JP2010216121A - 山留支保工及びその施工法 - Google Patents

Abstract

【課題】地下の作業空間を確保するとともに、山留支保工の信頼性を高め、その作業性を良好にし、更には山留壁の土圧分布に応じた支持力を設定可能にする。
【解決手段】掘削した地盤２に沿って山留壁１を設置し、山留壁１の地盤２とは反対側には、支持部材５を配置する。支持部材５の山留壁１とは反対側には、伸縮機能を備える複数の束材６を適宜間隔離隔して設置する。両端に位置する束材６と支持部材５との間、及び隣り合う束材６同士の間には、構造用圧延鋼材から成る連結部材７を個別に渡して連結する。束材６、支持部材５と連結部材７とを一体化させたフレーム構造として山留壁１を支える。束材６ごとに山留壁１を支持する力を変えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、掘削した地盤を支えるための山留支保工に関するものであり、特に地下空間を有効に活用できる山留支保工、及びその施工法に関するものである。

地下階構築のためなどに地盤を掘削し、その掘削地盤が崩れないように山留壁を構築することが採用されている。
このような山留壁を支えるために、例えば特開２０００−２８２４６９号公報に記載された発明のように、向かい合う山留壁間に大掛かりな切梁を腹起こしとして地下空間に渡し、向かい合う山留壁同士を切梁によって突っ張るようにして支えることが行われていた。
しかしながら、前記したように大規模な切梁を使用する方法であると、地下空間に多数本の切梁が跨り、空間を仕切るような形となり、工事機械の移動や、工事作業に大きな支障となっていた。

そのために、特許第３９５８３１９号公報に記載されたような発明が創案されている。
同発明は、山留壁を支持する腹起こしである支持部材の両端部を火打ちによって押えつけ、火打ちの間には、山留壁側から水平に突き出る複数の受け部材を配置し、その各受け部材の山留壁とは反対側端間に複数本の鋼線を配して、両端を支持部材にて緊張した緊張力によって受け部材を支持部材に押しつけ、山留壁を支えるものである。
同公報のような方法であると、地下空間に張り出る切梁がなく、より施工が容易となるという利点がある。

しかしながら、受け部材に反力を与える部材が鋼線であるために、破損の危険がある。
工事作業中に、作業重機などが鋼線に触れたときに、鋼線の素線を切断してしまうことがあり、一本切断すると、他の素線に作用する負荷が大きくなって、次々と素線が破断し、最後には鋼線が破断することになりかねない。

また、鋼線であると、その伸びが大きく、大きなプレストレス力を与えておかないと、土圧により鋼線の伸びが生じ、土圧を十分に支えることが出来ず、山留壁に過大な変形を与えてしまう。

鋼線は通常複数本必要であり、均等に緊張力を与えることが必要となり、その施工は非常に難しい。
また、施工中に鋼線ごとに一本づつ緊張力の管理も出来ない。

鋼線には、支持部材の両端部近くでその両端を緊張し、支持部材に与える反力全てを与える必要がある。
つまりは、大きな緊張力をたった二か所で鋼線に与えることになり、緊張装置による極めて難しい緊張作業を行う必要があり、その施工は著しく困難である。

鋼線は、両端を緊張することにより、全受け部材に緊張力を与える。
つまりは、鋼線の全長に渡って同じ緊張力しか作用していない。
しかしながら、山留壁に作用する土圧は、部分々々によって必ずしも一定ではない。
土圧の大きな部分、小さい部分に応じて、山留壁を押す力を変えて安定した山留支保工とすることができない。

鋼線を緊張して受け部材に軸線方向の力を与えると、放物線状に曲った鋼線によって、受け部材を倒す方向の水平力が作用するため、その力を受けるために、受け部材から支持部材にかけて水平方向への補強手段が必要となっていた。
また、鋼線などは一度使用すれば曲げによるクセがつくため、繰り返し使用が出来ず、その分のコストが高くなっていた。

