JP6335564B2 - Foundation structure of abutment, retaining wall or structure - Google Patents
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Description
本発明は、前面が水に面し背面側からの土圧が作用する橋台、または、背面側から作用する土圧を受けることによる斜面の崩壊を防ぐための擁壁の基礎構造、及び、背面側からの土圧が作用する構造物の基礎構造に関する。 The present invention relates to an abutment on which a front surface faces water and earth pressure from the back side acts, or a retaining wall foundation structure for preventing collapse of a slope due to earth pressure acting from the back side, and the back surface soil pressure from the side is about the basic structure of the structure to act.
橋脚や橋台などの構造物は、河川や海のように、建設される地盤が軟弱であることが多いため、軟弱な地盤下方の良質な地盤まで鋼管杭を打設し、この鋼管杭を基礎として、鋼管杭の頭部に前記構造物の下部を結合することが行われている。 Structures such as piers and abutments are often constructed with soft ground such as rivers and seas, so steel pipe piles are built up to a good quality ground below the soft ground. The lower part of the structure is joined to the head of the steel pipe pile.
しかし、橋台は、上部構造を支えるとともに背面の土留めの役割を果たすため、上部構造からの荷重に加えて、背面側からの土圧などの荷重が作用する。
特に、鋼管の杭頭部に、背面側の土圧による水平力及び曲げモーメントが発生し、構造物が前面方向に大きな変位や傾斜を生じ、そのために種々の弊害を生ずる虞がある。なお、背面側からの土圧が作用する構造物として、斜面の崩壊を防ぐための擁壁でも同様の問題がある。
However, since the abutment supports the upper structure and plays a role of retaining the back surface, a load such as earth pressure from the back side acts in addition to the load from the upper structure.
In particular, horizontal force and bending moment due to earth pressure on the back side are generated at the pile head of the steel pipe, and the structure is greatly displaced or inclined in the front direction, which may cause various adverse effects. In addition, as a structure on which earth pressure from the back side acts, a retaining wall for preventing the slope from collapsing has the same problem.
特許文献1には、既存の橋台の耐震補強のために、管状補強部材の一端を背面側の地盤に設置し、他端を橋台に設置することで、橋台を補強する耐震補強法要及び耐震補強構造開示されている。 In Patent Document 1, for the seismic reinforcement of an existing abutment, an end of a tubular reinforcing member is installed on the ground on the back side, and the other end is installed on the abutment. The structure is disclosed.
しかし、上述した耐震補強方法等は、背面側に地盤まで補強部材を設ける必要があった。また、既存の橋台に耐震補強を施すものに過ぎなかった。 However, the above-described seismic reinforcement method or the like has to provide a reinforcing member up to the ground on the back side. In addition, the existing abutments were only provided with seismic reinforcement.
新規に橋台等の背面側からの土圧が作用する橋台、擁壁、または構造物を建設する際に有効な基礎構造が求められていた。 New abutment it soil pressure acting from the back side of such abutment, retaining wall, or a valid foundation structure in the construction of structure creation, has been required to.
本発明の課題は、背面側からの土圧が作用する橋台、擁壁、または構造物の基礎構造にかかる土圧に十分に抵抗できる基礎構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a base structure capable of sufficiently resistive abutment soil pressure from the rear side you action, retaining walls or according earth pressure on the substructure of structure creation.
本発明に係る、橋台または擁壁の基礎構造の第一特徴構成は、前面が水に面し背面側からの土圧が作用する橋台、または、背面側から作用する土圧を受けることによる斜面の崩壊を防ぐための擁壁の基礎構造であって、複数の鋼管杭列を備え、少なくとも最前面に配置された前列鋼管杭列は前記橋台または前記擁壁より前面側にあるとともに、前記橋台または前記擁壁より背面側にある鋼管杭列より、剛性が高く構成されている点にある。 According to the present invention, a first characteristic feature of the basic structure of the abutment or retaining wall, front you soil pressure acting from the back side facing the water abutment or due to receiving earth pressure acting from the back side a foundation structure retaining wall for preventing collapse of the slope, comprising a plurality of steel pipe pile rows, with at least arranged front row steel pipe column to the front is the front side of the abutment or the retaining wall, than steel Kankuiretsu in the back side of the abutment or the retaining wall, in that the stiffness is configured high.
