JP2014227729A - 盛土補強構造及び盛土の補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】盛土の法面の脇に用地を確保せずとも、盛土を補強出来るようにする。【解決手段】側部に法面２ｂを有し一方向に連続するように形成された盛土２の補強構造１は、盛土２の補強前に予想されるすべり面Ｐを上下方向に突き抜けるように鉛直方向に沿って法面２ｂの地中に埋設されてなる固化改良体３が盛土２の連続方向に沿って複数設けられたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、盛土補強構造及び盛土の補強方法に関し、例えば鉄道用の軌道が敷設される盛土の補強に適用して有効な技術に関する。

従来、盛土の法面にロックボルト等の鋼棒を打ち込んで、盛土を補強する技術が知られている（特許文献１〜４参照）。特許文献１に記載の技術は、法面の脇の平地でクローラー型打込機を運転して、その打込機のアームに取り付けられた加圧アタッチメントによって鋼棒を法面に打ち込むというものである。

特開２００９−１５００８４号公報 特開２００５−１６２６６号公報 特開２００３−３０６９３９号公報 特開２０１１−１７９２７１号公報

ところで、特許文献１に記載されているような打込機を操作して補強用鋼棒を打込む場合、盛土の脇に建物が建っていると、打込機を設置する用地或いはスペースを盛土の脇に確保することができないことがある。その場合には、特許文献１に記載の技術では、盛土の法面に鋼棒を打ち込むことができず、盛土の補強が困難である。
本発明が解決しようとする課題は、盛土の法面の脇に用地を確保せずとも、盛土を補強出来るようにすることである。

以上の課題を解決するための盛土補強構造は、側部に法面を有し一方向に連続するように形成された盛土の補強構造であって、前記法面の地中に、前記盛土の補強前に予想されるすべり面を上下方向に突き抜けるように鉛直方向に沿って埋設されてなる固化改良体が、前記盛土の連続方向に沿って複数設けられていることを特徴とする。

前記盛土補強構造によれば、法面の地中に鉛直方向に沿って埋設された複数の固化改良体が盛土補強前に予想されるすべり面を上下方向に突き抜けているので、盛土のすべり防止効果が向上し、盛土を補強することができる。また、固化改良体が鉛直方向に沿って埋設されているから、法面の地表のスペースで固化改良体を造成することができ、盛土の法面の脇に用地を確保せずとも済む。

前記盛土補強構造において、前記複数の固化改良体のそれぞれに上下に沿って芯材が埋め込まれ、前記芯材が前記すべり面を上下方向に突き抜けるように設けられている。
固化改良体に埋め込まれた芯材がすべり面を上下に突き抜けているので、盛土のすべり荷重によって固化改良体に曲げ荷重が作用しても、その曲げに対する固化改良体の耐力が芯材によって向上する。よって、盛土のすべり防止効果が向上する。

前記盛土補強構造において、前記複数の固化改良体の中心から前記法面の法肩側に偏心した位置に、上下に沿って前記芯材がそれぞれ埋め込まれている。
よって、盛土のすべり荷重による曲げに対する固化改良体の耐力が効率よく向上する。つまり、曲げ力が固化改良体に作用すると、固化改良体のうち中心線よりも法肩寄りの部位に引張応力が発生するので、圧縮強度と比較して引張強度の低い固化改良体を芯材によって補強することができる。固化改良体の補強によって盛土のすべり防止効果が向上する。

前記盛土補強構造において、前記法面の前記複数の固化改良体よりも前記法面の法肩寄り位置に、補強棒材が前記法面から地中に打ち込まれている。
よって、法面の法肩寄りの表層部のすべりを補強棒材によって防止することができる。補強棒材が法肩寄りにおいて法面に打ち込まれているから、法面の地表のスペースで補強棒材を打ち込むことができ、盛土の法面の脇に用地を確保せずとも済む。

前記盛土補強構造において、複数の土留壁が隣接する前記固化改良体の同士の間にそれぞれ位置するように前記法面の地中に鉛直に打ち込まれている。
よって、隣り合う固化改良体の間における盛土のすべりを土留壁によって防止することができる。

前記盛土補強構造において、前記土留壁はその上部が前記法面の地表に突出するように設けられている。
よって、法面の表層部におけるすべりの防止効果が向上する。

以上の課題を解決するための盛土の補強方法は、盛土の法面の地中に、前記盛土の補強前に予想されるすべり面を上下方向に突き抜けるように固化改良体を鉛直方向に沿って造成する工程を有することを特徴とする。

前記補強方法によれば、法面の地中に固化改良体を鉛直方向に沿って造成したので、法面の地表のスペースで固化改良体を法面の地中に造成することができ、盛土の法面の脇に用地を確保せずとも済む。また、造成された固化改良体がすべり面を上下方向に突き抜けているので、この固化改良体によって盛土を補強することができる。

