1

1

補強土の原理と

トラブル事例から学んだ教訓

神戸大学大学院 工学研究科

教授 澁谷 啓

1. 補強土壁の原理

③液状化

地盤災害の種類と原因

①自然斜面の崩壊・地すべり・落石

鉄道・道路盛土

②擁壁・盛土の崩壊

原斜面

山間部 低地部

埋立地

宅地

二大原因：水＋揺れ⇒降雨＋地震

水平地盤は安定 地盤を切ると崩れる

重力式Ｌ型擁壁 重力式もたれ擁壁

地震による重力式擁壁の崩壊事例

5.0m

ab

ou

t 7

.0m

0.6m

0.7m

3.6m

sandy gravel

90°

1999年集集地震（台湾）

アスファルト舗装

砂礫盛土

想定すべり面

東京理科大 龍岡文夫教授 提供

２００４年新潟県中越地震での擁壁・盛土の崩壊

地山

谷埋め盛土

杭基礎が無い

安定性が低い

斜面上の重力

式擁壁

道路排水性が悪く締固めに

くい粘性土質の盛土

谷地（集水地形）

切土

高い地下水位

谷埋め盛土

道路排水性が悪く締固めに

くい粘性土質の盛土

切土

高い地下水位

谷埋め盛土

道路排水性が悪く

くい粘性土質の盛土

切土

高い地下水位

高町団地

2

長距離滑働した重力式擁壁

集水地形を示す水溜り

若干滑働した重力式擁壁

地山

盛土

沢（集水地形）

道路

重力式擁壁

地山

盛土

沢（集水地形）

道路

重力式擁壁

東京理科大 龍岡文夫教授 提供

なぜ？ 地震・降雨による一時的な圧力の増加

地震力常時

水圧

常時

余力？

土圧

応力集中

崩れようと

する土塊

補強材を引き

留める土塊

どうする？ 地震に強い補強土盛土・擁壁の開発

Tatsuoka(2005)

Ｌ型擁壁と盛土 補強土盛土と擁壁

補強土盛土の効果（デモ実験）

ただの盛土（Case-1）

アクリルの壁

補強材（トイレットペーパー）

補強土盛土（Case-3）

擁壁＋盛土（Case-2）

11

自立することもできず，盛土を作ることすら不可能

ただの乾燥砂（Case-1）

Case-1

(M1三井，M1川尻)

12

壁を抑えていると安定

壁の抑えをはずすと土圧によって壁が押し出され，破壊

乾燥砂を壁で支えた盛土（Case-2）

アクリルの壁

Case-2

(M1三井，M1川尻)

3

13

壁がなくても安定

１２ｋｇの重りを載せても安定

なんと！人が載っても安定！！！！

Case-３

補強材（トイレットペーパー）

補強土盛土（Case-３）

(M1三井，M1川尻)

2. 地山補強で耐震化

Reference;➡ 龍岡文夫(地盤工学会地盤設計・施工基準委員会W

G5地山補強土工法)編集：地山補強土工法設計・施工マニュアル，公益社団法人地盤工学会

15 16

堀削

17

堀削

18

すべり面

4

19

地山補強土工法での潜在すべり面に沿った要素A

A

引張り補強材

Mitigation of Disasters by Earthquakes, Tsunamis and Rains by Means of

Geosynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls

International Symposium on Design and Practice of Geosynthetic-Reinforced Soil Structures

Junichi KOSEKI (Institute of Industrial Science, University of Tokyo, Japan) and Satoru SHIBUYA (Civil Engineering, Kobe University, Japan)

※ Reference ➡ Junichi Koseki & Satoru Shibuya: Mitigation of Disasters by Earthquakes, Tsunamis, and Rains by Means of Geosynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls and Embankments, Transportation Infrastructure Geotechnology, ISSN 2196-7202, (2014)

東北地方太平洋沖地震が発生した後の補強土擁壁の状況

1. 地震時の挙動

2. 強化復旧の事例

Part 1概 要

2011年3月11日

a) 無補強盛土の崩壊（宮城県山本町）

a)

b) 近傍のジオシンセティックス補強土壁

GRS (geosynthetic-reinforced soil) RW

(メタルフェイシング＋ 排水パイプ）

b)

Co

Aomori: 58

Iwate: 23

Akita: 1

Yamagata: 3

Fukushima: 1

(total) 95

5)5) Completion of wrapped-around wall

4)4) Second layer3)3) Backfilling & compaction

2) Placing geosynthetic &gravel gabions

Gravel gabionGeosynthetic

1) Leveling pad for facing

Drain hole

6)6) Casting-in-placeRC facing

Lift = 30 cm

5)5) Completion of wrapped-around wall

4)4) Second layer3)3) Backfilling & compaction

2) Placing geosynthetic &gravel gabions

Gravel gabionGeosynthetic

1) Leveling pad for facing

Drain hole

6)6) Casting-in-placeRC facing

5)5) Completion of wrapped-around wall

5)5) Completion of wrapped-around wall

4)4) Second layer4)4) Second layer3)3) Backfilling & compaction3)3) Backfilling & compaction

