JP6324916B2 - 細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道・道路などで構築される補強盛土壁工法の内、細長比の大きい両端補強盛土壁の耐震性と残留変形の軽減による長期維持管理性能を大幅に高めるための盛土体構築工法に関するものである。

近年、鉄道盛土や道路盛土構造物において補強盛土の施工が増えてきている。補強盛土における補強材には、ジオテキスタイル（面状補強材）を用いる場合が多いが、法面勾配が急になると壁面工が必要となる。土のうや溶接金網をジオテキスタイルで巻込む形式の壁面工や、ジオテキスタイルと接続したＬ型エキスパンドメタルのような形式の剛性が小さい壁面工も多く見られる。あるいは、ブロックや分割パネルを積み上げた分割された形式の壁面工も見られる。これらの壁面工は分割壁面と呼ばれている。

一方、前述の土のうや溶接金網をジオテキスタイルで巻込む形式の壁面工を一次壁面とし、補強盛土の変形が収束してから、二次壁面として構築する「ジオテキスタイルと一体化した剛性の高い場所打ちコンクリート壁面」を有するＲＲＲ工法がある。他の条件が同じであれば一般的に壁面工の剛性が高いほど補強盛土の耐力が向上することが、明らかになっている。

ＲＲＲ工法は、曲げ剛性を有する一体の壁面工と面状補強材を用いて急勾配あるいは鉛直なのり面を有する剛壁面補強盛土を構築する工法であり、開発以来補強土擁壁として実績を積み重ねている。

このような展開の中で、用地制約の多い都市部などでも経済性の観点から、あるいは、トンネル掘削土砂（トンネルズリ）の有効活用の観点から高架橋の替わりに補強盛土壁工法が採用される場合が多くなってきている。このような目的に使われる補強盛土壁工法は、いわゆる細長比が大きく延長距離が長い両端補強盛土壁の形式で用いられる場合が多い。この場合、盛土幅が比較的小さくて盛土高の大きい短柱状の構造形式となるために、壁高が１０ｍ程度を超えるような場合に耐震性と残留変形の軽減による長期維持管理性能を向上させる技術の開発が急務となっている。すなわち、両端補強盛土壁の幅に対する高さの比（細長比）が大きいほど、延長方向に直交する断面内での転倒・曲げ変形が卓越して耐震性が低下する。それに対して、剛な一体壁面工をもつジオシンセティックス補強土壁構造は有効に抵抗する。しかし、１９９５年阪神淡路地震や２０１１年東日本大震災で経験したようなレベル２地震動に対しても安定性を確保するためには、安定性をより向上させることが必要である。同時に壁高が大きくなると問題となり易い長期にわたる残留変形を抑制することによって長期維持管理性能もより向上させることが必要である。

特開２０１４−０９１９１５号公報

龍岡文夫：２０１１年東日本大震災からの復旧・復興での補強土構造物、ＲＲＲ工法協会だより、Ｎｏ．１３，２０１１年８月 地盤工学会：地震時における地盤災害の課題と対策ー２０１１年東日本大震災の教訓と提言（第一次）、２０１１年７月 日経コンストラクション、ｐｐ．３４〜４３，２０１１．１０．２４

しかしながら、Ｌ２地震動等の大地震が両端補強盛土壁に作用すると、過大なせん断変形、あるいは転倒破壊によって機能が損なわれる恐れがある。つまり、この時に、両端補強盛土の一方の鉛直壁面工と盛土には過大な引張り力が、また、他方の鉛直壁面工と盛土には過大な圧縮力が作用し、それぞれ、壁面工と盛土には引張り破壊、および壁面工での座屈破壊と盛土の圧縮破壊が生じる恐れがある。

本発明は、上記状況に鑑みて、Ｌ２地震動等の大地震が両端補強盛土壁に作用しても、細長比の大きい両端補強盛土壁の構造物全体の剛性を高めかつ長期残留変形を抑制してそれらを保つことができる、細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、両端補強盛土壁の天端全体を覆っている天端面工と両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁を鉛直緊張材によって、両端壁面工を貫通していて壁面工下端にアンカーされているタイロッドに連結することによって、両端壁面工下端で鉛直反力を取って前記鉛直緊張材を締めつけ、補強盛土に鉛直にプレロードとプレストレスを掛けることを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁は所定間隔を取って配置することを特徴とする。

