JP5064548B2 - 連続繊維帯の接続具及び斜面安定化工法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の連続繊維を内蔵する樹脂から成る帯状の補強材料（以下、本発明において連続繊維を内蔵する帯状の補強材料を連続繊維帯と称する）同士を接続する連続繊維帯の接続具、及び斜面を安定化する斜面安定化工法に関する。

従来より、表層崩壊が予想されるような自然斜面や法面において、碁盤目状に配置された補強材を地山に打ち込み、この補強材にネットを緊張定着することにより発生する張力を利用して、想定すべり面に比較的均等な抑止力を発生させて斜面を安定化する斜面安定化工法が知られている。このような斜面安定化工法では、張力を発生させるネットとして、一般に、ＰＣ鋼より線が用いられる。（例えば、特許文献１参照。）。

ところが、上述した特許文献１に提案された斜面安定化工法で張力を発生させるネットとして用いられるＰＣ鋼より線は、鋼製であるため、一般的なものでは腐食性雰囲気など使用条件に対して、十分な耐食性・耐候性を期待できない場合がある。また、防食加工が施されたＰＣ鋼より線も普及しているものの、例えば、塩害が予想される海岸近くの土壌や、酸性土壌などの斜面で長期にわたって使用されると腐食する恐れがある。

近年、耐食性・耐候性を有する部材として、連続繊維帯も普及している。連続繊維帯とは、連続した繊維、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等で強化した樹脂から成る帯状の繊維補強材料をいう。このような連続繊維帯は、軽量、高耐食性、高強度、低磁性などの優位性があるほか、ＰＣ鋼より線に代表される従来の鋼製の部材と比較して、機械的、物理的諸特性にも安定性があり、緊張材として認知されている。ただ、強度的に唯一の弱点は、連続繊維帯が剪断に弱いことである。連続繊維帯の剪断強さは一般鋼材に比べて、１／４〜１／５と低く、そのため、取扱に特別な注意を払う必要がある。

一般のＰＣ鋼より線を緊張定着する場合、内面に歯形加工をした「くさび」を用いてＰＣ鋼より線を直接掴み、緊張、定着を任意の位置で行っている。一方、連続繊維帯は、上述したように、剪断強さが小さいため、「くさび」で直接、連続繊維帯を掴んで定着するなど過度の剪断力を付加することが出来ない。

特許第３５６６２１９号公報

例えば、塩害が予想される海岸近くの土壌や、酸性土壌などの斜面を安定化する場合に用いる部材としては、従来の鋼製の部材よりも耐食性・耐候性を有する連続繊維帯の方が望ましいものの、連続繊維帯には過度の剪断力を付加することが出来ないことから、連続繊維帯を強固に固定したり、連続繊維帯同士を強固に接続することが極めて困難であった。

本発明は、上記事情に鑑み、連続繊維帯同士を強固に接続することができる連続繊維帯の接続具、及びそのような連続繊維帯の接続具を用いて配設された連続繊維帯で斜面を安定化する斜面安定化工法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明の連続繊維帯の接続具は、一対の半割柱体の半割面を合わせて圧着する端部部材の圧着面に連続繊維帯の接続端部をそれぞれ挟み込んで締め付けると共に、その接続端部の隣接部を上記端部部材の外周に巻回した２個の端部部材を対向させ、それらの端部部材同士を接続部材で接続して構成したことを特徴とする。

ここで、本発明にいう「一対の半割柱体」とは、柱体が円柱であって円柱断面の直径に沿って半割されたものが最も好ましいが、他の断面形状、例えば矩形断面、楕円形断面、六角形断面などでもよく、また、上記の円柱断面の直径に沿って半割されたものに限らず、連続繊維帯の接続端部を適切に挟み込むことができるような、任意の円柱の断面の弦に沿って半割されたものや、柱体の任意の断面の位置を通る直線に沿って半割されたものなどであってもよい。

本発明の連続繊維帯の接続具は、連続繊維帯の接続端部を圧着面に挟み込ませて外周に巻回した端部部材を用いるものであるため、剪断強さが小さい連続繊維帯に過度の剪断力が付加されることを回避してその接続端部を強固に掴むことができる。また、本発明の連続繊維帯の接続具は、このようにして連続繊維帯の接続端部が強固に掴まれた２個の端部部材同士を接続部材で接続して構成されるものであるため、連続繊維帯同士を強固に接続することが実現される。

ここで、上記本発明の連続繊維帯の接続具は、上記接続部材が、上記連続繊維帯に作用する張力の方向に直交する方向に接続するものであってもよく、また、上記接続部材が、上記連続繊維帯に作用する張力の方向に平行する方向に接続するものであってもよい。

