JP2017122358A - Earth retaining frame - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、掘削領域を囲んで構築される山留壁を含む山留架構に関する。 The present invention relates to a mountain retaining frame including a mountain retaining wall constructed surrounding an excavation area.
従来より、山留壁の支持方法として、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をタイロッド(繋ぎ材)で連結するタイロッド構法がある(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1では、控え杭が非掘削領域の地盤中に単独で打ち込まれており、山留壁は、タイロッドを介して控え杭単体で支持されている。したがって、地盤中に打ち込まれた複数の控え杭同士は連結されておらず、複数の控え杭が群をなして山留壁の傾斜を抑止することはできなかった。よって、複数の控え杭が一体として自立して抵抗することはできていなかった。
Conventionally, as a method of supporting the retaining wall, there is a tie rod construction method in which a retaining pile is driven on the ground on the back of the retaining wall, and the retaining pile and the retaining wall are connected by a tie rod (connecting material) (Patent Document 1). reference).
However, in Patent Document 1, the retaining pile is driven alone into the ground of the non-excavation region, and the mountain retaining wall is supported by the retaining pile alone via a tie rod. Therefore, the plurality of stake piles driven into the ground are not connected to each other, and the plurality of stake piles cannot form a group to suppress the slope of the mountain retaining wall. Therefore, a plurality of reserve piles could not stand up and resist as a whole.
また、護岸矢板壁の構造として、護岸矢板壁の背面の地盤に控え工を打設し、護岸矢板壁と控え工とをタイ材で連結するとともに、護岸矢板壁と控え工との間の地盤を地盤改良することが知られている(特許文献2参照)。 In addition, as a structure of the revetment sheet pile wall, a guard is placed on the ground behind the revetment sheet pile wall, and the revetment sheet pile wall and the guard are connected with Thai material, and the ground between the revetment sheet pile wall and the guard is also provided. It is known to improve the ground (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2では、護岸工事において、護岸矢板壁と控え工との間の地盤を地盤改良しているが、タイ材には緊張力が導入されておらず、護岸矢板壁が土圧により外側に迫り出し変形するおそれがあった。
また、護岸構造の構成は、控え杭が地盤内に埋設され、護岸鋼矢板と控え杭との間の表層地盤部分に地盤改良土やコンクリート層を設けて、軟弱地盤の液状化を防止している。特許文献2の発明は、護岸構造の内部側の広範囲に及ぶ表層地盤を対象とした液状化防止技術であり、鋼矢板と地盤改良層やコンクリート層などの表層地盤部分とによる二方向の面状材によって、地盤のせん断挙動を抑制するものである。特許文献2の護岸構造は、一部地盤を対象として土の拘束度を高める補強構造ではないため、施工範囲が広くなるうえに、工事費用が高額になる。
However, in
In addition, the structure of the revetment structure is to prevent the liquefaction of the soft ground by providing a ground improvement soil and a concrete layer on the surface ground part between the revetment steel sheet pile and the ground pile. Yes. The invention of
以上のような課題を踏まえて、本発明は、山留壁の背面側の敷地が狭く、山留壁の背面側が軟弱地盤で地盤アンカーが定着できない場合であっても、山留壁を確実に支持できる山留架構を提供することを目的とする。 In light of the above problems, the present invention ensures that the mountain retaining wall is secured even when the site on the back side of the mountain retaining wall is narrow, the rear side of the mountain retaining wall is soft ground and the ground anchor cannot be fixed. The purpose is to provide a supportable mountain structure.
本発明者は、地盤アンカーを用いない山留架構として、山留壁の背面の地盤に複数の控え杭を打ち込み、山留壁、控え杭、および、緊張力を導入した連結部材により山留壁の背面地盤内に門型架構を形成するとともに、この門型架構内の軟弱地盤を地盤改良層に変更して土による拘束度を高めることで、連結部材に導入した緊張力や二次掘削による側圧の増大に伴う水平力に対して、山留壁と控え杭が一体となりせん断抵抗出来ることに着眼し、本山留架構を発明するに至った。 The present inventor, as a mountain frame that does not use a ground anchor, drives a plurality of retaining piles into the ground on the back of the retaining wall, and uses the retaining wall, the retaining pile, and a connecting member that introduces a tension force. In addition to forming a gate-type frame in the back ground of the building, and changing the soft ground in the gate-type frame to a ground improvement layer to increase the degree of restraint by soil, the tension force introduced into the connecting member and secondary excavation Focusing on the fact that the mountain retaining wall and the retaining pile can be integrated into the shear force against the horizontal force accompanying the increase in the lateral pressure, the present mountain retaining structure was invented.
さらに、本発明者は、山留壁と控え杭との間の地盤を地盤改良することで、連結部材に加える予備緊張時の引張力、および、二次掘削時の側圧増大に伴って連結部材に生じる引張力の増加に抵抗できるように、受働抵抗が高められた山留架構を発明するに至った。 Further, the present inventor improved the ground between the mountain retaining wall and the retaining pile, thereby improving the tensile force at the time of pre-tension applied to the connecting member and the increase in the side pressure at the time of secondary excavation. In order to resist the increase of the tensile force generated in, the mountain retaining frame with increased passive resistance has been invented.
