(57)【要約】【課題】堤体の浸透破壊を抑止できるとともに、堤体の内部における液状化の発生を最小限とすることで、堤体のすべりを抑制し、甚大な被害を引き起こす要因となる補強効果の低下または消失を防ぐことができる堤体の補強構造を提供する。【解決手段】堤体１０は、上流法面１０ｂに沿って、堤体１０の他の部分より遮水性が高く、かつ堤体１０の幅方向に沿って所定の幅を有する高遮水性部分１５を有し、堤体１０に鋼製地中連続壁２０が堤体１０の延在方向に沿って設けられ、鋼製地中連続壁２０は、高遮水性部分１５を上下に貫通するとともに、上端が堤体１０の天端１０ａに揃えられ、下端が堤体の下方に位置する基礎地盤Ｓに設置されている。【選択図】図２
2020158960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ため池の外周の少なくとも一部に設けられた堤体を補強する堤体の補強構造であって、
前記堤体を挟んで前記ため池側を上流側とすると、
前記堤体は、前記上流側の前記堤体の上流法面に沿って、前記堤体の他の部分より遮水性が高く、かつ前記堤体の幅方向に沿って所定の幅を有する高遮水性部分を有し、
前記堤体に鋼製地中連続壁が前記堤体の延在方向に沿って設けられ、
前記鋼製地中連続壁は、前記高遮水性部分を上下に貫通するとともに、上端が前記堤体の天端に揃えられ、下端が前記堤体または当該堤体の下方に位置する基礎地盤に設置されていることを特徴とする堤体の補強構造。
【請求項２】
前記鋼製地中連続壁の透水係数をｋｓ（ｃｍ／ｓ）、前記高遮水性部分の透水係数をｋａ（ｃｍ／ｓ）、前記鋼製地中連続壁の厚さをｃ（ｃｍ）、前記鋼製地中連続壁が前記高遮水性部分を貫通する深度における前記高遮水性部分の幅をａ（ｃｍ）とすると、
前記鋼製地中連続壁の前記高遮水性部分への貫通長さｂ（ｃｍ）が、下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の堤体の補強構造。
【数１】
2020158960.tif 000008
【請求項３】
前記鋼製地中連続壁の前記高遮水性部分への貫通長さをｂ（ｃｍ）、前記鋼製地中連続壁の厚さをｃ（ｃｍ）、前記鋼製地中連続壁が前記高遮水性部分を貫通する深度における前記高遮水性部分の幅をａ（ｃｍ）、前記高遮水性部分の透水係数をｋａ（ｃｍ／ｓ）とすると、
前記鋼製地中連続壁の透水係数ｋｓ（ｃｍ／ｓ）が、下記（２）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の堤体の補強構造。
【数２】
2020158960.tif 000009
【請求項４】
前記鋼製地中連続壁のうち、前記高遮水性部分を貫通している部分より下方の部分の少なくとも一部が透水性を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の堤体の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、堤体の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模な地震や局所的な集中豪雨に伴い河川堤防やため池堤防の決壊が多数発生しており、また幾つかの大規模地震の発生や気候変動による激甚化災害が想定されていることから、堤体の耐震補強が重要性を増している。
【０００３】
このような背景を踏まえ、これまでに鋼矢板を用いた堤防（堤体）の補強技術が提案されている（例えば特許文献１〜４、非特許文献１参照）。
特許文献１に記載の堤体の耐震性能補強構造では、アースフィルダム又はため池等の盛土された堤体のほぼ中央部分の長手方向に２列縦列に鋼矢板で形成された補強用板状体を埋設し、該両補強用板状体の上端部を所定間隔毎に連結部材により連結する二重締切り構造としている。
特許文献２に記載の盛土構造物の液状化対策工法では、盛土構造物の両裾野部付近に連続地中壁を構築し、該連続地中壁の頭部と前記盛土構造物の下部へ向かって斜め下方に配されたアースアンカーとを締結している。
特許文献３に記載の盛土の補強構造では、のり尻を除く盛土の内部に盛土を貫通し、支持地盤に根入れされる深さを持つ少なくとも１列の矢板壁を盛土の長さ方向に連続的に設置し、盛土を構成する地盤中に矢板壁と、矢板壁で締め切られた地盤からなる構造骨格部を形成している。
特許文献４に記載の盛土の補強構造では、連続する盛土の略天端の範囲内に、地中鋼製壁体が前記盛土の連続方向に沿って一列以上設けられ、前記地中鋼製壁体は、支持層より浅い深さで、かつ、地震時や越水時に前記地中鋼製壁体が倒壊しない深さまで根入れされている。
