JP5830068B2 - 法面補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、耐震性及び耐壊力に極めて優れたプレストレストコンクリート壁を法面に構築する法面補強工法に関するものである。

従来の法面補強工法としては、例えば特許第２５３０５６５号公報に示すような切土法面等の補強土工法が知られている（特許文献１参照）。この工法は次の施工手順により行う。
（ａ）形成しようとする補強土面の上端から下方に向けて一段目のコンクリートプレキャスト板を据付けできる装着面を掘削した段部を形成し、
（ｂ）プレキャスト板を並列配置するための載置台を装着面側の段部上に固定し、
（ｃ）装着面側との間にスペーサを介在させて載置台にプレキャスト板を並列配置し、
（ｄ）それぞれのプレキャスト板に形成された取付孔から装着面側に削孔して、取付孔から削孔部に棒状補強材を挿入した後、削孔部及びプレキャスト板の裏側間隙にモルタルを注入し、
（ｅ）それぞれ補強材の突出端部を取付孔部で固着してプレキャスト板に一体連結し、
（ｆ）モルタルの乾燥後、載置台を外し上から二段目にコンクリートプレキャスト板を据付けできる装着面を掘削した段部を形成し、
（ｇ）それぞれ一段目のプレキャスト板の下端部に二段目のプレキャスト板を吊り下げ配置すると共に、装着面側との間にスペーサを介在させ、
（ｈ）二段目のプレキャスト板に形成された取付孔から削孔して、取付孔から削孔部に棒状補強材を挿入した後、削孔部及び二段目のプレキャスト板の裏側間隙にモルタルを注入し、
（ｉ）それぞれ棒状補強材の突出端部を取付孔部に固着して二段目のプレキャスト板に一体連結し、
（ｊ）これらの手順を繰り返すことで複数段にプレキャスト板を備えた補強土面を形成する。

このような施工手順の切土法面等の補強土工法は、上部から順次土留と同時にプレキャスト板を据付ける工事であるために、占用用地幅を小さくできると共に、土工事量を少なくできる。また、順次下部のプレキャスト板を吊り下げて仮止めするので工期の短縮簡単化が図れるという利点がある。

特許第２５３０５６５号公報

この従来例の切土法面等の補強土工法においては、プレキャスト板同士の一体的な連結固定がなされていないので、取付孔から挿入した棒状補強材の頭部が腐食したり、あるいは棒状補強材が破断した場合には、プレキャスト板の脱落が懸念されるという問題点を有している。

同様に、プレキャスト板同士の一体的な連結固定がなされていないので、地震時においてはプレキャスト板の動きが法面と同調しないで、それぞれバラバラな動きをなし、その結果、耐震性が劣るという問題点を有している。

従って、従来例における切土法面等の補強土工法においては、法面に配設されたプレキャスト板同士を一体的に連結固定してプレキャスト板の脱落を防止し、また、耐震性を向上させることに解決しなければならない課題を有している。

前記従来例の課題を解決するための本発明の要旨は、上下方向の挿通孔にＰＣ鋼材が挿着され、横方向にＰＣ鋼材を挿着するための挿通横孔を有するプレキャストコンクリート板を使用し、該プレキャストコンクリート板を法面の最上段から下段に沿って順次配置して、プレストレストコンクリート壁を構築する法面補強工法であって、１段目の前記プレキャストコンクリート板を配置する法面を所定勾配に掘削してから整地する工程と、該整地した法面に裏込スペーサーを介して前記プレキャストコンクリート板を並列配置する工程と、該並列配置したプレキャストコンクリート板の挿通横孔に横締め用のＰＣ鋼材を挿入する工程と、前記プレキャストコンクリート板と前記法面との隙間に裏込材を注入する工程と、前記プレキャストコンクリート板に設けられた中央孔から前記法面を掘削して掘削孔を形成する工程と、該掘削孔に補強鉄筋を挿入した後にグラウトを注入する工程と、前記補強鉄筋の端部を定着して前記プレキャストコンクリート板と連結する工程と、前記横締め用のＰＣ鋼材を緊張して並列配置したプレキャストコンクリート板同士に圧縮力を加える工程と、を有し、２段目以降の施工は、前記各工程を連続的に反復すると共に、法面にプレキャストコンクリート板を配置する前記工程を行う際に、該プレキャストコンクリート板のＰＣ鋼材と、上段に位置するプレキャストコンクリート板のＰＣ鋼材とを連結してから緊張して上下方向のプレキャストコンクリート板同士に圧縮力を加える工程を有することである。

