JP5501478B2 - Reinforced self-supporting earth retaining structure using arching effect and underground excavation method using it - Google Patents
Reinforced self-supporting earth retaining structure using arching effect and underground excavation method using it Download PDFInfo
- Publication number
- JP5501478B2 JP5501478B2 JP2012544376A JP2012544376A JP5501478B2 JP 5501478 B2 JP5501478 B2 JP 5501478B2 JP 2012544376 A JP2012544376 A JP 2012544376A JP 2012544376 A JP2012544376 A JP 2012544376A JP 5501478 B2 JP5501478 B2 JP 5501478B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seat panel
- panel
- seat
- plate
- earth retaining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/02—Sheet piles or sheet pile bulkheads
- E02D5/03—Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles
- E02D5/04—Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles made of steel
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
- E02D17/02—Foundation pits
- E02D17/04—Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/02—Sheet piles or sheet pile bulkheads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
Description
本発明は、アーチング効果を利用した補強型自立式土留構造体及びそれを利用した地中掘削施工方法に係り、さらに具体的には、垂直掘削による背面土圧を、アーチング効果によって形成された自立式土留構造体に支持させることに関する。 The present invention relates to a reinforced self-supporting earth retaining structure using an arching effect and an underground excavation construction method using the same, and more specifically, a back-end earth pressure by vertical excavation is formed by the arching effect. It is related with making it support to a type earth retaining structure.
アーチング効果を利用した補強型自立式土留構造体は、掘削空間の背後に設置されているために、掘削作業に妨害にならずに掘削作業が効率的であり、特に、アーチング効果によって親杭(soldier pile)に挿入された土留板(lagging)には、背面土圧が作用しないので、自立式土留構造体の形成が可能であるだけではなく、自立式構造体の自重が背面土圧を支持する概念であるから、これは、連続シート壁において新たな概念である。 Since the reinforced self-supporting earth retaining structure using the arching effect is installed behind the excavation space, the excavation work is efficient without interfering with the excavation work. The lagging inserted in the soldier pile does not act on the backside earth pressure, so it is not only possible to form a self-supporting earth retaining structure, but the weight of the self-supporting structure supports the backside earth pressure. This is a new concept in continuous sheet walls.
本発明は、補強型自立式土留構造体が掘削空間の背後に設置されるために、掘削作業に妨害にならないので、掘削空間が広くなり、高層建物が密集した都心地の小空間での掘削作業が容易であって効率的である。 In the present invention, since the reinforced self-supporting earth retaining structure is installed behind the excavation space, the excavation work is not hindered, so the excavation space is widened and excavation is performed in a small space in the city center where high-rise buildings are densely packed. Work is easy and efficient.
上下部固定具によってシートパネルの連結部をしっかりと固定して合成断面になるようにすることによって、剛性が増大するだけではなく、上下部固定具の構造が簡単であり、結着及び解体が容易であり、施工が完了した後、シートパネルの回収が容易である。 By firmly fixing the connecting part of the seat panel with the upper and lower fixtures so that it becomes a composite cross section, not only the rigidity is increased, but the structure of the upper and lower fixtures is simple, and the binding and disassembly are It is easy to recover the seat panel after the construction is completed.
地下構造物工事のための開削(excavation)工事時に、掘削背面土砂の崩壊を防止するための既存の仮設土留工法は、掘削背面土圧に対する親杭の不足した支持力を、外部の力で補強する方法である。 During the excavation work for underground structures, the existing temporary earth retaining method to prevent the collapse of the excavation backside soil is to reinforce the insufficient support capacity of the main pile against the excavation backside earth pressure by external force. It is a method to do.
これに対される代表的な工法としては、ストラット(strut)工法とシートパイル工法とがある。 As a typical construction method against this, there are a strut construction method and a sheet pile construction method.
A)ストラット工法
ストラット工法は、掘削背面土圧に対する親杭10の不足した水平支持力をストラット20によって補強しつつ、トップダウン(top-down)式で地中を掘削していく工法である(図1)。
A) Strut method The strut method is a method of excavating the ground in a top-down manner while the
掘削背面土圧は、水平力で、親杭10は、垂直部材である。
The excavation back earth pressure is a horizontal force, and the
水平部材なしに、垂直部材だけで水平力を支持することは、構造力学上で不可能である。垂直部材である親杭10に対して、水平部材として役割を行うのが、まさにストラット20である。
It is impossible in structural mechanics to support a horizontal force only with a vertical member without a horizontal member. It is the
ストラット20は、親杭10と互いに直交する。ストラット20は、2個の支持点に
よって支持される。
The
ストラット20の両支持点は、通常互いに対向した位置に設置された親杭10である。
Both support points of the
このようにストラット20は、互いに対向した親杭10に向かって設置されるものであるために、同一平面上で、横方向のストラットと縦方向のストラットとが互いに交差する。
Thus, since the
縦横方向のストラットは、掘削作業のための装備進入及び排土の外部排出の作業空間を狭くする妨害要因である。 Longitudinal and lateral struts are obstacles for narrowing the work space for equipment entry and excavation of the soil for excavation work.
特に、都心地では、掘削空間の周辺を取り囲んで高層建物が築造されているために、構造的な安全のために、ストラットをさらに密集させて設置するしかない。 In particular, in the city center, because high-rise buildings are built around the excavation space, the struts can only be installed more densely for structural safety.
一方、ストラットは、臨時施設物であるから、掘削空間が作られた後には、永久構造物の設置と共に、順次にストラットを除去せねばならない。永久構造物の施工は、ボトムアップ(bottom-up)方式で、底から始まって上に向かって段階的に施工される。 On the other hand, since the strut is a temporary facility, after the excavation space is created, the strut must be removed sequentially along with the installation of the permanent structure. Permanent structures are constructed in a bottom-up manner starting from the bottom and gradually up.
これにより、ストラット除去も、段階的になされる。 Thereby, strut removal is also performed in stages.
例えば、地下一番下の階をB1とすれば、永久構造物のB1階を施工するために、B1階に設置されたストラットをまず除去せねばならない。 For example, if the lowest basement floor is B1, in order to construct the B1 floor of a permanent structure, the struts installed on the B1 floor must first be removed.
このとき、B1階のストラットが除去されても、その上の階であるB2,B3,B4,…階のストラットは、設置されたままの土圧を支持している。 At this time, even if the struts on the B1 floor are removed, the struts on the upper floors B2, B3, B4,... Support the earth pressure as it is installed.
B1階から除去されたストラットは、外部に撤去せねばならないが、縦横方向のストラットによって、掘削作業に妨害を受けることになる。 The struts removed from the B1 floor must be removed to the outside, but the struts in the vertical and horizontal directions will be disturbed by the excavation work.
また、B1階の施工のために、コンクリートモルタルや鉄筋などの資材が、B2,B3,B4,…階のストラットを経て、B1階まで降りてこなければならない。上の階に設置されたストラットは、資材供給を妨害し、これは、作業効率を低下させる問題点である。 In addition, for construction on the B1 floor, materials such as concrete mortar and reinforcing bars must descend to the B1 floor via the struts on the B2, B3, B4,. The struts installed on the upper floor hinder the supply of materials, which is a problem that reduces work efficiency.
B2,B3,B4…階の施工でも、このような問題点は、そのまま残っている。 B2, B3, B4 ... Even with construction on the floor, such problems remain as they are.
従って、ストラット工法は、親杭に向かってストラットが掘削空間内に設置されねばならないので、掘削作業及び排土作業のための作業空間が狭くなるという問題点があるだけではなく、ストラットは、臨時施設物であるから、永久構造物の施工と共に、順次にストラットを除去しつつ施工せねばならないために、その上に残っているストラットによって、順次に永久構造物の施工に妨害になり、作業効率が低下するという問題点がある。 Therefore, the strut method has the problem that the work space for excavation work and earth removal work becomes narrow because struts must be installed in the excavation space toward the main pile. Because it is a facility, it must be constructed while removing the struts along with the construction of the permanent structure, so the remaining struts obstruct the construction of the permanent structure in sequence, and work efficiency There is a problem that it decreases.
