JP2006291540A - 土留め壁用矢板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 土留め壁として使用する矢板の断面強度を高めて、その小断面化、軽量化を図り、掘削の作業性、安全性を向上させる。
【解決手段】 掘削部分3の土留め壁1として使用する矢板4に対して、その応力発生度が10N/cm2 以上となる部位に、予め繊維強化プラスチック5を貼り付けておく。
【選択図】 図1
【解決手段】 掘削部分3の土留め壁1として使用する矢板4に対して、その応力発生度が10N/cm2 以上となる部位に、予め繊維強化プラスチック5を貼り付けておく。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ビル地下室工事等の土留め壁として使用される矢板に係り、特に複合構造により断面剛性を向上させた矢板に関する。
例えば、ビルの地下室工事においては、図4に示すように、ビル2の地下となる掘削部分3の四方に多数の矢板4を相互に密着させて打ち込むことにより、土留め壁1と称する囲い壁を形成する。そして、これらの土留め壁すなわち矢板4を、切梁6と称するつっかい棒で押さえながら徐々に掘削を行なって地下室を構築する工法、いわゆる切梁式矢板工法が広く採用されている。
このような切梁式矢板工法においては、従来より、矢板4に作用する土圧の大きさに対して、矢板4の断面や切梁6の断面、架設間隔L1 等の形式が決定されてきた(非特許文献1参照)。
すなわち、掘削深さが大きく、矢板4に作用する土圧が大きくなるほど(図4に矢印で示す)、より断面の大きな矢板が土留め壁として使用され、また、対向する矢板4,4間に架設する切梁6も、より断面の大きなものが使用される。しかも、切梁6は、その架設間隔L1 が狭められて設置本数が増加してゆくのである。
すなわち、掘削深さが大きく、矢板4に作用する土圧が大きくなるほど(図4に矢印で示す)、より断面の大きな矢板が土留め壁として使用され、また、対向する矢板4,4間に架設する切梁6も、より断面の大きなものが使用される。しかも、切梁6は、その架設間隔L1 が狭められて設置本数が増加してゆくのである。
大成建設技術開発部編著「入門ビジュアルテクノロジー建築・土木のしくみ」(株)日本実業出版社 1996年10月15日第7刷発行126〜127頁
このため、従来の切梁式矢板工法では、掘削深さが大きくなるにつれて、次第に切梁6の設置作業等が煩雑になり、掘削の作業性が悪化するとともに、切梁6を確実に設置しえない部分が生じる等の安全性に支承をきたす事態が頻繁に発生していた。
本発明者らは、このような問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、土留め壁として使用する矢板に対して、その掘削の進行にともなう土圧の作用で応力発生度が所定値以上となる部位表面に、予めシート状の繊維強化プラスチックを貼り付けておくと、矢板素材と繊維強化プラスチック双方の複合化により当該部位の断面剛性が強化されて、その応力発生度が緩和され、比較的小さい断面の軽量矢板であっても、掘削深さの大きな地盤の土留め壁として使用できる十分な耐圧強度が得られることを見出した。
すなわち、本発明は、掘削部分の土留め壁として使用する矢板の応力発生度が10N/cm2 以上となる部位に、予め繊維強化プラスチックを貼り付けておくことにより、その断面剛性を強化し、応力発生度を緩和してなる土留め壁用矢板を要旨とするものである。
この場合、繊維強化プラスチックは、シート状をなし、矢板長さ方向については、応力発生度が10N/cm2 以上となる部位をカバーし、矢板幅方向については、全幅の50〜100%の部位をカバーするように矢板表面に貼り付けておくのがよい。
また、繊維強化プラスチックを貼り付ける矢板としては、鋼製、コンクリート製、ステンレス製、FRP製のものを使用することができる。
上記構成よりなる本発明の土留め壁用矢板によれば、使用する矢板の要部表面に、予めシート状の繊維強化プラスチックを貼り付けておくだけで、掘削の進行により従来10N/cm2 以上の大きな応力が発生していた部位の断面剛性が強化され、その応力発生度が著しく低減される。
したがって、同一素材の矢板であっても、従来に比べてより小さい断面の軽量な矢板を、同じ掘削深さの土留め壁として使用することができる。また、土留め壁間に架設する切梁にも断面の小さな軽量切梁を使用することができ、かつ、その架設本数を減少させることができるから、トータルコストが低減するとともに掘削の作業性、安全性が著しく向上する。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る土留め壁用矢板を実施した切梁式矢板工法の一例であり、1はビル2の地下となる掘削部分3の四方に打ち込まれた土留め壁、6は対向する土留め壁1間に、つっかい棒として所要間隔で段状に架設された切梁を示している。
すなわち、掘削部分3の四方に打ち込まれた土留め壁1は、多数の矢板4を相互に密着させて地盤に打ち込むことにより形成したものであり、図示例では、図2に示すような断面形状U形の鋼矢板4を使用している。
これらのU形鋼矢板4は、幅W400〜600mm、長さL6〜20m、厚さt4.5〜25mm程度の大きさであり、そのU字形に突出するウェブ部4’の外表面部には、当該矢板4を地盤に打ち込む以前の段階で、繊維強化プラスチック5が貼り付けてある。
