JP2005083123A - 山留め合成壁、及び山留め合成壁の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、効率よく土圧を軽減して壁厚を低減できるとともに、地下構造物への本体利用が可能な山留め合成壁、及び山留め合成壁の構築方法を提供する。
【解決手段】 山留め合成壁１は、山留め壁本体２と、側壁６により構成される。山留め壁本体２は、鉛直軸からみて背面２ｂ側に傾斜して配置されており、芯材４とソイルセメント３によりなる地中連続壁に構成される。山留め壁本体２は、先端部近傍に対して土圧の支持に必要な根入れ深さを確保した状態で表面２ａが露出されており、この表面には芯材４による露出面４ａが形成されて、複数のスタッドジベル５が固着されている。スタッドジベル５は、山留め壁本体２の表面の沿って後打ちされる鉄筋コンクリート造の側壁６に内包され、これにより山留め壁本体２と側壁６とが一体化されて、合成構造の山留め合成壁１が形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、山留め合成壁、及び山留め合成壁の構築方法に関する。

従来より、現状地盤を掘削して擁壁を構築する場合には、地上から山留め壁を鉛直に施工して掘削後に擁壁を施工する手順が一般的である。この方法では、擁壁高さが大きくなると背面に作用する土圧が増大するため、掘削時には山留め壁の表面に切梁工事を実施する、また、構築する擁壁の壁厚を大きく取る等の対応を図っていた。
このような中、前記擁壁は鉛直ではなく背面側に傾斜して構築することにより背面に作用する土圧を軽減できることが知られるようになり、特許文献１に示すように、もたれ式擁壁として一般に適用されている。
特開平８−２４６４７８号公報

しかし、上述するようなもたれ式擁壁は、露頭した地表と傾斜面に施工されて自重でその安定を図るものであり、山留め壁のように地中に深く施工されるものに対しては適用されていない。

上記事情に鑑み、本発明は、効率よく土圧を軽減して壁厚を低減できるとともに、地下構造物への本体利用が可能な山留め合成壁、及び山留め合成壁の構築方法を提供することを目的としている。

請求項１記載の山留め合成壁は、地盤中における山留め位置の深さ方向に延在し、山留め位置の長さ方向に所定の離間間隔をもって並列配置される複数の鉄骨造の芯材、及び複数の該芯材を埋設するソイルセメントにより構成されてなり、山留め位置の長さ方向に連続するとともに、鉛直軸に対して背面側に傾斜して配置され、背面に作用する土圧の支持に必要な根入れ深さを先端部近傍に確保した山留め壁本体と、該山留め壁本体の表面に後打ちする鉄筋コンクリート造の側壁よりなり、前記芯材には、山留め壁本体の表面に形成された露出面の少なくとも一部分に複数のスタッドジベルを設置されて、前記側壁に該スタッドジベルが内包されることにより、山留め壁本体と側壁とが一体化した合成構造に構築されることを特徴としている。

請求項２記載の山留め合成壁は、前記山留め壁本体の先端部近傍が、富調合のソイルセメントで形成されるとともに、地盤中の支持層に位置することを特徴としている。

請求項３記載の山留め合成壁は、前記山留め壁本体と側壁との間に、防水層が備えられることを特徴としている。

請求項４記載の山留め合成壁の構築方法は、地盤中の山留め位置に、複数の鉄骨造の芯材とソイルセメントを備える地中連続壁よりなる山留め壁本体を、鉛直軸に対して背面側に傾斜させて構築する第１の工程と、背面に作用する土圧の支持に必要な根入れ深さを前記山留め壁本体の先端部近傍に確保した上で、前記山留め壁本体の表面側に位置する地盤を所定の深さまで根切りした後、山留め壁本体の表面を前記芯材に露出面が形成されるまではつり、該芯材の露出面にスタッドジベルを設置する第２の工程と、前記山留め壁本体の表面側に形成された根切り底に、鉄筋コンクリート造の底盤を構築する第３の工程と、前記芯材の露出面に設置した前記スタッドジベルを内包するように、山留め壁本体の表面に沿って鉄筋コンクリート造の側壁を構築する第４の工程により構成されることを特徴としている。

請求項５記載の山留め合成壁の構築方法は、第１の工程の後、前記山留め壁本体の表面側の地盤を掘削する際の根切り深さを複数層に分割し、最上層から最下層に向けて各層毎で段階的に第２の工程、鉄筋コンクリート造の底盤に代わり各層毎の根切り底に床を構築する第３の工程、および第４の工程を繰り返す逆打ち工法を実施し、最下層では、第２の工程、根切り底の上に前記底盤を構築する第３の工程、及び第４の工程を実施することを特徴としている。

