JP2014005650A - 山留壁の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タイロッドに導入した緊張力が低下するのを防止しつつ、容易かつ低コストでタイロッドと控え杭とを連結できる山留壁の支持構造を提供すること。
【解決手段】山留壁の支持構造１は、山留壁１０と、この山留壁１０の背面の地盤２に構築された控え杭２０と、山留壁１０から延びて係合部材４０を介して控え杭２０に連結されるタイロッド３０と、を備える。タイロッド３０は、一対の棒状部材であり、各タイロッド３０の係合部材４０側には、雄ねじ３１が刻設されている。係合部材４０は、控え杭２０の三方の側面を囲むように配置されて、両端側に雄ねじ４２１が刻設された略Ｕ字形状の棒状部材である。タイロッド３０と係合部材４０とは、長ナット４３を介して連結される。
【選択図】図３

Description

本発明は、山留壁の支持構造に関する。

従来より、比較的小規模な山留壁を地盤に支持させる方法として、タイロッド工法が知られている（特許文献１参照）。タイロッド工法とは、山留壁の背面の地盤に控え杭を打設し、この控え杭と山留壁の腹起しとをタイロッドで連結して、山留壁に作用する土圧を控え杭で支持するものである。

例えば山留壁として親杭横矢板工法を採用すると、タイロッド工法では、以下のようにして山留壁の支持構造を構築する。
まず、親杭としてＨ鋼を所定間隔置きに打設するとともに、控え杭としてＨ鋼を所定箇所に打設する。
次に、親杭の内側を掘削しながら親杭に横矢板を取り付けて、その後、親杭の掘削面側に水平方向に延びる腹起しを架設する。次に、山留壁の背面の地盤に、腹起しから控え杭に至る溝を掘り、この溝の内部にタイロッドを配置する。そして、タイロッドの両端を腹起しと控え杭とに連結し、溝を埋め戻す。

ここで、タイロッドと控え杭との連結方法としては、例えば、控え杭の杭頭同士を連結するＨ鋼をつなぎ梁として配置し、このつなぎ梁にタイロッドを溶接固定する方法がある。

特開平７−２７９１７２号公報

しかしながら、控え杭の本数は親杭の本数に比べて少なく、控え杭同士のスパンがかなり長くなるので、タイロッドによる引張力に対してつなぎ梁の強度を確保できないおそれがあった。

この問題を解決するため、タイロッドを控え杭に直接連結する方法が提案されている。
例えば、取付け金物を製作し、この取付け金物を控え杭に固定するとともに、タイロッドを取付け金物に固定する方法がある。
また、控え杭のフランジ部に貫通孔を開けて、この貫通孔にタイロッドを挿通してボルトで締め付ける方法がある。
また、溶接によりタイロッドを控え杭に固定する方法がある。

しかしながら、タイロッドを控え杭に溶接で固定した場合には、溶接箇所の品質管理が難しいため、溶接箇所が破断して、タイロッドに導入した緊張力が低下する場合があった。
また、取付け金物を製作した場合には、金物の製作にコストがかかり、コスト高となっていた。
また、控え杭にタイロッドをボルト固定した場合には、貫通孔を開ける作業が必要であり、作業手間がかかっていた。さらに、貫通孔の位置は控え杭の中心軸からずれるため、タイロッドの引張力によって控え杭に回転モーメントが発生して、控え杭が捻れてしまい、タイロッドに導入した緊張力が低下するおそれもあった。

本発明は、タイロッドに導入した緊張力が低下するのを防止しつつ、容易かつ低コストでタイロッドと控え杭とを連結できる山留壁の支持構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の山留壁の支持構造（例えば、後述の山留壁の支持構造１）は、山留壁（例えば、後述の山留壁１０、１０Ａ）と、当該山留壁の背面の地盤（例えば、後述の地盤２）に構築された控え杭（例えば、後述の控え杭２０、２０Ａ、２０Ｂ）と、前記山留壁から延びて係合部材（例えば、後述の係合部材４０、４０Ｂ）を介して前記控え杭に連結されるタイロッド（例えば、後述のタイロッド３０）と、を備える山留壁の支持構造であって、前記タイロッドは、一対の棒状部材であり、当該各タイロッドの係合部材側には、雄ねじ（例えば、後述の雄ねじ３１）が刻設されており、前記係合部材は、前記控え杭の三方の側面を囲むように配置されて、両端側に雄ねじ（例えば、後述の雄ねじ４２１）が刻設された略Ｕ字形状の棒状部材であり、前記タイロッドと前記係合部材とは、連結部材（例えば、後述の長ナット４３）を介して連結されることを特徴とする。

