JP7148287B2 - 土留壁 - Google Patents

Description

本発明は、地盤の掘削工事において周辺地盤の崩壊を防止するために設置される土留壁に関する。

従来より、自立式土留壁は、掘削した空間内部に切梁や中間杭を設ける切梁式土留壁と比べて、躯体構築時などの盛替え作業が不要で躯体への貫通がないなどの理由から、施工性や品質が飛躍的に向上することが知られている。特に、掘削底面が広い大空間の掘削工事においては、自立式土留壁の採用が効果的である。

しかしながら、土留壁を地中深くに差し込んだだけの自立式土留壁は、掘削深さが比較的浅い場合に限られ、掘削深さが深くなると土留壁の根入れ長を長くする必要があるため、工事が大がかりになるなどの欠点があった。

このような自立式の土留壁として、下記特許文献１には、土留壁本体と、同土留壁本体の背面より後方へ突設した控え壁と、前記控え壁の後端縁より土留壁本体と略平行させて突設した支圧壁とを具備する土留壁が記載されている。

特開平１０－２７３９１５号公報

自立式土留壁においては、掘削深さを決定する際、土留壁にかかる応力ではなく、例えば、土留壁上端部の変位量の許容値を掘削深さの３％までとするなど、土留壁上端部の変位量で決定している場合も少なくない。この場合、上記特許文献１記載の土留壁では、土留壁の変位量を抑えるには、控え壁及び支圧壁の配置間隔を狭くして、控え壁及び支圧壁の設置数を増やす必要があり、控え壁及び支圧壁を構築するための工費・工期が増加する問題があった。

また、前記控え壁及び支圧壁を構築するには土留壁の背面に所定の空間が必要となるが、土留壁の背面に移動不能な構造物が存在するなど施工上の制約がある場合には、前記控え壁及び支圧壁を所定の間隔で設置できないため、必要な掘削深さが得られない、又は掘削しすぎて所定の変位量をオーバーし土留壁背面の地盤変状が大きくなるなどの問題があった。

そこで本発明の主たる課題は、土留壁上端部の変位量を抑制して、所要の深さまで確実に掘削できるようにするとともに、土留壁背面の地盤変状を少なくし、土留壁構築のための工費・工期を低減することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、複数の鋼矢板を連結させながら地中に建て込むことにより形成された土留部と、前記土留部の背面から後方に突出して設けられるとともに、前記土留部が延びる方向に沿って間隔をあけて複数配置された、複数の鋼矢板を連結させながら地中に建て込むことにより形成された支圧部とを備え、
前記支圧部は、前記土留部の背面から後方に延びる控え壁と、前記控え壁の後端に接続され、前記土留部が延びる方向とほぼ平行する方向に延びる支圧壁とを備え、
前記土留部の前面に、前記土留部を構成する鋼矢板全体を連結する長手部材からなり、前記土留部の上端部において前記土留部が延びる方向に沿って配置された補強材が備えられ、
前記支圧部の後端部と、隣接する前記支圧部の間における前記土留部の中央部とがタイロッドで連結され、
前記タイロッドは、前記支圧部及び土留部の各上端部に固定されるとともに、前記タイロッドの一端は、前記控え壁と支圧壁との接続部、又はその近傍の前記控え壁若しくは支圧壁に固定され、前記タイロッドの他端は、前記補強材に固定されていることを特徴とする土留壁が提供される。

上記請求項１記載の発明では、土留部の背面から後方に突出して設けられる支圧部の後端部と、隣接する前記支圧部の間における土留部の中央部とがタイロッドで連結されているため、前記タイロッドの張力によって、隣接する支圧部間における土留部の変位量が抑制でき、所要の深さまで確実に掘削できるようになる。また、土留部の変位量が抑えられるため、土留部背面の地盤変状が少なくなる。更に、支圧部の配置スパンを広くでき、支圧部の設置数が少なくなるので、支圧部構築のための工費・工期が低減できる。特に、本発明に係る土留壁は、図３に示されるように、土留部の後方に移動不能な構造物が存在することにより、支圧部が構築できない場合に有効である。

上記請求項１記載の発明では、前記土留部の背面から後方に突出して設けられる支圧部として、控え壁と支圧壁とを備えるようにしている。この構造によって、支圧部による支圧抵抗が確実に得られるようになる。

上記請求項１記載の発明では、土留部の前面に補強材を設けることにより、土留部全体の変位量が抑制できるようになる。

請求項２に係る本発明として、隣接する前記支圧部の間における前記土留部が、後方へ向けて膨出するアーチ形の平面形状で形成されている請求項１記載の土留壁が提供される。

上記請求項２記載の発明では、隣接する支圧部の間における土留部が、後方へ向けて膨出するアーチ形の平面形状で形成されているため、このアーチ形の土留部に背面側から土圧が作用したときの土留部の対抗力として、土留部の曲げ応力だけでなく、土留部に沿う方向の軸力も加わるため、土留部上端部の変位量が抑制でき、所要の深さまで確実に掘削できるようになる。また、土留部の変位量が抑えられるため、土留部背面の地盤変状が少なくなる。更に、支圧部の配置スパンを広くでき、支圧部の設置数が少なくなるので、支圧部構築のための工費・工期が低減できる。

