(57)【要約】【課題】急速施工を可能とし、大掛かりな施工や施工機械の必要もなく、また構造計算も可能とする。【解決手段】立方体若しくは直方体を成す袋体１の中に、土砂などの粒状物５を充満して粒塊ブロック６とする。この粒塊ブロック６を地盤に複数個積み上げて前後左右に並設する。これらを貫通する連結柱７の下部を、地中に埋設してアンカー８とする。連結柱７の上部を、地山のアンカーや補助連結柱１６と連結してもよい。袋体１の中に粒状物５を充満するため、簡易な施工機器だけで施工が出来、構造物としても計算が可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋体内に粒状物を充満させて予め製作した複数の粒塊ブロックから成り、
縦横に並設した前記粒塊ブロック間を、外力を伝達可能に連結した
堤体構造物。
【請求項２】
袋材内に粒状物を充満させて予め製作した複数の粒塊ブロックと、
縦横に並設した前記複数の粒塊ブロック間を貫通して連結した連結柱とによって構成した
堤体構造物。
【請求項３】
連結柱の下部を、地中に貫入したことを特徴とする請求項２記載の堤体構造物。
【請求項４】
連結柱の端部を緊張して定着したことを特徴とする請求項２記載の堤体構造物。
【請求項５】
連結柱の粒塊ブロックの上部から突出した一部を支柱として使用して、防護柵を構築したことを特徴とする請求項２記載の堤体構造物。
【請求項６】
複数の粒塊ブロックに補助連結柱を貫入し、
支柱を兼ねた連結柱と補助連結柱の間を、控ロープで接続したことを特徴とする請求項５記載の堤体構造物。
【請求項７】
複数の粒塊ブロックを上下に貫通する連結柱の周囲にグラウト材を注入し、
連結柱とその周囲の粒塊ブロックの粒状物との間に、
グラウト材が浸透した粒状物により、筒状の拡張緩衝体を形成したことを特徴とする請求項２記載の堤体構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落石、雪崩、崩壊土砂などの衝撃を吸収する堤体や、河川の堤体補修に適用可能な堤体構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
落石、雪崩、崩壊土砂の荷重に抵抗し、これを食い止める土留め壁や、防護壁等が開発されている。これら土留め壁や防護壁には、特開２００６−２０７１７４号公報に開示されているような、現場に型枠を組み、現場打ちのコンクリートで構築するものや、特開平７−６２６７５号公報にて開示されているようなコンクリートブロックを積み上げるようなもの、或いは堤状に盛土して補強し、抵抗させるもの等、様々な構造が存在する。これらの堤体の課題は次の通りである。
【０００３】
（１）これら従来の荷重に抵抗する構造物の共通の問題は、施工期間が長く、緊急性を要する現場への設置には現場には不適なことである。
（２）土嚢を積み上げて堤体を構築するような施工では、ひとつひとつの土嚢の抵抗力を確認することが出来ず、構造物全体の設計計算が出来なかった。
（３）コンクリートブロックを使用する方法であると、クレーンなどの大掛かりな施工機械が必要であった。
（４）補強盛土堤体であると、その盛土の展開や盛土の転圧に各種機器の使用を強いられていた。
【特許文献１】特開２００６−２０７１７４号公報
【特許文献２】特開平７−６２６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明で解決しようとする課題は、急速施工を可能とすること。更に大型の施工機械の使用を回避して現場での施工の簡略化を図ること。更には、構造物全体の設計計算を可能とする堤体構造物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる堤体構造物は、
袋体内に粒状物を充満させて予め製作した複数の粒塊ブロックから成り、
縦横に並設した前記粒塊ブロック間を、外力を伝達可能に連結するものである。
また、この発明にかかる他の堤体構造物は、
袋材内に粒状物を充満させて予め製作した複数の粒塊ブロックと、
縦横に並設した前記複数の粒塊ブロック間を貫通して連結した連結柱とにより構成するものである。
