JP4862908B2

JP4862908B2 - 土留壁構造、土留壁構造の構築方法

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Publication number: JP4862908B2
Application number: JP2009074985A
Authority: JP
Inventors: 誠金井; 伸松本; 知就前田; 不二夫伊藤; 洋一嶋田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP2010229627A

Description

本発明は、支保工を設けることなく自立可能な土留壁構造及びその構築方法に関する。

従来より、立孔や地下構造物を構築する際には、周囲の地盤を支持するため、土留壁を構築するが、土留壁のみでは自立することができないので、土留壁内に切梁支保工を架け渡す必要がある。このような切梁支保工は、土留壁内を所定深さまで掘削する工程と、土留め壁の内部に切梁支保工を架け渡す工程とを繰り返すことにより、土留壁の内部に複数段、架け渡される（例えば、特許文献１参照）。

特開平１―２０７５２６号公報

ここで、上記のような切梁支保工を設けると、架設作業及び撤去作業に手間がかかるとともに、掘削作業が断続的となり施工期間が長期化する。また、切梁支保工が土留壁内側における作業の障害となって作業性が損なわれるという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、切梁支保工を設けることなく、自立可能な土留壁構造を提供することである。

本発明の土留壁構造は、地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための土留壁構造であって、下方が前記掘削空間に向かって進出するように傾斜した土留壁本体を備えると共に、前記周囲の地盤に埋設された、複数の鋼矢板が互いに連結されてなる鋼矢板群を複数備え、前記複数の鋼矢板群は、前記鋼矢板の連結方向に互いに離間して設けられ、前記鋼矢板の前記掘削空間とは反対側に突出した部分と前記土留壁本体との間を結ぶように設けられた連結部材を更に備えることを特徴とする。

上記の土留壁構造において、前記土留壁本体は、複数の鋼矢板が連結されて構成され、前記連結部材は、前記土留壁本体を構成する鋼矢板の前記掘削空間側に突出した部分に接続されていることとしてもよい。

また、本発明の土留壁構造の構築方法は、地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための土留壁構造の構築方法であって、地盤に下方が前記掘削空間に向かって進出するように傾斜した土留壁本体を構築するステップと、前記周囲の地盤内に埋設されるように、複数の鋼矢板が互いに連結されてなる鋼矢板群を、複数、前記鋼矢板の連結方向に互いに離間して設けるステップと、前記鋼矢板の前記掘削空間とは反対側に突出した部分と前記土留壁本体との間を結ぶように連結部材を設けるステップと、を備えることを特徴とする。
上記の土留壁構造の構築方法において、前記土留壁本体を構築するステップでは、前記土留壁本体を、複数の鋼矢板を連結して構築し、前記連結部材を設けるステップでは、前記連結部材を、前記土留壁本体を構成する鋼矢板の前記掘削空間側に突出した部分に接続することとしてもよい。

本発明によれば、土留壁本体が下方に向かって進出するように傾斜しているため、土留壁本体と主働滑り面との間の土砂の体積が減り、土留壁本体に作用する土圧が低下する。このため、連結部材を介して杭により土留壁本体を支持することで、切梁を設けることなく土留壁本体を自立させることができる。

本実施形態の土留壁構造を示す斜視図である。本実施形態の土留壁構造を示す鉛直断面図である。土留壁構造を構築する方法を説明するための図（その１）である。土留壁構造を構築する方法を説明するための図（その２）である。土留壁構造を構築する方法を説明するための図（その３）である。土留壁構造を構築する方法を説明するための図（その４）である。土留壁構造を構築する方法を説明するための図（その５）である。土留壁本体を構築する際に用いられる掘削装置を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。ソイルセメント壁及び控え杭に代えて鋼矢板を用いた場合の土留壁構造を示す図である。鋼矢板の接続部に作用する力を説明するための平面図である。

