JP2005146784A - 山留め壁構造および山留め壁構造の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】山留め壁の変形等を防止できるとともに、掘削箇所の周辺地盤の影響を受けることなく、掘削箇所内での作業スペースを十分に確保して簡単に作業できる山留め壁構造を提供すること。
【解決手段】山留め壁構造１は、掘削箇所の周囲に設置される山留め壁１１と、この山留め壁１１を補強する補強部材１２１とを備える。山留め壁１１は、所定間隔で地盤に打ち込まれるＨ型鋼杭１１１と、これらのＨ型鋼杭１１１間にはめ込まれる横矢板１１２とを備える。補強部材１２１は、Ｈ型鋼杭１１１のフランジ面に接合される鉄筋１２１Ａを含む鉄筋コンクリート製である。補強部材１２１は、各山留め壁１１の内側壁面の上端部１１Ｕの近傍を左端部１１Ｌと右端部１１Ｒとの間に亘って水平方向に形成された横架材である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、山留め壁構造および山留め壁構造の施工方法に関する。

従来、地下構造物を施工する際には、掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐために山留め壁が設けられていた。この山留め壁は、周辺地盤の土圧によって撓み等の変形や倒壊のおそれがあるため、切梁工法やアンカー工法等による補強がなされていた（特許文献１参照）。切梁工法とは、対向する山留め壁の内側面（掘削箇所側の面）に山留め壁を支持する腹起こしをそれぞれ設け、これらの腹起こし間に水平方向に延びる切梁を掛けわたして、対向する山留め壁を補強する工法である。一方、アンカー工法とは、山留め壁の内側面から、周辺地盤に向かってアンカーを打ち込むことにより、アンカーと地盤との摩擦力等を利用して山留め壁を補強する工法である。
特開２００２−２２７２０４

しかしながら、切梁工法を採用した場合には、掘削箇所の作業平面内に切梁が掛け渡されるため、十分な作業スペースが確保できず、作業し難いという問題があった。
一方、アンカー工法の場合には、山留め壁の内側面から周辺地盤に向かってアンカーを打ち込むため、アンカーが隣地にはみ出るおそれがある。このため、隣地の地主の承諾が得られない場合には、当該工法を使用できないという問題があった。また、周辺地盤が軟らかい場合には、十分なアンカー効果が得られないため、この場合もアンカー工法を使用できないという問題があった。

本発明の目的は、山留め壁の変形等を防止できるとともに、掘削箇所の周辺地盤の影響を受けることなく、掘削箇所内での作業スペースを十分に確保して簡単に作業できる山留め壁構造および山留め壁構造の施工方法を提供することにある。

本発明は、掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐための山留め壁構造であって、少なくとも一辺の山留め壁には、補強部材が設けられ、この補強部材は、山留め壁の両端部に亘って水平方向に沿って設けられた横架材であることを特徴とする。

前記山留め壁としては、例えば、鉄骨製（Ｓ造）、鉄骨コンクリート製（ＳＣ造）、鉄筋コンクリート製（ＲＣ造）、鉄骨鉄筋コンクリート製（ＳＲＣ造）の壁や、ソイルセメント壁（ＳＭＷ）、親杭横矢板、シートパイル等の各種の壁を採用できる。
前記補強部材としては、鉄筋コンクリート製や、鉄骨鉄筋コンクリート製、鉄骨コンクリート製、コンクリート製、鋼製等のものを採用できる。また、補強部材の形状としては、板状、柱状、ブロック状等の一般的な横架材の形状を採用でき、その形状は特に限定されず、例えば、山留め壁の各箇所に掛かる土圧の大きさに応じた形状等も採用できる。
また、前記両端部には、山留め壁の両側の端部自体に加えて、両側の端部近傍も含まれる。すなわち、補強部材は、山留め壁の一端部から他端部に亘って設けられている場合の他に、山留め壁の一端部近傍から他端部に亘って設けられている場合や、山留め壁の一端部近傍から他端部近傍に亘って設けられている場合も含まれる。

