JP3999365B2 - Split donut-shaped connecting plate for shaft bottom structure, shaft bottom structure and its construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋脚や鉄塔等の基礎工事において、立坑の径を底部で拡大する際に、径の異なる上下のライナープレート間を接続するために使用する立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板、その接続板を用いて低部の径を拡大した立坑拡底構造、及びその接続板を用いて拡底する立坑拡底構造の構築法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、土木・建築構造物の基礎工事のために立坑を掘削する際、土留用にライナープレートが使用されてきた。ライナープレートは、図9に示すように、円弧状に湾曲した波付鋼板11の四辺に連結用ボルト孔14、15を有する周方向フランジ12及び軸方向フランジ13を設けたもので、上下左右方向に突き合わせて連結用ボルト孔14、15を介してボルト接合することにより円筒状構造物を組み立てることができる。このようにして組み立てた円筒状構造物は、土木・建築構造物の基礎工事において、図10に示すように立坑掘削時の土留壁21等によく用いられている。
【0003】
図10には、立坑を掘削しながらライナープレート10を組み立てて土留壁21を構成する様子を具体的に示す。まず、同図(a)に示すように、地山20にライナープレート1個分に相当する深さの円孔22を掘り、この円孔22に、同図(b)に示すように、ライナープレート10を鉛直に配置して周方向に接合することにより、土留壁21の最上段の一段分を構成する。土留壁21と地山20との隙間には土を埋め戻し、締め固めておく。その後、同図(c)に示すように、さらにライナープレート1個分だけ掘り進み、ライナープレート10を最上段の土留壁の下部に鉛直に配置して周方向に接合することにより、二段目の土留壁を構成する。このように、掘削部分にライナープレート10を接続して土留壁21を伸長させていくと、同図(d)に示すように、所定の深さの立坑4を掘削することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
立坑の径を変更する必要がなく、上から下まで同じ径でよい場合はこれで問題ないが、橋脚や鉄塔等の基礎工事においては、立坑の底部で径を拡大しなければならない場合がある。たとえば、図7(a)に示すように、橋脚5の底部は安定のため拡径されるが、底部の拡径部に合わせて立坑4全体の径を大きく定めると、地山の掘削量が増え、ライナープレートにも径の大きなものを使用しなければならず、作業量とコストの増加につながる。また、鉄塔についても同様のことがいえる。すなわち、図7(b)に示すように、鉄塔の脚部6は傾斜し、しかも拡径しているため、脚部の底部まで収容できるように立坑4全体の径を大きく定めると、作業量とコストの増加につながる。そこで、図7(a)、(b)に示すように、立坑4の底部だけ拡径する必要が生じるのである。
【0005】
これに対し、特開平7−11861号公報には、図7(a)、(b)に示すような段状の拡径ではなく、土留パネルをスパイラル方向に沿って順次取り付けながら掘削することにより、鉄塔基礎穴を深さ方向に末広がりの円錐台形に形成することが記載されている。しかしながら、そのように円錐台形に掘削すること自体が難しいだけでなく、スパイラル方向に沿って連結し得る特殊な形状の土留パネルが必要となり、従来のライナープレートを使用することができないという致命的な欠点がある。そこでやはり、図7(a)、(b)に示すような段状の拡径が必要になってくる。
【0006】
このように立坑4を途中で段状に拡径するためには、拡径部の上下で径の異なるライナープレート10a、10bを使用するだけでなく、上下のライナープレートの接続部Xにおいて、上部からの土砂の崩落を防止する構造が必要になる。
【0007】
特公昭60−15770号公報には、鉄塔のように傾斜する基礎用の立坑土留壁の構造に関する記載があり、図8(a)、(b)、(c)に示すような、下側土留壁の上端周縁に接続される周縁金具8と、この周縁金具8に固定され、かつ上側土留壁の下端に接続されるとともに上側土留壁の下端開口に対応する開口を設けた覆板9とを有する接続用土留壁7が開示されている。そして、この接続用土留壁7は、上側及び下側土留壁の双方にボルト等で接続して組み立てるとされている。しかしながら、このように周縁金具8と覆板9とから構成される接続用土留壁7は構造が複雑で製造に手間取るだけでなく、嵩張り、また重量も重くなり、立坑の掘削は山間部などの交通の不便な場所で行われることもあり、また、狭い立坑内に搬送して作業しなければならないことを考えると、より簡単な構造で嵩張らず、軽量なものが求められる。
【0008】
また、特開平9−256774号公報には、ドーナツ状の上板及び下板と、これら上板及び下板を連結する連結部材とを備え、上方のライナープレート立坑と略等しい外径と、下方のライナープレート立坑と略等しい内径を有するライナープレート立坑用中間支えが記載されている。しかし、これは上板、下板、連結部材から構成される点で前述のものより更に構造が複雑になり、同様の問題があるだけでなく、この中間支えは立坑の径が下部で縮小する場合を対象とするものであって、下部で径を拡大する場合を対象とするものではない。
【0009】
そこで本発明は、簡単で嵩張らず、軽量でありながら、段状の拡径部において土砂の崩落を防止することのできる立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板、立坑拡底構造及びその構築法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の(1)〜(6)の通りである。
【0012】
(1) 上部から下部に向かって、直径が少なくとも3段階にわたって大きくなって多段階に立坑を拡底するため複数のライナープレートをボルト結合するための複数の立坑拡底構造体用分割型ドーナツ状接続板であって、各ライナープレートの周方向フランジの連結用ボルト孔の配列と同径・同間隔に配列された少なくとも内外周二列の連結用ボルト孔を有し、上段の分割型ドーナツ状接続板に設けた外周の連結用ボルト孔の配列と、下段の分割型ドーナツ状接続板に設けた内周の連結用ボルト孔の配列とを同径・同間隔の配列としたことを特徴とする立坑拡底構造体用分割型ドーナツ状接続板。
