JP4494157B2 - 親杭横矢板による土留工法及びメッセル鋼板 - Google Patents

Description

本発明は、親杭横矢板による土留工法及びメッセル鋼板に関し、特にフランジを有する型鋼を親杭として用いた親杭横矢板による土留工法、及び該土留工法に用いるメッセル鋼板に関する。

親杭横矢板による土留工法は、地盤を掘削した際の掘削壁面を、略鉛直な状態に保持するための簡易な土留工法として広く知られるものであり、例えばＨ鋼からなる親杭を、予定する土留壁面に沿って所定の間隔をおいて複数地中に埋設し、掘削の進行に伴って隣接する親杭間に横矢板を上下方向に並べて連接配置することにより、掘削壁面を覆う簡易な山留め壁を形成するものである。また、このような親杭横矢板による土留工法においては、例えば親杭のフランジの裏側に横矢板の端部を挿入係止する作業を容易にするための技術など、各種の改良が加えられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１３１９７７号公報

しかしながら、従来の親杭横矢板による土留工法によれば、親杭の前面側が掘削されて隣接する親杭の間に掘削壁面が露出してから、この掘削壁面を覆って横矢板が取り付けられるまでの間に相当の時間を要する場合があり、例えば掘削される地盤が自立し難い地山である場合には、周囲の地盤に緩みを生じさせやすい。また、横矢板を取り付けた後も、設置された横矢板の背面側には掘削壁面との間に相当の隙間が残置されることから、このような隙間に土砂を埋め戻す作業が必要になると共に、埋め戻しが不十分であると、周囲の地盤に緩みを生じさせやすい。

特に、例えば鉄道の軌道や道路に近接して土留壁を形成しつつ掘削作業を行う場合には、このような地盤の緩みによる悪影響を回避できるように、親杭横矢板による簡易な土留工法において、露出した掘削壁面を時間をかけずにスムーズに覆うことができ、且つ取り付けた横矢板の背面側に相当の隙間が生じるのを効果的に回避できる技術の開発が望まれている。

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、露出した掘削壁面を速やかに覆うことができると共に、設置された横矢板を掘削壁面に速やかに密着させて、周囲の地盤に緩みが発生するのを効果的に回避できる親杭横矢板による土留工法及び該土留工法に用いるメッセル鋼板を提供することを目的とする。

本発明は、フランジを有する型鋼を親杭として用いた親杭横矢板による土留工法において、前記フランジを予定する土留壁面に沿って配置しつつ、前記型鋼を所定の間隔をおいて複数地中に埋設する工程と、隣接する一対の前記型鋼のフランジ間に跨る幅を有する平板部材を、前記フランジの裏面側に配置すると共に、当該裏面との間に横矢板を挿入可能な隙間を保持した状態で下方に移動させつつ、前記型鋼間の掘削壁面を前記平板部材で覆いながら前記フランジの前面側を掘削する工程と、前記フランジの裏面と前記平板部材との間の隙間に両端部を挿入配置して前記平板部材の前面に保持されていた横矢板によって、前記平板部材が下方に移動することにより当該平板部材の上方に露出する前記型鋼間の掘削壁面を覆った状態で、前記横矢板の両端部における前記フランジの裏面との間にクサビ部材を打ち込んで前記横矢板を前記掘削壁面に押し付ける工程とを含み、前記平板部材を下方に移動させつつ前記フランジの前面側を掘削する工程と、前記平板部材の前面に保持されていた前記横矢板によって前記平板部材の上方に露出する掘削壁面を覆う工程とを繰り返して、前記掘削壁面の土留めを行いながら掘削作業を行うことを特徴とする親杭横矢板による土留工法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の親杭横矢板による土留工法によれば、前記型鋼はＨ鋼であり、該Ｈ鋼の一方のフランジを前記予定する土留壁面に沿って配置しつつ該Ｈ鋼が地中に埋設されることが好ましい。

また、本発明の親杭横矢板による土留工法によれば、前記フランジの裏面と前記平板部材との間の隙間に両端部を挿入配置して前記平板部材の前面に保持される横矢板は、継ぎ材を介して上方の横矢板に下方の横矢板が順次連結されることが好ましい。