ここで、山留め壁は、一般に、掘削箇所の周囲に設置され、隣り合う山留め壁が互いに接続される。このため、一の山留め壁に周辺地盤の土圧が掛かっても、山留め壁同士の接続箇所にあたる壁面の隅部分、すなわち、一壁面の左右側の端部側は、壁同士の接続による変形拘束効果があるため、撓み等の変形があまり生じない。しかしながら、壁面の中央部分は、隅部分から離れており拘束効果が小さいため、撓み等の変形が生じやすい。
本発明では、少なくとも一辺の山留め壁には、両端部に亘って水平方向に沿って補強部材が設けられるため、両端部の両変形抑制効果が山留め壁の中央部分に伝わり、山留め壁の剛性を確保できる。このため、山留め壁の変形等を防止できる。
また、補強部材を山留め壁の壁面に沿って設けるので、掘削箇所の平面内には補強用の部材が横断しない。このため、掘削箇所内での作業スペースを十分に確保できて、作業が簡単となり、地下工事の作業効率を向上できる。さらに、山留め壁の壁面に沿って補強部材を設けるだけなので、周辺地盤の影響を受けることもない。

このような山留め壁構造において、前記補強部材は、前記山留め壁の壁面における上端部近傍に設けられていることとすることができる。この場合には、山留め壁の壁面の中央部や下端部側等に設ける場合等に比べて、山留め壁の変形等をより一層防止できる。

以上の山留め壁構造において、前記補強部材は、前記山留め壁の内側壁面に設けられていることとすることができる。この場合には、山留め壁における外側面に、わざわざ、補強部材を設けるための空間を用意する必要がないから、補強部材の形成作業が簡単になる。

以上の山留め壁構造において、前記山留め壁は、少なくとも幅方向の両端部に配置され、表面の少なくとも一部が外部に露出した鋼製の芯材を有し、前記補強部材は、前記芯材の露出した表面に接合される鉄筋または鉄骨を含む鉄筋コンクリートまたは鉄骨コンクリート製として構成できる。
また、前記山留め壁構造において、前記山留め壁は、少なくとも幅方向の両端部に配置され、表面の少なくとも一部が外部に露出した鋼製の芯材を有し、前記補強部材は、前記各芯材の露出した表面に接合されるブラケットと、これらのブラケット上に掛け渡される鋼製の補強部材本体とを備える構成を採用してもよい。

また、本発明は、掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐための山留め壁構造を施工する山留め壁構造の施工方法であって、少なくとも幅方向の両端部に配置され、その表面の少なくとも一部が外部に露出する鋼製の芯材を有する山留め壁を形成した後に、前記両芯材の露出した表面に鉄筋をそれぞれ接合し、その後、この鉄筋を含むようにコンクリートを打設して鉄筋コンクリート製の補強部材を形成することを特徴とする。

また、本発明は、掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐための山留め壁構造を施工する山留め壁構造の施工方法であって、少なくとも幅方向の両端部に配置され、その表面の少なくとも一部が外部に露出する鋼製の芯材を有する山留め壁を形成した後に、前記両芯材の露出した表面にブラケットをそれぞれ接合し、その後、これらのブラケット上に鋼製の補強部材本体を掛け渡して補強部材を形成することを特徴とする。

本発明の山留め壁構造および山留め壁構造の施工方法によれば、山留め壁の変形等を防止できるとともに、掘削箇所の周辺地盤の影響を受けることなく、掘削箇所内での作業スペースを十分に確保して簡単に作業できるという効果がある。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る山留め壁構造を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係る山留め壁構造１を模式的に示す図である。図１に示すように、山留め壁構造１は、地盤を掘削して地下工事を行う際に、掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐための構造物である。山留め壁構造１は、掘削箇所の周囲に設置される山留め壁１１と、これらの山留め壁１１に一体的に形成された補強部１２とを備える。