2) Placing geosynthetic &gravel gabions

Gravel gabionGeosynthetic

2) Placing geosynthetic &gravel gabions

Gravel gabionGeosynthetic

1) Leveling pad for facing

Drain hole

1) Leveling pad for facing

Drain hole

6)6) Casting-in-placeRC facing

6)6) Casting-in-placeRC facing

Lift = 30 cm

東北地方における剛な壁面を有するGRS RWsの分布

(After Tatsuoka et al. 2012)

5)5) Completion of

Wrapped-around wall

4)4) Second layer3)3) Backfilling & compaction

2)2) Placing geosynthetic &

gravel gabions

Gravel gabionGoesynthetic

1) Leveling pad for facing

Drain hole

6)6) Casting-in-place

RC facing

5)5) Completion of

Wrapped-around wall

5)5) Completion of

Wrapped-around wall

4)4) Second layer4)4) Second layer3)3) Backfilling & compaction3)3) Backfilling & compaction

2)2) Placing geosynthetic &

gravel gabions

Gravel gabionGoesynthetic

2)2) Placing geosynthetic &

gravel gabions

Gravel gabionGoesynthetic

1) Leveling pad for facing

Drain hole

1) Leveling pad for facing

Drain hole

6)6) Casting-in-place

RC facing

6)6) Casting-in-place

RC facing

Murata et al. (1991) Tatsuoka (2001)

３Ｒ工法による補強土擁壁

面状の補強材

剛な壁

粘性土盛土に複合材を使用

織布（引張り補強機能)

不織布（排水機能）

5

メタルフェーシングを有するGRS RWの被災例福島県南相馬

Mano river無補強擁壁の崩壊例 東北貨物線 (JR East, 2011)

8300

5650

600

5300

Geogrid

Concrete facing

Geogrid-reinforced retaining wall

Collapsed slope

剛な壁面を有するGRS RWによる強化復旧例 (JR East, 2011)

地震後

コンクリート

ジオグリッド

ジオグリッド補強土擁壁

(JR East, 2011)

10 m

30 m

崩壊土量: 1,400 m3

(V: H= 1：1.5)

(地震前)

地震後

(バラスト)

50 m

(JR East, 2011)

仙山線の無補強盛土の崩壊例作並駅〜八森駅間

砕石路盤

クラッシャランＣ-40

セメント改良土

セメント改良土

1:1.5

ふとんかご

レール杭

崩壊後の形状

1:1.5

層厚管理材

(W=2m)

層厚管理材

(全面敷設)

300

1,0

00

7@

300

=2,1

00

14@

300

=4,2

00

砕石路盤

クラッシャランＣ-40

セメント改良土

セメント改良土

1:1.5

ふとんかご

レール杭

崩壊後の形状

1:1.5

層厚管理材

(W=2m)

層厚管理材

(全面敷設)

300

1,0

00

7@

300

=2,1

00

14@

300

=4,2

00

Gravel mat

(After earthquake)

Pile(using old rail material, L = 2000)

砕石 (type C-40)

Local soil*

Local soil*

崩壊土のセメント改良(40 kg/m3)

V: H = 1：1.5

V: H= 1：1.5Geogrid

(W = 2000)

Geogrid(full width)Unit in mm Ballast

補強土盛土による強化復旧（JR East, 2011)

6

3. 補強土壁のトラブルの原因と対策

‐ 事例研究より ‐

- Case 1 -

テールアルメ補強土壁の崩壊

Reference;

Shibuya, S. , Kawaguchi, T. and Chae, J-G. (2007):

“Failure of Reinforced Earth wall as attacked

by Typhoon No. 23 in 2004”, Soils and Foundations,

Vol.46, No.2, pp.153-160.

テールアルメ壁工法による補強土擁壁

http://www.hokyodo.jp/1_morido/a_ta/01_summary/01_summary.html より一部引用

設計では水を考えない

帯状の補強材

柔な壁

崩壊現場発生時刻：2004年10月21日午前1時40分頃

補強土擁壁が壊れた！

補強土壁の崩壊範囲

住宅

崩壊直後の現場の写真撮影

➡崩壊部の中央付近は

沢(集水)地形

➡崩壊部の頂部にはテー

ルアルメ壁工法による補

強盛土(以下、テールア

ルメ補強盛土)

➡幅80m、高低差70m、

延長150mに及ぶ山腹

斜面が地肌をむき出し

7

崩壊土砂の末端付近の状況(#1から撮影した全景)

崩壊土砂上のコンクリートスキンの散乱状況(コンクリートスキンとメタルストリップの接着部の破断は見られなかった(#4))

斜面への降雨(#9)

残存したテールアルメ補強土壁(#11)

道路盛土崩壊頭頂部の状況（雨水が崩壊斜面上を滝のように流れている．

また、両サイドに補強盛土の破壊断面がくっきりと見える）

▲崩壊盛土の西側の破断面付近の状況(未舗装の道路の縦断方向の側溝を伝わった雨水が崩壊地内に流入している)

崩壊盛土の西側の破断面の詳細（破断面においてもストリップ自体に破断の形跡はない．また、全体的にストリップの根元付近が斜め下を向いている)

▼

▲崩壊盛土の東側の破断面付近の状況

崩壊盛土の東側の破断面の詳細(盛土内部からの湧水が認められる(左の写真)．また，西側の破断面と同様に全体的にストリップの根元付近が斜め下を向いている)

