JP5266099B2 - 土留め用引抜き抵抗体の設計方法 - Google Patents

Description

本発明は、土留め壁に用いられる土留め用引抜き抵抗体の設計方法に関する。

高く盛った大容量の盛土を利用して土留め構造体を構築し、これを造成地や道路などに利用することによって、安価な工事コストで短期間に施工することができ、大規模な工事であっても容易に各種の構造物を構築することができる。前記土留め構造体は、盛土の崩壊を土留め壁によって防止し、盛土の安定性を保っている。しかし土留め構造体は、前面地盤からの高さが高くなり、また土留め構造体の背後地盤面に自動車荷重などの活荷重および上部構造物などによる死荷重が作用すると、盛土は圧下されて沈下し、盛土を支持する土留め壁には大きな土圧力が作用し、遂には土留め壁が崩壊してしまう。

図１３は、土留め構造体３００を模式的に示す横断面図である。図１３中、符号Ｈは盛土Ｍの高さを示し、Ｂは盛土Ｍの幅を示し、Ｗ_１，Ｗ_２，……（以下、単に「Ｗ」と記す場合がある）は、盛土Ｍに作用する上載荷重を示し、Ｆ_０，Ｆ_１，……は盛土Ｍの天端の位置を示す。図１２の紙面に垂直な縦断方向に関して両側に設けられた土留め壁Ｃ１，Ｃ２間の盛土Ｍは、施工直後においては基準地盤面ＧＬ上で、高さＨ_０、横断方向に幅Ｂ_０を有し、その天端はＦ_０の位置にある。この盛土Ｍに上載荷重Ｗ_１が作用すると、盛土Ｍは圧下されてｈ１だけ歪みを発生して沈下する。その結果、盛土Ｍの高さＨはＨ_０−ｈ１に変化し、盛土Ｍの天端の位置はＦ_１に変化する。

図１４は、盛土Ｍに上載荷重Ｗ_２がさらに加わった状態を模式的に示す断面図であり、図１５は、図１４の盛土Ｍに上載荷重Ｗ_３がさらに加わった状態を模式的に示す断面図である。盛土Ｍにさらに上載荷重Ｗ_２が加わると、盛土Ｍは沈下によって垂直方向に沈下し、盛土Ｍの高さＨは、Ｈ_０−ｈ２に減少する。同時に盛土Ｍは、水平方向に２ｂ２だけ歪み、盛土Ｍの幅ＢはＢ_０＋２ｂ２に増加する。このとき天端の位置はＦ_２となる。そして、盛土Ｍに上載荷重Ｗ_３がさらに加わると、盛土Ｍは沈下によってさらに垂直下方に低下し、盛土Ｍの高さＨは、Ｈ_０−ｈ３に減少し、盛土Ｍの幅ＢはＢ_０＋２ｂ３に増加する。この状態になると、土留め壁Ｃ１，Ｃ２には大きな水平力が作用することになるため、土留め壁Ｃ１，Ｃ２は崩壊し、遂には土留め構造体が破壊してしまう。

ところで、盛土Ｍが荷重により容易に変形する原因は、土にせん断力が乏しいためである。このような盛土Ｍの崩壊を抑止するために土留め用引抜き抵抗体（以下、「引抜き抵抗体」と略記する）は、盛土Ｍの水平方向に層状に埋設されて用いられる。図１６は、盛土Ｍに引抜き抵抗体が埋設された状態を模式的に示す断面図である。図１６中の参照符号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、引抜き抵抗体を示す。

図１６に示すように、盛土Ｍに引抜き抵抗体Ｓ１〜Ｓ４を高さ方向に間隔をあけて層状に埋設すると、盛土Ｍと引抜き抵抗体Ｓ１〜Ｓ４との間に生じる摩擦力等の働きによって、各引抜き抵抗体間の盛土Ｍに、あたかも粘着力を持ったかのような結合力が生まれ、上載荷重によって生じる水平方向の歪みに相当する土圧力の水平成分である引抜き力が各引抜き抵抗体Ｓ１〜Ｓ４に作用しても、各引抜き抵抗体Ｓ１〜Ｓ４には前記引抜き力とは逆方向でかつ大きさの等しい引抜き抵抗力が生じ、土圧による土留め構造体の崩壊が阻止される。

