(57)【要約】【課題】狭隘かつ軟弱な地盤でも安価に構築することのできる気泡モルタルの盛土構造を提供する。【解決手段】堅固な地盤１１上に軟弱層１２のある軟弱地盤１０上に、気泡モルタルを打設して盛土とする気泡モルタル盛土構造２０である。気泡モルタル盛土２３の下部に、堅固な地盤１１まで至る杭基礎２１を設けることで、気泡モルタル盛土２３の荷重を杭基礎２１により支持することができ、軟弱地盤１０が受ける上載荷重を減らすことができ、地盤沈下を防止することができる。また、仮に液状化が生じた場合にも、杭基礎２１により気泡モルタル盛土２３を支持することができ、気泡モルタル盛土２３の上の構造物を保護することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
堅固な地盤上に軟弱層のある軟弱地盤上に、気泡モルタルを打設して盛土とする気泡モルタル盛土構造において、気泡モルタル盛土の下部に、堅固な地盤まで至る杭基礎を設けることを特徴とする気泡モルタル盛土構造。
【請求項２】
気泡モルタルよりも圧縮強度の高い保護スラブを、気泡モルタル盛土の上部及び／または下部に設けることを特徴とする請求項１に記載の気泡モルタル盛土構造。
【請求項３】
気泡モルタルよりも引張強度の高い筋材を、気泡モルタル盛土の上部及び／または下部に水平方向に配筋することを特徴とする請求項１または２に記載の気泡モルタル盛土構造。
【請求項４】
前記杭基礎の杭頭に前記筋材を定着する定着部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の気泡モルタル盛土構造。
【請求項５】
前記定着部は平板状であり、前記筋材と垂直に設けられることを特徴とする請求項４に記載の気泡モルタル盛土構造。
【請求項６】
気泡モルタル盛土の直下の表面地盤を改良して表面改良層を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の気泡モルタル盛土構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡モルタルを盛土として利用した気泡モルタル盛土構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用軌道の構造としては、盛土を断面略台形に締め固めた路盤の上に砂利や砕石を敷き詰めて道床を形成し、その上に枕木を並べ、枕木の上にレールを固定したものが知られている。この構造は、路盤を締め固めるのに時間を要し、また雨等によって緩むためにメンテナンスを必要とする。また、安定させるために裾を広げて断面略台形とするので、狭隘な用地での構築が困難である。
【０００３】
また、路盤をコンクリートで形成したものも知られているが、コンクリートは敷地の地盤よりも比重が大きいため、軟弱な地盤では沈下等の恐れがあり適用できなかった。
【０００４】
地盤沈下対策を軽微あるいは不要とするため、コンクリートよりも比重が軽い気泡モルタルを盛土として使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。気泡モルタルを盛土として利用した、従来の鉄道用軌道の構造を図４に示す。図４において、地盤５０に打ち込んだＨ鋼５６に側壁５７を固定するとともに、対向する側壁５７、５７同士をタイロッド５８でつなぎ、両側壁５７間に気泡モルタルが打設されて気泡モルタル盛土５３が形成されている。その上面は路盤コンクリート５１で被覆され、その上に軌道４０が形成されている。
【０００５】
気泡モルタルは軽量で流動性がよく、また狭隘な用地での盛土構築が容易である。気泡モルタルは高架橋のアプローチの盛土部や、橋台背面のアプローチブロック、開削工法による地下構造物の埋め戻し等に適用されている。
【特許文献１】特許３２３３６９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、気泡モルタルからなる盛土を軟弱地盤（液状化地盤を含む）上へ構築する場合、軟弱地盤対策や液状化地盤対策として、鋼矢板締切工や地盤改良工が必要であった。鋼矢板締切工を用いた場合、盛土の周縁に沿って鋼矢板を打設する必要があり、またその根入れ深さについても、軟弱層よりも下の堅固な地盤まで根入れする必要があるため、工事費が増大する。一方、地盤改良工を用いた場合も、工事費が飛躍的に増大するという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、狭隘かつ軟弱な地盤でも安価に構築することのできる気泡モルタルの盛土構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、図１に示すように、堅固な地盤１１上に軟弱層１２のある軟弱地盤１０上に、気泡モルタルを打設して盛土とする気泡モルタル盛土構造（鉄道用軌道構造２０）において、気泡モルタル盛土２３の下部に、堅固な地盤１１まで至る杭基礎２１を設けることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、気泡モルタル盛土２３の下部に堅固な地盤１１まで至る杭基礎２１を設けることで、気泡モルタル盛土２３の荷重を杭基礎２１により支持することができ、軟弱地盤１０が受ける上載荷重を減らすことができ、地盤沈下を防止することができる。