十分な強度があり高さのある直方体バック１１０が実現できる。このため積層する工程が省略でき、工期短縮やコスト低減にも繋がる。

図６（Ａ）は、崖崩れに対して高さのある直方体バック１１０で処置する方法の説明図である。軟弱地盤１００が崖崩れを起こして角度のある斜面が形成されることがある。このような斜面は、再び崩れやすいため短工期で補強工事を行うことが必要であるが、崩れ落ちている土砂もあるため工事がし難く、また危険である。このような場合、本願発明に係る高さのある直方体バッグを使用すれば、崩れ落ちている土砂をバックに詰めて締め固めることで、強度のある直方体バッグが形成でき、それらを設置していくことで容易に補強工事ができる。また直方体バッグの下の軟弱地盤１００も改良され、強固になる。

図６（Ｂ）は、直方体バックによって軟弱地盤１００内に生じる地盤内応力（圧力球根）の概念図である。圧力球根Ｐは、図６（Ｂ）において一点鎖線で表されるように、直方体バック１１０の直下に鉛直下向きに形成される。また圧力球根の深さや大きさは、乗載荷重の条件により影響範囲が決定される。直方体バック１は、生地の編み目がフィルターの役目を果たすために、水分は通過させるが、土粒子は通さず、直方体バック１１０の直下の軟弱地盤１００を圧力球根状に局所的に圧密させて、地盤の支持力を増大させる。通常のコンクリート等の基礎を設置した場合、基礎下部の土中条件にバラつきがあるため、間隙水圧が不規則な位置で上昇する。このため不等沈下等が生じ、圧力球根も不規則な位置で形成される。またプレロード等の一面載荷で地盤を締め固める場合は、不必要な地盤まで圧密させる事になるため、時間が排水に時間がかかる他、影響範囲が広がり、周辺地域に悪影響を及ぼす事もある。しかし直方体バックでは下部に生じる円錐形状部に軟弱な土粒子を抱え込ますため、円錐形状内の土粒子は周囲から区画され圧縮条件のみとなるため、容易に破壊する事はない。土はせん断では破壊しやすいが、圧縮では壊れないという特徴を持つためである。これにより一時的な抵抗面を形成する事で、設置直後に大きな荷重をかける事が出来る。更にこの事が、直方体バック直下の必要な地盤部だけを正確に圧縮させ、強制的に圧密させる事が出来る。また水分を通すが土粒子を通さないので液状化も抑制することができる他、砕石を直方体バック１入れる場合には、砕石間の隙間が大きいため水が毛細管現象で上昇することが無く、凍上しにくい効果を奏する。

さらに土砂や砕石を直方体バック１で包み込んで、締め込むことによりセメント等の接着物質を入れなくても強度が得られるため、アルカリや六価クロム等の土中汚染の心配も無い。同時にバック自体のわずかな伸縮性により、交通振動や地震の震動のエネルギーを、被収納物である中に詰めた土粒子同士の摩擦エネルギーとして消散させることができ、振動減少の効果を奏する。

尚、本発明の形状保持型吊上げ式直方体バックは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記した実施形態においては、底面保持機構５０が備えるトラス構造を形成する吊下体２０は、底面３６の対角線に沿って１つずつ、合計４つ設けられていたが（図１参照）、トラス構造が複数あっても良く、吊下体２０が、例えば８つ以上あって良い。同様に側面拘束体１７についても、側面３８の一つの面に対して複数設けられても良い。

