(57)【要約】【課題】発泡合成樹脂による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造及びその施工方法において、法面構造の軽量盛土からの剥離、分離や、地震、交通振動時における法面構造の土砂層の滑動や、不同沈下を極力抑制できるようにする。【解決手段】地盤とそれに連なる背面地盤との間に設けられた合成樹脂からなる軽量盛土と、地盤上に固定された壁面材の土留面と地盤と前記軽量盛土との間に土砂を充填し転圧してなる法面構造との組み合わせ構造及びその施工方法において、前記軽量盛土が発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させることにより形成され、前記軽量盛土と前記法面構造との接合面の傾斜角が４５°以下であることを特徴とするものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤とそれに連なる背面地盤との間に設けられた発泡合成樹脂からなる軽量盛土と、地盤上に固定された壁面材の土留面と地盤と前記軽量盛土との間に土砂を充填し転圧してなる法面構造との組み合わせ構造において、
前記軽量盛土が発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させることにより形成され、前記軽量盛土と前記法面構造との接合面の傾斜角が４５°以下であることを特徴とする組み合わせ構造。
【請求項２】
前記軽量盛土が、複数の軽量盛土層を積層して成り、前記法面構造が、壁面材と土砂とからなる複数の法面構造層を積層して成り、地盤と最下軽量盛土層との間及び軽量盛土層間に各法面構造層の壁面材と連結された網目状補強材をそれぞれ設けたことを特徴とする、請求項１に記載の組み合わせ構造。
【請求項３】
地盤とそれに連なる背面地盤との間に発泡合成樹脂からなる軽量盛土を設け、地盤上に固定された壁面材の土留面と地盤と前記軽量盛土との間に土砂を充填し転圧して法面構造を形成する、軽量盛土と法面構造との組み合わせ施工方法において、
発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させることにより前記軽量盛土を形成し、前記軽量盛土と前記法面構造との接合面の傾斜角を４５°以下にしたことを特徴とする組み合わせ施工方法。
【請求項４】
壁面材を地盤上に固定し、網目状補強材を地盤上に敷設し且つ前記壁面材と連結し、前記網目状補強材の上に前記軽量盛土の最下軽量盛土層を形成し、前記壁面材の土留面と前記網目状補強材と前記最下軽量盛土層との間に土砂を充填し転圧して前記法面構造の最下法面構造層を形成し、
他の壁面材を前記最下法面構造層の上に固定し、他の網目状補強材を前記最下法面構造層と前記最下軽量盛土層の上に敷設し且つ前記他の壁面材と連結し、前記他の網目状補強材上に他の軽量盛土層を形成し、前記他の壁面材の土留面と前記最下法面構造層と前記他の軽量盛土層との間に土砂を充填し転圧して他の法面構造層を形成する工程を、さらに１つ以上繰り返すことを特徴とする請求項３に記載の組み合わせ施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタン等の発泡合成樹脂原料の吐出・発泡硬化による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、道路や港湾の建設、宅地の造成、橋台の建設などで盛土補強工事が広く行われているが、盛土を土砂のみで形成した場合その重みで下の層との間ですべりが生じ易かった。そこで、盛土を発泡ポリスチレン等からなる発泡合成樹脂ブロックを積層したものにして盛土全体の重量を例えば４０ｋｇ／ｍ３以下に軽減する、いわゆる軽量盛土構造が広くされるに至っている。
【０００３】
ところで、このような軽量盛土構造においても、近年表面緑化等のながれから、法面部もしくは壁面部をコンクリートやコンクリートブロックで覆うのではなく、土砂で構築し、前記軽量盛土構造と組み合わせる試みが成されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、前記軽量盛土構造の場合、工場等で一定の規格で形成された多数のブロックを現場に運んで積層することにより盛土を形成する施工方法を採用せざるを得ないため、工数が多くなると共に、設計の自由度が低いために現場の地形に合わせた盛土を構成することが容易ではなかった。
【０００４】
