特許 6171569 堤防の補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6171569

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】堤防の補強構造

(51)【国際特許分類】

   E02B 3/10 20060101AFI20170724BHJP

【ＦＩ】

   E02B3/10

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-111498(P2013-111498)

(22)【出願日】2013年5月28日

(65)【公開番号】特開2014-177854(P2014-177854A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2016年1月7日

(31)【優先権主張番号】特願2012-126609(P2012-126609)

(32)【優先日】2012年6月1日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2013-26421(P2013-26421)

(32)【優先日】2013年2月14日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104547

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 三男

(72)【発明者】

【氏名】乙志 和孝

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏征

(72)【発明者】

【氏名】藤原 覚太

(72)【発明者】

【氏名】飯田 毅

(72)【発明者】

【氏名】太田 充紀

【審査官】 大熊 靖夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０１３４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１４２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３２３９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０２５７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０９９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１２５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１４９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５１５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２７４７８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０４５２１１３１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ ３／０４−３／１４

Ｅ０２Ｄ ５／００−５／２０，１７／００−１７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

堤防の補強構造であって、
前記堤防の堤外側の法肩近傍には、当該堤防の延長方向に連続し、下端が地盤の支持層に達する鋼製壁が少なくとも１列設けられ、前記堤防の堤内側の法面のみにカゴ枠が複数配置され、
複数の前記カゴ枠のうち一部のカゴ枠が固定部材を用いることなく前記法面のみに設置されていることを特徴とする堤防の補強構造。

【請求項2】

前記鋼製壁と、前記堤内側の法面の法肩近傍の前記カゴ枠とが連結部材により結合されていることを特徴とする請求項１に記載の堤防の補強構造。

【請求項3】

前記カゴ枠には、中詰め材が充填されるとともに、前記カゴ枠のうちの一部の前記カゴ枠には、他の前記カゴ枠に充填された中詰め材より透水性の高い石材が充填されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の堤防の補強構造。

【請求項4】

前記堤防が設けられた地盤に第１アンカー部材が設置されるとともに、この第１アンカー部材の上端部が複数の前記カゴ枠のうち一部のカゴ枠に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の堤防の補強構造。

【請求項5】

前記第１アンカー部材の上端部が、前記堤防の天端の１／２高さ以下に配置された前記カゴ枠に結合されていることを特徴とする請求項４に記載の堤防の補強構造。

【請求項6】

前記堤防が設けられた地盤に第２アンカー部材が設置されるとともに、この第２アンカー部材の上端部が前記鋼製壁に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の堤防の補強構造。

【請求項7】

前記堤防が設けられた地盤に第１アンカー部材が設置されるとともに、この第１アンカー部材の上端部が複数の前記カゴ枠のうち一部のカゴ枠に結合され、前記堤防が設けられた地盤に第２アンカー部材が設置されるとともに、この第２アンカー部材の上端部が前記鋼製壁に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の堤防の補強構造。

【請求項8】

前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材は、前記堤防が設置された地盤において前記堤防の延長方向に間隔をあけて交差していることを特徴とする請求項７に記載の堤防の補強構造。

【請求項9】

前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材は、前記堤防の延長方向において交互に配置されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の堤防の補強構造。

【請求項10】

前記カゴ枠が前記堤防の天端の１／２高さ以下において前記法面に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の堤防の補強構造。

【請求項11】

前記堤防の堤内側の法面の法尻近傍の前記カゴ枠が、前記カゴ枠を貫通して地盤に打ち込まれる滑動抑止用部材により地盤に連結していることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の堤防の補強構造。

【請求項12】

前記鋼製壁は、鋼矢板壁、鋼管矢板壁、または、これら鋼矢板壁もしくは鋼管矢板壁に鋼製材料を組み合わせた壁体であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の堤防の補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、河川等の堤防の補強構造に関する。

【背景技術】

【0002】

先般の東日本大震災をはじめ、近年、日本では大地震が頻繁に発生し、さらに、近い将来幾つかの大地震の到来が予測されており、河川等の堤防では、地震により堤体の亀裂や沈下などの被害が懸念される。

【0003】

堤防の地震対策としては、堤防法尻（法面下端部）を地盤改良や鋼矢板で締め切る補強工法が適用されることが多いが、想定外の集中豪雨などで急激に水位が上昇することによる浸透破壊や、越水による破堤を防止する目的で、堤体内に鋼矢板を設置し複合構造とする研究が行われている。

【0004】

このような複合構造として、堤体内の左右の法肩部（法面上端部）にそれぞれ、堤体の連続方向に沿って鋼矢板を支持層まで打設することにより、二重の鋼矢板壁を設置し、左右の鋼矢板壁の頭部をタイロッドで結合するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特にその中でも鋼矢板にはアンカー部材を取り付ける工法が知られている。（例えば、特許文献２参照）。
この構造によれば、地震時に堤体の沈下を抑制し、さらに、遮水性に優れる鋼矢板が堤体高さを確保することにより、高水時の浸透破壊と越水による破堤を防止できるので、堤防の補強として効果的な構造である。

【0005】

また、水路護岸等において、例えば、擁壁や法面にカゴ枠を階段状に配置するカゴ枠擁壁等のカゴ枠工法が知られている（例えば、特許文献３参照）。また、治山ダムをカゴ枠で構築することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。このカゴ枠は、例えば、丸鋼を主材とする鉄筋等で形成される四角箱状のフレームの各面に金網を取り付けることにより形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−１３４５１号公報

【特許文献2】特開平１１−１９２６号公報

【特許文献3】特開平８−１３４４５号公報

【特許文献4】特開２００１−２２０７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、上述の堤防の補強構造では、地震により堤体法面が崩壊する虞があり、堤体法面が崩壊した場合に、復旧するには再度法面を構築する必要がある。また、河川の水位が上昇して越水が生じると、越水により法面が浸食され、地表面が洗掘される。
この場合に、越水により法面が浸食され，地表面が洗掘されることにより、例えば、堤防の天端に、緊急車両が近づけなくなってしまい、堤防の天端を緊急車両用の通路として使用できなくなる。また、越水による洗掘が大規模になると、矢板壁の転倒・倒壊等の不安定化が懸念される。

【0008】

特許文献１には、河川側（堤外側）の盛土地盤が石積みで構成されることにより、親水性が高く、自然環境や景観に適合した盛土が完成することが示されている。しかし、この場合も、越水により堤内側の法面が浸食され、地表面が洗掘されることにより、上述の懸念が生じる。

【0009】

また、特許文献３および特許文献４に示されるカゴ枠を盛土の法面に階段状に配置することにより、越水による法面の浸食を抑制できる可能性がある。しかし、堤体の法面にカゴ枠を配置しても、地震時に、堤体の沈下や崩壊が生じることで堤体天端高さが確保されず、高水時に越水が生じて堤体が損傷する虞がある。

