JP2004218320A - Structure of shield excavation earth retaining wall - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a shield excavation earth retaining wall formed of a soldier beam horizontal sheathing capable of being cut by a shield machine. <P>SOLUTION: In the earth retaining wall 10 constructed by using the soldier beam, a starting and arrival section for the shield machine to start, reach or pass through uses a fiber reinforced pile material 20 as a soldier beam, a fiber reinforced panel 12A is used as a horizontal sheathing, and a wall structure 10A can be cut by the shield machine. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、地中を掘削するシールド掘進機の発進、到達又は通過のための発進到達部を有するシールド掘削用山留め壁の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、地中を掘削するシールド掘進機の発進、到達のための発進到達部は、図９に示すように、トンネル掘進用立坑１に設けられる。つまり、トンネル掘進用立坑１は、鉄筋コンクリート製の壁体２及び底板３などにて構築され、特に、立坑１のシールド掘進機４が発進又は到達する開口部分には、シールド掘進機４により掘削が可能なように、繊維補強コンクリート壁体５を使用することが提案され、又実施されている。
【０００３】
つまり、繊維補強コンクリート壁体５は、補強筋として、炭素繊維、有機繊維などに樹脂を含浸して作製された繊維補強材（ＦＲＰ補強材）６を、例えば、籠状、メッシュ状、格子状に組み立て、コンクリート７に埋設して構成され、シールド掘進機４による掘削が可能とされる。
【０００４】
一方、地下構造物を作るために親杭横矢板工法が頻繁に使用されている。つまり、図１０に示すように、親杭横矢板工法では、親杭１１と、横矢板１２を使用して、水平方向に作用する土圧や水圧などの荷重を受けるための山留め壁１０が構築される。
【０００５】
場合によっては、トンネル掘進用立坑１を構築する代わりに、親杭横矢板工法にて山留め壁１０を構築し、この山留め壁１０に、シールド掘進機４の発進、到達又は通過のための発進到達部を形成することが考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｈ型鋼などの鋼部材からなる親杭１１に木材板などからなる横矢板１２を取り付けて構築される従来の親杭横矢板工法では、シールド掘進機４により、親杭横矢板からなる山留め壁１０を切削することは極めて困難か、或いは、実質的に不可能であった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、シールド掘進機による切削が可能な親杭横矢板からなるシールド掘削用山留め壁の構造を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、現場での作業が容易に達成される作業性に優れた、シールド掘進機による切削が可能な親杭横矢板からなるシールド掘削用山留め壁の構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るシールド掘削用山留め壁の構造にて達成される。要約すれば、本発明は、親杭横矢板を使用して構築される山留め壁において、
シールド掘進機が発進、到達又は通過する発進到達部は、親杭として繊維補強杭材を使用し、横矢板として繊維補強パネルを使用し、シールド掘進機による切削が可能な壁構造としたことを特徴とするシールド掘削用山留め壁の構造である。
【００１０】
本発明の一実施態様によると、前記繊維補強杭材は、補強筋として強化繊維に樹脂を含浸して作製した繊維補強材を使用し、この繊維補強材を、粗骨材として石灰砕石を含むコンクリート、モルタル、又は、発泡樹脂に埋設して作製される。
【００１１】
本発明の他の実施態様によると、前記繊維補強杭材は、前記繊維補強パネルを係止するための係止肩を有する。
【００１２】
本発明の他の実施態様によると、前記繊維補強パネルは、強化繊維に樹脂を含浸して作製したＦＲＰ材であるか、又は、補強筋として強化繊維に樹脂を含浸して作製した繊維補強材を使用し、この繊維補強材を、コンクリート、モルタル、或いは、発泡樹脂に埋設して作製される。
【００１３】
本発明の他の実施態様によると、前記繊維補強材は、ＦＲＰ格子材であるか、又は、格子状に結合されたＦＲＰロッドである。
【００１４】
本発明の他の実施態様によると、前記ＦＲＰ格子材は、格子状に配置された縦補強筋と横補強筋とを有し、前記縦補強筋及び前記横補強筋は、強化繊維を一方向に並べて樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成される。また、前記縦補強筋及び前記横補強筋は、補強筋幅（ｗ）１〜２０ｍｍ、厚さ（ｔ）０．５〜２５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１）２５〜２５０ｍｍとし得る。
【００１５】
本発明の他の実施態様によると、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。また、前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシールド掘削用山留め壁の構造を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１７】
