JP2007270461A - 山留め工法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤改良の工事量が少なくて済み、施工性、経済性に優れ、敷地一杯に大規模な建物を建設する場合に好適な山留め工法を提供する。
【解決手段】山留め壁１の内側地盤５の掘削に先立って、山留め壁１と支持杭２との間をソイルセメント等で地盤改良することにより地盤改良体３を造成しておき、内側地盤５の掘削に伴って山留め壁１に発生する側圧を地盤改良体３で支持杭２に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁１と支持杭２の水平耐力で抵抗させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、地下掘削工事の際に周囲の地盤を支え、崩壊や有害な変形を防止するために必要な山留め工法に関し、詳しくは、山留め壁の内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧に抵抗する山留め支保工に関する。

山留め支保工の種類としては、図１０に示すように、対面する山留め壁１，１間に鋼製切梁８を架設する切梁工法、図１１に示すように、山留め壁１から外側地盤にタイロッドアンカー９を打設するアンカー工法、図１２に示すように、山留め壁１の近くに法面を残して、内部を掘削し、先行して建設した構造体１０から切梁１１をかけて山留め壁１を支えるアイランドカット工法などがある。４は支持層であり、山留め壁１が根入れされている。

切梁工法は、大規模掘削の場合に不経済であり、アンカー工法は、敷地境界線が近くてタイロッドアンカー９が越境する場合や軟弱地盤が続く場合に採用できず、アイランドカット工法は、大規模掘削の場合でも、切梁工法よりも切梁が短くて済む反面、工程上の制約が発生する等、夫々、固有の問題点を抱えている。

また、図１３に示すように、山留め壁１の内側地盤のうち、床付レベルから支持層４に達する深さの内側地盤をソイルセメントにより地盤改良し、支持層４に根入れされたバットレス状の地盤改良体３によって山留め壁１の転倒を防止するソイルバットレス工法も既に知られている。

この工法は、特許文献１によって提案されており、図１０〜図１２の工法のような問題点を解消できる上、床付レベルから下の内側地盤にソイルセメントによるバットレス状の地盤改良体３を築造するので、例えば、特許文献２，３に記載されているように、壁杭（山留め壁）の前面に対面の壁杭（山留め壁）に到達する床付レベルより深い溝をセメントミルクを注入しながら掘削形成して、地中先行切梁（地盤改良体による切梁）を築造する地中先行切梁工法に比べると、地盤改良の工事量が遥かに少なくて済み、経済的である。

しかしながら、ソイルバットレス工法においては、支持層４に根入れされたバットレス状の地盤改良体３によって山留め壁１の転倒を防止するためには、支持層４に根入れするに必要な深さのバットレス状の地盤改良体３を、山留め壁１から十分に長く突出した状態に施工するか、或いは、バットレス状の地盤改良体３を狭い間隔で多数枚築造しなければならないという問題点がある。

特開平８−２６９９６８号公報の図５（Ａ） 特開平９−６００１１号公報 特開平９−７８６１４号公報

本発明は、上記の問題点を踏まえてなされたものであって、その目的とするところは、地盤改良の工事量が少なくて済む施工性、経済性に優れた山留め工法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即ち、請求項１に記載の発明による山留め工法は、山留め壁の内側地盤の掘削に先立って、山留め壁と杭との間を地盤改良しておき、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で杭に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と杭の水平耐力で抵抗させることを特徴としている。杭としては、支持層に達する長さであることが望ましく、支持杭、摩擦杭、併用杭の何れでもよく、場所打ち杭、既製杭であるとを問わず、新設する杭、地中に残置された既存の杭であるも問わない。

請求項２に記載の発明は、杭を新設する場合の山留め工法であり、山留め壁を構築し、山留め壁に接する内側地盤のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良した後、地盤改良体と接する又は交差する状態に杭を打設し、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で支持杭に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と杭の水平耐力で抵抗させることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、杭として既存の杭を利用する場合の山留め工法であり、山留め壁を構築し、山留め壁と内側地盤に埋設されている既存の杭との間の内側地盤のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良し、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で既存の杭に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と既存の杭の水平耐力で抵抗させることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、既存の支持杭の代わりに、既存の地下躯体を利用する場合の山留め工法であり、山留め壁を構築し、山留め壁と内側地盤に埋設されている既存の地下躯体との間の内側地盤のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良し、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で既存の地下躯体に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と既存の地下躯体の水平耐力で抵抗させることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で杭に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と杭の水平耐力で抵抗させるので、掘削床下の地中に切梁を設けるのと同等な効果が期待でき、山留め壁を支保する床付け以浅の切梁段数の低減、自立山留め壁にあっては自立高さの増大が可能であり、敷地一杯に大規模な建物を建築する場合や軟弱地盤が続く場合にも採用できる。

