JP3977647B2

JP3977647B2 - 土留め壁構造

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Publication number: JP3977647B2
Application number: JP2002009438A
Authority: JP
Inventors: 久男山下; 健二西海; 尚平田; 裕平嶋; 北村　　精男; 哲夫南; 博之安岡; 育正木村
Original assignee: GIKEN LTD.; Nippon Steel Corp
Current assignee: GIKEN LTD.; Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: JP2003213669A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路擁壁等の土留め壁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、道路擁壁等の土留め壁は、Ｌ型擁壁で代表されるコンクリート系擁壁が主流である。
【０００３】
一方、既設構造物と近接する場所での施工を余儀なくされる施工条件（以下、近接施工という。）や、現況交通、周辺環境への影響を極力軽減すべき施工条件などの、施工条件の厳しい箇所では、通常のコンクリート擁壁の設置が困難である。このような場合は、コンクリート矢板等のコンクリート系壁体や、鋼管矢板、鋼矢板、箱形矢板、Ｈ型矢板等の鋼製の壁体からなる地下連続壁を自立させた構造の土留め壁が用いられている。
【０００４】
例えば、既設の道路を拡幅する場合、従来、図２１（Ａ）、（Ｂ）の方法（第３従来例という）が取られていた。すなわち、同図（Ａ）に示す例では、道路１の端部１ａの傾斜地盤２に自立鋼管矢板（鋼構造）３（以下、鋼構造をＳ造ともいう。）を地中支持層まで打設して、矢板壁４を構築し、矢板壁４から道路側の傾斜地盤２ａを掘削して拡幅するものである。しかし、この方法では、地盤の変位を抑える必要があり、特に、土留め壁の壁高が高く、背面土圧が大きい場合、それに耐え得るように自立鋼管矢板３の仕様が決定されるため不経済である。
【０００５】
また、図２１（Ｂ）に示す例では、道路１の端部１ａの傾斜地盤２を含む点線（イ）で示す範囲を掘削し、この掘削部にＬ型擁壁（鉄筋コンクリート構造）６（以下、鉄筋コンクリート構造を、ＲＣ造ともいう。）を構築することで、道路幅を拡張するものである。しかし、この方法では、Ｌ型擁壁（ＲＣ造）６の背後地盤の掘削が必要であり、近接施工には不適当な施工法である。
【０００６】
前記の欠点を改良するものとして、図１５〜図２０に示す第１、第２の従来例が知られている。
【０００７】
図１５〜図１７の第１従来例には、道路１の端部の山留め壁を構築すべく自立鋼管矢板３を構築し、矢板上端にコンクリートの壁頭部５が構築された例が示されている。また、この第１従来例は、図のように土留め壁の壁高が高い場合において、鋼矢板連続壁３ａの控えに、従来一般的に採用されているアースアンカー（グランドアンカー）８を採用した例を示している。図１８〜図２０の第２従来例には、前記と同様の鋼矢板連続壁３ａにおいて、その控えに斜め控え杭１０を採用した例を示している。
【０００８】
第１従来例のアースアンカー方式においては、土留め壁の壁高が高い場合には、自立鋼管矢板３が背面地盤７からの土圧（図１７左向き矢印）に耐えるよう、かつ、鋼管矢板の根入れ部の受働抵抗（図１７右向き矢印）と相俟って連続壁頭部５の変位を抑えるため、壁背面の安定した地盤に、鋼管矢板３の上部から背後に前述のアースアンカー８を所定間隔で造成する。そして、予めプレストレスト・コンクリート（以下、ＰＣともいう。）用鋼棒（以下、ＰＣ鋼棒ともいう。）やＰＣ鋼線などの引張り材１１に緊張力を与えることにより、アースアンカー８の引張り材抵抗（図１７の斜め下向きの矢印で示すアースアンカー体定着部と、地盤との摩擦抵抗）と、山留め壁をなす鋼矢板連続壁３ａの根入れ部の土の横抵抗で、背面土圧を支える支持力を確保する構造にしている。
【０００９】
しかし、施工条件の厳しい箇所において、かつ、壁高の高い土留め壁で図のアースアンカー８を採用して施工する場合、大きな引抜き抵抗力が必要であり、アースアンカー８のアンカー長を長くする必要がある。それに伴い背後の必要用地も広く必要となるため、用地買収の費用が多大となる欠点がある。
【００１０】
第２従来例の場合は、Ｈ形鋼杭、鋼管杭等を用いた斜め控え杭１０を所定間隔で連続壁頭部５より背後に打設して引抜き抵抗を取る構造により、図２０に示す、受働抵抗（図２０右向き矢印）、摩擦抵抗（図２０の斜め下向きの矢印で示す鋼管矢板の根入れ部控え杭の表面と地盤との摩擦力）が働くことで、土留め壁部に作用する背面土圧（図２０左向き矢印）を支える支持力を確保する構造にしている。
【００１１】
