(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表に設けられた通路の下方の地盤内に地中構造物が埋設された地盤における地盤沈下対策構造であって、
前記通路の下方に、少なくとも前記地中構造物の端部の上方を跨ぐように配置された面状補強材と、
前記面状補強材の上方に、少なくとも前記端部の上方を跨ぐように複数層敷設され、各層は互いに水平方向に相対移動可能である板状補強材と、を備え、
前記各層は複数の前記板状補強材で構成され、各層の前記複数の板状補強材は、その目地が、隣接する層における前記複数の板状補強材の目地と一致しないように敷き詰められていることを特徴とする地盤沈下対策構造。
【請求項２】
請求項１記載の地盤沈下対策構造であって、
前記地中構造物は、前記通路の下方を横切るように埋設されていることを特徴とする地盤沈下対策構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の地盤沈下対策構造であって、
前記板状補強材は、繊維補強ボードであることを特徴とする地盤沈下対策構造。
【請求項４】
地表に設けられた通路の下方の地盤内に地中構造物が埋設された地盤における地盤沈下対策方法であって、
前記舗装の下方に、少なくとも前記地中構造物の端部の上方を跨ぐように面状補強材を配置し、
前記面状補強材の上方に、少なくとも前記端部の上方を跨ぐように複数層の板状補強材を、各層は互いに水平方向に相対移動可能に敷設し、その際、前記各層を複数枚の前記板状補強材で構成し、前記複数の板状補強材を、その目地が、隣接する層における前記複数の板状補強材の目地と一致しないように敷き詰めることを特徴とする地盤沈下対策方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルバートなどの地中構造物が道路等の下方に埋設された地盤における地盤沈下対策構造および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中にカルバートなどの地中構造物が存在する地盤において、この地中構造物が地表の道路を横切るように埋設されている場合がある。この場合、大規模な地震が生じた際に、地盤には沈下が生じるが、地中構造物の上部の地盤の層厚が、地中構造物の周囲の地盤の層厚に比べて小さいので、地中構造物の上部の地盤における沈下量は、地中構造物の周囲の地盤における沈下量に比べて小さくなる。このため、地中構造物と周囲の地盤との境界において道路に大きな段差が生じてしまい、車両等の通行が遮断されてしまうことがある。このような場合、地震後の緊急車両等の通行に支障が生じ、大きな問題となることが想定される。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、図７に示すように、地中構造物３０の上部の地盤を改良し、改良地盤２２０の端部と、改良が施されていない地盤との間に床版２１０を設置する方法が記載されている。かかる構成によれば、周囲の地盤１に沈下が生じたとしても床版２１０の両端が改良地盤２２０と周囲の地盤とで支持された状態となるため、地面に段差が発生するのを防止して車両が通行可能な状態を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９―２５０００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の方法では、床版の施工は大掛かりな工事であり、さらに、床版の地中構造物側の端部を支持するために、地中構造物の上方を地盤改良することも必須であるため、道路が地中構造物を横切る全ての地点に上記の対策を講じることは大変な作業量である。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、地中構造物が地表の道路等を横切るように埋設されている地盤に大規模な地震動が作用しても、車両等の通行を妨げるような段差が生じないような対策を簡易な施工で実現できる方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の地盤沈下対策構造は、地表に設けられた通路の下方の地盤内に地中構造物が埋設された地盤における地盤沈下対策構造であって、前記通路の下方に、少なくとも前記地中構造物の端部の上方を跨ぐように配置された面状補強材と、前記面状補強材の上方に、少なくとも前記端部の上方を跨ぐように複数層敷設され、各層は互いに水平方向に相対移動可能である板状補強材と、を備え、前記各層は複数の前記板状補強材で構成され、各層の前記複数の板状補強材は、その目地が、隣接する層における前記複数の板状補強材の目地と一致しないように敷き詰められていることを特徴とする。
【０００８】
上記の地盤沈下対策構造において、前記地中構造物は、前記通路の下方を横切るように埋設されていてもよい。また、前記板状補強材は上下に複数層敷設され、各層の板状補強材は互いに水平方向に相対移動可能であってもよい。また、前記板状補強材は、繊維補強ボードであってもよい。
【０００９】