【0010】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、堤防として求められる性能を備えつつ、地震時に堤体の沈下や崩壊を抑制し、かつ、越水時に堤内側の法面の浸食を抑制するとともに、洗掘に対しても効果を発揮する堤防の補強構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

堤防に求められる性能の一つとしては、地震が生じた場合に、地震による天端の沈下量が小さく、堤防高さを維持し、越水／高水による堤内側の民家等の被害を抑制することがあげられる。この性能を備える堤防の構造としては、先行文献記載の２列の連続する鋼製壁を打設する必要はなく、堤体の天端（堤外側の法肩付近から堤内側の法肩付近までの間）に連続する１列の鋼製壁を打設すればよい。堤体自体の沈下量は、２列の連続する鋼製壁で締め切った場合に比べて大きくなるが、鋼製壁が天端高さを確保するため、地震後の越水に対しても破堤は抑止できる。また、鋼製壁を１列とすることで用いる鋼材量を抑制できコスト縮減に繋がる。

【0012】

これに加え、堤内側の法面にカゴ枠を設置することで、カゴ枠の剛性によって地震時に堤体が堤内側に水平移動することが抑制され、水平移動に伴う堤体天端の沈下も抑制される。

【0013】

さらに、越水時には、堤体法面の崩壊が抑制され、かつ洗掘に対しても効果を発揮し堤体の損傷が抑制され、復旧手間が省けコスト・期間の短縮に繋がる。

【0014】

すなわち、本発明の堤防の補強構造は、堤防の補強構造であって、前記堤防の堤外側の法肩近傍から堤内側の法肩近傍までの範囲には、当該堤防の延長方向に連続し、下端が地盤の支持層に達する鋼製壁が少なくとも１列設けられ、前記堤防の堤内側の法面にはカゴ枠が配置されていることを特徴とする。

【0015】

この態様の発明においては、地震時に堤体（堤防）の天端の沈下量を少なく抑え、堤防高さを維持し、越水／高水による堤内側の堤体の損傷を抑制することができる。
また、堤防の堤内側の法面にコンクリートブロックなどを張り付けた構造に比べて、カゴ枠を使用することで、常時堤体内の水が堤体外に排水され、堤体内の水位が低く保たれる。これは、地震時に堤体自体が液状化するリスクを低減でき、堤体の液状化に伴う天端の沈下が抑制でき効果的である。

【0016】

本発明の上記構成において、前記鋼製壁は、前記堤防の堤外側の法肩近傍に前記堤防の延長方向に沿って一列に設けられていることが好ましい。

【0017】

このような構成によれば、鋼製壁を堤外側の法肩付近に設置することにより、鋼製壁とカゴ枠が堤体中心部を締め切ることになり、堤体自体の側方変形に伴う堤体天端の沈下を抑制することができる。
仮に、鋼製壁を堤内側の法肩付近に設置した場合には、鋼製壁よりも堤外側の堤体については、地震による側方変形や移動などによって崩壊することが懸念される。この観点からも、鋼製壁は堤外側の法肩付近に配置することが望ましい。

【0018】

本発明の上記構成において、前記鋼製壁は、鋼矢板壁、鋼管矢板壁、または、これら鋼矢板壁もしくは鋼管矢板壁に鋼製材料を組み合わせた壁体であることが好ましい。

【0019】

このような構成によれば、鋼製材料の靭性に優れる特長を活かすことで，災害に対しても粘り強い構造を構築することができる。

【0020】

本発明の上記構成において、前記鋼製壁と、前記堤内側の法面の法肩近傍の前記カゴ枠とが連結部材により結合されていることが好ましい。

【0021】

このような構成によれば、鋼製壁とカゴ枠とを結合することにより、両者の上述の締め切りによる効果が高くなり、堤体天端の沈下がより抑制される。また、鋼製壁と連結するカゴ枠は、堤内側の法肩付近に設置されたカゴ枠とすることが施工し易く適している。鋼製壁とカゴ枠の連結は、堤防法線方向の矢板全てである必要はなく、３〜４ｍ程度に一箇所でもよい。また、このピッチは限定されず、現場の条件に応じて決定してもよい。連結部材は、例えば、通常のタイロッドやタイワイヤでよく、その材料は限定されない。

【0022】

ここで、鋼製壁と堤内側の法面の法肩近傍のカゴ枠とをタイロッド等の連結部材により結合した構造では、基礎地盤が液状化し堤体（堤防）が沈下することで、タイロッド（連結部材）が剥き出しになることが懸念される。この場合、堤体天端の道路が地震後すぐに活用できず、緊急車両の通行を妨げる可能性がある。

【0023】

そこで、本発明の上記構成において、前記堤防が設けられた地盤に第１アンカー部材が設置されるとともに、この第１アンカー部材の上端部が前記カゴ枠に結合されていることが好ましい。また、別途地盤に第２アンカー部材を設置し、このアンカー部材の上端部が前記鋼製壁に結合されていてもよい。
この場合、鋼製壁と堤内側の法面の法肩近傍のカゴ枠とをタイロッド等の連結部材により連結してもよいし、連結しなくてもよい。
また、第１および第２アンカー部材はそれぞれ前記地盤の非液状化層に届く長さのものとするのが好ましい。

【0024】

このような構成によれば、カゴ枠に、地盤に設置された第１アンカー部材の上端部を結合することによって、地震時にカゴ枠が側方へ流動し堤体（堤防）が沈下することを抑制できる。したがって、堤体天端の道路を地震後すぐに活用でき、緊急車両の通行を妨げることもない。さらには、鋼製壁に第２アンカー部材の上端部が結合されている場合、鋼製壁が第２アンカー部材により固定されることで地震時振動が抑制され、堤体（堤防）の振動を抑え、沈下抑制効果が向上する。
また、前記鋼製壁と前記第２アンカー部材の上端部との結合箇所は、前記鋼製壁の天端から前記堤防の底面までとするのが好ましい。
このような構成によれば、鋼製壁の振動をより効果的に抑えられ、堤体（堤防）の沈下抑制効果を向上させることができる。
さらに、前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材は、前記堤防が設置された地盤において前記堤防の延長方向に間隔をあけて交差していることがこのましい。
このような構成によれば、前記鋼製壁と前記カゴ枠ともに安定性が増し、堤体（堤防）の沈下抑制効果を向上させることができる。
また、前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材は、前記堤防の延長方向において交互に配置されているのが好ましい。
このような構成によれば、堤防の延長方向に対して、補強効果を均等に発揮させることができる。
また、鋼製壁とカゴ枠とをタイロッド等の連結部材により連結した場合、より強固な構造となる。
さらに、鋼製壁とカゴ枠とをタイロッド等の連結部材により連結した構造の場合、連結部材設置のため一度堤防の天端を掘削し、設置後埋め戻す必要があり、その期間天端道路が活用できないが、第１アンカー部材の上端部をカゴ枠に結合する構造であれば、堤防の天端道路の通行を妨げることなく対策工の施工が可能である。