図２は、山留め壁構造１の一部を示す斜視図である。また、図３は、山留め壁構造１の一部を拡大して示す模式図である。
本実施形態の山留め壁１１は、図２に示すように、親杭横矢板による山留め壁であり、例えば、１ｍ等の適当な間隔で地盤中に打ち込まれる鋼製の芯材であるＨ型鋼杭１１１と、これらのＨ型鋼杭１１１間にはめ込まれる横矢板１１２とを備える。
Ｈ型鋼杭１１１の掘削箇所側のフランジ面は、掘削箇所側の空間に露出している。また、横矢板１１２は、所定寸法に形成された例えば木製の板材である。これらの横矢板１１２が複数枚用いられて壁が形成される。なお、横矢板１１２は、木製には限定されない。 図２に示すように、２枚の山留め壁１１が隣り合う隅部分では、２つのＨ型鋼杭１１１が隣接して設置されている。このため、各山留め壁１１の左右側の端部１１Ｌ，１１Ｒ側には、壁面の変形拘束効果が生じている。

補強部１２は、図１に示すように、各山留め壁１１に形成された補強部材１２１が一体的に形成されて構成されている。補強部材１２１は、図２に示すように、各山留め壁１１における内側壁面の上端部１１Ｕの近傍を左端部１１Ｌと右端部１１Ｒとの間に亘って水平方向に取り付けられた横架材である。この補強部材１２１は、図３に示すように、Ｈ型鋼杭１１１のフランジ面に接合される鉄筋（金属スタッド）１２１Ａを含む鉄筋コンクリート製として構成されている。

次に、山留め壁構造１を施工する手順について説明する。
図２に示すように、掘削箇所の周囲の地盤に、所定の間隔でＨ型鋼杭１１１を打ち込む。次に、隣接するＨ型鋼杭１１１間に複数枚の横矢板１１２をはめ込んで、山留め壁１１を形成する。
次に、図３に示すように、山留め壁１１を構成するＨ型鋼杭１１１において、掘削箇所側のフランジ面における上端部１１１Ｕの近傍に、このフランジ面に対して垂直に延びる鉄筋１２１Ａを溶接する。次に、図示を省略するが、補強部材１２１を構成する他の鉄筋を所定の位置に配置し、コンクリート打設用の型枠を組んだ後、この型枠内にコンクリートを打設して、補強部材１２１を含む補強部１２を形成する。
以上のようにして、一体的に形成された鉄筋コンクリート製の補強部１２を含む山留め壁構造１を施工する。
ただし、鉄筋１２Ａに代えて鉄骨をＨ型鋼杭１１１のフランジ面に溶接して、鉄骨コンクリート製の補強部１２を形成してもよい。

第１実施形態においては、次のような効果がある。
(１)山留め壁１１の壁面において、左端部１１Ｌと右端部１１Ｒとの間に亘って水平方向に補強部材１２１を形成したので、左端部１１Ｌと右端部１１Ｒの両変形抑制効果が山留め壁１１の中央部分に伝わり、山留め壁１１の剛性を確保できる。このため、山留め壁１１の変形等を確実に防止できる。

(２)補強部材１２１を山留め壁１１の壁面の上端部１１Ｕの近傍に形成したので、山留め壁１１の壁面の中央部や下端部側等に形成する場合に比べて、山留め壁１１の変形等をより一層防止できる。

(３)補強部材１２１を山留め壁１１の内側壁面に形成したので、山留め壁１１の外側壁面側に、わざわざ補強部材を形成するための空間を用意する必要がないから、補強部材１２１の形成作業が簡単になる。

(４)全ての補強部材１２１をコンクリートにより一体的に形成した補強部１２を構成したので、一の山留め壁１１だけを補強する場合に比べて、山留め壁１１全体の剛性が向上し、山留め壁１１の変形等を確実に防止できる。

(５)補強部材１２１を山留め壁１１の壁面に沿って形成したので、掘削箇所の平面内には補強用の部材が横断しない。このため、掘削箇所内での作業スペースを十分に確保できて作業が簡単となり、地下工事の作業効率を向上できる。

