(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挟持ネットを用いて土砂層を補強する方法であって、
土砂層の上下を挟持ネットで覆い、
挟持ネットとの掛止手段を具備した締付治具を使用し、
挟持ネットと共に土砂層に締付治具をねじ込み、前記締付治具で挟持ネット間の土砂層を締め付けて拘束して補強地盤を形成したことを特徴とする、
土砂層の補強方法。
【請求項２】
挟持ネットを用いて土砂層を補強する方法であって、
挟持ネットを敷設した後、該挟持ネット上に土砂層を形成する第１工程と、
前記土砂層の上面に挟持ネットを敷設する第２工程と、
土砂層の複数箇所に挟持ネットとの掛止手段を具備した複数の締付治具を貫通してねじ込み、前記締付治具で挟持ネット間の土砂層を締め付けて拘束して補強地盤を形成する第３工程と、
第２工程で敷設した挟持ネット上に土砂層を形成する第４工程とを１サイクルとし、
前記工程を複数サイクル行い、締付治具で以って相互に一体性を持たせて補強地盤の積層体を構築することを特徴とする、
土砂層の補強方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、土砂層の上下を覆った挟持ネットの間に所定の間隔を隔てて複数本の剛性を有する締付治具をねじ込んで挟持ネット間の土砂層を締め付け、前記締付治具群の剛性により補強地盤を補強したことを特徴とする、土砂層の補強方法。
【請求項４】
上下面を挟持ネットで覆った土砂層にねじ込んで土砂層を締め付ける締付治具であって、
土砂層を貫通可能な長さを有するロッド部と、
前記ロッド部の一端に、前記挟持ネットと掛止可能に形成した膨出部と、
前記ロッド部の他端に、前記挟持ネットの開口にねじ込んで掛止可能に形成した螺旋突条とよりなり、
前記ロッド部の他端に、挟持ネットの開口との位置合わせを行うガイドエッジを形成したことを特徴とする、
締付治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基礎地盤の補強工や盛土工等に適用できる土砂層の補強方法および締付治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土砂層の中に合成樹脂製のネットを敷き込むことにより土砂層を補強して基礎地盤を補強したり、或いは補強盛土による堤体を構築したりすることが知られている。
土砂層の補強要因は、締め固めによる土砂層の増強効果に加えて、土砂層間に敷き込んだネットのせん断抵抗による土砂の滑り破壊に対する抵抗力の増大と、ネットを通じた荷重分散作用による土砂層の塑性流動の阻止が主たる要因である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した土砂層の補強技術には次のような問題点がある。
＜イ＞補強盛土の場合、補強効果を高めるには土砂層の層厚を薄くして転圧効果を高めればよいが、ネットの敷設数と転圧回数が増して作業性が悪くなるだけでなく施工コストが嵩む問題がある。
＜ロ＞土砂層に敷き込んだネットは、ネットの長さ方向に向けた土砂の移動を拘束するが、ネット間に位置する土砂の移動を確実に拘束することが難しい。
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは土砂層の拘束効果を大幅に改善できる、土砂層の補強技術を提供することにある。
さらに本発明は挟持ネットを損傷せずに開口の位置合わせを容易に行なえる締付治具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、挟持ネットを用いて土砂層を補強する方法であって、土砂層の上下を挟持ネットで覆い、挟持ネットとの掛止手段を具備した締付治具を使用し、挟持ネットと共に土砂層に締付治具をねじ込み、前記締付治具で挟持ネット間の土砂層を締め付けて拘束して補強地盤を形成したことを特徴とする、土砂層の補強方法である。