また、上記本発明の連続繊維帯の接続具は、上記圧着面に挟み込む平板を備えたことが好ましい。

上記半割柱体の強度が不足している場合に平板を圧着面に挟み込むことによってその強度を増加させることができる。また、平板の厚みを変更することによって、その強度を調節することができる。

また、上記目的を達成する本発明の斜面安定化工法は、複数の連続繊維帯を斜面に格子状に配設し、その連続繊維帯の端部を地盤に固定し、湾曲状の隆起部分を有する押し込みプレートの隆起部分で上記連続繊維帯同士の交差部を地中方向に押し込み、上記連続繊維帯に緊張力を付与して斜面に圧着させることを特徴とする。

本発明の斜面安定化工法は、押し込みプレートを用いて連続繊維帯に緊張力が付与されるため、連続繊維帯に過度の剪断力が付加されることが回避される。従って、本発明の斜面安定化工法によれば、連続繊維帯を緊張することによって斜面を安定化することができる。

ここで、上記本発明の斜面安定化工法において、上記連続繊維帯は接続具で接続して所要長さとすることが好ましい。

連続繊維帯の長さが、安定化する斜面の領域に対して必要十分な長さを満たさない場合は、連続繊維帯の２個の接続端部同士を強固に接続する上記連続繊維帯の接続具が用いられることにより、押し込みプレートを用いて連続繊維帯に緊張力が付与されて、上記端部部材の外周に巻回された連続繊維帯の締め付けがより一層強くなると共に、連続繊維帯に過度の剪断力が付加されることが回避されて、所要長さの連続繊維帯を得ることができる。

また、上記本発明の斜面安定化工法において、上記押し込みプレートが、高強度繊維補強モルタルからなるものであることも好ましい形態である。

上記高強度繊維補強モルタルは、モルタルに鋼繊維や有機繊維などを混入したものであって、高い靱性を有するものである。従って、このような高強度繊維補強モルタルからなる押し込みプレートは、小型で軽量なものとなり、大きな押し込み力を得ることができ、本発明の斜面安定化工法に適用すると、施工時における作業性が向上し、再締めも容易で、保全性、耐久性も高く、好適である。

従来、剪断強さが小さい連続繊維帯同士を強固に接続することも極めて困難であったが、本発明の連続繊維帯の接続具は、連続繊維帯の接続端部を圧着面に挟み込ませて外周に巻回した端部部材が強固に掴まれた２個の端部部材同士を接続部材で接続するものであるため、連続繊維帯同士を強固に接続することができる。

さらに、上記連続繊維帯の接続具を用いて斜面に配設された連続繊維帯に緊張力が付与されても、その連続繊維帯に過度の剪断力が付加されることが回避されることから、本発明の斜面安定化工法によれば、連続繊維帯を緊張することによって斜面を安定化することができる。

本発明の一実施形態が適用された法面保護具１０の一部分を上面から見た部分上面図である。 図１に示す端部固定具２１の側面図である。 図１，図２に示す端部固定具２１の上面図である。 図１に示す端部固定具２２の側面図である。 図１，図４に示す端部固定具２２の上面図である。 図１に示す接続具３１の側面図である。 図１，図６に示す接続具３１の上面図である。 図１に示す接続具３２の側面図である。 図１，図８に示す接続具３２の上面図である。 図１に示す押し込みプレート４０を製造するための押し込みプレート型枠５０の側面図である。 図１０に示す押し込みプレート型枠５０の上面図である。 図１に示す押し込みプレート４０の側面図である。 図１，図１２に示す押し込みプレート４０の上面図である。 図１に示す法面保護具１０の一部分を側面から見た部分側面図である。 図１，図６，図７に示す接続具の圧着面に平板を挟み込んだ状態を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された法面保護具１０の一部分を上面から見た部分上面図である。

図１に示す法面保護具１０は、斜面に格子状に配設された法面保護具の一部分を示すものである。ここでは、図の横方向に配設された複数の連続繊維帯１１，１２，１３，１４，１５と、図の縦方向に配設された複数の連続繊維帯１６，１７，１８が示されている。複数の連続繊維帯１１〜１８の各端部は端部固定具２１，２２によって地盤に固定されている。図１には、連続繊維帯１６，１７の端部が端部固定具２２によって地盤に固定され、連続繊維帯１８の端部が端部固定具２１によって地盤に固定されている例が示されている。また、複数の連続繊維帯１１〜１８は、必要に応じて、本発明の連続繊維帯の接続具の実施例である接続具３１，３２によって接続されて所要長さとされている。図１には、連続繊維帯１２，１３の各接続端部が接続具３２によって接続され、連続繊維帯１４，１５の各接続端部が接続具３１によって接続されている例が示されている。さらに、複数の連続繊維帯１１〜１８同士の交差部には、この交差部を地中方向に押し込み、各連続繊維帯１１〜１８に緊張力を付与して斜面に圧着させる押し込みプレート４０が配備されている。

