特許 6190268 支持構造体

(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】6190268

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】支持構造体

(51)【国際特許分類】

   E02D 17/18 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   E02D17/18 Z

【請求項の数】8

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-271220(P2013-271220)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-124570(P2015-124570A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年4月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(72)【発明者】

【氏名】吉田 輝

(72)【発明者】

【氏名】小原 隆志

(72)【発明者】

【氏名】中島 悠介

(72)【発明者】

【氏名】北本 幸義

(72)【発明者】

【氏名】山田 岳峰

(72)【発明者】

【氏名】藤崎 勝利

(72)【発明者】

【氏名】青木 修二

(72)【発明者】

【氏名】明本 守正

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３０３５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６３３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０５４６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０３９２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２００８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４９９９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ １７／００〜 １７／２０

Ｅ０２Ｄ １／００〜 ３／１１５

Ｅ０２Ｄ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

土構造物を支持する支持構造体であって、
前記土構造物の下方に位置する基礎地盤において前記土構造物の両側の法尻部の下方にそれぞれ設けられた地盤改良部と、
前記基礎地盤の上面において前記地盤改良部間に亘って設けられ、前記地盤改良部に固定されたジオテキスタイルと、を備え、
前記ジオテキスタイルは、棒状部材を格子状に組んだ格子状補強枠を有するシートであり、
前記棒状部材を格子状に組んだときの交点において、前記棒状部材同士は上下方向に重ねられている、支持構造体。

【請求項2】

前記シートは、前記格子状補強枠が形成する凹凸形状を有しており、前記地盤改良部ならびに前記土構造物に対して摩擦力によって固定される、請求項１に記載の支持構造体。

【請求項3】

前記ジオテキスタイルは、前記地盤改良部に設けられた溝内に入れ込まれ、前記溝内に入れ込まれた前記ジオテキスタイルの上に充填部材が充填されることにより、前記地盤改良部に固定される、請求項１に記載の支持構造体。

【請求項4】

前記ジオテキスタイルは、杭、鋼矢板或は鋼管矢板を打ちつけることによって、前記地盤改良部に固定される、請求項１に記載の支持構造体。

【請求項5】

前記ジオテキスタイルは、前記土構造物の両側の法尻部より更に外側に向かって延在する、請求項１から４のいずれか一項に記載の支持構造体。

【請求項6】

前記ジオテキスタイル上には、砕石層が設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載の支持構造体。

【請求項7】

前記地盤改良部の下端は、前記基礎地盤の非液状化層まで延びている、請求項１から６のいずれか一項に記載の支持構造体。

【請求項8】

土構造物を支持する支持構造体であって、
前記土構造物の下方に位置する基礎地盤において前記土構造物の両側の法尻部の下方にそれぞれ設けられた地盤改良部と、
前記基礎地盤の上面において前記地盤改良部間に亘って設けられ、前記地盤改良部に固定されたジオテキスタイルと、を備え、
前記ジオテキスタイルは、棒状部材を格子状に組んだ格子状補強枠を有するシートであり、
前記ジオテキスタイル上には、前記格子状補強枠が形成する凹凸形状を覆う砕石層が設けられる、支持構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土構造物を支持する支持構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

基礎地盤上に道路や防潮堤を設置するために盛土等の土構造物を設けることがある。このような土構造物は、基礎地盤が液状化すると、盛土や基礎地盤の剛性や強度の低下に伴う崩壊が生じる。この崩壊形態として、例えば、盛土の局所的或は全体的な滑り崩壊、盛土の沈下、盛土の側方流出等が挙げられる。

【0003】

このような崩壊を防止するために、盛土を支持する基礎地盤に対し液状化が生じないように地盤改良を施すことがある。このような、土構造物を支持する基礎地盤を改良する構成が、例えば、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０６−３１３３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば、基礎地盤のうち、土構造物の下方部分全体について地盤改良を行うことが考えられるが、地盤改良を行う部分が広範囲となり、経済的ではない。これに対し、基礎地盤のうち、土構造物の下方部分の一部について地盤改良を行うことが考えられるが、部分的な改良では、巨大地震が生じた場合、未改良部の液状化の完全抑制は困難な場合が多いため、液状化の発生は許容しながらも土構造物に要求される性能を確保する、つまり土構造物が使用可能な範囲に沈下あるいは不同沈下を抑制することが可能な対策が求められる。また、土構造物の下方部分の地盤を部分的に改良した場合の問題点として、改良部分と非改良部分との境界部における不同沈下によって土構造物に亀裂が入ることが考えられ、これに対する対策が求められる。