殊に、山留め壁と杭との間を地盤改良し、側圧に対して山留め壁と杭の水平耐力で抵抗させる機構であるから、地盤改良体を支持層に根入れする必要がなく、ソイルバットレス工法に比して地盤改良体の高さ（上下幅）及び山留め壁からの突出長さがを短くなり、地盤改良の工事量が少なくて済むので、施工性が良く、経済的である。

請求項２に記載の発明によれば、敷地一杯に建物を建築する場合、建物の外周柱とそれを支持する杭との偏心により、杭には曲げモーメント（偏心モーメント）が作用するが、杭に側圧による抵抗モーメントが発生するので、つまり、山留め壁に発生する側圧とそれを受ける杭頭までの杭長（支持層からの立ち上がり長さ）とによって杭に前記偏心モーメントと逆方向への曲げモーメントが発生するので、杭の経済設計に寄与し得る。

請求項３，４に記載の発明によれば、地中に残置された既存の杭や地下躯体を、側圧による山留め壁の転倒防止に利用するので、山留め壁の床付レベルより下への根入れ長を短くすることができ、より一層経済的である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１、図２に示す山留め工法は、山留め壁１の内側地盤の掘削に先立って、山留め壁１と支持杭２との間を、ソイルセメント（セメントミルクと掘削土壌を攪拌混合して固結させたもの）等で地盤改良して、地盤改良体３を築造しておき、内側地盤の掘削に伴って山留め壁１に発生する側圧を地盤改良体３で支持杭２に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁１と支持杭２の水平耐力で抵抗させる点に特徴がある。支持杭２は支持層４に達する長さとされているが、山留め壁１は、図示のように、支持層４まで達しない長さに低減することができる。

図１、図２に示した山留め工法の施工手順を説明すると、図３の（Ａ）に示すように、既知の方法により、例えばソイルパイル柱列山留め壁、地中連続壁等の山留め壁１を構築した後、山留め壁１に接する内側地盤５のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤をソイルセメント等で地盤改良し、地盤改良体３の上部を掘削土６で埋め戻す。

次に、図３の（Ｂ）に示すように、地盤改良体３と接する状態に支持杭２を場所打ち杭工法や既製杭の埋込み工法等により打設し、杭天端から上方の杭孔を掘削土６で埋め戻し、しかる後、山留め壁１と支持杭２の水平耐力で側圧に抵抗させつつ山留め壁１の内側地盤５を所定深度まで掘削して、図１の状態とすることになる。

上記の構成によれば、内側地盤５の掘削に伴って山留め壁１に発生する側圧を地盤改良体３で支持杭２に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁１と支持杭２の水平耐力で抵抗させるので、掘削床下の地中に切梁を設けるのと同等な効果が期待でき、山留め壁１を支保する床付け以浅の切梁段数の低減、自立式の山留め壁１にあっては自立高さの増大が可能であり、敷地一杯に大規模な建物を建築する場合や軟弱地盤が続く場合にも採用できる。

殊に、山留め壁１と支持杭２との間を地盤改良し、側圧に対して山留め壁１と支持杭２の水平耐力で抵抗させる機構であるから、地盤改良体３を支持層４に根入れする必要がなく、図１３で示したソイルバットレス工法に比して地盤改良体３の高さ（上下幅）及び山留め壁１からの突出長さがを短くなり、地盤改良の工事量が少なくて済むので、施工性が良く、経済的である。

また、敷地一杯に建物を建築する場合、図４に示すように、建物の外周柱７はそれを支持する支持杭２と偏心するので、柱軸力をＰ、偏心量をｅとすると、外周柱７と支持杭２との偏心により、支持杭２には曲げモーメント（偏心モーメント）Ｍ＝Ｐ・ｅが作用するが、支持杭２に側圧による抵抗モーメントが発生するので、つまり、山留め壁１に発生する側圧Ｐｈとそれを受ける杭頭までの杭長（支持層４からの立ち上がり長さ）ｅ’とによって支持杭２に前記偏心モーメントと逆方向への曲げモーメントＭｒ＝Ｐｈ・ｅ’が発生するので、支持杭２の経済設計に寄与し得る。

図５は、本発明の他の実施形態を示し、支持杭２をその杭芯ａが山留め壁１側に倒れる方向に若干傾斜させて打設することにより、支持杭２の水平抵抗力を予め増加させておく点に特徴がある。その他の構成、作用効果は、図１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

図６、図７は、本発明の他の実施形態を示し、地盤改良体３を支持杭打設予定位置を越える長さに築造し、しかる後、地盤改良体３と交差する状態（支持杭２の周りを地盤改良体３が取り囲む状態）に支持杭２を打設した点に特徴がある。この構成によれば、支持杭２の周りの地盤強度が増大するので、支持杭２の水平抵抗力も向上することになる。その他の構成、作用効果は、図１〜図５の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

