JP6515731B2

JP6515731B2 - 山留め壁の支持構造

Info

Publication number: JP6515731B2
Application number: JP2015157263A
Authority: JP
Inventors: 後藤　和彦; 和彦後藤; 真人関谷; 俊真保; 康雄元井
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: JP2017036566A

Description

本発明は、背面に控え壁を備えた山留め壁の支持構造に関する。

地盤を掘削して地下構造物を築造する場合、山留め壁を構築した後に、その内側の地盤の掘削工事を行なう。このとき、根切り部分において山留め壁が周囲の土圧により変形もしくは転倒し、これに伴って周辺地盤に沈下等の大規模な変状が発生するおそれがある。このような山留め壁の変形もしくは転倒を抑制するべく、山留め壁の背面に控え壁を設置する方法が知られている。

例えば、特許文献１では、山留め壁本体の背面に複数の控え壁を構築することにより、地山から側圧が作用した際の山留め壁本体の変形もしくは転倒を抑制するとともに、複数の控え壁を、隣り合う控え壁に挟まれた地山にアーチング作用を発生させることのできる間隔をもって配置し、掘削工事に伴って山留め壁本体に作用する側圧を小さくしている。これにより、山留め壁本体と控え壁との接続部に作用する引張力を低減させ、山留め壁本体と控え壁との接続部に生じやすい引張り破壊を防止している。

特開平１０−１５２８４１号公報

しかし、地山にアーチング作用を期待する場合、複数の控え壁を非常に狭い間隔で配置する必要があり、控え壁を構築するために多大な作業時間や材料コストを費やすこととなる。また、地山に対して確実にアーチング作用を発生させるための、控え壁の配置間隔を算定する方法が確立されておらず、ましてや、地山が軟弱地盤である場合には、アーチング作用が発生しない場合も想定される。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、地盤条件によることなく、地山から山留め壁に側圧が作用した際に、山留め壁とその背面に構築した控え壁を確実に一体に挙動させ、経済的かつ効率よく山留め壁を支持することの可能な、山留め壁の支持構造を提供することである。

かかる目的を達成するため本発明の山留め壁の支持構造は、山留め壁の背面に直交して接合される地盤改良壁よりなる控え壁と、該控え壁の地山側側端部に備えられる芯材と、該芯材の頭部と前記山留め壁の頭部とを連結する緊張材と、を備えることを特徴とする。

本発明の山留め壁の支持構造によれば、控え壁に備えた芯材と山留め壁とを緊張材にて連結することにより、掘削工事の進行に伴って山留め壁に地山から側圧が作用した際に、山留め壁と控え壁との接合部の剥離を防止できる。このため、山留め壁と控え壁の接合部に引張り破壊を生じさせることなく、両者を確実に一体となって挙動させることでき、控え壁にて高められた山留め壁の曲げ剛性と、控え壁と地山との周面摩擦抵抗にて、効率よく山留め壁を支持し、変形および転倒を抑止することが可能となる。

また、山留め壁と控え壁の接合部に発生する引張力を低減するべく、控え壁を狭い間隔で配置して地山にアーチング作用を発生させる必要がないため、地山と控え壁との間に生じる周面摩擦力や、山留め壁の曲げ剛性等を考慮し、経済的かつ効率のよい配置間隔で控え壁を構築することが可能となる。

さらに、緊張材による山留め壁と控え壁に備えた芯材との連結を、頭部にて行うことにより、施工性良くまた確実に山留め壁と控え壁に備えた芯材とを連結することが可能となる。

また、控え壁の地山側側端部に芯材を備えることで、掘削領域の掘削工事に起因して山留め壁に側圧が作用することに伴い、控え壁の地山側側端部に鉛直方向の引張力が作用して控え壁の地山側側端部近傍にひび割れが発生しても、一気にひび割れが進展して破壊する現象を抑止することが可能となる。加えて、芯材を備えない場合と比較して、控え壁の剛性が高まることにより、控え壁の平面視長さを短くすることができ、山留め壁と敷地境界との間隔が狭隘な場合にも、控え壁を用いた山留め壁の支持構造を採用することも可能となる。

本発明の山留め壁の支持構造は、前記控え壁を貫通するように打設されてなる地盤アンカーを備え、該地盤アンカーが、頭部を山留め壁に設置された腹起しに定着されるとともに、定着体を前記芯材の背面に当接するように定着されることを特徴とする。