請求項６記載の山留め合成壁の構築方法は、第２の工程で、前記山留め壁本体の背面近傍における地盤を、所定深さまで掘削することを特徴としている。

請求項７記載の山留め合成壁の構築方法は、第１の工程の後、全ての工程が終了するまで、前記山留め壁本体の背面側の水位を低下させることを特徴としている。

請求項１記載の山留め合成壁によれば、山留め壁本体が背面側に傾斜配置されているため、土圧応力を大きく低減することが可能となる。これに伴い、切梁の簡略化もしくは傾斜勾配を調整することにより切梁を不要にできる等、施工性を向上することが可能になるとともに、工費削減、工期短縮に寄与することが可能となる。

また、山留め壁本体に作用する土圧が低減することにより、山留め壁本体の表面に沿って一体的に後打ちする側壁の壁厚を小さくすることが可能となる。特に、前記山留め壁本体に切梁を設けない山留め合成壁の場合には、鉄筋コンクリート造の側壁にほぼ応力を生じることがないため、壁厚を耐久性に問題のない程度にまで低減することが可能となる。

さらに、山留め壁本体と鉄筋コンクリート造の側壁が、山留め壁本体の芯材に備えたスタッドジベルを介して一体化されることから、山留め合成壁の根切り底と当接する位置近傍に生じる応力の大きい引張り力を芯材が処理するため、側壁にはほぼ引張り力が作用せず圧縮応力場となる。このため、ひび割れが生じにくく、漏水や耐久性の問題が生じにくい性能の高い構成とすることが可能となる。

また、前記山留め壁本体が、複数の芯材をソイルセメントで埋設してなり、地盤における山留め位置の長さ方向に連続する地中連続壁に構成されることから、山留め位置の長さ方向に対する芯材の配置間隔を任意に設置できるため、山留め壁本体に生じる土圧に応じて容易に配置間隔を可変することができ、芯材の合理的な配置計画を図ることが可能となる。

一方、山留め合成壁は、地下構造物の躯体を構成する鉄筋コンクリート造の側壁を一体的に備えているため、地下構造物の躯体の一部として本体利用が可能となり、例えば、地下階を有する免震構造物の免震ピットを構成する外周ドライエリアの壁、機械設備により階高が大きくなる地下階の外壁、造船ドック等の擁壁等に適用することにより、曲げモーメントを山留め壁本体を構成する芯材が有効に負担して、山留め合成壁を有効活用することが可能となる。

請求項２記載の山留め合成壁によれば、山留め壁本体の先端部近傍を地盤中の支持層に位置させ根固めすることにより杭として機能させることができることから、山留め合成壁を含む近傍の荷重を山留め壁本体を介して地盤に伝達できるため、これらの部位への杭基礎の構築を省略でき、工費を大幅に削減することが可能となる。

請求項３記載の山留め合成壁によれば、壁体内への漏水を抑制できる等、止水性能を飛躍的に向上することができるため、山留め合成壁の耐久性をより向上することが可能となる。

請求項４記載の山留め合成壁の構築方法によれば、工事に際して特別な技量や装置を要しないとともに、従来より一般に実施されている建築基準法を逸脱しない工法で構築できる方法であることから、作業性が良く工費削減および工期短縮に大きく寄与することが可能となる。

また、山留め壁本体を背面側に傾斜して配置することから、山留め壁本体の表面側の地盤に対する根切り作業が進行するにつれて、根切りに伴い増大する土圧により山留め壁本体はやや起きあがる現象が生じる。これにより、山留め壁本体の背面側の地盤が弛んで土圧が減少することとから、山留め壁本体はこれらの現象を考慮してより合理的な断面設計を行うことが可能となる。

さらに、前記山留め壁本体に対して土圧の支持に必要な根入れ深さを確保した上で根切り作業が行われることから、根入れ部で山留め壁本体の曲げ耐力により土圧に抵抗できるため、一般に適用されているもたれ式擁壁では不安定になるような高さであっても、山留め合成壁を適用することが可能となる。

