(57)【要約】【課題】集中豪雨などにより地下水位が上昇した場合であっても地盤を確実に支持できる山留め壁構造を提供する。【解決手段】地盤５０を掘削して掘削空間４０を形成する際に、掘削空間４０の周囲の地盤を支持するための山留め壁構造１０は、間隔をあけて配置された複数の親杭２０と、複数の親杭２０に、隣接する親杭２０の間の地盤５０の少なくとも一部を覆うように取り付けられたラス材２１と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための山留め壁構造であって、
間隔をあけて配置された複数の親杭と、
前記複数の親杭に、隣接する親杭の間の地盤の少なくとも一部を覆うように取り付けられた透水性を有する板材、シート材又は網材と、を備えることを特徴とする山留め壁構造。
【請求項２】
請求項１記載の山留め壁構造であって、
前記親杭はＨ型鋼からなり、
前記板材、シート材又は網材は、前記Ｈ型鋼の前記掘削空間側のフランジ外面に取り付けられていることを特徴とする山留め壁構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の山留め構造であって、
前記親杭の間に架け渡され、前記板材、シート材又は網材を前記掘削空間側から支持する棒状部材を備えることを特徴とする山留め構造。
【請求項４】
地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための山留め壁構造の構築方法であって、
間隔をあけて複数の親杭を打設し、
前記複数の親杭に、隣接する親杭の間の地盤の少なくとも一部を覆うように透水性を有する板材、シート材又は網材を取り付けることを特徴とする山留め壁構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、根切り時に周囲の地盤を支持するための山留め壁構造及びその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地盤を掘削して地下に構造物を構築する際には、周囲の地盤を支持するために山留め壁を構築する。このような山留め壁として、地下水位が低く、良質な地盤で側圧が小さい場合には、親杭横矢板壁が採用されることがある。
【０００３】
なお、例えば、特許文献１には、親杭横矢板壁において、工期の短縮及び工費の削減を目的として親杭の打設間隔を広くするべく、隣接する親杭の間に炭素繊維やアラミド繊維からなるシート材を架け渡す方法が記載されている。かかる方法によれば、地盤から作用する側圧をシート材の張力により負担させるため、親杭の打設間隔を広くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４７０５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、このような親杭横矢板壁を用いた場合に、集中豪雨などにより地下水位が上昇してしまうと、地盤内の水圧が大きくなり、矢板やシート状部材に大きな側圧が作用してしまうという問題がある。
【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、集中豪雨などにより地下水位が上昇した場合であっても地盤を確実に支持できる山留め壁構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の山留め壁構造は、地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための山留め壁構造であって、間隔をあけて配置された複数の親杭と、  前記複数の親杭に、隣接する親杭の間の地盤の少なくとも一部を覆うように取り付けられた透水性を有する板材、シート材又は網材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記の山留め壁構造において、前記親杭はＨ型鋼からなり、前記板材、シート材又は網材は、前記Ｈ型鋼の前記掘削空間側のフランジ外面に取り付けられていてもよい。
また、前記親杭の間に架け渡され、前記板材、シート材又は網材を前記掘削空間側から支持する棒状部材を備えてもよい。
【０００９】
また、本発明の山留め壁構造の構築方法は、地盤を掘削して掘削空間を形成する際に、前記掘削空間の周囲の地盤を支持するための山留め壁構造の構築方法であって、間隔をあけて複数の親杭を打設し、前記複数の親杭に、隣接する親杭の間の地盤の少なくとも一部を覆うように透水性を有する板材、シート材又は網材を取り付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、親杭には周囲の地盤から大きな側圧が作用するものの、親杭の間に架け渡された板材又はシート材には大きな側圧が作用することがないため、周囲の地盤を支持することができる。また、親杭の間に透水性を有する板材又はシート材を架け渡すため、集中豪雨などにより地下水位が上昇した場合であっても、地下水が板材又はシート材を通過し、板材又はシート材に大きな水圧が作用することはない。このため、集中豪雨の際にも板材又はシート材により地盤を確実に支持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】山留め壁構造に取り付けた歪ゲージ及び傾斜計の取付位置を示す図である。
