山留壁構造

【課題】十分な地盤支持力を確保するための構成を備えた自立可能な山留壁を提供する。
【解決手段】山留壁構造１０は、上方が地盤に向かって進出するように傾けて構築された山留壁２０と、山留壁２０と一体に構築され、地盤１に向けて突出する長尺ボルト３０と、を備える。Ｈ型鋼２１の両フランジ２１Ａ、２２Ｂにはボルト孔が形成され、これらボルト孔を結ぶようにさや管が取り付けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を支持するための山留壁に関し、特に、傾斜して設けられる山留壁の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤を掘削する際の山留壁を構築する場合、地盤を掘削した際に周囲の地盤から土圧を受けるため、土圧による山留壁の転倒を防止するべく、十分な支持力を確保する必要がある。
【０００３】
山留壁の支持力を確保する方法として、例えば、特許文献１には、掘削部の水平投影面積が深度を増すごとに小さくなるような傾斜（以下、法面と称する）を設けて掘削し、その法面に沿って山留壁（以下、法面山留壁と称する）を構築するとともに、地盤内に定着体を設け、この定着体と山留壁の上端を引張材により連結する方法が記載されている。この方法によれば、山留壁の自重及び引張材を介して作用する引張力により地盤から作用する土圧に抵抗することができる
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００―３０３４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の方法では、地盤内に定着体を設けなければならず、敷地に制限がある場合などには採用することができない。このため、山留壁に転倒を防止するための構成を設けることが望まれる。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、転倒を防止するための構成を備えた自立可能な山留壁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の山留壁構造は、法面山留壁と、前記法面山留壁と一体に構築され、前記地盤に向けて突出する突出部材と、を備えることを特徴とする。
上記の山留壁構造において、前記法面山留壁は、上下方向に延びる複数の鋼材を備えてなり、前記突出部材は前記法面山留壁に取り付けられていてもよい。
【０００８】
また、前記鋼材は両フランジにボルト孔が形成され、これらボルト孔を結ぶようにさや管が取り付けられたＨ型鋼であり、前記突出部材は長尺のボルトからなるものであってもよい。
【０００９】
また、前記法面山留壁は、コンクリート造の地中連続壁であって、前記突出部材は、前記地中連続壁を構成するコンクリートを貫通するように設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、法面山留壁を設けることとしたため、法面山留壁の自重により土圧に抵抗できる。さらに、法面山留壁と一体に地盤に向けて突出するように突出部材を設けることとしたため、法面山留壁と地盤の間の摩擦力を向上し、主働土圧の法面山留壁の法線方向成分を最小にして、その結果、法面山留壁に作用する転倒モーメントを最小にすることができる。また、摩擦力が向上されることで法面山留壁が下方地盤面に食い込む力を最大にし、転倒防止に有利に働く。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の山留壁構造の構成を示す鉛直断面図である。
【図２】図１のＩ部の拡大図である。
【図３】Ｈ型鋼に長尺ボルトを取り付ける様子を示す斜視図である。
【図４】山留壁を傾斜させた場合に、山留壁に作用する力を示す図であり、（Ａ）は、山留壁と地山の間に十分な摩擦力が確保される場合、（Ｂ）は、山留壁と地山の間の摩擦力が小さい場合を示す。
【図５】山留壁として、ソイルセメント柱列壁を用いた場合の水平断面図である。
【図６】山留壁として、コンクリート造の地中連続壁を用いた場合の水平断面図である。