【0006】

そこで、本発明は、土構造物の崩壊を効率よく抑制できる支持構造体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】

【0007】

本発明の一側面に係る支持構造体は、土構造物を支持するものであり、土構造物の下方に位置する基礎地盤において土構造物の両側の法尻部の下方にそれぞれ設けられた地盤改良部と、基礎地盤の上面において土構造物の両側の法尻部の下方の地盤改良部間に亘って設けられ、地盤改良部に固定されたジオテキスタイルと、を備え、ジオテキスタイルは、棒状部材を格子状に組んだ格子状補強枠を有するシートであり、棒状部材を格子状に組んだときの交点において、棒状部材同士は上下方向に重ねられている。

【0008】

この支持構造体では、地盤改良部が土構造物の法尻部の下方に設けられていることによって、液状化に起因した土構造物における滑り、あるいは基礎地盤を含めた滑り崩壊の発生を防止できる。また、地盤改良部間に亘って設けられたジオテキスタイルによって土構造物が支持されるので、土構造物の不同沈下を抑制できる。更に、ジオテキスタイルが地盤改良部に固定されていることにより、ジオテキスタイルに張力が生じ、土構造物の沈下抑制効果を増大させることができる。以上のように、本発明によれば、土構造物の下部全体の地盤改良を行うことなく、土構造物の崩壊を効率よく抑制できる。

【0009】

また、格子状補強枠を有していることで、シート単独使用の場合は主に引張にだけ抵抗するのに対し、格子状補強枠を具備することでシートに曲げ剛性が付与される。その結果、基礎地盤が液状化した際の土構造物の沈下抑制効果をより一層増大させることができる。特に、シートに曲げ剛性が付与されることによって、地盤改良部と地盤を改良していない部分との境界における不同沈下が緩和される。これにより、地盤改良部と地盤を改良していない部分との境界部から土構造物に亀裂が入ることが抑制できる。

【0010】

シートは、格子状補強枠が形成する凹凸形状を有しており、地盤改良部ならびに土構造物に対して摩擦力によって固定されていてもよい。このシートは、格子状補強枠を有していることにより、補強枠が設けられている部位と設けられていない部位とによって凹凸が生じる。この凹凸により、地盤改良部とシートとの間、あるいは土構造物とシートとの間での摩擦力が増大され、別の固定手段を用いることなく、シートを地盤改良部上に敷設するだけでシートの位置ずれを防止することができる。

【0011】

ジオテキスタイルは、地盤改良部に設けられた溝内に入れ込まれ、溝内に入れ込まれたジオテキスタイルの上に充填部材が充填されることにより、地盤改良部に固定されていてもよい。このように、溝内に入れ込まれたジオテキスタイル上に充填部材を充填することにより、ジオテキスタイルを地盤改良部に強固に固定することができる。

【0012】

ジオテキスタイルは、杭、鋼矢板或は鋼管矢板を打ちつけることによって、地盤改良部に固定されていてもよい。この場合には、杭、鋼矢板或は鋼管矢板を用いて容易、且つ強固に固定することができる。

【0013】

ジオテキスタイルは、土構造物の両側の法尻部よりも更に外側に向かって延在していてもよい。この場合には、例えば土構造物が防潮堤である場合、防潮堤を乗り越えた津波や高波による越流が生じたとしても、ジオテキスタイルが法尻部よりも更に外側に延在していることによって、越流による基礎地盤の洗掘の進行を抑制できる。