前記補強方法において、前記固化改良体内に上下方向に延在する挿入穴を穿孔し、該挿入穴に芯材を挿入した後、経時硬化性を有する埋込材を前記挿入穴と前記芯材との隙間に充填して、該埋込材を硬化させる工程を有することを特徴とする。
固化改良体に埋め込まれた芯材によって固化改良体が補強され、盛土のすべり防止効果が向上し、盛土をより補強することができる。

前記補強方法において、前記固化改良体に対する前記挿入穴の穿孔を、前記すべり面を上下方向に突き抜ける位置まで行い、前記すべり面を上下方向に突き抜ける領域に前記芯材を埋め込む。
すべり面を突き抜ける領域に芯材を埋め込んだので、固化改良体を芯材によって効率よく補強することができる。

前記補強方法において、前記固化改良体よりも前記法面の法肩寄りに補強棒材を打ち込む工程を、前記固化改良体を造成する工程の前若しくは後に、又は該工程と並行して行う。
よって、法面の法肩寄りの表層部のすべりを補強棒材によって防止することができる。

前記補強方法において、前記法面上における前記固化改良体の造成位置を前記盛土の連続方向に変えて、前記固化改良体を造成する工程を複数回行うことによって、前記固化改良体を前記法面の地中に複数造成し、隣り合う前記固化改良体の同士の間に位置するように土留壁を打ち込む工程を、前記固化改良体を造成する工程の前若しくは後に、又は該工程と並行して行う。
よって、隣り合う固化改良体の間における盛土のすべりを土留壁によって防止することができる。

前記補強方法において、前記固化改良体を造成する工程が、固化材を前記法面の地中に注入しつつ、前記法面の地中の土砂と前記固化材を混合及び撹拌する複数回の撹拌工程を有し、前記複数回の撹拌工程によってそれぞれ生成される前記固化材と前記土砂との混合体が一部重なるようにして、前記法面上における前記固化材の注入位置を変えて、前記複数回の撹拌工程を行う。
よって、固化改良体の断面積を増やすことができ、盛土をより補強することができる。

本発明によれば、盛土の法面の脇に用地を確保せずとも、法面の地中に鉛直に埋設された固化改良体によって盛土を補強することができる。

本発明の第１実施形態に係る盛土補強構造の鉛直断面図である。 同実施形態に係る盛土補強構造に設置された固化改良体の水平断面図である。 同実施形態に係る盛土補強構造に設置された固化改良体の水平断面図である。 同実施形態に係る盛土の補強方法の一工程における盛土の鉛直断面図である。 図４の工程の後の工程における盛土の鉛直断面図である。 図５の工程の後の工程における盛土の鉛直断面図である。 図６の工程の後の工程における盛土の鉛直断面図である。 図７の工程の後の工程における盛土の鉛直断面図である。 図８の工程の後の工程における盛土の鉛直断面図である。 本発明の第２実施形態に係る盛土補強構造の鉛直断面図である。 本発明の第３実施形態に係る盛土補強構造の鉛直断面図である。 同実施形態に係る盛土補強構造の斜視図である。 第１〜第３の実施形態の変形例に係る固化改良体の造成工程を示した鉛直断面図である。

以下に、図面を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

〔第１の実施の形態〕
図１は、例えば鉄道用の軌道が敷設される盛土補強構造の断面図である。以下、図１の構造を盛土補強構造１と称する。
図１においては、盛土２が紙面に対して交差（特に直交）する方向に連続して造成される。該盛土２の上部の天端２ａ上に鉄道の軌道が敷設され、軌道が盛土２の連続する方向に延在する。盛土２の側部は所定の角度をなす法面２ｂとされ、法面２ｂの下部には比較的急角度をなす石垣２ｅが設けられている。この法面２ｂの最下端が法尻２ｃと呼ばれ、法面２ｂの最上端が法肩２ｄと呼ばれる。法尻２ｃが石垣２ｅの下端に設けられる。
本実施形態では、盛土２の法面２ｂの脇に用地を確保できない場合の例として、盛土２の法尻２ｃの脇に構造物（例えば建物等）９９が構築されている場合を想定する。なお、盛土２が道路盛土、造成地盛土又は水理用盛土である場合にも、本実施形態を適用することができる。

図１に示すような台形状の盛土構造では、盛土内部を補強しない場合、盛土内部のすべり面（例えば、法尻２ｃを起点とする図示のすべり面Ｐ）に沿って盛土が崩落し易いことが知られている。法尻２ｃを起点とするすべり面Ｐは、補強前の最小安全率のすべり面である。つまり、すべり面Ｐは、補強前の盛土２の安定性を評価するための安定性評価法（例えば円弧すべり法）によって補強前の盛土２について計算された最小安全率をとるすべり面である。

