第 45 回地盤工学研究発表会
2010 年 8 月

265

D - 06 （松山）アンカー式補強土壁の健全性評価試験結果

現場計測

引抜き試験

補強土（株）高速道路総合技術研究所

正会員

中村 洋丈

（株）高速道路総合技術研究所

正会員

髙木 宗男

岡三リビック（株）

正会員○小林 悟史岡三リビック（株）

国際会員

小浪 岳治

岡三リビック（株）

冨山 和城

１．はじめに補強土壁の健全性評価方法の開発を目的として、すでに施工された多数アンカー式補強土壁 1）に対して補強材の引抜き試験を実施した。試験対象とした補強土壁は、施工技術総合研究所（以下、施工総研）敷地内の補強土壁と新東名富士 IC の補強土壁である。また、新東名では、引抜き試験と合わせて詳細な地盤調査を実施した。
本報文では、引抜き試験の結果とその考察について報告する。なお、試験方法の詳細については、「アンカー式補強土壁の健全性評価試験方法 2）」に記す。
２．盛土条件と載荷条件（施工総研）

表-1 土質試験結果（施工総研）

施工総研の敷地内に構築されている多数アンカー式補強土壁は、施工後約 10

砂質ローム

土質区分

年が経過するが、壁面の傾斜やはらみ、クラック等の変状は見られない。施工時の盛土材の土質定数を表-1 に示す。

粒度特性試験は 3 箇所で実施した。代表としてケース 1 の断面図を図-1 に、設計計算から算出される荷重値を表-2 に示す。表-2 を見ると、補強土壁を構成する各部材に締固め特性ついてそれぞれに許容値が存在することがわかる。ここでは、予備試験としてな三軸特性（UU試験結果）るべく大きな荷重で確認したいという目的から、鋼材の降伏荷重（57.5kN）を目

礫分

55%

砂分

29%

シルト分

15%

粘土分

1%

最適含水比

18.5%

最大乾燥密度1.735g/cm3

内部摩擦角37.3°

粘着力42.5kN/m2

標荷重に設定した。
載荷方法は、ケース 1,3 は単調増加載荷を、ケース 2 は多サイクル載荷とした。段階荷重を 5~10kN とし、それぞれの荷重段階で 5 分間の荷重保持を行った。
1000

表-2
種 別

200
200 1000

3000

アンカープレート4000

設計荷重（施工総研・ケース 1）

引抜き試験位置許容荷重(kN) 降伏荷重(kN) 破壊荷重(kN) 設計土圧(kN)

タイバーの引張り

34.3

57.5

97.9

―

アンカープレートとナットの引抜け

37.8

63.4

107.9

―

壁面材

75.0

―

―

―

アンカープレートと土の引抜け

26.8

―

80.3

―

設計土圧(天端より3.0m下)

―――

15.9

タイバー
4000

図1

70

横断図（施工総研・ケース 1）

タイバ ー の 降 伏 荷 重 57.5kN

60

引抜き荷重（kN）

50

３．試験結果と考察（施工総研）
ケース 1 の試験結果を図-2 に示す。設計上のアンカープレートの極限引抜荷重まで載荷を行ったが、除荷後の変位量は 4mm と小さく、4030アンカープ レートの 許 容 引 抜 抵 抗 力 26.8kN

20設 計 土 圧 15.9kN
10補強材が健全であることが理解できる。

0荷重保持時のクリープを⊿S とし、⊿S/log⊿t～P（引抜き荷重）で020.30いる。大きな塑性変形の発達はないものの、P=40kN 付近に変化点が見られる。ケース 1,3 の結果と合わせると、今回の一連の試験では、

S / logt0.200.150.100.050.00-0.05
10203040506070

引抜き荷重 P(kN)

図-3 ⊿S/log⊿t － P（施工総研）

Test result of health diagnostics for anchored reinforced soil wall
Nippon Express Research Institute Company Limited, Hiorake Nakamura, Muneo Takagi
Okasanlivic Co.,ltd, Satoshi Kobayashi, Takeharu Konami, Kazuki Tomiyama

529120.250P=25~40kN 付近に 1 次的な変化点が見られた。

10ケース１ケース３0.35向である。の計算値である。実験結果の弾性伸び量と理論値はよい一致を示して80.40果に加えて、ケース 3 の整理結果も合わせて示しているが、同様な傾の図は弾性・塑性図を示している。理論値とはタイバーの弾性伸び量6

図-2 荷重－変位（施工総研・ケース 1）れないが、P=25kN 付近で変化点が見られる。図-3 にはケース 1 の結図 4 は、ケース 2 の試験結果である。上の図は荷重－変位曲線、下4引 抜 き変 位 （mm)

