知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022175470
(43)【公開日】2022-11-25
(54)【発明の名称】土堤補強構造
(51)【国際特許分類】
E02B 3/10 20060101AFI20221117BHJP
【ＦＩ】
E02B3/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021081862
(22)【出願日】2021-05-13
(71)【出願人】
【識別番号】000004123
【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002963
【氏名又は名称】弁理士法人ＭＴＳ国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100080458
【弁理士】
【氏名又は名称】高矢 諭
(74)【代理人】
【識別番号】100144299
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 崇
(72)【発明者】
【氏名】家根 拓矢
(72)【発明者】
【氏名】山田 慶太郎
(72)【発明者】
【氏名】奈良 正
【テーマコード（参考）】
2D118
【Ｆターム（参考）】
2D118AA02
2D118CA07
2D118FA01
2D118GA07
2D118GA12
(57)【要約】
【課題】土堤を補強しても、越水時に土堤浸食が進みにくく、決壊に至りにくい土堤補強構造を提供する。
【解決手段】土堤１００の延びる方向に沿って間隔を空けて、少なくともその一部が当該土堤１００内に配置されていて、かつ、長手方向が略鉛直方向になるように配置された複数の長尺部材１２と、複数の長尺部材１２の部位のうち、少なくとも土堤１００内に位置している部位同士の間を掛け渡す遮水シート１４と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】土堤１００の延びる方向に沿って間隔を空けて、少なくともその一部が当該土堤１００内に配置されていて、かつ、長手方向が略鉛直方向になるように配置された複数の長尺部材１２と、複数の長尺部材１２の部位のうち、少なくとも土堤１００内に位置している部位同士の間を掛け渡す遮水シート１４と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
土堤の延びる方向に沿って間隔を空けて、少なくともその一部が当該土堤内に配置されていて、かつ、長手方向が略鉛直方向になるように配置された複数の長尺部材と、
前記複数の長尺部材の部位のうち、少なくとも前記土堤内に位置している部位同士の間を掛け渡す遮水シートと、
を備えることを特徴とする土堤補強構造。
前記複数の長尺部材の部位のうち、少なくとも前記土堤内に位置している部位同士の間を掛け渡す遮水シートと、
を備えることを特徴とする土堤補強構造。
【請求項2】
前記長尺部材の下端および前記遮水シートの下端は、前記土堤の陸域側の法尻よりも下方に達していることを特徴とする請求項１に記載の土堤補強構造。
【請求項3】
前記長尺部材の下端は、前記遮水シートが配置されている領域よりも下方に達していることを特徴とする請求項１または２に記載の土堤補強構造。
【請求項4】
前記遮水シートの下端は、不透水層に達していることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の土堤補強構造。
【請求項5】
前記長尺部材は、鋼管杭であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の土堤補強構造。
【請求項6】
前記鋼管杭の表面には、前記遮水シートを固定するための固定鋼板が、その長手方向が当該鋼管杭の長手方向となるように取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の土堤補強構造。
【請求項7】
前記固定鋼板は、その一側面が前記鋼管杭の表面に取り付けられており、当該固定鋼板の幅方向は、隣接する鋼管杭に向かう方向であることを特徴とする請求項６に記載の土堤補強構造。
【請求項8】
前記遮水シートを挟み込むための挟み付け鋼板をさらに備えており、
前記固定鋼板と前記挟み付け鋼板との間に、前記遮水シートを挟み込んで、前記遮水シートを固定していることを特徴とする請求項７に記載の土堤補強構造。
前記固定鋼板と前記挟み付け鋼板との間に、前記遮水シートを挟み込んで、前記遮水シートを固定していることを特徴とする請求項７に記載の土堤補強構造。
【請求項9】
