盛土の補強工法
【課題】 あらゆる方向の荷重に対して抵抗できる盛土の補強工法を提供する。
【解決手段】 基礎地盤４の上部に造成された盛土１を引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する杭７、２０、２５により補強する盛土の補強工法であって、前記盛土１に、前記杭７を略鉛直方向に打設するとともに、その近傍に、前記杭２０を斜め方向に打設し、前記略鉛直方向の杭７の頭部と前記斜め方向の杭２０の頭部とを結合して補強杭群６を構成し、この補強杭群６を前記盛土１の両側面３ａ、３ｂの少なくとも１箇所に設け、前記両側面３ａ、３ｂの対向する両補強杭群６、６に対応するように、前記盛土１に、前記杭２５を略水平方向に打設し、該略水平方向の杭２５の両端部と前記両補強杭群６、６の前記略鉛直方向の杭７の頭部と前記斜め方向の杭２０の頭部とを結合する。
【解決手段】 基礎地盤４の上部に造成された盛土１を引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する杭７、２０、２５により補強する盛土の補強工法であって、前記盛土１に、前記杭７を略鉛直方向に打設するとともに、その近傍に、前記杭２０を斜め方向に打設し、前記略鉛直方向の杭７の頭部と前記斜め方向の杭２０の頭部とを結合して補強杭群６を構成し、この補強杭群６を前記盛土１の両側面３ａ、３ｂの少なくとも１箇所に設け、前記両側面３ａ、３ｂの対向する両補強杭群６、６に対応するように、前記盛土１に、前記杭２５を略水平方向に打設し、該略水平方向の杭２５の両端部と前記両補強杭群６、６の前記略鉛直方向の杭７の頭部と前記斜め方向の杭２０の頭部とを結合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盛土の補強工法に関し、特に、小口径杭（口径３００ｍｍ以下の杭）を用いた盛土の補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路や鉄道等を通すために、基礎地盤の上部に土砂を盛り上げて周囲よりも高い盛土（築堤等）造成する工事が行われ、このような工事によって造成された盛土を補強する方法として、例えば、特許文献１に記載のような方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の補強方法は、堤防等の盛土の法面及び犬走から口径が２０〜３０ｃｍのケーシングパイプを先端が基礎地盤に達するように圧入し、ケーシングパイプ内に鉄筋を補強材として挿入し、ケーシングパイプ内に先端からコンクリートを打設しながらケーシングパイプを引き抜くことにより、盛土から基礎地盤に至る補強杭を構築し、このような補強杭を鉛直方向及び斜め方向を向くように複数構築し、法面から突出させた各補強杭の頭部間にコンクリートを打設し、この板状のコンクリートで複数の補強杭の頭部間を連結し、このような補強杭群を盛土の両法面に、長手方向に適当な間隔ごとに複数箇所に設けることにより盛土を補強し、盛土の安定化を図るように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１１０３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような盛土の補強方法にあっては、複数の補強杭群によって盛土の沈下やすべりに抵抗することができるので、新設、既設を問わず、堤防、護岸、路床等の盛土を補強し、盛土の安定化を図ることはできる。
【０００６】
しかし、上記のような盛土の補強方法にあっては、頭部が連結された補強杭群により、盛土に作用する鉛直荷重（地震に伴う鉛直方向の慣性力等）に対しては十分に抵抗することができるが、補強杭群が個別に設けられているため、盛土全体を補強することができず、特に、水平荷重（地震に伴う水平方向の慣性力等）に対しては十分に抵抗することができないため、盛土を初期の形状に保つことが困難になり、盛土に滑り、沈下等が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、鉛直荷重と水平荷重の両方に十分に抵抗することができる盛土の補強工法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】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、基礎地盤の上部に造成された盛土を引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する杭により補強する盛土の補強工法であって、前記盛土に、前記杭を略鉛直方向に打設するとともに、その近傍に、前記杭を斜め方向に打設し、前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合して補強杭群を構成し、この補強杭群を前記盛土の両側面の少なくとも１箇所に設け、前記両側面の対向する両補強杭群に対応するように、前記盛土に、前記杭を略水平方向に打設し、該略水平方向の杭の両端部と前記両補強杭群の前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合することを特徴とする。
【０００９】
本発明の盛土の補強工法によれば、鉛直荷重（例えば、自動車による活荷重、地震に伴う鉛直方向の慣性力）に対しては、盛土に鉛直下向きの荷重が作用すると、略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭に圧縮抵抗力が発生し、盛土内部に大きな圧縮力が作用するのを防止できる。また、盛土に鉛直上向きの荷重（地震の鉛直動のうち、上向きの慣性力が作用する場合）が作用すると、略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭には引張抵抗力が発生し、盛土内部に大きな引張力が作用するのを防止できる。さらに、盛土内部に鉛直上向きと下向きの歪が大きく作用する（両振幅）と、盛土内部の沈下を助長する可能性が高くなるが、略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭によってこれを抑制することができる。
【００１０】
さらに、盛土の両側面の結合部（支点部）に、各補強杭群の略鉛直方向の杭の頭部、各斜め方向の杭の頭部、及び水平方向の杭の端部を集中させているので、各補強杭群の略鉛直方向の杭、各斜め方向の杭に作用する力を各結合部（支点部）に集中させることができるとともに、水平方向の杭を通じて対向する反対側の各補強杭群の結合部（支点部）にその力を伝達させ、その力を反対側の各補強杭群の略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭に分散させることができ、複数の補強杭群により、盛土の全体の安定性を確保することができる。
【００１１】
さらに、本発明において、前記各杭の周囲に隙間を設け、該隙間内にグラウト材を充填することとしてもよい。
【００１２】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲をグラウト材で覆うことができるので、各杭に錆が発生するのを防止できる。
【００１３】
さらに、本発明において、前記各杭の先端に板材を取り付け、該板材の一部を前記各杭の外面から突出させ、前記各杭と前記板材とを一体に回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることとしてもよい。
【００１４】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲に容易に隙間を設けることができる。
【００１５】
さらに、本発明において、前記各杭の先端に前記各杭よりも大径の先端ビットを設け、前記先端ビットを回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることとしてもよい。
【００１６】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲に容易に隙間を設けることができる。
【００１７】
さらに、本発明において、前記各杭の周囲の少なくとも１箇所に、前記各杭の周囲を覆う袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填することとしてもよい。
【００１８】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲は、内部にグラウト材を充填した袋体で覆われることになるので、錆び易い部分に袋体を設けることにより、各杭に錆が発生するのを防止できる。
【００１９】
