JP7490537B2 - 土留め壁の補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、土留め壁の補強構造等に関する。

地盤に親杭横矢板工法等による土留め壁を構築し、その側方の地盤を掘削する際、土留め壁に作用する土圧を支持するため土留め壁の掘削部側に切梁支保工を設ける場合がある。しかしながら、切梁支保工を設けると掘削部での作業を行うことが難しくなる。

これに対し、特許文献１には、親杭横矢板工法による土留め壁の背後の地盤に水平方向の挿入杭を挿入し、当該挿入杭の基端を親杭に剛結して土留め壁の補強を行うことが記載されており、これにより土留め壁を切梁支保工なしに自立させ、掘削部での作業を容易に行うことができる。

特開2017-197950号公報

しかしながら、特許文献１では土留め壁の背後の地盤に挿入した挿入杭により土留め壁の補強を行っており、掘削部側から土留め壁の背後の地盤に挿入杭を挿入する作業や、挿入杭の基端側を親杭に剛結する作業等に手間がかかる。

また、挿入杭を挿入することで、背後の地盤が乱されて土留め壁に偏土圧が生じ、土留め壁の安全性に悪影響を及ぼす可能性も考えられる。また挿入杭の撤去時に背後の地盤に空隙が生じ、その地盤面が沈下する可能性も考えられる。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、土留め壁を容易に補強することのできる土留め壁の補強構造等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、前記土留め壁の掘削部側のみに配置され、前記土留め壁の鉛直方向の複数箇所で前記土留め壁の掘削部側の面に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、を有することを特徴とする土留め壁の補強構造である。
第２の発明は、地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、前記土留め壁の鉛直方向の複数箇所で前記土留め壁に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、を有し、前記補強体が、平面において対応する位置で上下複数段に配置されることを特徴とする土留め壁の補強構造である。
第３の発明は、地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、前記土留め壁の鉛直方向の複数箇所で前記土留め壁に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、を有し、前記補強体と前記支持杭の間にジャッキが設けられることを特徴とする土留め壁の補強構造である。

本発明の補強構造により、土留め壁の上記複数箇所の間の区間で土留め壁の回転を防止（拘束）し、また支持杭により補強体が下から支持されることで、土圧による補強体自体の回転も防止（拘束）されるため、土圧による土留め壁の変位を抑制できる。掘削部の深度が浅い場合等では、これにより土留め壁を土圧に対して十分に自立させることが可能となる。

また、補強構造は掘削部側に構築され、土留め壁の背後の地盤に杭等を挿入する特殊作業が不要なので施工が容易になる。また杭等により背後の地盤が乱されて土留め壁に偏土圧が生じ、土留め壁の安全性に悪影響を及ぼす恐れも無く、杭等の撤去時に土留め壁の背後の地盤に空隙が生じ、地盤面が沈下する恐れも無い。これにより、土留め壁の供用中だけでなく撤去時の安全も確保することができる。

前記補強体は、先端が前記土留め壁に接するように配置される水平材と、先端が、前記水平材よりも高い位置で前記土留め壁に接するように配置される斜材と、を有し、前記水平材と斜材の基端同士が接続され、当該接続位置で前記補強体が下面から支持されることが望ましい。
補強体の水平材と斜材と土留め壁とでトラス構造を形成し、水平材と斜材の基端同士の接続位置を支持杭で鉛直支持することで、簡易且つ強度等の面で合理的な補強構造を実現できる。

第２の発明では、前記補強体が、平面において対応する位置で上下複数段に配置されることにより、掘削深度や土質に応じて土留め壁の回転を防止する区間を増やし、補強構造の適用範囲を広げることができる。

前記支持杭が前記土留め壁の延伸方向に間隔を空けて複数設けられ、梁材が、複数の前記支持杭の上端の間に架け渡すように配置され、前記補強体が前記梁材の上に配置されることが望ましい。
これにより補強体を支持杭と異なる平面位置に配置できるので、補強体の平面位置の自由度が向上し、上下複数段の補強体を平面において対応する位置に配置することも容易になる。

前記土留め壁は、親杭横矢板工法により構築されたものであり、前記補強体は親杭に接することが望ましい。
本発明の補強構造は親杭により土圧を支持する親杭横矢板工法に好適に適用でき、当該親杭に補強体が接することで、その回転を防止して土留め壁を補強できる。