しかし、図２０の斜め控え杭１０の場合は、杭表面と地盤との接触摩擦力、つまり杭周面摩擦力により、この大きな引抜き抵抗力を確保する必要があるため、杭長が極端に長く必要となる。それに伴い、用地買収の費用が多大となるなどの欠点がある。なお、図１８、図１９に示す寸法関係については、後に［００３６］、［００３７］で説明する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来の自立式の土留め壁における壁頭部の変位を抑えるためのアースアンカーや斜め控え杭を施工する構造では、アンカー長や斜め控杭の杭長の長尺化とそれに伴う必要用地の広域化、さらにそれによる用地買収費用の増加の問題がある。
【００１３】
本発明は、前記の問題点を解決した土留め壁構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の目的達成するため、本発明は次のように構成する。
【００１６】
第１の発明は、自立式の矢板を連続的に連結してなる矢板連続壁を主構造とする土留め壁であって、前記矢板連続壁の背後に前記矢板の頭部より所定の角度で羽根状拡径部付き回転圧入杭が設置され、前記矢板連続壁の上部が所定角度で前方にまたは後方に傾斜されており、この羽根状拡径部付き回転圧入杭の上端部は前記矢板の上端部と結合されていることを特徴とする。
【００１７】
第２の発明は、自立式の矢板を連続的に連結してなる矢板連続壁を主構造とする土留め壁であって、該矢板連続壁の前面に前記矢板の頭部より所定の角度で羽根状拡径部付き回転圧入杭が設置されていることを特徴とする。
【００１８】
第３の発明は、第２の発明において、前記矢板連続壁の上部を所定角度で前方にまたは後方に傾斜させたことを特徴とする。
【００１９】
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記羽根状拡径部付き回転圧入杭が途中部分で前記矢板連続壁と連結され、かつ、途中の連結部分から上部の回転圧入杭が切除されていることを特徴とする。
【００２０】
第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明において、前記羽根状拡径部付き回転圧入杭の上端部と前記矢板連続壁とを連結する連結部が、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）で一体的に築造されているとともに、少なくとも前記矢板連続壁の道路面から上方の壁面に、鉄筋コンクリート壁が、スタッド等を介して前記矢板連続壁と一体的に築造されていることを特徴とする。
【００２１】
第６の発明は、第２または第３の何れかの発明において、前記羽根状拡径部付き回転圧入杭の上端部と前記矢板連続壁とを連結する連結部が、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）で一体的に築造されているとともに、少なくとも前記羽根状拡径部付き回転圧入杭の道路面から上の部位が化粧版からなる側壁板で被覆されていることを特徴とする。
【００２２】
【作用】
本発明によると、壁高の高い土留め壁の頭部の変位を抑えるために設置するアースアンカー（グランドアンカー）および斜め控え杭の代わりに、先端に羽根状拡径部を有する回転圧入杭を土留め壁上部より斜めに回転圧入して、この羽根状拡径部分で地盤のせん断抵抗を増大させることにより、従来のアースアンカー工法や斜め控え杭式に比べて、短い杭で必要引抜き抵抗力および、押し込み支持力を確保でき、壁高の高い土留め壁の必要用地を軽減して、用地買収コストを安価にする土留め壁構造を実現するものである。
【００２３】
また本発明において、前記の土留め壁とは、コンクリート矢板等のコンクリート系壁体や、鋼管矢板、鋼矢板、箱形矢板、Ｈ型矢板等の鋼製の壁体からなる地下連続壁を自立させた構造壁体を含めた広い意味で用いている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、矢板が鋼製矢板で、羽根状拡径部付き回転圧入杭が鋼管杭である場合を例にして、図を参照しながら説明する。
【００２５】
図１〜図３は、第１参考形態として、本発明の参考基本構造を示したものである。
【００２６】
各図に示す第１参考形態において、道路１端部の山留め壁を構築すべく、多数の鋼管矢板１６を地盤に打設することによって鋼管矢板連続壁１７が構築されている。この鋼管矢板連続壁１７は、特に土留め壁の壁高（ｈ）が高い場所に構築されるもので、鋼管矢板１６は、鋼管矢板本体１６ａの連結方向の両側面に嵌合溝１８を有する鋼製パイプからなる継手１６ｂを備えており、継手１６ｂを相互に噛合わせた状態で基礎地盤２０に打設されている。
【００２７】
参考発明においては、特に、鋼管矢板連続壁１７の控えに、従来一般的に採用されているアースアンカー控えまたは斜め控え杭に代えて、杭先端に羽根状拡径部を有する回転圧入鋼管杭が用いられている。その具体例として、図では、鋼管杭本体２１の先端に所定の外径（Ｌ）を有する羽根２２を取り付けた羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３を、鋼管矢板連続壁１７の背後に所定の角度（θ）傾けて斜めに打設している。