【図７】山留壁として、鋼矢板工法の地中連続壁を用いた場合の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の山留壁構造の第１実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の山留壁構造１０の構成を示す鉛直断面図である。同図に示すように、山留壁構造１０は、山留壁２０と、山留壁２０に地盤１に向けて突出するように取り付けられた長尺ボルト３０とにより構成される。
【００１３】
山留壁２０は、親杭横矢板工法により構築されており、水平方向に間隔をあけて設けられた複数のＨ型鋼２１と、これらＨ型鋼２１の間に架け渡された横矢板とにより構成される。山留壁２０は、上方が地盤１に向かって進出するように傾斜するように構築されており（すなわち、法面山留壁であり）、Ｈ型鋼２１はその下端部が地盤１内に挿入されている。
【００１４】
また、図１に示すように、長尺ボルト３０は、Ｈ型鋼２１にその長さ方向に間隔をあけて、両フランジ２１Ａ，２１Ｂを貫通するように取り付けられている。図２は、図１のＩ部の拡大図であり、図３は、Ｈ型鋼２１に長尺ボルト３０を取り付ける様子を示す斜視図である。Ｈ型鋼２１の両フランジ２１Ａ，２１Ｂには、対応する位置にボルト孔２２が形成されており、その内周面には螺条が形成されている。また、両フランジ２１Ａ，２１Ｂのボルト孔２２の間を結ぶようにさや管２３が取り付けられている。長尺ボルト３０は、先端が鋭利に形成されており、螺条が両フランジ２１Ａ，２１Ｂのボルト孔２２と螺合することによりＨ型鋼２１に固定されている。
【００１５】
図４は、山留壁２２０を斜めに構築した場合に、山留壁２２０に作用する力を示す図であり、（Ａ）は、山留壁２２０と地盤との間の最大摩擦力が十分に大きい場合を、（Ｂ）は山留壁２２０と地盤との間の最大摩擦力が小さい場合を示す。
図４（Ａ）に示すように、山留壁２２０と地盤１との間に十分な摩擦力が確保されるときには、最も合理的に力の釣合いが取れている状態であり、山留壁２２０に作用する主働土圧Ｐは水平方向に作用する。この主働土圧Ｐは山留壁２２０の軸方向（図中ｙ方向）の力Ｓと、山留壁２２０の法線方向（図中ｘ方向）の力Ｎと、に分解され、ｘ方向の力Ｎは山留壁２２０の転倒モーメントに寄与する。
【００１６】
これに対して、図４（Ｂ）に示すように、最大摩擦力が十分に大きくない場合には、主働土圧のｙ方向の成分である力Ｓ´は最大摩擦力と等しくなるためＳより小さくなる。これに対して、山留壁の移動を防止するべく、新たに土圧Ｐａが作用し、主働土圧Ｐ´はＰ＋Ｐａとなる。この力Ｐａはｙ方向にＳ−Ｓ´の力を作用させるべく働く力であり、エントロピー増大の法則から土圧は地山の崩壊を助長する方向にしか作用しない。従って、Ｐａのｘ方向成分は正となり、Ｎ´はＮよりも大きくなるため、結果として土留壁に作用する転倒モーメントは大きくなる。
【００１７】
そこで、本実施形態の山留壁構造１０では、長尺ボルト３０が地盤１内に挿入することとした。これにより、山留壁２０と地盤１との間の摩擦力が向上され、図３（Ａ）を参照して説明した最も合理的に力の釣合いが取れている状態となる。これにより、山留壁２０に作用する転倒モーメントが抑えられ、山留壁構造１０を自立させることができる。
【００１８】
以下、かかる山留壁構造１０の構築方法を説明する。
まず、地盤１の山留壁２０を構築すべき位置に水平方向に間隔をあけて、複数のＨ型鋼２１を下方が掘削空間２に相当する方向へ進出するように傾斜させて打設する。なお、これらＨ型鋼２１の両フランジ２１Ａ、２１Ｂの長尺ボルト３０が取り付けられるべき位置には、ボルト孔２２が形成されており、これらボルト孔２２の間を結ぶようにさや管２３が取り付けられている。
【００１９】
次に、地盤１の掘削空間２に相当する部分を所定の深さまで掘削し、Ｈ型鋼２１の掘削空間２側のフランジ面２１Ａを露出させる。そして、隣接するＨ型鋼２１の間に矢板を掛け渡し、矢板と地盤１との間に裏込め材を配置する。
【００２０】
また、矢板を掛け渡す作業と並行して、Ｈ型鋼２１のフランジ２１Ａ、２１Ｂに形成されたボルト孔２２に長尺ボルト３０を螺合させ、先端が地盤１内に挿入されるまで締め付ける。この際、両フランジ２１Ａ，２１Ｂのボルト孔２２の間にさや管２３が取り付けられており、長尺ボルト３０はこのさや管２３により案内されるため、容易に両フランジ２１Ａ，２１Ｂのボルト孔２２に締め付けることができる。