第３の発明では、前記補強体と前記支持杭の間にジャッキが設けられることにより補強体を通じて土留め壁に逆方向の回転力を与え、土圧による回転を好適に防止できる。

第４の発明は、地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、前記土留め壁の掘削部側のみに配置される水平材を有し、前記土留め壁の鉛直方向の前記水平材を下端とする所定区間で前記土留め壁の掘削部側の面に連続的に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、を有することを特徴とする土留め壁の補強構造である。
第５の発明は、地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、前記土留め壁の鉛直方向の所定区間で前記土留め壁に連続的に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、を有し、前記補強体が、平面において対応する位置で上下複数段に配置されることを特徴とする土留め壁の補強構造である。
第６の発明は、地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、前記土留め壁の鉛直方向の所定区間で前記土留め壁に連続的に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、を有し、前記補強体と前記支持杭の間にジャッキが設けられることを特徴とする土留め壁の補強構造である。
これによっても、土留め壁の鉛直方向の所定区間で土留め壁の回転を防止して土留め壁を補強でき、第１～第３の発明と同様の効果が得られる。

本発明により、土留め壁を容易に補強することのできる土留め壁の補強構造等を提供することができる。

土留め壁３の補強構造１を示す図。 掘削部２１の掘削方法を示す図。 掘削部２１の掘削方法を示す図。 掘削部２１の掘削方法を示す図。 掘削部２１の掘削方法を示す図。 補強体５を一段とする例。 補強構造１ａを示す図。 補強構造１ｂを示す図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．補強構造１）
図１は、本発明の実施形態に係る補強構造１を示す図である。補強構造１は、地盤２の掘削部２１の側方に設けられた土留め壁３を補強するものである。

土留め壁３は、親杭横矢板工法により掘削部２１の外周に沿って延伸するように構築される。土留め壁３は、その延伸方向に間隔を空けて複数設けられた親杭３１と、隣り合う親杭３１の間に配置された横矢板３２とを有する。土留め壁３は、親杭３１により背後の地盤２からの土圧を支持する。

補強構造１は、支持杭４、補強体５、梁材６、ジャッキ７等を有する。

支持杭４は、土留め壁３の掘削部２１側で、土留め壁３の延伸方向に間隔を空けて複数設けられる。支持杭４は２列に配置され、土留め壁３から遠い側の支持杭４－１と、土留め壁３に近い側の支持杭４－２とを有する。これらの支持杭４－１、４－２は、土留め壁３の延伸方向の位置を変えて千鳥状に配置される。支持杭４－１の上端は、支持杭４－２の上端よりも上方に位置する。

梁材６は、土留め壁３の延伸方向に並んだ複数の支持杭４－１、４－２の上端の間に架け渡すように、当該延伸方向に沿って配置される。梁材６は、支持杭４の上端に設けたジャッキ７の上に載置される。

補強体５は、土留め壁３の親杭３１に接するように配置される。補強体５は梁材６の上に設置され、支持杭４により下面から支持される。

補強体５は、水平材５１と斜材５２とを有する。水平材５１は、土留め壁３側の端部（先端）が土留め壁３の親杭３１に接するように、土留め壁３の法線方向に配置される。斜材５２は、土留め壁３側の端部（先端）が、水平材５１の先端と同じ平面位置且つ水平材５１の先端よりも高い位置で親杭３１に接するように配置される。これにより、補強体５が、親杭３１の鉛直方向の複数箇所で土留め壁３に接し、これら複数箇所の間の区間で親杭３１の回転が防止される。

水平材５１と斜材５２は、土留め壁３と反対側の端部（基端）同士で接続される。補強体５は、この接続位置を梁材６の上に載置し、当該接続位置で支持杭４により下面から支持される。これにより、土圧による補強体５の鉛直面内での回転が防止される。

補強体５は、平面において対応する位置で上下２段に配置される。当該位置は、土留め壁３の各親杭３１に対応する位置であり、上段の補強体５は、水平材５１と斜材５２の先端が土留め壁３の上端付近で親杭３１に接するように配置され、土留め壁３から遠い側の支持杭４－１上の梁材６の上に載置される。下段の補強体５は、水平材５１と斜材５２の先端が上段の補強体５の下方で親杭３１に接するように配置され、土留め壁３に近い側の支持杭４－２上の梁材６の上に載置される。