(６)補強部材１２１を山留め壁１１の壁面に沿って形成するだけなので、周辺地盤の影響を受けることもない。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る山留め壁構造を図面に基づいて説明する。
図４は、第２実施形態に係る山留め壁構造２の一部を示す図である。図５は、山留め壁２１を構成するＨ型鋼２４に補強部材２２を接合する様子を模式的に示す斜視図である。図６は、山留め壁２１を構成するＨ型鋼２４に補強部材２２が接合された様子を模式的に示す断面図である。
図４に示すように、第２実施形態の山留め壁構造２は、前記第１実施形態の山留め壁構造１とは、山留め壁の構成および補強部材の構成が相違している。従って、これらの相違点について詳説し、前記第１実施形態と同一または相当構成品には同じ符号を付して、説明を省略または簡略する。

山留め壁構造２は、図４に示すように、山留め壁２１と、補強部材２２とを備える。
図４に示すように、山留め壁２１は、ソイルセメント柱２３と、このソイルセメント柱２３内に挿入される鋼製の芯材であるＨ型鋼２４とを備え、Ｈ型鋼２４が挿入されたソイルセメント柱２３が連続して壁状に形成されたソイルセメント柱列壁である。このため、山留め壁の幅方向の両端部に該当する山留め壁２１の左右側の端部には、鋼材であるＨ型鋼２４が配置されている。

ソイルセメント柱２３は、オーガー等で土を掘削して掘削杭を形成しつつ、オーガーの先端等からセメントミルクを注入し、掘削坑中の土とセメントミルクとを攪拌して、土中に形成されたソイルセメント製の柱状体である。
Ｈ型鋼２４は、ソイルセメント柱２３内に収まる寸法で形成された前記Ｈ型鋼杭１１１と略同様の部材である。Ｈ型鋼２４の掘削箇所側のフランジ面は、掘削箇所側に露出している。

図４〜図６に示すように、補強部材２２は、山留め壁２１を構成するＨ型鋼２４のうち、少なくとも左右側の端部となるＨ型鋼２４の掘削箇所側のフランジ面に接合される鋼製のブラケット２５と、これらのブラケット２５上に掛け渡される鋼製の補強部材本体としてのＨ型鋼２６と、ブラケット２５の上面およびＨ型鋼２６のフランジ面を接合する鋼製で断面Ｌ字状の固定部材２７とを備える。

図４〜図６に示すように、ブラケット２５は、Ｈ型鋼２６を水平方向に支持する部材であり、山留め壁２１を構成するＨ型鋼２４の掘削箇所側のフランジ面における上端部２４Ｕの近傍に溶接されている。
Ｈ型鋼２６は、各山留め壁２１における左端部２１Ｌと右端部２１Ｒとの間に亘って水平方向に取り付けられている。
図６に示すように、固定部材２７は、そのＬ字の垂直面がＨ型鋼２６のフランジ面とボルトで接合され、Ｌ字の水平面がブラケット２５の上面部に溶接接合されている。
また、図４において、左側の山留め壁２１に取りつけられた補強部材２２と、上側の山留め壁２１に取りつけられた補強部材２２とは、互いに当接している。なお、他の山留め壁については説明を省略するが、前記同様に施工される。

次に、山留め壁構造２を施工する手順について説明する。
図４に示すように、オーガー等を用いてソイルセメント柱列壁である山留め壁２１を掘削箇所の周囲に形成する。次に、図５，図６に示すように、山留め壁２１を構成するＨ型鋼２４において、掘削箇所側のフランジ面の上端部２４Ｕの近傍にブラケット２５を溶接する。次に、図４〜図６に示すように、このブラケット２５の上に、山留め壁２１の左右側の端部間に亘って、Ｈ型鋼２６を掛け渡し、山留め壁２１を構成するＨ型鋼のフランジ面とＨ型鋼２６のフランジ面とを溶接する。次に、図６に示すように、ブラケット２５上に固定部材２７を配置して、Ｈ型鋼２６のフランジ面と固定部材２７の垂直面とをボルトで締めた後、固定部材２７の水平面とブラケット２５上面とを溶接する。
以下、全ての山留め壁２１に対して、前記同様に補強部材２２を取りつけて、山留め壁構造２を施工する。