上記請求項２記載の発明では、隣接する支圧部の間における土留部を後方へ向けて膨出するアーチ形の平面形状で形成するとともに、支圧部の後端部と、隣接する支圧部の間における土留部の中央部とをタイロッドで連結しているため、前記土留部をアーチ形の断面形状とした効果と、支圧部の後端部と土留部の中央部とをタイロッドで連結した効果との相乗効果によって、土留部上端部の変位量がより確実に抑えられるようになる。

以上詳説のとおり本発明によれば、土留部上端部の変位量が抑制でき、所要の深さまで確実に掘削できるとともに、土留部背面の地盤変状が少なく、土留部構築のための工費・工期が低減できるようになる。

第１形態例に係る土留壁１Ａを示す平面図である。 土留壁１Ａの斜視図である。 土留壁１Ａを示す拡大平面図である。 第２形態例に係る土留壁１Ｂを示す拡大平面図である。 第２形態例の変形例に係る土留壁１Ｂ’を示す拡大平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

〔第１形態例〕
第１形態例に係る土留壁１Ａは、図１～図３に示されるように、土留部２と、前記土留部２の背面から後方に突出して設けられるとともに、前記土留部２が延びる方向に沿って間隔を空けて複数配置された支圧部３とを備えている。そして、前記支圧部３の後端部と、これに隣接する支圧部３、３の間における土留部２の中央部とがタイロッド４で連結されている。

前記土留部２は、複数の鋼矢板を連結させながら地中に建込むことにより形成されている。前記鋼矢板は、両側部に部材長手方向に沿って継手を備え、隣接する鋼矢板同士を相互に連結しながら建込まれる。

前記支圧部３は、前記土留部２の背面に接続して配置され、前記土留部２が背面側から土圧を受けた際、後方に向けた支圧抵抗力を与えることにより前記土留部２の撓み変形を防止している。前記支圧部３は、前記土留部２の背面から後方に延びる控え壁５と、前記控え壁５の後端に接続され、前記土留部２が延びる方向とほぼ平行する方向に延びる支圧壁６とを備えている。

前記控え壁５及び支圧壁６は、複数の鋼矢板を連結させながら地中に建込むことにより形成されている。前記鋼矢板は、両側部に部材長手方向に沿って継手を備え、隣接する鋼矢板同士を相互に連結しながら建込まれる。

前記控え壁５は、前記土留部２が延びる方向と略直角の前後方向に沿って延びている。また、前記支圧壁６は、前記控え壁５が延びる方向と略直角の前記土留部２が延びる方向とほぼ平行する方向に延びている。

前記土留部２と控え壁５との連結及び前記控え壁５と支圧壁６との連結はそれぞれ、部材短手方向の中間部に、部材長手方向に沿って継手を備えた鋼矢板を用いるか、略Ｔ形に形成され、略Ｔ形の３つの端部にそれぞれ部材長手方向に沿って継手備えた鋼矢板を用いることにより成すことができる。

前記タイロッド４は、前記支圧部３と土留部２とを連結する張力材であり、一端が前記支圧部３の後端部に固定され、他端がこの支圧部３と隣接する支圧部３との間における前記土留部２の中央部に固定されている。このため、前記タイロッド４は、土留部２が延びる方向に対して後方に傾斜する方向に延びている。前記タイロッド４は、前記支圧部３及び土留部２の各上端部に固定されている。

前記タイロッド４の一端が固定される支圧部３の後端部は、前記控え壁５と支圧壁６との接続部、又はその近傍の前記控え壁５若しくは支圧壁６とすることができる。

前記タイロッド４の他端はそれぞれ、隣接する支圧部３、３間における土留部２の略中央部に配置された鋼矢板に固定されている。隣接する支圧部３、３から延びる２本のタイロッド４、４は、背面側土圧に対する抵抗力をより確実に発揮するため同一の鋼矢板に固定するのが好ましいが、隣り合う鋼矢板又は数枚程度離隔した鋼矢板に固定してもよい。

前記控え壁５が延びる方向とタイロッド４との成す角θは、小さすぎると支圧部３、３間の間隔が狭くなってタイロッド４を設けた効果が低下し、９０°に近づくと土留部２の背面側土圧に抵抗できなくなるので、１０°～６０°、好ましくは１５°～４５°とするのがよい。

前記土留壁１Ａは、前記土留部２の前面に、補強材７を備えるようにしてもよい。前記補強材７は、土留部２の前面において、土留部２を構成する鋼矢板全体を連結する長手部材であり、Ｈ形鋼、溝型鋼、山形鋼などを用いることができる。前記補強材７は、前記土留部２にボルトなどの固定手段によって固定されている。前記補強材７は、少なくとも土留部２の上端部に、土留部２が延びる方向に沿って配置されており、土留部２の上端部のみに設けてもよいし、高さ方向に所定の間隔で複数設けてもよい。

前記タイロッド４の他端は、前記補強材７に固定してもよい。前記補強材７が土留部２に連結されているため、前記タイロッド４の他端を補強材７に固定することにより、前記タイロッド４が間接的に土留部２に連結されることとなる。