前記した連結柱の下部を、地中に貫入することもある。
前記した連結柱の端部を緊張して定着することもある。
更に、連結柱の粒塊ブロックの上部から突出した一部を支柱として使用して、防護柵を構築することもある。
或いは、複数の粒塊ブロックに補助連結柱を貫入し、
支柱を兼ねた連結柱と補助連結柱の間を、控ロープで接続することもある。
更には、複数の粒塊ブロックを上下に貫通する連結柱の周囲にグラウト材を注入し、
連結柱とその周囲の粒塊ブロックの粒状物との間に、
グラウト材が浸透した粒状物により、筒状の拡張緩衝体を形成することもある。
【発明の効果】
【０００６】
この発明に係る落石等の荷重抵抗壁は、以下の効果を得ることができる。
（イ）袋体の中に粒状物を充満して粒塊ブロックとし、これを縦横に並設するため、人力でも施工が行え、急速を要する施工にも対応可能である。
（ロ）人力での施工も可能で、転圧用の機械や、大型クレーン等の施工機械が不要で、クレーン付きのトラックなどで施工に対応できる。
（ハ）袋体の中に粒状物を詰めてこれを拘束することにより、粒状物同士にインターロッキング効果が発生して堤体として定形性が維持でき、粒塊ブロック自体を構造材料として設計計算することが可能である。
（ニ）袋体によって拘束された粒状物が相互に噛み合って、各粒塊ブロックが変形しにくいとともに、内部の粒状物間に生じる摩擦によるエネルギー吸収作用が発揮される。
（ホ）連結柱の上部と連結した控えロープを、地山等へ埋設してアンカーと固定することによって、落石等の荷重への抵抗力を高めることができる。
（ヘ）連結柱の上部を使用して防護柵を形成することによって、別途支柱部材を必要とせず、構成部材数の削減と、支柱立設作業の省略化が可能となる。また、連結分散柱の下部は地中に埋設してあるため、柵が安定し、基礎コンクリートを省略できる。
（ト）連結柱の周囲にグラウト材を注入することにより、連結柱と抵抗体を一体化、及び上下に積み上げた粒塊ブロック同士を一体化して、荷重への強度を高めることができる。
（チ）グラウト材を注入することによって、連結柱の周囲にグラウト材が筒状に硬化した拡張緩衝体が形成されることになり、衝撃を受ける面積が拡張され、衝撃エネルギー吸収性能が向上する。
（リ）また、グラウト材によって粒状物の一部を硬化させることによって、その周りの粒状物との挙動変化を少なくして、エネルギー吸収効率を高めることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明にかかる堤体構造物は、立方体若しくは直方体を成す袋材に土砂などの粒状物を充満し、これを縦横に並設することによって構造計算が可能な壁とするものである。
【実施例１】
【０００８】
＜ａ＞袋体
図において１は、袋体であって、中に詰める粒状物５の拘束部材である。立方体の形状を成している。袋体１の材質としては、ポリエステル織布製などの袋が採用できる。図２は、その袋体１の一実施例であるが、上面２の三辺がファスナーによって開閉可能となっており、その内部の中心には、袋体１の上下方向に貫通するパイプ３が立設されている。上面２の裏面には、パイプ３に被せて連結可能な繋ぎパイプ４が取付けられている。その他、袋体１の開閉には、袋体１の上面となる織布の縁に、紐をベルトのように通しておき、粒状物５を詰めた後、その紐を引いて上面２となる織布を巾着袋のように絞り、紐を縛って封入することも可能である。袋体１としては、上面を開口した形状のものも採用できる。
【０００９】
＜ｂ＞粒状物
上記した袋材１の中に粒状物５を充満する。粒状物５としては、袋体１に充満した状態で、容易に圧縮崩壊しない粒状の材料が広く採用でき、砕石、土砂、コンクリートガラ、溶融スラグ、など様々な材料が使用できる。その他、各種廃棄物を処理した粒体も広く使用できる。これら粒状物５を袋材１の中に充満して拘束し、立方体の粒塊ブロック６とする。粒塊ブロック６は、現場以外の場所で予め製作してストックしておく。粒塊ブロック６のサイズは一様でなく、様々な異なるサイズのものをストックしておき、現場の状況に応じて適宜サイズのものを選択して使用する。
【００１０】
＜ｃ＞連結柱
