JP2012162848A - 山留め支保工の構造およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土圧を支持する控え杭を高剛性とすることにより、控え杭の自立高さを増し、梁と躯体の干渉を軽減することができる、山留め支保工の構造を提供する。
【解決手段】掘削した地盤の土圧を支える山留め壁と、前記山留め壁から適宜距離を離して地盤に打設する第一控え杭との間に、梁材を介在させる山留め支保工の構造であって、前記第一控え杭から適宜距離を離して地盤に打設する第二控え杭と、前記第一控え杭と前記第二控え杭間に渡設し、各々の控え杭と剛接合する少なくとも一本のつなぎ梁と、を有し、前記第一控え杭及び前記第二控え杭は、前記梁材の延長方向に直列に立設することを特徴とする、山留め支保工の構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、地下構造物等を構築する際に行う山留め支保工の構造およびその施工方法に関するものである。

地下室や地下梁などの地下構造物を構築する際に、地盤を掘削し、その掘削した空間を取り囲む周囲土砂を、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。
山留め支保工にはさまざまな施工方法があるが、その一つとして、山留め壁Ａから離れた位置に控え杭３を打設し、控え杭３及びそれに連結した梁材である斜梁５によって山留め壁Ａを支持するとともに、斜梁５にジャッキ６を設けてプレロードを行い、山留め壁の土圧の増加に対応する、斜梁杭工法（図９）がある。

特開２００８−１４４５４６号公報

しかし、斜梁杭工法には、適用に際して以下のような制限がある。
＜１＞控え杭３は単純な片持梁構造となるため（図１０）、斜梁５と控え杭３との接合点を高くすることができず、控え杭３の自立高さは２ｍ程度に制限される。
＜２＞控え杭３の高さが制限されると、斜梁５が躯体９に干渉し、躯体９に大きな駄目開口が残ってしまう。
＜３＞斜梁５の躯体９への干渉を避けるために控え杭３の自立高さを増すためには、控え杭３を大径とする必要があり、控え杭３及びその打設費用が高額となる。
＜４＞その他、控え杭３の自立高さを増すためには、土圧が小さいことや控え杭３の支持地盤が強固である等、現場が好条件である必要がある。
＜５＞隣地が道路等の場合、交通量によって山留め壁Ａにかかる土圧が変化するため、土圧が増加した際に土留め壁Ａの変位を抑制することができない。

本発明は、土圧を支持する控え杭を高剛性とすることにより、控え杭の自立高さを増し、梁と躯体の干渉を軽減することができる、山留め支保工の構造およびその施工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本願の第１発明は、掘削した地盤の土圧を支える山留め壁と、前記山留め壁から適宜距離を離して地盤に打設する第一控え杭との間に、梁材を介在させる山留め支保工の構造であって、前記第一控え杭から適宜距離を離して地盤に打設する第二控え杭と、前記第一控え杭と前記第二控え杭間に渡設し、各々の控え杭と剛接合する少なくとも一本のつなぎ梁と、を有し、前記第一控え杭及び前記第二控え杭は、前記梁材の延長方向に直列に立設することを特徴とする、山留め支保工の構造を提供する。
本願の第２発明は、掘削した地盤の土圧を支える山留め壁と、前記山留め壁から適宜距離を離して地盤に打設する第一控え杭との間に、梁材を介在させる山留め支保工の構造であって、前記第一控え杭から適宜距離を離して地盤に打設する第二控え杭と、前記第一控え杭と前記第二控え杭間に渡設し、各々の控え杭と接合する少なくとも一本のつなぎ梁と、前記第一控え杭と前記第二控え杭間に配置する垂直ブレスと、を有し、前記第一控え杭及び前記第二控え杭は、前記梁材の延長方向に直列に立設することを特徴とする、山留め支保工の構造を提供する。
本願の第３発明は、第１発明又は第２発明の山留め支保工の構造であって、前記梁材は、ジャッキによってその長さが伸縮可能であり、前記ジャッキよって与えたプレロードによって、前記梁材が土圧の増加に対応可能であることを特徴とする、山留め支保工の構造を提供する。
本願の第４発明は、地中に下部を埋設した矢板や控え杭などによって周辺地盤の荷重を支える山留め支保工の施工方法において、前記山留め壁から離れた地盤に、前記山留め壁に対して直交するように、第一控え杭及び第二控え杭を所定の間隔を設けて並列して打設し、前記第一控え杭及び前記第二控え杭間につなぎ梁を渡設して各々の控え杭と剛接合し、前記第一控え杭と、前記山留め壁との間に、伸縮可能な梁材を介在させ、前記山留め壁内部の地盤を掘削する前に、前記山留め壁に作用する土圧の増加分を、プレロードとして前記梁材に付与したことを特徴とする、山留め支保工の施工方法を提供する。
本願の第５発明は、地中に下部を埋設した矢板や控え杭などによって周辺地盤の荷重を支える山留め支保工の施工方法において、前記山留め壁から離れた地盤に、前記山留め壁に対して直交するように、第一控え杭及び第二控え杭を所定の間隔を設けて並列して打設し、前記第一控え杭及び前記第二控え杭間につなぎ梁を渡設して各々の控え杭と接合し、前記第一控え杭と前記第二控え杭間に垂直ブレスを設け、前記第一控え杭と、前記山留め壁との間に、伸縮可能な梁材を介在させ、前記山留め壁内部の地盤を掘削する前に、前記山留め壁に作用する土圧の増加分を、プレロードとして前記梁材に付与したことを特徴とする、山留め支保工の施工方法を提供する。