第一の発明の山留架構(例えば、後述の山留架構1)は、鉛直方向に延びる山留壁(例えば、後述の山留壁10)と、当該山留壁の掘削領域側とは反対側の地盤に設けられた控え杭(例えば、後述の控え杭20)と、当該控え杭の前記山留壁とは反対側の側面に設けられた腹起し部材(例えば、後述の第2腹起し22)と、当該腹起し部材を介して前記山留壁と前記控え杭とを連結しかつ緊張力が導入された一対の連結部材(例えば、後述の連結部材30)と、を備え、当該連結部材は、地盤改良土(例えば、後述の地盤改良層4)に埋設されていることを特徴とする。
The mountain retaining frame (for example, a mountain retaining frame 1 described later) of the first invention is opposite to a mountain retaining wall (for example, a
第一の発明によれば、山留壁および控え杭は、当該控え杭に添わせてかつ当該控え杭の両側に延出した腹起し部材を介して、一対の連結部材で接合されていることで、山留架構を構成する親杭の中心軸と控え杭の中心軸とが平面視で若干ずれていても、一対の連結部材が、控え杭を挟んで所定距離が確保された状態で配置されているために、山留壁および控え杭に偏心荷重が加わることなく、強固に連結される。
また、連結部材が地盤改良土に埋設されていることで、連結部材に導入した緊張力や二次掘削による側圧の増大に伴う水平力に対して、山留壁と控え杭との間の地盤改良層による抵抗力が大きくなり、山留架構の構造安定性を確保することができる。
According to the first invention, the mountain retaining wall and the retaining pile are joined by the pair of connecting members via the erection member that extends along the retaining pile and extends on both sides of the retaining pile. Thus, even if the central axis of the main pile and the central axis of the retaining pile constituting the mountain retaining structure are slightly shifted in plan view, the pair of connecting members are in a state where a predetermined distance is secured with the retaining pile interposed therebetween. Since it is arrange | positioned, it connects firmly, without applying an eccentric load to a mountain retaining wall and a retaining pile.
In addition, since the connecting member is buried in the ground improvement soil, the ground between the retaining wall and the retaining pile against the tension force introduced into the connecting member and the horizontal force due to the increase of the side pressure due to the secondary excavation The resistance force by the improved layer is increased, and the structural stability of the mountain frame can be secured.
具体的には、第一の発明によれば、山留壁の背面側が軟弱地盤であっても、軟弱地盤を地盤改良土に置換し、その地盤改良土を挟み込むように山留壁と控え杭を打ち込み、この山留壁と控え杭とを緊張力が導入された連結部材で連結することで、山留壁の芯材のサイズをアップしたり、芯材同士の間隔を狭めたりすることなく、安定した山留壁を構築できる。また、控え杭と山留壁とを接続する連結部材に予備緊張(プレロード)を与えておき、予め山留壁を控え杭側に引っ張っておくことで、山留壁が控え杭側に向って移動する際には、その反力として山留壁に作用する受動土圧とつり合うことで、山留壁のせり出しが防止される。
また、山留壁の掘削領域側には、山留架構を支持する構造物を設ける必要はなく、掘削領域側には障害物がないので、短工期にて地下掘削ができる。
Specifically, according to the first invention, even if the back side of the mountain retaining wall is soft ground, the soft retaining ground is replaced with ground improved soil, and the mountain retaining wall and the retaining pile are sandwiched between the ground improved soil. By connecting this mountain retaining wall and the retaining pile with a connecting member that introduces tension, without increasing the size of the core of the mountain retaining wall or reducing the interval between the core members A stable mountain wall can be constructed. Moreover, pre-tensioning (preload) is given to the connecting member that connects the retaining pile and the retaining wall, and the retaining wall is directed toward the retaining pile by pulling the retaining wall to the retaining pile in advance. When moving, it is counteracted by the passive earth pressure acting on the retaining wall as its reaction force, preventing the retaining wall from protruding.
Further, it is not necessary to provide a structure for supporting the mountain retaining frame on the excavation area side of the mountain retaining wall, and since there is no obstacle on the excavation area side, underground excavation can be performed in a short construction period.
第二の発明の山留架構は、前記地盤改良土は、前記連結部材の下端面よりも上側の原土を置換する、または当該原土にセメント系固化材を混合して撹拌することにより形成されることを特徴とする。
具体的には、地盤改良土とは、原土よりも粘着力および内部摩擦角の双方、または、粘着力および内部摩擦角のうちどちらか一方のみが高い特性を備えた土である。
According to a second aspect of the present invention, the ground improvement soil is formed by replacing the soil above the lower end surface of the connecting member, or by mixing and stirring a cement-based solidifying material in the soil. It is characterized by being.
Specifically, the ground improved soil is a soil having characteristics that both the adhesive force and the internal friction angle or only one of the adhesive force and the internal friction angle is higher than those of the raw soil.
第二の発明によれば、連結部材の下端面より上側の原土を地盤改良土に置換することで、山留壁と控え杭との間の土の拘束度(粘着力や内部摩擦角)が高められ、一体として挙動する地盤領域が増大する。よって、山留壁や控え杭が水平方向に移動しようとした場合、その反力を生じさせる受動土圧領域が増大しているので、山留壁や控え杭が傾斜するのを確実に防止できる。 According to the second invention, the degree of soil restraint (adhesive force and internal friction angle) between the retaining wall and the pile is replaced by replacing the raw soil above the lower end surface of the connecting member with ground improved soil. Is increased, and the ground area that behaves as one piece increases. Therefore, when the mountain retaining wall or the retaining pile tries to move in the horizontal direction, the passive earth pressure region that generates the reaction force is increased, so it is possible to reliably prevent the mountain retaining wall and the retaining pile from inclining. .
また、地盤改良を、山留壁と控え杭との間で地盤特性を高める必要がある最小の領域に限定して行うことで、短工期で施工でき、かつ、仮設工事費用を抑制しつつ、山留壁のはらみ出しを防止できる。
また、セメント系固化材により地盤改良することで、原土の場外搬出費用とその処分費用が不要となるとともに、地盤改良土を現場外から購入する費用が不要となり、地盤改良費用を低減できる。また、原土の場外搬出工程および地盤改良土の搬入工程がないので、工期短縮が可能である。
In addition, by performing ground improvement only in the minimum area where it is necessary to improve the ground characteristics between the mountain retaining wall and the retaining pile, construction can be done in a short period of time and while suppressing temporary construction costs, Prevents the wall from protruding.