ここで、タイロッドとしては、ＰＣ鋼棒や鉄筋などが挙げられる。また、連結部材としては、長ナット、機械式継手のカプラー、ターンバックルなどが挙げられる。

この発明によれば、タイロッドと控え杭とを機械式で連結したので、現場溶接を用いないから、タイロッドが破断するのを防止できる。また、タイロッドを一対の棒状部材とし、各タイロッドを控え杭の両側面に連結したので、控え杭に回転モーメントが作用しないから、控え杭のねじれを防止できる。以上より、タイロッドに導入した緊張力が低下するのを防止できる。
また、係合部材はＵ字形状であり、簡易な構造であるので、低コストとなるうえに、控え杭に巻き付けるだけで取り付けできるので、作業が容易となる。

請求項２に記載の山留壁の支持構造は、前記係合部材は、切梁の鋼材同士の交叉部に用いられるＵボルトであることを特徴とする。

この発明によれば、市販品であるＵボルトを係合部材として用いたので、係合部材を低コストで調達できる。

請求項３に記載の山留壁の支持構造は、前記連結部材は、前記係合部材が螺合した状態で、前記控え杭に溶接固定されていることを特徴とする。

この発明によれば、予め、控え杭に係合部材および連結部材を取り付けておき、この状態で控え杭を打設する。次に、掘削を行って、控え杭の連結部材を露出させ、この露出した連結部材にタイロッドを螺合して連結する。よって、掘削後に直ちにタイロッドを控え杭に連結できるので、掘削作業の効率を向上できる。

請求項４に記載の山留壁の支持構造は、前記係合部材は、先端側に向かうに従って離れる方向に延びており、前記タイロッド同士の間隔は、前記控え杭から前記山留壁の腹起しに向かうに従って拡がることを特徴とする。

この発明によれば、タイロッド同士の間隔を、控え杭から山留壁の腹起しに向かうに従って拡がるようにしたので、タイロッドと腹起しとの連結箇所同士の間隔は、控え杭の幅よりも大幅に大きくなるので、腹起しの特定の箇所に応力が集中するのを防止でき、腹起しの曲げ耐力を向上できる。

本発明によれば、タイロッドと控え杭とを機械式で連結したので、現場溶接を用いないから、タイロッドが破断するのを防止できる。また、タイロッドを一対の棒状部材とし、各タイロッドを控え杭の両側面に連結したので、控え杭に回転モーメントが作用しないから、控え杭のねじれを防止できる。以上より、タイロッドに導入した緊張力が低下するのを防止できる。また、係合部材はＵ字形状であり、簡易な構造であるので、低コストとなるうえに、控え杭に巻き付けるだけで取り付けできるので、作業が容易となる。

本発明の第１実施形態に係る山留壁の支持構造の縦断面図である。 前記実施形態に係る山留壁の支持構造の拡大側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２実施形態に係る山留壁の支持構造の縦断面図である。 前記実施形態に係る山留壁の支持構造の控え杭の側面図およびＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第３実施形態に係る山留壁の支持構造の横断面図である。 前記実施形態に係る山留壁の支持構造の控え杭の拡大斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る山留壁の支持構造１の縦断面図である。

山留壁の支持構造１は、床付面１１を囲んで立設された山留壁１０と、この山留壁１０の背面の地盤２に打設された控え杭２０と、山留壁１０の腹起し１３から延びて係合部材４０を介して控え杭２０の杭頭部に連結されるタイロッド３０と、を備える。
この山留壁の支持構造１は、比較的小規模な山留壁１０に作用する側圧を、タイロッド３０を介して控え杭２０で支持するものである。

図２は、山留壁の支持構造１の拡大側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
山留壁１０は、親杭横矢板工法を採用しており、所定間隔置きに打設されたＨ鋼である親杭１２と、隣り合う親杭１２の掘削面側のフランジ同士の間に架設された図示しない横矢板と、略水平に延びて親杭１２の掘削面側のフランジ面に当接する腹起し１３と、を備える。

腹起し１３は、２本のチャンネル材１３１、１３２からなり、これらチャンネル材１３１、１３２は、背中合わせの状態で上下に隙間を空けて配置されている。
控え杭２０は、Ｈ鋼であり、山留壁１０の背面の地盤２に所定箇所に複数本打設されている。この控え杭２０は、山留壁１０の親杭１２のうちの１本である親杭１５に対向する位置に、フランジ面が山留壁１０に略平行となるように配置される。

係合部材４０は、略Ｕ字形状の棒状部材であり、直線状の本体４１と、この本体４１の両端側から本体４１に対して略直角にかつ互いに略平行に直線状に延びる接続部４２と、を備え、接続部４２の先端側には、雄ねじ４２１が刻設されている。この係合部材４０は、切梁の鋼材同士の交叉部に用いられるＵボルトである。具体的には、このＵボルトは、切梁の水平方向に延びて互いに直交する鋼材同士を連結するものである。