前記挟み付け鋼板の長手方向の長さおよび前記固定鋼板の長手方向の長さは、前記遮水シートの高さ方向の長さ以上の長さであることを特徴とする請求項８に記載の土堤補強構造。
【請求項10】
前記固定鋼板と前記遮水シートとの間、および前記挟み付け鋼板と前記遮水シートとの間のうちの少なくとも一方において、止水ゴムがさらに設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の土堤補強構造。
【請求項11】
前記長尺部材は、Ｈ形鋼であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の土堤補強構造。
【請求項12】
前記遮水シートを挟み込むための挟み付け鋼板をさらに備えており、
また、前記Ｈ形鋼の一方のフランジの表面は水域側を向いており、
前記一方のフランジの表面と前記挟み付け鋼板との間に、前記遮水シートを挟み込んで、前記遮水シートを固定することを特徴とする請求項１１に記載の土堤補強構造。
また、前記Ｈ形鋼の一方のフランジの表面は水域側を向いており、
前記一方のフランジの表面と前記挟み付け鋼板との間に、前記遮水シートを挟み込んで、前記遮水シートを固定することを特徴とする請求項１１に記載の土堤補強構造。
【請求項13】
前記挟み付け鋼板の長手方向の長さおよび前記Ｈ形鋼の長手方向の長さは、前記遮水シートの高さ方向の長さ以上の長さであることを特徴とする請求項１２に記載の土堤補強構造。
【請求項14】
前記Ｈ形鋼の前記一方のフランジ表面と前記遮水シートとの間、および前記挟み付け鋼板と前記遮水シートとの間のうちの少なくとも一方において、止水ゴムがさらに設けられていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の土堤補強構造。
【請求項15】
前記遮水シートは、漏水量が２５（ｍｌ／ｓｃｃ）／（１．８ｍ2）以下、引張強さが１１．８Ｎ／ｍｍ2以上、摩擦係数が０．８以上を満足することを特徴とする請求項１～１４のいずれかに記載の土堤補強構造。
【請求項16】
前記遮水シートは、純ポリ塩化ビニルまたはエチレン酢酸ビニルであることを特徴とする請求項１～１５のいずれかに記載の土堤補強構造。
【請求項17】
前記土堤は、河川堤防であることを特徴とする請求項１～１６のいずれかに記載の土堤補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、土堤補強構造に関する。
【背景技術】
【0002】
令和元年東日本台風（令和元年１０月の台風１９号）により、多くの河川堤防が決壊し、各地で甚大な浸水被害が発生した。その後の調査により、決壊原因の主な要因は「越水」であると推定されている（例えば、非特許文献１、２参照）。
【0003】
河川堤防は原則として土堤であり、土堤に対する越水対策のための工法として、土堤の裏法面や天端をブロック、シート等で被覆する工法や、土堤内部に剛体コア（例えば鋼管矢板等）を設置する工法等が検討されているが、いずれの工法にも問題点が指摘されている。
【0004】
土堤内部に剛体コアを設置する工法においては、剛体コアに土以外の材料を用いるため、土を用いた既存堤防（土堤）とのなじみが悪く、例えば地震の作用により、剛体コアと堤体盛土との境界で剥離が生じ、空洞等が発生することが懸念されている（例えば、非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【非特許文献1】第１回 令和元年台風第１９号の被災を踏まえた河川堤防に関する技術検討会の配付資料“資料2-2 国管理河川の決壊要因（堤防調査委員会の検討）”、３ページ、［online］，令和２年２月１４日、国土交通省 治水課、［令和３年４月２日検索］、インターネット＜URL：https://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_blog/gijutsu_kentoukai/dai01kai/pdf/doc2-2.pdf＞
【非特許文献2】第１回 令和元年台風第１９号の被災を踏まえた河川堤防に関する技術検討会の配付資料“資料2-3 県管理河川を含めた決壊の要因や特徴の分析”、２ページ、［online］，令和２年２月１４日、国土交通省 治水課、［令和３年４月２日検索］、インターネット＜URL：https://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_blog/gijutsu_kentoukai/dai01kai/pdf/doc2-3.pdf＞
