JP2007051541A - 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、擁壁の転倒を確実に防止する。
【解決手段】擁壁(1)は、所定の耐力を有する地盤(G)の支持層(S)に達する杭部分(2a)と、低地盤(LG)の地盤面から上方に延びる立柱部分(2b)とを一体化した中空の支柱(2)と、複数の支柱を埋め込んだ鉄筋コンクリート構造の壁体(3)とを備える。支柱は、擁壁の壁芯方向に間隔を隔てて配置される。支柱の内部中空域には、コンクリートが充填される。
【選択図】図４

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、大型フーチングの省略を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有するとともに、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。殊に、軟弱地盤に擁壁を構築する場合、非現実的に大きな基礎フーチングを設計・施工しなければならない状況が生じる。しかし、大型の基礎フーチングの施工は、基礎フーチング自体のコンクリート工事に過大な工事費を要するばかりでなく、広範な高地盤の掘削及び埋戻しの必要を生じさせ、これは、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につながる。また、施工現場の環境、地層、地形、地盤性状又は施工条件等によっては、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、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、
所定の耐力を有する地盤の支持層に達する杭部分と、低地盤の地盤面から上方に延びる立柱部分とを一体化した支柱と、
複数の前記立柱部分と一体化した鉄筋コンクリート構造の壁体とを備え、
前記支柱は、擁壁の壁芯方向に間隔を隔てて配置されることを特徴とする擁壁を提供する。

本発明は又、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、
下部を地中に埋込み、上部を低地盤から上方に突出させた鋼管を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工し、前記鋼管によって複数の中空支柱を形成する支柱施工工程と、
前記支柱が壁体内に埋設されるように壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内と、前記支柱の内部中空域とに同時にコンクリートを充填するコンクリート打設工程とを有することを特徴とする擁壁の施工方法を提供する。

本発明は更に、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、
下部を地中に埋込み、上部を低地盤から上方に突出させた杭体を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工する杭施工工程と、
前記杭体の上部が鉄筋コンクリート構造の柱の下部に埋設されるように柱及び壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内にコンクリートを充填し、前記柱及び壁体を施工するコンクリート打設工程とを有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、支柱の下部は、杭を構成し、支柱の上部は、壁体と一体化した立柱を構成する。高地盤の土圧は、主として壁体に作用し、壁体に作用する荷重は、支柱を介して地盤の支持層に伝達する。壁体は、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。

好ましくは、支柱は、下端部を閉塞した中空の鋼管からなる。鋼管の上部は、壁体に埋め込まれ又は柱の下部に埋め込まれる。鋼管の内部中空域には、コンクリートが充填される。コンクリートを充填した支柱は、中空鋼材とコンクリートとの相互拘束効果（コンファインド効果）により、高い軸圧縮耐力、曲げ耐力及び変形性能を発揮する。例えば、中空鋼材の局部座屈が充填コンクリートによって抑制され、その靱性が向上するとともに、充填コンクリートの剛性が中空鋼材に付加され、支柱全体の剛性が向上する。更には、充填コンクリートによって、鋼材内部の防錆効果が得られる。

更に好ましくは、立柱部分、鋼管又は杭体上部は、地上レベルにおいて横架材又はトラス構造によって相互連結される。トラス構造は、水平横架材及び斜材によって形成される。横架材及び斜材は、鋼管に溶接した鋼材からなる。横架材又はトラス構造は、杭部分を相互連結し、複数の杭部分からなる杭群全体の剛性を向上させる。横架材又はトラス構造は、擁壁の施工中に杭部分の位置を設定し又は調整するのに使用することができる。また、横架材又はトラス構造の施工は、杭部分の位置を施工中に安定させ又は保持する上でも有効である。斜材は、交差ブレース形態（たすき掛け形態）に配設しても良い。

かくして、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し、コンクリートを充填した支柱は、擁壁の転倒を確実に防止する。

本発明の擁壁は又、高地盤側に延びる大型フーチングを省略した構成を備えるので、施工において、支柱及び壁体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。

本発明の擁壁及びその施工方法によれば、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、擁壁の転倒を防止することができる。

好ましくは、壁体下部の断面を拡大した布基礎又は地中梁が、壁体下部に形成される。布基礎又は地中梁は、壁体に沿って連続し、支柱は、布基礎又は地中梁を垂直に貫通する。

本発明の好適な実施形態において、上記支柱は、円形断面の鋼管からなり、鋼管の下端部は、鋼管の直径と同等の直径を有する円形板によって閉塞される。好ましくは、鋼管の直径は、コンクリート充填時の施工性を考慮し、１５０ｍｍ以上の寸法に設定される。好適には、壁体の壁厚は、２００ｍｍ以上の寸法に設定される。構造計算上、壁体の壁厚に比べて鋼管の直径が過大な場合には、鋼管を埋設する壁体部分の断面を局所的に拡大しても良い。

