(57)【要約】【課題】腹起に使用するＨ形鋼の使用量及びそのサイズを大幅に削減できる土留構造を提供すること。【解決手段】腹起２を介して土留壁１をアンカー５で支持する土留構造において、腹起の掘削側の鉛直面と略平行に間隔をおいて短冊状の受材３１ａを配置し、前記受材と前記腹起の間にアンカーの水平力を伝達する伝達材３２ａを配置し、前記受材に作用する鉛直力を支持するブラケット４ａを土留壁に取り付け、前記受材に台座部３３ａを設けてアンカーを固定することができる。アンカーの頭部を固定するアンカー定置部は、上記した短冊状の他に、Ｖ字状、腹起間に設置する介在型などが利用できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、
腹起にはアンカーの水平力のみを作用させることを特徴とする、
土留構造。
【請求項２】
腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、
腹起の掘削側の鉛直面に配置されるアンカー頭部を固定するアンカー定置部と、
前記腹起下方の土留壁に取り付けられ、前記アンカー定置部に作用する鉛直力を支持するブラケットと、
前記アンカー定置部から土留壁背面の地盤に亘って配設されたアンカーと、からなることを特徴とする、
土留構造。
【請求項３】
請求項２に記載の土留構造において、
前記アンカー定置部を、
前記腹起の掘削側の鉛直面と略平行に間隔をおいて配置される短冊状の受材と、
前記受材と前記腹起の間に配置されてアンカーの水平力を伝達する伝達材と、
前記受材に取り付けるアンカー挿通部を有する台座部と、から構成することを特徴とする、
土留構造。
【請求項４】
腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、
腹起の掘削側の鉛直面に上下方向に張り出した状態で配置されるアンカー頭部を固定するアンカー定置部と、
前記腹起上方の土留壁に取り付けられ、前記アンカー定置部の上方の張り出し部と連結される連結部材と、
前記アンカー定置部から土留壁背面の地盤に亘って配設されたアンカーと、からなることを特徴とする、
土留構造。
【請求項５】
請求項４に記載の土留構造において、
前記アンカー定置部を、
腹起の掘削側の鉛直面に配置されたＶ字状の受材と、
前記腹起の面内であって、前記受材のＶ字の２辺間に配置され、アンカーの水平力を伝達する伝達材と、
前記伝達材の掘削側端部と前記受材とに接触するように配置されるアンカー挿通部を有する台座部と、から構成することを特徴とする、
土留構造。
【請求項６】
腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、
アンカーを固定する部分に離間部を設けてなる腹起と、
前記離間部に介在され、その両端が前記腹起にアンカーの緊張力の伝達が可能な手段で連結されるアンカー頭部を固定するアンカー定置部と、
前記腹起下方の土留壁に取り付けられ、前記アンカー定置部に作用する鉛直力を支持するブラケットと、
前記アンカー定置部から土留壁背面の地盤に亘って配設されたアンカーと、からなることを特徴とする、
土留構造。
【請求項７】
請求項６に記載の土留構造において、
前記アンカー定置部を、
前記離間部に介在され、その両端が前記腹起にアンカーの緊張力の伝達が可能な手段で連結される受材と、
前記受材の掘削側の面に配置されるアンカー挿通部を有する台座部と、から構成することを特徴とする、
土留構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土留工法により地盤を掘削するときの土留構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地盤を掘削するに際して土留壁と支保工を組み合わせた土留工法が従来から実施されている。
土留工法では、親杭と横矢板を組み合わせたり、鋼矢板などを地盤に打ち込んだりして構築する土留壁ａを支保工で支持する構造となる場合が多い。
この支保工には、Ｈ形鋼材や鉄骨コンクリート梁などからなる切梁を使用する方法と、アンカーを打設する方法がある。
アンカーを打設する方法においては、土留壁ａの前面に水平方向に配置する腹起ｃ，ｄにアンカーｂの頭部を固定し、アンカーによって土留壁ａを支持する。
図９に従来のアンカーで支持する土留構造を示す。