また、前記補強鉄筋は、スパイラル鉄筋であること、；
プレキャストコンクリート板を並列配置した際に、端部に配置する当該プレキャストコンクリート板は、挿通横孔の端部近傍に緊張作業用の凹部が形成されていること、；
を含むものである。

本発明に係る法面補強工法によれば、横締め用のＰＣ鋼線（ＰＣ鋼材）を緊張して並列配置したプレキャストコンクリート板同士に圧縮力を加え、更に上段と下段とに位置するプレキャストコンクリート板同士のＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）を連結してから緊張して圧縮力を加えるので、プレキャストコンクリート板同士にプレストレスが導入されることとなり、その結果、耐震性に優れ、耐壊力の高いプレストレストコンクリート壁が法面に構築される。
また、プレキャストコンクリート板同士が横方向及び上下方向に渡って一体的に連結固定されるので、補強鉄筋の頭部が腐食したり、補強鉄筋が破断した場合でも、プレキャストコンクリート板の脱落が防止できるという種々の優れた効果を奏する。

補強鉄筋は、スパイラル鉄筋であることによって、地盤との付着性が良好で一体化が図れ、補強鉄筋近傍のクラック発生を防止できるという優れた効果を奏する。

プレキャストコンクリート板を並列配置した際に、端部に配置する当該プレキャストコンクリート板は、挿通横孔の端部近傍に緊張作業用の凹部が形成されていることによって、横締め用のＰＣ鋼線の緊張作業が効率よく行えるという優れた効果を奏する。

１段目のプレキャストコンクリート板１１を配置する法面１２を所定の勾配に掘削する状態を示す説明図である。 （イ）プレキャストコンクリート板１１の正面図である。（ロ）プレキャストコンクリート板１１Ｌの正面図である。（ハ）プレキャストコンクリート板１１Ｒの正面図である。 プレキャストコンクリート板１１を法面１２に配置する状態を示す説明図である。 プレキャストコンクリート板１１、１１Ｒを法面１２に沿って並列配置した状態を示す正面図である。 並列配置したプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１Ｒの挿通横孔４５に横締め用のＰＣ鋼線４７を挿入する状態を示す正面図である。 プレキャストコンクリート板１１と法面１２との隙間２４にグラウト３０を注入する状態を示す説明図である。 削孔機２７で法面１２を掘削して掘削孔２８を形成する状態を示す説明図である。 掘削孔２８に補強鉄筋２９を挿入してグラウト３２を注入した状態を示す説明図である。 補強鉄筋２９の端部２９ａを定着してプレキャストコンクリート板１１と連結する状態を示す説明図である。 プレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１Ｒに圧縮力を加える状態を示す正面図である。 ２ユニットのプレキャストコンクリート板１１、１１同士を隣接させた隣接部分を拡大して示す説明図である。 ２段目のプレキャストコンクリート板１１を配置する法面１２を所定の勾配に掘削する状態を示す説明図である。 ２段目のプレキャストコンクリート板１１ａのＰＣ鋼棒１９ａと、上段に位置するプレキャストコンクリート板１１のＰＣ鋼棒１９とを連結して、トルクレンチ３４で緊張して圧縮力を加える状態を示す説明図である。 ＰＣ鋼棒１９、１９ａ、１９ｂが連結したプレストレストコンクリート壁５２を示す断面図である。

次に、本発明の法面補強工法について図面を参照しながら説明する。まず、図１に示すように、プレキャストコンクリート板１１を配置する法面１２の最上段を、バックホー１３を操作して所定の勾配に１段分掘削する。１段分の高さは、プレキャストコンクリート板１１の高さ（１ｍ程度）と、仮基礎１４の高さとを考慮して、約１．３ｍ程度であることが望ましい。