この係合部材４０は、控え杭２０の三方の側面を囲むように配置されている。すなわち、係合部材４０の本体４１は、控え杭２０の山留壁１０とは反対側のフランジ面に略水平に配置され、係合部材４０の接続部４２は、控え杭２０のフランジ間に跨って略水平に配置される。

係合部材４０は、位置決め部材５０により、控え杭２０の所定の高さに位置決めされている。
この位置決め部材５０は、水平方向に延びて一対の貫通孔５１が形成されたアングル材であり、控え杭２０の山留壁１０側のフランジ面に溶接固定されている。係合部材４０の接続部４２の先端側は、位置決め部材５０の貫通孔５１に挿通されて、山留壁１０側に突出している。

タイロッド３０は、一対の棒状部材であり、各タイロッド３０両端側には、雄ねじ３１が刻設されている。
これらタイロッド３０は、山留壁１０の親杭１５を挟んで略平行に配置されている。

各タイロッド３０の一端側は、山留壁１０を貫通して、腹起し１３の上下のチャンネル材１３１、１３２同士の隙間に挿通されている。このタイロッド３０の一端側の雄ねじ３１には、ダブルナット１４が螺合されており、これにより、タイロッド３０は腹起し１３に係止している。

各タイロッド３０の他端側は、連結部材としての長ナット４３を介して、係合部材４０の接続部４２の先端側に連結されている。
すなわち、長ナット４３の一端側には、タイロッド３０の雄ねじ３１が螺合しており、長ナット４３の他端側には、係合部材４０の接続部４２の雄ねじ４２１が螺合している。

以上の山留壁の支持構造１は、以下の手順で構築される。
まず、地盤２において、掘削対象部分を囲むように親杭１２を打設し、さらに掘削対象部分の外側に控え杭２０を打設する。
次に、腹起し１３を取付け可能な深さまで、掘削対象部分を掘削する。このとき、掘削しながら親杭１２に横矢板を取り付ける。
次に、親杭１２の掘削面側に腹起し１３を架設するとともに、山留壁１０の背面の地盤に腹起し１３から控え杭２０に至る溝を掘り、この溝の内部にタイロッド３０を配置する。

次に、控え杭２０に係合部材４０を取り付けて、長ナット４３を介して、タイロッド３０をこの係合部材４０に連結し、溝を埋め戻す。
次に、腹起し１３に反力をとって、タイロッド３０に緊張力を導入してダブルナット１４を締め付ける。
その後、横矢板を取り付けながら、掘削対象部分を床付面１１まで掘削する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）タイロッド３０と控え杭２０とを機械式で連結したので、現場溶接を用いないから、タイロッド３０が破断するのを防止できる。また、タイロッド３０を一対の棒状部材とし、これら一対のタイロッド３０のそれぞれを控え杭２０の両側面に連結したので、控え杭２０に回転モーメントが作用しないから、控え杭２０のねじれを防止できる。以上より、タイロッドに導入した緊張力が低下するのを防止できる。
また、係合部材４０はＵ字形状であり、簡易な構造であるので、低コストとなるうえに、控え杭に巻き付けるだけで取り付けできるので、作業が容易となる。

（２）市販品であるＵボルトを係合部材４０として用いたので、係合部材４０を低コストで調達できる。

〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態に係る山留壁の支持構造１Ａの縦断面図である。
本実施形態では、山留壁１０Ａおよび控え杭２０Ａの構造が、第１実施形態と異なる。
すなわち、山留壁１０Ａは、段差山留壁であり、上段の床付面６１を囲んで立設された上段山留壁６０と、下段の床付面７１を囲んで立設された下段山留壁７０と、で構成される。
上段山留壁６０の一部の親杭１２は、控え杭としての役割も果たしており、この親杭１２を控え杭２０Ａとする。

図５（ａ）は、控え杭２０Ａの側面図であり、図５（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
控え杭２０Ａには、係合部材４０が取り付けられており、この係合部材４０の両端側は、長ナット４３に螺合している。また、位置決め部材５０Ａはアングル材であり、長ナット４３は、この位置決め部材５０Ａを介して、係合部材４０が螺合した状態で控え杭２０Ａに溶接固定されている。

以上の山留壁の支持構造１Ａは、以下の手順で構築される。
予め、親杭である控え杭２０Ａに、係合部材４０および長ナット４３を取り付けて、さらに、この長ナット４３のタイロッド３０が螺合されるボルト穴を、仮ボルトで塞いでおく。
次に、地盤面から、掘削対象部分を囲むように、控え杭２０Ａを含む親杭１２を打設する。
次に、腹起し１３を取付け可能な深さまで、掘削対象部分を掘削する。このとき、掘削しながら親杭１２に横矢板を取り付ける。これにより、床付面６１付近では、控え杭２０Ａの長ナット４３が露出する。