そして、本発明は、上述の親杭横矢板による土留工法において、前記平板部材として用いられるメッセル鋼板であって、隣接する一対の前記型鋼のフランジ間に跨る幅を有する矩形形状の平板本体と、前記フランジに重ねて配置される前記平板本体の両側端部において、前記フランジの裏面との間に前記横矢板の挿入幅を確保できる長さで前記平板本体の表面から突設されたスぺーサ片と、前記フランジ間に配置される中間部において、前記平板本体の表面から突設された圧入係止片とを備えることを特徴とするメッセル鋼板を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明のメッセル鋼板によれば、前記圧入係止片は、前記スペーサ片よりも高くならない位置に、前記横矢板の厚さよりも長い長さで突設されていることが好ましい。

また、本発明のメッセル鋼板によれば、前記スぺーサ片と前記圧入係止片は、前記平板本体の下端部分に設けられていることが好ましい。

さらに、本発明のメッセル鋼板によれば、前記スペーサ片は、下端の側縁部が前記Ｈ鋼による親杭のウェブに近接して配置されるように取り付けられており、前記フランジと前記ウェブとの接合角部分における土砂を掻き落とす機能を有していることが好ましい。

本発明の親杭横矢板による土留工法及び該土留工法に用いるメッセル鋼板によれば、露出した掘削壁面を速やかに覆うことができると共に、設置された横矢板を掘削壁面に速やかに密着させて、周囲の地盤に緩みが発生するのを効果的に回避することができる。

図１〜図３に示す本発明の好ましい一実施形態に係る親杭横矢板による土留工法は、例えば鉄道の軌道に隣接した施工現場において掘削作業を行う際に、軌道側の地盤に緩みが生じるのを効果的に回避しつつ、地盤を掘削した際の掘削壁面を、簡易かつ安定した状態で覆って支持するための新規な土留工法として用いられるものである。

そして、本実施形態の土留工法は、フランジを有する型鋼として、例えばＨ鋼１１を親杭として用いた親杭横矢板による土留工法において、Ｈ鋼１１の一方のフランジ１２を予定する土留壁面に沿って配置しつつ、Ｈ鋼１１を所定の間隔をおいて複数地中に打設して埋設する工程（図１、図２参照）と、隣接する一対のＨ鋼１１のフランジ１２間に跨る幅を有する平板部材（メッセル鋼板）１０を、フランジ１２の裏面１２ａ側に配置すると共に（図１（ａ）、図２（ａ）参照）、当該裏面１２ａとの間に横矢板１３を挿入可能な隙間を保持した状態で下方に移動させつつ、Ｈ鋼１１間の掘削壁面を平板部材１０で覆いながらフランジ１２の前面側を掘削する工程と（図１（ｂ）、図２（ｂ）参照）、フランジ１２の裏面１２ａと平板部材１０との間の隙間に両端部を挿入配置して平板部材１０の前面に保持されていた横矢板１３によって、平板部材１０が下方に移動することにより当該平板部材１０の上方に露出するＨ鋼１１間の掘削壁面を覆った状態で、横矢板１２の両端部におけるフランジ１２の裏面１２ａとの間にクサビ部材１４を打ち込んで横矢板１２を掘削壁面に押し付ける工程（図１（ｃ）、図２（ｃ）参照）とを含んでおり、平板部材１０を下方に移動させつつフランジ１２の前面側を掘削する工程と、平板部材１０の前面に保持されていた横矢板１３によって平板部材１０の上方に露出する掘削壁面を覆う工程とを繰り返して、掘削壁面の土留めを行いながら掘削作業を行うようになっている。

また、本実施形態の土留工法は、好ましくは、フランジ１２の裏面１２ａと平板部材１０との間の隙間に両端部を挿入配置して平板部材１０の前面に保持される横矢板１３のうち、最上段に配置される横矢板１３ａを、例えば両側のＨ鋼１１の上端部に連結係止して平板部材１０の下方への移動に伴って伴下りさせないようになっており、且つ継ぎ材１５を介して上方の横矢板１３に下方の横矢板１３が順次連結されるようになっている。

本実施形態によれば、Ｈ鋼１１は、そのフランジ１２が例えば３００ｍｍ程度の幅を有するものであって、バイブロハンマーやオーガー穿孔機、圧入装置等の公知の各種の打ち込み装置を用いて、例えば１５００ｍｍ程度の予め定められた所定のピッチで、予定する土留壁面に沿って複数埋設されることになる。これによって、隣接する一対のＨ鋼１１のフランジ１２間には、例えば１２００ｍｍ程度の幅の掘削壁面が、掘削作業時に現れることになる。