図１に、本発明に係るシールド掘削用山留め壁の一実施例を示す。本実施例によると、シールド掘削用山留め壁１０は、従来と同様に、Ｈ型鋼材からなる親杭１１と、木材などからなる横矢板１２（図１では、図面を簡単とするために、通常の横矢板１２は一部図示し、他は省略されている。）とを有して構築されているが、シールド掘進機４が発進、到達又は通過する発進到達部、即ち、図１にて、シールド掘進機４による切削直径領域（Ｄ０）より数十ｃｍ程度大きくされた切削可能領域（Ｄ）は、シールド掘進機４による切削が可能な壁構造１０Ａとされる。
【００１８】
つまり、本実施例によると、シールド掘進機４による切削が可能な壁体、即ち、切削可能壁体１０Ａは、図２をも参照するとより良く理解されるように、親杭１１として機能する繊維補強杭材２０を備え、また、通常の木材などからなる横矢板１２の代わりに、本発明に従って構成される繊維補強パネル１２Ａが使用される。
【００１９】
図３〜図５をも参照すると理解されるように、本発明に係るシールド掘削用山留め壁１０Ａを構成する、本発明の特徴をなす繊維補強杭材２０の上下方向には、従来のＨ型鋼などとされる鋼製杭部材１１Ａが端部定着治具２１を使用して一体に接続され、親杭１１を構成している。
【００２０】
即ち、端部定着治具２１の一端２１ａは、溶接、ボルトなどにより鋼製杭部材１１Ａに一体に接続され、他端２１ｂは、繊維補強杭材２０の接合端部に嵌合され、定着ロッド２１ｃなどにより接続して一体とされる。端部定着治具２１は、繊維補強杭材２０の成形加工に際して同時に成形することにより、端部定着治具２１と繊維補強杭材接合端部とを一体とすることも可能である。
【００２１】
繊維補強杭材２０は、図２及び図４に示すように、補強筋２４として、強化繊維に樹脂を含浸して作製された繊維補強材、即ち、主筋（ＦＲＰロッド）２４ａ及びスターラップ筋（ＦＲＰスターラップ）２４ｂを、例えば、籠状に組み立て、型枠内に設置して、固化充填材、即ち、マトリックス材２２を充填することにより作製される。
【００２２】
強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。
【００２３】
又、樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むものを使用することができる。
【００２４】
マトリックス材２２としては、粗骨材として石灰砕石を含むコンクリート、即ち、高強度石灰コンクリートが好適に使用し得るが、更に、モルタル、又は、硬質ウレタン樹脂発泡体のような発泡樹脂とすることもできる。このような構造の繊維補強杭材２０は、シールド掘進機４による掘削が可能である。
【００２５】
本実施例にてマトリックス材２２として使用した高強度石灰コンクリートの配合の一例を表１に示す。
【００２６】
【表１】

Figure 2004218320
【００２７】
繊維補強杭材２０は、本実施例では断面が概略矩形状とされ、掘削側、即ち、図２にて下側に位置して、横矢板１２Ａを係止するために段状とされた係止肩部２３が形成される。繊維補強杭材２０の断面形状は、本実施例の矩形状に限定されるものではなく、横矢板１２Ａを係止する係止肩部２３が形成される限りにおいて、その他種々の形状が可能である。
【００２８】
本実施例にて、繊維補強杭材２０は、掘削側幅（Ｗ１）が３５０ｍｍ、地山側の幅（Ｗ２）が３００ｍｍ、高さ（Ｈ１）が５００ｍｍ、係止肩部２３の幅（Ｗ３）が５０ｍｍ、端面から係止肩部２３までの高さ（Ｈ２）が１１５ｍｍとされた。又、各繊維補強杭材２０は、互いに中心間距離（Ｌ）が５００〜２５００ｍｍの範囲で配置した。
【００２９】
横矢板１２Ａとしての繊維補強パネルは、強化繊維に樹脂を含浸、固化したＦＲＰ板とすることができる。また、好ましくは、繊維補強パネル１２Ａは、補強筋として強化繊維に樹脂を含浸して作製した繊維補強材を使用し、マトリックス材１３として、モルタルを吹き付けることによって作製される。マトリックス材１３としては、モルタルの他に、コンクリート、又は、硬質ウレタン樹脂発泡体などの発泡樹脂を使用し得る。また、プレキャストのコンクリート部材として工場で作製したパネルを現場で使用することも可能である。
【００３０】
また、繊維補強材は、ＦＲＰ格子材であるか、又は、格子状に結合されたＦＲＰロッドが好適に使用される。
【００３１】
本実施例にて、繊維補強パネル１２Ａは、幅（Ｗ）が１００〜３０００ｍｍ、高さ（Ｈ）が３０〜１０００ｍｍ、厚さ（Ｔ）が１０〜２００ｍｍとしたが、この形状寸法に制限されるものではなく、所望される性能により、種々の寸法形状とされるであろう。
【００３２】
このような構造の繊維補強パネル１２Ａは、シールド掘進機４による掘削が可能である。
【００３３】
本実施例では、繊維補強パネル１２Ａは、図２及び図６を参照すると理解されるように、ＦＲＰ格子材１００を、高強度石灰コンクリートに埋設して構成した。本実施例では、表１に示す配合の高強度石灰コンクリートを使用した。
【００３４】
繊維補強パネル１２Ａは、図１に示すように、シールド掘進機４の切削開口部の直径Ｄより大きい領域にまで延在して配置され、切削可能壁体１０Ａを形成する。
【００３５】
次に、ＦＲＰ格子材１００について説明する。
【００３６】
本発明にて使用されるＦＲＰ格子材１００の一実施例を図７及び図８に示す。本実施例にて、ＦＲＰ格子材１００は、通常、直角に交差して格子状に配置された複数の補強筋、即ち、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とを含み、各補強筋１０１、１０２は、強化繊維を一方向に並べて樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成されたものである。
【００３７】
強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。
【００３８】
