地山補強土工法用の補強材、地山補強土工法
【課題】地山補強土工法において、施工方法の簡略化、施工コストの低減および産業廃棄物発生量の抑制を図ること。
【解決手段】補強材１の下部補強材１１は筒状の鋼管であり、一方の端部１１ａが押し潰されて、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに一対の壁面１１ｂ，１１ｃの先端同士が直線状に合わさる形状になっている。なお、この端部１１ａは、打設時に地山の盛土に分け入るための先鋭部として機能する。また、筒状の下部補強材１１の側面には、円形の開口部１１ｅが形成されている。この開口部１１ｅは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【解決手段】補強材１の下部補強材１１は筒状の鋼管であり、一方の端部１１ａが押し潰されて、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに一対の壁面１１ｂ，１１ｃの先端同士が直線状に合わさる形状になっている。なお、この端部１１ａは、打設時に地山の盛土に分け入るための先鋭部として機能する。また、筒状の下部補強材１１の側面には、円形の開口部１１ｅが形成されている。この開口部１１ｅは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山補強土工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自然地山や既設盛土などの掘削時に棒状の補強材を打設して配置し、地山勾配を急勾配化する工法である地山補強土工法が知られている。
なお、地盤工学会では、上述の地山補強土工法に用いる補強材の種類によってネイリング、ダウアリング、マイクロパイリングの３種類に分類している。以下順に説明する。
【０００３】
ネイリング（Ｎａｉｌｉｎｇ）は、細長比が大きく曲げ剛性の小さい補強材を地山に配置して、主として補強材の引張抵抗によって地山の安定性を向上させる工法であり、補強材の直径は概ね１０ｃｍ以下の小径である。代表的な工法として、ソイルネイリング工法、アースネイリング工法などがある。
【０００４】
ダウアリング（Ｄｏｗｅｌｌｉｎｇ）は、細長比が小さく曲げ剛性の大きい補強材を地山に配置して、補強材の引張抵抗の他、曲げ抵抗および圧縮抵抗によって地山の安定性を向上させる工法であり、補強材の直径は概ね３０ｃｍ以上の大径である。代表的な工法として、ラディッシュアンカー工法がある。
【０００５】
マイクロパイリング（Ｍｉｃｒｏｐｉｌｉｎｇ）は、ネイリングとダウアリングの中間的な曲げ剛性および断面積を有する補強材を地山に配置して、補強材の引張抵抗の他、曲げ抵抗および圧縮抵抗によって地山を補強する工法であり、補強材の直径は概ね１０〜３０ｃｍの中径である。代表的な工法として、ルートパイル工法がある。
【０００６】
なお、上述の地山補強土工法における補強効果については、補強土の適用条件、地盤性状、補強在諸元の相対関係に大きく依存する。このため、地山補強材（ネイリング、ダウアリング、マイクロパイリング）の選定にあたっては、補強メカニズムを理解し適切に選定する必要がある。
【０００７】
また、上述の地山補強土工法では、自然地山や既設盛土などを削孔すると同時にグラウトを噴射・循環させて改良体を造成している。
例えば、特許文献１には、地山２へ鉄筋やロックボルト等の補強材１を打設して地山２を補強する地山補強土工法において、孔壁の崩壊を防止するため、ドリルロッド６ａの先端より硬化性充填材９と圧縮空気Ａを排出しつつドリルロッド６ａを前進させて削孔７を形成した後、削孔内に硬化性充填材の充填と補強材の挿入を行う点が記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、石積み壁の耐震補強材１０１が、両端開放型の筒体１０２の先端に先鋭部１０３を設けてなる補強材本体１０４と、筒体１０２内に挿入される打撃用ロッド１０５とから構成され、この先鋭部１０３の背面には、打撃用ロッド１０５の先端が当接される本体側被打撃部１０６が形成され、筒体１０２には吐出口としてのスリット１０７が形成され、筒体１０２内の中空空間１０８に圧入されたグラウト材を補強材本体１０４の周囲に吐出し、裏ぐり石の間隙に注入できるようになっている点が記載されている。
【０００９】
また、特許文献３には、石積み壁補強材１が、先鋭に形成された中空多孔管本体２と、該中空多孔管本体の基端側に設けられた雄ネジ部３と、該雄ネジ部に螺合される打撃用キャップ４と、該打撃用キャップを取り外した状態にて雄ネジ部３とグラウトホース５の先端とを互いに接続する接続用雌ネジ部材６と、グラウトホース５を取り外した状態にて雄ネジ部３に螺合される頭部キャップ７とから構成されており、中空多孔管本体２の周面には、打撃用キャップ４の先端１２が当接する鍔状当接部１１を突設形成してあり、打撃用キャップ４を雄ネジ部３にねじ込んでいったとき、打撃用キャップ４の先端１２が鍔状当接部１１に当接するように該鍔状当接部を形成してあり、間知石と裏ぐり石とをグラウト材で一体化させかつ補強するようになっている点が記載されている。
【００１０】
また、特許文献４には、中空管体１６が、両端が開口した中空円筒状の本体１６ａと、中空管体１６の外周面に貫通形成された多数の集水孔１６ｂと、本体１６ａの一端側の外周面に刻設されたネジ部１６ｃとを有しており、中空管体１６が削孔２４内に設置されると、グラウト材２２を注入して、中空管体１６の先端側を地山１４中に定着させ、中空管体１６の頭部に定着プレート２８を装着して、中空管体１６に定着ナット３０を螺着して、斜面１０の表面に固定することで、地山１４中に打設された中空管体１６が、先端側が頭部側よりも上方になるように傾斜状態で設置され、外周に設置された透水性の排水材１８と、集水孔とを有しているので、地山１４中の地下水が、排水材１８と集水孔とを介して、中空管体１６内に取り込まれ、その後中空管体１６内を流下して、外部に排出され、アンカー１２が、地山１４の抑止補強工と地下水排水工とを兼ね合わせた機能を備える点が記載されている。
【００１１】
また、特許文献５には、先端部に削孔用ビット５を取り付けた削孔ロッド３を内包する短尺鋼管の先端側を削孔ビット５に回転自在に接続し、同短尺鋼管の後端部に、トンネルの後続掘削において汎用の掘削機で切除可能となる薄肉の鋼製スパイラルシース製の長尺管２を接続し、この削孔ロッド３と長尺管２を、トンネルの切羽前方の地山内へトンネル掘進方向と略同方向に、先端部の削孔ビット５で削孔して打設し、打設が完了したら上記削孔ロッド３を基端部より回収した後で、地山に残置された当該長尺管２の内空の略全長に亘って、基端部側より補強芯材となる長尺ロッドを挿入し、その後、当該長尺管２の全長に亘って内側より固化材を注入し、当該長尺管２の横穴より周辺地山に固化材を充填あるいは浸透、固化させる点が記載されている。
【００１２】
また、特許文献６には、地山２１に穿設した孔２２に挿入される線状補強部材（ボルト１）と、孔２２の口元部分に線状補強部材（ボルト１）をほぼ貫通させる状態に配設される筒状部１１及び地山２１を孔２２の口元部分の手前側から抑止する板状部１２からなる口元部材（鍔付鋼管２）と、孔２２の内部に充填され線状補強部材（ボルト１）及び口元部材（鍔付鋼管２）を地山に定着させるとともに、線状補強部材（ボルト１）に孔２２に沿う方向で引張力が付与された場合に口元部材（鍔付鋼管２）の内側で線状補強部材（ボルト１）に拘束力を付与する定着部材（モルタル３）と、を含む線状補強部材の固定装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−３０３４８０号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開２００８−２３１７５８号公報（第７，８頁、図１）
【特許文献３】特開２００７−０７０９８０号公報（第７，８頁、図１）
【特許文献４】特開２００１−１５２４５９号公報（第３頁、図２，３）
【特許文献５】特開２００５−０２９９６４号公報（第７，８頁、図１，２）
【特許文献６】特開２００４−０９２３７７号公報（第５，６頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上述のような地山補強土工法では、次のような理由によって施工方法の大規模化、施工コストの増大および産業廃棄物の大量発生という問題があった。
すなわち、上述のような一般的なネイリング工法においては、掘削機により削孔し、掘削機のドリルを引き抜いた後に削孔にグラウトを充填し、さらに、削孔に補強材（芯材）を挿入しているため、施工工数が増大するという問題があった。
【００１５】
また、上述のような自然地山や既設盛土などを削孔すると同時にグラウトを噴射・循環させて改良体を造成する過程においては、多量のグラウトを使用する一方、掘削された土砂とグラウトが混合した廃泥も多量に発生する。したがって、グラウト生成に関しては現地で大量の水を供給するための水槽と、廃泥処理においては一時的に廃泥を溜める水槽とが必要であり、それらのプラント施設が大規模化する傾向にあった。また、多量の産廃処理を行うため、その搬出作業にかかる周辺環境整理（廃泥飛散防止対策・工事用道路造成）や、産廃処理費が工事費に大きな割合を占めていた。また、芯材の鉄筋を改良体に挿入して設置する段階において、グラウトによる造成体の孔壁が崩壊して鉄筋が挿入できないことも懸念される。
【００１６】