▼

8

１）テールアルメ補強盛土のコンクリートスキン・ストリップが、崩壊土砂の先端部にまで到達

２）崩壊したテールアルメ補強盛土のストリップとコンクリートスキンとの接着部の破断およびストリップ自体の破断はなし

３）道路盛土の崩壊は延長約100mであり、この間にあったテールアルメ補強盛土は完全に流失

４）降雨時に、相当量の雨水が崩壊斜面に流入

５）残存したテールアルメ補強盛土はほぼ原型を保持しており、切り口の鋭い破断面を露呈

６）破断面においてストリップがすべり面とほぼ平行に傾斜

崩壊現場の踏査 補強盛土の崩壊の形態

i) メタルストリップとコンクリートスキンとの結合箇所およびスキンの破断は認められなかったこと

ii) 残存するテールアルメ補強盛土は、ほぼ原型を保持していたこと

iii) 破断面には、崩壊盛土がすべり面とほぼ平行に滑り落ちた痕跡があったこと

補強盛土のブロック的なすべり崩壊が全断面で発生

排水パイプ地盤改良 地盤掘削

コンクリート地盤

テールアルメ工法による施工

変状崩壊メカニズム(推定)

補強土壁の崩壊メカニズム

壁を押す力が増加

道路面から雨水浸透

背後の谷から雨水浸透

豪雨発生！！

補強土擁壁の設計では水を考えない

盛土の飽和化による弱体化

補強土壁の「ダム化」

対 策

L型排水盛土防水工

Reference;

Kenji HARA，Satoru SHIBUYA，Masahiko SAITO，Nobuyuki TORII，Takayuki MASUO :

A significance of L-shaped geosynthetic drain (LGD)

against seepage flow ，Proceedings of the 9th International Conference on

Geosynthetics，pp. 1397-1402，2010.5

9

地山からの浸透水を，鉛直に設置したジオシンセティックス排水材により下方に落とし，底部の排水層から効率よく盛土外へ排水することで，盛土に浸透する雨水の低減が図られる．盛土自体を防水領域と考え，ただ，遮水することではなく，十分な排水によって，盛土背面からの水の浸透および蓄積を防ぐことが特徴である．

L型排水盛土防水工の特徴

64

浸透流解析によるＬ型排水材の効果

排水材なし L型排水材

降雨による飽和度の上昇が広い範囲で生じる

降雨による飽和度の上昇は遮水領域で小さい

齋藤ら(2008)

geodrain

d

Ph

kd

k

L1

k

H

L2

L

1, ,dk d Lh

kH H L 　 = 　 =　 　　

2 2 1

Ｌ型ジオシンセテックス排水材の設計

排水材の Kd=1(cm/sec)

排水材の Kd=10(cm/sec)

小型土槽実験のシミュレーション

遮水領域の水位は、排水材の透水性能と配置により決まる‼

齋藤ら(2008)

無対策盛土：ケース1

区分 ケース1

盛土材 自然土

目標締固め度Dc(%)

90

鉛直排水材 無し

底部排水層 無し

採用工法： テールアルメ擁壁

自然土：細粒分質礫質砂(SFG)

実物大盛土実験の各ケース概要①

67

採用工法： テールアルメ擁壁＋L型排水盛土防水工

実物大盛土実験の各ケース概要②

L型排水盛土防水工：ケース2,3,4

区分 ケース2 ケース3 ケース4

盛土材 自然土 製鋼スラグ 混合土

目標締固め度Dc(%)

90 80〜85※ 85※

鉛直排水材 あり あり あり

底部排水層 あり あり あり

混合土：施工性を考慮して現場で混合

※ 一般的な道路盛土の締固め度の下限値：Dc＝90%

◆ 製鋼スラグの強度特性が優れるので，意図的に緩い締固め度で施工して，盛土の挙動を観測する．

ジオシンセティックス鉛直排水材

69通水断面を確保

10

大型土槽実験装置

幅 2m

給水管

奥行 4m

高さ 3m

盛土側に等間隔で多数の小孔を設け，小孔からの土の流入を防ぐため不織布を巻いた塩化ビニル管

周囲は防水シートで被覆している

実験装置および施工過程

▶ 施工は，壁面メッシュパネル，排水材，計測器，ストリップを設置した．

そして，土撒きだしをして転圧と締固め管理を行った．

70

実験手順

1次給水

• 背面水位を2.5m

に維持させる

挙動観測

• 盛土内変位等の

データを集計

• 排水量測定

• ケース3,4のみpH

測定

定常状態

• 挙動観測

• 定常状態から，6

時間程度給水を続

ける

自然排水

• 12時間以上かけて，

盛土内の水位を低

下させる

荷重載荷

• ケース3,4のみ2.2

トンの荷重を載荷し，

給水を続ける

2次給水

• 1次給水と同様

• 盛土内変位等の

データを集計

• 排水量測定

71

計測結果：変形挙動－ケース1の崩壊状況

▶ ケース1は，給水した後，約25分でストリップ先端部に亀裂が発生

さらに，排水量は少なく，水位上昇に伴い変形が増加

最終には，壁と一体になってブロック形で崩壊に至った． 72

注水後約25分でストリップ先端部に亀裂（クラック①)発生し前方へ拡大

壁面は下段中心にとしたはらみ出しが発生

盛土内水位の上昇に伴い補強土背面部での亀裂が拡大（50分）

注水停止したが水位低下は鈍く，壁は一体で大きく前方へ挙動し，崩壊に至る

クラック①

• 前面への排水は少なく，水位上昇に伴い挙動増加

• 崩壊形態はブロック崩壊

実験前

崩壊時

実験中

ストリップの投影位置

計測結果：変形挙動－ケース1(自然土，無対策)