【非特許文献3】第２回 令和元年台風第１９号の被災を踏まえた河川堤防に関する技術検討会の配布資料“補足資料１ 対策工法について（案）”、２２ページ、［online］，令和２年３月２５日、国土交通省 治水課、［令和３年３月３１日検索］、インターネット＜URL：https://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_blog/gijutsu_kentoukai/dai02kai/pdf/hosoku1.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
土堤内部に剛体コアを設置する工法を採用して、剛体コアと堤体盛土との境界に空洞等が発生した場合、そこを起点として越水時に土砂の浸食が進み、剛体コアの転倒に至るケースが生じる可能性があると本発明者は考えた。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、土堤を補強しても、越水時に土堤浸食が進みにくく、決壊に至りにくい土堤補強構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は前記課題を解決する発明であり、例えば、以下の態様の土堤補強構造である。
【0009】
即ち、本発明に係る土堤補強構造の一つの態様は、土堤の延びる方向に沿って間隔を空けて、少なくともその一部が当該土堤内に配置されていて、かつ、長手方向が略鉛直方向になるように配置された複数の長尺部材と、前記複数の長尺部材の部位のうち、少なくとも前記土堤内に位置している部位同士の間を掛け渡す遮水シートと、を備えることを特徴とする土堤補強構造である。
【0010】
ここで、本願において、土堤とは、周囲の地表面よりも上方に盛り上がっていて、堤防としての機能を果たす土構造物のことを意味するものとする。
【0011】
また、土堤が河川堤防である場合、「土堤の延びる方向」は、通常の場合、河川に沿う方向となる。また、本願において、「土堤の延びる方向」を「土堤の延在方向」と記すことがある。
【0012】
前記長尺部材の下端および前記遮水シートの下端は、前記土堤の陸域側の法尻よりも下方に達しているように構成してもよい。
【0013】
前記長尺部材の下端は、前記遮水シートが配置されている領域よりも下方に達しているように構成してもよい。
【0014】
前記遮水シートの下端は、不透水層に達しているように構成してもよい。
【0015】
前記長尺部材は、鋼管杭であってもよい。
【0016】
前記鋼管杭の表面には、前記遮水シートを固定するための固定鋼板が、その長手方向が当該鋼管杭の長手方向となるように取り付けられている、ように構成してもよい。
【0017】
前記固定鋼板は、その一側面が前記鋼管杭の表面に取り付けられており、当該固定鋼板の幅方向は、隣接する鋼管杭に向かう方向である、ように構成してもよい。
【0018】
前記遮水シートを挟み込むための挟み付け鋼板をさらに備えており、前記固定鋼板と前記挟み付け鋼板との間に、前記遮水シートを挟み込んで、前記遮水シートを固定している、ように構成してもよい。
【0019】
前記挟み付け鋼板の長手方向の長さおよび前記固定鋼板の長手方向の長さは、前記遮水シートの高さ方向の長さ以上の長さであるように構成してもよい。
【0020】
前記固定鋼板と前記遮水シートとの間、および前記挟み付け鋼板と前記遮水シートとの間のうちの少なくとも一方において、止水ゴムがさらに設けられている、ように構成してもよい。
【0021】
前記長尺部材は、Ｈ形鋼であってもよい。
【0022】
前記遮水シートを挟み込むための挟み付け鋼板をさらに備えており、また、前記Ｈ形鋼の一方のフランジの表面は水域側を向いており、前記一方のフランジの表面と前記挟み付け鋼板との間に、前記遮水シートを挟み込んで、前記遮水シートを固定する、ように構成してもよい。
【0023】
前記挟み付け鋼板の長手方向の長さおよび前記Ｈ形鋼の長手方向の長さは、前記遮水シートの高さ方向の長さ以上の長さであるように構成してもよい。
【0024】
前記Ｈ形鋼の前記一方のフランジ表面と前記遮水シートとの間、および前記挟み付け鋼板と前記遮水シートとの間のうちの少なくとも一方において、止水ゴムがさらに設けられている、ように構成してもよい。
【0025】
前記遮水シートは、漏水量が２５（ｍｌ／ｓｃｃ）／（１．８ｍ2）以下、引張強さが１１．８Ｎ／ｍｍ2以上、摩擦係数が０．８以上を満足することが好ましい。
【0026】
ここで、前記「漏水量が２５（ｍｌ／ｓｃｃ）／（１．８ｍ2）以下」における「漏水量」は、建設省土木研究資料第３１０３号の小型浸透試験による試験方法によって測定された値であり、前記「引張強さが１１．８Ｎ／ｍｍ2以上」における「引張強さ」は、日本産業規格（ＪＩＳ）で規定されている各材料ごとの試験方法によって測定された値であり、前記「摩擦係数が０．８以上」における「摩擦係数」は、平成４年度建設省告示第１３２４号に基づく摩擦試験方法によって測定された値である。本願の他の箇所における同様の記載においても同様である。