この土留構造は、土留壁ａの後方地盤に向けてアンカーｂを打設してアンカーｂの先端部を後方地盤に定着させると共に、アンカーｂの頭部はＨ形鋼よりなる上部腹起ｃと下部腹起ｄとの間に架設した台座ｅに固定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の土留構造にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞上部腹起ｃと下部腹起ｄの２段の腹起を設置する。このため、腹起に使用するＨ形鋼が２段分必要となり、腹起の設置に時間と手間を要する。
＜ロ＞下部腹起ｄの掘削側のフランジｄ１は、土留壁ａと平行に配されてブラケットｆ上に設置される。そして、台座ｅは、そのフランジｄ１の上端縁のみにて支持される。そのため、フランジ面の直交方向（強軸方向）に作用する外力には強いというＨ形鋼の強度特性を有効に活用することができず、充分な支持力を得るためには、下部腹起ｄをサイズアップしてフランジ面の平行方向（弱軸方向）の剛性を高める大きな耐力を有する材料を使用しなければならない。
＜ハ＞アンカーｂの鉛直方向の荷重は下部腹起ｄを載せたフランジｄ１に伝達されるため、土留壁ａから遠い位置に荷重の作用点が発生する。そのためブラケットｆに発生する曲げモーメントも大きくなり、ブラケットｆのサイズも大きくし、剛性を高めなければならない。
＜ニ＞特に、アンカーｂの打設角度が水平に対して４５度以上になると、鉛直方向の荷重が増大するため、上記＜ロ＞＜ハ＞の問題の対策が重要となる。
＜ホ＞アンカーｂで支持する前に土留壁ａの前面を、腹起ｃ，ｄの２段分掘削する必要がある。このため、掘削による土留壁ａのたわみが大きくなる場合がある。また、たわみを少なくするために壁の断面を大きくしなければならない場合がある。さらに、掘削土量が多く、掘削に時間を要する。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、材料の使用量を削減できる土留構造を提供することを目的とする。特に、腹起に使用するＨ形鋼の使用量及びそのサイズを大幅に削減できる土留構造を提供することを目的とする。
また、たわみの少ない土留構造を提供することを目的とする。特に、アンカーで支持する前の掘削量を削減することで、土留壁の壁厚を厚くしなくてもたわみを少なくでき、施工性のよい土留構造を提供することを目的とする。
さらに、Ｈ形鋼の強軸断面を使用することで、Ｈ形鋼が有する耐力を有効に活用できる土留構造を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の土留構造は、腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、腹起にはアンカーの水平力のみを作用させることを特徴とするものである。腹起には土留壁を支持するための水平力を主に作用させ、腹起の負担となるアンカー緊張力の鉛直成分を他の部材に受け持たせることができる。
【０００６】
また、腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、腹起の掘削側の鉛直面に配置されるアンカー頭部を固定するアンカー定置部と、前記腹起下方の土留壁に取り付けられ、前記アンカー定置部に作用する鉛直力を支持するブラケットと、前記アンカー定置部から土留壁背面の地盤に亘って配設されたアンカーと、から構成することができる。ここで、前記アンカー定置部を、前記腹起の掘削側の鉛直面と略平行に間隔をおいて配置される短冊状の受材と、前記受材と前記腹起の間に配置されてアンカーの水平力を伝達する伝達材と、前記受材に取り付けるアンカー挿通部を有する台座部と、から構成することができる。
【０００７】
さらに、腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、腹起の掘削側の鉛直面に上下方向に張り出した状態で配置されるアンカー頭部を固定するアンカー定置部と、前記腹起上方の土留壁に取り付けられ、前記アンカー定置部の上方の張り出し部と連結される連結部材と、前記アンカー定置部から土留壁背面の地盤に亘って配設されたアンカーと、から構成することができる。ここで、前記アンカー定置部を、腹起の掘削側の鉛直面に配置されたＶ字状の受材と、前記腹起の面内であって、前記受材のＶ字の２辺間に配置され、アンカーの水平力を伝達する伝達材と、前記伝達材の掘削側端部と前記受材とに接触するように配置されるアンカー挿通部を有する台座部と、から構成することができる。このように構成することでアンカーの打設角度の自由度が広がる。