そこで、これらの問題を解消するものとして、発泡合成樹脂原料としてポリウレタン等を使用し、施工現場でポリウレタン等の発泡合成樹脂原料の吐出・発泡硬化を行って盛土を形成するようにして成る軽量盛土構造が採用されるようになってきている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−８３７８号公報
【特許文献２】特開２００１−３２３４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者は、このような発泡合成樹脂による軽量盛土構造と土砂による法面構造とを組み合わせる試みを鋭意研究してきた。
発泡合成樹脂原料の吐出・発泡硬化による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造の一例として図１に記載の構造が考えられる。地盤１とそれに連なる背面地盤２との間にポリウレタン等の発泡合成樹脂原料の吐出・発泡硬化を行って軽量盛土３を形成する。具体的には、ポリウレタンフォーム原料の構成材料であるイソシアネートとポリオール、及び、触媒、発泡剤、その他添加剤を例えばＡ液とＢ液とに分けて施工現場まで運び、スプレー式吐出装置のノズルから両液を混合しながら吐出・発泡硬化させ、それを複数回繰り返すことにより所定の高さの軽量盛土３を形成する。なお、混合液は敏速に発泡硬化するので、必要以上に流動拡散することはない。この時の軽量盛土３の前面（背面地盤２と反対側の面）の傾斜角は後で形成される法面の傾斜角とほぼ同じ、例えば６０°程度である。
【０００６】
次に、軽量盛土３の前側（図１の左側）に土砂層５で法面を形成するが、網目状または格子状のエキスパンドメタルをＬ字形に屈曲させて法面角度で傾斜し法面を形成する土留面６ａと、その下部に連なる下部支持面６ｂとを有する壁面材５を用意し、地盤１上に壁面材５を配置する。なお、図示してはいないが、壁面材６の土留面６ａの後面に沿って植生シートが取付けられている。そして、壁面材６の土留面６ａと下部支持面６ｂとの間に斜め方向に介在して壁面材６の拡開を防止する斜体材７が取付けられる。また、壁面材６の下部支持面６ｂは、アンカーピン８により地盤１に固定される。続いて、壁面材６の土留面６ａと地盤１と軽量盛土３の前面３ａとの間に土砂５が充填され、壁面材６の上面と同じ高さになるように転圧される。
【０００７】
このようにして最下部の法面が構築されると、転圧された土砂５の上に、上記と同様にして壁面材６が配置され、その土留面６ａと下部支持面６ｂとの間に斜体材７が取付けられ、下部支持面６ｂがアンカーピン８で最下部土砂５の層に固定される。続いて、壁面材６の土留面６ａと最下部土砂５と軽量盛土３の前面３ａとの間に土砂５が充填され、壁面材６の上面と同じ高さになるように転圧される。以後、同様な工程が繰り返されることにより、軽量盛土３と同じ高さの法面構造９が形成される。
【０００８】
ところが、図１に示したような軽量盛土構造と法面構造との組み合わせ構造の場合、軽量盛土３と土砂による法面構造９との接合面（軽量盛土３の前面）３ａの傾斜角が６０°程度と大きいので、法面構造９の荷重の軽量盛土３にかかる分力が小さくて該接合面３での摩擦抵抗が小さく、さらに該接合面３ａの面積も小さくなって軽量盛土３と法面構造９との間の接合力も小さい。そのため、接合面３ａにおけるせん断抵抗が小さく、図２に示したように、法面構造９が軽量盛土３から剥離、分離し易いという問題があった。また、接合面３ａにおける接合力が小さいことにより、図３に示したように、地震、交通振動時などに発生する水平力により、法面構造９の土砂層が前方に滑動し易いという問題があった。
【０００９】
また、図３に示したように、土砂からなる法面構造９による地盤反力Ｆ１と発泡ポリウレタンからなる軽量盛土３による地盤反力Ｆ２との間には著しい差ΔＦが存在し、しかも接合面３ａの傾斜角が６０°程度と大きいことにより地盤反力が接合面３ａ近傍で急激に変化するので、不同沈下が発生し易いという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、発泡合成樹脂による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造及びその施工方法において、法面構造の軽量盛土からの剥離、分離や、地震、交通振動時における法面構造の土砂層の滑動や、不同沈下を極力抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による軽量盛土構造と法面構造との組み合わせ構造の一態様は、
