JP2021113400A - 地中壁 - Google Patents

Abstract

【課題】芯材の鉛直支持力を高める新たな地中壁の構造を提供する。【解決手段】 地中壁(10)は、地盤(12)を掘削することにより形成された互いに連なる複数の孔(26)からなる溝(24)を満たすセメントミルクと地盤の掘削土砂との混合からなり前記セメントミルクが固化した状態にあるソイルセメント又は前記溝を満たし固化した状態にあるコンクリートと、溝内にその伸長方向へ互いに間隔をおいて配置され溝の底部の上方に位置する形鋼又は既製杭からなる複数の芯材(18)と、溝の底部(20)上に配置され複数の芯材の側方領域(28,30,36)下を溝の伸長方向へそれぞれ伸びる複数の鉄筋かご(22,24)を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、地中壁、より詳細には地中壁の構造に関する。

芯材が埋設されたソイルセメントからなる山留壁のような仮設の地中壁について、これを基礎構造物としての利用に供し得るものとすべく、芯材が比較的高い鉛直支持力を有するものとすることが提案されている。

従来、杭の鉛直支持力の増大を図るために杭を根固め杭とすることが提案されており、これを地中壁の芯材に適用することが考えられる。根固め杭は、地中に形成された拡底部を有する孔を満たし固化した状態にあるソイルセメントと、孔内に建て込まれ拡底部の上方に位置する中空の既製杭と、既製杭の先端部内からその外部の拡底部に向けて下方へ伸びる円筒状の鉄筋かごとからなる。

この根固め杭によれば、孔の拡底部を満たす既製杭直下のソイルセメントの一部が鉄筋かごにより補強され、これが既製杭の鉛直支持力の向上に寄与する。しかし、補強の効果は、孔の拡底部における既製杭直下のソイルセメントの一部以外の部分である周囲の他のソイルセメント部分には及びにくい。このため、例えば地震時に周囲の他のソイルセメント部分にひび割れのような損傷の発生が懸念される。加えて、既製杭の先端部内を占める鉄筋かごの一部（上部）が既製杭の先端部内におけるソイルセメントの充填性を阻害し、これが既製杭の鉛直支持力の向上を妨げる要因となるおそれがある。

特開平６−１５８６５４号公報

本発明は、前記従来の事情に鑑み、地中に形成された溝の内部を満たすソイルセメント又はコンクリート中に埋設される芯材の鉛直支持力を高める新たな地中壁の構造を提供する。

本発明（第１の発明）に係る地中壁は、地盤を掘削することにより形成された互いに連なる複数の孔からなる溝を満たすセメントミルクと地盤の前記掘削土砂との混合からなり前記セメントミルクが固化した状態にあるソイルセメント又は前記溝を満たし固化した状態にあるコンクリートと、前記溝内にその伸長方向へ互いに間隔をおいて配置され前記溝の底部の上方に位置する形鋼又は既製杭からなる複数の芯材と、前記溝の底部上に配置され複数の芯材の側方領域下を前記溝の伸長方向へそれぞれ伸びる複数の鉄筋かごを含む。

前記第１の発明によれば、各芯材の両側方領域下に位置する前記ソイルセメント又はコンクリートの一部を前記鉄筋かごにより補強された部分（補強部分）とし、また、各芯材の直下に位置する前記ソイルセメント又はコンクリートの他の一部を前記補強部分に拘束された被拘束部分とすることができる。前記補強部分と被拘束部分とを形成することにより、各芯材の鉛直支持力の向上を図ることができる。また、地震時における前記補強部分及び被拘束部分におけるひび割れの発生を防止することができる。

前記溝の伸長方向における両端に位置する２つの鉄筋かごのそれぞれの長さ寸法は、前記ひび割れの発生を防止する上で、前記孔の直径の２〜３倍の大きさとすることが望ましい。

さらに、前記地中壁が、前記複数の芯材及び前記複数の鉄筋かごの双方を間において前記溝の伸長方向へ伸びる２つの他の鉄筋かごを含むものとすることができる。これによれば、複数の芯材を取り巻く周囲において前記ソイルセメント又はコンクリートを補強し、各芯材の鉛直支持力をより一層向上させることができる。

また、本発明（第２の発明）に係る地中壁は、前記第１の発明におけると同様のソイルセメント又はコンクリートと、複数の芯材とを含む。この地中壁は、さらに、前記溝の底部上に配置され前記複数の芯材の下方を前記溝の伸長方向へ伸びる１つの鉄筋かごを含む。前記１つの鉄筋かごの両端部はそれぞれ前記溝の伸長方向における両端に位置する２つの芯材の側方領域下に至る。

前記第２の発明によれば、各芯材の両側方領域下に位置する前記ソイルセメント又はコンクリートの一部と、各芯材の直下に位置する前記ソイルセメント又はコンクリートの一部とを前記１つの鉄筋かごにより補強された補強部分とすることができる。前記補強部分を形成することにより、各芯材の鉛直支持力の向上を図ることができる。また、地震時における前記補強部分におけるひび割れの発生を防止することができる。

前記第２の発明において、前記１つの鉄筋かごの両端部のそれぞれ長さは、前記ひび割れの発生を防止する上で、前記孔の直径の２〜３倍の大きさとすることが望ましい。

前記第２の発明に係る地中壁は、さらに、前記複数の芯材及び前記複数の鉄筋かごの双方を間において前記溝の伸長方向へ伸びる２つの他の鉄筋かごを含むものとすることができる。これによれば、複数の芯材を取り巻く周囲において前記ソイルセメント又はコンクリートを補強し、各芯材の鉛直支持力をより一層向上させることができる。

また、本発明（第３の発明）に係る地中壁は、前記第１の実施の形態におけると同様のソイルセメント又はコンクリートと、複数の芯材とを含む。この発明に係る地中壁は、さらに、前記溝の底部上に配置された複数の筒状の鉄筋かごであって各筒状の鉄筋かごが前記底部から各芯材の一部の周囲まで伸びる複数の筒状の鉄筋かご含む。

前記第３の発明によれば、筒状の各鉄筋かごにより、各芯材の両側方領域の一部及び該両側方領域下において、加えて各芯材の直下において、前記ソイルセメント又はコンクリートを補強することができる。この補強により、各芯材の鉛直支持力の向上を図ることができる。また、地震時における前記芯材の両側方領域下でのソイルセメント又はコンクリートにおけるひび割れの発生を防止することができる。

前記第３の発明に係る地中壁は、さらに、さらに、前記溝の底部上に配置され前記溝の伸長方向に関して互いに隣接する２つの鉄筋かご間に位置する他の筒状の鉄筋かごを含むものとすることができる。これによれば、両芯材の側方領域相互間における前記ソイルセメント又はコンクリートの補強を図ることができる。

また、前記第１ないし第３の発明に係るいずれの地中壁においても、前記従来の根固め杭と異なり、前記鉄筋かごの一部を前記中空の既製杭内に配置すること及びこれに伴って生じ得る前記既製杭の下端部内における前記ソイルセメント又はコンクリートの充填性の不良を回避することができる。

一の例の鉄筋かごを含む地中壁の平面図である。 比較的大きい厚みを有する地中壁の平面図である。 図１の線３−３に沿って得た地中壁の断面図である。 他の例の鉄筋かごを含む地中壁の断面図である。 さらに他の例の鉄筋かごを含む地中壁の断面図である。 筒状の鉄筋かごを含む地中壁の平面図である。 筒状の鉄筋かごを含む地中壁の断面図である。

図１〜図３を参照すると、地中壁が全体に符号１０で示されている。

地中壁１０は、 地盤１２に形成された溝１４内に供給され該溝を満たすセメントミルクと地盤１２の掘削土砂との混合からなり前記セメントミルクが固化した状態にあるソイルセメント１６（図３）と、形鋼からなる複数（図上３つ）の芯材１８と、溝１４の底部２０（図３）上に配置された複数（図上４つ）の鉄筋かご２２、２４とを含む。芯材１８及び鉄筋かご２２、２４の数量は任意に定めることができる。図示の鉄筋かご２２、２４は矩形の横断面形状を有する。

溝１４は、地盤１２を掘削することにより形成され互いに連なる複数の孔２６からなり、直線的に伸びている。ここで、図１に示す溝１４は、図上、横一列の７つの孔２６からなり、地中壁１０は比較的薄い厚さを有する。また、図２に示す溝１４は、図上、横五列の３５個の孔２６からなり、各列の孔２６の数量が７である。図２に示す地中壁１０は、図１に示す地中壁１０と比べて小さい厚さを有する。孔２６の数、したがって地中壁１０の長さ及び厚さは、任意に定めることができる。

前記ソイルセメントに代えて、溝１４内に供給され該溝を満たし固化した状態にあるコンクリートとすることができる。前記ソイルセメント中のセメントミルク及び前記コンクリートはいずれも経時的に固化する。なお、図３においては、図の煩雑を回避するため、芯材１８及び鉄筋かご２２、２４を覆うソイルセメント１６を示す点（・）の描画を省略した。

芯材１８である図示の形鋼はＨ形鋼からなる。芯材１８は、前記形鋼に代えて、鋼管、コンクリート管等の既製杭からなるものとすることができる。

３つの芯材１８は、溝１４の底部２０の上方に位置する。より詳細には、底部２０からその上方に間隔をおいた高さ位置にあり、ソイルセメント１６中を鉛直に伸びている。図１に示す例において、３つの芯材１８は列の中央に位置する連続する３つの孔２６内にそれぞれ建て込まれている。また、図３に示す例においては、３つの芯材１８が３列目の中央に位置する連続する３つの孔２６内にそれぞれ建て込まれている。複数の芯材１８は、図示の例に代えて、例えば図６に示すように複数の孔２６に１つおきに、あるいは２つ以上をおいて建て込まれることがある。

４つの鉄筋かご２２、２４は溝１４の底部２０上に配置され、３つの芯材１８の４つの側方領域２８、３０、３２、３４下をそれぞれ溝１４の伸長方向へ伸びている。図示の例では、４つの鉄筋かご２２、２４は比較的大きい高さ寸法を有し、４つの側方領域２８、３０、３２、３４下及び４つの側方領域２８、３０、３２、３４内の双方において溝１４の伸長方向へ伸びている。

また、図示の例においては、３つの芯材１８のうちの真ん中の芯材１８（便宜のためにこれに符号１８ａを付す。）の両側方領域２８、３０が、それぞれ、両隣の２つの芯材１８（同様に、これらに符号１８ｂ及び１８ｃを付す。）の両側方領域の一方と共通であり、また、２つの側方領域３２、３４がそれぞれ両隣の２つの芯材１８ｂ、１８ｃの両側方領域の他方をなす。

４つの鉄筋かご２２、２４は、３つの芯材１８の側方領域２８、３０、３２、３４の下方にそれぞれ位置するソイルセメント１６の一部３６、３８、４０、４２（図３）を補強する。また、補強されたこれらの一部（補強部分）３６、３８、４０、４２により、３つの芯材１８の直下にそれぞれ位置する３つのソイルセメントの一部４４、４６、５０が溝１４の軸線方向に拘束される。より詳細には、両補強部分３６、３８によりこれらの間の一部４４が拘束され、両補強部分３６、４０によりこれらの間の一部４６が拘束され、また、両補強部分３８、４２によりこれらの間の一部５０が拘束される。補強部分３６、３８、４０、４２と拘束された一部である被拘束部分４４、４６、５０とを形成することにより、３つの芯材１８の鉛直支持力を向上させ、また、これらの部分の地震時におけるひび割れの発生が防止される。図示の例においては、さらに、３つの芯材１８の側方領域２８、３０、３２、３４のそれぞれの一部においてソイルセメント１６が４つの鉄筋かご２２、２４により補強されている。

好ましくは、溝１４の伸長方向における両端に位置する２つの鉄筋かご２４の長さ寸法が、それぞれ、孔２６の直径の２〜３倍の大きさに設定される。これにより、前記ひび割れの発生の防止をより向上させることができ、併せて、芯材１８が建て込まれていない孔２６の底部と、図示の例ではさらにその上方部とにおいて、ソイルセメント１６を補強することができる。

図２に示すような比較的大きい厚みを有する地中壁１０は、さらに、３つの芯材１８及び４つの鉄筋かご２２、２４の双方を間において、溝１４の伸長方向へ伸びる２つの他の鉄筋かご５２、５４を含むものとすることが望ましい。図示の例において、両鉄筋かご５２、５４は、２つの鉄筋かご２４と同じ高さ寸法を有し、２つの鉄筋かご２４と一体をなすように形成され、２つの鉄筋かご２４に連なっている。両鉄筋かご５２、５４は、それぞれ、図上、上方の横二列の孔２６内と下方の横二列の孔２６とにそれぞれ配置され、これらの孔２６内のソイルセメント１６を補強する働きをなす。

４つの鉄筋かご２２、２４は、これらを図示の例におけるより高さ寸法が小さいものとし、３つの芯材１８の側方領域２８〜３２の下方に配置することができる。このとき、他の２つの鉄筋かご５２、５４もまた同様に小さい高さ寸法を有するものに設定され、４つの鉄筋かご２２、２４を間において配置される。

また、図４及び図５に示すように、前記高さ寸法の小さい４つの鉄筋かご２２、２４に代えて、同様の高さ寸法を有する１つの鉄筋かご５６とすることができる。

鉄筋かご５６は溝１４の底部２０上に配置され３つの芯材１８の下方を溝１４の伸長方向へ伸びている。鉄筋かご５６は、溝１４の伸長方向における両端に位置する２つの芯材１８ｂ、１８ｃの側方領域３２、３４（図１、図２参照）下にそれぞれ至る両端部５６ａ、５６ｂを有する。なお、図５に示す例において、鉄筋かご５６は、鉄筋からなる複数対（図示の例において７対）の脚５７を介して、溝１４の底部２０上に配置されている。

１つの鉄筋かご５６の両端部５６ａ、５６ｂは、前記した例におけると同様、それぞれ、孔２６の直径の２〜３倍の大きさの長さを有するものとすることができる。また、前記した例におけると同様、一つの鉄筋かご５６を間において溝１４の伸長方向へ伸びる２つの他の鉄筋かご（図示せず）を含むものとすることができる。

次に、図６及び図７を参照すると、複数の筒状（図示の例において円筒状）の鉄筋かご５８を含む地中壁１０が示されている。溝１４は横一列の複数（図示の例において７つ）の孔２６からなり、４つの芯材１８が４つの孔２６に一つおきに建て込まれている。図示の円筒状の鉄筋かご５８は、孔２６の直径よりわずかに小さい外径を有する。

４つの鉄筋かご５８は溝１４の底部２０上に配置されている。各鉄筋かご５８は溝１４の底部２０から各芯材１８の一部の周囲まで上方へ伸び、各芯材１８の一部の周囲を取り巻いている。鉄筋かご５８の高さ寸法は任意に定めることができる。一例として、図上左端に位置する鉄筋かご５８は比較的小さい高さ寸法を有し、芯材１８の前記一部なす下端近傍において芯材１８の周囲を取り巻いている。また、他の３つの鉄筋かご５８は比較的大きい高さ寸法を有し、３つの芯材１８の下端からその上方に伸びる前記一部をなす下部の周囲を取り巻いている。

この地中壁１０によれば、ソイルセメント１６は、筒状の各鉄筋かご５８により、各芯材１８の一部の両側方領域６０、すなわち、芯材１８の前記下端近傍の両側方領域又は芯材１８の前記下部の両側方領域６０と、これらの両側方領域６０の下方とにおいて、また、これらに加えて各芯材１８の直下において、補強されている。この補強により、各芯材１８の鉛直支持力の向上を図ることができる。また、地震時における芯材１８の両側方領域６０の下方でのソイルセメント１６ひび割れの発生を防止することができる。

