(57)【要約】【課題】傾斜面を有する土木構造物をＣＳＧ工法で構築する場合でも、施工性や経済性を低下させることなく、その傾斜面を補強することのできる傾斜面形成工法を提供する。【解決手段】  外部保護材によって補強された法面或いは土木構造物の壁面を形成する傾斜面形成工法であって、外部保護材の背面に存在する、法面又は土木構造物の内部構成材に対して、セメント、セメントミルク及びモルタルから選択される結合材料を散布する散布工程、及び当該結合材料が散布された内部構成材を締固めする締固め工程を含んで成ることを特徴とする、外部保護材によって補強された傾斜面形成工法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部保護材によって補強された法面或いは土木構造物の壁面を形成する傾斜面形成工法であって、
外部保護材の背面に存在する、法面又は土木構造物の内部構成材に対して、セメント、セメントミルク及びモルタルから選択される結合材料を散布する散布工程、及び
当該結合材料が散布された内部構成材を締固めする締固め工程、
を含んで成ることを特徴とする、外部保護材によって補強された傾斜面形成工法。
【請求項２】
外部保護材によって補強された法面或いは土木構造物の壁面を形成する、傾斜面形成工法であって、
（１）外部保護材を配置する外部保護材配置工程、
（２）配置した外部保護材の背面側に、法面又は土木構造物の内部構成材を充填する内部構成材充填工程、
（３）充填した内部構成材に対して、セメント、セメントミルク及びモルタルから選択される結合材料を散布する散布工程、及び
（４）結合材料が散布された内部構成材を締固める締固め工程、
を含んで成ることを特徴とする、外部保護材によって補強された傾斜面形成工法。
【請求項３】
前記（１）外部保護材配置工程では、既設打設層上に外部保護材を配置する他、更に法面又は土木構造物の内部構成材を充填する内部構成材の敷均しを行う請求項２に記載の傾斜面形成工法。
【請求項４】
更に、（２’）前記外部保護材の背面側に充填された内部構成材の表面に、外部保護材の連接方向に延伸して、散布工程で散布される結合材料を受容する溝を形成する溝切り工程を含み、
前記散布工程における結合材料の散布は、当該溝に対して行われる請求項３に記載の傾斜面形成工法。
【請求項５】
前記内部構成材が、現地発生土砂に対して、セメント及び水を配合して成る混合材料である請求項１〜４の何れか一項に記載の傾斜面形成工法。
【請求項６】
前記現地発生土砂は、シルト質や粘土分など微細粒分及び有機物成分の含有率（重量基準）が０〜１０％である請求項５に記載の傾斜面形成工法。
【請求項７】
前記内部構成材は、ＪＩＳ Ａ １１０１で測定されるスランプ値が零のものと同等のコンシステンシー（consistency）を有する請求項１〜６の何れか一項に記載の傾斜面形成工法。
【請求項８】
前記内部構成材に散布される結合材料は、コンクリートに対する水の配合量の割合（Ｗ/Ｃ）が、重量基準で１００％以下である請求項１〜６の何れか一項に記載の傾斜面形成工法。
【請求項９】
前記散布工程における結合材料の散布量は、当該結合材成分と混練された内部構成材が、ＪＩＳ Ａ １１０１で測定されるスランプ値が５ｃｍ以上のもの同等のコンシステンシー（consistency）を示す量に調整されている請求項１〜８の何れか一項に記載の傾斜面形成工法。
【請求項１０】
外部保護材によって補強された傾斜面を有する土木構造物であって、
当該土木構造物における傾斜面は、請求項１〜９の何れか一項記載の傾斜面形成工法によって形成されていることを特徴とする土木構造物。
【請求項１１】
層状に敷設された外部保護材と、この外部保護材の内側に存在する内部構成材とを有する土木構造物であって、
前記外部保護材は、その背面側に存在する内部構成材と、セメント、セメントミルク及びモルタルから選択される結合材料とを混練して成る混錬材料の固化によって固定されており、