〔３〕上記〔２〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁は所定間隔は５ｍであることを特徴とする。

〔４〕上記〔２〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁の両端には盛土プレストレス用鉛直緊張材と壁面工プレストレス用鉛直緊張材とを交互に配置することを特徴とする。

〔５〕上記〔１〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、（ａ）壁面工の基礎を構築し、（ｂ）土層の撤き出しと締め固めを行い、（ｃ）順次高い層を構築し、（ｄ）最上層上に両端補強盛土壁の長さ方向に梁を配置して鉛直緊張材を締めつけて盛土を構築し、（ｅ）擁壁躯体のコンクリート打設を行い、盛土を完成させることを特徴とする。

〔６〕上記〔１〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の天端にスラブ軌道下のコンクリート路盤を配置することを特徴とする。

〔７〕上記〔１〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、転倒破壊を防ぐために基礎部の根入れ深さおよび幅を大きくすることを特徴とする。

〔８〕上記〔１〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、盛土圧縮時における拘束圧維持機能と盛土膨張時の抑制機能をそれぞれ別個のロッドで発揮させるラチェット装置を具備することを特徴とする。

〔９〕上記〔１〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、盛土圧縮時におけるプレストレスの維持機能装置を具備することを特徴とする。

〔１０〕上記〔１〕記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、盛土圧縮時における反力梁の上昇抑制機能装置を具備することを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）細長比の大きい両端補強盛土壁の構造体全体として曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀ を大きくして曲げ剛性を高めることによって曲げ振動の応答が下がるとともに、盛土の剛性の増加によって構造体の曲げ変形とせん断変形が抑制され、壁面工と盛土の引張り耐力および盛土の圧縮耐力を向上させることによって構造体の転倒・曲げ破壊に対する耐力を高くなる。これらの効果によって、構造体としての耐震性と長期維持管理性能が格段に向上する。
（２）両端補強盛土擁壁の壁面工と連結した梁（５ｍに１か所程度）、あるいはスラブ軌道下のコンクリート路盤を用いて、これらと両端壁面工とを連結することによって両端壁面工で鉛直反力を取って、ナットを締めつける等の簡単な方法で補強盛土体に鉛直にプレロードとプレストレスを掛けて補強盛土体を高剛性化することができる。このことによって、構造体の曲げ振動に対する固有振動数ｆ₀ を大きくし、それを保ち、同時に盛土の残留変形を小さくすることができる。
（３）補強盛土全体をスラブ軌道下のコンクリート路盤で覆い、両端壁面工で鉛直反力を取って、ナットを締めつける等の簡単な方法で補強盛土体に鉛直にプレロードとプレストレスを掛けることによって、外側の剛壁面に緊結された高強度ジオシンセティックス補強材に引張り力が発揮されて盛土の剛性が効率的に向上する。このことによって、補強盛土全体の曲げ変形に対する固有振動数ｆ₀ が向上するとともにせん断変形が大幅に抑制される。同時に盛土の残留変形を小さくすることができる。盛土がジオシンセティックス補強されていることによって、構造体が曲げ変形をする場合に盛土に生じる圧縮荷重による耐力が向上し、残留変形が抑制される。
（４）壁面工に圧縮プレストレスを導入されることによって壁面工の引張り荷重に対する耐力が向上することによって壁面工の基礎コンクリート部の鉛直引張り対する抵抗力を有効に活用できるようになり、構造体の転倒・曲げ破壊に対する安定性が向上し、残留変形が抑制される。
（５）以上の結果、延長距離の長い両端補強盛土壁の壁高を盛土幅と比較して大幅に高くすることが可能となる。
（６）両端補強盛土壁の盛土高さを高くすることができるようになると、トンネル掘削ずり等を盛土材として有効に活用することが可能となる。特に、自然由来によって土壌汚染されている材料等も別途汚染対策を実施することによって盛土材として有効に活用することが可能となる。