このような第２実施形態によれば、前記第１実施形態における(１)〜(３)，(５)，(６)と同様の効果に加えて、以下に示すような効果がある。
(７)補強部材２２をＨ型鋼２４で構成したので、補強部材２２をコンクリート製とする場合に比べて、比較的短期間で山留め壁２１に補強部材２２を取りつけることができ、作業効率が良い。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、図７に示すように、当該掘削箇所に施工される躯体１００の一部を補強部材として兼用させることができる。具体的には、図７に示すように、例えば、前記第２実施形態と同様にしてソイルセメント柱列壁である山留め壁２１を形成する。次に、掘削箇所の掘削を進めていき、まず、山留め壁２１を構成するＨ型鋼２４において、掘削箇所側のフランジ面の上端部２４Ｕ近傍の位置に、本設構造物である躯体１００の梁部１０１を施工する。さらに、掘削箇所の掘削を進めて、梁部１０１の下側に躯体の外壁部１０２を形成する。以下、同様にして、所定の深さまで順次、梁部１０１や外壁部１０２を施工する。なお、梁部１０１における図中右側の面１０１Ａには、雌ねじが切られた筒部材１１０が埋め込まれ、この雌ねじ状の筒部材１１０には、躯体１００の床部１０３を構成する鉄筋１０３Ａが螺合され、躯体１００の床部１０３が施工される。

また、前記第１実施形態では、山留め壁１１を構成するＨ型鋼杭１１１のフランジ面に鉄筋１２１Ａを接合する際に、Ｈ型鋼杭１１１のフランジ面に鉄筋１２１Ａを直接溶接する方法を採用していたが、これに限らず、例えば、図８に示すように、内側に雌ねじが切られた筒状部材２０１をＨ型鋼杭１１１のフランジ面に接合し、この筒状部材２０１に対して、外周に雄ねじが切られた鉄筋２０２を螺合して接合する方法を採用できる。
また、図９に示すように、断面コ字状の部材３０１の一の面に鉄筋３０２が溶接された部材３００を予め形成しておき、この部材をＨ型鋼杭１１１のフランジ面にはめこんで接合する方法を採用してもよい。

ここで、前記第１実施形態では、山留め壁を親杭横矢板とし、また、前記第２実施形態では、山留め壁をソイルセメント柱列壁としたが、これに限らず、例えば、山留め壁を鉄筋コンクリート製等として形成できる。このように、山留め壁を鉄筋コンクリート製とする場合には、例えば、山留め壁に鋼製プレートを設け、この鋼製プレートが掘削箇所側に露出するように山留め壁を施工し、この鋼製プレートに鉄筋を溶接する方法を採用できる。

前記第１実施形態において、山留め壁を親杭横矢板としたが、ソイルセメント柱列壁として形成してもよい。また、前記第２実施形態において、山留め壁をソイルセメント柱列壁としたが、親杭横矢板として形成してもよい。
また、前記第１実施形態において、補強部材を現場で打設するコンクリートとして形成したが、これに限らず、例えば、プレキャストコンクリートを採用できる。なお、補強部材がコンクリート製である場合には、プレストレスコンクリートも採用できる。

前記各実施形態において、山留め壁の左端部と右端部との間に亘って水平方向に補強部材を設けたが、これに限らず、例えば、両端部までは補強部材を設けずに、左端部近傍かと右端部近傍との間に亘って補強部材を設けてもよい。
また、前記各実施形態において、山留め壁の壁面の上端部の近傍に補強部材を設けたが、これに限らず、例えば、山留め壁の中央部分や下端部側等に補強部材を設けてもよいし、複数設けてもよい。
また、前記各実施形態において、山留め壁における掘削箇所側の壁面に補強部材を設けたが、これに限らず、例えば、山留め壁における周辺地盤側の壁面に補強部材を設けてもよく、この場合には、躯体の犬走りとして利用可能である。