この原理を用いて、土留め構造体の構築に際し、盛土Ｍ中に水平・鉛直とも設計によって決定された間隔で引抜き抵抗体を埋設し、土に結合力を生じさせて、垂直に自立した盛土が構築される。

典型的な従来技術の設計方法が適用された引抜き抵抗体としては、たとえば特許文献１を挙げることができる。特許文献１に記載される発明では、引抜き抵抗体として、高分子材料から成るジオテキスタイルが用いられている。

また引抜き抵抗体の他の従来技術としては、テールアルメ工法で用いられる平帯鋼（ストリップ）、鉄筋網などを上げることができる。

ここで、引抜き抵抗体の引抜き抵抗力は、たとえば平帯鋼またはジオテキスタイルでは、土とこれら引抜き抵抗体との間に生じる摩擦抵抗力であり、鉄筋鋼では、縦横の鉄筋のうち、土と横鉄筋との間に生じる摩擦抵抗力である。従来技術において、盛土Ｍの補強に必要な引抜き抵抗体の引抜き抵抗力は、いずれも盛土Ｍと引抜き抵抗体との間に生じる摩擦抵抗力を「設計引抜き強度」として計算されている。従来技術では、この計算結果に基づいて引抜き抵抗体が土留め構造体の土圧による引抜き力によって破断されないか、あるいは引抜き抵抗体が抜けないかなどを予測し、所望の設計強度に適合した引抜き抵抗体を選択し使用している。

したがって、従来技術では、引抜き抵抗体の引抜き力は、盛土と引抜き抵抗体との間に生じる摩擦抵抗力の１要素のみによって決定されており、これに基づいて土留め構造体に必要な引抜き抵抗体の長さが決定されている。

また従来技術では、引抜き抵抗体の引抜き抵抗力Ｔｒ（ｋＮ／ｍ）を以下の式によって求めている。
Ｔｆ＝（１＋Ｋ０）／２σｖ×ｔａｎφ×π×Ｂ×ｎ
Ｋ０：静止土圧係数（１−ｓｉｎφ＝０．５）
σｖ：供試体敷設位置における盛土材の鉛直応力
φ：土の内部摩擦角（φ＝３０．０°）
Ｂ：引抜き抵抗体の外面幅短辺
ｎ：引抜き抵抗体の本数

特開平２０００−３５２０５５号公報

従来技術では、土留め用引抜き抵抗体の引抜き力を、盛土と引抜き抵抗体との間に生じる摩擦抵抗力の１要素のみによって決定しているので、たとえば複数の環状片が互いに結束された鎖状部材を引抜き抵抗体として用いる場合、引抜き抵抗力として作用する鎖状部材の各環状片の内方空間に介入した中詰土砂とその両側の土砂との間のせん断抵抗力は、引抜き抵抗力に加算されていない。その結果、従来技術の引抜き抵抗体の設計方法では、土留め構造体に必要な引抜き抵抗体が過大設計になってしまい、土留め構造体の施工コストが上がってしまうという問題がある。

したがって、本発明の目的は、引抜き抵抗体の過大設計を改善して、低コストで安定した土留め構造物を構築することができる土留め用引抜き抵抗体の設計方法を提供することである。