【0013】
(2) 分割型ドーナツ状接続板は2〜8分割したものであることを特徴とする前記(1)の立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板。
【0014】
(3) 前記連結用ボルト孔の配列間隔が一定であることを特徴とする前記(1)又は(2)の立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板。
【0015】
(4) 地山に円孔を掘削し、壁面にライナープレートを上下左右方向に突き合せて接合することにより組み立てた立坑において、前記(1)〜(3)のいずれかの立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板を介して径の異なるライナープレートを上下に接続することにより、上部より下部の径を段状に拡大したことを特徴とする立坑拡底構造。
【0016】
(5) 拡底部の地山にライナープレートを配置する際に、拡底部用ライナープレートの上端フランジの連結用ボルト孔に前記(1)〜(3)のいずれかの立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板の外周の連結用ボルト孔を合致させてボルト接合し、拡底部直上のライナープレートの下端フランジの連結用ボルト孔に前記立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板の内周の連結用ボルト孔を合致させてボルト接合することを特徴する立坑拡底構造の構築法。
【0017】
(6) 拡底部の地山にライナープレートを配置する際に、前記(1)〜(3)のいずれかの立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板の外周の連結用ボルト孔部にナットを固設し、前記立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板の内周の連結用ボルト孔を拡底部直上のライナープレートの下端フランジの連結用ボルト孔に合致させてボルト接合し、次いで、前記外周の連結用ボルト孔に拡底部用ライナープレートの上端フランジの連結用ボルト孔を合致させてボルト接合することを特徴とする立坑拡底構造の構築法。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板(以下、単に接続板ということもある)の例を示す。この接続板1a、1bは、ドーナツ状円板を90°ずつ4分割したものであり、二段にわたって拡径するため、大きさが異なる二種類の寸法のものを準備した例である。なお、分割数は接続板の搬送、作業の取扱性、ライナープレートの分割数との一致等を考慮して定めればよい。径の小さなものでは2分割でもかまわないが、径が大きくなると3、4…と分割数を増やしたほうが取扱いが容易になる。しかし、実際の立坑の径を考えれば、現実的には8分割で十分であろう。
【0019】
接続板1a、1bは、上部及び下部に接続するライナープレートの周方向フランジにおける連結用ボルト孔の配列と同径・同間隔の配列で二列の連結用ボルト孔を有する。すなわち、地表から一定の径で立坑を組み立ててきて、最初の拡径部に使用する接続板1aは、それより上部のライナープレートの周方向フランジにおける連結用ボルト孔の配列と同径r1の配列で連結用ボルト孔2aを、そしてそれより下部のライナープレートの周方向フランジにおける連結用ボルト孔の配列と同径r2の配列で連結用ボルト孔2bを有する。二番目の拡径部に使用する接続板1bは、それより上部のライナープレートの周方向フランジにおける連結用ボルト孔の配列と同径r2の配列で連結用ボルト孔2bを、そしてそれより下部のライナープレートの周方向フランジにおける連結用ボルト孔の配列と同径r3の配列で連結用ボルト孔2cを有する。連結用ボルト孔2a〜2cの各孔間の間隔もライナープレートの周方向フランジにおける連結用ボルト孔の間隔と同じにするが、これは157mmとするものが多い。
【0020】
なお、接続板1a、1b自体の内径、外径については特に限定はないが、立坑の内外に大きく突出するのも好ましくないので、内径は上部に接続する小径のライナープレートの周方向フランジの内径と略同一、外径は下部に接続する大径のライナープレートの周方向フランジの外径と略同一とするのが好ましい。
【0021】
このように、本発明の接続板は構造が簡単であり、嵩張らず軽量であるため、山間部などでの工事においても搬送が容易であり、狭い立坑内における作業性も優れる。
【0022】
図2には、接続板1a、1bを介して二段にわたって段状に拡径した本発明の立坑拡底構造の例を示す。また、図3には、図2に示した立坑拡底構造の拡径部の詳細を示す。接続板1aに上下のライナープレート10a、10bをボルト3a、ナット3bで接続し、接続板1bに上下のライナープレート10b、10cをボルト3a、ナット3bで接続して、拡径部で地山20から土砂が立坑4内に崩落するのを接続板1a、1bで防止する様子が明らかである。
【0023】
図4は、拡径を一段だけ施した本発明の立坑拡底構造の例を示す。このように、拡径の段数は種々の条件を考慮して適宜選定すればよく、その数に特に限定はない。
【0024】
なお、立坑の径を下部で縮小する場合は、その接続部から土砂が立坑内に崩落する危険はなく、本発明の接続板は、立坑の径を下部で拡大する場合を想定しているが、下部で径を縮小する場合に使用することも可能であり、これを妨げるものではない。
【0025】
図5には、本発明の立坑拡底構造の構築法を示す。すなわち、まず、同図(a)に示すように、拡底部用ライナープレート10bの上端フランジの連結用ボルト孔に本発明の接続板1aの外周の連結用ボルト孔を合致させてボルト接合する。この工程は地上で実施することが可能であり、狭くて作業性の悪い立坑内での作業を少なくすることができる。次に、同図(b)に示すように、拡底部直上のライナープレート10aの下端フランジの連結用ボルト孔に接続板1aの内周の連結用ボルト孔を合致させてボルト接合することにより、同図(c)に示すように立坑拡底構造を構築する。
【0026】