なお、グラウトを循環させずに、充填・注入することが考えられるが、このような事前のグラウトの注入では棒状の改良造成体が造成されないという問題がある。また、グラウトを循環させて造成された改良体は、固結前であれば芯材の鉄筋を比較的簡便に挿入することができるが、グラウト注入による改良では鉄筋を挿入すること自体が困難であるという問題があった。
【００１７】
また、特許文献２，３に記載の技術は、石積み壁に特化されたものであり、一般的なネイリング工法に適用されるものではない。
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、地山補強土工法において、施工方法の簡略化、施工コストの低減および産業廃棄物発生量の抑制を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る地山補強土工法用の補強材は、筒状に形成され、打設時に前記地山の盛土に分け入るための先鋭部が先端付近に形成されるとともに、後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材の周囲に吐出するための吐出口が側面に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、予め削孔を掘削しておかなくても、補強材を地山に打設することで、先鋭部によって地山の盛土に分け入ることができる。
【００２０】
つまり、上述のような一般的なネイリング工法においては、上述のように掘削機により削孔し、掘削機のドリルを引き抜いた後に削孔にグラウトを充填し、さらに、削孔に補強材（芯材）を挿入しているため、施工工数が増大するという問題があったが、本発明によれば、予め削孔を掘削しておかなくても、補強材を地山に打設することで、先鋭部によって地山の盛土に分け入ることができ、施工工数の低減が可能となる。
【００２１】
また、本発明によれば、補強材の打設には軽量のブレーカーを用いればよく、従来技術のような事前の削孔掘削を省略できるだけでなく、事前の削孔掘削に必要な重機械の使用も省略できるので、大幅な施工工数の簡略化が可能となる。
【００２２】
そして、補強材の後端側からグラウトを圧入すると、補強材の内部に圧入されたグラウトが補強材の内部に充填されるとともに補強材の側面の吐出口から補強材の周囲に吐出されて補強材周囲の盛土にも浸透する。グラウトが硬化すると、補強材と補強材内部のグラウトおよび補強材周囲の盛土とが一体となり、補強材を地山に定着させることができる。
【００２３】
このことにより、改良体を造成するためにグラウトを削孔に噴射・循環させる必要がないため、多量のグラウトを使用しなくてもよく、掘削土砂とグラウトが混合した廃泥も発生せず、これらに付随する水槽などの設備を用意する必要もない。
【００２４】
したがって、上述のような従来の地山補強土工法に比べて、施工方法の簡略化、施工コストの低減および産業廃棄物発生量の抑制を図ることができる。
請求項２に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１に記載の地山補強土工法用の補強材において、前記先鋭部は、筒状である当該補強材の一方の端部が押し潰されて、一対の壁面の間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに前記一対の壁面の先端同士が直線状に合わさる形状になっていることを特徴とする。
【００２５】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、先鋭部を形成するためには、筒状である当該補強材の先端を押し潰して、一対の壁面の間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに一対の壁面の先端同士が直線状に合わさる形状にすればよいので、製造が容易である。
【００２６】
請求項３に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１または請求項２の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、当該補強材の周囲から径方向に延出する延出部が形成されることを特徴とする。
【００２７】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、打設時にはこの延出部によって後続する補強材本体よりも大きい削孔が形成されるために、補強材本体と孔壁との間に隙間が形成され、吐出口から噴出されるグラウトが当該補強材本体周囲にも十分廻り渡るようにできる。
【００２８】
請求項４に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、前記吐出口は複数存在し、当該補強材の先端側に行くに従って密になるよう形成されていることを特徴とする。
【００２９】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、当該補強材の先端側でグラウトを大量に吐出することができ、当該補強材の先端を地山に強固に定着させることができる。なお、盛土における拘束圧は深部ほど高いことから、元来、下部の方がグラウトが巡りにくいことが知られており、この点からも、本発明のように、吐出口が補強材の先端側に行くに従って密になるよう形成されることの有効性が明らかである。
【００３０】
請求項５に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、前記吐出口は複数存在し、当該補強材の後端側に行くに従って粗になるよう形成されていることを特徴とする。
【００３１】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、当該補強材の後端側でのグラウトを先端側へ送出する圧力が高まり、グラウトが補強材の先端側に行き渡りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の地山補強土工法の概略説明図
【図２】補強材１を構成する下部補強材１１の構成を示す概略説明図
【図３】補強材１を構成する上部補強材１２の構成を示す概略説明図
【図４】補強材１を構成する上部補強材１３の構成を示す概略説明図
【図５】補強材１の後端付近の構成を示す概略説明図（１）
【図６】補強材１の後端付近の構成を示す概略説明図（２）
【図７】施工手順（全体加圧時）を示す説明図
【図８】施工手順（パッカー併用の部分加圧時）を示す説明図
【図９】施工手順（供給ホース活用の部分加圧時）を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
図１に示すように、本実施形態の地山補強土工法は、自然地山や既設盛土などの削孔時に棒状の補強材１を打設して配置し、盛土のり面および自然斜面の安定を図る工法および地山勾配を急勾配化する工法の何れにも適用可能である。
【００３４】
なお、本実施形態では、盛土のり面の高さ寸法が６ｍであり、のり長が１０．８ｍであり、張りコンクリートを新設するとともに防護柵は撤去しない場合を例に説明する。
［１．補強材１の構成の説明］
この地山補強土工法に用いられる補強材１は、下部補強材１１と、上部補強材１２と、上部補強材１３と、から構成される。なお、上部補強材１２および上部補強材１３については、必要に応じて下部補強材１１に連結して使用される。
【００３５】
以下に、補強材１の各構成について順に説明する。
［１．１．下部補強材１１の構成の説明］
下部補強材１１は、図２に示すように、長さ寸法が２０００ｍｍ、外径寸法が６０．５ｍｍ、厚み寸法が３．２ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）であり、一方の端部（先端から１３０ｍｍまでの部分）１１ａが押し潰されて、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの先端同士が直線状に合わさる形状になっている。このことにより、端部１１ａの一対の壁面１１ｂ，１１ｃは、打設時に開きにくくなっている。また、端部１１ａの幅寸法は下部補強材１１の径寸法よりも大きくなっており、グラウトが巡りやすくなっている。なお、この端部１１ａは、打設時に地山の盛土に分け入るための先鋭部として機能する。
【００３６】
また、筒状の下部補強材１１の側面には、径寸法が１０ｍｍである円形の開口部１１ｅが形成されている。なお、開口部１１ｅを楕円形やスリット形状などの他の形状にしてもよい。本実施形態では、開口部１１ｅは、下部補強材１１の周方向に所定角度（本実施形態では９０度）の等間隔且つ下部補強材１１の長手方向に沿って所定寸法（本実施形態では２００ｍｍ）の等間隔に形成され、対向する一組の開口部１１ｅについては、端部１１ａから１５０ｍｍのところを始点として９個がそれぞれ形成されており、対向する他の一組の開口部１１ｅについては、端部１１ａから２５０ｍｍのところを始点として９個がそれぞれ形成されている。この開口部１１ｅは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【００３７】
［１．２．上部補強材１２の構成の説明］
上部補強材１２は、図３に示すように、下部補強材１１と同様に、長さ寸法が２０００ｍｍ、外径寸法が６０．５ｍｍ、厚み寸法が３．２ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）である。