本発明は、複数の環状片が互いに結束され、軸直角方向から見たときに十字形をなして配置される鎖状部材を有し、この鎖状部材の一端部が土留め壁に連結され、かつ前記鎖状部材が前記土留め壁の背後の土砂に一直線状に埋設された状態で、前記土留め壁から作用する引抜き力Ｔよりも高い引抜き抵抗力Ｔｒを有する土留め用引抜き抵抗体の設計方法において、
前記引抜き抵抗力Ｔｒは、前記鎖状部材の各環状片の表面とその周囲の土砂との間の摩擦によるせん断抵抗力Ｔ１と、
前記鎖状部材の各環状片の内方空間に介入した土砂とその両側の土砂との間の摩擦によるせん断抵抗力Ｔ２と、
前記鎖状部材に連結される支圧抵抗部材の支圧抵抗力Ｒと、
互いに結束する各環状片の短辺方向の幅Ｅに、ダイレイタンシー効果を考慮した補正係数αを乗じた値（α・Ｅ）を直径とする仮想円筒面を外囲する外周すべり面における引抜き抵抗力Ｐｒとによって決定されることを特徴とする土留め用引抜き抵抗体の設計方法である。

本発明によれば、土留め用引抜き抵抗体の引抜き抵抗力は、（ａ）鎖状部材の各環状片の表面とその周囲の土砂との間の摩擦によるせん断抵抗力Ｔ１と、（ｂ）鎖状部材の各環状片の内方空間に介入した土砂とその両側の土砂との間の摩擦によるせん断抵抗力Ｔ２とを含む引抜き抵抗力Ｔｒ（＝Ｔ１＋Ｔ２）によって決定されるので、前記従来技術に比べて引抜き抵抗体の引抜き抵抗力をより正確に求めることができる。

したがって、引抜き抵抗体の長さを最適な値とすることができるので、引抜き抵抗体の過大設計を可及的に少なくして、低コストで土留め構造体を構築することができる。

また、土留め用引抜き抵抗体の引抜き抵抗力は、（ｃ）鎖状部材に連結される支圧抵抗部材の支圧抵抗力Ｒをさらに含む引抜き抵抗力Ｔｒ（＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｒ）を含んで、決定されるので、支圧抵抗部材を備えた引抜き抵抗体の引抜き抵抗力をより正確に求めることができ、これによって引抜き抵抗体の過大設計をさらに可及的に少なくして、低コストで土留め構造体を構築することができる。
また、土留め用引抜き抵抗体の引抜き抵抗力Ｔｒは、互いに結束する各環状片の短辺方向の幅Ｅに、ダイレイタンシー効果を考慮した補正係数αを乗じた値（α・Ｅ）を直径とする仮想円筒面を外囲する外周すべり面における引抜き抵抗力Ｐｒをさらに含んで決定されるので、引抜き抵抗力Ｔｒをさらに正確に求めることができる。したがって、引抜き抵抗体の長さを最適な値とすることができるので、引抜き抵抗体の過大設計をさらに可及的に少なくして、低コストで土留め構造体を構築することができる。

本発明の一実施形態の土留め用引抜き抵抗体の設計方法が適用される土留構造体１を示す横断面図である。 引抜き抵抗体４の一部を示す部分拡大図である。 引抜き抵抗体４を示す横断面図である。 環状片５０の周辺に働く摩擦力を示す図である。 各環状片５０の内方空間に介入した中詰土砂とその両側の土砂との間のせん断抵抗力を説明する図である。 図５の切断面線Ａ−Ａからみた図である。 各環状片５０の前面に作用する受動土圧Ｋｐ・σｖを説明する図である。 係合部材８１の破壊モードを示す図である。 固定部材８２の引抜き抵抗力を説明するための図である。 各環状片５０の交互の周期的な形状変化による引抜き抵抗力Ｐｒを説明するための模式図である。 鎖状部材の形状を正面図で示すものである。 引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒを模式的に示す図である。 土留め構造体３００を模式的に示す横断面図である。 盛土に上載荷重Ｗ_１がさらに加わった状態を模式的に示す横断面図である。 図１３の盛土に上載荷重Ｗ_２がさらに加わった状態を模式的に示す横断面図である。 盛土に土留め用引抜き抵抗体が埋設された状態を模式的に示す横断面図である。