非特許文献１には、堤体内に、堤体の他の部分より遮水性が高く、かつ所定の幅を有する遮水ゾーンを上流側の堤体法面に沿って設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２１８２６号公報
【特許文献２】特開平１１−１９２６号公報
【特許文献３】特開２００３−１３４５１号公報
【特許文献４】特開２０１２−７３９４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】土地改良事業設計指針「ため池整備」（Ｈ２７年５月）／農林水産省農村振興局整備部監修，公益社団法人農業農村工学会発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ため池などの常時に貯水機能を有する堤体被災の原因の一つとして、浸透破壊がある。この浸透破壊が生じるのは、常時満水位から堤体上部のため池側（貯水側または上流側）の上流法面が、浸透破壊の原因となる堤体内部への漏水侵入口となるからである。堤体の上流法面においては、貯水位の上下動による乾湿繰り返し、貯水側への土粒子吸出、波浪による浸食を長期間受け、堤体の地盤強度が低下し、水位上昇により水圧が作用した場合、堤体が局所的に損傷したり破壊することがある。また、集中豪雨などによる水位の急上昇や堤体内部への水分供給も漏水の要因となり得る。堤体が損傷したり破壊すると、ため池の貯留水をせき止めることが困難となる。
また、地震等によってため池の堤体内部に液状化が生じると、堤体のせん断強度が失われて堤体にすべりが生じ、これによって堤体が損傷したり崩壊する虞がある。
【０００７】
上述した非特許文献１に記載の技術では、地震時に堤体または堤体直下の基礎地盤が液状化して、堤体天端が沈下したり、損傷すると、ため池内の溢れ出た貯留水をせき止めることはできない。
特許文献１に記載の技術では、堤体のほぼ中央部分の長手方向に２列縦列に補強用板状体を埋設し、補強用板状体の上端部を所定間隔毎に連結部材により連結しているが、浸透破壊の起点となる上流法面からの浸透を防ぐことはできない。
また、補強用板状体が２列必要であるため、工事費用が高価となるとともに、堤体に液状化が生じると堤体にすべりが生じ、堤体が損傷する虞がある。
特許文献２に記載の技術では、浸透破壊の起点となる上流法面からの浸透を防ぐことはできない。また堤体の内部に地中連続壁が存在しないので、堤体に液状化が生じて堤体が損傷した場合には、貯留水をせき止めることは不可能である。
特許文献３および４に記載の技術では、浸透破壊の起点となる上流法面からの浸透を防ぐことはできない。また、１列の壁体で堤体を補強できるが、堤体に液状化が生じると堤体にすべりが生じ、堤体が損傷する虞がある。
特許文献１、３および４に記載のように、ため池の盛土された堤体を地中連続壁で補強した場合、設置場所によっては、堤体内に液状化の発生の可能性があって補強効果が低下または消失する可能性があり、このような可能性を考慮した技術は存在しない。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、ため池の近傍に設けられた堤体の浸透破壊を抑止できるとともに、堤体の内部における水位面を低下させることで、堤体自体の強度を上げ、液状化の発生を最小限とし、また地中連続壁自体の剛性で堤体が更に補強されることで堤体のすべりを抑制し、補強効果の低下または消失を防ぐことができる堤体の補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の堤体の補強構造は、ため池の外周の少なくとも一部に設けられた堤体を補強する堤体の補強構造であって、
前記堤体を挟んで前記ため池側を上流側とすると、
前記堤体は、前記上流側の前記堤体の上流法面に沿って、前記堤体の他の部分より遮水性が高く、かつ前記堤体の幅方向に沿って所定の幅を有する高遮水性部分を有し、
前記堤体に鋼製地中連続壁が前記堤体の延在方向に沿って設けられ、
前記鋼製地中連続壁は、前記高遮水性部分を上下に貫通するとともに、上端が前記堤体の天端に揃えられ、下端が前記堤体または当該堤体の下方に位置する基礎地盤に設置されていることを特徴とする。
【００１０】
ここで鋼製地中連続壁としては、鋼矢板を複数連結してなるものが好適に使用されるが、これに限るものではない。例えば、鋼管矢板を複数連結してなるものや、鋼矢板と鋼管矢板を複数連結してなるものを使用してもよい。
