木材利用研究論文報告集18, 87-91, 2019. 12

耐久性を備えた簡易な木柵工の施工と課題の検討
渡辺 浩 1・下妻 達也 2・大隣 昭作 3
1 正会員

福岡大学教授

工学部社会デザイン工学科（〒814-0180 福岡市城南区七隈 8-19-1）
E-mail:mag@fukuoka-u.ac.jp

2 正会員

福岡大学助教工学部社会デザイン工学科（〒814-0180 福岡市城南区七隈 8-19-1）
E-mail:shimozuma@fukuoka-u.ac.jp

3 正会員

福岡大学助手工学部社会デザイン工学科（〒814-0180 福岡市城南区七隈 8-19-1）
E-mail:ohtonari@fukuoka-u.ac.jp

福岡県内のある小学校には、敷地に隣接したアスレチック広場がある。ここは、自然の地形の中を駆け回ることができることから、児童や保護者に人気がある。しかしながら、通路の斜面が長期の使用で崩れてきており、何らかの対策が求められる状況であった。斜面保護工というとコンクリート製のものが多いがそれらは高価であり、また資材量が多く大型機械が必要である。この例では、自主管理のためその費用が工面できない上、現場に機械を入れることもできない。そこで、円柱状のスギ材を組み合わせた簡単な木柵工の利用を考えた。ただし、木材をこのように利用するには耐久性に考慮する必要がある。そこで合板工場で産出される剥き芯材を使用することにした。本稿では、この広場に設置する簡易な木柵工の実際の設計と施工を通じて、その課題の検討を行う。

Key Words: timber retaining wall, peeled core limber, durability, handmade structure

1. はじめにしかしながら、木材が土中に打ち込まれ背面土を押さえる構造であることから、耐久性が課題となる。そこで

一般に斜面保護工というとコンクリート擁壁が多く用

本文では、一定の耐久性が確保されつつコストメリットいられる。仮設構造物では鋼矢板の事例も多い。それらを失わないような小規模な斜面保護工を設計し、施工をは背面土圧に対しても十分な性能を持たせることができ行うことでその課題について検討したものである。

るが、高価であることと現場に多くの資材や大きな施工2. 施工箇所用機械を持ち込む必要がある。
遊歩道や登山道にも斜面の保護が必要な箇所は多いが、その性格から上記のような大規模な構造物は好まれない。

検討対象地は、福岡県内にある市立小学校である。こまた、資材の搬入や重機の乗り入れが困難な場所も多い
ため、資材が軽量であり施工に大型の機械を必要としないものが望ましい。
一方で、崩落の防止や歩行者の保護を目的とした大きな耐力を必要としない事例も多い。写真-1 はそのような目的で設置されている木柵工の例である。木材は安いことと軽い割に強いことから施工時の機械も小型ですむため鋼矢板やコンクリート擁壁等と比較して大幅なコスト削減が可能である。この事例では道路は確保されているが、山中の狭い歩道等では省力化のメリットはかなり大きい。雰囲気にマッチしやすいのも利点である。

写真-1 木柵工の例（㈱アリモト工業提供）

87

木材利用研究論文報告集18, 87-91, 2019. 12

写真-4 電子平板での測量の様子

写真-2 検討対象のアスレチック広場

北(m)

直線20m
幅2mタイプ

写真-3 斜面崩落の様子
柵材

主杭

補助杭

幅 2m タイプ

円曲線12m
幅1mタイプ

柵材

主杭

主杭

直線24m
幅2mタイプ

主杭東(m)

幅 1mタイプ

図-1 設置した木柵の概要

図-2 基準点測量の結果と木柵の設置位置や倒木の懸念があった。しかしながら、地形的に建設機

こには、校地に隣接する市有地を活用した 1982 年完成

械の搬入は難しく、擁壁設置を外注する費用も工面できの写真-2 のようなアスレチック広場がある。木々に覆わない状況であった。

れた自然の地形の中に木製遊具が置かれ、さながら森のここで求められているのは、斜面保護といっても主体中を駆け回っているように遊ぶことができることから、的に土圧を受けるものではなく今後崩落する土砂を受け児童にも保護者にも好評を博している。

止める能力を持つことと、十分に安価であること、ある

この広場のもうひとつの特徴は、その管理者が行政機関や学校ではなく同小 PTA であることである。施設や程度の耐久性が期待できることであった。一方で、保護者らの意欲は高く、人手は確保できる状況であった。そ

遊具は寄附を受けたり他の公園から譲り受けたりしたもこで、木杭に直交して柵材を取り付ける、図-1 のようなのであるが、それらの保守管理は保護者らの手によって木柵工を自分たちの手で設置することにした。

行われている。40 年近く大きな事故は生じていないことから、素人の手によっても一定レベルの管理ができて3.