クラック②

クラック①

ストリップ先端部付近で亀裂の発生が確認された

壁面に目立った変化無く，変位量も4㎜と小変形

背面部での沈下進行に伴い，排水材の変形が大きくなり機能低下

水位上昇無く，補強土壁に挙動は認められなかった．

※亀裂は背面側への押し戻しにより生じた可能性が考えられる。

ストリップの投影位置

計測結果：変形挙動－ケース2(自然土)

ストリップ先端部で亀裂発生（クラック①)他に2箇所発生（クラック②，クラック③)

クラック②，クラック③は背面側への押し戻しにより生じた可能性がある

荷重載荷後も変化はほとんど見られなかった

壁面に目立った変化無く，最大変位量も0.34㎜と小変形

背面部での沈下進行に伴い，排水材の変形が大きくなり排水機能が低下した

クラック① クラック②

クラック③

地盤内の水位上昇無く，補強土壁に挙動は認められなかった．

計測結果：変形挙動－ケース3(製鋼スラグ)

11

クラックなし

荷重載荷後も変化はほとんど見られなかった

壁面に目立った変化無く，最大変位量も0.3㎜と小変形

背面土の沈下が生じなかったため，排水材は健全に機能し，２日間通じて排水量の低下は見られなかった

地盤内の水位上昇無く，補強土壁に挙動は認められなかった

計測結果：変形挙動－ケース4(混合土)

盛土内の浸潤線排出水のpH値

計測結果：浸潤線の変化およびpH値

教訓 (Case 1: 1/2)

崩壊したテールアルメ補強土壁は，我が国の“設計·施工マニュアル“に忠実に設計施工されていた．➡豪雨に対する設計·施工マニュアルの改善

補強土壁の内部だけでなく背面にも排水工（遮水工ではない）を設置すべき．

原則，テールアルメ補強土壁はSPT N値が50以上の堅固な基盤の上に建設すべき．

教訓 (Case 1: 2/2)

建設中は，盛土への雨水浸透を防止するために道路面を仮舗装する．

補強土壁の短期安定解析では、想定すべり面上の初期せん断応力を再現した一面せん断強度を用いる．

補強土壁の設計には，構造技術者と地盤技術者の協力が不可欠．

- Case 2 -

ジオテキスタイル補強土壁の大変形

References;

Jung, M.S., Kawajiri, S., Hur, J.S. and Shibuya, S.(2010)

: CASE STUDY ON SEVERELY-DAMEAGED REINFORCED EARTH WALL

WITH GEO-TEXTILE IN HYOGO, JAPAN

Part I :Site Investigation into the cause of damage, pp.3~10

Hur, J.S., Kawajiri, S., Jung, M.S. and Shibuya, S.(2010)

PartⅡ :Numerical simulation into causes and countermeasure, pp.11~17Proc. of 3rd Japan-Korea Geotechnical Engineering Workshop-Geotechnics in

Urban Areas, Japanese Geotechnical Society & Korean Geotechnical Society，Ansan

ジオテキスタイル補強土壁の被害形態

12

現場の概要（兵庫県佐用郡佐用町）

現地調査と室内試験

表面波探査（SWS) PS検層，RI検層，SPT

粒径加積曲線

細粒分の多い軟弱地盤

締固め特性

ρdが低い軟弱地盤

13

BE試験：せん断波速度

せん断強度（DSB)

水浸沈下挙動 内壁(ハンモック状態)

ハンモック状態とは？ ジオテキスタイル補強土壁の大変形に至るシナリオ

14

地下水位上昇とハンモック状態の影響の確認

背面排水工の設置

ジオシンセティックス

工事中の全景

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

8月19日

8月22日

8月25日

8月28日

8月31日

9月3日

9月6日

9月9日

9月12日

9月15日

9月18日

9月21日

9月24日

9月27日

9月30日

10月

3日

10月

6日

10月

9日

10月

12日

10月

15日

10月

18日

10月

21日

10月

24日

10月

27日

10月

30日

日　　　付

日降水量　

(mm

/day

)

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

流末からの排水量　 (L/m

in)

日降水量　(mm/day)流末からの排水量　(L/min)

工事完了時の全景

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

8月19日

8月22日

8月25日

8月28日

8月31日

9月3日

9月6日

9月9日

9月12日

9月15日

9月18日

9月21日

9月24日

9月27日

9月30日

10月

3日

10月

6日

10月

9日

10月

12日

10月

15日

10月

18日

10月

21日

10月

24日

10月

27日

10月

30日

日　　　付

日降水量　

(mm

/day

)

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

流末からの排水量　 (L/m

in)

日降水量　(mm/day)流末からの排水量　(L/min)

試験注入→室内試験

定性的解析

数値解析による安定性の評価 補修後の様子(2010年4月に一般公開)

