(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
法面に対し透水性を確保した反力板を当て、断面が逆台形をなす躯体の前面勾配線に沿い自然石を積重ね、前記自然石それぞれを前記反力板と水平方向の連結部材で連結し、胴込め材を充填し、天端部に天端用吸出し防止材を敷設し、前記天端用吸出し防止材の上に天端用自然石を配置し、前記天端用自然石を前記反力板と斜め下方向の連結部材で連結していることを、特徴とするもたれ式擁壁構造体。
【請求項２】
前記自然石どうしの隙間から前記胴込め材が抜け出さないために、前記自然石背面および前記反力板背面に吸出し防止材を敷設し、前記天端用吸出し防止部材とともに三面方向で前記胴込め材を囲い込むことを、特徴とする請求項１記載のもたれ式擁壁構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のもたれ式擁壁構造体の断面を、逆台形の空積み構造にして一体化断面とすることにより形成されることを、特徴とする逆台形不静定もたれ式擁壁構造物。
【請求項４】
請求項３記載の逆台形不静定もたれ式擁壁構造物の天端部に新たに上段の逆台形不静定もたれ式擁壁を積重ねて上下の多段積擁壁を連結一体化したことを、特徴とする多段積もたれ式擁壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は河川の流れから河岸を保護する河川護岸工、造成地、道路等の法面保護し、有効な土地利用のための擁壁工など土木構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川護岸工、擁壁工など、国土保全のための土木構造物はコンクリート躯体が多用されており、平成１１年３月版の道路土工擁壁工指針では、もたれ式擁壁がコンクリート躯体で、重力式擁壁の一部として分類される。また、コンクリート躯体もたれ式擁壁は型枠工が必要であり、コンクリート躯体本体が自立するために静定構造を要する。しかし、背面に傾けすぎる断面のもたれ式擁壁は自立できない不静定構造となる。
【０００３】
自然石を前面勾配で積み上げて、正面から見れば自然石群が重なり合うので間隙が生じるため胴込め材最大粒径がこの隙間から抜け出さない粒径が必要となることで大きい粒径の胴込め材が使用される。
【０００４】
多段積もたれ式擁壁で、下段もたれ式擁壁天端に推奨寸法２ｍ以上の小段があると、一般的に、上段擁壁がある断面では上下擁壁躯体どうしの連結一体化が確保されないために、下段もたれ式擁壁の安定検討は上段擁壁自重を載荷重に置き換えて安定検討される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
自然石の景観表現には石の顔となる、「つら」と石奥ゆきを表す「とも」に区分され、現場状況でつらの現場選定がバランスの取れた野面石積を創出するが、二次製品を搬入して積み上げ施工することで、つら選択に制限が生じて不自然な野面石積を創出する。また、河川護岸工の施工時期は流量減少する冬期施工が多いため、温度管理が必要な接着剤等は特殊な施工管理能力を要する施工法である等の課題がある。
【０００６】
逆台形内の胴込め材は背面地山面からの流出水を阻害しない透水係数があるレキ材粒径で粒度分布調製ができ産業廃棄物のコンクリートガラの再利用などの環境に影響しない材料を利用することで粒径が小さくなることで自然石がかみ合う間隙からの胴込め材流失を防ぐため、これらの胴込め材を囲いこむ構造等が課題である。
【０００７】さらに、河川護岸工で空積み擁壁を適用するときは水衝部に配置計画することが考えられるが、このとき高速流が自然石と胴込め材まで流入する構造は揚力算定が複雑であり、自然石のみに高速流が作用する構造にして設定条件を単純化すること等が課題である。
【０００８】
請求項３の構造は逆台形断面が変形しないように水平垂直方向の変位拘束する構造であり、水平方向は連結部材で拘束しているが、垂直方向は胴込め材の自重で拘束していることにより、逆台形下部部分ほど積み上げ自重が大きく拘束力が強いが、上部部分ほど積み上げ自重が小さく拘束力が弱くなることにより天端部の変位拘束を確保する課題がある。
【０００９】
また、逆台形不静定もたれ式擁壁断面で力の釣合い条件を満たす外力としての受働土圧で静定構造にする構造と、天端部胴込め材の拘束状態からの剛性が小さいこと、胴込め材の変位によるダイレタンシーを抑えること、および、河川複断面の河川護岸小段部の流水による必要護岸重量を満たす構造等が課題である。