さらに、本発明において、前記各杭の複数箇所に内外を貫通する孔を設けるとともに、前記各杭の内部に袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填して膨出変形させることにより、前記袋体の一部を前記孔から前記各杭の外面側に突出させ、又は前記各杭の内部の前記各孔に対応する部分にそれぞれシート部材を設け、前記各杭の内部にグラウト材を充填することにより、前記各シート部材を膨出変形させて前記各シート部材の一部を前記各孔から前記各杭の外面側に突出させることとしてもよい。
【００２０】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の各孔から各杭の外面側に突出させた袋体の一部又はシート部材の一部により、各杭の周囲に隙間を確保することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明したように、本発明の盛土の補強工法によれば、あらゆる方向の荷重に抵抗することができるので、盛土の沈下、すべり、水平方向の変形を防止でき、盛土を初期の形状に保ち続けることができ、長期的に盛土の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による盛土の補強工法の一実施の形態を示した概略図である。
【図２】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の打設方法の一例を示した断面図である。
【図３】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の打設方法の他の例を示した断面図である。
【図４】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の外面側の袋体と隙間との関係を示した断面図である。
【図５】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の打設方法の内面側の袋体と隙間との関係を示した概略図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】連結具の斜視図である。
【図８】補強杭群の配置の一例を示した概略図である。
【図９】補強杭群の配置の他の例を示した概略図である。
【図１０】本発明による盛土の補強工法による力の伝達メカニズム（水平荷重）を示した説明図である。
【図１１】本発明による盛土の補強工法による力の伝達メカニズム（鉛直荷重）を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
図１〜図３には、本発明による盛土の補強工法の一実施の形態が示されている。この盛土の補強工法は、小口径杭（口径３００ｍｍ以下の杭）を用いた補強工法であって、道路や鉄道等を通すために造成された築堤等の盛土を補強し、盛土の安定化を図るのに有効なものである。
【００２４】
すなわち、本実施の形態の盛土の補強工法は、図１に示すように、基礎地盤４の上部に土砂等を盛り上げて造成した断面台形状の盛土１に対して、複数本の小口径杭７、２０、２５を複数方向から打設し、これらの複数本の小口径杭７、２０、２５によって盛土１を補強することにより、盛土１の安定化を図るものである。
【００２５】
小口径杭７、２０、２５は、引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する材料、具体的には、水平荷重（例えば、地震に伴う水平方向の慣性力等）、及び鉛直荷重（例えば、自動車による活荷重や地震に伴う鉛直方向の慣性力等）に対して抵抗可能な強度を有し、かつ所定の曲げ剛性を有する材料からなる杭部材８、２１、２６と、杭部材８、２１、２６の内面８ｃ、２１ｃ、２６ｃ側及び外面８ｂ、２１ｂ、２６ｂ側に設けられるグラウト材１５とから構成され、杭部材８、２１、２６は、例えば、丸形鋼管、角形鋼管、Ｈ形鋼等（本実施の形態では丸形鋼管）から構成されている。
【００２６】
上記のような構成の小口径杭７、２０、２５を用いて盛土１を補強するには、後述する連結具３０をガイドとして用い、この連結具３０を盛土１の一方の側面３ａの所定の位置に配置し、この連結具３０を利用して略鉛直方向に杭部材８を打設し、斜め方向に杭部材２１を打設し、略水平方向に杭部材２６を打設する。
【００２７】
連結具３０は、例えば、図７に示すように、軸線が略鉛直方向を向くように設けられる筒状の第１取付部３１と、軸線が斜め方向を向くように設けられる傾斜角度の異なる複数の筒状の第２取付部３２と、軸線が略水平方向を向くように設けられる筒状の第３取付部３３と、第１取付部３１と第２取付部３２との間、隣接する第２取付部３２間、及び第２取付部３２と第３取付部３３との間を溶接等によって一体に連結する板状の連結板３４とから構成されている。
【００２８】
上記の連結具３０を、第１取付部３１が略鉛直方向を向き、第２取付部３２が斜め方向を向き、第３取付部３３が略水平方向を向くように、盛土１の一方の側面３ａの所定の位置に配置し、第１取付部３１をガイドとして杭部材８を打設し、各第２取付部３２をガイドとして杭部材２１を打設し、第３取付部３３をガイドとして杭部材２６を打設することにより、盛土１の一方の側面３ａから略鉛直方向に杭部材８を打設し、斜め方向に複数本の杭部材２１を打設し、略水平方向に杭部材２７を打設することができる。
【００２９】
杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６を打設した後に、溶接等により、杭部材８の頭部９を第１取付部３１に一体に連結し、杭部材２１の頭部２２を第２取付部３２に一体に連結し、杭部材２６の端部２６ａを第３取付部３３に一体に連結し、杭部材８の頭部８と各杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを連結具３０を介して剛結合する。
【００３０】
なお、上記の連結作業は、後述するように、杭部材８、２１、２６の外面８ｂ、２１ｂ、２６ｂ側に形成される隙間１４内、及び杭部材８、２１、２６の内面８ｃ、２１ｃ、２６ｃ側にグラウト材１５を充填して固化させ、杭部材８、２１、２６を地山（盛土１、基礎地盤４、及び支持層５）と一体化した後に行うように構成してもよい。
【００３１】
なお、連結具３０は、上記の構成のものに限らず、杭部材８の頭部９と各杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを剛結合できる構成のものであればよい。また、連結具３０を用いずに、杭部材８の頭部９と各杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを溶接等によって直接に剛結合するように構成してもよい。
【００３２】
杭部材８は、例えば、図２及び図３に示すような方法によって盛土１に打設することができる。図２に示す方法は、杭部材８の先端８ａを斜めに切断し、この斜めに切断した杭部材８の先端８ａに略楕円形状の板材１２を取り付け、この板材１２の一部を杭部材８の外面８ｂから外方に延出させ、杭部材８と板材１２とを一体に回転させながら圧入することにより、杭部材８の先端８ａを盛土１、基礎地盤４を貫通させて支持層５に貫入させる方法である。
【００３３】
また、図３に示す方法は、杭部材８の先端８ａに杭部材８よりも大径の先端ビット１３を設け、このような構成の杭部材８と先端ビット１３とを一体に回転させながら圧入することにより、杭部材８の先端８ａを盛土１、基礎地盤４を貫通させて支持層５に貫入させる方法である。
【００３４】
図２及び図３に示すような方法によって杭部材８を地山（盛土１、基礎地盤４、及び支持層５）に貫入させることにより、地山に、杭部材８よりも大径の孔を削孔できるとともに、削孔によって生じた土砂を孔外に容易に排出することができ、杭部材８の外面８ｂと地山との間に所定の筒状の隙間１４を形成することができる。
【００３５】
そして、上記のように形成した隙間１４内、及び杭部材８の内面８ｃ側にセメントミルク等のグラウト材１５を充填して固化させることにより、杭部材８と地山（盛土１、基礎地盤４、及び支持層５）とを一体化した略鉛直方向の小口径杭７を構築することができる。
【００３６】
なお、図４に示すように、予め、杭部材８の外面８ｂの１箇所又は複数箇所に、杭部材８の全周を覆う筒状の袋体１６を取り付け、袋体１６に注入管（図示せず）を挿入しておき、杭部材８を地山に貫入させた後に、袋体１６の内部に注入管を介してセメントミルク等のグラウト材１５を充填して膨出変形させ、袋体１６によって杭部材８の外面８ｂを被覆するように構成してもよい。このような袋体１６を杭部材８に取り付けておくことにより、杭部材８の外面８ｂ側に所定の隙間１４を確保することができるとともに、袋体１６で杭部材８の外面８ｂを被覆することができるので、地下水等が作用する部分に袋体１６を設けておくことにより、杭部材８に錆びが発生するのを防止できる。なお、注入管は、袋体１６へのグラウト材の注入後に撤去してもよいし、残置させてもよい。