１ 形状保持型吊上げ式直方体バック
５ 蓋部
７ 開口部
１０ フック保持部
１２ 内部空間
１３ 内部拘束具
１５ 中心吊下体
１７ 側面拘束体
２０ 吊下体
２２ ベルト
２４ ロック部
２６ 側面拘束体接続部
２８ 吊下体接続部
３０ 吊下体固定部
３２ 側面拘束体固定部
３４ 中心吊下体固定部
３６ 底面
３８ 側面
４０ 上面
５０ 底面保持機構
６０ 側面保持機構
７０ 被収納物締め固め機構
８０ 被収納物
８５ 締め固められた被収納物
９０ 側面拘束体固定補強体
９５ 底面補強体
１００ 軟弱地盤
１１０ 高さのある直方体バック
１１５ フック
２０１ 従来の直方体バック
２０５ 高さのある従来の直方体バック
２１０ 内部拘束具
２２０ 側面
２８０ 被収納物
Ｆ 引張力
Ｎ 抗力
Ｖ 鉛直土圧
Ｄ 対角線
Ｓ 側面拘束体接続平面
Ｔ 側面拘束体固定平面
Ｌ 荷重
Ｐ 圧力球根
ＳＦ 剪断力
α 内部摩擦角

Claims (8)

1. 内部空間に被収納物を収納する略直方体形状の袋である直方体バックと、
   底面に引張力をかけて保持する底面保持機構と、
   側面に引張力をかけて保持する側面保持機構と、
   前記直方体バックの前記底面の中心に一端が固定されて鉛直方向に延在するとともに、鉛直方向の途中に前記底面保持機構と前記側面保持機構が保持される中心吊下体と、
   前記中心吊下体の他端に接続されてフックを取り付けるリング状のフック保持部と、
   を備えることを特徴とする形状保持型吊上げ式直方体バック。
2. 前記底面保持機構は、
   前記底面の向かい合う頂点を結ぶ対角線上で前記底面の中心から所定の距離隔たった位置に一端が固定され、前記中心吊下体に他端が固定される少なくとも４つの吊下体を有し、
   前記側面保持機構は、
   上面から鉛直下向きに見たときに、前記吊下体とはベクトルの水平方向成分が異なる方向に延在して、前記側面に一端が固定される複数の側面拘束体を有し、
   前記側面拘束体の他端は、前記吊下体の他端と前記中心吊下体が接続される吊下体接続部と、前記中心吊下体の他端の間に接続される
   ことを特徴とする請求の範囲１に記載の形状保持型吊上げ式直方体バック。
3. 前記側面保持機構の前記側面拘束体は、上面から鉛直下向きに見たときに、前記底面保持機構より４５°回転させた状態で、前記中心吊下体に保持され、四面の側面にそれぞれ一端が固定されることを特徴とする請求の範囲２に記載の形状保持型吊上げ式直方体バック。
4. 前記側面保持機構は、
   側面と前記底面の交線であるそれぞれの辺についての垂直二等分線上で、前記底面から所定の距離隔たった位置に、一端が固定される少なくとも４つの側面拘束体を有する
   ことを特徴とする請求の範囲２又は請求の範囲３に記載の形状保持型吊上げ式直方体バック。
5. 前記底面保持機構と前記側面保持機構を、前記底面からこの順で組み合わせた被収納物締め固め機構が、鉛直方向に複数設けられることを特徴とした請求の範囲１から請求の範囲４のうちのいずれか一項に記載の形状保持型吊上げ式直方体バック。
6. 前記側面拘束体の一端が固定される前記側面上の側面拘束体固定部を含んで前記底面と平行な側面拘束体固定平面と、前記側面拘束体の他端が前記中心吊下体に接続される前記側面拘束体接続部を含んで前記底面と平行な側面拘束体接続平面との距離が、高さの５％以下であることを特徴とする請求の範囲１から請求の範囲５のうちのいずれか一項に記載の形状保持型吊上げ式直方体バック。
7. 前記吊下体の一端が前記底面に固定される位置は、前記底面の中心と各頂点の間であることを特徴とする請求の範囲１から請求の範囲６のうちのいずれか一項に記載の形状保持型吊上げ式直方体バック。
8. 高さが前記底面の辺の長さの１／３以上であることを特徴とする請求の範囲1から請求の範囲７のうちのいずれか一項に記載の形状保持型吊上げ式直方体バック。

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