【０００８】
また、腹起を介して土留壁をアンカーで支持する土留構造において、アンカーを固定する部分に離間部を設けてなる腹起と、前記離間部に介在され、その両端が前記腹起にアンカーの緊張力の伝達が可能な手段で連結されるアンカー頭部を固定するアンカー定置部と、前記腹起下方の土留壁に取り付けられ、前記アンカー定置部に作用する鉛直力を支持するブラケットと、前記アンカー定置部から土留壁背面の地盤に亘って配設されたアンカーと、から構成することができる。ここで、前記アンカー定置部を、前記離間部に介在され、その両端が前記腹起にアンカーの緊張力の伝達が可能な手段で連結される受材と、前記受材の掘削側の面に配置されるアンカー挿通部を有する台座部と、から構成することができる。このように構成することでアンカーの打設角度の自由度が広がる。
【０００９】
【発明の実施の形態１】
以下、図１から図４を参照しながら本発明の実施の形態１について説明する。
【００１０】
＜イ＞適用条件
本発明を適用する土留構造は、腹起２を使用する土留構造である。
例えば、Ｈ形鋼などを親杭１１として所定の間隔で打設し、親杭１１間に横矢板１２を配置して構築する土留壁１に適用できる。
この構造の土留壁１は、主として親杭１１によって土圧に抵抗する。このため、親杭１１に直交するように腹起２を配置する。そして、腹起２に支保工となるアンカー５の緊張力を作用させることによって、腹起２を介して親杭１１を支持する。
腹起２には、通常、Ｈ形鋼を使用するが、鉄骨コンクリート梁、鉄筋コンクリート梁なども使用できる。
また、土留壁１は鋼矢板、鋼管矢板、Ｈ形鋼杭などで構築することもできる。
腹起２の掘削側の鉛直面には、アンカー頭部を固定するアンカー定置部を設ける。アンカー定置部は、例えば後述する短冊状受材３１ａと、伝達材３２ａと、台座部３３ａとで構成する。
【００１１】
＜ロ＞短冊状受材
短冊状受材３１ａは、例えば親杭１１の打設間隔程度の長さを有する短冊状のアンカー緊張力を受ける部材である。
短冊状受材３１ａには、断面がコの字形の溝形鋼、Ｌ字形の山形鋼、Ｈ形鋼などが使用できる。
短冊状受材３１ａは、腹起２の掘削側の鉛直面を形成するフランジ２１面と略平行になるように配置する。フランジ２１面と短冊状受材３１ａの間には、所定の間隔を開ける。
また、短冊状受材３１ａの鉛直面には、必要に応じてアンカー５を貫通させるための穴を設ける。
【００１２】
＜ハ＞伝達材
伝達材３２ａは、短冊状受材３１ａを介してアンカー緊張力を腹起２に伝達する部材である。
伝達材３２ａには、溝形鋼、山形鋼、Ｈ形鋼などが使用できる。
伝達材３２ａは、短冊状受材３１ａの長手方向に間隔を置いて複数配置するのが好ましい。例えば、短冊状受材３１ａの両端付近と、アンカー５の定着位置付近に合計４本の伝達材３２ａを配置することができる（図２参照）。
伝達材３２ａは、短冊状受材３１ａに溶接などで取り付けても、腹起２に取り付けてもよい。短冊状受材３１ａ又は腹起２のどちらか一方と縁が切れていれば、アンカー緊張力が短冊状受材３１ａに作用しても、腹起２には伝達材３２ａを介して水平力だけが伝達される。
【００１３】
＜ニ＞台座部
台座部３３ａは、アンカー５の頭部を固定するための部材である。
台座部３３ａの形状は、アンカー５の打設角度、短冊状受材３１ａの形状によって任意に選択することができる。
台座部３３ａは、鋼板や溝形鋼などを組み合わせて構成することができる。
台座部３３ａには、アンカーの頭部が挿通される孔や溝などの挿通部を設ける。
【００１４】
＜ホ＞ブラケット
通常、腹起２を使用する山留構造では、腹起２を取り付けるためにブラケット４を配置する。
ここでは、ブラケット４ａを利用して短冊状受材３１ａも支持させる（図４参照）。このため、短冊状受材３１ａの両端に位置する親杭１１に、短冊状受材３１ａの下面を支えることが可能な長さのブラケット４ａを取り付ける（図３，４参照）。
このブラケット４ａによって、アンカー５の鉛直力を支持する。
【００１５】