【００３７】
なお、袋体１６の両端の杭部材８の部分に環状の突起１０を一体に設けておき、袋体１６の外面が突起１０よりも外方に食み出ないように構成しておくことにより、杭部材８を地山に貫入させる際に、袋体１６が地山と接触して損傷等するのを防止できる。
【００３８】
また、図５及び図６に示すように、杭部材８の複数箇所に内外を貫通する孔１１を設けるとともに、杭部材８の内面８ｃ側に袋体１７を装着しておき、杭部材９の内面８ｃ側にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させ、袋体１７の一部を各孔１１を介して杭部材８の外面８ｂ側に突出させるように構成してもよい。このように袋体１７の一部を杭部材８の外面８ｂ側に突出させることにより、杭部材８の外面８ｂ側に所定の隙間１４を確保することができる。
さらに、図示はしないが、杭部材８の内面８ｃ側の各孔１１に対応する部分にシート部材を設けて、シート部材の周縁部を各孔１１の周縁部に接着剤等によって一体に接合しておき、杭部材８の内面８ｃ側にグラウト材を充填することにより、各シート部材を膨出変形させて、各シート部材の一部を各孔１１から杭部材８の外面８ｂ側に突出させるように構成してもよい。このようにシート部材の一部を杭部材８の外面８ｂ側に突出させることにより、杭部材８の外面８ｂ側に所定の隙間１４を確保することができる。
【００３９】
杭部材２１は、杭部材８と同様の方法により、地山（盛土１、支持地盤４、及び支持層５）に角度を変えて複数本打設し、各杭部材２１の外面２１ｂ側に形成された隙間１４内、及び各杭部材２１の内面２１ｃ側にセメントミルク等のグラウト材１５を充填して固化させることにより、各杭部材２１と地山（盛土１、支持地盤４、及び支持層５）とを一体化した斜め方向の小口径杭２０を構築することができる。
【００４０】
また、杭部材８と同様に、各杭部材２１の外面２１ｂの１箇所又は複数箇所に、各杭部材２１の全周を覆う筒状の袋体１６を取り付けておき、この袋体１６の内部にグラウト材１５を充填するように構成してもよい。さらに、各杭部材２１の複数箇所に内外を貫通する孔２３を設けるとともに、各杭部材２１の内面２３ｃ側に袋体１７を装着しておき、各杭部材２１の内面２３ｃ側にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させ、袋体１７の一部を各孔２３を介して各杭部材２１の外面２１ｂ側に突出させるように構成してもよい。さらに、各杭部材２１の内面２３ｃ側の各孔２３に対応する部分にシート部材を設けておき、各杭部材２１の内面２３ｃ側にグラウト材１５を充填することにより、各シート部材を膨出変形させて、各シート部材の一部を各孔２３から各杭部材２１の外面２１ｂ側に突出させるように構成してもよい。
【００４１】
杭部材２６は、杭部材８と同様の方法により、地山（盛土１）に打設し、杭部材２６の外面２６ｂ側に形成された隙間１４内、及び杭部材２６の内面２６ｃ側にセメントミルク等のグラウト材１５を充填して固化させることにより、杭部材２６と地山（盛土１）とを一体化した略水平方向の小口径杭２５を構築することができる。
【００４２】
また、杭部材８と同様に、杭部材２６の外面２６ｂの１箇所又は複数箇所に、杭部材２６の全周を覆う筒状の袋体１６を取り付けておき、この袋体１６の内部にグラウト材１５を充填するように構成してもよい。さらに、杭部材２６の複数箇所に内外を貫通する孔２７を設けるとともに、杭部材２６の内面２６ｃ側に袋体１７を装着しておき、杭部材２６の内面２６ｃ側にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させ、袋体１７の一部を孔２７を介して各杭部材２６の外面２６ｂ側に突出させるように構成してもよい。さらに、各杭部材２６の内面２６ｃ側の各孔２７に対応する部分にシート部材を設けておき、各杭部材２６の内面２６ｃ側にグラウト材１５を充填することにより、各シート部材を膨出変形させて、各シート部材の一部を各孔２７から各杭部材２６の外面２６ｂ側に突出させるように構成してもよい。
【００４３】
上記のように盛土１の一方の側面３ａの所定の位置に設けられた略鉛直方向の小口径杭７と複数本の斜め方向の小口径杭２０とによって補強杭群６が構成され、このような補強杭群６を盛土１の両側面３ａ、３ｂに長手方向に沿って所定の間隔ごとに複数箇所に設け、両側面３ａ、３ｂの対向する補強群６、６間を各補強杭群６に対応して設けられた略水平方向の小口径杭２５によって連結する。
【００４４】
この場合、図８に示すように、盛土１の両側面３ａ、３ｂに、両側面３ａ、３ｂの複数の補強杭群６同士が互いに正対するように設け、対向する補強杭群６間を略水平方向の小口径杭２５によって連結してもよいし、図９に示すように、一方の側面３ａの複数の補強杭群６と他方の側面３ｂの複数の補強杭群６とが斜めに対向するように、各側面３ａ、３ｂに複数の補強杭群６を設け、斜め方向に対向する補強杭群６間を略水平方向の小口径杭２５によって連結してもよい。図９に示すような構成とした場合には、複数の補強杭群６によってトラス構造を構成することができる。
【００４５】
上記のように構成した本実施の形態の盛土の補強工法にあっては、１本の略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８の頭部９と複数本の斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１の頭部２２とを連結具３０によって剛結合することによって１つの補強杭群６を構成し、このような補強杭群６を盛土１の両側面３ａ、３ｂに長手方向に所定の間隔ごとに複数箇所に設け、両側面３ａ、３ｂの対向する両補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８及び各斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１の頭部９、２２間を略水平方向の小口径杭２５の杭部材２６の両端部２６ａ、２６ａで連結し、杭部材２６の両端部２６ａ、２６ａと両補強杭群６の杭部材８及び各杭部材２１の頭部９、２２とを連結具３０によって剛結合したことにより、以下のような作用効果を奏する。
【００４６】
水平荷重（例えば、地震に伴う水平方向の慣性力）に対しては、図１０に示すように、盛土１の両側面３ａ、３ｂの剛結合部（支点部Ａ）で補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８の頭部９、各斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１の頭部２２、略水平方向の小口径杭２５の杭部材２６の端部２６ａを連結しているので、略鉛直方向の小口径杭７、各斜め方向の小口径杭２０、及び略水平方向の小口径杭２５に作用する力を剛結合部（支点部Ａ）に集中させることができ、この力を略水平方向の小口径杭２５を介して対向する反対側の補強杭群６の剛結合部（支点部Ｂ）に伝達させ、反対側の補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７、各斜め方向の小口径杭２０に分散させることができる。
例えば、図１０の左方向（矢印）への慣性力が作用した場合には、盛土１の側面３ｂ側の部分には引張力が作用し、側面３ａ側には圧縮力が作用することになるが、これらの荷重を側面３ｂ側の小口径杭７、２０、側面３ａ側の小口径杭７、２０、及び両側面３ａ、３ｂ間の小口径杭２５によって支持することができるので、盛土１の変形を抑制することができる。また、図１０の右方向への慣性力が作用した場合には、盛土１の側面３ｂ側の部分には圧縮力が作用し、側面３ａ側には引張力が作用することになるが、これらの荷重を側面３ｂ側の小口径杭７、２０、側面３ａ側の小口径杭７、２０、及び両側面３ａ、３ｂ間の小口径杭２５によって支持することができるので、盛土１の変形を抑制することができる。
従って、盛土１の両側面３ａ、３ｂの両補強杭群６の相互作用により、水平荷重に抵抗することができるので、盛土１に、滑り、水平方向の変形等が生じるようなことはなく、盛土１を初期の断面形状に保つことができ、盛土１全体の安定性を確保することができる。
【００４７】