また、仮に液状化が生じた場合にも、杭基礎２１により気泡モルタル盛土２３を支持することができ、荷重を杭基礎２１に効率よく伝達することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の気泡モルタル盛土構造において、気泡モルタルよりも圧縮強度の高い保護スラブ２９を気泡モルタル盛土２３の上部及び／または下部に設けることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、保護スラブ２９を気泡モルタル盛土２３の上部及び／または下部に設けることで、水に弱い気泡モルタルに雨や軟弱地盤１０中の水が浸入することを防ぐことができる。
【００１２】
また、気泡モルタル盛土２３に上載荷重が加わると、図２に示すように、杭間では気泡モルタル盛土２３の上部に水平方向の圧縮力が働くが、気泡モルタルよりも圧縮強度の高い保護スラブ２９を気泡モルタル盛土２３の上部に設けた場合には、上載荷重による水平方向の圧縮力に抵抗することができる。
【００１３】
一方、杭基礎２１周辺の部分では、気泡モルタル盛土２３が杭基礎２１から上向きの応力を受けるため、気泡モルタル盛土２３の下部に水平方向の圧縮力が働くが、気泡モルタルよりも圧縮強度の高い保護スラブ２９を気泡モルタル盛土２３の下部に設けた場合には、下側の保護スラブ２９により、水平方向の圧縮力に抵抗することができる。このように、気泡モルタル盛土２３と保護スラブ２９とを一体化することで、気泡モルタル盛土２３にかかる曲げ力に抵抗することができ、荷重を杭基礎２１に効率よく伝達することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の気泡モルタル盛土構造において、気泡モルタルよりも引張強度の高い筋材２４を、気泡モルタル盛土２３の上部及び／または下部に水平方向に配筋することを特徴とする。
【００１５】
気泡モルタル盛土２３に上載荷重が加わると、図２に示すように、杭間では気泡モルタル盛土２３の下部に水平方向の引張力が働くが、請求項３に記載の発明によれば、気泡モルタルよりも引張強度の高い筋材２４を、気泡モルタル盛土２３の下部に水平方向に配筋することで、上載荷重による水平方向の引張力に抵抗することができる。一方、杭基礎２１周辺の部分では、気泡モルタル盛土２３の上部に水平方向の引張力が働くが、気泡モルタルよりも引張強度の高い筋材２４を、気泡モルタル盛土２３の上部に水平方向に配筋することで、上載荷重による水平方向の引張力に抵抗することができる。このため、気泡モルタル盛土２３にかかる上載荷重による曲げ力に抵抗することができ、荷重を杭基礎２１に効率よく伝達することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の気泡モルタル盛土構造において、図３に示すように、前記杭基礎２１の杭頭に前記筋材２４を定着する定着部（定着板２１ａ）を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、定着部により筋材２４を杭基礎２１の杭頭に固定することで、筋材２４の緊張力をより効率よく利用して気泡モルタル盛土２３にかかる上載荷重による曲げ力に抵抗することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の気泡モルタル盛土構造において、前記定着部は平板状であり、前記筋材２４と垂直に設けられることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、平板状の定着部を筋材２４と垂直に設けることで、定着部が筋材２４から張力を受けたときに、定着部の筋材２４と垂直な面で気泡モルタル盛土２３から応力を受けるため、杭頭を安定させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の気泡モルタル盛土構造において、気泡モルタル盛土２３の直下の表面地盤１３を改良して表面改良層１４を設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、気泡モルタル盛土２３の直下の表面地盤１３を改良して表面改良層１４を設けることにより、地盤沈下量を抑制したり、液状化の可能性を低減したりすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、気泡モルタル盛土の下部に堅固な地盤まで至る杭基礎を設けることで、気泡モルタル盛土の荷重を杭基礎により支持することができ、軟弱地盤が受ける上載荷重を減らすことができ、地盤沈下を防止することができる。