特開２０００−２８２４６９号公報 特許第３９５８３１９号公報

解決しようとする課題は、山留支保工の信頼性であり、その作業性であり、更には山留壁の土圧分布に応じた支持力の設定である。

本発明にかかる山留支保工は、掘削した地盤に沿って山留壁を形成し、
当該山留壁の地盤とは反対側には、山留壁を支える支持部材を配置し、
前記支持部材の山留壁とは反対側には、伸縮機能を備える複数の束材を適宜間隔離隔して設置し、
複数の束材のうち両端に位置する束材と支持部材との間、及び隣り合う束材同士の間には、構造用圧延鋼材から成る連結部材を個別に渡して連結し、
複数の束材、支持部材及び連結部材を一体化して山留壁を支える。
また、本発明にかかる他の山留支保工は、連結部材と支持部材、隣り合う連結部材、及び連結部材と連結部との連結は、ピン結合により行うものである。
また、本発明にかかる他の山留支保工は、前記束材の連結部材との連結部は、支持部材の長手方向と平行に連結位置を移動可能である。
更に、本発明にかかる他の山留支保工は、前記束材の伸縮機能には、それぞれ荷重計を取付けるものである。

本発明にかかる山留支保工の施工法は、掘削した地盤に沿って山留壁を形成し、
当該山留壁の地盤とは反対側には、山留壁を支える支持部材を配置し、
前記支持部材の山留壁とは反対側には、伸縮機能を備える複数の束材を適宜間隔離隔して設置し、
複数の束材のうち両端に位置する束材と支持部材との間、及び隣り合う束材同士の間には、構造用圧延鋼材から成る連結部材を個別に渡して連結し、
複数の束材、支持部材及び連結部材を一体化して山留壁を支える山留支保工であって、
山留壁に作用する土圧分布に応じて、各束材の長さを伸縮させて支持力を変化させるものである。
また、本発明にかかる他の山留支保工の施工法は、前記束材の伸縮機能には、それぞれ荷重計を取付け、各束材によって支える土圧を測定・管理する。

本発明は以上のような構成を有し、次のうちのいずれか一つの効果を達成する。
＜ａ＞本発明では、鋼線や炭素繊維などではなく、構造用圧延鋼材を使用するものであり、重機などが触れても破断する可能性が極端に小さく、山留壁の崩壊に繋がる事故が発生せず、山留壁の信頼性が極めて高い。
＜ｂ＞連結部材として構造用圧延鋼材を使用するため、その伸びは僅かで、一体化したフレーム構造が大きく変化することなく、山留壁の支持力が落ちることがない。
＜ｃ＞連結部材には束材の伸張によってプレストレス力を与え、土圧による山留壁の変形を制御することが可能である。
また、その場合、それぞれの束材の伸張により連結部材の緊張力を得ることが出来、作業が簡易で、支持部材両端部に定着装置も必要なく、大掛かりな緊張装置も必要としない。
＜ｄ＞連結部材は、支持部材と束材との間、若しくは束材同士の間に個別に渡してあり、束材の長さも、山留壁に作用する土圧分布に応じて自在に設定でき、安定した山留壁の支持が可能となる。
また、土圧の部分的変化にも、束材ごとの調整対応が可能である。
＜ｅ＞束材と連結部材との連結部は、支持部材の長手方向と平行に連結位置を移動可能とすることにより、束材には軸方向の荷重しか作用しないため、束材を倒そうとする水平の曲げ力が作用せず、束材の水平方向への補強手段が不要である。
＜ｆ＞束材の伸縮装置に荷重計を取付けることで、山留支保工全体に渡って作用している荷重が個々に計測でき、施工中の土圧管理、緊張力管理が容易に行え、安全性が確保できる。
＜ｇ＞構造用圧延鋼材を使用した連結部材やピンなどは繰り返し使用が可能であり、コストの低下を図ることができる。

本発明の山留支保工の平面図。 山留支保工の一部拡大平面図。 束材と連結部材の連結部分解斜視図。

連結部材として構造用圧延鋼材を使用し、支持部材と束材間、束材同士間に個別の連結部材を配し、束材、支持部材、連結部材を一体化したフレーム構造として山留壁を支持する力を得ることにより、山留壁の土圧分布に応じた山留めを可能とした。

