JP4695623B2 - 擁壁補強構造物及びその構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、擁壁補強構造物及びその構築方法に関し、詳しくは土止め壁又は貯槽の外周壁に用いられる擁壁の耐震補強のための構造物及びその構築方法に関するものである。

擁壁は、一般的に、土圧や水圧に対抗して土の崩れを防ぐ土止め壁として、例えば、切り取りや盛り土をした法面が崩れるのを防いだり、橋台や岸壁や宅地周辺の土止めなどに使用されている。また、土止め壁以外にも、汚水中の浮遊物を沈殿分離し、沈殿物と上澄液に分ける沈殿槽等の貯槽の外周壁にも利用されている。
ここで、沈殿槽等の貯槽の外周壁に用いた逆Ｔ型擁壁５０には、地震時に、図５に示すように、貯留された汚水（貯留物）Ｗからの水圧（側圧）により外側方向への擁壁転倒モーメントがかかる。そのため、図５に示すように、底版５２と竪壁５１との接合部（Ａ部分）や竪壁５１の下部内側（Ｂ部分）、及び底版５２におけるかかと版５２Ｂと杭５３との接合部（Ｃ部分）や杭地中部（Ｄ部分）に亀裂や破損が生じやすい。
この擁壁における地震時の転倒を防ぐ耐震補強の従来例では、逆Ｔ型擁壁５０にかかる水平力を負担するために、図６に示すように、底版５２の前側（つま先版５２Ａ）の前方に杭（又は鋼矢板）６０を逆Ｔ型擁壁５０に沿って打設すると共に、つま先版５２Ａの前面を拡幅（底版拡幅）して、この拡幅部６１を介して杭（又は鋼矢板）６０と逆Ｔ型擁壁５０を一体化させ、地震の際の水平力や転倒モーメントの一部を杭（又は鋼矢板）６０で負担させるものである。なお、この際、必要に応じて、竪壁の耐力不足の場合にはバットレス（又は壁の増し厚）６２を形成して耐力を確保する。

しかしながら、従来の擁壁補強では、底版拡幅のために地盤Ｇの掘削、埋戻しが必要であり、そのため、掘削のための土留め・支保工・水替え等や掘削土の仮置き・管理、埋戻し土の締め固めなどの施工上の煩雑な作業の発生に伴い、工期と工費がかかるという問題がある。また、擁壁の外周周辺に建築物や工作物が存在する場合には、これらの構造物に対して影響を与えることなく擁壁を補強することは困難であった。
そこで、本発明の主たる課題は、掘削、埋戻し作業を少なくし、工期や工費の低減に優れた擁壁補強構造物及びその構築方法を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
地中の杭と接合された、地中に底版を有する逆Ｔ型又は逆Ｌ型の既製の片持ばり式擁壁の地表付近より上方の竪壁下部の外側に沿って形成された鉄筋コンクリートからなる竪壁補強部と、
この竪壁補強部に一体化され、前記擁壁底版つま先部の上方の地表を浅掘した部分に形成された地表基礎部と、
この地表基礎部に一体化され、かつ前記擁壁底版つま先部の前方の地中に形成される鋼矢板、杭又は地中連続壁からなる水平力支持部と、を備え、
前記地表基礎部が、鉄筋コンクリートからなる補強梁である、
ことを特徴とする擁壁補強構造物。

＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、 前記片持ばり式擁壁が、貯槽の外周壁として用いられるものである、請求項１記載の擁壁補強構造物である。

（作用効果）
逆Ｔ型擁壁などの片持ばり式擁壁の地表付近より上方の竪壁下部に沿って形成された竪壁補強部と、この竪壁補強部に一体化され、擁壁底版つま先部の上方の地表を浅掘した部分に形成された地表基礎部と、この地表基礎部に一体化され、かつ前記擁壁底版つま先部の前方の地中に形成される水平力支持部と、を備え、前記地表基礎部が、鉄筋コンクリートからなる補強梁である構成とすることにより、地震が発生した際には、前記擁壁の竪壁にかかる水平力の一部を、竪壁補強部や地表基礎部が受け、受けた水平力を、地表基礎部を介して水平力支持部に最終的に伝達することができる。
水平力支持部としては、鋼矢板、鋼管杭、Ｈ形鋼杭などの鋼製杭、ＲＣ杭、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭などの既製コンクリート杭、場所打ちコンクリート杭又は地中連続壁から地盤状況等により適宜選択すればよい。
地表基礎部は、地表を浅掘した部分に形成される補強梁であることにより、従来の擁壁補強のようなつま先版の前面を拡幅（底版拡幅）する必要がないため、ほとんどドライワークとなり掘削や埋戻し作業が軽減され、また、掘削に伴う仮設が軽微なもので済むため、工期及び工費の面で有利であり、さらに、補強梁と補強梁の合間に植樹等をすることができる。
なお、逆Ｔ型擁壁などの片持ばり式擁壁は、土止め壁又は貯槽の外周壁として用いられるものも含まれる。

＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、 請求項１又は２記載の擁壁補強構造物の構築方法であって、
片持ばり式擁壁に沿って、擁壁底版つま先部の前方に水平力支持体を形成し、その後、前記擁壁の竪壁から水平力支持部までの部分を浅掘し、その後、地表基礎部及び竪壁補強部を形成する、
ことを特徴とする擁壁補強構造物の構築方法である。

本発明によれば、掘削、埋戻し作業を少なくし、工期や工費を低減することができる等の利点がもたらされる。

以下、本発明に係る擁壁補強構造物について、一実施形態である沈殿槽の外周壁に用いられる逆Ｔ型擁壁に基づき説明する。
＜擁壁補強構造物の構成＞
本発明に係る擁壁補強構造物１は、図１に示すように、地震時に逆Ｔ型擁壁５０にかかる水平力の一部を負担するために、逆Ｔ型擁壁５０の底版５２の前側（つま先版側５２Ａ）に形成されるものであり、本実施の形態では、図示はしないが、角型又は円筒型の沈殿槽の外周壁を形成している逆Ｔ型擁壁５０の外周を連続して囲っているものである。

本発明に係る擁壁補強構造物１は、図１に示すように、逆Ｔ型擁壁５０の地表付近より上方の竪壁５１下部に沿って形成された竪壁補強部１０と、この竪壁補強部１０に一体化され、逆Ｔ型擁壁５０のつま先版５２Ａの上方の地表付近に形成された地表基礎部１１と、この地表基礎部１１に一体化され、かつ逆Ｔ型擁壁５０のつま先版５２Ａの前方の地中に形成される水平力支持部１２と、を備えている。

竪壁補強部１０は、竪壁５１の下部（竪壁５１の高さの略半分の高さ）の破損（例えば、鉄筋欠損や地震による竪壁下部の破損）に対する補強として機能し、実質的には、竪壁５１の増し打ち部分となっている。地震が発生した際には、逆Ｔ型擁壁５０の竪壁５１にかかる水平力の一部を、まずこの竪壁補強部１０が受けるものである。なお、竪壁補強部１０の高さは、内水位や竪壁５０との必要接合長を勘案したうえで地表付近からの高さを適時設定する。

地表基礎部１１は、地表から５０ｃｍ程度の深さで掘削（浅掘）したところに形成される補強梁であり、地震が発生した際に竪壁補強部１０が受けた水平力と地表基礎部１１の端部から受けた水平力を、後述する水平力支持部１２に伝達するためのものである。従来の擁壁補強のようなつま先版５２Ａの前面を拡幅（底版拡幅）する必要がないためほとんどドライワークとなり、掘削や埋戻し作業が軽減され、また、掘削に伴う仮設が軽微なもので済むため、工期及び工費の面で有利である。なお、本実施の形態では補強床１１ａを用いているが、この補強床１１ａに代えて補強梁（図示せず）を使用する場合には、梁と梁の合間に植樹等をすることができる。また、地表基礎部１１は、地表付近に形成すればよいため、必ずしも掘削の必要はなく、既存の地表面上に形成してもよい。

水平力支持体１２は、地震が発生した際に、逆Ｔ型擁壁５０の竪壁５１にかかる水平力の一部を最終的に負担するものである。水平力支持体１２は、壁体又は杭体から構成されるものであり、具体的には、鋼矢板、鋼管杭、Ｈ形鋼杭などの鋼製杭、ＲＣ杭、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭などの既製コンクリート杭、場所打コンクリート杭、地中連続壁から地盤状況等により適宜選択されるものである。なお、本実施の形態のように、鋼矢板１２ａを用いる場合には、沈殿槽における逆Ｔ型擁壁５０の底版５２や基礎底版５４および底版接続部からの漏水の地中周囲への逸散低減を図ることができる。

