JP2017027488A

JP2017027488A - 補強土壁用簡易警報システム

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Publication number: JP2017027488A
Application number: JP2015147428A
Authority: JP
Inventors: 茂賀酒井; Shigeyoshi Sakai
Original assignee: JFE Shoji Terre One Corp
Current assignee: JFE Shoji Terre One Corp
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-07-27
Also published as: JP6639136B2

Abstract

【課題】盛土中に鋼材やジオテキスタイル等の盛土補強材を敷設することにより鉛直もしくは鉛直に近い壁面に構築された盛土補強土壁の変状を検知して警報を発することにより周囲に危険または、詳細な点検や調査が必要であることを知らしめる補強土壁用簡易警報システムを提供する。【解決手段】盛土補強土壁１の変状を感知する変状センサー８と、当該変状センサー８の変状値から警報発報の必要性を判定する警報判定装置と、警報判定装置の判定結果により警報を発する警報装置10と、変状センサー８、警報判定装置および警報装置10の電力供給装置から構成する。盛土補強土壁１は、盛土２の前面に複数の壁面材５を積層し、盛土２内に複数の帯鋼３を敷設し、かつ各帯鋼３の端部を壁面パネル５に連結することにより構築する。変状センサー８は最上段の壁面材５の背面部に設置する。【選択図】図１

Description

本発明は補強土壁用簡易警報システムに関し、主として盛土中に鋼材やジオテキスタイル等の盛土補強材を敷設することにより鉛直もしくは鉛直に近い壁面に構築される盛土補強土壁の変状を簡易な方法で感知して警報を発することにより周囲に危険、または詳細な点検や調査が必要であることを知らしめるようしたものである。

盛土中に帯鋼やジオテキスタイル、あるいはアンカー等の盛土補強材を複数層に敷設することにより、道路や宅地などに面して構築される盛土補強土壁が知られている。

この種の補強土壁は、盛土中に盛土の一定層厚ごとに帯鋼やジオテキスタイルなどの盛土補強材を敷設すると共に、盛土の前面にコンクリートパネル等の壁面パネルを積層し、当該壁面パネルに盛土補強材の端部を結合することにより構築されている。

いずれも、鉛直もしくは鉛直に近い壁面に作用する土圧に対して、盛土中に敷設された複数の盛土補強材の引抜き抵抗力によって釣り合いを保つことで、鉛直または鉛直に近い壁面の実現を可能にしたものである。

例えば、特許文献１には、盛土中にストリップと呼ばれる帯状鋼材を複数層に敷設して構築された補強土壁が開示され(テールアルメ工法)、特許文献２には盛土中に高分子材料のジオテキスタイルを複数層に敷設して構築された補強土壁が開示されている(ジオテキスタイル工法)。

ところで、近年、地中温暖化が原因とされる異常気象により、各地で台風や大雨によるがけ崩れや土石流、地すべり等の土砂災害が頻発していることから、上記した補強土構造物についても今まで以上の土砂災害に対する対策が望まれてきている。また、道路構造物等の社会資本の老朽化などによる変状の発生も危惧されており、それらをいち早く把握し、対策を講じることが必要となっており、補強土構造物も例外ではない。

道路構造物の日常点検は，車上から行われており、当然ながら上記した補強土構造物についても同様の点検により異常が確認できることが望まれている。

また、特許文献３には、地盤の変位挙動を経時的に監視して予測解析する地盤挙動監視装置に関する発明が開示されている。この発明は、法面などの被監視点に設置されるターゲットと、監視点から被監視点のターゲットまでの距離と水平方向および鉛直方向の角度を経時的に計測する測距・測角手段と、該測距・測角手段の測定データから被監視点の座標値を算出して経時的な変位挙動の監視を行う監視手段とを備え、ターゲットと測距・測角手段の設置により地盤の変位挙動を安易にかつ経時的に監視することが可能とされている。