前記内部構成材は、現地発生土砂、セメント、及び水を配合して成る混合材料であることを特徴とする土木構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部保護材によって補強された法面或いは土木構造物の壁面を形成する傾斜面形成工法に関し、特に経済性、施工性及び耐久性を大幅に改善した傾斜面形成工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、河川護岸工事、道路法面工事、地滑り対策工事、急傾斜対策工事、林野各種対策工事などの各種土木工事においては、切土や盛り土などによって生じる傾斜面（崖）を側面から支える為に擁壁が形成されている。かかる擁壁としては、コンクリート造、鉄筋コンクリート造、石造のものが構築されているが、近年、自然環境への配慮やコスト縮減から、建設廃棄物処理への対処、現地の自然素材を活かす構造物構築工法などが注目されている。特に、山間部での、土木構造物構築においては、建設資材の運搬コストが嵩んだり、コンクリート製造プラント等のインフラが整備されていない等、現地材料を用いた施工方法が望まれている。
【０００３】
前述の背景から、近年では砂防ダムなどの土木構造物の構築に際して、現地発生土砂を活用するＩＮＳＥＭ（IN-situ Stabilized Excavation Materials Method）工法やＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）工法（以下ＣＳＧ工法と総称する）と称する施工方法が実施されている。このＣＳＧ工法は、まず現地発生土砂に対してセメントおよび水を所定の配合量で練り混ぜてＣＳＧ材を生成し、これを施工現場に投入し、敷均してから振動ローラなどを用いて転圧して締固め、これらの工程を繰り返すことで段階的に高さを増大させて所望の土木構造物を構築するものである。かかるＣＳＧ工法では、施工現場で採取した玉石や砂礫を含む現地発生土砂を利用し、施工現場においてＣＳＧ材を製造し得ることから、運送費や建設残土の処理を軽減し、工期の短縮化とコストの低減を果たすとの効果が得られる。
【０００４】
しかしながら、かかるＣＳＧ材は、貧配合であるためコンクリートと比較すると、凍結融解抵抗性等の耐久性が低くなる。依って、耐久性が要求される施設・部位（例えばダムにおける壁面など）にＣＳＧ工法を適用する場合には、コンクリートやブロックなど耐久性に優れる材料による保護が必要になる。
【０００５】
そこで従来では、このようなＣＳＧ材及びＣＳＧ工法の課題への対応策として、ＣＳＧ材の製造時に単位セメント量を増量したり、構造体にコンクリートを打設したり、巨石をコンクリートで固定する等の施工が行われている。
【０００６】
土木工事における傾斜面（法面を含む）を擁護する為の工法は、特許文献１（特開平８−１７７０３４号公報）、及び特許文献２（特開２００２−３０９５４５号公報）で提案されている。併しながら、特許文献１は、耐久性に優れる材料としてリップラップ材を用い、これをコンクリートで固めただけであり、また特許文献２は、耐久性に優れる材料として天然巨石を用い、これを耐蝕性鋼板枠内に並べたに過ぎない。
【特許文献１】特開平８−１７７０３４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、河川護岸工事、道路法面工事、地滑り対策工事、急傾斜対策工事、林野各種対策工事などの各種土木工事における傾斜面（崖）を保護する為の工法、及びＣＳＧ材を用いて形成された耐久性が要求される施設・部位（例えばダムにおける壁面など）を保護する為の工法であって、施工性及び経済性の何れの点においても優れた傾斜面形成工法を提供することを課題とする。
【０００８】
また本発明は、各種土木工事における傾斜面と、これを保護するための構造物との境界部における施工性が良好であり、且つ当該境界部の品質乃至強度を十分に確保することができる傾斜面形成工法を提供することを課題とする。
【０００９】
