【手続補正書】
【提出日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】地盤安定化工法および地盤安定化用補強体
【特許請求の範囲】
【請求項１】中空の補強材と、前記補強材の内部に挿入した引張り材と、前記補強材の外面より張り出し、前記引張り材に対する緊張力を作用させたときに前記補強材に対しても引張力が作用するように連結した連結ヘッドとを有する補強体を、地盤の掘削孔内に挿入し、
前記掘削孔と前記補強材の外面との間に注入した固化材により、前記補強材を地盤に定着させるとともに、
前記引張り材を緊張させてこの緊張状態において引張り材の頭部を、地盤表面に対して配設した構造物に対して定着させて、地盤の安定化を図ることを特徴とする地盤安定化工法。
【請求項２】前記補強材はその外面のほぼ全体が異形に形成されている中空鋼材である請求項１記載の地盤安定化工法。
【請求項３】連結ヘッドはその本体と引張り材の頭部側が先細の楔とを有し、その楔が引張り材の先端部外面と連結ヘッド本体との間に設けられ、引張り材と連結ヘッドが一体化される請求項１記載の地盤安定化工法。
【請求項４】補強材の外面に沿って固化材の注入管を取り付け、補強材を掘削孔内に挿入する際に、同時に前記注入管も掘削孔内に挿入し、この注入管を通して固化材の注入を行う請求項１記載の地盤安定化工法。
【請求項５】補強体は非安定地盤部より深い安定地盤部に達して挿入する請求項１記載の地盤安定化工法。
【請求項６】中空の補強材と、前記補強材の内部に挿入した引張り材と、前記補強材の外面より張り出し、前記引張り材に対する緊張力を作用させたときに前記補強材に対しても引張力が作用するように連結した連結ヘッドとを有し、
前記補強材はその外面のほぼ全体が異形に形成されている中空鋼材であることを特徴とする地盤安定化用補強体。
【請求項７】連結ヘッドはその本体と引張り材の頭部側が先細の楔とを有し、その楔が引張り材の先端部外面と連結ヘッド本体との間に設けられ、引張り材と連結ヘッドが一体化されている請求項６記載の地盤安定化用補強体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補強体を用いて地すべりなどの恐れのある地盤を安定化させる地盤安定化工法、および地盤の安定化に用いる地盤安定化用補強体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地すべりの恐れのある地盤を安定化させる工法としては、ロックボルト工法ならびにアンカー工法が知られている。
【０００３】
ロックボルト工法は、非安定対象地盤の下層にある安定地盤部にまで到達する掘削孔を形成し、その掘削孔内にロックボルトと呼ばれる補強体を挿入し、ロックボルトと孔壁との間に固化材を注入してロックボルトと安定地盤部とを一体化し、次いで、前記ロックボルト配設位置に支圧材を設置し、ロックボルトを支えとして支圧材を地面に対して締め付ける。主に、移動土塊に対するロックボルトの抵抗力によって地盤の安定化を図る。そのため、一本のロックボルトによって安定化される範囲は狭い。また、図８に示すように、ロックボルト１１０の強度以上の力が加わると点線で示されるようにロックボルトが変形してしまうことがある。このように変形した場合は、地盤安定化効果が著しく低下する。
【０００４】
一方のアンカー工法は、地盤の所定位置にアンカー孔を削孔し、このアンカー孔内に引張り鋼材（ＰＣ鋼材）を挿入するとともに、固化材を注入してアンカー体を形成し、前記引張り材の先端部分を地盤に定着させ、次いで、この引張り材配設位置にアンカーヘッドを設置し、このアンカーヘッドを構造物の頭部として前記引張り材を緊張し、構造物と地盤に対して引張力を与えることにより地盤を補強する工法である。アンカー孔の自立が困難な地盤では、地面からアンカー定着部までの間にシース管を挿入する場合もある。アンカー工法は、アンカー体を支えとして、構造物を地盤に押圧することによって地盤の安定化を図る。一本のアンカーによって安定化される範囲は広範囲であるが、移動土塊に対するせん断、曲げ力は非常に小さい。
