JP2019183437A - 腹起し設置具及び腹起し設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削後に露出された壁面に対して溶接を行う必要がなく、短時間で腹起しを設置することが可能になる腹起し設置具を提供する。【解決手段】壁面Ｍ１に腹起しを設置するための吊型腹起し設置具１である。そして、横方向に延設されて反力部を接続させることが可能な横延伸部１１と、横延伸部の一方の端部１１１から垂下される縦延伸部１２と、縦延伸部に固定されるブラケット部２とを備えている。このブラケット部は、横延伸部とは反対方向に突出されることになる。【選択図】図１

Description

本発明は、山留壁などの壁面に腹起しを設置するための技術に関する。

特許文献１，２に開示されているように、地盤を掘削して掘り下げていく場合に、掘削によって露出する地盤の鉛直掘削面を保護するために山留壁が設けられる。この山留壁は、掘削溝の空間側に変形しないように、切梁やアンカーによって背面地盤側に押し付けられることになる。

例えば特許文献１には、鉛直方向に向けて延伸された山留壁の芯材に対して、その芯材に直交する水平方向に向けた腹起しを架け渡し、アンカーの頭部を腹起しの表面側に固定させた腹起し取付け構造が開示されている。
ところで特許文献１に開示されているような方法では、山留壁に腹起しを設置するためには、ブラケットを溶接によって壁面に取り付ける必要がある。この特許文献１には、溶接作業の労力及び時間を削減するために、芯材の表面に突起を設け、その突起にブラケットを引っ掛ける構成が開示されている。
また、特許文献２には、支保工として切梁とアンカーとが併用された山留構造が開示されている。

特開２００６−３７５５２号公報 特開２０１７−９６０６３号公報

しかしながら特許文献１に開示されているような方法では、掘削後に露出された芯材の表面に対して突起を溶接で取り付ける作業を無くすことはできず、壁面に加工ができない場合は採用することができない。

そこで、本発明は、掘削後に露出された壁面に対して溶接を行う必要がなく、壁面に加工を施さなくても短時間で腹起しを設置することが可能になる腹起し設置具及び腹起し設置構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の腹起し設置具は、壁面に腹起しを設置するための腹起し設置具であって、前記壁面に上方で交差する上面に設置させるための横方向に延設されて反力部を接続させることが可能な横延伸部と、前記横延伸部の一端から前記壁面に沿って垂下させる縦延伸部と、前記縦延伸部に固定されるブラケット部とを備え、前記ブラケット部は前記横延伸部とは反対方向に突出されることを特徴とする。
ここで、前記反力部は重量物であって、前記横延伸部は前記重量物を積載可能に形成されている構成とすることができる。また、前記縦延伸部には、延伸方向に間隔を置いて複数のブラケット部が固定されている構成とすることができる。

また、腹起し設置構造の発明は、複数の上記した腹起し設置具によって、間隔を置いて壁面に配置された複数の前記ブラケット部に腹起しを横架させる腹起し設置構造であって、前記腹起し設置具は前記縦延伸部が前記壁面に沿うように設置されており、前記壁面に上方で交差する上面に設置された前記横延伸部には前記反力部が接続され、間隔を置いて同じ高さに配置された複数の前記ブラケット部間には腹起しが架け渡されていることを特徴とする。

このように構成された本発明の腹起し設置具は、反力部を接続させることが可能な横延伸部と、その一端から垂下される縦延伸部と、縦延伸部に固定されるブラケット部とを備えている。
このため、掘削後に地表などの壁面上方の上面に横延伸部を置いて縦延伸部を壁面に沿って垂下させて反力部を接続させるだけで、横延伸部とは反対方向に突出されたブラケット部に腹起しを設置することができるようになる。すなわち、掘削によって露出された壁面に対してブラケット部を固定するための溶接を行う必要がなく、吊り下げるだけで短時間に腹起しを設置することができる。

また、横延伸部の上に反力部となる重量物を載置させる場合は、重量物の重さや横延伸部に対して置く位置を調整するだけで、容易にブラケット部に作用する力の大きさに対応させることができる。さらに、腹起し設置具の縦延伸部には複数のブラケット部を固定しておくことができるので、１段目の腹起しだけでなく、それより深部にも迅速に腹起しを設置することができるようになる。

そして、腹起し設置構造の発明は、腹起し設置具の横延伸部に反力部が接続されて、複数のブラケット部が間隔を置いて同じ高さに配置されているので、腹起しを水平に横架させることができる。