以下、本発明の土留壁構造の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本実施形態の土留壁構造１０を示し、図１は斜視図、図２は土留壁に垂直な方向の鉛直断面図である。図１に示すように、本実施形態の土留壁構造１０は、土留壁本体２０と、控え杭３０と、土留壁本体２０と控え杭３０の間を結ぶ、例えば、タイブルからなる連結部材４０とにより構成される。

土留壁本体２０は、主働滑り角θに比べて大きい傾斜角αで、下方が掘削空間１に向かって進出するように傾斜した板状に形成されたソイルセメント２１と、ソイルセメント２１内に水平方向に間隔をあけて、上下方向に延びるように埋設されたＨ型鋼２２と、Ｈ型鋼２２の上部の掘削空間１側に取り付けられた腹起こし２３と、により構成される。

Ｈ型鋼２２はその表面が掘削空間１内に露出している。また、腹起こし２３は一対の溝形鋼２３Ａからなり、これら溝形鋼２３Ａの間に連結部材４０を挟みこんだ状態で、各Ｈ型鋼２２の表面に固定されている。

控え杭３０は、一対の溝形鋼３１により構成され、それらの間に連結部材４０を挟みこんだ状態で地盤に埋設されている。連結部材４０の控え杭３０側の端部には、係合部材４１が取り付けられており、この係合部材４１が一対の溝形鋼３１に係合している。
また、控え杭３０は、その受動崩壊面Ｆ´の上端部が土留壁本体２０の主度滑り壊面Ｆの上端部よりも土留壁本体２０から離間した側に位置にするように設けられている。

土留壁本体２０には、主働滑り面と土留壁本体２０との間の部分（図２において斜線で示す）の土砂の荷重が土圧として作用する。本実施形態では、土留壁本体２０が傾斜するように設けられているので、主働滑り面Ｆと土留壁本体２０との間の土砂の体積が減るため、土留壁本体２０に作用する土圧が低減される。さらに、控え杭３０が連結部材４０を介して土留壁本体２０を支持することにより、土留壁本体２０は切梁支保工を設けることなく自立することができる。また、控え杭３０の受動崩壊面Ｆ´の上端部が土留壁本体２０の主働滑り面Ｆの上端部よりも土留壁本体２０から離間した側に位置するように設けられているため、土留壁本体２０の主働滑り面Ｆよりも土留壁本体２０側の領域（すなわち、すべりを生じる可能性がある領域）に、控え杭３０を支持する地盤の領域（Ｆ´よりも控え杭３０側の領域）が含まれることがないので、控え杭３０が確実に支持力を受けることができる。

以下、上記の土留壁構造１０を構築する方法を図３Ａ〜図３Ｆ及び図４を参照しながら説明する。
図４は、土留壁本体２０を構築する際に用いられる掘削装置３００を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。同図に示すように、掘削装置３００は、ＴＲＤ工法などに用いられる装置であり、先端からセメントミルクを排出する機構を有するチェーンソー型のカッター３１０を備え、カッター３１０により地盤を掘削するとともに先端からセメントミルクを排出することにより、セメントミルクと掘削土とが攪拌され、掘削孔内にソイルセメントを造成することができる。また、掘削装置３００はジャッキ３２０を伸長させることにより、所望の角度となるようにカッター３１０の姿勢を制御することができる。

土留壁構造１０を構築するには、まず、図３Ａに示すように、掘削装置３００により、カッター３１０を傾斜させた状態で、カッター３１０により地盤を掘削して掘削孔２４を形成するとともに、掘削土にセメントミルクを混合攪拌し、掘削孔２４内にソイルセメント２１を造成する。このようにカッター３１０を回転させた状態で掘削装置３００を移動させることで、水平方向に連続的に地盤を掘削する。

次に、図３Ｂに示すように、ソイルセメント２１が硬化する前に掘削孔２４内にＨ型鋼２２を挿入する。そして、掘削孔２４内のソイルセメント２１が硬化することにより、土留壁本体２０の構築が完了する。
次に、図３Ｃに示すように、土留壁本体２０から所定の距離、離れた位置に控え杭３０を埋設する。

