JP2008163660A - 土留擁壁の構築方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の自立式擁壁の特長を生かしつつ、その弱点を解消できるとともに、新たな擁壁の構築や既設の自立式擁壁の改修を短い工期で低コストに行うことができる擁壁の構築方法を提供する。
【解決手段】所定間隔で掘削した杭穴に親杭2を打設し、これらの親杭2と連続して立設される鋼鉄製の支柱3に壁版6を支持し、支柱3の略中間部に、壁版6の後方に向けて突出する鋼鉄製のブラケット7を取付け、前記ブラケット7の上面に、前記壁版6背面と隙間を設けた状態で棚版8を棚状に配置した後、壁版6の背後を埋め戻すことにより擁壁1を構築する。
【選択図】図1

Description

本発明は、土留擁壁の構築方法に関し、特に、地山に施す高さが3m前後の擁壁において、安定性等の性能と経済性の向上を目指した擁壁の構築方法に関する。
傾斜地等の土留めを行う擁壁には、従来、例えば、擁壁下部に水平底版を設けて横断面L字状に形成し、底版上の土壌の重量によって擁壁の転倒を防止するL型擁壁が用いられている。
一方、所定間隔で掘削した杭穴に支柱を建て込み、根固めコンクリートを打設し、さらにこれらの支柱間に壁版を設置して、壁版背面を埋め戻すことによって、L型擁壁のような底版を有しない擁壁(以下、自立式擁壁という。)を構築することができ、このような擁壁の構築方法は、施工性や耐震補強等などへの適用性に優れた工法として広く採用されている擁壁工法である。
自立式擁壁は、底版を持たないため壁版背面側の地山の掘削を最小限に留めて擁壁を構築することができ、擁壁の前面が狭隘な敷地等では、崩壊の危険性がある擁壁の補修・改修に極めて適したものである。
しかしながら、自立式擁壁に作用する土圧は、杭の水平抵抗力のみで支える構造であるため、地盤の状況によっては、水平変位の変動が大きくなって安定性に問題が生じる場合がある。
一方、特許文献1には、このような自立式擁壁における弱点を改良する目的で、擁壁の背面にブラケットと、この先端にアンカーウェイトを設置して、擁壁背面に作用する土圧による転倒モーメントに対抗するモーメントを発生させることで、高さ4m前後の擁壁を構築可能にした工法が提案されている。
特許第2824217号
従来の底版を有しない自立式擁壁においては、地盤条件等により土圧による変位の変動が大きくなり、このような変動を設計の許容範囲内とするために、擁壁の高さが低く制限されたり、擁壁の使用部材を大きなものとする必要があった。
一方、特許文献1に記載されているような、擁壁背面にブラケットとその先端にアンカーウェイトを設置した構造の擁壁を構築したり、自立式擁壁から改修する場合には、自立式擁壁の弱点は解消されるものの、擁壁の構造が複雑になるため、工期が長くなるとともに、工費が嵩む問題があった。
そこで、本発明は、前述したような、従来の自立式擁壁の特長を生かしつつ、その弱点を解消できるとともに、新たな擁壁の構築や既設の自立式擁壁の改修を短い工期で低コストに行うことができる擁壁の構築方法を提供することを目的とする。
前記目的のために提供される本発明の土留擁壁の構築方法は、所定間隔で掘削した杭穴に親杭を打設し、これらの親杭と連続して立設される鋼鉄製の支柱間に壁版を支持して構成される土留擁壁の構築方法であって、その第1のものは、それぞれの支柱の略中間部に、壁版後方に向けて突出してこれらの支柱に土圧による剪断荷重ならびに曲げモーメントを伝達する鋼鉄製のブラケットを取付け、隣り合う支柱の各ブラケット間に壁版背面と隙間を空けた状態で棚版を水平に掛け渡した後、壁版の背後を埋め戻すことを特徴とするものである。