本発明の山留め壁の支持構造によれば、控え壁に備えた芯材と山留め壁とが、緊張材と地盤アンカーにより、高さ方向に少なくとも２カ所で連結されるため、山留め壁と控え壁の接合部について、上端から下端に至るまで引張り破壊を生じさせることなく、山留め壁と控え壁との一体性をより高めることが可能となるだけでなく、山留め壁のはらみ出しを抑制することも可能となる。

本発明によれば、緊張材を介して控え壁と山留め壁を連結することにより、山留め壁に側圧が作用した際にも確実に両者を一体に挙動させ、控え壁にて高められた山留め壁の曲げ剛性と、控え壁と地山との周面摩擦抵抗にて、経済的かつ効率よく山留め壁の変形および転倒を抑止することが可能となる。

本発明における山留め壁の支持構造の概略を示す図である。本発明における山留め壁の支持構造の平面を示す図である。本発明における地盤アンカーを設置した事例を示す図である。本発明における地盤アンカーを設置した他の事例（その１）を示す図である。本発明における地盤アンカーを設置した他の事例（その１）の平面を示す図である。本発明における地盤アンカーを設置した他の事例（その２）の平面を示す図である。

本発明の山留め壁の支持構造は、山留め壁の背面に地盤改良壁よりなる控え壁を構築するにあたり、控え壁に芯材を備えるとともに、芯材と山留め壁とを緊張材にて連結することで、山留め壁と控え壁を一体に挙動させるものである。

以下に、本発明の山留め壁の変形抑止構造を、図１〜図５を用いて説明する。
なお、山留め壁の支持構造が適用される山留め壁は、ソイルセメント壁、コンクリート壁、泥水固化壁等、いずれにて構築されたものでもあってもよい。

〈第１の実施の形態〉
図１及び図２で示すように、山留め壁１には、背面に接合するように地盤改良壁よりなる控え壁２が間隔を有して複数構築されており、控え壁２の地山側側端部２ａには、鉛直状に立設された２本のＨ鋼材によりなる芯材３が備えられている。

また、控え壁２に備えた芯材３の頭部は、アンボンド処理を施した緊張材４を介して山留め壁１の頭部に連結されている。具体的には、図１で示すように、控え壁２の地山側側端部２ａ近傍に地山をすき取ったすき取り部５が形成されており、このすき取り部５に芯材３の頭部が露出している。そして、山留め壁１の掘削領域６に面する前面であって、山留め壁１の頭部近傍に備えられている腹起し７と控え壁２の芯材３の頭部とが、緊張材４にて連結されている。このとき、緊張材４には必ずしも緊張力は導入されていない。

このように、緊張材４にて山留め壁１と控え壁２に備えた芯材３とを連結することで、掘削領域６における掘削工事の進行に伴って、山留め壁１に地山から側圧が作用した際に、山留め壁１と控え壁２との接合部２ｂに発生する剥離を防止できる。

このため、山留め壁１と控え壁２の接合部２ｂに引張り破壊を生じさせることなく、山留め壁１と控え壁２を確実に一体となって挙動させることができる。これにより、控え壁２にて高められた山留め壁１の曲げ剛性と、控え壁２と地山との周面摩擦抵抗にて、効率よく山留め壁１を支持し、山留め壁１の変形および転倒を抑止することが可能となる。

また、山留め壁１と控え壁２の接合部２ｂに発生する引張力を低減するべく、控え壁２を狭い間隔で配置して地山にアーチング作用を発生させる必要がないため、地盤条件に影響されることなく、地山と控え壁２との間に生じる周面摩擦力や、山留め壁１の曲げ剛性等を考慮し、経済的かつ効率のよい配置間隔で控え壁２を構築することが可能となる。

さらに、緊張材４による連結を、山留め壁１と控え壁２に備えた芯材３との頭部にて行うことにより、施工性良くまた確実に山留め壁１と控え壁２に備えた芯材３とを連結することが可能となる。

また、控え壁２の地山側側端部２ａに芯材３を備えることで、掘削領域６の掘削工事に起因して山留め壁に側圧が作用することに伴い、控え壁２の地山側側端部２ａに鉛直方向の引張力が作用して、控え壁２の地山側側端部２ａ近傍に水平方向のひび割れが発生しても、一気にひび割れが進展して破壊する現象を抑止することが可能となる。

加えて、芯材３を備えない場合と比較して控え壁２の剛性が高まることにより、控え壁２の平面視長さを短くすることができ、山留め壁１と敷地境界との間隔が狭隘な場合にも、控え壁２を用いた山留め壁１の支持構造を採用することが可能となる。

