JP2006291575A - 擁壁及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
擁壁の各構成要素を一体化し、高地盤の土圧に対する耐力を擁壁全体として効果的且つ長期に発揮するとともに、掘削土、廃土及び埋戻し土の量を削減し、しかも、擁壁の重心を非転倒側に変位させて擁壁の転倒を確実に防止する。
【解決手段】
擁壁１は、柱２、杭３及び壁体６によって高地盤Ｇの土圧を支持し、高地盤の崩壊を阻止する。柱は、杭の直上に構築された鉄筋コンクリート構造の立柱からなり、杭及び柱は、上下に整列した垂直軸組部材を構成する。 鉄筋コンクリート構造のバットレス７が垂直軸組部材の背面に一体化し、隣接する垂直軸組部材は、壁体の鉛直荷重を支持する鉄筋コンクリート構造の基礎４によって一体的に相互連結される。基礎は、垂直軸組部材を相互連結する水平軸組部材を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、擁壁及びその施工方法に関するものであり、より詳細には、大型フーチングの施工を省略可能にするとともに、高い剛性を発揮する湿式工法の擁壁及びその施工方法に関するものである。

高さ２ｍを超える切土、或いは、高さ１ｍを超える盛土等によって生じる崖や、急傾斜地又は水路等の如く高低差が生じる地盤においては、地盤の崩壊を防止する擁壁を設置する必要が生じる。この種の擁壁は、鉄筋コンクリート構造の壁体、或いは、プレキャスト製品又はコンクリートブロックを組積した壁体からなる。

このような擁壁は、通常は、全体的にＬ型断面又はＴ型断面に設計され、比較的大型の基礎フーチングが、擁壁底部に形成される。基礎フーチングは、擁壁に作用する荷重（土圧）及び擁壁の自重を支持地盤に伝達する広範な接地面積を確保するとともに、擁壁の転倒を防止するように機能する。

基礎フーチングは、高地盤側に比較的大きく延びるので、擁壁施工時に高地盤を広範囲に掘削し、擁壁施工後に掘削部分を埋戻す必要が生じる。しかし、広範な高地盤の掘削及び埋戻しは、多大な掘削工事の労力、移動土量の増加、埋戻し土の非安定性等の問題を生じさせる。また、施工現場の環境、条件又は地形によっては、大型の基礎フーチングを施工し難い状態が生じる。

このような基礎フーチング施工の問題を解消すべく、地山側に荷重を付加して親杭に予め非転倒側の曲げモーメントを付与するように構成された乾式工法の擁壁構造が、特許第２８２４２１７号掲載公報に開示されている。この擁壁は、地山側に錘構築用の溝を掘削して鉄筋コンクリート構造の錘又は梁を溝内に形成するとともに、この錘と擁壁直下の親杭とを支持梁で連結した構造を有し、親杭の間には、ＰＣ版等の土留め壁が形成される。このような擁壁構造によれば、錘の荷重によって親杭に曲げモーメントが作用するとともに、地盤に対する支持梁及び錘の粘着力及び摩擦力によって擁壁の耐力を増大し、これにより、基礎フーチングの施工を省略し得るかもしれない。
特許第２８２４２１７号掲載公報

しかしながら、上記特許文献１の擁壁は、親杭（鋼材）の下端部を地中に埋込み、親杭上部の間に壁体構成要素（ＰＣ版等）を掛け渡す乾式工法の擁壁であるにすぎず、高地盤の土圧および壁体構成要素の自重は、壁体の変形と、親杭及び壁体構成要素の係止部に生じる反力とによって、吸収し又は支持し得るにすぎない。

また、上記特許文献１の擁壁では、親杭の上部から高地盤側に鋼製ブラケットを突出させ、ブラケットの先端部に錘を構築することによって、非転倒側のモーメントを擁壁に与えているが、ブラケットは、線型部材であり、しかも、ブラケット及び親杭の接合部は、ピン支持の支点であるにすぎず、このため、地盤の摩擦力を効果的に利用することはできない。