又、樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むものを使用することができる。
【００３９】
又、本実施例にて使用される各補強筋１０１、１０２は、補強筋幅（ｗ）１〜２０ｍｍ、厚さ（ｔ）０．５〜２５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１）２５〜２５０ｍｍの格子板状に成形硬化され、全体としてシート状のＦＲＰ格子材１００を形成する。このＦＲＰ格子材１００は、図８に示すように筋の交差部分の厚さが他の部分の厚さと略等しくなるように成形硬化されている。
【００４０】
また、ＦＲＰ格子材における、強化繊維の体積含有率は、５〜６５体積％とされる。
【００４１】
本発明によれば、繊維補強パネル１２Ａは、上述したように、補強筋として強化繊維に樹脂を含浸して作製した繊維補強材、例えば、ＦＲＰ格子材であるか、又は、格子状に結合されたＦＲＰロッドを使用し、この繊維補強材を、型枠に組み込み、型枠にマトリックス材を充填固化して作製することができる。このようにして作製した、所謂、プレキャストパネルを、親杭横矢板工法に際して、横矢板として使用し、山留め壁１０Ａを構築することができる。
【００４２】
また、別法として、繊維補強パネル１２Ａは、現場にて、ＦＲＰ格子材或いはＦＲＰロッドを配筋し、コンクリート、モルタルなどを打設、或いは、吹き付けることなどにより、作製することも可能である。
【００４３】
本発明の繊維補強コンクリート壁体１０Ａの効果を実証するために、上記寸法形状の繊維補強杭材２０及び繊維補強パネル１２Ａを使用し、繊維補強コンクリート壁体１０Ａを構築して、シールド掘進機４による切削を試みた。なお、繊維補強杭材２０の主筋及びスターラップ筋、及び、繊維補強パネル１２ＡのＦＲＰ格子材は、下記の仕様とした。
【００４４】
実験例
・繊維補強杭材２０の主筋及びスターラップ筋の材料
強化繊維： ガラス繊維
マトリクス樹脂： ビニルエステル樹脂
強化繊維：マトリクス樹脂＝４０：６０（体積％）
主筋の径： ２５ｍｍ
スターラップ筋の径： １３ｍｍ
・繊維補強パネル１２ＡのＦＲＰ格子材の材料
強化繊維： ガラス繊維
マトリクス樹脂： ビニルエステル樹脂
強化繊維：マトリクス樹脂＝４０：６０（体積％）
・ＦＲＰ格子材の寸法
補強筋幅（ｗ）：７ｍｍ
厚さ（ｔ）：２ｍｍ
格子間距離（Ｗ１）：１００ｍｍ
・繊維補強パネル１２Ａの全体形状
幅（Ｗ）： ８００ｍｍ
高さ（Ｈ）：５００ｍｍ
厚さ（Ｔ）： ５０ｍｍ
【００４５】
上記繊維補強杭材１０Ａ及び繊維補強パネル１２Ａを使用して構築した本発明に従った繊維補強コンクリート壁体１０Ａは、シールド掘進機４により容易に切削することができた。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、親杭横矢板を使用して構築される山留め壁において、シールド掘進機が発進、到達又は通過する発進到達部は、親杭として繊維補強杭材を使用し、横矢板として繊維補強パネルを使用した構成とされるので、シールド掘進機による切削が可能な壁構造とされ、現場での作業が容易に達成され、作業性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る親杭横矢板を使用して構築される山留め壁の構造の一実施例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る親杭横矢板を使用して構築される山留め壁の構造の一実施例を示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係る繊維強コンクリート杭部材一実施例を示す側面図及び正面図である。
【図４】図３（Ａ）の線ＩＶ−ＩＶに取った断面図である。
【図５】図３（Ａ）の線Ｖ−Ｖに取った断面図である。
【図６】本発明に係る横矢板の一実施例を示す斜視図である。
【図７】繊維補強パネルに使用するＦＲＰ格子材の一実施例を示す斜視図である。
【図８】ＦＲＰ格子材の拡大斜視図である。
【図９】従来の立坑の構造を説明する断面図である。
【図１０】従来の親杭横矢板の構造を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１ トンネル掘進用立坑
２ コンクリート壁体
３ コンクリート底板
４ シールド掘進機
１０ 親杭横矢板壁体
１０Ａ 切削可能壁体
１１ 親杭
１１Ａ 鋼部材
１２ 横矢板
１２Ａ 繊維補強パネル
２０ 繊維補強杭材
１００（１００ａ、１００ｂ） ＦＲＰ格子材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a structure of a shield excavation retaining wall having a start reaching portion for starting, reaching, or passing a shield excavator that excavates underground.
[0002]
[Prior art]
Normally, a starting and reaching part for starting and reaching a shield machine for excavating underground is provided in the tunnel excavation shaft 1 as shown in FIG. That is, the tunnel excavation shaft 1 is constructed by the reinforced concrete wall 2 and the bottom plate 3, and in particular, the excavation by the shield excavation machine 4 is performed at the opening of the shaft 1 where the shield excavation machine 4 starts or reaches. Where possible, it has been proposed and practiced to use fiber reinforced concrete walls 5.
