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
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Description
〔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。
(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。
(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。
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。
(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。
(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fp 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 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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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