連結柱７は、金属製やコンクリート製の様々な材料が使用でき、連結柱７の長さは、複数の粒塊ブロック６を貫通する長さ以上の長さを備えている。連結柱７の下端部は、例えばスクリュー形状のアンカー８となっている。このような連結柱７のアンカー８を地盤に埋設して、地上に突出した連結柱７の中間部から上を起立させる。地中にはグラウト材を注入して定着する。
【００１１】
＜ｄ＞粒塊ブロックの積み上げ
粒塊ブロック６のパイプ３に連結柱７を通して、複数個を積み上げる。或いは、先に粒塊ブロック６を積み上げた後、その後、粒塊ブロック６を貫通するようにして、連結柱７を通し、下部を地中に埋設してもよい。粒塊ブロック６は縦にのみ並べるだけでなく、左右隣り合わせて連続して並べることもあり、その前後に並べることもある。このように積み上げ、並べた粒塊ブロック６によって、堤体構造物Ａが構成される。また、粒塊ブロック６は、前後左右に自在に並べることが可能であるとともに、カーブや複雑な曲線やコーナーに対応して自在に並べることが可能である。また、地形表面に凹凸がある場合にも、その凹凸に対応して粒塊ブロック６を設置でき、その施工の自由性は格別なものとなる。上記した上面を開放した形状の袋体１を積み上げた場合は、一番上には上面も密封した粒塊ブロック６を載せて、堤体構造物Ａとする。
【００１２】
＜ｅ＞連結柱による一体構造
前記したように、積み上げた粒塊ブロック６は、縦方向に貫通させた連結柱７が複数の粒塊ブロック６をまたがって配置されて一体化がなされる。連結された複数の粒塊ブロック６が個々のブロック６に作用した外力を、全ブロックへ分散伝達可能となることになる。つまりは、堤体構造物Ａは、多数の粒塊ブロック６の集合体であるが、全体として擬似一体構造物として機能させることが可能となる。
【００１３】
＜ｆ＞横方向の連結
粒塊ブロック６は、図６〜図８に示すように、隣り合わせた粒塊ブロック６間を貫通させた鋼棒などの連結材１８によって一体化させることもある。横或いは前後方向も連結することにより、前記した集合体としての機能は更に向上し、擬似一体構造物としてより良好に機能する。
【００１４】
＜ｇ＞受撃作用
粒塊ブロック６は、その中の粒状物５が袋体１に拘束されているため、粒状物５が互いに摩擦によってインターロッキング効果を生じ、粒塊ブロック６としての定形性を維持する。つまりは、その集合体である堤体構造物Ａとしての形状が変わることなく、その形状が維持できる。堤体構造物Ａに落石や雪崩などの衝撃が作用したとき、粒状物５が相互に噛み合って、各ブロック６が堅くなる。つまりは衝撃が作用しても容易には変形破壊しない。また、粒塊ブロック６の中に詰めた粒状物５の内部摩擦によって、衝撃エネルギーが吸収でき、大きな衝撃や荷重にも耐え得ることができる。更には、擬似一体構造物となった堤体構造物Ａ自体の重量によって、大きな衝撃や荷重に抵抗する構造物となる。
【００１５】
＜ｈ＞防護柵
連結柱７の、粒塊ブロック６からの突出部分に、金網９を張って、防護柵１０とする。図６に示すのは、連結柱７の上部に鋼線などの控えロープ１２を連結し、この控えロープ１２を地山に形成した孔１３内に埋設して、グラウト材１４などで固定し、アンカー１５とした場合である。尚、この実施例では防護柵１０を形成したが、防護柵１０を設置せず、粒塊ブロック６を天端まで積み上げて堤体構造物Ａとする場合もある。
【実施例２】
【００１６】
＜ｉ＞堤体構造物の他の一体化
以上の実施例１は、連結柱７を使用して複数の粒塊ブロック６を一体化した場合であるが、複数の粒塊ブロック６にベルトをかけて縛り、一体にすることも可能である。或いは、個々の袋体１に予めベルトを取付けておき、隣り合うブロック６間をこのベルトを結ぶことによって連結し、堤体構造物Ａとして一体化することもある。
【実施例３】
【００１７】
＜ｊ＞グラウト材の注入
図３は、この発明の他の実施例を示すもので、袋材１のパイプ３として、多数の穴を有する部材、又はグラウトのしみ出る繊維部材を使用し、このパイプ３を通じて、粒塊ブロック６の充填材５にグラウト材１１を注入して、連結柱７と粒塊ブロック６を一体化してある。このように、グラウト材１１によって連結柱７と粒塊ブロック６の一体化を図ることによって、堤体構造物Ａとしての強度が高くなることになる。図４及び図５に示すのは、グラウト材１１による粒塊ブロック６内部の具体的作用を表わしたもので、連結柱７の周囲に、グラウト材１１が硬化して粒状物５と一体となった筒状の拡張緩衝体Ｂとも言うべき構造部材が形成される。この拡張緩衝体Ｂの機能は、縦方向のブロック６間の連結機能を高め、それらブロック６間の一体組織化を図ることができる。