本実施形態では、盛土２の法面２ｂの地中に、補強部材として柱状の固化改良体３が鉛直方向に埋設されている。固化改良体３はセメントスラリー等の固化材と法面２ｂの地中の土砂とを法面２ｂの地中で混合してそれを固化させたものであり、固化改良体３の中心から少し盛土２の中央側に寄った位置に鋼製芯材４が内蔵されている。固化改良体３は、法面２ｂの表面近くから上記すべり面Ｐを上下方向に突き抜ける深さまで形成されている。ただし、固化改良体３は、少なくともすべり面Ｐを上下方向に突き抜けるように、つまり固化改良体３の上端面３ａがすべり面Ｐよりも上に位置し、下端面３ｂがすべり面Ｐよりも下に位置するように埋設されていればよい。なお、固化改良体３がコンクリート製の場所打ち杭であってもよい。

さらに、本実施形態では、固化改良体３は法尻２ｃよりも低い深さまで埋設されている。図１の例では、固化改良体３の上端面３ａが法面２ｂの表層近くまで達するように形成されているが、法面２ｂの表面に露出するように形成しても良い。
同一断面において、盛土２の法面２ｂの地中に埋設された固化改良体３の数は１つである。図１の紙面と直行する方向すなわち盛土２の連続する方向に沿って複数の固化改良体３が所定の間隔を置いて配列されている。なお、これら固化改良体３の間隔を詰めて、これら固化改良体３の連続体が構成されてもよい。

固化改良体３が埋設される位置は、法尻２ｃから法肩２ｄにかけてのいずれかの位置である。例えば、法面２ｂの中心から法尻２ｃ若しくは法肩２ｄ寄りの地中に、又は法面２ｂの中腹の地中に固化改良体３が埋設されている。
上記のようにして、固化改良体３によって盛土２が補強されていると、補強後の予想すべり面Ｐ１は初期のすべり面Ｐよりも深い位置に変移するようになる。これによって、補強後の盛土２は崩落を起こしにくくなる。

続いて、固化改良体３の構造について詳しく説明する。
本実施形態の固化改良体３は鋼製芯材４によって補強されている。鋼製芯材４は鋼棒、鋼管又は形鋼（例えば、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼、溝形鋼、Ｚ形鋼又は異形鋼）である（図２又は図３参照）。図２は鋼製芯材４が鋼棒である場合の固化改良体３の水平断面図であり、図３は鋼製芯材４がＨ形鋼である場合の固化改良体３の水平断面図である。

図１に示すように、鋼製芯材４は鉛直な姿勢で固化改良体３に埋め込まれている。具体的には、固化改良体３が固化した後に、固化改良体３の軸方向に沿って挿入穴３ｃが鉛直方向に穿孔され、鋼製芯材４が挿入穴３ｃに挿入され、さらにコンクリート又はモルタル等の埋込材５が鋼製芯材４と挿入穴３ｃとの隙間に充填されている。挿入穴３ｃは固化改良体３の上端面３ａから下端面３ｂまで、下端面３ｂの下の地中まで又は下端面３ｂの僅か上まで穿孔され、鋼製芯材４が挿入穴３ｃの下端の底まで差し込まれていることが好ましい。なお、挿入穴３ｃを固化改良体３に設けずに、固化改良体３が固化する前に鋼製芯材４を固化改良体３に鉛直方向上部から挿入して直接埋め込んだ構造としてもよい。

本実施形態では、鋼製芯材４もすべり面Ｐを上下方向に突き抜ける長さに設定されており、鋼製芯材４の上端がすべり面Ｐよりも上に位置し、鋼製芯材４の下端がすべり面Ｐよりも下に位置している。鋼製芯材４の上端は、図１では固化改良体３の上端面３ａに揃っているが、上端面３ａより上に突き出ているか、上端面３ａよりも僅かに下に位置していてもよい。

さらに、鋼製芯材４は固化改良体３に対して偏心する。すなわち、鋼製芯材４はその中心線が固化改良体３の中心線３ｅからずれるように配置されている（図２又は図３参照）。偏心の方向は盛土２の法肩２ｄ側であり、つまり鋼製芯材４はその中心線が固化改良体３の中心線３ｅから法肩２ｄ側へずれるように配置されている。なお、鋼製芯材４と固化改良体３が同心状に設けられ、鋼製芯材４の中心線が固化改良体３の中心線３ｅに重なってもよい。ただし、本実施形態のように、鋼製芯材４を固化改良体３に対して法肩２ｄ側へ偏心して配置することにより、固化改良体３に対して盛土２の中央側から法尻２ｃの方へ向って盛土２の重量が作用したときに、固化改良体３の引張強度を高め、小さい断面の鋼製芯材４によって固化改良体３の破壊強度を高めることができる。

鋼製芯材４が鋼棒、鋼管又は形鋼の何れであっても、固化改良体３に埋め込まれる鋼製芯材４の数は１本又は複数本である。
図３に示すように鋼製芯材４が形鋼である場合には、一本の鋼製芯材４を固化改良体３に埋め込むのが望ましい。
図２に示すように複数本の鋼製芯材４を埋め込む場合には、これら複数の鋼製芯材４が固化改良体３の中心線３ｅ回りの周方向に沿って配列するように配設されていることが好ましい。なお、鋼製芯材４が鋼管又は形鋼である場合であっても、複数の鋼製芯材４が図２に示すように周方向に沿って配列されてもよい。

