JP2020100938A

JP2020100938A - 山留壁の架構構造

Info

Publication number: JP2020100938A
Application number: JP2018237564A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　正弘; Masahiro Watanabe; 正弘渡辺; 義雄石井; Yoshio Ishii
Original assignee: Marubeni Construction Mat Lease Co Ltd; Marubeni Construction Material Lease Co Ltd
Current assignee: Marubeni Construction Mat Lease Co Ltd; Marubeni Construction Material Lease Co Ltd
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-07-02

Abstract

【課題】山留壁の架構作業を効率的に行い得るようにする。【解決手段】山留壁の内面に水平方向に配置される腹起材１２は、単一梁材１４とこれの両端部に配置される重合梁材１５とにより形成され、単一梁材１４の端部の外側面と重合梁材１５の端部の外側面とに跨がってカバープレート３１が配置され、カバープレート３１により単一梁材１４と重合梁材１５とが締結される。単一梁材１４の端部の内側面と重合梁材１５の端部の内側面とに跨がって火打受けピース３３が配置され、火打受けピース３３により単一梁材１４と重合梁材１５とが締結される。隣り合う火打受けピース３３の間には火打材３６が締結される。【選択図】図１

Description

本発明は、腹起材と、隣り合う腹起材との間に架設される火打材とを有し、山留壁を支持する山留壁の架構構造に関する。

地面を掘削したときに掘削部の周囲の側面から周囲地盤が崩壊するのを防止するために、山留壁が周囲の側面に設けられる。平面四角形に地下を掘削したときには、四角形の掘削側面の内面に山留壁が配置される。山留壁を保持するために、山留壁の内側には、土留支保工材としての腹起材が水平方向に配置され、隣り合う山留壁の内側に配置されて直角方向に突き当てられる２つの腹起材の間には火打材が架設される。

特許文献１には、腹起材と、隣り合う腹起材との間に架設される火打材とを有する山留壁の架構構造が記載されている。

上記文献に記載された従来の架構構造における腹起材は、中央単体梁とこれの両端部に配置される端部重合梁とを接続することにより形成されている。中央単体梁は単一のＨ形鋼により形成され、端部重合梁は幅寸法がそれぞれ中央単体梁の２分の１の内側梁と外側梁とを幅方向に接続して形成される。

土圧負担が大きい中央単体梁は、高強度鋼つまり高張力鋼により形成され、土圧負担が小さい端部重合梁の内側梁と外側梁は、それぞれ一般構造用圧延鋼材により形成されており、中央単体梁は端部重合梁よりも高強度である。

特開２０１４−１５９７７１号公報

中央単体梁の両端部に設けられたエンドプレートと、端部重合梁の端部に設けられたエンドプレートは突き当てられた状態で複数本のボルトにより接続される。さらに、中央単体梁と端部重合梁とを跨ぐようにして両方の端部の内側側面と外側側面とにはカバープレートが突き当てられてボルトにより締結される。

中央単体梁の端部には、火打受けピースがボルトにより締結されており、隣り合う腹起材との間に架設される火打材は、隣り合う中央単体梁の火打受けピースの間に取り付けられる。

従来のように、中央単体梁と端部重合梁とを内側側面に取り付けられるカバープレートと、外側側面に取り付けられるカバープレートとにより連結するようにした架構構造においては、隣り合う腹起材の間に架設される火打材はカバープレートを避けて、中央単体梁の端部に接続する必要がある。このため、中央単体梁と端部複合梁と接続部には、内側側面と外側側面とに２枚のカバープレートを突き当ててそれぞれをボルトで締結しなければならず、山留壁の架構構造の構築作業に時間がかかり、施工性が悪いという課題がある。

本発明は、山留壁の架設工事の施工性を向上し工期短縮を図ることを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の山留壁の架構構造は、山留壁の内面に水平方向に配置される腹起材と、隣り合う前記腹起材の間に架設される火打材とを備えた山留壁の架構構造であって、形鋼からなる単一梁材と、当該単一梁材よりも幅寸法が小型の複数の形鋼からなり前記単一梁材の両端部に配置される重合梁材とにより前記腹起材を形成し、前記単一梁材の端部の外側面と前記重合梁材の端部の外側面とに跨がって配置されるカバープレートにより前記単一梁材と前記重合梁材とを締結し、前記単一梁材の端部の内側面と前記重合梁材の端部の内側面とに跨がって配置される火打受けピースにより前記単一梁材と前記重合梁材とを締結し、前記火打受けピースに前記火打材を締結することを特徴とする。