請求項５記載の山留め合成壁の構築方法によれば、逆打ち工法を適用することから、前記山留め壁本体の表面側に位置する地盤の根切り深さを複数層に分割して上層から下層に向けて段階的に掘削しながら床、梁、柱等、地下構造物を並行して施工できるため、工期を大幅に短縮できるとともに、施工にかかる近隣周辺地盤への影響を最小限に抑制することが可能となる。
一方で、これら地下構造物の自重を利用して土圧の一部をキャンセルできることから、作業の安全性がより向上するとともに、各層毎に床や梁等が構築されることにより、これらが躯体切梁として機能することから、山留め合成壁に作用する土圧を大きく低減でき、山留め壁本体の変形を小さくすることが可能となる。

請求項６記載の山留め合成壁の構築方法によれば、山留め壁本体に作用する土圧を低減することが可能となり、作業時のより高い安全性を確保することが可能となる。

請求項７記載の山留め合成壁の構築方法によれば、根切り時に土圧に加えて山留め壁本体の背面に作用する水圧を低減させることができるとともに、山留め壁本体の表面に後打ちする前記側壁の断面を合理化することが可能となる。
なお、低下させた水位は、全ての工程が終了した後であれば現状回復を図っても、山留め壁本体と鉄筋コンクリート造の側壁よりなる合成構造の山留め合成壁で抵抗することが可能である。

本発明の山留め合成壁、及び山留め合成壁の構築方法を、図１から図９に示す。本発明は、地盤を掘削し地下構造物を構築する際に一般に用いる山留め壁本体を、鉛直軸からみて背面側に傾斜させて配置するとともに、山留め壁本体の表面に芯材の露出面を形成して該露出面にスタッドジベルを設けて、これを山留め壁本体の表面に沿って後打ちする鉄筋コンクリート造の側壁に内包し、該側壁と山留め壁本体と一体化した合成構造の山留め合成壁を構築するものである。

図１（ａ）に示すように、山留め合成壁１は、山留め壁本体２と、側壁６により構成されている。山留め壁本体２は、鉛直軸からみて背面２ｂ側にもたれるように傾斜して配置されており、Ｈ形鋼よりなる鉄骨造の芯材４とソイルセメント３により構成されている。
前記芯材４は、地盤中における山留め位置の深さ方向に延在するとともに、図１（ｂ）の平面図に示すように、複数が山留め位置の長さ方向Ｘに所定の配置間隔Ｌ_１をもって並列配置されている。
また、前記ソイルセメント３は、原位置の土壌にセメント等の固化液を添加したセメント安定処理土であり、山留め位置の長さ方向Ｘに並列配置された複数の芯材４全てを内包するように打設されている。これにより、山留め壁本体２は、いわゆる地中連続壁に構成されている。

これら山留め壁本体２を地中連続壁とする構成は、山留め位置の長さ方向に対する前記芯材４の配置位置に制約が生じないため、隣り合う芯材４の配置間隔Ｌ_１の調整が容易である。つまり、山留め壁本体２は、隣り合う前記芯材４の配置間隔Ｌ_１を、山留め壁本体２の背面２ｂに作用すると想定される土圧や水圧の程度に応じて適宜可変することが可能な汎用性が高く施工性の良い合理的な構成となっている。
なお、本実施の形態では、山留め壁本体２を一般に広く知られているＴＲＤ工法にて構築するものである。ここで、ＴＲＤ工法とは、地中の鉛直方向に挿入したチェーンソー型のカッターを回転させ、地盤を切削しながら水平方向に移動することで連続した溝を掘削し、これと同時に固化液と原位置土を混合・攪拌し、ソイルセメント地中連続壁を造成する工法であり、その手順は、後に示す山留め合成壁１の施工方法で詳述する。

一方、該山留め壁本体２を鉛直軸からみて背面２ｂ側にもたれるように傾斜して配置する構成は、従来のように鉛直状に山留め壁本体２を配置する場合と比較して、背面２ｂに作用する土圧を大幅に軽減できるものである。
また、このような構成により、山留め壁本体２の表面２ａ側に位置する地盤を根切りするにつれて、背面２ｂに作用する土圧により山留め壁本体２に起きあがる現象が生じるため、背面２ｂ側の地盤が弛み土圧はさらに軽減する。したがって、山留め壁本体２は、これらの現象を考慮することにより、合理的な断面設計を実施できるものである。