【００１８】
＜ｋ＞拡張緩衝体の機能
拡張緩衝体Ｂは連結柱７の周りにより太い円柱形状に形成されるため、連結柱７の直径よりもその直径は大きい。言い換えれば、連結柱７の外周の長さよりも、拡張緩衝体Bの外周の長さの方が遥かに長くなる。連結柱７の、その衝撃Ｆが作用したときの受撃面積Ｓ1よりも、拡張緩衝体Ｂの受撃面積Ｓ2の方が大きく、広い面積で衝撃を受け、衝撃を分散して受け止めることになり、緩衝作用を発揮することになる。また、硬度の高い中心の連結柱７から、その周りのグラウト材１１によって硬化した緩衝層、更にその周りの未硬化の粒状物５と、中心に行くにつれて衝撃力を受けたときの粒状物５の挙動変化が少なくなっていく。このように粒状物５の挙動変化が少なくなることによって、エネルギーの吸収効果、つまりは緩衝効果を高めた。
【実施例４】
【００１９】
＜ｌ＞抵抗力の向上
図７に示すのは、袋材１として直方体の形状のものを使用し、堤体構造物Ａの幅方向の長さを長くして、荷重への抵抗力を高めたものである。また、連結柱７よりも地山寄りに、同じく粒塊ブロック６を上下に貫通する補助連結柱１６の下部を地盤に埋設してある。この補助連結柱１６の上端と、連結柱７の上端とを鋼線などの控えロープ１７によって連結して、ブロックの自重を利用して防護柵１０の転倒モーメントに対抗することが可能となる。また、地山へのアンカー設置が不要となる。
【実施例５】
【００２０】
＜ｍ＞隣合う抵抗体の連結
図８〜図１０に示すのは、隣り合って並ぶ粒塊ブロック６間に、ＰＣ鋼棒などの連結材料１８を貫通させ、所望位置にてナットなどを螺合して連結した例である。このように、横方向に並ぶ粒塊ブロック６を連結することによって、抵抗壁Ａ全体の一体化を高め、荷重が一部粒塊ブロック６に作用しても、抵抗壁Ａ全体の強度によって抵抗することになる。
【実施例６】
【００２１】
前記図３に示す実施例では、連結柱７の露出部分に鍔状の押え部材１９を通し、プレストレス力を与えた状態で、この上にナット２０を螺合して定着することが採用している。これにより、上下の粒塊ブロック６の一体化を促進する効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】粒塊ブロックを使用して構築した抵抗壁の斜視図である。
【図２】袋体の斜視図である。
【図３】堤体構造物の中にグラウト材を注入した場合の断面図である。
【図４】グラウト材によって拡張緩衝体を形成した状態の断面図である。
【図５】拡張緩衝体の水平断面図である。
【図６】連結柱の上端を地山のアンカーに連結した状態の断面図である。
【図７】連結柱の地山側に補助連結柱を配した状態の断面図である。
【図８】隣り合う抵抗体に連結材料を貫通した状態の正面図である。
【図９】連結材料を貫通させた状態の断面図である。
【図１０】連結材料を貫通させた状態の断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ：堤体構造物
Ｂ：拡張緩衝体
１：袋体
２：上面
３：パイプ
４：繋ぎパイプ
５：粒状物
６：粒塊ブロック
７：連結柱
８：アンカー
９：金網
１０：防護柵
１１：グラウト材
１２：控えロープ
１３：孔
１４：グラウト材
１５：アンカー
１６：補助連結柱
１７：控えロープ
１８：連結材料
１９：押え部材
２０：ナット
【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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【図９】
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【図１０】
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