(57)【要約】      （修正有）【課題】補強材による補強機能を備えた擁壁の基礎構造とこれを用いた自立式擁壁を提供する。【解決手段】地盤面から地中にわたって形成した改良体１１と、下部を改良体１１内に同心状に配置した芯材１２と、改良体１１の頭部において芯材１２の外周に同心状に配置した円筒状の補強材１３と、を備え、補強材１３の改良体１１内への埋設深さを選択することによって、擁壁の要求性能に応じた補強効果を任意に設定可能に構成したことを特徴とする。自立式擁壁１は、基礎構造の芯材１２の上部で壁面２０を支持してなり、壁面２０は、複数の矩形の擁壁パネル２１を鉛直方向及び水平方向に連続して構成したことを特徴とする。【選択図】図１
2019105116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
擁壁の基礎構造であって、
地盤面から地中にわたって形成した改良体と、
下部を前記改良体内に同心状に配置した芯材と、
前記改良体の頭部において前記芯材の外周に同心状に配置した円筒状の補強材と、を備え、
前記補強材の前記改良体内への埋設深さを選択することによって、擁壁の要求性能に応じた補強効果を任意に設定可能に構成したことを特徴とする、
基礎構造。
【請求項２】
前記補強材が、外周にリング状又はらせん状の補強リブを有することを特徴とする、請求項１に記載の基礎構造。
【請求項３】
前記補強材を、前記芯材に連結したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の基礎構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基礎構造を用いた自立式擁壁であって、
複数の前記芯材の上部で壁面を支持してなり、
前記壁面は、複数の矩形の擁壁パネルを鉛直方向及び水平方向に連続して構成したことを特徴とする、
自立式擁壁。
【請求項５】
前記補強材の上部が前記改良体から上方に突出していることを特徴とする、請求項４に記載の自立式擁壁。
【請求項６】
前記擁壁パネルは、矩形面状のパネル部と、前記パネル部の中央背面側に突起する控え部と、前記控え部を上下方向に連通する連結孔と、を有し、前記芯材が前記連結孔内に位置し、前記芯材の外面と前記連結孔の内面の間に充填材を配置したことを特徴とする、請求項４又は５に記載の自立式擁壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立式擁壁及びその基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
傾斜地における宅地造成工事では、切土や盛土によって形成された段差部の崩壊を防ぐため谷側の端部に擁壁を構築する。
擁壁にかかる従来技術として、断面Ｌ字型のプレキャストコンクリート体の自重と土の荷重で側圧に抵抗するＬ型擁壁や、傾斜状に積み上げた間知石やブロックの自重で側圧に抵抗する練積擁壁などが存在する。
しかし、Ｌ型擁壁は工事費が高い上に不同沈下を招きやすく、練積擁壁は設置面積が広く敷地の無駄が多いという欠点がある。また、いずれの擁壁も地震等による想定外の土圧に対応できず、上部構造物に損害が生ずる可能性がある。
このため、これらの欠点を解消するため、コンクリート製の擁壁パネルとソイルセメント合成杭の一体構造からなる自立式擁壁が広く施工されている（特許文献１）。
従来技術の自立式擁壁は、地盤にソイルセメント改良体を形成してＨ鋼や鋼管等の芯材を建て込み、擁壁パネルを芯材に挿通させながら積み上げて壁面を構成する。擁壁パネルの自重と土圧の鉛直成分をソイルセメント合成杭による鉛直支持力で支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９２９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術には以下のような問題点がある。
＜１＞改良体の亀裂による鉛直支持力低下のおそれがある。
擁壁パネルの自重等の設計荷重を、芯材を介してスムーズかつ安全に伝達させるため、芯材とソイルセメント改良体の付着力が設計荷重を上回る必要がある。ところが、ソイルセメントは引張に弱いため、地震時などに背面土から水平荷重を受けると杭頭部に亀裂が生じ、ソイルセメント改良体が芯材から剥離するおそれがある。これによって芯材とソイルセメントの付着強度が低下すると、設計上の鉛直支持力を確保できず、擁壁の安全性を損なうおそれがある。
＜２＞材料コストが高く施工効率が悪い。
地盤の状況や上部構造物の荷重状況などの条件が良好でない環境では、擁壁により高い性能が要求されるため、大径の改良体や高規格の芯材などが必要となる。このため、材料コストが嵩む上、施工時間が長期になるため施工効率が悪い。