この構築法の場合、図5(a)に示すように拡底部用ライナープレート10bと接続板1aとをボルト接合したものをまず作製するため、接続板1aの周方向の分割数はライナープレート10bの分割数と同じにしなければならない。ライナープレートの径には種々あるが、径にかかわらず1周を1570mm又は1256mmの長さで分割することがある。これは、各連結用ボルト孔の間隔を157mm一定とし、一つのライナープレートに連結用ボルト孔を10個又は8個設ける寸法である。そうすると、たとえば径が2500mmの場合は1570mmの長さのライナープレート5枚に分割されるので、接続板1aの分割数も5とする。また、径が2800mmの場合は1256mmの長さのライナープレート7枚に分割されるので、接続板1aの分割数も7とする。このようにして、拡底部用ライナープレート10bと同じ分割数の接続板1aとをボルト接合するのである。接続板1aと拡底部直上のライナープレート10aとをボルト接合する際には、ライナープレート10aは全周にわたって接合が完了しているので、接続板1aの分割数をライナープレート10aの分割数に合わせる必要はない。
【0027】
また、図6には本発明の他の立坑拡底構造の構築法を示す。すなわち、まず、同図(a)に示すように、接続板1aの外周の連結用ボルト孔部にナット3bを固設する。固設は溶接等により行えばよい。次に、同図(b)に示すように、接続板1aの内周の連結用ボルト孔を拡底部直上のライナープレート10aの下端フランジの連結用ボルト孔に合致させてボルト接合する。その後、同図(c)に示すように、接続板1aの外周の連結用ボルト孔に拡底部用ライナープレート10bの上端フランジの連結用ボルト孔を合致させてボルト接合することにより立坑拡底構造を構築する。
【0028】
図6に示す構築法の場合、ライナープレート10aの全周にわたって接合が完了してから接続板1aをその下端に接合し、接続板1aも全周にわたって接合が完了してからライナープレート10bを接合するので、各部材の周方向の分割数を合わせる必要はない。ただし、狭い立坑内での作業を少なくするという点では図5に示した構築法のほうが有利である。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構造で嵩張らず、軽量の接続板を用いて、橋脚や鉄塔の脚部の基礎工事のため立坑の下部で径を拡大し、土砂の立坑内への崩落を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の立坑拡底構造用分割型ドーナツ状接続板の例を示す図である。
【図2】本発明の立坑拡底構造の例を示す側面図である。
【図3】本発明の立坑拡底構造の拡径部の例の詳細を示す図である。
【図4】本発明の立坑拡底構造の例を示す斜視図である。
【図5】本発明の立坑拡底構造の構築法の例を示す斜視図である。
【図6】本発明の立坑拡底構造の構築法の例を示す斜視図である。
【図7】橋脚及び鉄塔の脚部の基礎工事のために立坑の底部を拡径する例を示す図である。
【図8】従来の拡径のための接続用土留壁を示す図である。
【図9】ライナープレートを示す斜視図である。
【図10】立坑を掘削しながらライナープレートを組み立てて土留壁を構成する例を示す図である。
【符号の説明】
1 接続板
2 連結用ボルト孔
3a ボルト
3b ナット
4 立坑
5 橋脚
6 鉄塔の脚部
7 接続用土留壁
8 周縁金具
9 覆板
10 ライナープレート
11 波付鋼板
12 周方向フランジ
13 軸方向フランジ
14 連結用ボルト孔
15 連結用ボルト孔
20 地山
21 土留壁
22 円孔
X 接続部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a split donut-shaped connecting plate for a shaft bottom-up structure that is used to connect between upper and lower liner plates having different diameters when expanding the diameter of a shaft at the bottom in foundation work such as a bridge pier or a steel tower, The present invention relates to a shaft bottom expansion structure in which the diameter of the lower part is expanded using the connection plate, and a method for constructing a shaft bottom expansion structure that expands the bottom using the connection plate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a liner plate has been used for retaining soil when excavating a shaft for foundation work of civil engineering and building structures. As shown in FIG. 9, the liner plate is provided with a
[0003]
FIG. 10 specifically shows how the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
It is not necessary to change the diameter of the shaft and the same diameter may be used from top to bottom, but in foundation work such as piers and steel towers, the diameter may have to be increased at the bottom of the shaft. . For example, as shown in FIG. 7 (a), the bottom of the
[0005]