請求項２に係る発明は、挟持ネットを用いて土砂層を補強する方法であって、挟持ネットを敷設した後、該挟持ネット上に土砂層を形成する第１工程と、前記土砂層の上面に挟持ネットを敷設する第２工程と、土砂層の複数箇所に挟持ネットとの掛止手段を具備した複数の締付治具を貫通してねじ込み、前記締付治具で挟持ネット間の土砂層を締め付けて拘束して補強地盤を形成する第３工程と、第２工程で敷設した挟持ネット上に土砂層を形成する第４工程とを１サイクルとし、前記工程を複数サイクル行い、締付治具で以って相互に一体性を持たせて補強地盤の積層体を構築することを特徴とする、土砂層の補強方法である。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、土砂層の上下を覆った挟持ネットの間に所定の間隔を隔てて複数本の剛性を有する締付治具をねじ込んで挟持ネット間の土砂層を締め付け、前記締付治具群の剛性により補強地盤を補強したことを特徴とする、土砂層の補強方法である。
請求項４に係る発明は、上下面を挟持ネットで覆った土砂層にねじ込んで土砂層を締め付ける締付治具であって、土砂層を貫通可能な長さを有するロッド部と、前記ロッド部の一端に、前記挟持ネットと掛止可能に形成した膨出部と、前記ロッド部の他端に、前記挟持ネットの開口にねじ込んで掛止可能に形成した螺旋突条とよりなり、前記ロッド部の他端に、挟持ネットの開口との位置合わせを行うガイドエッジを形成したことを特徴とする、締付治具である。
【０００６】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
【０００７】
＜イ＞下位の挟持ネットの敷設工
図２に示すように基礎地盤１０の補強範囲に亘って帯状の挟持ネット２０ａを敷設する。
隣り合う挟持ネット２０ａ間は相互に側縁部を重合させて敷設する。必要に応じて挟持ネット２０ａの重合部を接着またはピンの打設により一体に接合する。
尚、本例における基礎地盤１０には、硬質地盤の他に軟弱地盤、コンクリート覆工面、法面、斜面を含むものである。
【０００８】
挟持ネット２０ａには引張強度に優れた可撓性を有する公知のメッシュ状のネット材を使用できる。
強度や施工性を考慮すると、挟持ネット２０ａとして補強繊維入りの樹脂製ネットである商品名アデム（前田工繊株式会社製）が最適であるが、その他に例えば溶接金網等の金網やエキスパンドメタル等を使用することができる。。
【０００９】
＜ロ＞土砂の撒き出し・転圧工
つぎに挟持ネット２０ａ上に土砂等を撒き出し、各種の転圧用機器を用いて締め固めて一定の層厚の土砂層３０を形成する。
後述するように、本発明は締付治具４０を用いて土砂層３０の上下を強制的に拘束するため、土砂層３の層厚は締付具４０を用いない場合と比べて厚く設定することが可能となる。
【００１０】
＜ハ＞上位の挟持ネットの敷設
図２に示すように土砂層３０の上面全域に、前記した挟持ネット２０ａと同質で同形の挟持ネット２０ｂを敷設して土砂層３０の上下両面を挟持ネット２０ａ，２０ｂで被覆する。
土砂層３０の側面は露出させたままにしておくか、或いは側面も塞いで全体を袋状に形成してもよい。
尚、説明の便宜上、図面では挟持ネット２０ａ，２０ｂを土砂層３０から僅かに離隔して表記しているが、実際は接している。
【００１１】
＜ニ＞ネット間の拘束工
土砂層３０の上下両面を挟持ネット２０ａ，２０ｂで被覆しただけでは土砂層３０の移動、殊に上下方向の移動を確実に拘束することができない。
そこで、図３に示すように複数の締付治具４０を用いて上下の挟持ネット２０ａ，２０ｂ間の土砂層３０を上下両面から強制的に締め付けて拘束する。
【００１２】
図１，４を基に締付治具４０の一例について説明する。
