(57)【要約】【課題】斜面における滑動層のすり抜け破壊を経済的な手法で防止する。【解決手段】本発明のある観点によれば、第１の方向に傾斜した斜面上で第１の方向に交差する第２の方向に配列され、斜面に第１の深さまで埋設された少なくとも２本のアンカーと、少なくとも２本のアンカーの間に配置され、斜面に第１の深さよりも浅い第２の深さまで埋設された少なくとも１本の補助アンカーと、少なくとも２本のアンカーに補助アンカーを連結する張力部材とを備える斜面補強工が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に傾斜した斜面上で前記第１の方向に交差する第２の方向に配列され、前記斜面に第１の深さまで埋設された少なくとも２本のアンカーと、
前記少なくとも２本のアンカーの間に配置され、前記斜面に前記第１の深さよりも浅い第２の深さまで埋設された少なくとも１本の補助アンカーと、
前記少なくとも２本のアンカーに前記補助アンカーを連結する張力部材と
を備える斜面補強工。
【請求項２】
前記第１の深さは、前記斜面のすべり面の深さよりも深く、
前記第２の深さは、前記すべり面の深さよりも浅い、請求項１に記載の斜面補強工。
【請求項３】
前記少なくとも２本のアンカーおよび前記補助アンカーは、鋼管、ディンプル管、または異形棒鋼である、請求項１または請求項２に記載の斜面補強工。
【請求項４】
前記補助アンカーは、先端に鏃形状を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の斜面補強工。
【請求項５】
前記補助アンカーは、いずれかの方向から見た場合に互いに交差する複数の補助アンカーを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の斜面補強工。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜面補強工に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜面補強工は、自然斜面、または切土もしくは盛土によって形成された斜面の崩壊を防止して安定化させるために施工される。図８に、そのような斜面補強工の典型的な例を示す。図示された例において、斜面１に施工される斜面補強工２は、アンカー３と、フレーム４とを含む。斜面１の内部にはすべり面５があり、すべり面５よりも浅い部分が滑動層６、すべり面５よりも深い部分が不動層７である。例えばロックボルトによって構成されるアンカー３は、すべり面５の深さｄよりも深い深さｄ１まで埋設され、不動層７に達している。これによって、斜面補強工２は、アンカー３の近傍の滑動層６、およびアンカー３の間の不動層７を含む断面の支持領域８で得られる抵抗力によって、斜面１の崩壊を防止する。例えばコンクリート工によって構成されるフレーム４は、アンカー３のそれぞれの頭部に連結されて、アンカー３の間隔を維持するとともに、斜面１の表面を押さえ付けることによって滑動層６がアンカー３の間をすり抜けて破壊されることを防止する受圧部材としても機能する。このような技術の例は、特許文献１にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１３７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の特許文献１などに記載された技術によって斜面の表面を押さえ付けるだけでは滑動層のすり抜け破壊を防止しきれない場合があり、その場合は、すり抜け破壊を防止するためにアンカーの設置間隔を狭めることになる。しかしながら、多くの場合においてアンカーの抵抗力には余裕があり、すり抜け破壊を考慮しなければアンカーの設置間隔を狭める必要はない。このような場合において、すり抜け破壊の防止だけのために不動層にまで達するアンカーの数を増やすのは、必ずしも経済的な対策とはいえない。
【０００５】
そこで、本発明は、斜面における滑動層のすり抜け破壊を経済的な手法で防止することを可能にする、新規かつ改良された斜面補強工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】
【０００６】
本発明のある観点によれば、第１の方向に傾斜した斜面上で第１の方向に交差する第２の方向に配列され、斜面に第１の深さまで埋設された少なくとも２本のアンカーと、少なくとも２本のアンカーの間に配置され、斜面に第１の深さよりも浅い第２の深さまで埋設された少なくとも１本の補助アンカーと、少なくとも２本のアンカーに補助アンカーを連結する張力部材とを備える斜面補強工が提供される。
上記の構成によれば、補助アンカーに土塊が付着して抵抗力が伝達されることによって、アンカーの設置間隔を狭めなくても滑動層のすり抜け破壊を防止することができる。
【０００７】