そして本発明は、傾斜面を有する土木構造物をＣＳＧ工法において形成する場合であっても、施工性や経済性を低下させることなく、その傾斜面を補強することのできる傾斜面形成工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するべく、本発明らは、外部保護材の背面近傍に存在する内部構成材に、セメント、セメントミルク又はモルタルなどの結合材料を散布し、一般的なコンクリート打設時に用いられるバイブレーター等を用いて外部保護材の背面側で締め固める事で、外部保護材の背面近傍に存在する内部構成材の品質を向上させ、そして外部保護材との密着を著しく向上させた傾斜面形成工法を開発した。
【００１１】
即ち、本発明に係る傾斜面形成工法は、外部保護材によって補強された法面、或いは土木構造物の壁面を形成する傾斜面形成工法であって、外部保護材の背面に存在する、法面又は土木構造物の内部構成材に対して、セメント、セメントミルク及びモルタルから選択される結合材料を散布する散布工程、及び当該結合材料が散布された内部構成材を締固めする締固め工程を含んで成ることを特徴とする、外部保護材によって補強された傾斜面形成工法を提供する。
【００１２】
かかる本発明の傾斜面形成工法によれば、設置した外部保護材の背面側に、セメント、セメントミルク及びモルタルなどの結合材料を散布し、その場で締固めるだけなので、施工性が良く、工期や製造費用を大幅に削減することができる。また、結合材料によって改質された内部構成材は、外部保護材の背面側でそのまま締固められることから、当該外部保護材との密着性も向上し、外部保護材により保護された傾斜面の耐久性を大幅に向上させることができる。
【００１３】
上記外部保護材としては、その用途に適した最適なものを適宜選択することができる。例えば、かかる外部保護材としては、耐久性や景観性の向上を目的として、礫径50cm以上の巨礫や間伐材、コンクリートブロック等を使用することができる。特に本発明にかかる工法では、対象とする外部保護材に適した配合（結合材料の配合）を行うことにより、合理的な設計施工が可能となる。例えば、外部保護材として、巨礫や間伐材など、外部保護材の形状に凹凸が著しいものを使用する場合には、その結合材料として、凹凸部への十分な充填を目的とし、且つこれらを固定するのに必要な強度と流動性を高める配合を行ったものを使用すれば良く、またＣＳＧ工法等において、外部保護材（コンクリートブロック外壁材等）の背面側等におけるローラー転圧が十分出来ない場合には、当該部位に締固めを目的とした配合の結合材料を使用すれば良い。
特に外部保護材として、礫径50cm以上の巨礫（例えば巨石）を使用した場合には、本発明の工法により、その凹凸部に対しても結合材料で改質された内部構成材を十分充填することができ、且つその背面におけるローラー転圧を十分に行えなくとも、結合材料の配合を調整することで十分な強度を有する構造体とすることができるため望ましい。
【００１４】
本発明における内部構成材としては、河川護岸工事、道路法面工事、地滑り対策工事、急傾斜対策工事、林野各種対策工事などの各種土木工事において傾斜面（法面）となる各種の材料、及びダム、堤防その他の土木構造物を製造するのに使用される各種の材料（例えば、現地発生土砂、クラッシャラン、スラブ、セメント、セメントミルク及びモルタル等を任意に組み合わせてなる材料など）を使用することができる。但し、外部保護材によって補強を行うことを考慮すれば、用途との関係において、それ自体では十分な強度を確保し得ない材料であることが望ましい。かかる内部構成材としては、特に、現地発生土砂に対して、セメント及び水を含む材料（セメント、セメントミルク及びモルタルを含む）を配合して成る、ＣＳＧ材、ＩＮＳＥＭ材などの混合材料であることが望ましく、更にこの混合材料に使用される現地発生土砂は、シルト質や粘土分など微細粒分及び有機物成分の含有率が０〜１０％である事が望ましい。
【００１５】
そして本発明に使用される内部構成材は、ＪＩＳ Ａ １１０１で測定されるスランプ値が零のものと同等のコンシステンシー（即ち、流動性あるいは固体性の程度、練り混ぜ直後の練り具合、又は水量の多少による軟らかさの程度のことであり、固化していない状態における材料の性質）を示すものである事が望ましい。このような超硬質の材料を用いることにより、汎用機械を用いた敷設を可能にし、且つ施工期間の短縮を図ることができる。