【００３８】
また、一方の端部１２ａには、長さ寸法が１００ｍｍ、外径寸法が７０ｍｍ、厚み寸法が４．０ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）からなる連結部１２ｂの端部から４０ｍｍまでの部分が外挿されて固定されており、この連結部１２ｂの残りの部分に下部補強材１１の後端部１１ｆを内挿して固定することで、上部補強材１２を下部補強材１１の後端に接続可能になっている。
【００３９】
なお、本実施形態では、施工現場にて、上部補強材１２の連結部１２ｂに下部補強材１１の後端部１１ｆを内挿して全周溶接を施すことで両者を接合している。
また、筒状の上部補強材１２の側面のうち先端から全長の約２／３の長さの部分には、径寸法が１０ｍｍである円形の開口部１２ｃが形成されている。なお、開口部１２ｃを楕円形やスリット形状などの他の形状にしてもよい。本実施形態では、開口部１２ｃは、上部補強材１２の周方向に所定角度（本実施形態では９０度）の等間隔且つ上部補強材１２の長手方向に沿って所定寸法（本実施形態では４００ｍｍ）の等間隔に形成され、対向する一組の開口部１２ｃについては、端部１２ａから１５０ｍｍのところを始点として４個がそれぞれ形成されており、対向する他の一組の開口部１２ｃについては、端部１２ａから３５０ｍｍのところを始点として３個がそれぞれ形成されている。この開口部１２ｃは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【００４０】
また、上部補強材１２の後端から１００ｍｍのところには、両側面を径方向に貫通する径寸法１８ｍｍの貫通孔１２ｄが形成されている。この貫通孔１２ｄは、後述する係止部材１４を挿通させるのに用いられる。
【００４１】
［１．３．上部補強材１３の構成の説明］
上部補強材１３は、図４に示すように、下部補強材１１および上部補強材１２と同様に、長さ寸法が２０００ｍｍ、外径寸法が６０．５ｍｍ、厚み寸法が３．２ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）である。
【００４２】
また、一方の端部１３ａには、長さ寸法が１００ｍｍ、外径寸法が７０ｍｍ、厚み寸法が４．０ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）からなる連結部１３ｂの端部から４０ｍｍまでの部分が外挿されて固定されており、この連結部１３ｂの残りの部分に下部補強材１１の後端部１１ｆまたは上部補強材１２の後端部１２ｅを内挿して固定することで、上部補強材１３を上部補強材１２の後端に接続可能になっている。
【００４３】
なお、本実施形態では、施工現場にて、上部補強材１３の連結部１３ｂに下部補強材１１の後端部１１ｆまたは下部補強材１２の後端部１２ｅを内挿して全周溶接を施すことで両者を接合している。
【００４４】
また、筒状の上部補強材１３の側面のうち先端付近には、径寸法が１０ｍｍである円形の開口部１３ｃが形成されている。なお、開口部１３ｃを楕円形やスリット形状などの他の形状にしてもよい。本実施形態では、開口部１３ｃは、上部補強材１３の側面の先端から１５０ｍｍのところに１個だけ形成されている。この開口部１３ｃは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【００４５】
つまり、吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）は、下部補強材１１、上部補強材１２、上部補強材１３と、当該補強材１の後端側に行くに従って粗になるよう形成されており、その一方で、上部補強材１３、上部補強材１２、下部補強材１１と、当該補強材１の先端側に行くに従って密になるよう形成されている。
【００４６】
なお、この上部補強材１３においては、下部補強材１１との接合に用いる連結部１３ｂが一回り太くなっており、打設時にはこの連結部１３ｂによって後続する上部補強材１３本体よりも大きい削孔が形成されるために、上部補強材１３本体と孔壁との間に隙間が形成され、吐出口から噴出されるグラウトが当該上部補強材１３周囲にも十分廻り渡ることを確認できたため、吐出口の数量を上部補強材１２に比べて少なく設定している。なお、連結部１３ｂが特許請求の範囲の延出部に該当する。
【００４７】
また、上部補強材１３の後端から１００ｍｍのところには、両側面を径方向に貫通する径寸法１８ｍｍの貫通孔１３ｄが形成されている。この貫通孔１３ｄは、後述する係止部材１４を挿通させるのに用いられる。
【００４８】
［２．施工手順の説明］
次に、本実施形態の補強材１を用いた地山補強土工法の施工手順について説明する。なお、本実施形態では、図１に例示するように、盛土のり面の高さ寸法が６ｍであり、のり長が１０．８ｍであり、張りコンクリートを新設するとともに防護柵は撤去しない場合を例に説明する。
【００４９】
なお、地山が砂質土であって粘着性が少なく孔壁の自立性があまりない場合には、孔壁との間に隙間が形成されなくても吐出口が多くてグラウトを浸透させやすい上部補強材１２を用いるが、地山に粘着性があって孔壁の自立性がある程度保たれる場合には吐出口が少ない上部補強材１３を用いるとよい。以下の説明では、上部補強材１２を用いる例を説明するが、上部補強材１３を用いた場合も同様の手順となる。
【００５０】
まず、補強材１を地山に打設する（第一工程に相当）。具体的には、上部補強材１２の連結部１２ｂに下部補強材１１の後端部１１ｆを挿入して固定することで上部補強材１２を下部補強材１１の後端に接続することで補強材１を地山へ打設可能な状態とし、補強材１を、線路の延長方向に沿って所定間隔（本実施形態では１ｍ間隔）且つ線路の延長方向に直交する方向に沿って所定間隔（本実施形態では０．５７ｍ間隔で８本）で、所定の角度（本実施形態では３７．５°±５°）にて全長４ｍのうちの３．６ｍ以上が盛土に埋設されるよう打設する。なお、本実施形態によれば、盛土付近に足場を組んで、作業者がブレーカを用いて補強材１を打設することができる。
【００５１】
このとき、先鋭部（端部１１ａ）によって地山の盛土に分け入ることができる。
なお、４ｍよりも長い鋼管を盛土に埋設する必要がある場合には、下部補強材１１の後端に接続する上部補強材１２の本数を増やせばよい。
【００５２】
途中、図５（ａ）に例示するように、１５０ｍｍ四方、厚み寸法９ｍｍである板状の鋼材である抜け止め部材１５の中央に形成された径寸法７５ｍｍである円形の開口部１５ａを補強材１の上部補強材１２の後端に外挿させて、抜け止め部材１５を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄよりも上部補強材１２の先端側に配置し、さらに、径寸法が１８ｍｍの丸鋼である係止部材１４を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄに内挿させ、抜け止め部材１５が上部補強材１２から抜けないようにし、補強材１をさらに打設して補強材１が係止部材１４および抜け止め部材１５を介して地山を押圧するようにする。
【００５３】
そして、貫通孔１２ｄから所定寸法（本実施形態では６０ｍｍ）のところで、上部補強材１２の後端（補強材１の頭部）を切断し、のり面に張りコンクリートを厚さ寸法１００ｍｍで新設して、係止部材１４および抜け止め部材１５を補強材１の頭部の一部とともに埋設させる。さらに、外径寸法１４０ｍｍ、内径寸法１２５ｍｍ、長さ寸法５０ｍｍである塩化ビニール管からなる被覆部材１６を補強材１の頭部に被せ、被覆部材１６の内部にモルタルを注入する。
【００５４】
なお、打設時に補強材１の頭部が欠損した場合には、図５（ｂ）に例示するように、張りコンクリートの表面に対して補強材１の打設角度が直交する状態となるように、張りコンクリートの表面を無収縮モルタルで調整し、ねじ節付きの異形棒鋼Ｄ１９を補強材１の頭部に１ｍ分挿入し、異形棒鋼Ｄ１９からなる強化部材１７の頭部を上述の抜け止め部材１５の開口部１５ａに内挿させた上でＡＳコマナットＤ１９からなるナット部材１８を取り付け、抜け止め部材１５を介して地山を押圧するようにする。
【００５５】
また、張りコンクリートがのり面に既に設置されている場合には、図６に例示するように、まず、張りコンクリートに補強材１を打設するための打設孔を所定角度で開け（図６では「コア抜きφ９０」と記載）、補強材１を打設孔から挿入して打設する。次に、上述の抜け止め部材１５の開口部１５ａを補強材１の上部補強材１２の後端に外挿させて、抜け止め部材１５を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄよりも上部補強材１２の先端側に配置し、さらに、径寸法が１８ｍｍの丸鋼である係止部材１４を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄに内挿させ、抜け止め部材１５が上部補強材１２から抜けないようにし、補強材１をさらに打設して補強材１が係止部材１４および抜け止め部材１５を介して張りコンクリートを押圧するようにする。
【００５６】
次に、グラウト（水セメント比（Ｗ／Ｃ）＝７５％）を補強材１に注入するための注入管を、地山に打設された補強材１の頭部に挿入し、補強材１の頭部から内部にグラウトを圧入させ（第二工程に相当）、グラウトを補強材１内部に充填させるとともに補強材１の側面の吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ）から補強材１の周囲に吐出させて補強材１周囲の盛土にも浸透させる。そして、グラウトを硬化させることで、補強材１と補強材１内部のグラウトおよび補強材１周囲の盛土とを一体となって補強材１を地山に定着させる。