ここで、固化改良体３に埋め込まれた鋼製芯材４の数が複数である場合における鋼製芯材４の配置の好適な例を挙げる。
（例１） 全ての鋼製芯材４の中心線を固化改良体３の中心線３ｅから法肩２ｄ側へずらして配置する（図２参照）。
（例２） 一本の鋼製芯材４の中心線が固化改良体３の中心線３ｅに重なり、残りの鋼製芯材４は中心線が固化改良体３の中心線３ｅから法肩２ｄ側へずらして配置する。
（例３） 一本の鋼製芯材４の中心線を固化改良体３の中心線３ｅから法尻２ｃ側へずらし、残りの鋼製芯材４の中心線を固化改良体３の中心線３ｅから法肩２ｄ側へずらして配置する。

要するに、固化改良体３の法肩２ｄ側の引張強度の方が法尻２ｃ側の引張強度よりも高い構造であればよい。上述の例１〜例３は、鋼製芯材４が鋼棒、鋼管又は形鋼の何れの場合にも適用することができる。
なお、固化改良体３の強度が充分であれば、鋼製芯材４及び埋込材５が固化改良体３に設けられていなくてもよい。

続いて、盛土２の補強方法（盛土補強構造１の構築方法）の手順について説明する。
まず、図４に示すように、法面２ｂ上に足場１０を構築する。
次に、固化改良体造成用の機材（例えば、固化材圧送機等）２０を足場１０の上に設置する。
次に、図５及び図６に示すように、セメントスラリー等の固化材３０を法面２ｂの地中に注入しつつ、その固化材３０と地中の土砂を混合及び撹拌することによって、法面２ｂの地中に固化改良体３を鉛直方向に沿って造成する。ここで、固化改良体３の下端がすべり面Ｐよりも深い位置になるように固化改良体３を造成する。

固化改良体３の造成方法は、高圧噴射撹拌工法、機械撹拌工法又は高圧噴射併用型機械攪拌工法である。
高圧噴射撹拌工法による固化改良体３の造成は、まず固化材圧送機の注入管２１を鉛直な姿勢にして、注入管２１を法面２ｂに挿入して、注入管２１の先端がすべり面Ｐよりも深い位置になるまで注入管２１を法面２ｂの地中に挿入する（図５参照）。これにより、穴２ｆを法面２ｂの地中に形成する。なお、穴２ｆを事前削孔した上で、その穴２ｆに注入管２１を挿入してもよい。
その後、注入管２１を回転させつつ注入管２１を徐々に引き上げる。その際に、注入管２１に固化材３０を高圧で供給して、注入管２１の先端部の噴射ノズルから径方向外方へ固化材３０を高圧噴射する（図６参照）。そうすることで、高圧噴射された固化材３０によって注入管２１の周囲の土を切削して地中の穴２ｆの径を広げるとともに、高圧噴射された固化材３０の旋回噴流によって固化材３０と土砂を混合撹拌する。これにより、固化改良体３を下方から上方へ向かって鉛直に造成する。

機械撹拌工法では、鉛直な姿勢の注入管２１を回転することによって、注入管２１の先端部に設けられたビッド又は剣先等で法面２ｂの地中を切削しながら、注入管２１を法面２ｂの地中に鉛直に挿入する。注入管２１の先端部がすべり面Ｐよりも深い位置になるまで注入管２１を法面２ｂの地中に挿入したら、注入管２１を逆回転して注入管２１を徐々に引き上げる。その時に、注入管２１に固化材３０を供給することによって注入管２１の先端部から固化材３０を吹き出し、注入管２１の先端部及び外周面等に設けられた撹拌羽根で固化材３０と土砂を混合撹拌する。これにより、固化改良体３を下方から上方へ向かって鉛直に造成する。なお、注入管２１を地中から引き上げる時に固化材３０を吹き出すのではなく、注入管２１を地中に挿入する時に固化材３０を注入管２１の先端部から吹き出してもよい。

高圧噴射併用型機械攪拌工法は、上述の高圧噴射撹拌工法と機械撹拌工法を併用したものである。つまり、鉛直な姿勢の注入管２１を回転することによって、注入管２１の先端部に設けられたビッド又は剣先等で法面２ｂの地中を切削しながら、注入管２１を法面２ｂの地中に鉛直に挿入する。その時に、注入管２１に固化材３０を供給することによって注入管２１から固化材３０を吹き出し、注入管２１の先端部又は外周面等に設けられた撹拌羽根で固化材３０と土砂を混合撹拌する。注入管２１の先端部がすべり面Ｐよりも深い位置になるまで注入管２１を法面２ｂの地中に挿入したら、注入管２１を逆回転して注入管２１を徐々に引き上げる。その時に、注入管２１に固化材３０を高圧で供給することによって、撹拌羽根に設けられた噴射ノズルから径方向外方へ固化材３０を高圧噴射する。注入管２１に近い中心部の土砂及び固化材は、撹拌羽根によって混合撹拌され、注入管２１から離れた周囲部の土砂及び固化材３０は、高圧噴射された固化材３０の旋回噴流によって混合撹拌される。これにより、固化改良体３を鉛直に造成する。
なお、場所打ち杭工法によって固化改良体３を打設してもよい。