【０００５】
本発明の目的は、以上のような問題点を解決できる、自立式擁壁及びその基礎構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の擁壁の基礎構造は、改良体と、下部を改良体内に同心状に配置した芯材と、芯材の外周に配置した円筒状の補強材と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、補強材の埋設深さや規格を選択することによって、要求性能に応じた補強構造を簡易かつ低コストに設定することができる。
【０００７】
本発明の擁壁の基礎構造は、補強材の外周にリング状又はらせん状の補強リブを設けてもよい。
この構成によれば、補強材の強度を高め、外圧に対する高い抵抗力を発揮することができる。
【０００８】
本発明の擁壁の基礎構造は、補強材を芯材に連結してもよい。
この構成によれば、芯材の建て込みと同時に補強材を埋設できるので、施工効率を高めることができる。
【０００９】
本発明の自立式擁壁は、基礎構造の芯材で、擁壁パネルを連続してなる壁面を支持したことを特徴とする。
この構成によれば、補強材によって杭頭部の亀裂を防ぐことで鉛直支持力の低下を防止すると共に、補強材の補強効果によって高い水平支持力を発揮することができる。
【００１０】
本発明の自立式擁壁は、補強材の上部が改良体から上方に突出していてもよい。
この構成によれば、基礎構造と壁面の一体性を強化し、自立式擁壁の水平支持力を向上させることができる。
【００１１】
本発明の自立式擁壁は、擁壁パネルが、矩形面状のパネル部と、パネル部の中央背面側に突起する控え部と、控え部を上下に連通する連結孔と、を有し、芯材が連結孔内に位置し、芯材と連結孔の間に充填材を配置してもよい。
この構成によれば、簡易な構造でもって壁面を構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の自立式擁壁及びその基礎構造は、以上の構成を備えるため、次の効果のうち少なくとも一つを備える。
＜１＞鉛直支持力の確保。
改良体内に補強材を介在させることによって、改良体と芯材との付着強度を高め、改良体に水平力が作用した際に発生する亀裂を防止することができる。これによって、擁壁の鉛直支持力の低下を防ぐことができる。
＜２＞水平支持力の向上。
改良体内に補強材を埋設する簡易な構造でもって、水平地盤反力係数の増大、せん断強度の増大、曲げ強度の増大等の補強機能を発揮し、擁壁の水平支持力を向上させることができる。
＜３＞水平変位量の縮小。
改良体内に補強材を埋設する簡易な構造でもって、擁壁の水平変位量を縮小させることができる。
＜４＞簡易かつ低コストな補強効果。
地盤の状況や上部構造物からの荷重状況に鑑みて、補強材の長さを変化させるだけで、簡易かつ低コストで要求性能に見合った補強効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の自立式擁壁の説明図。
【図２】本発明の基礎構造の説明図。
【図３】擁壁パネルの説明図。
【図４】実施例２の説明図。
【図５】実施例３の説明図。
【図６】実施例４の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の自立式擁壁及びその基礎構造について詳細に説明する。
説明の便宜上、擁壁の基礎構造は自立式擁壁の説明内で記載する。
なお、本明細書等において「鉛直」「水平」とは必ずしも完全な鉛直性や水平性を意味するものではなく、縦方向、横方向という程度の意味である。
【実施例１】
【００１５】
[自立式擁壁]
＜１＞全体の構成（図１）。
本発明の自立式擁壁１は、擁壁パネルの曲げ剛性と支柱杭の横抵抗によって背面の土圧を支持する構造物である。
自立式擁壁１は、改良体１１、芯材１２、及び補強材１３を一体に構成した基礎構造１０と、芯材１２の上部で支持した壁面２０と、を少なくとも備える。
本発明の自立式擁壁１は、補強材１３によって杭頭部の亀裂を防ぐことで鉛直支持力の低下を防止すると共に、補強材１３の補強効果によって高い水平支持力を発揮できる点に特徴を有する。
【００１６】
＜２＞基礎構造（図２）。
基礎構造１０は、自立式擁壁１の杭及び支柱を一体に構成する構造である。
基礎構造１０は、地中に形成した柱状の改良体１１と、改良体１１の芯部に配置した長尺の芯材１２と、改良体１１の頭部に配置した円筒状の補強材１３と、を備える。
本例では、基礎構造１０として、ソイルセメントの改良体１１とＨ鋼の芯材１２を用いたＨ鋼ソイルセメント杭を採用する。
芯材１２の上部は地盤から上方に突出して壁面２０を支持する支柱とする。