図１は、本発明の一実施形態の土留め用引抜き抵抗体の設計方法が適用される土留構造体１を示す横断面図である。以下においては、図１の紙面に垂直な方向を水平方向Ｘとし、図１の上下方向を鉛直方向Ｙとし、図１の左右方向を前後方向Ｚとして説明する。

土留構造体１は、略水平な施工基面１１上および均し底面１２上に構築される。施工基面１１および均し底面１２は、土留構造体１を構築すべき予め定める構築位置の横断面形状および縦断面形状に基づいて決定される。施工基面１１および均し底面１２は、所定の縦断勾配を有し、施工基面１１は、前方現地盤面１３よりも低く、また均し底面１２は、前方現地盤面１３よりも低く、かつ施工基面１１よりも高い位置に形成される。

施工基面１１の図１の左方寄りの前縁には、前方に向かうにつれて上方に傾斜する掘削法面１４が連なり、この掘削法面１４の上端は、前記前方現地盤面１３に連なる。施工基面１１の図１の右方寄りの後縁には、後方に向かうにつれて上方に傾斜する掘削法面１５が連なり、この掘削法面１５の上端は、均し底面１２に連なる。均し底面１２の後縁には、後方に向かうにつれて上方に傾斜する掘削法面１６が連なる。

施工基面１１上には、基礎捨石部２１が形成される。この基礎捨石部２１は、たとえば砕石などによって実現される捨石材料から成る。基礎捨石部２１上には、基礎コンクリート部２２が形成される。基礎捨石部２１および基礎コンクリート部２２は、土留壁本体２を下方から支持する。

基礎コンクリート部２２上には、保持部材２３が設置される。保持部材２３は、基礎コンクリート部２２上で最下段のパネル本体５を垂直に保持する。したがって、パネル本体５は、基礎コンクリート部２２に設けられる保持部材２３によって、最下段のパネル本体５の転倒が防止された状態で、基礎コンクリート部２２上に設置される。

水平方向Ｘに隣接する各パネル本体５の相互に対向する各側部の背面には、帯状の防砂フィルタ１８が前記各側部間にわたって上下に延びて設けられる。この防砂フィルタ１８は、水平方向Ｘに隣接する各パネル本体５間の隙間から、背後土９として搬入される砂などの裏込め材が前方へ流出することを防止する。

土留壁本体２の背後（図１の右方）には、背後土９が収容される。この背後土９は、たとえば裏込め材が搬入され、この搬入された裏込め材が上方から転圧されることによって形成される。裏込め材は、砂質土の含有率が高い土砂が好ましい。

土留構造体１は、土留壁本体２、パネル連結手段３および引抜き抵抗体４を含んで構成される。土留壁本体２は、偏平な直方体状のコンクリート製の複数のパネル本体５を、図１の紙面に垂直な予め定める計画線（図示せず）に沿って積重して構築される。パネル連結手段３は、各パネル本体５の水平方向Ｘに隣接する各幅方向両端部を相互に連結するとともに、各パネル本体５の幅方向両端部と上方または下方に配置されるパネル本体５の幅方向中央部とを連結する。引抜き抵抗体４は、各パネル本体５に一端部が連結された状態で、土留壁本体２の背後に収容される背後土９中に埋設される複数の抵抗体本体１０を有する。

抵抗体本体１０は、パネル本体５に一端部が連結され、背後土９中で、後方に向かって延びる。最下段のパネル本体５の下部の前方には、前面土１７が収容される。この前面土１７は、土砂が搬入され、この搬入された土砂が上方から転圧されることによって形成される。

図２は、引抜き抵抗体４の一部を示す部分拡大図であり、図３は、引抜き抵抗体４を示す横断面図である。

パネル本体５は、鉛直方向Ｙに延びる複数の縦鉄筋４１と、水平方向Ｘに延びる複数の横鉄筋４２と、縦鉄筋４１および横鉄筋４２を覆うコンクリート層４３とを含む。パネル本体５には、図示しないアンカーボルト、係止部材３０および埋込み補助部３１が設けられる。