なお、山留め壁本体２を構築する際の傾斜角度について、例えば、山留め壁本体２の背面２ｂ側の地盤の内部摩擦角φが30°の場合には、図３に示すように約0.5未満の勾配Ｎであれば山留め壁本体２を鉛直軸からみて背面２ｂ側に傾斜させることが有効であり、勾配Ｎを0.2（傾斜角11.3°）、または0.3（傾斜角16.7°）と設定すると、図２に示すように土圧はそれぞれ、0.7倍、0.6倍に低減されることが分かる。
一般に、土圧係数Ｋ_Ｎは内部摩擦角φにより大きく変化するがこの比率はそれほど変化しないことが知られており、例に挙げた0.2または0.3程度の勾配Ｎであっても山留め壁本体２を鉛直軸からみて背面２ｂ側に傾斜して配置する構成は、土圧の低減に大きな効果を有することが分かる。ここで用いた図２及び図３は、福岡正巳著「土圧の謎をやさしく解く」近代図書、2003年６月より抜粋したものである。

上述する構成の山留め壁本体２は、先端部近傍に対して背面２ｂに作用する土圧の支持に必要な根入れ深さＬ_２を確保した状態で表面２ａ側の地盤が根切りされており、表面２ａが露出されている。この表面２ａは、山留め壁本体２に内包されている前記芯材４による露出面４ａが形成されるまでソイルセメント３をはつられており、図１（ａ）に示すように、該芯材４の露出面４ａには、所定の離間間隔をもって、複数のスタッドジベル５が固着手段を介して固着されている。

該スタッドジベル５は、山留め壁本体２の表面２ａに沿って後打ちされる鉄筋コンクリート造の前記側壁６との定着（付着による一体化）を向上することを目的に設置されるものである。該側壁６は、山留め壁本体２の表面２ａ側に後に構築される地下構造物の躯体の一部であり、スタッドジベル５を介して山留め壁本体２と一体化されて、合成構造の山留め合成壁１が形成される。

なお、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、スタッドジベル５を前記芯材４による露出面４ａの全面に対して一様に固着し、山留め合成壁１の全高を合成構造とする構成としているが、必ずしもこれにこだわるものではない。例えば、露出面４ａの下半にのみ固着する、もしくは露出面４ａの一部分に固着する等して、山留め合成壁１を部分的に合成構造とする構成としても良い。
また、前記スタッドジベル５には一般に広く用いられている頭部付きスタッドを用いているが、必ずしもこれにこだわるものではなく、側壁６を構成するコンクリートとの定着（付着による一体化）を向上できる形状の部材であれば、鋼材や鉄筋を溶接する等何れを用いても良い。

このような構成の山留め合成壁１は、前記側壁６を備えることから地下構造物本体としての機能をも兼ねるものであり、山留め壁本体２を一体的に備えることにより、従来の山留め壁本体２を一体的に備えない場合と比較して側壁６の壁厚を大幅に低減している。
特に、図１に示すように、切梁を不要とする程度に山留め壁本体２を傾斜して配置し、山留め合成壁１に作用する土圧を低減している場合には、鉄筋コンクリート造の側壁６に応力がほぼ生じないことから、側壁６の壁厚を耐久性に支障のない程度まで一層低減することができる。

また、これら山留め合成壁１には、山留め合成壁１の表面２ａ側に位置する根切り底１１近傍に曲げ応力による大きな引張り力が作用する。しかし、前記山留め壁本体２を構成する芯材４がこれを負担するため、鉄筋コンクリート造の側壁６には引張り力がほぼ作用することがなく圧縮応力場となる。したがって、側壁６にはひび割れが生じにくくなり漏水を防止でき、山留め合成壁１を耐久性に富んだ構成とすることができる。

さらに、山留め壁本体２の先端部近傍には背面２ｂに作用する土圧の支持に必要な根入れ深さＬ_２を確保していることから、山留め合成壁１の高さが高い場合にも根入れ部で山留め壁本体２の曲げ耐力により抵抗できるため、山留め合成壁１を構築する際の高さに制約が小さくなり、汎用性の高い構成とすることができる。
なお、図１（ａ）に示すように、山留め壁本体２の先端部近傍を地盤中の支持層８に達する深さまで根入れし、富調合のソイルセメントで根固めすれば、山留め合成壁１が自身を含めた近傍の荷重を地盤に伝達する杭として機能するため、この部位への杭基礎の構築を省略することもできる。

また、山留め壁本体２に適切な傾斜を確保できない、構築したい高さが高い、もしくは周辺地盤の水圧が大きい等、山留め壁本体２に生じる応力が大きい場合には、一般の山留め壁に多用されているように、山留め壁本体２の表面中段に腹起こしを設けて切梁を設置する構成としても良く、これにより山留め合成壁１に対して一層高い安全性を確保することが可能である。