また、「鋼製地中連続壁の上端が堤体の天端に揃えられ」とは、鋼製地中連続壁の上端が堤体の天端から上方または下方に１ｍ以内の範囲に位置していることを含む。
また、高遮水性部分は、例えば、刃金土などの通常の地盤材料より遮水性の高い遮水性地盤材料によって形成される。このような高遮水性部分は、堤体に既設で設けられている場合が多いが、堤体に新設で設けてもよい。
【００１１】
本発明においては、鋼製地中連続壁は、堤体の上流法面に沿って、堤体の他の部分より遮水性が高く、かつ堤体の幅方向に沿って所定の幅を有する高遮水性部分を上下に貫通するともに、上端が堤体の天端付近に揃えられ、下端が堤体または当該堤体の下方に位置する基礎地盤に設置されているので、上流法面から水平方向に浸透してきた水は鋼製地中連続壁で遮水されて下方に向かう。したがって、高遮水性部分と鋼製地中連続壁で流水量差を形成して、鋼製地中連続壁の背後（下流側）の堤体内で確実に先に排水させ、堤体内の水位を下げることができる。
このように、鋼製地中連続壁より内側（下流側）の堤体内部における地盤の地下水位を低下させることができるので、堤体の地震時のせん断強度を確保して、堤体内の有効応力を低下させず、堤体全体における液状化の発生を最小限とすることができ、鋼製地中連続壁自体の剛性と確保された堤体自体のせん断剛性により堤体のすべりを抑制し、甚大な被害を引き起こす要因となる補強効果の低下または消失を防ぐことができる。
【００１２】
また、堤体の上流法面から水平方向に浸透してきた水は鋼製地中連続壁で遮水されて下方に向かうので、つまり鋼製地中連続壁に止水性能を担保させることで、堤体内の水流をコントロールし鋼製地中連続壁面近傍において下向きに方向転換して、動水勾配を低減できるので、堤体内のパイピングを抑制して、堤体の浸透破壊を抑止できるとともに、貯留水が常に存在しているため池であっても、工事費用を安価に留めつつ堤体の安定性を確保することができる。
また、鋼製地中連続壁を堤体の幅方向において１列とすることによって、工期・工費を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の前記構成において、前記鋼製地中連続壁の透水係数をｋｓ（ｃｍ／ｓ）、前記高遮水性部分の透水係数をｋａ（ｃｍ／ｓ）、前記鋼製地中連続壁の厚さをｃ（ｃｍ）、前記鋼製地中連続壁が前記高遮水性部分を貫通する深度における前記高遮水性部分の幅をａ（ｃｍ）とすると、
前記鋼製地中連続壁の前記高遮水性部分への貫通長さｂ（ｃｍ）が、下記（１）式を満たしてもよい。
【数１】
2020158960.tif 000003
【００１４】
このような構成によれば、鋼製地中連続壁の前記高遮水性部分への貫通長さｂ（ｃｍ）を、鋼製地中連続壁の透水係数ｋｓ（ｃｍ／ｓ）、高遮水性部分の透水係数ｋａ（ｃｍ／ｓ）、鋼製地中連続壁の厚さｃ（ｃｍ）、鋼製地中連続壁が高遮水性部分を貫通する深度における高遮水性部分の幅ａ（ｃｍ）に基づいて設定できる。
【００１５】
また、本発明の前記構成において、前記鋼製地中連続壁の前記高遮水性部分への貫通長さをｂ（ｃｍ）、前記鋼製地中連続壁の厚さをｃ（ｃｍ）、前記鋼製地中連続壁が前記高遮水性部分を貫通する深度における前記高遮水性部分の幅をａ（ｃｍ）、前記高遮水性部分の透水係数をｋａ（ｃｍ／ｓ）とすると、
前記鋼製地中連続壁の透水係数ｋｓ（ｃｍ／ｓ）が、下記（２）式を満たしてもよい。
【数２】
2020158960.tif 000004
【００１６】
このような構成によれば、鋼製地中連続壁の透水係数ｋｓ（ｃｍ／ｓ）を、鋼製地中連続壁の高遮水性部分への貫通長さｂ（ｃｍ）、鋼製地中連続壁の厚さをｃ（ｃｍ）、鋼製地中連続壁が高遮水性部分を貫通する深度における高遮水性部分の幅ａ（ｃｍ）、高遮水性部分の透水係数ｋａ（ｃｍ／ｓ）に基づいて設定できる。
【００１７】
また、本発明の前記構成において、前記鋼製地中連続壁のうち、前記高遮水性部分を貫通している部分より下方の部分の少なくとも一部が透水性を有していてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、鋼製地中連続壁のうち、高遮水性部分を貫通している部分より下方の部分の少なくとも一部が透水性を有しているので、高遮水性部分より下方の堤体下部地盤やその下方の軟弱層となっている地盤において、水流による水圧上昇を抑え有効応力低下を抑止できる。