係止部材３０は、パネル本体５に埋め込まれ、パネル本体５の厚み方向に垂直な方向である水平方向Ｘに延びる。この係止部材３０は、長尺の棒状の金属から成り、たとえば直径が１０ｍｍ、長さが１９００ｍｍの異形鉄筋によって実現される。係止部材３０は、各横鉄筋４２の軸線を含む仮想一平面上に配置される。

埋込み補助部３１は、パネル本体５の背面から一部が突出した状態で設けられる。埋込み補助部材３１は係止部材３０に係止される。埋込み補助部３１は、複数の環状片が相互に鎖状に連結されたチェーンから成る。この埋込み補助部３１の一端の環状片には、係止部材３０が挿通する。こうして埋込み補助部３１が係止部材３０に係止される。埋込み補助部３１は、少なくとも１つの環状片が前記パネル本体５の背面から突出して変位自在に垂下して設けられる。

引抜き抵抗体４は、抵抗体本体１０、係合部材８１、固定部材８２および杭８３を含んで構成される。引抜き抵抗体４は、抵抗体本体１０、係合部材８１、固定部材８２および杭８３が協働して、土留壁本体２の転倒および滑動を防止する。

抵抗体本体１０は、前記埋込み補助部３１と、鎖状部材８６と、連結具８７とを含んで構成される。鎖状部材８６は、前記埋込み補助部３１と同様のチェーンから成る。埋込み補助部３１の他端の環状片と鎖状部材８６の一端の環状片とは、連結具８７によって連結される。連結具８７は、たとえばシャックルによって実現される。

連結具８７によって埋込み補助部３１に鎖状部材８６が連結されることによって、各パネル本体５に各複数の抵抗体本体１０が連結され、各パネル本体５の背後に各複数の抵抗体本体１０が敷設される。これらの抵抗体本体１０は、敷設された状態では、各パネル本体５から後方へ水平に緊張した状態で延ばされ、相互に平行である。

水平方向Ｘに間隔をあけて並ぶ複数の抵抗体本体１０の各鎖状部材８６には、直交する方向に各鎖状部材８６間にわたって係合部材８１が挿通する。係合部材８１は、丸鋼から成る長尺状の部材である。この係合部材８１は、各抵抗体本体１０に複数本挿通して設けられている。

抵抗体本体１０の他端部には、固定部材８２が連結される。固定部材８２は、山形鋼から成る部材であり、水平方向Ｘに平行に設けられる。この固定部材８２よりも前方に、固定部材８２の前方への変位を阻止するために、杭８３が、背後土９に打ち込まれて設けられる。

このように土留壁本体２には、転倒および滑動などに対する安定性を確保するために、引抜き抵抗体４が設けられる。この引抜き抵抗体４は、土留壁本体２の背後に収容される背後土９中に埋設される複数の抵抗体本体１０を有する。鎖状の抵抗体本体１０は、各パネル本体５に一端部が連結されている。この鎖状の抵抗体本体１０は、鋼板などに比べて、背後土９に対する摩擦抵抗が大きいので、鎖状の抵抗体本体１０が、土留壁本体２から大きな引抜き力を受けても、背後土９から引抜かれてしまうことが防がれる。したがって土圧、水圧、地震時の慣性力などの荷重が作用する土留壁本体２を引抜き抵抗体４によって確実に支持することができる。

次に前述した引抜き抵抗体４が有する引抜き抵抗力について説明する。以下の説明において、図４においてＢで示す長さを環状片の「幅」とし、図４においてＤで示す長さを環状片の「径」とする。