ところで、本実施の形態では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、山留め壁本体２の表面２ａに、施工性が良く安定した止水性能を発揮することで一般に知られているゴムアスファルト系の塗膜防水を塗布し、側壁６との間に防水層９を形成している。このような構成は、山留め合成壁１の止水性能を飛躍的に向上し、山留め合成壁１の耐久性能を一層高めるものである。
なお、このような防水層９は、必ずしもゴムアスファルト系の材料にこだわるものではなく、安定した防水性能を発現するものであれば、何れを用いても良い。また、該防水層９は山留め合成壁１に必ずしも設ける必要はない。

上述する構成の山留め合成壁１を地盤中に構築するための、山留め合成壁の構築方法を以下に示す。

第１の工程では、図５（ａ）に示すように、地盤中における山留め位置に、鉛直軸からみて背面２ｂとなる側に傾斜させた山留め壁本体２を構築する。該山留め壁本体２は、先にも述べたように、一般に広く知られているＴＲＤ工法により構築する。その構築方法を簡略に示す。
まず、図４（ａ）に示すように、地盤上にＴＲＤ掘削機１２をセットするとともに、地盤中の山留め位置にチェーンソー型のカッターポスト１３を挿入する。このとき、カッターポスト１３は、山留め壁本体２に持たせる傾斜角度に対応して鉛直軸より傾斜させた状態で、所定の深さまで建て込む。また、必要に応じて表層地盤改良を併用しても良い。

次に、図４（ｂ）に示すように、前記ＴＲＤ掘削機１２を介してカッターポスト１３を回転させながら地盤を掘削するとともに、カッターポスト１３を山留め位置の長さ方向Ｘに移動し、山留め位置の長さ方向に連続した溝１４を形成する。このとき同時に、セメントミルク等の固化液を溝１４に注入し、該固化液と掘削した原位置の土砂と溝内で一様となるように攪拌してソイルセメント３を製造する。

この後、カッターポスト１３の移動後の前記溝１４中に、順次所定の離間間隔Ｌ_１をもって複数の芯材４を建て込む。ここで、芯材４の建て込みには、ガイド等の治具を用いるなどして建て込み精度を確保する。前記ソイルセメント３が硬化して十分な強度が発現すると、図５（ａ）に示すように、山留め壁本体２が造成されることとなる。

なお、必ずしも山留め壁本体２の造成にＴＲＤ工法を用いる必要はないが、ＴＲＤ工法を用いることにより、山留め壁本体２を山留め位置の長さ方向に連続した止水性の高い均質で等厚な連続地中壁として造成できる。また、全長にわたって高い精度で所定の傾斜角度を保持できるとともに、鉛直方向全層の土質を混合・攪拌するため、深度方向に強度のばらつきが少ない均質な壁体とすることができる、芯材４を任意の間隔で配置できる、といった効果を有することとなる。

第２の工程では、前記山留め壁本体２が造成された後、図５（ｂ）に示すように、山留め壁本体２の表面２ａ側の地盤を、該山留め壁本体２の先端部近傍に背面２ｂに作用する土圧の支持に必要な根入れ深さＬ_２を確保した上で所定の深さまで根切りする。これにより露出した山留め壁本体２の表面２ａを、図６（ａ）に示すように、芯材４に露出面４ａが形成されるまではつった後、芯材４の露出面４ａにスタッドジベル５を溶接等の固着手段を介して固着する。

第３の工程では、図６（ｂ）に示すように、山留め壁本体２の表面側２ａに形成された内の根切り底１１に鉄筋コンクリート造の底盤７を構築する。このとき、該底盤７が後に構築する側壁６と一体化されるように、底盤７の配筋の際に、前記側壁６と向かい合う側の鉄筋７ａの端部を前記芯材４の露出面４ａと平行して延在するように配置しておくとともに、底盤７に側壁６とのアンカー６ａを差し筋しておく。なお、鉄筋７ａの端部の配置は必ずしもこれにこだわるものではなく、前記底盤７と側壁６とを一体化できる構成であれば、芯材４の露出面４ａに直接溶接しても、何れの形状に配置しても良い。

第４の工程では、図７に示すように、前記芯材４の露出面４ａに設置した前記スタッドジベル５を内包するように、山留め壁本体２の表面２ａに沿って一体的に鉄筋コンクリート造の側壁６を構築する。このとき、第３の工程で、前記底盤７より突出させた底盤７を構成する鉄筋７ａの端部についても内包するようにコンクリートを打設する。

