(57)【要約】【課題】引張補強材を斜面垂直方向から上向きに角度調整可能な受圧板を提供し、傾斜角の緩い自然斜面においても引張補強材の補強効果をより向上させる。【解決手段】斜面に設けた引張補強材と係合する、斜面安定用の受圧板であって、平板部と、前記平板部の中央付近に形成し、前記平板部の裏面から突出する凹部と、前記凹部に設けた縦長の溝孔と、からなり、前記凹部は、前記受圧板の縦方向断面において円弧を呈する円弧部と、該縦方向断面において前記円弧部の下側に位置して直線を呈する直線部と、を組み合わせて成ることを特徴とする、受圧板。【選択図】図１
2019105117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜面に設けた引張補強材と係合する、斜面安定用の受圧板であって、
平板部と、
前記平板部の中央付近に形成し、前記平板部の裏面から突出する凹部と、
前記凹部に設けた縦長の溝孔と、からなり、
前記凹部は、前記受圧板の縦方向断面において円弧を呈する円弧部と、該縦方向断面において前記円弧部の下側に位置して直線を呈する直線部と、を組み合わせて成ることを特徴とする、
受圧板。
【請求項２】
請求項１に記載の受圧板において、
前記溝孔は、前記受圧板の縦方向断面において、前記溝孔に挿通した前記引張補強材が前記平板部に対して直交する方向から、前記平板部に対して４５度をなす方向に亘って設けることを特徴とする、
受圧板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の受圧板において、
前記凹部は、前記平板部の縦方向の中心より下側に位置することを特徴とする、
受圧板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の受圧板と、
前記溝孔に挿通した前記引張補強材と、
前記引張補強材を挿通し、前記受圧板の前記凹部内に配置する台座と、を有し、
前記台座は、前記凹部の前記円弧部と同じ曲率を有する断面視半円状であることを特徴とする、受圧構造体。
【請求項５】
請求項４に記載の受圧構造体の斜面への設置方法であって、
前記受圧板は、人力、削孔機その他の機械による押し込み、もしくは油圧ジャッキにより前記引張補強材を緊張することによる押し込みによって斜面に前記凹部を押し込んで斜面へ設置することを特徴とする、設置方法。
【請求項６】
斜面のそれぞれ交差する方向に付設した複数の引張部材と、
斜面に設けて前記複数の引張部材の交点部のいずれかと連結した請求項４に記載の受圧構造体と、からなる、
斜面の安定化構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜面安定用の受圧板およびそれを用いた受圧構造体、斜面安定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斜面安定化工法であるロックボルト工や地山補強土工、切土補強土工、および、鉄筋挿入工においては、地山の地層構成にもよるが特に粘性土地盤において、引張補強材の設置角度を水平面に近い角度とした方が補強効果が上がることが知られている。
従来から、斜面安定化工法は急勾配で切土した人工斜面の崩壊を阻止する工法として用いられてきたため、引張補強材の設置角度は斜面直角方向でも充分に緩く、加えて地表面に設置する受圧板と引張補強材を螺合により固定するには、前記引張補強材の軸線と前記受圧板の垂線を直角にする角度調整台座を別途設置する、もしくは受圧板設置部の地盤をさらに急勾配で掘削する必要があるため、設置角度を緩く設定することは多くの場合行われてこなかった。
しかし、近年は、傾斜角が人工切土斜面よりも緩い、自然斜面の安定化工事が行われているが、引張補強材の設置角度は従来の人工切土斜面と同じく斜面直角方向近くで設置している場合が多く、引張補強材の設置角度が水平面より下向き４５度以上になる場合もあり補強効果が充分に発揮されていない。
【０００３】
ここで、斜面の安定計算について詳述する。計算手法についてはすべり面を与えて抵抗力と滑動力の比で安全率を決定する極限つり合い法と、有限要素法などの数値解析により安全率を検討する方法があるが、通常は前者の方法により計算される。
【０００４】