図４は、環状片５０の周辺に働く摩擦力を示す図である。背後土９中に敷設された引抜き抵抗体４には、背後土９の単位体積重量γに、背後土９の天端から引抜き抵抗体４までの背後土９の深さｈを乗じた値の荷重が作用する。このとき環状片５０は、前記荷重に対する垂直応力σｖが作用する。環状片５０に前記垂直応力σｖが作用すると、環状片５０の形状から、環状片５０には、引抜き力Ｔとは逆向きの応力Ｋ０σｖが発生すると考えられる。ここで、Ｋ０は静止土圧係数を示す。この逆向きの応力Ｋ０σｖを「引抜き抵抗力Ｔ１」と称することとし、これを引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒを構成する１要素と考える。

引抜き抵抗力Ｔ１は以下の式（１）によって求めることができる。
Ｔ１＝Ａ０・｛（σｖ＋Ｋ０・σｖ）／２｝・｛ｔａｎφ／２｝・ｎ …（１）
Ａ０：環状片の表面積
σｖ：垂直応力
Ｋ０：静止土圧係数（１−ｓｉｎφ＝０．５）
φ：土の内部摩擦角（φ＝３０．０°）
ｎ：環状片の個数

式中｛（σｖ＋Ｋ０・σｖ）／２｝は、環状片５０の前面に作用する応力を、近似的に垂直応力σｖと水平方向応力Ｋ０・σｖとの平均とし、これを等価応力としている。

図５は、鎖状部材の各環状片の内方空間に介入した土砂とその両側の土砂との間のせん断抵抗力を説明する図であり、図６は、図５の切断面線Ａ−Ａからみた図である。図５および図６に示すように、背後土９中に埋設された引抜き抵抗体４の各環状片５０の内方空間には、背後土９が介入する。この背後土を「介入土１００」と称する。土留構造体１に土圧による引抜き力Ｔが作用すると、介入土１００と、介入土１００以外の他の背後土９との間には、引抜き力Ｔとは逆向きのせん断力が生ずる。このせん断力を「引抜き抵抗力Ｔ２」と称することとし、これを引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒを構成する１要素と考える。

引抜き抵抗力Ｔ２は以下の式（２）によって求めることができる。
Ｔ２＝２・Ａｉ・σｖ・ｔａｎφ・ｎ …（２）
Ａｉ：環状片の内方空間の面積
σｖ：垂直応力
φ：内部摩擦角
ｎ：環状片の個数

図７は、鎖状部材の各環状片の前面に作用する受動土圧Ｋｐ・σｖを説明する図である。

図６および図７に示すように、背後土９中に引抜き抵抗体４が敷設された各環状片５０の前方側表面には、受動土圧Ｋｐ・σｖが作用する。受動土圧Ｋｐ・σｖは、引抜き力Ｔとは逆向きに作用する力であるので、この受動土圧Ｋｐ・σｖを「引抜き抵抗力Ｔ３」と称することとし、これを引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒを構成する１要素と考える。

引抜き抵抗力Ｔ３は以下の式（３）によって求めることができる。
Ｔ３＝Ｋｐ・σｖ・（Ｂ−Ｄ）・Ｄ・Ｎ …（３）
Ｋｐ：受動土圧係数（１＋ｓｉｎφ／１−ｓｉｎφ）
σｖ：垂直応力
Ｂ：環状片１個当たりの幅
Ｄ：環状片の径
ｎ：環状片の個数

以上から、引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒは以下の式（４）によって求めることができる。
Ｔｒ＝Ｔ１＋Ｔ２＋（μ・Ｔ３） …（４）
μ：環状片の前面にかかる支圧抵抗係数

ここで支圧抵抗係数μは、およそ１．７〜２．５の値をとるが、設計計算では安全を考慮して、μ＝１．０として計算することが好ましい。

式（４）において、図２および図３に示す係合部材８１の引抜き抵抗力、および固定部材８２の引抜き抵抗力は考慮されていない。そこで、係合部材８１および固定部材８２の引抜き抵抗力を求め、これらを引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力に加える。