【0027】
前記遮水シートは、純ポリ塩化ビニルまたはエチレン酢酸ビニルであってもよい。
【0028】
前記土堤は、河川堤防であってもよい。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、土堤を補強しても、越水時に土堤浸食が進みにくく、決壊に至りにくい土堤補強構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す斜視図
【図2】本第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す側面図
【図3】本第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す平面図
【図4】固定部１６を中心にして示す拡大平面図
【図5】本発明の第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す斜視図
【図7】本第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す平面図
【図8】固定部２６を中心にして示す拡大平面図
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、図面を参照して、本発明に係る土堤補強構造の実施形態を詳細に説明する。
【0032】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す斜視図であり、図２は、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す側面図であり、図３は、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す平面図であり、図４は、固定部１６を中心にして示す拡大平面図である。図１では、土堤１００の内部およびその下方に位置する鋼管杭１２および遮水シート１４についても実線で表記しており、また、固定部１６の明示は省略している。また、図３、４では、ボルト１６Ｄを、１本の線分で簡略に表記している。なお、図１において、符号１００Ａは土堤１００の天端を示し、符号１００Ｂは土堤１００の表法面（水域側の法面）を示し、符号１００Ｃは土堤１００の裏法面（水域とは反対側の法面）を示し、符号２００は水域の水を示している。第２実施形態を示す図５においても同様である。
図１は、本発明の第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す斜視図であり、図２は、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す側面図であり、図３は、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０を模式的に示す平面図であり、図４は、固定部１６を中心にして示す拡大平面図である。図１では、土堤１００の内部およびその下方に位置する鋼管杭１２および遮水シート１４についても実線で表記しており、また、固定部１６の明示は省略している。また、図３、４では、ボルト１６Ｄを、１本の線分で簡略に表記している。なお、図１において、符号１００Ａは土堤１００の天端を示し、符号１００Ｂは土堤１００の表法面（水域側の法面）を示し、符号１００Ｃは土堤１００の裏法面（水域とは反対側の法面）を示し、符号２００は水域の水を示している。第２実施形態を示す図５においても同様である。
【0033】
本第１実施形態に係る土堤補強構造１０は、図１～３に示すように、長尺部材である鋼管杭１２と、遮水シート１４と、固定部１６と、を有してなり、それらは、土堤１００の内部および土堤１００の下部に配置されている。
【0034】
鋼管杭１２は、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０の全体を地盤に固定するとともに、遮水シート１４の位置を保持して土堤補強構造１０の全体の構造を保持する役割を有する。このため、通常の場合、鋼管杭１２の下端は、遮水シート１４の下端よりも下方まで地盤に埋め込まれている。また、鋼管杭１２の上端は、土堤１００の天端１００Ａまたは天端１００Ａ近傍に達している。
【0035】
鋼管杭１２は、その長手方向が略鉛直方向になるように、かつ、その下端が土堤１００の裏法面１００Ｃの法尻１００Ｄよりも下方に達するように打設されている。土堤１００の裏法面１００Ｃの法尻１００Ｄの高さ位置は、通常の場合、土堤１００の陸域側の周囲の地表面３００の高さ位置と一致する。鋼管杭１２の具体的な打設深さは、設計条件に応じて適宜に定めればよい。また、鋼管杭１２の打設位置は、標準的には土堤１００の横断方向（土堤１００の延在方向と直交する方向）中央部付近であり、鋼管杭１２の打設間隔は、標準的には２ｍ程度以上である。