【００１０】
小段を持つ多段積もたれ式擁壁で、二段もたれ式擁壁を考えるとき、いままでは上下段もたれ式擁壁が別々に独立しているため、擁壁安定検討が行われるときに上段下段もたれ式擁壁を個々の擁壁と捉えざるを得なかつた、しかし、上下段もたれ式擁壁断面が一体化した構造であれば単体の擁壁として安定検討ができることになり、一体化構造のもたれ式擁壁断面形状の課題がある。
【００１１】
また、上段もたれ式擁壁が安定を崩す原因として、通常の被災事例から基礎地盤前面で起こる前面隆起が考えられるが、小段部分の変位拘束構造および胴込め材集合体としての剛性を高めることにより、さらに、斜面安定検討の底部破壊を起こす円弧すべり限界円が下段もたれ式擁壁天端部を通るときの堅固な地盤としての天端部剛性確保の課題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための手段として、請求項３の構造体を基礎部から自然石を積み上げながら胴込め材配置背面に透水性を確保した反力板で、自然石と反力板の背面に吸出し防止材を敷設し埋戻し材を転圧する。また、自然石と透水性を確保した反力板を連結部材で連結し胴込め材を充填する。さらに、自然石を積み上げて施工を繰り返した後に、天端部施工時に、天端部吸出し防止材の敷設および天端部分変位拘束のために斜め下方向に連結部材を連結するとで、逆台形もたれ式擁壁を一体化構造に形成することができる。さらに、請求項４の構造体の多段積もたれ式擁壁では下段の逆台形もたれ式擁壁の天端部胴込め材は小段部分での前面隆起、円弧すべり限界円の安定検討から剛性確保するために、上下段擁壁一体化確保のために斜下方向の連結部材を追加敷設する。これにより、ダイレタンシーを生じさせないで、必要護岸重量確保して、胴込め材の粒度調整またはモルタル安定処理後に充填することで、剛性、上下擁壁一体化を確保する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１から図４は逆台形もたれ式擁壁断面図および部材構成図を示し、施工順序は斜面の切土成形、所定の位置に基礎コンクリートを施工後、自然石１を数段積み上げて定着孔１３穿孔を行い、拡張メタルアンカー１４を打撃設置し、次に自然石１と透水性を確保した反力板５を敷設し、両者の背面に吸出し防止材３を敷設した後、連結部材２、連結金具７および連結寸法調整部材６で所定寸法に連結する。さらに、胴込め材４および埋戻し材１０を充填転圧する。また、自然石１を数段積み上げて反復施工することで断面が逆台形のもたれ式擁壁が形成され、天端部で天端部分連結部材８と天端部吸出し防止材１２が追加施工される。さらに、多段積もたれ式擁壁のときは天端部分に逆台形のもたれ式擁壁が追加され、上下段一体化連結部材１５を敷設して、さらに、円弧すべり安定検討結果からモルタル安定処理胴込め材１６を充填することがある。
【００１４】このように、敷設する自然石１は玉石、割石、凝石で「つら」の直径約３０ｃｍ程度で重量４０ｋｇ前後の自然石１は最後に多少の移動を要するときに人力と簡易な道具で移動できる重量でなければならない。これは積上げ施工時に微調整移動を要するためである。
【００１５】
透水性を確保した反力板５は背面地山からの流出水を阻害しない平面形状で連続配置し、全体を繋いで一枚の反力板を構成する。また、反力板の材質は鉄、ステンレス、合金、および、コンクリート造で構成する。さらに、錆発生において悪条件環境のとき鉄鋼材は合金メッキ、樹脂材で被覆される。
【００１６】
さらに、透水性を確保した反力板５、自然石１背面に設置される拡張メタルアンカー１４、連結寸法調整部材６、連結部材２および連結金具７は塗装被覆やメッキ処理がされても胴込め材を充填するために砕石等で表面かキズ付けられるので、構造物の耐用年数、重要度から材料性質上の錆発生における防錆法、また、異種金属に起こる電流による電食に配慮して構成部材材質を選定する必要がある。
【００１７】
各部材間の結合は許容応力度の信頼性が高いネヂ結合で一体化するが、例えば構成部材の詳細を示すと、連結部材２はステンレス丸鋼で片側にオスねじで、もう一方に多数ボルト穴のある平板がすみ肉溶接され、多数ボルト穴の組合せとおすネヂ部分で寸法調整する。さらに、連結金具７は連結部材２おすネヂ部分がステンレスの透水性を確保した反力板５のエキスパンドメタルを通って連結金具７としての座金とダブルナツトで結合される。また、自然石１背面に設置する拡張メタルアンカー１４と連結部材２のおすネヂ部分および連結金具７のダブルナツトの部分と連結部材２のおすネヂ部分は水平にネヂ接合するのが理想的であるが、現場施工では角度がついた接合とならざるを得ないが、鉄、ステンレス丸鋼１０ｍｍまでは斜め引張角度４５度までは顕著な強度低下はないので、使用するステンレス丸鋼等は接合角度での強度低下を配慮しなくてよい。