図８は、係合部材８１の破壊モードを示す図である。係合部材８１の支圧抵抗力Ｒ１（ｋＮ/ｍ）は以下の式（５）に示すTerzaghi-Buismanの帯状基礎に対する支持力公式によって求めることができる。
Ｒ１＝Ｍ・ｄ´・（Ｃ・Ｎｃ´・γ／２・ｄ´・Ｎγ´＋σｖ・Ｎｑ´）…（５）
Ｍ：１ｍ当たりの係合部材の数
ｄ：係合部材の外径
Ｃ：土の粘着力
Ｎｃ´，Ｎｑ´，Ｎγ´：Terzaghiの支持力係数
γ：土の単位体積重量（ｔ/ｍ^３）
σｖ：垂直応力

ただし、背後土９が非粘性土であり、かつ係合部材８１の径ｄが小さい場合、支圧抵抗力Ｒ１は以下の式（６）によるものとする。
Ｒ１＝Ｍ・σｖ・ｄ・Ｎｑ´ …（６）

図９は、固定部材８２の引抜き抵抗力を説明するための図である。図９に示すように、固定部材８２の前方面には、受動土圧Ｋｐ・σｖが作用する。受動土圧は、引抜き力Ｔとは逆向きに作用する力であるので、この固定部材８２に作用する受動土圧Ｋｐ・σｖを固定部材８２の引抜き抵抗力Ｒ２と考える。

固定部材８２の引抜き抵抗力Ｒ２は、以下の式（７）によって求めることができる。
Ｒ２＝σｖ・Ｋｐ・Ａａ …（７）
σｖ：垂直応力
Ｋｐ：受動土圧係数（（１＋ｓｉｎφ）/（１−ｓｉｎφ）＝３．０）
Ａａ：固定部材の前方面の面積（１ｍ当たり）

以上の式から求められた係止部材８１の引抜き抵抗力Ｒ１に固定部材８２の引抜き抵抗力Ｒ２を加算して、支圧抵抗力Ｒとする。したがって、係止部材８１および固定部材８２を有する引抜き抵抗体の引抜き抵抗力Ｔｒは、以下の式（８）によって求めることができる。
Ｔｒ＝Ｔ１＋Ｔ２＋（μ・Ｔ３）＋Ｒ１＋Ｒ２ …（８）

以上のように、本発明では引抜き抵抗体の引抜き抵抗力Ｔｒを、少なくとも鎖状部材８６の各環状片５０の表面とその周囲の土砂との間のせん断抵抗力Ｔ１と、鎖状部材８６の各環状片５０の内方空間に介入した中詰土砂とその両側の土砂との間のせん断抵抗力Ｔ２との２要素、より好ましくは、鎖状部材８６に連結され、引抜き抵抗力Ｔと同一方向に支圧抵抗力を発生する係止部材８１および固定部材８２の支圧抵抗力Ｒの３要素によって求め、これに基づいて土留め壁に必要な引抜き抵抗体４の長さを決定する。

したがって、前記従来技術に比べて引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒをより正確に求めることができる。よって、引抜き抵抗体４の長さを好適な値とすることができるので、引抜き抵抗体４の過大設計を可及的に少なくして、低コストで土留め構造体を構築することができる。

また、前記３要素に加えて、以下に説明する鎖状部材８６の各環状片５０の交互の周期的な形状変化による引抜き抵抗力を加えて、引抜き抵抗力Ｔｒを決定しても良い。

図１０は、鎖状部材８６の各環状片５０の交互の周期的な形状変化による引抜き抵抗力Ｐｒを説明するための模式図であり、図１１は、鎖状部材の形状を正面図で示すものであり、図１２は、引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒを模式的に示す図である。

前述したように、引抜き抵抗体４は、背後土９中に後方（図４において右方向）へ水平に緊張した状態で延ばされて敷設されている。この状態において、抵抗体本体１０を構成する複数の環状片５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，…は、縦に配置される環状片５０ａ，５０ｃ，…と、横に配置される環状片５０ｂ，５０ｄ，…とが繰り返されて交差して配置されており、図４に示すように、各縦に配置される環状片５０ａ，５０ｃ…と各横に配置される環状片５０ｂ，５０ｄ，…との間の領域には、背後土９が埋まっている。以下、この背後土を「介在土２００」と称する。