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横断面図であり、図２は、擁壁の側面側及び正面側の部分立面図である。また、図３は、図１のＩ−Ｉ線、II−II線及びIII−III線における断面図である。

図１に示す如く、擁壁１は、高地盤ＨＧ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ＨＧ側に屈曲している。擁壁１は、高地盤ＨＧを囲み、低地盤ＬＧ側への高地盤ＨＧの崩壊又は崩落を阻止する

擁壁１は、壁芯方向に所定間隔を隔てて配置された円形断面の鋼製垂直支柱２と、鉄筋コンクリート構造の壁体３とから構成される。支柱２の上部は、壁体３内に埋設され、支柱２の下部は、地中に貫入する。壁体３の下部は、断面が拡大され、断面拡大部分は、擁壁１の壁芯に沿って壁長方向に延びる鉄筋コンクリート構造の布基礎又は地中梁４（以下、「布基礎等４」という。）を構成する。布基礎等４は、壁体３の基礎を構成するとともに、支柱２を相互連結するように機能する。

支柱２、壁体３及び布基礎等４は、図２に示すように、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な土留め壁を構成する。支柱２の下端部は、支持層Ｓに達する。擁壁１に作用する土圧、地震力等の鉛直荷重及び水平荷重と、擁壁１の自重とは、擁壁１と地盤Ｇとの間に作用する摩擦力、布基礎等４が接地する地盤Ｇの地盤耐力、支柱２の地中部分と地盤Ｇとの摩擦力、更には、支柱２に対する支持層Ｓの支持力によって支持される。

図１に示す如く、擁壁１の屈曲部には、所望により、コンクリート増打ち等のフカシ部５が形成される。図３（Ｃ）に示す如く、低地盤ＬＧの地盤面に高低差が生じる場合には、低地盤ＬＧの地盤面に相応するように布基礎等４のレベルを段階的又は連続的に変化させることが望ましい。支柱２として、円形断面又は角形断面の鋼管、Ｈ形鋼等の構造用形鋼、ＰＣ（プレキャストコンクリート）部材等を使用し得る。以下、支柱２として、鋼管を使用した好適な実施例について説明する。

図４は、擁壁１の断面構造を示す縦断面図及びIV−IV線断面図である。

支柱２は、均一な円形断面の鋼管からなり、支柱２の下部（杭部分２ａ）は、地中に埋入される。支柱２の下端部は、好ましくは、Ｎ値１０以上の支持層Ｓに達する。支柱２の下端開口は、円形盲板６によって閉塞され、盲板６は、埋入時に生じ得る土砂の鋼管内進入を阻止する。好ましくは、円形盲板６は、鋼管内への水の進入を防止可能な水密性を有し、或いは、水密性シール等の水密手段を備える。支柱２の上部（立柱部分２ｂ）は、概ね高地盤Ｇの地盤面のレベルまで低地盤ＬＧから上方に突出する。支柱２の内部中空域には、コンクリート８が充填される。支柱２を構成する鋼管の直径は、好ましくは、１００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲に設定される。コンクリート充填の施工性を考慮し、鋼管の直径を１５０mm以上に設定することが望ましい。本例では、鋼管の直径は、約１７０mmに設定されている。好適には、支柱２は、図３に示すように、トラス構造２０によって相互連結される。トラス構造２０の詳細については、後述する。

壁体３は、縦横の壁筋３ａを配筋した鉄筋コンクリート構造の壁体からなる。壁体３の壁厚は、好ましくは、２５０mm〜４００ｍｍの範囲に設定される。本例では、壁体３の壁厚は、３００mmに設定されている。壁筋３ａとして、Ｄ１０〜Ｄ１６程度の汎用の異形鉄筋が使用され、壁筋間隔は、１５０mm〜３００mm程度に設定される。本例では、壁筋３ａとして、Ｄ１３の異形鉄筋が使用され、壁筋３ａの間隔は、２５０mm に設定されている。壁筋３ａを構成する縦筋は、布基礎等４内に延び、布基礎等４のコンクリートに定着する。なお、壁体３の裏面には、透水マット７が配置される。

布基礎等４は、壁芯方向に延びる主筋４ａと、主筋４ａを囲むスタラップ筋４ｂとを配筋した鉄筋コンクリート構造の梁型部材からなり、布基礎等４の下面は、捨てコンクリート及び採石等によって整地した掘削地盤面に接地する。主筋４ａとして、Ｄ１３〜Ｄ２５程度の汎用の異形鉄筋を使用し、スタラップ筋４ｂとして、Ｄ１０〜Ｄ１３程度の汎用の異形鉄筋を使用することができる。本例では、主筋４ａ及びスタラップ筋４ｂとして、いずれもＤ１３の異形鉄筋が使用されている。布基礎等４の幅Ｗは、一般には、４００〜６００ｍｍ程度に設定され、本例では、５００mmに設定されている。布基礎等４の高さＤは、一般には、２００〜４００ｍｍ程度に設定され、本例では、２５０mmに設定されている。

かくして、壁体３及び布基礎等４は、一体的な鉄筋コンクリート構造体を構成し、布基礎等４の幅Ｗは、従来の擁壁におけるフーチングの幅（奥行）と比べ、遥かに小さい寸法に設定される。

図５、図６及び図７は、擁壁１の施工方法を段階的に示す縦断面図である。

図５に示す如く、高地盤ＨＧは、支柱２、壁体３及び布基礎等４の施工のために掘削される。擁壁１の施工において、高地盤Ｇの掘削範囲は、支柱２、壁体３及び布基礎等４を施工可能な最小限の範囲に限定される。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ＨＧを大きく掘削することを要しない。

オーガ併用の杭打ち機等によって、杭孔を掘削した後、鋼管杭を地盤に圧入し、鋼管杭の先端部が支持層Ｓに若干喰込む位置まで鋼管杭を埋込み、支柱２を施工する。支柱２として施工した鋼管杭の上部は、掘削地盤から上方に突出し、支柱２の上部が、鋼管杭によって形成される。

捨てコンクリート及び採石等によって掘削地盤を整地した後、図６に示すように壁体３及び布基礎等４の壁筋３ａ、主筋４ａ及びスタラップ筋４ｂが配筋され、コンクリート工事用の型枠９が建込まれる。型枠９の施工を完了した後、コンクリート８が型枠９の上部から流し込まれる。図７に示す如く、コンクリート８は、型枠９内に充填されるのみならず、支柱２の上部開口を介して支柱２内に流入し、支柱２の内部中空域に完全に充填される。

コンクリートの硬化後に型枠９を解体し、掘削土を埋戻すことにより、図４に示す擁壁１が完成する。

このような構成の擁壁１によれば、擁壁１の自重及び荷重の多くは、支柱２によって支持層Ｓに伝達することから、従来のような大型フーチングの施工を省略することができるので、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。壁体３及び布基礎等４は、支柱２を相互連結し、擁壁１の剛性を全体的に向上させるとともに、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な擁壁として働く。

殊に、上記擁壁１においては、擁壁１に作用する水平荷重（土圧及び地震力等）の支持に支持層Ｓの支持力を利用するので、地震時に地盤の液状化が生じ得る軟弱地盤に本発明の擁壁１を構築した場合、従来の擁壁では達成し得なかった高い耐震性が得られる。

図８は、本発明の他の実施例を示す擁壁の正面図であり、図９及び図１０は、図８に示す擁壁の縦断面図、Ｖ−Ｖ線断面図及びVI−VI線断面図である。各図において、前述の実施例の構成要素又は構成部材と実質的に同一又は同等の構成要素又は構成部材については、同一の参照符号が付されている。

図８に示す如く、擁壁１は、壁芯方向に所定間隔を隔てて配置された複合構造の垂直支柱１０と、鉄筋コンクリート構造の壁体３とから構成される。支柱１０の上部は、鉄筋コンクリート構造の鉛直柱１０ｂからなり、支柱１０の下部は、地中に貫入する杭１０ａからなる。壁体３の下部は、断面が拡大され、断面拡大部分は、擁壁１の壁芯に沿って壁長方向に延びる鉄筋コンクリート構造の布基礎等４を構成する。布基礎等４は、壁体３の基礎を構成するとともに、鉛直柱１０ｂ及び杭１０ａを相互連結するように機能する。

支柱１０、壁体３及び布基礎等４は、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な土留め壁を構成する。杭１０ａの下端部は、支持層Ｓに達する。擁壁１に作用する土圧、地震力等の鉛直荷重及び水平荷重と、擁壁１の自重とは、擁壁１と地盤Ｇとの間に作用する摩擦力、布基礎等４が接地する地盤Ｇの地盤耐力、杭１０ａと地盤Ｇとの摩擦力、更には、杭１０ａに対する支持層Ｓの支持力によって支持される。

杭１０ａは、先端部を閉塞した鋼管、ＰＣ（プレキャストコンクリート）杭、或いは、場所打ち杭等からなる。鋼管杭を用いる場合には、前述の実施例と同様、鋼管の中空部にコンクリートを充填することが望ましい。以下、図９及び図１０を参照して、本実施例について説明する。

杭１０ａは、地中に埋入され、好ましくはＮ値１０以上の支持層Ｓに達する。杭１０ａの杭頭は、概ね低地盤ＬＧの地盤面レベルに位置決めされる。杭径は、好ましくは、１００ｍｍ〜５５０ｍｍの範囲に設定される。鉛直柱１０ｂは、杭１０ａの直上に施工された方形断面（本例では、正方形断面）の鉄筋コンクリート柱からなり、鉛直柱１０ｂの断面寸法は、例えば、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ〜７００ｍｍ×７００ｍｍの範囲に設定される。鉛直柱１０ｂには、主筋１１及びフープ筋１２が配筋される。主筋１１として、Ｄ１９〜Ｄ２５程度の汎用の異形鉄筋を使用し、フープ筋１２として、Ｄ１０〜Ｄ１３程度の汎用の異形鉄筋を使用することができる。鉛直柱１０ｂ及び杭１０ａの各軸芯は、支柱１０の垂直中心軸線ＣＬと一致し、鉛直柱１０ｂ及び杭１０ａは合芯する。

前述の実施例と同様、壁体３は、縦横の壁筋３ａを配筋した鉄筋コンクリート構造壁からなり、壁体３の壁厚は、好ましくは、２５０mm〜４００ｍｍの範囲に設定される。壁筋３ａの縦筋は、布基礎等４内に延び、布基礎等４のコンクリートに定着する。壁体３の他の構成、布基礎等４の構造、更には、透水マット７は、前述の実施例と実質的に同一である。

鉛直柱１０ｂ、壁体３及び布基礎等４は、一体的な鉄筋コンクリート構造体を構成し、布基礎等４の幅Ｗは、従来の擁壁におけるフーチングの幅（奥行）と比べ、遥かに小さい寸法に設定される。壁体３の壁芯ＣＷは、垂直中心軸線ＣＬと交差し、杭１０ａの杭頭部分は、布基礎等４と支柱１０との交差部に配置される。

前述の実施例と同様、高地盤ＨＧは、支柱１０、壁体３及び布基礎等４の施工のために掘削される。杭打ち機等によって、杭孔を掘削して杭１０ａを地盤に埋め込んだ後、捨てコンクリート及び採石等によって掘削地盤を整地した後、鉛直柱１０ｂ、壁体３及び布基礎等４の配筋・型枠を施工し、コンクリート８を打設する。コンクリートの硬化後に型枠を解体し、掘削土を埋戻し、これにより、擁壁１の施工を完了する。

このような構成の擁壁１によれば、擁壁１の自重及び荷重の多くは、支柱１０によって支持層Ｓに伝達することから、従来のような大型フーチングの施工を省略することができるので、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。壁体３及び布基礎等４は、支柱１０を相互連結し、擁壁１の剛性を全体的に向上させるとともに、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な擁壁として働く。

このような構造の擁壁１においては、擁壁１に作用する水平荷重（土圧及び地震力等）の支持に支持層Ｓの支持力が利用されるので、地震時に地盤の液状化が生じ得る軟弱地盤に擁壁１を構築した場合、従来の擁壁では達成し得なかった高い耐震性が得られる。

図１１は、本発明の更に他の実施例を示す擁壁の縦断面図及びVIII−VIII線断面図であり、図１２は、図１１に示す擁壁の正面図である。各図において、前述の各実施例の構成要素又は構成部材と実質的に同一又は同等の構成要素又は構成部材については、同一の参照符号が付されている。

図１１に示す擁壁１においては、杭１０ａの上部が壁体３の中間高さ部分まで延びる。間隔を隔てた杭１０ａ同士を相互連結する上下一対の水平横架材１３が、杭１０ａの上端部及び中間高さ部分に連結される。斜材１４が、杭１０ａの間に更に架設される。杭１０ａとして鋼管杭を用いる場合には、水平横架材１３及び斜材１４として鋼材、例えば、ＦＢ−６×５０程度のフラットバーを用い、水平横架材１３及び斜材１４の端部を杭１０ａに溶接すれば良い。水平横架材１３及び斜材１４として、アングル形鋼材等の構造用形鋼、小寸法断面の鋼管、丸鋼、或いは、鉄筋等を用いることも可能である。

水平横架材１３及び斜材１４は、上弦材、下弦材及びラチス材からなるトラス構造２０を形成する。トラス構造２０は、離間した杭１０ａを相互連結し、複数の杭１０ａからなる杭群全体の剛性を向上させる。トラス構造２０は、擁壁１の施工中に杭１０ａの位置を設定し又は調整するのに使用することができる。また、トラス構造２０の施工は、杭１０ａの位置を施工中に安定させ又は保持する上でも有効である。変形例として、斜材１４を杭１０ａの間に交差ブレース形態（たすき掛け形態）に配設しても良い。

図１１に示すトラス構造は、図３に示す如く、前述の第１実施例（図１〜図７）の擁壁においても好ましく適用し得る。図１１に示す擁壁１の他の構成は、前述の第２実施例（図８〜図１０）と実質的に同一であるので、更なる詳細な説明は、省略する。

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。

本発明の擁壁は、直線的な擁壁に限定されるものではなく、湾曲した擁壁や、角度をなして複雑に屈曲する擁壁等の各種形態の擁壁として施工することができる。

また、擁壁には、水抜孔等を適所に配設しても良い。

更に、鋼管は、円形断面のものに限定されず、方形、多角形又は楕円形等の断面の鋼管を上記支柱又は杭として使用することも可能である。

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。加えて、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。また、地震時に地盤の液状化が生じ得る軟弱地盤に本発明の擁壁を施工した場合、従来の擁壁では達成し得なかった高い耐震性が得られるので、その有益性は顕著である。

本発明の擁壁の基本構成を示す横断面図である。 図１に示す擁壁の側面側及び正面側の部分立面図である。 図１のＩ−Ｉ線、II−II線及びIII−III線における断面図である。 擁壁の断面構造を示す縦断面図及びIV−IV線断面図である。 擁壁の施工方法を示す縦断面図であり、鋼管杭の杭打ち工程が示されている。 擁壁の施工方法を示す縦断面図であり、配筋・型枠工程が示されている。 擁壁の施工方法を示す縦断面図であり、コンクリート打設工程が示されている。 本発明の他の実施例を示す擁壁の正面図である。 図８に示す擁壁の縦断面図及びＶ−Ｖ線断面図である。 図８に示す擁壁の縦断面図及びVI−VI線断面図である。 本発明の更に他の実施例を示す擁壁の縦断面図及びVII−VII線断面図である。 図１１に示す擁壁の正面図である。

符号の説明

１ 擁壁
２、１０ 支柱
３ 壁体
４ 布基礎等（布基礎又は地中梁）
２ａ 杭部分
２ｂ 立柱部分
１０ａ 杭
１０ｂ 鉛直柱
１３ 水平横架材
１４ 斜材
２０ トラス構造
ＨＧ 高地盤
ＬＧ 低地盤

本発明は、上記目的を達成すべく、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、
所定の耐力を有する地盤の支持層に達する杭部分と、低地盤の地盤面から上方に延びる立柱部分とを一体化した支柱と、
鉄筋コンクリート構造の壁体とを備え、
前記支柱は、擁壁の壁芯方向に間隔を隔てて配置され、
前記壁体の下部の断面を拡大することにより、該壁体の下部に布基礎又は地中梁が形成され、該布基礎又は地中梁は、前記壁体に沿って連続し、複数の前記支柱は、前記壁体と一体化するとともに、前記布基礎又は地中梁と一体化し、前記壁体と前記布基礎又は地中梁とによって相互連結されたことを特徴とする擁壁を提供する。

本発明は又、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、
下部を地中に埋込み、上部を低地盤から上方に突出させた鋼管を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工し、前記鋼管によって複数の中空支柱を形成する支柱施工工程と、
前記支柱が壁体内に埋設されるように壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内と、前記支柱の内部中空域とに同時にコンクリートを充填するコンクリート打設工程とを有し、
前記壁体の下部の断面を拡大することにより、該壁体の下部に布基礎又は地中梁を形成し、該布基礎又は地中梁を前記壁体に沿って連続させ、複数の前記支柱を前記壁体と一体化せしめるとともに、前記布基礎又は地中梁と一体化せしめ、前記支柱を前記壁体と前記布基礎又は地中梁とによって相互連結することを特徴とする擁壁の施工方法を提供する。

本発明は更に、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、
下部を地中に埋込み、上部を低地盤から上方に突出させた杭体を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工する杭施工工程と、
前記杭体の上部が鉄筋コンクリート構造の柱の下部に埋設されるように柱及び壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内にコンクリートを充填し、前記柱及び壁体を施工するコンクリート打設工程とを有し、
前記壁体の下部の断面を拡大することにより、該壁体の下部に布基礎又は地中梁を形成し、該布基礎又は地中梁を前記壁体に沿って連続させ、複数の前記柱を前記壁体と一体化せしめるとともに、前記布基礎又は地中梁と一体化せしめ、前記柱を前記壁体と前記布基礎又は地中梁とによって相互連結することを特徴とすることを特徴とする擁壁の施工方法を提供する。

本発明は、上記目的を達成すべく、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、
所定の耐力を有する地盤の支持層に達する杭部分と、低地盤の地盤面から上方に延びる立柱部分とを一体化した支柱と、
鉄筋コンクリート構造の壁体とを備え、
前記支柱は、下端部を閉塞し且つ地盤に圧入した中空の鋼管からなり、該鋼管の上部は、前記壁体に埋め込まれ、該鋼管の内部中空域には、コンクリートが充填され、
前記支柱は、擁壁の壁芯方向に間隔を隔てて配置され、
前記壁体の下部の断面を拡大することにより、該壁体の下部に地中梁が形成され、該地中梁は、前記壁体に沿って連続し、複数の前記支柱は、前記壁体と一体化するとともに、前記地中梁と一体化し、前記壁体と前記地中梁とによって相互連結されたことを特徴とする擁壁を提供する。
本発明は又、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、
所定の耐力を有する地盤の支持層に達する杭部分と、低地盤の地盤面から上方に延び且つ前記杭部分の頭部を下部に埋め込んだ鉄筋コンクリート構造の立柱部分とを一体化し且つ合芯させた支柱と、
鉄筋コンクリート構造の壁体とを備え、
前記支柱は、擁壁の壁芯方向に間隔を隔てて配置され、
前記杭部分は、下端部を閉塞し且つ地盤に圧入された中空の鋼管からなり、該鋼管の上部は、前記柱の下部に埋め込まれ、該鋼管の内部中空域には、コンクリートが充填され、
前記壁体の下部の断面を拡大することにより、該壁体の下部に地中梁が形成され、該地中梁は、前記壁体に沿って連続し、複数の前記支柱は、前記壁体と一体化するとともに、前記地中梁と一体化し、前記壁体と前記地中梁とによって相互連結されたことを特徴とする擁壁を提供する。

本発明は更に、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、
下部を地中に圧入し、上部を低地盤から上方に突出させた鋼管を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工し、前記鋼管によって複数の中空支柱を形成する支柱施工工程と、
前記支柱が壁体内に埋設されるように壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内と、前記支柱の内部中空域とに同時にコンクリートを充填するコンクリート打設工程とを有し、
前記壁体の下部の断面を拡大することにより、該壁体の下部に地中梁を形成し、該地中梁を前記壁体に沿って連続させ、複数の前記支柱を前記壁体と一体化せしめるとともに、前記地中梁と一体化せしめ、前記支柱を前記壁体と前記地中梁とによって相互連結することを特徴とする擁壁の施工方法を提供する。

本発明は又、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、
下部を地中に圧入し、上部を低地盤から上方に突出させた鋼管を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工する杭施工工程と、
前記鋼管の上部が鉄筋コンクリート構造の柱の下部に埋設されるように柱及び壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内及び鋼管内にコンクリートを充填し、前記柱及び壁体を施工するコンクリート打設工程とを有し、
前記壁体の下部の断面を拡大することにより、該壁体の下部に地中梁を形成し、該地中梁を前記壁体に沿って連続させ、複数の前記柱を前記壁体と一体化せしめるとともに、前記地中梁と一体化せしめ、前記柱を前記壁体と前記地中梁とによって相互連結することを特徴と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、支柱の下部は、杭を構成し、支柱の上部は、壁体と一体化した立柱を構成する。高地盤の土圧は、主として壁体に作用する。壁体は、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。

支柱は、下端部を閉塞した中空の鋼管からなる。鋼管の上部は、壁体に埋め込まれ又は柱の下部に埋め込まれる。鋼管の内部中空域には、コンクリートが充填される。コンクリートを充填した支柱は、中空鋼材とコンクリートとの相互拘束効果（コンファインド効果）により、高い軸圧縮耐力、曲げ耐力及び変形性能を発揮する。例えば、中空鋼材の局部座屈が充填コンクリートによって抑制され、その靱性が向上するとともに、充填コンクリートの剛性が中空鋼材に付加され、支柱全体の剛性が向上する。更には、充填コンクリートによって、鋼材内部の防錆効果が得られる。

擁壁１は、壁芯方向に所定間隔を隔てて配置された円形断面の鋼製垂直支柱２と、鉄筋コンクリート構造の壁体３とから構成される。支柱２の上部は、壁体３内に埋設され、支柱２の下部は、地中に貫入する。壁体３の下部は、断面が拡大され、断面拡大部分は、擁壁１の壁芯に沿って壁長方向に延びる鉄筋コンクリート構造の地中梁４を構成する。地中梁４は、壁体３の基礎を構成するとともに、支柱２を相互連結するように機能する。

支柱２、壁体３及び地中梁４は、図２に示すように、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な土留め壁を構成する。支柱２の下端部は、支持層Ｓに達する。擁壁１に作用する土圧、地震力等の鉛直荷重及び水平荷重と、擁壁１の自重とは、擁壁１と地盤Ｇとの間に作用する摩擦力、地中梁４が接地する地盤Ｇの地盤耐力、支柱２の地中部分と地盤Ｇとの摩擦力、更には、支柱２に対する支持層Ｓの支持力によって支持される。

図１に示す如く、擁壁１の屈曲部には、所望により、コンクリート増打ち等のフカシ部５が形成される。図３（Ｃ）に示す如く、低地盤ＬＧの地盤面に高低差が生じる場合には、低地盤ＬＧの地盤面に相応するように地中梁４のレベルを段階的又は連続的に変化させることが望ましい。支柱２として、円形断面又は角形断面の鋼管を使用し得る。

壁体３は、縦横の壁筋３ａを配筋した鉄筋コンクリート構造の壁体からなる。壁体３の壁厚は、好ましくは、２５０mm〜４００ｍｍの範囲に設定される。本例では、壁体３の壁厚は、３００mmに設定されている。壁筋３ａとして、Ｄ１０〜Ｄ１６程度の汎用の異形鉄筋が使用され、壁筋間隔は、１５０mm〜３００mm程度に設定される。本例では、壁筋３ａとして、Ｄ１３の異形鉄筋が使用され、壁筋３ａの間隔は、２５０mm に設定されている。壁筋３ａを構成する縦筋は、地中梁４内に延び、地中梁４のコンクリートに定着する。なお、壁体３の裏面には、透水マット７が配置される。

地中梁４は、壁芯方向に延びる主筋４ａと、主筋４ａを囲むスタラップ筋４ｂとを配筋した鉄筋コンクリート構造の梁型部材からなり、地中梁４の下面は、捨てコンクリート及び採石等によって整地した掘削地盤面に接地する。主筋４ａとして、Ｄ１３〜Ｄ２５程度の汎用の異形鉄筋を使用し、スタラップ筋４ｂとして、Ｄ１０〜Ｄ１３程度の汎用の異形鉄筋を使用することができる。本例では、主筋４ａ及びスタラップ筋４ｂとして、いずれもＤ１３の異形鉄筋が使用されている。地中梁４の幅Ｗは、一般には、４００〜６００ｍｍ程度に設定され、本例では、５００mmに設定されている。地中梁４の高さＤは、一般には、２００〜４００ｍｍ程度に設定され、本例では、２５０mmに設定されている。

かくして、壁体３及び地中梁４は、一体的な鉄筋コンクリート構造体を構成し、地中梁４の幅Ｗは、従来の擁壁におけるフーチングの幅（奥行）と比べ、遥かに小さい寸法に設定される。

図５に示す如く、高地盤ＨＧは、支柱２、壁体３及び地中梁４の施工のために掘削される。擁壁１の施工において、高地盤Ｇの掘削範囲は、支柱２、壁体３及び地中梁４を施工可能な最小限の範囲に限定される。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ＨＧを大きく掘削することを要しない。

このような構成の擁壁１によれば、従来のような大型フーチングの施工を省略することができるので、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。壁体３及び地中梁４は、支柱２を相互連結し、擁壁１の剛性を全体的に向上させるとともに、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な擁壁として働く。

殊に、上記擁壁１においては、擁壁１に作用する水平荷重（土圧及び地震力等）の支持に支持層Ｓの支持力をも利用するので、地震時に地盤の液状化が生じ得る軟弱地盤に本発明の擁壁１を構築した場合、従来の擁壁では達成し得なかった高い耐震性が得られる。

図８に示す如く、擁壁１は、壁芯方向に所定間隔を隔てて配置された複合構造の垂直支柱１０と、鉄筋コンクリート構造の壁体３とから構成される。支柱１０の上部は、鉄筋コンクリート構造の鉛直柱１０ｂからなり、支柱１０の下部は、地中に貫入する杭１０ａからなる。壁体３の下部は、断面が拡大され、断面拡大部分は、擁壁１の壁芯に沿って壁長方向に延びる鉄筋コンクリート構造の地中梁４を構成する。地中梁４は、壁体３の基礎を構成するとともに、鉛直柱１０ｂ及び杭１０ａを相互連結するように機能する。

支柱１０、壁体３及び地中梁４は、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な土留め壁を構成する。杭１０ａの下端部は、支持層Ｓに達する。擁壁１に作用する土圧、地震力等の鉛直荷重及び水平荷重と、擁壁１の自重とは、擁壁１と地盤Ｇとの間に作用する摩擦力、地中梁４が接地する地盤Ｇの地盤耐力、杭１０ａと地盤Ｇとの摩擦力、更には、杭１０ａに対する支持層Ｓの支持力によって支持される。

杭１０ａは、先端部を閉塞した鋼管からなる。前述の実施例と同様、鋼管の中空部にコンクリートを充填することが望ましい。以下、図９及び図１０を参照して、本実施例について説明する。

前述の実施例と同様、壁体３は、縦横の壁筋３ａを配筋した鉄筋コンクリート構造壁からなり、壁体３の壁厚は、好ましくは、２５０mm〜４００ｍｍの範囲に設定される。壁筋３ａの縦筋は、地中梁４内に延び、地中梁４のコンクリートに定着する。壁体３の他の構成、地中梁４の構造、更には、透水マット７は、前述の実施例と実質的に同一である。

鉛直柱１０ｂ、壁体３及び地中梁４は、一体的な鉄筋コンクリート構造体を構成し、地中梁４の幅Ｗは、従来の擁壁におけるフーチングの幅（奥行）と比べ、遥かに小さい寸法に設定される。壁体３の壁芯ＣＷは、垂直中心軸線ＣＬと交差し、杭１０ａの杭頭部分は、地中梁４と支柱１０との交差部に配置される。

前述の実施例と同様、高地盤ＨＧは、支柱１０、壁体３及び地中梁４の施工のために掘削される。杭打ち機等によって、杭孔を掘削して杭１０ａを地盤に埋め込んだ後、捨てコンクリート及び採石等によって掘削地盤を整地した後、鉛直柱１０ｂ、壁体３及び地中梁４の配筋・型枠を施工し、コンクリート８を打設する。コンクリートの硬化後に型枠を解体し、掘削土を埋戻し、これにより、擁壁１の施工を完了する。

このような構成の擁壁１によれば、従来のような大型フーチングの施工を省略することができるので、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。壁体３及び地中梁４は、支柱１０を相互連結し、擁壁１の剛性を全体的に向上させるとともに、高地盤ＨＧの土圧に耐える一体的な擁壁として働く。

このような構造の擁壁１においては、擁壁１に作用する水平荷重（土圧及び地震力等）の支持に支持層Ｓの支持力をも利用するので、地震時に地盤の液状化が生じ得る軟弱地盤に擁壁１を構築した場合、従来の擁壁では達成し得なかった高い耐震性が得られる。

１ 擁壁
２、１０ 支柱
３ 壁体
４ 地中梁
２ａ 杭部分
２ｂ 立柱部分
１０ａ 杭
１０ｂ 鉛直柱
１３ 水平横架材
１４ 斜材
２０ トラス構造
ＨＧ 高地盤
ＬＧ 低地盤

Claims (11)

1. 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、
   所定の耐力を有する地盤の支持層に達する杭部分と、低地盤の地盤面から上方に延びる立柱部分とを一体化した支柱と、
   複数の前記立柱部分と一体化した鉄筋コンクリート構造の壁体とを備え、
   前記支柱は、擁壁の壁芯方向に間隔を隔てて配置されることを特徴とする擁壁。
2. 前記支柱は、下端部を閉塞した中空の鋼管からなり、該鋼管の上部は、前記壁体に埋め込まれ、該鋼管の内部中空域には、コンクリートが充填されることを特徴とする請求項１に記載の擁壁。
3. 前記立柱部分は、鉄筋コンクリート構造の柱からなり、前記杭部分の頭部は、前記柱の下部に埋め込まれ、前記柱及び杭部分は、一体的な支柱を構成するように合芯し、前記壁体は、前記柱と一体化することを特徴とする請求項１に記載の擁壁。
4. 前記支柱は、下端部を閉塞した中空の鋼管からなり、該鋼管の上部は、前記柱の下部に埋め込まれ、該鋼管の内部中空域には、コンクリートが充填されることを特徴とする請求項３に記載の擁壁。
5. 前記壁体の下部は、布基礎又は地中梁を構成し、該布基礎又は地中梁は、前記壁体に沿って連続し、前記支柱は、前記布基礎又は地中梁を貫通することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の擁壁。
6. 前記立柱部分は、横架材又はトラス構造によって相互連結されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の擁壁。
7. 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、
   下部を地中に埋込み、上部を低地盤から上方に突出させた鋼管を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工し、前記鋼管によって複数の中空支柱を形成する支柱施工工程と、
   前記支柱が壁体内に埋設されるように壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
   前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内と、前記支柱の内部中空域とに同時にコンクリートを充填するコンクリート打設工程とを有することを特徴とする擁壁の施工方法。
8. 前記鋼管の下端部を予め閉塞し、地中埋込み時に前記鋼管内に土砂が進入するのを防止することを特徴とする請求項７に記載された擁壁の施工方法。
9. 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、
   下部を地中に埋込み、上部を低地盤から上方に突出させた杭体を壁芯方向に間隔を隔てて低地盤に施工する杭施工工程と、
   前記杭体の上部が鉄筋コンクリート構造の柱の下部に埋設されるように柱及び壁体の配筋・型枠を施工する配筋・型枠工程と、
   前記型枠の上部から型枠内にコンクリートを流し込み、型枠内にコンクリートを充填し、前記柱及び壁体を施工するコンクリート打設工程とを有することを特徴とする擁壁の施工方法。
10. 下端部を予め閉塞した鋼管を前記杭体として使用し、地中埋込み時に前記鋼管内に土砂が進入するのを防止するようにしたことを特徴とする請求項９に記載された擁壁の施工方法。
11. 前記鋼管又は杭体上部を横架材又はトラス構造によって相互連結することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載された擁壁の施工方法。
    

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