図８は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、支持杭２として既存の杭を利用する場合の山留め工法であり、山留め壁１を構築し、山留め壁１と内側地盤５に埋設されている既存の支持杭２との間の内側地盤５のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良し、内側地盤５の掘削に伴って山留め壁１に発生する側圧を地盤改良体３で既存の支持杭２に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁１と既存の支持杭２の水平耐力で抵抗させる点に特徴がある。

即ち、先ず、図８の（Ａ）に示すように、地中に既存の支持杭２が残置された更地に、既知の方法により、例えばソイルパイル柱列山留め壁、地中連続壁等の山留め壁１を構築する。

次いで、図８の（Ｂ）に示すように、山留め壁１と内側地盤５に埋設されている既存の支持杭２との間の内側地盤５のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤をソイルセメント等で地盤改良し、地盤改良体３の上部を掘削土６で埋め戻す。

しかる後、図８の（Ｃ）に示すように、山留め壁１と既存の支持杭２の水平耐力で側圧に抵抗させつつ山留め壁１の内側地盤５を所定深度まで掘削するのである。

図９は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、既存の支持杭２の代わりに、既存の地下躯体（例えば、耐圧盤、地中梁等である。）７を利用する場合の山留め工法であり、山留め壁１を構築し、山留め壁１と内側地盤５に埋設されている既存の地下躯体７との間の内側地盤５のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良し、内側地盤５の掘削に伴って山留め壁１に発生する側圧を地盤改良体３で既存の耐圧盤、地中梁等の地下躯体７に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁１と既存の地下躯体７の水平耐力で抵抗させる点に特徴がある。尚、図９では、床付レベルが既存躯体より上となっているが、下の場合もある。

即ち、先ず、図９の（Ａ）に示すように、地中に既存の地下躯体７が残置された更地に、既知の方法により、例えばソイルパイル柱列山留め壁、地中連続壁等の山留め壁１を構築する。

次に、図９の（Ｂ）に示すように、山留め壁１と内側地盤４に埋設されている既存の地下躯体７との間の内側地盤５のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤をソイルセメント等で地盤改良し、地盤改良体３の上部を掘削土６で埋め戻す。

しかる後、図９の（Ｃ）に示すように、山留め壁１と既存の地下躯体７の水平耐力で側圧に抵抗させつつ山留め壁１の内側地盤５を所定深度まで掘削するのである。

尚、図９に仮想線で示すように、既存の地下躯体７に支持杭２が設けられている場合は、内側地盤５の掘削に伴って山留め壁１に発生する側圧を地盤改良体３で既存の地下躯体７と既存の地下躯体７に伝達させることになり、側圧に対して山留め壁１と既存の地下躯体７及び支持杭２で抵抗させることになる。

図８、図９の構成によれば、地中に残置された既存の支持杭や地下躯体を、側圧による山留め壁の転倒防止に利用するので、より一層経済的である。その他の構成、作用効果は、図１の実施形態と同じであるから、説明を省略する。

本発明の実施形態を示す縦断側面図である。 上記の実施形態を示す平面図である。 施工手順を説明する縦断側面図である。 上記の実施形態による利点を説明する縦断側面図である。 本発明の他の実施形態を示す縦断側面図である。 本発明の他の実施形態を示す縦断側面図である。 上記の実施形態を示す平面図である。 本発明の他の実施形態を示す縦断側面図である。 本発明の他の実施形態を示す縦断側面図である。 従来例を説明する縦断側面図である。 従来例を説明する縦断側面図である。 従来例を説明する縦断側面図である。 従来例を説明する縦断側面図である。

符号の説明

１ 山留め壁
２ 支持杭
３ 地盤改良体
４ 支持層
５ 内側地盤

Claims (4)

1. 山留め壁の内側地盤の掘削に先立って、山留め壁と杭との間を地盤改良しておき、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で杭に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と杭の水平耐力で抵抗させることを特徴とする山留め工法。
2. 山留め壁を構築し、山留め壁に接する内側地盤のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良した後、地盤改良体と接する又は交差する状態に杭を打設し、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で杭に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と杭の水平耐力で抵抗させることを特徴とする山留め工法。
3. 山留め壁を構築し、山留め壁と内側地盤に埋設されている既存の杭との間の内側地盤のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良し、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で既存の杭に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と既存の杭の水平耐力で抵抗させることを特徴とする山留め工法。
4. 山留め壁を構築し、山留め壁と内側地盤に埋設されている既存の地下躯体との間の内側地盤のうち、少なくとも床付レベルより下方の内側地盤を地盤改良し、内側地盤の掘削に伴って山留め壁に発生する側圧を地盤改良体で既存の地下躯体に伝達させることにより、側圧に対して山留め壁と既存の地下躯体の水平耐力で抵抗させることを特徴とする山留め工法。