B)シートパイル工法
従来技術である特許文献1の「シートパイル壁構成体の構造」について述べる。
B) Sheet Pile Construction Method “Structure of sheet pile wall structure” of
特許文献1の図3は、図2に図示された特許文献2のインターロック446,448の問題点を解決するための発明である。
FIG. 3 of
図2に図示されているように、ソイルアンカ444は、第1シート440の第1インターロック446と、第2シート442の第2インターロック448とによって結合されている。ソイル破壊面(soil failure plane)は、主動土圧(active earth pressure)が作用する最大引っ張り力線Tmax−lineである。
As shown in FIG. 2, the
作用力450は、ソイル破壊面に作用する引っ張り力である。ソイルアンカ444がこれに対向している。
The
特許文献1は、特許文献2の問題点として、シートパイル壁区画部をアンカレッジに結合させる連結部が、特に、取り囲む領域からさらに維持されるグラウンドの土の圧力(土圧)によって極めて高い張力下にあるという点をその問題点として挙げ、連結部、すなわち、第1インターロック446と第2インターロック448とが噛み合う連結部が離脱することなしに、極めて高い張力に耐えることができる構成体を開発するところにその目的があることを、その明細書から確認することができる。
In
特許文献1の目的は、連結部16が離脱することなしに、極めて高い張力に耐えることができる構成体の構成にあるが、その構成体は、ひとえに連結部16の形状及び構造にその核心構成がある。
The purpose of
図3の符号12はシートパイル壁区画部、符号14は第1アンカレッジ、符号16は連結部、符号18は開放セル、符号22は平板型結合体、符号24は支持壁、符号26は溶接部、符号28は二重Tキャリアである。
In FIG. 3,
一方、特許文献1や特許文献2は、土圧と、これに対抗する力との均衡関係に係わる基本概念は、いずれも同一である。
On the other hand, in
シートパイルによるアースリテイニング・システム(earth retaining system)の基本概念は、図4に図示されている。図4は、特許文献2に図示されており、本発明でも、これを引用したものである。 The basic concept of an earth retaining system with a sheet pile is illustrated in FIG. FIG. 4 is shown in Patent Document 2 and is cited in the present invention.
図4によって、アースリテイニング・システムの基本概念について述べれば、次の通りである。 The basic concept of the earth retaining system will be described with reference to FIG.
符号200は、典型的なシートパイルの単位セル(cell)構造である。単位セル構造200は、U字型状である。U字型状のシートパイルの曲線部が210であり、シートパイルの直線部は、220である。曲線部210は閉じられており、直線部220は、開らかれている。単位セル構造200は、垂直に設置される。
図4は、単位セル構造200の平面図である。単位セル構造200は、その内部に充填された土を介して伝えられた背面土圧Pを単位セル構造200が支持している構造である。
FIG. 4 is a plan view of the
単位セル構造200の上部には、道路のような構造物が築造される。
A structure such as a road is built on the
Pは、U字型状の単位セル構造200を境界条件にした背面土圧である。
P is the back earth pressure with the U-shaped
図8を参照すれば、背面土圧Pは、背面に位置している。図4では、まさにこの背面土圧が、シートパイルの曲線部210に作用しているのである。
Referring to FIG. 8, the back surface earth pressure P is located on the back surface. In FIG. 4, this back earth pressure acts on the
図4で力の均衡は、背面土圧Pに対して、摩擦力F=μNがこれに対応する概念である。 The force balance in FIG. 4 is a concept in which the friction force F = μN corresponds to the backside earth pressure P.
その作用方向が互いに反対であるPとFとによって互いに均衡をなしている。 P and F whose directions of action are opposite to each other are balanced with each other.
Nは、シートパイルの直線部220に作用する垂直力である。
N is a normal force acting on the
図4による従来技術の基本概念は、単位セル構造200の曲線部210に作用する土圧Pをして、摩擦力Fと均衡をなさせるものであると要約することができる。
The basic concept of the prior art according to FIG. 4 can be summarized as an earth pressure P acting on the
本発明は、土粒子とシートパネルとの間の摩擦力によって生じるアーチング効果を利用し、補強土方式の自立式土塊を形成し、掘削空間に作用する土圧を、自立式土塊の自重によって抵抗させる新たな概念の補強型自立式土留構造体を提供することを目的とする。また、他の目的は、アーチング効果を利用した補強型自立式土留構造体が、掘削空間の背面に位置することによって、掘削作業に妨害にならずに掘削空間を広く使用でき、高層建物が密集した都心地の小空間での掘削作業が、容易であって効率的になるようにすることである。さらに他の目的は、上下部固定具によって、シートパネルの連結部を合成断面にして、剛性が増大させると同時に、上下部固定具の簡単な構造によって、シートパネル連結部の結着及び解体を容易にしつつ、施工が完了した後、埋設されたシートパネルの回収を容易にすることである。 The present invention uses an arching effect caused by the frictional force between the soil particles and the seat panel to form a reinforced soil type self-supporting soil mass, and resists earth pressure acting on the excavation space by the weight of the self-supporting soil mass. An object of the present invention is to provide a reinforced self-supporting retaining structure with a new concept. Another purpose is that the reinforced self-supporting earth retaining structure using the arching effect is located at the back of the excavation space, so that the excavation space can be used widely without interfering with the excavation work, and high-rise buildings are densely packed. It is to make excavation work in a small space in the city center easy and efficient. Still another object is to make the joint section of the seat panel a composite cross-section with the upper and lower fixtures to increase the rigidity, and at the same time to bind and disassemble the seat panel joint with the simple structure of the upper and lower fixtures. It is to facilitate the collection of the buried seat panel after the construction is completed, while facilitating.
前記課題を解決するために、本発明は、(a)掘削しようとする境界面の地盤に親杭を、間隔Bになるように、設計地盤である垂直深Hまで打設する段階と、(b)親杭のフランジに形成された親杭挿入部と、シートパネル突出部とを挿入かつ連結し、次にシートパネル挿入部にシートパネル突出部22aを挿入していきつつ、シートパネル挿入部に、圧縮支持板突出部を挿入かつ結合するが、土の内部摩擦角Φ=10〜34°の範囲と、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲で連続したシートパネルの長さLと、シートパネル間の間隔Bとの関係が、0.5≦L/B≦3.0の関係になるように連結する段階と、(c)地上からだんだんと地中掘削を進めていきつつ、一定深さh1まで掘削した後、土留板を親杭10の上端から挿入する段階と、(d)一定深さh1の掘削がなされた状態で、さらに一定深さh2の掘削を進め、土留板を親杭10に上端から挿入する段階と、(e)(c)段階と(d)段階とを反復しつつ、地中掘削を完成する段階と、を含むことを特徴とする補強型自立式土留構造体を利用した地中掘削施工方法を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention includes (a) placing a main pile on a ground surface of a boundary surface to be excavated to a vertical depth H that is a design ground so as to have a spacing B; b) Insert and connect the main pile insertion portion formed on the flange of the main pile and the seat panel projection, and then insert the
本発明は、土粒子とシートパネルとのアーチング効果を利用し、土留板に背面土圧が作用しない補強土方式の自立式土塊を形成することによって、掘削空間に作用する背面土圧を、自立式土塊の自重によって抵抗させる新たな概念であるから、従来のシートパイルに比べて、施工が効率的であって経済的である。 The present invention utilizes the arching effect between soil particles and a sheet panel, and forms a self-supporting soil block of a reinforced soil type in which the back earth pressure does not act on the retaining plate, so that the back earth pressure acting on the excavation space can be self-supported. Since it is a new concept that resists by its own weight, it is more efficient and economical than conventional sheet piles.
アーチング効果を利用した補強型自立式土留構造体が、掘削空間の背面に位置するので、掘削作業に妨害にならずに掘削空間を広く使用することができ、高層建物が密集した都心地の小空間での掘削作業が容易であって効率的である。 The reinforced self-supporting earth retaining structure using the arching effect is located at the back of the excavation space, so that the excavation space can be used widely without interfering with excavation work, and the high-rise buildings are densely populated. Excavation work in space is easy and efficient.
上下部固定具によって、シートパネルの連結部が合成断面になるようにした構成であるから、剛性が増大するだけではなく、上下部固定具の構造が簡単であるので、シートパネル連結部の結着及び解体が容易であり、施工が完了した後、埋設されたシートパネルの回収が容易であり、施工及び回収が効率的であって経済的な有用な発明である。 Since the upper and lower fixing members are configured so that the connecting portion of the seat panel has a composite cross section, not only the rigidity is increased, but also the structure of the upper and lower fixing members is simple. The invention is easy to attach and dismantle, and after construction is completed, the buried seat panel can be easily recovered, and the construction and recovery are efficient and economically useful.
本発明は、アーチング効果を利用した補強型自立式土留構造体に係わるものであるので、まず、アーチング効果の一般的な概要について説明した後、土質力学的な観点から、アーチング効果について説明する。 Since the present invention relates to a reinforced self-supporting earth retaining structure utilizing the arching effect, first, a general outline of the arching effect will be described, and then the arching effect will be described from a soil mechanical viewpoint.
A)アーチング効果の一般的概要
アーチング効果に係わる一般的な概要を図5(a)及び図5(b)を中心に説明すれば、次の通りである。
A) General Outline of Arching Effect A general outline relating to the arching effect will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b) as follows.
上部カバー板があいている六面体内に砂が積まれている状態で、下部底板に形成された直径dの孔をあければ、砂が直径dの孔を介して下に排出される(図5(a))。 If a hole having a diameter d formed in the lower bottom plate is made in a state where sand is stacked in a hexahedron having an upper cover plate, the sand is discharged downward through the hole having a diameter d (FIG. 5). (A)).