次に、下段側の親杭１２の掘削面側に腹起し１３を架設し、下段山留壁７０の背面から上段山留壁６０に至るタイロッド３０を配置する。
次に、長ナット４３に取り付けた仮ボルトを取り外して、タイロッド３０をこの長ナット４３に螺合して連結し、腹起し１３に反力をとって、タイロッド３０に緊張力を導入してダブルナット１４を締め付ける。
その後、横矢板を取り付けながら、掘削対象部分を床付面６１まで掘削を行う。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（３）腹起し１３を取付け可能な深さまで掘削した後に、直ちにタイロッド３０を控え杭２０Ａに連結できるので、掘削作業の効率を向上できる。

〔第３実施形態〕
図６は、本発明の第３実施形態に係る山留壁の支持構造１Ｂの横断面図である。図７は、山留壁の支持構造１Ｂの係合部材４０Ｂの斜視図である。
本実施形態では、控え杭２０Ｂおよびタイロッド３０Ｂの配置、ならびに、係合部材４０Ｂの構造が、第２実施形態と異なる。

すなわち、本実施形態では、第２実施形態と同様に、山留壁１０Ａは上段山留壁６０と下段山留壁７０とで構成される。上段山留壁６０の一部の親杭１２は、控え杭としての役割も果たしており、この親杭１２を控え杭２０Ｂとすると、控え杭２０Ｂは、親杭１２のうちの２本の親杭１５に対向する位置に配置されている。

係合部材４０Ｂの接続部４２は、互いに略平行ではなく、先端側に向かうに従って互いに離れている。
また、位置決め部材５０Ｂは、控え杭２０のフランジの内側に溶接固定されたＵ字フックとなっている。

タイロッド３０Ｂは、山留壁１０の２本の親杭１５を挟んで配置されている。つまり、タイロッド３０Ｂ同士の間隔は、略平行ではなく、控え杭２０Ｂから山留壁１０の腹起し１３に向かうに従って拡がっている。

以上により、各タイロッド３０と腹起し１３との連結箇所同士の距離は、第１、２実施形態に比べて、大幅に広くなっている。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（３）タイロッド３０同士の間隔を、控え杭２０Ｂから山留壁１０Ａの腹起し１３に向かうに従って拡がるようにしたので、タイロッド３０と腹起し１３との連結箇所同士の間隔は、控え杭２０Ｂの幅よりも大幅に大きくなるので、腹起し１３の特定の箇所に応力が集中するのを防止でき、腹起し１３の曲げ耐力を向上できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の第２、第３実施形態では、親杭横矢板工法で構築した上段山留壁６０の一部の親杭１２を、控え杭２０Ａ、２０Ｂとしたが、これに限らず、ＳＭＷ（Ｓｏｉｌ Ｍｉｘｉｎｇ Ｗａｌｌ）工法で構築した山留壁の一部の芯材を、控え杭として用いてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ…山留壁の支持構造
２…地盤
１０、１０Ａ…山留壁
１１…床付面
１２…親杭
１３…腹起し
１４…ダブルナット
１５…控え杭に対向配置される親杭
２０、２０Ａ、２０Ｂ…控え杭
２１…アングル材
３０、３０Ｂ…タイロッド
３１…雄ねじ
４０、４０Ｂ…係合部材
４１…係合部材の本体
４２…接続部
４３…長ナット（連結部材）
５０、５０Ａ、５０Ｂ…位置決め部材
５１…貫通孔
６０…上段山留壁
６１…上段山留壁の床付面
７０…下段山留壁
７１…下段山留壁の床付面
１３１、１３２…チャンネル材
４２１…雄ねじ

Claims (4)

1. 山留壁と、当該山留壁の背面の地盤に構築された控え杭と、前記山留壁から延びて係合部材を介して前記控え杭に連結されるタイロッドと、を備える山留壁の支持構造であって、
   前記タイロッドは、一対の棒状部材であり、当該各タイロッドの係合部材側には、雄ねじが刻設されており、
   前記係合部材は、前記控え杭の三方の側面を囲むように配置されて、両端側に雄ねじが刻設された略Ｕ字形状の棒状部材であり、
   前記タイロッドと前記係合部材とは、連結部材を介して連結されることを特徴とする山留壁の支持構造。
2. 前記係合部材は、切梁の鋼材同士の交叉部に用いられるＵボルトであることを特徴とする請求項１に記載の山留壁の支持構造。
3. 前記連結部材は、前記係合部材が螺合した状態で、前記控え杭に溶接固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の山留壁の支持構造。
4. 前記係合部材は、先端側に向かうに従って離れる方向に延びており、
   前記タイロッド同士の間隔は、前記控え杭から前記山留壁の腹起しに向かうに従って拡がることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の山留壁の支持構造。

Images