背面側からの土圧が作用する橋台または擁壁には、鋼管の杭頭部に、背面側の土圧による水平力及び曲げモーメントが発生する。したがって、橋台または擁壁の背面側から前面に荷重がかかる。少なくとも最前面に配置された前列鋼管杭列をその他の鋼管杭列より、剛性が高くなるように構成することで、前列鋼管杭列は下向き荷重を支えることができ、他の鋼管杭列は引上向き方向の荷重を支えることができるので、橋台または擁壁にかかる荷重による前面方向への大きな変位や傾斜を防止することができる。すなわち、前記水平力及び曲げモーメントによって生じる橋台または擁壁の変位及び傾斜を少なくすることができる。
例えば、鋼管杭を構成する材料が同じであれば、板厚を厚くしたり、直径を大きくしたりすることで剛性を高くすることができる。
The abutment or retaining wall the soil pressure is that to act from the back side, the pile head of the steel pipe, the horizontal force and bending moment due to the back side of the earth pressure is generated. Therefore, a load is applied from the back side of the abutment or the retaining wall to the front side. By constructing at least the foremost steel pipe pile row arranged in the foreground to be more rigid than the other steel pipe pile rows, the front row steel pile column can support downward load, and the other Since the load in the upward direction can be supported, a large displacement or inclination in the front direction due to the load applied to the abutment or the retaining wall can be prevented. That is, it is possible to reduce the displacement and inclination of the abutment or retaining wall that the arising by the horizontal forces and bending moments.
For example, if the materials constituting the steel pipe pile are the same, the rigidity can be increased by increasing the plate thickness or increasing the diameter.
同第二の特徴構成は、少なくとも前記前列鋼管杭列を構成する鋼管杭が、前記その他の鋼管杭列を構成する鋼管杭より、厚みが厚い点にあり、少なくとも前列鋼管杭列を構成する鋼管杭の厚みを厚くすることで基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。 The second characteristic configuration is that at least the steel pipe pile constituting the front row steel pipe pile row is thicker than the steel pipe pile constituting the other steel pipe pile row, and at least the steel pipe constituting the front row steel pipe pile row By increasing the thickness of the pile, the rigidity on the front side of the foundation structure can be increased.
同第三の特徴構成は、少なくとも前記前列鋼管杭列を構成する鋼管杭が、前記その他の鋼管杭列を構成する鋼管杭より、直径が大きい点にあり、少なくとも前列鋼管杭列を構成する鋼管杭の直径を大きくすることで基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。 The third characteristic configuration is that at least the steel pipe pile constituting the front row steel pipe pile row is larger in diameter than the steel pipe pile constituting the other steel pipe pile row, and at least the steel pipe constituting the front row steel pipe pile row By increasing the diameter of the pile, the rigidity of the front side of the foundation structure can be increased.
同第四の特徴構成は、少なくとも前記前列鋼管杭列を構成する鋼管杭が、前記その他の鋼管杭列を構成する鋼管杭より、強度が高い材料で形成されている点にあり、少なくとも前列鋼管杭列を構成する鋼管杭の強度を高めることで基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。 The fourth characteristic configuration is that at least the steel pipe pile constituting the front row steel pipe pile row is formed of a material having higher strength than the steel pipe pile constituting the other steel pipe pile row, and at least the front row steel pipe pile. The rigidity of the front side of the foundation structure can be increased by increasing the strength of the steel pipe piles constituting the pile row.
同第五の特徴構成は、少なくとも前記前列鋼管杭列を構成する鋼管杭が、前記その他の鋼管杭列を構成する鋼管杭より、本数が多い点にあり、少なくとも前列鋼管杭列を構成する鋼管杭の本数を多くすることで基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。 The fifth characteristic configuration is that at least the steel pipe piles constituting the front row steel pipe pile row have a larger number than the steel pipe piles constituting the other steel pipe pile row, and at least the steel pipe constituting the front row steel pipe pile row By increasing the number of piles, the rigidity on the front side of the foundation structure can be increased.
同第六の特徴構成は、前記前列鋼管杭列を構成する鋼管杭が斜杭である点にあり、少なくとも前列鋼管杭列を構成する鋼管杭を斜杭とすることで基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。斜杭は、垂直に配設される鋼管杭に比べて水平耐荷力が大きいので、橋台または擁壁の変位や傾斜は効率的に抑制される。全杭に占める斜杭の割合が大きいと、前記効果が大きい。 The sixth characteristic configuration is that the steel pipe pile constituting the front row steel pipe pile row is a diagonal pile, and at least the steel pipe pile constituting the front row steel pipe pile row is a diagonal pile. Stiffness can be increased. Since the slant pile has a greater horizontal load bearing capacity than the steel pipe pile arranged vertically, the displacement and inclination of the abutment or retaining wall are efficiently suppressed. The effect is large when the proportion of the diagonal piles in all the piles is large.