本実施の形態の吊型腹起し設置具の構成を説明する斜視図である。 本実施の形態の腹起し設置構造の構成を説明する斜視図である。 腹起し設置構造の詳細な構成の一例を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本実施の形態の腹起し設置具となる吊型腹起し設置具１及び腹起し設置構造を、模式的に説明する図である。

通常、山留工事においては、地表から地盤Ｇを順に掘り下げていき、掘削の進捗に伴って、腹起しを逐次設置し、その腹起しに対して切梁やアンカーを設置する。このため、掘削深度が深くなると、腹起しが１段目，２段目，３段目，・・・と深さ方向に増えていくことになる。

腹起しを載せるブラケットは、一般的にはＨ形鋼や鋼矢板によって形成された山留壁の表面に、溶接によって固定されていた。これに対して、図１に示すように、山留壁の壁面Ｍ１が鉄筋コンクリートによって形成されていて、溶接ができない場合がある。また、地下構造物Ｍが防水仕様で、壁面Ｍ１を損傷させることができない場合がある。本実施の形態の吊型腹起し設置具１及び腹起し設置構造は、このような状況下での利用に適している。

ここでは、山留工事が行われる掘削溝の少なくとも一辺の例えば一部が、鉄筋コンクリート製の地下構造物Ｍの隅角部によって形成されている場合を例に説明する。このような箇所では、壁面Ｍ１の上方は地下構造物Ｍの上面Ｍ２となり、山留壁がコンクリート製の壁面Ｍ１となる。そして、上面Ｍ２と壁面Ｍ１とは、壁面Ｍ１の上方で略直角に交差している。

本実施の形態の吊型腹起し設置具１は、横方向に延設される横延伸部１１と、横延伸部１１の一端から垂下される縦延伸部１２と、縦延伸部１２に固定されるブラケット部２とによって、主に構成される。

横延伸部１１は、長尺状の部材で、Ｈ形鋼や溝形鋼などの鋼材、又は鉄筋コンクリートなどによって直方体状に成形された梁状部材などによって形成される。要するに、後述する重量物の載置が可能となる上面１１２が形成されていて、端部１１１に接続される縦延伸部１２から伝達される力に対して、必要なアーム長が確保できる長さ及び剛性を有している。

一方、縦延伸部１２は、長尺状の部材で、Ｈ形鋼や溝形鋼などの鋼材、又は引張強度の高い軸力材などによって形成される。通常、縦延伸部１２の上端１２１は、横延伸部１１の端部１１１に対して双方の延伸方向が略直交するように取り付けられる。この縦延伸部１２と横延伸部１１とが交差する角度は、壁面Ｍ１と上面Ｍ２とが交差する角度に合わせて設定するのが通常である。

縦延伸部１２は、横延伸部１１の一方の端部１１１から垂下された状態になる。詳細には、縦延伸部１２と壁面Ｍ１との間には接合や接着はなく、縦延伸部１２は横延伸部１１の端部１１１から吊り下げられた状態になる。すなわち、水平な上面Ｍ２に横延伸部１１が設置されると、上面Ｍ２に対して直交する壁面Ｍ１に沿って縦延伸部１２が垂下されることになる。

そして、縦延伸部１２に対してブラケット部２が固定される。例えば、縦延伸部１２の側面１２２に対して、直角三角形状のブラケット部２が溶接などで固定される。この固定作業は、吊型腹起し設置具１の設置前に行われる。

横延伸部１１と反対側の縦延伸部１２の側面１２２にブラケット部２が固定されることで、ブラケット部２は横延伸部１１とは反対方向である壁面Ｍ１から突出されることになる。本実施の形態では、横延伸部１１の上面１１２とブラケット部２の上面とは略平行となる。
このブラケット部２は、縦延伸部１２の側面１２２に固定する構成に限定されるものではなく、縦延伸部１２の延長となる鉛直材を備えたブラケット部であれば、縦延伸部１２の下端に取り付けることもできる。

地下構造物Ｍの上面Ｍ２の損傷を防ぐためには、上面Ｍ２上にコンクリートや鋼板などによって保護層５が設けられる。そしてこの保護層５の上に、水平方向となる壁面Ｍ１の延伸方向に間隔を置いて、複数の吊型腹起し設置具１，１が設置される。
この吊型腹起し設置具１，１の設置によって壁面Ｍ１の同じ高さに複数のブラケット部２，２が配置されると、図２に示すように、腹起し４を横架させることができるようになる。

腹起し４は、Ｈ形鋼や複数の鋼材を組み合わせて形成される長尺状の部材である。腹起し４の重量がブラケット部２に作用すると、Ｌ字形に形成された吊型腹起し設置具１には、横延伸部１１の壁面Ｍ１から最も離れた後端が浮き上がって転倒するようなモーメント力が作用することになる。