また、測距・測角手段の測定データから地盤の変位挙動のレベルをリアルタイムに判定して警報の発報を行ったり、将来の予測解析を行うことも可能とされている。

特開平11-36308号公報特開平09-279581号公報特開平09-21636号公報特開2002-39810号公報

しかし、従来の監視方法では、作業員が現地で補強土壁の変状を確認するにあたり、多くの人手と手間を要するためコストが嵩む等の課題があった。

また、車上からの点検では目に見えにくい変状を見逃すおそれもあり、災害を未然に防ぐ装置として必ずしも充分とはいえないものであった。

また、特許文献３に開示された装置による監視方法では、様々な装置を必要とするため初期コストが高く、また取り扱いに専門的な知識が求められる等の課題があった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、盛土中に鋼材やジオテキスタイル等からなる盛土補強材を敷設することにより鉛直もしくは鉛直に近い壁面に構築された補強土壁の変状を簡易な方法で検知して警報を発することにより周囲に危険または、詳細な点検や調査が必要であることを知らしめるようにした補強土壁用簡易警報システムを提供することを目的とするものである。

本発明は、補強土壁の変状を簡易な方法で検知して警報を発することにより周囲に危険または、詳細な点検や調査が必要であることを知らしめるための補強土壁用簡易警報システムの発明であり、補強土壁の壁面に設置された変状センサーと、補強土壁の変状による変状センサーのひずみ等から警報発報の必要性を判定する警報判定装置と、警報判定装置からの警報信号を受けて警報を発報することにより周囲に危険を知らしめる警報装置と、前記変状センサー、警報判定装置および警報装置を作動させる電力供給装置を備えていることを特徴とするものである。

本発明は、盛土中に鋼材やジオテキスタイル等からなる盛土補強材を敷設することにより鉛直もしくは鉛直に近い壁面に構築される盛土補強土壁の他、モルタルやコンクリートによる吹き付け工、現場打ちコンクリートによる法枠工、あるいはコンクリートパネルやコンクリートブロック等による法面覆工によって地山を覆工すると共に、これらの覆工材を地山に固定する鉄筋やロックボルト等からなる棒状補強材を多数地山に施工することにより構築される切土補強土壁などにも適用することができる。

なお、盛土補強土壁にあっては、盛土を使用する補強土構造物であれば、適用対象は特に限定されるものではなく、堤防などにも適用することができる。

また、盛土補強土壁の変状、例えば、盛土または盛土を支える基礎地盤の沈下、盛土の変位、移動、あるいは壁面を構成する壁面パネルの傾き、さらには各壁面パネル間の目地の開きなどの殆どが補強土壁面の変位を伴うことから、変状センサーは補強土壁面に設置するのが望ましい。

ただし、補強土壁面の変位は、壁面を構成する複数のパネルの中の最上段の壁面パネルまたは壁面の最上段に設置された笠石コンクリートに影響を及ぼすことから、変状センサーを最上段の壁面パネルまたは笠石コンクリートにのみ設置することも有効である。

また、変状センサーは、壁面を支持すべく地盤面下に施工された無筋またはRC構造の基礎、または当該基礎と壁面上端部(最上段の壁面パネルまたは笠石コンクリート)の両方に設置することもできる。さらに、変状センサーは、補強土壁の上端部に設置されたガードレール、剛性防護柵または転落防止柵およびこれらの基礎に設置してもよい。

また特に、変状センサーを壁面に設置する場合、壁面の背面側に壁面に沿って水平方向に連続させ、鉛直方向に複数段に設置したり。壁面に沿って鉛直方向に連続させ、水平方向に一定間隔おきに設置したり。さらには水平方向と鉛直方向、あるいは対角線方向に格子状に設置することもできる。また。これらの設置形態を複数組み合わせてもよい。

また、変状センサーは、壁面パネル、笠石、基礎などの表面に接着材や止め金具などによって簡単に取り付けることができ、また、これらの表面に溝を形成しその中に埋め込むこともできる。これにより本発明の警報システムは既存の補強土壁にも適用することができる。

変状センサーにはひずみ計、光ファイバー、傾斜計、変位計、ジャイロセンサー、距離計、振動計または加速度計などからなるセンサーを用いることができ、またこれらを単独または複数組み合わせて用いることができる。さらに、同種のセンサーを設定値を変えて設置することにより補強土壁の変状の有無だけでなく、変状の程度も感知することができ、これにより危険に至る前から変状の程度に応じて対策を講じることができる。