本発明に係る、構造物の基礎構造の特徴構成は、背面側からの土圧が作用する構造物の基礎構造であって、複数の鋼管杭列を備え、前記複数列の鋼管杭列のうち、前記構造物の重心位置より前記最前面側にある鋼管杭列の全てが、その他の鋼管杭列より、剛性が高く構成されている点にある。 According to the present invention, characteristic feature of the substructure of the structure is a substructure of a structure soil pressure from the rear side is applied, includes a plurality of steel pipe pile rows, the steel pipe pile string before Symbol plurality of rows Among them, all of the steel pipe pile rows located on the foremost side from the center of gravity of the structure are configured to have higher rigidity than the other steel pipe pile rows .
背面側からの土圧が作用する構造物には、鋼管の杭頭部に、背面側の土圧による水平力及び曲げモーメントが発生する。その際、構造物の重心位置を中心として曲げモーメントが発生する。In structures where earth pressure from the back side acts, horizontal force and bending moment due to earth pressure on the back side are generated at the pile head of the steel pipe. At that time, a bending moment is generated around the center of gravity of the structure.
重心位置より最前面側にある鋼管杭列の剛性を、その他の鋼管杭列の剛性より、高くなるように構成することで、水平力及び曲げモーメントによって生じる構造物の変位及び傾斜を効果的に少なくすることができる。例えば、鋼管杭を構成する材料が同じであれば、板厚を厚くしたり、直径を大きくしたりすることで剛性を高くすることができる。By configuring the steel pipe pile row at the forefront side of the center of gravity to be higher than the rigidity of other steel pipe pile rows, the displacement and inclination of the structure caused by horizontal force and bending moment can be effectively reduced. Can be reduced. For example, if the material constituting the steel pipe pile is the same, the rigidity can be increased by increasing the plate thickness or increasing the diameter.
本発明によれば、背面側からの土圧が作用する構造物にかかる土圧に十分に抵抗できる基礎構造を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the foundation structure which can fully resist the earth pressure concerning the structure where the earth pressure from the back side acts can be provided.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図1には、背面側からの土圧が作用する構造物として、河川や海に架かる橋の橋台3が示されている。
橋台3は、橋梁の両端の水際に建設され、取り付け道路と前記橋梁を接続し、橋桁等の上部構造からの荷重及び背面側にある盛土2の土圧荷重を支持する。橋台3の前面は、河川や海の水1に面している。なお、橋台3は河川や海に架かる橋に限らず、跨線橋、跨道橋にも適用される。
FIG. 1 shows an abutment 3 of a bridge over a river or the sea as a structure on which earth pressure from the back side acts.
The abutment 3 is constructed at the edge of the bridge and connects the attachment road and the bridge, and supports the load from the upper structure such as a bridge girder and the earth pressure load of the
橋台3は、建設される地盤が軟弱であることが多いため、軟弱な地盤下方の良質な地盤まで、本実施形態では、鋼管杭(前列鋼管杭列10、後列鋼管杭列20)が打設され、鋼管杭(前列鋼管杭列10、後列鋼管杭列20)の頭部に橋台3の下部が結合されている。従って、鋼管杭(前列鋼管杭列10、後列鋼管杭列20)が橋台3の基礎構造となる。
Since the abutment 3 is often constructed with soft ground, in this embodiment, steel pipe piles (front row steel
鋼管杭(前列鋼管杭列10、後列鋼管杭列20)は、軟弱な地盤より下にある硬い地盤である支持層まで到達するように、工場で製作された定尺のものを、例えば数十メートルもの深さに打設する場合、現場で順次連結しながら、地中に建て込まれる。なお、鋼管杭(前列鋼管杭列10、後列鋼管杭列20)は、油圧ハンマ等による打撃によって地中に設置する打撃工法、バイブロハンマによって振動を付与しつつ地中に設置する振動工法、杭体の中空部を掘削しながら地中に設置する中堀工法、先端部に羽根を取り付け回転させながら地盤に圧入する回転圧入工法、その他鋼管ソイルセメント杭工法などによって施工される。
The steel pipe piles (front row steel
鋼管杭(前列鋼管杭列10、後列鋼管杭列20)の配列は、基礎上の橋台3の形状や寸法、鋼管杭の寸法や本数、群杭の影響、施工条件等を考慮し、長期の持続荷重に対して均等に荷重を受けるように定められる。本実施形態では、図2に示すように、前列鋼管杭列10は四本の鋼管杭11,12,13,14で構成され、後列鋼管杭列20は四本の鋼管杭21,22,23,24で構成される。各鋼管杭11〜14,21〜24は、平面視で、夫々等間隔で配設される。
The arrangement of steel pipe piles (front row steel