ところで、直径dの孔があいているにもかかわらず、砂は続けて排出されず、その排出が止まる。砂の排出が止まった状態で砂の形態を見れば、円弧状のアーチ形態を形成していることが分かる。 By the way, although the hole of diameter d is open, the sand is not continuously discharged and the discharge stops. If the form of the sand is observed while the sand discharge is stopped, it can be seen that an arcuate arch form is formed.
直径dの孔があいていない状態で積まれた砂は、下部底板によって支持されていて、直径dの孔があけられらば、積まれた砂は、砂の自重Wによって、ある程度排出された後、円弧状のアーチ形態をなしつつ砂排出が止まる。 The sand stacked without a hole having a diameter d is supported by the lower bottom plate. If a hole having a diameter d is opened, the stacked sand is discharged to some extent by the weight W of the sand. Thereafter, sand discharge stops while forming an arcuate arch form.
このように、砂の自重Wが存在しても、それ以上排出されずに、直径dの孔上に形成された円弧状のアーチ形態によって支持されている現象を、いわゆる、アーチング効果(arching effect)という。 In this way, even if the sand's own weight W exists, the phenomenon that is supported by the arc-shaped arch formed on the hole having the diameter d without being discharged any more is referred to as the so-called arching effect. ).
砂の自重Wによって、直径dの孔から砂が排出される力と、六面体の4面の垂直面に接した摩擦力によって、砂の排出を抑制する力との均衡によって、アーチング効果が生じる。 An arching effect is produced by a balance between the force of sand being discharged from the hole having a diameter d due to its own weight W and the force of suppressing sand discharge due to the frictional force in contact with the four vertical surfaces of the hexahedron.
アーチング効果は、砂が、直径dの孔から排出される力に対して、砂が、六面体の4面の垂直面に密接して生じた摩擦力と互いに均衡をなしている状態であると言える。 It can be said that the arching effect is a state in which the sand is balanced with the friction force generated in close contact with the four vertical surfaces of the hexahedron with respect to the force discharged from the hole having the diameter d. .
従って、摩擦力の大きさと直径dの大きさとが適切な状態でのみ、アーチング効果が生じる。もし摩擦力の大きさに比べて、直径dが過度に大きくなれば、砂が直径dの孔を介して続けて排出されるために、アーチング効果は生じない。 Therefore, the arching effect is produced only when the frictional force and the diameter d are appropriate. If the diameter d is excessively large compared with the magnitude of the frictional force, the arching effect does not occur because the sand is continuously discharged through the hole having the diameter d.
直径dの孔があけられることによって、砂の自重Wが直径dの孔に向かって作用し、作用した力Wによって砂が直径dの孔を介して排出される。しかしながら、砂が続けて排出されるものではない。図5(b)のように、円弧状のアーチ形態をなしつつ、砂は、それ以上排出されずに静止する。 When the hole having the diameter d is formed, the sand's own weight W acts on the hole having the diameter d, and the sand W is discharged by the acting force W through the hole having the diameter d. However, the sand is not continuously discharged. As shown in FIG. 5B, the sand remains stationary without being discharged any more while forming an arcuate arch form.
直径dの孔から排出される砂と、排出される砂を抑制しようとする砂粒子とには、相互剪断応力が生じる。このように生じた相互剪断応力が、作用する力Wを円弧状のアーチ形態に支持しているのである。 A mutual shear stress is generated between the sand discharged from the hole having the diameter d and the sand particles which are intended to suppress the discharged sand. The mutual shear stress generated in this way supports the acting force W in an arcuate arch form.
円弧状のアーチ形態は、排出される砂と、排出される砂を抑制しようとする砂粒子との間に生じた剪断応力によって、砂粒子が再配列された状態である。 The arcuate arch form is a state in which the sand particles are rearranged due to the shear stress generated between the discharged sand and the sand particles to suppress the discharged sand.
アーチ形態は、図5(b)のように、砂の自重Wの作用方向に対して、上側に円弧を形成しているのが特徴である。 The arch form is characterized in that an arc is formed on the upper side with respect to the action direction of the sand's own weight W as shown in FIG.
図5(b)の円弧状アーチ形態によって、砂の自重Wが支持されている。 The sand's own weight W is supported by the arcuate arch form of FIG.
B)土質力学的な観点でのアーチング効果
図8を中心に、連続シート壁によるアーチング効果について、土質力学的観点から説明すれば、次の通りである。
B) Arching effect from the viewpoint of soil mechanics The arching effect by the continuous sheet wall will be described as follows from the viewpoint of soil mechanical characteristics with reference to FIG.
土留構造物の安定問題は、三次元問題であるが、一般的に二次元で解釈する。 The stability problem of earth retaining structures is a three-dimensional problem, but is generally interpreted in two dimensions.
掘削高さHに比べて、幅Bと長さLとが長い普通の土留構造物は、ほぼ二次元的な境界条件を有していると言えるからである。 This is because it can be said that an ordinary earth retaining structure having a longer width B and length L than the excavation height H has a substantially two-dimensional boundary condition.
三次元で解釈しても、いわゆるアーチング効果のために、二次元状態に比べて、主動土圧が顕著に低減し、受動土圧が反対に大きくなり、むしろ二次元的解釈より、安全面の結果が求められる。 Even when interpreted in three dimensions, due to the so-called arching effect, the main earth pressure is significantly reduced and the passive earth pressure is increased compared to the two-dimensional state. Results are required.
図8は、図6の幅Bと長さLとに係わる二次元平面図である。 FIG. 8 is a two-dimensional plan view relating to the width B and the length L of FIG.
土圧pは、同一掘削高さHでの土圧を示すために、その大きさは同一である。 Since the earth pressure p indicates the earth pressure at the same excavation height H, the magnitude thereof is the same.
Bは、シートパネルとシートパネルとの間の幅であり、Lは、連続設置されたシートパネルの長さである。 B is the width between the seat panels, and L is the length of the seat panels that are continuously installed.
摩擦力F=μPOである。μは摩擦係数であり、POは静止土圧である。POの作用方向は、シートパネルに垂直方向である。 A frictional force F = μP O. μ is the coefficient of friction, and PO is the static earth pressure. The direction of action of PO is perpendicular to the seat panel.
背面土圧pによって、摩擦力Fが生じ、摩擦力Fによって、剪断応力τが、図22または図9のように分布する。剪断応力τは、中心部Oへ行くほど小さくなる。 A frictional force F is generated by the backside earth pressure p, and the shearing stress τ is distributed by the frictional force F as shown in FIG. The shear stress τ becomes smaller toward the central portion O.
図5(b)に形成された円弧状アーチ形態は、砂粒子が再配列された状態であるから、これについて、土質力学的観点から説明する。 Since the arc-shaped arch form formed in FIG. 5B is a state in which the sand particles are rearranged, this will be described from a soil mechanical viewpoint.
土の応力−変形問題を二次元の問題として取扱う場合、図23(a)のように、土の1要素に応力が作用すれば、その要素には、法線応力σ1,σ3のみ作用し、剪断応力が0である2個の直交する平面、すなわち、I−I面とIII−III面とが存在する。直交する平面(I−I面及びIII−III面)に作用する法線応力σ1,σ3を主応力と呼ぶ。σ1を最大主応力、σ3を最小主応力という。 When the soil stress-deformation problem is handled as a two-dimensional problem, as shown in FIG. 23 (a), if a stress acts on one element of the soil, only the normal stresses σ1 and σ3 act on the element. There are two orthogonal planes with zero shear stress, namely the II and III-III planes. Normal stresses σ1 and σ3 acting on orthogonal planes (II plane and III-III plane) are called principal stresses. σ1 is called the maximum principal stress and σ3 is called the minimum principal stress.
主応力面(すなわち、I−I面及びIII−III面)以外の面には、図23(b)のように、垂直応力σ以外に、必ず剪断応力τが作用する。 As shown in FIG. 23B, the shear stress τ always acts on the surfaces other than the main stress surface (that is, the II surface and the III-III surface) in addition to the normal stress σ.
I−I面から反時計回りに、角αほど傾いたa−a面上の垂直応力σと剪断応力τとを、τ−α関係で表示すれば、図23(c)のa点になり、角αを0から180°まで回転すれば、aの軌跡は、σ軸上の1点Aを中心として最大応力σ1を表示する点Iと、最小主応力σ3を表示する点IIIとをそれぞれ直径の両端とするモール(Mohr)の応力円Cを描くことができる。 If the normal stress σ and the shear stress τ on the aa plane inclined counterclockwise from the II plane by an angle α are displayed in a τ-α relationship, the point a in FIG. If the angle α is rotated from 0 to 180 °, the locus of a has a point I displaying the maximum stress σ 1 around one point A on the σ axis and a point III displaying the minimum principal stress σ 3. Mohr's stress circles C can be drawn, each having a diameter at both ends.