地盤とそれに連なる背面地盤との間に設けられた発泡合成樹脂からなる軽量盛土と、地盤上に固定された壁面材の土留面と地盤と前記軽量盛土との間に土砂を充填し転圧してなる法面構造との組み合わせ構造において、
前記軽量盛土が発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させることにより形成され、前記軽量盛土と前記法面構造との接合面の傾斜角が４５°以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
そして、上記組み合わせ構造一態様において、
前記軽量盛土が、複数の軽量盛土層を積層して成り、前記法面構造が、壁面材と土砂とからなる複数の法面構造層を積層して成り、地盤と最下軽量盛土層との間及び軽量盛土層間に各法面構造層の壁面材と連結された網目状補強材をそれぞれ設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明による軽量盛土構造と法面構造との組み合わせ構造の施工方法の一態様は、
地盤とそれに連なる背面地盤との間に合成樹脂からなる軽量盛土を設け、地盤上に固定された壁面材の土留面と地盤と前記軽量盛土との間に土砂を充填し転圧して法面構造を形成する、軽量盛土と法面構造との組み合わせ施工方法において、
発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させることにより前記軽量盛土を形成し、前記軽量盛土と前記法面構造との接合面の傾斜角を４５°以下にしたことを特徴とするものである。
【００１４】
そして、上記組み合わせ施工方法の一態様において、
壁面材を地盤上に固定し、網目状補強材を地盤上に敷設し且つ前記壁面材と連結し、前記網目状補強材の上に前記軽量盛土の最下軽量盛土層を形成し、前記壁面材の土留面と前記網目状補強材と前記最下軽量盛土層との間に土砂を充填し転圧して前記法面構造の最下法面構造層を形成し、
他の壁面材を前記最下法面構造層の上に固定し、他の網目状補強材を前記最下法面構造層と前記最下軽量盛土層の上に敷設し且つ前記他の壁面材と連結し、前記他の網目状補強材上に他の軽量盛土層を形成し、前記他の壁面材の土留面と前記最下法面構造層と前記他の軽量盛土層との間に土砂を充填し転圧して他の法面構造層を形成する工程を、さらに１つ以上繰り返すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記組み合わせ構造及びその施工方法によれば、軽量盛土層と土砂による法面構造層との接合面の傾斜角が４５°以下と小さいので、法面構造層の荷重の軽量盛土層にかかる分力が大きくて該接合面での摩擦抵抗が大きく、さらに該接合面の面積も大きくなって軽量盛土層と法面構造層との間の接合力も大きい。そのため、接合面におけるせん断抵抗が大きく、法面構造層が軽量盛土から剥離、分離し難い。また、接合面における接合力が大きいことにより、地震、交通振動時などに発生する水平力が作用しても、法面構造層の土砂層の前方への滑動も起こり難い。
また、接合面の傾斜角が４５°以下と小さいことにより、地盤反力が接合面の前後で緩やかに変化する幅広い地盤反力分散区間が出現するので、不同沈下が発生し難い。
さらに、各壁面材に網目状補強材が連結され且つ発泡合成樹脂の軽量盛土層が網目状補強材を強固に固定するので、法面構造層の軽量盛土からの剥離、分離を抑制する効果、法面構造層の前方への滑動を抑制する効果、不同沈下を抑制する効果がさらに大きく発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明による発泡合成樹脂による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造及びその施工方法の第１実施形態を、図５に基づいて説明する。なお、図１に示した例と同一の部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００１７】
図５は第１実施形態を示す断面図である。この実施形態では、軽量盛土１０が、発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させることにより形成された複数の軽量盛土層１０ａを積層して成り、法面構造１１が、壁面材６と、該壁面材６と軽量盛土層１０ａとの間に充填され転圧された土砂５とからなる複数の法面構造層１１ａを積層して成っている。なお、各軽量盛土層１０ａと各法面構造層１１ａとの接合面（軽量盛土層１０ａの前面）１２の傾斜角は４５°以下にしている。そして、地盤１と最下軽量盛土層１０ａとの間及び軽量盛土層１０ａ，１０ａ間に各法面構造層１１ａの壁面材と連結された網目状補強材１３をそれぞれ設けている。