このように、山留め合成壁１の構築方法は、工事に際して特別な技量や装置を要しないとともに、従来より一般に実施されている建築基準法を逸脱しない工法で構築できる方法であることから、作業性が良く工期を大幅に短縮することができる。
なお、山留め合成壁１の構築方法は、必ずしも上述する方法にこだわるものではなく、例えば、地上部と地下部の両者を有する構造物の構築に際し、地上部と地下階とを同時に施工できる工法として一般に知られている逆打ち工法を適用することも可能である。これら逆打ち工法を適用した山留め合成壁１の構築方法を以下に示す。

まず、第１の工程では、先に述べたものと同様で、図８に示すように、地盤中の山留め位置に鉛直軸からみて背面２ｂ側に所定の勾配を有して傾斜するように、芯材４とソイルセメント３よりなる地中連続壁よりなる山留め壁本体２を構築する。
次に、山留め壁本体２の表面２ａ側の地盤における根切り深さを複数層に分割し、最上層から最下層に向けて、以下に示す第２の工程から第４の工程を各層毎に対して段階的に実施し、図９（ｂ）に示すように、地下構造物とともに山留め合成壁１を構築する。
第２の工程では、地下構造物の分割層の床スラブを構築できる深さまで地盤を根切りした後、山留め壁本体２の表面２ａを芯材４による露出面４ａが形成されるまではつり、該芯材４の露出面４ａにスタッドジベル５を設置する。第３の工程では、根切り底１１に分割層の床１０を構築する。第４の工程では、図９（ａ）に示すように、前記芯材４の露出面４ａに設置した前記スタッドジベル５を内包するように、山留め壁本体２の表面２ａに鉄筋コンクリート造の側壁６を構築する。
なお、最下層に達した際には、第３の工程で根切り底に、床１０に代わって鉄筋コンクリート造の底盤７を構築する。

このように山留め壁本体２の表面２ａ側に位置する地盤の根切り深さを複数層に分割し、各層毎で段階的に掘削することにより、並行して床１０や図示しない梁、柱等地下構造物を構築できることから、これらの山留め合成壁１のみでなく地下構造物の自重で土圧の一部をキャンセルすることができる。また、底盤７より上方に床１０や梁が構築されることから、これらが躯体切梁として機能することとなり、山留め壁本体２に作用する土圧を大きく低減することができ、山留め壁本体２の変形を抑制できる。

なお、上述する山留め合成壁１の構築方法において、背面２ｂ側の地盤中の水位を低下できる場合には、山留め壁本体２を構築する第１の工程の後全ての工程が終了するまで、図５（ｂ）に示すように、水位を低下させることが効果的である。これにより、根切り時に山留め壁本体２に作用する水圧を低減させることができ、さらには、後打ちする前記側壁６の断面をも合理化できることとなる。なお、低下させた水位は、全ての工程が終了した後であれば現状回復を図っても、側壁６と山留め壁本体２とが一体化された山留め合成壁１で抵抗できるため、問題が生じることはない。
また、第２の工程で山留め壁本体２の表面２ａ側に位置する地盤の根切り作業中に、背面２ｂ側近傍を所定の深さまで掘削すれば、山留め壁本体２に作用する土圧を低減することができ、より安全で精度良く作業を実施できる。

上記した構成からなる山留め合成壁１によれば、山留め壁本体２が背面２ｂ側に傾斜配置されているため、土圧応力を大きく低減することが可能となる。これに伴い、切梁の簡略化もしくは傾斜勾配を調整することにより切梁を不要にできる等、施工性を向上することが可能になるとともに、工費削減、工期短縮に寄与することが可能となる。

また、山留め壁本体２に作用する土圧が低減することにより、山留め壁本体２の表面に沿って一体的に後打ちする側壁６の壁厚を小さくすることが可能となる。特に、前記山留め壁本体２に切梁を設けない山留め合成壁１の場合には、鉄筋コンクリート造の側壁６にほとんど応力を生じることがないため、壁厚を耐久性に問題のない程度にまで低減することが可能となる。