Ｈ鋼ソイルセメント杭は軟弱地盤にも適用可能であり、芯材１２を深く根入れすることで、滑動に対する高い抵抗性を発揮することができる。但し、基礎構造１０はＨ鋼ソイルセメント杭に限られず、例えば、鋼管ソイルセメント杭などであってもよい。
本発明の基礎構造１０は、補強材１３の改良体１１内への埋設深さや規格を調整することによって、擁壁の要求性能に応じた補強機能を、簡易かつ低コストに確保できる点に特徴を有する。
【００１７】
＜２．１＞補強材。
補強材１３は、基礎構造１０を補強するための部材である。ここで「補強」とは次項で詳述する各作用効果の少なくとも一つを含んだものを意味する。
本例では、補強材１３として円形鋼管を採用する。
補強材１３は、改良体１１の頭部において芯材１２の外周に同心状に配置する。
すなわち、杭頭部の平面視において、芯材１２の周囲を補強材１３が囲み、芯材１２と補強材１３の間及び補強材１３の周囲に改良体１１が配置する。
補強材１３の長さ、径、厚さ等の規格は、自立式擁壁１に要求される性能に応じて適宜設定する。
【００１８】
＜２．２＞補強材の機能。
本発明の自立式擁壁１は、改良体１１の頭部に補強材１３を配置することによって、以下の補強効果を発揮することができる。
（１）改良体１１に水平力が作用した際に発生する亀裂を防止することで、改良体１１と芯材１２との付着強度を高めることができる。これによって、鉛直支持力の低下を防ぐことができる。
（２）水平地盤反力係数を増大させることができる。
補強材１３の拘束効果によって改良体１１の亀裂を抑制することで、改良体１３周辺の地盤バネを有効に利用し、水平地盤反力係数を増大させることができる。
（３）杭体のせん断強度を増大させることができる。
擁壁パネル２１に作用する土圧は一体となって基礎構造１０の頭部に作用するが、補強材１３がせん断強度の乏しい改良体１１を拘束することで、改良体１１、芯材１２、及び補強材１３が一体となってせん断力を負担できるため、せん断強度を増大させることができる。
（４）杭体の曲げ強度を増大させることができる。
水平地盤反力係数（地盤バネ）が増大することにより、芯材１２に伝わる曲げ応力が小さくなり、また、改良体１１、芯材１２、及び補強材１３が一体となって曲げ応力を負担できるため、曲げ強度を増大させることができる。
（５）自立式擁壁の水平変位量を縮小させることができる。
水平地盤反力係数が増大することにより、水平変位量を縮小させることができる。
本発明の基礎構造１０は、補強材１３の改良体１１内への埋設深さや規格を調整することによって、地盤の状況や上部構造物からの荷重状況に応じた補強効果を任意に設定することができる。
【００１９】
＜３＞壁面。
壁面２０は、複数の擁壁パネル２１を鉛直方向に積み上げ、これを水平方向に連続することで構成する。
本例では、水平方向の擁壁パネル２１同士は連結しないが、これを連結してもよい。
【００２０】
＜３．１＞擁壁パネル（図３）。
擁壁パネル２１は、壁面２０を構成する面状の構成要素である。
本例では、擁壁パネル２１として、矩形面状のパネル部２１ａと、パネル部２１ａの中央から背面側に突起する控え部２１ｂと、控え部２１ｂを上下方向に連通する連結孔２１ｃと、を備えたプレキャストコンクリートブロックを採用する。
なお、壁面２０の最上段に用いる擁壁パネル２１は、背面の地盤上に控え部２１ｂを露出させないため、控え部２１ｂの上部をパネル部２１ａの上部より下げて設計する。
連結孔２１ｃ内には、基礎構造１０の芯材１２が挿通され、連結孔２１ｃ内にコンクリート等の充填材２２が充填されることによって、擁壁パネル２１が基礎構造１０と一体に連結される。
なお、擁壁パネル２１の構造はこれに限られず、例えばパネル部２１ａの中央に肉厚部を設け、肉厚部の中心に連結孔２１ｃを連通させる構造などであってもよい。
【００２１】
[施工方法]
引き続き、本発明の自立式擁壁の施工方法について詳細に説明する。
＜１＞改良体の形成。
攪拌混合装置によって、セメント系固化材を地盤に注入しながら攪拌混合し、地中に柱状の改良体１１を形成する。
同様にして、擁壁の連続方向に沿って所定間隔で所定数の改良体１１を形成する。
【００２２】
＜２＞芯材の建て込み。
改良体１１が未硬化の内に改良体１１内に芯材１２のＨ鋼を建て込む。
芯材１２の鉛直性と芯ずれがないかを確認する。
同様にして全ての改良体１１に芯材１２を建て込む。
【００２３】
＜３＞補強材の配置。
補強材１３を芯材１２の上方から吊り下ろして外挿し、改良体１１の頭部に埋設する。
補強材１３の内面と芯材１２の間に所定のクリアランスが確保できていることを確認する。
同様にして全ての改良体１１に補強材１３を埋設する。
なお、本例によらず、先に改良体１１内に補強材１３を埋設してからその内部に芯材１２を建て込む方法でもよい。
【００２４】
＜４＞擁壁パネルの設置。
擁壁パネル２１を地盤上に吊り下ろす。
この際、擁壁パネル２１の連結孔２１ｃ内に芯材１２を挿通する。