【図２】地盤の側圧により生じた山留め壁の親杭の変形を示すグラフである。
【図３Ａ】地盤の側圧により図１に示す山留め壁構造の左側の横矢板に生じた曲げモーメントの水平方向の分布を示すグラフである。
【図３Ｂ】地盤の側圧により図１に示す山留め壁構造の右側の横矢板に生じた曲げモーメントの水平方向の分布を示すグラフである。
【図４】本実施形態の山留め壁構造を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は山留め壁構造を示す鉛直断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図６Ａ】隣接するＨ型鋼の間に棒状部材を平行に架け渡し、このアングル材によりシート材、不織布又は網材を固定した実施形態を示す斜視図である。
【図６Ｂ】隣接するＨ型鋼の間に棒状部材を交差するように架け渡し、このフラットバーによりシート材、不織布又は網材を固定した実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本願発明者らは、親杭横矢板壁における親杭及び横矢板に作用する側圧を測定する実験を行ったので、この実験について説明する。
本実験では、図１に示すように、親杭横矢板壁１１０の横矢板１２０に歪ゲージを、親杭１３０に傾斜計を設置し、これら歪ゲージ及び傾斜計による測定結果に基づき、親杭１３０の変形量及び横矢板に作用する曲げモーメントを算出した。なお、測定対象となる横矢板１２０には、木材に変えて鋼板を設置し、この鋼板に歪ゲージを設置するものとした。
【００１３】
図２は、親杭１３０に生じた変形を示すグラフである。なお、同図には側圧係数を仮定して求めた計算値を重ねて表示している。深さＬにおける側圧Ｐは、側圧係数をＫ、単位体積重量をγとした場合に以下の式で算出できる。
Ｐ＝Ｋ・γ・Ｌ
【００１４】
図２に示すように、親杭１３０には側圧係数Ｋを０．２として算出した値に近い変形が生じており、変形量は深度が深くなるほど小さくなっている。
なお、単位体積重量γは１．４（ｔ／ｍ３）と仮定した。
【００１５】
また、図３Ａ，図３Ｂは、夫々、図１に示す山留め壁構造１１０の左右の横矢板１２０に作用する曲げモーメントの水平方向の分布を示したもので、（Ａ）〜（Ｅ）は夫々、ＧＬ−０．５ｍ、ＧＬ−１．５ｍ、ＧＬ−２．５ｍ、ＧＬ−３．５ｍ、ＧＬ−４．５ｍにおけるグラフである。なお、同図には、側圧ｗの大きさを仮定した場合に、横矢板１２０に作用する曲げモーメントを重ねて示している。なお、各グラフに示す側圧係数Ｋは、例えば、深度Ｌ＝０．５ｍにおいて側圧ｗ＝２．０（ｋＮ／ｍ２）≒０．２（ｔ／ｍ２）として仮定した場合には、上記の式にこれらの値を代入することで、０．２（ｔ／ｍ２）＝Ｋ×１．４（ｔ／ｍ３）×０．５（ｍ）となり、Ｋ＝０．２９と求められる。
【００１６】
図３Ａ，図３Ｂに示すように、横矢板１２０に発生する曲げモーメントは、左列ＧＬ−０．５ｍの場合に側圧係数Ｋが０．２を超えるものの、全体的には、側圧係数Ｋ＝０．２０とした場合の曲げモーメントよりも小さくなっている。
本実験により、親杭横矢板壁では、親杭に比較して、横矢板には深度によらず小さい側圧しか作用しないことが確認された。
【００１７】
上記の実験結果をふまえ、本願出願人らは本実施形態の山留め壁構造を以下に説明する構成とした。
図４は、本実施形態の山留め壁構造１０を示す斜視図、図５（Ａ）は山留め壁構造１０を示す鉛直断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。同図に示すように、本実施形態の山留め壁構造１０は、間隔をあけて設けられた親杭と２０、これら親杭２０の間に地盤５０を覆うように架け渡されたラス材３０とにより構成される。なお、本実施形態では、周囲の地盤５０の地下水位は掘削空間４０の底部よりも低いものとする。
【００１８】
親杭２０は、Ｈ型鋼２１からなり、その下端が掘削空間４０の底面よりも深い位置まで根入れされている。
ラス材３０は、網目又は孔が形成された金属板であり通水性を有する。ラス材３０は、Ｈ型鋼２１の掘削空間４０側のフランジ２１Ａの外面にその両側部が溶接接続されることで固定されている。
【００１９】
地盤５０から親杭２０に作用する側圧は、親杭２０の背面に地盤５０から直接作用するものと、横矢板を介して作用するものがある。この内、横矢板に作用する側圧は、上記のように、深度によらず小さい。このため、本実施形態では横矢板に代えてラス材３０を用いているが、ラス材３０に大きな側圧が作用することがなく、地盤５０を支持することができる。