【００５７】
なお、グラウトについては、セメント使用量がなるべく少なくて済むことを基本的な考えとし、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が７５％であるグラウトを用いれば、逸走がない限り、必要強度および補強材１の引き抜き抵抗力が充分であることが出願人の試験で確認されている。なお、逸走が生じた場合には、充分な必要強度および補強材１の引き抜き抵抗力を発揮するためにセメントの比率を高めてグラウトの粘性を高めることが必要となり、セメントの添加量を変更した場合に早く粘性が高まる早強セメントを配合して水セメント比（Ｗ／Ｃ）６５％を目処に必要に応じて低下させることが望ましい。
【００５８】
この場合、図７に例示するように、補強材１とほぼ同径の注入管を補強材１の頭部にパッキングを用いて接続し、補強材１の頭部から内部にグラウトを圧入させてもよい（全体加圧）。このとき、グラウト流出孔としての開口部１１ｄ，１２ｃからグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は補強材１の周囲全体に及ぶ。
【００５９】
また、図８に例示するように、補強材１よりも径寸法が小さい注入管を補強材１の頭部から先端付近まで挿入し、補強材１の内壁面と注入管との間にパッカーを挿入してから空気を送り込みながら、注入管にグラウトを圧入させてもよい（パッカー併用の部分加圧）。このとき、開口部１１ｄ，１２ｃのうちパッカーの上方に位置する開口部にはパッカーに邪魔されてグラウトが届かず、開口部１１ｄ，１２ｃのうちパッカーの下方に位置する開口部からはグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は、開口部１１ｄ，１２ｃのうちパッカーの下方に位置する開口部の周囲に限定される。
【００６０】
なお、パッカーの位置を、すべての開口部１１ｄ，１２ｃよりも上方とすれば、すべての開口部１１ｄ，１２ｃからグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は補強材１の周囲全体に及ぶが、パッカーから遠ざかるほど開口部からのグラウト流出量が少なくなり、これに伴って水平方向の地山改良範囲も小さくなる。
【００６１】
また、図９に例示するように、補強材１よりも径寸法が小さく且つグラウトの注入時にその径寸法が補強材１よりも大きく広がる注入管（供給ホース）を補強材１の頭部から挿入し、注入管にグラウトを圧入させてもよい（供給ホース活用の部分加圧）。このとき、注入管にグラウトを圧入させるとその径寸法が広がって補強材１の内壁面と密着し、開口部１１ｄ，１２ｃのうち供給ホースに閉塞された開口部には供給ホースに邪魔されてグラウトが届かず、開口部１１ｄ，１２ｃのうち供給ホースに閉塞されずに開放状態である開口部からはグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は、開口部１１ｄ，１２ｃのうち供給ホースに閉塞されずに開放状態である開口部の周囲に限定される。
【００６２】
なお、供給ホースの位置を、すべての開口部１１ｄ，１２ｃよりも上方とすれば、すべての開口部１１ｄ，１２ｃからグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は補強材１の周囲全体に及ぶが、供給ホースから遠ざかるほど開口部からのグラウト流出量が少なくなり、これに伴って水平方向の地山改良範囲も小さくなる。
【００６３】
［３．実施形態の効果］
（１）このように本実施形態の補強材１によれば、予め削孔を掘削しておかなくても、当該補強材１を地山に打設することで、先鋭部（端部１１ａ）によって地山の盛土に分け入ることができる。そして、補強材１の後端側からグラウトを圧入すると、補強材１の内部に圧入されたグラウトが補強材１の内部に充填されるとともに補強材１の側面の吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）から補強材１の周囲に吐出されて補強材１周囲の盛土にも浸透する。グラウトが硬化すると、補強材１と補強材１内部のグラウトおよび補強材１周囲の盛土とが一体となり、補強材１を地山に定着させることができる。
【００６４】
このことにより、改良体を造成するためにグラウトを削孔に噴射・循環させる必要がないため、多量のグラウトを使用しなくてもよく、掘削土砂とグラウトが混合した廃泥も発生せず、これらに付随する水槽などの設備を用意する必要もない。
【００６５】
したがって、上述のような従来の地山補強土工法に比べて、施工方法の簡略化、施工コストの低減および産業廃棄物発生量の抑制を図ることができる。
（２）また、本実施形態の補強材１によれば、先鋭部（端部１１ａ）を形成するためには、筒状である当該補強材１の先端を押し潰して、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに一対の壁面１１ｂ，１１ｃの先端同士が直線状に合わさる形状にすればよいので、製造が容易である。
【００６６】
（３）また、本実施形態の補強材１によれば、上部補強材１３と下部補強材１１との接合に用いる連結部１３ｂが上部補強材１３本体よりも一回り太くなっており、打設時にはこの連結部１３ｂによって後続する上部補強材１３本体よりも大きい削孔が形成されるために、上部補強材１３本体と孔壁との間に隙間が形成され、吐出口から噴出されるグラウトが当該上部補強材１３周囲にも十分廻り渡ることになる。
【００６７】
（４）また、本実施形態の補強材１によれば、吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）が、上部補強材１３、上部補強材１２、下部補強材１１と、当該補強材１の先端側に行くに従って密になるよう形成されているので、当該補強材１の先端側でグラウトを大量に吐出することができ、当該補強材１の先端を地山に強固に定着させることができる。
【００６８】
（５）また、本実施形態の補強材１によれば、吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）が、下部補強材１１、上部補強材１２、上部補強材１３と、当該補強材１の後端側に行くに従って粗になるよう形成されているので、当該補強材１の後端側でのグラウトを先端側へ送出する圧力が高まり、グラウトが補強材１の先端側に行き渡りやすくなる。
【００６９】
（６）なお、本実施形態の補強材１については、当該補強材１の下部のみにグラウトを注入して地山との定着を図るとともに、当該補強材１の上部にはグラウトを注入せずに空洞状態にしておいて、盛土のり面付近の間隙水を排出するために用いてもよい。但し、このような用途で補強材１を利用する場合には、補強材１の打設角度については、排水が円滑に行われるように、先端側が後端側よりも上方に位置するようやや下向きにする必要があること、頭部処理は開口させなければならないこと、補強材１の上部がグラウトで充填されないため、補強材１に防錆処理を実施しなければならないこと、を留意する必要がある。
【符号の説明】
【００７０】
１…補強材、１１…下部補強材、１２，１３…上部補強材、１４…係止部材、１５…抜け止め部材、１６…被覆部材、１７…強化部材、１８…ナット部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山補強土工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自然地山や既設盛土などの掘削時に棒状の補強材を打設して配置し、地山勾配を急勾配化する工法である地山補強土工法が知られている。
なお、地盤工学会では、上述の地山補強土工法に用いる補強材の種類によってネイリング、ダウアリング、マイクロパイリングの３種類に分類している。以下順に説明する。
【０００３】
ネイリング（Ｎａｉｌｉｎｇ）は、細長比が大きく曲げ剛性の小さい補強材を地山に配置して、主として補強材の引張抵抗によって地山の安定性を向上させる工法であり、補強材の直径は概ね１０ｃｍ以下の小径である。代表的な工法として、ソイルネイリング工法、アースネイリング工法などがある。
【０００４】
ダウアリング（Ｄｏｗｅｌｌｉｎｇ）は、細長比が小さく曲げ剛性の大きい補強材を地山に配置して、補強材の引張抵抗の他、曲げ抵抗および圧縮抵抗によって地山の安定性を向上させる工法であり、補強材の直径は概ね３０ｃｍ以上の大径である。代表的な工法として、ラディッシュアンカー工法がある。
【０００５】
マイクロパイリング（Ｍｉｃｒｏｐｉｌｉｎｇ）は、ネイリングとダウアリングの中間的な曲げ剛性および断面積を有する補強材を地山に配置して、補強材の引張抵抗の他、曲げ抵抗および圧縮抵抗によって地山を補強する工法であり、補強材の直径は概ね１０〜３０ｃｍの中径である。代表的な工法として、ルートパイル工法がある。
【０００６】
なお、上述の地山補強土工法における補強効果については、補強土の適用条件、地盤性状、補強在諸元の相対関係に大きく依存する。このため、地山補強材（ネイリング、ダウアリング、マイクロパイリング）の選定にあたっては、補強メカニズムを理解し適切に選定する必要がある。
【０００７】
また、上述の地山補強土工法では、自然地山や既設盛土などを削孔すると同時にグラウトを噴射・循環させて改良体を造成している。