また、高遮水性部分を支える下部地盤において、地盤の有効応力の低下を限定的に抑えることができるため、高遮水性部分の崩壊を防止できる。
さらに、堤体より下方の下部自然地盤における地下水流を阻害することがない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、堤体の浸透破壊を抑止できるとともに、堤体の内部における液状化の発生を最小限とすることで、堤体のすべりを抑制し、補強効果の低下または消失を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る堤体の補強構造を模式的に示すもので、概略斜視図である。
【図２】同、（Ａ）は堤体の横断面図、（Ｂ）は高遮水性部分の流水量を説明するための図である。
【図３】堤体に鋼製地中連続壁を設けることの意義について説明するための模式図である。
【図４】高遮水性部分を有する堤体に鋼製地中連続壁を設けることの意義について説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る堤体の補強構造に使用される鋼製地中連続壁を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は実施の形態に係る堤体の補強構造を模式的に示す概略図、図２は堤体と地盤の横断面図である。
まず、本実施の形態を説明する前に、ため池の堤体に鋼製地中連続壁を設けることの意義について説明する。
図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、堤体１０の左側を上流側とすると、堤体１０の上流側にため池１１があり、このため池１１の貯留水の一部が堤体１０の上流側の上流法面１０ｂから堤体１０の内部に次第に浸透していく。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、堤体１０の天端１０ａの幅方向（図３（ａ）において左右方向）の中央部から鋼製地中連続壁２０を鉛直に打設し、その下端を堤体１０の直下に位置する基礎地盤１２まで根入れするとともに上端を天端１０ａに揃えた場合、堤体１０の内部において鋼製地中連続壁２０より上流側の地盤中の水が飽和して液状化し易くなる。なお、以下では液状化範囲を薄墨で表現し、図３（ａ）では液状化範囲をＬ１で示す。一方、鋼製地中連続壁２０より下流側の地盤には、天端１０ａから降雨が浸透するが、鋼製地中連続壁２０より下流側に、当該降雨による浸透水の堤体外への排出を妨げるものがなく、液状化範囲とはならない。
これに対して、図３（ｂ）に示すように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の天端１０ａの上流側の端部近傍（上流側の法肩近傍）から打設した場合、堤体１０の内部において鋼製地中連続壁２０より上流側の地盤の体積が図３（ａ）の場合に比して小さくなるため、液状化範囲Ｌ２を液状化範囲Ｌ１より減少させることができる。
一方、図３（ｃ）に示すように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の天端１０ａの下流側の端部近傍（下流側の法肩近傍）から打設した場合、堤体１０の内部において鋼製地中連続壁２０より上流側の地盤の体積が図３（ａ）の場合に比して大きくなるため、液状化範囲Ｌ３が液状化範囲Ｌ１より増大し問題となる。
また、図３（ｄ）に示すように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の上流法面１０ｂの上下方向略中央部から打設した場合、堤体１０の内部において鋼製地中連続壁２０より上流側の地盤の体積が図３（ｂ）の場合に比して小さくなるため、液状化範囲Ｌ４を液状化範囲Ｌ２よりさらに減少させることができるが、鋼製地中連続壁２０が上流法面１０ｂから突出しているので、ため池１１の貯水量が減少するという問題がある。
【００２３】
また、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、刃金土等の遮水性が高い地盤材料を上流法面１０ｂに沿って設けることによって、堤体１０の内部に所定幅の高遮水性部分１５を設けた場合、ため池１１の貯留水の一部が上流法面１０ｂから堤体１０の内部に次第に浸透していくのを抑制できる。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、堤体１０の天端１０ａの幅方向（図４（ａ）において左右方向）の中央部から鋼製地中連続壁２０を鉛直に打設し、その下端を堤体１０の直下に位置する基礎地盤１２まで根入れするとともに上端を天端１０ａに揃えた場合（すなわち、鋼製地中連続壁２０が高遮水性部分１５を貫通しない場合）、高遮水性部分１５と鋼製地中連続壁２０との間の地盤に、天端１０ａから降雨が浸透して、当該降雨による浸透水が溜り、当該地盤中の水が飽和して液状化し易くなる。なお、液状化範囲をＬ１１で示す。