【００２０】
また、ラス材３０が通水性を有するため、集中豪雨などにより地下水位が上昇した場合には、地下水は地盤５０からラス材３０を通過して掘削空間４０へ染み出すこととなる。これにより、集中豪雨の際に地盤５０に含まれる地下水による側圧の上昇を防止し、集中豪雨の際でも山留め壁構造１０により地盤５０を支持することができる。
【００２１】
上記の山留め壁構造１０は、以下のようにして構築することができる。
まず、地盤５０に間隔をあけて一直線上に並ぶように、オーガーにより掘削孔を形成し、掘削孔内にＨ型鋼２１を打設して、親杭２０を構築する。
次に、地盤５０の掘削空間４０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４０側のフランジ２１Ａの外面を露出させる。
【００２２】
次に、隣接するＨ型鋼２１のフランジ２１Ａの間に亘ってラス材３０を配置し、ラス材３０の両側部をフランジ２１Ａの掘削空間４０側の外面に溶接接続する。
そして、掘削空間４０の底面に到達するまで掘削作業及びラス材３０の取り付け作業を繰り返す。以上の工程により山留め壁構造１０を構築することができる。
【００２３】
本実施形態によれば、親杭２０には地盤５０から大きな側圧が作用するものの、ラス材３０には大きな側圧が作用することはなく、ラス材３０により地盤５０を確実に支持することができる。また、集中豪雨などにより地下水位が上昇した場合であっても、地盤５０から地下水がラス材３０を通過して掘削空間４０へと流れるため、地盤５０に含まれる水圧によるラス材３０に作用する側圧の上昇が抑えられ、地盤５０を支持することができる。
【００２４】
また、従来の親杭横矢板壁は、隣接するＨ型鋼の間の地盤を掘削し、板材をＨ型鋼の間隔に合わせて切断し、Ｈ型鋼の間に板材を嵌め込み、地盤と板材との間に裏込めすることにより構築されており、矢板の取付作業に手間がかかった。これに対して、本実施形態では、ラス材３０をＨ型鋼２１の掘削空間４０側のフランジ２１Ａ外面に溶接接続するのみでよいので、施工性が向上され、工期短縮及びコスト削減が図れる。
【００２５】
なお、本実施形態では、親杭２０の間にラス材３０を架け渡すこととしたが、これに限らず、孔が多数形成された板材や、透水性を有する不織布、シート材又は網材などを用いてもよく、要するに透水性を有する板材やシート材であれば用いることができる。また、ラス材と不織布を重ねて用いるなど、複数の材料を重ねて用いることも可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、ラス材３０を溶接接続することでＨ型鋼２１に取り付けることとしたが、これに限らず、接着剤などにより取り付けることとしてもよい。
【００２７】
また、シート材、不織布又は網材を用いる場合には、Ｈ型鋼２１のフランジ２１Ａに取付金物を取り付けておき、この取付金物にシート材、不織布又は網材を直接又はひもなどで取り付ける構成としてもよい。また、図６Ａ、図６Ｂに示すように、隣接するＨ型鋼２１にアングル材やフラットバーなどの棒状部材７０を平行あるいは斜めに架け渡して、両端をそれぞれＨ型鋼２１に溶接接続し、この棒状部材７０によりシート材、不織布又は網材８０を押さえつけて固定することとしてもよい。かかる構成によれば、棒状部材７０によりシート材、不織布又は網材８０を掘削空間側から支持し、たわみを抑制することができる。また、シート材や不織布の両縁をマグネットによりＨ型鋼２１に取り付ける構成としてもよく、ラス材、シート材、不織布、網材の取り付け方法は問わない。
なお、図６Ａ、図６Ｂにおけるアングル材７０やフラットバー７１に代えて、隣接するＨ型鋼２１にひも又はロープ等を架け渡すことによっても、シート材、不織布又は網材８０のたわみを抑制できる。
【００２８】
また、本実施形態では、ラス材３０のみを親杭２０の間に架け渡すものとしたが、これに限らず、一部に矢板を架け渡し、残りの部分にラス材、シート材、不織布又は網材を用いることとしてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、Ｈ型鋼２１の掘削空間４０側のフランジ２１Ａの外面にラス材３０を取り付けることとしたが、これに限らず、ラス材３０をフランジ２１Ａと同一平面上に取り付けたり、隣接するＨ型鋼２１のウエブ２１Ｂの間に設けたりしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０  親杭横矢板壁
２０  親杭
２１  Ｈ型鋼
３０  ラス材
４０  掘削空間
５０  地盤
【図１】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図２】
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