JP2007231570A - Reinforcing structure of pc wall body member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PC壁体部材にプレストレスを付与するPC鋼材を該PC壁体部材の横断面において偏在配置する構造に関する。 The present invention relates to a structure in which a PC steel material that applies prestress to a PC wall member is unevenly arranged in a cross section of the PC wall member.
従来において、例えば図3に示すようなプレキャストコンクリート22からなり、土留め構造物としてのPC連続壁体28を構成するPC壁体部材21を用いる技術が知られている。個々のPC壁体部材21が水密的に多数連接されてPC連続壁体28が構築される(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, for example, a technique using a
この図3に示すように、PC連続壁体28はその頂部が左方の背面土側29の地表面29aとほぼ同じ高さに打ち込まれている。そして、PC連続壁体28の右方は地盤が所定の深さに掘削され、PC連続壁体28の右方空間は掘削面側30となる。PC連続壁体28は掘削面側地表面30aからさらに所定深さまで埋設されている。
As shown in FIG. 3, the top of the PC continuous wall 28 is driven at substantially the same height as the
構築されたPC連続壁体28には掘削面側30からの反力が無い範囲に背面土側29から土圧と水圧とが曲げ荷重として負荷される。土圧と水圧の分布状態をそれぞれ独立に矢印で示すと、これらの大きさは掘削面側地表面30aに一致する深さ位置で最大になる。こうして、曲げ荷重を受けるPC連続壁体28(PC壁体部材21)の土側端面部29bには引張応力が生じ、反対側の掘削側端面部30bには圧縮応力が生じる。
The constructed PC continuous wall 28 is subjected to earth pressure and water pressure as bending loads from the back soil side 29 within a range where there is no reaction force from the excavation surface side 30. When the distribution state of earth pressure and water pressure is independently indicated by arrows, these sizes become maximum at a depth position coinciding with the excavation surface
図4(a)はPC連続壁体28の構成要素である1本のPC壁体部材21の横断面を示す。図の上下方向がPC壁体部材21の壁厚方向である。図4(b)はPC壁体部材21に生じる応力の壁厚方向の分布状態を示す。PC壁体部材21は、角型断面に形成され、中心部に掘削ドリルが挿入される円形穴23が設けられている。この断面図では、円形穴23の下側が土側端面部29bであり、上側が掘削側端面部30bである。円形穴23の中心を通る水平線が引張、圧縮の変位の中立軸である。
FIG. 4A shows a cross section of one
中立軸をはさんで土圧、水圧を受ける土側端面部29bと反対側の掘削側端面部30bとに同じ本数のPC鋼材26が対称に配設されている。したがって、PC鋼材26によりPC壁体部材21に付与されるプレストレス(圧縮力)は横断面内における壁厚方向に一様に付与される(図4(b)の中央図参照)。
The same number of
一方、土圧と水圧との曲げ荷重による引張応力と圧縮応力とは、横断面内では前記中立軸を境に土側端面部29bに生じる引張応力から掘削側端面部30bに生じる圧縮応力へと切り替わる。そして、曲げ荷重による応力とプレストレス(圧縮力)との合成応力は図4(b)右図に示すように偏って圧縮応力だけとなり、最大圧縮応力が生じる掘削側端面部30b(図の上側)には大きな応力が生じることになる。このため、この大きな応力に対抗するためにPC壁体部材21の設計に制約がかかることになるという問題がある。
そこで本発明は、PC壁体部材の横断面において掘削側端面部に配設するPC鋼材の本数を少なくし、土側端面部に配設するPC鋼材の本数を多くすることによって、プレストレスによるPC壁体部材の反りを背面土側に向かうようにする(頂部変位の制御)と共にPC壁体部材の掘削側端面部に偏って圧縮応力が生じないようにし、かつ大きな応力が生じないようにして効果的な構造にすると共に、PC鋼材の全体本数を削減可能にしてコストを低減することを目的とする。 Therefore, the present invention reduces the number of PC steel materials disposed on the excavation side end surface portion in the cross section of the PC wall member, and increases the number of PC steel materials disposed on the soil side end surface portion. The warpage of the PC wall body member is directed toward the back soil side (control of the top displacement), and the PC wall body member is not biased toward the excavation side end surface portion so that no compressive stress is generated, and no large stress is generated. It is an object to reduce the cost by making it possible to reduce the total number of PC steel materials.