その後、法面１２の凹凸を整地してから、敷き砂１５を配設し、その上部に仮基礎１４を設置し、裏面排水材２１を設置する。なお、図１中の符号１６は、バックホー１３等が作業を行うために設けた仮盛土足場を示し、符号２５は地山を示す。

プレキャストコンクリート板１１は、図２（イ）に示すように、長方形状に形成されており、その大きさの一例を示すと、高さが１０００ｍｍ程度であり、幅が２０００ｍｍ程度であって、厚さが約３００ｍｍ程度である。中央部には中央孔１７が設けられており、両端部寄りの位置には上下方向に沿って挿通孔１８、１８が形成されている。この挿通孔１８は、ＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）１９が挿着される（図１３及び図１４参照）。また、上下両端部寄りの位置には横方向に沿って挿通横孔４５、４５が形成されている。この挿通横孔４５は、ＰＣ鋼線（ＰＣ鋼材）４７を挿着するための孔である。

図２（ロ）に示すプレキャストコンクリート板１１Ｌは、並列して配置する複数のプレキャストコンクリート板の左端に配置するためのものであり、挿通横孔４５の左側の端部近傍には、緊張作業を行うための凹部４６Ｌが形成されている（図１０参照）。その他の寸法や形状は、プレキャストコンクリート板１１と略同様である。

同様に、図２（ハ）に示すプレキャストコンクリート板１１Ｒは、並列して配置する複数のプレキャストコンクリート板の右端に配置するためのものであり、挿通横孔４５の右側の端部近傍には、緊張作業を行うための凹部４６Ｒが形成されている（図１０参照）。その他の寸法や形状は、プレキャストコンクリート板１１と略同様である。

次に、図３に示すように、クレーン２０でプレキャストコンクリート板１１を吊り上げて仮基礎１４の上部に載置し、法面１２に沿った状態に並列配置する（図４参照）。このとき、仮基礎１４の上部には楔状のキャンバー２２を介在させる。また、法面１２には裏込スペーサー２３を介在させて、プレキャストコンクリート板１１との間に所定の隙間２４を設ける（図３参照）。

なお、上段から下段に沿って順次施工を行う逆巻き施工であることから、最上段にプレキャストコンクリート板１１を配置する際には、図示しない調整板を測量により正確に設置して、ズレ等が生じないようする必要がある。

また、横方向に並列配置するプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒは（図４、図５、図１０参照）、合計で１０枚程度、即ち２０ｍ（１０枚×横幅２０００ｍｍ＝２０ｍ）を１ユニットとして配置することが望ましい。そして、必要に応じて、１ユニット毎に隣接させて複数ユニットを並列して配置する。

次に、図５に示すように、並列配置したプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒの挿通横孔４５、４５、４５（図５には図示はされていない）に、横締め用のＰＣ鋼線４７を挿入する。

そして、図６に示すように、プレキャストコンクリート板１１と法面１２との隙間２４に裏込材（グラウト）３０を注入する。図６中の符号２６は、裏込材３０を注入するための注入ホースを示す。

次に、図７に示すように、削孔機２７を操作して、プレキャストコンクリート板１１に設けられた中央孔１７から法面１２を所定の深さ掘削して掘削孔２８を形成する。

更に、掘削孔２８に補強鉄筋２９を挿入した後に、図８に示すように、グラウト３２を注入する。図８中の符号４８は、グラウト３２を注入するための注入ホースを示す。

補強鉄筋２９は、鉄筋を螺旋状に巻回して形成したスパイラル鉄筋であることが望ましい。この場合には、地盤との付着性が良好で一体化が図れて、補強鉄筋２９近傍のクラックの発生を防止できる。

グラウト３２の硬化後に、図９に示すように、トルクレンチ（図示せず）を用いて、補強鉄筋２９の端部２９ａを定着してプレキャストコンクリート板１１と連結する。そして、補強鉄筋２９の端部２９ａにキャッププレート３１を装着する。

更に、図１０に示すように、プレキャストコンクリート板１１Ｌ（又は１１Ｒ）の凹部４６Ｌ（又は４６Ｒ）において、横締めジャッキ４９を用いて、横締め用のＰＣ鋼材ＰＣ鋼線４７を緊張して、並列配置したプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒに圧縮力を加える。