本発明に係る両端補強盛土壁の大地震時の破壊モードの模式図である。 本発明の第１実施例を示す細長比の大きい両端補強盛土体の梁形式の断面模式図である。 本発明の第１実施例を示す細長比の大きい両端補強盛土体の梁形式の平面模式図である。 本発明の細長比の大きい両端補強盛土体の構築方法を、梁形式で実施した具体的な施工手順を示す図である。 本発明の第２実施例を示す細長比の大きい両端補強盛土体のスラブ軌道下のコンクリート路盤に適用した例を示す図である。 両端補強盛土壁の地震時の変形・応力状況の模式図である。 従来の壁面工根入れ状況を示す図である。 図７に示す従来の方法よりも基礎部の根入れ深さ、および幅を大きくした例を示す図である。 典型的な両端補強盛土上のスラブ軌道の場合の従来の方法を示す図である。 盛土圧縮時における拘束圧の維持機能と盛土膨張時の反力梁の上昇抑制機能をそれぞれ別の２本のロッドを用いて発揮させるためのラチェット装置の模式図である。 盛土沈下（圧縮）時におけるプレストレス（拘束圧）の維持機能装置を示す図である。 盛土膨張時の反力梁の上昇抑制機能装置を示す図である。

本発明の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法は、両端補強盛土壁の天端全体を覆っている天端面工と両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁を鉛直緊張材によって、両端壁面工を貫通していて壁面工下端にアンカーされているタイロッドに連結することによって、両端壁面工下端で鉛直反力を取って前記鉛直緊張材を締めつけ、補強盛土に鉛直にプレロードとプレストレスを掛ける。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係る両端補強盛土壁の大地震時の破壊モードの模式図である。

この図に示すように、Ｌ２地震動等の大地震が両端補強盛土壁に作用すると、過大なせん断変形、あるいは転倒破壊によって機能が損なわれる。この時に、両端補強盛土の一方の鉛直壁面工（鉛直壁面工）１０１と盛土１０２には過大な引張り力１０３が、また、他方の鉛直壁面工（鉛直壁面工）１０４と盛土１０５には過大な圧縮力１０６が作用し、それぞれ、壁面工と盛土には引張り破壊、および壁面工での座屈破壊と盛土の圧縮破壊が生じる。ここで、１０７は天端面工、Ｂは両端補強盛土壁の盛土幅、Ｈは両端補強盛土の高さである。