モール(Mohr)の応力円Cから、a点の垂直応力σと剪断応力τとを求める結果式は、次の通りである。 The result formula for obtaining the normal stress σ and the shear stress τ at point a from the Mohr stress circle C is as follows.
(数A)
σ=1/2(σ1+σ3)+1/2(σ1−σ3)cos2α
(Number A)
σ = 1/2 (σ 1 + σ 3) +1/2 (σ 1 -σ 3) cos2α
(数B)
τ=1/2(σ1−σ3)sin2α
(Number B)
τ = 1/2 (σ 1 −σ 3 ) sin2α
α=90°で、τ=0、σ=σ1になる。 When α = 90 °, τ = 0 and σ = σ1.
このように、土粒子が回転すれば、a点の剪断応力τは、0になり、主応力のみ受ける状態となる。 Thus, if the soil particles rotate, the shear stress τ at the point a becomes 0, and only the main stress is received.
砂粒子の再配列によってなる図5(b)の円弧状アーチ形態は、断応力τが0である状態、すなわち、主応力のみ受ける状態である。 The arcuate arch form of FIG. 5B formed by rearrangement of sand particles is a state where the breaking stress τ is 0, that is, a state where only the main stress is received.
さて、背面土圧pの作用によって示された円弧状アーチ形態について、図示された図9を中心に説明する。 Now, the arcuate arch form shown by the action of the back earth pressure p will be described with reference to FIG.
背面土圧pが作用すれば、シートパネルとの摩擦力Fの影響で、主応力方向が回転しつつ、土粒子が再配列される。 If the back surface earth pressure p acts, under the influence of the frictional force F with the seat panel, the soil particles are rearranged while the main stress direction rotates.
図5(b)のように、砂粒子の再配列によって、剪断応力τ=0である状態、すなわち、主応力のみ受ける状態で、主応力方向が互いに連続する線を連結すれば、円弧状アーチ形態をなす。 As shown in FIG. 5 (b), by realigning the sand particles, if the shear stress τ = 0, that is, only receiving the main stress, connecting the lines in which the main stress directions are continuous to each other, the arc arch Forms.
同一円弧状にある土塊は、アーチ形状に土圧を支える梁(crossbeam)と同じ役割を行う。 The earth blocks in the same arc shape play the same role as the cross beam supporting the earth pressure in the arch shape.
図5(b)で、円弧状アーチ形態が上部の砂荷重Wを支えているのも、アーチ形態のこのような役割によるものである。 In FIG. 5B, the arc-shaped arch form supports the sand load W on the upper part due to such a role of the arch form.
図9で、No.1、No.2、No.3、No.4、…No.nは、一定間隔で示した円弧状アーチ形態である。No.1で、背面土圧pを最も多く支持し、だんだんとその支持する程度が小さくなる。No.nで、背面土圧を受けない。No.nのA領域で、背面土圧p=0である。A領域は土留板が配置されるところであるから、土留板にも背面土圧pが及ばない。 In FIG. 1, no. 2, no. 3, no. 4, ... No. n is the arcuate arch form shown at regular intervals. No. 1, the back surface earth pressure p is supported most, and the degree of support gradually decreases. No. n, do not receive back earth pressure. No. In the A region of n, the back earth pressure p = 0. Since the earth retaining plate is disposed in the area A, the rear earth pressure p does not reach the earth retaining plate.
土留板のA領域には、背面土圧pが及ばないので、土留板は、土圧を支持する構造材としての役割ではなく、単に土が流れることを保護する保護材であるのみである。 Since the rear earth pressure p does not reach the area A of the earth retaining plate, the earth retaining plate is not a role as a structural material that supports the earth pressure, but merely a protective material that protects the soil from flowing.
これに対して、土留板に対応する従来技術である単位セル構造200(図4)の曲線部210(図4)は、本発明とは異なり、背面土圧pを支持しなければならない構造材であるから、本発明の土留板と単位セル構造200の曲線部210は、構造力学的性格が全く異なる。
On the other hand, unlike the present invention, the curved portion 210 (FIG. 4) of the unit cell structure 200 (FIG. 4) corresponding to the earth retaining plate is a structural material that must support the back earth pressure p. Therefore, the retaining plate of the present invention and the
アーチング効果により、背面土圧pがアーチ円弧No.1、No.2、No.3、…No.nに行きつつ、だんだんと面土圧pが低減していて、土留板30前のA領域では、背面土圧pが0になるために、平行に配置されたシートパネル内の土は、土塊を形成し、土塊は、背面土圧pに対して、自立構造体として機能する。
Due to the arching effect, the back earth pressure p is changed to the arch arc No. 1, no. 2, no. 3, No. Since the surface earth pressure p is gradually decreasing while going to n, and the back surface earth pressure p becomes 0 in the area A before the retaining
アーチング効果による自立構造体は、図10の通りである。 A self-supporting structure by the arching effect is as shown in FIG.
自立構造体と背面土圧pとの力の均衡関係は、補強土と類似している。すなわち、背面土圧pは、自立構造体の土塊の自重Wによって支持されるという概念である。 The balance of force between the self-supporting structure and the backside earth pressure p is similar to that of reinforced soil. That is, the back surface earth pressure p is a concept that it is supported by the dead weight W of the mass of the self-standing structure.
アーチング効果による自立構造体の概念は、図4のU字型状の単位セル構造200の概念とは、全く異なる新たな概念である。
The concept of the self-standing structure by the arching effect is a completely different concept from the concept of the U-shaped
さて、アーチング効果を利用した新たな概念の本発明の補強型自立式土留構造体の構成は、次の通りである。 Now, the structure of the reinforced self-supporting earth retaining structure of the present invention based on the new concept utilizing the arching effect is as follows.
図13及び図14を参照すれば、本発明は、土留板30が挿入される親杭10の一方のフランジ12に、縦方向に親杭挿入部14aが一体に形成された親杭10を、間隔Bで地盤に垂直になるように設置し、前記親杭挿入部14aに、シートパネル突出部22aを挿入かつ連結し、次に、シートパネル挿入部22a’に、シートパネル突出部22aを挿入しつつ、シートパネル挿入部22a’に、圧縮支持板突出部46aを挿入かつ結合するが、土の内部摩擦角Φ=10〜34°の範囲と、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲とで、連続したシートパネル20の長さLとシートパネル20間の間隔Bとが、0.5≦L/B≦3.0の関係になるようにし、アーチング効果によって、背面土圧が前面の土留板に作用しないようにすることを特徴とするアーチング効果を利用した補強型自立式土留構造体構成である。
Referring to FIG. 13 and FIG. 14, in the present invention, the
ここで、0.5≦L/B≦3.0の範囲は、土の内部摩擦角Φと粘着力Cとを変数とし、ランキン(Rankine)土圧式で計算された結果が、図24のグラフによって示されている。 Here, in the range of 0.5 ≦ L / B ≦ 3.0, the internal friction angle Φ of the soil and the adhesive force C are used as variables, and the results calculated by the Rankine earth pressure formula are shown in the graph of FIG. Indicated by.
0.5≦L/B≦3.0で、L/Bが3.0を超れば、長さが長くなって非経済的な設置になり、都心地である場合、境界線紛争の恐れがあり、シートパネル20の回収も困難になる。
If 0.5 ≦ L / B ≦ 3.0 and L / B exceeds 3.0, the length becomes longer and the installation becomes uneconomical. And the recovery of the
L/Bが0.5に達しなれば、シートパネル20のような部材の剛性が弱くなるために、部材力が不足するという短所がある。
If L / B does not reach 0.5, the rigidity of the member such as the
図24によれば0.5≦L/B≦3.0の範囲で、L/Bの大きさを減らすほど、施工が経済的である。このために、0.5≦L/B≦3.0の範囲を、0.5≦L/B≦1.5の範囲と、1.5≦L/B≦3.0の範囲とに分けることが望ましい。 According to FIG. 24, the construction is more economical as the size of L / B is reduced in the range of 0.5 ≦ L / B ≦ 3.0. For this purpose, the range 0.5 ≦ L / B ≦ 3.0 is divided into a range 0.5 ≦ L / B ≦ 1.5 and a range 1.5 ≦ L / B ≦ 3.0. It is desirable.
0.5≦L/B≦1.5の範囲である場合には、土の内部摩擦角Φ=14〜22°の範囲であり、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲である。 When 0.5 ≦ L / B ≦ 1.5, the soil internal friction angle Φ is in the range of 14 to 22 °, and the adhesive force C is 0.0 to 5.0 (ton / m). 2 ).