以下、図に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
＜１＞ 山留壁
図において１は掘削した地盤２に沿って設けた山留壁であって、実施例では地盤２壁面に沿って鋼矢板３を連続して並べて、地盤２の底面に打ち込んである。
鋼矢板３の他、Ｈ形鋼などの形鋼やコンクリートパイルなど、公知の部材を使用してもよい。

＜２＞ 支保工
山留壁１を支える支保工４は、腹起こしとなる支持部材５、支持部材５を押える束材６、支持部材５と束材６間、又は隣り合う束材６，６同士間を連結する連結部材７、とから成る。

＜３＞ 支持部材５
支持部材５としては、実施例ではＨ形鋼を使用し、山留壁１に沿って水平に配置する。
支持部材５は、その両端部を方形の地下空間Ａの四隅に配置した火打ち８によって山留壁１方向へ押さえつけている。
支持部材５は、山留壁１に溶接されたブラケット９の上に載せてある。
火打ち８は、その中間部にジャッキ１０が設けられ、ジャッキ１０を伸ばすことにより支持部材５を山留壁１に押しつけている。

＜４＞ 束材
束材６としてはＨ形鋼を使用し、その一方側の端部を、山留壁１を支持する支持部材５側面に当接して連結する。
束材６には、その山留壁１側とは反対側端に、ジャッキ１２が配置され、束材６の全長が伸縮可能となっている。
このような束材６が、支持部材５の長手方向に適宜間隔づつ離隔して配してある。

＜５＞ 連結部
束材６のジャッキ１２には、山留壁１側とは反対側に、連結部材７との連結部１３を設ける。
連結部１３のジャッキ１２側には、固定板１４があり、その固定板１４には水平方向、つまりは支持部材５の長手方向と平行な長孔１５が複数個貫通している。
固定板１４とジャッキ１２との間には、テフロン（登録商標）製の潤滑板２６が介在しており、鋼板１６を貫通したボルト１７を、前記長孔１５に通し、ナットによって連結部１３をジャッキ１２に固定する。
ボルト１７の外周にはサヤ２５が配してあり、サヤ２５は潤滑板２６のボルト孔と固定板１４の長孔１５を貫通して、その両端はジャッキ１２と鋼板１６に当接する。
サヤ２５によって、ボルト１７の締付け力が、連結部１３の固定板１４と潤滑板２６に作用しないようになっており、潤滑板２６の滑りによって、連結部１３が水平方向に移動可能となる。
前記固定板１４には、水平に上下３枚の通し板１８が適宜間隔離して突設しており、それら通し板１８には、束材６の軸方向の長孔１９が貫通している。
潤滑板２６を使用せずに、ジャッキ１２と固定板１４との間に潤滑油を塗って使用することも可能である。

＜６＞ 連結部材
実施例では、連結部材７は、構造用圧延鋼材である２枚の鋼製の長尺の板から成っており、各両端部にピン孔２０を有するとともに、２枚を上下に平行に離隔して一体化してある。
隣り合う束材６の連結部１３間、及び複数の束材６のうち、両端に位置する束材６の連結部１３と支持部材５との間に、連結部材７を連結する。
連結部材７には、２枚の間隔が大きいもの７ａと小さいもの７ｂがあり、間隔の小さいもの７ｂは、３枚の通し板１８の中間の通し板１８を挟み、間隔の大きいもの７ａは、その間隔の小さい連結部材７を間に挟むように、上下の通し板１８の間に挿入する。
通し板１８の長孔１９と、連結部材７のピン孔２０にピン２１を差し入れて、束材６に連結部材７を連結する。
連結部材７の２枚の間隔が大きいもの７ａと、間隔の小さいもの７ｂとは、隣り合う連結部材７ごとに交互に大小７ａ・７ｂを繰り返す。
両端に位置する束材６に連結した連結部材７の他端部は、支持部材５の両端部に取付けたブラケット２３にピン結合する。
連結部１３の山留壁１側とは反対側端には、蓋板２２をボルト・ナットによって固定する。
蓋板２２によって、連結部材７の離脱を防止する。
２４は束材６を支持する棚杭である。

