(57)【要約】【課題】旧来の空積み石垣の修復に適用可能で、その耐震性と耐久性を向上させることのできる石垣の構築方法を提供すること。【解決手段】石垣の基礎部分に第１の梯子状部材６を配置し、その上に円筒又は円柱状のころ７を第１の梯子状部材６の長手方向と直交する方向に配置し、その上に第２の梯子状部材８を第１の梯子状部材６に重ねるように配置し、その上に石垣の根石１０を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石垣の基礎部分に第１の梯子状部材を配置し、その上に円筒又は円柱状のころを第１の梯子状部材の長手方向と直交する方向に配置し、その上に第２の梯子状部材を第１の梯子状部材に重ねるように配置し、その上に石垣の根石を配置する工程を含む石垣の構築方法。
【請求項２】
石垣を構成する力石に取り付けたフックアンカーと、石垣の面石の艫部分に取り付けたフックアンカーとを緊結部材で緊結する工程を含む請求項１に記載の石垣の構築方法。
【請求項３】
石垣を構成する力石の両面にフックアンカーを取り付け、そのうちの一方のフックアンカーと、石垣の背面土層に打ち込んだロックアンカーとを緊結し、さらに、力石に取り付けた他方のフックアンカーと、石垣の面石の艫部分に取り付けたフックアンカーとを緊結部材で緊結する工程を含む請求項１に記載の石垣の構築方法。
【請求項４】
石垣の面石と艫介石とを接着剤で界面接着する工程を含む請求項１〜３のいずれかに記載の石垣の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空積みの石垣、特に文化財建造物に係わる社寺城郭等の石垣、及び街並み保存や石造橋（眼鏡橋）に伴う石垣の保存修理のための石垣の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石垣の歴史は古く、既に古墳時代には４ｍの石室を作っていて、奈良時代には石を割る技術が有り、鎌倉時代には高石垣を築く技を持っていた。
【０００３】
この空積み石垣は、地山や盛り土を根切りし、具利敷きして締固め、枕胴木を敷き根石を据付けて基礎を固め、その上に面石を横列に並べだんだんと上に、艫介石で勾配を調整しながら積み上げる組積構造体である。このように空積み石垣は、背面地盤にもたれかかってバランスを保っているため、振動や外力及び地盤空洞に弱いという欠点がある。具体的には、地震、水害、地すべり、木の根の侵入、基礎地盤の緩みや沈下などによって、石垣のはらみや緩みを伴うずれが起き、崩れの原因となる。
【０００４】
石垣の崩れを防止、すなわち耐震性、耐久性を向上させるには、その基礎構造が重要である。これに対して、古くには、特に湿地帯である城郭の堀内石垣、河川の護岸石垣、海岸の防波堤や船着場の石垣等、不安定な地盤では、基礎地盤に松丸太杭を打ち込み、その上部の木口に、松丸太で梯子状に作った梯子胴木を木栓で固定する方法や、松丸太を載せて止め杭で固定する枕胴木方法で不等沈下を防止し、具利石で基礎を締固めて根石を据えるといった技法が採られていた。
【０００５】
しかし、かかる技法によっても、石垣の耐震性、耐久性は充分ではない。また、こうした技法は、それぞれの地域に根付いた石匠によって秘伝秘技として考案されたもので、代々受け継がれてきたが。明治になると城が要らない時代となり、技術の伝承及び発展も途絶えてしまった。そのため、現代では、誰でもが築けて、しかも丈夫で大量生産のできる間知石積工法が一般的となり、胴込めコンクリートで練積みする工法が規格化されている。また、建築基準法の規制によって旧来の空積み石垣の新規構築が禁止されていることもあり、一般的な石垣の修復等に関する技術開発は行われているものの（特許文献１〜３参照）空積み石垣の修復、構築に関する技術開発は、全くと言って良いほど行われていないのが現状である。
【０００６】
一方で、指定文化財では建築基準法の規制が除外されており、その反面、石垣の修復にコンクリートを使用することも許されていない。すなわち、原型を忠実に再現することが保存修理復元をする者の責務であり、そのなかで、見えないところに新しい素材や、新しい技術を取り入れて、石垣の耐震性や耐久性を向上させることが期待されている。そしてこれは、古来の石匠技術の再興と、その秘伝秘技の究明にもつながる。