【００２８】
羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３は、いわゆる回転圧入工法で地盤に打設される鋼管杭であって、羽根の構造は特に制限されない。本発明の実施形態においては、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３は、その先端支持力を最大限発揮させることを目的に、図１４（Ａ）、（Ｂ）に詳細を示すように、直径（Ｄ）、内径（Ｄ_１）を有数する鋼管杭本体２１の先端部を螺旋状に切断し、この螺旋状先端面２１ａに鋼管杭本体２１の直径（Ｄ）より大きな外径（Ｌ）を有する螺旋状の羽根２２の内端寄りの上縁を溶接し、内端縁を鋼管杭本体２１の内径側に所定長突出させて、内径（Ｌ_１）の開口２２ｂを中心に有する構成としている。
【００２９】
前述のとおり、羽根２２の構造などは任意であるが、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３に多大な支持力を期待するには、羽根２２の外径（Ｌ）を大きくするなどの改良を加えるとよい。さらに、羽根２２が溶接された鋼管杭本体２１の先端は、開放したままの開端杭または、先端を閉鎖した閉端杭の何れでもよく、いずれを選択するかは、地盤のＮ値（標準貫入試験によるＮ値）、必要とする支持力、施工状況などでの諸条件に対応して適宜に選択するとよい。
【００３０】
前記鋼管矢板１６の頭部と羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の上端部との結合手段は任意でよいが、第１参考形態では、両部材の上端部を溶接などで連結すると共に、鋼管矢板連続壁１７の上部に構築する、コンクリート製の連続壁頭部２４の中に埋設することで結合している。また、連続壁頭部２４の下部において、鋼管矢板１６と羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の間は、鋼板やＨ形鋼などからなる剛結部材２５を溶接することでさらに補強している。この羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３は、図２に示すように、連続壁頭部２４に沿って土留め壁延長方向に所定間隔Ｗ、具体的には、杭径Ｄの約３倍の間隔（Ｗ＝３Ｄ）をあけて設けられている。
【００３１】
参考発明において、図１に示すように土留め壁の壁高（ｈ）が高い場合に、従来のアースアンカーや斜め控え杭と同様に、鋼管矢板連続壁１７の上部から背後に造成した羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３により、鋼管矢板連続壁１７の根入れ部の受働抵抗、自立鋼管矢板１６の剛性と相俟って連続壁頭部２４の変位を抑えることができるため、この土留め壁構造で背面地盤からの土圧に耐えるものである。
【００３２】
特に、参考発明によれば、次の作用が奏される。
【００３３】
図３に示すように、参考発明の羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３を用いれば、鋼管杭２３に作用する引抜き抵抗（斜め上向き矢印ロで示す）は、軟弱地盤層にあっては斜め下向き矢印ハで示す、鋼管矢板本体１６ａの表面と軟弱地盤とのせん断摩擦抵抗、地盤支持層３１では矢印ハ−１で示す、羽根外径（Ｌ）上方の延長線の内側でかつ回転圧入鋼管杭２３の周辺にある地盤領域と、その外側の地盤とのせん断摩擦抵抗により決まる。
【００３４】
すなわち、図において、羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３を羽根２２の向きに応じて回転しながら圧入するものとすれば、該回転鋼管杭２３を円滑に圧入できる。また、鋼管矢板連続壁１７に背面土圧が加わって、羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３が引き抜かれるような力が加わるとき、この引き抜き力に対して、従来の斜杭では、斜杭と土砂との摩擦による抵抗だけであるが、本発明の羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３を用いることにより羽根２２上の土砂の荷重がかかる。さらに、羽根２２により持ち上げあげられるような力が作用した土砂と、周囲の土砂との間に生じるせん断力に対する応力により、高い引き抜き抵抗力を得ることができ、背面土圧に対応することができる。
【００３５】
参考発明の羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３における前記のせん断抵抗は、従来のＨ形鋼杭、鋼管杭等を用いた斜め控え杭１０（図１８に示す。）を構成した場合における、Ｈ形鋼や鋼管表面と地盤との摩擦力よりも数倍大きいことから、このＨ形鋼製の控え杭や鋼管製の控え杭に較べて、杭長を大幅に短くできる。