また、その第2のものは、それぞれの支柱の略中間部に、壁版後方に向けて突出してこれらの支柱に土圧による剪断荷重を伝達する鋼鉄製の棚板受具を取付け、隣り合う支柱の各棚板受具に壁版背面と隙間を空けた状態で棚版の両端部前側を保持させるとともに、前記棚板両端部後側寄りの位置と、これらの支柱の棚板受具の取付位置の上方位置との間を当該支柱に剪断荷重ならびに曲げモーメントを伝達する鋼鉄製の吊り部材で連結して、当該棚板を水平に保持した後、壁版の背後を埋め戻すことを特徴とするものである。
また、その第3のものは、それぞれの支柱の略中間部に、壁版後方に向けて突出してこれらの支柱に土圧による剪断荷重ならびに曲げモーメントを伝達するブラケットを場所打ちコンクリートにより形成し、隣り合う支柱の各ブラケット間に壁版背面と隙間を設けた状態で棚版を水平に掛け渡した後、壁版の背後を埋め戻すことを特徴とするものである。
本発明の擁壁の構築方法によれば、擁壁の中間部に背面側に棚版を設けることにより、棚版の下方部分の主働土圧を大幅に低減することができ、その結果、擁壁を構成する材料の強度が小さくて済むため、経済的な設計が可能となる。
また、棚状の棚版上面に垂直方向に加わる土圧によって、転倒に抵抗するモーメントが擁壁に生じるため、安定性が向上し、従来のL字型の擁壁のような奥行きのある底版が不要となる。
その結果、擁壁背面の地山の掘削量を最小限に留めることができ、また、従来の支柱背面に突出させたブラケットにアンカーウェイトを連結して擁壁の転倒に抵抗するモーメントを発生させるものと比較して施工が容易であるので、擁壁を構築するために要する工期の短縮ならびに工費の低減を図ることができる。
なお、親杭と支柱、ブラケット、壁版、棚版等の擁壁を構成する各部材の大半を工場で生産しておいてこれらを現場で組み立てる場合には、さらなる工期の短縮と工費の削減を図ることが可能である。
さらに、壁版背面と棚状の棚版との間に隙間を設けているため、壁版背面に透水シートを容易に設置することができ、擁壁の排水性を高めることができる。
以下、本発明を図の実施例を参照して説明する。
図1は、本発明の構築方法によって構築された擁壁の1実施形態を示す部分斜視図、図2はその縦断面図であって、これらの図に示す擁壁1は、親杭2上に鋼鉄製のH型鋼で形成された支柱3が立設されており、隣接する支柱3のそれぞれの上端部には支柱頭繋梁4が掛け渡されて、これらの支柱3同士が相互に連結されている。
また、隣り合う親杭2の上端部同士は、杭頭繋梁5によって相互に連結されていて、隣接する支柱3間にある支柱頭繋梁4と杭頭繋梁5の間には、上下方向に複数枚に分割された壁版6が配置されている。壁版6は、プレキャストコンクリート製であるが、場所打ちとしてもよい。
また、それぞれの支柱3の略中間部には、壁版6の後方に突出するように、堅固な鋼鉄製のブラケット7がボルト締結や溶接等の固着手段によって剛に固定されている。それぞれのブラケット7の上面は、水平で全て同一レベルに揃えられており、また、互いに隣合うブラケット7の上面間には、PC版からなる棚版8が設置されている。これらの棚版8は、ブラケット7上で隣のものと端面同士を互いに突き合わせた状態で棚状に連続して設けられている。
次に、擁壁1の構築方法について説明する。
先ず、擁壁1を設置する場所に杭穴を所定の間隔で掘削し、これらの杭穴にそれぞれH型鋼を立て込んでコンクリートを打設して親杭2を形成し、親杭2によって下端が保持された前記H型鋼の支柱3を立設する。
次に、隣り合う親杭2の上端部同士を、杭頭繋梁5を設置し、親杭の2のコンクリート部の頭部相互に連結する。その後、壁版6を隣り合う支柱3間の杭頭繋梁5の上方に複数枚積み重ね、これらの支柱3によって両側から支持された状態で装着する。
壁版6の装着作業が全て完了したら、これらの支柱3の上端部間を支柱頭繋梁4を設置して連結する。支柱頭繋梁4は、プレキャスト材もしくは場所打ちコンクリート製のものを用いることができる。
