土壌釘付けは、斜面と保持壁を安定化するための地盤工学で広く採用された技術です。これには、掘削や自然の斜面をサポートするために、細い補強要素を地面に挿入することが含まれます。ただし、地質条件、環境への懸念、プロジェクトの仕様などの要因により、従来の土壌釘付けが最も適切な解決策ではない場合があるシナリオがあります。これにより、エンジニアと研究者は、地上補強と勾配の安定化のための代替方法を探求するようになりました。そのような革新的な選択肢の1つはです GFRP土壌釘付け。これは、従来の鋼製の土壌爪よりも多くの利点を提供します。
深い土壌の混合は、既存の土壌とセメント質またはその他の安定化剤を混合して、その強度と安定性を高めることを含む地上改善技術です。この方法は、土壌の釘付けが適切なサポートを提供しない可能性のある柔らかいまたはゆるい土壌条件で特に効果的です。このプロセスには、安定化剤を注射および混合するオーガーまたは混合ツールの使用が含まれ、土壌を強化する土壌セメントカラムを作成します。
研究では、深い土壌の混合が土壌の負荷をかける容量を大幅に増加させ、沈下を減らすことができることが示されています。たとえば、日本で行われたプロジェクトは、深い土壌の混合により柔らかい粘土のせん断強度が最大400％改善されることを実証しました。この手法は、地震ゾーンの液化の可能性を減らす上でも有利です。
挽いたアンカーは、有能な階層に荷重を伝達するために地面に設置された構造要素です。摩擦に依存する土壌の釘とは異なり、挽いたアンカーは即時のサポートを提供するために緊張しています。それらは、一般的に構造、勾配安定化、および基礎システムに使用されます。グラウンドアンカーは一時的または永続的であり、プロジェクトの特定の要件に基づいて設計されています。
グランドアンカーの使用は、高負荷に抵抗する必要があるプロジェクトや、深い発掘が関係するプロジェクトで特に有益です。たとえば、スペインのマタロ港の建設では、地上アンカーを使用して壁をサポートし、安全な作業環境を提供し、建設時間を短縮しました。
マイクロパイルは、さまざまな地面条件で設置できる小径、掘削およびグラウトされた非分散杭です。これらは、アクセスが制限されている場合や、従来の積み上げリグが動作できない低ヘッドルームの状況で特に役立ちます。マイクロパイルはかなりの負荷を運ぶことができ、既存の構造を基盤とする、地震の改装、および安定化によく使用されます。
研究によると、マイクロパイルは安全性の要素を増やすことにより、斜面の安定性を高めることができることが示されています。イタリアのケーススタディでは、マイクロパイルの設置により、地滑りが発生しやすいエリアの勾配の安定性が改善され、さらなる地面の動きを防ぎ、地元のインフラストラクチャの保護が得られました。
ショットクリート、またはメッシュの補強と組み合わせたショットクリート、またはスプレーコンクリートは、土壌の釘付けに代わるもう1つの代替品です。この方法では、コンクリートを掘削面または勾配にスプレーすることが含まれ、追加の強度を提供するためにその内部に埋め込まれたメッシュの補強層が含まれます。メッシュ補強材を備えたショットクリートは、岩の顔を安定化し、地表侵食を防ぐのに効果的です。
この手法は、その迅速な適用と複雑な形状に準拠する能力のために有利です。岩が危険をもたらす山岳地帯では、道路やインフラストラクチャを保護するために、メッシュ補強材を備えたショットクリートが正常に実装されています。この方法では、この方法が露出した岩盤の風化と劣化を大幅に減らすことができることが実証されています。
隣接する退屈な山の壁は、掘削の周囲に沿って設置された一連の密接な間隔のコンクリー更山で構成されています。この方法は継続的なサポートを提供し、地下水の侵入と土壌の動きを制御するのに特に効果的です。杭適していまな深さまで構築でき、この技術は都市環境での深い発掘に適しています。
ロンドンのクロスレールプロジェクトでは、隣接する退屈な山の壁が広く使用され、地下駅やトンネルの深い発掘を安定させました。この方法は、和解を最小限に抑え、隣接する構造を保護するのに効果的であることが証明されました。分析モデルは、パイル壁システムの剛性が地面の動きを制御する上で重要な役割を果たすことを示しています。
保持壁は、建物、構造、またはエリアから土壌または岩を背負うように設計された構造です。それらは、コンクリート、石積み、鋼鉄、木材などのさまざまな材料を使用して構築できます。保持壁の種類には、重力の壁、片持ち壁、シートパイルの壁、機械的に安定した地球（MSE）の壁が含まれます。
たとえば、MSEの壁は、通常、地理的補強材または金属ストリップの土壌補強材の層を使用して、安定性を提供します。これらの壁は、高速道路の堤防と橋渡しで使用されており、費用対効果の高い審美的に心地よいソリューションを提供しています。研究は、適切に設計された擁壁が重要な外側の地球圧力と地震力に耐えることができることを示しています。
ガラス繊維強化ポリマー（GFRP）土壌釘付けは、従来の鋼製土壌釘に代わる革新的な代替品です。 GFRP材料は、ポリマーマトリックスに埋め込まれたガラス繊維で構成されており、高い引張強度、耐食性、および軽量特性を提供します。の使用 GFRP土壌釘付けは、 従来の方法よりもいくつかの利点を提供します。
GFRP土壌釘の重要な利点の1つは、腐食に対する抵抗性であり、塩化物含有量が高い海洋状態や土壌などの攻撃的な環境に最適です。さらに、GFRP材料の軽量性により、輸送コストと取り扱いコストが削減されます。設置プロセスは、従来の土壌釘付けに似ており、既存の建設慣行へのシームレスな統合を可能にします。
研究により、GFRP土壌釘が優れた長期性能を示すことが実証されています。たとえば、ノルウェーのプロジェクトでは、鉄鋼部品の腐食が重大な懸念事項である沿岸斜面を安定化するためにGFRP土壌釘を利用しました。 GFRPネイルは、時間の経過とともに劣化のリスクなしに耐久性のあるサポートを提供しました。
土壌の釘付けに代わるものを考慮する場合、各方法の利点と欠点を評価することが不可欠です。
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