これに対して、図４（ｂ）に示すように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の天端１０ａの上流側の端部近傍から打設した場合、鋼製地中連続壁２０が高遮水性部分１５を上下に貫通し、鋼製地中連続壁２０より上流側では堤体１０の内部の地盤に降雨が浸透し難いため、地盤中の水が飽和せず、液状化しない。
一方、図４（ｃ）に示すように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の天端１０ａの下流側の端部近傍から打設した場合、図４（ａ）の場合と同様に、鋼製地中連続壁２０が高遮水性部分１５を貫通せず、液状化し易くなる。さらに、図４（ｃ）では、堤体１０の内部において鋼製地中連続壁２０より上流側の地盤の体積が図４（ａ）の場合に比して大きくなるため、液状化範囲Ｌ１３が液状化範囲Ｌ１１より増大し問題となる。
また、図４（ｄ）に示すように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の上流法面１０ｂの上下方向略中央部から打設した場合、鋼製地中連続壁２０より上流側では、地盤中の水が飽和せず、液状化しない。しかし、鋼製地中連続壁２０が上流法面１０ｂから突出しているので、ため池１１の貯水量が減少するという問題がある。
【００２５】
このように、堤体１０の内部の液状化を抑止するには、ため池１１の貯留水の一部が堤体１０の上流法面１０ｂから堤体１０の内部に浸透していくのを抑制するために、上述したように高遮水性部分１５を設けるとともに、鋼製地中連続壁２０を天端１０ａから高遮水性部分１５を貫通するようにして設ける、つまり図４（ｂ）に示すようにして堤体１０を補強すればよい。
この場合、鋼製地中連続壁２０は堤体１０の天端１０ａから高遮水性部分１５の上面を通って当該高遮水性部分１５を上下に貫通するように打設するのが好ましく、さらに鋼製地中連続壁２０の上端は堤体１０の天端１０ａと揃えてもよいし、天端１０ａから下方に１ｍ以内の範囲にあってもよい。また、鋼製地中連続壁２０の上端を天端１０ａより上方に突出させてもよい。
【００２６】
次に、本実施の形態の堤体の補強構造について説明する。
本実施の形態では、本発明の堤体の補強構造をため池の一つである谷池の堤体に適用した例について説明するが、ため池の一つである皿池の堤体に適用してもよい。
図１に示すように、本実施の形態では、谷を堤体１０によって堰き止めることによって谷池（ため池）１１が形成されている。ため池１１の周囲は堤体１０を除いて、岩盤や硬質地盤等によって形成された地山１２によって囲まれている。
なお、図１において、ため池１１の周囲の地山１２を平面視において略半分の楕円筒状に図示しているが、地山１２の形状、つまりため池１１の形状はこれに限ることはなく、また、地山１２も谷の斜面と連続していてもよい。
また、ため池が皿池の場合、堤体によってため池の外周が囲まれているが、堤体はため池の外周の少なくとも一部に設けられていればよい。
この場合、堤体が設けられていない部分は地山等の既設の地盤でかつ堤体またはそれ以上の高さを有する突部によって形成される。したがって、ため池の外周は、堤体および突部によって形成された土構造物によって囲まれることになる。なお、土構造物は、基本的に土を主体として形成された構造物であって、その内部や表面にコンクリート等で形成された各種施設や物品が設けられたものを含む。
【００２７】
図２（Ａ）に示すように、本実施の形態では堤体１０は断面台形状に形成され、当該堤体１０の底部は基礎地盤Ｓの表層部を構成する軟弱層Ｓ１の表面（上面）に設置されているが、これに限らず、堤体１０の底部は軟弱層Ｓ１の表面から食い込むようにして設置されていてもよく、この場合、堤体１０の底面は軟弱層Ｓ１の表面と平行であってもよいし、傾斜していてもよい。また、堤体１０が設置される軟弱層Ｓ１の表面が水平面に対して傾斜していてもよい。なお、軟弱層Ｓ１の下方には支持層Ｓ２があり、軟弱層Ｓ１と支持層Ｓ２とによって基礎地盤Ｓが構成されている。
