(57)【要約】【課題】強度を低下させずに鋼製自在枠を軽量化し、低コストで構築することができる石詰め構造物を提供する。【解決手段】前面枠６ａを、左右方向に複数個連設すると共にｘ（ｘは２以上の自然数）段積み重ねて構成された前面壁６と、この前面壁６の後方に少なくとも１列設置され、控枠７ａを左右方向に複数個連設すると共に（ｘ−１）段以下の段数で積み重ねて構成された後壁７と、前面枠６ａ及び控枠７ａの内部に充填された中詰材とを有する石詰め構造物において、前面壁６を構成する各前面枠６ａの骨格形状を台形柱状とすると共に、柱材１及び繋ぎ材３で形成される側面の形状を台形状とし、この側面の対角線上にブレース材４を設ける。また、後壁７を構成する各控枠７ａの骨格形状を直方体状とすると共に、柱材１及び繋ぎ材３で形成される側面の形状を矩形状とし、この控枠７ａにはブレース材は設けない。【選択図】図１
2008184873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四隅に配置された鋼製の柱材と、左右方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の水平材と、前後方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の繋ぎ材とにより形成された骨格の形状が台形柱状で、かつ前記柱材及び前記繋ぎ材で形成される側面の形状が台形状であり、この側面の対角線上にブレース材が設けられた前面枠を、左右方向に複数個連設すると共にｘ（ｘは２以上の自然数）段積み重ねて構成された前面壁と、
前記前面壁の後方に設置され、前記前面壁の柱材のうち後方側に配置された柱材及びそれらを連結する水平材と、前記前面壁の柱材の後方に配置された２本の鋼製の柱材及びそれらを連結する水平材と、前後方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の繋ぎ材とにより形成された骨格形状が直方体状で、かつ前記柱材及び前記繋ぎ材で形成される側面の形状が矩形状である控枠を、左右方向に複数個連設すると共に（ｘ−１）段以下の段数で積み重ねて構成された後壁と、
前記前面枠及び前記控枠の内部に充填された中詰め材と
を有することを特徴とする石詰め構造物。
【請求項２】
前記前面壁の高さ及び奥行きに応じて、前記後壁の繋ぎ材の長さが調節されることを特徴とする請求項１に記載の石詰め構造物。
【請求項３】
前記前面壁の最上段には、更に、四隅に配置された鋼製の柱材と、左右方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の水平材と、前後方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の繋ぎ材とにより形成された骨格の形状が直方体状で、かつ前記柱材及び前記繋ぎ材で形成される側面の形状が矩形状であり、前記側面の対角線上にブレース材が設けられた箱枠と、この箱枠の内部に充填された中詰め材とからなる袖部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の石詰め構造物。
【請求項４】
最外面に前記中詰め材の漏出を防止するスクリーン材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の石詰め構造物。
【請求項５】
前記ブレース材は、ジョイントプレートを介して前記柱材及び前記繋ぎ材に接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の石詰め構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に連結された複数の枠体の内部に、石、礫又は土砂等を中詰めして構築され、治山工事、砂防工事及びその他一般の土木工事に適用される石詰め構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、土留め、擁壁、砂防ダム及び堰堤等の土木構造物の施工方法として、鋼材で組まれた枠内に、石、礫又は土砂等の中詰め材を充填する工法が知られている（例えば、特許文献１〜４参照。）。図４は鋼製自在枠を使用した従来の石詰め構造物を示す断面図であり、図５はその鋼製自在枠を示す斜視図である。図４及び図５に示すように、このような鋼製自在枠１００を使用した石詰め構造物を構築する場合、現地で、鋼材からなる柱材１０１と、水平材１０２、繋ぎ材１０３と、ブレース材１０４とで略直方体形状の骨格を作製し、その骨格の各面にスクリーン材１０５を設けてユニット単位の枠体を組み立てる。そして、隣り合う枠体同士を連結させ、例えば、砂防ダム等では左右両端又はいずれか一側端を倒立階段状に形成し、その後、鋼製自在枠１００内に石等の中詰め材１０６を充填する。
【０００３】