【0025】

また、堤体沈下の要因の一つとして、堤体のストレッチング（堤体自体のせん断変形により、堤体が水平方向に伸張（鉛直方向に圧縮）する挙動）が挙げられる。このストレッチングの抑制を期待する場合、堤体法尻付近の変形を抑制することが効果的である。

【0026】

そこで、本発明の上記構成において、前記第１アンカー部材の上端部が、前記堤防の天端の１／２高さ以下に配置された前記カゴ枠に結合されていることが好ましく、さらには第１アンカー部材の下端部が前記鋼製壁に固着されていることが好ましい。

【0027】

このような構成によれば、堤防の天端の１／２高さ以下に配置されたカゴ枠に第１アンカー部材の上端部が結合され、また、第１アンカー部材の下端部が鋼製壁に固着されているので、堤防の堤内側の法尻付近の変形を効果的に抑制できる。
また、この場合、前記カゴ枠が前記堤防の天端の１／２高さ以下において前記法面に配置されていることが好ましい。これによって、効率的に堤内側の法尻付近の変形抑制効果が発揮され、また、堤防の天端の１／２高さより上側にはカゴ枠を設置しないので、その分、工法のコスト抑制が可能となる。

【0028】

本発明の上記構成において、前記カゴ枠には、中詰め材が充填されるとともに、前記カゴ枠のうちの一部の前記カゴ枠には、他の前記カゴ枠に充填された中詰め材より透水性の高い石材が充填されていることが好ましい。

【0029】

このような構成によれば、少なくとも透水性の高い中詰め材が充填されたカゴ枠において、堤体内の湧水やその他の堤体の水が排水される。すなわち、排水により堤体内の含水量が多くなりすぎるのを抑制できる。これにより、堤体内の液状化発生の対策にも繋がり、地震に対して効果的な構造になる。
なお、法面に積み上げるカゴ枠に充填する材料（中詰め材）は、石材や土砂、高炉スラグなどの各種材料を用いることができ、特に中詰め材の材料は限定されない。ただし、中詰め材としては、透水性に優れるものが望ましい。

【0030】

また、法面をコンクリートなどの被覆材で覆うことも考えられるが、不透水材料で覆った場合、雨水などの浸透で堤体内に貯留する水が排水されにくくなり、地震時に堤体自体が液状化して変状をきたし堤体天端高さが確保されないことが懸念される。この点、カゴ枠は透水性に優れており、堤体内の水を常時排水することができる。

【0031】

本発明の上記構成において、前記カゴ枠は、鉄筋（丸鋼）を主材とする枠組みに、溶接金網を取り付けたものであることが好ましい。
このような構成によれば、荷重作用時にカゴ枠が破断するなどの損傷を抑制できる。

【0032】

また、本発明の前記構成において、第１および第２アンカー部材に引き抜き力が大きく作用する場合、第１および第２アンカー部材の先端（下端）に改良体を設置してもよい。
このような構成によれば、堤体（堤防）の変形に対して第１および第２アンカー部材からの抵抗が増し、堤体の沈下抑制効果が向上する。

【0033】

本発明の上記構成において、前記堤防の堤内側の法面の法尻近傍の前記カゴ枠が、前記カゴ枠を貫通して地盤に打ち込まれる滑動抑止用部材により地盤に連結していることが好ましい。

【0034】

このような構成によれば、地震、越水などの荷重作用時に、カゴ枠の側方への滑動が抑制される。これにより、堤体自体の変形が抑制されて天端の沈下が抑制される。なお、滑動抑止用部材は、鋼管杭などの杭材、鋼矢板などを用いることができる。滑動抑止用部材の材料は特に限定されない。

【発明の効果】

【0035】

本発明によれば、比較的少ない鋼材使用量でありながら、地震が生じたとしてもこれによる堤防の天端の沈下量が小さく、また、越水時には鋼製壁が堤防高さを維持し、かつ、カゴ枠により堤体法面の崩壊が抑制され、かつ洗掘に対しても効果を発揮し、堤体の損傷が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る堤防の補強構造を示す概略断面図である。

【図2】本発明の第２の実施形態に係る堤防の補強構造を示す概略断面図である。

【図3】本発明の第２の実施の形態に係る堤防の補強構造の変形例を示す概略断面図である。

【図4】本発明の第３の実施形態に係る堤防の補強構造を示す概略断面図である。

【図5】本発明の第４の実施形態に係る堤防の補強構造を示す概略断面図である。

【図6】本発明の第５の実施形態に係る堤防の補強構造を示す概略断面図である。

【図7】本発明の第６の実施形態に係る堤防の補強構造を示す概略断面図である。

【図8】（ａ）は実験例１で用いられる実施例としての堤防の模型を示す概略断面図であり、（ｂ）は実験で用いられる比較例としての堤防の模型を示す概略断面図である。

【図9】実験例１で用いられる堤防の模型のセンサの配置を示す概略平面図である。

【図10】実験例１で用いられる堤防の模型のセンサの配置を示す概略断面図である。

【図11】実験例１の実験結果として、模型の堤防に振動を加えた場合の加速度応答倍率を示すグラフである。

【図12】実験例１の実験結果として、模型の堤防に振動を加えた場合の模型の盛土天端部の沈下量を示すグラフである。

【図13】実験例１の実験結果として、模型の堤防に振動を加えた場合の模型の盛土および地盤の残留沈下量を示すグラフである。

【図14】実験例２で用いられる比較例（ケース１）としての堤防の模型を変位計の配置位置とともに示す概略断面図である。

【図15】実験例２で用いられる実施例（ケース２）としての堤防の模型を変位計および加速度計の配置位置とともに示す概略断面図である。

【図16】実験例２で用いられる実施例（ケース３）としての堤防の模型を変位計および加速度計の配置位置とともに示す概略平断図である。

【図17】実験例２で用いられる実施例（ケース４）としての堤防の模型を変位計および加速度計の配置位置とともに示す概略断面図である。

【図18】実験例２の実験結果として、模型の堤防に振動を加えた場合の模型の盛土天端部の沈下量を示すグラフである。

【図19】実験例２の実験結果として、模型の堤防に振動を加えた場合の矢板天端の応答加速度を示すグラフである。

【図20】実験例２の加振実験終了後、堤外側の水位を上昇させ堤内側へ越水させる状態を示す概略断面図である。

【図21】図２０に示す越水実験後の堤体の状況を写真撮影した場合の画像を示す図であり、（ａ）はケース１、（ｂ）はケース２、（ｃ）はケース３、（ｄ）はケース４の画像を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態の堤防の補強構造は、例えば、盛土からなる河川の堤防１を補強するためのものである。
堤防１は、中央の最も高い部分が水平な上面を有する天端１ａになっている。この天端１ａの左右には傾斜した法面１ｂがそれぞれ形成されて、法面１ｂの上端部側が法肩１ｃで下端部側が法尻１ｄとされている。