さらに、溝１４の底部２０上に配置され溝１４の伸長方向に関して互いに隣接する２つの鉄筋かご５８間、図示の例においては孔２６内に位置する他の筒状（図示の例において円筒状）の鉄筋かご６２を含むものとすることができる。図示の例では、鉄筋かご６２は鉄筋かご５８と同じ高さ寸法及び外径を有し、１つの孔２６内に配置され該孔内を溝１４の底部からその上方へ伸びている。これによれば、両芯材１８の側方領域６０相互間、図示の例においては前記１つの孔２６内におけるソイルセメント１６の補強を図ることができる。

１０ 地中壁
１２ 地盤
１４ 溝
１６ ソイルセメント
１８ 芯材
２０ 地中壁の底部
２２、２４、５６、５８ 鉄筋かご
２６ 孔
２８、３０、３２、３４、６０ 芯材の側方領域
５２、５４、６２ 他の鉄筋かご

Claims (8)

1. 地盤を掘削することにより形成された互いに連なる複数の孔からなる溝を満たすセメントミルクと前記地盤の掘削土砂との混合からなり前記セメントミルクが固化した状態にあるソイルセメント又は前記溝を満たし固化した状態にあるコンクリートと、
   前記溝内にその伸長方向へ互いに間隔をおいて配置され前記溝の底部の上方に位置する形鋼又は既製杭からなる複数の芯材と、
   前記溝の底部上に配置され複数の芯材の側方領域下を前記溝の伸長方向へそれぞれ伸びる複数の鉄筋かごを含む、地中壁。
2. 前記溝の伸長方向における両端に位置する２つの鉄筋かごは、それぞれ、前記孔の直径の２〜３倍の大きさの長さを有する、請求項１に記載の地中壁。
3. さらに、前記複数の鉄筋かご又は前記複数の鉄筋かご及び前記複数の芯材の双方を間において前記溝の伸長方向へ伸びる２つの他の鉄筋かごを含む、請求項１又は２に記載の地中壁。
4. 地盤を掘削することにより形成された互いに連なる複数の孔からなる溝を満たすセメントミルクと前記地盤の掘削土砂との混合からなり前記セメントミルクが固化した状態にあるソイルセメント又は前記溝を満たし固化した状態にあるコンクリートと、
   前記溝内にその伸長方向へ互いに間隔をおいて配置され前記溝の底部の上方に位置する形鋼又は既製杭からなる複数の芯材と、
   前記溝の底部上に配置され前記複数の芯材の下方を前記溝の伸長方向へ伸びる１つの鉄筋かごであってその両端部が前記溝の伸長方向における両端に位置する２つの芯材の側方領域下にそれぞれ至る１つの鉄筋かごとを含む、地中壁。
5. 前記１つの鉄筋かごの両端部は、それぞれ、前記孔の直径の２〜３倍の大きさの長さを有する、請求項４に記載の地中壁。
6. さらに、前記鉄筋かごを間において前記溝の伸長方向へ伸びる２つの他の鉄筋かごを含む、請求項４又は５に記載の地中壁。
7. 地盤を掘削することにより形成された互いに連なる複数の孔からなる溝を満たすセメントミルクと前記地盤の掘削土砂との混合からなり前記セメントミルクが固化した状態にあるソイルセメント又は前記溝を満たし固化した状態にあるコンクリートと、
   前記溝の伸長方向へ互いに間隔をおいて複数の孔内にそれぞれ配置され前記溝の底部の上方に位置する形鋼又は既製杭からなる複数の芯材と、
   前記溝の底部上に配置された複数の筒状の鉄筋かごであって各鉄筋かごが前記底部から各芯材の一部の周囲まで伸びる筒状の鉄筋かごとを含む、地中壁。
8. さらに、前記溝の底部上に配置され前記溝の伸長方向に関して互いに隣接する２つの鉄筋かご間に位置する他の筒状の鉄筋かごを含む、請求項７に記載の地中壁。
   

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