例えば、特許文献１には、地山２へ鉄筋やロックボルト等の補強材１を打設して地山２を補強する地山補強土工法において、孔壁の崩壊を防止するため、ドリルロッド６ａの先端より硬化性充填材９と圧縮空気Ａを排出しつつドリルロッド６ａを前進させて削孔７を形成した後、削孔内に硬化性充填材の充填と補強材の挿入を行う点が記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、石積み壁の耐震補強材１０１が、両端開放型の筒体１０２の先端に先鋭部１０３を設けてなる補強材本体１０４と、筒体１０２内に挿入される打撃用ロッド１０５とから構成され、この先鋭部１０３の背面には、打撃用ロッド１０５の先端が当接される本体側被打撃部１０６が形成され、筒体１０２には吐出口としてのスリット１０７が形成され、筒体１０２内の中空空間１０８に圧入されたグラウト材を補強材本体１０４の周囲に吐出し、裏ぐり石の間隙に注入できるようになっている点が記載されている。
【０００９】
また、特許文献３には、石積み壁補強材１が、先鋭に形成された中空多孔管本体２と、該中空多孔管本体の基端側に設けられた雄ネジ部３と、該雄ネジ部に螺合される打撃用キャップ４と、該打撃用キャップを取り外した状態にて雄ネジ部３とグラウトホース５の先端とを互いに接続する接続用雌ネジ部材６と、グラウトホース５を取り外した状態にて雄ネジ部３に螺合される頭部キャップ７とから構成されており、中空多孔管本体２の周面には、打撃用キャップ４の先端１２が当接する鍔状当接部１１を突設形成してあり、打撃用キャップ４を雄ネジ部３にねじ込んでいったとき、打撃用キャップ４の先端１２が鍔状当接部１１に当接するように該鍔状当接部を形成してあり、間知石と裏ぐり石とをグラウト材で一体化させかつ補強するようになっている点が記載されている。
【００１０】
また、特許文献４には、中空管体１６が、両端が開口した中空円筒状の本体１６ａと、中空管体１６の外周面に貫通形成された多数の集水孔１６ｂと、本体１６ａの一端側の外周面に刻設されたネジ部１６ｃとを有しており、中空管体１６が削孔２４内に設置されると、グラウト材２２を注入して、中空管体１６の先端側を地山１４中に定着させ、中空管体１６の頭部に定着プレート２８を装着して、中空管体１６に定着ナット３０を螺着して、斜面１０の表面に固定することで、地山１４中に打設された中空管体１６が、先端側が頭部側よりも上方になるように傾斜状態で設置され、外周に設置された透水性の排水材１８と、集水孔とを有しているので、地山１４中の地下水が、排水材１８と集水孔とを介して、中空管体１６内に取り込まれ、その後中空管体１６内を流下して、外部に排出され、アンカー１２が、地山１４の抑止補強工と地下水排水工とを兼ね合わせた機能を備える点が記載されている。
【００１１】
また、特許文献５には、先端部に削孔用ビット５を取り付けた削孔ロッド３を内包する短尺鋼管の先端側を削孔ビット５に回転自在に接続し、同短尺鋼管の後端部に、トンネルの後続掘削において汎用の掘削機で切除可能となる薄肉の鋼製スパイラルシース製の長尺管２を接続し、この削孔ロッド３と長尺管２を、トンネルの切羽前方の地山内へトンネル掘進方向と略同方向に、先端部の削孔ビット５で削孔して打設し、打設が完了したら上記削孔ロッド３を基端部より回収した後で、地山に残置された当該長尺管２の内空の略全長に亘って、基端部側より補強芯材となる長尺ロッドを挿入し、その後、当該長尺管２の全長に亘って内側より固化材を注入し、当該長尺管２の横穴より周辺地山に固化材を充填あるいは浸透、固化させる点が記載されている。
【００１２】
また、特許文献６には、地山２１に穿設した孔２２に挿入される線状補強部材（ボルト１）と、孔２２の口元部分に線状補強部材（ボルト１）をほぼ貫通させる状態に配設される筒状部１１及び地山２１を孔２２の口元部分の手前側から抑止する板状部１２からなる口元部材（鍔付鋼管２）と、孔２２の内部に充填され線状補強部材（ボルト１）及び口元部材（鍔付鋼管２）を地山に定着させるとともに、線状補強部材（ボルト１）に孔２２に沿う方向で引張力が付与された場合に口元部材（鍔付鋼管２）の内側で線状補強部材（ボルト１）に拘束力を付与する定着部材（モルタル３）と、を含む線状補強部材の固定装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−３０３４８０号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開２００８−２３１７５８号公報（第７，８頁、図１）
【特許文献３】特開２００７−０７０９８０号公報（第７，８頁、図１）
【特許文献４】特開２００１−１５２４５９号公報（第３頁、図２，３）
【特許文献５】特開２００５−０２９９６４号公報（第７，８頁、図１，２）
【特許文献６】特開２００４−０９２３７７号公報（第５，６頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上述のような地山補強土工法では、次のような理由によって施工方法の大規模化、施工コストの増大および産業廃棄物の大量発生という問題があった。
すなわち、上述のような一般的なネイリング工法においては、掘削機により削孔し、掘削機のドリルを引き抜いた後に削孔にグラウトを充填し、さらに、削孔に補強材（芯材）を挿入しているため、施工工数が増大するという問題があった。
【００１５】
また、上述のような自然地山や既設盛土などを削孔すると同時にグラウトを噴射・循環させて改良体を造成する過程においては、多量のグラウトを使用する一方、掘削された土砂とグラウトが混合した廃泥も多量に発生する。したがって、グラウト生成に関しては現地で大量の水を供給するための水槽と、廃泥処理においては一時的に廃泥を溜める水槽とが必要であり、それらのプラント施設が大規模化する傾向にあった。また、多量の産廃処理を行うため、その搬出作業にかかる周辺環境整理（廃泥飛散防止対策・工事用道路造成）や、産廃処理費が工事費に大きな割合を占めていた。また、芯材の鉄筋を改良体に挿入して設置する段階において、グラウトによる造成体の孔壁が崩壊して鉄筋が挿入できないことも懸念される。
【００１６】
なお、グラウトを循環させずに、充填・注入することが考えられるが、このような事前のグラウトの注入では棒状の改良造成体が造成されないという問題がある。また、グラウトを循環させて造成された改良体は、固結前であれば芯材の鉄筋を比較的簡便に挿入することができるが、グラウト注入による改良では鉄筋を挿入すること自体が困難であるという問題があった。
【００１７】
また、特許文献２，３に記載の技術は、石積み壁に特化されたものであり、一般的なネイリング工法に適用されるものではない。
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、地山補強土工法において、施工方法の簡略化、施工コストの低減および産業廃棄物発生量の抑制を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る地山補強土工法用の補強材は、筒状に形成され、打設時に前記地山の盛土に分け入るための先鋭部が先端付近に形成されるとともに、後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材の周囲に吐出するための吐出口が側面に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、予め削孔を掘削しておかなくても、補強材を地山に打設することで、先鋭部によって地山の盛土に分け入ることができる。
【００２０】
つまり、上述のような一般的なネイリング工法においては、上述のように掘削機により削孔し、掘削機のドリルを引き抜いた後に削孔にグラウトを充填し、さらに、削孔に補強材（芯材）を挿入しているため、施工工数が増大するという問題があったが、本発明によれば、予め削孔を掘削しておかなくても、補強材を地山に打設することで、先鋭部によって地山の盛土に分け入ることができ、施工工数の低減が可能となる。
【００２１】
また、本発明によれば、補強材の打設には軽量のブレーカーを用いればよく、従来技術のような事前の削孔掘削を省略できるだけでなく、事前の削孔掘削に必要な重機械の使用も省略できるので、大幅な施工工数の簡略化が可能となる。
【００２２】
そして、補強材の後端側からグラウトを圧入すると、補強材の内部に圧入されたグラウトが補強材の内部に充填されるとともに補強材の側面の吐出口から補強材の周囲に吐出されて補強材周囲の盛土にも浸透する。グラウトが硬化すると、補強材と補強材内部のグラウトおよび補強材周囲の盛土とが一体となり、補強材を地山に定着させることができる。
【００２３】
このことにより、改良体を造成するためにグラウトを削孔に噴射・循環させる必要がないため、多量のグラウトを使用しなくてもよく、掘削土砂とグラウトが混合した廃泥も発生せず、これらに付随する水槽などの設備を用意する必要もない。
【００２４】
したがって、上述のような従来の地山補強土工法に比べて、施工方法の簡略化、施工コストの低減および産業廃棄物発生量の抑制を図ることができる。
請求項２に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１に記載の地山補強土工法用の補強材において、前記先鋭部は、筒状である当該補強材の一方の端部が押し潰されて、一対の壁面の間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに前記一対の壁面の先端同士が直線状に合わさる形状になっていることを特徴とする。