次に、図１に示す端部固定具２１，２２の構成を図２〜図５を参照して詳述し、図１に示す接続具３１，３２の構成を図６〜図９を参照して詳述し、図１に示す押し込みプレート４０の構成を図１０〜図１４を参照して詳述する。

図２は、図１に示す端部固定具２１の側面図であり、図３は、図１，図２に示す端部固定具２１の上面図であり、図４は、図１に示す端部固定具２２の側面図であり、図５は、図１，図４に示す端部固定具２２の上面図である。

図２，図３に示す端部固定具２１は、本発明の一対の半割柱体の実施例である一対の半割円柱２１１，２１２の半割面２１１ａ，２１２ａを合わせて圧着する固定部材２１３の圧着面２１３ａに、連続繊維帯１８の端部１８ａを挟み込んで締め付けると共に、その端部１８ａの隣接部１８ｂを固定部材２１３の外周２１３ｂに巻回している。従って、剪断強さが小さい連続繊維帯１８に過度の剪断力が付加されることが回避されてその連続繊維帯１８の端部１８ａを強固に掴むことができる。また、この端部固定具２１は、このようにして連続繊維帯１８の端部１８ａが強固に掴まれた固定部材２１３を、アンカーボルト２１４で地盤に固定された定着体２１５に、連続繊維帯１８に作用する張力の方向に平行する方向に２本の固定ボルト２１６で固定して構成されるものであるため、連続繊維帯１８の端部１８ａが強固に固定される。

また、図４，図５に示す端部固定具２２も、図２，図３に示す端部固定具２１と同様に、一対の半割円柱２２１，２２２の半割面２２１ａ，２２２ａを合わせて圧着する固定部材２２３の圧着面２２３ａに、連続繊維帯１６の端部１６ａを挟み込んで締め付けると共に、その端部１６ａの隣接部１６ｂを固定部材２２３の外周２２３ｂに巻回している。また、この端部固定具２２は、このようにして連続繊維帯１６の端部１６ａが強固に掴まれた固定部材２２３を、アンカーボルト２２４で地盤に固定された定着体２２５に、連続繊維帯１６に作用する張力の方向に直交する方向に２本の固定ボルト２２６で固定して構成されるものであるため、連続繊維帯１６の端部１６ａが強固に固定される。

図６は、図１に示す接続具３１の側面図であり、図７は、図１，図６に示す接続具３１の上面図であり、図８は、図１に示す接続具３２の側面図であり、図９は、図１，図８に示す接続具３２の上面図である。

図６，図７に示す接続具３１は、一対の半割円柱３１１１，３１１２の半割面３１１１ａ，３１１２ａを合わせて圧着する端部部材３１１３の圧着面３１１３ａに、連続繊維帯１４の接続端部１４ａを挟み込んで締め付け、一対の半割円柱３１２１，３１２２の半割面３１２１ａ，３１２２ａを合わせて圧着する端部部材３１２３の圧着面３１２３ａに、連続繊維帯１５の接続端部１５ａを挟み込んで締め付けると共に、接続端部１４ａの隣接部１４ｂを端部部材３１１３の外周３１１３ｂに巻回し、接続端部１５ａの隣接部１５ｂを端部部材３１２３の外周３１２３ｂに巻回している。従って、剪断強さが小さい連続繊維帯１４，１５に過度の剪断力が付加されることが回避されてその連続繊維帯１４，１５の接続端部１４ａ，１５ａを強固に掴むことができる。また、この接続具３１は、このようにして連続繊維帯１４，１５の接続端部１４ａ，１５ａが強固に掴まれた２個の端部部材３１１３，３１２３を対向させ、それらの端部部材３１１３，３１２３同士を、連続繊維帯１４，１５に作用する張力の方向に直交する方向に２本のハイテンションボルト３１３で接続して構成されるものであるため、連続繊維帯１４，１５同士が強固に接続される。