さらに、山留め壁本体２と鉄筋コンクリート造の側壁６が、山留め壁本体２の芯材４に備えたスタッドジベル５を介して一体化されることから、山留め合成壁１の根切り底１１と当接する位置近傍に生じる曲げ応力による大きな引張り力を芯材４が処理するため、側壁６にはほぼ引張り力が作用せず圧縮応力場となる。このため、ひび割れが生じにくく、漏水や耐久性の問題が生じにくい性能の高い構成とすることが可能となる。

また、前記山留め壁本体２が、複数の芯材４をソイルセメント３で埋設してなり、地盤における山留め位置の長さ方向Ｘに連続する地中連続壁に構成されることから、山留め位置の長さ方向Ｘに対する芯材４の配置間隔を任意に設置できるため、山留め壁本体２に生じる土圧に応じて容易に配置間隔を可変することができ、芯材４の合理的な配置計画を図ることが可能となる。

一方で、山留め合成壁１は、地下構造物の躯体を構成する鉄筋コンクリート造の側壁６を一体的に備えているため、地下構造物の躯体の一部として本体利用が可能となり、例えば、地下階を有する免震構造物の免震ピットを構成する外周ドライエリアの壁、機械設備により階高が大きくなる地下階の外壁、造船ドックの擁壁等に適用することにより、曲げモーメントを山留め壁本体２を構成する芯材４が有効に負担して、山留め合成壁を有効活用することが可能となる。

なお、山留め合成壁１を構成する山留め壁本体２の先端部近傍を、地盤中の支持層８に位置させ根固めすることにより、山留め壁本体２を杭として機能させることができることから、山留め合成壁１を含む近傍の荷重を山留め壁本体２を介して地盤に伝達できるため、これらの部位への杭基礎の構築を省略でき、工費を大幅に削減することが可能となる。

また、山留め壁本体２と側壁６との間に防水層９を形成して山留め合成壁１とすることにより、漏水を抑制できる等止水性能を飛躍的に向上することができるため、山留め合成壁１の耐久性をより向上することが可能となる。

前記山留め合成壁１の構築方法によれば、工事に際して特別な技量や装置を要しないとともに、従来より一般に実施されている建築基準法を逸脱しない工法で構築できる方法であることから、作業性が良く工期を工費削減および工期短縮に大きく寄与することが可能となる。

また、山留め壁本体２を背面２ｂ側に傾斜して構築することから、山留め壁本体２の表面側２ａの地盤に対する根切り作業が進行するにつれて、根切りに伴い増大する土圧により山留め壁本体２はやや起きあがる現象が生じる。これにより、山留め壁本体２の背面２ｂ側の地盤が弛んで土圧が減少することとから、山留め壁本体２はこれらの現象を考慮してより合理的な断面設計を行うことが可能となる。

さらに、前記山留め壁体２に対して土圧の支持に必要な根入れ深さを確保した上で根切り作業が行われることから、山留め壁本体２の根入れ部で曲げ耐力により土圧に抵抗できるため、一般に適用されているもたれ式擁壁では不安定になるような高さであっても、山留め合成壁１を適用することが可能となる。

逆打ち工法を適用した山留め合成壁１の構築方法によれば、前記山留め壁本体２の表面２ａ側に位置する地盤の根切り深さを複数層に分割して上層から下層に向けて段階的に掘削しながら床、梁、柱等、地下構造物を並行して施工できるため、工期を大幅に短縮できるとともに、施工にかかる近隣周辺地盤への影響を最小限に抑制することが可能となる。
一方で、これら地下構造物の自重を利用して土圧の一部をキャンセルできることから、作業の安全性がより向上するとともに、各層毎に床や梁等が構築されることにより、これらが躯体切梁として機能することから、山留め合成壁１に作用する土圧を大きく低減でき、山留め壁本体２の変形を小さくすることが可能となる。

該山留め合成壁１の構築に際し、山留め壁本体２の表面２ａ側に位置する地盤の根切り作業時に、併せて背面２ｂ側近傍を掘削することにより、山留め壁本体２に作用する土圧を低減することが可能となり、作業時のより高い安全性を確保することが可能となる。

また、山留め合成壁１の構築に際し、山留め壁本体２を構築した後、全ての工程が終了するまで、前記山留め壁本体２の背面２ｂ側の水位を低下させることにより、土圧に加えて山留め壁本体２の背面２ｂに作用する水圧を低減させることができるとともに、山留め壁本体２の表面２ａに沿って一体的に後打ちする前記側壁６の断面を合理化することが可能となる。
なお、低下させた水位は、全ての工程が終了した後であれば現状回復を図っても、山留め壁本体２と鉄筋コンクリート造の側壁６よりなる合成構造の山留め合成壁１で抵抗することが可能である。