前列鋼管杭列10を構成する鋼管杭11〜14は、直径800mm、板厚16mmのSKK400材で構成される。一方、後列鋼管杭列20を構成する鋼管杭21〜24は、直径800mm、板厚9mmのSKK400材で構成される。同じ直径であっても、板厚を厚くすると鋼管杭の曲げ剛性が増加するため、前列鋼管杭列10のほうが、後列鋼管杭列20より剛性が高い基礎構造が実現できる。
The steel pipe piles 11-14 which comprise the front row steel pipe pile row | line |
図3及び図4に基づいて、本実施形態による基礎構造について行った解析結果を説明する。
ここで、δv2は前列鋼管杭列の軸方向変位、δv1は後列鋼管杭列の軸方向変位、Vは鉛直荷重(作用力)、Hは水平荷重(作用力)、Mはモ−メント荷重(作用力)、θは回転角、δhは前後方向の変位、δv2−δv1垂直方向の変位をあらわす。
実施例は、前列鋼管杭列10が直径800mm、板厚16mmの鋼管杭で構成され、後列鋼管杭列20が直径800mm、板厚9mmの鋼管杭で構成される。
Based on FIG.3 and FIG.4, the analysis result performed about the foundation structure by this embodiment is demonstrated.
Here, δv2 is the axial displacement of the front row steel pipe pile row, δv1 is the axial displacement of the rear row steel tube pile row, V is the vertical load (acting force), H is the horizontal load (acting force), and M is the moment load ( Acting force), θ represents a rotation angle, δh represents a displacement in the front-rear direction, and δv2-δv1 represents a displacement in the vertical direction.
In the embodiment, the front row steel
比較例1として、前列鋼管杭列10が直径800mm、板厚9mmの鋼管杭で構成され、後列鋼管杭列20が直径800mm、板厚9mmの鋼管杭で構成されるものを用意した。図4に示すように、軸変位δv2、軸変位δv1、回転角θ、前後方向変位δh、垂直方向変位δv2−δv1の全ての項目にわたって、比較例1より実施例のほうが安定していることがわかる。
As Comparative Example 1, the front row steel
比較例2として、比較例2として前列鋼管杭列10が直径800mm、板厚9mmの鋼管杭で構成され、後列鋼管杭列20が直径800mm、板厚16mmの鋼管杭で構成されるものを用意した。図4に示すように、結論として、軸変位δv2、軸変位δv1、回転角θ、前後方向変位δh、垂直方向変位δv2−δv1の全ての項目にわたって、比較例2より実施例のほうが安定していることがわかる。
As comparative example 2, as the comparative example 2, the front row steel
なお、実施例2は、軸変位δv2、軸変位δv1の値自体は実施例1より変位が小さいものの、回転角θ、前後方向変位δh、垂直方向変位δv2−δv1が実施例1よりも大きくなってしまう。従って、後列鋼管杭列20より前列鋼管杭列10の剛性を小さくすることは好ましくないことがわかる。
In the second embodiment, the values of the axial displacement δv2 and the axial displacement δv1 are smaller than those in the first embodiment, but the rotation angle θ, the longitudinal displacement δh, and the vertical displacement δv2-δv1 are larger than those in the first embodiment. End up. Therefore, it turns out that it is not preferable to make the rigidity of the front row steel
以上の通り、前列鋼管杭列10を後列鋼管杭列20より、剛性が高くなるように構成することで、曲げモーメントによって生じる橋台3の構造物の変位及び傾斜を少なくすることができる。
As described above, by configuring the front row steel
上述した実施形態では、前列鋼管杭列10を構成する鋼管杭11〜14の厚みを、後列鋼管杭列20を構成する鋼管杭21〜24の厚みより厚くする場合について説明したが、これに限らない。同じ厚みであっても、直径を大きくすると鋼管杭の曲げ剛性が増加し、基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。また、同じ形状であってもSKK400より引張強さや、降伏点または耐力が高い材質、例えばSKK490を用いたり、SKK400の鋼管内にコンクリートを充填したりして製造することで、結果として鋼管杭の曲げ剛性は増加し、基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。さらに、同じ鋼管杭を用いても、前列鋼管杭列10を構成する鋼管杭の本数を、後列鋼管杭列20を構成する鋼管杭より多くすることで、基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。
Although embodiment mentioned above demonstrated the case where the thickness of the steel pipe piles 11-14 which comprise the front row steel pipe pile row | line |
また、図5に示すように、前列鋼管杭列10を構成する鋼管杭を斜杭にしてもよい。少なくとも前列鋼管杭列10を構成する鋼管杭11〜14を斜杭とすることで基礎構造の前面側の剛性を高めることができる。斜杭は、垂直に配設される鋼管杭に比べて水平耐荷力が大きいので、構造物の変位及び傾斜は効率的に抑制される。全杭に占める斜杭の割合が大きいと、前記効果が大きい。
Moreover, as shown in FIG. 5, you may make the steel pipe pile which comprises the front row steel pipe pile row |
なお、上述した実施形態では、前列鋼管杭列10及び後列鋼管杭列20の前後二列の鋼管杭で橋台3の基礎を構成する場合について説明したが、鋼管杭の配列はこれに限らない。
例えば前後に三列以上の鋼管杭を備えていてもよい。そのような場合であっても、少なくとも最前列の鋼管杭列を、その他の鋼管杭列より剛性が高くなるように構成することで、曲げモーメントに効果的に対抗することができる。