上記のようにして、法面２ｂの地中に注入された固化材３０と土砂の混合体を養生してその混合体を硬化させると、その混合体が硬化して固化改良体３が形成される。

その後、図７に示すように、穿孔機４０で固化改良体３の上端面３ａから固化改良体３を穿孔して、固化改良体３に挿入穴３ｃを形成する。穿孔深さは、すべり面Ｐよりも深いことが好ましい。穿孔する位置は、固化改良体３の中心線３ｅよりも法肩２ｄ側に偏心した位置であることが好ましい。
次に、図８に示すように、鋼製芯材４を挿入穴３ｃに挿入する。この際、鋼製芯材４の下端が挿入穴３ｃの底に届くまで鋼製芯材４を挿入穴３ｃに挿入し、鋼製芯材４がすべり面Ｐを上下方向に突き抜けるようにする。

次に、図９に示すように、経時硬化性を有するコンクリート又はモルタル等の埋込材５を鋼製芯材４と挿入穴３ｃの隙間に充填し、埋込材５を硬化させる。鋼製芯材４と埋込材５との付着力や埋込材５と固化改良体３との付着力は、鋼製芯材４と固化改良体３との付着力と比較して，大きくなることが期待できる。つまり、より大きな補強効果を発揮することが期待できる。
複数本の鋼製芯材４を固化改良体３に埋め込む場合には、図７〜図９に示す工程を複数回行う。

盛土２の連続する方向へ造成位置を移動させながら図４〜図９に示す工程を複数回行って、このような固化改良体３を盛土２の連続する方向に沿って配列形成することで、盛土補強構造１が完成する。複数の固化改良体３を形成して配列する際には、隣り合う固化改良体３の間隔を短く又は無くすことによって、固化改良体３の連続体すなわち壁状の固化改良体を造成することができる。また、このような固化改良体３を盛土２の連続する方向に沿って間隔を置いて配列形成してもよい。

なお、図７〜図９に示す工程を行わず、図６の工程の後、固化改良体３が硬化する前に一本又は複数本の鋼製芯材４を固化改良体３内に押し込み、その後固化改良体３を養生して硬化させることで鋼製芯材４を固化改良体３に埋め込んでもよい。固化改良体３の硬化前に鋼製芯材４を固化改良体３に押し込むようにすれば、上述のような削孔工程を省略することができるので、作業工程の簡素化および工期の短縮を図ることができる。

また、固化改良体３のみで充分な強度があり鋼製芯材４が不要である場合には、鋼製芯材４を固化改良体３に埋め込む工程、つまり図７〜図９に示す工程を省略してもよい。これによって、鋼製芯材４のない固化改良体３が造成される。

本実施形態によれば以下のような効果が得られる。
（１） 鉛直な姿勢の注入管２１によってセメントスラリー等の固化材３０を法面２ｂの地中に注入しつつ、注入管２１の周囲の土砂と固化材３０を混合及び撹拌することによって、固化改良体３を法面２ｂの上から法面２ｂの地中に鉛直に埋設するようにしたので、固化改良体３の設置用の機材を法面２ｂの脇に設置しなくても済む。そのため、構造物９９が盛土２の法尻２ｃの脇に設置されていても、構造物９９に邪魔されずに工事を行うことができる。よって、盛土２の周囲に用地を確保しなくても済み、盛土２の補強にかかるコストを抑えることができるとともに、工期を短縮することができる。

（２） 固化改良体３の造成作業を法面２ｂの地表で行うので、天端２ａ上の鉄道の運行又は車両の通行を止めなくても済む。
（３） 法面２ｂを大幅に掘削することなく固化改良体３を造成するので、工事中における盛土２の強度低下を抑えることができる。そのため、鉄道の運行又は車両の通行を長期間にわたって止めずに済む。

（４） 固化改良体３が法面２ｂの地中に埋設されているため、盛土２の強度が増し、盛土２のすべり耐力が向上する。特に固化改良体３が最低安全率をとるすべり面Ｐを上下に突き抜けているので、盛土２のすべり耐力がより向上する。すなわち、固化改良体３を盛土２の補強前に予想されるすべり面Ｐを上下に突き抜けるように埋設することによって、予想されるすべり面をより深い位置まで変移させることができる。そして、この変移後の予想すべり面Ｐ１は盛土２の補強前に予想されるすべり面Ｐよりも最低安全率が高いため、盛土２の強度が高くなる。

