JP5939970B2 - 布団篭の耐震補強工法及び耐震補強構造 - Google Patents
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Description
また、篭本体の内部に石詰めして製作した布団篭を段積みして斜面を保護する布団篭工法も広く知られている(特許文献1,2)。
補強土壁工法は盛土構造体のせん断強度が高まり、壁面パネルに作用する土圧に対して抵抗材と盛土間の摩擦抵抗による壁面パネルの支持力で対抗できるといった利点がある。
<1>コンクリート製のもたれ式擁壁にあっては、背面土砂内に浸透した水による水圧または凍上圧に起因してコンクリート製擁壁が膨らんだり破壊したりする危険がある。
<2>布団篭工法は、透水性を有する布団篭を通じて土中に浸透した水、あるいは地山からの湧水を外部へ排水して凍上問題を解消できるものの、設置場所が切土斜面に限定される。
さらに、左右に隣り合う各布団篭の間がコイルで連結してあるだけで、布団篭と背面の切土斜面は構造的に絶縁している。
そのため、地震時に各布団篭の姿勢を保つことが難しく、大規模地震に遭遇すると、布団篭が飛び出たり、大きな土圧力が布団篭に作用する。大きな土圧力を受けた場合に布団篭の安定性を確保するには、大断面の布団篭が必要になり、耐震性の確保が困難である。
<3>壁面パネルの背面に階層的に盛土層を構築する補強土壁工法は、上記<1>と同様の問題があることにくわえて、水と触れる機会の少ない用途に適した擁壁工法であるため、河川等の修景護岸用途には不向きである。
さらに本発明の目的は、各段における布団篭の変形を抑制できるとともに、安定した姿勢を維持して耐震性を高めた、布団篭の耐震補強工法及び耐震補強構造を提供することにある。
篭本体に中詰材を投入した布団篭を並べて敷設する布団篭敷設工程と、
布団篭の背面に転圧された盛土層を形成する盛土層形成工程と、
盛土層の背面側から布団篭に対して作用する外力を盛土層との間の摩擦で生じる引き抜き抵抗力によって支持する抵抗材の一端を、篭本体に投入された中詰材に埋設されて引き抜き抵抗力の反力を篭本体の背網全体で受けさせる、反力の影響線を篭本体の背網に45°の角度で作用させる位置に留められる定着材に接続し、その他端側を転圧された盛土層によって埋設する抵抗材埋設工程と
を繰り返して、階層的に形成された盛土層の前面に布団篭を多段に積み上げる布団篭の耐震補強工法を構成した。
さらに本発明は、
篭本体に中詰材が投入されて多段に積み上げられた複数の布団篭と、
複数の布団篭の背面側に階層的に形成された複数の転圧された盛土層と、
盛土層の背面側から布団篭に対して作用する外力を盛土層との間の摩擦で生じる引き抜き抵抗力によって支持する、篭本体に投入された中詰材に埋設されて引き抜き抵抗力の反力を篭本体の背網全体で受けさせる、反力の影響線を篭本体の背網に45°の角度で作用させる位置に留められる定着材に一端が接続され、他端側が転圧された盛土層によって埋設された複数の抵抗材と
から、布団篭の耐震補強構造を構成した。
前記定着材は、引き抜き抵抗力の方向と交差する方向に埋設されて支圧を生じさせる支圧生成部と、この支圧生成部を抵抗材に取り付ける抵抗材取付部とから構成されることが望ましい。
<1>篭本体に投入された中詰材に埋設されて引き抜き抵抗力の反力を篭本体の背網全体で受けさせる、反力の影響線を篭本体の背網に45°の角度で作用させる位置に留められる定着材に抵抗材を接続することで、各段の布団篭を抵抗材によって安定的に支持することができる。
したがって、各段の布団篭の変形を抑制できて、布団篭の安定した姿勢を維持できて、布団篭の耐震性が高まる。
<2>布団篭が透水性を有するから、盛土層内の水を外部へ排水できるので、水に起因する諸問題を解消できる。