以上の構成からなる土留壁１Ａでは、土留部２の背面から後方に突出して設けられる支圧部３の後端部と、隣接する支圧部３、３の間における土留部２の中央部とを連結するタイロッド４が設けられているため、複数の前記支圧部３、３…による支圧抵抗力に加えて、前記タイロッド４の張力によって隣接する支圧部３、３間の土留部２に作用する背面側土圧が支持でき、隣接する支圧部３、３間における土留部２の変位量が大きく抑制できるようになる。ここで、土留部２の上端縁を土留部２の延伸方向に延びるとともに支圧部３、３で両端が支持された両端支持梁と仮定すると、等分布荷重を受ける両端支持梁の変位量はスパン長の４乗に比例するので、スパン長を１／２にすれば、変位量は１／１６程度に抑制できることとなる。このように、土留部２の変位量が大幅に抑制できるため、土留部２の前面側を所要の深さまで確実に掘削できるようになる。

また、土留部２の変位量が抑制できるため、土留部２の背面側の地盤変状が少なくて済む。更に、前記支圧部３、３の配置スパンを広くできるので、支圧部３の設置数が低減し、支圧部構築のための工費・工期が低減できる。

特に、本土留壁１Ａは、図３に示されるように、土留部２の後方に移動不能な構造物が存在するため、支圧部が構築できない場合に有効である。前記支圧部３を構築するには、土留部２の後方に所定の空間が必要となるが、本土留壁１Ａでは、前記タイロッド４、４を斜めに配置するだけなので、支圧部を設置するスペースが有効利用できる。

〔第２形態例〕
第２形態例に係る土留壁１Ｂは、図４に示されるように、土留部２と、前記土留部２の背面から後方に突出して設けられるとともに、前記土留部２が延びる方向に間隔を空けて複数配置された支圧部３とを備えている。そして、隣接する前記支圧部３、３の間における前記土留部２が、後方へ向けて膨出するアーチ形の平面形状で形成されている。前記土留部２をアーチ形に形成するには、複数の鋼矢板を少しずつ角度を変えて建込むことにより成すことができる。

前記土留部２を後方に膨出するアーチ形の平面形状で形成することにより、このアーチ形の土留部２に背面側から土圧が作用したときの土留部２の対抗力として、土留部２の曲げ応力のみでなく、土留部２に沿う方向の軸力も加わるため、土留部２の上端部の変位量が抑制でき、所要の深さまで確実に掘削できるようになる。また、土留部２の変位量が抑えられるため、土留部背面の地盤変状が少なくて済む。更に、支圧部３、３のスパンを広くでき、支圧部３の設置数が少なくなるので、支圧部構築のための工費・工期を低減できる。

次いで、本第２形態例の変形例に係る土留壁１Ｂ’について、図５に基づいて説明する。前記土留壁１Ｂ’は、前記支圧部３の後端部と、これに隣接する支圧部３、３の間における前記土留部２の中央部とをタイロッド４で連結している。すなわち、支圧部３の後端部と、アーチ形に形成された土留部２の頂部付近とをタイロッド４で連結している。

このように、土留部２を後方へ向けて膨出するアーチ形の平面形状で形成するとともに、支圧部３の後端部と、隣接する支圧部３、３間における土留部２の中央部とをタイロッド４で連結することにより、前記土留部２をアーチ形の平面形状で形成した変位量の抑制効果に加えて、前記タイロッド４で連結した変位量の抑制効果の相乗効果によって、土留部上端部の変位量がより確実に抑えられるようになる。

１Ａ・１Ｂ・１Ｂ’…土留壁、２…土留部、３…支圧部、４…タイロッド、５…控え壁、６…支圧壁、７…補強材

Claims (2)

1. 複数の鋼矢板を連結させながら地中に建て込むことにより形成された土留部と、前記土留部の背面から後方に突出して設けられるとともに、前記土留部が延びる方向に沿って間隔をあけて複数配置された、複数の鋼矢板を連結させながら地中に建て込むことにより形成された支圧部とを備え、
   前記支圧部は、前記土留部の背面から後方に延びる控え壁と、前記控え壁の後端に接続され、前記土留部が延びる方向とほぼ平行する方向に延びる支圧壁とを備え、
   前記土留部の前面に、前記土留部を構成する鋼矢板全体を連結する長手部材からなり、前記土留部の上端部において前記土留部が延びる方向に沿って配置された補強材が備えられ、
   前記支圧部の後端部と、隣接する前記支圧部の間における前記土留部の中央部とがタイロッドで連結され、
   前記タイロッドは、前記支圧部及び土留部の各上端部に固定されるとともに、前記タイロッドの一端は、前記控え壁と支圧壁との接続部、又はその近傍の前記控え壁若しくは支圧壁に固定され、前記タイロッドの他端は、前記補強材に固定されていることを特徴とする土留壁。
2. 隣接する前記支圧部の間における前記土留部が、後方へ向けて膨出するアーチ形の平面形状で形成されている請求項１記載の土留壁。

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