[0003]
That is, the fiber reinforced concrete wall 5 is formed by, as reinforcing bars, a fiber reinforced material (FRP reinforced material) 6 made by impregnating carbon fiber, organic fiber, or the like with a resin, for example, in a cage shape, a mesh shape, or a lattice shape. And buried in the concrete 7 to enable excavation by the shield machine 4.
[0004]
On the other hand, the parent pile horizontal sheet pile method is frequently used to make underground structures. That is, as shown in FIG. 10, in the parent pile horizontal sheet pile method, the parent pile 11 and the horizontal sheet pile 12 are used to construct the mountain retaining wall 10 for receiving a load such as earth pressure or water pressure acting in the horizontal direction. Is done.
[0005]
In some cases, instead of constructing the tunnel excavation shaft 1, a retaining wall 10 is constructed by the parent pile horizontal sheet pile method, and the shielding excavator 4 starts, arrives, or reaches the retaining wall 10 for starting, reaching, or passing. It is contemplated to form a part.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional parent pile horizontal sheet pile construction method in which a horizontal pile sheet 12 made of a wood plate or the like is attached to a primary pile 11 made of a steel member such as an H-shaped steel, the shield excavator 4 uses the shield pile machine 4 to hold a mountain pile composed of the parent pile horizontal sheet pile. Cutting the wall 10 has been extremely difficult or substantially impossible.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a structure of a shield excavation retaining wall composed of a parent pile horizontal sheet pile that can be cut by a shield excavator.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a structure of a shield excavation retaining wall made of a parent pile horizontal sheet pile that can be cut by a shield excavator and has excellent workability in which work on site is easily achieved. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the structure of the shield excavation retaining wall according to the present invention. In summary, the present invention relates to a retaining wall constructed using a parent pile cross sheet pile,
The starting part where the shield excavator starts, arrives, or passes, uses a fiber reinforced pile material as a parent pile, uses a fiber reinforced panel as a horizontal sheet pile, and has a wall structure that can be cut by the shield excavator. It is the structure of the retaining wall for shield excavation.