請求項２に記載の本発明の山留壁の架構構造は、上記請求項１記載の発明において、前記単一梁材に、前記火打受けピースの端部に位置させてスティフナープレートを設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明の山留壁の架構構造は、上記請求項１または２記載の発明において、前記火打受けピースに押し付け力を加えるジャッキを前記火打材に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、単一梁材とその両端部に配置される重合梁材とを連結するために、それぞれの端部の外側面にはカバープレートが締結され、それぞれの端部の内側面には火打受けピースが締結される。火打受けピースには火打材が取り付けられる。火打材を取り付けるための火打受けピースが単一梁材と重合梁材とを締結するために利用されるので、火打受けピースとは別に、単一梁材と重合梁材との端部の内側面にカバープレートを取り付けることが不要となる。これにより、山留壁の架設工事の施工性を向上することができ、工期を短縮することができ、架設工事の経済性を向上させることができる。火打材が単一梁材と重合梁材との接続部に火打受けピースを介して取り付けられるので、接続部の強度を火打材が高めることができる。

火打受けピースの端部に位置させてスティフナープレートを単一梁材に設けることにより、山留壁からスティフナープレートを介して火打材に土圧が加わることになり、単一梁材の強度を高めることができる。火打材にジャッキを設けると、火打受けピースに加えられる押し付け力を調整することができ、土圧に応じて最適な保持力を火打材に加えることができる。

本発明の一実施の形態である山留壁の架構構造を示す平面図である。（Ａ）は図１に示された単一梁材の一部省略平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の正面図であり、（Ｃ）は図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）の右側面図である。単一梁材の端面に接続された重合梁材を示す平面図である。単一梁材の端部と重合梁材の端部とを示す斜視図である。単一梁材と重合梁材の接続部を示す斜視図である。図１におけるＢ部拡大平面図である。他の実施の形態である山留壁の架構構造を示す一部省略平面図である。さらに他の実施の形態である山留壁の架構構造を示す一部省略平面図である。さらに他の実施の形態である山留壁の架構構造を示す一部省略平面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（第１の実施の形態）

図１においては、地下に四角形の掘削部１０が掘削され、その周囲の側面に山留壁１１ａ〜１１ｄが配置されている。それぞれの山留壁１１ａ〜１１ｄは多数の鋼矢板により形成されており、それぞれの鋼矢板は周囲の側面に沿って垂直に打設され、隣り合う鋼矢板は側面で接続されている。ただし、山留壁は鋼矢板のみならず、他の部材によって形成することもできる。

山留壁１１ａ、１１ｂの内面には水平方向に腹起材１２が配置され、腹起材１２の両端面は山留壁１１ｃ、１１ｄに当接している。山留壁１１ｃ、１１ｄの内面には水平方向に腹起材１３が配置され、腹起材１３の両端面は腹起材１２の端部に当接している。このように、同一平面内に４本の腹起材１２、１３が山留壁１１ａ〜１１ｄの内面側に位置させて配置されている。

それぞれの腹起材１２、１３は、単一梁材１４とその両端部に配置される重合梁材１５とからなる。単一梁材１４は、高強度鋼つまり高張力鋼のＨ形鋼材からなり、図２に示されるように、幅寸法Ｈで、高さ寸法Ｂの単一のＨ形鋼材により構成され、ウェブ１４ａとこれと一体となったフランジ１４ｂとを有している。Ｈ形鋼材としては、例えば、通常のＳＳ４００（一般構造用圧延鋼材）よりも降伏点の高いＳＭ４９０Ｙ（溶接構造用圧延鋼材）の材質であって、Ｈ７００×３５０×１６×３６のように大きなサイズのＨ形鋼材が使用される。これにより、山留Ｈ５００型２本相当の強度が得られる。単一梁材１４の両端面にはエンドプレート１６が溶接されており、エンドプレート１６には複数のボルト取付孔１７が形成されている。