【0014】

ジオテキスタイル上には、砕石層が設けられていてもよい。この場合には、ジオテキスタイルと砕石層とが一体となって剛性が向上し、土構造物の沈下をより一層防止できる。また、砕石層に排水性の良い材料を用いた場合、液状化時に上昇する基礎地盤、ならびに土構造物中の地下水の水圧を消散させる効果があるため、砕石層を設けることで、土構造物の耐液状化性能が向上する。ジオテキスタイル上に砕石層を設けることで、土構造物を設ける前の状態において、ジオテキスタイルを保護することができると共に、ジオテキスタイル上を工事車両等が通る道路として利用することができる。特に、前述の格子状補強枠を用いた場合、排水機能とシート材の保護のため、砕石層厚は格子状補強枠の凹凸部を完全に覆う程度の層厚を確保することが望ましい。

【0015】

地盤改良部の下端は、基礎地盤の非液状化層まで延びていてもよい。これにより、地盤改良部がより一層強固なものとなり、土構造物の崩壊をより一層防止できる。
本発明の一側面に係る支持構造体は、土構造物を支持する支持構造体であって、土構造物の下方に位置する基礎地盤において土構造物の両側の法尻部の下方にそれぞれ設けられた地盤改良部と、基礎地盤の上面において地盤改良部間に亘って設けられ、地盤改良部に固定されたジオテキスタイルと、を備え、ジオテキスタイルは、棒状部材を格子状に組んだ格子状補強枠を有するシートであり、ジオテキスタイル上には、格子状補強枠が形成する凹凸形状を覆う砕石層が設けられる。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一側面によれば、土構造物の崩壊を効率よく抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係る支持構造体の概略構成を示す断面図である。

【図2】図１のシートの詳細を示す斜視図である。

【図3】シートと地盤改良部との固定部分を示す拡大図である。

【図4】変形例における支持構造体の概略構成を示す断面図であり、地盤改良部の形状を変更したものである。

【図5】変形例における支持構造体の概略構成を示す断面図であり、シートの構成を変更したものである。

【図6】変形例における支持構造体の概略構成を示す断面図であり、地盤改良部の形状及びシートの構成を変更したものである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0019】

図１に示すように、支持構造体１は、土構造物Ｙを下方から支持するものである。土構造物Ｙとして、例えば、道路盛土、鉄道盛土、防潮堤、或いは、宅地造成盛土等が挙げられる。支持構造体１は、地盤改良部１０、シート（ジオテキスタイル）２０、及び、砕石層３０を含んで構成される。

【0020】

地盤改良部１０は、土構造物Ｙの下方に位置する基礎地盤Ｘにおいて、土構造物Ｙの両側の法尻部Ｙ１の下方にそれぞれ設けられる。なお、地盤改良部１０は、土構造物Ｙの法尻部Ｙ１の延在方向（土構造物Ｙの長手方向）に沿って連続して設けられていてもよく、所定の隙間を設けて非連続的に設けられていてもよい。地盤改良部１０の上面は、基礎地盤Ｘの上面と同じ高さでシート２０と接する配置が理想であるが、表層まで地盤改良を施すことが困難な場合や、地盤改良後に施工基面層が造成される場合等が考えられるため、地盤改良部１０の上面は、基礎地盤Ｘの上面やシート２０と違う高さに配置されていてもよい。地盤改良部１０の下端は、非液状化層Ｘ１まで延びている。

【0021】

地盤改良部１０は、液状化することがないように基礎地盤Ｘを改良等することによって形成される。地盤改良部１０を形成するための工法として、例えば、サンドコンパクションパイル工法やグラベルコンパクションパイル工法に代表される密度増大工法、機械式撹拌工法や高圧噴射撹拌工法に代表される深層混合処理工法（杭式改良、格子状改良を含む）、注入固化工法、又は、シートパイル締切工法等を用いることができる。

【0022】

シート２０は、基礎地盤Ｘの上面において地盤改良部１０間に亘って設けられる。本実施形態においては、シート２０として、棒状部材を格子状に組んだ補強枠を有するシートを用いる。より詳細には、シート２０は、図２に示すように、シート部２１及びジャケット２２を含んで構成される。シート部２１として、土木シート等、所定の引っ張り強度を有する各種のシートを用いることができる。ジャケット２２は、補強枠として機能する。ジャケット２２は、チューブ状の繊維材の内部に流動性固化材等が充填されており、内部の充填材の圧縮抵抗とチューブ状繊維材の引張抵抗により高い曲げ剛性を有している。棒状のジャケット２２は格子状に組まれている。格子状に組まれたジャケット２２は、シート部２１の上面に配置されるのが一般的であるが、表層がヘドロ層のように超軟弱な場合等は、施工性を考慮してジャケット２２をシート部２１の下に配置することも可能である。ジャケット２２を格子状に配置した際にジャケット２２同士が交差する部位において、結束紐などを用いてジャケット２２同士を結束してもよい。