上述した石詰め構造物は、鋼製自在枠１００における各枠体の組み合わせ及び数を変えることにより、規模及び地形が異なる種々の工事に対応することができ、また、ある程度の不同沈下にも対応が可能であることから、木材やコンクリート製の土木構造物に比べてフレキシビリティが高いという特徴がある。また、この鋼製自在枠を使用した石詰め構造物は、中詰め材料として現場で発生する栗石、礫、土砂等を使用することができると共に、コンクリート製構造物に比べて透水性があるため、土留め用構造物等に適用した場合、地滑りの原因となる地下水位の上昇を抑制することができるという特徴がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２１４４２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６８８８６号公報
【特許文献３】特許第３６８９８３５号公報
【特許文献４】特開２００４−６８４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の鋼製自在枠を使用した石詰め構造物には、以下に示す問題点がある。即ち、従来の石詰め構造物は、外力に対する抵抗力を、鋼製自在枠の骨組強度のみで負担する構造となっているため、鋼製自在枠を形成する各枠材の強度を大きく設定する必要があり、大きなサイズの枠材が必要で、鋼材の使用量も多くなるという問題点がある。また、従来の鋼製自在枠は、規模及び地形に応じて、ユニット単位で幅及び大きさが調整可能であるというメリットがあるが、そのためには、ブレース材及びスクリーン材等の部材用として、その工事に最適なサイズ及び種類の鋼材を用意しなければならないという問題点がある。
【０００６】
一方、特許文献３に記載の土木構造物では、前面側柱材、後面側柱材、上部水平材及び下部水平材からなる側面枠が長方形状で、ブレース材が設けられておらず、更に、最前面の柱材間に取り付けられるスクリーン面材が、中詰め材による内部圧力に対して張力で抗する引張り材で構成されると共に外側に湾曲している鋼製枠を使用することにより、鋼材の使用量低減を図っているが、この技術には、外力に対する抵抗力を中詰め材のせん断抵抗力で負担する構造となっており、中詰め材の品質によって強度が異なるため、中詰め材の品質を確認する必要があるという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献４に記載の鋼製土留壁は、鋼製枠の背面を間伐材で構成することにより、鋼材の使用量を減らして、建設コストの低減を図っているが、この技術には、間伐材は鋼材に比べて耐用年数が少なく、間伐材が腐朽すると構造物としての安定性が保てないという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、強度を低下させずに鋼製自在枠を軽量化し、低コストで構築することができる石詰め構造物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】
【０００９】
本発明に係る石詰め構造物は、四隅に配置された鋼製の柱材と、左右方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の水平材と、前後方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の繋ぎ材とにより形成された骨格の形状が台形柱状で、かつ前記柱材及び前記繋ぎ材で形成される側面の形状が台形状であり、この側面の対角線上にブレース材が設けられた前面枠を、左右方向に複数個連設すると共にｘ（ｘは２以上の自然数）段積み重ねて構成された前面壁と、前記前面壁の後方に設置され、前記前面壁の柱材のうち後方側に配置された柱材及びそれらを連結する水平材と、前記前面壁の柱材の後方に配置された２本の鋼製の柱材及びそれらを連結する水平材と、前後方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の繋ぎ材とにより形成された骨格形状が直方体状で、かつ前記柱材及び前記繋ぎ材で形成される側面の形状が矩形状である控枠を、左右方向に複数個連設すると共に（ｘ−１）段以下の段数で積み重ねて構成された後壁と、前記前面枠及び前記控枠の内部に充填された中詰め材とを有することを特徴とする。
【００１０】
この石詰め構造物は、前記前面壁の高さ及び奥行きに応じて、前記後壁の繋ぎ材の長さを調節することができる。
【００１１】
また、前記前面壁の最上段には、更に、四隅に配置された鋼製の柱材と、左右方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の水平材と、前後方向に隣り合う柱材間を連結する鋼製の繋ぎ材とにより形成された骨格の形状が直方体状で、かつ前記柱材及び前記繋ぎ材で形成される側面の形状が矩形状であり、前記側面の対角線上にブレース材が設けられた箱枠と、この箱枠の内部に充填された中詰め材とからなる袖部を設けることもできる。
【００１２】
更に、最外面に前記中詰め材の漏出を防止するスクリーン材が設けられていてもよい。
【００１３】