極限つり合い法では安全率は抵抗力／滑動力で表される。安全率が１．０であれば滑動力と抵抗力がつり合っている限界の状態を意味し、１．０より大きくなるに従って、斜面は安定性が高い状態を示す。崩壊が発生していない斜面ではすべり面の形状が分からないことが多いため、現地で実施した地質調査等で得られた単位重量γ（KN/m3）、せん断抵抗角φ(°)、粘着力ｃ(KN/m2)などの地盤定数を用いて、想定される数多くのすべり面に対して安全率を計算し、安全率が最も低くなるすべり面を想定すべり面とする。
【０００５】
滑動力Ｑ、抵抗力Ｓ1とすると安全率Ｆsは、次式のように表される。
【０００６】
【数１】
2019105117.tif 000003
上記の計算で求められた安全率が計画安全率以下であれば、補強などの対策が必要と判断する。計画安全率は斜面の重要度等に応じて設定されるが、経験的に１．２とする場合が多い。
【０００７】
ここで、斜面高さ１０ｍ、傾斜角１：１．２、移動土塊が斜面傾斜角と平行に分布する斜面において、引張補強材の設置角度によって安全率がどのように変化するか計算する。設計条件は以下のように設定する。
【０００８】
【表１】
2019105117.tif 000004
なお、移動土塊の粘着力ｃは、無補強時の安全率が１．０となるように数式１から逆算により求めた。
引張補強材の配置は、横間隔２ｍ、設置段数６段として、削孔径６５ｍｍ、法面工の低減係数μ＝０．７、補強材の低減係数λ＝０．７とする。
【０００９】
図９に、斜面垂線と引張補強材のなす角度θを横軸、補強後の安全率を縦軸としたグラフを示す。
この図より、補強材の配置角度を緩くする、つまりθを大きくした方が安全率Ｆsは大きくなる傾向にあるが、最大値はθ＝４５°までということが分かる。また、安全率Ｆsは１．２以上が必要であることから、θ＝２５°以上が好適である。
なお、移動土塊の厚さは２〜３ｍが適用条件としては最適である。これは、斜面安定化工法の適用範囲が３ｍ程度以下であり、かつ２ｍ以下の軽微なすべりについては、安定計算を省略して経験的に求められた補強材の諸元で設計されるためである。
【００１０】
次に、引張補強材の設置位置を受圧板中央より下方にした場合の効果を図１０に示す。
このグラフは、受圧板幅を０．４ｍ、引張補強材の引張力を４０ＫＮと設定した場合の受圧板上端部に作用する斜面鉛直方向の地盤反力度ｑ１を示したもので、引張補強材設置位置が受圧板中央の場合ではｑ１が最大で１３０ＫＮ／ｍ２程度となるが、引張補強材設置位置を受圧板中央より下方へ２５ｍｍ移動させて偏芯量を減らすことでｑ１の最大値が１００ＫＮ／ｍ２程度と小さくなることが分かる。
【００１１】
下記の特許文献１と特許文献２で開示されている従来技術では、上側球面部と下側球面部からなる嵌合面を摺動させることで、引張補強材の軸線を受圧板垂線に対して傾斜させることができるが、球面部の寸法が小さく、図からも明らかなように角度調整範囲は受圧板垂線から１５度程度までが限界である。また、球面部が受圧板上部に位置しており、前記引張補強材が前記受圧板と地盤に接する箇所において、前記引張補強材が前記受圧板接地面と地盤に直角に交わらない形状である。
【００１２】
下記特許文献３で開示されている従来技術では、球面部が受圧板下部に位置しているが、角度調整は特許文献１と同様のナット下部に形成した上部球面部とワッシャー側に設置した下部球面部とを嵌合させるものであり、角度調整範囲は受圧板垂線から２０度程度までが限界である。また、引張補強材挿入部が受圧板のほぼ中央部に位置するため、前記引張補強材が前記受圧板と地盤に接する箇所において、前記引張補強材が前記受圧板と地盤に直角に交わらない形状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第３８１９０１３号公報
【特許文献２】特開平５−５９７２３号公報
【特許文献３】特開２００７−１６５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、以上のような従来技術の状況を鑑み、引張補強材を斜面垂直方向から上向きに角度調整可能な受圧板を提供し、傾斜角の緩い自然斜面においても引張補強材の補強効果をより向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願の第一発明は、斜面に設けた引張補強材と係合する、斜面安定用の受圧板であって、平板部と、前記平板部の中央付近に形成し、前記平板部の裏面から突出する凹部と、前記凹部に設けた縦長の溝孔と、からなり、前記凹部は、前記受圧板の縦方向断面において円弧を呈する円弧部と、該縦方向断面において前記円弧部の下側に位置して直線を呈する直線部と、を組み合わせて成ることを特徴とする、受圧板を提供する。