鉛直荷重（例えば、自動車による活荷重、地震に伴う鉛直方向の慣性力）に対しては、図１１に示すように、盛土１に鉛直下向きの荷重が作用した場合には、略鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０に圧縮抵抗力が発生することにより、盛土１内部に大きな圧縮力が作用するのを防止できる。反対に、盛土１に鉛直上向きの荷重（地震の鉛直動のうち、上向きの慣性力が作用する場合）が作用した場合には、略鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０に引張抵抗力が発生することにより、盛土１内部に大きな引張力が作用するのを防止できる。盛土１内部に鉛直上向きと下向きの歪が大きく作用する（両振幅）と、盛土１内部の沈下を助長する可能性が高いが、複数の補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０によりこのような現象を抑制することができる。従って、鉛直荷重に抵抗することができるので、盛土１に沈下、水平方向の変形等が生じるようなことはなく、盛土１を初期の断面形状に保つことができ、盛土１全体の安定性を確保することができる。
【００４８】
また、略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８、各斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１、及び略水平方向の小口径杭２５の杭部材２６の外面側に隙間１４を設け、その隙間１４内にグラウト材１５を充填するように構成したので、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に錆が発生するのを防止できる。
【００４９】
さらに、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６の外面側に袋体１６を設け、袋体１６の内部にグラウト材１５を充填することにより、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６を被覆するように構成したので、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６の錆び易い部分に袋体１６を設けることにより、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に錆が発生するのを防止できる。
【００５０】
さらに、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に内外を貫通する孔１１、２３、２７を設けるとともに、内面側に袋体１７を設けて、袋体１７の内部にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させて、袋体１７の一部を孔１３、２３、２７から杭部材８、各杭部材２１１、及び杭部材２６の外面側に突出させるように構成したので、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６の外面側に所定の隙間１４を確保でき、その隙間１４にグラウト材１５を充填することにより杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に錆びが発生するのを防止できる。
【００５１】
さらに、各補強杭群６が設けられている盛土１の各地点において、その部分に生じる沈下、あらゆる方向の滑りを各補強杭群６の鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０によって抑制できる。
【００５２】
さらに、盛土１の両側面３ａ、３ｂの複数の補強杭群６と、対向する補強杭群６、６間を連結する略水平方向の小口径杭２５とにより、盛土１に何れの方向から荷重が作用しても、それらの荷重に抵抗することができるので、盛土１を初期の断面形状に保つことができ、盛土１に大きなすべりや沈下が生じるのを防止できる。
【００５３】
さらに、盛土１の両側面３ａ、３ｂから各補強杭群６を施工することになるので、盛土１を鉄道や道路等の築堤として利用しながら施工することも可能となる。さらに、盛土１の両側面３ａ、３ｂに鋼矢板（シートパイル）等が設けられている場合には、鋼矢板等をドリルで貫通した後に、盛土１に各杭部材８、２１、２６を打設することができるので、そのような状況でも施工することが可能となる。
【００５４】
なお、前記の説明においては、連結具３０をガイドとして、杭部材８、杭部材２１、杭部材２６を地山に打設したが、杭部材８、杭部材２１、及び杭部材２６を地山に打設した
後に、杭部材８の頭部９と杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを連結具３０により連結してもよい。
【００５５】
この場合、杭部材８、杭部材２１、及び杭部材２６の打設位置が所定の位置からずれる場合もあるので、そのような場合には、打設した杭部材８の頭部９、杭部材２１の頭部２２、及び杭部材２６の端部２６ａにそれぞれ第１取付部３１、第２取付部３２、及び第３取付部３３を取り付けた後に、第１取付部３１と第２取付部３２との間隔に合わせた寸法の連結板３４、隣接する第２取付部３２、３２間の間隔に合わせた寸法の連結板３４、第２取付部３２と第３取付部３３との間隔に合わせた寸法の連結板３４を用意し、この連結板３４により第１取付部３１と第２取付部３２との間、隣接する第２取付部３２、３２間、及び第２取付部３２と第３取付部３３との間を連結するように構成すればよい。
【００５６】
なお、前記の説明においては、盛土２の複数箇所に補強杭群６を設けたが、１箇所のみに補強杭群６を設けるように構成してもよい。
【００５７】
また、前記の説明においては、補強杭群６を、１本の略鉛直方向の小口径杭７と複数本の斜め方向の小口径杭２０とによって構成したが、基礎地盤４の条件によっては、補強杭群６を、１本の略鉛直方向の小口径杭７と１本の斜め方向の小口径杭２０とによって構成してもよい。
【００５８】
さらに、前記の説明においては、杭部材８、２１を、先端８ａ、２１ａが支持層５に達する深さまで打設したが、十分な摩擦抵抗力が得られる場合には、杭部材８、２１の先端８ａ、２１ａを基礎地盤４内で止めるように構成してもよい。
【００５９】
さらに、前記の説明においては、略鉛直方向の小口径杭７の頭部９と斜め方向の小口径杭２０の頭部２２と略水平方向の小口径杭２５の端部２６ａとを剛結合したが、それらをヒンジ結合又はスライド結合として、所定の荷重までは回動又はスライド可能、所定以上の荷重では剛結合としてもよいし、或いは、それらをヒンジ結合又はスライド結合として、所定の荷重までは剛結合、所定以上の荷重では回動可能又はスライド可能に構成してもよい。このような結合にしても、上述した剛結合のものと同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００６０】
１ 盛土
２ 上面
３ 側面
３ａ 一方の側面
３ｂ 他方の側面
４ 基礎地盤
５ 支持層
６ 補強杭群
７ 略鉛直方向の小口径杭
８ 杭部材
８ａ 先端
８ｂ 外面
８ｃ 内面
９ 頭部
１０ 突起
１１ 孔
１２ 板材
１３ 先端ビット
１４ 隙間
１５ グラウト材
１６ 袋体
１７ 袋体
２０ 斜め方向の小口径杭
２１ 杭部材
２１ａ 先端
２１ｂ 外面
２１ｃ 内面
２２ 頭部
２３ 孔
２５ 略水平方向の小口径杭
２６ 杭部材
２６ａ 端部
２６ｂ 外面
２６ｃ 内面
２７ 孔
３０ 連結具
３１ 第１取付部
３２ 第２取付部
３３ 第３取付部
３４ 連結板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盛土の補強工法に関し、特に、小口径杭（口径３００ｍｍ以下の杭）を用いた盛土の補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路や鉄道等を通すために、基礎地盤の上部に土砂を盛り上げて周囲よりも高い盛土（築堤等）造成する工事が行われ、このような工事によって造成された盛土を補強する方法として、例えば、特許文献１に記載のような方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の補強方法は、堤防等の盛土の法面及び犬走から口径が２０〜３０ｃｍのケーシングパイプを先端が基礎地盤に達するように圧入し、ケーシングパイプ内に鉄筋を補強材として挿入し、ケーシングパイプ内に先端からコンクリートを打設しながらケーシングパイプを引き抜くことにより、盛土から基礎地盤に至る補強杭を構築し、このような補強杭を鉛直方向及び斜め方向を向くように複数構築し、法面から突出させた各補強杭の頭部間にコンクリートを打設し、この板状のコンクリートで複数の補強杭の頭部間を連結し、このような補強杭群を盛土の両法面に、長手方向に適当な間隔ごとに複数箇所に設けることにより盛土を補強し、盛土の安定化を図るように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１１０３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような盛土の補強方法にあっては、複数の補強杭群によって盛土の沈下やすべりに抵抗することができるので、新設、既設を問わず、堤防、護岸、路床等の盛土を補強し、盛土の安定化を図ることはできる。