また、盛土が高くなると盛土の長期に亘る沈下などの残留変形が大きくなり、盛土の使用性が著しく低下する恐れが出てくる。

これらの対策として、以下の方法が有効に機能する。
（１）細長比の大きい構造物は、大地震時には転倒・曲げ破壊あるいは過大なせん断変形によって構造物としての機能が失われる虞がある。そのため、構造体全体として曲げ・せん断振動に対する固有振動数ｆ₀ を大きく保ち地震動に対する応答を小さく保つとともに曲げ・せん断変形を抑制し、また転倒と曲げせん断破壊に対する耐力を増大することによって耐震安定性を向上する。同時に、盛土の剛性が向上して残留変形が低減することにより、盛土の長期維持管理性能が向上する。
（２）両端補強盛土擁壁の壁面工と連結した梁（５ｍに１か所程度）を設置し、さらに両端壁面工で鉛直反力を取って、ナットを締めつける等の簡単な方法で補強盛土体に鉛直にプレロードを加えて弾性化してからプレストレスを掛けることによって補強盛土体を高剛性化し、残留変形性を低減する。
（３）壁面工と連結された高強度ジオシンセティックス補強材に引張り抵抗を効率的に発揮させることによって、盛土を破壊することなく大きな鉛直荷重が加えられ、プレロードによる盛土の弾性化及びプレストレスによる盛土の高剛性化を効率的に実現させる。このことによって、補強盛土全体の曲げ変形に対する固有振動数ｆ₀ が大幅に向上するとともに、強震動による剛性の低下に伴うｆ₀ の低下を抑制できる。同時に、曲げ変形とせん断変形を大幅に抑制させる。盛土がジオシンセティックス補強されていることによって、同時に曲げ変形時に増加する鉛直荷重によって圧縮破壊が生じることを防ぎ、残留変形性を抑制する。
（４）同時に鉛直引張り力による引張り破壊が生じにくくする。また、壁面工に鉛直方向に圧縮プレストレスが加わることによって、壁面工の引張り破壊に対する耐力を向上させる。このことと、上記（２）、（３）の機能によって、両端補強盛土擁壁の転倒・曲げ破壊に対する耐力を向上させる。
（５）最大地表水平加速度が１ｇ（地球の加速度）に近くまで大きくなるＬ２地震動では、細長比Ｈ／Ｂ＞１／３になるような両端補強盛土体では端部の浮き上がりによる転倒変位が、Ｈ／Ｂ＞１になると転倒破壊が問題となる。そのため、壁面工と盛土の引張り破壊に対する耐力を向上させるとともに、壁面工の基礎コンクリート部にアンカー機能を付加するために基礎コンクリート部の根入れを深くし、さらに必要に応じて幅も大きくする。
（６）補強盛土全体にプレロードとプレストレスを掛け壁面工に圧縮プレストレスを加えるために、スラブ軌道下のコンクリート路盤を両端補強盛土擁壁の壁面工と連結する方法を採用する。そうすることによって、補強盛土体の曲げ変形とせん断変形に対して高剛性にし、転倒・曲げ破壊に対する耐力が高まる。
（７）上記、プレストレスを維持する装置として、盛土圧縮時における拘束圧の維持機能と盛土膨張時の抑制機能をそれぞれ別の２つのロッドを用いて発揮させるラチェット装置を用いることによって盛土の安定化を図る。
（８）すなわち、タイロッド張力を盛土に対する鉛直拘束力に変換するための反力梁は、盛土の圧縮変形と共に沈下するが、盛土の膨張に対しては上昇はしないという構造にすることによって、タイロッドの張力は増加して、その結果、盛土に加わる鉛直力は増加することになる。すなわち、盛土に作用する拘束圧が増大して盛土の安定を保つことが可能となる。
（９）盛土沈下（圧縮）時におけるプレストレス（拘束圧）の維持機能装置はストロークがある程度あり、またある程度剛性のあるバネを用いて盛土に鉛直圧縮力を加える装置であり、盛土膨張時の反力梁の上昇抑制装置は、ネジ切されているロッドにゼンマイなどで常に回転しようとしているボルトを装着したものであり、盛土が沈下すると回転して反力梁が自由に上昇できないようにした装置である。
（１０）補強盛土体を高剛性化するためには、必要によって補強盛土体を構築する盛土材としてセメント改良礫土をサンドイッチ状、もしくは全層撒き出し・転圧する。

図２は本発明の第１実施例を示す細長比の大きい両端補強盛土体の梁形式の断面模式図、図３その両端補強盛土壁体の梁形式の平面模式図である。

これらの図において、１は地盤、２は補強盛土体、３はジオテキスタイル、 4は高強度ジオテキスタイル、５は擁壁躯体（両端補強盛土壁）、６は梁、７は鉛直緊張材（盛土プレストレス用）、７´は鉛直緊張材（壁面工プレストレス用）、８はセメント改良礫土層（サンドイッチ状、もしくは全層）、９は土のう、もしくは溶接金網、１０は基礎コンクリート、１１は固定治具、１２は塩化ビニールパイプ等、１５は圧縮性部材、１６は天端面工である。

ここでは、盛土プレストレス用鉛直緊張材７と壁面工プレストレス用鉛直緊張材７´は構造物の長手方向（Ｙ方向）に交互に配置する。（盛土プレストレス用鉛直緊張材７の構造形式については図１０〜図１２参照）
このように、本発明の細長比の大きい両端補強盛土体の構築方法を梁形式で実施した。