上記の斜面補強工において、第１の深さは、斜面のすべり面の深さよりも深く、第２の深さは、すべり面の深さよりも浅くてもよい。
斜面の崩壊を防止するための抵抗力を得るために、アンカーはすべり面よりも深く埋設されるが、補助アンカーは滑動層の土塊を付着させられればよいため、すべり面よりも浅く埋設することが可能である。
【０００８】
上記の斜面補強工において、少なくとも２本のアンカーおよび補助アンカーは、鋼管、ディンプル管、または異形棒鋼であってもよい。
補助アンカーは、土塊との付着性を向上させるためにディンプル管または異形棒鋼としてもよい。アンカーについても、上記の構成を採用することは抵抗力を向上させるために有効でありうる。
【０００９】
上記の斜面補強工において、補助アンカーは、先端に鏃形状を有してもよい。
補助アンカーは、土塊との付着性を向上させるために各種の形状とすることができる。滑動層を形成する比較的浅い層の土は一般に軟らかいため、先端を鏃形状とすることで補助アンカーの途中への圧入が容易になりうる。
【００１０】
上記の斜面補強工において、補助アンカーは、いずれかの方向から見た場合に互いに交差する複数の補助アンカーを含んでもよい。
互いに交差する複数の補助アンカーが設けられる場合、複数の補助アンカーが土を挟み込むことによって土塊との付着性が向上する。
【発明の効果】
【００１１】
以上で説明したように、本発明によれば、斜面における滑動層のすり抜け破壊を経済的な手法で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る斜面補強工の概略的な斜視図である。
【図２】図１に示された斜面補強工のII−II線断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における張力部材の作用について説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る斜面補強工の概略的な断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る斜面補強工の概略的な断面図である。
【図６】本発明の変形例を示す図である。
【図７】本発明の変形例を示す図である。
【図８】斜面補強工の典型的な例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る斜面補強工の概略的な斜視図である。図１に示されるように、第１の方向（図中のｘ方向）に傾斜した斜面１に施工される斜面補強工１０は、第１の方向に交差する第２の方向（図中のｙ方向）に配列された少なくとも２本のアンカー１１と、補助アンカー１２と、張力部材１３とを含む。アンカー１１は、例えば従来の斜面補強工と同様にロックボルトで構成されてもよいし、鋼管（後述するディンプル管を含む）、または異形棒鋼で構成されてもよい。図示していないが、アンカー１１の端部に地中への貫入を容易にするための羽根が設けられてもよい。また、アンカー１１の頭部に、斜面１の表面に接触する支圧板が設けられてもよい。アンカー１１の周面にモルタルなどの経時固化性の材料を充填して付着力を高めてもよい。
【００１５】
補助アンカー１２は、ｙ方向に配列された２本のアンカー１１の間に少なくとも１本配置される。補助アンカー１２は、例えばアンカー１１と同様にロックボルト、鋼管、または異形棒鋼などで構成されうるが、詳細については後述する。図１の例では、ｙ方向に配列された２本のアンカー１１が２列あり、それぞれのアンカー１１の間に１本の補助アンカー１２が設置される。他の例では、１列に３本以上のアンカー１１が配列されてもよく、アンカー１１の列が３列以上あってもよい。また、ｙ方向に配列された２本のアンカー１１の間には２本以上の補助アンカー１２が配置されてもよい。隣接する列において、アンカー１１のｙ方向位置は同じでなくてもよく、例えばある列ではアンカー１１が位置するｙ方向位置で、隣接する列では補助アンカー１２が配置されてもよい。
【００１６】
張力部材１３は、ｙ方向に配列された２本のアンカー１１に補助アンカー１２を連結する。図１の例では、張力部材１３はワイヤーであり、２本のアンカー１１の頭部にそれぞれ締結される一方で補助アンカー１２の頭部に形成された貫通孔に挿通されることによって、２本のアンカー１１と補助アンカー１２との間で引張力を伝達する。張力部材１３は、このように引張力を伝達可能な部材であればワイヤーには限られず、例えば形鋼、鋼管、棒鋼、鋼板などの鋼部材であってもよい。あるいは、張力部材１３は、木材、樹脂材料、または炭素繊維などで形成されてもよい。張力部材１３は、ワイヤー状、棒状、板状など各種の形状でありうる。複数の形状、または複数の材料が組み合わせて用いられてもよい。張力部材１３とアンカー１１との間、および張力部材１３と補助アンカー１２との間の連結方法は、張力部材１３の形状や材料に応じて適宜変更される。なお、張力部材１３は圧縮力に対抗しなくてもよいため、鋼部材は細い、または薄いものにすることが可能である。また、張力部材１３は斜面１の表面を押さえ付けなくてもよいため、図１の例のように斜面１から露出して設置されてもよく、斜面１の表面に接触していてもよく、また斜面１の表層に埋設されていてもよい。