これらの繊維強化プラスチック5はシート状をなしており、矢板4の長さL方向に対しては、掘削の進行による土圧の作用で発生応力度が10N/cm2 以上になると予測される部位をカバーし、矢板4の幅W方向に対しては、全幅の50〜100%の部位をカバーするように貼り付けられている。ここで、矢板4の長さL方向の貼り付け部位を応力発生度10N/cm2以上としたのは、これ以下の応力度発生部位では、貼り付けたことによる応力の緩和効果が少ないからである。また、矢板4の幅W方向の貼り付け部位を全幅の50〜100%としたのは、50%以下では発生応力の緩和効果が小さいからである。なお、幅W方向の貼り付けは、ウェブ部4’を中心に行ない、応力負担度が大きい場合にはフランジ部4”にも貼り付けることとする。
本発明でいう繊維強化プラスチック5は、繊維状の形態で用いられる強化材と、マトリックスである低圧成形用熱硬化性樹脂との積層成形品として定義されるものであり、その強化材には、代表的なガラス繊維のほか、カーボン繊維やボロン繊維等を使用することができる。また、低圧成形用熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
図示例の繊維強化プラスチック5は、強化材にガラス繊維を使用し、マトリックスにエポキシ樹脂を使用した一般的なGFRP材である。この繊維強化プラスチック5の矢板4表面への貼り付けは、まず、矢板4表面の前記補強部位を研磨し洗浄した後、マトリックスである液状エポキシ樹脂をローラにて塗布する。次いで、その上にガラス繊維シート(市販品)を貼付し、これをローラにて先に塗布したエポキシ樹脂に含浸させる。この作業を複数回繰り返して、上記ガラス繊維シートを複数層に積層し、硬化させる。これにより所要厚さのシート状に形成された繊維強化プラスチック5を、矢板4表面に貼り付けたものである。
上記構成よりなる本発明の矢板4をビル地下室工事の土留め壁として使用し、その矢板断面の掘削の進行により発生する応力分布をFEM解析により調査した。
その結果、本発明に係る矢板4は、従来10N/cm2 以上の大きな応力発生度を示していた部位の応力発生度が、繊維強化プラスチック5を貼り付けたことにより約20%程度まで緩和されていることが判明した。また、これにより、深さが同程度の掘削工事であれば、従来に比べてより小断面の軽量矢板を土留め壁として使用することができ、切梁6についても、より小断面の軽量な切梁を、従来よりも広い架設間隔L1 で設置できることが確認できた。
なお、図示例は、断面形状U形の鋼矢板に本発明を適用した例であるが、矢板の断面形状や材質はこれに限るものではなく、断面形状が直線形やZ形、H形等であってもよいし、材質的にも鋼矢板に限らず、コンクリート製やステンレス製、FRP製の矢板であってもよい。
また、本発明に係る土留め壁用矢板4は、図示例の切梁式矢板工法への適用に限るものではなく、例えば図3に示すような切梁を使用しない自立式矢板工法や地盤アンカー工法等においても、その土留め壁として適用可能である。
1 土留め壁
3 掘削部分
4 矢板
4’ 矢板のウェブ
4” 矢板のフランジ
5 繊維強化プラスチック
6 切梁
L1 切梁の架設間隔
3 掘削部分
4 矢板
4’ 矢板のウェブ
4” 矢板のフランジ
5 繊維強化プラスチック
6 切梁
L1 切梁の架設間隔
Claims (3)
- 掘削部分の土留め壁として使用する矢板の応力発生度が10N/cm2 以上となる部位に、予め繊維強化プラスチックを貼り付けておくことにより、その断面剛性を強化し、応力発生度を緩和してなる土留め壁用矢板。
- 繊維強化プラスチックはシート状をなし、矢板の長さ方向については、応力発生度が10N/cm2 以上となる部位をカバーし、矢板の幅方向については、全幅の50〜100%の部位をカバーするように矢板表面に貼り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の土留め壁用矢板。
- 矢板は、鋼製、コンクリート製、ステンレス製もしくは繊維強化プラスチック製である請求項1または2に記載の土留め壁用矢板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005112366A JP2006291540A (ja) | 2005-04-08 | 2005-04-08 | 土留め壁用矢板 |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006291540A true JP2006291540A (ja) | 2006-10-26 |
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ID=37412391
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110205889A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-06 | 兰州铁道设计院有限公司 | 采用组合式桩板墙结构进行既有线路基帮宽改造的方法 |
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2005
- 2005-04-08 JP JP2005112366A patent/JP2006291540A/ja active Pending
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CN110205889A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-06 | 兰州铁道设计院有限公司 | 采用组合式桩板墙结构进行既有线路基帮宽改造的方法 |
CN110205889B (zh) * | 2019-06-11 | 2021-03-02 | 兰州铁道设计院有限公司 | 采用组合式桩板墙结构进行既有线路基帮宽改造的方法 |
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