【０００７】
一方、現在、石垣に代わって主流となっているコンクリート擁壁は大きな一枚壁になっているか、又はコンクリートブロックや間知ブロックをコンクリートの裏込めによって練積みしたもので、このように隙間のないコンクリート擁壁で護岸や海洋構造物を構築したために魚の住処が奪われて特に川魚の繁殖に支障が起きている。環境を回復する上からも循環型生態系を守る護岸整備が求められており、そのためには、石垣の適用が有効である。
【特許文献１】特開平１０−４６６１０号公報
【特許文献２】特開平１０−４６６１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１６０５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、旧来の空積み石垣の修復に適用可能で、その耐震性と耐久性を向上させることのできる石垣の構築方法を提供することにある。
【０００９】
他の課題は、失われようとする古来の石匠技術を再興し、その秘伝秘技を究明、習得して後世に受け継ぐべき継承技能者の育成に寄与することにある。
【００１０】
さらに他の課題は、石垣による護岸や海洋構造物の構築を普及させ、魚の住処等を確保し、循環型生態系を回復することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述のとおり、組積構造物の欠点は振動に弱い点にあり、その中でも空積み石垣は、石対石の目地を接着しないことが特徴であり、特に上下運動に弱い。地震波の初動は下から上に突き上げる上下運動であり、その後宙に浮いた状態で横揺れとなるうねり現象が起きる。その結果ずれや緩みが起きて、崩れやすくなる。
【００１２】
そこで、本発明では耐震性と耐久性を向上させるために、基礎地盤と石垣の間に緩衝材を入れて、地震波等による振動を直接石垣に伝えないように遮断し、やわらかい動きに変えるようにする。すなわち、本発明の石垣の構築方法は第１にその基礎工法に特徴があり、具体的には、石垣の基礎部分に第１の梯子状部材を配置し、その上に円筒又は円柱状のころ（以下単に「ころ」という。）を第１の梯子状部材の長手方向と直交する方向に配置し、その上に第２の梯子状部材を第１の梯子状部材に重ねるように配置し、その上に石垣の根石を配置する。このように、第１の梯子状部材と第２の梯子状部材との間に配置したころによって、特に左右方向の強振を吸収し、また、第１及び第２の梯子状部材ところの組み合わせによって波状に上下左右に揺れる地震等による振動を吸収する。
【００１３】
第１及び第２の梯子状部材は、末口直径１００ｍｍ〜３００ｍｍ程度の油分の多い松等の丸太あるいは太鼓落としした木材、直径４０ｍｍ〜２００ｍｍ程度の耐食性鋼棒あるいは鋼管等を用いて形成することができる。また、ころとしては、直径１５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度の円柱木材、直径４０ｍｍ〜２００ｍｍ程度の耐食性鋼棒あるいは鋼管を用いることができる。
【００１４】
次に、本発明では石垣の空洞化等によるはらみや緩みを防ぐための補強工法を併用することができる。一般的に空洞化は、石垣背面に地下水や雨水が浸入し、その水によって背面や基礎部分の土が流されることで起きる。また、大雨などで土中の水分が過剰になると、土の流動性が高まり、土圧が増大し、石垣を押し崩す力となる。こうした空洞化や土圧は、石垣のバランスを不安定にし、はらみや緩みの原因となって、崩壊に繋がる。
【００１５】
そこで、本発明では、石垣を構成する力石に取り付けたフックアンカーと、石垣の面石の艫部分に取り付けたフックアンカーとを緊結部材で緊結することで、背面土圧等の負荷による石垣のはらみや緩みを抑制するようにすることができる。また、はらみや緩みをより確実に抑制するには、石垣を構成する力石の両面にフックアンカーを取り付け、そのうちの一方のフックアンカーと、石垣の背面土層に打ち込んだロックアンカーとを緊結し、さらに、力石に取り付けた他方のフックアンカーと、石垣の面石の艫部分に取り付けたフックアンカーとを緊結部材で緊結するようにする。
