JP6905387B2

JP6905387B2 - 土留め構造の施工方法

Info

Publication number: JP6905387B2
Application number: JP2017092460A
Authority: JP
Inventors: 平井　孝幸; 孝幸平井; 卓小川; 幸一郎本田; 信雄吉田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2017-05-08
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2037-05-08
Also published as: JP2018188874A

Description

本発明は、開削工事などで用いられる土留め構造およびこの土留め構造の施工方法に関するものである。

従来、土木分野の開削工事では、土留め壁と切梁を用いて地山の変状を抑制しながら地盤の掘削を行っている（例えば、特許文献１、２を参照）。しかし、掘削幅が広く、かつ中間杭が打設できずにスパンが大きくなるような場合、通常のＨ鋼を用いた切梁では部材の耐力が不足するため、切梁をトラス構造に組み立てたトラス切梁を用いることがある。

Ｈ鋼を用いた切梁の場合、土留め壁の変形を抑制するために通常、油圧ジャッキを切梁の途中に設置してプレロードを導入することが多い（例えば、特許文献３を参照）。しかし、トラス切梁の場合には、油圧ジャッキを切梁の途中に設置してプレロードを導入すると、トラス形状の変化により接合部に力が作用してジャッキ設置部分が弱点となることから、プレロードを導入できない。このように通常の方法では、トラス切梁にプレロードを導入できないため、切梁のゆるみによる変形が増大するおそれがある。また、設計を行う場合には、切梁のゆるみを考慮して切梁バネ値を低減する必要があり、設計に手間が掛かるおそれがある。

特開２０１２−１６２８４８号公報特開２００３−１６６２４２号公報特開平２−１６４９１８号公報

このため、トラス切梁にプレロードを導入することのできる土留め構造が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トラス切梁にプレロードを導入可能な土留め構造および施工方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る土留め構造は、掘削対象領域を挟んで左右に設置される土留め壁と、土留め壁に設置される腹起しと、左右の腹起しの間に架設される切梁とを備えた土留め構造であって、前記切梁は、上下方向に間隔をあけて設けられてそれぞれ左右方向に延在する上段切梁および下段切梁と、上段切梁および下段切梁の間に架設され、これらを斜めに連結する斜材とを有するトラス構造の切梁であり、上段切梁および下段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、上段切梁および下段切梁の端部と腹起しとの間に、上段切梁および下段切梁にプレロードを導入するための薄型のジャッキ装置が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る他の土留め構造は、上述した発明において、前記ジャッキ装置がフラットジャッキであることを特徴とする。

また、本発明に係る土留め構造の施工方法は、上述した土留め構造を施工する方法であって、上段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、上段切梁の端部と腹起しとの間に、前記ジャッキ装置を設置して、この前記ジャッキ装置により上段切梁にプレロードを導入する工程と、上段切梁にプレロードを導入した後、下段切梁を設置可能な深さまで掘削対象領域を掘削する工程と、下段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、下段切梁の端部と腹起しとの間に、前記ジャッキ装置を設置して、この前記ジャッキ装置により下段切梁にプレロードを導入する工程と、上段切梁と下段切梁の間に斜材を設置して切梁全体をトラス構造にする工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る土留め構造によれば、掘削対象領域を挟んで左右に設置される土留め壁と、土留め壁に設置される腹起しと、左右の腹起しの間に架設される切梁とを備えた土留め構造であって、前記切梁は、上下方向に間隔をあけて設けられてそれぞれ左右方向に延在する上段切梁および下段切梁と、上段切梁および下段切梁の間に架設され、これらを斜めに連結する斜材とを有するトラス構造の切梁であり、上段切梁および下段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、上段切梁および下段切梁の端部と腹起しとの間に、上段切梁および下段切梁にプレロードを導入するための薄型のジャッキ装置が設けられているので、トラス切梁にプレロードを導入可能な土留め構造を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の土留め構造によれば、前記ジャッキ装置がフラットジャッキであるので、フラットジャッキによってトラス切梁にプレロードを容易に導入することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る土留め構造の施工方法によれば、上述した土留め構造を施工する方法であって、上段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、上段切梁の端部と腹起しとの間に、前記ジャッキ装置を設置して、この前記ジャッキ装置により上段切梁にプレロードを導入する工程と、上段切梁にプレロードを導入した後、下段切梁を設置可能な深さまで掘削対象領域を掘削する工程と、下段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、下段切梁の端部と腹起しとの間に、前記ジャッキ装置を設置して、この前記ジャッキ装置により下段切梁にプレロードを導入する工程と、上段切梁と下段切梁の間に斜材を設置して切梁全体をトラス構造にする工程とを備えるので、トラス切梁にプレロードを導入可能な土留め構造の施工方法を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る土留め構造および施工方法の実施の形態を示す概略側面図である。図２は、本発明に係る土留め構造および施工方法の実施の形態を示す施工手順図である。