また、本実施の形態ではため池１１は平面視円形状であるが、これに限ることはない。例えば、平面視楕円形状、長円形状、多角形状等であってもよい。
【００２８】
堤体１０を挟んでため池１１側（図２（Ａ）において左側）を上流側とすると、堤体１０は、上流側の上流法面１０ｂに沿って、堤体１０の他の部分より遮水性が高く、かつ堤体１０の幅方向（図２（Ａ）において左右方向）に沿って所定の幅ａを有する高遮水性部分１５を有している。ここで、「堤体１０の他の部分」とは、堤体１０を構成する地盤でかつ高遮水性部分１５を除く部分のことをいう。
高遮水性部分１５は、刃金土のような遮水性の高い地盤材料によって横断面平行四辺形状に形成されているが、高遮水性部分１５の横断面形状は、平行四辺形状に限ることはなく、鋼製地中連続壁２０が堤体１０の内部において高遮水性部分１５を上下に貫通できるような形状であればよい。
本実施の形態では、高遮水性部分１５の上面は、堤体１０の天端１０ａの上流側略半分を占めており、天端１０ａと面一になっている。また、高遮水性部分１５の上流側の傾斜面は、堤体１０の上流法面１０ｂのほぼ全域を構成している。このため、ため池１１に貯留されている貯留水の一部が上流法面１０ｂから堤体１０の内部に次第に浸透していくのを抑制できる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、高遮水性部分１５は既設の堤体１０に設けられたものであるが、これに限ることはない。例えば、高遮水性部分１５の一部を新たな刃金土のような遮水性の高い地盤材料で入れ替えてもよいし、高遮水性部分１５に遮水性の高い地盤材料を増加してよい。さらに、堤体１０を新設で施工する際に、高遮水性部分１５を新設で施工してもよい。
【００３０】
また、堤体１０には、鋼製地中連続壁２０が堤体１０の延在方向（図２（Ａ）において紙面と直交する方向）に沿って設けられている。
すなわち、堤体１０の内部には、鋼製地中連続壁２０が堤体１０の延在方向（長手方向）に沿って平面視おいて連続的に一直線状に設置されている（図１参照）。つまり、鋼製地中連続壁２０はため池１１の堤体１０の長手方向の一端部から他端部にかけて一直線状に連続的に設置されている。
さらに、鋼製地中連続壁２０は、堤体１０の幅方向における中央部より上流側に寄った位置、つまり堤体１０の上流側の法肩近傍から鉛直に打設されている。
【００３１】
また、鋼製地中連続壁２０は、高遮水性部分１５を上下に貫通するとともに、上端が堤体１０の天端１０ａ（高遮水性部分１５の上面）に揃えられ、下端が堤体１０の下方でかつ軟弱層Ｓ１より下方に位置する支持層Ｓ２に根入れされている。鋼製地中連続壁２０の下端は、耐震性を考慮すると支持層Ｓ２に根入れされるのが好ましいが、浸透破壊だけを考慮した場合、堤体１０の底部またはその近傍に設置されたり、軟弱層Ｓ１に設置されたり、支持層Ｓ２の上面に当てるだけでもよい。
【００３２】
また、鋼製地中連続壁２０のうち、高遮水性部分１５を貫通している部分（図２（Ａ）において高さｂの部分を貫通している部分）より下方の部分の少なくとも一部は透水性を有している。例えば、鋼製地中連続壁２０の高遮水性部分１５を貫通している部分より下方で、かつ堤体１０の下部を構成する堤体下部地盤や、軟弱層Ｓ１に設けられている鋼製地中連続壁２０の下端部には、透水孔１７（図５参照）が設けられている。
【００３３】
鋼製地中連続壁２０は、図５に示すように、ハット形の鋼矢板１６を複数連結することによって形成されている。
鋼矢板１６はウェブ１６ａと、このウェブ１６ａの両端部にそれぞれ形成されたフランジ１６ｂと、このフランジ１６ｂのウェブ１６ａと逆側の端部に形成されたアーム１６ｃとを備え、このアーム１６ｃの先端部に継手１６ｄが形成されている。
そして、隣り合う鋼矢板１６，１６どうしは継手１６ｄ，１６ｄを互いに嵌合することによって連結され、これによって鋼製地中連続壁２０が形成されている。
鋼製地中連続壁２０を構成する鋼矢板はハット形の鋼矢板に限ることはなく、Ｕ形の鋼矢板、直線鋼矢板であってもよい。また、鋼製地中連続壁２０は、鋼矢板に限られず、鋼管杭または鋼管矢板で構成されていてもよいし、これらを組み合わせて構成されていてもよい。
【００３４】
ウェブ１６ａは、上側ウェブ１６ａ１と、下側ウェブ１６ａ２とによって一体的に形成され、下側ウェブ１６ａ２には、複数（多数）の楕円形状または円形状の透水孔１７が上下左右に所定間隔で設けられ、上側ウェブ１６ａ１には、透水孔１７は設けられていない。