補強体５の水平材５１と斜材５２の先端は、ボルト等を用いて親杭３１に固定される。補強体５の水平材５１と斜材５２の基端同士の接続位置は、梁材６に固定してもよいし、固定しなくてもよい。例えば土留め壁３の法線方向に沿った補強体５の水平移動は許容でき、水平移動用のローラー等を用いた取付機構により補強体５を梁材６に取り付けることもできる。あるいは補強体５を梁材６の上に載せておくだけでもよい。これとは逆に、補強体５を梁材６に固定する場合などでは、補強体５の水平材５１と斜材５２の先端を親杭３１に固定せず、突き当てるだけとすることも可能である。

（２．掘削部２１の掘削方法）
次に、上記の補強構造１を用いた地盤２の掘削部２１の掘削方法について説明する。本実施形態では、まず図２に示すように地盤２に土留め壁３の親杭３１を打設し、その後、図３（ａ）に示すように、隣り合う親杭３１の間に横矢板３２を配置しつつ掘削部２１を掘削する。

所定の深さまで掘削を行うと、土留め壁３から遠い側の支持杭４－１を打設する。また本実施形態では、この時土留め壁３に近い側の支持杭４－２も打設しておく。これは、後述する工程で上段の補強体５を設置した後では、支持杭４－２の打設作業が難しくなるためである。支持杭４－２は、図３（ｂ）に示すように、本体４１の上部に本体４１と同断面の仮設材４２を接続し、支持杭４－１と同じ長さとして打設される。

次に、図４に示すように支持杭４－１上にジャッキ７と梁材６を設置し、梁材６上に上段の補強体５を載置する。

その後、図５に示すように、隣り合う親杭３１の間に横矢板３２を配置しつつ、掘削部２１をさらに掘削する。所定の深さまで掘削したら、前記の仮設材４２（図３（ｂ）参照）を撤去したうえで支持杭４－２上にジャッキ７と梁材６を設置し、この梁材６上に下段の補強体５を載置する。

以上の手順により、補強構造１が構築される。以下、隣り合う親杭３１の間に横矢板３２を配置しつつ、掘削部２１を図１に示すように所定深さまで掘削する流れとなる。

本実施形態の補強構造１により、補強体５が土留め壁３に接する複数箇所の間の区間で土留め壁３の回転を防止（拘束）し、また支持杭４により補強体５が下から支持されることで、土圧による補強体５自体の回転も防止（拘束）されるため、土圧による土留め壁３の変位を抑制できる。そのため、従来の自立式の土留め壁では予測変位量が大きく、これを採用できなかった箇所でも、自立式の土留め壁を採用できる可能性がある。特に掘削部２１の深度が浅い場合等では、補強構造１により、土留め壁３を切梁支保工なしで十分に自立させることができる。

また本実施形態の補強構造１は掘削部２１側に構築され、土留め壁３の背後の地盤２に杭等を挿入する特殊作業が不要なので施工が容易になる。また杭等により背後の地盤２が乱されて土留め壁に偏土圧が生じ、土留め壁３の安全性に悪影響を及ぼす恐れも無く、杭等の撤去時に土留め壁３の背後の地盤２に空隙が生じ、地盤面が沈下する恐れも無い。これにより、土留め壁３の供用中だけでなく撤去時の安全も確保することができる。

また本実施形態では、補強体５の水平材５１と斜材５２と土留め壁３とでトラス構造を形成し、水平材５１と斜材５２の基端同士の接続位置を支持杭４で鉛直支持することで、簡易且つ強度等の面で合理的な補強構造１を実現できる。

また補強体５と支持杭４の間にジャッキ７を設けることで、補強体５を通じて土留め壁３に逆方向の回転力（プレロード）を与えて土圧による回転を好適に防止できる。ただし、ジャッキ７を省略することも可能である。

さらに補強体５を土留め壁３の鉛直方向に上下複数段設置することにより、掘削深度や土質に応じて土留め壁３の回転を防止する区間を増やし、補強構造１の適用範囲を広げることができる。本実施形態では上下２段に補強体５を設けているが、補強体５を３段以上に設けることも可能である。あるいは、図６に示すように補強体５を１段のみ設けることも可能であり、掘削深度が浅い場合などでは、これにより補強構造１を簡易な構成とできる。

また本実施形態では、複数の支持杭４の上端の間に梁材６が設けられ、その上に補強体５が配置されるので、補強体５を支持杭４と異なる平面位置に配置でき、補強体５の平面位置の自由度が向上する。結果、上下複数段の補強体５を平面において対応する位置に配置することも容易になる。なお、梁材６は、土留め壁３の延伸方向に並んだ全ての支持杭４に架け渡しても良いし、支持杭４の間で梁材６を架け渡さない区間があってもよい。梁材６は、少なくとも複数の支持杭４の間に掛け渡せばよい。