図４に例示した締付治具４０は、棒状のロッド部４１と、ロッド部４１の一端に形成した膨出部４２と、ロッド部４１の他端側の外周面に形成した螺旋突条４３と、ロッド部４１の他端側の端部を半切り４４して形成したガイドエッジ４５，４５とを具備していて、これらの各部を金属または樹脂等の剛性を有する素材で一体に形成したものである。
【００１３】
ロッド部４１は挟持ネット２０ａ，２０ｂの開口２１を貫挿可能な断面寸法に設定してあり、またその全長は土砂層３０の層厚と略等しい長さに設定してある。
【００１４】
膨出部４２は挟持ネット２０ａ，２０ｂの開口２１を貫通不能で挟持ネット２０ａ，２０ｂに掛止可能な大きさを有する。また膨出部４２は締付治具４０に外部から簡単な工具を介して回転力を付与できるように、外形が多角形を呈するか、或いはその中心に多角形の角穴を形成している。
尚、本例では膨出部４２に拡径した鍔４６を一体に形成した場合を示すが、鍔４６は必須ではなく、省略する場合もある。
【００１５】
螺旋突条４３はロッド部４１の端部から一定の長さに亘ってスパイラル状に形成した自穿孔する羽根で、その外径がロッド部４１２の先端へ向けて徐々に小さくなっている。
すなわち螺旋突条４３の最小径は挟持ネット２０ａ，２０ｂの開口２１と等しいか、或いはそれより僅かに小さく形成し、またその最大径は挟持ネット２０ａ，２０ｂの開口２１より大きく形成する。
螺旋突条４３の最小径を上記のように設定したのは、ロッド部４１の先端部を挟持ネット２０ａ，２０ｂの開口２１に通過させるためであり、また螺旋突条４３の大径部を上記の寸法関係に設定したのは、開口２１を貫挿させた状態で、螺旋突条４３の螺旋面を挟持ネット２０ａに掛止させるためである。
また締付治具４０の全体形状は、上記した拘束機能が得られれば例示したボルト形状に限定されるものではない。
【００１６】
一般に杭体や釘、ビス類の貫入部材においては、先端部を先鋭に形成することで、貫入抵抗を小さくして、かつ直進性を確保している。
本発明で用いる締付治具４０ではこのような従来の手法を採用しない。
何故なら、締付治具４０はそのロッド部４１の先端を目視不能な下位の挟持ネット２０ａの開口２１に位置合わせしてねじ込む必要があり、ロッド部４１の先端が先鋭であると開口２１との位置合わせができないうえに、開口２１の中心からずれてねじ込むと挟持ネット２０ａを切り刻む可能性があるからである。
【００１７】
そこで、締付治具４０ではそのロッド部４１の端部を半切り４４し、半切りして残ったロッド部４１の半円柱部４６の縁部をガイドエッジ４５，４５として形成することより、挟持ネット２０ａ，２０ｂの損傷回避と開口２１との位置合わせを可能とする。
【００１８】
すなわち、締付治具４０を貫入方向へ回しながらロッド部４１の先端側を上位の挟持ネット２０ｂ、土砂層３０、下位の挟持ネット２０ａの順でねじ込み、両挟持ネット２０ａ，２０ｂを締付治具４０で締め付けて土砂層３０を上下方向から拘束する。
この締付治具４０によるねじ込み作業を所定の間隔を隔てて複数箇所で行う。
【００１９】
締付治具４０を上位の挟持ネット２０ｂにねじ込む際は、目視可能であるためロッド部４１の先端と開口２１の位置合わせを容易に行える。
上位の挟持ネット２０ｂの開口２１を貫通した後、締付治具４０はロッド部４１と共に螺旋突条４３が回転して土砂層３０の深部へと貫入していく。
【００２０】
締付治具４０のロッド部４１の先端が下位の挟持ネット２０ａまで達したとき締付治具４０の中心が開口２１の中心位置に一致しているとは限らない。
両者の中心が多少ずれていても、図５，６に示す如く締付治具４０に与えた回転によりロッド部４１の先端の半円柱部４６が挟持ネット２０ｂの開口２１に入り込む。
【００２１】
さらに締付治具４０の回転に伴い、開口２１内に位置する半円柱部４６の一方のガイドエッジ４５が開口２１を画成する挟持ネット２１ｂに当接し、この当接点を支点として、締付治具４０の中心が開口２１の中心と一致するように、締付治具４０が回転移動する。これにより図７に示すようにロッド部４１の螺旋突条４３による開口２１へのねじ込みが可能となる。