In addition, by improving the ground with cement-based solidifying material, the cost for carrying out the raw soil and disposing of it becomes unnecessary, and the cost for purchasing the ground improved soil from outside the site becomes unnecessary, so that the ground improvement cost can be reduced. In addition, the construction period can be shortened because there is no out-of-field unloading process and no ground improvement soil loading process.
また、控え杭と山留壁との間の原土を地盤改良し、土の拘束度が高められたことで、山留壁や控え杭が水平移動しようとした場合、その反力を生じさせる受働土圧領域においては、縁部で生じるせん断滑り破壊の発生強度(せん断滑り破壊強度)も増大するので、せん断滑り破壊を防止して、山留壁を確実に支持できる。また、地盤改良を行うことで、重機の作業床としても利用できる。 In addition, the ground soil between the retaining pile and the retaining wall has been improved and the soil restraint level has been increased, causing a reaction force when the retaining wall and retaining pile attempt to move horizontally. In the passive earth pressure region, the generation strength (shear slip failure strength) of shear slip failure occurring at the edge increases, so that shear slip failure can be prevented and the retaining wall can be reliably supported. It can also be used as a work floor for heavy machinery by improving the ground.
第三の発明の山留架構は、前記地盤改良土は、前記連結部材の下端面よりも上側および前記控え杭の先端部の周囲の原土を置換する、または当該原土にセメント系固化材を混合して撹拌することにより形成されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the ground improvement soil replaces the raw soil above the lower end surface of the connecting member and around the tip end portion of the retaining pile, or a cement-based solidified material in the raw soil. It is formed by mixing and stirring.
第三の発明によれば、第二の発明の効果に加えて、地盤改良を控え杭の周囲にも行うことで、仮設工事費用を抑制しつつ、控え杭の周囲の土の拘束度を高めて、控え杭の土圧抵抗力を増加できる。 According to the third invention, in addition to the effect of the second invention, the ground improvement is also performed around the reserve pile, thereby suppressing the temporary construction cost and increasing the degree of restraint of the soil around the reserve pile. Thus, the earth pressure resistance of the pile can be increased.
第四の発明の山留架構は、鉛直方向に延びる山留壁と、当該山留壁の掘削領域側とは反対側の地盤に設けられた控え杭と、当該控え杭の前記山留壁とは反対側の側面に設けられた腹起し部材と、当該腹起し部材を介して前記山留壁と前記控え杭とを連結しかつ緊張力が導入された一対の連結部材と、を備え、前記山留壁と前記控え杭との間の地表面で前記控え杭に受働抵抗が生じる範囲には、盛土または仮設の重量物(例えば、後述の盛土5)が設けられることを特徴とする。
The retaining frame of the fourth invention comprises a retaining wall extending in the vertical direction, a retaining pile provided on the ground opposite to the excavation area side of the retaining wall, and the retaining wall of the retaining pile. Is provided with a flank member provided on the opposite side surface, and a pair of connecting members that connect the mountain retaining wall and the stake pile via the flank member and in which tension is introduced. In the range where passive resistance is generated in the retaining pile on the ground surface between the mountain retaining wall and the retaining pile, embankment or a temporary heavy object (for example,
第四の発明の山留架構によれば、地表面のうち控え杭に受働抵抗が生じる範囲に盛土または仮設の重量物を設けたので、控え杭の受働土圧を高めることができる。これにより、控え杭の山留壁側への移動をより効果的に抑制でき、山留壁のはらみ出しを防止できる。
以上より、山留壁の芯材のサイズをアップしたり、芯材同士の間隔を狭めたりすることなく、安定した山留壁を構築できる。
According to the mountain frame of the fourth invention, the embankment or the temporary heavy object is provided in the range where the passive resistance is generated in the storage pile on the ground surface, so that the passive earth pressure of the storage pile can be increased. Thereby, the movement to the mountain retaining wall side of a retaining pile can be suppressed more effectively, and the protrusion of a mountain retaining wall can be prevented.
As described above, a stable mountain retaining wall can be constructed without increasing the size of the core material of the mountain retaining wall or reducing the interval between the core members.
また、控え杭と山留壁とを接続する連結部材に予備緊張(プレロード)を与えておき、予め山留壁を控え杭側に引っ張っておくことで、山留壁が控え杭側に向って移動する際には、その反力として山留壁に作用する受動土圧とつり合うことで、山留壁のせり出しが防止される。
また、山留壁の掘削領域側には、山留架構を支持する構造物を設ける必要はなく、掘削領域側には障害物がないので、短工期にて地下掘削ができる。
Moreover, pre-tensioning (preload) is given to the connecting member that connects the retaining pile and the retaining wall, and the retaining wall is directed toward the retaining pile by pulling the retaining wall to the retaining pile in advance. When moving, it is counteracted by the passive earth pressure acting on the retaining wall as its reaction force, preventing the retaining wall from protruding.
Further, it is not necessary to provide a structure for supporting the mountain retaining frame on the excavation area side of the mountain retaining wall, and since there is no obstacle on the excavation area side, underground excavation can be performed in a short construction period.
本発明によれば、山留壁の背面側の敷地が狭い場合や、山留壁の背面に所定の空間があればアンカー定着地盤がない場合であっても、山留壁の剛性を高める方法として、山留壁の芯材のサイズをアップしたり、芯材同士の間隔を狭めたりすることなく、山留壁を短工期にて構築できる。 According to the present invention, even when the site on the back side of the mountain retaining wall is narrow, or when there is no anchor fixing ground if there is a predetermined space on the rear surface of the mountain retaining wall, the method for increasing the rigidity of the mountain retaining wall. As described above, it is possible to construct the mountain retaining wall in a short construction period without increasing the size of the core material of the mountain retaining wall or reducing the interval between the core members.
本発明は、山留壁の背面側の原土を地盤改良土に置換し、その地盤改良土内に連結部材を埋設して山留壁と控え杭とを連結させた山留架構である。
具体的には、連結部材の下端面より上側の原土を地盤改良土に置換した山留架構(第1実施形態)と、地盤改良土を連結部材の上側と連結部材の下側の控え杭周囲を置換した山留架構(第2実施形態)と、地盤改良土を連結部材の上側に設けるとともに、控え杭周囲の地盤改良土の上面に仮設重量物を設けた山留架構(第3実施形態)と、地盤改良土を連結部材の上側に設けるとともに、連結部材の上側の控え杭側面に控え杭同士の連結面材を設けた山留架構(第4実施形態)である。
The present invention is a mountain retaining structure in which the raw soil on the back side of the mountain retaining wall is replaced with ground improved soil, and a connecting member is embedded in the ground improved soil to connect the mountain retaining wall and the retaining pile.
Specifically, a mountain retaining structure (first embodiment) in which the raw soil above the lower end surface of the connecting member is replaced with ground improved soil, and the ground pile on the upper side of the connecting member and the lower side of the connecting member. A mountain retaining structure with the surroundings replaced (second embodiment) and a ground retaining structure provided with ground improvement soil on the upper side of the connection member and a temporary heavy object provided on the upper surface of the ground improvement soil around the retaining pile (third embodiment) Mode) and a ground retaining structure (fourth embodiment) in which ground improvement soil is provided on the upper side of the connecting member, and a connecting surface material of the lower piles is provided on the side of the upper side of the connecting member.
以下、本発明の各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架構1の縦断面図であり、図2は、山留架構1のA−A断面位置での平面図である。
本実施形態では、山留架構1は、鉛直方向に延びる山留壁10と、この山留壁10の掘削領域側とは反対側つまり背面側の地盤2に設けられた複数の控え杭20と、これら控え杭20同士を連結する第2腹起し22と、山留壁10と控え杭20とを緊張力が導入された状態で連結する複数の連結部材30と、を備える。
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a mountain retaining frame 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the mountain retaining frame 1 at the AA cross-sectional position.
In this embodiment, the mountain retaining frame 1 includes a
山留壁10は、SMW(Soil Mixing Wall)連続壁である。このSMW連続壁は、土とセメントスラリーとを原位置で混合して攪拌することで地中に造成された壁体であり、所定間隔おきにH形鋼が芯材12として設けられている。
The
山留壁10には、複数の芯材12に跨がって、第1腹起し13が架設される。
第1腹起し13は、芯材12の掘削領域側の側面に当接して配置されて、水平方向に延びている。この第1腹起し13は、略コの字形状の溝形鋼を上下に背中合わせに配置して構成される。ここで、下側の溝形鋼を下段腹起し14とし、上側の溝形鋼を上段腹起し15とする。
On the
The
控え杭20は、山留壁10に沿って所定間隔おきに複数配置され、これら複数の控え杭20に跨がって、第2腹起し22が架設される。
A plurality of the reserve piles 20 are arranged at predetermined intervals along the
第2腹起し22は、控え杭20の掘削領域とは反対側の側面に当接して配置されて、複数の控え杭20同士を水平方向に連結している。この第2腹起し22は、略コの字形状の溝形鋼を上下に背中合わせに配置して構成される。ここで、下側の溝形鋼を下段腹起し23とし、上側の溝形鋼を上段腹起し24とする。また、第2腹起し22の一方の側面は、山留壁10と控え杭20との間の土の拘束度を高める面材としても機能することで、土の土圧抵抗力を増大させることができる。
The
連結部材30は、各控え杭20を挟んで両側に一対として設置される。連結部材30を一対として配置することにより、控え杭20に偏心荷重を与えることなく、山留壁10と控え杭20とを固定することができ、山留架構の構造安全性を高めることができる。
The connecting
連結部材30は、外周面にねじが形成されたねじふし鉄筋31と、山留壁10の第1腹起し13に係止してねじふし鉄筋31が貫通する第1定着部材32と、控え杭20の第2腹起し22に係止してねじふし鉄筋31が貫通する第2定着部材33と、ねじふし鉄筋31の両端部に螺合されて第1定着部材32および第2定着部材33に係止された締付部材としての第1ナット34および第2ナット35と、ねじふし鉄筋31を覆う被覆部材36と、を備える。被覆部材36としては、ねじふし鉄筋31のねじが被覆部材36の内周壁面に引っ掛からないように、内周壁面が平滑な排水用塩化ビニル管(VU管)や硬質ポリ塩化ビニル管(PVC管)が好ましい。
The connecting
連結部材30には、SS400等の鋼材に比べて強度が高く軽量なねじふし鉄筋を使用した。また、第1定着部材32と第1ナット34、または、第2定着部材33と第2ナット35には、鋳物成形によってそれぞれが一体化された鋼製の定着具(既製品)を使用する。これによって、定着部材32、33を設置するとともに、ナット34、35で締め付ける工程を同時施工でき、短工期で緊張力を導入できる。また、連結部材30の設置高さは、山留壁10が掘削領域側に傾斜することを少ない鋼材量によって抑制するために、山留壁10の高さの2/3以上の高さ位置に設置することが好ましい。
The
ねじふし鉄筋31は、地盤改良土からなる地盤改良層4に埋設されており、一対のねじふし鉄筋31が控え杭20を挟んで配置されている。
ねじふし鉄筋31の山留壁10側の端部は、第1腹起し13の下段腹起し14と上段腹起し15との間に配置されている。第1定着部材32は、第1腹起し13の掘削領域側の側面に配置され、第1ナット34は、第1定着部材32の上に配置されている。
The threaded reinforcing
The end portion of the threaded reinforcing
ねじふし鉄筋31の控え杭20側の端部は、第2腹起し22の下段腹起し23と上段腹起し24との間に配置されている。第2定着部材33は、第2腹起し22の掘削領域側とは反対側の側面に配置され、第2ナット35は、第2定着部材33の上に配置されている。
The end portion of the threaded reinforcing
被覆部材36は、円筒形状の樹脂製または鋼管であり、ねじふし鉄筋31は、この被覆部材36に挿通されている。図3に示すように、ねじふし鉄筋31は、被覆部材36内部の下端面に配置されており、これにより、ねじふし鉄筋31の側方および上方には、空間が確保されている。
The covering
山留壁10と控え杭20との間でかつ連結部材30の下端よりも上側の部分は、地盤2の原土が、この原土よりも粘着力および内部摩擦角が高い地盤改良土に置換されて、地盤改良層4となっており、これにより、連結部材30は、地盤改良層4に埋設されている。
In the portion between the
次に、本実施形態の作用について説明する。
図4に示すように、山留壁10には、この山留壁10の背面土の地盤2あるいは地盤改良層4の鉛直荷重により、常時、土を水平方向に移動させようとする主働土圧Pが作用している。よって、山留壁10は、連結部材30に導入した引張力Fで控え杭20側に引っ張られるが、引張力Fの反力として、主働土圧Pがつり合い状態にある。また、控え杭20も、山留壁10側への引張力Fと主働土圧Pとがつり合い状態にある。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, a main earth pressure is applied to the
山留壁10や控え杭20が水平方向に移動しようとする場合を想定する。山留壁10と控え杭20との間が原土である場合は、図4中に示す原土による受慟せん断すべり破壊面Aと山留壁10または控え杭20との間の領域が受働土圧領域となる。これに対し、山留壁10と控え杭20との間が地盤改良土である場合は、図4中に示す地盤改良土による受慟せん断すべり破壊面Bと山留壁10または控え杭20との間の領域が受働土圧領域となり、受働土圧領域が拡大することになる。よって、本発明は、地震発生時の山留壁10の傾斜やせり出しを防止するために、地盤改良層4を構成する地盤改良土は、粘着力や内部摩擦角が高いほど好ましい。
A case is assumed where the
以下、山留架構1を構築する手順について、図5のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップS1では、図6に示すように、地盤2に鉛直方向に延びる山留壁10を構築する。ステップS2では、図6に示すように、山留壁10の掘削領域とは反対側つまり背面側の地盤2に控え杭20を打設する。
ステップS3では、図7に示すように、山留壁10の掘削領域側および背面側を掘削して、山留壁10の上部および控え杭20の上部を露出させる。
Hereinafter, the procedure for constructing the mountain frame 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S1, a
In step S3, as shown in FIG. 7, the excavation area side and the back side of the retaining
ステップS4では、図7に示すように、先ず、地盤面と平行方向に、山留壁10の掘削領域の壁面側に第1腹起し13を設置するとともに、複数の控え杭20同士を第2腹起し22で連結する。次に、山留壁10と控え杭20との間に、所定間隔を空けて連結部材30を架設する。
In step S4, as shown in FIG. 7, first, the
具体的には、まず、第1腹起し13の下段腹起し14を架設するとともに、第2腹起し22の下段腹起し23を架設する。次に、ねじふし鉄筋31を被覆部材36に挿通して、このねじふし鉄筋31を下段腹起し14、23の上に載置する。次に、ねじふし鉄筋31の上に、第1腹起し13の上段腹起し15を架設するとともに、第2腹起し22の上段腹起し24を架設する。
Specifically, first, the
ステップS5では、図8に示すように、連結部材30の上に土3を埋め戻す。具体的には、ねじふし鉄筋31が被覆部材36内部の下端面に配置されるように、土3を埋め戻す。
このとき、側面視で山留壁10と控え杭20との間でかつ連結部材30の下端よりも上側の部分については、地盤2の掘削土である原土に、セメント系固化材を混合して撹拌したものを埋め戻し、その後、転圧して締め固める。これにより、原土よりも粘着力および内部摩擦角が高い地盤改良土に置換されて地盤改良層4が形成され、連結部材30が地盤改良層4に埋設される。
In step S5, as shown in FIG. 8, the
At this time, a cement-based solidifying material is mixed with the raw soil that is the excavation soil of the
このセメント系固化材は、仮設工事に使用するものであり、原土1m3に対して50〜150kg程度を混入し撹拌して転圧する。特に、地盤改良土の上部に建設重機が走行または作業する部分においては、建設重機の荷重に対して十分な地耐力が得られるだけの地盤改良を実施する。 This cement-based solidified material is used for temporary construction, and is mixed with about 50 to 150 kg per 1 m 3 of the raw earth, stirred and rolled. In particular, in a portion where construction heavy machinery travels or works on the ground improvement soil, ground improvement is performed so that sufficient ground strength can be obtained with respect to the load of the construction heavy machinery.
ステップS6では、図9に示すように、連結部材30を緊張する前段階において地盤改良層4を形成して受働抵抗を高めた後に、連結部材30に緊張力を導入する。
具体的には、第1腹起し13の掘削領域側に、緊張用腹起し40および油圧ジャッキ41を取り付けて、この油圧ジャッキ41により、ねじふし鉄筋31を図8中左方向に引っ張ることで、ねじふし鉄筋31に緊張力を導入し、山留壁10と控え杭20とを緊張状態で連結する。この状態で、第1ナット34を締め付けて緊張力を保持し、その後、油圧ジャッキ41および緊張用腹起し40を取り外す。
In step S <b> 6, as shown in FIG. 9, the tension improving force is introduced into the connecting
Specifically, a tension bulge 40 and a
この段階では、山留壁10と控え杭20とを連結する連結部材30に予め緊張力を導入する(プレロード)ことで、二次掘削以降の土圧作用によって山留壁10が掘削領域側に傾斜していくせり出し分を、控え杭20側に引っ張って、せり出しを抑制することができる。
At this stage, by introducing tension in advance to the connecting
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)山留壁10の背面側の地盤に控え杭20を設けて、この控え杭20と山留壁10とを連結部材30で連結して緊張力を導入した。よって、山留壁10の背面側の敷地が狭い場合でも、山留壁10の背面側に控え杭20を打ち込むスペースを確保できればよく、山留壁10を支持できる。また、山留壁10の高さが高い場合であっても、連結部材30で山留壁10を背面側に引っ張るので、山留壁10を支持できる。また、山留壁10の掘削領域側に山留架構のための構造物が不要となるので、掘削作業に手間がかからないから、山留架構1を短工期で掘削できる。また、地盤改良層4の上面は、重機の作業床として利用できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) The
(2)控え杭20と山留壁10との間を地盤改良層4としたので、この地盤改良層4により控え杭20の受働土圧Qが増大する。よって、控え杭20が連結部材30に引っ張られて山留壁10側に移動しようとしても、この控え杭20の移動に対して地盤改良層4の受働土圧Qが抵抗し、控え杭20の山留壁10側への移動を防止して、山留壁10を確実に支持できる。
また、地盤改良層4の上面は、重機の作業床として利用できる。
(2) Since the
Further, the upper surface of the
(3)現場にて原土にセメント系固化材を加えることで地盤改良層4の地盤改良土を形成したので、地盤改良土を現場外から搬入する場合に比べて、コストを低減できる。
(3) Since the ground improvement soil of the
(4)連結部材30を構成するねじふし鉄筋31は、SS400等の鋼材に比べて、高強度で、軽量である。また、ねじふし鉄筋31は、ねじふし鉄筋31同士の継手部や端部の定着部に既製品の定着具を使用できる。よって、連結部材30の定着方法として、溶接を行うことなく、全長に亘って品質の高い緊張材を構成できる。
(4) The threaded reinforcing
(5)連結部材30に導入する緊張力は、切梁を設置する際に使用する油圧ジャッキ41を用いる。連結部材30に予備緊張力を与えて、プレロード状態を実現して、連結部材30に予め伸びを発生させることで、山留壁10の変位を抑制することができる。また、従来工法では、タイロッド材に用いられているターンバックルによる緊張方法はたるみを取る程度であり、本願発明で想定している一般的なプレロード荷重(引張張力の70〜90%程度)相当は連結部材(タイロッド材)に与えることはできない。
(5) The tension force introduced into the connecting
ここで、控え杭の必要根入れ長L、控え杭に生じる最大曲げモーメントM、控え杭の引張り材(連結部材)の取付け位置の変位δについて検討する。
図10に示すように、道路土工に基づいて、L、M、δは、以下の式(1)により求められる。
Here, the necessary penetration length L of the reserve pile, the maximum bending moment M generated in the reserve pile, and the displacement δ of the attachment position of the tension pile (connecting member) of the reserve pile are examined.
As shown in FIG. 10, based on road earthwork, L, M, and δ are obtained by the following equation (1).
ここで、L: 必要根入れ長(m)
M: 最大曲げモーメント(kN・m)
δ: 控え杭の引張り材取付け位置の変位(m)
β: 杭の特性長(m−1)
H: 控え杭に作用する水平力(引張り材の引張力)(kN)
E: 控え杭のヤング係数(kN/m2)
I: 控え杭の断面二次モーメント(m4)
Where L: Necessary penetration length (m)
M: Maximum bending moment (kN · m)
δ: Displacement of the tension pile attachment position of the pile (m)
β: Characteristic length of pile (m −1 )
H: Horizontal force acting on the back pile (tensile force of the tensile material) (kN)
E: Young's modulus of reserve pile (kN / m 2 )
I: Cross-sectional secondary moment of the pile (m 4 )
ここで、kH: 水平方向地盤反力係数(kN/m3)
B: 控え杭の杭幅(m)
E: 控え杭のヤング係数(kN/m2)
I: 控え杭の断面二次モーメント(m4)
Where k H : horizontal ground reaction force coefficient (kN / m 3 )
B: Pile width of the reserved pile (m)
E: Young's modulus of reserve pile (kN / m 2 )
I: Cross-sectional secondary moment of the pile (m 4 )
以上の式(1)、(2)より、必要根入れ長さL、控え杭に発生する曲げモーメントM、引張り材取付け位置の変位δのいずれにおいても、杭の特性長βが関連し、βが大きいほどL、M、δは小さくなる。よって、βを大きくすることによって、L、M、δを低減し、経済的な控え杭を設計する。
βを大きくする方法として、地盤改良により、控え杭の受働側の地盤強度を高め、kHやBを大きくする。具体的には、地盤改良の施工範囲は、控え杭の受働側で仮想支持点よりも上側(図10中の領域C)とし、控え杭が引張り材のレベルよりも上方に突出する場合は、引張り材の土被り分(図10中の領域D)とする。また、地盤改良の強度は、控え杭おおよび地盤改良のコストバランスで決定し、控え杭が引張り材のレベルよりも上方に突出する場合は、重機の転倒を防止できる程度の地盤改良強度を確保する。
From the above formulas (1) and (2), the required length L, the bending moment M generated in the retaining pile, and the displacement δ of the tension material mounting position are related to the characteristic length β of the pile, β As L becomes larger, L, M, and δ become smaller. Therefore, by increasing β, L, M, and δ are reduced, and an economical reserve pile is designed.
As a method of increasing β, by improving the ground, the ground strength on the passive side of the reserve pile is increased, and k H and B are increased. Specifically, the construction range of ground improvement is set to the upper side of the virtual support point (region C in FIG. 10) on the passive side of the reserve pile, and when the reserve pile protrudes above the level of the tensile material, It is set as the earth covering part (area | region D in FIG. 10) of a tension material. In addition, the strength of ground improvement is determined by the cost balance of the ground pile and the ground improvement. If the ground pile protrudes above the level of the tensile material, the ground ground strength is secured to prevent heavy machinery from tipping over. To do.
〔第2実施形態〕
図11は、本発明の第2実施形態に係る山留架構1Aの模式図である。
本実施形態では、連結部材30の下側に地盤改良層4Aが形成される点が、第1実施形態と異なる。
すなわち、連結部材30の下側でかつ控え杭20の周囲に、地盤改良層4Aが形成されている。この地盤改良層4Aは、地盤改良層4と同様の構成である。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a schematic view of a
The present embodiment is different from the first embodiment in that the
That is, the
控え杭20の山留壁10側に、控え杭20の受働せん断すべり破壊面50を想定し、この受働せん断すべり破壊面50よりも上側の領域は、高いせん断すべり破壊強度を有する受働土圧領域51となる。この受働土圧領域51は、地盤改良層4、4Aで形成される。
Assuming a passive shear
本実施形態によれば、上述の(1)〜(5)の効果に加えて、以下のような効果がある。
(6)受働せん断すべり破壊面50よりも上側の受働土圧領域51を全域に亘って地盤改良したので、控え杭20の受働土圧がさらに増大するから、控え杭20の山留壁10側への移動に対して、地盤改良層4の受働土圧による抵抗がさらに大きくなり、山留壁10をより確実に支持できる。
According to this embodiment, in addition to the effects (1) to (5) described above, the following effects can be obtained.
(6) Since the passive
〔第3実施形態〕
図12は、本発明の第3実施形態に係る山留架構1Bの模式図である。
本実施形態では、地盤改良層4の上でかつ控え杭20の近傍に、重量物である盛土5を錘として設けた点が、第1実施形態と異なる。
[Third Embodiment]
FIG. 12 is a schematic diagram of a
This embodiment is different from the first embodiment in that the
具体的には、山留壁10の背面側に、山留壁10の受働せん断すべり破壊面60が形成され、この受働せん断すべり破壊面60よりも上側の領域は、受働土圧領域61となる。
地盤面上で、控え杭20の受働土圧領域51の直上でかつ山留壁10の受働土圧領域61の直上を除く領域Fには、盛土5が設けられている。このように盛土5を設けることにより、控え杭20の周囲の受働土圧がさらに増大する。つまり、この領域Fは、山留壁10と控え杭20との間の地表面で、控え杭20の受働抵抗が生じる範囲である。
Specifically, a passive shear
On the ground surface, the
本発明では、控え杭20の受働土圧を増大させるために、控え杭20の周囲の地盤改良層4の上面に盛土5を設置した。
なお、本実施形態では、錘として盛土5を設けたが、これに限らず、例えば鋼板を重ねて敷設してもよく、錘となる重量物であればどのような構造でもよい。
In the present invention, in order to increase the passive earth pressure of the retaining
In the present embodiment, the
また、山留壁10の受働土圧領域61の上方を除いて盛土5を設ける理由は、山留壁10の受働土圧領域61の上方に重量物を配置ことにより、山留壁10の受働土圧抵抗力を増大させるためである。
Further, the reason for providing the
本実施形態の山留架構1Bを構築する手順では、ステップS6において、連結部材30の上に土3を埋め戻した後に、盛土5を形成する。なお、盛土5を形成した後、連結部材30に再度緊張力を導入することが好ましい。
In the procedure for constructing the
本実施形態によれば、上述の(1)〜(5)の効果に加えて、以下のような効果がある。 According to this embodiment, in addition to the effects (1) to (5) described above, the following effects can be obtained.
(7)受働土圧領域51の上に載荷したので、控え杭20の周囲の土に作用する受働土圧がさらに増大する。よって、控え杭20の山留壁10側への移動に対して、受働土圧が抵抗し、山留壁10をより確実に支持できる。
(7) Since it loaded on the passive earth pressure area |
〔第4実施形態〕
図13は、本発明の第4実施形態に係る山留架構1Cの模式図である。
本実施形態では、控え杭20同士の間に連結面材70を架設した点が、第1実施形態と異なる。
この連結面材70は、略水平に延びるH形鋼を上下に複数段配置して構成され、控え杭20の山留壁10側の面に固定されている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 13 is a schematic view of a mountain retaining frame 1C according to the fourth embodiment of the present invention.
In this embodiment, the point which constructed the
The connecting
連結面材70の山留壁10側に、連結面材70の受働せん断すべり破壊面71が形成される。この連結面材70を設けることにより、控え杭20には、受働土圧に加えて連結面材70の受働土圧も作用し、控え杭20の山留壁10側への移動を防止できる。
なお、連結面材70は、受働土圧を受けるため、木材である横矢板よりも、H形鋼などの鋼製の剛性が高いものが好ましい。
A passive shear
In addition, since the
本実施形態の山留架構1Cを構築する手順では、ステップS4において、第2腹起し22を取り付ける際に、連結面材70を取り付ける。なお、ステップS6において、土3を埋め戻した後、連結部材30に再度緊張力を導入することが好ましい。
In the procedure of constructing the mountain retaining frame 1C of the present embodiment, the connecting
本実施形態によれば、上述の(1)〜(5)の効果に加えて、以下のような効果がある。 According to this embodiment, in addition to the effects (1) to (5) described above, the following effects can be obtained.
(8)控え杭20の受働土圧に加えて、連結面材70の受働土圧により、控え杭20の山留壁10側への移動に対して抵抗するので、山留壁10をより確実に支持できる。
(8) In addition to the passive earth pressure of the retaining
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。
上述の各実施形態では、複数の控え杭20同士を第2腹起し22で連結したが、これに限らず、隣接する控え杭20同士の間隔が長スパンである場合、図14に示すように、第2腹起し22Aを短尺材として、各控え杭20に設けてもよい。第2腹起し22Aを短尺材とした場合には、第2腹起し22Aを容易に取り付けることができ、かつ、材料費を低減できる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In each of the above-described embodiments, the plurality of
また、各実施形態では、ねじふし鉄筋31を覆う被覆部材36を設けたが、これに限らず、被覆部材の周囲に粗骨材を敷設し、鉛直荷重がねじふし鉄筋(連結部材)に局所的に加わらないようにした場合には、被覆部材36を設けなくてもよい。
上述の各実施形態では、被覆部材36を円筒形状としたが、これに限らず、ねじふし鉄筋31の側方および上方に空間を確保できれば、どのような形状でもよい。例えば、被覆部材を、ねじふし鉄筋31に上から被せる断面山形状としてもよい。
In each embodiment, the covering
In each of the above-described embodiments, the covering
また、上述の各実施形態では、連結部材30にねじふし鉄筋31を用いたが、施工場所等の影響で棒状の連結部材30が設置出来ない場合には、連結部材30を可とう性を有するPC鋼より線としてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the threaded reinforcing
また、第2実施形態では、地盤改良層4Aを設け、第3実施形態では、地盤改良層4の上に盛土5を設け、第4実施形態では、控え杭20同士の間に連結面材70を設けたが、これらの構成を適宜組み合わせてもよい。例えば、地盤改良層4Aを設けるとともに、地盤改良層4の上に盛土5を設ける構成としてもよいし、地盤改良層4の上に盛土5を設けるとともに、控え杭20同士の間に連結面材70を設ける構成としてもよい。
In the second embodiment, the
また、第3実施形態では、地盤改良層4を設け、この地盤改良層4の上に重量物である盛土5を設けたが、これに限らず、地盤改良を行うことなく、地表面に盛土または仮設の重量物を設けてもよい。
In the third embodiment, the
1、1A、1B、1C…山留架構 2…地盤 3…土(埋め戻し土)
4、4A…地盤改良層 5…盛土
10…山留壁 12…芯材 13…第1腹起し 14…下段腹起し 15…上段腹起し
20…控え杭 22、22A…第2腹起し 23…下段腹起し 24…上段腹起し
30…連結部材 31…ねじふし鉄筋 32…第1定着部材 33…第2定着部材
34…第1ナット 35…第2ナット 36…被覆部材
40…緊張用腹起し 41…油圧ジャッキ
50…控え杭の受働せん断すべり破壊面、51…控え杭に作用する受働土圧領域
60…山留壁の受働せん断すべり破壊面、61…山留壁に作用する受働土圧領域
70…連結面材 71…連結面材の受働せん断すべり破壊面
A…原土による受慟せん断すべり破壊面
B…地盤改良土による受慟せん断すべり破壊面
1, 1A, 1B, 1C ...
4, 4A ...
Claims (4)
当該山留壁の掘削領域側とは反対側の地盤に設けられた控え杭と、
当該控え杭の前記山留壁とは反対側の側面に設けられた腹起し部材と、
当該腹起し部材を介して前記山留壁と前記控え杭とを連結しかつ緊張力が導入された一対の連結部材と、を備え、
当該連結部材は、地盤改良土に埋設されていることを特徴とする山留架構。 A mountain wall extending vertically,
Retaining piles provided on the ground opposite to the excavation area side of the retaining wall,
An abdominal erection member provided on a side surface opposite to the mountain retaining wall of the retaining pile,
A pair of connecting members that connect the mountain retaining wall and the stake pile through the erection member and introduce a tension force; and
The mountain retaining structure characterized in that the connecting member is buried in ground improvement soil.
当該山留壁の掘削領域側とは反対側の地盤に設けられた控え杭と、
当該控え杭の前記山留壁とは反対側の側面に設けられた腹起し部材と、
当該腹起し部材を介して前記山留壁と前記控え杭とを連結しかつ緊張力が導入された一対の連結部材と、を備え、
前記山留壁と前記控え杭との間の地表面で前記控え杭の受働抵抗が生じる範囲には、盛土または仮設の重量物が設けられることを特徴とする山留架構。 A mountain wall extending vertically,
Retaining piles provided on the ground opposite to the excavation area side of the retaining wall,
An abdominal erection member provided on a side surface opposite to the mountain retaining wall of the retaining pile,
A pair of connecting members that connect the mountain retaining wall and the stake pile through the erection member and introduce a tension force; and
An embankment or a temporary heavy structure is provided in a range where passive resistance of the retaining pile is generated on the ground surface between the retaining wall and the retaining pile.
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