本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞控え杭が、第一控え杭、第二控え杭及び各々と剛接合するつなぎ梁又はつなぎ梁と垂直ブレスとより構成することにより高剛性となり、第一控え杭の自立高さを増すことができる。
＜２＞第一控え杭の自立高さを上げて、山留め壁との間に梁材をかけるため、躯体への干渉を小さくし、躯体の駄目開口を小さくすることができる。
＜３＞控え杭を高剛性とすることにより、現場の条件に関わらず、自立高さを増すことができる。
＜４＞隣地が道路等の場合、交通量によって山留め壁にかかる土圧が変化するが、控え杭を高剛性とすることにより、土圧が増加した際の土留め壁の変位を抑制することができる。

本発明にかかる山留め支保工の斜視図 本発明にかかる山留め支保工の断面図 本発明にかかる山留め支保工の説明図 本発明にかかる山留め支保工の他の形態の断面図（１） 山留め支保工の施工方法の説明図（１） 山留め支保工の施工方法の説明図（２） 山留め支保工の施工方法の説明図（３） 本発明にかかる山留め支保工の他の形態の断面図（２） 従来の山留め支保工の断面図 従来の山留め支保工の説明図

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

［１］本発明の構成
本発明の山留め支保工は、山留め壁Ａに作用する土圧を梁材５を介して控え杭３によって支持するものである。
控え杭３としては梁材５と連結する第一控え杭３１、第一控え杭３１と所定の間隔を設けて立設する第二控え杭３２および第一控え杭３１と第二控え杭３２との間に渡設するつなぎ梁３３からなる（図１、図２）。
控え杭３及び梁材５は、山留め壁Ａの長さ方向に亘って複数設けて、山留め壁Ａに作用する土圧を分散して支持する。
隣り合う控え杭３及び梁材５は互いに独立していても良いし、第一、第二控え杭３１、３２の頂部間やつなぎ梁３３間に水平梁３４や水平ブレスを設けても良い（図１）。
以下、本発明の山留め支保工の各構成部材について詳述する。

＜１＞山留め壁
山留め壁Ａは、Ｈ型鋼からなる親杭１を所定の間隔を設けて複数打設し、親杭１と親杭１との間に山留め板２を差し込んで、地盤の崩壊を防ぐものである。
この他にも、シートパイルを連続して打ち込む方法、穿孔機械によって地中に穿孔し、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。

＜２＞控え杭
控え杭３は、山留め壁Ａから適宜距離を離した位置に配置するものである。
控え杭３は、地盤に打設した第一控え杭３１及び第二控え杭３２と、第一控え杭３１、第二控え杭３２間に渡設するつなぎ梁３３とからなる。
第一控え杭３１，第二控え杭３２及びつなぎ梁３３はＨ型鋼や鋼管杭（角型、丸型）により構成する。
第一控え杭３１と第二控え杭３２は、山留め壁Ａに対して直列に配置する。
つなぎ梁３３は第一控え杭３１と第二控え杭３２とに剛接合する。これにより、第一控え杭３１、第二控え杭３２及びつなぎ梁３３とは、門型ラーメン構造を構成する。
つなぎ梁３３は複数本設けても良い。