殊に、ロッド部４１の端面が先鋭でなく平面であるため、挟持ネット２０ｂを傷つけずに開口２１との位置合わせが行なえる。
【００２２】
＜ホ＞土砂層の拘束作用
図４に拡大して示すように、締付治具４０はその膨出部４２が上位の挟持ネット２０ｂに掛止した後も回転を続けることで、ロッド部４１の先端の螺旋突条４３が下位の挟持ネット２０ａのねじ込み量が増して土砂層３０の上下面を強制的に締め付ける。
同様に適宜の間隔を隔てて複数箇所を締付治具４０で以って土砂層３０の上下面を強制的に締め付けて拘束して、せん断強度の高い補強地盤５０を得る。
【００２３】
補強地盤５０を構成する土砂の水平方向の移動は、各挟持ネット２０ａ，２０ｂのメッシュ構造により阻止される。
また土砂の上下方向の移動は挟持ネット２０ａ，２０ｂを介した締付治具４０の締付力により阻止される。
【００２４】
尚、下位の挟持ネット２０ａを貫通した締付治具４０のロッド部４１の先端は最終的に基礎地盤１０へ貫入するため、例えば基礎地盤１０が傾斜している場合は、締付治具４０が補強地盤５０を傾斜面に固定するアンカー部材として機能する。
【００２５】
また基礎地盤１０が高含水率の場合には、最下位の挟持ネット２０ａに遮水性を付与しておけば、補強地盤５０と基礎地盤１０が同化せずに済み、長期間に亘って補強地盤５０の高いせん断強度を維持することができる。
【００２６】
＜ヘ＞上載荷重による補強作用
補強地盤５０はそれ自体で高いせん断強度を有するが、補強地盤５０を支持地盤としてその上部に各種の上部構造物を構築すると、以下に説明する如く補強地盤５０のせん断強度（曲げ強度）が飛躍的に高くなる。
【００２７】
上部構造物を築造する前の補強地盤５０は、その土粒間にある程度の隙間を有するが、上部構造物の重量が補強地盤５０に作用すると、土粒が隙間の狭小方向へ変位し、各土粒間の接触による摩擦力の上昇に比例して各土粒間の結合力が高まる。
土粒間の摩擦力が所定の値に達すると、それ以上変形が進行せず、石のように硬く固まる。
この自己硬化現象が挟持ネット２０ａ，２０ｂと複数の締付治具４０で複数に区画した単位で生じることから、補強地盤５０全体としてのせん断強度（曲げ強度）が飛躍的に高くなる。
【００２８】
また上記したように補強地盤５０に上載荷重が作用した場合、自己硬化作用に伴い、上下の挟持ネット２０ａ，２０ｂに大きな引張力が作用しない。
したがって、挟持ネット２０ａ，２０ｂに大きな引張力が作用せず、土粒の変形を拘束できる程度の小さな引張力に耐え得る強度設定でよい。
【００２９】
【発明の実施の形態２】
以降に他の実施の形態について説明するが、その説明に際し、前記した実施の形態１と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３０】
図８は複数の土砂層３０ａ，３０ｂ……を積層して盛土堤体や擁壁を構築する他の実施の形態を示す。
本例にあっては、前記した実施の形態１の施工方法で以って一層目の補強地盤３０ａを築造した後、一層目の挟持ネット２０ｂ上に二層目の土砂層３０ｂを形成する第１工程、二層目の土砂層３０ｂ上に挟持ネット２０ｃを敷設する第２工程、二層目上位の挟持ネット２０ｃと一層目上位の挟持ネット２０ｂ間を締付治具４０で拘束する第３工程を１サイクルとし、これを数サイクル繰り返す。
【００３１】
また複数の土砂層３０と３枚以上の挟持ネットを貫通可能な長さの締付治具４０を使用してもよい。
【００３２】
本実施の形態にあっては、各層状に構築した補強地盤５０の間を締付治具４０が連結して一体性が高まるだけでなく、上位側の補強地盤５０の重量を下位側の補強地盤５０のせん断強度（曲げ強度）向上の上載荷重として利用できる利点がある。
【００３３】
【発明の実施の形態３】
締付治具４０や上載過荷重（サーチャージ）により土砂層３０を締め付けた後に、締付治具４０を再度締付けする場合もある。