また、本実施形態によれば、隣接する一対のＨ鋼１１のフランジ１２間に跨る幅を有する平板部材１０として、図３（ａ），（ｂ）に示すようなメッセル鋼板１０が用いられる。すなわち、メッセル鋼板１０は、矩形形状の平板本体１６と、Ｈ鋼１１のフランジ１２に重ねて配置される平板本体１６の両側端部において、フランジ１２の裏面との間に横矢板１２の挿入幅を確保できる長さで平板本体１０の表面から突設されたスぺーサ片１７と、フランジ１２間に配置される中間部において、平板本体１６の表面から突設された圧入係止片１８とを備えている。ここで、本実施形態によれば、圧入係止片１８は、スペーサ片１７よりも高くならない位置に、横矢板１３の厚さよりも長い長さで平板本体１６の表面から突設されている。

平板本体１６は、例えば厚さが１６ｍｍ程度の鋼板からなり、隣接するフランジ１２間に跨る幅として例えば１４００ｍｍ程度の幅と、９００ｍｍ程度の高さを有する矩形形状を備えている。また平板本体１６の下端部分には、スぺーサ片１７と圧入係止片１８とが取り付けられると共に、平板本体１６の上端部分には、メッセル鋼板１０を吊り上げる際に用いるワイヤー係止穴１９が一対開口形成されている。

スぺーサ片１７は、例えば溝形鋼や山形鋼等の各種の鋼材を所望の形状に加工することによって形成され、平板本体１６の表面の下端部分において、両側部に配置されて溶接等により平板本体１６に一体として一対取り付けられている。スぺーサ片１７は、横矢板１３の厚さよりも大きな突出長さとして、例えば７５ｍｍ程度の高さの凸部として両側部に各々突設されており、これによって平板本体１６の表面とフランジ１２の裏面１２ａとの間に、横矢板１３の端部を挿入できる挿入幅の隙間を確保できるようになっている。またスぺーサ片１７の上端面は、メッセル鋼板１０の前面に横矢板１３を保持しておく際の横矢板１３の載置台としての機能も備えている。

さらに、本実施形態によれば、各スぺーサ片１７は、その下半部分１７ａが外側に拡がるように斜めに折れ曲がって形成されていることにより、下端の側縁部１７ｂがＨ鋼１１による親杭のウェブ２０に近接して配置されるように取り付けられており、これによって、メッセル鋼板１０の圧入に伴って、フランジ１２とウェブ２０との接合角部分における土砂を効果的に掻き落とす機能を有することになる。

圧入係止片１８は、例えば溝形鋼や山形鋼等の各種の鋼材を所望の形状に加工することによって形成されると共に、平板本体１６の表面の下端部分において中央に配置され、溶接等により平板本体１６に一体として取り付けられている。圧入係止片１８は、フランジ１２間に配置される中間部において、スペーサ片１７よりも高くならない高さ位置に、横矢板１３の厚さよりも大きな突出長さとして、例えば１００ｍｍ程度の突出長さで平板本体１６の表面に突設される。メッセル鋼板１０に圧入係止片１８が設けられていることにより、当該圧入係止片１８に例えばバックフォー等の掘削機械のバケットの先端を係止し、メッセル鋼板１０を地中へ圧入させて掘削壁面を覆いながら、フランジ１２の前面側の掘削作業をスムーズに行うことが可能になる。なお、圧入係止片１８は、スペーサ片１７よりも高くならない位置に、横矢板１３の厚さよりも長い長さで突設する必要は必ずしもなく、例えばスぺーサ片１７の上端面を載置台としてメッセル鋼板１０の前面に横矢板１３を保持しておく必要がない場合には、スペーサ片１７よりも高い位置に設置したり、横矢板１３の厚さよりも低く突設することもできる。