【０００６】
しかし、上記のような盛土の補強方法にあっては、頭部が連結された補強杭群により、盛土に作用する鉛直荷重（地震に伴う鉛直方向の慣性力等）に対しては十分に抵抗することができるが、補強杭群が個別に設けられているため、盛土全体を補強することができず、特に、水平荷重（地震に伴う水平方向の慣性力等）に対しては十分に抵抗することができないため、盛土を初期の形状に保つことが困難になり、盛土に滑り、沈下等が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、鉛直荷重と水平荷重の両方に十分に抵抗することができる盛土の補強工法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】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、基礎地盤の上部に造成された盛土を引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する杭により補強する盛土の補強工法であって、前記盛土に、前記杭を略鉛直方向に打設するとともに、その近傍に、前記杭を斜め方向に打設し、前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合して補強杭群を構成し、この補強杭群を前記盛土の両側面の少なくとも１箇所に設け、前記両側面の対向する両補強杭群に対応するように、前記盛土に、前記杭を略水平方向に打設し、該略水平方向の杭の両端部と前記両補強杭群の前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合することを特徴とする。
【０００９】
本発明の盛土の補強工法によれば、鉛直荷重（例えば、自動車による活荷重、地震に伴う鉛直方向の慣性力）に対しては、盛土に鉛直下向きの荷重が作用すると、略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭に圧縮抵抗力が発生し、盛土内部に大きな圧縮力が作用するのを防止できる。また、盛土に鉛直上向きの荷重（地震の鉛直動のうち、上向きの慣性力が作用する場合）が作用すると、略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭には引張抵抗力が発生し、盛土内部に大きな引張力が作用するのを防止できる。さらに、盛土内部に鉛直上向きと下向きの歪が大きく作用する（両振幅）と、盛土内部の沈下を助長する可能性が高くなるが、略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭によってこれを抑制することができる。
【００１０】
さらに、盛土の両側面の結合部（支点部）に、各補強杭群の略鉛直方向の杭の頭部、各斜め方向の杭の頭部、及び水平方向の杭の端部を集中させているので、各補強杭群の略鉛直方向の杭、各斜め方向の杭に作用する力を各結合部（支点部）に集中させることができるとともに、水平方向の杭を通じて対向する反対側の各補強杭群の結合部（支点部）にその力を伝達させ、その力を反対側の各補強杭群の略鉛直方向の杭及び各斜め方向の杭に分散させることができ、複数の補強杭群により、盛土の全体の安定性を確保することができる。
【００１１】
さらに、本発明において、前記各杭の周囲に隙間を設け、該隙間内にグラウト材を充填することとしてもよい。
【００１２】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲をグラウト材で覆うことができるので、各杭に錆が発生するのを防止できる。
【００１３】
さらに、本発明において、前記各杭の先端に板材を取り付け、該板材の一部を前記各杭の外面から突出させ、前記各杭と前記板材とを一体に回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることとしてもよい。
【００１４】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲に容易に隙間を設けることができる。
【００１５】
さらに、本発明において、前記各杭の先端に前記各杭よりも大径の先端ビットを設け、前記先端ビットを回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることとしてもよい。
【００１６】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲に容易に隙間を設けることができる。
【００１７】
さらに、本発明において、前記各杭の周囲の少なくとも１箇所に、前記各杭の周囲を覆う袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填することとしてもよい。
【００１８】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の周囲は、内部にグラウト材を充填した袋体で覆われることになるので、錆び易い部分に袋体を設けることにより、各杭に錆が発生するのを防止できる。
【００１９】
さらに、本発明において、前記各杭の複数箇所に内外を貫通する孔を設けるとともに、前記各杭の内部に袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填して膨出変形させることにより、前記袋体の一部を前記孔から前記各杭の外面側に突出させ、又は前記各杭の内部の前記各孔に対応する部分にそれぞれシート部材を設け、前記各杭の内部にグラウト材を充填することにより、前記各シート部材を膨出変形させて前記各シート部材の一部を前記各孔から前記各杭の外面側に突出させることとしてもよい。
【００２０】
本発明の盛土の補強工法によれば、各杭の各孔から各杭の外面側に突出させた袋体の一部又はシート部材の一部により、各杭の周囲に隙間を確保することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明したように、本発明の盛土の補強工法によれば、あらゆる方向の荷重に抵抗することができるので、盛土の沈下、すべり、水平方向の変形を防止でき、盛土を初期の形状に保ち続けることができ、長期的に盛土の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による盛土の補強工法の一実施の形態を示した概略図である。
【図２】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の打設方法の一例を示した断面図である。
【図３】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の打設方法の他の例を示した断面図である。
【図４】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の外面側の袋体と隙間との関係を示した断面図である。
【図５】鉛直方向の小口径杭、斜め方向の小口径杭、及び水平方向の小口径杭の打設方法の内面側の袋体と隙間との関係を示した概略図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】連結具の斜視図である。
【図８】補強杭群の配置の一例を示した概略図である。
【図９】補強杭群の配置の他の例を示した概略図である。
【図１０】本発明による盛土の補強工法による力の伝達メカニズム（水平荷重）を示した説明図である。
【図１１】本発明による盛土の補強工法による力の伝達メカニズム（鉛直荷重）を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
図１〜図３には、本発明による盛土の補強工法の一実施の形態が示されている。この盛土の補強工法は、小口径杭（口径３００ｍｍ以下の杭）を用いた補強工法であって、道路や鉄道等を通すために造成された築堤等の盛土を補強し、盛土の安定化を図るのに有効なものである。
【００２４】
すなわち、本実施の形態の盛土の補強工法は、図１に示すように、基礎地盤４の上部に土砂等を盛り上げて造成した断面台形状の盛土１に対して、複数本の小口径杭７、２０、２５を複数方向から打設し、これらの複数本の小口径杭７、２０、２５によって盛土１を補強することにより、盛土１の安定化を図るものである。
【００２５】
小口径杭７、２０、２５は、引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する材料、具体的には、水平荷重（例えば、地震に伴う水平方向の慣性力等）、及び鉛直荷重（例えば、自動車による活荷重や地震に伴う鉛直方向の慣性力等）に対して抵抗可能な強度を有し、かつ所定の曲げ剛性を有する材料からなる杭部材８、２１、２６と、杭部材８、２１、２６の内面８ｃ、２１ｃ、２６ｃ側及び外面８ｂ、２１ｂ、２６ｂ側に設けられるグラウト材１５とから構成され、杭部材８、２１、２６は、例えば、丸形鋼管、角形鋼管、Ｈ形鋼等（本実施の形態では丸形鋼管）から構成されている。