この状態において、土留め構造体１に土圧による引抜き力Ｔが作用すると、介在土２００の円筒状の仮想外周面２０１とその外側の背後土９との界には、引抜き力Ｔとは逆向きの摩擦力の合力による抵抗力が生ずる。この抵抗力を「引抜き抵抗力Ｐｒ」と称することとし、これを引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力を構成する１要素と考える。

図１１中符号Ｅは、鎖状部材を軸直角方向から見たときの十字形の各環状片の外径を示し、α・Ｅは仮想外径である。このとき、鎖状部材を包む土は、α・Ｅを直径とした円筒状の外周すべり面の土の摩擦抵抗力が働く。この円筒状補強材鎖状部材の引抜き抵抗力Ｐｒの設計式を開示する。

鎖状部材の引抜き抵抗力Ｐｒ（ｋＮ）は、以下の式（９）によって求められる。
Ｐｒ＝α・｛（１+Ｋ０/２）｝・σｖ・ｔａｎφ・π・Ｅ・Ｌ …（９）
α：ダイレイタンシー効果を考慮した補正係数（現行の計算では、α＝１）
Ｋ０：静止土圧係数（＝１−ｓｉｎφ´＝０．５）
σｖ：鉛直応力（ｋＮ/ｍ^２）
φ´：盛土材の内部摩擦角
Ｅ：鎖状部材の外面幅短辺
φ６ｍｍ＝０．０２１，φ８ｍｍ＝０．０３０５ｍ，φ１１ｍｍ＝０．０４３５ｍ
Ｌ：有効鎖状部材長

環状片の摩擦抵抗力を円筒引抜き計算式のα補正係数（現行計算ではα＝１）をα＝２に倍増できれば、支圧横鉄筋および端末固定Ｌ形鋼が不要となり、さらに工事費用が削減できる。

式（８）に引抜き抵抗力Ｐｒを加算することによって、引抜き抵抗体４の引抜き抵抗力Ｔｒをさらに正確に求めることができる。したがって、引抜き抵抗体４の長さを最適な値とすることができるので、引抜き抵抗体４の過大設計をさらに可及的に少なくして、低コストで土留め構造体を構築することができる。

１ 土留め構造体
４ 引抜き抵抗体
９ 背後土
１０ 抵抗体本体
３０ 係止部材
３１ 埋込み補助部
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，… 環状片
８１ 係合部材
８２ 固定部材
８３ 杭
８６ 鎖状部材
８７ 連結具
１００ 介入土
２００ 介在土
３００ 土留め構造体

Claims (1)

1. 複数の環状片が互いに結束され、軸直角方向から見たときに十字形をなして配置される鎖状部材を有し、この鎖状部材の一端部が土留め壁に連結され、かつ前記鎖状部材が前記土留め壁の背後の土砂に一直線状に埋設された状態で、前記土留め壁から作用する引抜き力Ｔよりも高い引抜き抵抗力Ｔｒを有する土留め用引抜き抵抗体の設計方法において、
   前記引抜き抵抗力Ｔｒは、前記鎖状部材の各環状片の表面とその周囲の土砂との間の摩擦によるせん断抵抗力Ｔ１と、
   前記鎖状部材の各環状片の内方空間に介入した土砂とその両側の土砂との間の摩擦によるせん断抵抗力Ｔ２と、
   前記鎖状部材に連結される支圧抵抗部材の支圧抵抗力Ｒと、
   互いに結束する各環状片の短辺方向の幅Ｅに、ダイレイタンシー効果を考慮した補正係数αを乗じた値（α・Ｅ）を直径とする仮想円筒面を外囲する外周すべり面における引抜き抵抗力Ｐｒとによって決定されることを特徴とする土留め用引抜き抵抗体の設計方法。

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