上記の構成において伝達材３２ａを使用した構成について説明したが、伝達材３２ａを省略した構成とすることもできる。例えば、図８に示すようにブラケット４ｄ間に取り付けた連結受材３１ｄに台座部３３ｄを載置する。そして、台座部３３ｄを腹起２のフランジ２１面に接触させる。ここで台座部３３ｄは、腹起２や連結受材３１ｄには接するだけで、溶接などによって固定をしない。このように構成することによって、後述するようにアンカー緊張力の鉛直成分をブラケット４ｄに、水平成分を腹起２に伝えることができる。なお、ブラケット４ｄの設置間隔が短い場合には、連結受材３１ｄを省いて台座部３３ｄを直接、ブラケット４ｄに載置することもできる。
【００１６】
＜ヘ＞作用
支保工として設置するアンカー５の緊張力の流れを説明する。
アンカー５は斜めの角度で打設するため、アンカー緊張力は鉛直成分と水平成分に分けて考えることができる。
アンカー緊張力の鉛直成分は、台座部３３ａ、短冊状受材３１ａを介してブラケット４ａに作用する。
そして、アンカー緊張力の水平成分は、台座部３３ａ、短冊状受材３１ａ、伝達材３２ａを介して腹起２及び土留壁１に作用する。すなわち、本発明のような構造を採用することで、土留壁１の支持に必要な水平力を主体的に腹起２から土留壁１へ伝えることができる。ここで、腹起２に使用する材料の耐力を有効に活用するには、アンカー緊張力の水平成分の作用点が、腹起２の中央付近にくるように構成するのが好ましい。例えば、Ｈ形鋼の腹起２の強軸断面を使用し、ウェブ２２付近に水平方向の力を主体的に作用させ、鉛直方向の力が腹起２にほとんど作用しないようにすれば、Ｈ形鋼の断面は必要最小限の断面で足りることになる（図４参照）。
【００１７】
【発明の実施の形態２】
以下、図５を参照しながら本発明の実施の形態２について説明する。
実施の形態２で説明するアンカー定置部は、例えば後述するＶ字状受材３１ｂと、伝達材３２ｂと、台座部３３ｂとで構成する。
なお、実施の形態１と同様の内容については説明を省略する。
【００１８】
＜イ＞Ｖ字状受材
Ｖ字状受材３１ｂは、２本の長尺部材をＶ字状に組み合わせて形成したアンカー緊張力を受ける部材である。
Ｖ字状受材３１ｂは、溝形鋼、山形鋼、Ｈ形鋼などを組み合わせて製作する。
Ｖ字状受材３１ｂは、腹起２の掘削側のフランジ２１面を正面から見た場合にＶ字状になるように配置する。
Ｖ字状に広がるＶ字状受材３１ｂの上部は土留壁１に固定する。例えば、長尺部材である吊り材３４などの連結部材を介して親杭１１に取り付ける。吊り材３４の上端部は補強材３５で連結して、逆三角形にすることもできる。すなわち、閉じた構造とすることで剛性を上げることができる。
【００１９】
＜ロ＞伝達材
伝達材３２ｂは、台座部３３ｂを介してアンカー緊張力を腹起２に伝達する部材である。
伝達材３２ｂは、フランジ２１の面内であって、Ｖ字状受材３１ｂのＶ字の２辺間に配置する。伝達材３２ｂは、フランジ２１面の中央付近に接触するように配置するのが好ましい。
伝達材３２ｂには、溝形鋼、山形鋼、Ｈ形鋼などが使用できる。
伝達材３２ｂは、Ｖ字状受材３１ｂに溶接などで取り付けても、腹起２に取り付けてもよい。Ｖ字状受材３１ｂ又は腹起２のどちらか一方と縁が切れていれば、アンカー緊張力がＶ字状受材３１ｂに作用しても、腹起２には伝達材３２ｂを介して水平力だけが伝達される。
台座部３３ｂは、Ｖ字状受材３１ｂのＶ字の谷間に取り付け、上部が伝達材３２ｂを支圧するような配置とするのが好ましい。
【００２０】
上記の構成において受材３１をＶ字状にしたのは、土留壁１が親杭横矢板方式である場合を例に説明したためであり、Ｈ形鋼杭や鋼板製のシートパイルを連続して土留壁１を構築する場合は必ずしもＶ字状とする必要はない。この場合はＵ字状にすることもＩ字状にすることもできる。但し、Ｖ字状受材３１ｂの場合は親杭１１の設置間隔に左右されず、親杭１１の任意の間隔（間隔なしも含む）に対応できる利点がある。
【００２１】
＜ハ＞作用
Ｖ字状のアンカー定置部を使用する場合のアンカー緊張力の流れを説明する。
アンカー緊張力の鉛直成分は、台座部３３ｂ、Ｖ字状受材３１ｂを介して吊り材３４に作用する。そして、最終的には吊り材３を取り付けた親杭１１に鉛直力が伝わる。
また、アンカー緊張力の水平成分は、台座部３３ｂ、伝達材３２ｂを介して腹起２及び土留壁１に作用する。
よって、実施の形態１と同様に土留壁１の支持に必要な水平力を主体的に腹起２から土留壁１へ伝えることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態３】