警報判定装置は、変状センサーの感知した補強土壁の変状から警報の必要性の有無を判定するための装置であり、例えば、補強土壁面の上端部分のひずみ量や傾斜量、あるいはその両方の変状を変状センサーによって常時感知し、その絶対値または変化量が予め設定された値を超えた場合に警報装置に警報信号を送信するように構成されていればよい。

警報装置は、警報判定装置からの警報信号を受信して、周囲に警告音または警告灯などによって危険を知らしめるための装置であり、例えば、警報音、警告灯、電光掲示板、または通信装置を設置して点検用の通行車両に搭載した受信機にアラームよって、周囲に危険または、詳細な点検や調査が必要であることを周囲に知らしめるように構成することもできる。なお、ここにいう受信機にはラジオ、スマートフォン、モバイル等が含まれる。

また、通行中の一般車両から目視できる場所に設置したLEDなどによる警告灯により危険を知らしめるようにしてもよい。さらに、警告音または警告灯によって周囲に危険を知らしめると同時に、警報信号を有線または無線によって管理センターまたは現地の担当者に知らしめるようにして遠隔管理も可能とすることができる。

そして、電力供給装置には、光発電、熱発電、振動発電、電磁波発電のエネルギーハーベスト技術により発電した電力、あるいはそれを蓄電したバッテリーまたはリチウム電池などを利用することができる。たとえば、太陽光や道路の振動などによって発電するエネルギーハーベスティング技術やそれらによる電気を蓄えたバッテリーやリチウム電池等によって供給するように構成することで、ランニングコストを大幅に低減することができる。

本発明によれば、補強土壁の変状を感知する変状センサーと当該変状センサーの変状値から警報発報の必要性を判定する警報判定装置と当該警報判定装置の判定結果により警報を発する警報装置と前記変状センサー、警報判定装置および警報装置の電力供給装置を備えていることで、盛土および盛土を支える地盤の沈下などの補強土壁の崩壊に至るような変状を事前に感知して警報を発して周囲に危険を知らしめることができると共に、詳細な点検や調査が必要であることを知らしめることで災害を被る前に必要な対策を早急に講じることができる。

また、車上からの点検においても、警報システムが発する警報やセンサーから受けるデータにより点検精度を高めることができる。また、点検に限らず一般の通行人や通行車両も警報等により状況を把握し、危険を察知することができる。

また特に、変状センサーに光ファイバーやひずみゲージ等からなるセンサーを使用し、警報装置に回転灯などの警告灯を使用し、さらに電力供給装置にソーラーパネルを併用することにより、システムの簡易化と初期コストおよびランニングコストの低価格化等を図ることができる。

盛土中にストリップと呼ばれる複数の帯鋼を敷設することにより鉛直もしくは鉛直に近い壁面に構築された盛土補強土壁を示し、図1(a)は縦断面図、図1(b)は変状センサーが設置された盛土補強土壁の上端部の縦断面図、図1(c)は笠石に変状センサーが設置された盛土補強土壁の上端部の縦断面図である。図１に図示する盛土補強土壁の一部正面図である。警報システムの説明図である。

図１〜図３は、道路や宅地などに面して構築された盛土補強土壁を図示したものであり、盛土補強土壁１は現地の掘削土などを盛土として構築され、所定厚の盛土２とストリップと呼ばれる複数の帯鋼３を交互に複数層に積層することにより、盛土２内に複数の帯鋼３が所定層厚ごとに敷設されている。

また、盛土前面の地盤面上に無筋またはRC構造の布基礎４が形成され、当該布基礎４の上に盛土２を保持する複数の壁面パネル５が盛土２の壁面に沿ってほぼ鉛直に積層され、当該壁面パネル５に各帯鋼３の端部が連結されている。なお、図1(c)に図示するように最上段の壁面パネル５の上端部に無筋またはRC構造の笠石６が形成されることもある。

盛土２の上端部には用途に応じた仕上げがなされ、例えば歩道や車道などとして利用される場合は、アスファルト舗装やコンクリート舗装などによって路盤７が形成されている。

壁面パネル５には主にコンクリート製のパネルが用いられ、他に鋼製パネルや金網パネルなどが用いられることもあり、材質的に特に限定されたものではない。また、帯鋼３の代わりにジオテキスタイルや鋼製アンカー等が用いられることもある。