【００２５】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、先鋭部を形成するためには、筒状である当該補強材の先端を押し潰して、一対の壁面の間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに一対の壁面の先端同士が直線状に合わさる形状にすればよいので、製造が容易である。
【００２６】
請求項３に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１または請求項２の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、当該補強材の周囲から径方向に延出する延出部が形成されることを特徴とする。
【００２７】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、打設時にはこの延出部によって後続する補強材本体よりも大きい削孔が形成されるために、補強材本体と孔壁との間に隙間が形成され、吐出口から噴出されるグラウトが当該補強材本体周囲にも十分廻り渡るようにできる。
【００２８】
請求項４に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、前記吐出口は複数存在し、当該補強材の先端側に行くに従って密になるよう形成されていることを特徴とする。
【００２９】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、当該補強材の先端側でグラウトを大量に吐出することができ、当該補強材の先端を地山に強固に定着させることができる。なお、盛土における拘束圧は深部ほど高いことから、元来、下部の方がグラウトが巡りにくいことが知られており、この点からも、本発明のように、吐出口が補強材の先端側に行くに従って密になるよう形成されることの有効性が明らかである。
【００３０】
請求項５に係る地山補強土工法用の補強材は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、前記吐出口は複数存在し、当該補強材の後端側に行くに従って粗になるよう形成されていることを特徴とする。
【００３１】
このように構成された本発明の地山補強土工法用の補強材によれば、当該補強材の後端側でのグラウトを先端側へ送出する圧力が高まり、グラウトが補強材の先端側に行き渡りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の地山補強土工法の概略説明図
【図２】補強材１を構成する下部補強材１１の構成を示す概略説明図
【図３】補強材１を構成する上部補強材１２の構成を示す概略説明図
【図４】補強材１を構成する上部補強材１３の構成を示す概略説明図
【図５】補強材１の後端付近の構成を示す概略説明図（１）
【図６】補強材１の後端付近の構成を示す概略説明図（２）
【図７】施工手順（全体加圧時）を示す説明図
【図８】施工手順（パッカー併用の部分加圧時）を示す説明図
【図９】施工手順（供給ホース活用の部分加圧時）を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
図１に示すように、本実施形態の地山補強土工法は、自然地山や既設盛土などの削孔時に棒状の補強材１を打設して配置し、盛土のり面および自然斜面の安定を図る工法および地山勾配を急勾配化する工法の何れにも適用可能である。
【００３４】
なお、本実施形態では、盛土のり面の高さ寸法が６ｍであり、のり長が１０．８ｍであり、張りコンクリートを新設するとともに防護柵は撤去しない場合を例に説明する。
［１．補強材１の構成の説明］
この地山補強土工法に用いられる補強材１は、下部補強材１１と、上部補強材１２と、上部補強材１３と、から構成される。なお、上部補強材１２および上部補強材１３については、必要に応じて下部補強材１１に連結して使用される。
【００３５】
以下に、補強材１の各構成について順に説明する。
［１．１．下部補強材１１の構成の説明］
下部補強材１１は、図２に示すように、長さ寸法が２０００ｍｍ、外径寸法が６０．５ｍｍ、厚み寸法が３．２ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）であり、一方の端部（先端から１３０ｍｍまでの部分）１１ａが押し潰されて、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの先端同士が直線状に合わさる形状になっている。このことにより、端部１１ａの一対の壁面１１ｂ，１１ｃは、打設時に開きにくくなっている。また、端部１１ａの幅寸法は下部補強材１１の径寸法よりも大きくなっており、グラウトが巡りやすくなっている。なお、この端部１１ａは、打設時に地山の盛土に分け入るための先鋭部として機能する。
【００３６】
また、筒状の下部補強材１１の側面には、径寸法が１０ｍｍである円形の開口部１１ｅが形成されている。なお、開口部１１ｅを楕円形やスリット形状などの他の形状にしてもよい。本実施形態では、開口部１１ｅは、下部補強材１１の周方向に所定角度（本実施形態では９０度）の等間隔且つ下部補強材１１の長手方向に沿って所定寸法（本実施形態では２００ｍｍ）の等間隔に形成され、対向する一組の開口部１１ｅについては、端部１１ａから１５０ｍｍのところを始点として９個がそれぞれ形成されており、対向する他の一組の開口部１１ｅについては、端部１１ａから２５０ｍｍのところを始点として９個がそれぞれ形成されている。この開口部１１ｅは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【００３７】
［１．２．上部補強材１２の構成の説明］
上部補強材１２は、図３に示すように、下部補強材１１と同様に、長さ寸法が２０００ｍｍ、外径寸法が６０．５ｍｍ、厚み寸法が３．２ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）である。
【００３８】
また、一方の端部１２ａには、長さ寸法が１００ｍｍ、外径寸法が７０ｍｍ、厚み寸法が４．０ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）からなる連結部１２ｂの端部から４０ｍｍまでの部分が外挿されて固定されており、この連結部１２ｂの残りの部分に下部補強材１１の後端部１１ｆを内挿して固定することで、上部補強材１２を下部補強材１１の後端に接続可能になっている。
【００３９】
なお、本実施形態では、施工現場にて、上部補強材１２の連結部１２ｂに下部補強材１１の後端部１１ｆを内挿して全周溶接を施すことで両者を接合している。
また、筒状の上部補強材１２の側面のうち先端から全長の約２／３の長さの部分には、径寸法が１０ｍｍである円形の開口部１２ｃが形成されている。なお、開口部１２ｃを楕円形やスリット形状などの他の形状にしてもよい。本実施形態では、開口部１２ｃは、上部補強材１２の周方向に所定角度（本実施形態では９０度）の等間隔且つ上部補強材１２の長手方向に沿って所定寸法（本実施形態では４００ｍｍ）の等間隔に形成され、対向する一組の開口部１２ｃについては、端部１２ａから１５０ｍｍのところを始点として４個がそれぞれ形成されており、対向する他の一組の開口部１２ｃについては、端部１２ａから３５０ｍｍのところを始点として３個がそれぞれ形成されている。この開口部１２ｃは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【００４０】
また、上部補強材１２の後端から１００ｍｍのところには、両側面を径方向に貫通する径寸法１８ｍｍの貫通孔１２ｄが形成されている。この貫通孔１２ｄは、後述する係止部材１４を挿通させるのに用いられる。
【００４１】
［１．３．上部補強材１３の構成の説明］
上部補強材１３は、図４に示すように、下部補強材１１および上部補強材１２と同様に、長さ寸法が２０００ｍｍ、外径寸法が６０．５ｍｍ、厚み寸法が３．２ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）である。
【００４２】
また、一方の端部１３ａには、長さ寸法が１００ｍｍ、外径寸法が７０ｍｍ、厚み寸法が４．０ｍｍである筒状の鋼材（鋼管）からなる連結部１３ｂの端部から４０ｍｍまでの部分が外挿されて固定されており、この連結部１３ｂの残りの部分に下部補強材１１の後端部１１ｆまたは上部補強材１２の後端部１２ｅを内挿して固定することで、上部補強材１３を上部補強材１２の後端に接続可能になっている。
【００４３】
なお、本実施形態では、施工現場にて、上部補強材１３の連結部１３ｂに下部補強材１１の後端部１１ｆまたは下部補強材１２の後端部１２ｅを内挿して全周溶接を施すことで両者を接合している。
【００４４】
また、筒状の上部補強材１３の側面のうち先端付近には、径寸法が１０ｍｍである円形の開口部１３ｃが形成されている。なお、開口部１３ｃを楕円形やスリット形状などの他の形状にしてもよい。本実施形態では、開口部１３ｃは、上部補強材１３の側面の先端から１５０ｍｍのところに１個だけ形成されている。この開口部１３ｃは、当該補強材１の後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材１の周囲に吐出するための吐出口として機能する。