＜３＞梁材
梁材５は、山留め壁Ａに設けた腹起し材４と、第一控え杭３１との間に渡設する。
梁材５及び腹起し材４はＨ型鋼により構成する。
梁材５は、一端部近傍に介在させたジャッキ６によって、長さが伸縮可能となる。
ジャッキ６は、メカニカル式のものや油圧式等、様々な形式のものが採用できる。
また、ジャッキ６を使用せずに、梁材５そのものが伸縮するように構成しても良い。
梁材５は、山留め壁Ａに対して、平面視して直交するように配置する。第一控え杭３１と第二控え杭３２は、山留め壁Ａに対して直列に配置してあるため、梁材５、第一控え杭３１、つなぎ梁３３及び第二控え杭３２は、平面視して山留め壁Ａに対して直交するように直線上に直列する。これにより山留め壁Ａの土圧が水平方向に分散されることなく、門型ラーメン構造によって土圧を支持する。

本発明に係る山留め支保工は、控え杭３が門型ラーメン構造のため高剛性である。このため、控え杭３の自立高さを増して高い位置に梁材５を設けても、土圧に対抗することが可能である（図３）。
控え杭３の自立高さによっては、梁材５を水平にすることもできる（図４）。
梁材５が水平になると、控え杭３が鉛直方向の力に対抗する必要がないため、控え杭３の構造を単純化することができる。

＜４＞調整ピース
梁材５の両端には、調整ピース７をそれぞれ取り付ける。
調整ピース７の両端面は、梁材５と、腹起し材４、８とに当接するため、梁材５と腹起し材４、８の角度差に合わせて両端面を形成する。
また、調整ピース７は、回転して角度を調整可能としてもよい。角度調整を可能にすることにより、梁材５をジャッキ６によって伸ばしたり、第一控え杭３１が反り返るなどの変位を生じたとき、梁材５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従可能である。

［２］山留め支保工の構築
次に、本発明にかかる山留め支保工の構築方法について説明する。

＜１＞山留め壁の打設
掘削境界位置に、親杭１を所定の間隔を設けて複数打設し、親杭１と親杭１との間に山留め板２を差し込んで打設し、山留め壁Ａを構築する。
そして山留め壁Ａの周囲の地盤を残して、中央部の掘削を行う。

＜２＞控え杭の構築
中央部の掘削後、山留め壁Ａから適宜距離を離した位置に第一控え杭３１及び第二控え杭３２を打設する。
第一控え杭３１と第二控え杭３２は所定の間隔を設けるとともに、山留め壁Ａに対して直交する位置に並列して打設する。
そして、打設した第一控え杭３１と第二控え杭３２との間に、つなぎ梁３３を渡設する。
つなぎ梁３３と第一控え杭３１、第二控え杭３２とは剛接合し、門型ラーメン構造とする。
門型ラーメン構造で支持するため、第一控え杭３１及び第二控え杭３２のサイズダウンや杭の根入れ長さを減少でき、低コストで構築することができる。

＜３＞梁材の架設
山留め壁Ａと第一控え杭３１とにそれぞれ腹起し材４、８を設ける。
そして山留め壁Ａ側の腹起し材４と、第一控え杭３１側の腹起し材８との間に梁材５を架設する。

＜４＞プレロード
山留め壁Ａの周囲には未掘削の地盤が残っている。この山留め壁Ａ周囲の地盤を掘削すると、山留め壁Ａから梁材５を介して第一控え杭３１に作用する土圧が増加する。
このため、ジャッキ６によって梁材５を伸ばし、増加する分の土圧を予めプレロードとして与えておく（図５）。

＜５＞掘削
プレロードの後、山留め壁Ａの周囲の地盤を掘削する（図６）。
梁材５には土圧の増加分が予め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、せり出してくるようなことがない。
特に、隣地が道路等の場合、交通量によって山留め壁Ａにかかる土圧が変化するが、控え杭３を高剛性とすることにより、土圧が増加した際の土留め壁Ａの変位を抑制することができる。