次に、土留壁本体２０の掘削空間側の地盤を腹起こし２３が取り付けられるような深さまで掘削し、土留壁本体２０の上部を露出させる。そして、図３Ｄに示すように、土留壁本体２０に埋設されたＨ型鋼２２の表面に腹起こし２３を取り付ける。なお、土留壁本体２０の表面にＨ型鋼２２が露出していない場合には、ソイルセメント２１を切削して、Ｈ型鋼２２の表面を露出させればよい。

次に、地盤の連結部材４０が埋設されるべき部分を掘削して掘削溝を形成する。そして、図３Ｅに示すように、掘削溝内に連結部材４０を配置し、一端を土留壁本体２０に取り付けられた腹起こし２３に、他端を控え杭３０に定着する。なお、連結部材４０を配置した後、必要に応じて掘削溝を埋め戻してもよい。
以上の工程により土留壁構造１０を構築することができる。

本実施形態によれば、土留壁本体２０が、下部が掘削空間１に向かって進出するように傾斜して設けられているため、主働滑り面Ｆと土留壁本体２０との間の土砂の体積が減るので、土留壁本体２０に作用する土圧が低減される。さらに、土留壁本体２０が連結部材４０を介して控え杭３０に接続されていることにより、土留壁本体２０に作用する土圧に抵抗することができる。これにより、土留壁構造１０は、土留壁本体２０の内部に切梁支保工を設けることなく、自立することができる。

また、このように切梁支保工を設ける必要がないため、切梁支保工の設置及び撤去に必要な手間とコストを削減することができる。また、地盤を掘削する際に、切梁支保工を設置するために掘削作業を中断することが無くなり、施工性を向上することができる。

また、控え杭３０が土留壁本体２０の主働滑り面Ｆと交差するような位置に設けられている場合には、主働滑り面Ｆよりも掘削空間１側の土砂は自立不能であるため、抵抗力を期待することができず、控え杭３０は十分な抵抗力を地盤から受けることができない。しかし、本実施形態では、控え杭３０を主働滑り面Ｆと交差しないような位置に設けているため、控え杭３０の周囲の地盤が自立可能であり、十分な抵抗力を地盤から受けることができる。

さらに、控え杭３０の受動崩壊面Ｆ´の上端部が土留壁本体２０の主度滑り面Ｆの上端部よりも土留壁本体２０から離間するような位置に設けられているため、控え杭３０が確実に支持力を受けることができる。

なお、本実施形態では、タイブルなどの連結部材４０により控え杭３０と土留壁本体２０とを接続したが、これに限らず、ＰＣ鋼線などの引張耐力を有する部材であれば、連結部材４０として用いることができる。
また、本実施形態では、腹起こし２３を一対の溝形鋼２３Ａにより構成したが、これに限らず、Ｈ型鋼などの土圧を確実に連結部材４０に伝えることができる部材であれば腹起こし２３として用いることができる。

また、本実施形態では、控え杭３０として、溝形鋼３１を用いたがこれに限らず、地盤から反力を受けることができれば、杭の種類は問わない。

また、本実施形態では、土留壁本体２０をソイルセメント壁により、控え杭３０を一対の溝型鋼により構成したが、これに限らず、図５に示すように、これらを鋼矢板を用いて構成することも可能である。
図５に示すように、土留壁構造１１０は、鋼矢板１２１が連結されてなり、下方が掘削空間１に向かって進出するように傾斜した土留壁本体１２０と、土留壁本体１２０の掘削空間１と反対側に距離をあけて設けられた複数の連結された鋼矢板１３１と、土留壁本体１２０と鋼矢板１３１の上部との間を連結する連結部材４０とにより構成される。