本願の第二発明は、第一発明の受圧板において、前記溝孔は、前記受圧板の縦方向断面において、前記溝孔に挿通した前記引張補強材が前記平板部に対して直交する方向から、前記平板部に対して４５度をなす方向に亘って設けることを特徴とする、受圧板を提供する。
本願の第三発明は、第一発明又は第二発明の受圧板において、前記凹部は、前記平板部の縦方向の中心より下側に位置することを特徴とする、受圧板を提供する。
本願の第四発明は、第一発明乃至第三発明のいずれかの受圧板と、前記溝孔に挿通した前記引張補強材と、前記引張補強材を挿通し、前記受圧板の前記凹部内に配置する台座と、を有し、前記台座は、前記凹部の前記円弧部と同じ曲率を有する断面視半円状であることを特徴とする、受圧構造体を提供する。
本願の第五発明は、第四発明の受圧構造体の斜面への設置方法であって、前記受圧板は、人力、削孔機その他の機械による押し込み、もしくは油圧ジャッキにより前記引張補強材を緊張することによる押し込みによって斜面に前記凹部を押し込んで斜面へ設置することを特徴とする、設置方法を提供する。
本願の第六発明は、斜面のそれぞれ交差する方向に付設した複数の引張部材と、斜面に設けて前記複数の引張部材の交点部のいずれかと連結した第四発明の受圧構造体と、からなる、斜面の安定化構造を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）斜面および受圧板に対する引張補強材の設置角度を変えることができるため、引張補強材を従来技術より水平面に近づけることができ、特に粘性土地盤において補強効果を上げることができる。
（２）引張補強材が受圧板と地盤に接する凹部を円弧部とすることにより、引張補強材が受圧板と地盤に直角に交わる形状となり、引張補強材に軸力が作用した場合、斜面上向き方向分力に対する滑動抵抗力が向上する。
（３）斜面直角方向より上向きの傾斜角で設置した引張補強材と地山が地中で接する位置が受圧板の中央付近になるように、受圧板の凹部を中央より下方へ配置することで、引張補強材に軸力が作用した場合に、受圧板の上部に作用する地盤反力度を小さくすることができ、受圧板の不等沈下を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の受圧構造体の斜視図
【図２】本発明の受圧板の平面図
【図３】本発明の受圧板の断面図
【図４】本発明の受圧構造体の断面図（１）
【図５】本発明の受圧構造体の断面図（２）
【図６】油圧ジャッキによる引張補強材の緊張時の説明図
【図７】本発明の斜面の安定化構造の説明図
【図８】斜面の安定計算説明図
【図９】引張補強材の打設角と安全率のグラフ
【図１０】引張補強材を受圧板下方へ配置した場合の効果を示したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
（１）受圧板
本発明の受圧板１は、引張補強材３と係合し、引張補強材３に挿通した台座４を介してキャップ付ナット５を締め付けて固定することで、引張補強材３に作用する引張力を斜面に伝達して斜面を安定する、受圧構造体２を構成するものである（図１）。
受圧板１は、略正方形状の板体の平板部１１と、平板部１１の中央付近に形成した凹部１２と、凹部１２に設ける縦長の溝孔１３を備える（図２）。
受圧板１の材質は金属が望ましい。
受圧板１の平板部１１の寸法は一辺２００ｍｍ〜１０００ｍｍとすることが望ましい。ただし、受圧板１の形状は特に限定されるものではなく、略正方形状に限らず種々の形状を採用することが可能であり、例えば三角形状、円形状でもよい。
【００２０】
（１．１）凹部
凹部１２は、平板部１１の表面から裏面に突出して形成する。
凹部１２は、受圧板１の縦方向（Ａ−Ａ方向）断面において、円弧を呈する円弧部１２１と、円弧部１２１に対して受圧板１の縦方向の下側に設ける、直線を呈する直線部１２２とを組み合わせてなる（図３）。
【００２１】
（１．２）溝孔