設置後、擁壁パネル２１の水平確認及び鉛直確認と、連結孔２１ｃの内壁と芯材１２の間に所定のクリアランスが確保できていることを確認する。
【００２５】
＜５＞充填材の充填。
連結孔２１ｃ内に充填材２２を充填して硬化させ、擁壁パネル２１を基礎構造１０と一体化させる。
【００２６】
＜６＞その後の工程。
所定の高さまで擁壁パネル２１を鉛直方向に積み上げる。
一箇所の積み上げが終わったら、隣の基礎構造１０に＜４＞＜５＞の作業を繰り返して擁壁パネル２１を連続し、壁面２０を構成する。
なお、本例では工程＜１＞〜＜３＞を擁壁の連続方向に沿って各工程まとめて行い、工程＜４＞＜５＞を基礎構造１０ごとに行ったが、これに限られない。
例えば、全ての工程を水平方向にまとめて行うなど、適宜手順を変更してもよい。
【実施例２】
【００２７】
[補強材に補強リブを設けた実施例]
本例では、外周に補強リブ１３ａを形成した補強材１３を採用する（図４）。
補強リブ１３ａは、補強材１３の外周にリング状又はらせん状に形成する。
補強リブ１３ａによって、補強材１３の管体が補強され、外圧に対する高い抵抗力を発揮することができる。
また、改良体１１との付着強度を向上して両者を強固に一体化することができる。
【実施例３】
【００２８】
[補強材を芯材に連結した実施例]
本例では、芯材１２のフランジ面と補強材１３の内面との間を接続材１３ｂで接続し、両者を一体に連結する（図５）。
接続材１３ｂの形状や構造は問わないが、改良体１１の頭部より上方に付設することが望ましい。
補強材１３を芯材１２と一体構造にすることによって、芯材１２の建て込みと同時に補強材１３を埋設できるので、施工効率を高めることができる。
【実施例４】
【００２９】
[補強材を改良体の上部に突出させた実施例]
本例では、補強材１３の上部を、改良体１１の上部から一部突出させる（図６）。
補強材１３の上部は最下段の擁壁パネル２１の連結孔２１ｃ内に入り、充填材２２によって擁壁パネル２１と一体化する。
これによって、基礎構造１０と壁面２０との一体性を強化し、自立式擁壁１の水平支持力をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１      自立式擁壁
１０    基礎構造
１１    改良体
１２    芯材
１３    補強材
１３ａ  補強リブ
１３ｂ  連結部
２０    壁面
２１    擁壁パネル
２１ａ  パネル部
２１ｂ  控え部
２１ｃ  連結孔
２２    充填材
【図１】
2019105116.tif 000003
【図２】
2019105116.tif 000004
【図３】
2019105116.tif 000005
【図４】
2019105116.tif 000006
【図５】
2019105116.tif 000007
【図６】
2019105116.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月15日(2018.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
擁壁の基礎構造であって、
地盤面から地中にわたって形成した改良体と、
下部を前記改良体内に同心状に配置した芯材と、
前記改良体の頭部において前記芯材の外周に同心状に配置した円筒状の補強材と、を備え、
前記芯材と前記補強材との間及び前記補強材の外側に前記改良体が延在し、
前記補強材を前記改良体の頭部にのみ配置し、
前記補強材の前記改良体内への埋設深さを選択することによって、擁壁の要求性能に応じた補強効果を任意に設定可能に構成したことを特徴とする、
基礎構造。
【請求項２】
前記補強材が、外周にリング状又はらせん状の補強リブを有することを特徴とする、請求項１に記載の基礎構造。
【請求項３】
前記補強材を、前記芯材に連結したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の基礎構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基礎構造を用いた自立式擁壁であって、
複数の前記芯材の上部で壁面を支持してなり、
前記壁面は、複数の矩形の擁壁パネルを鉛直方向及び水平方向に連続して構成したことを特徴とする、
自立式擁壁。
【請求項５】
前記補強材の上部が前記改良体から上方に突出していることを特徴とする、請求項４に記載の自立式擁壁。
【請求項６】
前記擁壁パネルは、矩形面状のパネル部と、前記パネル部の中央背面側に突起する控え部と、前記控え部を上下方向に連通する連結孔と、を有し、前記芯材が前記連結孔内に位置し、前記芯材の外面と前記連結孔の内面の間に充填材を配置したことを特徴とする、請求項４又は５に記載の自立式擁壁。