【０００５】
上記の代表的な２つの工法は、様々な状況および地盤の種類などに応じて適宜選択され、場合によっては、双方の欠点を補完するために併用される。特に、急斜面の法面等の安定化においては、所望の地すべり防止効果を得るために、ロックボルト工法とアンカー工法と併用することが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、両工法を併用する場合、ロックボルトの打設およびアンカー体の打設に、それぞれ専用の機材や道具を必要とするため、それらすべてを対象地盤に持ち込まなくてはならない。このため、両工法を併用する場合は、作業手間がかかり、施工時間も長く、また経済的でもなかった。
【０００７】
そこで、本発明の主たる課題は、地すべりの恐れのある地盤を安定化させる地盤安定化工法において、工期を短縮するとともに、施工コストも低減させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明とその効果は下記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
中空の補強材と、前記補強材の内部に挿入した引張り材と、前記補強材の外面より張り出し、前記引張り材に対する緊張力を作用させたときに前記補強材に対しても引張力が作用するように連結した連結ヘッドとを有する補強体を、地盤の掘削孔内に挿入し、
前記掘削孔と前記補強材の外面との間に注入した固化材により、前記補強材を地盤に定着させるとともに、
前記引張り材を緊張させてこの緊張状態において引張り材の頭部を、地盤表面に対して配設した構造物に対して定着させて、地盤の安定化を図ることを特徴とする地盤安定化工法。
【０００９】
（請求項１記載の発明の作用・効果）
中空の補強材と、前記補強材の内部に挿入した引張り材と、補強材の外面より張り出し、前記引張り材に対する緊張力を作用させたとき前記補強材に対しても引張力が作用するように連結した連結ヘッドとを有する補強体を用いるので、補強材と引張り材とをそれぞれを別々に掘削孔内に挿入する必要がなく、したがって、施工手間が減り施工時間が短縮される。
さらに、補強材の内部に固化材を注入せず、掘削孔と補強材の外面との間に注入した固化材により補強材を地盤に定着させるので、引張り材の再緊張が可能である。
また、補強材のみでは、その本数をむやみに増しても地すべり防止効果が比例的に増大せず打設費用が増すだけである。また、引張り材のみでは、すべり方向のせん断、曲げ力には比較的弱くすべり防止にはさほど効果がない。しかしながら、本発明の工法は、補強材と緊張状態にある引張り材との作用により、すべり方向のせん断、曲げ力に対して弱い引張り材を補強材が補強するとともに、引張り材の引張り力を補強材にも作用させるようにしたので、すべり抑止効果が広域に及ぶ。よって、本発明の工法は、地すべり防止対象地盤に対して施工すべき補強体の本数が非常に少なくてすむ。
【００１０】
＜請求項２記載の発明＞
前記補強材はその外面のほぼ全体が異形に形成されている中空鋼材である請求項１記載の地盤安定化工法。
【００１１】
（請求項２記載の発明の作用・効果）
補強材の外面のほぼ全体が異形に形成されているので、補強材の外周面と地盤との摩擦が大きく、地盤に対する定着力が高い。
【００１２】
＜請求項３記載の発明＞
連結ヘッドはその本体と引張り材の頭部側が先細の楔とを有し、その楔が引張り材の先端部外面と連結ヘッド本体との間に設けられ、引張り材と連結ヘッドが一体化される請求項１記載の地盤安定化工法。
【００１３】
（請求項３記載の発明の作用・効果）
特殊な接続用具を使用せず、楔を用いて引張り材と連結ヘッドを連結するようにしたので、現場で簡単に組立てることができ、施工時間が短縮される。
【００１４】
＜請求項４記載の発明＞
補強材の外面に沿って固化材の注入管を取り付け、補強材を掘削孔内に挿入する際に、同時に前記注入管も掘削孔内に挿入し、この注入管を通して固化材の注入を行う請求項１記載の地盤安定化工法。