更にまた、前記ブレース材は、ジョイントプレートを介して前記柱材及び前記繋ぎ材に接合されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前面壁を構成する各前面枠の側面形状を台形状とすることにより、前面壁の強度を向上させているため、後壁を構成する控枠にブレースを設けなくても従来の全面トラス構造の石詰め構造物と同等の強度が得られる。その結果、強度を低下させることなく石詰め構造物の軽量化及び低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態においては、鋼製自在枠を使用して構築した砂防ダムを例にして説明する。図１は本実施形態の石詰め構造物を示す正面図であり、図２（ａ）は図１に示す石詰め構造物における鋼製自在枠の一部を示す正面図であり、図２（ｂ）は図１に示すＡ−Ａ線による断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の石詰め構造物（砂防ダム）は、前面壁６として、複数個の前面枠６ａを左右方向（流れに直交する方向）に連結したものがｘ（ｘは２以上の自然数）段積み重ねられ、更に、その後方（上流側）に、後壁７として、左右方向に連結された複数個の控枠７ａが、前述した前面壁よりも少ない段数、即ち、段数が（ｘ−１）段以下となるように積み重ねられた鋼製自在枠１０を使用しており、この鋼製自在枠１０の内部、即ち、前面壁６の各前面枠６ａ及び後ろ壁７の各控枠７ａの内部には、石、礫又は土砂等の中詰め材（図示せず）が充填されている。
【００１６】
本実施形態の石詰め構造物において、鋼製自在枠１０の前面壁６を構成する各前面枠６ａは、四隅に配置された柱材１と、左右方向に隣り合う柱材１間を連結する水平材２と、前後方向に隣り合う柱材１間を連結する鋼製の繋ぎ材３とにより、台形柱状の骨格が構成されている。また、前面枠６ａは、前後方向に隣り合う２本の柱材１と、これらを連結する２本の繋ぎ材３で形成される側面の形状が台形状となっており、この側面の前方（下流側）上部の角部と後方（上流側）下部の角部に夫々、ブレース材４の両端部が、例えばジョイントプレート５を介して接合されている。即ち、前後方向に隣り合う２本の柱材１と、これらを連結する２本の繋ぎ材３により形成される面の対角線上に、ブレース材４が設けられている。
【００１７】
一方、前方壁６の後方（上流側）に設置される後壁７を構成する各控枠７ａは、その前に配置された前面枠６ａの柱材１のうち後方側に配置された柱材１と、これらを連結する水平材３と、柱材１よりも後方に配置された２本の柱材１と、左右方向に隣り合う柱材１間を連結する水平材２と、前後方向に隣り合う柱材１間を連結する繋ぎ材３とで構成される骨格形状が直方体状となっている。また、控枠７ａは、前後方向に隣り合う柱材１と、これらを連結する２本の繋ぎ材３で形成される側面の形状が矩形状であり、ブレース材は設けられていない。
【００１８】
また、前面壁６を構成する各前面枠６ａは、下方に配置されるもの程底面積が大きくなっており、前面（下流側の面）は設置面に対して傾斜し、後面（上流側の面）は設置面に対して垂直になっている。一方、後壁７を構成する各控枠７ａは、底面積が全て同じであり、前面（下流側の面）及び後面（上流側の面）共に設置面に対して垂直になっている。更に、前後方向及び左右方向に隣り合う前面枠６ａと控枠７ａとは、その高さが相互に等しくなっている。そして、この石詰め構造物では、前面壁６を構成する各前面枠６ａで強度を確保し、後壁７を構成する各控枠７ａで安定性を確保している。
【００１９】
本実施形態の石詰め構造物における鋼製自在枠１０を構成する各部材は、鋼材により形成されており、例えば、柱材１にはＨ形鋼、水平材２及び繋ぎ材３には溝形鋼、ブレース材４には山形鋼又は溝形鋼を使用することができる。また、各部材の接合は、例えば、柱材１と水平材２とはボルト接合で、柱材１と繋ぎ材３とは繋ぎ材３に溶接接合されたジョイントプレート５にボルト接合することで、ブレース材４の接合は柱材１及び繋ぎ材３に溶接接合されたジョイントプレート５にボルト接合することで行うことができる。
【００２０】
また、本実施形態の石詰め構造物において最外面となる前面枠６ａ及び控枠７ａの各面には、必要に応じて、内部に充填される中詰め材の漏出を防止するため、鋼製のスクリーン材を取り付けることができる。
【００２１】
次に、上述の如く構成された本実施形態の石詰め構造物の施工方法について説明する。本実施形態の石詰め構造物を構築する場合は、先ず、設置面上に前面枠６ａ及び控枠７ａを水平方向に配置して、左右前後に隣接するもの同士を相互に連結する。次に、その上に前面枠６ａ及び控枠７ａを垂直方向に積み重ねて、上下に隣接するもの同士及び左右前後に隣接するもの同士を相互に連結する。この工程を複数回繰り返し、前面枠６ａと控枠７ａを所定の段数積み重ねる。その際、設置場所の地形等に応じて、左右両端又はいずれか一側端を倒立階段状とする。なお、通常は、現地で柱材１、水平材２、繋ぎ材３、ブレース材４等の各部材を接合して、前面枠６ａ及び控枠７ａを組み立てて鋼製自在枠１０を作製するが、予め工場等でユニット単位の前面枠６ａ及び控枠７ａを作製しておき、それを現地に搬入して設置することもできる。
【００２２】
上述の方法で鋼製自在枠１０を設置した後、各前面枠６ａ及び控枠７ａ内に中詰め材（図示せず）を充填して、石詰め構造物とする。この中詰め材としては、現地で発生した石、礫又は土砂等を使用することが好ましいが、他所から搬入した栗石、又は建築・土木廃材等を用いることも可能である。
【００２３】