【００１８】
この実施形態の施工方法について説明すれば、まず地盤１を掘削して、地盤１の上面を平面に形成する基礎工事が行われる。必要に応じて、地盤１及び背面地盤２上に防水プライマーを塗布して、地盤１及び背面地盤２に防水性を付与すると共に、発泡合成樹脂軽量盛土１０と地盤１及び背面地盤２との接着性を高めても良い。
【００１９】
次に、背面地盤２から所定距離離れて地盤１上に壁面材６を配置し、その土留面６ａと下部支持面６ｂとの間に斜体材７が取付け、下部支持面６ｂをアンカー８により固定する。また、壁面材６の土留面６ａの後面に沿って図示しない植生シートを取付ける。続いて、地盤１の上面にジオテキスタイル等の網目状補強材１３を敷設し、その前端部は壁面材６の下部支持面６ｂと連結し、後端部は必要に応じて図示しないアンカーにより背面地盤２に接続する。ここで用いる用語「網目状」は広義の意味で「格子状」も含む。ジオテキスタイル等の網目状補強材１３としては、金属製または合成樹脂製のいずれのものでも良い。
【００２０】
次に、網目状補強材１３と背面地盤２との間に発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させて第１軽量盛土層（最下軽量盛土層）１０ａを形成するが、発泡合成樹脂原料としてはポリウレタンフォーム原料を用いるのが望ましく、その構成材料であるイソシアネートとポリオール、及び、触媒、発泡剤、その他添加剤を例えばＡ液とＢ液とに分けて施工現場まで運び、スプレー式吐出装置のノズルから両液を混合しながら吐出・硬化させ、それを複数回繰り返すことにより所定の高さの第１軽量盛土層１０ａを形成する。
【００２１】
具体的には、まず網目状補強材１３上に上記両液を混合させながら数ｍｍの厚さに均一に吐出散布する。すると、吐出散布された混合液は、化学反応により発泡硬化し、高さ１０〜２０ｃｍの発泡合成樹脂の第１層１０−１を形成する。なお、発泡合成樹脂が発泡ウレタンの場合、その混合液に対する発泡体積倍率は約３０倍である。そして、これをさらに複数回例えば４回繰り返して、発泡合成樹脂の第２層１０−２、第３層１０−３、第４層１０−４及び第５層１０−５を順次形成積層し、高さ５０〜１００ｃｍの第１軽量盛土層１０ａを形成する。その際、上記混合液の吐出散布域を制御して、第１軽量盛土層１０ａの前面の傾斜角が４５°以下となるようにする。なお、互いに接する上記発泡合成樹脂層同士は、同一材料から成るので、互いに強固に接着される。また、発泡合成樹脂の第1層１０−１は、網目状補強材１３の網目を通して地盤１の表面に接触するので、地盤１に対しても強固に接着されると共に、網目状補強材１３に対してアンカー効果を発揮する。さらに、背面地盤２に直接接触するので、背面地盤２に対しても強固に接着される。
【００２２】
次に、壁面材６の土留面６ａと地盤１と第１軽量盛土層１０ａとの間に土砂５を充填し転圧して、第１法面構造層１１ａを形成する。かくして、第１法面構造層１１ａと第１軽量盛土層１０ａとの接合面１２は４５°以下となる。
【００２３】
次に、第１法面構造層１１ａの上にもう１つの壁面材６を配置し、その土留面６ａと下部支持面６ｂとの間に斜体材７が取付け、下部支持面６ｂをアンカーピン８で第１法面構造層に固定する。そして、第１法面構造層１１ａの上面と第１軽量盛土層１０ａの上面にもう１つの網目状補強材１３を敷設し、その前端部を前記もう１つの壁面材６の下部支持面６ｂと連結し且つ後端部は必要に応じて図示しないアンカーにより背面地盤２に接続する。
【００２４】
続いて、前記もう１つの網目状補強材１３と背面地盤２との間に、上記と同様の手順で上記発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させて高さ５０〜１００ｃｍの第２軽量盛土層１０ａを形成する。その際、上記発泡合成樹脂原料の吐出散布域を制御して、第２軽量盛土層１０ａの前面の傾斜角が４５°以下となるようにする。なお、第２軽量盛土層１０ａの互いに接する発泡合成樹脂層同士は、同一材料から成るので、互いに強固に接着される。また、上記第１軽量盛土層１０ａの最上層と第２軽量盛土層１０ａの最下層は、上記もう１つの網目状補強材１３の網目を通して互いに接触するので、互いに強固に接着され、上記もう１つの網目状補強材１３に対してアンカー効果を発揮する。