以下に、本発明に係る土留め構造および施工方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（土留め構造）
まず、本発明に係る土留め構造の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る土留め構造１０は、掘削対象領域Ｒを挟んで左右の地山Ｇに設置される土留め壁１２と、土留め壁１２に設置される腹起し１４と、左右の腹起し１４の間に架設されるトラス切梁１６（切梁）と、フラットジャッキ１８（ジャッキ装置）とを備えている。

本実施の形態の土留め壁１２は、例えば親杭横矢板壁、鋼矢板壁、柱列式連続壁などの周知の土留め壁により構成される。また、腹起し１４は、土留め壁１２の掘削対象領域Ｒ側の面に固定され、前後方向に延在している。本実施の形態の腹起し１４は、Ｈ鋼により構成されるが、他の断面の鋼材等で構成することもできる。

トラス切梁１６は、上段切梁２０と、下段切梁２２と、鉛直材２４と、斜材２６とからなり、切梁全体がトラス構造のものである。したがって、上段切梁２０および下段切梁２２がトラス構造の弦材として機能する。本実施の形態の上段切梁２０、下段切梁２２、鉛直材２４はＨ鋼、斜材２６は溝形鋼により構成されるが、他の断面の鋼材等で構成することもできる。

上段切梁２０および下段切梁２２は、それぞれ左右方向に延在する切梁である。上段切梁２０は上下方向に間隔をあけた上段側に位置しており、下段切梁２２は下段側に位置している。鉛直材２４は、上段切梁２０と下段切梁２２とを上下方向に連結する部材であり、下部は根入れをしない。斜材２６は、上段切梁２０と鉛直材２４の連結部と、下段切梁２２と鉛直材２４の連結部との間を斜めに連結する部材である。

フラットジャッキ１８は、上段切梁２０および下段切梁２２にプレロードを導入するための超薄型のジャッキ装置であり、上段切梁２０および下段切梁２２の端部における腹起し１４と土留め壁１２との間に設けられている。

このフラットジャッキ１８は、周知のフラットジャッキにより構成され、周囲に半円形の凹みを有する２枚の薄い軟鋼板を溶接により接合して形成された薄型円盤状の袋体と、袋体を挟んで左右に配置される鋼製メッシュにより補強されたモルタルからなる支圧板とを備えている。一方の支圧板は、腹起し１４の側面に当接配置され、他方の支圧板は土留め壁１２の側面に当接配置される。フラットジャッキ１８の袋体には水またはセメント系注入材を外部から注入、排出するための注入口、排出口がそれぞれ設けられている。注入材を袋体に注入すると袋体が膨張して、袋体の腹起し１４側の側面が一方の支圧板に密着するととともに、袋体の土留め壁１２側の側面が他方の支圧板に密着する。注入材が袋体内の隅々まで行き渡ると、フラットジャッキ１８の左右方向の寸法が増大して腹起し１４側の支圧板と土留め壁１２側の支圧板との間の寸法を大きくする。このようなフラットジャッキ１８の動作によって、上段切梁２０および下段切梁２２にプレロードを導入することができる。