一方、各支柱3の略中間部には、鋼鉄製のブラケット7を互いに上面のレベルを揃えて壁版6の後方に向けて突出するように、ボルト連結や溶接等によって固定する。それぞれの支柱3にブラケット7を装着した後、隣接するブラケット7間に、PC版、または、場所打ちコンクリート版からなる棚版8を、壁版6の背面との間に隙間を設けた状態で掛け渡して取り付ける。
このようにして擁壁1の設置が完了したら、図2に示すように、その背後を埋土で埋め戻す。なお、各支柱3へのブラケット7の取付作業は、支柱3間に壁版6を装着する前に完了しておいてもよい。
次に、図3は、擁壁1の壁面に作用する土圧の分布状態の概略説明図であって、図中Aは、擁壁1後方の埋め戻された上位の地面GLのレベル、Bは、擁壁1の表面側の下位の地面GLのレベルを表している。
また、直線P1は、上方の地面GLのレベルAと棚版8上面のレベルXとの間における、壁版6に作用する主働土圧の分布状態を表している。一方、直線P2は、棚版8の下方における壁版6に作用する主働土圧の分布状態を表している。
同図に示すように、擁壁1の壁版6に作用する主働土圧の大きさは、上位の地面GLのレベルAから棚版8上面のレベルXに至るまでは直線P1で示すように下方に向けて次第に増加するが、上方からの土圧は棚版8によって支えられているため、前記レベルXを境に棚版8直下では土圧はほぼ0となり、ここから下方に向けて直線P2で示すように再び増加する。
ここで、レベルXより下方に直線P1から延長した直線P3は、図4に示すような従来の自立式擁壁1’における下方の壁版6に作用する主働土圧の分布状態を表したものである。なお、図2及び図4中に表示されている矢印は、土圧の作用力を表している。
なお、図4において、自立式擁壁1’を構成している各部材は、図1及び図2に示す擁壁1にも同じものが用いられており、両者に共通に用いられている構成部材については、擁壁1の構成部材と同一の番号で示してある。
図4に示す従来の自立式擁壁1’においては、壁版6に作用する主働土圧は、上位の地面GLのレベルAからレベルXに至るまでは、擁壁1の場合と同様に、図3のP1で表される直線に従って下方に向けて増加する。また、レベルXから下方にある壁版6に作用する主働土圧は、前記直線P1をそのまま延長した仮想線P3で示すように、単調に増加する。
従って、本発明の構築方法によって構築される擁壁1においては、擁壁1の中間位置に棚版8を設置して、上方の土壌の重量を棚版8上面で受け止めているため、棚版8より下方の壁版6に作用する主働土圧は、従来の自立式擁壁1’の場合よりも格段に小さくなり、その結果、擁壁1を構成する各部材の必要強度は従来の自立式擁壁1’よりも小さくて済むため経済的な設計が可能となる。
棚版8の上面に加わる土圧は、ブラケット7を介して支柱3に剪断荷重ならびに曲げモーメントとして伝達される。前記曲げモーメントは、壁版6の背面に加わる土圧によって擁壁1を前方に転倒させようとするモーメントに対抗するように、反対向きに各支柱3に作用するため、擁壁1の自立安定性が向上する。
次に、図5は、本発明の擁壁の構築方法によって構築された擁壁の別の実施形態を示す縦断面図であって、同図中、図1及び図2中に示す部材と共通して用いられている部材については、同一番号によって表示してある。
図5に示す擁壁1Aにおいては、それぞれの支柱3の略中間部に、鋼鉄製の棚版受具7Aが取り付けられており、隣り合う支柱3の棚版受具7Aのそれぞれに、棚版8の両端部前側部分を壁版6の背面と隙間を空けた状態で保持させている。
また、これらの支柱3の棚版受具7Aの取付位置の上方位置には、鋼鉄製の連結片9を溶接等によって固定するとともに、棚板8両端部の後側寄りの位置に鋼鉄製の連結片10を取り付けて、連結片9と連結片10との間を鋼鉄製の吊りロッド11で連結し、棚版8を壁版6の背面に水平姿勢で保持し、その後、壁版6の背後を埋土で埋め戻している。