<3>抵抗材は、布団篭を構成する篭本体に直接接続せず、篭本体に投入された中詰材に埋設された定着材に接続するようにした。
したがって、定着材及びこれに接続された抵抗材は中詰材によって留められ、転圧された盛土層との間の摩擦で抵抗材にかかる張力は中詰材によって支えられる。
その結果、背網の盛土層側へ向けた変形を効果的に防止できる。
図1に一部を破断した布団篭の耐震補強構造の全体図を示す。
布団篭の耐震補強構造は、複数の篭本体10に中詰材20を充填して製作した複数の布団篭30と、各布団篭30の背面側に接続具41を介して接続した抵抗材40と、前記抵抗材40を埋設しながら布団篭30の背面側に階層的に形成した複数の盛土層50とを有する。
布団篭構造体の前側を覆う複数の布団篭30はもたれ式の擁壁を構成していて、各布団篭30はその背網13に接続した抵抗材40と盛土層50間の引き抜き抵抗を反力源として支持されている。
以下に主要な資材について詳しく説明する。
布団篭30は上口を開放した有孔構造の函体よりなる篭本体10と補助蓋31とを有する。
篭本体10は矩形を呈する底網11と、底網11の相対向する一方の長辺から立設した前網12と、底網11の相対向する他方の長辺から立設した背網13と、底網11の相対向する短辺の一方または両方から立設した側網14とを有する。
本例では篭本体10を構成する複数の面11〜14を、縦線10aと横線10bの交差部を溶接した溶接金網で構成する場合について説明するが、その他に、公知の溶接金網、ひし形金網、エキスパンドメタル、有孔板等が適用可能である。
篭本体10は公知の各種の段積み式の篭体を含むが、少なくとも背網13の上辺に上方へ向けて突出した複数の掛止部15を有していればよい。
図2,3に底網11に対する前網12の起立角度が異なる篭本体10について例示する。
本例では図2に示したような底網11に対して前網12を直角に起立させた形態について説明するが、図3に示した底網11に対して前網12を鋭角に起立させた形態も含むものである。
掛止部15は上下に積み重ねた両篭本体10,10の水平の変位を拘束可能な連結用突起であり、背網13の上辺に上方へ向けて突設してある。
本例では、背網13を構成する最上位の横線10bから上方に向けて縦線10aが突出した部位を掛止部15として形成した場合を示している。
背網13に形成する掛止部15の形成数と形成間隔は、溶接金網のピッチ等を考慮して適宜選択する。
また篭本体10を溶接金網以外の素材で形成した場合は、背面13の上部に棒材を一体に付設することで掛止部15を形成するとよい。
抵抗材40は、盛土層50を補強するとともに、盛土層50の摩擦または支圧抵抗の引き抜き抵抗力により、盛土層50の側から布団篭30に外力として作用する土圧を支持する公知の部材で、例えば鋼製または高分子材料の帯材、鎖、アンカー等を適用できる。この抵抗材40は補強土壁構造の下では一般的に補強材と呼ばれる。
抵抗材40を篭本体10の背網13に接続するにあたり、本例では底網11に近い背網13の最下位、または底網11、または背網13と底網11の角部(これらを総称して「背網13の最下位」という)に接続するようにした。
抵抗材40を背網13の最下位に接続したのは、背網13の変形を抑止しつつ、抵抗材40の張力を底網11へ伝えるためと、篭本体10を構成する溶接金網の線径を細くするためである。
図4に抵抗材40を篭本体10の背網13に接続する一例を示す。
本例では接続具41と抵抗材40をボルト42a、ナット42bにより締結して接続した場合について示すが、連結方法はこの例示に限定されるものではなく、公知の連結手段を適用できる。
篭本体10に対する抵抗材40の接続枚数は一枚、または二枚以上であってもよく、篭本体10のサイズ等を考慮して選択する。