上記特許文献１の擁壁は又、親杭（通常は山止め工事（仮設工事）に使用されるＨ型鋼材）と、鋼製ブラケットと、ＰＣ版等の面材とを組付けた構造を有するにすぎず、各構成要素を剛体として一体化したものではない。このため、このような擁壁の構造によっては、擁壁全体で土圧に耐える効果は、得られない。しかも、軸組部材として鋼材を用いた特許文献１の擁壁では、鋼材の発錆を回避し難く、擁壁の耐用年数の点においても、これを改善すべき必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、擁壁の各構成要素を一体化し、高地盤の土圧に対する耐力を擁壁全体として効果的且つ長期に発揮するとともに、掘削土、廃土及び埋戻し土の量を削減し、しかも、擁壁の重心を非転倒側に変位させて擁壁の転倒を確実に防止することができる擁壁及びその施工方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成すべく、柱、杭及び壁体によって高地盤の土圧を支持し、高地盤の崩壊を阻止する擁壁において、
前記柱は、前記杭の直上に構築された鉄筋コンクリート構造の立柱からなり、前記杭及び柱は、上下に整列した垂直軸組部材を構成し、
鉄筋コンクリート構造のバットレスが前記垂直軸組部材の背面に一体化し、隣接する前記垂直軸組部材は、前記壁体の鉛直荷重を支持する鉄筋コンクリート構造の基礎（第１基礎）によって一体的に相互連結され、該基礎は、前記垂直軸組部材を相互連結する水平軸組部材を構成することを特徴とする擁壁を提供する。

本発明は又、柱、杭及び壁体によって高地盤の土圧を支持し、高地盤の崩壊を阻止する擁壁の施工方法において、
杭を擁壁の壁芯に沿って施工した後、各々の前記杭の直上に鉄筋コンクリート構造の柱を構築して垂直軸組部材を形成するとともに、隣接する前記垂直軸組部材を一体的に相互連結する鉄筋コンクリート構造の基礎（第１基礎）を水平軸組部材として構築し、
前記柱の背面から擁壁の背後に延びる鉄筋コンクリート構造のバットレスを構築するとともに、前記基礎上に前記壁体を構築することを特徴とする擁壁の施工方法を提供する。

本発明の上記構成によれば、擁壁の軸組は、柱及び杭からなる垂直軸組部材と、垂直軸組部材同士を一体的に相互連結する水平軸組部材とから構成される。壁体は、水平軸組部材上に構築され、壁体の自重は、水平軸組部材を介して杭に伝達する。高地盤の土圧は、主として壁体に作用し、壁体に作用した荷重は、軸組部材に伝達し、杭の支持力で支持される。鉄筋コンクリート構造の柱及び基礎は、土壌による腐食に耐え、比較的長期に亘って所望の耐力を維持する。従って、本発明の擁壁は、高地盤の土圧に対する耐力を擁壁全体として効果的且つ長期に発揮する。

また、鉄筋コンクリート構造のバットレスは、バットレスの自重によって擁壁の重心を高地盤側に変位させるとともに、バットレス壁面及び地盤の間の摩擦力によって擁壁の転倒を防止する。

更に、本発明の擁壁は、高地盤側に延びるフーチングを省略した構成を備えるので、施工において、軸組部材、壁体及びバットレスを施工可能な範囲のみを掘削すれば良い。従って、本発明によれば、地盤掘削の工程及び労力を短縮又は軽減し、掘削土、廃土及び埋戻し土の量を削減することができる。掘削土量の削減は、移動土量の減少や、埋戻し土の非安定性に伴う課題を同時に解消するので、実務的に極めて有利である。また、本発明の擁壁は、フーチングを施工困難な地形に適用し得るので、擁壁の適用範囲は、大きく拡大する。

本発明によれば、擁壁の各構成要素を一体化し、高地盤の土圧に対する耐力を擁壁全体として効果的且つ長期に発揮するとともに、掘削土、廃土及び埋戻し土の量を削減し、しかも、擁壁の重心を非転倒側に変位させて擁壁の転倒を確実に防止することができる擁壁及びその施工方法を提供することができる。