図８，図９に示す接続具３２も、図６，図７に示す接続具３１と同様に、一対の半割円柱３２１１，３２１２の半割面３２１１ａ，３２１２ａを合わせて圧着する端部部材３２１３の圧着面３２１３ａに、連続繊維帯１２の接続端部１２ａを挟み込んで締め付け、一対の半割円柱３２２１，３２２２の半割面３２２１ａ，３２２２ａを合わせて圧着する端部部材３２２３の圧着面３２２３ａに、連続繊維帯１３の接続端部１３ａを挟み込んで締め付けると共に、接続端部１２ａの隣接部１２ｂを端部部材３２１３の外周３２１３ｂに巻回し、接続端部１３ａの隣接部１３ｂを端部部材３２２３の外周３２２３ｂに巻回している。また、この接続具３２は、このようにして連続繊維帯１２，１３の接続端部１２ａ，１３ａが強固に掴まれた２個の端部部材３２１３，３２２３を対向させ、それらの端部部材３２１３，３２２３同士を、連続繊維帯１２，１３に作用する張力の方向に平行する方向に２本のハイテンションボルト３２３で接続して構成されるものであるため、連続繊維帯１２，１３同士が強固に接続される。

図１０は、図１に示す押し込みプレート４０を製造するための押し込みプレート型枠５０の側面図であり、図１１は、図１０に示す押し込みプレート型枠５０の上面図である。また、図１２は、図１に示す押し込みプレート４０の側面図であり、図１３は、図１，図１２に示す押し込みプレート４０の上面図である。

図１０，図１１に示す、湾曲状の窪み５０ａを有する押し込みプレート型枠５０内に、鋼繊維などが混入されたモルタルを打設して養生し、モルタルの硬化後に押し込みプレート型枠５０から押し込みプレート４０を取出すことによって、図１２，図１３に示すような、隆起部分４０ａを有する押し込みプレート４０が得られる。また、この押し込みプレート４０の中心部分には、後述するアンカーボルト６０が差し込まれる貫通孔４０ｂが設けられている。このようにして得られた押し込みプレート４０は、鋼繊維などが混入された高強度繊維補強モルタルからなるものであるため、高い靱性を有する。従って、このような高強度繊維補強モルタルからなる押し込みプレートは、小型で軽量なものとなり、大きな押し込み力を得ることができ、本実施形態の斜面安定化工法に適用すると、施工時における作業性が向上し、再締めも容易で、保全性、耐久性も高く、好適である。

以下、図１に示す法面保護具１０を用いて斜面を安定化する斜面安定化工法の施工手順を、図１，図１４を参照して説明する。尚、図１４は、図１に示す法面保護具１０の一部分を側面から見た部分側面図であって、連続繊維帯１７の両端部が端部固定具２２で地盤に固定されるとともに、押し込みプレート４０によって連続繊維帯１７に緊張力Ｔが付与されて斜面に圧着された状態が示されている。

先ず、表層崩壊が予想されるような自然斜面や法面などといった斜面に、後述するように格子状に配設される複数の連続繊維帯１１〜１８同士の交差部が位置する地盤をボーリングするとともに、ボーリングした各位置の地表に空隙６０を設ける。

次に、ボーリングされた各空間にアンカーボルト７０を挿入し、アンカーボルト７０が挿入された各空間の下部にモルタルを打設して、各アンカーボルト７０を地盤に固定する。

次に、複数の連続繊維帯１１〜１８同士の交差部の位置と、地盤に固定されたアンカーボルト７０の位置とが一致するように、複数の連続繊維帯１１〜１８を斜面に格子状に配設する。また、必要に応じて、複数の連続繊維帯１１〜１８の接続端部を、図１，図６〜図９に示す接続具３１，３２で接続して所要長さとする。

次に、複数の連続繊維帯１１〜１８の各端部を、図１〜図５に示す端部固定具２１，２２で地盤に固定する。

次に、複数の連続繊維帯１１〜１８同士の各交差部に、湾曲状の隆起部分４０ａを有する押し込みプレート４０の隆起部分４０ａが接するように、押し込みプレート４０を各交差部に配設する。このとき、押し込みプレート４０の貫通孔４０ｂを、地盤に固定されたアンカーボルト７０が貫通している。

次に、地盤に固定されたアンカーボルト７０の、押し込みプレート４０の貫通孔４０ｂを貫通して上部に突出した部分をナット８０で締め付けて、押し込みプレート４０の隆起部分４０ａで、複数の連続繊維帯１１〜１８同士の各交差部に押し込み力Ｐを付与することによってこれら各交差部を地中方向に押し込み、押し込みプレート４０を地盤に固定するとともに、各連続繊維帯１１〜１８に緊張力Ｔを付与する。この押し込み力Ｐは、各連続繊維帯１１〜１８に対しても押し込み力ｐとして作用し、各連続繊維帯１１〜１８は、この押し込み力ｐによって斜面に圧着される。