なお、図１１は、２ユニットのプレキャストコンクリート板同士を隣接させた場合の、隣接部分の凹部４６Ｒと凹部４６Ｌとを拡大して示した説明図である。横締め用のＰＣ鋼材４７をプレート４９と、ナット式クリップ５０とを設置して緊張しており、更に、ＰＣ鋼材４７、４７同士をカプラー５１を介して連結している。

以上説明した各工程（図１から図１０参照）を行い、プレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒを並列して複数枚配置することによって、法面１２の最上段にプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒが設置されると共に、横締め用のＰＣ鋼線４７を緊張して圧縮力が加えられる。

これらの各工程を再度繰り返して概略説明すると次のようになる。プレキャストコンクリート板１１を配置する法面１２の最上段を所定の勾配に掘削してから整地する工程と（図１参照）、整地した法面１２にスペーサー２３を介してプレキャストコンクリート板１１を並列配置する工程と（図３参照）、並列配置したプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒの挿通横孔４５に横締め用のＰＣ鋼材４７を挿入する工程と（図５参照）、プレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１Ｒと法面１２との隙間にグラウト３０を注入する工程と（図６参照）、プレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１Ｒに設けられた中央孔１７から法面１２を所定深さ掘削して掘削孔２８を形成する工程と（図７参照）、掘削孔２８に補強鉄筋２９を挿入した後にグラウト３２を注入する工程と（図８参照）、補強鉄筋２９の端部２９ａを定着してプレキャストコンクリート板１１と連結する工程と（図９参照）、横締め用のＰＣ鋼材４７を緊張して並列配置したプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒ同士に圧縮力を加える工程と（図１０参照）を有している。

次に、２段目以降のプレキャストコンクリート板１１ａの施工は、バックホー１３を操作した法面１２の掘削（図１２参照）等の、上記の各工程を連続的に反復して行うと共に、後述するＰＣ鋼棒１９、１９ａ同士を連結する工程が加わる。即ち、法面１２に２段目以降のプレキャストコンクリート板１１ａを配置する際には、図１３に示すように、プレキャストコンクリート板１１ａに挿着したＰＣ鋼棒１９ａと、上段に位置するプレキャストコンクリート板１１に挿着したＰＣ鋼棒１９とを連結してから、緊張して圧縮力を加える。

この図１３に示す工程について詳述する。まず、２段目（下段）のプレキャストコンクリート板１１ａをクレーン２０で吊り上げて、上段に位置するプレキャストコンクリート板１１の下部側に載置する。そして、上段に位置するプレキャストコンクリート板１１のＰＣ鋼棒１９と、２段目（下段）のプレキャストコンクリート板１１ａのＰＣ鋼棒１９ａの端部同士をカップラー３５で連結する。

ＰＣ鋼棒１９、１９ａ同士を連結したら、２段目（下段）のプレキャストコンクリート板１１ａを所定の位置まで引き上げて設置する。次に、ＰＣ鋼棒１９ａの下端に、図示しないアンカープレート、ワッシャー、及びカップラー３５を取り付けて、トルクレンチ３４で緊張する。この時、プレキャストコンクリート板１１ａの位置や勾配等を確認しながら正確に固定して設置する必要がある。３段目以降のプレキャストコンクリート板１１ｂ…の配置も、上記と同様にＰＣ鋼棒同士の連結と、緊張作業とを順次繰り返して行う。

このように、ＰＣ鋼棒１９、１９ａ同士をカップラー３５で連結してから緊張して圧縮力を加えるので、法面１２に配置されたプレキャストコンクリート板１１、１１ａ同士が一体的に連結固定することとなり、耐震性が大幅に向上する。また、ＰＣ鋼棒同士１９、１９ａの連結は、カップラー３５を用いるので、連結状態が強固で確実である。