好ましくは、バットレスの先端部には、鉄筋コンクリート構造の第２基礎が一体的に構築される。第２基礎は、バットレスの先端部に荷重を付加し、擁壁の重心を更に高地盤側に変位させる。第２基礎及びバットレスの荷重は、非転倒側の応力を柱に与え、擁壁の転倒を防止するように作用する。更に好ましくは、第２基礎は、隣接するバットレス同士を相互に一体的に連結する。このような構成によれば、複数のバットレスの協働作用によって擁壁の転倒を阻止することができる。

好適には、上記柱及び梁の断面は、鉄筋の連続性及び施工性等を考慮し、同一形状又は相似形状に設計することが望ましい。例えば、上記柱は、円形断面又は多角形断面を有する鉄筋コンクリート柱からなり、上記杭は、円形断面又は多角形断面を有する場所打ちコンクリート杭からなり、柱の主筋は、杭のコンクリートに定着し、杭の主筋は、柱のコンクリートに定着する。

上記壁体の構造として、湿式工法のＰＣブロック（プレキャストコンクリートブロック）組積構造を好ましく採用し得る。ＰＣブロックの目地部（及び中空部）には、鉄筋が配筋され、ＰＣブロックの目地部（及び中空部）には、セメントモルタルが充填され、鉄筋の端部は、水平軸組部材及び垂直軸組部材のコンクリートに定着する。変形例として、壁体をＰＣ版又は鉄筋コンクリート構造壁によって構築しても良い。

上記水平軸組部材（第１基礎）及び第２基礎は、断面寸法の縮小や、施工性改善等の観点より、望ましくは、方形又はＴ型断面の鉄筋コンクリート連続梁形態に施工される。

なお、本明細書において、垂直及び水平の用語は、必ずしも厳密な垂直及び水平を意味するものではなく、通常の土木・建築工事の実態に照らして、概ね水平又は垂直であれば良く、ある程度の傾斜を許容するものと解すべきである。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明の擁壁の基本構成を示す斜視図である。

擁壁１は、壁芯方向に間隔を隔てて配置された円形断面の柱２を備える。杭３が、柱２の直下に配置される。柱２及び杭３の軸芯は一致し、柱２及び杭３は上下に整列する。柱２は、鉄筋コンクリート構造の垂直立柱からなり、杭３は、円形断面の場所打ちコンクリート杭からなる。柱２及び杭３は、擁壁１の垂直軸組部材を構成する。

柱２の柱脚部を相互連結する鉄筋コンクリート構造の第１基礎４が、擁壁１の壁芯方向に延びる。基礎４は、方形の梁型断面を有し、壁体６の鉛直荷重に耐える曲げ剛性及び剪断剛性を備える。基礎４は、隣接する垂直軸組部材（柱２及び杭３）を相互接続する擁壁１の水平軸組部材を構成する。擁壁用ＰＣブロック（プレキャストコンクリートブロック）５が、基礎４上に組積される。ＰＣブロック５は、縦横の鉄筋を目地部及び中空部等に配筋した後にセメントモルタルを目地部及び中空部に充填する公知の湿式組積工法に従って施工される。

バットレス（控え壁）７が、柱２の背後に配置される。バットレス７は、柱２の裏面に一体化した鉄筋コンクリート構造の壁体からなり、柱２の裏面から高地盤Ｇ側に突出する。バットレス７の上端面７ａは、高地盤Ｇ側に水平に延び、バットレス７の下端面７ｂは、柱２の柱脚部から高地盤Ｇ側に斜め上方に延びる。直角三角形の底辺（上端面７ａ）を上側に配置したバットレス７の逆三角形形態は、フーチングに沿って延びる従来のバットレスの形態（直角三角形の底辺を下側に配置した直角三角形形態）と対比すると、顕著に相違する。