On the other hand, in JP-A-7-11861, excavation is performed by attaching the earth retaining panels sequentially along the spiral direction, instead of the stepped diameter expansion as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). In addition, it is described that the steel tower foundation hole is formed in a truncated cone shape that widens toward the end in the depth direction. However, it is not only difficult to excavate in the shape of a truncated cone, but also requires a specially shaped earth retaining panel that can be connected along the spiral direction, which is fatal that conventional liner plates cannot be used. There are drawbacks. Therefore, the step-like diameter expansion as shown in FIGS. 7A and 7B is necessary.
[0006]
Thus, in order to expand the
[0007]
Japanese Patent Publication No. 60-15770 discloses a structure of a shaft retaining wall for a foundation that is inclined like a steel tower, as shown in FIGS. 8 (a), (b), and (c). A peripheral metal fitting 8 connected to the upper edge of the wall, and a
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-256774 includes a donut-shaped upper and lower plates and a connecting member for connecting the upper and lower plates, and has an outer diameter substantially equal to the upper liner plate shaft, An intermediate support for liner plate shafts having an inner diameter substantially equal to the liner plate shaft of However, this structure is more complicated than that described above in that it is composed of an upper plate, a lower plate, and a connecting member, and not only has the same problem, but this intermediate support reduces the diameter of the shaft at the bottom. It is intended for the case, and is not intended for the case of expanding the diameter in the lower part.
[0009]
Therefore, the present invention provides a split donut-shaped connecting plate for shaft bottom-up structure, a shaft bottom-up structure, and a construction method thereof, which can prevent sediment collapse at a stepped diameter-expanded portion while being simple, not bulky, and lightweight. The purpose is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is as follows (1) to ( 6 ).
[0012]
( 1 ) Divided donut-shaped connecting plates for a plurality of shaft bottom-up structures for bolting a plurality of liner plates to increase the diameter of the shafts in at least three steps from the top to the bottom and to expand the shafts in multiple steps And having at least two rows of inner and outer peripheral connecting bolt holes arranged at the same diameter and at the same intervals as the connecting bolt holes of the circumferential flanges of each liner plate. the arrangement of the connecting bolt hole of the outer periphery provided, you characterized in that the arrangement of the lower split donut shaped connection among provided on plate peripheral coupling bolt holes of a sequence of the same diameter and the same spacing standing Divided donut-shaped connection plate for bottom expanded structures.