【0038】

この堤防１の補強構造においては、堤外側（河川側）Ｏの法肩１ｃ付近に、鋼矢板２が堤防１の延長方向（延在方向）に連結して打設された鋼製壁３が設けられている。したがって、鋼製壁３は、堤防１の延長方向に延在するように構築されている。また、この補強構造では、堤内側（河川の反対側）Ｉの法面１ｂに、中詰め材が充填されたカゴ枠４が、法面１ｂに沿って階段状に積み上げられている。カゴ枠４は、法面１ｂの傾斜に沿って積み上げられるとともに、堤防１の延長方向に沿って並んで配置され、堤防１の堤内側Ｉの法面１ｂ全体がカゴ枠４に覆われた状態になっている。

【0039】

鋼製壁３は、盛土からなる堤防１の堤外側Ｏの法肩１ｃ付近で、天端１ａの高さ位置より少し下から上部地盤（液状化層）１１の下側の下部地盤（支持層）１２まで根入れされている。ここで、上部地盤１１は、地盤調査等により、地震時に液状化する虞があると判定された層や、液状化する虞があると推定される層であり、支持層である下部地盤１２は、液状化する虞のある層より下側の層である。

【0040】

また、鋼製壁３を構成する矢板としては、地震による土圧や水圧が矢板（鋼矢板２または鋼管矢板）に作用しても、倒壊しないだけの断面性能を有する矢板が適用される。矢板は、その継手により連接されて鋼製壁３になる。また、矢板として鋼矢板２また鋼管矢板だけで鋼製壁３を構築するのではなく、鋼矢板２や鋼管矢板に他の鋼製材料を組み合わせた構造にしてもよい。たとえば、鋼矢板に、鋼管やＨ形鋼を取り付けた構造としてもよい。この場合に、矢板と他の鋼製材料とは、溶接等により接合されていてもよいし、接合されていなくてもよい。
また、矢板と他の鋼製材料とが接合されている場合に、頭部や下端部等の一部だけが接合されていてもよい。

【0041】

カゴ枠４は、鉄筋を主体とした枠組みに、溶接金網を取り付けたものである。枠組みは、例えば、直方体の各辺に丸鋼を配置した構造を有する。この枠組みの底面と四つの側面とに、溶接金網を取り付けて箱状にしたものが、カゴ枠４になり、その上面側は開放された状態になっている。カゴ枠４内には、上部開口から中詰め材が充填される。なお、カゴ枠４の上部開口を溶接金網で蓋をして閉塞するものとしてもよい。

【0042】

中詰め材が充填されたカゴ枠４は、堤防１の堤内側Ｉの法面に沿って、下側のカゴ枠４に対して上側のカゴ枠４の水平方向の位置をずらして階段状に積み上げられる。
また、カゴ枠４は、上述のように積み上げて配置されるとともに、堤防１の延在方向に沿って並べて配置されることにより、上述のように堤防１の堤内側Ｉの法面全体を覆った状態に配置される。

【0043】

カゴ枠４の中詰め材としては、例えば、石材、土砂、高炉スラグなど、各種の中詰め材を用いることが可能であり、中詰め材の材料は、特に限定されない。ただし、中詰め材としては、透水性に優れる材料が好ましい。また、各カゴ枠４の中詰め材がほぼ同様のものである必要はなく、例えば、透水性の高い石材を充填したカゴ枠４と、石材よりも透水性の低い例えば土砂を充填したカゴ枠４とを併用してもよい。また、この場合に、法面に沿って、例えば、カゴ枠４が、一列毎に積み上げられる構成とした場合に、一列のカゴ枠４のうちの一部のカゴ枠４として、一つまたは二つのカゴ枠４の中詰め材を、透水性の高い石材（石詰め材）を用いるものとし、残りのカゴ枠４は、土砂や高炉スラグ等の石材より透水性が低い中詰め材を用いるものとしてもよい。この実施形態では、法面１ｂに沿って一列のカゴ枠４のうちの最も下の段のカゴ枠４（４ｃ）と、上下の略中央のカゴ枠４（４ｂ）に透水性の高い石材が充填されているカゴ枠４が用いられている。

【0044】

各カゴ枠４の大きさは、施工時の作業効率を考慮した場合に、例えば、堤防１の延在方向に沿う幅が０．５ｍ以上３．０ｍ以下であることが好ましく、堤防１の延在方向に直交する方向に沿う奥行きが０．５ｍ以上２．０ｍ以下であることが好ましい。
また、カゴ枠を構成する鉄筋（丸鋼）の線径が８ｍｍ以上、溶接金網の線径が５ｍｍ以上であることが好ましく、このような線径の材料を用いることにより、荷重採用時のカゴ枠４の損傷を抑制することができる。

【0045】

また、上述のように堤防１の法面１ｂに沿って、積み上げられるカゴ枠の積み勾配（傾斜角度）が、１：０．２５以下で、１：２以上となっていることが好ましい。なお、１が鉛直方向の長さであり、０．２５〜２．０が水平方向の長さである。
カゴ枠の積み勾配は，１：０．２５以下とすることが荷重作用時の抵抗の面から好ましく、１：２以上とすることが施工コストの面から好ましい。

【0046】

鋼製壁３の上端部と、カゴ枠４のうちの法肩１ｃ近傍のカゴ枠４ａとは、連結部材５としてのタイロッドにより結合されている。連結部材５は、堤防１の延長方向に直交する方向に沿って配置されるとともに、堤防１の延長方向に沿って例えば３ｍから４ｍ毎に配置される。連結部材は、タイロッドに限られるものではなく、鋼製壁３とカゴ枠４を連結できる部材ならば、特に限定されない。

【0047】

また、カゴ枠４のうちの法尻１ｄ近傍に配置される最下段のカゴ枠４ｃは、例えば、鋼管杭からなる滑動抑止用部材６により地盤に連結されている。最下段のカゴ枠４ｃを貫通した状態で滑動抑止用部材６を地盤に打ち込むことにより、最下段のカゴ枠４ｃの水平方向への滑動が抑制される。なお、滑動抑止用部材６は、地盤に打ち込むことが可能な各種杭（各種矢板を含む）、鋼材等を用いることができる。

【0048】

このような堤防の補強構造にあっては、地震時に鋼製壁により堤防１の天端１ａの高さを確保することができるとともに、越水時に堤防１の堤内側の法面の崩壊をカゴ枠４により防止できる。さらに、地震時に、カゴ枠４の剛性により、堤防１の堤体の水平方向移動が抑制される。これにより、堤防１の堤外側の法肩１ｃ付近の鋼製壁３と、堤防１の堤内側の法面のカゴ枠４との間を締め切った構造とすることができる。これにより、堤体自体の側方変形に伴う堤体天端の沈下を抑制することができる。
したがって、堤防１に、２列に鋼製壁３を設けて、これら鋼製壁３どうしの間を締め切った構造としなくても、一列の鋼製壁３を用いて地震時の天端１ａの沈下を抑制することができ、コストの低減を図ることができる。