溝孔１３は受圧板１の縦方向（Ａ−Ａ方向）の断面に沿って、凹部１２の円弧部１２１に形成する。
溝孔１３には引張補強材３を挿通するが、溝孔１３は挿通した引張補強材３が平板部１１に対して直交する方向（図４）から、平板部１１に対して４５度をなす方向（図５）に亘って縦長に形成する。これに合わせて、直線部１２２も平板部１１に対して４５度をなすように形成する。
このように構成することにより、引張補強材３は平板部１１に対して最大４５度まで角度調整が可能である。
なお、本実施例では引張補強材３が最大４５度まで角度調整が可能としているが、最大角度が２５度から４５度であれば高い安全率が得られる。
【００２２】
（１．３）凹部の配置
凹部１２は、平板部１１の縦方向の中心より下側に設けるのが好ましい。
凹部１２を下側に設けることで引張補強材３の設置位置が受圧板１の中央より下方となり、受圧板１上部の地盤反力度を小さくすることができる。
【００２３】
（２）受圧構造体
本発明の受圧構造体２は、受圧板１を、斜面Ｓに予め打設した引張補強材３を溝孔１３に挿通して斜面Ｓ上に設置し、凹部１２から突出した引張補強材３に中央部に挿通孔４１を設けた半球形状の台座４を挿通して凹部１２に配置し、台座４から突出した引張補強材３の頭部にキャップ付ナット５を螺合して、受圧板１を斜面Ｓ上に固定して構成する（図４）。なお、キャップ付ナット５はキャップとナットを別々の構成としてもよい。
【００２４】
受圧板１は、凹部１２を斜面Ｓの地中に押し込んで埋設するが、その方法としては、人力、削孔機その他の機械による押し込み、もしくは油圧ジャッキにより引張補強材３を緊張することによる押し込みが望ましいが、斜面Ｓが硬質地盤で押し込みが困難な場合は。予め斜面Ｓを掘削し、掘削後に受圧板１と斜面Ｓとの隙間にモルタルを充填することで受圧板１と斜面Ｓとを密着させることができる。
【００２５】
（３）台座
台座４は半球状であり、中央に引張補強材３を挿通する挿通孔４１を有する。
台座４の球状の底面は、受圧板１の凹部１２の円弧部１２１を同じ曲率とすることにより、台座４に挿通した引張補強材３の受圧板１に対する角度が変わっても、凹部１２内部に配置したまま引張補強材３に追従することができる（図４、図５）。
台座４の寸法は、引張補強材３を緊張する際に用いる油圧ジャッキ９を載せるため（図６）、直径１００ｍｍ以上とするのが望ましい。本発明の受圧板１は直線部１２２を有するため、引張補強材３を傾斜しても、平板部１１が油圧ジャッキ９と干渉することがない。
なお、凹部１２および台座４は同じ曲率であればよく、凹部１２および台座４を半円柱状としてもよい。
【００２６】
（４）斜面の安定化構造
本発明の受圧構造体２を用いた斜面Ｓの安定化構造は、斜面Ｓの縦方向と横方向や、右斜め方向と左斜め方向等の、それぞれ交差する方向に付設した複数の引張部材７の交点部を連結材８により連結し、交点部のいずれかを受圧構造体２に連結するものである。
受圧構造体２の斜面Ｓへの配置形状は千鳥配置（図７（ａ））とするのが望ましいが、正方形配置（図７（ｂ））や長方形配置とすることもできる。
【００２７】
斜面Ｓに沿って複数設置される受圧板１の間の地山は、侵食が想定される場合には植生基材吹付工等の植生工を施すこともできる。
【符号の説明】
【００２８】
１      受圧板
１１    平板部
１２    凹部
１２１  円弧部
１２２  直線部
１３    溝孔
２      受圧構造体
３      引張補強材
４      台座
４１    挿通孔
５      キャップ付ナット
６      アンカー孔
７      引張部材
８      連結材
９      油圧ジャッキ
【図１】
2019105117.tif 000005
【図２】
2019105117.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019105117.tif 000009
【図６】
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【図７】
2019105117.tif 000011
【図８】
2019105117.tif 000012
【図９】
2019105117.tif 000013
【図１０】