【００１６】
本発明において内部構成材に散布される結合材料としては、これが混錬された内部構成材を硬化させると共に、内部構成材と外部保護材とを結合させて両者の一体性を高めることができる適宜材料を使用することができる。かかる結合材料としては、例えばセメント、セメントミルク及びモルタルから選択したものを使用することができる。かかる結合材料を構成する各成分の配合は、その用途によって適宜設計するべきであるが、コンクリートに対する水の配合量（重量基準）の割合（「W/C」、即ち「水の配合量/コンクリート配合量」）は、望ましくは40％〜100％以下、更に望ましくは30％以上40％〜70％以下、特に望ましくは40％〜60％程度のものが使用される。
【００１７】
また、散布工程における結合材料の散布量は、この結合材成分と混練された内部構成材が、ＪＩＳ Ａ １１０１で測定されるスランプ値が５ｃｍ以上、望ましくは５〜２０ｃｍのもの同等のコンシステンシー（consistency）を示す量に調整されることが望ましい。内部構成材のコンシステンシー（consistency）が、スランプ値が５ｃｍよりも小さいものと同等の場合には、棒状バイブレータによる振動締固めが困難に成り、施工性が劣ると共に外部保護材との十分な結合性乃至一体性の確保が困難になるからである。また、内部構成材のコンシステンシーが、スランプ値が２０よりも大きいものと同等の場合には、結合材料と混練された内部構成材（即ち、改質された内部構成材）が、外部保護材同士の間から大量に流出する恐れがある為である。
【００１８】
また本発明は、前記課題を解決する為に、外部保護材によって補強された法面或いは土木構造物の壁面を形成する傾斜面形成工法であって、以下の工程を含んで成る、外部保護材によって補強された傾斜面形成工法を提供する。
（１）外部保護材を配置する外部保護材配置工程、
（２）配置した外部保護材の背面側に、法面又は土木構造物の内部構成材を充填する内部構成材充填工程、
（３）充填した内部構成材に対して、セメント、セメントミルク及びモルタルから選択される結合材料を散布する散布工程、及び
（４）当該充填され且つ結合材料が散布された内部構成材を締固める締固め工程
【００１９】
かかる傾斜面形成工法では、（１）外部保護材配置工程において、既設打設層上に外部保護材を配置する他、更に法面又は土木構造物の内部構成材を充填する内部構成材の敷均しを行うことが望ましく、また（２’）前記外部保護材の背面側に充填された内部構成材の表面に、外部保護材の連接方向に延伸して、散布工程で散布される結合材料を受容する溝を形成する溝切り工程を含み、散布工程における結合材料の散布は、当該溝に対して行われることが望ましい。溝切り工程において、結合材料を受容する溝を形成することにより、当該結合材料を適所に適量充填することができ、必要以上に結合材料を浪費する恐れをなくすと共に、更に結合材料の充填工程を容易にして施工性を向上させることができる。
【００２０】
そして本発明では、前記本発明にかかる傾斜面形成工法によって形成された構造物、即ち、外部保護材によって補強された傾斜面を有する土木構造物を提供する。かかる土木構造物は、前記傾斜面形成工法が用いられていることから、施工が容易で、更に傾斜面の強度も優れたものとなる。具体的には、かかる土木構造物は、法面等に設置される擁壁や、堤防、ダムなどとして具体化することができる。
【００２１】