そして、本実施形態によれば、メッセル鋼板１０を下方に移動させつつＨ鋼１１のフランジ１２の前面側を掘削する工程においては、図１（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、メッセル鋼板１０を吊り上げてフランジ１２の裏面側に配置した後に、例えばバックフォー（図示せず）のバケットの先端を圧入係止片１８に係止してメッセル鋼板１０を下方に圧入しながら、フランジ１２の前面側の掘削作業を行う。また、かかる掘削作業に伴って掘削壁面を覆って配置される平板本体１６の前面側に、一枚又は複数枚の横矢板１３を、フランジ１２の裏面１２ａとメッセル鋼板１０との間の隙間に両端部を挿入配置した状態で順次設置して保持させておく。

なお、横矢板１３を取り付ける作業は、Ｈ鋼１１の上方からフランジ１２の裏面１２ａの隙間に横矢板１３の両端部を挿入しつつ行っても良く、また設置した横矢板１３の下方部分に新たに横矢板１３を設置する場合には、横矢板１３の一方の端部を一方の隙間に深く押し込んだ後に、押し込んだ一方の端部を引き戻しつつ他方の端部を他方の隙間に挿入し、両端部が双方の隙間にバランス良く挿入配置されるようにその位置を調整することによって、容易に行うことができる。また、好ましくはメッセル鋼板１０の前面に保持される横矢板１３のうち、最上段に配置される横矢板１３ａを両側のＨ鋼１１の上端部に連結係止すると共に、継ぎ材１５を介して上方の横矢板１３に下方の横矢板１３が順次連結されてゆくことになる。

メッセル鋼板１０の前面に保持されていた横矢板１３によってメッセル鋼板１０の上方に露出する掘削壁面を覆う工程においては、図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示すように、メッセル鋼板１０を下方に圧入しなが掘削作業が引き続き行われて、平板本体１６の高さを越えてメッセル鋼板１０が下方に移動すると、掘削壁面がメッセル鋼板１０上方に露出することになる。一方、本実施形態によれば、メッセル鋼板１０の前面に保持された横矢板１３は、最上段に配置される横矢板１３ａがＨ鋼１１の上端部に連結係止されると共に、継ぎ材１５を介して複数上下に連結されているので、平板本体１６と共に下方に移動することがなく、メッセル鋼板１０から外れると同時に、上方の横矢板１３から露出する掘削壁面を順次覆って行くことが可能になる。したがって、メッセル鋼板１０から外れて掘削壁面を順次覆う横矢板１３に対して、当該横矢板１３の両端部におけるフランジ１２の裏面１２ａとの間にクサビ部材１５を打ち込んで横矢板１３を掘削壁面に押し付けることにより、横矢板１３によって掘削壁面を密着状態で迅速に覆いながら掘削作業を行うことが可能になる。

また、本実施形態によれば、さらに掘削作業が行われて、所定の掘削深さに達したら、図１（ｄ）及び図２（ｄ）に示すように、メッセル鋼板１０を取り外すことなく、且つ横矢板１３を新たに取り付けることなく、当該メッセル鋼板１０によって掘削壁面の下端部分を覆った状態で、親杭横矢板による掘削作業が終了することになる。

そして、本実施形態の土留工法によれば、露出した掘削壁面を速やかに覆うことができると共に、設置された横矢板１３を掘削壁面に速やかに密着させて、周囲の地盤に緩みが発生するのを効果的に回避することが可能になる。すなわち、本実施形態によれば、一対のフランジ１２間に跨る幅を有するメッセル鋼板１０を、フランジ１２の裏面側に配置して下方に移動させつつ掘削壁面を覆いながら掘削作業を行うと共に、下方に移動したメッセル鋼板１０の上方に露出する掘削壁面を、メッセル鋼板１０の前面に保持されていた横矢板１３によって迅速に覆いつつクサビ部材１３を打ち込んで掘削壁面に容易に密着させることができるので、掘削壁面が露出されたままの状態となる時間を大幅に短縮できると共に、地山の余堀量を大幅に抑制することが可能になる。したがって、本実施形態によれば、周囲の地盤に緩みが発生するのを効果的に回避できる土留壁を、親杭横矢板工法によって簡易かつ安定した状態で容易に形成することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、親杭となる型鋼は、Ｈ鋼である必要は必ずしもなく、Ｉ型鋼等のその他のフランジを有する型鋼であっても良い。また、最上段に配置される横矢板を型鋼に連結係止したり、上方の横矢板に下方の横矢板を順次連結してゆく必要は必ずしもなく、例えばスぺーサ片の上端面に載置して平板部材の前面に横矢板を保持しておき、平板部材の上方に掘削壁面が露出したら、横矢板をその都度上方に移動させて掘削壁面を覆うと共に、クサビ部材を打ち込んで掘削壁面に密着させるようにすることもできる。この場合、掘削壁面は、横矢板によって覆われるまでの僅かな間、露出した状態となるが、平板部材の前面に保持されていた横矢板を用いることにより、型鋼の内側での作業によって当該横矢板を迅速に掘削壁面に密着させることが可能になり、これによって上記実施形態と同様の作用効果が得られることになる。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る親杭横矢板による土留工法の作業工程を説明する斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る親杭横矢板による土留工法の作業工程を説明する平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る親杭横矢板による土留工法に用いるメッセル板の構成を及び使用状況を説明する斜視図である。

