JP2006112047A - 高靱性土留壁、および高靱性土留壁の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレストレストコンクリート杭の連接体から構成され、高い靱性を有する高靱性土留壁を提供する。
【解決手段】高靱性土留壁１は、この高靱性土留壁１を構成するＰＣ（プレストレストコンクリート）杭がＨ形断面を有するＰＣ杭１０であって、網目状に配設した鉄筋又はＰＣ鋼材３０を壁体内全面に内蔵するとともに、隣接するＨ形断面を有するＰＣ杭間の連接空所２０に間詰めコンクリート５０を充填して一体構造物としたものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プレストレストコンクリート杭の連接体から成る土留壁、およびそのような高靱性土留壁を施工する土留壁の施工方法に関する。

従来より、例えば地下構造物を構築するにあたっては、鋼矢板やコンクリート杭やコンクリート矢板などといった複数の杭又は矢板を連続的に地中に沈設して、掘削時における土砂の崩壊を防ぐための、仮設構造物としての土留壁を施工することが行われている。また、近年、アンダーパスの側壁など荷重条件の厳しい、高さの高い鉛直土留壁をＰＣ杭等によって築造し、永久構造物として用いることも行われている。

このような土留壁の施工に用いられるコンクリート杭やコンクリート矢板として、ＰＣ（プレストレストコンクリート）杭又はＰＣ矢板が普及している。このＰＣ杭又はＰＣ矢板は、プレテンション方式で製造され、ＰＣ鋼材を緊張してコンクリートにプレストレスを与え、曲げ耐力を高めたものである（例えば、特許文献１参照。）。

また、土留壁の施工に用いられるＰＣ杭又はＰＣ矢板として、波形断面を有するＰＣ矢板や、角形断面を有するＰＣ杭が知られている。角形ＰＣ杭は、例えば、プレテンション方式のプレストレス遠心力コンクリートパイルを用い、断面を角形に成形し、中心にオーガドリル挿入孔を有するものがある（例えば、特許文献２参照。）。このような角形ＰＣ杭を連続的に沈設した壁体パイルは、構造物として最適な剛性および耐力を有するとされているが、隣接杭間の一体化及びシール性が乏しく、靱性向上も未だ十分でない。

また、波形ＰＣ矢板や角形ＰＣ杭に代えて、杭を連続的に沈設した際の隣接する杭同士の連接部に杭の長手方向に凹条を備えた、Ｈ形断面を有するＰＣ杭を用いた土留壁も知られている。このようなＨ形断面を有するＰＣ杭は、波形ＰＣ矢板や角形ＰＣ杭よりも曲げ耐力が高く、容易かつ正確に地中に沈設することができるものである。
特許第３０１７６７６号公報 特開昭４８−９９９０８号公報

上述したように、ＰＣ杭は、土圧または地震荷重等によってＰＣ杭に曲げが生じたとしても、引張側のＰＣ鋼材が曲げに抵抗し、復元性が高い。しかし、土中構造物は地盤の変形と共に、強制的に変形させられる。特にレベル２地震に対しては、ＰＣ杭の降伏耐力を越えてしまう。ＰＣ杭は、ＰＣ鋼材降伏後の変形性能が小さく、土留壁等においては、条件によって、さらに靱性を向上させ、地震エネルギー等の吸収能力をさらに大きくしたい場合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、高い靱性を有する高靱性土留壁、およびそのような高靱性土留壁を施工する高靱性土留壁の施工方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明の高靱性土留壁は、Ｈ形断面を有するプレストレストコンクリート杭の連接体から成る壁体であって、網目状に配設した鉄筋又はＰＣ鋼材を上記壁体内全面に内蔵し、杭間の連接空所に間詰めコンクリートを充填して構成したことを特徴とする。

本発明の高靱性土留壁は、高靱性土留壁を構成するプレストレストコンクリート杭がＨ形断面を有するものであるため、各ＰＣ杭のウエブに鉄筋又はＰＣ鋼材を網目状に配設することが容易に実現可能である。また、本発明の高靱性土留壁は、網目状に配設した鉄筋又はＰＣ鋼材を上記壁体内全面に内蔵するとともに、杭間の連接空所に間詰めコンクリートを充填して一体構造物としたものであるため、壁体全体が高強度・高剛性体となると共に、極めて高い靱性を有することとなる。