鉄筋コンクリート構造の第２基礎８が地盤Ｇ内に形成される。基礎８は、バットレス７の先端部を相互連結する。基礎８は、方形の梁型断面を有し、概ね壁芯方向に延びる。

柱２の主筋（縦筋）が、基礎４を貫通して杭３内に延び、基礎４及び杭３のコンクリートに定着する。杭３の主筋（縦筋）が、基礎４を貫通して柱２内に延び、基礎４及び柱２のコンクリートに定着する。壁体６の縦筋が、基礎４内に延び、基礎４のコンクリートに定着し、壁体６の横筋が、柱２内に延び、柱２のコンクリコートに定着する。柱２、杭３、基礎４及び壁体６は、高地盤Ｇの土圧に耐える一体的な土留め壁を構成する。また、バットレス７の鉄筋は、柱２、杭３及び基礎４のコンクリートに定着するとともに、基礎８のコンクリートに定着する。バットレス７及び基礎８は、柱２、杭３及び基礎４と応力伝達可能に一体化する。

図２は、図１に示す基本構成を備えた擁壁１の実施例を示す平面図（図２Ａ）、梁伏図（図２Ｂ）及び杭伏図（図２Ｃ）であり、図３は、擁壁１の各構成要素を示す側面図である。図４は、図２のＩ−Ｉ線における断面図であり、図５は、図２のII−II線における断面図である。図６は、壁体６及び柱２の配筋（鉄筋配置）を示す横断面図及び正面図である。図７、図８及び図９は、擁壁１の軸組図である。なお、図７には、擁壁１の正面部の軸組が示され、図８及び図９には、高地盤Ｇ側に屈曲した擁壁１の端部の軸組が示されている。
図２及び図７〜９に示すように、本実施例の擁壁１は、高地盤Ｇの地形に相応した平面形態に配置され、左右の端部が高地盤Ｇ側に屈曲している。擁壁１は、高地盤Ｇを囲み、低地盤Ｌ側への高地盤Ｇの崩壊又は崩落を阻止する（図１Ａ）。なお、図８及び図９に示すように、擁壁端部に生じ得る基礎４の段差部は、コンクリート増打ち等によるフカシ部４ｃによって補正される。

図２（Ｂ）に示す如く、基礎８は、高地盤Ｇに地中埋設される。図３に示すように、バットレス７は、基礎８と各柱２とを相互連結するように配置される。壁体６は、柱２の間に延在し、壁体６を支持する基礎４（仮想線で示す）が、柱２の配列に沿って低地盤Ｌのレベルに構築される。図３に示すように、基礎４は、柱２から高地盤Ｇ側及び低地盤Ｌ側に若干突出するが、基礎４の幅Ｗは、従来の擁壁のフーチングに比べ、遥かに小さく、基礎４の側方突出寸法Ｗ１、Ｗ２は、非常に小さい寸法に設定される。

杭３は、図２（Ｃ）及び図３に示すように、各柱２の直下に配置され、基礎４の下側に延びる。図４に示す如く、柱２及び杭３は、いずれも円形断面を有し、柱２及び杭３の軸芯（鉛直中心軸線）は一致する。このため、柱２の主筋２ａは、基礎４を貫通して杭３内に延び、基礎４及び杭３のコンクリートに定着し、杭３の主筋３ａは、基礎７を貫通して柱２内に延び、基礎７及び柱２のコンクリートに定着する。従って、柱２及び杭３の主筋２ａ、３ａは、曲げ加工等の加工を格別に行うことなく、十分な定着長を確保することができる。

基礎８は、基礎８の長手方向に延びる主筋８ａを有し、基礎８に作用する荷重、剪断力等の外力に耐える耐力を発揮する。バットレス７は、上下の主筋７ｃ、７ｄを有する。主筋７ｃの柱側端部は、柱２内に延び、柱２のコンクリートに定着し、主筋７ｄの柱側端部は、基礎４を貫通し、杭３内に延び、基礎４及び杭３のコンクリートに定着する。主筋７ｃ、７ｄの外端部は、基礎８内に延び、基礎８のコンクリートに定着する。

なお、柱２、杭３は、フープ筋２ｂ、３ｂを有し、基礎８は、スタラップ筋８ｂを有し、バットレス７は、縦横の壁筋７ｅを有する。また、主筋２ａ、３ａ、８ａとして、Ｄ１９〜Ｄ２９程度の汎用の異形鉄筋を使用し、フープ筋２ｂ、３ｂ、壁筋７ｅ及びスタラップ筋８ｂとして、Ｄ１３〜Ｄ１９程度の汎用の異形鉄筋を使用することができる。