[0010]
According to one embodiment of the present invention, the fiber-reinforced pile material uses a fiber reinforcement made by impregnating a reinforcing fiber with a resin as a reinforcement, and the fiber reinforcement includes lime crushed stone as a coarse aggregate. It is made by embedding in concrete, mortar, or foamed resin.
[0011]
According to another embodiment of the present invention, the fiber reinforced pile has a locking shoulder for locking the fiber reinforced panel.
[0012]
According to another embodiment of the present invention, the fiber reinforced panel is an FRP material produced by impregnating a reinforcing fiber with a resin, or a fiber reinforcing material produced by impregnating a resin into a reinforcing fiber as a reinforcing bar. The fiber reinforcing material is buried in concrete, mortar, or foamed resin.
[0013]
According to another embodiment of the present invention, the fiber reinforcement is an FRP lattice material or an FRP rod joined in a lattice.
[0014]
According to another embodiment of the present invention, the FRP lattice member has a vertical reinforcing bar and a horizontal reinforcing bar arranged in a grid, and the vertical reinforcing bar and the horizontal reinforcing bar are provided with reinforcing fibers in one direction. It is formed by laminating a plurality of strip-shaped reinforcing fibers which are arranged side by side and impregnated with a resin. In addition, the vertical reinforcing bars and the horizontal reinforcing bars have a reinforcing bar width (w) of 1 to 20 mm, a thickness (t) of 0.5 to 25 mm, and an interstitial distance (W1) of 25 to 250 mm.
[0015]
According to another embodiment of the present invention, the reinforcing fibers are inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, and boron fibers; metal fibers such as titanium and steel; aramid, polyester, polyethylene, nylon, vinylon, and polyacetal. , PB}, or organic fibers such as high-strength polypropylene; or a hybrid type in which a plurality of the fibers are mixed. In addition, the resin includes at least one or more radical reaction resins such as a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, a polyamide resin, a room temperature-curable epoxy resin, a thermosetting epoxy resin, a polycarbonate resin, a urethane resin, and MMA. be able to.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the structure of the shield excavation retaining wall according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows one embodiment of a shield excavation retaining wall according to the present invention. According to the present embodiment, the shield excavation retaining wall 10 includes a parent pile 11 made of an H-shaped steel material and a horizontal sheet pile 12 made of wood or the like (in FIG. Is partially illustrated, and the others are omitted.), But a start reaching portion where the shield machine 4 starts, reaches, or passes, that is, in FIG. The cutting area (D), which is larger than the cutting diameter area (D0) by the shield machine 4 by several tens of cm, is a wall structure 10A that can be cut by the shield machine 4.
[0018]
That is, according to the present embodiment, the wall body capable of being cut by the shield machine 4, that is, the cuttable wall body 10 </ b> A is a fiber that functions as the parent pile 11, as can be better understood with reference to FIG. 2. A fiber reinforced panel 12A according to the present invention is used instead of the horizontal sheet pile 12 provided with the reinforcing pile member 20 and made of ordinary wood or the like.
[0019]
As can be understood by referring also to FIGS. 3 to 5, a conventional H-shaped steel is formed in the vertical direction of the fiber-reinforced pile member 20 which constitutes the shield excavation retaining wall 10 </ b> A according to the present invention. The steel pile members 11 </ b> A are integrally connected to each other using the end fixing jig 21 to form the parent pile 11.
[0020]
That is, one end 21a of the end fixing jig 21 is integrally connected to the steel pile member 11A by welding, bolts, or the like, and the other end 21b is fitted to the joint end of the fiber reinforced pile member 20, and the fixing rod is fixed. 21c and the like to be integrated. The end-fixing jig 21 can be integrated with the fiber-reinforced pile member 20 by simultaneously forming the end-fixing jig 21 and the fiber-reinforced pile member joining end.
[0021]
As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the fiber reinforcing pile member 20 includes, as reinforcing bars 24, fiber reinforcing members made by impregnating a reinforcing fiber with a resin, that is, main bars (FRP rods) 24 a and stirrup bars ( The FRP stirrup) 24b is assembled, for example, in a cage shape, placed in a mold, and filled with a solidified filler, that is, a matrix material 22.