【００１５】
（請求項４記載の発明の作用・効果）
補強体に沿って固化材の注入管を取り付け、補強体を掘削孔に挿入するさいに、同時に前記注入管を掘削孔に挿入するようにしたので、別途に注入管を注入する手間がなくなり、施工時間を短縮することができる。
【００１６】
＜請求項５記載の発明＞
補強体は非安定地盤部より深い安定地盤部に達して挿入する請求項１記載の地盤安定化工法。
【００１７】
（請求項５記載の発明の作用・効果）
請求項１記載の効果に加えて、非安定地盤部の下層に安定地盤部があるような地盤においては、非安定地盤部を構造物と安定地盤部との間において圧密して安定化させることができる。
【００１８】
＜請求項６記載の発明＞
中空の補強材と、前記補強材の内部に挿入した引張り材と、前記補強剤の外面より張り出し、前記引張り材に対する緊張力を作用させたときに前記補強材に対しても引張力が作用するように連結した連結ヘッドとを有し、
前記補強材はその外面のほぼ全体が異形に形成されている中空鋼材であることを特徴とする地盤安定化用補強体。
【００１９】
（請求項６記載の発明の作用・効果）
本発明の補強体は、中空の補強材と、前記補強材の内部に挿入した引張り材と、前記補強材の外面より張り出し、前記引張り材に対する緊張力を作用させたときに前記補強材に対しても引張力が作用するように連結した連結ヘッドとを有するので、補強材と引張り材とを同時に掘削孔内に挿入することができる。
補強体一本当りの施工手間は通常のアンカー工法やロックボルト工法と同様でありながら、引張り材と補強材とによる複合的な地盤安定化が可能である。
さらに、中空の補強材の内部を引張り材が通っているので、補強材によって引張り材が孔壁から保護される。また、補強材の外面のほぼ全体が異形に形成されているので、地盤に定着させたときに高いアンカー効果を奏する。
【００２０】
＜請求項７記載の発明＞
連結ヘッドはその本体と引張り材の頭部側が先細の楔とを有し、その楔が引張り材の先端部外面と連結ヘッド本体との間に設けられ、引張り材と連結ヘッドが一体化されている請求項６記載の地盤安定化用補強体。
【００２１】
（請求項７記載の発明の作用・効果）
楔を用いて引張り材と連結ヘッドが連結されているので、特殊な接続用具を使用せずに、現場で簡単に組立てることができ、施工性に優れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
図１に本発明の補強体の一例を示す。補強体１０は、中空の補強材１１と、補強材１１の内部を通る引張り材１３と、前記補強材の外面より張り出し、前記引張り材に対する緊張力を作用させたときに前記補強材に対しても引張力が作用するように連結した連結ヘッド１２Ａとで構成されている。
【００２３】
前記補強材１１は、長さが３〜７ｍ程度、外径３０〜５０ｍｍφ、内径１５〜４０ｍｍφ程度の、剛性の鋼管、または中空のロックボルトなどが好適である。また、図示されるように、補強材の外面が異形に形成されているほうが、地面への定着力が強くなるのでより好ましい。
【００２４】
一方、引張り材１３は、ＰＣ鋼材、ＰＣ鋼より線等などが好適である。その他、地盤安定化のために用いられている既知の引張り材を使用することができる。
【００２５】
他方、前記連結ヘッドの詳細を図２に示す。前記連結ヘッド１２Ａは、支持材１２ｓと、引張り材１３の頭部側が先細となっている楔１２ｗと、先端キャップ１２ｐとで構成されている。前記支持材１２ｓの中央に形成された挿通孔１２ｈに引張り材１３を通した状態で楔１２ｗを、支持材と引張り材との間に割り込ませると、引張り材１３が連結ヘッドに固定される。支持材１２ｓと楔１２ｗとの接合部には、この部分を被覆するように先端キャップ１２ｐが配されており、この先端キャップによって、雨水などの侵食等から固定部分が保護され、固定状態が良好に保持される。図示される例では、支持材１２ｓおよび先端キャップ１２ｐのそれぞれに設けたネジ部１２ｎを螺合させることで固定部を被覆するようにしてある。その他、先端キャップと支持材とを溶着させてもよい。