＜６＞構造物の構築
掘削した地盤上に構造物の躯体９を構築する（図７）。
控え杭３が門型ラーメン構造であるため、梁材５の位置が高くなり、作業空間を広く確保することができ、施工効率が向上する。
また、梁材５の位置が高く、躯体９への干渉が小さくなり、躯体９の駄目開口を最小限とすることができる。
躯体９が山留め壁Ａを支持できる構造となったら、控え杭３や梁材５を撤去する。

（その他実施例）
上記実施例においては、控え杭３を第一控え杭３１、第二控え杭３２及びつなぎ梁３３によって構築したが、一本又は複数本のつなぎ梁３３と垂直ブレス３５によって構成しても良い。このとき、第一、第二控え杭３１、３２とつなぎ梁３３との接合はピン接合でも良い。（図８）
このように構成することにより、つなぎ梁３３と垂直ブレス３５が合わさって剛構造となり、容易に剛接合とすることができる。

また、本発明の控え杭３の構造は作業構台と兼用することもできる。
作業構台と兼用することにより、現場で使用する鋼材量を減少することができる。

Ａ 山留め壁
１ 親杭
２ 山留め板
３ 控え杭
３１ 第一控え杭
３２ 第二控え杭
３３ つなぎ梁
３４ 水平梁
３５ 垂直ブレス
４ 腹起し材
５ 梁材
６ ジャッキ
７ 調整ピース
８ 腹起し材
９ 躯体

Claims (5)

1. 掘削した地盤の土圧を支える山留め壁と、前記山留め壁から適宜距離を離して地盤に打設する第一控え杭との間に、梁材を介在させる山留め支保工の構造であって、
   前記第一控え杭から適宜距離を離して地盤に打設する第二控え杭と、
   前記第一控え杭と前記第二控え杭間に渡設し、各々の控え杭と剛接合する少なくとも一本のつなぎ梁と、を有し、
   前記第一控え杭及び前記第二控え杭は、前記梁材の延長方向に直列に立設することを特徴とする、山留め支保工の構造。
2. 掘削した地盤の土圧を支える山留め壁と、前記山留め壁から適宜距離を離して地盤に打設する第一控え杭との間に、梁材を介在させる山留め支保工の構造であって、
   前記第一控え杭から適宜距離を離して地盤に打設する第二控え杭と、
   前記第一控え杭と前記第二控え杭間に渡設し、各々の控え杭と接合する少なくとも一本のつなぎ梁と、前記第一控え杭と前記第二控え杭間に配置する垂直ブレスと、を有し、
   前記第一控え杭及び前記第二控え杭は、前記梁材の延長方向に直列に立設することを特徴とする、山留め支保工の構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の山留め支保工の構造であって、前記梁材は、ジャッキによってその長さが伸縮可能であり、前記ジャッキよって与えたプレロードによって、前記梁材が土圧の増加に対応可能であることを特徴とする、山留め支保工の構造。
4. 地中に下部を埋設した矢板や控え杭などによって周辺地盤の荷重を支える山留め支保工の施工方法において、
   前記山留め壁から離れた地盤に、前記山留め壁に対して直交するように、第一控え杭及び第二控え杭を所定の間隔を設けて並列して打設し、
   前記第一控え杭及び前記第二控え杭間につなぎ梁を渡設して各々の控え杭と剛接合し、
   前記第一控え杭と、前記山留め壁との間に、伸縮可能な梁材を介在させ、前記山留め壁内部の地盤を掘削する前に、前記山留め壁に作用する土圧の増加分を、プレロードとして前記梁材に付与したことを特徴とする、山留め支保工の施工方法。
5. 地中に下部を埋設した矢板や控え杭などによって周辺地盤の荷重を支える山留め支保工の施工方法において、
   前記山留め壁から離れた地盤に、前記山留め壁に対して直交するように、第一控え杭及び第二控え杭を所定の間隔を設けて並列して打設し、
   前記第一控え杭及び前記第二控え杭間につなぎ梁を渡設して各々の控え杭と接合し、
   前記第一控え杭と前記第二控え杭間に垂直ブレスを設け、
   前記第一控え杭と、前記山留め壁との間に、伸縮可能な梁材を介在させ、前記山留め壁内部の地盤を掘削する前に、前記山留め壁に作用する土圧の増加分を、プレロードとして前記梁材に付与したことを特徴とする、山留め支保工の施工方法。

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