[0022]
As the reinforcing fibers, inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, and boron fibers; metal fibers such as titanium and steel; organic fibers such as aramid, polyester, polyethylene, nylon, vinylon, polyacetal, PBО, and high-strength polypropylene. Or a hybrid type in which a plurality of the fibers are mixed.
[0023]
Further, as the resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, a polyamide resin, a room temperature curing type epoxy resin, a thermosetting type epoxy resin, a polycarbonate resin, a urethane resin, or at least one kind of radical reaction type resin such as MMA is included. Things can be used.
[0024]
As the matrix material 22, concrete containing lime crushed stone as a coarse aggregate, that is, high-strength lime concrete can be preferably used, but furthermore, mortar or foamed resin such as hard urethane resin foam may be used. it can. The fiber reinforced pile member 20 having such a structure can be excavated by the shield machine 4.
[0025]
Table 1 shows an example of the composition of the high-strength lime concrete used as the matrix material 22 in this example.
[0026]
[Table 1]
Figure 2004218320
[0027]
In this embodiment, the fiber reinforced pile member 20 has a substantially rectangular cross section, and is positioned on the excavation side, that is, on the lower side in FIG. 2, and has a stepped shape to lock the horizontal sheet pile 12A. A stop shoulder 23 is formed. The cross-sectional shape of the fiber reinforced pile member 20 is not limited to the rectangular shape of the present embodiment, and various other shapes are possible as long as the locking shoulder 23 for locking the horizontal sheet pile 12A is formed. is there.
[0028]
In this embodiment, the fiber-reinforced pile member 20 has a digging-side width (W1) of 350 mm, a ground-side width (W2) of 300 mm, a height (H1) of 500 mm, and a width (W3) of the locking shoulder 23. Was 50 mm, and the height (H2) from the end face to the locking shoulder 23 was 115 mm. Further, the fiber-reinforced pile members 20 were arranged such that the center-to-center distance (L) was in the range of 500 to 2500 mm.
[0029]
The fiber reinforced panel as the horizontal sheet pile 12A can be an FRP board in which reinforcing fibers are impregnated with a resin and solidified. Further, preferably, the fiber reinforced panel 12A is produced by using a fiber reinforcement made by impregnating a reinforcing fiber with a resin as reinforcement, and spraying mortar as the matrix material 13. As the matrix material 13, concrete or a foamed resin such as a rigid urethane resin foam may be used in addition to the mortar. It is also possible to use a panel produced at a factory as a precast concrete member on site.
[0030]
In addition, the fiber reinforcement is an FRP lattice material, or an FRP rod connected in a lattice shape is suitably used.
[0031]
In this embodiment, the fiber reinforced panel 12A has a width (W) of 100 to 3000 mm, a height (H) of 30 to 1000 mm, and a thickness (T) of 10 to 200 mm, but is limited to this shape and size. Instead, they will be of various dimensions depending on the desired performance.
[0032]
The fiber reinforced panel 12A having such a structure can be excavated by the shield machine 4.
[0033]
In this embodiment, the fiber reinforced panel 12A is constructed by embedding the FRP lattice member 100 in high-strength lime concrete, as understood with reference to FIGS. In this example, high-strength lime concrete having the composition shown in Table 1 was used.
[0034]
As shown in FIG. 1, the fiber reinforced panel 12A is arranged so as to extend to a region larger than the diameter D of the cutting opening of the shield machine 4 to form a cuttable wall body 10A.
[0035]
Next, the FRP lattice member 100 will be described.
[0036]
One embodiment of the FRP lattice member 100 used in the present invention is shown in FIGS. In the present embodiment, the FRP lattice member 100 usually includes a plurality of reinforcing bars arranged in a grid pattern at right angles to each other, that is, a vertical reinforcing bar 101 and a horizontal reinforcing bar 102, and each reinforcing bar 101, 102 is formed by laminating a plurality of belt-shaped reinforcing fibers in which reinforcing fibers are arranged in one direction and impregnated with a resin.
[0037]
As the reinforcing fibers, inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, and boron fibers; metal fibers such as titanium and steel; organic fibers such as aramid, polyester, polyethylene, nylon, vinylon, polyacetal, PBО, and high-strength polypropylene. Or a hybrid type in which a plurality of the fibers are mixed.
[0038]
Further, as the resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, a polyamide resin, a room temperature curing type epoxy resin, a thermosetting type epoxy resin, a polycarbonate resin, a urethane resin, or at least one kind of radical reaction type resin such as MMA is included. Things can be used.