【００２６】
ここで、本発明にかかる補強体の他の例を図３および図４に示す。図３に示される補強体は、連結ヘッドとして圧着グリップ１２Ｂを用いた例である。図示される圧着グリップは筒状であり、引張り材の、補強材の先端よりも延在する部分に取り付けられている。引張り材への圧着グリップの取り付け方法は、引張り材を内孔に挿入した状態で、前記圧着グリップの外方から圧力を加えることで、取り付ける。一方、図４に示される補強体は、連結ヘッドとして、補強材の外面より張り出すブロック材１２Ｃを用いた例である。ブロック材は、引張り材の補強材の先端よりも延在している部分に溶着して取り付けられている。
【００２７】
上記の例に示す連結ヘッドは、いずれも補強材の外面より張り出しており、引張り材の引張り力を補強材に伝えるとともに、補強材先端の開口部の封をして、補強体１０の周囲に注入した固化材が補強材１１の内部に侵入することを防止している。
【００２８】
ここで、前記連結ヘッドは前記補強材の先端に固定されていてもよい。固定方法は特に限定されないが、好適な例を示せば、前記支持材に雌ネジ部を設けるとともに、補強材の先端部外周に雄ネジ部を設け、それを螺合させる。また、連結ヘッドを補強材に溶着しても固定できる。
【００２９】
また、前記連結ヘッド１２の材質については限定されないが、引張り材１３の緊張状態において、損壊しない程度の強度を有する材質であり、また、補強材内部に固化材が侵入しないように、固化材が透過しない材質で形成される必要がある。
【００３０】
＜第１の施工例＞
次いで、本発明の施工例を図面を参照しながらさらに詳述する。
図５〜７に本発明の地盤安定化工法の施工例を示す。図示されるように、対象地盤は、非安定地盤部１Ａの下層に安定地盤部１Ｂが存在し、その境が仮想地すべり線２となっている。非安定地盤部１Ａの表面には構造物３が構築されている。法面や斜面の場合、この構造物３は現場打ちコンクリート又はモルタル吹付充填による法枠等である。
【００３１】
まず、前記対象地盤において、その仮想地すべり線２より深層の安定地盤部１Ｂまで到達するように掘削孔Ｈを形成する。掘削孔Ｈは、従来技術に基づいて、削孔ロッド、二重管ロッド等を用いて、削孔する。掘削孔Ｈが形成されたならば、その掘削孔Ｈに上記の本発明の補強体１０を挿入する。二重管を用いるならば、ケーシング管内に補強体１０を挿入し、挿入後または固化材の注入後にケーシング管を引き抜く。
【００３２】
前記補強体１０は、中空の補強材１１の内部に引張り材１３が通っており、補強材１１と引張り材１３とが補強材１１の先端に取り付けられた連結ヘッド１２Ａによって一体化されている。図示される例では、補強材１１として中空のロックボルト、引張り材１３としてＰＣ鋼線が用いられている。
【００３３】
掘削孔Ｈ内に補強体１０が挿入されたならば、次いで、掘削孔Ｈに固化材Ｍを注入して、補強体１０を対象地盤に対して定着させる。このとき、補強材１１は、構造物３に対して定着させない。補強材１１を構造物３に定着させないことにより、引張り材１３の引張力が構造物３に伝達可能となる。
【００３４】
ここで、本発明においては、必ずしも補強体１０の挿入後に固化材Ｍを注入する必要はなく、補強体１０の挿入に先んじて掘削孔Ｈ内に固化材を注入しておいてもよい。また、本発明にかかる固化材Ｍは、従来のアンカー工法またはロックボルト工法などで使用されている、既知の固化材、例えばセメントミルク等を使用することが可能である。
【００３５】