【0049】

また、鋼製壁３とカゴ枠４の一部としての法肩１ｃ近傍のカゴ枠４ａを、連結部材５で連結することにより、鋼製壁３およびカゴ枠４の移動を互いに規制させることができ、上述の締め切りによる効果を高めることができる。また、上述のように、カゴ枠４に充填させる中詰め材として、透水性の高い材料を用いることにより、堤防１の堤体（盛土）内に貯留される水の排水が可能になる。この場合に、全てのカゴ枠４に充填される中詰め材を透水性の高いものとする必要はなく、例えば、図１に示すように、法面１ｂに沿って配置される一列のカゴ枠４のうちの一つまたは二つのカゴ枠４ｂ、４ｃに透水性の高い石材（石詰め材）を充填することにより、矢印Ｗに示すように、盛土内の水をカゴ枠４ｂ、４ｃに向けて排水させることができる。
さらに、堤防の堤内側Ｉの法面１ｃにコンクリートブロックなどを張り付けた構造に比べて、カゴ枠４を使用することで、常時堤体内の水が堤体外に排水され、堤体内の水位が低く保たれる。これは、地震時に堤体自体が液状化するリスクを低減でき、堤体の液状化に伴う天端の沈下が抑制でき効果的である。

【0050】

また、最下段のカゴ枠４ｃを滑動抑止用部材６により地盤に連結することにより、地震時におけるカゴ枠４ｃの滑動が抑制され、これにより堤防１の堤体の水平方向移動が抑制されることになり、堤体の天端１ａの沈下を抑制することができる。これらのことから、地震後に越水があっても、堤防１の破堤を抑制することができる。

【0051】

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態の堤防の補強構造を示す概略断面である。
本実施の形態が前記第１の実施の形態と主に異なる点は、前記カゴ枠４に第１アンカー部材７を結合した点であるので、以下ではこの点について詳しく説明し、第１の実施の形態と共通の構成部材には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。

【0052】

まず、本実施の形態では、第１の実施の形態に比して堤防１の法面１ｂ,１ｂの傾斜が緩やかになっているとともに、カゴ枠４が上下に５段に積み重ねられた状態となっている。カゴ枠４は、法面１ｂの傾斜に沿って積み上げられるとともに、堤防１の延長方向に沿って並んで配置され、堤防１の堤内側Ｉの法面１ｂ全体がカゴ枠４に覆われた状態になっている。なお、カゴ枠４内には、上部開口から中詰め材が充填されている。中詰め材は、透水性の高低によって適宜選択される。

【0053】

本実施の形態では、法面１ｂに沿って一列のカゴ枠４のうちの最下段のカゴ枠４（４ｃ）に透水性の高い高透水性中詰め材が充填され、最上段のカゴ枠４（４ａ）に透水性の低い低透水性中詰め材が充填され、これらの間の３段のカゴ枠４（４ｂ）に、高透水性中詰め材と低透水性中詰め材との間の透水性を有する中透水性中詰め材が充填されている。

【0054】

堤防１が設けられた地盤には、第１アンカー部材７が設置されている。この第１アンカー部材７は堤防１の堤内側Ｉの法面１ｂに対して略直角に配置され、かつ、下端部ほど鋼製壁３に近付くように延びるようにして設置されており、その下端部は非液状化層である下部地盤１２まで達している。

【0055】

この第１アンカー部材７の上端部に、中央の上下３段のカゴ枠４（４ｂ）のうち、真ん中のカゴ枠４（４ｂ）が取り付けられている。つまり第１アンカー部材７の上端部が、堤防１の天端の１／２高さに配置されたカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。
第１アンカー部材７の上端部は、断面視において前記カゴ枠４の上面から下面を斜めに貫通しており、カゴ枠４との交点部分が溶接等の固定手段によって、当該カゴ枠４に対して固定されている。カゴ枠４は上述したように、鉄筋を直方体状に組み立てたものであるので、第１アンカー部材７の上端部はカゴ枠４の上面を構成する鉄筋と下面を構成する鉄筋にそれぞれ溶接等によって固定されている。このようにして、第１アンカー部材７の上端部がカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。

【0056】

また、第１アンカー部材７は、堤防１の延長方向（図２において紙面と直交する方向）に、所定間隔で配置され、各第１アンカー部材７の上端部がそれぞれ中段のカゴ枠４に結合されている。第１アンカー部材７は、中段中央に一列に配置された複数のカゴ枠４と同じピッチで配置してもよいし、所定数のカゴ枠４ごとに、つまり前記ピッチの整数倍ごとに配置してもよいし、所定位置のカゴ枠４に対応させて配置してもよい。一列のカゴ枠４において左右に隣り合うカゴ枠４,４どうしは結合しておくとともに、上下に隣り合うカゴ枠４,４どうしも結合しておくのが好ましい。

【0057】

第１アンカー部材７を施工する場合、例えば、堤防１の堤内側Ｉの法面１ｂに、カゴ枠４を上下に５段に積み重ねた後、第１アンカー部材７を真ん中の段のカゴ枠４（４ｂ）を通して地盤に斜めに打ち込みまたは圧入し、その下端部が非液状化層である下部地盤１２まで達すようにして地盤に設置する。次に、第１アンカー部材７の上端部とカゴ枠４とを溶接等によって固定して終了する。

【0058】

以上のように本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、地震時に堤体（堤防）の天端の沈下量を少なく抑え、堤防高さを維持し、越水／高水による堤内側の堤体の損傷を抑制することができるのは勿論のこと、さらに以下のような効果を得ることができる。
すなわち、カゴ枠４（４ｂ）に、地盤に設置された第１アンカー部材７の上端部を結合することによって、地震時にカゴ枠４が側方へ流動し堤体（堤防）が沈下することを抑制できる。したがって、堤体天端の道路を地震後すぐに活用でき、緊急車両の通行を妨げることもない。

【0059】

また、堤防の天端の１／２高さに配置されたカゴ枠４（４ｂ）に第１アンカー部材７が結合されているので、堤防１の堤内側の法尻付近の変形を効果的に抑制できる。
さらに、第１の実施の形態とは異なり、鋼製壁３とカゴ枠４とをタイロッド等の連結部材５により連結していないでので、堤防１の天端道路の通行を妨げることなく対策工（第１アンカー部材７の施工）施工が可能である。

【0060】

なお、本実施の形態では、鋼製壁３とカゴ枠４とをタイロッド等の連結部材５により連結していない場合を例にとって説明したが、例えば図３に示す変形例のように、鋼製壁３と堤内側の法面の法肩近傍のカゴ枠４（４ａ）とをタイロッド等の連結部材５により連結してもよく、この場合、より強固な構造となる。