【0023】

シート２０の端部は、地盤改良部１０の上面に固定される。シート２０の地盤改良部１０への固定方法の一例として、例えば図３に示すように、地盤改良部１０の上面に溝１０ａを設け、溝１０ａ内にシート２０を入れ込む。そして、溝１０ａ内に入り込んだシート２０の上に、ブロック、砕石或いは土等の充填部材１０ｂを充填することにより、シート２０を地盤改良部１０に固定することができる。

【0024】

本実施形態において、シート２０は、土構造物Ｙの下面部分のみを覆っている。即ち、シート２０の縁部の位置と、法尻部Ｙ１の縁部の位置とは略一致している。

【0025】

シート２０の上面には、砕石層３０が設けられる。砕石層３０の厚さは、シート２０のジャケット２２が隠れる程度とすることができる。これにより、シート２０、ジャケット２２及び砕石層３０が一体の補強層として、土構造物Ｙの崩壊に抵抗する。砕石層３０の上に、土構造物Ｙが形成される。

【0026】

本実施形態は以上のように構成され、この支持構造体１では、地盤改良部１０が土構造物Ｙの法尻部Ｙ１の下方に設けられていることによって、基礎地盤Ｘに液状化が生じても、土構造物Ｙにおける法尻部分の滑り、あるいは基礎地盤Ｘを含めた滑り、及び、側方への流動の発生を防止でき、更に、地盤改良部１０によって支持構造体１の外側の地盤で発生した過剰間隙水圧の基礎地盤Ｘ内への伝播を抑制することができる。また、地盤改良部１０間に亘って設けられたシート２０によって土構造物Ｙが支持されることによって、基礎地盤Ｘに液状化が生じた場合であっても、土構造物Ｙの沈下、及び、不同沈下等を抑制できる。更に、シート２０が地盤改良部１０に固定されていることにより、地盤改良部１０間においてシート２０に張力が生じ、土構造物Ｙの沈下抑制効果を増大させることができる。また、曲げ剛性を有するジャケット２２によって構成されたシート２０を用いた場合には、地盤改良部１０の境界において不同沈下が緩和されるという効果もあり、土構造物Ｙの不同沈下をより一層抑制することができる。以上のように、本実施形態によれば、土構造物Ｙの下部全体の地盤改良等を行うことなく、土構造物Ｙの崩壊を効率よく抑制できる。

【0027】

シート２０として、格子状補強枠を有するシートを用いることで、シート部２１単独使用の場合は主に引張にだけ抵抗するのに対し、格子状補強枠としてのジャケット２２を具備することでシートに曲げ剛性が付与される。その結果、基礎地盤Ｘが液状化した際の土構造物Ｙの沈下抑制効果をより一層増大させることができる。

【0028】

シート２０の端部を地盤改良部１０の溝１０ａ内に入れ込み、入れ込んだシート２０の上に充填部材１０ｂを充填することによって、シート２０を地盤改良部１０に固定する。このように、溝１０ａ内に入れ込んだシート２０の上に充填部材１０ｂを充填することにより、シート２０を地盤改良部１０に強固に固定することができ、シート２０の抜け出しを防止できる。

【0029】

シート２０上に砕石層３０を設けることによって、シート２０と砕石層３０とが一体となって剛性が向上し、土構造物Ｙの沈下をより一層防止できる。砕石層３０に排水性の良い材料を用いた場合、液状化時に上昇する基礎地盤Ｘ、ならびに土構造物Ｙ中の地下水の水圧を消散させる効果があるため、砕石層３０を設けることで、土構造物Ｙの耐液状化性能が向上する。シート２０上に砕石層３０を設けることで土構造物Ｙを設ける前の状態において、シート２０を保護することができると共に、シート２０上を工事車両等が通る道路として利用することができる。