いることがわかる。
一方で長期的な課題もあった。写真-3 はこの広場の中

現地の測量と設置位置の決定
まず、現地の地形情報を得るため、基準点測量および央を貫く通路であるが、斜面を切り取って作ったことから、長期の利用により道沿いの斜面の崩落が進んでいた。
その結果写真のように樹木の根が露出してきており枯死

写真測量を行った。施工区間となる通路上に 4 箇所の基準点を設置し、トータルステーションで相互の位置関係を求めた。次に、木柵工の施工の必要があると考えられ

88

木材利用研究論文報告集18, 87-91, 2019. 12

図-3 写真測量の結果（円曲線の 12m 部分）
写真-6 部材の養生の様子

な剥き芯材を用いることにした。これは単板を桂剥きする際に残る芯の部分であるが、合板原木は大径のため剥き芯材は心材部である。心材は耐朽性が高いため、外構材でもある程度の耐久性が期待できる 1)。工場副産物であるため安価でもある。ここでは、合板工場から長さ約2m、径 60mmの円柱状であるスギ剥き芯材を入手し、これを無処理無塗装で使用することとした。
柵の高さは小学生の遊び場であることと現場の状況から 60mmの柵材 8段に相当する 480mmとした。長さは図-1 のように杭 3 本を有する 2m タイプと杭 2 本を有する

写真-5 合板工場から産出された剥き芯材

1m タイプのものを併用するものとし、直線区間では施工性を考慮して 2m タイプ、曲線区間では納まりを考慮して 1m タイプを用いるものとした。2m タイプ、1m タる斜面に 19 点のマーカーを設置し、写真-4 のように電子平板によりその位置を求めた。

イプともに柵材端から 120mm の位置に主杭材を配置し、通路は図の右下にある入口側から30mほど直線状に進み、 8 段の柵材全てをコーススレッド（4.2×75）で固定するものとした。加えて、2m タイプでは、中央に上下端の右に 90 度ほどカーブしてさらに 20m 直線状に進んでい図-2 は基準点とマーカーの位置を示したものである。

柵材のみを固定する補助杭材を追加した。また全ての杭の天端と最上段柵材の間を 60mm のかすがいで固定するることがわかった。
図-3 は、カーブの近傍について、通路上のやや離れた通路上から斜面に向かって複数の写真を撮影し、それらをAgisoft PhotoScanで解析し合成したものである。これよものとした。なお、施工精度が低いであろうことを考慮り、カーブ区間の斜面の形状が求められる。この結果よ

なお部材に発生する応力は、柵材については全面に土り、柵の設置位置を交角96°、曲線半径7.119m、曲線区圧が作用しても十分に小さいが、杭材については基部に間長12mの円曲線上とした。カーブ区間の両側は、通路発生する応力が過大となる。しかしながらそのような荷の幅を確保しつつ測設作業を簡単にするため、24m と20m の直線とした。木柵工を設置する位置を示すと図-2重が作用することは考えにくく、実用上は問題ないと考の実線の総延長は 56mとなる。

以上により、使用する資材は剥き芯材が2m換算で257本、コーススレッドが 568 本、かすがいが 90 本となっして、隣接する柵相互は連結しないこととした。

えられる。

なお、設置区間はほぼ下り坂となっており、厳密にはた。

柵材長と区間長は異なる。ここでは、異なる長さの柵材を使い分ける煩雑を避けるために、斜面に沿った斜距離を等距離とした。このため、後述する杭位置の測設では、 5. 部材の調達と加工これを考慮して補正した。
杭や柵材となる剥き芯材は、新栄合板工業㈱水俣工場から調達した。長さは 1990～2050mm であった。これらを写真-6 のように加工まで 1 ヶ月程度室内で養生した。

4. 木柵工の設計
このような外構材では、一般的に防腐処理された針葉そのうち任意の 20 本について高周波容量型含水率計樹材が用いられるが、費用の面から防腐処理材の利用は（フソーFSK-118）で測定したところ、当初の含水率は40～100%であったものが加工直前は 11～28%に下がって難しかった。そこで合板工場で産出される写真-5 のよう89

木材利用研究論文報告集18, 87-91, 2019. 12

写真-7 杭材の加工と防腐剤噴霧
写真-11 柵材の取り付けの様子

写真-12 完成した木柵工
写真-8 穴掘りの様子

写真-12 隣接した柵のずれの例
写真-9 礫が多い箇所の穴掘りの様子の時点では乾燥が不十分であったことがうかがえる。
杭材は長さ 1m に切断し先端を尖らせ、柵材固定位置に写真-7 のように 30mm の座堀を施した後に局所的な腐朽を防止するため噴霧式防腐剤（ザイエンス・サンプレ
ザーOGR）を噴霧した。柵材は 998mmまたは 1998mmの長さに切断した。なお、この時点ですでに曲がりが大きいものがあったため、1998mm 材には使用しなかった。