本発明の第１実施形態に係る山留め壁構造を模式的に示す図である。 前記第１実施形態の山留め壁構造の一部を示す斜視図である。 前記第１実施形態の山留め壁構造の一部を拡大して示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る山留め壁構造の一部を示す図である。 前記第２実施形態の山留め壁を構成するＨ型鋼に補強部材を接合する様子を模式的に示す斜視図である。 前記第２実施形態の山留め壁を構成するＨ型鋼に補強部材が接合された様子を模式的に示す断面図である。 本発明の変形例に係る山留め壁構造において、掘削箇所に施工される躯体一部を補強部材として兼用していることを模式的に示す断面図である。 前記第１実施形態の第１の変形例に係る山留め壁構造の一部を拡大して示す模式図である。 前記第１実施形態の第２の変形例に係る山留め壁構造の一部を拡大して示す模式図である。

符号の説明

１，２ 山留め壁構造
１１，２１ 山留め壁
１１Ｌ，２１Ｌ 両端部を構成する左端部
１１Ｒ，２１Ｒ 両端部を構成する右端部
１１Ｕ 上端部
１２ 補強部
１２Ａ 鉄筋
２２，１２１ 補強部材
２３ ソイルセメント柱
２４ 鋼製の芯材であるＨ型鋼
２４Ｕ 上端部
２５ ブラケット
２６ 鋼製の補強部材本体であるＨ型鋼
２７ 固定部材
１００ 躯体
１０１ 梁部
１０２ 外壁部
１０３ 床部
１０３Ａ 鉄筋
１１０ 筒部材
１１１ 鋼製の芯材であるＨ型鋼杭
１１１Ｕ 上端部
１１２ 横矢板
１２１Ａ 鉄筋

Claims (7)

1. 掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐための山留め壁構造であって、
   少なくとも一辺の山留め壁の壁面には、補強部材が設けられ、
   この補強部材は、前記山留め壁の両端部に亘って水平方向に沿って設けられた横架材であることを特徴とする山留め壁構造。
2. 請求項１に記載の山留め壁構造において、
   前記補強部材は、前記山留め壁の壁面における上端部近傍に設けられていることを特徴とする山留め壁構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の山留め壁構造において、
   前記補強部材は、前記山留め壁の内側壁面に設けられていることを特徴とする山留め壁構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の山留め壁構造において、
   前記山留め壁は、少なくとも幅方向の両端部に配置され、表面の少なくとも一部が外部に露出した鋼製の芯材を有し、
   前記補強部材は、前記芯材の露出した表面に接合される鉄筋または鉄骨を含む鉄筋コンクリートまたは鉄骨コンクリート製として構成されていることを特徴とする山留め壁構造。
5. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の山留め壁構造において、
   前記山留め壁は、少なくとも幅方向の両端部に配置され、表面の少なくとも一部が外部に露出した鋼製の芯材を有し、
   前記補強部材は、前記各芯材の露出した表面に接合されるブラケットと、これらのブラケット上に掛け渡される鋼製の補強部材本体とを備えることを特徴とする山留め壁構造。
6. 掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐための山留め壁構造を施工する山留め壁構造の施工方法であって、
   少なくとも幅方向の両端部に配置され、その表面の少なくとも一部が外部に露出する鋼製の芯材を有する山留め壁を形成した後に、
   前記両芯材の露出した表面に鉄筋をそれぞれ接合し、その後、この鉄筋を含むようにコンクリートを打設して鉄筋コンクリート製の補強部材を形成することを特徴とする山留め壁構造の施工方法。
7. 掘削箇所の周辺地盤の崩壊を防ぐための山留め壁構造を施工する山留め壁構造の施工方法であって、
   少なくとも幅方向の両端部に配置され、その表面の少なくとも一部が外部に露出する鋼製の芯材を有する山留め壁を形成した後に、
   前記両芯材の露出した表面にブラケットをそれぞれ接合し、
   その後、これらのブラケット上に鋼製の補強部材本体を掛け渡して補強部材を形成することを特徴とする山留め壁構造の施工方法。
   

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