2019105117.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月14日(2018.2.14)
【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】
斜面に設けた引張補強材と係合する、斜面安定用の受圧板であって、
平板部と、
前記平板部の中央付近に形成し、前記平板部の裏面から突出する凹部と、
前記凹部に設けた、斜面に設置された状態の前記受圧板に対して縦長の溝孔と、からなり、
前記凹部は、斜面に設置された状態の前記受圧板に対する縦方向断面において円弧を呈する円弧部と、該縦方向断面において前記円弧部の、前記受圧板が設置される斜面に対して下側に位置して直線を呈する直線部と、を組み合わせて成ることを特徴とする、
受圧板。
【請求項２】
請求項１に記載の受圧板において、
前記溝孔は、斜面に設置された状態の前記受圧板に対する縦方向断面において、前記溝孔に挿通した前記引張補強材が前記平板部に対して直交する方向から、前記平板部に対して４５度をなす方向に亘って設けることを特徴とする、
受圧板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の受圧板において、
前記凹部は、前記平板部の、斜面に設置された状態の前記受圧板に対して縦方向の中心より下側に位置することを特徴とする、
受圧板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の受圧板と、
前記溝孔に挿通した前記引張補強材と、
前記引張補強材を挿通し、前記受圧板の前記凹部内に配置する台座と、を有し、
前記台座は、前記凹部の前記円弧部と同じ曲率を有する断面視半円状であることを特徴とする、受圧構造体。
【請求項５】
請求項４に記載の受圧構造体の斜面への設置方法であって、
前記受圧板は、人力、削孔機その他の機械による押し込み、もしくは油圧ジャッキにより前記引張補強材を緊張することによる押し込みによって斜面に前記凹部を押し込んで斜面へ設置することを特徴とする、設置方法。
【請求項６】
斜面のそれぞれ交差する方向に付設した複数の引張部材と、
斜面に設けて前記複数の引張部材の交点部のいずれかと連結した請求項４に記載の受圧構造体と、からなる、
斜面の安定化構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本願の第一発明は、斜面に設けた引張補強材と係合する、斜面安定用の受圧板であって、平板部と、前記平板部の中央付近に形成し、前記平板部の裏面から突出する凹部と、前記凹部に設けた、斜面に設置された状態の前記受圧板に対して縦長の溝孔と、からなり、前記凹部は、斜面に設置された状態の前記受圧板に対する縦方向断面において円弧を呈する円弧部と、該縦方向断面において前記円弧部の、前記受圧板が設置される斜面に対して下側に位置して直線を呈する直線部と、を組み合わせて成ることを特徴とする、受圧板を提供する。
本願の第二発明は、第一発明の受圧板において、前記溝孔は、斜面に設置された状態の前記受圧板に対する縦方向断面において、前記溝孔に挿通した前記引張補強材が前記平板部に対して直交する方向から、前記平板部に対して４５度をなす方向に亘って設けることを特徴とする、受圧板を提供する。
本願の第三発明は、第一発明又は第二発明の受圧板において、前記凹部は、前記平板部の、斜面に設置された状態の前記受圧板に対して縦方向の中心より下側に位置することを特徴とする、受圧板を提供する。
本願の第四発明は、第一発明乃至第三発明のいずれかの受圧板と、前記溝孔に挿通した前記引張補強材と、前記引張補強材を挿通し、前記受圧板の前記凹部内に配置する台座と、を有し、前記台座は、前記凹部の前記円弧部と同じ曲率を有する断面視半円状であることを特徴とする、受圧構造体を提供する。
本願の第五発明は、第四発明の受圧構造体の斜面への設置方法であって、前記受圧板は、人力、削孔機その他の機械による押し込み、もしくは油圧ジャッキにより前記引張補強材を緊張することによる押し込みによって斜面に前記凹部を押し込んで斜面へ設置することを特徴とする、設置方法を提供する。
本願の第六発明は、斜面のそれぞれ交差する方向に付設した複数の引張部材と、斜面に設けて前記複数の引張部材の交点部のいずれかと連結した第四発明の受圧構造体と、からなる、斜面の安定化構造を提供する。