以上、本発明に係る山留め合成壁１、及び山留め合成壁の構築方法に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る山留め合成壁の概略を示す図である。 本発明に係る擁壁傾斜角βと土圧係数の実測結果を示すグラフである。 本発明に係る擁壁勾配Ｎと土圧応力Ｐ_Ｎの関係を示すグラフである。 本発明に係る山留め合成壁の構築方法を示す図である（その１）。 本発明に係る山留め合成壁の構築方法を示す図である（その２）。 本発明に係る山留め合成壁の構築方法を示す図である（その３）。 本発明に係る山留め合成壁の構築方法を示す図である（その４）。 本発明に係る山留め合成壁の構築方法の他の事例を示す図である（その１）。 本発明に係る山留め合成壁の構築方法の他の事例を示す図である（その２）。

符号の説明

１ 山留め合成壁
２ 山留め壁本体
３ ソイルセメント
４ 芯材
５ スタッドジベル
６ 側壁
７ 底盤
８ 支持層
９ 防水層
１０ 床
１１ 根切り底
１２ ＴＲＤ掘削機
１３ カッターポスト
１４ 溝

Claims (7)

1. 地盤中における山留め位置の深さ方向に延在し、山留め位置の長さ方向に所定の離間間隔をもって並列配置される複数の鉄骨造の芯材、及び複数の該芯材を埋設するソイルセメントにより構成されてなり、山留め位置の長さ方向に連続するとともに、鉛直軸に対して背面側に傾斜して配置され、背面に作用する土圧の支持に必要な根入れ深さを先端部近傍に確保した山留め壁本体と、
   該山留め壁本体の表面に後打ちする鉄筋コンクリート造の側壁よりなり、
   前記芯材には、山留め壁本体の表面に形成された露出面の少なくとも一部分に複数のスタッドジベルを設置されて、
   前記側壁に該スタッドジベルが内包されることにより、山留め壁本体と側壁とが一体化した合成構造に構築されることを特徴とする山留め合成壁。
2. 請求項１に記載の山留め合成壁であって、
   前記山留め壁本体の先端部近傍が、富調合のソイルセメントで形成されるとともに、地盤中の支持層に位置することを特徴とする山留め合成壁。
3. 請求項１または２に記載の山留め合成壁であって、
   前記山留め壁本体と側壁との間に、防水層が備えられることを特徴とする山留め合成壁。
4. 地盤中の山留め位置に、複数の鉄骨造の芯材とソイルセメントを備える地中連続壁よりなる山留め壁本体を、鉛直軸に対して背面側に傾斜させて構築する第１の工程と、
   背面に作用する土圧の支持に必要な根入れ深さを前記山留め壁本体の先端部近傍に確保した上で、前記山留め壁本体の表面側に位置する地盤を所定の深さまで根切りした後、山留め壁本体の表面を前記芯材に露出面が形成されるまではつり、該芯材の露出面にスタッドジベルを設置する第２の工程と、
   前記山留め壁本体の表面側に形成された根切り底に、鉄筋コンクリート造の底盤を構築する第３の工程と、
   前記芯材の露出面に設置した前記スタッドジベルを内包するように、山留め壁本体の表面に沿って鉄筋コンクリート造の側壁を構築する第４の工程により構成されることを特徴とする山留め合成壁の構築方法。
5. 請求項４に記載の山留め合成壁の構築方法において、
   第１の工程の後、前記山留め壁本体の表面側の地盤を掘削する際の根切り深さを複数層に分割し、最上層から最下層に向けて各層毎で段階的に第２の工程、鉄筋コンクリート造の底盤に代わり各層毎の根切り底の上に床を構築する第３の工程、および第４の工程を繰り返す逆打ち工法を実施し、
   最下層では、第２の工程、根切り底に前記底盤を構築する第３の工程、及び第４の工程を実施することを特徴とする山留め合成壁の構築方法。
6. 請求項４または５に記載の山留め合成壁の構築方法において、
   第２の工程で、前記山留め壁本体の背面近傍における地盤を、所定深さまで掘削することを特徴とする山留め合成壁の構築方法。
7. 請求項４から６のいずれかに記載の山留め合成壁の構築方法において、
   第１の工程の後、全ての工程が終了するまで、前記山留め壁本体の背面側の水位を低下させることを特徴とする山留め合成壁の構築方法。
   

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