15

教訓 (Case 2)

当該現場は、豪雨時に沢水が盛土内部に浸透しやすい地形を有している．浸透水は盛土材のせん断強度を低下させ，壁面の変形をさらに進行させることが分かった．→ 対策： 効果的な排水対策あるいは防水対策が必要

パネル式の補強土壁の場合、下部層の圧縮沈下により盛土内にハンモック現象が発生，補強材と盛土材の間のせん断抵抗力が消失されて, その結果として壁面に応力集中が生じて大きなせん断変形が起こることが判明した．→ 対策： 壁面工の剛性が大きくない場合、とりわけ鉛直応力が大きく作用する下部層では、良質の盛土材料と厳密な締固め管理が要求

下部軟弱層の地盤剛性を高めるために，グラウティングが適切であることが判明した．また，壁面全体に対する所定の安全率を確保するために、グラウンドアンカー工を併用して施工することが効果的であることを確認した．

-Case 3 -

ジオテキスタイル補強土壁のはらみだし

Reference;

Hur, J.S., Jung, M. S. and Shibuya, S.(2011)

: A case study on causes and countermeasures of a largely deformed

geotextile-rein- forced soil retaining wall,

Proc. of 5th International Conference on Deformation Characteristics of

Geomaterials, IS-Seoul, pp.1268-1275, September 1~3, 2011, Seoul, Korea

Drainage pipe

施工写真

Water leak

Ununiformed settlement Partial fracture of the metal facing

Concrete culvert

動態観測結果

深度増加によるＮ値の増加傾向があまり見られない

下部層の飽和度が上部より相対的に高い

原位置地盤調査：補強土壁の全体状況の調査

16

材料①と材料②，ボーリング試料の粒度分布はほぼ同様．しかし，

材料③と材料④より，細粒分が多い

最大乾燥密度のバラツキが大きい

→全体試料をうまく代表出来ない

施工実績と材料特性：4種類の現地発生土利用

(施工管理に利用)

現場の締固め度の推定

室内水浸試験

Pre

scri

be

d l

ow

er

lim

it

補強土壁面の変状メカニズム(推定)

考えて見ましょう❕❕現地発生土の締固め曲線の最大乾燥密度はばらつく．偶然に，締固め管理に採用された締固め曲線は，その中に最も低い値を示している．地盤工学エンジニアは，故意に締固め施工の低コスト化のために有利な締固め曲線を選んではいけない。．

対策工の検討

対策工選定

原因解明

安定性検証

• 計測結果による工学的な判断

• 将来のイベントに対する挙動予測

• 安定性評価(数値解析)

• 経過観察(計測)

対策工必要性評価

• トラブル原因の解決• 安定性，施工性及び

経済性考慮

現場の地盤物性値の決定

動態観測結果を基準として＋ 地盤調査＋施工実績＋逆解析

2・3次元解析による挙動予測

3D地形図と縦・横断面図 地形条件(谷埋め)，施工履歴

代表4断面解析(計測位置)

上部盛土の施工に伴う壁面の変位予測

壁面の深度別の水平変位(2次元，No.50)

2次元及び3次元のまとめ1.ジオテキスタイル補強土壁の水平変位が管理基準

値を超過： 高さの３％かつ30cm

2.上部盛土が25ｍ以上の重量であり，補強土壁の中間部に締固め不足層の存在の可能性

3.利用目的の重要性(道路)

→ 対策が必要！

→ アンカー採用

ジオシンセティクス補強土壁の水平変位の管理基準：高さの３％かつ30cm

ジオテキスタイルの伸びひずみの許容値：1.987％

17

無対策

対策工の採用時

せん断変形増分図

壁面の変位量 補強材の伸びひずみ

現在、補強アンカー設置完了・施工再開 ジオテキスタイルの伸びひずみの観測実施

補強工事の開始 ＨＦ‐１〜ＨＦ‐３のケーブル移設状況

壁面の変位計測 恒久対策の完了

無対策時，試し盛土約2.5ｍで，計測位置によって２.5ｃm〜4.0cｍ程度の壁面の水平変位増加確認

動態観測結果

＋2.0㎝

ジオテキスタイルのひずみ観測結果

アンカー緊張期間

アンカー緊張前

アンカー緊張により変位が縮む

アンカー緊張期間

アンカー緊張前

当該補強土壁の変状原因は、補強土壁の中間部に締

固めが不十分な盛土層が存在し、その層に沢水や雨水の

浸透による圧縮沈下が発生、結局，壁面の大変形が生じ

たと考えられる．

対策工としては，剛な壁とグランドアンカー工の併用は地

盤変位の抑制と構造物全体の安定性を高める方法として

有効であり，数値解析を通して、壁面の変位のみならず、

ジオテキスタイルの伸びひずみの減少効果を確認した．

高盛土地盤構造物の場合，安定性だけではなく，応力

‐変形挙動(構造物の性能の問題)も考慮しなければなら

ない．

教訓 (Case 3)

117

格子接点一体型・溶着型ジオグリッドの引き抜き

試験の比較

18

目的：盛土材と補強材との摩擦特性の把握↓

方法：原位置盛土材料を用いた現場引抜き試験・補強材を敷設した試験盛土を施工し、試験盛土前面に設置したH鋼+重機を反力体として、センターホールジャッキにより補強材を引抜き