6. 現場施工の状況と課題
現場施工に先立ち、主杭材を打設する位置にトータル

写真-10 杭材の打ち込みの様子

ステーションを用いてマーカーを設置した。なお、省力化のため直線区間においては 3 または 4 直線の屈曲点をいた。このときの密度は 380～600kg/m3 であった。なお、 設置し、その間はテープを用いて杭位置にマーカーを設
これらの含水率はその 3 ヶ月後にはいずれも 10%程度と置した。
なっており、曲がりを生じたものがあった。加工や施工設置作業では、まずマーカーの位置に写真-8 のように

90

木材利用研究論文報告集18, 87-91, 2019. 12

径 75mm用のらせん型穴掘り器により深さ 300mm程度の資材のみを考慮した費用は 1m あたり 440 円程度であ穴を掘った。土は適度に柔らかく穴掘りはスムーズであった。ただし、そのうちの 7 割がシート代であり、木材ったが、マーカーを 1mm の精度で設置したものの穴を代は 1 割未満であった。器材で購入したのは穴掘り器 4掘り始めるとずれを調整することができなかった。また個のみで、他は現有の器材で対応できた。結果として、礫が多い箇所では写真-9 のように穴が大きく広がり、精管理者の想定よりも安価に施工することができた。

度はさらに低下した。

7. まとめその穴に主杭材を差し込み、写真-10 のように回転に注意しながら所定の高さまで 200mm 程度カケヤで打ち込んだ。礫が多い箇所以外では打ち込むことで杭材は十

本稿では、広場内の通路に沿った斜面の崩落防止のた分に固定できたが、礫が多い箇所では掘り出された礫やめの簡易な木柵工を設計し、施工を通じてその課題の検土を埋め戻し固めた。

討を行った。その結果、低コストの木柵工を、施工経験

次に、主杭に柵材を斜面側に写真-11 のようにコースがない人の手により実用上問題のない精度で設置するこスレッドで固定した。一部の柵材に曲がりが大きいものとができた。様々な課題が想定されたが、制作や施工にがあり、コーススレッドの打ち込み向きを調整する必要関して特に問題となることはなかった。耐久性も十分にはあったが、全て固定することができた。

確保できていることが期待されるが、これらについては続いて長さ 2m タイプの中央に補助杭の穴を掘って打経過を観察していく予定である。

ち込み、柵材と固定した。補助杭の穴を柵設置後に掘る謝辞ことにしたのは主杭の設置位置がずれた場合に備えてであったが、実際には下段の柵材が穴掘りの邪魔になった

本取り組みでは、宗像市立自由ヶ丘小学校ならびに同上、穴の位置のずれ以上に柵材の曲がりの影響が大きく、 校 PTA の全面的な協力を得ました。また剥き芯材は新補助杭に接触や固定できないものがあった。

栄合板工業㈱に提供いただきました。遂行にあたっては最後に柵の斜面側に吸出し防止シート（アオイ化学工

田﨑 雄大氏（現㈱協和コンサルタンツ）に多大なるご業・キュアマット CC-10）を敷設した。また杭天端と最協力をいただきました。記して感謝いたします。

上段柵材とをかすがいで固定した。写真-12 は完成した木柵工である。礫が多い区間では写真-13 のようにずれ

参考文献が生じた箇所もあったが、機能上は問題ないと考えられ

1) 渡辺 浩, 西山 拓弥, 吉田 昂生：スギ剥き芯材の土木資材としての利用価値の検討と耐久性試験, 第 66 回る。
作業には小学校の関係者約 30 名が参加した。施工経日本木材学会大会（名古屋）, N28-P-07, 2016.

験がない人の集団ではあったが作業はスムーズであり、(Received August 31, 2019)(Accepted November 11, 2019)

6 時間程度で終了した。

EXECUTION AND DISCUSSION OF SIMPLE TIMBER RETAINING WALLSWITH ENOUGH SERVICE DURABILITY

Hiroshi WATANABE, Tatsuya SHIMOZUMA and Shosaku OHTONARI
There is a forest park adjoining a public elementary school. It is much popular with children and parents
because they enjoy running in the forest. However, an effective counterplan was required because slopes
border along a path was crumbled down. Retaining wall made of concrete has good performance, but isexpensive and needed large material and big construction machinery. The owner could not raise enoughmoney and it was difficult that construction machinery is carryed in the field. Therefore, a simple timber
retaining wall built up columnar members was proposed. Since exterior woods do not have enoughdurability, peeled core limbers discharged at the plywood factory were used. It is explained and consideredthat such as the simple timber alls are dedigned and constructed.

91