図5〜7を参照しながら布団篭30と抵抗材40を用いた布団篭の耐震補強工法について説明する。
図5を参照して一段目の布団篭30の敷設と盛土工について説明する。
地盤の上に複数の篭本体10を互いに隣接させて横一列に敷設する。
各篭本体10の隣接部はコイルや結束線等の公知の連結手段で以て連結する。
各篭本体10の背網13の最下位には、接続具41を介して抵抗材40を接続するとともに、抵抗材40を篭本体10の背面側へ水平に敷設する。
各篭本体10に砕石等の中詰材20を投入して布団篭30を製作する。
尚、本例では各篭本体10の底網11と背網13に亘って土木シート51で覆った形態について説明するが、土木シート51を省略する場合もある。
布団篭30の背面側に盛土材を撒き出し転圧して盛土層501を形成する。
布団篭30に接続した抵抗材40は、その上下面を挟持する地盤と盛土層501の間の引抜抵抗により支持される。
盛土層501の層厚は盛土層501の上面から背網13の掛止部15が露出する高さまでにする。
布団篭30が型枠機能を発揮するため、盛土層501の十分な締め固めが可能である。
図4〜6を参照して二段目の布団篭30の敷設と盛土工について説明する。
図5に示すように、一段目の布団篭30の真上に別途の篭本体10を載置すると、下段の篭本体10の掛止部15が上段の篭本体10の底網11を貫通して掛止する。
二段目の篭本体10の場合も一段目と同様に、背網13の最下位に抵抗材40を接続しておく。
従来の篭本体を単に積み上げただけでは、上下段の篭本体の間を連結することはできないが、本発明のように背網13の上辺に掛止部15を形成した篭本体10を使用することで、上下段の篭本体10,10の間を連結することが可能となる。
図4は下段の篭本体10の背網13の掛止部15が上段の篭本体10の底網11に貫通して掛止した状態を示す。
下段の布団篭30の背網13の掛止部15が、上段の篭本体10の底網11を構成する横線10bに当接していて、上段の篭本体10の水平方向の変位が拘束されている。
したがって、下段の布団篭30の上面に篭本体10を載置するだけで、上段の篭本体10の水平変位を拘束した状態で、上下段の篭本体10,10の間を連結することができる。
上下段の篭本体10,10の間を連結するために、連結用コイル等の特別な連結具を用いる必要がない。
図6に示すように、二段目の篭本体10に砕石等の中詰材20を投入して布団篭30を製作する。
布団篭30を段積みすると、布団篭30の前面が階段状に形成されて、下段の中詰材20の一部が露出する。
そこで、中詰材20の漏出を防止し得るように、段積みした布団篭30の前面の段差部に細幅の補助蓋31を取り付ける。
二段目の布団篭30の背面側に盛土材を撒き出し転圧して盛土層502を形成する。
二段目の布団篭30に接続した抵抗材40は、その上下面を挟持する一段目の盛土層501と二段目の盛土層502の間の引抜抵抗により支持される。
図7に示したように、二段目の布団篭30の上に抵抗材40付きの布団篭30を順次積み上げる工程と、各段の布団篭30の背面側に盛土層503,504・・・を形成する工程とを繰り返し行い所定の高さまで施工する。
各段の施工に際し、布団篭30を構成する篭本体10の背網13の上部と、上段の布団篭30を構成する篭本体10の背網13の最下位に接続した抵抗材40との間で、荷重を伝達可能に構成してあればよい。
最上段の布団篭30には篭本体10の上口を被覆可能な溶接金網製の蓋網32を取り付けて布団篭構造体の施工を完了する。
つぎに布団篭の耐震補強構造の特性について説明する。
<1>盛土内浸透水に起因する凍上等の防止
図7において、段積みした複数の布団篭30はもたれ式の擁壁を構成するとともに、複数の盛土層50の間に抵抗材40を敷設して構成した布団篭構造体の前面を覆っている。