【００２６】
上記のような構成の小口径杭７、２０、２５を用いて盛土１を補強するには、後述する連結具３０をガイドとして用い、この連結具３０を盛土１の一方の側面３ａの所定の位置に配置し、この連結具３０を利用して略鉛直方向に杭部材８を打設し、斜め方向に杭部材２１を打設し、略水平方向に杭部材２６を打設する。
【００２７】
連結具３０は、例えば、図７に示すように、軸線が略鉛直方向を向くように設けられる筒状の第１取付部３１と、軸線が斜め方向を向くように設けられる傾斜角度の異なる複数の筒状の第２取付部３２と、軸線が略水平方向を向くように設けられる筒状の第３取付部３３と、第１取付部３１と第２取付部３２との間、隣接する第２取付部３２間、及び第２取付部３２と第３取付部３３との間を溶接等によって一体に連結する板状の連結板３４とから構成されている。
【００２８】
上記の連結具３０を、第１取付部３１が略鉛直方向を向き、第２取付部３２が斜め方向を向き、第３取付部３３が略水平方向を向くように、盛土１の一方の側面３ａの所定の位置に配置し、第１取付部３１をガイドとして杭部材８を打設し、各第２取付部３２をガイドとして杭部材２１を打設し、第３取付部３３をガイドとして杭部材２６を打設することにより、盛土１の一方の側面３ａから略鉛直方向に杭部材８を打設し、斜め方向に複数本の杭部材２１を打設し、略水平方向に杭部材２７を打設することができる。
【００２９】
杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６を打設した後に、溶接等により、杭部材８の頭部９を第１取付部３１に一体に連結し、杭部材２１の頭部２２を第２取付部３２に一体に連結し、杭部材２６の端部２６ａを第３取付部３３に一体に連結し、杭部材８の頭部８と各杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを連結具３０を介して剛結合する。
【００３０】
なお、上記の連結作業は、後述するように、杭部材８、２１、２６の外面８ｂ、２１ｂ、２６ｂ側に形成される隙間１４内、及び杭部材８、２１、２６の内面８ｃ、２１ｃ、２６ｃ側にグラウト材１５を充填して固化させ、杭部材８、２１、２６を地山（盛土１、基礎地盤４、及び支持層５）と一体化した後に行うように構成してもよい。
【００３１】
なお、連結具３０は、上記の構成のものに限らず、杭部材８の頭部９と各杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを剛結合できる構成のものであればよい。また、連結具３０を用いずに、杭部材８の頭部９と各杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを溶接等によって直接に剛結合するように構成してもよい。
【００３２】
杭部材８は、例えば、図２及び図３に示すような方法によって盛土１に打設することができる。図２に示す方法は、杭部材８の先端８ａを斜めに切断し、この斜めに切断した杭部材８の先端８ａに略楕円形状の板材１２を取り付け、この板材１２の一部を杭部材８の外面８ｂから外方に延出させ、杭部材８と板材１２とを一体に回転させながら圧入することにより、杭部材８の先端８ａを盛土１、基礎地盤４を貫通させて支持層５に貫入させる方法である。
【００３３】
また、図３に示す方法は、杭部材８の先端８ａに杭部材８よりも大径の先端ビット１３を設け、このような構成の杭部材８と先端ビット１３とを一体に回転させながら圧入することにより、杭部材８の先端８ａを盛土１、基礎地盤４を貫通させて支持層５に貫入させる方法である。
【００３４】
図２及び図３に示すような方法によって杭部材８を地山（盛土１、基礎地盤４、及び支持層５）に貫入させることにより、地山に、杭部材８よりも大径の孔を削孔できるとともに、削孔によって生じた土砂を孔外に容易に排出することができ、杭部材８の外面８ｂと地山との間に所定の筒状の隙間１４を形成することができる。
【００３５】
そして、上記のように形成した隙間１４内、及び杭部材８の内面８ｃ側にセメントミルク等のグラウト材１５を充填して固化させることにより、杭部材８と地山（盛土１、基礎地盤４、及び支持層５）とを一体化した略鉛直方向の小口径杭７を構築することができる。
【００３６】
なお、図４に示すように、予め、杭部材８の外面８ｂの１箇所又は複数箇所に、杭部材８の全周を覆う筒状の袋体１６を取り付け、袋体１６に注入管（図示せず）を挿入しておき、杭部材８を地山に貫入させた後に、袋体１６の内部に注入管を介してセメントミルク等のグラウト材１５を充填して膨出変形させ、袋体１６によって杭部材８の外面８ｂを被覆するように構成してもよい。このような袋体１６を杭部材８に取り付けておくことにより、杭部材８の外面８ｂ側に所定の隙間１４を確保することができるとともに、袋体１６で杭部材８の外面８ｂを被覆することができるので、地下水等が作用する部分に袋体１６を設けておくことにより、杭部材８に錆びが発生するのを防止できる。なお、注入管は、袋体１６へのグラウト材の注入後に撤去してもよいし、残置させてもよい。
【００３７】
なお、袋体１６の両端の杭部材８の部分に環状の突起１０を一体に設けておき、袋体１６の外面が突起１０よりも外方に食み出ないように構成しておくことにより、杭部材８を地山に貫入させる際に、袋体１６が地山と接触して損傷等するのを防止できる。
【００３８】
また、図５及び図６に示すように、杭部材８の複数箇所に内外を貫通する孔１１を設けるとともに、杭部材８の内面８ｃ側に袋体１７を装着しておき、杭部材９の内面８ｃ側にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させ、袋体１７の一部を各孔１１を介して杭部材８の外面８ｂ側に突出させるように構成してもよい。このように袋体１７の一部を杭部材８の外面８ｂ側に突出させることにより、杭部材８の外面８ｂ側に所定の隙間１４を確保することができる。
さらに、図示はしないが、杭部材８の内面８ｃ側の各孔１１に対応する部分にシート部材を設けて、シート部材の周縁部を各孔１１の周縁部に接着剤等によって一体に接合しておき、杭部材８の内面８ｃ側にグラウト材を充填することにより、各シート部材を膨出変形させて、各シート部材の一部を各孔１１から杭部材８の外面８ｂ側に突出させるように構成してもよい。このようにシート部材の一部を杭部材８の外面８ｂ側に突出させることにより、杭部材８の外面８ｂ側に所定の隙間１４を確保することができる。
【００３９】
杭部材２１は、杭部材８と同様の方法により、地山（盛土１、支持地盤４、及び支持層５）に角度を変えて複数本打設し、各杭部材２１の外面２１ｂ側に形成された隙間１４内、及び各杭部材２１の内面２１ｃ側にセメントミルク等のグラウト材１５を充填して固化させることにより、各杭部材２１と地山（盛土１、支持地盤４、及び支持層５）とを一体化した斜め方向の小口径杭２０を構築することができる。
【００４０】
また、杭部材８と同様に、各杭部材２１の外面２１ｂの１箇所又は複数箇所に、各杭部材２１の全周を覆う筒状の袋体１６を取り付けておき、この袋体１６の内部にグラウト材１５を充填するように構成してもよい。さらに、各杭部材２１の複数箇所に内外を貫通する孔２３を設けるとともに、各杭部材２１の内面２３ｃ側に袋体１７を装着しておき、各杭部材２１の内面２３ｃ側にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させ、袋体１７の一部を各孔２３を介して各杭部材２１の外面２１ｂ側に突出させるように構成してもよい。さらに、各杭部材２１の内面２３ｃ側の各孔２３に対応する部分にシート部材を設けておき、各杭部材２１の内面２３ｃ側にグラウト材１５を充填することにより、各シート部材を膨出変形させて、各シート部材の一部を各孔２３から各杭部材２１の外面２１ｂ側に突出させるように構成してもよい。
【００４１】
杭部材２６は、杭部材８と同様の方法により、地山（盛土１）に打設し、杭部材２６の外面２６ｂ側に形成された隙間１４内、及び杭部材２６の内面２６ｃ側にセメントミルク等のグラウト材１５を充填して固化させることにより、杭部材２６と地山（盛土１）とを一体化した略水平方向の小口径杭２５を構築することができる。
【００４２】