【００１７】
図２は、図１に示された斜面補強工のII−II線断面図である。図２に示されるように、斜面補強工１０において、アンカー１１は、斜面１に第１の深さｄ１まで埋設されている。図２の例において、第１の深さｄ１は、斜面１の内部にあるすべり面５の深さｄよりも深い。一方、補助アンカー１２は、斜面１に第２の深さｄ２まで埋設されている。第２の深さｄ２は、すべり面５の深さｄよりも浅く、従って第１の深さｄ１よりも浅い。本実施形態において、すべり面５は、斜面１において崩壊が生じた場合に、滑動層６と不動層７との境界になることが予測される仮想的な面であり、斜面補強工１０の施工前に土質力学的な解析によって特定される。ここで、例えば、日本道路協会発行の「道路橋示方書・同解説（Ｉ共通編・IV下部構造編）」（平成２４年３月）４０９頁〜４１１頁に規定された、以下に式1として示すような杭の特性値βを用いると、ｄ１＞３／β、ｄ２＜３／βと定義できる。なお、ｋＨは水平方向地盤反力係数（ｋＮ／ｍ３）、Ｄは杭径（ｍ）、ＥＩは杭の曲げ剛性（ｋＮ・ｍ２）である。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
本実施形態に係る斜面補強工１０において、アンカー１１は、すべり面５よりも深く埋設されて不動層７に達することによって、斜面１の崩壊を防止するための抵抗力を主体的に発揮する。一方、補助アンカー１２には滑動層６の土塊が付着するため、斜面１が崩壊しようとしたときにはアンカー１１の抵抗力が張力部材１３および補助アンカー１２を介して滑動層６の土塊に伝達される。結果として、本実施形態では、アンカー１１の近傍の滑動層６、アンカー１１の間の不動層７、および補助アンカー１２の近傍の土塊を含む断面の領域１４で一体的に抵抗力が発揮される。アンカー１１と補助アンカー１２との間の距離を適切に設定することによって、図示された例のようにアンカー１１の間の滑動層６のほぼ全体において、少なくとも補助アンカー１２の深さまで一体的に抵抗力を発揮させ、すり抜け崩壊を効果的に防止することができる。補助アンカー１２を鋼管で構成する場合、土塊との付着性を向上させるために、図示された例のように、ディンプル管、すなわち周方向に所定形状のくぼみ１２Ｄが形成された鋼管を用いてもよい。なお、ディンプル管の例は、新日鐵住金株式会社発行の「新日鐵住金グループの構造用鋼管（高機能商品群）」（平成２７年１２月）６頁などに記載されている。また、土塊との付着性を向上させるために異形棒鋼を用いることも有効である。
【００２０】
なお、上記の例では補助アンカー１２が埋設される第２の深さｄ２がすべり面５の深さｄよりも浅いものとして説明されたが、第２の深さｄ２は、深さｄと同じであってもよく、また深さｄよりも深くてもよい。第２の深さｄ２が深さｄよりも深い場合、補助アンカー１２もアンカー１１と同様にある程度の抵抗力を発揮するが、この抵抗力は斜面１の崩壊を防止する方向に作用する。第２の深さｄ２が第１の深さｄ１よりも浅い限りにおいて、アンカー１１を埋設するよりも補助アンカー１２を埋設する方が経済的であるため、斜面１における滑動層６のすり抜け破壊を経済的な手法で防止するという本発明の効果が得られる。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施形態における張力部材の作用について説明するための図である。図３に示されるように、本実施形態に係る斜面補強工１０において、補助アンカー１２の近傍の土塊を移動させるような力Ｆが作用した場合、張力部材１３には引張力Ｔが作用する。上述のように、この引張力Ｔによって、斜面１の崩壊に対するアンカー１１の抵抗力が補助アンカー１２に伝達される一方で、アンカー１１には反力が作用する。しかし、既に述べたように、滑動層６のすり抜け破壊を考慮しなければアンカー１１の抵抗力には余裕がある場合が多く、そのような場合には引張力Ｔによって反力を受けてもアンカー１１は安定している。
【００２２】
以上で説明したように、本発明の第１の実施形態では、２本のアンカー１１の間に補助アンカー１２を配置し、張力部材１３を用いて補助アンカー１２をアンカー１１に連結することによって、アンカー１１の設置間隔を狭めなくても滑動層６のすり抜け破壊を防止する効果を高めることができる。補助アンカー１２が埋設される第２の深さｄ２はアンカー１１が埋設される第１の深さｄ１よりも浅いため、補助アンカー１２の施工はアンカー１１よりも容易であり、従って本実施形態によるすり抜け破壊の防止は従来に比べて経済的な手法であるといえる。