➡ 1分ごとに引抜き荷重を1kNづつ増加させ、引張り荷重がピークに達して引抜けが生じたときあるいはジオテキスタイルが破断した時点で試験を終了

現場引抜き試験の概要

条 件 CASE-1 CASE-2 CASE-3

上載盛土高さ(m) 0.6 1.2 1.8

単位体積重量（kN/m3） 20.4

内部摩擦角（°） 35.7

粘着力(kN/m2) 12.4

試験体幅（m） 0.3

定着長(m) 1.0 1.0 1.0

想定引抜き力(kN) 12.7 18.0 23.3

幅1m当たりの強度 幅0.3m当たりの強度 条件

一体型製品基準強度 112 (kN/m) 34 (kN/0.3m)

敷設長 1.0m×幅 0.3mクリープ限度強度 72 (kN/m) 22 (kN/0.3m)

溶着型製品基準強度 123 (kN/m) 37 (kN/0.3m)

敷設長 1.0m×幅 0.3mクリープ限度強度 62 (kN/m) 19 (kN/0.3m)

盛土材料およびジオテキスタイル

ジオテキスタイルの仕様

0

1020

3040

5060

7080

90100

0.001 0.01 0.1 1 10 100

通過

質量

百分

率(%

)

粒径(mm)

現場引抜き試験の条件

①引張り力：センターホールジャッキに取り付けたセンターホール型ロードセルで計測

②上載圧：ジオテキスタイルと同時に設置した土圧計で計測

③補強材の変位(伸び)：ジオテキスタイルに変位伝達ロッドを取り付け変位計で計測

① 載荷装置及びロードセル ② 土圧計 ③ 変位計

現場引抜き試験 計測機器

溶着型 一体型

使用したジオテキスタイル

盛土材撒きだし ジオテキスタイル設置 転圧状況

転圧状況 ジオテキスタイル連結治具 試験状況

現場引抜き試験 試験状況

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20

変位

(mm

)

引き

抜き

荷重

(kN

)／土

圧(k

N/2)

経過時間（分）

荷重(kN)

土圧(kPa)

① 20cm(mm)

② 50cm(mm)

③ 80cm(mm)ジャッキmm

ジャッキ変位計の盛換え

ジオテキスタイル引抜け開始

ジオテキスタイル破断

50cmの変位計は挙動不安定

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30 35

変位

(mm

)

引き

抜き

荷重

(kN

)／土

圧(k

N/2)

経過時間（分）

荷重(kN)

土圧(kPa)

① 20cm(mm)

② 50cm(mm)

③ 80cm(mm)ジャッキmm

引抜き量急増

ジオテキスタイル破断開始

ジャッキ変位計の盛換え

ジオテキスタイル引抜け開始

溶着型 一体型

• 溶着型は一体型と比べて引抜き荷重6割程度で引き抜け破断

• 溶着型は引き抜け開始後引抜き荷重があまり上がらないが，一体型はある程度

まで荷重が増加

現場引抜き試験 試験結果① H=1.8m

19

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60 70

引抜

き荷

重(k

N)

ジオテキスタイルの移動量(mm)

③ 80cm(mm)

② 50cm(mm)

① 20cm(mm)

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60 70

引抜

き荷

重(k

N)

ジオテキスタイルの移動量(mm)

③ 80cm(mm)

② 50cm(mm)

① 20cm(mm)