【００３６】
図１〜図３の第１参考形態と、図１８、図１９の第２従来例で比較すると次のようになる。両者において、共通の条件は、鋼管矢板の直径Ｄはφ６００ｍｍ、地盤の軟弱層の深さ１０ｍ、Ｎ値が３程度、支持層は、Ｎ値が５０程度、土留め壁の壁高（ｈ）は６ｍ、両鋼管杭の直径はφ８００ｍｍ、肉厚は１６ｍｍ、中掘鋼管杭および回転圧入式鋼管杭の配設間隔寸法Ｗは、杭径Ｄの約３倍の２．３４ｍ、両鋼管杭の設置傾斜角θは２０°である。
【００３７】
前記共通の条件のもとに、両土留め壁の背面土圧に耐えるのに必要な従来例と本発明に係る両鋼管杭の長さを比較したところ、第２従来例（図１８、図１９）の斜め控え杭１０にあっては、その長さＬ_２＝６７ｍ、鋼管矢板の中心から斜め控え杭１０の先端までの用地買収幅（Ｂ）が２３ｍ必要なのに対し、参考発明の羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３では、その長さＬ_２＝２４ｍ、鋼管矢板の中心から回転鋼管杭２３の先端までの用地買収幅（Ｂ）が８ｍでよく、従来に比べ、２３ｍ−８ｍ＝１５ｍとなり、用地買収幅（Ｂ）を大幅に低減できることが確認された。
【００３８】
また、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３と同様に地盤のせん断抵抗により決まる第１従来例のアースアンカーの場合（図１５に示す。）、アンカー削孔径Ｌ_１は最大１６５ｍｍ程度であるのに対し、参考発明における羽根径Ｌは自由自在に大きさを変更できるので、必要引抜き抵抗力に対し、大きな羽根径を用いれば杭長を短くできる特長を有しており、これにより用地買収等のコスト、工期等が大幅に軽減できる。
【００３９】
図４、図５は第２実施形態を示す。この第２実施形態は、下部を前方に傾斜させた鋼管矢板連続壁１７を用いて既設の道路を拡幅する例が示されている。この場合、道路１の端部１ａの傾斜地盤２の途中に鋼管矢板１６を地中支持層まで打設して、鋼管矢板連続壁１７を構築し、該鋼管矢板連続壁１７から道路側の傾斜地盤２ａを掘削して幅員を拡幅するものである。
【００４０】
図４、図５の第２実施形態において、鋼管矢板連続壁１７は、土圧軽減のため土留め鋼管矢板１６の下部側を道路１側に１０°傾斜させて打設した構造を示している。これに対して、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３は背面側に１５°傾斜して設けている。鋼管矢板１６および羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の構造および、両部材のコンクリート製の連続壁頭部２４による連結構造は、第１参考形態と同じである。
【００４１】
第２実施形態の方法によって、既設の道路１を拡幅できると共に、地盤状況の変位、特に、土留め壁の壁高（ｈ）が高くても土圧軽減のため所定角度傾斜させた土留め鋼管矢板１６と、その背面側に造成した羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３とによって、背面土圧が大きい場合も、それに耐え得る土留め壁を円滑に構築できる。
【００４２】
さらに、第２実施形態においても、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３における羽根径Ｌは設計により自由自在に大きさを変更できるので、必要引抜き抵抗力に対し、大きな羽根径を用いれば杭長を短くでき、これにより用地買収等のコスト、工期等が大幅に軽減できる。
【００４３】
図６〜図８は、第３〜第５実施形態を示す。この各実施形態は、土留め鋼管矢板１６の背後に用地がなく、止むを得ず鋼管矢板１６の前面側に羽根状拡径部付き回転打設した例である。
【００４４】
図６に示す第３実施形態では、土留め鋼管矢板１６の背後に用地がない場合において、前面側に羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３を傾斜角（θ）を２０°で打設した例を示している。この場合は、背面側に斜め杭を設ける場合と異なり、この羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３には押し込み支持力を期待する。押し込み支持力の場合、羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３の先端の羽根２２が大きな先端支持力を発揮するとともに、引き抜き支持力に比較して押し込み支持力の安全率の考え方が、例えば道路橋示方書では、引き抜き力に対しては常時６、押し込み力に対しては常時３と小さく、この点からも大きな支持力が取れるため羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３の杭長および地盤支持層３１への根入れ長が短くてすむ。