【００２３】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る斜面補強工の概略的な断面図である。図４に示されるように、本実施形態に係る斜面補強工２０は、アンカー１１と、補助アンカー２２と、張力部材１３とを含む。なお、補助アンカー２２以外の構成については上記の第１の実施形態と同様であるため、重複した詳細な説明は省略する。
【００２４】
補助アンカー２２は、ｙ方向に配列された２本のアンカー１１の間に少なくとも１本配置される。補助アンカー２２は、第１の実施形態に係る補助アンカー１２と同様にロックボルト、鋼管、ディンプル管、または異形棒鋼などで構成されるが、先端に鏃（やじり）形状が形成される点で第１の実施形態とは異なる。鏃形状は、地中側に向けられる補助アンカー２２の先端部分２２Ａを尖らせた上で、先端から離れるにつれて拡径し、さらにかえし２２Ｂを形成した形状である。一般に、斜面１の滑動層６を形成する比較的浅い層の土は軟らかいため、先端部分２２Ａを尖らせたことによって補助アンカー２２を容易に圧入することが可能になる場合がある。補助アンカー２２が引き抜きに抵抗する必要が生じるケースは少ないと考えられるが、かえし２２Ｂに土が入り込むことで、図２に示された例のディンプル管と同様に土塊との付着性が向上することが期待される。同様の効果を得るために、例えば補助アンカーの先端に羽根を形成したり、開孔を設けたりしてもよい。
【００２５】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る斜面補強工の概略的な断面図である。図５に示されるように、本実施形態に係る斜面補強工３０は、アンカー１１と、補助アンカー３２と、張力部材１３とを含む。なお、補助アンカー３２以外の構成については上記の第１の実施形態と同様であるため、重複した詳細な説明は省略する。
【００２６】
補助アンカー３２は、ｙ方向に配列された２本のアンカー１１の間に少なくとも１組配置される。補助アンカー３２は、第１の実施形態に係る補助アンカー１２と同様にロックボルト、鋼管、ディンプル管、または異形棒鋼などで構成されるが、いずれかの方向から見た場合に互いに交差する２本の補助アンカー３２Ａ，３２Ｂが組になって設けられる点で第１の実施形態とは異なる。図示された例では、補助アンカー３２Ａ，３２Ｂがｘ方向から見た場合に互いに交差しているが、ｙ方向など他の方向から見た場合に交差するように補助アンカー３２Ａ，３２Ｂを配置してもよい。互いに交差した補助アンカー３２Ａ，３２Ｂが土を挟み込むことによって、図２に示された例のディンプル管と同様に土塊との付着性が向上することが期待される。同様の効果を得るために、例えば３本以上の補助アンカーを互いに交差するように配置してもよい。また、本実施形態を上記の第２の実施形態と組み合わせ、先端に鏃形状が形成される複数の補助アンカーを互いに交差するように配置してもよい。
【００２７】
（変形例）
上記では、斜面の傾斜方向に対してほぼ直角に交差する方向に配列された２本のアンカー１１の間に補助アンカー１２（または補助アンカー２２）を配置する例について説明したが、他の例では、例えば図６（Ａ）に示される例のように斜面の傾斜方向（図中のｘ方向）に対して直角でない角度で交差する方向に配列された２本のアンカー１１の間に補助アンカー１２が配置されてもよい。これによって、図６（Ａ）の例では、三角形配置の頂点にアンカー１１が配置され、三角形の辺の中央付近に補助アンカー１２が配置されている。また、図６（Ｂ）に示される例のように３本以上のアンカー１１の間に補助アンカー１２が配置されてそれぞれのアンカー１１に張力部材１３を用いて連結されてもよい。
【００２８】
図７に示される例のように、斜面１の傾斜方向に沿ってみた場合、アンカー１１と補助アンカー１２との設置角度が異なっていてもよい。この場合、アンカー１１の設置角度が補助アンカー１２の設置角度よりも小さくてもよい。図７の例では、アンカー１１の斜面１に対する設置角度がαであるのに対して、補助アンカー１２の斜面１に対する設置角度がβであり、α＜βとなる。また、上記の例では補助アンカー１２が棒状、または板状などである場合について説明したが、補助アンカー１２の一部または全体がテーパー形状を有していてもよい。また、補助アンカー１２を設置するときに、アンカー１１で反力をとって補助アンカー１２を地中に埋設してもよい。
【００２９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００３０】
１…斜面、５…すべり面、６…滑動層、７…不動層、１０，２０…斜面補強工、１１…アンカー、１２，２２…補助アンカー、１３…張力部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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