また、本発明の地盤沈下対策方法は、地表に設けられた通路の下方の地盤内に地中構造物が埋設された地盤における地盤沈下対策方法であって、前記舗装の下方に、少なくとも前記地中構造物の端部の上方を跨ぐように面状補強材を配置し、前記面状補強材の上方に、少なくとも前記端部の上方を跨ぐように板状補強材を敷設し、その際、前記各層を複数枚の前記板状補強材で構成し、前記複数の板状補強材を、その目地が、隣接する層における前記複数の板状補強材の目地と一致しないように敷き詰めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、地震時に地中構造物の周囲の地盤が沈下したとしても、地表面に対して面内方向に作用する地中の引張荷重を面状補強材が負担し、さらに、通路に上下方向の段差を生じさせるように作用するせん断力を板状補強材が負担するため、通路に生じる段差を抑制することができる。そして、本発明は、面状補強材と、板状補強材を配置するのみでよいため、作業性が良く、容易に施工できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】地盤沈下対策の対象となる道路を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の地盤沈下対策構造を示す道路の長さ方向に沿った鉛直断面図である。
【図３】図１におけるＡ部の拡大断面図である。
【図４】各層の繊維補強ボードの配置を説明するための平面図である。
【図５】アスファルト層に変形が生じた場合の地盤沈下対策構造を示す鉛直断面図である。
【図６】地盤沈下対策構造を分割して設けた場合の実施形態を示す図である。
【図７】従来の地盤沈下対策構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の地盤沈下対策構造の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の地盤沈下対策構造１０は、道路１００の下方を横切るようにカルバート３０が埋設された地盤において、大規模な地震時にカルバート３０の両端部の上方の路面に段差が生じるのを防止するためのものである。
【００１３】
図２及び図３に示すように、地盤地下対策構造１０は、カルバート３０の上方の路盤２０上にジオテキスタイル１１が敷設され、その上に、縦横に敷詰られた複数の繊維補強ボード１２が三層積層されて構成されている。図２に示すように、ジオテキスタイル１１及び繊維補強ボード１２は、カルバート３０の上方に、その両端（道路長さ方向の両端）を越えて延びるように設置されている。すなわち、ジオテキスタイル１１は、カルバート３０の図２中左端部の上方位置よりも同図中左側の位置から、カルバート３０の上方を越えて、カルバート３０の図中右端部の上方位置より図中右側の位置まで延びるように敷設され、その上に、繊維補強ボード１２が積層されている。
【００１４】
ジオテキスタイル１１は、樹脂製の網材であり、高い引張強度を有している。ジオテキスタイル１１は、全長に亘って路盤２０及び下層アスファルト層１３Ａに定着されており、カルバート３０の両端部の上部位置から夫々図２の左側及び右側へ延びる長さは、地震時に地盤が沈下した際に、道路１００の舗装や通行する車両の荷重による引張力が作用しても定着が維持されているように決定されている。
【００１５】
図４は、各層の繊維補強ボード１２の配置を説明するための平面図である。繊維補強ボード１２はせん断強度が大きい厚さ６〜９ｍｍ程度のボードであり、例えば、アラミド繊維と、高強度ビニロン繊維とを混入したセメントボード（例えば、スムースボード（登録商標））を用いることができる。図４に示すように、各層の繊維補強ボード１２は、各層のボード目地が一致しないように、互いに位置をずらして縦横に敷き詰められて積層されている。また、３層の繊維補強ボード１２は接着されておらず、互いに滑ることによって水平方向に相対移動可能である。なお、このように各層に複数の繊維補強ボード１２を縦横に敷き詰めているのは、輸送、運搬等の関係から繊維補強ボード１２の寸法に制限があるためである。
【００１６】
かかる地盤沈下対策構造１０を備えた地盤１に地震動が作用すると、周囲の地盤１にゆるみが生じ、周囲の地盤１が沈下する。これに対して、本実施形態の地盤沈下対策構造１０では、引張強度の強いジオテキスタイル１１が埋設され、その両端が地盤１又は路盤２０に定着されているため、ジオテキスタイル１１の引張耐力によりアスファルト層１３Ａ，１３Ｂに作用する面内方向の引張力を負担することができる。
【００１７】
また、ジオテキスタイル１１は、引張耐力は強いもののせん断力には抵抗できないため、ジオテキスタイル１１のみでアスファルト層１３Ａ，１３Ｂを支持したとすると、道路１００に段差を生じさせるようなせん断力が作用した場合に、この力に抵抗することができず、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂに段差が生じてしまう虞がある。
【００１８】
これに対して、本実施形態では、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂの下方に三層の繊維補強ボード１２を敷設している。カルバート３０の端部の上部に作用する段差を生じさせるようなせん断力に対して、繊維補強ボード１２が抵抗し、平面形状を維持することで、大規模な地震動が作用した際に、カルバート３０の端部の上部に段差が生じるのを防止できる。なお、地震動により繊維補強ボード１２が傾斜することがあるが、その場合も平面形状を保ったまま傾斜するので、段差は生じず、車両の通行に支障はない。
【００１９】