したがって、本実施の形態によれば、トラス切梁１６の設置時に、ゆるみの除去および先行プレロードを導入できるため、掘削時の変位を抑制することができる。これにより、掘削時の変位抑制のために必要な切梁構成部材の合理化およびスリム化が図れる。このため、上記の従来の技術に比べて土留め構造の施工コストを縮減することができる。また、施工期間の短縮化および作業安全性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態のフラットジャッキ１８はトラス切梁１６の左右端部に設置されるため、フラットジャッキ１８の設置箇所はトラス切梁１６の構造的弱部とならない。このように、本実施の形態によれば、上記の従来技術のようにトラス切梁１６の左右方向の中間部分にジャッキを設置せずに済むため、トラス切梁１６の内部に構造的弱部が生じるのを回避することができる。

なお、上記の実施の形態においては、フラットジャッキ１８を、上段切梁２０および下段切梁２２の端部における腹起し１４と土留め壁１２との間に設けた場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、フラットジャッキ１８を、上段切梁２０および下段切梁２２の端部と腹起し１４との間に設けてもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記の実施の形態においては、左右の土留め壁１２および腹起し１４の間にトラス切梁１６が左右方向に架設される場合を例にとり説明したが、本発明のトラス切梁１６はこれに限るものではない。例えば、この構成に加えて、さらに前後の土留め壁１２および腹起し１４を設け、この前後間にトラス切梁１６が前後方向に架設される場合であっても適用可能であり、上記と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記の実施の形態においては、トラス切梁１６が上段切梁２０と下段切梁２２という上下２段の弦材で構成される場合を例にとり説明したが、本発明のトラス切梁１６はこれに限るものではなく、上下方向に間隔をあけて３段以上複数段の切梁（弦材）を設置し、各弦材間に斜材、鉛直材を架設することによってトラス切梁１６を構成してもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。

（土留め構造の施工方法）
次に、本発明に係る土留め構造の施工方法の実施の形態について説明する。この施工方法は、土留め壁１２と腹起し１４の間にフラットジャッキ１８を設置してトラス切梁１６にプレロードを導入し、上記の土留め構造１０を施工するものである。

まず、図２（１）に示すように、上段切梁２０、腹起し１４、フラットジャッキ１８をそれぞれ所定の位置に設置する。続いて、フラットジャッキ１８を作動させて上段切梁２０にプレロードを導入する。

次に、図２（２）に示すように、上段の腹起し１４と土留め壁１２の間に裏込めモルタル２８を打設し、裏込めモルタル２８硬化後に、フラットジャッキ１８を撤去する。これにより、フラットジャッキ１８の使用に伴う施工コストを低減できる。なお、フラットジャッキ１８は撤去せずに残置してもよい。この場合、フラットジャッキ１８は裏込めモルタル２８内に残置されることになるが、フラットジャッキ１８は軟鋼板で形成されているため問題は生じない。

次に、図２（３）に示すように、下段切梁２２を設置可能な深さまで掘削対象領域Ｒを掘削する。

次に、下段の腹起し１４と土留め壁１２の間に裏込めモルタル２８を打設し、裏込めモルタル２８硬化後に、フラットジャッキ１８を撤去する。なお、フラットジャッキ１８は、上段の場合と同様に撤去せずに残置してもよい。

そして最後に、図２（４）に示すように、鉛直材２４と斜材２６を設置して、切梁全体をトラス切梁化する。このようにすることで、上記の土留め構造１０を施工することができる。