上述した課題を解決するために、第1発明では、プレキャストコンクリートからなり土留め構造物としてのPC連続壁体を構成するPC壁体部材の横断面において、該PC壁体部材にプレストレスを付与するPC鋼材を偏在配置することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in the first invention, prestress is applied to the PC wall body member in the cross section of the PC wall body member that is composed of precast concrete and constitutes the PC continuous wall body as the earth retaining structure. PC steel materials to be distributed are arranged unevenly.
また、第2発明では、第1発明において、前記PC鋼材をPC壁体部材の横断面における土側端面部の配置本数を、掘削側端面部の配置本数よりも多くすることを特徴とする。 Moreover, in 2nd invention, the arrangement | positioning number of the earth side end surface part in the cross section of a PC wall body member is more than the arrangement number of an excavation side end surface part in the 1st invention in the 1st invention.
また、第3発明では、第1発明において、PC鋼材をPC壁体部材の横断面における土側端面部に所定本数を配置し、掘削側端面部には配置しないことを特徴とする。 The third invention is characterized in that, in the first invention, a predetermined number of PC steel materials are arranged on the soil side end surface portion in the cross section of the PC wall member, and are not arranged on the excavation side end surface portion.
また、第4発明では、第1〜第3発明において、横断面構造を用いてPC壁体部材を補強することを特徴とする。 The fourth invention is characterized in that in the first to third inventions, the PC wall member is reinforced by using a cross-sectional structure.
第1発明によると、PC鋼材を土側端面部に偏在配置すれば、プレストレス時の圧縮応力を土圧、水圧による引張応力と打ち消し合う方向にできると同時に、上記偏在配置によりプレストレス時の掘削側端面部の圧縮応力を軽減できるので、土圧、水圧による圧縮応力との合成圧縮応力が掘削側端面部に大きく偏るのを抑制でき、かつ最大値を低減可能となる。 According to the first invention, if the PC steel material is unevenly arranged on the soil side end surface portion, the compressive stress at the time of prestress can be made to cancel the tensile stress due to earth pressure and water pressure, and at the same time, the uneven distribution at the time of prestress Since the compressive stress at the excavation side end surface can be reduced, it is possible to suppress the combined compressive stress with the compressive stress due to earth pressure and water pressure from being greatly biased to the excavation side end surface, and to reduce the maximum value.
また、PC鋼材の偏在配置によりPC鋼材の全体本数を減らし、コスト低減することができる。 Further, the uneven distribution of PC steel materials can reduce the total number of PC steel materials and reduce the cost.
さらに、PC鋼材を土側端面部に偏在配置すれば、プレストレス時のPC壁体部材の頂部を土側に反らせ、土圧、水圧による掘削側への反りと打ち消しあう方向に設計可能となるので、該頂部の変位を抑制、制御することが容易になる。 Furthermore, if the PC steel material is unevenly distributed on the soil side end surface, the top of the PC wall member at the time of prestress can be warped to the soil side, and the design can be made in a direction to cancel the warp to the excavation side due to earth pressure and water pressure. Therefore, it becomes easy to suppress and control the displacement of the top.
第2発明によると、PC鋼材を土側端面部に多数配置し、掘削側端面部に少数配置するので、第1発明における偏在配置が土側端面部になされた場合に該当し、第1発明と同じ効果が得られる。 According to the second invention, a large number of PC steel materials are disposed on the soil side end surface portion, and a small number are disposed on the excavation side end surface portion, so this corresponds to the case where the uneven distribution in the first invention is made on the soil side end surface portion. The same effect is obtained.
第3発明によると、PC鋼材が掘削側端面部に配置されないので、第2発明による効果が一層容易に得られる。 According to the third invention, since the PC steel material is not disposed on the excavation side end surface, the effect of the second invention can be obtained more easily.
第4発明によると、第1発明〜第3発明のいずれかの構造による効果が得られる。特にPC鋼材の配置本数の削減による効果が大きい。 According to the fourth invention, the effect of any one of the structures of the first invention to the third invention is obtained. In particular, the effect of reducing the number of PC steels arranged is great.
次に、本発明を適用したPC壁体部材の補強構造について図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, a reinforcing structure of a PC wall member to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1はプレキャストコンクリート2からなり土留め構造物としてのPC連続壁体を構成するPC壁体部材1を2個連接した場合を示す斜視図である。このPC壁体部材1は、前記背景技術欄の説明と同じく中堀工法にてPC壁体部材1を並べて地中に打ち込んで、1本1本が自立した状態で連接されてPC連続壁体が構築される。個々のPC壁体部材1は角柱型に形成され、断面中心部に掘削ドリルを挿入するための円形穴3が形成されている。そして、図1におけるPC壁体部材1の手前側が土圧、水圧を受ける背面土側4であり、奥側が掘削面側5である。
FIG. 1 is a perspective view showing a case where two PC wall members 1 which are made of precast concrete 2 and constitute a PC continuous wall body as a retaining structure are connected. This PC wall body member 1 is connected to the PC wall member 1 in a state where each PC wall member 1 is self-supported by arranging the PC wall member members 1 in the ground by the Nakabori method as described in the background art section. Built. Each PC wall member 1 is formed in a prismatic shape, and a
図2(a)は、PC壁体部材1の角型横断面図である。横断面図の下側が背面土側4であり、上側が掘削面側5である。この横断面に配設されるPC鋼材6(ここでは35本)のうちの大多数のPC鋼材6が土側端面部4aに集中して配設され、円形穴3周囲と掘削側端面部5aには少数のPC鋼材6が配設されている。このようなPC鋼材6の偏在配置によりPC壁体部材1に付加されるプレストレス(圧縮力)は断面内において一様ではなく、背面土側4に偏ったものとなる。
FIG. 2A is a square cross-sectional view of the PC wall member 1. The lower side of the cross-sectional view is the
一方図2(b)は、PC壁体部材1の壁厚方向の応力分布状態を示す。PC鋼材6の偏在配置により変位の中立軸は円形穴3の中心より下方にずれるが、ずれる程度はPC鋼材6の配置状態により変わる。ここでは中立軸を円形穴3の水平中心においた場合の応力分布をイメージで示している。土圧、水圧による曲げ荷重は前記背景技術の場合と同じであるので、合成応力の壁厚方向の分布は掘削面側5に大きく偏るのが抑制され、かつ最大値を低減可能となる。
On the other hand, FIG. 2B shows a stress distribution state in the wall thickness direction of the PC wall member 1. Due to the uneven distribution of the
なお、本発明においては、土圧、水圧による曲げ荷重の大きさやPC壁体部材1の強度に応じて、背面土側4にのみPC鋼材6を配置する構造にしてもよい。
In the present invention, the PC
こうして、PC壁体部材1にプレストレス(圧縮力)を付与するPC鋼材6の配設を横断面内で一様にせずに、土側端面部4aに集中的に配設することにより、プレストレス(圧縮力)を付与した状態でPC壁体部材1の反りを背面土側4に発生させると共に応力の偏りを抑制する効果的な構成にすることができる。また、同時にPC鋼材6の配設本数を全体として削減し、コストを低減することができる。
In this way, the
また、PC鋼材6を土側端面部4aに偏在配置すれば、プレストレス時のPC壁体部材1の頂部を背面土側4に反らせ、土圧、水圧による掘削側5への反りと打ち消しあうように設計可能となるので、該頂部の変位を抑制、制御することが容易になる。
Further, if the
1、21 PC壁体部材
2、22 プレキャストコンクリート
3、23 円形穴
4、29 背面土側
4a、29b 土側端面部
5、30 掘削面側
5a、30b 掘削側端面部
6、26 PC鋼材
28 PC連続壁体
29a 背面土側の地表面
30a 掘削面側の地表面
1,21 PC wall member 2,22
5, 30
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