【００１６】
この補強工法において、フックアンカーを取り付ける力石（自然石）としては、直径３００ｍｍ〜１２００ｍｍ程度のものを使用することが好ましい。また、緊結部材としては、耐食性のワイヤー又は鎖、あるいは繊維グリッド等を使用することができる。
【００１７】
さらに、本発明では石垣の空洞化等によるはらみや緩みを防ぐために緊結部材を利用した上記の補強工法のほかに、接着剤を利用した補強工法を併用することができる。すなわち、本発明では、石垣の面石と艫介石とを接着剤で界面接着するようにすることができる。
【００１８】
ここで、艫介石は、石垣の勾配や各面石の動きを安定的に拘束するものである。この艫介石がずれたり、はずれたりすると、石垣は安定性を無くしはらみや緩みの原因となる。このように、艫介石は面石に次ぐ大切な役割を果たしており、石垣の空洞化等によるはらみや緩みの防止、ひいては石垣の耐震性と耐久性を向上させるには、地震等によるずれや雨水による空洞化、及び地盤沈下等による艫介石の狂いを防止することが重要である。そこで、本発明では、上述のとおり面石と艫介石とを接着剤で界面接着するという補強工法を併用することができる。これによって、艫介石の緩みや抜け落ちが防止でき、背面空洞や裏込石のずれ等による石垣本体の緩みも防止できる。なお、この補強工法において接着剤としては、ゴム系又は弾性系、あるいは靭性無機質系のものを使用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、石垣の耐震性と耐久性を著しく向上させることができる。そして、本発明の工法はコンクリートを使用しないため、文化遺産等における旧来の空積み石垣の修理復原に適用可能である。石垣の石は、ばらばらに崩れてしまうと元の形に復原するのは不可能である。規模については元通りであってもそれは復原ではなく復元であり価値が下がる。したがって、危険度を判断し崩れる前に計画的に解体し修理復原しなくてはならない。このような、貴重な文化遺産の修理復原にとって本発明は非常に有用であり、本発明によれば、文化遺産を地震や水害から守り、崩れにくい石垣を構築し後世に残すことができる。
【００２０】
また、本発明は、古来の石匠技術を再興し、その秘伝秘技を究明、習得して後世に受け継ぐべき継承技能者を育成する上でも重要である。
【００２１】
加えて、本発明によれば、崩れにくい高石垣を新規に構築することもできるようになり、石垣による護岸や海洋構造物の構築が可能となる。石垣による護岸や海洋構造物は、豊富な魚の住処となり、循環型の生態系を再生し自然豊かな川岸等を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明によって構築される石垣の全体像を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。図２は石垣の基本三角形及び弓法勾配を示す。
【００２４】
高石垣を新設する場合は、当然法令に則り、地盤及び地山のボーリング調査を行い、地質調査の結果において、支持力と背面土圧に応じた杭や背面補強の仕様を選定する。使用する縦杭５としては、耐震性を目的とする場合、瞬間衝撃を直接伝導するコンクリートパイルのように硬いものよりは、緩衝機能の高い松杭を用いるのが効果的である。しかし松杭は、湿潤状態であれば耐久性は保たれるが、乾燥する場所では耐久性の期待はできない。したがって、乾燥した場所に石垣を構築する場合は、鋼管や鋼棒のように靭性を有するものを用いて基礎組みを行う。
【００２５】
石垣の根本を成す基本三角形は基礎地盤が一番低い地点を基準にして次の要領で決める。まず、図２に示すように一番低い地点である法尻Ｃを基点として、石垣の高さＨを決める。法尻Ｃは後述する総矩Ｄと勾配線Ｓが交わる点で、図１（ａ）で言えば、根石１０の下合端と第２の梯子状部材である枕梯子胴木８の外桁との接触点である。