ウェブ１４ａの両面には三角形のリブプレート１８が溶接され、それぞれのリブプレート１８はエンドプレート１６に溶接されており、リブプレート１８によりエンドプレート１６と単一梁材１４との取付強度が高められている。さらに、ウェブ１４ａの両面には四辺形のスティフナープレート１９が、単一梁材１４の両端部側に位置させて溶接され、それぞれのスティフナープレート１９はフランジ１４ｂに溶接されており、単一梁材１４の端部強度が高められている。

図３は単一梁材１４の端面に接続された重合梁材１５を示す平面図である。重合梁材１５は長い寸法の第１の重合梁材部２１ａとこれに接続される短い寸法の第２の重合梁材部２１ｂとを接続することにより形成されている。それぞれの重合梁材部２１ａ、２１ｂは、外側梁材２２と内側梁材２３とを接続することにより形成されている。外側梁材２２と内側梁材２３は、ウェブ１５ａとこれと一体となったフランジ１５ｂとを有し、それぞれ一般構造用圧延鋼材のＨ形鋼材からなり、単一梁材１４よりも低強度の鋼材である。

外側梁材２２と内側梁材２３の幅寸法ｈは単一梁材１４の幅寸法Ｈの２分の１であり、高さ寸法は単一梁材１４の高さ寸法Ｂと同一である。したがって、重合梁材１５の幅寸法は、単一梁材１４の幅寸法と同一である。重合梁材１５は複数の梁材を幅方向に接続することにより形成されているが、３つのＨ形鋼材からなる梁材を接続することにより、重合梁材１５を形成するようにしても良い。

重合梁材部２１ａの両端面にはエンドプレート２４が溶接され、重合梁材部２１ｂの両端面にも同様にエンドプレート２４が溶接されている。ウェブ１５ａの両面には三角形のリブプレート２５が溶接され、それぞれのリブプレート２５はエンドプレート２４に溶接されており、リブプレート２５によりエンドプレート２４と重合梁材部２１ａ、２１ｂの接合強度が高められている。

２本の腹起材１２と２本の腹起材１３は、それぞれ単一梁材１４とその両端部に配置される重合梁材１５とにより構成されている。ただし、腹起材１２を構成する重合梁材１５は、腹起材１３の重合梁材１５よりも長い。また、それぞれの重合梁材１５は、２つの重合梁材部２１ａ、２１ｂを接続することにより形成されているが、重合梁材部２１ａの長さを重合梁材部２１ｂを含めた長い寸法とすれば、外側梁材２２と内側梁材２３とをそれぞれ１本とした重合梁材１５とすることができる。

図４は、単一梁材１４の端部と重合梁材１５の端部を示す斜視図であり、図５は単一梁材１４と重合梁材１５の接続部を示す斜視図である。

重合梁材１５に取り付けられたエンドプレート２４には、単一梁材１４のエンドプレート１６に設けられたボルト取付孔１７に対応させて複数のボルト取付孔２６が設けられている。単一梁材１４と重合梁材１５は、図５に示されるように、両方のエンドプレート２４、１６に設けられたボルト取付孔を貫通する複数のボルト２７により締結される。

図３および図５に示されるように、単一梁材１４の端部の外側面と重合梁材１５の端部の外側面とには、これらを跨がってカバープレート３１が複数のボルト３２により締結される。このカバープレート３１により単一梁材１４と重合梁材１５は外側面において締結される。

単一梁材１４の端部の内側面と重合梁材１５の端部の外側面とには、これらを跨がって火打受けピース３３が当て板３４を介して複数のボルト３５により締結される。火打受けピース３３は図３および図５に示されるように、異形五角形の平面形状をした複数の鋼板により形成されている。