また、上記目的を達成する本発明の高靱性土留壁の施工方法は、Ｈ形断面を有するＰＣ杭のウエブに予め多数の孔を設けておき、そのＰＣ杭のフランジ端を隣接させて順次地中に沈設し、鉄筋又はＰＣ鋼材を上から左右斜めに上記孔を通って隣接ＰＣ杭を縫って互いに交差させて挿通し、隣接ＰＣ杭間空所に順次間詰めコンクリートを打設してＰＣ杭を一体化した壁体を形成することを特徴とする。

なお、本発明において、前記ＰＣ鋼材として異形ＰＣ鋼棒を用いると挿通が容易であり、間詰めコンクリートとの付着性が向上するので好ましい。

本発明の高靱性土留壁の施工方法によれば、各Ｈ形断面を有するＰＣ杭のウエブに予め設けられた多数の孔に鉄筋又はＰＣ鋼材を互いに交差させて挿通することによってその鉄筋又はＰＣ鋼材を網目状に配設することが容易に実現され、本発明の高靱性土留壁が施工されることとなるため、極めて高い靱性を有する高靱性土留壁を容易に得ることができる。

本発明によれば、従来、ＰＣ鋼材降伏後の変形性能が小さかったＰＣ杭で構築した土留壁に対して、高靱性土留壁は、鉄筋又はＰＣ鋼材を網目状に配設すると共に杭間の連接空所に間詰めコンクリートを充填して一体構造物としたため、高い靱性を有することとなり、地震エネルギー等の吸収能力がより一層向上された高靱性土留壁が提供される。

また、本発明の施工方法によれば、ＰＣ杭として、ウエブに予め多数の孔を設けたＨ形断面を有するＰＣ杭が適用されるため、それらの孔に鉄筋又はＰＣ鋼材を互いに交差させて挿通することによって、鉄筋又はＰＣ鋼材が網目状に配設された高靱性土留壁を容易に施工することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明するのに先立って、上述した従来技術のＰＣ杭の問題点について分析する。

図３は、比較例である角形断面を有するＰＣ杭を整列施工して土留壁を形成した壁体の一部分を上面から見た部分上面図である。

図３に示す土留壁２は、ＰＣ鋼材を埋設してプレテンション方式でプレストレスを導入した角形断面を有するＰＣ（プレストレストコンクリート）杭６０の連接体から成る土留壁である。隣接する角形ＰＣ杭６０同士の接合面に凹条６１が設けられていて、この凹条６１には、袋詰めモルタル等の詰めもの６２が充填されている。

この角形ＰＣ杭６０は、土圧または地震荷重等によって曲げが生じたとき、この角形ＰＣ杭６０に埋設されてプレストレスを与えるＰＣ鋼材が曲げに抵抗し、復元性が高い。しかし、ＰＣ杭は、ＰＣ鋼材降伏後の変形性能が小さいものであるため、さらに靱性を向上させ、地震エネルギー等の吸収能力をさらに大きくしたい要求がある。

本発明は、上記のような分析に基づいたものである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された高靱性土留壁の一部分を上面から見た部分上面図であり、図２は、図１に示す高靱性土留壁を側面から見た部分側面図である。

図１，図２に示す高靱性土留壁１は、ＰＣ鋼材を埋設してプレテンション方式でプレストレスを導入したＨ形断面を有するＰＣ杭１０の連接体から成る高靱性土留壁であって、本発明にいう高靱性土留壁の一例に相当するものである。また、各Ｈ形断面を有するＰＣ杭１０のウエブ１０ａには、予め多数の孔が設けられている。

この図１，図２に示す高靱性土留壁の施工方法を説明する。

先ず、ウエブ１０ａに予め多数の孔が設けられたＨ形断面を有するＰＣ杭１０を、各Ｈ形断面を有するＰＣ杭１０のフランジ端１０ｂを隣接させて順次地中に沈設する。本実施形態では、図の向かって右側方向が沈設の進行方向であって、図の向かって左側から順に、先ず１２本程度のＨ形断面を有するＰＣ杭１０を沈設する（第１工程）。