【００２６】
次に、高さＨに乗ずる係数計算によって、底辺の長さ（奥行き）である総矩Ｄを決める。高さＨと総矩Ｄとが交わる点が直角点Ｂである。また、高さＨの頂点Ａと法尻Ｃを結ぶ斜線が勾配線Ｓである。この頂点Ａ、直角点Ｂ及び法尻Ｃを結んだ線を基本三角形という。
【００２７】
この基本三角形の勾配延長線Ｓａ上に、後述するように縦杭５→第１の梯子状部材である親梯子胴木６の外桁→ころ７→第２の梯子状部材である枕梯子胴木８の外桁→根石１０の順に、全ての基礎構造部材の中心が位置する。また、基本三角形の頂点Ａから法肩Ｎまでの規合Ｌを何段階せり出すかによって弓法勾配Ｓｂが決まる。
【００２８】
このようにして基本三角形を決めた後、石垣の構築に取りかかる。まず、本発明の石垣の構築方法においては、上述の親梯子胴木６、枕梯子胴木８及びころ７を前もって準備しておく必要がある。
【００２９】
図３は親梯子胴木６及び枕梯子胴木８を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。親梯子胴木６及び枕梯子胴木７は同じ構成であり、この実施例では油分の多い松等の木材を太鼓落としして厚みを一定に揃えたものを使用し、図３に示すように、外桁２３、内桁２４及び桟木２５をつなぎ合わせて製作する。このとき桁どうしのつなぎ合わせの方法としては、縦杭５の真上でつなぐ場合は真継ぎ２８とし、途中でつなぐ場合は追いかけ込栓継ぎ２７とする。また、桟木２５は臍差口木栓止め２６で外桁２３及び内桁２４につなぐ。
【００３０】
図４はころ７を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。同図に示すように、この実施例ではころ７として円柱木材を使用している。このころ７の長さは、上述の親梯子胴木６及び枕梯子胴木８の短手方向（桟木２５に沿った方向）の長さと同程度とする。
【００３１】
親梯子胴木６、枕梯子胴木８及びころ７の準備ができたら、上述の基本三角形に則り遺り形及び丁張りするが、弓法勾配Ｓｂについては構築する石垣と同形状で同寸法の広板定木を作り、杭や桟木で固定し規準とする。その丁張りに合わせて地山１は切り土３をし、土がない所は盛り土２をして背面土層を形成し、透水シート４を張る。基礎部分は根切りして腐葉土層を除去し、地盤を叩き締める。
【００３２】
その後、図１（ａ）に示すように規定位置に縦杭５を打ち込み、親梯子胴木６の取り付け位置に合わせて縦杭５の木口を切り込みし、その周りの根切り部分に根固め石９を入れながら填圧して締め固め、木口天端の近くまで埋め戻す。
【００３３】
図５は、本発明により構築される基礎部分の要部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。同図に示すように、親梯子胴木６を縦杭５の木口天端に載せて大栓止め２９で固定し、その上にころ７を親梯子胴木６の長手方向と直交する方向（前後方向）に並べ、その上に枕梯子胴木８を載せて、親梯子胴木６の外桁２３及び内桁２４と、枕梯子胴木８の外桁２３及び内桁２４とを耐食性のボルト３０で緩めに固定する。その周りの隙間には図１（ａ）に示すように根固め石９をしっかりと詰め込む。
【００３４】
そして、枕梯子胴木８の外桁２３の中心軸上に根石１０を据付ける。根石１０の据付けは石垣の築造で最も重要な決め手である。根石選びは難しく、根石の下合端と枕梯子胴木８の外桁２３との接地面が広いほど良く、狭いものは安定性に欠けるため使用しないほうが良い。根石１０据付けの際には、その下合端と上合端とが図２に示す勾配線Ｓに一致する角度に据付ける。また、根石１０の艫が横にずれないように、隣石との間を胴介石３１で固定し、裏込石１５を詰め込む。これによって石垣の基礎施工が完了する。
【００３５】