【0061】

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態の堤防の補強構造を示す概略断面である。
本実施の形態が前記第２の実施の形態と主に異なる点は、第１アンカー部材７の下端部を鋼製壁３に固着した点であるので、以下ではこの点について説明し、第２の実施の形態と共通の構成部材には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。

【0062】

堤防１が設けられた地盤には、第１アンカー部材７が設置されている。この第１アンカー部材７は堤防１の堤内側Ｉの法面１ｂに対して所定角度で傾斜し、かつ、下端部が鋼製壁３に固着されている。第１アンカー部材７は、第２の実施の形態の第１アンカー部材７に比して水平面との交差角が鋭角になるようにして地盤に設置されており、その下端部は地盤の液状化層である上部地盤１１の下部において、鋼製壁３の下端部に固着されている。なお、第１アンカー部材７の下端部を非液状化層である下部地盤１２において鋼製壁３の下端部に固着してもよい。

【0063】

この第１アンカー部材７の上端部が、中央の上下３段のカゴ枠４（４ｂ）のうち、真ん中のカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。つまり第１アンカー部材７の上端部が、堤防１の天端の１／２高さに配置されたカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。
なお、第１アンカー部材７の施工方法は前記第２の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。

【0064】

本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、堤防の天端の１／２高さに配置されたカゴ枠４（４ｂ）に第１アンカー部材７の上端部が結合されているとともに、この第１アンカー部材７の下端部が鋼製壁３に固着されているので、堤防の堤内側の法尻付近の変形を効果的に抑制できるという効果がある。
つまり、堤体沈下の要因の一つとして、堤体（堤防１）のストレッチング（堤体自体のせん断変形により、堤体が水平方向に伸張（鉛直方向に圧縮）する挙動）が挙げられるが、このストレッチングの抑制を期待する場合、堤体法尻付近の変形を抑制することが効果的であるため、本実施の形態のように、第１アンカー部材７の下端部を鋼製壁３に固着することによってストレッチングの抑制の高い効果が期待できる。

【0065】

（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態の堤防の補強構造を示す概略断面である。本実施の形態が前記第２の実施の形態と主に異なる点は、カゴ枠４が堤防１の天端の１／２高さ以下において法面１ｂに配置されている点であるので、以下ではこの点について説明し、第２の実施の形態と共通の構成部材には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。
堤防１の法面１ｂに、カゴ枠４が上下に３段に積み重ねられた状態となっている。３段に積み重ねられたカゴ枠４は堤防１の天端の１／２高さ以下において法面１ｂに配置されている。つまり、最上段のカゴ枠４（４ｂ）が堤防１の天端の１／２高さに配置されており、最下段のカゴ枠４（４ｃ）が法面１ｂの法尻近傍において、堤防１が設けられた地盤の上面に配置されている。

【0066】

堤防１が設けられた地盤には、第１アンカー部材７が設置されている。この第１アンカー部材７は堤防１の堤内側Ｉの法面１ｂに対して所定の角度で傾斜して配置され、かつ、下端部ほど鋼製壁３に近付くように延びるようにして設置されており、その下端部は非液状化層である下部地盤１２まで達している。
この第１アンカー部材７は、第２の実施の形態の第１アンカー部材７に比して水平面との交差角が鋭角になるように、かつ、その上端部の位置をカゴ枠４の１段分だけ下げて地盤に設置されている。
そして、この第１アンカー部材７の上端部が、上下３段のカゴ枠４のうち、真ん中のカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。つまり第１アンカー部材７の上端部が、堤防１の天端の１／２高さ以下に配置されたカゴ枠４（４ｂ）のうちの、上下３段の真ん中のカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。

【0067】

本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、効率的に堤内側の法尻付近の変形抑制効果が得られるとともに、堤防の天端の１／２高さより上側にはカゴ枠４を設置しないので、その分、工法のコスト抑制が可能となる。
なお、本実施の形態では、第１アンカー部材７を、その下端部が非液状化層である下部地盤１２まで達するように設置しているが、図５に二点鎖線で示すように、第１アンカー部材７を、その下端部が液状化層である上部地盤１１で留めるようにして設置してもよい。この場合、第１アンカー部材７の下端部に当該第１アンカー部材７より大径の改良体７ａを固定することによって、法尻付近の変形抑制効果が得られる。

【0068】

（第５の実施の形態）
図６は、本発明の第５の実施の形態の堤防の補強構造を示す概略断面である。
本実施の形態が前記第２の実施の形態と主に異なる点は、第１アンカー部材７を用いずに、第２アンカー部材８を用いた点であるので、以下ではこの点について説明し、第２の実施の形態と共通の構成部材には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。

【0069】

堤防１が設けられた地盤には、第２アンカー部材８が設置されている。この第２アンカー部材８は鋼製壁３に対して所定角度で傾斜し、かつ、下端部が下部地盤（支持層）１２まで達している。第２アンカー部材８は、堤外側（河川側）Ｏの法肩１ｃから、下方に向かうにしたがって鋼製壁３から離間するように、斜めに打ち込まれており、当該第２アンカー部材８の上端部は鋼製壁３の上端（天端）に結合されている。また、第２アンカー部材８は、堤防１の延長方向（図６において紙面と直交する方向）に、所定間隔で配置されている。
本例では、鋼製壁３と第２アンカー部材８の上端部との結合箇所は、鋼製壁３の天端であるが、当該天端から堤防１の底面までであれば、どの箇所で結合してもよい。

【0070】

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、第２アンカー部材３の上端部が鋼製壁３の天端に結合されているので、つまり、鋼製壁３が第２アンカー部材８により固定されているので、地震時振動が抑制され、堤防（堤体）１の振動を抑え、沈下抑制効果が向上する。
また、鋼製壁３と第２アンカー部材８の上端部との結合箇所を、鋼製壁３の天端から堤防１の底面までとすることによって、鋼製壁３の振動をより効果的に抑えられ、堤防（堤体）１の沈下抑制効果をさらに向上させることができる。

【0071】

なお、本実施の形態では、鋼製壁３とカゴ枠４とをタイロッド等の連結部材５により連結していない場合を例にとって説明したが、例えば、鋼製壁３の上端部と堤内側の法面の法肩近傍のカゴ枠４（４ａ）とをタイロッド等の連結部材５により連結してもよく、この場合、より強固な構造となる。

【0072】

（第６の実施の形態）
図７は、本発明の第６の実施の形態の堤防の補強構造を示す概略断面である。
本実施の形態が前記第５の実施の形態と主に異なる点は、第２アンカー部材８に加えて第１アンカー部材７を用いた点であるので、以下ではこの点について説明し、第５の実施の形態と共通の構成部材には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。

