JP2008144546A - 山留め支保工の施工法及びその構造 - Google Patents

Abstract

【課題】支保工が躯体構築作業の妨げにならないようにし、控え杭の変位にも追随でき、荷重が増加しても、土留め壁がせり出さないようにする。
【解決手段】山留め壁Ａから適宜距離離れて、地盤に控え杭３を打設し、一部を地上に突出させる。控え杭３の地上からの突出部分と、山留め壁Ａの腹起し材４との間に、梁材５を介在させる。梁材５はジャッキ６によって伸縮可能となっており、これを伸ばすことによって増加が予想される土砂荷重分をプレロードＦとして与える。控え杭３が地表から大きく突き出て変位Ｔが生じても、増加する土砂荷重を梁材５が支持して、山留め壁Ａのせり出しを防ぐ。
【選択図】図１

Description

本発明は、地下構造物などを構築する際に、周辺地盤が崩れないように支える山留め支保工に関するものであって、特に、出来る限り施工の支障にならない、より多くの施工空間を確保できる山留め支保工の施工法及びその構造に関するものである。

地下室や地中梁などの地下構造物を構築する際、地盤を掘削し、その掘削した空間を取り囲む周辺土砂を、山留め支保工と呼ばれる仮設材で支持する方法が採られている。
掘削前に地盤に矢板や親杭を打ち込んでおき、その矢板や親杭に沿って地盤を掘削するものである。
掘削に伴って周辺土砂の荷重が矢板などに作用するが、この土砂荷重を支える施工を山留め支保工と呼び、その山留め支保工として多種多様な施工法が存在する。

そのひとつとして、土留め壁と、反対側の土留め壁との間に梁を跨らせて掛け、ジャッキによって突っ張らせる水平切梁工法や、掘削する部分の中心部分を残し、この中心に残った地盤と山留め壁との間に梁を掛け渡して施工するアイランド工法なども存在する。
しかし、水平切梁工法は、梁が地下空間で縦横に交差するため、その施工が面倒で工期が長くなり、コスト高となっていた。
また、アイランド工法では、交錯した梁や、空間の中心に残したアイランド部分が空間を占め、施工に大きな支障となっていた。
特開２００３−１６６２４２号公報

本発明が解決しようとする課題は、山留め壁の支保工が施工空間を占めて施工の支障となり、工期も長くなることである。

本発明にかかる山留め支保工の施工法は、
地中に下部を埋設した矢板や親杭などによって周辺地盤の荷重を支えてなる山留め支保工の施工法において、
前記山留め壁から離れた地盤に控え杭を打設し、
地盤から露出する控え杭の突出部分と、山留め壁との間に、伸縮可能な梁材を介在させ、
山留め壁内側の地盤を掘削する前に、
山留め壁に作用する土砂荷重の増加分を、プレロードとして梁材に与えるものである。
また、その施工法において、
梁材は、ジャッキによってその長さが伸縮可能であって、
その両端に回転ピースを有しており、
ジャッキによって与えたプレロードによって、梁材が土砂荷重の増加に対応可能であって、
回転ピースによって、控え杭の変位と梁材の伸縮によって生じる梁材の角度の変化に追随可能とするものである。

また、本発明にかかる山留め支保工の構造は、
掘削した地盤の荷重を支える山留め壁と、
山留め壁から適宜距離離れて地盤に打設する控え杭との間に、
梁材を介在させる山留め支保工の構造であって、
梁材は、ジャッキによって全長が伸縮可能としてあり、
梁材の一端は回転ピースを介して山留め壁の腹起し材に当接し、
梁材の他端は回転ピースを介して控え杭に当接させ、
ジャッキによって与えたプレロードによって、梁材が土砂荷重の増加に対応可能であって、
回転ピースによって、控え杭の変位と梁材の伸縮によって生じる梁材の角度の変化に追随可能とするものである。