【0036】
鋼管杭１２の形状は円筒状であり、一般的な土堤への適用を考えた場合に想定される外径は標準的には４００ｍｍ以上２６００ｍｍ以下であり、厚さは標準的には３．２ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下である。通常の場合、鋼管杭１２の外径が大きくなるほど、鋼管杭１２の厚さおよび打設間隔も大きくする。
【0037】
遮水シート１４は、図１に示すように、鋼管杭１２の部位のうち、土堤１００内に位置している部位同士の間を掛け渡されており、土堤１００によって隔てられた水域側領域とその反対側の領域（以下、陸域側領域と記すことがある。）との間で水の行き来を遮断または妨害する役割を有する。このため、通常の場合、遮水シート１４の下端は不透水層に達するようにする。したがって、通常の場合、遮水シート１４の下端は、土堤１００の裏法面１００Ｃの法尻１００Ｄよりも下方に達している。なお、図１、２では、少なくとも一部の部位が土堤１００内に配置されている鋼管杭１２の下端は、遮水シート１４の下端よりも下方に達しており、土堤１００内に位置している鋼管杭１２の一部の部位同士の間を遮水シート１４が掛け渡しているが、遮水シート１４と鋼管杭１２の下端は高さ方向において同じ位置にあってもよく、つまり遮水シート１４が土堤１００内に位置している鋼管杭１２の部位全体の間を掛け渡すものであってもよい。
【0038】
遮水シート１４の幅方向（土堤１００の延在方向）両端部は、図２～４に示すように、固定部１６によって固定されており、固定部１６を介して鋼管杭１２に連結されている。
【0039】
遮水シート１４は、水域側領域と陸域側領域との間で水の行き来をある程度以上遮断または妨害できるような止水材としての性能を満足するようなものであればよく、例えば、漏水量が２５（ｍｌ／ｓｃｃ）／（１．８ｍ2）以下、引張強さが１１．８Ｎ／ｍｍ2以上、摩擦係数が０．８以上を満足するものが好ましい。また、土堤１００の盛土の動きに追随できるように、前記引張強さに加えて、所定以上の引裂強さおよび伸び率を有しているものが好ましい。土堤１００の盛土の動きに十分に追随できるように、具体的には、遮水シート１４の伸び（ＪＩＳ Ｋ ６７７３）は、２００％以上であることが好ましい。また、遮水シート１４の厚さは、標準的には１ｍｍ程度である。
【0040】
前記した特性を有するとともに、所定以上の遮水性および耐久性を有すれば、遮水シート１４として使用可能であり、土質に応じて適宜に採用可能であり、遮水シート１４の具体的な材質としては、例えば、純ポリ塩化ビニルやエチレン酢酸ビニルを挙げることができる。
【0041】
固定部１６は、図４に示すように、固定鋼板１６Ａと、挟み付け鋼板１６Ｂと、止水ゴム１６Ｃと、ボルト１６Ｄとを有してなり、固定鋼板１６Ａと挟み付け鋼板１６Ｂとの間に、止水ゴム１６Ｃを介在させて遮水シート１４の端部を挟み込んで、遮水シート１４の位置を固定する。
【0042】
固定鋼板１６Ａは、その長手方向が鋼管杭１２の長手方向となるように鋼管杭１２に取り付けられており、固定鋼板１６Ａの一側面が鋼管杭１２の表面に溶接で取り付けられている。固定鋼板１６Ａの幅方向は、図３に示すように、隣接する鋼管杭１２に向かう方向である。固定鋼板１６Ａおよび挟み付け鋼板１６Ｂの長さ（鋼管杭１２の長手方向に沿う方向の長さ）は、遮水シート１４の高さ方向の長さ以上の長さを有しており、遮水シート１４の高さ方向の全範囲を、固定鋼板１６Ａと挟み付け鋼板１６Ｂとの間に挟み込んで鋼管杭１２に連結することができるようになっている。
【0043】
具体的には、図４に示すように、挟み付け鋼板１６Ｂと遮水シート１４との間に止水ゴム１６Ｃを介在させて、ボルト１６Ｄおよび図示せぬナットにより固定鋼板１６Ａと挟み付け鋼板１６Ｂとを締め込んで、遮水シート１４の両端部をそれぞれ固定部１６で固定して、遮水シート１４の両端部を鋼管杭１２に連結している。
【0044】
本第１実施形態に係る土堤補強構造１０では、挟み付け鋼板１６Ｂと遮水シート１４との間に止水ゴム１６Ｃを介在させたが、固定鋼板１６Ａと遮水シート１４との間に止水ゴム１６Ｃを介在させるようにしてもよい。また、挟み付け鋼板１６Ｂと遮水シート１４との間、および固定鋼板１６Ａと遮水シート１４との間の両方に止水ゴム１６Ｃを介在させるようにしてもよい。
【0045】