連結部材４０は、一端が土留壁本体１２０を構成する鋼矢板１２１の掘削空間１側に突出した部分に接続され、他端が鋼矢板１３１の掘削空間１と反対側に突出した部分に接続されている。かかる構成により、図６に示すように、土留壁本体１２０に掘削空間１に向かって土圧が作用し、連結部材４０からこの土圧に抵抗する引張力が作用することとなり、鋼矢板１２１の接続部１２１Ａには、圧縮力が作用することとなる。隣接する鋼矢板１２１の接続部１２１Ａは、引張力よりも圧縮力に対して強いため、連結部材４０の取り付け位置を上記のようにすることで、鋼矢板１２１の接続を確実に保つことができる。また、これと同様に、土留壁本体１２０に土圧が作用すると、鋼矢板１３１には連結部材４０から引張力が、地盤から反力が作用する。これに対して、連結部材４０の取り付け位置を上記のようにすることで、土留壁本体１２０と同様に鋼矢板１３１の接続部１３１Ａには圧縮力が作用することとなり、鋼矢板１３１の接続を確実に保つことができる。

なお、上記の土留壁構造１１０は、以下のようにして構築することができる。
まず、鋼矢板１２１をバイブロハンマーなどにより、下方が掘削空間１に向かって進出するように斜めに複数並べて打設して土留壁本体１２０を構築する。次に、土留壁本体１２０から掘削空間１と反対側に離間した位置に、平面視において土留壁本体１２０に対して平行に、複数の鋼矢板１３１を並べて打設する。なお、鋼矢板１３１は下方が掘削空間１に向かって進出するように斜めに打設してもよいし、鉛直方向に打設してもよい。次に、地盤の連結部材４０が埋設されるべき部分を掘削して掘削溝を形成する。そして、掘削溝内に連結部材４０を配置し、一端を土留壁本体１２０を構成する鋼矢板１２１の掘削空間１に向かって突出した部分に、他端を鋼矢板１３１の掘削空間１と反対側に向かって突出した部分に定着する。以上の工程により土留壁構造１１０を構築することができる。
本実施形態によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、図１を参照して説明した実施形態における控え杭３０に代えて、図５を参照して説明した実施形態のように、鋼矢板１３１を用いてもよい。また、図５を参照して説明した実施形態における鋼矢板１３１に代えて、控え杭３０を用いてもよい。

１掘削空間１０，１１０土留壁構造
２０、１２０土留壁本体２１ソイルセメント
２２Ｈ型鋼２３腹起こし
２４掘削孔３０控え杭
４０連結部材４１係合部材
１００掘削装置１１０カッター
１２０ジャッキ１２１、１３１鋼矢板

Claims

地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための土留壁構造であって、
下方が前記掘削空間に向かって進出するように傾斜した土留壁本体を備えると共に、前記周囲の地盤に埋設された、複数の鋼矢板が互いに連結されてなる鋼矢板群を複数備え、
前記複数の鋼矢板群は、前記鋼矢板の連結方向に互いに離間して設けられ、
前記鋼矢板の前記掘削空間とは反対側に突出した部分と前記土留壁本体との間を結ぶように設けられた連結部材を更に備えることを特徴とする土留壁構造。
請求項１記載の土留壁構造であって、
前記土留壁本体は、複数の鋼矢板が連結されて構成され、
前記連結部材は、前記土留壁本体を構成する鋼矢板の前記掘削空間側に突出した部分に接続されていることを特徴とする土留壁構造。
地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための土留壁構造の構築方法であって、
地盤に下方が前記掘削空間に向かって進出するように傾斜した土留壁本体を構築するステップと、
前記周囲の地盤内に埋設されるように、複数の鋼矢板が互いに連結されてなる鋼矢板群を、複数、前記鋼矢板の連結方向に互いに離間して設けるステップと、
前記鋼矢板の前記掘削空間とは反対側に突出した部分と前記土留壁本体との間を結ぶように連結部材を設けるステップと、を備えることを特徴とする土留壁構造の構築方法。
請求項３記載の土留壁構造の構築方法であって、
前記土留壁本体を構築するステップでは、前記土留壁本体を、複数の鋼矢板を連結して構築し、
前記連結部材を設けるステップでは、前記連結部材を、前記土留壁本体を構成する鋼矢板の前記掘削空間側に突出した部分に接続することを特徴とする土留壁構造の構築方法。