【００４５】
第３実施形態において、既設道路１の端部１ａの傾斜地盤２の途中に、鋼管矢板１６を地中支持層まで打設して鋼管矢板連続壁１７を構築し、道路側の傾斜地盤２ａを掘削して拡大幅（Ｗ_１＝２ｍ）と必要拡幅幅（Ｗ_２＝５ｍ）を設け、羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３の道路面から上方の部位において、所定間隔で傾斜して位置する杭上部２３ａの前面には化粧版１９を貼り付け、道路側壁を形成している。
【００４６】
図７に示す第４実施形態は、土留め鋼管矢板１６の上部側を所定角度（図の例では２０°）で前傾させて連続して設置して構築された鋼管矢板連続壁１７と、この鋼管矢板連続壁１７の連続壁頭部２４より前方にある角度（図の例では２０°）で斜めに設置された羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３を組合わせた土留め壁の構造を示している。その他の構造は、図６の第３実施形態と同じであるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
第４実施形態の土留め壁の構造とすれば、土留め鋼管矢板１６の傾斜角度により地盤中の横方向地盤反力が大きく取れるため、該鋼管矢板１６の地盤中への根入れ長が短くてすみ、経済的な構造となる。また、この第４実施形態において、土留め鋼管矢板１６と羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３の各上部の間の目隠し用化粧版１９で閉じられた空間（Ｓ）をライフラインの設置等に有効利用できる特徴を有している。
【００４８】
図８に示す第５実施形態は、上部側を所定角度（図の例では２０°）前傾させて連続して設置された土留め鋼管矢板１６からなる鋼管矢板連続壁１７と、この鋼管矢板連続壁１７の連続壁頭部２４より鉛直に設置された羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３を組合わせた土留め壁の構造を示している。その他の構造は、第３、第４実施形態と同じであるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
第５実施形態の土留め壁の構造とすれば、土留め鋼管矢板１６の角度により地盤中の横方向地盤反力が大きく取れるため、該土留め鋼管矢板１６の地盤中への根入れ長が短くてすむ利点とともに、道路面から上方に位置する羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３の上部２３ａが垂直であることから、道路幅の有効幅員（Ｗ_１）が大きく取れる利点がある。さらに、第５実施形態においても、土留め鋼管矢板１６と羽根状拡径部付き回転鋼管杭２３との間の化粧版１９で閉じられた空間（Ｓ）をライフラインの設置等に有効利用できる特徴を有している。
【００５０】
次に、図９〜図１２は第６実施形態を示す。
【００５１】
この第６実施形態は、第３〜第５実施形態と同様に、土留め鋼管矢板１６の背後に控え杭を打設するのに必要な用地が確保できず、止むを得ず前面側に斜め控え杭として、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３を回転圧入で打設する場合において、鋼管矢板連続壁１７を用いて既設の道路１を拡幅するものであるが、さらに、第６実施形態では、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３を打設した後、その後工程で、傾斜地盤２の途中掘削後の回転圧入鋼管杭２３の上部２３ａの切除、道路面の掘削、地中梁の設置、掘削部の埋め戻し等の一連の拡幅作業が行われる点が、第３〜第５実施形態と相異している。
【００５２】
すなわち第６実施形態では、道路１の端部１ａの傾斜地盤２の途中に自立型の鋼管矢板１６を地中支持層まで打設して、鋼管矢板連続壁１７を構築する。さらに、自立型の鋼管矢板１６の前面側に１０°〜２０°傾斜させて先端に羽根２２を有した羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３を地盤に所定長回転圧入する。このとき、鋼管矢板連続壁１７と羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の上端とは上部高さで、溶接、ボルト締結、コンクリート打設などで接合している。
【００５３】
次に、土留め壁１７から道路側の傾斜地盤２ａを２点鎖線（ニ）で示す範囲に渡って、道路面レベルまで掘削し、さらに、道路面から下を、２点鎖線（ホ）で示す範囲に渡って掘削する。こうして、点線（ニ）および、点線（ホ）で示す範囲を掘削したとき、鋼管矢板１６の前面の羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の露出部分が道路幅員を阻害する場合には、点線（ホ）で示す掘削部の底面（道路面下の地中）部でＨ形鋼または鋼管等からなる地中横梁２８を設置し、その両端部を鋼管矢板１６の側面と羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の側面に溶接、ボルト締結等で接合する。