そして、透水孔１７が設けられている下側ウェブ１６ａ２を有する下側部分が上述した透水性を有している部分となっている。
【００３５】
また、透水性を有している部分はこれに限らず、図示は省略するが、例えば、複数の鋼矢板を連結することによって形成された鋼製地中連続壁において、所定数の鋼矢板を他の鋼矢板より短く形成することによって、鋼製地中連続壁の下端部の一部に鋼矢板の幅分の開口を形成し、この開口を上述した透水性を有している部分としてもよい。
【００３６】
本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように、ため池１１の貯留水の一部が堤体１０の上流法面１０ｂから水平方向に浸透してくるが、この浸透水は鋼製地中連続壁２０で遮水されて下方に向かい、さらに、鋼製地中連続壁２０の下端部に設けられた透水孔１７（図５参照）を通って鋼製地中連続壁２０の背面側の軟弱層Ｓ１に流れる。なお、図２（Ａ）において水の流れを太線矢印で示す。
したがって、図２（Ｂ）に示すように、堤体１０の横断面において、高遮水性部分１５の一部である直角三角部分を流れる全流水量を、鋼製地中連続壁２０の、前記直角三角形部分に対向する部位を透水する全流水量より多くすることで、高遮水性部分１５と鋼製地中連続壁２０との間で流水量差を形成して、鋼製地中連続壁２０の背後（下流側）の堤体１０内で確実に先に排水させ、堤体１０内の水位を下げることができる。
つまり、下記式（３）を満たすことによって、高遮水性部分１５と鋼製地中連続壁２０との間で流水量差を形成して、堤体１０内の水位を下げることができる。
【００３７】
【数３】
2020158960.tif 000005
【００３８】
上記（３）式において、左辺は、前記直角三角形部分において水平方向に水が流れるとした場合に、水頭差（ｄｘ）、前記直角三角形部分の各高さにおける流線長（ａ／ｂ・ｘ）の積分値および高遮水性部分（刃金土）１５の透水係数ｋａから定まる全流水量であり、右辺は、鋼製地中連続壁２０において水平方向に水が流れるとした場合に、水頭差（ｂ）、鋼製地中連続壁２０の厚さを流線長（ｃ）、および鋼製地中連続壁２０の透水係数ｋｓから定まる全流水量である。なお、（３）式の左辺において、ａは鋼製地中連続壁２０が高遮水性部分１５を貫通する深度における高遮水性部分１５の幅（鋼製地中連続壁２０の、堤体１０の幅方向に高遮水性部分１５と直交する２面のうち、上流側に位置する、高遮水性部分１５と接する面の最下端部から、上流法面１０ｂまでの水平距離）、ｂは鋼製地中連続壁２０の高遮水性部分１５への貫通長さ（前記最下端部から、天端１０ａまでの距離）である。また上式において、全流水量を求める際の流水に直交する、流水方向の投影断面積として、奥行き方向（堤体の延在方向）は単位長さとし、高さ方向は、前記直角三角形部と鋼製地中連続壁部では同一のｂとしており、左辺と右辺で同一の項目となるため省略している。
【００３９】
そして、本実施の形態では、鋼製地中連続壁２０の透水係数をｋｓ（ｃｍ／ｓ）、高遮水性部分１５の透水係数をｋａ（ｃｍ／ｓ）、鋼製地中連続壁２０の厚さをｃ（ｃｍ）、鋼製地中連続壁２０が高遮水性部分１５を貫通する深度における高遮水性部分１５の幅をａ（ｃｍ）とすると、鋼製地中連続壁２０の高遮水性部分１５への貫通長さｂ（ｃｍ）を、上記（３）式に基づいて下記（１）式を満たすように設定する。
【００４０】
【数４】
2020158960.tif 000006
【００４１】
例えば、鋼製地中連続壁（鋼矢板）の透水係数ｋｓ：１×１０−６（ｃｍ／ｓ）、
鋼製地中連続壁の板厚（鋼矢板板厚）ｃ：１．０８（ｃｍ）、
高遮水性部分（刃金土）の透水係数ｋａ：５×１０−５（ｃｍ／ｓ）、
鋼製地中連続壁が高遮水性部分を貫通する深度における高遮水性部分の幅ａ：２５０（ｃｍ）とすると、
鋼製地中連続壁の高遮水性部分への貫通長さｂ＞１０２．４８（ｃｍ）となる。つまり、鋼製地中連続壁の高遮水性部分への貫通長さｂ（ｃｍ）を１０２．４８（ｃｍ）より長く設定すればよい。
なお、高遮水性部分の透水係数は、遮水性材料として、現場にて締め固めた状態の透水係数の最大値（土地改良事業設計指針「ため池整備」、農林水産省）とした。
【００４２】
また、本実施の形態では、鋼製地中連続壁の高遮水性部分への貫通長さをｂ（ｃｍ）、鋼製地中連続壁の厚さをｃ（ｃｍ）、鋼製地中連続壁が高遮水性部分を貫通する深度における高遮水性部分の幅をａ（ｃｍ）、高遮水性部分の透水係数をｋａ（ｃｍ／ｓ）とすると、鋼製地中連続壁の透水係数ｋｓ（ｃｍ／ｓ）を、上記（３）式または（１）式に基づいて下記（２）式を満たすように設定する。