基礎施工が完了すると面石の積み上げ施工を行う。まず、一段目面石１１は地盤の低いところから据付けて、順次二段目三段目と面石１２の段積みを重ねる。このとき、一番低い位置の一段目面石１１を据付けたときの水糸が第二の基本線となり、目通りが通っていなければならない。また、面石１２を据付ける場合、その石の上合端が図２に示す勾配線Ｓと一致する角度に据付ける。そのためには、面石尻に艫介石１３を飼い込んで角度を調整し、隣り合う面石１２との間に図１（ｂ）に示すように胴介石３１を挟み込んで面石が動かないように固定する。そして、面石１２と艫介石１３の界面及び上下に接する面石１２の界面を接着剤１４で接着する。面石１２の据付けが終わった段単位で裏込石１５を詰め込み突き締める。これは、全ての面石１２の据付け施工に共通する。なお、艫介石１３には上部の荷重が掛かるため、それに耐え得る大きさが必要である。
【００３６】
石垣の崩れやすい位置は、一般的に面石１２の三段目から六段目、及び総高さの５〜７部目と言われているが、そのほかにも地山１に断層がある場合はその位置の補強は欠かせない。したがって、補強する位置は地質調査等の結果で決まる。
【００３７】
図６は、本発明における補強工法の説明図である。同図（ａ）に示す第１の補強工法は、背面土層が盛り土２のように強くない場合に適用するもので、この補強工法では、直径３００ｍｍ〜１２００ｍｍ程度の力石１７（自然石）の両面にフックアンカー１９を取り付け、そのうちの一方のフックアンカー１９と、石垣の背面土層に打ち込んだロックアンカー１８とを緊結する。さらに、力石１７に取り付けた他方のフックアンカー１９と、面石１２の艫部分に取り付けたフックアンカー１９とをアラミド繊維グリッド等の緊結部材２０で緊結する。そして、緊結部材２０で緊結された面石１２、力石１７及び背面土層の間には大き目の裏込石１５を並べて緩みを防止する。
【００３８】
図６（ｂ）に示す第２の補強工法は、背面土層が地山１のように固く安定している場合に適用するもので、この補強工法では、背面土層に打ち込むロックアンカーは使用せず、力石１７に取り付けたフックアンカー１９と、面石１２の艫部分に取り付けたフックアンカー１９とを緊結部材２０で緊結するだけで済ませる。
【００３９】
以上の補強工法を必要に応じて行い、図１（ａ）に示すように最後の天端石１６を据付けし、裏込石１５を５部詰めして、残り上半分は三和土叩き２１で防水した上に表土２２を被せて石垣の構築を完了する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、石垣の修理復原と新規構築の両方に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によって構築される石垣の全体像を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図２】石垣の基本三角形及び弓法勾配を示す。
【図３】本発明に使用する親梯子胴木及び枕梯子胴木を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図４】本発明に使用するころを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明により構築される基礎部分の要部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】本発明における補強工法の説明図である
【符号の説明】
【００４２】
１  地山
２  盛り土
３  切り土
４  透水シート
５  縦杭
６  親梯子胴木（第１の梯子状部材）
７  ころ
８  枕梯子胴木（第２の梯子状部材）
９  根固め石
１０  根石
１１  一段目面石
１２  面石
１３  艫介石
１４  接着剤
１５  裏込石
１６  天端石
１７  力石
１８  ロックアンカー
１９  フックアンカー
２０  緊結部材
２１  三和度叩き
２２  表土
２３  外桁
２４  内桁
２５  桟木
２６  臍差口木栓止め
２７  追いかけ込栓継ぎ
２８  真継ぎ
２９  大栓止め
３０  ボルト
３１  胴介石
【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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