以下、具体的な施工手順を説明する。

図４は本発明の細長比の大きい両端補強盛土体の構築方法を、梁形式で実施した具体的な施工手順を示す図である。

まず、図４（ａ）に示すように、壁面工の基礎を構築する。この基礎コンクリ壁躯体鉄筋を通常の補強土擁壁で採用するものから所定の引張り強度を有する太径の鉄筋に変更し、これを兼用しても良い。鉛直緊張材７は、所定の引張り強度を有するものを使用する。

次に、図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、地盤１上に補強盛土体２を１層づつ構築する。その際に、補強盛土体２の下部には、通常強度のジオテキスタイル等の水平引張り補強材３を、また、補強盛土体２の上部には高強度ジオテキスタイル４等の水平引張り補強材を盛土の撒きだし・転圧に合わせて設置し、その両端には壁面の仮抑えとして、砕石を充填した土のう、もしくは溶接金網９内に充填した砕石層に巻き返す。

この補強盛土体の構築の際には、補強盛土体を高剛性化するためには、必要によって補強盛土体を構築する盛土材としてセメント改良礫土層８をサンドイッチ状、もしくは全層を対象に撒き出し・転圧する。

この作業を繰り返し、図４（ｄ）に示すように、所定の盛土高さまで補強盛土体を施工し、その上に梁６（凸状）を施工する。梁６には、鉛直緊張材７が貫通できるように予め塩化ビニールパイプ等で孔抜きする。ここでは片サイドのみを示しているが、両サイドは同様の施工となる。

補強盛土体は、盛土全体を高剛性化するために、セメント改良礫土８をサンドイッチ状、もしくは全層に用いる。

梁６を施工した後に、ナット等で鉛直緊張材７に引張り力を与え、補強盛土体２に、一定期間プレロードを加える。プレロードによる盛土のクリープ変形の進行が収まった定常状態になった後、プレロード荷重の一部を開放して一定の荷重をプレストレスとして設定する。なお、鉛直緊張材７に引張り力を与える固定治具１１には、プレストレスの管理用にロードセルを予め設置しておく。このロードセルは交換可能にしておく。

最後に、図４（ｅ）に示すように、基礎地盤１、ならびに補強盛土体２の沈下・変形が終了するのを待って、擁壁躯体５のコンクリートを原位置で打設する。その際、梁６の下面と壁面工の上端の間には将来の盛土の圧縮により梁が壁面工上端に支持される状態になることによって盛土に加わるプレストレスが減少しないように圧縮性が高いが耐久性のある圧縮性部材１５を挿入しておく。

圧縮性部材１５としては、3 層構造の特殊ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）樹脂等で構成されているシート等を用いればよい。

なお、盛土にプレストレスを加える鉛直緊張材７については、後述する両端補強盛土体の長期にわたるクリープ変形と地震時の曲げ・せん断変形に対してプレロード・プレストレスを維持するためのラチェット装置による方法を参照されたい。

次に、本発明の第２実施例を示す細長比の大きい両端補強盛土体のスラブ軌道下のコンクリート路盤に適用した例について説明する。

図５は本発明の第２実施例を示す細長比の大きい両端補強盛土体のスラブ軌道下のコンクリート路盤に適用した例を示す図である。

既に、前述したような施工手順で構築された補強盛土を完成後、その上にスラブ軌道下のコンクリート路盤（凸状）１３を施工する。コンクリート路盤１３には、鉛直緊張材７、もしくは、両端擁壁の躯体鉄筋（太径に変更したもの）が貫通できるように予め塩化ビニールパイプ等で孔抜きする。なお、１４は鉛直壁、１５は圧縮性部材である。

その後、前述した梁の場合と同様に、ナット等で鉛直緊張材７に引張り力を与え、補強盛土体２に、一定期間プレロードを加える。プレロードによる盛土のクリープ変形の進行が収まった定常状態になった後、プレロード荷重の一部を開放して一定の荷重をプレストレスとして加える。

最後に、基礎地盤１、ならびに補強盛土体２の沈下・変形が終了するのを待って、擁壁躯体５のコンクリートを原位置で打設し、さらにコンクリート路盤上に鉛直壁１４を施工する。