符号の説明

１０ 平板部材（メッセル鋼板）
１１ Ｈ鋼（型鋼）
１２ フランジ
１２ａ フランジの裏面
１３ 横矢板
１３ａ 最上段に配置される横矢板
１４ クサビ部材
１５ 継ぎ材
１６ 平板本体
１７ スペーサ片
１７ａ スぺーサ片の下半部分
１７ｂ スぺーサ片は下端の側縁部
１８ 圧入係止片
１９ ワイヤー係止穴
２０ ウェブ

Claims (7)

1. フランジを有する型鋼を親杭として用いた親杭横矢板による土留工法において、
   前記フランジを予定する土留壁面に沿って配置しつつ、前記型鋼を所定の間隔をおいて複数地中に埋設する工程と、
   隣接する一対の前記型鋼のフランジ間に跨る幅を有する平板部材を、前記フランジの裏面側に配置すると共に、当該裏面との間に横矢板を挿入可能な隙間を保持した状態で下方に移動させつつ、前記型鋼間の掘削壁面を前記平板部材で覆いながら前記フランジの前面側を掘削する工程と、
   前記フランジの裏面と前記平板部材との間の隙間に両端部を挿入配置して前記平板部材の前面に保持されていた横矢板によって、前記平板部材が下方に移動することにより当該平板部材の上方に露出する前記型鋼間の掘削壁面を覆った状態で、前記横矢板の両端部における前記フランジの裏面との間にクサビ部材を打ち込んで前記横矢板を前記掘削壁面に押し付ける工程とを含み、
   前記平板部材を下方に移動させつつ前記フランジの前面側を掘削する工程と、前記平板部材の前面に保持されていた前記横矢板によって前記平板部材の上方に露出する掘削壁面を覆う工程とを繰り返して、前記掘削壁面の土留めを行いながら掘削作業を行うことを特徴とする親杭横矢板による土留工法。
2. 前記型鋼はＨ鋼であり、該Ｈ鋼の一方のフランジを前記予定する土留壁面に沿って配置しつつ該Ｈ鋼が地中に埋設される請求項１記載の親杭横矢板による土留工法。
3. 前記フランジの裏面と前記平板部材との間の隙間に両端部を挿入配置して前記平板部材の前面に保持される横矢板は、継ぎ材を介して上方の横矢板に下方の横矢板が順次連結される請求項１又は２に記載の親杭横矢板による土留工法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の親杭横矢板による土留工法において、前記平板部材として用いられるメッセル鋼板であって、
   隣接する一対の前記型鋼のフランジ間に跨る幅を有する矩形形状の平板本体と、前記フランジに重ねて配置される前記平板本体の両側端部において、前記フランジの裏面との間に前記横矢板の挿入幅を確保できる長さで前記平板本体の表面から突設されたスぺーサ片と、前記フランジ間に配置される中間部において、前記平板本体の表面から突設された圧入係止片とを備えることを特徴とするメッセル鋼板。
5. 前記圧入係止片は、前記スペーサ片よりも高くならない位置に、前記横矢板の厚さよりも長い長さで突設される請求項４記載のメッセル鋼板。
6. 前記スぺーサ片と前記圧入係止片は、前記平板本体の下端部分に設けられる請求項４又は５に記載のメッセル鋼板。
7. 前記スペーサ片は、下端の側縁部が前記Ｈ鋼による親杭のウェブに近接して配置されるように取り付けられており、前記フランジと前記ウェブとの接合角部分における土砂を掻き落とす機能を有する請求項４〜６のいずれかに記載のメッセル鋼板。

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