上記の工程を繰り返し、地盤１を所定の深さまで掘削することで、山留壁構造１０を構築することができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態によれば、山留壁２０に地盤１に向けて突出するように長尺ボルト３０を取り付けたため、山留壁２０と地盤１との間の摩擦力が向上される。これにより、山留壁２０に作用する転倒モーメントを抑えることができ、山留壁構造１０を自立させることが可能となる。
【００２２】
また、山留壁２０と地盤１との間の摩擦力が向上されることで山留壁２０が下方地盤面に食い込む力を最大にし、転倒防止に有利に働く。
また、本実施形態では、長尺ボルト３０を山留壁２０に取り付けるのみでよいので、敷地に制限がある場合などであっても、採用することができる。
【００２３】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、山留壁２０を親杭横矢板工法により構築した場合について説明したが、山留壁２０として、その他の工法により構築した山留壁を用いることとしてもよい。
図５は、山留壁１２０をソイルセメント柱列壁により構築した場合の山留壁構造１１０の構成を示す水平断面図である。同図に示すように、山留壁１２０としてソイルセメント柱列壁を用いた場合にも、上記の実施形態と同様に、ソイルセメント柱列壁を構成するＨ型鋼２１の両フランジにボルト孔を形成しておき、このボルト孔の間を結ぶようにさや管２３を取り付けておく。
【００２４】
次に、ソイルセメント柱列壁を構築した後、地盤１の掘削空間２に相当する部分を掘削し、Ｈ型鋼２１の掘削空間２側のソイルセメント１１１を切削してＨ型鋼２１を露出させる。そして、ボルト孔に先端を鋭利に形成した長尺ボルト３０をボルト孔に締め付け、先端を地盤１内に挿入する。
【００２５】
かかる構成であっても、山留壁１２０と地盤１との摩擦力を向上させることができるため、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００２６】
なお、本実施形態では、掘削空間２側のソイルセメント１１１を切削してＨ型鋼２１を露出させるものとしたが、これに限らず、掘削空間２側のソイルセメント１１１を残置させておき、このソイルセメント１１１を貫通させて長尺ボルト３０を取り付けることとしてもよい。
【００２７】
また、上記の各実施形態では、親杭横矢板工法及びソイルセメント柱列壁により山留壁を構成した場合について説明したが、これに限らず、山留壁１２１としてコンクリート造の地中連続壁を用いることもできる。かかる場合には、図６に示すように、長尺ボルト３０をＨ型鋼２１に取り付けずに、コンクリート部材内１２２を貫通するように長尺ボルト３０を設けてもよい。この際、長尺ボルト３０と山留壁１２１とを一体化させるべく、長尺ボルト３０の設置本数を増やしたり、Ｈ型鋼２１をまたいで隣接する長尺ボルト３０と共通のワッシャを使うなど面積の大きなワッシャ１２３を用いたりするとよい。この際、ワッシャ１２３とＨ型鋼２１とを溶接するとさらに大きな効果が得られる
【００２８】
また、鋼矢板工法により、山留壁を構成する場合には、図７に示すように、鋼矢板１３０にボルト孔を設けておき、このボルト孔に長尺ボルト３０を取り付ければよい。また、このボルト孔に内ネジ１３２を切り、面積の大きなワッシャ１３１を介してねじ込むと効果はさらに大きい。
【符号の説明】
【００２９】
１地盤２掘削空間
１０、１１０山留壁構造２０、１２０土留壁
２１Ｈ型鋼２１Ａ，２１Ｂフランジ
２２ボルト孔２３さや管
３０長尺ボルト１３０鋼矢板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
法面山留壁と、
前記法面山留壁と一体に構築され、前記地盤に向けて突出する突出部材と、を備えることを特徴とする山留壁構造。
【請求項２】
請求項１記載の山留壁構造であって、
前記法面山留壁は、上下方向に延びる複数の鋼材を備えてなり、
前記突出部材は前記法面山留壁に取り付けられていることを特徴とする山留壁構造。
【請求項３】
請求項２記載の山留壁構造であって、
前記鋼材は両フランジにボルト孔が形成され、これらボルト孔を結ぶようにさや管が取り付けられたＨ型鋼であり、
前記突出部材は長尺のボルトからなることを特徴とする山留壁構造。
【請求項４】
請求項１記載の山留壁構造であって、
前記法面山留壁は、コンクリート造の地中連続壁であって、前記突出部材は、前記地中連続壁を構成するコンクリートを貫通するように設けられていることを特徴とする山留壁構造。

【図１】