（５） 固化改良体３が法面２ｂの中腹の地中に鉛直に埋設されていれば、法面２ｂの法尻２ｃ及び法肩２ｄのどちら側も固化改良体３によってバランス良く補強することができる。
（６） 鋼製芯材４が固化改良体３に埋め込まれているので、固化改良体３が補強され、盛土２のすべり耐力がより向上する。

（７） 固化改良体３が法面２ｂの地中に埋設されているため、すべり面に沿ったすべり荷重が固化改良体３の曲げ力として固化改良体３に作用する。そのような曲げ力によって固化改良体３のうち中心線３ｅよりも法肩２ｄ寄りの部位には引張応力が発生し、法尻２ｃ寄りの部位には圧縮応力が発生する。固化改良体３がセメントペースト等を固化したものであって固化改良体３の引張強度が圧縮強度よりも低いので、曲げ力に対する固化改良体３の耐力は法肩２ｄ寄りの部位の引張応力が支配的になる。鋼製芯材４の中心線が固化改良体３の中心線３ｅから法肩２ｄ側へずれているので、曲げ（すべり面に沿ったすべり荷重）に弱い固化改良体３の引張強度を鋼製芯材４によって高めることができる。また、固化改良体３が補強されたので、盛土２のすべり耐力が向上する。

（８） 鋼製芯材４が固化改良体３の中心線３ｅから法肩２ｄ側へずれた位置に埋設されていれば、上述（７）のように固化改良体３の引張強度をより効率よく高めることができるため、固化改良体３に埋め込む鋼製芯材４の数が最小限で済む。例えば、一本の鋼製芯材４でも固化改良体３を補強することができる。そのため、盛土２の補強工事に要するコストを抑えることができる。

（９） 鋼製芯材４がすべり面Ｐを上下方向に突き抜けているので、固化改良体３のうち最も曲げ力の高い部分を鋼製芯材４によって効率よく補強することができる。

〔第２の実施の形態〕
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る盛土補強構造１Ａの断面図である。第２実施形態の盛土補強構造１Ａと第１実施形態の盛土補強構造１との間で互いに対応する部分に同一の符号を付して、重複した説明は省略する。

第２実施形態では、固化改良体３が法面２ｂの法尻２ｃ寄りの地中に埋設されている。この固化改良体３は、第１実施形態に係る固化改良体３と同様にして造成されたものである。

固化改良体３が法尻２ｃ寄りに造成されたので、固化改良体３の上下方向の長さを短くすることができる。そのため、固化改良体３の造成コストを抑えることができる。固化改良体３の上下方向の長さが短いので、すべり荷重によって固化改良体３に作用する曲げ荷重が小さい。よって、鋼製芯材４が固化改良体３に埋設されていなくても、すべりに対して固化改良体３の強度を十分に確保することができる。鋼製芯材４及びその設置工程を省略することによって、コストの軽減も図ることができる。但し、図１０に示すように、盛土２を十分に補強する観点から、鋼製芯材４が固化改良体３に埋設されていることが好ましい。

固化改良体３がすべり面Ｐを上下方向に突き抜けており、補強後の予想すべり面Ｐ１がすべり面Ｐよりも深い位置になり、盛土２及びその法面２ｂの深層部が固化改良体３によって補強される。ところが、固化改良体３だけでは法面２ｂの法肩２ｄ寄りの補強が不十分である場合もあり、別の予想すべり面Ｐ２が法面２ｂの法肩２ｄ寄りの表層部に想定される。

そこで、法面２ｂの法肩２ｄ寄りの部位を補強すべく、補強棒材（例えばロックボルト、アンカー）６が法面２ｂに打ち込まれている。盛土２の連続する方向に直交する一断面（図１０参照）あたりに埋め込まれる補強棒材６の数は一本又は複数本であり、盛土２全体では複数本の補強棒材６が埋め込まれている。これら補強棒材６は鉛直方向に対して傾いて法面２ｂに打ち込まれている。補強棒材６が打ち込まれる箇所は、固化改良体３が埋め込まれた箇所よりも法肩２ｄ寄りである。補強棒材６が法面２ｂの表層から予想すべり面Ｐ１、すべり面Ｐ及び予想すべり面Ｐ２を超える深さまで打ち込まれており、補強棒材６が予想すべり面Ｐ２、すべり面Ｐ及び予想すべり面Ｐ１を突き抜ける。補強棒材６の一端部が固定具等によって法面２ｂの表層又は表面に固定されている。

続いて、盛土２の補強方法（盛土補強構造１Ａの構築方法）の手順について説明する。
固化改良体３を造成し、必要に応じて鋼製芯材４を固化改良体３に埋設する工程は第１実施形態の場合と同様である。但し、第２実施形態では、法面２ｂのうち法尻２ｃ寄りの位置の地中に固化改良体３を造成する。
法面２ｂのうち固化改良体３の埋設箇所よりも法肩２ｄ寄りに補強棒材６を打ち込む。補強棒材６を打ち込む工程は固化改良体３の造成工程の前若しくは後に行うか、又は固化改良体３の造成工程と並行して行う。