【0073】

第１アンカー部材７は、堤防１の堤内側Ｉの法面１ｂに対して略直角に配置され、かつ、下端部ほど鋼製壁３に近付くように延びるようにして設置されており、その下端部は非液状化層である下部地盤１２まで達している。
この第１アンカー部材７の上端部が、上下５段のカゴ枠４（４ａ，４ｂ，４ｃ）のうち、下から２段目のカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。つまり第１アンカー部材７の上端部が、堤防１の天端の１／２高さ以下に配置されたカゴ枠４（４ｂ）に結合されている。

【0074】

また、第１アンカー部材７は、堤防１の延長方向（図７において紙面と直交する方向）に、所定間隔で配置され、各第１アンカー部材７の上端部がそれぞれ下から２段目のカゴ枠４に結合されている。第１アンカー部材７は、下から２段目に一列に配置された複数のカゴ枠４と同じピッチで配置してもよいし、所定数のカゴ枠４ごとに、つまり前記ピッチの整数倍ごとに配置してもよいし、所定位置のカゴ枠４に対応させて配置してもよい。一列のカゴ枠４において左右に隣り合うカゴ枠４,４どうしは結合しておくとともに、上下に隣り合うカゴ枠４,４どうしも結合しておくのが好ましい。

【0075】

また、第１アンカー部材７および第２アンカー部材８は、堤防１が設置された地盤において堤防１の延長方向に間隔をあけて交差している。
例えば、第２アンカー部材８は、堤防１の延長方向において隣り合う第１アンカー部材７，７の中間位置に配置されるとともに、第１アンカー部材７と等しいピッチで配置されている。したがって、堤防１の延長方向において、第１アンカー部材７と第２アンカー部材とは交互に配置されるとともに、上部地盤（液状化層）１１中で堤防１の延長方向に間隔をあけて交差している。

【0076】

本実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、第１アンカー部材７と第２アンカー部材８とが、堤防１が設置された地盤において堤防１の延長方向に間隔をあけて交差しているので、鋼製壁３とカゴ枠４ともに安定性が増し、堤防（堤体）１の沈下抑制効果を向上させることができる。
さらに、第１アンカー部材７と第２アンカー部材８は、堤防１の延長方向において交互に配置されているので、堤防１の延長方向に対して、補強効果を均等に発揮させることができる。

【0077】

なお、本実施の形態でも、第５の実施の形態と同様に、鋼製壁３の上端部と堤内側の法面の法肩近傍のカゴ枠４（４ａ）とをタイロッド等の連結部材５により連結してもよく、この場合、より強固な構造となる。
また、カゴ枠４のうちの法尻１ｄ近傍に配置される最下段のカゴ枠４ｃを、例えば鋼管杭からなる滑動抑止用部材６により地盤に連結してもよい。このようにすれば、最下段のカゴ枠４ｃの水平方向への滑動が抑制されるので、堤防１自体の変形が抑制されて天端の沈下が抑制される。
また、本実施の形態において、例えば図７に二点鎖線で示すように、第１アンカー部材７の下端部を地盤の液状化層である上部地盤１１の下部において、鋼製壁３の下端部に固着してもよいし、さらに、第１アンカー部材７の下端部を非液状化層である下部地盤１２において鋼製壁３の下端部に固着してもよい。このようにすれば、堤防１の堤内側の法尻付近の変形を効果的に抑制でき、ストレッチングの抑制の高い効果が期待できる。
また、本実施の形態において、例えば図５に二点鎖線で示すように、第１アンカー部材７と第２アンカー部材８を、それらの下端部が液状化層である上部地盤１１で留めるようにして設置してもよい。この場合、第１アンカー部材７および第２アンカー部材８の下端部に当該第１アンカー部材７および第２アンカー部材８より大径の改良体７ａ，８ａを固定することによって、液状化層であっても堤防１の変形に対して第１アンカー部材７および第２アンカー部材８からの抵抗が増し、堤防１の沈下抑制効果が向上する。
さらに、図５において、第２アンカー部材８の下端部を下部地盤１２まで達するように設置してもよい。

【実施例1】

【0078】

以下、本発明の堤防１の補強構造の性能について、模型による実験例を用いてさらに説明する。
（実験例１）
まず、振動台上に設置した剛な土槽（幅１２１０×高さ５８０×奥行き３９０ｍｍ）中に、堤防１を模擬した模型を作製した。地盤材料として珪砂５号を使用し、地盤条件としては表１の通りとした。

【0079】

【表1】

【0080】

また、図８（ａ）に実施例（ケース１）になる模型の概略断面図を示し、図８（ｂ）に補強を行っていない無対策の比較例（ケース２）になる模型の概略断面図を示す。
また、図９の模型の概略平面図および図１０の模型の概略断面図に、巻き取り式変位計、加速度計、ひずみゲージの配置を示す。
なお、表１における下部地盤は、図８における下部地盤１２であり、表１における上部地盤は図８における上部地盤１１である。下部地盤１２と上部地盤１１とを合わせた地盤の高さは３００ｍｍである。

【0081】

上述の剛な土槽における模型地盤は、硅砂５号（Ｄ_５０＝０．５８ｍｍ）を用いて空中落下法で作成し、下部地盤１２を相対密度Ｄｒ＝６０％程度、上部地盤１１を相対密度Ｄｒ＝５０％程度の気乾状態とした。模型の盛土部（堤防１）は、含水比約１０％に調整した試料を用いて成形した。
矢板模型（模型の鋼製壁３）としては、上下長さ４０８ｍｍ（堤防１の天端から土槽底部に到達する長さで、堤防（１０８ｍｍ）部分より下の根入れ深さが３００ｍｍ）×幅１２８ｍｍ×板厚１．６ｍｍの鋼板を幅方向にほぼ接するように複数枚並べて設けた。また、模型の鋼製壁３は、その下端が、土槽側にピン固定されるものとした。

【0082】

模型のカゴ枠４は、径が０．６３ｍｍ、メッシュ３．２８ｍｍの金網を長さ４０ｍｍ×高さ１０ｍｍ×奥行き３２ｍｍの寸法に成形した。また、模型のカゴ枠４内には、砂利（径４〜８ｍｍ程度）を詰めた。模型のカゴ枠は、模型の堤防１の堤内側の法面に階段状に６段重ねた状態とするとともに、この階段状に配置された模型のカゴ枠４を堤防１の延長方向に並べて配置した。
また、模型の滑動抑止用部材６として、径３ｍｍ×長さ１００ｍｍの鋼棒１０本を堤防１の延長方向に等間隔で並べて最下段のカゴ枠４を貫通して上部地盤１１に刺さるように配置した。

【0083】

上述の土槽を載せた振動台を３Ｈｚの正弦波２０波で振動させた。振動台の加速度は１００ｇａｌ、２００ｇａｌ、４００ｇａｌ、６００ｇａｌ、８００ｇａｌの５段階とした。各ケースにおいて、図９、図１０に示す位置に、巻き取り式変位計、加速度計、ひずみゲージを取り付けておき、その位置における変位や加速度等を測定した。