1.5≦L/B≦3.0の範囲である場合には、土の内部摩擦角Φ=10〜14°の範囲であり、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲である。 In the case of 1.5 ≦ L / B ≦ 3.0, the soil internal friction angle Φ is in the range of 10 to 14 °, and the adhesive force C is 0.0 to 5.0 (ton / m). 2 ).
一方、シートパネル20の一方には、シートパネル挿入部22a’が、他方には、シートパネル突出部22aが形成されている。他の実施形態として、シートパネル20の一方には、S字型折曲部22bが、他方には、S字型逆折曲部22b’が形成されている(図15)。
On the other hand, a seat
シートパネル20は、親杭10と圧縮支持板40との間に連結されるので、親杭10と圧縮支持板40との連結部の形態は、シートパネル20の連結部の形態によって変わる。
Since the
例えば、シートパネル突出部22a及び親杭10が、シートパネル挿入部22a’及び圧縮支持板40とが連結する場合、親杭10の連結部形態は、親杭挿入部14aになり、圧縮支持板40の連結部の形態は、圧縮支持板突出部46aにならなければならない。これと反対になれば、親杭10の連結部形態は、親杭突出部14a’、圧縮支持板40の連結部の形態は、圧縮支持板挿入部46a’にならなければならない。
For example, when the
親杭突出部14a’及び圧縮支持板挿入部46a’は、シートパネル20の連結部形態によって異なるので、図面での親杭突出部14a’及び圧縮支持板挿入部46a’の図示は省略し、その代わりに、それと同じ位置にある親杭挿入部14a及び圧縮支持板突出部46aでこれに代替する。
Since the
また、シートパネル20のS字型折曲部22b及び親杭10が連結され、シートパネル20のS字型逆折曲部22b’が圧縮支持板40と連結される場合、親杭10の連結部形態は、S字型逆折曲部14b’にならなければならず、圧縮支持板40の連結部の形態は、S字型折曲部46bにならなければならない。
Further, when the S-shaped
これと反対になれば、親杭10の連結部形態は、S字型折曲部14b、圧縮支持板40の連結部の形態は、S字型逆折曲部46b’にならなければならない。
If it becomes the opposite, the connection part form of the
S字型逆折曲部14b’は、シートパネル20の連結部形態によって変わるので、図面にS字型逆折曲部14b’の図示は省略し、その代わりに、これと同じ位置にあるS字型折曲部14bでこれを代替する。
Since the S-shaped reverse
このように、シートパネル20の左右連結形態によって、杭10と圧縮支持板40との連結形態が変わるために、ここでは、説明の便宜上、シートパネル突出部22aとシートパネル挿入部22a’とを連結形態の代表にして説明する。
Thus, since the connection form of the
親杭10の連結形態は、親杭挿入部14aまたは親杭突出部14a’であるか、あるいはS字型折曲部14bまたはS字型逆折曲部14b’の形態である。
The connection form of the
圧縮支持板40の連結形態は、圧縮支持板突出部46aまたは圧縮支持板挿入部46a’であるか、あるいはS字型折曲部46bまたはS字型逆折曲部46b’の形態である。S字型折曲部46bとS字型逆折曲部46b’は、シートパネル20の左右連結形態によって選択されるものであるから、図面にS字型逆折曲部46b’の図示は省略し、その代わりに、これと同じ位置にあるS字型折曲部14bでこれを代替する。
The connection form of the
シートパネル20の断面二次モーメントIと剛性とを増大させるために、シートパネル連結部22は、上下部固定具50a,50bによってしっかりと固定された構成である。
In order to increase the cross-sectional secondary moment I and the rigidity of the
シートパネル20の連結部を、上下部固定具50a,50bによってしっかりと固定する。上部固定具50aは、シートパネル20の連結部両側に、付着パッド52aと締結板54aをその順に位置させた状態で、シートパネル20、付着パッド52a及び締結板54aを貫通した締結ボルト56aによって固定される。下部固定具50bは、第1切開部52bと第2切開部56bとから形成されている。第1切開部52bには、上向き傾斜面524b及び係止爪526bが、第2切開部56bには、回転板54b及びスプリング59bが形成されており、ヒンジ軸58bを中心に回転する回転板54bの上端には、上端傾斜面542bが、その下端には、下端回転溝546bが、その垂直面には、垂直挿入溝544bが形成されている。スプリング挿入溝548bに挿入されているスプリング59bは、スプリングマウント具562bに連結・固定されている構成である。
The connecting portion of the
第2切開部56bに形成された回転板54bは、スプリング59bの弾撥力によって、軸点582bに設置されたヒンジ軸58bを中心に回転し、回転板54bの上端傾斜面542bが、第1切開部52bの係止爪526bにかかる。
The
回転板54bの下端回転溝546bは、回転板54bがシートパネル20の下端部にかからずに円滑に回転するほど深く形成されている。
The lower
下部固定具50bは、2個のシートパネル20の連結部に設置されつつ、第1切開部52bと第2切開部56bとによって、互いに締結される構成になる。
The
1つのシートパネル20には、第1切開部52bが、他の1つのシートパネル20には、第2切開部56bが形成されており、回転板54bの作用によって、互いに固定・結合される。
A
このように、上下部固定具50a,50bによって、シートパネル20連結部の上下部をしっかりと固定すれば、2個のシートパネル20が、1つの合成断面になり、断面二次モーメントの増大と共に剛性が増大する。
Thus, if the upper and lower parts of the
次に、アーチング効果を起こす2個のシートパネル20の間隔Bと、連続したシートパネル20の長さLとの関係について説明すれば、次の通りである。
Next, the relationship between the distance B between the two
シートパネル20の間隔Bに作用する単位面積当たり背面土圧をpとすれば、その土圧の合力Pは、P=p*Bとなる。
If the rear earth pressure per unit area acting on the interval B of the
(数1)
P=p*B
(Equation 1)
P = p * B
すなわち、数式1の土圧Pは、連続したシートパネル20間の土塊に作用する土圧である。
That is, the earth pressure P in
土塊の自重をWとすれば、WがPを抵抗している関係である。 If the weight of the soil mass is W, W is a relationship in which P resists P.
単位面積当たり背面土圧pは、ランキン土圧数式2によって、求めることができる。 The back surface earth pressure p per unit area can be obtained by Rankine earth pressure formula 2.
(数2)
あるいは、
(数2’)
(Equation 2)
Or
(Equation 2 ')
数式2の土圧pは、粘着力Cと内部摩擦角Φとが関数関係をなしている。 In the earth pressure p in Expression 2, the adhesive force C and the internal friction angle Φ have a functional relationship.
ここで、Kaは、ランキン主動土圧係数Ka=tan2(45°−Φ/2)、Φは、内部摩擦角、rは、土の単位重量、Hは、掘削深さ、Cは、粘着力である。 Here, Ka is Rankine dynamic earth pressure coefficient Ka = tan 2 (45 ° −Φ / 2), Φ is an internal friction angle, r is soil unit weight, H is excavation depth, and C is adhesive. It is power.
連続したシートパネル20と、これに接面した土塊との摩擦力をFとすれば、摩擦力Fは、次の通りである。
If the frictional force between the
(数3)
F=2*L(Po*μ+C’)=2*L(r*H*Ko*μ+C’)
(Equation 3)
F = 2 * L (Po * μ + C ′) = 2 * L (r * H * Ko * μ + C ′)
Lは、連続したシートパネル20の長さ、Poは、静止土圧、μは、摩擦係数、C’は、摩擦粘着力である。
L is the length of the
土留壁E作用する土圧をPtとすれば、背面土圧Pと摩擦力Fとの関係は、次の通りである。 If the earth pressure acting on the retaining wall E is Pt, the relationship between the back earth pressure P and the frictional force F is as follows.
(数4)
Pt=P−F
(Equation 4)
Pt = PF
数式4で、アーチング効果による図24のA領域には、土圧が作用しないために、Pt=0になる。すなわち、 In Equation 4, since the earth pressure does not act on the area A of FIG. 24 due to the arching effect, Pt = 0. That is,
(数5)
P−F=0
(Equation 5)
PF = 0
になる。数式5で、FがPと同じであるか、さらに大きくなれば(F≧P)、アーチング効果によって、幅Bと、連続したシートパネル20の長さLとの中の土塊は、自重Wを維持しつつ自立する。
become. In Formula 5, if F is the same as P or larger (F ≧ P), due to the arching effect, the soil mass in the width B and the length L of the
すなわち、
(数6)
F≧P
That is,
(Equation 6)
F ≧ P
数式6に、数式3と数式2’とを代入すれば、次の通りである。 Substituting Equation 3 and Equation 2 'into Equation 6 is as follows.
(数7)
(Equation 7)
数式7は、内部摩擦角Φと粘着力Cとの変数であることが分かる。 It can be seen that Expression 7 is a variable of the internal friction angle Φ and the adhesive force C.