擁壁1Aは、棚板8の上に土圧が加わると、これを支えている棚版受具7Aはその荷重の一部を剪断荷重として支柱3に伝達する。吊りロッド11は、その荷重の一部を剪断荷重と曲げモーメントとして支柱3に伝達し、この曲げモーメントが壁版6の背面に加わる土圧によって擁壁1Aを前方に転倒させようとするモーメントに対抗するように、反対向きに作用する。
さらに、図6は、本発明の擁壁の構築方法によって構築された擁壁のさらに別の実施形態を示す縦断面図であって、同図中、図1及び図2中に示す部材と共通して用いられている部材については、同一番号によって表示してある。
図6に示す擁壁1Bは、それぞれの支柱3の略中間部に、ブラケット7Bを壁版後方に向けて場所打ちコンクリートにより形成しているもので、これらのブラケット7Bは支柱3に溶接した鉄筋もしくはスタッドボルトを介して取付けている。なお、擁壁1Bは、前述した擁壁1に用いられている鋼鉄製のブラケット7を場所打ちのコンクリート製に変更した点以外は、擁壁1と同様して構築されるものである。
本発明の擁壁の構築方法は、傾斜地等における擁壁の構築や既設の擁壁の改修に好適に利用することができる。
本発明の構築方法によって構築された擁壁の1実施例を示す部分斜視図である。 図1に示す擁壁の縦断面図である。 本発明の擁壁の構築方法によって構築された擁壁の壁面に作用する土圧の分布状態の概略説明図である。 従来の自立式擁壁の構造を示す縦断面図である。 本発明の擁壁の構築方法によって構築された擁壁の別の実施例を示す縦断面図である。 本発明の擁壁の構築方法によって構築された擁壁のさらに別の実施例を示す縦断面図である。
符号の説明
1、1A、1B、1’擁壁
2 親杭
3 支柱
4 支柱頭繋梁
5 杭頭繋梁
6 壁版
7 ブラケット
7A 棚版受具
8 棚版
9、10 連結片
11 吊りロッド

Claims (3)

  1. 所定間隔で親杭を設置し、親杭間に壁版を設置する親杭横矢板式の土留擁壁の構築方法であって、
    それぞれの支柱の略中間部に、壁版後方に向けて突出してこれらの支柱に土圧による剪断荷重ならびに曲げモーメントを伝達する鋼鉄製のブラケットを取付け、隣り合う支柱の各ブラケット間に壁版背面と隙間を空けた状態で棚版を水平に掛け渡した後、壁版の背後を埋め戻すことを特徴とする土留擁壁の構築方法。
  2. 所定間隔で掘削した杭穴に親杭を打設し、これらの親杭と連続して立設される鋼鉄製の支柱間に壁版を支持して構成される土留擁壁の構築方法であって、
    それぞれの支柱の略中間部に、壁版後方に向けて突出してこれらの支柱に土圧による剪断荷重を伝達する鋼鉄製の棚板受具を取付け、隣り合う支柱の各棚板受具に壁版背面と隙間を空けた状態で棚版の両端部前側を保持させるとともに、
    前記棚板両端部後側寄りの位置と、これらの支柱の棚板受具の取付位置の上方位置との間を当該支柱に剪断荷重ならびに曲げモーメントを伝達する鋼鉄製の吊り部材で連結して、当該棚板を水平に保持した後、壁版の背後を埋め戻すことを特徴とする擁壁の構築方法。
  3. 所定間隔で掘削した杭穴に親杭を打設し、これらの親杭と連続して立設される鋼鉄製の支柱間に壁版を支持して構成される土留擁壁の構築方法であって、
    それぞれの支柱の略中間部に、壁版後方に向けて突出してこれらの支柱に土圧による剪断荷重ならびに曲げモーメントを伝達するブラケットを場所打ちコンクリートにより形成し、隣り合う支柱の各ブラケット間に壁版背面と隙間を設けた状態で棚版を水平に掛け渡した後、壁版の背後を埋め戻すことを特徴とする土留擁壁の構築方法。
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