図１に示されるように、四辺形の掘削部１０の側面に設けられた山留壁１１ａ〜１１ｄを保持するために、４本の腹起材１２、１３を同一平面に四辺形に配置した場合には、相互に隣り合う腹起材により４つのコーナー部が形成される。それぞれのコーナー部を保持するために、コーナー部を介して隣り合う２つの火打受けピース３３の間には、火打材３６が取り付けられる。火打材３６はＨ形鋼材等により形成されており、火打材３６には火打受けピース３３に向かう方向の押し付け力を加えるために、ねじ式のジャッキ３７が設けられている。ただし、ねじ式のジャッキに代えて油圧ジャッキを設けるようにしても良い。

火打材３６にジャッキ３７を設けると、山留壁１１ａ〜１１ｄを介して単一梁材１４に加わる土圧により単一梁材１４はその端部を曲げ変形の基端部として、単一梁材１４の曲げモーメントを計算することができる。火打受けピース３３を単一梁材１４の端部よりも重合梁材１５にずらして設けると、単一梁材１４の曲げ変形の基端部が重合梁材１５の位置となるので、土圧により単一梁材１４に加わる曲げモーメントが図１に示す場合よりも大きくなる。

したがって、図１に示すように、単一梁材１４と重合梁材１５の接続部に火打受けピース３３を取り付けて、火打材３６にジャッキ３７を設けると、単一梁材１４に加わる曲げモーメントが小さくなるので、単一梁材１４としてより小型の高強度梁材を使用することができる。

上述のように、単一梁材１４と重合梁材１５は、それぞれの外側面がカバープレート３１により連結され、それぞれの内側面が火打受けピース３３により連結されており、火打受けピース３３は単一梁材１４と重合梁材１５とを連結するためのプレートとしての機能を有している。これにより、従来では、外側面と内側面とにそれぞれカバープレートを締結する必要があったが、本発明においては、１枚のカバープレート３１により単一梁材１４の一端部と重合梁材１５の一端部とを連結することができる。したがって、カバープレートを内側面と外側面とにボルト止めする場合に比して、山留壁の架構構造を短時間で構築することができ、架構構造の構築作業性を効率的に行うことができる。

また、高強度の溶接構造用圧延鋼材からなる単一梁材１４は、山留壁を支えるために高い強度が必要な火打材３６の取付点の内側のみに使用するので、無駄の少ない配置になるとともに、火打材取付部には継手としてのエンドプレート２４が存在するため、スティフナー補強の代わりになる。さらに、火打受けピース３３がカバープレート３１の代わりになるため、プレートの数とボルト本数を低減することができる。

しかも、火打受けピース３３の端部に位置させて単一梁材１４にはスティフナープレート１９が取り付けられているので、山留壁から火打受けピース３３に土圧が加わる部分にスティフナープレート１９が位置し、単一梁材１４の強度を高めることができる。

（第２の実施の形態）

図７は、他の実施の形態である山留壁の架構構造を示す一部省略平面図である。この架構構造においては、上述した場合と相違し、重合梁材１５の長さが単一梁材１４の長さに比して長い。それぞれの腹起材１２、１３における単一梁材１４と重合梁材１５との接続部には、上述した図３および図５に示した場合と同様に、カバープレート３１と火打受けピース３３とがボルト止めされている。ただし、図７にはカバープレート３１が省略されている。上述した場合と同様に、スティフナープレート１９が火打受けピース３３の端部に位置させて単一梁材１４に取り付けられており、単一梁材１４の強度が高められている。

重合梁材１５は、第１の重合梁材部２１ａと第２の重合梁材部２１ｂとにより構成されており、重合梁材部２１ａは重合梁材部２１ｂに比して、図１に示した場合よりも、長く設定されている。長い重合梁材部２１ａを保持するために、図７に示されるように、重合梁材部２１ａの内面には、火打受けピース４１が取り付けられ、隣り合う火打受けピース４１の間には火打材４２が取り付けられている。

（第３の実施の形態）

図８は、さらに他の実施の形態である山留壁の架構構造を示す一部省略平面図である。この架構構造においては、図示は省略されているが、２本の腹起材１２は、上述した場合と同様に、単一梁材１４と２つの重合梁材１５とにより形成されている。これに対し、２本の腹起材１３は、中央の重合梁材４５とその両端部に連結される重合梁材１５とにより形成されている。