次に、掘削深さH=10mであるとき、内部摩擦角Φと粘着力Cとの変化によるL/Bに係わる下限値を、数式7によって求める。 Next, when the excavation depth H is 10 m, a lower limit value related to L / B due to a change in the internal friction angle Φ and the adhesive force C is obtained by Expression 7.
[条件]
掘削深さH=10m、土塊の単位重量r=1.7(t/m3)、摩擦係数μ=[tan(2/3Φ)]、ランキン主動土圧係数Ka=tan2(45°−Φ/2)、ランキン主動土圧係数Kp=tan2(45°+Φ/2)Ka、粘着力C(ton/m2)、摩擦粘着力C’=[2/3C](ton/m2)、静止土圧係数Ko
[conditions]
Excavation depth H = 10 m, unit weight r = 1.7 (t / m 3 ), friction coefficient μ = [tan (2 / 3Φ)], Rankine main dynamic earth pressure coefficient Ka = tan 2 (45 ° −Φ / 2), Rankine main dynamic earth pressure coefficient Kp = tan 2 (45 ° + Φ / 2) Ka, adhesive force C (ton / m 2 ), friction adhesive force C ′ = [2 / 3C] (ton / m 2 ), Static earth pressure coefficient Ko
前記条件、変数である内部摩擦角Φ=10〜34°の範囲、及び粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲内で、数式7によるL/Bの計算結果をグラフで示せば、図24の通りである。 The calculation result of L / B according to Equation 7 within the above conditions, the range of internal friction angle Φ = 10 to 34 °, and the adhesive force C = 0.0 to 5.0 (ton / m 2 ). Is shown as a graph in FIG.
図24によって、以下のような結果を得ることができる。 According to FIG. 24, the following results can be obtained.
(1)粘着力C=0とC=5.0(ton/m2)とを境界線として、最大値及び最小値を示している。 (1) The maximum value and the minimum value are shown with the adhesive force C = 0 and C = 5.0 (ton / m 2 ) as the boundary line.
(2)土の内部摩擦角Φ=10〜34°の範囲と、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲とで、L/Bが3を超えれば、アーチング効果によって、背面土圧が前面土留板に作用しないということが分かる。 (2) When the L / B exceeds 3 in the range of the internal friction angle Φ = 10 to 34 ° of the soil and the range of the adhesive strength C = 0.0 to 5.0 (ton / m 2 ), the arching The effect shows that the back earth pressure does not act on the front earth retaining plate.
(3)しかし、L/Bが3を超えれば、連続したシートパネルの長さが長くなってしまうために、非経済的であり、またL/Bが0.5より小さくなれば、シートパネルの剛性が小さくなり、部材力が不足するという問題点があるので、本発明では、L/Bの範囲を0.5≦L/B≦3.0に限定した。 (3) However, if L / B exceeds 3, the length of the continuous sheet panel becomes long, which is uneconomical, and if L / B is smaller than 0.5, the sheet panel Therefore, in the present invention, the range of L / B is limited to 0.5 ≦ L / B ≦ 3.0.
(4)すなわち、土の内部摩擦角Φ=10〜34°の範囲であり、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲で、連続したシートパネル20の長さLと、シートパネル20間の間隔Bとの関係が0.5≦L/B≦3.0であるとき、アーチング効果によって、背面土圧が、前面土留板に作用しないということが分かる。
(4) That is, the length of the
(5)土の内部摩擦角Φ=14〜22°の範囲であり、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲で、連続したシートパネル20の長さLと、シートパネル20間の間隔Bとの関係が0.5≦L/B≦1.5であるとき、アーチング効果によって、背面土圧が前面土留板に作用しないということが分かる。
(5) The internal friction angle Φ of the soil is in the range of 14 to 22 °, the adhesive strength C is in the range of 0.0 to 5.0 (ton / m 2 ), and the length L of the
(6)土の内部摩擦角Φ=10〜14°の範囲であり、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲で、連続したシートパネル20の長さLと、シートパネル20間の間隔Bとの関係が1.5≦L/B≦3.0であるとき、アーチング効果によって、背面土圧が前面土留板に作用しないということが分かる。
(6) The internal friction angle Φ of the soil is in the range of 10 to 14 °, and the adhesive sheet C is in the range of 0.0 to 5.0 (ton / m 2 ). When the relationship with the distance B between the
一方、L/Bの範囲が0.5≦L/B≦3.0の範囲を満足するといっても、都心地の場合には、隣接敷地の境界線との余裕空間が不足したり、あるいは隣接して築造物が存在するのが普通であるので、連続したシートパネルの長さを、前記の範囲に合うように接地することができない施工上の制限を受ける。このような施工上の制限を解決するための方策として、連続したシートパネルの不足した長さを補充するために、図21のように、根入深Hbによって、受動土圧として補充することが望ましい。根入深Hbは、壁体の安定性増大と凍結深とを維持するために、最小1.0mにならなければならない。 On the other hand, even if the range of L / B satisfies the range of 0.5 ≦ L / B ≦ 3.0, in the case of the city center, there is insufficient margin space with the boundary line of the adjacent site, or Since there are usually structures adjacent to each other, the length of the continuous sheet panel is subject to construction restrictions that cannot be grounded to meet the above range. As a measure for solving such a construction restriction, in order to replenish the insufficient length of the continuous sheet panel, it is possible to replenish as a passive earth pressure by the penetration depth Hb as shown in FIG. desirable. The penetration depth Hb must be a minimum of 1.0 m in order to maintain increased wall stability and freezing depth.
本発明の補強型自立式土留構造体を利用した地中掘削施工方法について、図面によって具体的に説明すれば、次の通りである。 The underground excavation construction method using the reinforced self-supporting earth retaining structure of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(a) 掘削しようとする境界面の地盤に、親杭10を間隔Bになるように、設計地盤である垂直深Hまで打設する段階と、
(b) 親杭10のフランジ12に形成された親杭挿入部14aと、シートパネル突出部22aを挿入かつ連結し、次にシートパネル挿入部22a’に、シートパネル突出部22aを挿入していきつつ、シートパネル挿入部22a’に、圧縮支持板突出部46aを挿入かつ結合するが、土の内部摩擦角Φ=10〜34°の範囲と、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲とで、連続したシートパネル20の長さLと、シートパネル20間の間隔Bとの関係が、0.5≦L/B≦3.0の関係になるように連結される段階と、
(c) 地上からだんだんと地中掘削を進めていきつつ、一定深さh1まで掘削した後、土留板30を親杭10の上端から挿入する段階と、
(d) 一定深さh1の掘削がなされた状態で、さらに一定深さh2の掘削を進め、土留板30を親杭10に上端から挿入する段階と、
(e) 前記(c)段階と前記(d)段階とを反復しつつ、地中掘削を完成する段階と、を含むことを特徴とする補強型自立式土留構造体を利用した地中掘削施工方法である。
(A) placing the
(B) Insert and connect the main
(C) The step of inserting the retaining
(D) In a state where excavation at a constant depth h 1 is performed, further excavation at a constant depth h 2 and inserting the
(E) A step of completing underground excavation while repeating the step (c) and the step (d). Is the method.
また前記(b)段階で、土の内部摩擦角Φ=14〜22°の範囲と、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲とで、連続したシートパネル20の長さLと、シートパネル20間の間隔Bとの関係が、0.5≦L/B≦1.5にすることを含む構成である。
Further, in the step (b), a
また前記(b)段階で、土の内部摩擦角Φ=10〜14°の範囲と、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲とで、連続したシートパネル20の長さLと、シートパネル20間の間隔Bの関係が、1.5≦L/B≦3.0にすることを含む構成である。
Further, in the step (b), a
都心地の場合には、隣接敷地の境界線との余裕空間が不足したり、あるいは隣接して築造物が存在するのが普通であるので、連続したシートパネルの長さを、前記の範囲に合うように設置することができない施工上の制限を受ける。この場合は、図21のように、設計地盤である垂直深Hより深く親杭10及びシートパネル20の根入部Hbを設置して受動土圧を受けるようにすることが望ましい。これは、補強型自立式土留構造体の活動及び転倒に対する安定性を増大させるためのものである。このとき、適正L/Bを満足することができい場合、前面土留板30に土圧が作用するので、構造計算をして厚さを決定せねばならない。
In the case of the city center, it is normal that there is not enough room with the boundary line of the adjacent site, or there is a built structure adjacent to it, so the length of the continuous seat panel should be within the above range. It is subject to construction restrictions that cannot be installed to fit. In this case, as shown in FIG. 21, it is desirable to install the
一方、(b)段階で、シートパネル20の連結部上端には、両側に、付着パッド52aと締結板54aとの順に位置させた状態で、シートパネル20、付着パッド52a及び締結板54aを貫通した締結ボルト56aによって、締結・固定される上部固定具50aと、その下端には、第2切開部56bに形成された回転板54bが、スプリング59bの弾撥力によって、ヒンジ軸58bを中心に回転し、回転板54bの上端傾斜面542bが、第1切開部52bの係止爪526bにかかる構造であり、また回転板54bの上端には、上端傾斜面542bが、その下端には下端回転溝546bが、その垂直面には、垂直挿入溝544bが形成された下部固定具50bと、を含む構成である。
On the other hand, at the stage (b), the upper end of the connecting portion of the
上下部固定具の設置及び除去方法について説明すれば、次の通りである。 The method for installing and removing the upper and lower fixtures will be described as follows.