以下、図６，７を参照しながら本発明の実施の形態３について説明する。
実施の形態３で説明するアンカー定置部は、腹起２の離間部に配置し、例えば後述する介在型受材３１ｃと、台座部３３ｃとで構成する。
なお、実施の形態１又は２と同様の内容については説明を省略する。
【００２３】
＜イ＞介在型受材
介在型受材３１ｃは、アンカー５を固定する位置であって、腹起２を配置していない離間部に配置するアンカー緊張力を受ける部材である。
介在型受材３１ｃは、例えば断面がコの字形の溝形鋼を対向させて形成することができる（図７参照）。
介在型受材３１ｃの端部と、それに続く腹起２の端部には鋼板３７，３８を取り付けるのが好ましい。
この鋼板３７，３８を介して介在型受材３１ｃを、アンカー緊張力の伝達が可能な手段で腹起２に連結する。例えば、鋼板３７，３８間を高力ボルト３６などで接合する。
【００２４】
また、この介在型受材３１ｃを設けることなく、台座部３３ｃを腹起２に直接連結することもできる。但し、介在型受材３１ｃを設けた方が台座部３３ｃの水平方向の配置に自由度が有り、アンカー打設位置への調整が可能となる利点がある。
【００２５】
＜ロ＞ブラケット
ブラケット４ｃを利用してアンカー緊張力の鉛直成分を支持する。
例えば、介在型受材３１ｃの両端付近の土留壁１に取り付けたブラケット４ｃに介在型受材３１ｃの両端を載置して支持することができる。また、介在型受材３１ｃの両端に連結する腹起２を、親杭１１に取り付けたブラケット４ｃで支持してもよい（図６参照）。
【００２６】
＜ハ＞作用
介在型のアンカー定置部を使用する場合のアンカー緊張力の流れを説明する。
アンカー緊張力の鉛直成分は、台座部３３ｃ、介在型受材３１ｃを介してブラケット４ｃに作用する。なお、鉛直力を支持するためのブラッケト４ｃが、腹起２の端部付近に設置してある場合は、鉛直力は台座部３３ｃ、介在型受材３１ｃ、腹起２を介してブラケット４ｃに伝わる。
そして、アンカー緊張力の水平成分は、台座部３３ｃ、介在型受材３１ｃを介して腹起２及び土留壁１に作用する。
よって、実施の形態１と同様に土留壁１の支持に必要な水平力を主体的に腹起２から土留壁１へ伝えることができる。
打設角度が緩いアンカー（例えば、打設角度が水平に対して１５〜２０度）であれば、アンカー緊張力の鉛直成分も小さいため、介在型受材３１ｃでも充分に対応できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の土留構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明の土留構造に使用する腹起は１段でよい。このため、腹起に使用する材料を大幅に削減できる。
＜ロ＞腹起に作用するアンカー緊張力の方向や作用点を制御することで、腹起のサイズをむやみにあげる必要がない。このため、材料が有する耐力を有効に活用できて経済的である。
＜ハ＞腹起の段数が１段で済むため、アンカーを定着させるための余掘り量を減らすことができる。このため、土留壁が支保されない時間が短く、土留壁のたわみを減らすことができる。また、手間のかかる余掘りが少ないため施工性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土留構造の実施例の斜視図。
【図２】短冊状受材を配置した土留構造の実施例の平面図。
【図３】短冊状受材を配置した土留構造の実施例の正面図。
【図４】短冊状受材を配置した土留構造の実施例の断面図。
【図５】Ｖ字状受材を配置した土留構造の実施例の正面図。
【図６】介在型受材を配置した土留構造の実施例の正面図。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図。
【図８】台座部を直接、腹起に接触させた土留構造の実施例の断面図。
【図９】従来の土留構造の実施例の断面図。
【符号の説明】
１・・・土留壁
２・・・腹起
３１ａ・短冊状受材
３１ｂ・Ｖ字状受材
３１ｃ・介在型受材
３２・・伝達材
３３・・台座部
４・・・ブラケット
５・・・アンカー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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