【0084】

図１１に実施例（ケース１）と比較例（ケース２）の加速度応答倍率のグラフを示す。図１１に示すように、無対策の比較例においては、模型の盛土（堤防１）の天端部の応答加速度が振動台加速度の約１．７倍の値を示した。それに対して実施例の模型の盛土（堤防１）の天端部の応答加速度が振動台加速度の約１．９倍の値を示した。補強を行った実施例では、補強を行わない無対策の比較例に対して加速度応答倍率が大きくなる傾向が確認された。

【0085】

図１２に実施例（ケース１）と比較例（ケース２）の模型の盛土（堤防１）の天端部の沈下量のグラフを示す。図１２に示すように、比較例、実施例のいずれも４００ｇａｌでの加振までは、ほとんど沈下が見られず、６００ｇａｌでの加振から徐々に沈下が始まる結果であった。８００ｇａｌでの加振後の模型の盛土の天端部の沈下量は、比較例が約４０ｍｍなのに対して、実施例では約１５ｍｍであり、盛土天端の沈下抑制効果が認められた。

【0086】

図１３に実施例（ケース１）と比較例（ケース２）の模型の盛土（堤防１）および模型の地盤の残留沈下量のグラフを示す。図１３に示すように、無対策の比較例においては、盛土法面および天端が変状し、加振後の堤体（模型の盛土）高さが、加振前の初期堤体高さの６３％になった。それに対して実施例では、加振後の堤体（模型の盛土）高さとして、加振前の初期堤体高さの８６％が確保された。模型の盛土の堤内側の法面がカゴ枠４で保護されることにより、堤体の変状が抑制される結果であった。

【0087】

実施例では、堤防１の堤体内に鋼製壁３を設置することにより、無対策の比較例に比べて堤体の健全性が向上したため、上述のように加速度応対倍率が大きくなることが示された。また、実施例では、８００ｇａｌでの加振後、盛土天端の沈下量を比較例に比較して、約１／２．７とすることができ、沈下が抑制されることが示された。また、盛土の変形状況では、実施例のカゴ枠４が、盛土の法面保護に有効であった。

【0088】

（実験例２）
まず、振動台上に設置した剛な土槽（幅２８００×高さ８４５×奥行き６９５ｍｍ）中に、堤防を模擬した模型を作製した。地盤条件および対策工の条件は表２の通りとした。

【0089】

【表2】

【0090】

図１４に、補強を行っていない比較例としての無対策構造（ケース１）の模型の概略断面図および計測位置を示し、図１５〜図１７に、鋼矢板、カゴ枠、タイロッド、２種類のアンカー（第１アンカー部材と第２アンカー部材）等の補強対策を行った実施例としての対策構造（ケース２〜４）の模型の概略断面図および計測位置を示す。
図１５に示すケース２は、補強対策として、堤防に鋼矢板とカゴ枠とを設置するとともに、タイロッドで鋼矢板の上端部と最上段のカゴ枠を連結したものある。
図１６に示すケース３は、補強対策として、堤防に鋼矢板とカゴ枠とを設置するとともに、（第１）アンカー部材の上端部がカゴ枠に結合されたものである。
図１７に示すケース４は、補強対策として、堤防に鋼矢板とカゴ枠とを設置するとともに、（第１）アンカー部材の上端部がカゴ枠に結合され、（第２）アンカー部材の上端部が鋼矢板の上端部に結合されたものである。
また、図１４〜図１７の模型の概略断面図に、変位計、加速度計の配置位置を示す。

【0091】

地盤材料にはケイ砂７号（Ｇｓ=２．６６、
Ｄ_５０=０．１８ｍｍ）を用い、締固め層および液状化層を水中落下法にて作製し、その上に盛土層を構築した。それぞれの層厚は２５０ｍｍであり水位面は液状化層表面とした。
盛土層はケイ砂７号にカオリン粘土を乾燥比重量５：１となるように配合し、含水比約１０%で管理した材料を用いて成形した。

【0092】

模型のカゴ枠は、径４ｍｍの棒鋼を長さ２２５ｍｍ×高さ５０ｍｍ×奥行き１２０ｍｍの寸法に成形し内部にステンレスメッシュを敷き詰めたものを用いた。また、最下段の模型のカゴ枠以外には、盛土と同一の材料を詰め、最下段の模型のカゴ枠には砂利を詰めた。模型のカゴ枠は、模型の堤防の堤内側の法面に階段状に５段重ねた状態とするとともに、この階段状に配置された模型のカゴ枠を堤防の延長方向に並べて配置した。アンカー模型にはφ４ｍｍの棒鋼を使用した。鋼矢板模型としては、上下長さ６５０ｍｍ×幅２２５ｍｍ×板厚２．３ｍｍの鋼板を幅方向にほぼ接するように３枚並べて設け、矢板模型間の隙間にはたわませたビニールシートを設置した。

【0093】

上述の土槽を載せた振動台を３Ｈｚの正弦波２０波で振動させた。振動台の加速度は１００ｇａｌ、２００ｇａｌ、３００ｇａｌ、４００ｇａｌの４段階とした。

【0094】

図１８にケース１〜４の模型の盛土の天端部の沈下量のグラフを示す。図１８に示すように、いずれのケースも２００ｇａｌでの加振までは、ほとんど沈下が見られず、３００ｇａｌでの加振から徐々に沈下が始まる結果であった。４００ｇａｌでの加振後の模型の盛土の天端部の沈下量は、ケース１が約７９ｍｍなのに対して、ケース２〜４では約５３ｍｍ、６４ｍｍ、３８ｍｍであり、それぞれ盛土天端の沈下抑制効果が認められ、特にケース４における対策が最も沈下抑制効果がみられた。

【0095】

図１９にケース３とケース４における加振時の鋼矢板（鋼板）天端の応答加速度時刻歴（４００ｇａｌ加振時）を示す。ケース４では鋼矢板（鋼板）がアンカー部材により固定されることで応答加速度が低減されている。このことが鋼矢板周辺地盤への振動を抑制し、盛土の沈下抑制に効果が見られたものと考えられる。

【0096】

加振実験終了後、図２０に示すように、堤外側の水位を上昇させ堤内側へ越水させる越水実験を実施した。ケース１〜ケース４について、越水実験後の堤体の状況を写真撮影した。その写真の画像を図２１に示す。図２１（ａ）はケース１、図２１（ｂ）はケース２、図２１（ｃ）はケース３、図２１（ｄ）はケース４をそれぞれ示す。図２１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、鋼矢板（鋼板）を設置することで天端高さが維持され破堤が防止されるとともに，カゴ枠を設置することにより法面の形状が保持されることが分かった。

【符号の説明】

【0097】

ｋ 河川
１ 堤防
１ｃ 法肩
２ 鋼矢板
３ 鋼製壁（第１鋼製壁）
４ カゴ枠
５ 連結部材
６ 滑動抑止用部材
７ 第１アンカー部材
８ 第２アンカー部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】