次に、沈設された隣接Ｈ形断面を有するＰＣ杭間の連接空所２０の内壁を、図示しない引掻棒や水ジェットを用いて清掃する（第２工程）。

次に、異形ＰＣ鋼捧３０を、上から右斜め下に向けて、第１工程で沈設された各Ｈ形断面を有するＰＣ杭１０のウエブ１０ａに予め設けられた孔を通って、図中にＡ側と示したように、その孔の一方の端に沿わせて隣接Ｈ形断面を有するＰＣ杭１０を縫って挿通する。また、異形ＰＣ鋼捧３０を、上から左斜め下に向けて、各Ｈ形断面を有するＰＣ杭１０のウエブ１０ａに予め設けられた孔を通って、図中にＢ側と示したように、上記一方に対するその孔の他方の端に沿わせて隣接Ｈ形断面を有するＰＣ杭１０を縫って挿通する（第３工程）。このように異形ＰＣ鋼捧３０を挿通することは、異形ＰＣ鋼捧３０を互いに交差させて挿通させることとなるため、異形ＰＣ鋼捧３０を網目状に配設することが容易に実現される。尚、本実施形態に適用される異形ＰＣ鋼捧３０は４ｍの定尺のものであって、挿通に当たっては、必要に応じて、図示しないカップラーを用いて複数の異形ＰＣ鋼捧３０を連結する。

次に、第３工程で挿通された異形ＰＣ鋼捧３０がＨ形断面を有するＰＣ杭１０の下部まで到達している隣接のＨ形断面を有するＰＣ杭間の連接空所２０にトレミー管４０を差し込み、間詰めコンクリート５０を打設する（第４工程）。図１，図２に示す例では、沈設された１２本のＨ形断面を有するＰＣ杭１０のうちの、図の左側から数えて１本目と２本目の隣接するＨ形断面を有するＰＣ杭間の連接空所２０から、５本目と６本目の隣接するＨ形断面を有するＰＣ杭間の連接空所２０までは異形ＰＣ鋼捧３０が下部まで到達しているため、図１，図２にハッチングで示されたＨ形断面を有するＰＣ杭間の連接空所２０にトレミー管４０を差し込み、間詰めコンクリート５０を打設する。

上述した第１工程から第４工程を繰り返すことによって、網目状に配設される異形ＰＣ鋼捧３０が壁体内全面に内蔵されると共に、壁体を構成する全てのＨ形断面を有するＰＣ杭間の連接空所２０に間詰めコンクリート５０が充填されて、Ｈ形断面を有するＰＣ杭１０を一体化した壁体が構築される。従って、このように構築された高靱性土留壁１は、壁体全体が高強度・高剛性体となると共に、極めて高い靱性を有することとなり、地震エネルギー等の吸収能力がより一層向上される。

尚、本実施形態では、異形ＰＣ鋼捧３０を網目状に配設する例を挙げたが、これに限られるものではなく、鉄筋又は他のＰＣ鋼材を網目状に配設してもよい。

本発明の一実施形態が適用された高靱性土留壁の一部分を上面から見た部分上面図である。 図１に示す高靱性土留壁を側面から見た部分側面図である。 比較例である角形断面を有するＰＣ杭を整列施工して土留壁を形成した壁体の一部分を上面から見た部分上面図である。

符号の説明

１ 高靱性土留壁
２ 土留壁
１０ Ｈ形断面を有するＰＣ杭
１０ａ ウエブ
１０ｂ フランジ端
２０ 連接空所
３０ 異形ＰＣ鋼捧
４０ トレミー管
５０ 間詰めコンクリート
６０ 角形ＰＣ杭
６１ 凹条
６２ 詰めもの

Claims (4)

1. Ｈ形断面を有するプレストレストコンクリート杭の連接体から成る壁体であって、網目状に配設した鉄筋又はＰＣ鋼材を前記壁体内全面に内蔵し、杭間の連接空所に間詰めコンクリートを充填してなることを特徴とする高靱性土留壁。
2. 前記ＰＣ鋼材は異形ＰＣ鋼棒であることを特徴とする請求項１記載の高靱性土留壁。
3. Ｈ形断面を有するプレストレストコンクリート杭（ＰＣ杭）のウエブに予め多数の孔を設けておき、該ＰＣ杭のフランジ端を隣接させて順次地中に沈設し、鉄筋又はＰＣ鋼材を上から左右斜めに前記孔を通って隣接ＰＣ杭を縫って互いに交差させて挿通し、隣接ＰＣ杭間空所に順次間詰めコンクリートを打設してＰＣ杭を一体化した壁体を形成することを特徴とする高靱性土留壁の施工方法。
4. 前記ＰＣ鋼材は異形ＰＣ鋼棒であることを特徴とする請求項３記載の高靱性土留壁の施工方法。

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