＜７＞ 山留め施工
山留壁１を支持部材５で支えるには、束材６のジャッキ１２を伸長して、束材６、連結部材７、及び支持部材５を一体化させたフレーム構造とし、このフレーム構造によって山留壁１を支える。
又、束材６は、個々に備える伸縮機能によって伸縮するため、山留壁１に作用する土圧分布に応じた支持力で山留壁を支えることができる。
つまりは、山留壁１に作用する土圧分布に応じて、束材６ごとに必要な支持力を与えることが可能であって、施工の途中で土圧が変化した場合にも、自在に支持力を変えることが可能である。
また、前記したように、連結部１３は水平方向に長い長孔１５によって支持部材５と平行に移動可能であって、束材６には軸方向の荷重しか作用せず、水平力による曲げが生ぜず、突っ張り材などは不要である。
また、束材６の伸縮機能によって、予測される山留壁の変形量に応じた緊張力を、あらかじめ連結部材７に与えておくことが可能である。

＜８＞ 連結部材
図１に示す実施例では、複数の束材６のうち左右端に位置する束材６を最も短くし、それから中間に位置する束材６まで徐々に長さを長くし、複数の連結部材７が円弧線をなぞるようにしたが、土圧の強さによって束材６の長さを自在に設定できるため、複数本の連結部材７がＶ字状を成したり、隣り合う束材６間に配した連結部材７が直線を成し、全体で台形状を成すようにしたり、或いは複数の連結部材７が全体でＷ字状を成したり波形を成すようにすることも可能である。

＜９＞ 連結部材の他の形態
連結部材７は、鋼製の板体などの構造用圧延鋼材であればよく、板材の他、丸棒や角棒の他、パイプ状材、或いはＨ形鋼などの形鋼などを使用してもよい。

１ 山留壁
２ 地盤
３ 鋼矢板
４ 支保工
５ 支持部材
６ 束材
７ 連結部材
８ 火打ち
９ ブラケット
１０ ジャッキ
１２ ジャッキ
１３ 連結部
１４ 固定板
１５ 長孔
１６ 潤滑板
１７ ボルト
１８ 通し板
１９ 長孔
２０ ピン孔
２１ ピン
２２ 蓋板
２３ ブラケット
２４ 棚杭

Claims (6)

1. 掘削した地盤に沿って山留壁を形成し、
   当該山留壁の地盤とは反対側には、山留壁を支える支持部材を配置し、
   前記支持部材の山留壁とは反対側には、伸縮機能を備える複数の束材を適宜間隔離隔して設置し、
   複数の束材のうち両端に位置する束材と支持部材との間、及び隣り合う束材同士の間には、構造用圧延鋼材から成る連結部材を個別に渡して連結し、
   複数の束材、支持部材及び連結部材を一体化して山留壁を支える、
   山留支保工。
2. 前記連結部材と支持部材、隣り合う連結部材、及び連結部材と連結部との連結は、ピン結合により行うことを特徴とする、
   請求項１記載の山留支保工。
3. 前記束材の連結部材との連結部は、支持部材の長手方向と平行に連結位置が移動可能であることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の山留支保工。
4. 前記束材の伸縮機能には、それぞれ荷重計を取付けたことを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の山留支保工。
5. 掘削した地盤に沿って山留壁を形成し、
   当該山留壁の地盤とは反対側には、山留壁を支える支持部材を配置し、
   前記支持部材の山留壁とは反対側には、伸縮機能を備える複数の束材を適宜間隔離隔して設置し、
   複数の束材のうち両端に位置する束材と支持部材との間、及び隣り合う束材同士の間には、構造用圧延鋼材から成る連結部材を個別に渡して連結し、
   複数の束材、支持部材、及び連結部材を一体化して山留壁を支える山留支保工であって、
   山留壁に作用する土圧分布に応じて、各束材の長さを伸縮させて支持力を変化させてなる、
   山留支保工の施工法。
6. 前記束材の伸縮機能には、それぞれ荷重計を取付け、各束材によって支える土圧を測定・管理することを特徴とする
   請求項５記載の山留支保工の施工法。

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