また本発明では、層状に敷設された外部保護材と、この外部保護材の内側に存在する内部構成材とを有する土木構造物であって、前記外部保護材は、その背面側に存在する内部構成材と、セメント、セメントミルク及びモルタルから選択される結合材料とを混練して成る混錬材料の固化によって固定されており、前記内部構成材は、現地発生土砂、セメント、及び水を配合して成る混合材料である土木構造物を提供する。この土木構造物においても、外部保護材は、結合材料によって改質された内部構成材によって固定されていることから、施工が容易で、更に傾斜面の強度・耐久性も優れた構造物となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の傾斜面形成工法は以上の通りであることから、河川護岸工事、道路法面工事、地滑り対策工事、急傾斜対策工事、林野各種対策工事などの各種土木工事における傾斜面（崖）を保護する為の工法、及びＣＳＧ材を用いて形成された耐久性が要求される施設・部位（例えばダムにおける壁面など）を保護する為の工法であって、施工性及び経済性の何れの点においても優れた傾斜面形成工法となっている。
【００２３】
また、各種土木工事における傾斜面と、これを保護するための構造物との境界部における施工性が良好であり、且つ当該境界部の品質乃至強度を十分に確保することができる傾斜面形成工法が提供される。
【００２４】
そして本発明により、傾斜面を有する土木構造物をＣＳＧ工法において形成する場合であっても、施工性や経済性を低下させることなく、その傾斜面を補強することのできる傾斜面形成工法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明にかかる傾斜面形成工法、及び土木構造物の好適な実施の形態を説明する。
先ず図１に基づいて、本発明にかかる傾斜面形成工法を用いて構築された土木構造物の一例を示す。この図１は、本実施の形態における土木構造物、特に砂防堰堤10の縦断面図であり、当該砂防堰堤10の内側は、砂防ＣＳＧ材12によって形成されている。そして当該堰堤10の上流側の壁面13は、土石流などによる衝撃や、流送砂利による摩耗に対しての耐性を付与する為に、外部保護材（本実施の形態では巨石11）によって補強されている。一方、当該堰堤10の下流側の壁面14は、図１に示す如く上流側の壁面14と同様に巨石11などの外部保護材で補強する他、巨石11に代えて間伐材、鋼矢板、コンクリートブロックなどを用いたり、公知の手法によって適宜外壁を設けたりすることができる。
【００２６】
この図１に示す堰堤10は、既設打設層上の上流側壁面13に相当する位置に、巨石11を配置し、配置した巨石11の高さに相当する分だけ砂防ＣＳＧ材12の敷均し、転圧して締固め、この工程を繰り返すことによって段階的に高さを増大させて、堰堤10を構築している。この為、上流側壁面13を保護している巨石11は、ほぼ水平方向に整列配置されて積まれている。
【００２７】
次に、この砂防堰堤10の様に、巨石11積みによって保護された傾斜面を形成する傾斜面形成工法を図２〜８に基づいて説明する。なお、本実施の形態においては、内部構成材としてＣＳＧ材12が用いられ、その外部保護材側にセメント、セメントミルク又はモルタルなどの結合材料17を散布・投入して、これを改質（transfer）していることから、以下の説明では、本実施の形態における傾斜面形成工法を「Ｔ-ＣＳＧ工法」とし、改質されたＣＳＧ材12を「Ｔ-ＣＳＧ材12」とする。
【００２８】
図２を参照すれば明らかな様に、本実施の形態における傾斜面形成工法（即ち、Ｔ-ＣＳＧ工法）では、既設打設層の上に、巨石11を配置し、且つ砂防ＣＳＧ材12の敷均しを行う。巨石11は堤外側からラフタクレーンやフォーク付バックホウ20等を使用して行うことができる。巨石11の安定化を図るため、必要に応じて『カイバン』として調整用の礫15を配置することができる。またこの巨石11は、水平方向に大凡同じ高さとなるように配置するのが望ましい。本実施の形態の様に、外部保護材として巨石11を用いた場合、改質したＴ-ＣＳＧ材12で固定した後においては、この巨石11自体が型枠として機能することになり、依って安全性と作業効率の向上が期待できる。
【００２９】