[0013]
( 2 ) The split-type donut-shaped connection plate for a shaft expansion structure according to (1) above, wherein the split-type donut-shaped connection plate is divided into two to eight.
[0014]
( 3 ) The split donut-shaped connecting plate for a shaft bottom-up structure according to (1) or (2) , wherein the arrangement interval of the connecting bolt holes is constant.
[0015]
( 4 ) In the shaft assembled by excavating a circular hole in the natural ground and joining the wall surface with the liner plate in the vertical and horizontal directions, the division for the shaft expansion structure of any one of the above (1) to ( 3 ) A shaft expansion structure in which the diameter of the lower part is expanded stepwise from the upper part by connecting liner plates having different diameters up and down via a connecting plate having a donut shape.
[0016]
( 5 ) When arranging the liner plate on the ground of the expanded bottom portion, the split donut for the shaft expanded structure according to any one of (1) to ( 3 ) above is connected to the connecting bolt hole of the upper end flange of the expanded liner plate. For connecting the inner periphery of the split donut-shaped connection plate for the shaft expansion structure to the connection bolt hole of the lower end flange of the liner plate just above the bottom expansion part A method for constructing a shaft bottom-up structure, characterized in that bolt holes are matched and bolted together.
[0017]
( 6 ) When arranging the liner plate on the ground of the expanded bottom portion, nuts are placed in the connecting bolt hole portions on the outer periphery of the split donut-shaped connection plate for the shaft expanded structure according to any one of (1) to ( 3 ) above. Fixed, and bolted with the connecting bolt hole on the inner periphery of the split donut-shaped connecting plate for the shaft bottom-up structure conforming to the connecting bolt hole on the lower end flange of the liner plate just above the bottom part, A method for constructing a shaft bottom expanding structure, characterized in that the connecting bolt hole of the upper end flange of the liner plate for the expanded bottom portion is matched with the connecting bolt hole and bolted.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of a split donut-shaped connecting plate (hereinafter sometimes simply referred to as a connecting plate) for a shaft bottom-up structure according to the present invention. The
[0019]
The connecting
[0020]
There are no particular limitations on the inner and outer diameters of the connecting
[0021]
Thus, since the connection plate of the present invention has a simple structure and is not bulky and lightweight, it can be easily transported even in construction in a mountainous area, and has excellent workability in a narrow shaft.
[0022]
In FIG. 2, the example of the shaft bottom expanded structure of this invention expanded in diameter stepwise over two steps via
[0023]
FIG. 4 shows an example of the shaft bottom-up structure of the present invention in which the diameter is increased by one step. As described above, the number of stages of diameter expansion may be appropriately selected in consideration of various conditions, and the number is not particularly limited.
[0024]
In addition, when reducing the diameter of the shaft at the lower part, there is no risk that the earth and sand will collapse into the shaft from the connection part, and the connection plate of the present invention assumes a case where the diameter of the shaft is expanded at the lower part. It is also possible to use it when the diameter is reduced at the lower part, and this is not disturbed.
[0025]
In FIG. 5, the construction method of the shaft bottom expanded structure of this invention is shown. That is, first, as shown in FIG. 5A, the connecting bolt hole on the outer periphery of the connecting plate 1a of the present invention is matched with the connecting bolt hole on the upper end flange of the bottom-end
[0026]
In the case of this construction method, as shown in FIG. 5 (a), since the bottom
[0027]
FIG. 6 shows another method for constructing a shaft bottom expanding structure of the present invention. That is, first, as shown in FIG. 3 (a), the
[0028]
In the case of the construction method shown in FIG. 6, after joining is completed over the entire circumference of the
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, a simple structure that is not bulky and uses a lightweight connection plate, the diameter of the bottom of the shaft is enlarged for foundation work of the piers and towers, and the collapse of earth and sand into the shaft is prevented. It becomes possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a split donut-shaped connection plate for a shaft expanding structure according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an example of a shaft bottom-up structure according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing details of an example of a diameter-expanded portion of the shaft bottom expanding structure of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a shaft bottom-up structure according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a construction method for a shaft bottom-up structure according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a construction method for a shaft bottom-up structure according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example in which the diameter of the bottom portion of the shaft is expanded for the foundation work of the bridge pier and the tower leg.
FIG. 8 is a view showing a conventional retaining wall for expanding the diameter.
FIG. 9 is a perspective view showing a liner plate.
FIG. 10 is a diagram showing an example in which a retaining plate is constructed by assembling a liner plate while excavating a shaft.
[Explanation of symbols]
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