補強棒材６を法肩２ｄ寄りに打ち込むので、その打ち込み作業の際には法尻２ｃ寄りのスペースを利用することができ、補強棒材６打ち込み用の機材等をそのスペースに設置することができる。例えば、固化改良体３を造成するために利用した足場１０を補強棒材６の打ち込み作業のスペースとして利用することができる。よって、構造物９９が盛土２の法尻２ｃの脇に設置されていても、その構造物９９が補強棒材６の打ち込み作業の邪魔にならず、盛土２の周囲に用地を確保しなくても済む。

〔第３の実施の形態〕
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る盛土補強構造１Ｂの断面図である。図１２は、盛土２を破断した状態で示した盛土補強構造１Ｂの部分断面斜視図である。第３実施形態の盛土補強構造１Ｂと第１実施形態の盛土補強構造１との間で互いに対応する部分に同一の符号を付して、重複した説明は省略する。

図１１及び図１２に示すように、第１実施形態の場合と同様に複数の固化改良体３が盛土２の連続する方向に沿って間隔を置いて配列されている。これらの固化改良体３の間の地中には土留壁７が鉛直に打ち込まれている。固化改良体３によるすべり防止効果が隣り合う固化改良体３の間では低いので、隣り合う固化改良体３の間でのすべり防止効果を土留壁７によって向上させることができる。

また、土留壁７の上部が法面２ｂの地表に突出する。そのため、法面２ｂの表層部におけるすべりの防止効果が土留壁７によって向上する。
盛土２の連続する方向に向かって見て、土留壁７が固化改良体３の中心線３ｅよりも法肩２ｄ寄りに配置されている（図１１参照）。これら土留壁７が盛土２の連続する方向に沿って間隔を置いて配列されており、固化改良体３が隣り合う土留壁７の間に配置されている。なお、隣り合う土留壁７が固化改良体３の法肩２ｄ側において連結されていてもよい。

土留壁７は、盛土２の連続する方向に沿って配列された複数の鋼管矢板、鋼矢板（シートパイル）、鋼管杭又は形鋼杭（例えばＨ形鋼杭）からなる。

続いて、盛土２の補強方法（盛土補強構造１Ｂの構築方法）の手順について説明する。
固化改良体３を造成し、必要に応じて鋼製芯材４を固化改良体３に埋設する工程は第１実施形態の場合と同様である。
圧入機（サイレントパイラー）を用いた圧入法又は振動杭打機を用いたバイブロハンマー工法によって複数の鋼管矢板、鋼矢板、鋼管杭又は形鋼杭を固化改良体３の間に法面２ｂの地中に打ち込む。これにより、土留壁７を法面２ｂの地中に打ち込む。この際、土留壁７の全体を地中に打ち込まず、土留壁７の上部が法面２ｂの地表に残る程度まで土留壁７を打ち込む。

土留壁７を打ち込む工程は、固化改良体３の造成工程の前若しくは後に行うか、又は固化改良体３の造成工程と並行して行う。
なお、第３実施形態のように土留壁７を隣り合う固化改良体３の間に打ち込むことと、第２実施形態のように固化改良体３の埋込箇所よりも法肩２ｄ寄りで法面２ｂに補強棒材６を打ち込むこととを組み合わせてもよい。その場合、固化改良体３を造成する工程と、土留壁７を打ち込む工程と、補強棒材６を打ち込む工程をどのような順序で行ってもよい。

〔変形例〕
上述の第１〜第３の実施の形態では、セメントスラリー等の固化材３０を法面２ｂの地中に注入しつつ、固化材３０と土砂を混合及び撹拌する工程を一回行って固化改良体３を造成した（図５及び図６参照）。それに対して、この変形例は、固化材３０と土砂を混合及び撹拌する工程を複数回行って固化改良体３を造成するというものである（図１３参照）。高圧噴射撹拌工法、機械撹拌工法及び高圧噴射併用型機械攪拌工法の何れの場合でも、固化材３０と土砂を混合及び撹拌する工程を複数回行うことができる。

高圧噴射撹拌工法の場合について具体的に説明する。まず上述の第１〜第３の実施の形態の場合と同様に、注入管２１を鉛直な姿勢にしてその注入管２１を法面２ｂから目的の深さ（すべり面Ｐよりも深いことが好ましい。）まで法面２ｂの地中に挿入し、その後、注入管２１を回転しつつ注入管２１を徐々に引き上げ、注入管２１の引き上げの際に固化材３０を注入管２１の先端部の噴射ノズルから径方向外方へ高圧噴射する。