本例にあっては、土砂層３０のサーチャージを撤去した場合や、経時的に土砂が自然沈降した場合に浮き上がった締付治具４を再度締付けできる利点がある。
【００３４】
【発明の実施の形態４】
以上は各挟持ネット２０ａ，２０ｂと締付治具４０の協働作用により土砂層３０のせん断強度を高める場合について説明したが、土砂層３０に貫入する締付治具４０の単位面積当たりの貫入本数を増すことによって補強地盤５０の剛性を高めることも可能である。
締付治具４０の貫入本数を増すと、締付治具４０の剛性補強作用により盛土補強地盤５０の剛性が高まり、結果として土砂の水平移動拘束効果が増すことになる。
本例の場合、土砂層３０が軟弱である場合に有効である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は次の効果を得ることができる。
＜イ＞土砂層の上下に敷設した挟持ネット間を締付治具で強制的に締め付けるので、ネット方向へ向けた土砂の移動だけでなく、土砂の上下方向の移動も効果的に拘束することができる。
殊に土砂層の間に貫通させた締付治具が変形し難いため、この締付治具が抵抗部材となって、土砂の移動防止効果がより高くなる。
＜ロ＞土砂層の上下に敷設した挟持ネットと複数の締付治具とにより、土砂層を多数に区画して拘束できるので、基礎地盤に何ら手を加えずに直接、せん断強度の高い補強地盤を得ることができる。
＜ハ＞補強地盤に上載荷重を作用させると、補強地盤のせん断強度が飛躍的に高くなる。
＜ニ＞土砂層を形成する前後に挟持ネットを敷設し、最後に締付治具で土砂層を上下に締め付けるだけであるから、機械化による急速施工が可能となり、施工性に優れる。
＜ホ＞締付治具を使用することで、挟持ネットを損傷させずに、しかも人為的な位置合わせ不要として挟持ネットに確実に掛止することができる。
＜ヘ＞拘束具として簡単な形状の締付治具を使用し、しかも締付治具の取り付けに大型の機材を必要としないので、全体として工期の短縮及び工費の低減が図れる。
＜ト＞地盤が傾斜している現場では、土砂層の締め付け具である締付治具の先端が基礎地盤に貫入してアンカー部材として機能するので、補強地盤の固定に別途の専用アンカーを省略できて、安定して補強地盤を保持できる。
＜チ＞補強地盤を積層して施工すると、全体として一体性があって、せん断強度の高い堤体を構築できる。
＜リ＞軟弱地盤の支持地盤や補強盛土による堤体や擁壁等の種々の用途に適用できて汎用性に富む。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る補強地盤の一部を省略した斜視図
【図２】  挟持ネットの敷設工と土砂層の形成工の説明図
【図３】  締付治具による土砂層の拘束工の説明図
【図４】  締付治具の説明図
【図５】  締付治具のロッド部の先端と挟持ネットの位置合わせの説明図
【図６】  図５におけるＶＩ−ＶＩの矢視図
【図７】  挟持ネットと締付治具のロッド部の螺旋突条の掛止状態の説明図
【図８】  補強地盤を積層した実施の形態２に係る説明図
【符号の説明】
１０        基礎地盤
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ    挟持ネット
２１        挟持ネットの開口
３０        土砂層
４０        締付治具
４１        ロッド部
４２        膨出部
４３        螺旋突条
４５        ガイドエッジ
５０        補強地盤
【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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【図８】
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