＜擁壁補強構造物の構築方法＞
以下に、沈殿槽の外周壁を形成している逆Ｔ型擁壁５０を連続して囲う擁壁補強構造物１の構築方法の一実施形態を図１乃至図４に基づき説明する。
沈殿槽の外周壁を形成している逆Ｔ型擁壁５０に沿って、逆Ｔ型擁壁５０の底版５２の外周側（つま先版５２Ａ）の前方に水平力支持体１２として鋼矢板１２ａを順次打設する。その後、図示しないが、逆Ｔ型擁壁５０の竪壁５１から鋼矢板１２ａまでの部分を、地表から５０ｃｍ程度の深さで掘削する。そして、掘削部分に地表基礎部１１として補強床１１ａを形成するための鉄筋の配筋を行なうと共に、この補強床１１ａと鋼矢板１２ａを一体化させるために、図２及び図３（１）に示すように鋼矢板１２ａの頭部のウェブ表面にスタッド鉄筋（若しくはねじ鉄筋）１３又は図３（２）に示す鉄筋溶接鋼板１４を所定の間隔をもって複数取付ける。
また、竪壁５０の下部の破損に対する補強となる竪壁補強部１０を形成するために、図４に示すように、竪壁５１に対して所定の間隔をもって後施工アンカー鉄筋１５を複数取付ける。

上記の鉄筋の配筋や後施工アンカー鉄筋の取付けに前後して、型枠（図示せず）を取付ける。その後、コンクリートを打設することにより、擁壁補強構造物１が形成される。なお、補強床１１ａの部分を竪壁補強部１０よりも先にコンクリート打設してもよいし、補強床１１ａと竪壁補強部１０とは同時に打設してもよい。

なお、本実施の形態では、水平力支持体１２として鋼矢板１２ａを順次打設したが、それに代えて鋼管杭、Ｈ形鋼杭などの鋼製杭、ＲＣ杭、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭などの既製コンクリート杭、場所打コンクリート杭、地中連続壁としてもよく、また、地表基礎部１１として補強床の代わりに補強梁としてもよい。逆Ｔ型擁壁に替えて、Ｌ型擁壁および逆Ｌ型擁壁の場合も本発明の擁壁補強構造物を適用できるが、その構造は、上記の逆Ｔ型擁壁の補強形態から直ちに判るであろうから、図示を省略する。

本発明に係る擁壁補強構造物の概要を説明するための縦断面図である。 水平力支持体と地表基礎部との接合部分（Ｄ部分）の平面図である。 その縦断面図である。 竪壁補強部と逆Ｔ型擁壁とのと接合部分（Ｅ部分）の縦断面図である。 沈殿槽（貯槽）の外周壁に用いられる逆Ｔ型擁壁の概要を説明するための縦断面図である。 従来の擁壁補強構造物の概要を説明するための縦断面図である。

１…擁壁補強構造物、１０…竪壁補強部、１１…地表基礎部、１１ａ…補強床、１２…水平力支持部、１２ａ…鋼矢板、５０…逆Ｔ型擁壁、５１…擁壁竪壁、５２…擁壁底版、５２Ａ…つま先版、５２Ｂ…かかと版、５３…ＰＣ杭、５４…貯槽底版。

Claims (3)

1. 地中の杭と接合された、地中に底版を有する逆Ｔ型又は逆Ｌ型の既製の片持ばり式擁壁の地表付近より上方の竪壁下部の外側に沿って形成された鉄筋コンクリートからなる竪壁補強部と、
   この竪壁補強部に一体化され、前記擁壁底版つま先部の上方の地表を浅掘した部分に形成された地表基礎部と、
   この地表基礎部に一体化され、かつ前記擁壁底版つま先部の前方の地中に形成される鋼矢板、杭又は地中連続壁からなる水平力支持部と、を備え、
   前記地表基礎部が、鉄筋コンクリートからなる補強梁である、
   ことを特徴とする擁壁補強構造物。
2. 前記片持ばり式擁壁が、貯槽の外周壁として用いられるものである、請求項１記載の擁壁補強構造物。
3. 請求項１又は２記載の擁壁補強構造物の構築方法であって、
   片持ばり式擁壁に沿って、擁壁底版つま先部の前方に水平力支持体を形成し、その後、前記擁壁の竪壁から水平力支持部までの部分を浅掘し、その後、地表基礎部及び竪壁補強部を形成する、
   ことを特徴とする擁壁補強構造物の構築方法。

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