その際、梁６の下面と壁面工の上端の間には将来の盛土の圧縮によるプレストレスの減少率を小さく保つために圧縮性が高いが耐久性のある圧縮性部材１５を挿入しておく。

最後に壁面工に壁面工プレストレス用鉛直緊張材７´を用いて、通常の方法によって壁面工に鉛直プレストレスを導入する。

なお、盛土にプレストレスを加える鉛直緊張材７については、図２〜図３に示す方法と同様に、盛土プレストレス用鉛直緊張材と壁面工プレストレス用鉛直緊張材は構造物の長手方向に交互に配置する。また、構造形式については、後述する図１０〜図１２とそれらの説明を参照をされたい。

次に、本発明の第３実施例を示す細長比Ｈ／Ｂ＞１になるような両端補強盛土体の対策方法について説明する。

前述したように、両端補強盛土壁の耐震対策として、大地震時に発生する過大なせん断変形に対しては、補強盛土体全体を高剛性化して応答変位を小さくするために、
（１）補強盛土全体にプレロード・プレストレスを作用させる。
（２）必要に応じて、セメント改良礫土を盛土材として用いる。
（３）梁、もしくはコンクリート路盤と鉛直壁を一体化する。

また、鉛直壁面工に作用する引張り力に対しては、壁面工に鉛直方向に圧縮プレストレスを加えておくことによって、壁面工の引張り破壊に対する耐力を向上させる等の対策工を採用した。

しかしながら、盛土幅Ｂに対して、盛土高Ｈを増大させたいような場合には、細長比（Ｈ／Ｂ）がさらに大きくなり、更なる転倒防止対策が必要となる。概ねの目安としては、Ｈ／Ｂ＞１になるような構造体になる場合には、さらに、基礎コンクリート部１０にアンカー機能を付加するために、根入れ深さ、および幅を大きくすることによって、更なる耐震性能の向上を図る必要がある。

細長比Ｈ／Ｂ＞１になるような構造体に大地震が作用すると、過大な引張り力（壁面工と盛土の引張り破壊と構造物全体の浮き上がり）、過大な曲げ・せん断変形が発生し、転倒破壊の可能性が大きくなる。また、過大な圧縮力（壁面工には座屈が、盛土には圧縮破壊が発生）が作用する。

図６は両端補強盛土壁の地震時の変形・応力状況の模式図であり、図７は従来の壁面工根入れ状況を示す図、図８は図７に示す従来の方法よりも基礎部の根入れ深さ、および幅を大きくした例を示す図である。

図６において、２１は過大な引張り力（壁面工と盛土の引張り破壊と構造物全体の浮き上がり）、２２は過大な曲げ・せん断変形、この曲げ・せん断変形の発生により、転倒破壊の可能性が大きくなる。２３は過大な圧縮力（壁面工には座屈破壊が発生〉、２４は地盤面、２５は天端面工、Ｄは根入れ深さ（通常の場合の必要の根入れ深さはＤは４０ｃｍ以下）である。

このように、盛土の引張り破壊と構造物全体の浮き上がりが発生する。

図７において、３０は地盤面、３１は壁面工根入部、３２は均しコンクリート、３３は基礎材、３４は盛土、必要根入れ深さＤ＝Ｄｅ＋Ｄｏで４０ｃｍ以下である。

通常の場合の必要根入れ深さはＤ≧４０ｃｍであり、基礎部の根入れ深さおよび幅を大きくすることによって、根入れ部の受動抵抗およびアンカー機能が大幅に増大し、Ｌ２地震動のような大地震時に予測される両端補強盛土体の転倒破壊に対して有効性が発揮される。

図９は典型的な両端補強盛土上のスラブ軌道の場合の従来の方法を示す図である。補強盛土壁の上に樹脂発泡剤、もしくは目地材を設置し、その上にコンクリート路盤４１をただ単に載せているだけの構造であり、細長比が大きい両端補強盛土壁の場合には、大地震時の安定性に問題があった。