橋台3の重心位置を中心として曲げモーメントが発生するので、この重心位置より最前面側にある鋼管杭列の全てを、その他の鋼管杭列より、剛性が高くなるように構成することで、より効果的に構造物の安定に寄与することができる。
In addition, although embodiment mentioned above demonstrated the case where the foundation of the abutment 3 was comprised with the steel pipe pile of front and rear row steel pipe pile row | line |
For example, three or more steel pipe piles may be provided before and after. Even in such a case, it is possible to effectively counter the bending moment by configuring the steel pipe pile row in at least the front row so as to have higher rigidity than the other steel pipe pile rows.
Since a bending moment is generated around the center of gravity of the abutment 3, by configuring all of the steel pipe pile rows on the forefront side from this center of gravity position to be more rigid than the other steel pipe pile rows, It can contribute to the stability of the structure effectively.
上述した実施形態では、背面側からの土圧が作用する構造物として橋台を例に説明したが、構造物は、斜面の崩壊を防ぐための擁壁であってもよい。上述の基礎構造を備えることで、擁壁は前面方向への大きな変位や傾斜が抑制される。 In the above-described embodiment, the abutment has been described as an example of the structure on which earth pressure from the back side acts. However, the structure may be a retaining wall for preventing the slope from collapsing. By providing the above-mentioned foundation structure, the retaining wall is restrained from large displacement and inclination in the front direction.
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。 Each of the above-described embodiments is an example of the present invention, and the present invention is not limited by the description. The specific configuration of each part can be appropriately changed and designed within the range where the effects of the present invention are exhibited. is there.
10 前列鋼管杭列(基礎構造)
11 鋼管杭
12 鋼管杭
13 鋼管杭
14 鋼管杭
20 後列鋼管杭列(基礎構造)
21 鋼管杭
22 鋼管杭
23 鋼管杭
24 鋼管杭
30 斜杭
10 Front row steel pipe pile row (foundation structure)
11 Steel pipe piles 12 Steel pipe piles 13 Steel pipe piles 14 Steel pipe piles 20 Back row steel pipe pile rows (foundation structure)
21 Steel pipe piles 22 Steel pipe piles 23 Steel pipe piles 24 Steel pipe piles 30 Diagonal piles
Claims (7)
複数の鋼管杭列を備え、
少なくとも最前面に配置された前列鋼管杭列は前記橋台または前記擁壁より前面側にあるとともに、前記橋台または前記擁壁より背面側にある鋼管杭列より、剛性が高く構成されていることを特徴とする基礎構造。 Front you soil pressure acting from the back side facing the water abutment, or to a foundation structure of retaining wall for preventing collapse of the slope due to receive earth pressure acting from the back side,
With multiple steel pipe pile rows,
Together with at least placed front row steel pipe column to the front is the front side of the abutment or the retaining wall, than steel Kankuiretsu on the back side of the abutment or the retaining wall, the rigidity is configured high Basic structure characterized by
複数の鋼管杭列を備え、
前記複数列の鋼管杭列のうち、前記構造物の重心位置より前記最前面側にある鋼管杭列の全てが、その他の鋼管杭列より、剛性が高く構成されていることを特徴とする基礎構造。 The basic structure of the structure where earth pressure from the back side acts,
With multiple steel pipe pile rows,
Of steel pipe piles string before Symbol plurality of rows, all of the steel pipe pile column in the center of gravity of the structure in the foreground side, from the other steel pipe pile column, characterized in that the rigidity is configured high foundation structure that.
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