【００４５】
つまり、吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）は、下部補強材１１、上部補強材１２、上部補強材１３と、当該補強材１の後端側に行くに従って粗になるよう形成されており、その一方で、上部補強材１３、上部補強材１２、下部補強材１１と、当該補強材１の先端側に行くに従って密になるよう形成されている。
【００４６】
なお、この上部補強材１３においては、下部補強材１１との接合に用いる連結部１３ｂが一回り太くなっており、打設時にはこの連結部１３ｂによって後続する上部補強材１３本体よりも大きい削孔が形成されるために、上部補強材１３本体と孔壁との間に隙間が形成され、吐出口から噴出されるグラウトが当該上部補強材１３周囲にも十分廻り渡ることを確認できたため、吐出口の数量を上部補強材１２に比べて少なく設定している。なお、連結部１３ｂが特許請求の範囲の延出部に該当する。
【００４７】
また、上部補強材１３の後端から１００ｍｍのところには、両側面を径方向に貫通する径寸法１８ｍｍの貫通孔１３ｄが形成されている。この貫通孔１３ｄは、後述する係止部材１４を挿通させるのに用いられる。
【００４８】
［２．施工手順の説明］
次に、本実施形態の補強材１を用いた地山補強土工法の施工手順について説明する。なお、本実施形態では、図１に例示するように、盛土のり面の高さ寸法が６ｍであり、のり長が１０．８ｍであり、張りコンクリートを新設するとともに防護柵は撤去しない場合を例に説明する。
【００４９】
なお、地山が砂質土であって粘着性が少なく孔壁の自立性があまりない場合には、孔壁との間に隙間が形成されなくても吐出口が多くてグラウトを浸透させやすい上部補強材１２を用いるが、地山に粘着性があって孔壁の自立性がある程度保たれる場合には吐出口が少ない上部補強材１３を用いるとよい。以下の説明では、上部補強材１２を用いる例を説明するが、上部補強材１３を用いた場合も同様の手順となる。
【００５０】
まず、補強材１を地山に打設する（第一工程に相当）。具体的には、上部補強材１２の連結部１２ｂに下部補強材１１の後端部１１ｆを挿入して固定することで上部補強材１２を下部補強材１１の後端に接続することで補強材１を地山へ打設可能な状態とし、補強材１を、線路の延長方向に沿って所定間隔（本実施形態では１ｍ間隔）且つ線路の延長方向に直交する方向に沿って所定間隔（本実施形態では０．５７ｍ間隔で８本）で、所定の角度（本実施形態では３７．５°±５°）にて全長４ｍのうちの３．６ｍ以上が盛土に埋設されるよう打設する。なお、本実施形態によれば、盛土付近に足場を組んで、作業者がブレーカを用いて補強材１を打設することができる。
【００５１】
このとき、先鋭部（端部１１ａ）によって地山の盛土に分け入ることができる。
なお、４ｍよりも長い鋼管を盛土に埋設する必要がある場合には、下部補強材１１の後端に接続する上部補強材１２の本数を増やせばよい。
【００５２】
途中、図５（ａ）に例示するように、１５０ｍｍ四方、厚み寸法９ｍｍである板状の鋼材である抜け止め部材１５の中央に形成された径寸法７５ｍｍである円形の開口部１５ａを補強材１の上部補強材１２の後端に外挿させて、抜け止め部材１５を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄよりも上部補強材１２の先端側に配置し、さらに、径寸法が１８ｍｍの丸鋼である係止部材１４を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄに内挿させ、抜け止め部材１５が上部補強材１２から抜けないようにし、補強材１をさらに打設して補強材１が係止部材１４および抜け止め部材１５を介して地山を押圧するようにする。
【００５３】
そして、貫通孔１２ｄから所定寸法（本実施形態では６０ｍｍ）のところで、上部補強材１２の後端（補強材１の頭部）を切断し、のり面に張りコンクリートを厚さ寸法１００ｍｍで新設して、係止部材１４および抜け止め部材１５を補強材１の頭部の一部とともに埋設させる。さらに、外径寸法１４０ｍｍ、内径寸法１２５ｍｍ、長さ寸法５０ｍｍである塩化ビニール管からなる被覆部材１６を補強材１の頭部に被せ、被覆部材１６の内部にモルタルを注入する。
【００５４】
なお、打設時に補強材１の頭部が欠損した場合には、図５（ｂ）に例示するように、張りコンクリートの表面に対して補強材１の打設角度が直交する状態となるように、張りコンクリートの表面を無収縮モルタルで調整し、ねじ節付きの異形棒鋼Ｄ１９を補強材１の頭部に１ｍ分挿入し、異形棒鋼Ｄ１９からなる強化部材１７の頭部を上述の抜け止め部材１５の開口部１５ａに内挿させた上でＡＳコマナットＤ１９からなるナット部材１８を取り付け、抜け止め部材１５を介して地山を押圧するようにする。
【００５５】
また、張りコンクリートがのり面に既に設置されている場合には、図６に例示するように、まず、張りコンクリートに補強材１を打設するための打設孔を所定角度で開け（図６では「コア抜きφ９０」と記載）、補強材１を打設孔から挿入して打設する。次に、上述の抜け止め部材１５の開口部１５ａを補強材１の上部補強材１２の後端に外挿させて、抜け止め部材１５を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄよりも上部補強材１２の先端側に配置し、さらに、径寸法が１８ｍｍの丸鋼である係止部材１４を上部補強材１２の後端付近に形成される貫通孔１２ｄに内挿させ、抜け止め部材１５が上部補強材１２から抜けないようにし、補強材１をさらに打設して補強材１が係止部材１４および抜け止め部材１５を介して張りコンクリートを押圧するようにする。
【００５６】
次に、グラウト（水セメント比（Ｗ／Ｃ）＝７５％）を補強材１に注入するための注入管を、地山に打設された補強材１の頭部に挿入し、補強材１の頭部から内部にグラウトを圧入させ（第二工程に相当）、グラウトを補強材１内部に充填させるとともに補強材１の側面の吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ）から補強材１の周囲に吐出させて補強材１周囲の盛土にも浸透させる。そして、グラウトを硬化させることで、補強材１と補強材１内部のグラウトおよび補強材１周囲の盛土とを一体となって補強材１を地山に定着させる。
【００５７】
なお、グラウトについては、セメント使用量がなるべく少なくて済むことを基本的な考えとし、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が７５％であるグラウトを用いれば、逸走がない限り、必要強度および補強材１の引き抜き抵抗力が充分であることが出願人の試験で確認されている。なお、逸走が生じた場合には、充分な必要強度および補強材１の引き抜き抵抗力を発揮するためにセメントの比率を高めてグラウトの粘性を高めることが必要となり、セメントの添加量を変更した場合に早く粘性が高まる早強セメントを配合して水セメント比（Ｗ／Ｃ）６５％を目処に必要に応じて低下させることが望ましい。
【００５８】
この場合、図７に例示するように、補強材１とほぼ同径の注入管を補強材１の頭部にパッキングを用いて接続し、補強材１の頭部から内部にグラウトを圧入させてもよい（全体加圧）。このとき、グラウト流出孔としての開口部１１ｄ，１２ｃからグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は補強材１の周囲全体に及ぶ。
【００５９】
また、図８に例示するように、補強材１よりも径寸法が小さい注入管を補強材１の頭部から先端付近まで挿入し、補強材１の内壁面と注入管との間にパッカーを挿入してから空気を送り込みながら、注入管にグラウトを圧入させてもよい（パッカー併用の部分加圧）。このとき、開口部１１ｄ，１２ｃのうちパッカーの上方に位置する開口部にはパッカーに邪魔されてグラウトが届かず、開口部１１ｄ，１２ｃのうちパッカーの下方に位置する開口部からはグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は、開口部１１ｄ，１２ｃのうちパッカーの下方に位置する開口部の周囲に限定される。
【００６０】
なお、パッカーの位置を、すべての開口部１１ｄ，１２ｃよりも上方とすれば、すべての開口部１１ｄ，１２ｃからグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は補強材１の周囲全体に及ぶが、パッカーから遠ざかるほど開口部からのグラウト流出量が少なくなり、これに伴って水平方向の地山改良範囲も小さくなる。
【００６１】
また、図９に例示するように、補強材１よりも径寸法が小さく且つグラウトの注入時にその径寸法が補強材１よりも大きく広がる注入管（供給ホース）を補強材１の頭部から挿入し、注入管にグラウトを圧入させてもよい（供給ホース活用の部分加圧）。このとき、注入管にグラウトを圧入させるとその径寸法が広がって補強材１の内壁面と密着し、開口部１１ｄ，１２ｃのうち供給ホースに閉塞された開口部には供給ホースに邪魔されてグラウトが届かず、開口部１１ｄ，１２ｃのうち供給ホースに閉塞されずに開放状態である開口部からはグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は、開口部１１ｄ，１２ｃのうち供給ホースに閉塞されずに開放状態である開口部の周囲に限定される。
【００６２】