上述の如く、本実施形態の石詰め構造物においては、前面壁６を構成する前面枠６ａの側面形状を、従来の平行四辺形状から台形状としているため、従来の全面トラス構造の鋼製自在枠を使用した石詰め構造物に比べて、前面枠６ａの強度を向上させることができる。これにより、前面壁６で荷重を受け止め、石詰め構造物の強度を確保できるようになるため、その後方（上流側）に設置される後壁７は、従来の構造程の強度は必要なくなり、主に石詰め構造物の安定性を確保するためものとすることができる。その結果、後壁７を構成する控枠７ａにはブレース材が不要となり、使用する鋼材の数を低減することができると共に接合箇所も少なくなるため、強度を低下させずに石詰め構造物の軽量化及び低コスト化を実現することができる。
【００２４】
また、本実施形態の石詰め構造物では、後壁７を構成する各控枠７ａの奥行き、即ち、繋ぎ材３ｂの長さを調節することで、種々の地形及び規模に対応することができる。更に、従来の石詰め構造物では、後壁の奥行きを部材の規定長さである１．５ｍ刻みで設定しないと、部材の数が多くなると共に、迅速な設計対応が困難になるといった問題があったが、本実施形態の石詰め構造物では、後壁７を構成する控枠７ａにブレース材が不要であるため、ブレース材の種類・長さの制約を受けずに、後壁７の奥行きを０．１ｍ刻みで迅速に設定対応することができる。その結果、従来の鋼製自在枠を使用した石詰め構造物に比べて、複雑な地形にもより柔軟に対応することができると共に、総重量を軽減して経済性を向上させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、砂防ダムを例にして説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、鋼製自在枠を使用した石詰め構造物であれば前述した効果が得られ、砂防ダム以外にも、例えば、土留め、擁壁及び堰堤等の各種土木構造物等に適用することができる。
【００２６】
また、図２（ａ）及び（ｂ）では、前面枠６ａの後方に控枠７ａを１列設置した石詰め構造物を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、左右方向に連設される前面枠６ａ及び控枠７ａの数、前後方向に連設される控枠７ａの列数、及び前面枠６ａ及び控枠７ａを積み重ねる段数は、石詰め構造物の規模及び構築する場所の地形等に応じて適宜設定することができ、控枠７ａを前後方向に２列以上設置して後壁７を構成してもよい。
【００２７】
更に、本発明の石詰め構造物においては、前面壁の最上部に、更に袖部を設けることができる。次に、本発明の実施形態の変形例に係る石詰め構造物について説明する。図３は本変形例の石詰め構造物における鋼製自在枠を示す断面図であり、図１に示すＡ−Ａ線による断面図に相当する。図３に示すように、本変形例の石詰め構造物においては、鋼製自在枠２０の前面壁６の最上部に配置された前面枠６ａの上に、更に、四隅に配置された鋼製の柱材１ｃと、左右方向に隣り合う柱材１ｃ間を連結する鋼製の水平材２ｃと、前後方向に隣り合う柱材１ｃ間を連結する鋼製の繋ぎ材３ｃにより形成される骨格の形状が直方体状であり、前後方向に隣り合う２本の柱材１ｃと、これらを連結する２本の繋ぎ材３ｃで形成される矩形状の側面の対角線上にブレース材４が設けられている箱枠８からなる袖部が設けられている。そして、この箱枠８の内部にも、前面枠６及び後壁７と同様に、中詰め材が充填されている。なお、本変形例の石詰め構造物においても、最外面となる箱枠８の各面に、中詰め材の漏出を防止するための鋼製のスクリーン材を取り付けることができる。このように、前面壁６の最上部に袖部を設けることにより、降雨時に上流からの流れを下流に安全に流すための水通しが設けられ、治山ダム及び砂防ダムとして優れた性能を発揮することができる。
【００２８】
なお、本変形例の石詰め構造物における上記以外の構成及び効果は、前述した本発明の実施形態の石詰め構造物と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の石詰め構造物を示す正面図である。
【図２】（ａ）図１に示す石詰め構造物における鋼製自在枠の一部を示す正面図であり、（ｂ）は図１に示すＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】本発明の実施形態の変形例の石詰め構造物における鋼製自在枠を示す断面図であり、図１に示すＡ−Ａ線による断面図に相当する。
【図４】鋼製自在枠を使用した従来の石詰め構造物を示す断面図である。
【図５】図４に示す従来の石詰め構造物の鋼製自在枠を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、１０１  柱材
２、１０２  水平材
３、１０３  繋ぎ材
４、１０４  ブレース材
５  ジョイントプレート
６  前面壁
６ａ  前面枠
７  後壁
７ａ  控枠
８  箱枠
１０、２０、１００  鋼製自在枠
１０５  スクリーン材
１０６  中詰め材
【図１】
2008184873.tif 000003
【図２】
2008184873.tif 000004
【図３】
2008184873.tif 000005
【図４】
2008184873.tif 000006
【図５】
2008184873.tif 000007