[0039]
The reinforcing bars 101 and 102 used in this embodiment have a reinforcing bar width (w) of 1 to 20 mm, a thickness (t) of 0.5 to 25 mm, and a grid spacing (W1) of 25 to 25. It is molded and hardened into a 250 mm grid plate shape to form a sheet-like FRP grid material 100 as a whole. As shown in FIG. 8, the FRP lattice material 100 is formed and hardened so that the thickness of the intersection of the streaks is substantially equal to the thickness of the other portions.
[0040]
Further, the volume content of the reinforcing fibers in the FRP lattice material is 5 to 65% by volume.
[0041]
According to the present invention, as described above, the fiber reinforced panel 12A is a fiber reinforcement made by impregnating the reinforcing fiber with a resin as a reinforcement, for example, an FRP lattice material, or is bonded in a lattice shape. By using the FRP rod, the fiber reinforcing material is incorporated into a mold, and the matrix is filled with a matrix material and solidified to produce the fiber reinforcement. The so-called precast panel manufactured in this manner can be used as a horizontal sheet pile in the parent pile horizontal sheet pile method to construct the retaining wall 10A.
[0042]
Alternatively, the fiber reinforced panel 12A can be produced on site by arranging FRP lattice members or FRP rods and placing or spraying concrete, mortar, or the like.
[0043]
In order to demonstrate the effect of the fiber reinforced concrete wall 10A of the present invention, the fiber reinforced concrete wall 10A is constructed using the fiber reinforced pile member 20 and the fiber reinforced panel 12A having the above-described dimensions and shapes, and the shield excavator 4 is used. Tried to cut by. The main reinforcement and the stirrup reinforcement of the fiber reinforced pile member 20 and the FRP lattice material of the fiber reinforced panel 12A had the following specifications.
[0044]
Experimental example-Material reinforcing fiber of main reinforcement and stirrup reinforcement of fiber reinforced pile member 20: Glass fiber matrix resin: Vinyl ester resin reinforcement fiber: Matrix resin = 40:60 (% by volume)
Main bar diameter: 25mm
Stirrup streak diameter: 13mm
-Material reinforced fiber of FRP lattice material of fiber reinforced panel 12A: Glass fiber matrix resin: Vinyl ester resin reinforced fiber: Matrix resin = 40:60 (% by volume)
・ Dimension reinforcement bar width (w) of FRP lattice material: 7mm
Thickness (t): 2mm
Lattice distance (W1): 100 mm
-Overall shape width (W) of fiber reinforced panel 12A: 800 mm
Height (H): 500mm
Thickness (T): 50mm
[0045]
The fiber reinforced concrete wall 10A according to the present invention constructed using the fiber reinforced pile 10A and the fiber reinforced panel 12A could be easily cut by the shield machine 4.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, in a retaining wall constructed using a parent pile horizontal sheet pile, a start reaching part where a shield excavator starts, arrives, or passes, uses a fiber-reinforced pile material as a parent pile. Since the fiber reinforced panel is used as the horizontal sheet pile, the wall structure is capable of being cut by a shield excavator, so that work on site can be easily achieved and workability is excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a structure of a retaining wall constructed using a parent pile horizontal sheet pile according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of a structure of a retaining wall constructed using the parent pile horizontal sheet pile according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are a side view and a front view, respectively, showing one embodiment of the fiber-reinforced concrete pile member according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing one embodiment of a horizontal sheet pile according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing one embodiment of an FRP lattice material used for a fiber reinforced panel.
FIG. 8 is an enlarged perspective view of the FRP lattice member.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the structure of a conventional shaft.