なお、供給ホースの位置を、すべての開口部１１ｄ，１２ｃよりも上方とすれば、すべての開口部１１ｄ，１２ｃからグラウトが流出し、このときの地山改良範囲は補強材１の周囲全体に及ぶが、供給ホースから遠ざかるほど開口部からのグラウト流出量が少なくなり、これに伴って水平方向の地山改良範囲も小さくなる。
【００６３】
［３．実施形態の効果］
（１）このように本実施形態の補強材１によれば、予め削孔を掘削しておかなくても、当該補強材１を地山に打設することで、先鋭部（端部１１ａ）によって地山の盛土に分け入ることができる。そして、補強材１の後端側からグラウトを圧入すると、補強材１の内部に圧入されたグラウトが補強材１の内部に充填されるとともに補強材１の側面の吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）から補強材１の周囲に吐出されて補強材１周囲の盛土にも浸透する。グラウトが硬化すると、補強材１と補強材１内部のグラウトおよび補強材１周囲の盛土とが一体となり、補強材１を地山に定着させることができる。
【００６４】
このことにより、改良体を造成するためにグラウトを削孔に噴射・循環させる必要がないため、多量のグラウトを使用しなくてもよく、掘削土砂とグラウトが混合した廃泥も発生せず、これらに付随する水槽などの設備を用意する必要もない。
【００６５】
したがって、上述のような従来の地山補強土工法に比べて、施工方法の簡略化、施工コストの低減および産業廃棄物発生量の抑制を図ることができる。
（２）また、本実施形態の補強材１によれば、先鋭部（端部１１ａ）を形成するためには、筒状である当該補強材１の先端を押し潰して、一対の壁面１１ｂ，１１ｃの間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに一対の壁面１１ｂ，１１ｃの先端同士が直線状に合わさる形状にすればよいので、製造が容易である。
【００６６】
（３）また、本実施形態の補強材１によれば、上部補強材１３と下部補強材１１との接合に用いる連結部１３ｂが上部補強材１３本体よりも一回り太くなっており、打設時にはこの連結部１３ｂによって後続する上部補強材１３本体よりも大きい削孔が形成されるために、上部補強材１３本体と孔壁との間に隙間が形成され、吐出口から噴出されるグラウトが当該上部補強材１３周囲にも十分廻り渡ることになる。
【００６７】
（４）また、本実施形態の補強材１によれば、吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）が、上部補強材１３、上部補強材１２、下部補強材１１と、当該補強材１の先端側に行くに従って密になるよう形成されているので、当該補強材１の先端側でグラウトを大量に吐出することができ、当該補強材１の先端を地山に強固に定着させることができる。
【００６８】
（５）また、本実施形態の補強材１によれば、吐出口（開口部１１ｅ、開口部１２ｃ、開口部１３ｃ）が、下部補強材１１、上部補強材１２、上部補強材１３と、当該補強材１の後端側に行くに従って粗になるよう形成されているので、当該補強材１の後端側でのグラウトを先端側へ送出する圧力が高まり、グラウトが補強材１の先端側に行き渡りやすくなる。
【００６９】
（６）なお、本実施形態の補強材１については、当該補強材１の下部のみにグラウトを注入して地山との定着を図るとともに、当該補強材１の上部にはグラウトを注入せずに空洞状態にしておいて、盛土のり面付近の間隙水を排出するために用いてもよい。但し、このような用途で補強材１を利用する場合には、補強材１の打設角度については、排水が円滑に行われるように、先端側が後端側よりも上方に位置するようやや下向きにする必要があること、頭部処理は開口させなければならないこと、補強材１の上部がグラウトで充填されないため、補強材１に防錆処理を実施しなければならないこと、を留意する必要がある。
【符号の説明】
【００７０】
１…補強材、１１…下部補強材、１２，１３…上部補強材、１４…係止部材、１５…抜け止め部材、１６…被覆部材、１７…強化部材、１８…ナット部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成され、打設時に前記地山の盛土に分け入るための先鋭部が先端付近に形成されるとともに、後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材の周囲に吐出するための吐出口が側面に形成されていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項２】
請求項１に記載の地山補強土工法用の補強材において、
前記先鋭部は、筒状である当該補強材の一方の端部が押し潰されて、一対の壁面の間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに前記一対の壁面の先端同士が直線状に合わさる形状になっていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項３】
請求項１または請求項２の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、
当該補強材の周囲から径方向に延出する延出部が形成されることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、
前記吐出口は複数存在し、当該補強材の先端側に行くに従って密になるよう形成されていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、
前記吐出口は複数存在し、当該補強材の後端側に行くに従って粗になるよう形成されていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材を地山に打設する第一工程と、
地山に打設された前記補強材の後端側から内部にグラウトを圧入させて、前記グラウトを前記補強材内部に充填させるとともに前記補強材の側面の吐出口から前記補強材の周囲に吐出させて前記補強材周囲の盛土にも浸透させ、グラウトを硬化させることで、前記補強材と前記補強材内部のグラウトおよび前記補強材周囲の盛土とを一体として前記補強材を地山に定着させる第二工程と、
を有することを特徴とする地山補強土工法。
【請求項７】
請求項６に記載の地山補強土工法において、
前記第二工程においては、地山に打設された前記補強材の後端側から内部にグラウトを圧入させる際には、前記グラウトを前記補強材内部の略下半部に充填させること
を特徴とする地山補強土工法。
【請求項１】
筒状に形成され、打設時に前記地山の盛土に分け入るための先鋭部が先端付近に形成されるとともに、後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材の周囲に吐出するための吐出口が側面に形成されていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項２】
請求項１に記載の地山補強土工法用の補強材において、
前記先鋭部は、筒状である当該補強材の一方の端部が押し潰されて、一対の壁面の間隔寸法が先端に行くほど小さくなるとともに前記一対の壁面の先端同士が直線状に合わさる形状になっていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項３】
請求項１または請求項２の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、
当該補強材の周囲から径方向に延出する延出部が形成されることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、
前記吐出口は複数存在し、当該補強材の先端側に行くに従って密になるよう形成されていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材において、
前記吐出口は複数存在し、当該補強材の後端側に行くに従って粗になるよう形成されていることを特徴とする地山補強土工法用の補強材。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の地山補強土工法用の補強材を地山に打設する第一工程と、
地山に打設された前記補強材の後端側から内部にグラウトを圧入させて、前記グラウトを前記補強材内部に充填させるとともに前記補強材の側面の吐出口から前記補強材の周囲に吐出させて前記補強材周囲の盛土にも浸透させ、グラウトを硬化させることで、前記補強材と前記補強材内部のグラウトおよび前記補強材周囲の盛土とを一体として前記補強材を地山に定着させる第二工程と、
を有することを特徴とする地山補強土工法。
【請求項７】
請求項６に記載の地山補強土工法において、
前記第二工程においては、地山に打設された前記補強材の後端側から内部にグラウトを圧入させる際には、前記グラウトを前記補強材内部の略下半部に充填させること
を特徴とする地山補強土工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２５２３１９（Ｐ２０１１−２５２３１９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７０２７（Ｐ２０１０−１２７０２７）
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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