このような施工手順でプレキャストコンクリート板１１、１１ａ、１１ｂが配置された法面１２を図１４に示す。ＰＣ鋼棒１９、１９ａ、１９ｂ同士はそれぞれカップラー３５で連結されている。また、上端部には、天端コンクリート３６が設けられており、カップラー保護キャップ３７とボルト３８が取り付けられている。更に、下端部には、下部コンクリート３９が設けられており、カップラー保護キャップ３７とボルト３８が取り付けられている。なお、符号４０は調整用補鋼板を示し、符号４１は発泡スチロールを示す。

以上説明したように、本発明に係る法面補強工法によれば、横締め用のＰＣ鋼線４７を緊張して、並列配置したプレキャストコンクリート板１１Ｌ、１１、１１…、１１Ｒ同士に圧縮力を加え（図１０参照）、更に上段と下段とに位置するプレキャストコンクリート板１１、１１ａ同士のＰＣ鋼棒１９、１９ａを連結してから緊張して圧縮力を加えるので（図１３参照）、横列及び縦列のプレキャストコンクリート板１１、１１Ｌ、１１Ｒ、１１ａ、１１ｂ同士にプレストレスが導入されることとなり、その結果、耐震性に優れ、耐壊力の高いプレストレストコンクリート壁５２が法面１２に構築されることとなる。

１１、１１Ｌ、１１Ｒ、１１ａ、１１ｂ プレキャストコンクリート板
１２ 法面
１３ バックホー
１４ 仮基礎
１５ 敷き砂
１６ 仮盛土足場
１７ 中央孔
１８ 挿通孔
１９、１９ａ、１９ｂ ＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）
２０ クレーン
２１ 裏面排水材
２２ キャンバー
２３ 裏込スペーサー
２４ 隙間
２５ 地山
２６ 注入ホース
２７ 削孔機
２８ 掘削孔
２９ 補強鉄筋
２９ａ 端部
３０ 裏込材（グラウト）
３１ キャッププレート
３２ グラウト
３３ 排水材
３４ トルクレンチ
３５ カップラー
３６ 天端コンクリート
３７ カップラー保護キャップ
３８ ボルト
３９ 下部コンクリート
４０ 調整用補鋼板
４１ 発泡スチロール
４２ 凹部
４３ 凸部
４４ 結合プレート
４５ 挿通横孔
４６Ｌ、４６Ｒ 凹部
４７ ＰＣ鋼線（ＰＣ鋼材）
４８ 注入ホース
４９ プレート
５０ ナット式クリップ
５１ カプラー
５２ プレストレストコンクリート壁

Claims (2)

1. 上下方向の挿通孔にＰＣ鋼材が装着され、横方向にＰＣ鋼材を挿着するための挿通横孔を有するプレキャストコンクリート板を使用し、該プレキャストコンクリート板を法面の最上段から下段に沿って順次配置して、プレストレストコンクリート壁を構築する法面補強工法であって、
   １段目の前記プレキャストコンクリート板を配置する法面を所定勾配に掘削してから整地する工程と、
   該整地した法面に裏込スペーサーを介して前記プレキャストコンクリート板を並列配置する工程と、
   該並列配置したプレキャストコンクリート板の挿通横孔に横締め用のＰＣ鋼材を挿入する工程と、
   前記プレキャストコンクリート板と前記法面との隙間に裏込材を注入する工程と、
   前記プレキャストコンクリート板に設けられた中央孔から前記法面を掘削して掘削孔を形成する工程と、
   該掘削孔にスパイラル鉄筋を挿入した後にグラウトを注入する工程と、
   前記スパイラル鉄筋の端部を定着して前記プレキャストコンクリート板と連結する工程と、
   前記横締め用のＰＣ鋼材を緊張して並列配置したプレキャストコンクリート板同市に圧縮力を加える工程と、
   を有し、
   ２段目以降の施工は、前記各工程を連続的に反復すると共に、法面にプレキャストコンクリート板を配置する前記工程を行う際に、該プレキャストコンクリート板のＰＣ鋼材と、上段に位置するプレキャストコンクリート板のＰＣ鋼材とを連結してから緊張して上下方向のプレキャストコンクリート板同士に圧縮力を加える工程を有することを特徴とする法面補強工法。
2. プレキャストコンクリート板を並列配置した際に、端部に配置する当該プレキャストコンクリート板は、挿通横孔の端部近傍に緊張作業用の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の法面補強工法。

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