また、上記のように、繊維補強ボード１２は一体ではなく、複数の繊維補強ボード１２を縦横に並べているため、せん断力を負担することはできるが、引張力を負担することはできない。これに対して、上記のようにジオテキスタイル１１は引張力を負担することができる。このように、本実施形態によれば、ジオテキスタイル１１と繊維補強ボード１２とがせん断力と引張力とを分担することで、床版を設置したり、地盤を改良したりすることなくアスファルト層１３Ａ，１３Ｂの連続性を維持できる。
【００２０】
さらに、地震時には、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂと地盤１とは、異なる挙動で変位する。このため、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂと地盤１とが互いに拘束されている場合には、地盤１からアスファルト層１３Ａ、１３Ｂに引張力やせん断力が作用して、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂに変形や破損が生じる虞がある。これに対して、本実施形態では、三層の繊維補強ボード１２は、互いに水平方向に相対移動可能である（すなわち、上層と中間層の繊維補強ボード１２の間、及び、中間層と下層の繊維補強ボード１２の間で縁切りされている）。このため、地震時にアスファルト層１３Ａ，１３Ｂと、地盤１とが夫々独立して変位することができるため、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂが変形、破損するのを防止できる。
また、図５に示すように、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂに大きな地震荷重が作用して、アスファルト層１３Ａ，１３Ｂが屈曲するような変形が生じた場合には、三層の補強ボード１２が互いに滑ることで、一層構造の場合に比べて、せん断力に対する変形性能が向上する。
【００２１】
かかる地盤沈下対策構造１０は、以下のようにして構築できる。
まず、道路を構築するにあたり、地盤を掘削してカルバート３０を設置し、カルバートの周囲を埋め戻して、路体を構築する。そして、この路体の表面に砕石を敷均し、この砕石を締め固めて路盤２０を形成する。
次に、この路盤２０上にカルバート３０を跨ぐようにジオテキスタイル１１を敷設する。
【００２２】
次に、ジオテキスタイル１１の上方に、タックコートを塗布し、繊維補強ボード１２を三層重ねて敷設する。
次に、繊維補強ボード１２の上方に下層及び上層のアスファルト層１３Ａ，１３Ｂを舗装する。
以上の工程により、地盤沈下対策構造１０を構築することができる。
このように、本実施形態の地盤沈下対策構造１０は、ジオテキスタイル１１及び繊維補強ボード１２を配置するのみでよいので、手間と時間をかけずに構築することができる。  
【００２３】
なお、本実施形態では、ジオテキスタイル１１を路盤２０の上方に配置する構成としたが、これに限らず、路盤２０内に埋設する構成としてもよいし、路盤２０の下の路床に埋設してもよい。
また、本実施形態では、地中構造物としてカルバート３０が埋設されている場合について説明したが、地中構造物はカルバートに限られず、埋設配管が道路と交差する場合や、道路下に埋設された枡や水槽等にも適用できる。
また、必ずしも、地中構造物は通路を横切っている必要はなく、例えば、道路１００の下方に、道路１００に沿うようにカルバートなどの地中構造物が埋設されている場合にもこの地中構造物の端部を跨ぐように、面状補強部材及び板状補強部材を配置すればよく、要するに、通路の下方に地中構造物が埋設されている通路であれば本発明を適用できる。
【００２４】
また、本実施形態では、繊維補強ボード１２を三層重ねることで、２つの滑り面を形成し確実に繊維補強ボード１２の相対変位を可能とすることとしたが、これに限らず、二層又は四層以上重ねる構成としてもよい。要するに上下の繊維補強ボード１２が互いに相対移動できればよい。また、繊維補強ボード１２の間に滑り材を介在させてもよく、３枚の場合には、中間の繊維補強ボード１２が滑り材としても機能することとなる。
【００２５】
また、本実施形態では、カルバート３０の上方に、その両側（道路長さ方向の両端）を超えて延びるようにジオテキスタイル１１及び繊維補強ボード１２を配置するものとしたが、これに限らず、図６に示すように、少なくともカルバート３０の上方に、その端部を跨ぐように配置されていればよい。すなわち、カルバート３０の両側の部分に分けて地盤沈下対策構造１０を構築することもできる。
【００２６】
また、本実施形態では、面状補強材としてジオテキスタイル１１を用いる構成としたが、これに限らず、引張力を負担できる面状補強材であれば用いることができる。また、本実施形態では、板状補強材として繊維補強ボード１２を用いる構成としたが、これに限らず、せん断力を負担できる板状補強材であれば用いることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  地盤沈下対策構造
１１  ジオテキスタイル
１２  繊維強化ボード
１３、１３Ａ，１３Ｂ  アスファルト層
２０  路盤
３０  カルバート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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