このように構築された盛土補強土壁１に、盛土補強土壁１の変状、例えば盛土２や盛土２を支える地盤の沈下、変位、移動、あるいは壁面パネル５の傾き、さらには各壁面パネル5,5間の目地の開きなど、盛土補強土壁１の崩壊につながるおそれのある変状を感知して、警報を発することにより周囲に危険または、詳細な点検や調査が必要であることを知らしめるための警報システムが備え付けられている。

警報システムは、盛土補強土壁１の変状を感知する変状センサー８と当該変状センサー８からの変状信号を解析して警報発報の必要性を判定する警報判定装置９と当該警報判定装置９からの警報信号を受信して周囲に警報を発することにより周囲に危険を知らしめるための警報装置10、さらに変状センサー８、警報判定装置９および警報装置10の電力供給装置11を備えている。

変状センサー８には光ファイバーからなるセンサーが用いられ、当該変状センサー８は最上段の横方向に隣接する複数の壁面パネル5,5の背面部に、当該複数の壁面パネル5,5間に跨って水平に設置されている。なお、図1(b)に図示するように、笠石６が形成されている場合には、変状センサー８は笠石６の背面部に当該笠石６に沿って水平に設置されている。

そして、盛土補強土壁１の壁面パネル５が、例えば地盤の沈下などにより図２に図示するように変形した場合に、変状センサー８にひずみが生じる(図２の破線)ことにより盛土補強土壁１の変状を感知する。

警報判定装置９は、変状センサー８のひずみから警報発報の必要性を判定するための装置であり、変状センサー８のひずみ量が当初設定した設定値を超えた場合に警報装置10に警報信号を送信する。

警報装置10は、盛土補強土壁１の変状に伴う危険を周囲に知らしめるための装置であり、回転灯やサイレン、あるいはその両方が用いられている。

なお、実施形態では回転灯が路側帯などの周囲から見える位置に設置されている。また、警報装置10に連絡先を明記しておくことにより、点検者のみならず、警報装置10により異常を知った一般市民から現地の管理事務所や担当者に連絡することができるようになっている。

電力供給装置11は、変状センサー８、警報判定装置９および警報装置10の電力を供給するための装置であり、ソーラーパネルを備えたバッテリーが用いられている。

本発明は、盛土中に鋼材やジオテキスタイル等の盛土補強材を敷設することにより鉛直もしくは鉛直に近い壁面に構築された補強土壁の変状を簡易な方法で感知して警報を発することにより周囲に危険または、詳細な点検や調査が必要であることを知らしめることができる。

１盛土補強土壁
２盛土
３帯鋼(盛土補強材)
４布基礎
５壁面パネル(壁面材)
６笠石コンクリート
７路盤
８変状センサー
９警報判定装置
10 警報装置
11 電力供給装置

Claims

補強土壁に設置される補強土壁用簡易警報システムであって、補強土壁の変状を感知する変状センサーと、当該変状センサーの変状値から警報発報の必要性を判定する警報判定装置と、当該警報判定装置の判定結果により警報を発する警報装置と、前記変状センサー、警報判定装置および警報装置の電力供給装置を備えてなることを特徴とする補強土壁用簡易警報システム。
請求項１記載の補強土壁用簡易警報システムにおいて、変状センサーは壁面を構成する最上段の壁面材、または補強土壁面の上端部に設置された笠石コンクリート、さらには補強土壁の上端部に設置されたガードレール、剛性防護柵または転落防止柵およびそれらの基礎に取り付けられていることを特徴とする補強土壁用簡易警報システム。
請求項１または２記載の補強土壁用簡易警報システムにおいて、警報装置は警報音、警告灯、電光掲示板、または通信装置を設置して点検用の通行車両に搭載した受信機にアラームによって、周囲に危険または、詳細な点検や調査が必要であることを知らしめるように構成されていることを特徴とする補強土壁用簡易警報システム。
請求項１〜３のいずれかひとつに記載の補強土壁用簡易警報システムにおいて、電力供給装置は、光発電、熱発電、振動発電、電磁波発電のエネルギーハーベスト技術により発電した電力、それを蓄電したバッテリー、またはリチウム電池であることを特徴とする補強土壁用簡易警報システム。