溶着型 一体型

• 移動が始まるまでの引抜き荷重は、溶着型が約8kN、一体型が約10kN

• ピーク荷重は、溶着型が約15kN、一体型が約22kN

現場引抜き試験 試験結果② H=1.8m

引抜き荷重

ジオテキスタイル盛土

盛土

引抜き荷重

盛土

盛土

ジオテキスタイルと土の摩擦抵抗

※ジオテキスタイルが土を巻き込み、一体化して摩擦抵抗発揮

土のせん断面

土と土のせん断抵抗→土同士の摩擦抵抗＋

ダイレイタンシー効果

引抜き荷重

盛土

盛土

土と土のせん断抵抗 ※ジオテキスタイルが土を巻き込む効果が小さいと、土同士の強度発現量が小さい

※この段階では、ジオテキスタイルはほとんど移動しない

移動量あり

移動量あり

引抜き荷重

ジオテキスタイル盛土

盛土

引抜き荷重

盛土

盛土

ジオテキスタイルと土の摩擦抵抗

※ジオテキスタイルが土を巻き込み、一体化して摩擦抵抗発揮

土のせん断面

土と土のせん断抵抗→土同士の摩擦抵抗＋

ダイレイタンシー効果

引抜き荷重

盛土

盛土

土と土のせん断抵抗 ※ジオテキスタイルが土を巻き込む効果が小さいと、土同士の強度発現量が小さい

※この段階では、ジオテキスタイルはほとんど移動しない

移動量あり

移動量あり

引抜き荷重

ジオテキスタイル盛土

盛土

引抜き荷重

盛土

盛土

ジオテキスタイルと土の摩擦抵抗

※ジオテキスタイルが土を巻き込み、一体化して摩擦抵抗発揮

土のせん断面

土と土のせん断抵抗→土同士の摩擦抵抗＋

ダイレイタンシー効果

引抜き荷重

盛土

盛土

土と土のせん断抵抗 ※ジオテキスタイルが土を巻き込む効果が小さいと、土同士の強度発現量が小さい

※この段階では、ジオテキスタイルはほとんど移動しない

移動量あり

移動量あり

土とジオテキスタイルの摩擦抵抗のみで引抜き抵抗を発揮する段階

ジオテキスタイルと土がかみ合って引抜き抵抗を発揮する段階

溶着型 一体型

引抜き試験の模式図

1.ジオテキスタイルの引抜き抵抗

Step①土とジオテキスタイルの摩擦抵抗

Step②ジオテキスタイルと周辺の土がかみ合って一体となり抵抗

2.ジオテキスタイルの引抜け時あるいは破断時の引抜き抵抗(Step②

に相当)には、土のダイレイタンシーの効果が寄与するため、良く締

固めれば僅かな変位で大きな強度▶︎▶︎締固めが何より重要

3.高盛土にジオテキスタイルを用いる場合は、ジオテキスタイルの伸び

に関する性能照査が必要▶︎▶︎事前の現場引抜き試験、動態

観測が重要

引抜き試験 結果まとめ

127

格子接点接着型および一体型ジオグリッドの土中引抜き抵抗

特性の比較

Reference;➡ 澁谷啓，片岡沙都紀，植松尚大：格子接点接着型および

一体型ジオグリッドの土中引抜き抵抗特性の比較，第29回ジオシンセティックスシンポジウム論文集(審査中)，平成26年12月中公開予定

格子接点が溶着しているもとの一体となっているものとで土中引抜き試験を実施し

，鉄鋼スラグと各種ジオグリッド間の引き抜き摩擦強さや引抜き摩擦角などを検討

↑ 引抜き試験装置

鉄鋼スラグを用いた各種ジオグリッドの土中引き抜き試験

265mm

22mm

28mm

50mm

40mm

40mm40mm

80mm

交点一体型

交点溶着型

使用した鉄鋼スラグの物理，力学的性質

6 10 142.10

2.20

2.30

2.40

2.50

含水比, w (%)

乾燥密度

, d (

g/cm

3 )

鉄鋼スラグ（9.5ｍｍ通過分）A−a法

wopt =11.2 (%)

dmax = 2.319 (g/cm 3)

← 粒径加積曲線

← 締固め曲線

← 鉛直応力とせん断応

力の関係

(一面せん断試験より，

2㎜以下試料して実施)

0 100 2000

100

200

鉛直応力（kPa）

せん断応力（

kPa）

c=43.2kPa, °

20

130

試験結果の例（ジオグリッドの引抜き変位と引抜き力の関係）

0

50

100

0 50 1000

50

ジオグリットの引抜き変位（mm）

＜交点一体型＞

引抜き力（

kN）

: =50kPa: =100kPa: =200kPa

0

50

100

0 50 1000

50

ジオグリットの引抜き変位（mm）

＜交点溶着型＞

引抜き力（

kN）

: =50kPa: =100kPa: =200kPa

・ 交点一体型は全体的に引抜き力が大きくなる傾向となる．

ジオグリッドの引抜き変位(mm) ジオグリッドの引抜き変位(mm)

131

試験結果の例（スラグとジオグリッド間の引抜き摩擦角の違い）

※引抜き摩擦強さは有効面積法にて算出

・ 鉄鋼スラグのように材料のc，φ が大きいものに関しては，交点が一体となってい

るジオグリッドのほうが強度が大きくなるが，交点一体型でも目合いの大きさによって

はスラグとのかみ合わせが悪くなり，逆に強度が小さくなる傾向になる．

- Case 4 -

既設盛土の耐震化の事例(玉坂トンネル)

垂水妙法寺線既設盛土補強計画

• 「加圧注入型地山補強工法」および

• 「剛な壁を有する補強土壁工法」の適用について

玉坂トンネルの履歴

昭和46年修正地形図 平成22年地形図

盛土範囲

流下方向

旧ため池

法面変状状況 変状状況写真（１）

坑口全景（クラック、浸出水状況）

パラペットクラック、浸出水、道路側へ傾斜

法面上部舗装ひび割れ、防護柵変形

パラペットのひび割れ（貫通） パラペットのひび割れ、漏水

クラック浸出水

クラック 傾斜

防護柵変形クラック

クラック

遊離石灰

錆汁浸出

21

変状状況写真（２）

法面への排水流入 排水施設損壊 のり枠工空洞化 縦排水溝の破損（圧壊）

パラペット背面排水溝の破損

パラペット端部排水溝の破損

パラペット変動量動態観測

反射板 反射板設置状況

拡散レーザー変位計設置状況

拡散レーザー変位計

盛土変状（擁壁変動量モニタリング結果）

計器点検修正 変動量＝約３㎜道路側に傾斜

パラペット天端が継続的に道路側へ変位している。降雨後に変位が増大する傾向にある。

調査計画

№５、№4・地中変位計測・地下水変動計測 パラペット天端

・変位計測

地盤調査結果

盛土内部のN値が10前後と低い

粘性土主体層、礫混じり砂質土（Sf)主体層の互層

湧水

区 分単位体積重量γt (kN/m3)