以上説明したように、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０では、鋼管杭１２が土堤１００の延在方向に沿って所定の間隔を空けて離散的に配置されており、鋼管杭１２同士の間には、両端部を鋼管杭１２に連結された遮水シート１４が掛け渡されている。このため、鋼管杭１２と土堤１００の盛土との境界にたとえ空洞等が発生したとしても、土堤１００における限定的な領域に止まり、また、遮水シート１４は土堤１００の盛土の動きに十分に追随できるので、遮水シート１４と土堤１００の盛土との間には空隙は発生しにくい。したがって、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０においては、洪水時に土堤１００を越水するような状況になっても、鋼管杭１２と土堤１００の盛土との境界に生じた空洞を起点とした浸食は限定的な領域に止まり、本第１実施形態に係る土堤補強構造１０の全体が転倒して土堤１００の決壊につながるような事態は発生しにくい。
【0046】
（２）第２実施形態
図５は、本発明の第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す斜視図であり、図６は、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す鉛直断面図（図７のＶＩ－ＶＩ線断面図）であり、図７は、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す平面図であり、図８は、固定部２６を中心にして示す拡大平面図である。図５では、土堤１００の内部およびその下方に位置するＨ形鋼２２および遮水シート２４についても実線で表記しており、また、固定部２６の明示は省略している。また、図７、８では、ボルト２６Ｅ、２６Ｆを、それぞれ１本の線分で簡略に表記している。
図５は、本発明の第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す斜視図であり、図６は、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す鉛直断面図（図７のＶＩ－ＶＩ線断面図）であり、図７は、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０を模式的に示す平面図であり、図８は、固定部２６を中心にして示す拡大平面図である。図５では、土堤１００の内部およびその下方に位置するＨ形鋼２２および遮水シート２４についても実線で表記しており、また、固定部２６の明示は省略している。また、図７、８では、ボルト２６Ｅ、２６Ｆを、それぞれ１本の線分で簡略に表記している。
【0047】
第１実施形態に係る土堤補強構造１０では、長尺部材として鋼管杭１２を用いたが、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０では、長尺部材としてＨ形鋼２２を用いている。本第２実施形態に係る土堤補強構造２０は、長尺部材としてＨ形鋼２２を用いている点、およびこれに付随して第１実施形態に係る土堤補強構造１０から変更した点以外は、第１実施形態に係る土堤補強構造１０と基本的に同様である。第１実施形態で説明した内容と同内容の点については、以下の記載において、説明を省略または簡略にしている場合がある。
【0048】
第２実施形態に係る土堤補強構造２０は、図５～７に示すように、長尺部材であるＨ形鋼２２と、遮水シート２４と、固定部２６と、を有してなり、それらは、土堤１００の内部および土堤１００の下部に配置されている。
【0049】
Ｈ形鋼２２は、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０の全体を地盤に固定するとともに、遮水シート２４の位置を保持して土堤補強構造２０の全体の構造を保持する役割を有する。このため、通常の場合、Ｈ形鋼２２の下端は、遮水シート２４の下端よりも下方まで地盤に埋め込まれている。また、Ｈ形鋼２２の上端は、土堤１００の天端１００Ａまたは天端１００Ａ近傍に達している。
【0050】
Ｈ形鋼２２は、その長手方向が略鉛直方向になるように、かつ、その下端が土堤１００の裏法面１００Ｃの法尻１００Ｄよりも下方に達するように打設されている。Ｈ形鋼２２の具体的な打設深さは、設計条件に応じて適宜に定めればよい。また、Ｈ形鋼２２の打設位置は、標準的には土堤１００の横断方向（土堤１００の延在方向と直交する方向）中央部付近であり、Ｈ形鋼２２の打設間隔は、標準的には２ｍ程度以上である。
【0051】
Ｈ形鋼２２は断面がＨ形の鋼材であり、一般的な土堤への適用を考えた場合に想定される断面形状の大きさは標準的にはＨ２００ｍｍ×２００ｍｍからＨ１０００ｍｍ×４００ｍｍまでである。通常の場合、Ｈ形鋼２２は断面が大きくなるほど、Ｈ形鋼２２の打設間隔も大きくする。
【0052】