また、杭部材８と同様に、杭部材２６の外面２６ｂの１箇所又は複数箇所に、杭部材２６の全周を覆う筒状の袋体１６を取り付けておき、この袋体１６の内部にグラウト材１５を充填するように構成してもよい。さらに、杭部材２６の複数箇所に内外を貫通する孔２７を設けるとともに、杭部材２６の内面２６ｃ側に袋体１７を装着しておき、杭部材２６の内面２６ｃ側にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させ、袋体１７の一部を孔２７を介して各杭部材２６の外面２６ｂ側に突出させるように構成してもよい。さらに、各杭部材２６の内面２６ｃ側の各孔２７に対応する部分にシート部材を設けておき、各杭部材２６の内面２６ｃ側にグラウト材１５を充填することにより、各シート部材を膨出変形させて、各シート部材の一部を各孔２７から各杭部材２６の外面２６ｂ側に突出させるように構成してもよい。
【００４３】
上記のように盛土１の一方の側面３ａの所定の位置に設けられた略鉛直方向の小口径杭７と複数本の斜め方向の小口径杭２０とによって補強杭群６が構成され、このような補強杭群６を盛土１の両側面３ａ、３ｂに長手方向に沿って所定の間隔ごとに複数箇所に設け、両側面３ａ、３ｂの対向する補強群６、６間を各補強杭群６に対応して設けられた略水平方向の小口径杭２５によって連結する。
【００４４】
この場合、図８に示すように、盛土１の両側面３ａ、３ｂに、両側面３ａ、３ｂの複数の補強杭群６同士が互いに正対するように設け、対向する補強杭群６間を略水平方向の小口径杭２５によって連結してもよいし、図９に示すように、一方の側面３ａの複数の補強杭群６と他方の側面３ｂの複数の補強杭群６とが斜めに対向するように、各側面３ａ、３ｂに複数の補強杭群６を設け、斜め方向に対向する補強杭群６間を略水平方向の小口径杭２５によって連結してもよい。図９に示すような構成とした場合には、複数の補強杭群６によってトラス構造を構成することができる。
【００４５】
上記のように構成した本実施の形態の盛土の補強工法にあっては、１本の略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８の頭部９と複数本の斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１の頭部２２とを連結具３０によって剛結合することによって１つの補強杭群６を構成し、このような補強杭群６を盛土１の両側面３ａ、３ｂに長手方向に所定の間隔ごとに複数箇所に設け、両側面３ａ、３ｂの対向する両補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８及び各斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１の頭部９、２２間を略水平方向の小口径杭２５の杭部材２６の両端部２６ａ、２６ａで連結し、杭部材２６の両端部２６ａ、２６ａと両補強杭群６の杭部材８及び各杭部材２１の頭部９、２２とを連結具３０によって剛結合したことにより、以下のような作用効果を奏する。
【００４６】
水平荷重（例えば、地震に伴う水平方向の慣性力）に対しては、図１０に示すように、盛土１の両側面３ａ、３ｂの剛結合部（支点部Ａ）で補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８の頭部９、各斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１の頭部２２、略水平方向の小口径杭２５の杭部材２６の端部２６ａを連結しているので、略鉛直方向の小口径杭７、各斜め方向の小口径杭２０、及び略水平方向の小口径杭２５に作用する力を剛結合部（支点部Ａ）に集中させることができ、この力を略水平方向の小口径杭２５を介して対向する反対側の補強杭群６の剛結合部（支点部Ｂ）に伝達させ、反対側の補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７、各斜め方向の小口径杭２０に分散させることができる。
例えば、図１０の左方向（矢印）への慣性力が作用した場合には、盛土１の側面３ｂ側の部分には引張力が作用し、側面３ａ側には圧縮力が作用することになるが、これらの荷重を側面３ｂ側の小口径杭７、２０、側面３ａ側の小口径杭７、２０、及び両側面３ａ、３ｂ間の小口径杭２５によって支持することができるので、盛土１の変形を抑制することができる。また、図１０の右方向への慣性力が作用した場合には、盛土１の側面３ｂ側の部分には圧縮力が作用し、側面３ａ側には引張力が作用することになるが、これらの荷重を側面３ｂ側の小口径杭７、２０、側面３ａ側の小口径杭７、２０、及び両側面３ａ、３ｂ間の小口径杭２５によって支持することができるので、盛土１の変形を抑制することができる。
従って、盛土１の両側面３ａ、３ｂの両補強杭群６の相互作用により、水平荷重に抵抗することができるので、盛土１に、滑り、水平方向の変形等が生じるようなことはなく、盛土１を初期の断面形状に保つことができ、盛土１全体の安定性を確保することができる。
【００４７】
鉛直荷重（例えば、自動車による活荷重、地震に伴う鉛直方向の慣性力）に対しては、図１１に示すように、盛土１に鉛直下向きの荷重が作用した場合には、略鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０に圧縮抵抗力が発生することにより、盛土１内部に大きな圧縮力が作用するのを防止できる。反対に、盛土１に鉛直上向きの荷重（地震の鉛直動のうち、上向きの慣性力が作用する場合）が作用した場合には、略鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０に引張抵抗力が発生することにより、盛土１内部に大きな引張力が作用するのを防止できる。盛土１内部に鉛直上向きと下向きの歪が大きく作用する（両振幅）と、盛土１内部の沈下を助長する可能性が高いが、複数の補強杭群６の略鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０によりこのような現象を抑制することができる。従って、鉛直荷重に抵抗することができるので、盛土１に沈下、水平方向の変形等が生じるようなことはなく、盛土１を初期の断面形状に保つことができ、盛土１全体の安定性を確保することができる。
【００４８】
また、略鉛直方向の小口径杭７の杭部材８、各斜め方向の小口径杭２０の杭部材２１、及び略水平方向の小口径杭２５の杭部材２６の外面側に隙間１４を設け、その隙間１４内にグラウト材１５を充填するように構成したので、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に錆が発生するのを防止できる。
【００４９】
さらに、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６の外面側に袋体１６を設け、袋体１６の内部にグラウト材１５を充填することにより、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６を被覆するように構成したので、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６の錆び易い部分に袋体１６を設けることにより、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に錆が発生するのを防止できる。
【００５０】
さらに、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に内外を貫通する孔１１、２３、２７を設けるとともに、内面側に袋体１７を設けて、袋体１７の内部にグラウト材１５を充填することにより袋体１７を膨出変形させて、袋体１７の一部を孔１３、２３、２７から杭部材８、各杭部材２１１、及び杭部材２６の外面側に突出させるように構成したので、杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６の外面側に所定の隙間１４を確保でき、その隙間１４にグラウト材１５を充填することにより杭部材８、各杭部材２１、及び杭部材２６に錆びが発生するのを防止できる。
【００５１】
さらに、各補強杭群６が設けられている盛土１の各地点において、その部分に生じる沈下、あらゆる方向の滑りを各補強杭群６の鉛直方向の小口径杭７及び各斜め方向の小口径杭２０によって抑制できる。
【００５２】
さらに、盛土１の両側面３ａ、３ｂの複数の補強杭群６と、対向する補強杭群６、６間を連結する略水平方向の小口径杭２５とにより、盛土１に何れの方向から荷重が作用しても、それらの荷重に抵抗することができるので、盛土１を初期の断面形状に保つことができ、盛土１に大きなすべりや沈下が生じるのを防止できる。
【００５３】
さらに、盛土１の両側面３ａ、３ｂから各補強杭群６を施工することになるので、盛土１を鉄道や道路等の築堤として利用しながら施工することも可能となる。さらに、盛土１の両側面３ａ、３ｂに鋼矢板（シートパイル）等が設けられている場合には、鋼矢板等をドリルで貫通した後に、盛土１に各杭部材８、２１、２６を打設することができるので、そのような状況でも施工することが可能となる。
【００５４】