地盤に設置された親杭挿入部14aに、シートパネル突出部22a(または、親杭のS字型折曲部14bに、シートパネルのS字型逆折曲部22b’)を上から挿入して組み立てつつ、続いてシートパネル20を挿入し、かつ組み立てた後、シートパネル挿入部22a’に、圧縮支持板突出部46aを挿入し、かつ組み立てて設置する。
Insert the seat
下部固定具50bは、その構造上第1切開部52bが形成されたシートパネル20をまず設置した後、第2切開部56bが形成されたシートパネル20を設置せねばならない。
In the
設置されたシートパネル20の除去の順序も、これと同じである。すなわち、第1切開部52bが形成されたシートパネル20をまず除去した後、第2切開部56bに形成されたシートパネル20を除去せねばならない。順序を異にすれば、設置も除去も行われない構造である。
The order of removing the installed
下部固定具50bの結着及び解体の作用について説明すれば、次の通りである。
The operation of binding and disassembling of the
まず、下部固定具50bの結着作用について説明する。
First, the binding action of the
地中に埋設された第1切開部52bが形成されたシートパネル20のシートパネル挿入部22a’に、第2切開部56bが形成されたシートパネル20のシートパネル突出部22aが挿入されれば、ヒンジ軸58bを中心に回転する回転板54bが、垂直状のシートパネル挿入部22a’によって、垂直にガイドされて垂直状態が維持される(図15)。
If the
ヒンジ軸58bは、軸点582bに挿入されている。
The
垂直状態を維持していた回転板54bが、第1切開部52bと接面する瞬間に、図20のように、スプリングマウント具562bに固定されたスプリング59bの弾撥によって、回転板54bが第1切開部52b側に回転されつつ、回転板54bの上端傾斜面542bが第1切開部52bの係止爪526bにかかる。
At the moment when the
このとき、シートパネル20の第2切開部56bに挿入された回転板54bの垂直挿入溝544b、及び第2切開部56bの下端部に挿入された下端回転溝546bも、回転板54bの回転と共に外れる。
At this time, the
特に、回転板54bは、ヒンジ軸58bを中心に回転するために、回転板54bの下端回転溝546bは、シートパネル20の第2切開部56bによって、回転に妨害を受けないほどの深さに形成されている。
In particular, since the
このように、回転板54bの上端傾斜面542bがかかった状態で、しっかりと固定される。
In this manner, the
スプリング59bは、回転板54bのスプリング挿入溝548bに挿入されており、かつスプリングマウント具562bに固定されている。
The
次に、下部固定具50bの解体作用について説明する。
Next, the disassembling action of the
回転板54bの上端傾斜面542bが、第1切開部52bの係止爪526bにかかっている状態からこれを解体するため、第1切開部52bが形成されたシートパネル20をまず上に持ち上げれば、回転板54bが垂直状のシートパネル挿入部22a’によって垂直にガイドされて垂直状態となる。第1切開部52bが形成されたシートパネル20を取り出す間、回転板54bが垂直状態を維持しつつ、回転板54bの垂直挿入溝544bと、下端回転溝546bとが再びシートパネル20の第2切開部56bに挿入される。このように、第1切開部52bが形成されたシートパネル20を上に取り出す間、回転板54bの妨害を全く受けないので、第1切開部52bが形成されたシートパネル20の解体が容易になる。
In order to disassemble the
下部固定具50bの構造が簡単であり、結着と解体とが容易である構造であるから、結着及び解体作業と剛性増大とが効率的である。
Since the structure of the
Claims (10)
(b) 親杭(10)のフランジ12に形成された親杭挿入部(14a)と、シートパネル突出部(22a)とを挿入かつ連結し、次に、シートパネル挿入部(22a’)に、シートパネル突出部(22a)を挿入していきつつ、シートパネル挿入部(22a’)に、圧縮支持板突出部(46a)を挿入かつ結合するが、土の内部摩擦角Φ=10〜34°の範囲と、粘着力C=0.0〜5.0(ton/m2)の範囲とで、連続したシートパネル(20)の長さLと、シートパネル(20)間の間隔Bの関係が0.5≦L/B≦3.0の関係になるように連結する段階と、
(c) 地上からだんだんと地中掘削を進めていきつつ、一定深さh1まで掘削した後、土留板(30)を親杭(10)の上端から挿入する段階と、
(d) 一定深さh1の掘削がなされた状態で、さらに一定深さh2の掘削を進め、土留板(30)を親杭(10)に上端から挿入する段階と、
(e) 前記(c)段階と前記(d)段階とを反復しつつ、地中掘削を完成する段階と、を含むことを特徴とする補強型自立式土留構造体を利用した地中掘削施工方法。 (A) placing the main pile (10) on the ground surface of the boundary surface to be excavated to a vertical depth H of the design ground so as to have a spacing B;
(B) Insert and connect the main pile insertion portion (14a) formed on the flange 12 of the main pile (10) and the seat panel protrusion (22a), and then connect to the seat panel insertion portion (22a '). While inserting the seat panel projection (22a), the compression support plate projection (46a) is inserted and coupled to the seat panel insertion portion (22a ′), but the internal friction angle Φ of soil is 10 to 34. The length L of the continuous sheet panel (20) and the distance B between the sheet panels (20) in the range of ° and the range of adhesive strength C = 0.0 to 5.0 (ton / m 2 ) Connecting the relationship so that the relationship is 0.5 ≦ L / B ≦ 3.0;
(C) The step of inserting the retaining plate (30) from the upper end of the parent pile (10) after excavating to a certain depth h 1 while proceeding with underground excavation gradually from the ground,
(D) In a state where excavation at a constant depth h 1 has been performed, further excavation at a constant depth h 2 and inserting the retaining plate (30) into the parent pile (10) from the upper end;
(E) A step of completing underground excavation while repeating the step (c) and the step (d). Method.