また、仮に液状化が生じた場合にも、杭基礎により気泡モルタル盛土を支持することができ、荷重を杭基礎に効率よく伝達することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、保護スラブを気泡モルタル盛土の上部及び／または下部に設けることで、水に弱い気泡モルタルに雨や軟弱地盤中の水が浸入することを防ぐことができる。また、気泡モルタル盛土と保護スラブとを一体化することで、気泡モルタル盛土にかかる曲げ力に抵抗することができ、荷重を杭基礎に効率よく伝達することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、気泡モルタルよりも引張強度の高い筋材を、気泡モルタル盛土の上部及び／または下部に水平方向に配筋することで、上載荷重による水平方向の引張力に抵抗することができる。このため、気泡モルタル盛土にかかる上載荷重による曲げ力に抵抗することができ、荷重を杭基礎に効率よく伝達することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、定着部により筋材を杭基礎の杭頭に固定することで、筋材の緊張力をより効率よく利用して気泡モルタル盛土にかかる上載荷重による曲げ力に抵抗することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、平板状の定着部を筋材と垂直に設けることで、定着部が筋材から張力を受けたときに、定着部の筋材と垂直な面で気泡モルタル盛土から応力を受けるため、杭頭を安定させることができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、気泡モルタル盛土の直下の表面地盤を改良して表面改良層を設けることにより、地盤沈下量を抑制したり、液状化の可能性を低減したりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用して設けられた鉄道用軌道構造２０を示す図である。鉄道用軌道構造２０は、杭基礎２１と、気泡モルタル盛土２３と、土留壁２５と、タイロッド２８と、保護スラブ２９と、路盤コンクリート３１と、軌道４０とからなる。鉄道用軌道構造２０は軟弱地盤１０上に設けられている。
【００２９】
軟弱地盤１０は一般に、堅固な地盤１１の上に軟弱層１２があり、その上に表面地盤１３が重なった構造をしている。この軟弱地盤１０に鉄道用軌道構造２０を設けるには、表面地盤１３から軟弱層１２の下の堅固な地盤１１にいたる杭基礎２１を設ける。
【００３０】
杭基礎２１は、表面地盤１３とともに鉄道用軌道構造２０を支持し、軟弱層１２の下の堅固な地盤１１に鉄道用軌道構造２０の荷重を伝達する。なお鉄道用軌道構造２０を支持する直下の表面地盤１３を改良し、表面改良層１４としてもよい。表面改良層１４を設けることにより、地盤沈下量を抑制したり、液状化の可能性を低減したりすることができる。
【００３１】
杭基礎２１は、鉄道用軌道構造２０の予定地の長さ方向に所定の間隔で設けられる。なお図１においては、鉄道用軌道構造２０の予定地の幅方向に間隔を空けて設けられた２本の杭基礎２１が示されているが、その数や太さは地盤強度や鉄道用軌道構造２０の重量等によって定まる。
【００３２】
杭基礎２１の杭頭には、必要に応じて支圧板２２が設けられ、その上に気泡モルタル盛土２３が打設される。気泡モルタルは通常のコンクリートと比較して圧縮強度が低く、支圧板２２を設けることで杭基礎２１から受ける単位面積あたりの反力を低減させることができる。気泡モルタルの強度が充分にある場合や、杭基礎２１の杭頭部分の杭径が充分に大きい場合には、支圧板２２は不要である。支圧板２２の素材としては、コンクリート板や鋼板などがあるが、その他の任意の材料を用いることができる。
【００３３】
土留壁２５は、鉄道用軌道構造２０の予定地の両側部に沿って設けられる。土留壁２５は鉄道用軌道構造２０の予定地の両側部に沿って打ち込まれたＨ鋼２６と、Ｈ鋼２６に取り付けられた側壁２７とからなる。側壁２７は気泡モルタル盛土２３の形枠となるとともに、気泡モルタル盛土２３を風雨等から保護する外装材となる。側壁２７としてはプレキャストコンクリート板などを用いることができる。
【００３４】
またタイロッド２８は、鉄道用軌道構造２０の予定地の両側部に設けられた側壁２７同士を連結する。側壁２７の間に気泡モルタル盛土２３が打設されたときに、側壁２７は気泡モルタル盛土２３から土圧を受けるが、タイロッド２８により側壁２７同士が連結されていることで、気泡モルタル盛土２３の土圧に抵抗することができる。
【００３５】
気泡モルタル盛土２３は、杭基礎２１及び支圧板２２の上部に打設され、その周囲の表面地盤１３または表面改良層１４の上と、両側部の土留壁２５によって仕切られる空間に打設される。気泡モルタルとしては、圧縮強度が１５ｋｇｆ／ｃｍ2程度のものを使用することができるが、これに限らず、任意のものを使用することができる。表面地盤１３または表面改良層１４と気泡モルタル盛土２３との間には、防水処理を施してもよい。
【００３６】
気泡モルタル盛土２３の上部及び／または下部には、コンクリート等のグラウト材を打設し、気泡モルタルよりも圧縮強度の高い保護スラブ２９を形成する。保護スラブ２９は硬化後、気泡モルタル盛土２３と一体となる。保護スラブ２９は気泡モルタル盛土２３を風雨等から保護するとともに、以下に説明する作用を発揮する。
【００３７】
気泡モルタル盛土２３に上載荷重がかかると、図２に示すように、杭間では上部に水平方向の圧縮力が働くとともに、下部には水平方向の引張力が働く。気泡モルタル盛土２３の上部に圧縮強度の高い保護スラブ２９を打設することで、上載荷重による水平方向の圧縮力に抵抗することができる。
【００３８】
一方、杭基礎２１周辺の部分では、気泡モルタル盛土２３の下部に水平方向の圧縮力が働くが、気泡モルタルよりも圧縮強度の高い保護スラブ２９を気泡モルタル盛土２３の下部に設けた場合には、下側の保護スラブ２９により、水平方向の圧縮力に抵抗することができる。
【００３９】
このように、気泡モルタル盛土２３と保護スラブ２９とを一体化することで、気泡モルタル盛土２３にかかる曲げ力に抵抗することができ、杭頭間にかかる梁のように荷重を杭基礎２１に効率よく伝達することができる。
【００４０】
なお、気泡モルタル盛土２３の下部の保護スラブ２９により、気泡モルタル盛土２３が杭基礎２１から受ける単位面積あたりの反力を低減させることができるため、保護スラブ２９を支圧板２２の代わりに設けてもよいし、支圧板２２に加えて設けてもよい。
【００４１】
また、気泡モルタル盛土２３よりも引張強度の高い筋材２４を、気泡モルタル盛土２３の上部及び／または下部に水平方向に配筋してもよい。ここで筋材２４としては、鉄筋等を利用することができる。筋材２４の配筋方向は、鉄道用軌道構造２０の路線方向であってもよいし、また鉄道用軌道構造２０の幅方向であってもよい。筋材２４として鉄筋を使用する場合には、鉄筋に防錆処理を施してもよい。
【００４２】
気泡モルタル盛土２３の下部に水平方向に筋材２４を配筋した場合には、上載荷重による水平方向の引張力に抵抗することができる。このため、気泡モルタル盛土２３にかかる上載荷重による曲げ力に抵抗することができ、荷重を杭基礎２１に効率よく伝達することができる。また、気泡モルタル盛土２３の下部に水平方向に筋材２４を配筋した場合には、図３に示すように、杭基礎２１の杭頭に、筋材２４を定着する定着板２１ａを設けてもよい。
【００４３】
定着板２１ａは鉛直な平板状の形状であり、筋材２４は定着板２１ａを垂直に貫通した状態で、図示しないナット等で定着板２１ａに定着されている。定着板２１ａにより、筋材２４を杭基礎２１の杭頭に固定することができ、筋材２４の緊張力をより効率よく利用して気泡モルタル盛土２３にかかる上載荷重による曲げ力に抵抗することができる。
【００４４】
なお、平板状の定着板２１ａに筋材２４を垂直に定着することで、定着部が筋材２４から張力を受けたときに、定着板２１ａの筋材２４と垂直な面で気泡モルタル盛土２３から応力を受けるため、杭頭を安定させることができる。
【００４５】
気泡モルタル盛土２３の上部の保護スラブ２９の上には、路盤コンクリート３１や必要に応じて勾配コンクリート３２等が設けられ、その上に軌道４０が設けられる。軌道４０は従来と同様に、道床４１、枕木４２、レール４３などから構成され、必要に応じて高欄４４などが設けられる。
【００４６】
以上の実施の形態によれば、鉄道用軌道構造２０の重量を堅固な地盤１１まで至る杭基礎２１により支持することで、軟弱層１２にかかる上載荷重を低減することができ、地盤沈下を防ぐことができる。このため、硬矢板締切工や地盤改良工を行う必要がなく、鉄道用軌道構造２０の施工費用を低減することができる。また、仮に液状化が生じた場合にも、杭基礎２１が鉄道用軌道構造２０を支持するために、鉄道用軌道構造２０自体が沈下することを防ぐことができ、軌道４０等を保護することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、気泡モルタル盛土構造を鉄道用軌道構造２０に適用したが、本発明はこれに限らず、自動車道路の盛土に適用してもよいし、あるいは高架橋のアプローチの盛土部や、橋台背面のアプローチブロック等にも適用してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の気泡モルタル盛土構造の例を示す正面図である。
【図２】本発明の気泡モルタル盛土構造にかかる力を示す模式図である。
【図３】本発明の気泡モルタル盛土構造の例を示す側面図である。
【図４】従来の気泡モルタル盛土構造を示す立面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０   軟弱地盤
１１   地盤
１２   軟弱層
１３   表面地盤
１４   表面改良層
２０   鉄道用軌道構造
２１   杭基礎
２１ａ 定着板
２３   気泡モルタル盛土
２４   筋材
２９   保護スラブ
【図１】
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【図２】
2005194774.tif 000004
【図３】
2005194774.tif 000005
【図４】
2005194774.tif 000006