このように、本実施の形態の施工方法によれば、トラス切梁１６の設置時に、ゆるみの除去および先行プレロードを導入できるため、掘削時の変位を抑制することができる。これにより、掘削時の変位抑制のために必要な切梁構成部材の合理化およびスリム化が図れる。このため、上記の従来の技術に比べて土留め構造の施工コストを縮減することができる。また、施工期間の短縮化および作業安全性の向上を図ることができる。

また、フラットジャッキ１８はトラス切梁１６の左右端部に設置されるため、フラットジャッキ１８の設置箇所はトラス切梁１６の構造的弱部とならない。このように、本実施の形態によれば、上記の従来技術のようにトラス切梁１６の左右方向の中間部分にジャッキを設置せずに済むため、トラス切梁１６の内部に構造的弱部が生じるのを回避することができる。

以上説明したように、本発明に係る土留め構造によれば、掘削対象領域を挟んで左右に設置される土留め壁と、土留め壁に設置される腹起しと、左右の腹起しの間に架設される切梁とを備えた土留め構造であって、前記切梁は、上下方向に間隔をあけて設けられてそれぞれ左右方向に延在する上段切梁および下段切梁と、上段切梁および下段切梁の間に架設され、これらを斜めに連結する斜材とを有するトラス構造の切梁であり、上段切梁および下段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、上段切梁および下段切梁の端部と腹起しとの間に、上段切梁および下段切梁にプレロードを導入するための薄型のジャッキ装置が設けられているので、トラス切梁にプレロードを導入可能な土留め構造を提供することができる。

また、本発明に係る他の土留め構造によれば、前記ジャッキ装置がフラットジャッキであるので、フラットジャッキによってトラス切梁にプレロードを容易に導入することができる。

また、本発明に係る土留め構造の施工方法によれば、上述した土留め構造を施工する方法であって、上段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、上段切梁の端部と腹起しとの間に、前記ジャッキ装置を設置して、この前記ジャッキ装置により上段切梁にプレロードを導入する工程と、上段切梁にプレロードを導入した後、下段切梁を設置可能な深さまで掘削対象領域を掘削する工程と、下段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、下段切梁の端部と腹起しとの間に、前記ジャッキ装置を設置して、この前記ジャッキ装置により下段切梁にプレロードを導入する工程と、上段切梁と下段切梁の間に斜材を設置して切梁全体をトラス構造にする工程とを備えるので、トラス切梁にプレロードを導入可能な土留め構造の施工方法を提供することができる。

以上のように、本発明に係る土留め構造および施工方法は、開削工事などで用いる土留め構造に有用であり、特に、切梁をトラス構造にしたトラス切梁にプレロードを容易に導入するのに適している。

１０土留め構造
１２土留め壁
１４腹起し
１６トラス切梁（切梁）
１８フラットジャッキ（ジャッキ装置）
２０上段切梁
２２下段切梁
２４鉛直材
２６斜材
２８裏込めモルタル
Ｇ地山
Ｒ掘削対象領域

Claims

掘削対象領域を挟んで左右に設置される土留め壁と、土留め壁に設置される腹起しと、左右の腹起しの間の上段側において左右方向に架設される上段切梁と、下段側において左右方向に架設される下段切梁を備えた土留め構造を施工する方法であって、
左右の腹起しの間に上段切梁を架設する工程と、
上段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、上段切梁の端部と腹起しとの間に、薄型のジャッキ装置を設置して、このジャッキ装置により上段切梁にプレロードを導入する工程と、
上段切梁にプレロードを導入した後、下段切梁を設置可能な深さまで掘削対象領域を掘削する工程と、
掘削した領域における左右の腹起しの間に下段切梁を架設する工程と、
下段切梁の端部における腹起しと土留め壁との間、または、下段切梁の端部と腹起しとの間に、薄型のジャッキ装置を設置して、このジャッキ装置により下段切梁にプレロードを導入する工程と、
下段切梁にプレロードを導入した後、上段切梁と下段切梁の間を斜材で連結して切梁全体をトラス構造にする工程とを備えることを特徴とする土留め構造の施工方法。