擁壁を構成する布団篭30は透水性を有するから、盛土層50内の水を外部へ排水するので、浸透水による水圧または凍上圧に起因して擁壁が膨らんだり破壊したりするといった水に関する諸問題を解消できる。
図8に布団篭構造のモデル図を示す。
下段の布団篭30はその背網13の下部に抵抗材40が接続してあるだけでなく、背網13の上部が掛止部15を介して上段の布団篭30の底網11に力の伝達が可能なように連結した構造となっている。
さらに上段の布団篭30の背網13の下部にも抵抗材40が一体に接続してあるから、上段の抵抗材40と下段の布団篭30の背網13の上部との間は、上段の布団篭30の底網11を通じて荷重を相互に伝達可能に接続されている。
つまり、上段の布団篭30に接続してある抵抗材40が下段の布団篭30を支持することになるので、下段の布団篭30の背網13は上段及び下段の抵抗材40,40により支持されることになる。
したがって、各段における布団篭30の姿勢や位置の保持効果が高くなり、大地震や流木の衝突による外力が作用しても、段積みした布団篭30の姿勢や位置を保持できる。
図8に示したように、布団篭30に対する抵抗材40の接続位置を背網13の中間位置ではなく、背網13の下位に接続するようにした。
したがって、布団篭30と抵抗材40との間で張力が生じても、この張力の大半を抵抗材40の延長線上に位置する底網11へ伝達して、背網13による荷重負担を軽減できるため、背網13の盛土層50側へ向けた変形を効果的に防止できる。
本発明では上下段の布団篭30の間で抵抗材40を共有できるので、上記したような問題は生じない。
図9,10に篭本体10の底網11を構成する複数の横線10b,10bに抵抗材40を接続した他の接続手段を示す。
中間ボルト42aは一本に限定されず、接続具41の長手方向に沿って複数設置してもよい。
各接続具44,45はその先端に形成したフック部がそれぞれ横線10b,10bに係留し、各接続具44,45の基端はボルト42a、ナット42bにより抵抗材40に固定されている。
11・・・・・底網
12・・・・・前網
13・・・・・背網
14・・・・・側網
15・・・・・掛止部
20・・・・・中詰材
30・・・・・布団篭
40・・・・・抵抗材
41・・・・・接続具
50・・・・・盛土層
61,71・・・・・定着材
Claims (2)
- 篭本体に中詰材を投入した布団篭を並べて敷設する布団篭敷設工程と、
前記布団篭の背面に転圧された盛土層を形成する盛土層形成工程と、
前記盛土層の側から前記布団篭に対して作用する外力を前記盛土層との間の摩擦で生じる引き抜き抵抗力によって支持する抵抗材の一端を、前記篭本体に投入された中詰材に埋設されて前記引き抜き抵抗力の反力を前記篭本体の背網全体で受けさせる、前記反力の影響線を前記篭本体の背網に45°の角度で作用させる位置に留められる定着材に接続し、前記抵抗材の他端側を転圧された前記盛土層によって埋設する抵抗材埋設工程と
を繰り返して、階層的に形成された前記盛土層の前面に前記布団篭を多段に積み上げる布団篭の耐震補強工法。 - 篭本体に中詰材が投入されて多段に積み上げられた複数の布団篭と、
複数の前記布団篭の背面側に階層的に形成された複数の転圧された盛土層と、
前記盛土層の側から前記布団篭に対して作用する外力を前記盛土層との間の摩擦で生じる引き抜き抵抗力によって支持する、前記篭本体に投入された中詰材に埋設されて前記引き抜き抵抗力の反力を前記篭本体の背網全体で受けさせる、前記反力の影響線を前記篭本体の背網に45°の角度で作用させる位置に留められる定着材に一端が接続され、他端側が転圧された前記盛土層によって埋設された複数の抵抗材と
から構成される布団篭の耐震補強構造。
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