【００４３】
【数５】
2020158960.tif 000007
【００４４】
例えば、鋼製地中連続壁の板厚（鋼矢板板厚）ｃ：１．０８（ｃｍ）、
鋼製地中連続壁の高遮水性部分への貫通長さｂ：２００（ｃｍ）、
高遮水性部分（刃金土）の透水係数ｋａ：５×１０−５（ｃｍ／ｓ）
鋼製地中連続壁が高遮水性部分を貫通する深度における高遮水性部分の幅ａ：２５０（ｃｍ）とすると、
鋼製地中連続壁の透水係数ｋｓ（ｃｍ／ｓ）＜１．１４×１０−６（ｃｍ／ｓ）となる。つまり、鋼製地中連続壁に必要な透水係数ｋｓを１．１４×１０−６（ｃｍ／ｓ）より低く設定すればよい。
なお、高遮水性部分の透水係数は上記と同様である。
【００４５】
以上のように、本実施の形態によれば、鋼製地中連続壁２０は、堤体１０の上流法面１０ｂに沿って、堤体１０の他の部分より遮水性が高く、かつ堤体１０の幅方向に沿って所定の幅を有する高遮水性部分１５を上下に貫通するともに、上端が堤体１０の天端１０ａに揃えられ、下端が堤体１０の下方に位置する基礎地盤Ｓの支持層Ｓ２に設置（根入れ）されているので、上流法面１０ｂから水平方向に浸透してきた水は鋼製地中連続壁２０で遮水されて下方に向かう。したがって、高遮水性部分１５と鋼製地中連続壁２０との間で流水量差を形成して、鋼製地中連続壁２０の背後（下流側）の堤体１０内で確実に先に排水させ、堤体１０内の水位を下げることができる。
このように、鋼製地中連続壁２０より内側（下流側）の堤体内部における地盤の地下水位を低下させることができるので、堤体１０のせん断強度を確保して、堤体１０内の有効応力を低下させず、堤体全体における液状化の発生を最小限とすることができ、鋼製地中連続壁自体の剛性と確保された堤体自体のせん断剛性により堤体１０のすべりを抑制し、補強効果の低下または消失を防ぐことができる。
【００４６】
また、堤体１０の上流法面１０ｂから水平方向に浸透してきた水は鋼製地中連続壁２０で遮水されて下方に向かうので、つまり鋼製地中連続壁２０に止水性能を担保させることで、堤体１０内の水流をコントロールし、鋼製地中連続壁面近傍において下向きに方向転換して、動水勾配を低減できるので、堤体１０内のパイピングを抑制して、堤体１０の浸透破壊を抑止できるとともに、貯留水が常に存在しているため池１１であっても、工事費用を安価に留めつつ堤体の安定性を確保することができる。
また、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の幅方向において１列とすることによって、工期・工費を抑制することができる。
【００４７】
さらに、堤体１０が損傷した場合にも，鋼製地中連続壁２０がフェイルセーフのように機能し、ため池１１の貯留水をせき止めることが可能となる。
また、鋼製地中連続壁２０のうち、高遮水性部分１５を貫通している部分より下方の部分の少なくとも一部が透水性を有しているので、高遮水性部分１５より下方の堤体下部地盤やその下方の軟弱層Ｓ１となっている地盤において、水流による水圧上昇を抑え有効応力低下を抑止できる。
また、高遮水性部分１５を支える下部地盤（軟弱層Ｓ１）において、地盤の有効応力の低下を限定的に抑えることができるため、高遮水性部分１５の崩壊を防止でき、さらに、堤体１０より下方の下部地盤（軟弱層Ｓ１）における地下水流を阻害することがない。
【００４８】
なお、本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の上流側の法肩近傍から打設して、高遮水性部分１５を上下に貫通させたが、鋼製地中連続壁２０の打設位置は前記法肩近傍に限ることはない。例えば、堤体１０の天端１０ａの幅方向中央部から打設して、高遮水性部分１５を上下に貫通させてもよい。要は、高遮水性部分１５を堤体１０の内部において上下に貫通させるように、鋼製地中連続壁２０を堤体１０の天端１０ａから打設すればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０  堤体
１０ａ  天端
１０ｂ  上流法面
１１  ため池
２０  鋼製地中連続壁
Ｓ  基礎地盤
Ｓ１  軟弱層
Ｓ２  支持層
【図１】
2020158960.tif 000010
【図２】
2020158960.tif 000011
【図３】
2020158960.tif 000012
【図４】
2020158960.tif 000013
【図５】
2020158960.tif 000014