なお、本実施の形態では、控え壁２をなす地盤改良壁を柱列式地盤改良工法にて構築したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、高圧噴射工法、壁式地盤改良工法等いずれの地盤改良工法にて構築されるものでもよい。また、芯材３は、必ずしも２本のＨ鋼材に限定されるものではなく、地盤改良壁の芯材として一般に用いられている鋼材であれば、いずれを採用してもよい。さらに、緊張材４についても、高い引張強さを備える部材でれば、タイロッドやＰＣ棒鋼等いずれを採用してもよい。

〈第２の実施の形態〉
ところで、地山が軟弱な場合において掘削領域６の掘削工事が進行すると、地山からの側圧により山留め壁１の中間高さ位置にはらみ出しを生じやすい。そこで、図３で示すように本実施の形態では、地盤アンカー８を採用している。

つまり、山留め壁１の掘削領域６に面する前面であって、山留め壁１の中間高さ近傍に腹起し７を設置するとともに、控え壁２内に地盤アンカー８を打設し、地盤アンカー８の頭部を腹起し７に定着させるとともに、定着体８１を控え壁２の内部に定着させている。

なお、地盤アンカー８は、一般に広く知られているアンボンドシースに被覆された緊張材を採用し、緊張材の先端部近傍をアンボンドシースから露出させて定着体８１を形成している。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、一般に地盤アンカー工法にて採用されているアンカー部材であれば、地盤アンカー８にいずれを用いてもよい。また、地盤アンカー８における定着体８１の定着位置は、控え壁２の内部であればいずれでもよい。

さらに、図４および図５で示すように、地盤アンカー８そのものは控え壁２の内部に打設するものの、定着体９を控え壁２の地山側側端部２ａより地山側へ突出させてもよい。この場合には、例えば、地盤アンカー８に拡径型アンカーを採用するとよい。

具体的には、地盤アンカー８の先端に、アンボンドシースから露出させた緊張材を覆う拡径可能な袋体９１を設置しておき、控え壁２に備えた芯材３の背面側に袋体９１の基端部が当接するよう、控え壁２を貫通して地盤アンカー８を打設した後、袋体９１にグラウト材９２を充填する。すると、地盤アンカー８には、グラウト材９２の充填により拡径した袋体９１よりなる定着体９が構築される。なお、地盤アンカー８は、上記の拡径型アンカーに限定されるものではなく、地盤アンカー８にて山留め壁１と控え壁２に備えた芯材３とを連結できる構成を有していれば、いずれを採用してもよい。

これにより、控え壁２に備えた芯材３と山留め壁１とが、緊張材４と地盤アンカー８により、高さ方向に少なくとも２カ所で連結されるため、接合部２ｂの上端から下端に至るまで、引張り破壊を生じることなく、山留め壁１と控え壁２との一体性をより高めることができるだけでなく、山留め壁１のはらみ出しを抑制することも可能となる。

また、地盤アンカー２は必ずしも控え壁２の内部に打設する必要はなく、図６で示すように、隣り合う控え壁２の間の地山に打設してもよい。この場合には、地盤アンカー８の定着体８１が位置する領域に定着用地盤改良体１０を構築し、この定着用地盤改良体１０に定着体８１を定着させるとよい。そして、地山が軟弱地盤である場合には、地盤アンカー８に緊張力が導入された際に定着体８１を介して定着用地盤改良体１０に発生する反力が、山留め壁１に伝達されることを考慮し、山留め壁１の掘削領域６側に面する前面と接するように、掘削領域６の根切り底以深に地盤改良体１１を構築しておくとよい。

なお、本発明における山留め壁１の支持構造は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、本実施の形態において、控え壁２は、地山側側端部２ａにのみ芯材３を備える構成としたが、必ずしもこれに限定するものではなく、地山側側端部２ａから山留め壁１に向かって芯材３を複数並列配置し、これらと山留め壁１とを緊張材４にて連結してもよい。

１山留め壁
１１芯材
２控え壁
３芯材
４緊張材
５すき取り部
６掘削領域
７腹起し
８地盤アンカー
８１定着体
９定着体
９１袋体
９２グラウト
１０定着用地盤改良体
１１地盤改良体

Claims

山留め壁の背面に直交して接合される地盤改良壁よりなる控え壁と、
該控え壁の地山側側端部に備えられる芯材と、
該芯材の頭部と前記山留め壁の頭部とを連結する緊張材と、
を備えることを特徴とする山留め壁の支持構造。
請求項１に記載の山留め壁の支持構造において、
前記控え壁を貫通するように打設されてなる地盤アンカーを備え、
該地盤アンカーが、頭部を山留め壁に設置された腹起しに定着されるとともに、定着体を前記芯材の背面に当接するように定着されることを特徴とする山留め壁の支持構造。