【００５４】
さらに、地中横梁２８によって鋼管矢板１６と羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３を接合した後、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の（ヘ）部分（地中横梁２８の溶接部よりも上の部分。図１１、図１２参照。）を切除する。こうして、拡幅された道路側の側端部には、突起物が存在せず、さらに点線（ホ）で示す掘削部分を道路面と同じレベルまで埋め戻すことで、道路の拡幅作業が完了する。
【００５５】
第６実施形態では、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３は、第１、第２実施形態のように背面側と異なり、前面側に設けられているので、第３〜第５実施形態と同様に鋼管矢板１６の背面土圧を支えるものである。つまり、この羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３には、押し込み支持力を期待する。この場合でも、羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３における羽根外径Ｌは自由自在に大きさを変更できるので、押し込み抵抗力に対し、大きな羽根径を用いれば杭長が短くでき、これにより工期等が大幅に軽減できる。
【００５６】
図１３は第７実施形態を示す。この第７実施形態では、鋼管矢板連続壁１７ａと、これの前面側に斜め控え杭として打設した羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３とのＲＣによる合成構造が第１〜第６実施形態と相異する。
【００５７】
第７実施形態において、道路１の端部１ａの傾斜地盤２の途中に自立型の鋼管矢板または、Ｕ型矢板等の鋼矢板１６ａを地中支持層まで打設して、鋼管矢板連続壁１７ａを構築する。さらに、自立型の鋼矢板１６ａの前面側に１０°〜２０°傾斜させて先端に羽根２２を有した羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３を地盤に所定長回転圧入する。このとき、鋼管矢板連続壁１７ａと羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の上端とは上部高さで接している。
【００５８】
次に、鋼管矢板連続壁１７ａから道路側の傾斜地盤２ａを点線（ト）で示す範囲に渡って、道路面レベルまで掘削し、露出した鋼管矢板連続壁１７ａを鉛直道路側壁（山留め壁）とする。
【００５９】
さらに、道路面の端部を一部掘削した道路面下にＲＣ部材の地中横梁３０を用い、その両端部を鋼矢板１６ａの側面と羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３に接合することで、鋼矢板１６ａと羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３がＲＣ地中横梁３０によって接合される。こうして地中横梁３０を設置した後、道路面レベルから上方に露出した羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の点線（チ）で示す位置を切除する。
【００６０】
羽根状拡径部付き回転圧入鋼管杭２３の点線（チ）で示す位置を切除する前に、または切除した後、鋼管矢板連続壁１７ａの前面に沿って、鉄筋コンクリート壁２９を打設して、スタッド等で合成させたＲＣ部材と矢板を一体とさせた合成壁構造を構築する。特に、鋼管矢板連続壁１７ａをＵ型鋼矢板で構築した場合は、背面土圧に対して鋼矢板のみでは強度が不足する場合があるが、このようにＲＣと鋼矢板の合成壁構造とすることで、鋼矢板自体の剛性を向上させることにより、土留め壁の頭部の変位を抑えるとともに、鋼矢板断面を軽減させてコスト低減を図った構造を実現できる。
【００６１】
鋼矢板１６ａを鋼管矢板で構成した場合にあっては、このようなＲＣと矢板の合成壁構造とすることで壁の剛性が向上するので、その分、鋼管矢板に要求される剛性を軽減できる。さらに、鋼矢板壁をコンクリートで覆った合成壁構造とすることで、いわゆる鋼矢板壁の表面の凹凸形状が隠されて、フラットなコンクリート平面となるので、この土留め壁の景観面も改善される。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によると、壁高の高い土留め壁の頭部の変位を抑えるために設置するグランドアンカーおよび斜め控え杭の代わりに、先端に羽根状拡径部を有する回転鋼管杭を土留め壁上部より斜めに打設して、拡大部分で地盤のせん断抵抗を増大させることにより、短い杭で必要引抜き抵抗力および、押し込み支持力を確保できる。さらに、前述の効果に伴って、工期を大幅に短縮でると共に、壁高の高い土留め壁の必要用地を軽減して、用地買収コストを安価にする土留め壁を構築できるなどの効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１参考形態に係る土留め壁構造の側面説明図である。