なお、前記の説明においては、連結具３０をガイドとして、杭部材８、杭部材２１、杭部材２６を地山に打設したが、杭部材８、杭部材２１、及び杭部材２６を地山に打設した
後に、杭部材８の頭部９と杭部材２１の頭部２２と杭部材２６の端部２６ａとを連結具３０により連結してもよい。
【００５５】
この場合、杭部材８、杭部材２１、及び杭部材２６の打設位置が所定の位置からずれる場合もあるので、そのような場合には、打設した杭部材８の頭部９、杭部材２１の頭部２２、及び杭部材２６の端部２６ａにそれぞれ第１取付部３１、第２取付部３２、及び第３取付部３３を取り付けた後に、第１取付部３１と第２取付部３２との間隔に合わせた寸法の連結板３４、隣接する第２取付部３２、３２間の間隔に合わせた寸法の連結板３４、第２取付部３２と第３取付部３３との間隔に合わせた寸法の連結板３４を用意し、この連結板３４により第１取付部３１と第２取付部３２との間、隣接する第２取付部３２、３２間、及び第２取付部３２と第３取付部３３との間を連結するように構成すればよい。
【００５６】
なお、前記の説明においては、盛土２の複数箇所に補強杭群６を設けたが、１箇所のみに補強杭群６を設けるように構成してもよい。
【００５７】
また、前記の説明においては、補強杭群６を、１本の略鉛直方向の小口径杭７と複数本の斜め方向の小口径杭２０とによって構成したが、基礎地盤４の条件によっては、補強杭群６を、１本の略鉛直方向の小口径杭７と１本の斜め方向の小口径杭２０とによって構成してもよい。
【００５８】
さらに、前記の説明においては、杭部材８、２１を、先端８ａ、２１ａが支持層５に達する深さまで打設したが、十分な摩擦抵抗力が得られる場合には、杭部材８、２１の先端８ａ、２１ａを基礎地盤４内で止めるように構成してもよい。
【００５９】
さらに、前記の説明においては、略鉛直方向の小口径杭７の頭部９と斜め方向の小口径杭２０の頭部２２と略水平方向の小口径杭２５の端部２６ａとを剛結合したが、それらをヒンジ結合又はスライド結合として、所定の荷重までは回動又はスライド可能、所定以上の荷重では剛結合としてもよいし、或いは、それらをヒンジ結合又はスライド結合として、所定の荷重までは剛結合、所定以上の荷重では回動可能又はスライド可能に構成してもよい。このような結合にしても、上述した剛結合のものと同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００６０】
１ 盛土
２ 上面
３ 側面
３ａ 一方の側面
３ｂ 他方の側面
４ 基礎地盤
５ 支持層
６ 補強杭群
７ 略鉛直方向の小口径杭
８ 杭部材
８ａ 先端
８ｂ 外面
８ｃ 内面
９ 頭部
１０ 突起
１１ 孔
１２ 板材
１３ 先端ビット
１４ 隙間
１５ グラウト材
１６ 袋体
１７ 袋体
２０ 斜め方向の小口径杭
２１ 杭部材
２１ａ 先端
２１ｂ 外面
２１ｃ 内面
２２ 頭部
２３ 孔
２５ 略水平方向の小口径杭
２６ 杭部材
２６ａ 端部
２６ｂ 外面
２６ｃ 内面
２７ 孔
３０ 連結具
３１ 第１取付部
３２ 第２取付部
３３ 第３取付部
３４ 連結板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎地盤の上部に造成された盛土を引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する杭により補強する盛土の補強工法であって、
前記盛土に、前記杭を略鉛直方向に打設するとともに、その近傍に、前記杭を斜め方向に打設し、前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合して補強杭群を構成し、この補強杭群を前記盛土の両側面の少なくとも１箇所に設け、前記両側面の対向する両補強杭群に対応するように、前記盛土に、前記杭を略水平方向に打設し、該略水平方向の杭の両端部と前記両補強杭群の前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合することを特徴とする盛土の補強工法。
【請求項２】
前記各杭の周囲に隙間を設け、該隙間内にグラウト材を充填することを特徴とする請求項１に記載の盛土の補強工法。
【請求項３】
前記各杭の先端に板材を取り付け、該板材の一部を前記各杭の外面から突出させ、前記各杭と前記板材とを一体に回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることを特徴とする請求項２に記載の盛土の補強工法。
【請求項４】
前記各杭の先端に前記各杭よりも大径の先端ビットを設け、前記先端ビットを回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることを特徴とする請求項２に記載の盛土の補強工法。
【請求項５】
前記各杭の周囲の少なくとも１箇所に、前記各杭の周囲を覆う袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填することを特徴とする請求項１〜４の何れか1項に記載の盛土の補強工法。
【請求項６】
前記各杭の複数箇所に内外を貫通する孔を設けるとともに、前記各杭の内部に袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填して膨出変形させることにより、前記袋体の一部を前記孔から前記各杭の外面側に突出させ、又は前記各杭の内部の前記各孔に対応する部分にそれぞれシート部材を設け、前記各杭の内部にグラウト材を充填することにより、前記各シート部材を膨出変形させて前記各シート部材の一部を前記各孔から前記各杭の外面側に突出させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の盛土の補強工法。
【請求項１】
基礎地盤の上部に造成された盛土を引張荷重及び圧縮荷重に抵抗可能な強度を有する杭により補強する盛土の補強工法であって、
前記盛土に、前記杭を略鉛直方向に打設するとともに、その近傍に、前記杭を斜め方向に打設し、前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合して補強杭群を構成し、この補強杭群を前記盛土の両側面の少なくとも１箇所に設け、前記両側面の対向する両補強杭群に対応するように、前記盛土に、前記杭を略水平方向に打設し、該略水平方向の杭の両端部と前記両補強杭群の前記略鉛直方向の杭の頭部と前記斜め方向の杭の頭部とを結合することを特徴とする盛土の補強工法。
【請求項２】
前記各杭の周囲に隙間を設け、該隙間内にグラウト材を充填することを特徴とする請求項１に記載の盛土の補強工法。
【請求項３】
前記各杭の先端に板材を取り付け、該板材の一部を前記各杭の外面から突出させ、前記各杭と前記板材とを一体に回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることを特徴とする請求項２に記載の盛土の補強工法。
【請求項４】
前記各杭の先端に前記各杭よりも大径の先端ビットを設け、前記先端ビットを回転させることにより、前記各杭の周囲に前記隙間を設けることを特徴とする請求項２に記載の盛土の補強工法。
【請求項５】
前記各杭の周囲の少なくとも１箇所に、前記各杭の周囲を覆う袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填することを特徴とする請求項１〜４の何れか1項に記載の盛土の補強工法。
【請求項６】
前記各杭の複数箇所に内外を貫通する孔を設けるとともに、前記各杭の内部に袋体を設け、該袋体の内部にグラウト材を充填して膨出変形させることにより、前記袋体の一部を前記孔から前記各杭の外面側に突出させ、又は前記各杭の内部の前記各孔に対応する部分にそれぞれシート部材を設け、前記各杭の内部にグラウト材を充填することにより、前記各シート部材を膨出変形させて前記各シート部材の一部を前記各孔から前記各杭の外面側に突出させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の盛土の補強工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１１７２４９（Ｐ２０１１−１１７２４９Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７９１３（Ｐ２００９−２７７９１３）
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【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６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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