その下端には、第2切開部(56b)に形成された回転板(54b)が、スプリング(59b)の弾撥力によって、ヒンジ軸(58b)を中心に回転し、回転板(54b)の上端傾斜面(542b)が第1切開部(52b)の係止爪(526b)にかかる構造であり、また回転板(54b)の上端には、上端傾斜面(542b)が、その下端には、下端回転溝(546b)が、その垂直面には、垂直挿入溝(544b)が形成された下部固定具(50b)を含むことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の補強型自立式土留構造体を利用した地中掘削施工方法。 In the step (b), the seat panel (20) and the attachment pad are placed at the upper end of the connecting portion of the seat panel (20) in the state where the attachment pad (52a) and the fastening plate (54a) are positioned in this order. (52a) and an upper fixture (50a) fastened and fixed to the fastening bolt (56a) penetrating the fastening plate (54a),
At the lower end, a rotating plate (54b) formed in the second incision (56b) rotates around the hinge shaft (58b) by the elastic force of the spring (59b), and the rotating plate (54b) The upper end inclined surface (542b) is structured to engage with the locking claw (526b) of the first incision portion (52b). The reinforcing mold according to claim 7 or 8, wherein the lower end rotation groove (546b) includes a lower fixture (50b) having a vertical insertion groove (544b) formed on a vertical surface thereof. An underground excavation method using a self-supporting earth retaining structure.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100015443A KR20110095980A (en) | 2010-02-20 | 2010-02-20 | Reinforced massive soil body making use of arching effect and method constructing by it |
KR10-2010-0015443 | 2010-02-20 | ||
PCT/KR2010/008812 WO2011102595A2 (en) | 2010-02-20 | 2010-12-09 | Reinforced self-supported retaining wall structure making use of the arching effect and a construction method of excavations using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013514472A JP2013514472A (en) | 2013-04-25 |
JP5501478B2 true JP5501478B2 (en) | 2014-05-21 |
Family
ID=44483433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012544376A Expired - Fee Related JP5501478B2 (en) | 2010-02-20 | 2010-12-09 | Reinforced self-supporting earth retaining structure using arching effect and underground excavation method using it |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120076594A1 (en) |
EP (1) | EP2537988A4 (en) |
JP (1) | JP5501478B2 (en) |
KR (1) | KR20110095980A (en) |
CN (1) | CN102713079B (en) |
WO (1) | WO2011102595A2 (en) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU348085S (en) * | 2013-02-21 | 2013-04-16 | Lite Guard Safety Solutions Pty Ltd | Shield panel |
USD736961S1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-08-18 | Lite Guard Safety Solutions Pty Ltd | Shield panel |
USD737474S1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-08-25 | Lite Guard Safety Solutions Pty Ltd | Shield panel |
CN106480880B (en) * | 2015-08-28 | 2018-11-27 | 上海勘测设计研究院有限公司 | Recoverable soil nailing and the construction method for using recoverable soil nail |
USD823099S1 (en) * | 2016-10-11 | 2018-07-17 | W ENGINEERING GmbH | Optimizing element for sheet piles |
USD823483S1 (en) * | 2016-10-11 | 2018-07-17 | W ENGINEERING GmbH | Optimizing element for sheet piles |
USD823484S1 (en) * | 2016-10-11 | 2018-07-17 | W ENGINEERING GmbH | Optimizing element for sheet piles |
JP7102228B2 (en) * | 2017-05-22 | 2022-07-19 | ジオスター株式会社 | How to build concrete sheet pile members, earth retaining walls and earth retaining walls |
RU175988U1 (en) * | 2017-06-02 | 2017-12-26 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Производственная Фирма "Редар" | Retaining wall module |
CN107447769B (en) * | 2017-09-15 | 2022-11-29 | 浙江大学城市学院 | Simple detachable drainage curtain for underwater pile foundation inspection and measurement |
USD863818S1 (en) * | 2017-10-16 | 2019-10-22 | Sheen World Technology Corporation | Venetian blind slat |
US10094088B1 (en) * | 2017-10-31 | 2018-10-09 | Earth, Inc. | Sheet pile retaining wall system |
USD837045S1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-01-01 | Jens Rehhahn | Sheet pile |
JP7077907B2 (en) * | 2018-10-16 | 2022-05-31 | 日本製鉄株式会社 | Abutment reinforcement structure |
US11293161B2 (en) * | 2019-08-07 | 2022-04-05 | Structure Sight LLC | Retaining wall |
CN110924401A (en) * | 2019-12-13 | 2020-03-27 | 武汉武水水利生态工程技术有限公司 | Construction foundation pit supporting mode for combined arching and bearing of mixing piles and cast-in-place piles |
CN111090904B (en) * | 2019-12-23 | 2023-03-28 | 辽宁工程技术大学 | Soil pressure calculation method based on generalized double-shear stress yield criterion |
CN112049125A (en) * | 2020-09-28 | 2020-12-08 | 武汉华中岩土工程有限责任公司 | Method for enhancing stability of supporting structure |
CN113737813B (en) * | 2021-09-30 | 2023-03-14 | 山东大学 | Structural engineering-oriented rock-soil structured permanent support system and design method |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US912497A (en) * | 1907-07-29 | 1909-02-16 | Frank W Skinner | Locking the joints of adjacent units of sheet-piling or other structural elements. |
JPS5854125A (en) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Kunimitsu Yamada | Construction method for continuous underground wall |
US4674921A (en) * | 1984-05-04 | 1987-06-23 | Berger Lawrence E | Seawall |
US5144779A (en) * | 1988-05-13 | 1992-09-08 | Societe Civile Des Brevets De Henri Vidal | Joining of a concrete element to a support |
GB2278623B (en) * | 1993-06-02 | 1996-09-11 | Raswill Representative Pte Ltd | An interlocking joint |
DE19526396C2 (en) * | 1995-07-19 | 2000-11-02 | Dyckerhoff Ag | Construction pit shoring, process for its production and building material mix therefor |
JPH09111754A (en) * | 1995-10-17 | 1997-04-28 | Marufuji Shiitopairu Kk | Soldier pile cut-of wall construction method |
JP3072065B2 (en) * | 1997-03-31 | 2000-07-31 | 株式会社さとうベネック | Earth retaining wall |
JPH10280396A (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-20 | Shinetsu Kenko:Kk | Construction method of continuos underground water shielding wall with water shielding sheet embedded therein and continuos underground shielding wall structure with water shielding sheet spread therein |
US6226936B1 (en) * | 1998-08-13 | 2001-05-08 | Glynn Geotechnical Engineering | Sheet piling-supported modular wall system |
US6299386B1 (en) * | 1999-06-09 | 2001-10-09 | R. John Byrne | Method and apparatus for a shoring wall |
US6715964B2 (en) * | 2000-07-28 | 2004-04-06 | Peratrovich, Nottingham & Drage, Inc. | Earth retaining system such as a sheet pile wall with integral soil anchors |
JP4382974B2 (en) * | 2000-09-11 | 2009-12-16 | 大成建設株式会社 | Connection structure of wall and sheet pile member |
US6893191B2 (en) * | 2002-07-19 | 2005-05-17 | Creative Pultrusions, Inc. | Wale and retaining wall system |
JP3805342B2 (en) * | 2004-01-19 | 2006-08-02 | 株式会社竹中工務店 | Yamadome wall structure |
US7056066B2 (en) * | 2004-08-25 | 2006-06-06 | Cmi Limited Corporation | Apparatus and method for inserting sheet piles into a soil formation |
JP4494157B2 (en) * | 2004-10-06 | 2010-06-30 | 株式会社奥村組 | Earth retaining method using stake pile sheet pile and Messel steel plate |
JP4343080B2 (en) * | 2004-10-12 | 2009-10-14 | 大成建設株式会社 | Continuous underground wall |
DE102006000623A1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Pilepro Llc | Arrangement of sheet pile sections |
CN101503876A (en) * | 2009-03-12 | 2009-08-12 | 中船第九设计研究院工程有限公司 | Combined steel sheet pile and integrated vertical wall used for bay dock or dock basin |
KR20090050042A (en) * | 2009-04-29 | 2009-05-19 | 한창헌 | Connection method h pile and wide sheet pile |
KR100978468B1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-08-26 | 박강호 | Reinforced massive soil body making use of arching effect and method constructing by it |
-
2010
- 2010-02-20 KR KR1020100015443A patent/KR20110095980A/en not_active Application Discontinuation
- 2010-12-09 US US13/375,650 patent/US20120076594A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-09 JP JP2012544376A patent/JP5501478B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-09 CN CN201080048303.0A patent/CN102713079B/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-09 EP EP10846233.4A patent/EP2537988A4/en not_active Withdrawn
- 2010-12-09 WO PCT/KR2010/008812 patent/WO2011102595A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102713079A (en) | 2012-10-03 |
JP2013514472A (en) | 2013-04-25 |
WO2011102595A3 (en) | 2011-11-10 |
EP2537988A4 (en) | 2015-11-18 |
EP2537988A2 (en) | 2012-12-26 |
KR20110095980A (en) | 2011-08-26 |
WO2011102595A2 (en) | 2011-08-25 |
CN102713079B (en) | 2015-01-07 |
US20120076594A1 (en) | 2012-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5501478B2 (en) | Reinforced self-supporting earth retaining structure using arching effect and underground excavation method using it | |
US20140270990A1 (en) | Precast concrete retaining wall | |
JP4812324B2 (en) | Retaining wall and its construction method | |
KR100978468B1 (en) | Reinforced massive soil body making use of arching effect and method constructing by it | |
US20130008125A1 (en) | Construction method for new underground structure | |
JP6650257B2 (en) | Mountain retaining structure and construction method thereof | |
JP2011157812A (en) | Retaining wall and construction method therefor | |
JP4705513B2 (en) | Foundation structure | |
KR101095700B1 (en) | Retaining Wall Structure and Constructing Method thereof | |
KR101542602B1 (en) | Equipment of temporary earth protection for building works | |
KR100789209B1 (en) | Land-side protection wall using composite pile connected two piles in a body | |
KR101597542B1 (en) | Self-supported type earth retaining wall structure and construction method thereof | |
JP2003268770A (en) | Earth retaining construction method and reinforcing structure of sheet pile used for this construction method | |
JP4997207B2 (en) | Construction method for underground structures | |
JP2009121051A (en) | Method of re-constructing building | |
JP6860895B2 (en) | Retaining wall and its construction method | |
JP4612422B2 (en) | Construction method of structure and foundation structure used for it | |
JP6774774B2 (en) | Pile foundation structure | |
JP7406476B2 (en) | Existing building reinforcement structure and existing building reinforcement method | |
KR101736009B1 (en) | Top-Down Construction Method For Underground Structure | |
JP4236361B2 (en) | Wall head reinforcement underground continuous wall, seismic building, and wall head reinforcement method for underground continuous wall | |
KR102638704B1 (en) | Continuous steel diaphragm wall technology for underground space wall structure and its construction method | |
JP4236360B2 (en) | Reinforced underground continuous wall, seismic building and method for reinforcing underground continuous wall | |
JPS6262206B2 (en) | ||
JP4869570B2 (en) | Arrangement method and foundation of horizontal bearing reinforcement type reinforcement in foundation formation of ground reinforcement type |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140311 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5501478 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |