JP2007051541A - 擁壁及びその施工方法 - Google Patents

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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、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
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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