２本の腹起材１２における単一梁材１４と重合梁材１５との接続部には、上述した場合と同様に、カバープレート３１と火打受けピース３３とがボルトにより締結されている。これに対し、火打材３６により腹起材１２に取り付けられた火打受けピース３３に連結される火打受けピース３３は、重合梁材４５に締結されている。

このように、４本の腹起材１２、１３のうち、２本の腹起材１２に単一梁材１４を設けるようにした場合においても、単一梁材１４と重合梁材１５との接続端部にカバープレート３１と火打受けピース３３とを取り付けることにより、腹起材１２の強度を高めることができる。このような形態の架構構造は、山留壁１１ａ、１１ｂから腹起材１２に加わる土圧が山留壁１１ｃ、１１ｄから腹起材１３に加わる土圧よりも高い場合に好適である。

なお、図８に示した腹起材１２においては、重合梁材１５が２つの重合梁材部２１ａ、２１ｂにより構成されているのに対し、腹起材１３の重合梁材１５は１つの重合梁材部から構成されている。

重合梁材部２１ａの内面には、図７に示した架構構造と同様に、火打受けピース４１が取り付けられ、隣り合う火打受けピース４１の間には火打材４２が取り付けられている。

（第４の実施の形態）

図９は、さらに他の実施の形態である山留壁の架構構造を示す一部省略平面図である。この架構構造においては、２本の腹起材１２は、上述した場合と同様に、単一梁材１４と２つの重合梁材１５とにより形成されている。これに対し、２本の腹起材１３においては、図８と同様に、中央の重合梁材４５とその両端部に連結される２つの重合梁材１５とにより形成されている。それぞれの重合梁材１５は、２つの重合梁材部２１ａ、２１ｂを連結することにより構成されている。

この形態の架構構造は、図８に示した場合と同様に、山留壁１１ａ、１１ｂから腹起材１２に加わる土圧が山留壁１１ｃ、１１ｄから腹起材１３に加わる土圧よりも高い場合に好適である。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上述した実施の形態においては、地盤に四辺形に掘削された掘削部の周囲の側面にそれぞれ山留壁を構築し、四辺形に腹起材１２、１３を架設した場合が示されているが、直角等の角度を以て交差するように側面に設けられた山留壁を保持するために相互に連結される２本の腹起材を構成する単一梁材と重合梁材との接合部にも本発明を適用することができる。

それぞれの実施の形態においても、山留壁の架設時の手間を減らすことができ、工期の短縮を達成し、経済性を向上させることができる。

本発明は、土木建築現場において配置される山留壁を保持するために適用することができる。

１０掘削部
１１ａ〜１１ｄ山留壁
１２、１３腹起材
１４単一梁材
１５重合梁材
１６エンドプレート
１９スティフナープレート
２１ａ、２１ｂ重合梁材部
２２外側梁材
２３内側梁材
２４エンドプレート
２５リブプレート
３１カバープレート
３３火打受けピース
３４当て板
３６火打材
３７ジャッキ
４１火打受けピース
４２火打材
４５重合梁材

Claims

山留壁の内面に水平方向に配置される腹起材と、隣り合う前記腹起材の間に架設される火打材とを備えた山留壁の架構構造であって、
形鋼からなる単一梁材と、当該単一梁材よりも幅寸法が小型の複数の形鋼からなり前記単一梁材の両端部に配置される重合梁材とにより前記腹起材を形成し、
前記単一梁材の端部の外側面と前記重合梁材の端部の外側面とに跨がって配置されるカバープレートにより前記単一梁材と前記重合梁材とを締結し、
前記単一梁材の端部の内側面と前記重合梁材の端部の内側面とに跨がって配置される火打受けピースにより前記単一梁材と前記重合梁材とを締結し、
前記火打受けピースに前記火打材を締結する、
ことを特徴とする山留壁の架構構造。
前記単一梁材に、前記火打受けピースの端部に位置させてスティフナープレートを設けた、
ことを特徴とする請求項１記載の山留壁の架構構造。
前記火打受けピースに押し付け力を加えるジャッキを前記火打材に設けた、
ことを特徴とする請求項１または２記載の山留壁の架構構造。