弾性係数E (MPa)

粘着力c (kPa)

内部摩擦角φ (°)

ポアソン比

粘土層が主体の盛土層

17.0 25.0 15 5 0.33

一般の盛土層 17.0 30.0 0 25 0.30

現況盛土の安全率

カルバート上部の盛土の安全率は Fs＝1.003

順解析でも盛土が不安定であることを確認した。

地質調査から得られた土質定数

22

応急対策

目標安全率Fs=1.10

応急対策施工断面（一次施工）のり面上部排土により起動側荷重を低減

上部排土

降雨時期を前に盛土のり面の当面の安定を確保する

歩道確保

Fs=1.16

応急対策の効果（動態観測）

日降水量 100.5㎜

変動増加傾向

変動安定傾向

・応急対策で変位増加傾向は低減されたが、停止には至っていない。

・降雨時に変位が増加する傾向は継続

応急対策の効果(パイプ歪計動態観測№４)

№４ボーリング孔で地表近くで動きが見られるが深部での明らかな動きは見られない

応急対策の効果(パイプ歪計動態観測№５)

顕著な変動累積傾向変動傾向緩和

№５ボーリング孔では深部での明らかな動きが見られ、応急対策後に変動増加が緩和されている

恒久対策

☆応急対策では上部排土による常時安全率＜Fs=1.2満足していない。

☆排土後の盛土変動速度は低減されたが緩やかな増加傾向、降雨時の変動増は継続している。

☆のり面直下の幹線道路に対し、地震時においても安定確保が必要

のり面補強対策

• 盛土全体の安定対策

23

対策レベルの決定

直下に幹線道路があり、損傷すると第三者および交通機能に重大な影響を与える。

重要度Ⅰ

盛土土質が砂質土（SF）、粘性土（Ｃ）の低品質盛土照査

レベル２地震動

地震動を考慮した円弧すべり法

対策案の抽出

起動力に対抗する根入確保不能

①抑止杭

アンカー打設不能

②法面アンカー工法

適用不可

対策案①抑止杭②法面アンカー工法

③地盤改良④地山補強土工法⑤安定盛土勾配での再盛土

対策工①すべりを抑止する対策工

or②地盤強度を上げる対策工

比較検討

工法選定

盛土内の排水性能確保、施工性、経済性の比較結果よりのり面補強対策としてロータスアンカーを採用

地山補強土工法の選定

ロータスアンカー工法採用

☆必要アンカー長が10ｍを越える☆N値が砂質土で50を越える

ラディッシュアンカー適用外

のり先補強対策

• 盛土のり先の安定対策

のり先の安定検討結果

パラペットは損傷によって塑性変形

施工時

Fs=1.138＞Fsa=1.10OK

パラペット撤去時背面掘削

恒久対応（常時）

Fs=1.138<Fsa=1.20NG

恒久対策が必要

24

のり先補強に求められる性能

• 破壊モード

破壊時に直下の通行車両に被害を与えない

部分的な破壊が全体に波及しない

土のこぼれ出しを許容しない

• 排水性能

高い排水性能によって盛土内の地下水上昇を抑制する

• 補強性能

地山補強アンカーと一体となってレベル２地震動に対し安定である

剛性壁補強土工法もたれ式擁壁

のり先補強工法の選定

排水性能に劣る施工時の擁壁背面地山が不安定

×

排水性能に優れる施工時の擁壁背面地山安定

◎

対策後の安全率（レベル２地震時）

Ｆｓ＝1.01＞1.0 →ＯＫ

• 「加圧注入型地山補強工法」と「剛な壁を有する補強土壁工法」を組み合わせ

て適用し低品質盛土安定性、耐震性を確保することが出来た。

157

158

ロータスアンカー工法(繰返し注入型地山補強土工法)

● 持長① 繰返し注入により補強体を拡大

➡ 大きな引抜き抵抗力② 小型で打撃機能を有する削孔機を使用

➡ 硬質地盤や狭硲な場所での施工が可能③ 繰返し注入は別士程で施工可能

➡ 作業時間の短い現場でも効率的な施工

出典：ライト工業株式会社

● 繰返し注入のメカニズム 注入システム

補強体の造成(概念図)

159

● 施工手順

出典：ライト工業株式会社

繰返し

25

対策案標準断面

加圧注入型地山補強工法

剛な壁を有する補強土壁工法

既設低品質盛土に対する「加圧注入型地山補強工法」および「剛な壁を有する補強土壁工法」

適用の成果

• 集水地形にある既設低品質盛土の盛土強度、排

水性能を向上させ、不安定盛土を安定化させた

• 幹線道路が直下を通過する重要度Ⅰ盛土をレベル

２地震動に対して安定を確保した

まとめ

▶ 補強土壁は，環境面，耐震性に優れている．しかし，締固めと水対策に注意すべき

▶ パネル式壁面では特に壁面近くの締固め不足による各種トラブルに注意．格子接点溶着型ジオグリッドは、砂礫主体の盛土材に使用すると剥離破断しやすいので，高盛土での使用は要注意

▶ 劣悪な既設盛土の耐震化の事例；大口径アンカー工を用いた地山補強と補強土壁によるのり先補強の併用