内部構成材であるＣＳＧ材12は、通常の施工方法（ＣＳＧ工法）のようにブルドーザ21により、巨石11積みの背面50〜100cm程度まで、所定の高さで（望ましくは、転圧後１リフト当たり５０センチになるように）敷均しを行うことができる。この実施の形態に示すように、堰堤10の内部をＪＩＳ Ａ １１０１によるスランプ値ゼロに相当するＣＳＧ材12で構築することにより、施工期間の短縮を図ることができる。即ち、内部構成材が、いわゆる超硬練りコンクリートと同様にスランプ値零に相当する流動性を示す乾燥状態であると、敷均した後に転圧工程を経て締固めることで充分な強度を発現させることができ、依って、養生による長時間硬化を待つことなく、引き続き連続して次の作業を進めることができる。なお、巨石11の背面に充填されるＣＳＧ材12は、後の埋め戻しを考慮して、必要量程度を巨石11の背面側に仮置きするのが好ましい。 
【００３０】
次に、図３に示す様に、仮置きした巨石11の背面側に存在するＣＳＧ材12を、小型バックホウ又は人力によって、巨石11背面の空間に丁寧に充填・埋戻しを行い、そして図４に示す様に、埋め戻したＣＳＧ材12の巨石背面10cm〜50cmの範囲に、幅40cm程度の溝16を、小型バックホウ又は人力（平型スコップ）で設置する。なお、溝の深さは１０cm程度とし、溝16の部分のＣＳＧ材12は、当該溝16の両側に畝状に積んでおくのが望ましい。
【００３１】
そして図５に示す様に、埋め戻したＣＳＧ材12上に形成した溝内に、セメント、セメントミルク又はモルタル等の結合材料17を散布・投入する。投入方法は図示する如くトラッククレーン22で吊り下げたバスケットから投入する他、アジテータ車からの直接投入または小運搬機（例えば、小型運搬車、一輪車）等を介しての人力投入とすることができる。投入後はバイブレータ締め固め時の飛散防止を兼ねて、畝状に積んだＣＳＧ材でセメント、セメントミルク又はモルタル等の結合材料17の表面を覆うことが望ましい。
【００３２】
セメント、セメントミルク又はモルタル等（13）の投入後は、ＣＳＧ材12の空隙間にセメント、セメントミルク又はモルタル（13）が充填されるよう、速やかに棒状バイブレータ23による振動締固めを行う（図６）。ここで、振動締固めは、バイブレータ23により内部側を有スランプ化させた後で、本実施の形態における土木構造物である砂防堰堤10の外側（巨石11の裏側）を有スランプ化させるのが好ましい。なお、ここで有スランプ化とは、スランプ試験で測定されるスランプ値が零以外の値を示す程度に流動性を付与することである。  
【００３３】
巨石積みの前面から有スランプ状のＣＳＧ材（即ち、Ｔ-ＣＳＧ材12’）が流出した場合、良好な有スランプ化の目安にするとともに、多量に流出しないように、流出部に調整用礫（φ50〜100mm）を詰めるのが望ましい（図７）。 
【００３４】
そして最後に、巨石11背面の有スランプ化が完了した後、結合材料17によって改質されたＣＳＧ材（即ち、Ｔ-ＣＳＧ材12’）と、改質されていないＣＳＧ材12との境界部分を振動ローラにより転圧する（図８）。
【００３５】
改質されていない（即ち有スランプ化されていない）ＣＳＧ材12で構成された部分は、有スランプ化の前に振動ローラ転圧を行ってもよく、また有スランプ化の後に振動ローラ転圧を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】砂防堰堤（土木構造物）における縦断面図。
【図２】外部保護材配置工程を示す略図であり、（Ａ）は要部正面図、（Ｂ）は横方向断面図。
【図３】内部構成材充填工程を示す横方向断面図。
【図４】溝切り工程を示す横方向断面図。
【図５】結合材料の散布工程を示す横方向断面図。
【図６】締固め工程を示す横方向断面図。
【図７】Ｔ-ＣＳＧ材の充填状態の確認状況を示す正面図
【図８】Ｔ-ＣＳＧ材とＣＳＧ材との境界部分を振動ローラにより転圧している状態を示す横方向断面図
【符号の説明】
【００３７】
10 砂防堰堤
11 巨石
12’ 有スランプ部
13 上流側壁面
17 結合材料
20 フォーク付バックホウ
21 ブルドーザ
22 トラッククレーン
23 棒状バイブレータ
【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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