このモーメント力に対抗させるために、横延伸部１１の上面１１２には、反力部となる重量物としてブロック３を載せる。この横延伸部１１の浮き上がりの支点は、縦延伸部１２と接合させる端部１１１付近（壁面Ｍ１の直上付近）となるため、その端部１１１から離れた位置にブロック３を載置させた場合の方が、アーム長が稼げて少ない重量で浮き上がりを防ぐことができる。

図３は、吊型腹起し設置具１Ａ及びそれを使用して構築される腹起し設置構造の詳細な構成を説明する断面図である。以下において、詳細説明を省略する構成については、上述した吊型腹起し設置具１及び腹起し設置構造と同じになる。

この吊型腹起し設置具１Ａは、Ｈ形鋼によって水平方向に延設される横延伸部１１Ａと、横延伸部１１Ａの一方の端部１１１に上端１２１が溶接接合される縦延伸部１２Ａと、縦延伸部１２Ａに固定される複数のブラケット部２Ａ，２Ｂとによって、主に構成される。

縦延伸部１２Ａは、Ｈ形鋼によって形成されていて、深度方向となる延伸方向に間隔を置いて、２つのブラケット部２Ａ，２Ｂが固定される。ブラケット部２Ａ，２Ｂは、短尺状の水平材２１と斜材２２とによって鋭角形状に製作される。ブラケット部２Ａ，２Ｂの水平材２１及び斜材２２の端面は、鉛直面に形成されて溶接によって縦延伸部１２Ａの側面１２２に接合される。

そして、１段目のブラケット部２Ａには、断面が小さいＨ形鋼の腹起し４Ａが載せられ、２段目のブラケット部２Ｂには、１段目より断面が大きなＨ形鋼の腹起し４Ｂが載せられる。これらの腹起し４Ａ，４Ｂは、それぞれ直交する方向から突き当てられた切梁６Ａ，６Ｂによって、壁面Ｍ１側（縦延伸部１２Ａの側面１２２）に押し付けられる。

横延伸部１１Ａの上面１１２には、デッキ部３１が載せられ、その上に必要な重量分のブロック３，・・・が載せられる。ブロック３は、カウンターウエイトになればよく、一体である必要がないため、取り扱いが容易な大きさのものが使用できる。

次に、本実施の形態の吊型腹起し設置具１を使用した腹起し設置構造の構築方法について、図１，２を参照しながら説明する。
まず、施工ヤードや工場において、吊型腹起し設置具１を製作する。この製作時に、横延伸部１１と縦延伸部１２との接合やブラケット部２の縦延伸部１２への接合のために必要な溶接作業がすべて行われる。吊型腹起し設置具１の製作作業は、後述する掘削作業と並行して行うことで、工期の短縮、早期完了を図ることができる。

続いて、山留工事の現場においては、縦延伸部１２の長さ以上の深さになるまで、地盤Ｇが掘削される。一方、地下構造物Ｍの上面Ｍ２においては、保護層５が捨てコンクリートなどによって形成される。プレキャスト製のコンクリート板や鋼板を敷設することによって保護層５を形成することもできる。

そして、吊型腹起し設置具１をクレーンで吊り上げ、縦延伸部１２が掘削溝内に垂下されるようにして、保護層５の上に横延伸部１１を設置する。吊型腹起し設置具１は、縦延伸部１２の背面が壁面Ｍ１に密着するように位置合わせがされる。さらに、設計されたブラケット部２，２の配置間隔に合わせて、別の吊型腹起し設置具１も設置される。

続いて、横延伸部１１の上面１１２には、必要な重量となる分のブロック３が載置される。そして、壁面Ｍ１に配置された同じ高さの複数のブラケット部２，２に対して、腹起し４が架け渡される。ブラケット部２に腹起し４の重量が作用しても、吊型腹起し設置具１の横延伸部１１はブロック３の重量で押さえられているので、浮き上がったり転倒したりすることはない。
このようにして壁面Ｍ１に配置された腹起し４に対しては、通常の山留工事と同様に切梁が設置され、さらに地盤Ｇの掘削が続けられることになる。

次に、本実施の形態の吊型腹起し設置具１（１Ａ）及び腹起し設置構造の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の吊型腹起し設置具１（１Ａ）は、ブロック３を載置させることが可能な横延伸部１１（１１Ａ）と、その一方の端部１１１から垂下される縦延伸部１２（１２Ａ）と、縦延伸部１２（１２Ａ）に固定されるブラケット部２（２Ａ，２Ｂ）とを備えている。