この発明にかかる山留め支保工の施工法及びその構造によって、以下の効果を得ることができる。
＜ａ＞山留め壁から適宜離れて、地盤に控え杭を打設し、この控え杭と山留め壁の間に梁材をかけるため、支保工が掘削空間を大きく占めることなく、施工空間を確保できるとともに、施工の支障とならない。
＜ｂ＞梁材の一端は、土留め壁から適宜間隔離れた地盤に打設した控え杭によって反力を受けるため、水平切梁工法のように土留め壁と土留め壁の間に梁を縦横に渡すなどの必要がなく、施工が簡易となり、工期を著しく短縮でき、施工コストも安価と出来る。
＜ｃ＞ジャッキによって梁材にプレロードを与え、発生する土砂荷重分を予想して山留め壁を押さえるため、地表から大きく突出した控え杭が反り返るよう変位しても、土砂荷重を梁材が押さえて、山留め壁を引き続いて有効に押え、そのせり出しを防ぐことが出来る。
＜ｄ＞梁材の両端には回転ピースを取り付けたため、梁材の長さや角度に対応でき、また、控え杭が変位しても、それに追随して柔軟に角度が変わる安定した支保工となる。

まず、この発明にかかる支保工の構造について説明する。

＜ア＞山留め壁
掘削境界位置に、Ｈ型鋼からなる親杭１を適宜間隔づつ離して複数打設し、深く掘削していくにつれて、親杭１と親杭１との間に山留め板２を差し込んで、地盤の崩壊を防ぐ。
山留め壁Ａとしては、シートパイルを連続して打ち込む方法、セン孔機械によって地中にセン孔し、場所打ちコンクリートの柱、壁材を造り、構築するなど、様々な方法が採用可能である。

＜イ＞控え杭
一次掘削後、山留め壁Aから適宜距離離れた位置に、控え杭３を打設する。（図７）
実施例では、控え杭３として、Ｈ型鋼を使用している。
施工空間を確保し、梁材５のピッチを開けるため、一本の梁材５に与える負荷を大きくする必要がある。
そのために、図１及び図３で示すように、Ｈ型鋼二本以上を、ひとつの控え杭３に使用している。
控え杭３として、Ｈ型鋼一本を使用することも勿論可能である。
控え杭３は、地盤を掘削して埋設し、その孔にグラウト材を注入して固定する。控え杭３の一部は地上から突出させておく。
控え杭３には腹起し材８が取付けされている。

＜ウ＞梁材
山留め壁Ａの腹起し材４と、控え杭３との間に、梁材５を掛ける。
腹起し材４としてはＨ型鋼が使用されている。
梁材５にもＨ型鋼が使用されているが、その一端部近傍に介在させたジャッキ６によって、梁材５の長さが伸縮可能となっている。
梁材５としては、ジャッキ６を使用せずに、梁材そのものが伸縮するような構造のものも採用可能である。

＜エ＞ジャッキ
ジャッキ６としては、メカニカル式のものも、油圧式のものも、様々な形式のものが採用できる。

＜オ＞回転ピース
梁材５の両端には、図６に示すような回転して角度を変更可能な回転ピース７がそれぞれ取付けられている。
回転ピース７は、それぞれ、腹起し材４・８に当接して、梁材５をジャッキ６によって伸ばしたり、控え杭３が反り返るなどの変位を生じたとき、梁材６の長さの変化や、梁材５と腹起し材４・８との角度の変化に追随可能となっている。

次に、以上のような支保工の構造を使用した地下構造物の施工法について説明する。

＜カ＞梁材の架設
控え杭３側の腹起し材８と、山留め壁Ａ側の腹起し材４との間に、掛けた梁材５のジャッキ６を伸ばし、１回目のプレロードＦを与えて、山留め壁Ａを支える。