次に、両端補強盛土体の長期にわたるクリ−プ変形と地震時の曲げ・せん断変形に対してプレロード・プレストレスを維持するためのラチェット装置による方法について説明する。

補強盛土体は長期にわたりクリープ変形や交通荷重によって沈下する。加えて、締固めが緩い場合などには地震荷重によって沈下する。その場合でもタイロッドに作用する張力を維持する必要がある。

一方、大規模地震時には図６に示すように、細長比の大きい両端補強盛土体には、せん断変形と曲げ変形が同時に発生する。せん断変形が生じるとダイレイタンシーによって補強盛土体は膨張しようとする。また、曲げ変形を受けると両端補強盛土体の片方は鉛直方向に延びようとする。これらの盛土の膨張を効果的に拘束できれば、盛土が膨張しようとするとタイロッドの張力は増加して盛土に加わる鉛直力は増加する。

この２つの機能を有効に活用することによって、大地震時の両端補強盛土体の安定を保つことができる。

図１０は盛土圧縮時における鉛直拘束圧の維持機能と盛土膨張時の反力梁の上昇抑制機能をそれぞれ別の２本のロッドを用いて発揮させるためのラチェット装置の模式図である。この図において、５１は補強盛土、５２は反力梁、５３は盛土圧縮時における拘束圧の維持機能（図１１）、５４は盛土膨張時の反力梁の上昇抑制機能（図１２）である。

同様に、図１１は盛土沈下（収縮）時におけるプレストレス（拘束圧）の維持機能装置を示す図であり、図１２は盛土膨張時の反力梁の上昇抑制機能装置を示す図である。

図１１において、６１は盛土、６２はタイロッド張力を盛土に対する鉛直拘束力に変換する反力梁、６３はロッド、６４はワッシャ、６５はロッドに対してねじ込みされている反力版、６６はストロークがある程度あり、ある程度剛性があり、盛土に鉛直圧縮力を加えるバネである。

盛土沈下（収縮）時におけるプレストレス（拘束圧）の維持機能装置は、ストロークがある程度あり、また、ある程度剛性のあるバネを用いて盛土に鉛直圧縮力を加える装置である。

図１２において、７１は盛土、７２は反力梁、７３はロッド、７４はワッシャ、７５は回転変位用ボールベアリング、７６はゼンマイ等により回転力が加わっており常に回転しようとするボルトであり、盛土が沈下すると回転して、反力梁が自由に上昇できないようにする。７７はボルトに回転力を加えるゼンマイ等の装置、７８はねじ切りされているロッドである。

盛土膨張時の反力梁の上昇抑制装置は、図１２に示すように、ネジ切されているロッド７８にゼンマイ７７などで常に回転しようとしているボルト７６を装着し、盛土７１が沈下すると回転して反力梁７２が自由に上昇できないようにした装置である。

上記したように、本発明によれば、
（１）細長比の大きい両端補強盛土壁の構造物全体の剛性を高めてそれを保つことによって固有振動数ｆ₀ の減小を抑制すれば、大地震時（強地震動）の卓越振動数ｆ_p に接近せずに共振することがない。その結果、細長比の大きい両端補強盛土壁の耐震性を格段に向上させることができる。

（２）細長比が大きい両端補強盛土壁の構造物全体の固有振動数ｆ₀ が小さくなると応答変位が大きくなり、鉄道では脱線の危険性が高くなる。反対に、構造物全体の固有振動数ｆ₀ を高い値に保てれば、新幹線車両等の脱線の危険性を少なくすることができる。

（３）両端補強盛土壁は細長比が大きくなると転倒と曲げ・せん断変形が卓越してきて、両脇の壁面工に作用する鉛直圧縮力と鉛直引張り力が増大する。壁面工の相対的に小さい鉛直引張り力に対する耐力を向上させることによって、転倒と曲げ・せん断破壊に対する抵抗性能を格段に向上させることができる。