最後に、複数の連続繊維帯１１〜１８同士の各交差部直下に設けられている空隙６０にウレタン樹脂などを充填してこの空隙６０を密閉する。このように、空隙６０に、可縮性を有するウレタン樹脂などを充填して密閉することによって、ナット８０を再締めすることができる。尚、空隙６０を充填して密閉する物質はウレタン樹脂に限らず、スポンジなど弾性や可縮性を有する物質であれば同様の効果が得られる。また、ナット８０を再締めする必要がない場合には、この空隙６０にソイルセメントなどを充填して密閉してもよい。

上述した斜面安定化工法によれば、押し込みプレート４０を用いて各連続繊維帯１１〜１８に緊張力が付与されて、固定部材や端部部材の外周に巻回された各連続繊維帯１１〜１８の締め付けがより一層強くなると共に、各連続繊維帯１１〜１８に過度の剪断力が付加されることが回避される。従って、本実施形態の斜面安定化工法によれば、法面保護具１０の各連続繊維帯１１〜１８に緊張力を付与することによって斜面を安定化することができる。

図１５は、図１，図６，図７に示す接続具の圧着面に平板を挟み込んだ状態を示す側面図である。

図１５に示すように、接続具３１の端部部材３１１３，３１２３それぞれの圧着面３１１３ａ，３１２３ａに平板９０が挟み込まれている。このように圧着面３１１３ａ，３１２３ａに平板９０を挟み込むと端部部材３１１３，３１２３の強度が増加されることとなるため、各連続繊維帯１１〜１８をより一層強く緊張させることが可能となる。また、平板９０の厚みを変更することによって、その強度を調節することができる。

尚、本実施形態では、接続具の圧着面に平板を挟み込む例を挙げたが、これに限られるものではなく、本発明の連続繊維帯の接続具の圧着面に挟み込んでもよい。

１０ 法面保護具
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８ 連続繊維帯
１８ａ，１６ａ 端部
１４ａ，１５ａ，１２ａ，１３ａ 接続端部
１８ｂ，１６ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１２ｂ，１３ｂ 隣接部
２１，２２ 端部固定具
２１１，２１２，２２１，２２２，３１１１，３１１２，３１２１，３１２２，３２１１，３２１２，３２２１，３２２２ 半割円柱
２１１ａ，２１２ａ，２２１ａ，２２２ａ，３１１１ａ，３１１２ａ，３１２１ａ，３１２２ａ，３２１１ａ，３２１２ａ，３２２１ａ，３２２２ａ 半割面
２１３，２２３ 固定部材
２１３ａ，２２３ａ，３１１３ａ，３１２３ａ，３２１３ａ，３２２３ａ 圧着面
２１３ｂ，２２３ｂ，３１１３ｂ，３１２３ｂ，３２１３ｂ，３２２３ｂ 外周
２１４，２２４ アンカーボルト
２１５，２２５ 定着体
２１６，２２６ 固定ボルト
３１，３２ 接続具
３１１３，３１２３，３２１３，３２２３ 端部部材
３１３，３２３ ハイテンションボルト
４０ 押し込みプレート
４０ａ 隆起部分
４０ｂ 貫通孔
５０ 押し込みプレート型枠
５０ａ 窪み
６０ 空隙
７０ アンカーボルト
８０ ナット
９０ 平板

Claims (6)

1. 一対の半割柱体の半割面を合わせて圧着する端部部材の圧着面に連続繊維帯の接続端部をそれぞれ挟み込んで締め付けると共に、該接続端部の隣接部を前記端部部材の外周に巻回した２個の端部部材を対向させ、該端部部材同士を接続部材で接続してなることを特徴とする連続繊維帯の接続具。
2. 前記接続部材が、前記連続繊維帯に作用する張力の方向に直交する方向に接続するものであることを特徴とする請求項１記載の連続繊維帯の接続具。
3. 前記接続部材が、前記連続繊維帯に作用する張力の方向に平行する方向に接続するものであることを特徴とする請求項１記載の連続繊維帯の接続具。
4. 前記圧着面に挟み込む平板を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の連続繊維帯の接続具。
5. 請求項１記載の接続具で接続して所要長さとした複数の連続繊維帯を斜面に格子状に配設し、該連続繊維帯の端部を地盤に固定し、湾曲状の隆起部分を有する押し込みプレートの該隆起部分で前記連続繊維帯同士の交差部を地中方向に押し込み、前記連続繊維帯に緊張力を付与して斜面に圧着させることを特徴とする斜面安定化工法。
6. 前記押し込みプレートが、高強度繊維補強モルタルからなるものであることを特徴とする請求項５記載の斜面安定化工法。
   

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