図５に示すように、基礎４は、壁芯方向に延びる主筋４ａと、主筋４ｂを囲むスタラップ筋４ｂとを有する。図５及び図６に示す如く、壁体６の縦筋６ａの下端部が基礎４のコンクリートに定着する。縦筋６ａは、ＰＣブロック５の目地部及び中空部に配置される。横筋６ｂがＰＣブロック５の各段に配置され、目地部及び中空部にセメントモルタルが充填される。横筋６ｂの両端部（図示せず）は、柱２のコンクリートに定着する。かくして、高地盤Ｇの土圧に耐える一体的な壁体６が形成される。なお、縦筋６ａ、横筋６ｂとして、Ｄ１３〜Ｄ２２程度の汎用の異形鉄筋を用いることができる。なお、水抜孔９（図６）が樹脂管等によって壁体６の適所に配設される。

図１０及び図１１は、擁壁１の変形例を示す擁壁１の横断面図である。

本発明の構成は、直線的な擁壁に限定されるものではなく、湾曲した平面形態の擁壁（図１０）、或いは、角度をなして屈曲する擁壁（図１１）などの各種平面形態の擁壁に適用することができる。柱２の円形立柱形態は、特定の方向性を有しないことから、このような擁壁に本発明を適用する上で有利である。

次に、擁壁１の施工方法について説明する。

擁壁１の施工において、高地盤Ｇの掘削範囲は、杭３、基礎４、バットレス７及び基礎８を施工可能な程度に限定される。即ち、擁壁１の施工においては、従来の擁壁施工方法と異なり、フーチング施工のために高地盤Ｇを大きく掘削することを要しない。

先ず、杭３、基礎４、バットレス７及び基礎８を施工するために必要とされる最小限の範囲だけ高地盤Ｇを掘削し、杭３の杭孔に鉄筋を配筋し、杭孔にコンクリートを打設して、場所打ちコンクリート杭（杭３）を施工する。柱２及びバットレス７の主筋２ａ、７ｄは、杭３の配筋と同時に少なくとも部分的に施工され、主筋２ａ、７ｄは、杭３のコンクリートに定着する。

次いで、基礎４の配筋及びコンクリート打設を行い、基礎４を施工する。
しかる後、柱２、バットレス７及び基礎８の配筋およびコンクリート打設を行い、柱２、バットレス７及び基礎８を施工する。なお、壁体６の縦筋６ａ及び横筋６ｂは、基礎４及び柱２の配筋時に少なくとも部分的に施工され、縦筋６ａ及び横筋６ｂの端部は、基礎４及び柱２のコンクリートに定着する。

更に、壁体６の縦筋６ａ及び横筋６ｂの配筋、ＰＣブロック５の組積、目地部及び中空部のモルタル充填を行って壁体６を構築し、各部のコンクリート及びモルタルの硬化後、掘削土の埋戻しを行い、擁壁１の工事を完了する。

このような構成の擁壁１によれば、擁壁１の荷重は、上下に整列した柱２及び杭３によって地盤に伝達する。従って、従来のような大型フーチングの施工を省略し得るので、掘削範囲を制限し、掘削土、廃土及び埋戻し土の量を削減することができる。基礎４は、垂直軸組部材（柱２及び杭３）同士を相互連結する水平軸組部材を構成し、擁壁１の剛性を全体的に向上させるとともに、壁体６の自重及び荷重を垂直軸組部材（柱２及び杭３）に伝達する。バットレス７は、柱２の剛性を向上するばかりでなく、バットレス７の側面と地盤との間に生じる摩擦力によって擁壁１の転倒を阻止するように働く。基礎８は、各バットレス７を相互連結し、バットレス自身の剛性を向上させる。

基礎４、８は又、離間した垂直軸組部材（柱２及び杭３）を一体化し、土圧に対する擁壁全体の剛性を向上させる。基礎８は又、バットレス７の先端部に鉛直荷重を付与し、バットレス７及び基礎８の重量は、擁壁１の重心を非転倒側に変位させる。従って、土圧による擁壁１の転倒は、確実に防止することができる。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。