整理した図を図-3 に示す。図-3 を見ると急激なクリープの増加は見ら

800引抜き変位（mm）

2p468e10120塑性変位

弾性変位86420-2-4-6-8102030405060

アンカープレート

e

弾性変位量
塑性変位量
理論値

No.1 引抜き試験箇所

タイバー

p0102030405060

引抜き荷重 P（kN）

写真-1 新東名補強土壁（ケース 1）

図-4 多サイクル試験結果（施工総研・ケース 2）

図-5 横断図（新東名・ケース 1）

４．盛土条件と載荷条件（新東名）
試験対象とした補強土壁は、新東名富士 IC の D ランプの多数アンカー式補強土壁であり、3 箇所で試験を実施した。
最も壁高が高いのはケース 1 であり H=10.09m である。代表としてケース 1 の概要を写真-1, 図-5 に示す。
地盤調査は、擁壁延長方向の中間地点（ケース 2 と同じ測点）で、壁から背面側に 4.0m 離れた地点で実施した。基盤までボーリングを行い、標準貫入試験および孔内水平載荷試験を行った。地層は上位 7.8m までが盛土、その下位に地山（火山岩）が確認された。盛土部は細砂が主体であるが、100mm 以上の玉石を多く混入していた。そのため、代表N 値が 22 と盛土にしては大きな N 値が得られた。孔内水平載荷試験による地盤反力係数は Km=70,440kN/m3、変形係数は E=5,154MN/m2 であった。これらの値は盛土層 G.L.-2m における値である。
表-3 引抜き試験の載荷荷重（新東名）載荷計画における確認荷重と計画最大荷重を表-3 に示す。補強材が最1

確認荷重(kN)27.23

計画最大荷重(kN)
30223.87

25317.1320

低限必要な性能を確保しているかどうかを確認するためには、設計土圧ケースに相当する引張り力に対して安全であることを確認する必要がある。そこで、確認荷重を設計土圧による引張り力とした。ケース 1～3 で確認荷重の大きさが異なるのは、試験箇所の土被り高が異なるためである。
５．試験結果と考察（新東名）

ケース 1～3 の引抜き試験結果を図-6 に示す。いずれのケースにおいても進行的な変位は見られず、設計荷重に対して安全と評価することができる。表-4 にはケース 1~3 の結果をまとめた一覧表を示した。ここに、最大荷重、最大変位、残留変位は実験で得られた実測値であり、あとの項目の算出方法については備考欄に記している。
表-4 では、引抜き変位はタイバーの弾性変位とプレートの土中変位に分けられると仮定し、プレートの土中変位に対して地盤の反力係数を算出した。得られた地盤反力係数は、各ケースにおいてバラつきがある。これは、各試験箇所の拘束圧の違いが影響していると思われる。一方、孔内水平載荷試験による結果では、Km = 70,440kN/m3 であり、ケース2 の値とよく一致している。これは、孔内水平載荷試験を行った位置がケース 2 の位置と同じであったためと思われる。
復旧後の補強材に作用する引張り力を測定するために、ケース 1 では補強材にひずみゲージを貼り付けて復旧した。
復旧時 T=0kN であった補強材の作用荷重は、2 日後に T=1.62kN、40 日経過後には T=6.85kN まで回復した。なお、設計荷重は 27.23kN である。補強材が時間の経過とともに順調に機能を回復しているものと思われる。
６．まとめ
本研究では、健全な補強土壁に対して健全性評価試験を実施した。そして、得られた試験結果から健全であるとの評価を行うことができた。一方、健全性指標の具体的な設定方法については、今後の課題である。
表-4 引抜き試験結果 一覧表（新東名）

ケース１ケース２
ケース３30項

引抜き荷重（kN）

最大荷重
2010目

ケース１ケース２ケース３

備考

Pmax(kN)

30.0

25.0

20.0

最大変位 δmax(mm)3.255.023.18

残留変位 δp(mm)0.742.461.39

弾性変位 δe(mm)2.512.561.79

δe = δmax - δp

タイバーの弾性変位 δe,rod(mm)

2.36

1.47

1.18

δe,rod = (Pmax・L)/(E・Arod)

プレートの土中変位 δplate(mm)

0.89

3.55

2.00

δplate = δmax - δe,rod

地盤反力係数 Km(kN/m3)

374,532

78,247111,111

Km = Pmax / (Ap・δplate)00123456

引抜き変位（mm)

図-6 荷重－変位（新東名）＜謝辞＞※

L=4.0m(ケース１),

L=3.0m(ケース 2,3), Arod = 254.46mm2,E=2.0×105N/mm2

本研究を行うにあたり、NEXCO 中日本 富士工事事務所のご協力をいただきました。ここに記して感謝の意を表します。

＜参考文献＞ 1）（財）土木研究センター：多数アンカー式補強土壁工法設計施工マニュアル第 3 版, 平成 14 年2）髙木・中村・小浪・小林・冨山：アンカー式補強土壁の健全性評価試験方法, 第 45 回地盤工学研究発表会（投稿中）530