【図２】図１の平面説明図である。
【図３】図１の土留め壁構造における鋼製杭に作用する引き抜き抵抗力を示す側面説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る土留め壁構造の側面説明図である。
【図５】図４の平面説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る土留め壁構造の側面説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る土留め壁構造の側面説明図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る土留め壁構造の側面説明図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る土留め壁構造の第１の施工工程を示す側面説明図である。
【図１０】図１０の平面説明図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る土留め壁構造の第２の施工工程を示す側面説明図である。
【図１２】図１１の平面説明図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第７実施形態に係る土留め壁構造の第１と第２の施工工程を示す側面説明図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明における鋼製控え杭の先端羽根部分の拡大側面図と拡大断面図である。
【図１５】第１従来例の土留め壁構造の側面説明図である。
【図１６】図１５の平面説明図である。
【図１７】図１５の土留め壁構造における鋼製杭に作用する引き抜き抵抗力を示す側面説明図である。
【図１８】第２従来例の土留め壁構造の側面説明図である。
【図１９】図１８の平面説明図である。
【図２０】図１８の土留め壁構造における鋼製杭に作用する引き抜き抵抗力を示す側面説明図である。
【図２１】（Ａ）、（Ｂ）は、第３従来例の土留め壁構造の第１と第２の施工工程を示す側面説明図である。
【符号の説明】
１道路
１ａ端部
２傾斜地盤
２ａ傾斜地盤
３鋼管矢板
４矢板壁
５連続壁頭部
６Ｌ型擁壁
７背面地盤
８アースアンカー
１０斜め控え杭
１１引張り材
１２斜め控え杭
１６鋼管矢板
１６ａ鋼管矢板本体
１６ｂ継手
１７鋼管矢板連続壁
１８嵌合溝
１９化粧版
２０基礎地盤
２１鋼管杭本体
２２羽根
２３羽根状拡径部付き回転圧入杭
２４連続壁頭部
２５剛結部材
２８地中横梁
２９鉄筋コンクリート壁
３０地中横梁
３１地盤支持層

Claims

自立式の矢板を連続的に連結してなる矢板連続壁を主構造とする土留め壁であって、前記矢板連続壁の背後に前記矢板の頭部より所定の角度で羽根状拡径部付き回転圧入杭が設置され、前記矢板連続壁の上部が所定角度で前方にまたは後方に傾斜されており、この羽根状拡径部付き回転圧入杭の上端部は前記矢板の上端部と結合されていることを特徴とする土留め壁構造。
自立式の矢板を連続的に連結してなる矢板連続壁を主構造とする土留め壁であって、前記矢板連続壁の前面に前記矢板の頭部より所定の角度で羽根状拡径部付き回転圧入杭が設置されていることを特徴とする土留め壁構造。
前記矢板連続壁の上部を所定角度で前方にまたは後方に傾斜させたことを特徴とする請求項２に記載の土留め壁構造。
前記羽根状拡径部付き回転圧入杭が、途中部分で前記矢板連続壁と連結され、かつ、途中の連結部分から上部の回転圧入杭が切除されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の土留め壁構造。
前記羽根状拡径部付き回転圧入杭の上端部と前記矢板連続壁とを連結する連結部が、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）で一体的に築造されているとともに、少なくとも前記矢板連続壁の道路面から上方の壁面に、鉄筋コンクリート壁が、スタッドを介して前記矢板連続壁と一体的に築造されていることを特徴とする請求項４に記載の土留め壁構造。
前記羽根状拡径部付き回転圧入杭の上端部と前記矢板連続壁とを連結する連結部が、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）で一体的に築造されているとともに、少なくとも前記羽根状拡径部付き回転圧入杭の道路面から上の部位が、化粧版からなる側壁板で被覆されていることを特徴とする請求項２または３の何れか１項に記載の土留め壁構造。