例えば、上記実施例では、擁壁１は、円形断面の柱２及び梁３を備えるが、柱２及び梁３の断面は、方形、多角形又は楕円形等の各種形態に設計しても良い。

また、基礎４による垂直軸組部材（柱２及び杭３）の連結のみによって、擁壁１が所望の剛性を確保し得る場合には、基礎８は、各々のバットレス８の先端部に独立基礎として施工しても良い。

更に、バットレス７の形態は、必ずしも直角三角形に限定されるものではなく、例えば、下端面７ｂを湾曲させ、或いは、上端面７ａを傾斜させても良い。

また、上記実施形態では、杭３として場所打ちコンクリート杭を採用したが、既成ＲＣ杭、ＰＣ杭、鋼製杭等の他の形式の杭を杭３として採用しても良い。

本発明は、崖、急傾斜地又は水路等に施工される擁壁に適用される。本発明の擁壁は、大型フーチングの施工を要しないので、擁壁の施工性は、大きく改善する。また、本発明によれば、従来の擁壁では施工困難であった地盤に垂直な擁壁を施工することができる。更に、本発明は、既存擁壁の上に更に擁壁を構築する擁壁改修工事等を可能にする。

本発明の擁壁の基本構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す擁壁の全体構成を示す平面図（図２Ａ）、梁伏図（図２Ｂ）及び杭伏図（図２Ｃ）である。 擁壁の各構成要素を示す側面図である。 図２のＩ−Ｉ線における断面図である。 図２のII−II線における断面図である。 壁体及び柱の配筋を示す横断面図及び正面図である。 擁壁の軸組図であり、擁壁の正面部の軸組が示されている。 擁壁の軸組図であり、高地盤側に屈曲した擁壁の端部の軸組が示されている。 擁壁の軸組図であり、図８に示す端部と反対の側に位置する擁壁の端部の軸組が示されている。 擁壁の変形例を示す横断面図である。 擁壁の他の変形例を示す横断面図である。

符号の説明

１ 擁壁
２ 柱
３ 杭
４ 基礎（第１基礎）
５ ＰＣブロック
６ 壁体
７ バットレス
８ 基礎（第２基礎）
Ｇ 高地盤
Ｌ 低地盤

Claims (6)

1. 柱、杭及び壁体によって高地盤の土圧を支持し、高地盤の崩壊を阻止する擁壁において、
   前記柱は、前記杭の直上に構築された鉄筋コンクリート構造の立柱からなり、前記杭及び柱は、上下に整列した垂直軸組部材を構成し、
   鉄筋コンクリート構造のバットレスが前記垂直軸組部材の背面に一体化し、隣接する前記垂直軸組部材は、前記壁体の鉛直荷重を支持する鉄筋コンクリート構造の基礎によって一体的に相互連結され、該基礎は、前記垂直軸組部材を相互連結する水平軸組部材を構成することを特徴とする擁壁。
2. 前記バットレスの先端部には、鉄筋コンクリート構造の第２基礎が一体的に構築されることを特徴とする請求項１に記載の擁壁。
3. 前記柱及び梁の断面は、同一形状又は相似形状を有し、前記柱及び梁の中心軸線は一致することを特徴とする請求項１又は２に記載の擁壁。
4. 柱、杭及び壁体によって高地盤の土圧を支持し、高地盤の崩壊を阻止する擁壁の施工方法において、
   杭を擁壁の壁芯に沿って施工した後、各々の前記杭の直上に鉄筋コンクリート構造の柱を構築して垂直軸組部材を形成するとともに、隣接する前記垂直軸組部材を一体的に相互連結する鉄筋コンクリート構造の基礎を水平軸組部材として構築し、
   前記柱の背面から擁壁の背後に延びる鉄筋コンクリート構造のバットレスを構築するとともに、前記基礎上に前記壁体を構築することを特徴とする擁壁の施工方法。
5. 前記バットレスの先端部に鉄筋コンクリート構造の第２基礎を一体的に構築することを特徴とする請求項４に記載の施工方法。
6. 湿式工法のＰＣブロック組積構造を前記基礎の上に構築し、前記壁体を前記基礎及び柱と一体化することを特徴とする請求項４又は５に記載の施工方法。
   

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