次に、注入管２１の挿入位置をずらす。そして、注入管２１を鉛直な姿勢にしてその注入管２１を法面２ｂから目的の深さまで法面２ｂの地中に挿入し、その後、注入管２１を回転しつつ注入管２１を徐々に引き上げ、注入管２１の引き上げの際に固化材３０を注入管２１の先端部の噴射ノズルから径方向外方へ高圧噴射する（図１３参照）。２回目の注入管２１の挿入位置が１回目の注入管２１の挿入位置の近傍であり、２回目の噴射範囲が１回目の噴射範囲に部分的に重なり、１回目に混合された混合体（第１固化改良体）３１と２回目に混合された混合体（第２固化改良体）３１とが一部重なることが好ましい。
なお、図１３では、注入管２１を法面２ｂの地中に挿入して、固化材３０と土砂を混合及び撹拌する工程を２回行ったが、その工程を３回以上行ってもよい。

上記のようにすることによって、注入管２１の先端部から高圧噴射された固化材３０が先に噴射された固化材と土砂との混合体３１の一部に混合撹拌され、混合体３１の領域が水平方向へ拡大する。つまり、造成された固化改良体３の断面積を増やすことができ、盛土２をより強固に補強することができる。
以上のようにして固化材と土砂の混合体を拡大生成して固化させて固化改良体３を造成すれば、固化改良体３の断面形状を様々な形状にすることができる。例えば、固化改良体３の断面形状を扁平形状又は長円形にしたりすることができる。また、この変形例においても、第１の実施の形態の場合と同様に、鋼製芯材４を固化改良体３に埋め込んだ構造としてもよい。さらに、第３実施形態のように土留壁７を隣り合う固化改良体３の間に打ち込むことと、第２実施形態のように固化改良体３の埋込箇所よりも法肩２ｄ寄りで法面２ｂに補強棒材６を打ち込むこととを組み合わせてもよい。

２ 盛土
２ｂ 法面
２ｃ 法尻
２ｄ 法肩
３ 固化改良体
３ｃ 挿入穴
４ 鋼製芯材
６ 補強棒材
７ 土留壁
３０ 固化材
Ｐ すべり面

Claims (12)

1. 側部に法面を有し一方向に連続するように形成された盛土の補強構造であって、
   前記法面の地中に、前記盛土の補強前に予想されるすべり面を上下方向に突き抜けるように鉛直方向に沿って埋設されてなる固化改良体が、前記盛土の連続方向に沿って複数設けられていることを特徴とする盛土補強構造。
2. 前記複数の固化改良体のそれぞれに上下に沿って芯材が埋め込まれ、
   前記芯材が前記すべり面を上下方向に突き抜けるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の盛土補強構造。
3. 前記複数の固化改良体の中心から前記法面の法肩側に偏心した位置に、上下に沿って前記芯材がそれぞれ埋め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の盛土補強構造。
4. 前記法面の前記複数の固化改良体よりも前記法面の法肩寄り位置に、補強棒材が前記法面から地中に打ち込まれていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の盛土補強構造。
5. 複数の土留壁が隣り合う前記固化改良体の同士の間にそれぞれ位置するように前記法面の地中に鉛直に打ち込まれていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の盛土補強構造。
6. 前記土留壁はその上部が前記法面の地表に突出するように設けられていることを特徴とする請求項５に記載の盛土補強構造。
7. 盛土の法面の地中に、前記盛土の補強前に予想されるすべり面を上下方向に突き抜けるように固化改良体を鉛直方向に沿って造成する工程
   を有することを特徴とする盛土の補強方法。
8. 前記固化改良体内に上下方向に延在する挿入穴を穿孔し、該挿入穴に芯材を挿入した後、経時硬化性を有する埋込材を前記挿入穴と前記芯材との隙間に充填して、該埋込材を硬化させる工程を有することを特徴とする請求項７に記載の盛土の補強方法。
9. 前記固化改良体に対する前記挿入穴の穿孔を、前記すべり面を上下方向に突き抜ける位置まで行い、前記すべり面を上下方向に突き抜ける領域に前記芯材を埋め込むことを特徴とする請求項８に記載の盛土の補強方法。
10. 前記固化改良体よりも前記法面の法肩寄りに補強棒材を打ち込む工程を、前記固化改良体を造成する工程の前若しくは後に、又は該工程と並行して行うことを特徴とする請求項７から９の何れか一項に記載の盛土の補強方法。
11. 前記法面上における前記固化改良体の造成位置を前記盛土の連続方向に変えて、前記固化改良体を造成する工程を複数回行うことによって、前記固化改良体を前記法面の地中に複数造成し、
    隣り合う前記固化改良体の同士の間に位置するように土留壁を打ち込む工程を、前記固化改良体を造成する工程の前若しくは後に、又は該工程と並行して行うことを特徴とする請求項７から１０の何れか一項に記載の盛土の補強方法。
12. 前記固化改良体を造成する工程が、
    固化材を前記法面の地中に注入しつつ、前記法面の地中の土砂と前記固化材を混合及び撹拌する複数回の撹拌工程を有し、
    前記複数回の撹拌工程によってそれぞれ生成される前記固化材と前記土砂との混合体が一部重なるようにして、前記法面上における前記固化材の注入位置を変えて、前記複数回の撹拌工程を行うことを特徴とする請求項７から１１の何れか一項に記載の盛土の補強方法。

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