【0030】

地盤改良部１０の下端を基礎地盤Ｘの非液状化層Ｘ１まで延ばすことにより、地盤改良部１０がより一層強固なものとなり、土構造物Ｙの崩壊をより一層防止できる。

【0031】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、シート２０として、格子状補強枠を有するシートを用いるものとしたが、これ以外の他のジオテキスタイル、例えばジオネット、ジオグリッド等を用いることができる。

【0032】

また、シート２０の地盤改良部１０への固定方法は、上述した方法に限定されない。例えば、シート２０を地盤改良部１０に固定する他の方法として、地盤改良部１０の上にシート２０を設置し、シート２０を介して地盤改良部１０に向けて杭、鋼矢板或は鋼管矢板を打ちつけることによって固定することもできる。この場合には、容易、且つ強固にシート２０を地盤改良部１０に固定することができる。更に、他の例として、例えば、地盤改良部１０の上面にシート２０を設置するだけであっても、シート２０と地盤改良部１０との摩擦力あるいはシート２０と土構造物Ｙとの摩擦力によって、シート２０の位置ずれを防止することができる。これは、シート２０が格子状のジャケット２２を有していることにより、ジャケット２２が設けられている部位と設けられていない部位とによって凹凸が生じる。これにより、シート２０と地盤改良部１０との間の摩擦力あるいはシート２０と土構造物Ｙとの摩擦力が増大され、別の固定手段を用いることなく、シート２０を地盤改良部１０上に敷設するだけで摩擦力によりシートの位置ずれを防止できる。

【0033】

シート２０を設置する際に、水平方向に対して所定角度傾斜させた状態で設置してもよい。この場合には、土構造物Ｙの内部の排水性をより一層向上させることができる。

【0034】

上記実施形態では、図１に示すように、地盤改良部１０の下端の全ての部分が非液状化層Ｘ１まで延びているものとしたが、地盤改良部１０の下端の一部分のみが非液状化層Ｘ１まで延びていてもよい。具体的には、図４に示す支持構造体１Ａのように、土構造物Ｙの法尻部Ｙ１の下方に、下端の一部分のみが非液状化層Ｘ１まで延びる地盤改良部１０Ａを設ける。地盤改良部１０Ａの外側部１０ｃの下端は、非液状化層Ｘ１まで延びている。地盤改良部１０Ａの内側部１０ｄの下端は、非液状化層Ｘ１に達していない。また、地盤改良部１０Ａの内側部１０ｄは、地盤の改良深度が土構造物Ｙの内側に向かって徐々に浅くなっている。このように、地盤改良部１０Ａの内側部１０ｄを、外側部１０ｃから土構造物Ｙの下方の未改良範囲に向かって張り出した形状としてもよい。

【0035】

また、図５に示す支持構造体１Ｂのように、シート２０を、土構造物Ｙの両側の法尻部Ｙ１よりも外側に向かって更に延在させてもよい。この場合には、例えば土構造物Ｙが防潮堤である場合、防潮堤を乗り越えた津波や高波による越流が生じたとしても、シート２０が延在していることによって、越流による基礎地盤Ｘの洗掘の進行を抑制できる。

【0036】

また、図６に示す支持構造体１Ｃのように、地盤改良部１０Ｂを、土構造物Ｙの横断面内において土構造物Ｙの法尻部Ｙ１よりも外側に配置してもよい。この場合、シート２０を、地盤改良部１０Ｂの上面の少なくとも一部を覆うように、土構造物Ｙの両側の法尻部Ｙ１よりも外側に向かって更に延在させる。これにより、シート２０における法尻部Ｙ１よりも外側に延在する部分を、地盤改良部１０Ｂの上面に固定することができる。

【符号の説明】

【0037】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…支持構造体、１０，１０Ａ，１０Ｂ…地盤改良部、２０…シート（ジオテキスタイル）、３０…砕石層、Ｘ…基礎地盤、Ｘ１…非液状化層、Ｙ…土構造物、Ｙ１…法尻部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】