前記固化材Ｍは、従来のアンカー工法と同様に注入管を用いて注入することができる（注入管は図示しない）。このとき、補強材１１が構造物３に定着しないように、構造物３と補強材１１との間にシース管１４を設けておくことが好ましい。注入管の挿入方法、挿入後の吐出口の位置については特に限定はされないが、好適な例を示せば、注入管を予め補強体１０に沿って取り付けておき、補強体を掘削孔Ｈに挿入するさいに、同時に注入管を挿入する。このようにすれば、注入管を別途に挿入する手間が省ける。また、注入管の吐出口は連結ヘッド１２の近傍に位置させることが好ましい。連結ヘッド１２近傍に固化材Ｍが吐出されれば、連結ヘッド１２が安定地盤部１Ｂに確実に定着するようになる。また、シース管１４を注入管として用いてもよい。また、注入管は固化材の注入後に埋め殺してもよい。補強材１１が地盤に定着すると、前記補強材１１は、非安定地盤部１Ａにおいて、せん断抵抗と曲げ抵抗とを発揮し、移動土塊に抵抗する。
【００３６】
補強材１１が地盤に対して定着したならば、図示しないジャッキ等の緊張装置を構造物３上に設置し、構造物３を支持体として引張り材１３の頭部を引張り、引張り材１３を緊張させる。引張り材１３を緊張させたならば、この緊張状態で引張り材１３を構造物３に緊張力が伝わるように定着させる。引張り材１３の緊張力が構造物に伝わるように定着させる方法は、従来のアンカー工法に基づいて行うことができる。例えば、図示されるように、緊張状態の引張り材１３を、構造物３上に載置された定着プレート１５上のアンカーヘッド１６に対して定着楔１７により止着する。
【００３７】
ここで、本発明の工法においては、引張り材１３の緊張に先立って、補強材１１内に防錆材等を注入してもよい。また、補強材１１の頭部から補強材１１内に雨水や土砂等が侵入しないように、補強材１１の頭部に蓋材１８を設けてもよい。蓋材１８は、図示されるように、定着プレート１５に接触していてもかまわないが、この場合、引張り材１３を緊張させたときに定着プレート１５が構造物３を押圧する作用を妨げないように、例えば、可撓性を有するゴム等で形成することが好ましい。
【００３８】
緊張状態で引張り材１３が構造物３に対して定着させられると、引張り材１３の緊張力が構造物３に伝達されて構造物３が地面に押し付けられ、非安定地盤部１Ａは構造物３と安定地盤部１Ｂとの間に圧密され、仮想地すべり線２における摩擦抵抗が増大される。
【００３９】
＜第２の施工例＞
対象地盤において掘削孔の自立が可能であるならば、対象地盤に複数の掘削孔を先に形成しておき、固化材の注入に先立って、それらの掘削孔に補強体を建込んでおき、その後に補強体が建込まれた掘削孔に、順次固化材を注入してもよい。
【００４０】
＜その他＞
かくして、補強体が対象地盤に打設されると、図７に示すように、移動土塊によって補強材１１に過大な力が加わっても、補強材１１内を通る引張り材１３の引張り力の作用により、補強体１０は図中の点線で示されるように変形し、変形後も補強材１１は移動土塊に対してせん断抵抗と曲げ抵抗とを発揮する。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳説のとおり、本発明によれば、地すべりの恐れのある地盤を安定化させる工法において、その工期が短縮されるとともに、施工コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明にかかる補強体の第１の例を示す断面図である。
【図２】
本発明にかかる連結ヘッドを示す図である。
【図３】
本発明にかかる補強体の第２の例を示す断面図である。
【図４】
本発明にかかる補強体の第３の例を示す断面図である。
【図５】
対象地盤に補強体を打設した状態を示す図である。
【図６】
その補強体の頭部付近を拡大した図である。
【図７】
本発明の地盤安定化工法を示す図である。
【図８】
従来のロックボルト工法を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ…非安定地盤部、１Ｂ…安定地盤部、２…仮想地すべり線、３…構造物、１０…補強体、１１…補強材、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…連結ヘッド、１２ｓ…支持材、１２ｗ…楔、１２ｐ…先端キャップ、１３…引張り材、１４…シース管、１５…定着プレート、１６…アンカーヘッド、１７…定着楔、１８…蓋材、Ｈ…掘削孔、Ｍ…固化材、１１０…ロックボルト、１１６…支圧体。