（４）水平に配置されたジオシンセティックス補強材と両脇の鉛直壁面工は、両端補強盛土壁構造体のせん断変形に対して直接には抵抗しない。壁面工に連結された高強度ジオシンセティックス補強材に高い張力を発揮させることによって盛土を安定化することによって、補強盛土全体に鉛直方向に高いプレロードを加えて弾性化するとともに高いプレストレスを維持して盛土内の拘束圧を高めて盛土の剛性を格段に高めることができる。このことによって、構造体のせん断変形を効果的に抑制できる。

（５）構造物が曲げ変形を受けて、片方で鉛直圧縮力を、反対側で鉛直引張り力を受ける。盛土はジオシンセティックス補強材によって補強されていることによって鉛直圧縮力に対する抵抗力が増加し、鉛直方向にプレストレスを受けていることと、盛土の鉛直方向への膨張を拘束することによって、鉛直方向の伸び変形に対する抵抗力が増加する。これらの機能によって構造体の曲げ変形を効果的に抑制できる。

（６）耐震性を格段に向上させた結果、延長距離がある両端補強盛土壁の壁高を盛土幅と比較して大幅に増大することが可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法は、Ｌ２地震動等の大地震時が両端補強盛土壁に作用しても、細長比の大きい両端補強盛土壁の構造物全体の剛性を高めてそれを保つことができ、長期に亘る残留変形を抑制することができて、細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法として利用することができる。

１ 地盤
２ 補強盛土体
３ ジオテキスタイル
４ 高強度ジオテキスタイル
５ 擁壁躯体（両端補強盛土壁）
６ 梁
７ 鉛直緊張材（盛土プレストレス用）
７´ 鉛直緊張材（壁面工プレストレス用）
８ セメント改良礫土層（サンドイッチ状、もしくは全層）
９ 土のう、もしくは溶接金網
１０ 基礎コンクリート
１１ 固定治具
１２ 塩化ビニールパイプ等
１３ コンクリート路盤
１４ 鉛直壁
１５ 圧縮性部材
１６、２５、１０７ 天端面工
１０１ 一方の鉛直壁面工（鉛直壁面工）
１０２、１０５ 盛土
１０３ 過大な引張り力
１０４ 他方の鉛直壁面工（鉛直壁面工）
１０６ 過大な圧縮力
Ｂ 両端補強盛土壁の盛土幅
Ｈ 両端補強盛土の高さ

Claims (10)

1. 両端補強盛土壁の天端全体を覆っている天端面工と両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁を鉛直緊張材によって、両端壁面工を貫通していて壁面工下端にアンカーされているタイロッドに連結することによって、両端壁面工下端で鉛直反力を取って前記鉛直緊張材を締めつけ、補強盛土に鉛直にプレロードとプレストレスを掛けることを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
2. 請求項１記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁は所定間隔を取って配置することを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
3. 請求項２記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁は所定間隔は５ｍであることを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
4. 請求項２記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の長さ方向に配置される梁の両端には盛土プレストレス用鉛直緊張材と壁面工プレストレス用鉛直緊張材とを交互に配置することを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
5. 請求項１記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、
   （ａ）壁面工の基礎を構築し、
   （ｂ）土層の撤き出しと締め固めを行い、
   （ｃ）順次高い層を構築し、
   （ｄ）最上層上に両端補強盛土壁の長さ方向に梁を配置して鉛直緊張材を締めつけて盛土を構築し、
   （ｅ）擁壁躯体のコンクリート打設を行い、盛土を完成させることを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
6. 請求項１記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、前記両端補強盛土壁の天端にスラブ軌道下のコンクリート路盤を配置することを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
7. 請求項１記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、転倒破壊を防ぐために基礎部の根入れ深さおよび幅を大きくすることを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
8. 請求項１記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、盛土圧縮時における拘束圧維持機能と盛土膨張時の抑制機能をそれぞれ別個のロッドで発揮させるラチェット装置を具備することを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
9. 請求項１記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、盛土圧収縮時におけるプレストレスの維持機能装置を具備することを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。
10. 請求項１記載の細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法において、盛土圧縮時における反力梁の上昇抑制機能装置を具備することを特徴とする細長比の大きい両端補強盛土壁工法の耐震性および残留変形軽減による長期維持管理性能の向上対策工法。

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