また、本実施形態の補強構造１は親杭３１により土圧を支持する親杭横矢板工法に好適に適用でき、当該親杭３１に補強体５が接することで、その回転を防止して土留め壁を補強できる。

しかしながら、本発明は以上の実施形態に限定されない。例えば梁材６は省略することも可能であり、図７は梁材６を省略した補強構造１ａの例である。図７の例では、複数の支持杭４が土留め壁３の延伸方向に間隔を空けて一列に設けられ、各支持杭４が各親杭３１に対応する位置に配置される。上段の補強体５はジャッキ７を介して支持杭４の上端に配置され、支持杭４により下面から支持される。下段の補強体５は、支持杭４の親杭３１側の面に固定されたブラケット８を介して支持杭４により下面から支持される。ブラケット８と補強体５の間にジャッキ７を設けてもよい。

また、本実施形態の補強構造１は親杭横矢板工法で構築した土留め壁３を補強したが、鋼矢板工法等の他の工法で構築した土留め壁にも適用可能である。この場合も、支持杭４は土留め壁の掘削部２１側に配置し、補強体５は支持杭４により下面から支持して土留め壁に接するように配置する。親杭横矢板工法の場合、補強体５を全ての親杭３１に接するように配置するが、腹起しなどの応力伝達用の水平材が土留め壁に存在する場合、補強体５の平面位置は比較的自由に設定でき、上下複数段に補強体５を設ける場合も、これらの補強体５の平面位置を異なるものとすることができる。

また、補強体５の構成も、土留め壁３の回転を防止できれば特に限定されない。例えば前記の水平材５１や斜材５２の形状、構成等が特に限定されることはなく、また図８の補強構造１ｂの補強体５ａに示すように、補強体５ａを直角三角形状とし、その鉛直方向の辺が土留め壁３の鉛直方向の所定区間で土留め壁３の親杭３１に連続的に接するようにしてもよい。この場合も、上記所定区間における土留め壁３の回転を防止でき、前記した補強構造１と同様の効果が得られる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ、１ｂ：補強構造
２：地盤
３：土留め壁
４、４－１、４－２：支持杭
５、５ａ：補強体
６：梁材
７：ジャッキ
８：ブラケット
２１：掘削部
３１：親杭
３２：横矢板
５１：水平材
５２：斜材

Claims (7)

1. 地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、
   前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、
   前記土留め壁の掘削部側のみに配置され、前記土留め壁の鉛直方向の複数箇所で前記土留め壁の掘削部側の面に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、
   を有することを特徴とする土留め壁の補強構造。
2. 地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、
   前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、
   前記土留め壁の鉛直方向の複数箇所で前記土留め壁に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、
   を有し、
   前記補強体が、平面において対応する位置で上下複数段に配置されることを特徴とする土留め壁の補強構造。
3. 地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、
   前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、
   前記土留め壁の鉛直方向の複数箇所で前記土留め壁に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、
   を有し、
   前記補強体と前記支持杭の間にジャッキが設けられることを特徴とする土留め壁の補強構造。
4. 前記補強体は、
   先端が前記土留め壁に接するように配置される水平材と、
   先端が、前記水平材よりも高い位置で前記土留め壁に接するように配置される斜材と、
   を有し、前記水平材と斜材の基端同士が接続され、当該接続位置で前記補強体が下面から支持されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の土留め壁の補強構造。
5. 地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、
   前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、
   前記土留め壁の掘削部側のみに配置される水平材を有し、前記土留め壁の鉛直方向の前記水平材を下端とする所定区間で前記土留め壁の掘削部側の面に連続的に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、
   を有することを特徴とする土留め壁の補強構造。
6. 地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、
   前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、
   前記土留め壁の鉛直方向の所定区間で前記土留め壁に連続的に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、
   を有し、
   前記補強体が、平面において対応する位置で上下複数段に配置されることを特徴とする土留め壁の補強構造。
7. 地盤の掘削部の側方に設けられる土留め壁を補強するための、土留め壁の補強構造であって、
   前記土留め壁の掘削部側に配置された支持杭と、
   前記土留め壁の鉛直方向の所定区間で前記土留め壁に連続的に接し、前記支持杭により下面から支持される補強体と、
   を有し、
   前記補強体と前記支持杭の間にジャッキが設けられることを特徴とする土留め壁の補強構造。

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