FIG. 10 is a perspective view illustrating the structure of a conventional parent pile horizontal sheet pile.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical shaft 2 for tunnel excavation 2 Concrete wall 3 Concrete bottom plate 4 Shield excavator 10 Main pile horizontal sheet pile wall 10A Machinable wall 11 Main pile 11A Steel member 12 Horizontal sheet pile 12A Fiber reinforcement panel 20 Fiber reinforcement panel 20 Fiber reinforcement pile 100 (100a, 100b) ) FRP grid material

Claims (8)

親杭横矢板を使用して構築される山留め壁において、
シールド掘進機が発進、到達又は通過する発進到達部は、親杭として繊維補強杭材を使用し、横矢板として繊維補強パネルを使用し、シールド掘進機による切削が可能な壁構造としたことを特徴とするシールド掘削用山留め壁の構造。In the retaining wall constructed using the parent pile horizontal sheet pile,
The starting part where the shield excavator starts, arrives, or passes, uses a fiber reinforced pile material as a parent pile, uses a fiber reinforced panel as a horizontal sheet pile, and has a wall structure that can be cut by the shield excavator. Characterized by the structure of the retaining wall for shield excavation. 前記繊維補強杭材は、補強筋として強化繊維に樹脂を含浸して作製した繊維補強材を使用し、この繊維補強材を、粗骨材として石灰砕石を含むコンクリート、モルタル、又は、発泡樹脂に埋設して作製されることを特徴とする請求項１のシールド掘削用山留め壁の構造。The fiber reinforced pile material uses a fiber reinforced material prepared by impregnating a reinforcing fiber with a resin as a reinforcing bar, and the fiber reinforced material is converted into a coarse aggregate containing lime crushed stone, concrete, mortar, or foamed resin. The structure of the retaining wall for shield excavation according to claim 1, wherein the structure is buried and manufactured. 前記繊維補強杭材は、前記繊維補強パネルを係止するための係止肩を有することを特徴とする請求項１又は２のシールド掘削用山留め壁の構造。The structure of the shield retaining excavation retaining wall according to claim 1 or 2, wherein the fiber-reinforced pile member has a locking shoulder for locking the fiber-reinforced panel. 前記繊維補強パネルは、強化繊維に樹脂を含浸して作製したＦＲＰ材であるか、又は、補強筋として強化繊維に樹脂を含浸して作製した繊維補強材を使用し、この繊維補強材を、コンクリート、モルタル、或いは、発泡樹脂に埋設して作製されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のシールド掘削用山留め壁の構造。The fiber reinforced panel is an FRP material prepared by impregnating the reinforcing fiber with a resin, or a fiber reinforcing material prepared by impregnating the reinforcing fiber with a resin as a reinforcing bar. The structure of the retaining wall for shield excavation according to any one of claims 1 to 3, wherein the structure is embedded in concrete, mortar, or foamed resin. 前記繊維補強材は、ＦＲＰ格子材であるか、又は、格子状に結合されたＦＲＰロッドであることを特徴とする請求項４のシールド掘削用山留め壁の構造。5. The structure of claim 4, wherein the fiber reinforcement is an FRP lattice material or an FRP rod connected in a lattice. 前記ＦＲＰ格子材は、格子状に配置された縦補強筋と横補強筋とを有し、前記縦補強筋及び前記横補強筋は、強化繊維を一方向に並べて樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成されることを特徴とする請求項５のシールド掘削用山留め壁の構造。The FRP lattice material has a vertical reinforcement and a horizontal reinforcement arranged in a lattice shape, and the vertical reinforcement and the horizontal reinforcement have a band-like reinforcing fiber in which reinforcing fibers are arranged in one direction and impregnated with a resin. 6. The structure of the retaining wall for shield excavation according to claim 5, which is formed by laminating a plurality of layers. 前記縦補強筋及び前記横補強筋は、補強筋幅（ｗ）１〜２０ｍｍ、厚さ（ｔ）０．５〜２５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１）２５〜２５０ｍｍであることを特徴とする請求項６のシールド掘削用山留め壁の構造。The vertical reinforcing bars and the horizontal reinforcing bars have a reinforcing bar width (w) of 1 to 20 mm, a thickness (t) of 0.5 to 25 mm, and an interstitial distance (W1) of 25 to 250 mm. The structure of the shield excavation retaining wall according to claim 6. 前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、また、前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項２〜７のいずれかの項に記載のシールド掘削用山留め壁の構造。The reinforcing fibers are inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, and boron fibers; metal fibers such as titanium and steel; organic fibers such as aramid, polyester, polyethylene, nylon, vinylon, polyacetal, PBО, and high-strength polypropylene. Or a hybrid type in which a plurality of the fibers are mixed, and the resin is a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, a polyamide resin, or a cold-setting epoxy resin. 8. The mountain retaining wall for shield excavation according to any one of claims 2 to 7, comprising at least one kind of a thermosetting epoxy resin, a polycarbonate resin, a urethane resin, or a radical reaction resin such as MMA. Structure.
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