Ｈ形鋼２２は、２つのフランジ（水域側フランジ２２Ａ、陸域側フランジ２２Ｂ）とウェブ２２Ｃとを有して構成されており、水域側フランジ２２Ａの表面が水域側を向いて、土堤１００の延在方向と平行になるように配置されている。
【0053】
遮水シート２４は、Ｈ形鋼２２の部位のうち、土堤１００内に位置している部位同士の間を掛け渡されており、土堤１００によって隔てられた水域側領域と陸域側領域との間で水の行き来を遮断または妨害する役割を有する。このため、通常の場合、遮水シート２４の下端は不透水層に達するようにする。したがって、通常の場合、遮水シート２４の下端は、土堤１００の裏法面１００Ｃの法尻１００Ｄよりも下方に達している。なお、図５、６では、少なくとも一部の部位が土堤１００内に配置されているＨ形鋼２２の下端は、遮水シート２４の下端よりも下方に達しており、土堤１００内に位置しているＨ形鋼２２の一部の部位同士の間を遮水シート２４が掛け渡しているが、遮水シート２４とＨ形鋼２２の下端は高さ方向において同じ位置にあってもよく、つまり遮水シート２４が土堤１００内に位置しているＨ形鋼２２の部位全体の間を掛け渡すものであってもよい。
【0054】
遮水シート２４の幅方向（土堤１００の延在方向）両端部は、図６～８に示すように、固定部２６によって固定されており、固定部２６を介してＨ形鋼２２に連結されている。
【0055】
遮水シート２４は、水域側領域と陸域側領域との間で水の行き来をある程度以上遮断または妨害できるような止水材としての性能を満足するようなものであればよく、例えば、漏水量が２５（ｍｌ／ｓｃｃ）／（１．８ｍ2）以下、引張強さが１１．８Ｎ／ｍｍ2以上、摩擦係数が０．８以上を満足するものが好ましい。また、土堤１００の盛土の動きに追随できるように、前記引張強さに加えて、所定以上の引裂強さおよび伸び率を有しているものが好ましい。土堤１００の盛土の動きに十分に追随できるように、具体的には、遮水シート２４の伸び（ＪＩＳ Ｋ ６７７３）は、２００％以上であることが好ましい。また、遮水シート２４の厚さは、標準的には１ｍｍ程度である。
【0056】
前記した特性を有するとともに、所定以上の遮水性および耐久性を有すれば、遮水シート２４として使用可能であり、土質に応じて適宜に採用可能であり、遮水シート２４の具体的な材質としては、例えば、純ポリ塩化ビニルやエチレン酢酸ビニルを挙げることができる。
【0057】
固定部２６は、図８に示すように、水域側フランジ２２Ａと、挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂと、止水ゴム２６Ｃ、２６Ｄと、ボルト２６Ｅ、２６Ｆとを有してなり、水域側フランジ２２Ａと挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂと間に、止水ゴム２６Ｃ、２６Ｄを介在させて遮水シート２４の端部を挟み込んで、遮水シート２４の位置を固定する。
【0058】
前述したように、Ｈ形鋼２２は、水域側フランジ２２Ａの表面が水域側を向いて、土堤１００の延在方向と略平行になるように配置されており、水域側フランジ２２Ａの幅方向は、土堤１００の延在方向と略平行である。
【0059】
水域側フランジ２２Ａおよび挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂの長さ（Ｈ形鋼２２の長手方向に沿う方向の長さ）は、遮水シート２４の高さ方向の長さ以上の長さを有しており、遮水シート２４の高さ方向の全範囲を、水域側フランジ２２Ａと挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂとの間に挟み込んでＨ形鋼２２に連結することができるようになっている。
【0060】
具体的には、図８に示すように、水域側フランジ２２Ａと遮水シート２４との間に止水ゴム２６Ｃ、２６Ｄを介在させて、ボルト２６Ｅ、２６Ｆおよび図示せぬナットにより水域側フランジ２２Ａと挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂとを締め込んで、遮水シート２４の両端部をそれぞれ固定部２６で固定して、遮水シート２４の両端部をＨ形鋼２２の水域側フランジ２２Ａに連結している。
【0061】
本第２実施形態に係る土堤補強構造２０では、水域側フランジ２２Ａと遮水シート２４との間に止水ゴム２６Ｃ、２６Ｄを介在させたが、挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂと遮水シート２４との間に止水ゴム２６Ｃ、２６Ｄを介在させるようにしてもよい。また、水域側フランジ２２Ａと遮水シート２４との間、および挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂと遮水シート２４との間の両方に止水ゴム２６Ｃ、２６Ｄを介在させるようにしてもよい。