このため、掘削後に上面Ｍ２上に横延伸部１１（１１Ａ）を置いて縦延伸部１２（１２Ａ）を壁面Ｍ１に沿って垂下させてブロック３を載せるだけで、横延伸部１１（１１Ａ）とは反対方向に突出されたブラケット部２（２Ａ，２Ｂ）に腹起し４（４Ａ，４Ｂ）を設置することができるようになる。すなわち、掘削によって露出された壁面Ｍ１に対してブラケット部２（２Ａ，２Ｂ）を固定するための溶接作業を行う必要がない。掘削作業が行われている施工箇所に隣接した場所で溶接作業を行わなければならないケースであれば、掘削を行う重機との接触事故に注意しなければならないが、そのような状況の発生を回避することができる。

また、吊型腹起し設置具１（１Ａ）を吊り下げることで、掘削から短時間で腹起し４（４Ａ，４Ｂ）を設置して、切梁（６Ａ，６Ｂ）を設置することができるので、掘削から切梁設置までの時間が短くなり、壁面Ｍ１がはらみ出すなど変形するリスクを減らすことができる。さらに、壁面Ｍ１を損傷させるような溶接等を行わないので、壁面Ｍ１が防水仕様であったとしても、そのまま性能を維持させることができる。

また、吊型腹起し設置具１Ａの縦延伸部１２Ａには、複数のブラケット部２Ａ，２Ｂを固定しておくことができる。このため、一旦、吊型腹起し設置具１Ａを設置してしまえば、１段目の腹起し４Ａを設置した後に、ブラケットの設置作業を行うことなく、それよりも深部の２段目にも迅速に腹起し４Ｂを設置することができる。

さらに、本実施の形態の腹起し設置構造は、吊型腹起し設置具１（１Ａ）の横延伸部１１（１１Ａ）の上にブロック３を載置するだけで、腹起し４（４Ａ，４Ｂ）を横架させるブラケット部２（２Ａ，２Ｂ）を安定させるために必要な力を確保できる。
また、載置するブロック３の数や横延伸部１１（１１Ａ）に対して置く位置を調整するだけで、容易にブラケット部２（２Ａ，２Ｂ）に作用する力の大きさに対応させることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、反力部として重量物であるブロック３を使用する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、横延伸部の後端が保護すべき地下構造物Ｍなどから外れた位置にあれば、反力部としてアンカーを使用することもできる。すなわち、地盤に打設されたアンカーの頭部を横延伸部１１の上面１１２に定着させることで、反力部とすることができる。

また、前記実施の形態では、気中掘削を行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、水中掘削を行う場合でも、縦延伸部１２を水中に垂下させるだけで水中にブラケット部２を配置することができるようになる。

さらに、前記実施の形態では、壁面Ｍ１を損傷させない場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、山留壁を貫通させて背面地盤にアンカーを打設できるような山留工事においても、本実施の形態の吊型腹起し設置具１，１Ａを使用することで、掘削後の短時間でブラケット部２を設置することが可能になる。

Ｍ１ 壁面
Ｍ２ 上面
１，１Ａ 吊型腹起し設置具（腹起し設置具）
１１，１１Ａ 横延伸部
１１１ 端部
１２，１２Ａ 縦延伸部
２，２Ａ，２Ｂ ブラケット部
３ ブロック（反力部、重量物）
４ 腹起し

Claims (4)

1. 壁面に腹起しを設置するための腹起し設置具であって、
   前記壁面に上方で交差する上面に設置させるための横方向に延設されて反力部を接続させることが可能な横延伸部と、
   前記横延伸部の一端から前記壁面に沿って垂下させる縦延伸部と、
   前記縦延伸部に固定されるブラケット部とを備え、
   前記ブラケット部は前記横延伸部とは反対方向に突出されることを特徴とする腹起し設置具。
2. 前記反力部は重量物であって、前記横延伸部は前記重量物を積載可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の腹起し設置具。
3. 前記縦延伸部には、延伸方向に間隔を置いて複数のブラケット部が固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の腹起し設置具。
4. 複数の請求項１乃至３のいずれか１項に記載の腹起し設置具によって、間隔を置いて壁面に配置された複数の前記ブラケット部に腹起しを横架させる腹起し設置構造であって、
   前記腹起し設置具は前記縦延伸部が前記壁面に沿うように設置されており、
   前記壁面に上方で交差する上面に設置された前記横延伸部には前記反力部が接続され、
   間隔を置いて同じ高さに配置された複数の前記ブラケット部間には腹起しが架け渡されていることを特徴とする腹起し設置構造。