＜キ＞プレロード
この発明では、山留め壁Ａの内側の地盤を更に掘削して、地中構造物を構築する。
控え杭３には、大きな土砂荷重が作用するため、荷重を受けても出来る限り変位しないことが望ましい。
しかしながら、更に地盤を掘削すると、控え杭３は地表に大きく突出することになる。
地表に大きく突出すると、控え杭３は、その弾性によって反対方向に反り返るように変位する。
この変位が生じると、土砂荷重が増加した山留め壁Ａは、地下空間の内側に膨らむようにせり出すことになる。
山留め壁Ａがせり出すと、地下空間での構造物施工に支障が出るため、山留め壁Ａのせり出しを防ぐ必要がある。
このため、ジャッキ６によって梁材５を更に伸ばし、プレロードＦを与える。（図８）

＜ク＞予想される土砂荷重
二回目のプレロードＦは、この後掘削して地盤底を深くすることにより、山留め壁Ａに作用する土砂荷重の増加分を予想して与える。
その後、二次掘削して掘削底を深め、控え杭３が地表から大きく突き出て突出長さＬが長くなる。
大きく突き出た控え杭３は、その弾性によって、反り返るように変位Ｔが発生する。
しかしながら、梁材５には土砂荷重の増加分がプレロードとして与えられているため、山留め壁Ａを梁材５が支持して、せり出してくるようなことがない。（図９）

＜ケ＞掘削と解体
所定の地下構造物９として地中梁を構築し、山留め壁Ａを地中梁によって支える。
この状態で梁材５のジャッキ６を縮め、山留め壁Ａと控え杭３との間から梁材５を、山留め壁Ａ側の腹起し材４とともに撤去する。
控え杭３は地上から突出部分を切断して、撤去する。（図１０）

＜コ＞他の形態
図３などに示す実施例では、ひとつの控え杭３から一本の梁材５を山留め壁Ａに渡しているが、図４に示す実施例のように、ふたつの控え杭３から、二本以上の梁材５を逆Ｖ字状にかけることもできる。
このようにすることで、荷重を分散することができ、杭１の支持力も小さくすることができる。

山留め支保工施工状態の斜視図である。 支保工の断面図である。 支保工の平面図である。 他の形態の平面図である。 プレロードを与えた状態の概念図である。 回転ピースの側面図である。 １次掘削の断面図である。 ２次掘削の断面図である。 最終掘削の断面図である。 梁材撤去の断面図である。

符号の説明

Ａ 山留め壁
１ 親杭
２ 山留め板
３ 控え杭
４ 腹起し材
５ 梁材
６ ジャッキ
７ 回転ピース
８ 腹起し材
９ 地中梁

Claims (3)

1. 地中に下部を埋設した矢板や親杭などによって周辺地盤の荷重を支えてなる山留め支保工の施工法において、
   前記山留め壁から離れた地盤に控え杭を打設し、
   地盤から露出する控え杭の突出部分と、山留め壁との間に、伸縮可能な梁材を介在させ、
   山留め壁内側の地盤を掘削する前に、
   山留め壁に作用する土砂荷重の増加分を、プレロードとして梁材に与えたことを特徴とする、
   山留め支保工の施工法。
2. 梁材は、ジャッキによってその長さが伸縮可能であって、
   その両端に回転ピースを有しており、
   ジャッキによって与えたプレロードによって、梁材が土砂荷重の増加に対応可能であって、
   回転ピースによって、控え杭の変位と梁材の伸縮によって生じる梁材の角度の変化に追随可能としたことを特徴とする
   請求項１記載の山留め支保工の施工法。
3. 掘削した地盤の荷重を支える山留め壁と、
   山留め壁から適宜距離離れて地盤に打設する控え杭との間に、
   梁材を介在させる山留め支保工の構造であって、
   梁材は、ジャッキによって全長が伸縮可能としてあり、
   梁材の一端は回転ピースを介して山留め壁の腹起し材に当接し、
   梁材の他端は回転ピースを介して控え杭に当接させ、
   ジャッキによって与えたプレロードによって、梁材が土砂荷重の増加に対応可能であって、
   回転ピースによって、控え杭の変位と梁材の伸縮によって生じる梁材の角度の変化に追随可能としたたことを特徴とする、
   山留め支保工の構造。

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