【0062】
以上説明したように、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０では、Ｈ形鋼２２が土堤１００の延在方向に沿って所定の間隔を空けて離散的に配置されており、Ｈ形鋼２２同士の間には、両端部をＨ形鋼２２に連結された遮水シート２４が掛け渡されている。このため、Ｈ形鋼２２と土堤１００の盛土との境界にたとえ空洞等が発生したとしても、土堤１００における限定的な領域に止まり、また、遮水シート２４は土堤１００の盛土の動きに十分に追随できるので、遮水シート２４と土堤１００の盛土との間には空隙は発生しにくい。したがって、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０においては、洪水時に土堤１００を越水するような状況になっても、Ｈ形鋼２２と土堤１００の盛土との境界に生じた空洞を起点とした浸食は限定的な領域に止まり、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０の全体が転倒して土堤１００の決壊につながるような事態は発生しにくい。
【0063】
なお、本第２実施形態に係る土堤補強構造２０では、隣り合うＨ形鋼２２同士の間の間隔１つごとに１枚の遮水シート２４を掛け渡すように配置したが、１枚の遮水シート２４の幅（土堤１００の延在方向の長さ）を長くして、１枚の遮水シート２４で、隣り合うＨ形鋼２２同士の間の間隔２つ以上を掛け渡すようにしてもよい。この場合には、遮水シート２４の端部に位置しない固定部２６においては、２部材である挟み付け鋼板２６Ａ、２６Ｂを１部材の挟み付け鋼板に置き換えてもよく、２部材である止水ゴム２６Ｃ、２６Ｄを１部材の止水ゴムに置き換えてもよい。
【0064】
（３）補足
第１実施形態に係る土堤補強構造１０では、長尺部材として鋼管杭１２を用い、第２実施形態に係る土堤補強構造２０では、長尺部材としてＨ形鋼２２を用いたが、本発明に係る土堤補強構造において使用可能な長尺部材は、これらに限定されるわけではなく、他の形状の長尺鋼製部材を用いることも可能である。また、本発明に係る土堤補強構造において使用可能な長尺部材は、鋼製に限定されるわけではなく、長尺部材であれば鋼製以外でも使用可能であり、例えばコンクリート製部材を使用することも可能である。また、遮水シート１４、２４が掛け渡される長尺部材の上端が土堤１００の上端より上方に突出するように構成されていてもよい。
第１実施形態に係る土堤補強構造１０では、長尺部材として鋼管杭１２を用い、第２実施形態に係る土堤補強構造２０では、長尺部材としてＨ形鋼２２を用いたが、本発明に係る土堤補強構造において使用可能な長尺部材は、これらに限定されるわけではなく、他の形状の長尺鋼製部材を用いることも可能である。また、本発明に係る土堤補強構造において使用可能な長尺部材は、鋼製に限定されるわけではなく、長尺部材であれば鋼製以外でも使用可能であり、例えばコンクリート製部材を使用することも可能である。また、遮水シート１４、２４が掛け渡される長尺部材の上端が土堤１００の上端より上方に突出するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【0065】
１０、２０…土堤補強構造
１２…鋼管杭
１４、２４…遮水シート
１６、２６…固定部
１６Ａ…固定鋼板
１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ…挟み付け鋼板
１６Ｃ、２６Ｃ、２６Ｄ…止水ゴム
１６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ…ボルト
２２…Ｈ形鋼
２２Ａ…水域側フランジ
２２Ｂ…陸域側フランジ
２２Ｃ…ウェブ
１００…土堤
１００Ａ…天端
１００Ｂ…表法面
１００Ｃ…裏法面
１００Ｄ…裏法面の法尻
２００…水
３００…地表面
１２…鋼管杭
１４、２４…遮水シート
１６、２６…固定部
１６Ａ…固定鋼板
１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ…挟み付け鋼板
１６Ｃ、２６Ｃ、２６Ｄ…止水ゴム
１６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ…ボルト
２２…Ｈ形鋼
２２Ａ…水域側フランジ
２２Ｂ…陸域側フランジ
２２Ｃ…ウェブ
１００…土堤
１００Ａ…天端
１００Ｂ…表法面
１００Ｃ…裏法面
１００Ｄ…裏法面の法尻
２００…水
３００…地表面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】