【００２５】
次に、上記もう１つの壁面材６の土留面６ａと第１法面構造層１１ａと第１軽量盛土層１０ａとの間に土砂５を充填し転圧して、第２法面構造層１１ａを形成する。そして、第２法面構造層１１ａと第２軽量盛土層１０ａとの接合面１２も４５°以下となる。そして、上記工程を繰り返して、軽量盛土構造と法面構造との組み合わせ構造を完成させる。
【００２６】
この実施態様による軽量盛土構造と法面構造との組み合わせ構造及びその施工方法によれば、軽量盛土層１０ａと土砂による法面構造層１１ａとの接合面１２の傾斜角が４５°以下と小さいので、法面構造層１１ａの荷重の軽量盛土層１０ａにかかる分力が大きくて該接合面１２での摩擦抵抗が大きく、さらに該接合面１２の面積も大きくなって軽量盛土層１０と法面構造層１１ａとの間の接合力も大きい。そのため、接合面１２におけるせん断抵抗が大きく、図６に示したように、法面構造層１１ａが軽量盛土１０ａから剥離、分離し難い。また、接合面１２における接合力が大きいことにより、地震、交通振動時などに発生する水平力が作用しても、法面構造層１１ａの土砂層の前方への滑動も起こり難い。
【００２７】
また、接合面１２の傾斜角が４５°以下と小さいことにより、図７に示したように、地盤反力が接合面１２の前後で緩やかに変化する幅広い地盤反力分散区間Ｌが出現するので、不同沈下が発生し難い。
【００２８】
さらに、各壁面材６に網目状補強材１３が連結され且つ発泡合成樹脂の軽量盛土層１０ａが網目状補強材１３を強固に固定するので、法面構造層１１ａの軽量盛土層１０ａからの剥離、分離を抑制する効果、法面構造層１１ａの土砂層の前方への滑動を抑制する効果、不同沈下を抑制する効果がさらに大きく発揮される。
【００２９】
次に、本発明による発泡合成樹脂による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造及びその施工方法の第２実施形態を、図９に基づいて説明する。なお、図１に示した例と同一の部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
この実施形態は、図１に示した例と同様な工程により構築されるが、地盤１と背面地盤２との間に発泡合成樹脂原料を吐出・発泡硬化させて形成された軽量盛土１４と、壁面材６の土留面６ａと地盤１と軽量盛土１４との間に土砂５を充填し転圧してなる法面構造１５との接合面（軽量盛土１４の前面）１４ａの傾斜角が４５°以下になっている。
【００３１】
従って、第１実施形態と同様な原理により、法面構造１５の軽量盛土１４からの剥離、分離を抑制する効果、法面構造１５の土砂層の前方への滑動を抑制する効果、不同沈下を抑制する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】発泡合成樹脂原料の吐出・発泡硬化による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造の一例の断面図である。
【図２】図１の例の問題点の説明図である。
【図３】図１の例の問題点の説明図である。
【図４】図１の例の問題点の説明図である。
【図５】本発明による発泡合成樹脂原料の吐出・発泡硬化による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造の第１実施形態の断面図である。
【図６】上記第１実施形態の作用効果の説明図である。
【図７】上記第１実施形態の作用効果の説明図である。
【図８】上記第１実施形態の作用効果の説明図である。
【図９】本発明による発泡合成樹脂原料の吐出・発泡硬化による軽量盛土構造と土砂による法面構造との組み合わせ構造の第２実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…地盤、２…背面地盤、５…土砂、６…壁面材、７…斜体材、８…アンカーピン、９…法面構造、１０…軽量盛土、１０ａ…軽量盛土層、１１…法面構造、１１ａ…法面構造層、１２…接合面、１３…補強材、１４…軽量盛土、１４ａ…接合面、１５…法面構造。
【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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