【００１８】
天端部に配置される自然石の変位拘束のために、斜め下方向に天端部連結部材８の配置、透水性を確保した反力板５と連結部材２の存在で三角形断面に各辺に引張材を配置することとなり、必要護岸重量のために自然石の大きさの選択、および圧縮材としての胴込め材４の安定処理１６で断面変位拘束される。したがつて、天端部剛性確保し、ダイレタンシーを抑え、および必要護岸重量を確保できる構造となる。
【００１９】
逆台形もたれ式擁壁断面で基礎面部分を除いて他の部分に吸出し防止材を敷設することで、胴込め材４を囲いこむ構造となり、胴込め材の流失防止と揚力算定の単純化ができる。
【００２０】
多段積もたれ式擁壁のときに、堅固な地盤としての下段擁壁天端部分は剛性確保と円弧すべりの抵抗力が必要であり、斜め下方向に連結部材の敷設、透水性を確保した反力板５のセン断抵抗力、および、モルタル安定処理胴込め材１６で円弧すべり面抵抗力を確保する。また、前述部分の配慮で前面隆起を起こさない構造となる。さらに、多段積上段擁壁基礎部は上段擁壁構造体内での最も大きい内部応力部分が形成されて、内部応力分散のために上下段一体化連結部材１５の配置と透水性を確保した反力板５、および、連結部材２の存在により、三角形断面に三辺の引張材と内部に圧縮材で変位拘束断面が複合構成される。したがつて、一体化した上下段もたれ式擁壁は単体のもたれ式擁壁として安定検討ができる。
【００２１】
【発明の効果】
前述したこの発明により、自然石を自由自在に積み上げることでバランスの取れた野面石積を創出でき、逆台形不静定もたれ式擁壁は基礎部ら積み上げられるので、施工中から、逆台形柔構造体が常に背面にもたれ掛かり受働土圧で安定を保ち静定構造体となり、侵食防止機能と自然環境の生態系保全と美しい景観創出に配慮した護岸工および擁壁工が実施できる。
【００２２】
逆台形断面のもたれ式擁壁を背面合わせで積み重ねて、多段積もたれ式擁壁構造となり、上段擁壁自重を下段もたれ式擁壁天端部に直接載荷され、この構造は多段積もたれ式擁壁全体を擁壁自重として捉えることができ、単体のもたれ式擁壁として安定検討ができる。また、地山の安定勾配切土線に沿った逆台形断面は掘削土砂量を抑えることができる。
【００２３】
既存河川は河川用地幅で有効土地利用のため、河積は計画流量と平均流速の関係から定められ、このために勾配のきついコンクリート製河川護岸が施工されたが、この護岸を多自然型護岸に改修するときに河積を確保するには多段積擁壁構造にせざるを得ない事情があり、一体化された擁壁構造体でないと安定検討を満たさない場合が多く、河川改修護岸の河積減少を抑えることができる多段積逆台形もたれ式擁壁の採用で実施できる。また、長大な法面は谷を埋め立てた造成地などで見られるが、通常、埋め立て土砂の安定勾配で段切と植生し実施されるが、多段積逆台形もたれ式擁壁で土地の有効利用、表面流水による土砂流失を防ぎ、さらに表面客土で自然環境の保全ができる。
【００２４】
さらに、構造体の大部分の体積を占める胴込め材は現場発生砂利、コンクリートガラの再利用が出来るので、安価で自然環境にやさしい施工ができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】逆台形もたれ式擁壁の構成を示す断面図である。
【図２】自然石の構成を示す断面図である。
【図３】多段積逆台形もたれ式擁壁の構成を示す断面図である。
【図４】多段積逆台形もたれ式擁壁のモルタル安定処理胴込め材の配置図である。
【符号の説明】
１  自然石
２  連結部材
３  吸出し防止材
４  胴込め材
５  透水性を確保した反力板
６  連結寸法調整部材
７  連結金具
８  天端部連結部材
９  掘削線
１０  埋戻し材
１１  地山
１２  天端部吸出し防止材
１３  定着孔
１４  拡張メタルアンカー
１５  上下段一体化連結部材
１６  モルタル安定処理胴込め材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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