(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視において、五角形以上の多角形状に構築された土留壁と、
前記土留壁の上部の内周面に沿って当接するように設けられ、環状に形成された鋼製の支持部材とを備え、
前記支持部材は、
前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数の鋼材と、
隣接する前記鋼材に亘って取り付けられた鋼板と、
隣接する前記鋼材の間に介装され、前記隣接する鋼材の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とを備え、
前記応力伝達部材は、前記隣接する鋼材の間に充填されたセメント系材料であることを特徴とする土留壁構造。
【請求項２】
平面視において、五角形以上の多角形状に構築された土留壁と、
前記土留壁の上部の内周面に沿って当接するように設けられ、環状に形成された鋼製の支持部材とを備え、
前記支持部材は、
前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数の鋼材と、
隣接する前記鋼材に亘って取り付けられた鋼板と、
隣接する前記鋼材の間に介装され、前記隣接する鋼材の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とを備え、
前記鋼材は、両フランジ間に前記土留壁の各辺の上部が位置するように配置されたＨ型鋼からなり、
前記Ｈ型鋼の前記支持部材の内側のフランジが前記土留壁の上部の内壁面に隙間材を介して当接していることを特徴とする土留壁構造。
【請求項３】
前記土留壁は、平面視において、五角形以上の正多角形状に構築されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の土留壁構造。
【請求項４】
前記土留壁は、鋼矢板式又は親杭矢板式の土留壁であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の土留壁構造。
【請求項５】
土留壁を、平面視において、五角形以上の多角形状に構築し、
前記土留壁の上部に内周面に沿って当接するように鋼製の支持部材を環状に形成し、
前記支持部材は、
前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数の鋼材と、
隣接する前記鋼材に亘って取り付けられた鋼板と、
隣接する前記鋼材の間に介装され、前記隣接する鋼材の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とで形成し、
前記応力伝達部材は、前記隣接する鋼材の間にセメント系材料を充填することで形成することを特徴とする土留壁構造の構築方法。
【請求項６】
土留壁を、平面視において、五角形以上の多角形状に構築し、
前記土留壁の上部に内周面に沿って当接するように鋼製の支持部材を環状に形成し、
前記支持部材は、
前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数のＨ型鋼と、
前記隣接するＨ型鋼に亘って取り付けられた鋼板と、
隣接する前記Ｈ型鋼の間に介装され、前記隣接するＨ型鋼の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とで形成し、
前記Ｈ型鋼を、両フランジ間に前記土留壁の各辺の上部が位置するように配置し、
前記Ｈ型鋼の前記支持部材の内側のフランジを前記土留壁の上部の内壁面に隙間材を介して当接させることを特徴とする土留壁構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切梁を設けることなく自立可能な土留壁構造及びその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シールド掘進機や推進工法の発進立坑や到達立坑などの立坑を構築する際には、周囲の地盤を支持するように立坑の周囲に土留壁を設けた状態で、地盤を掘削している。このような土留壁には周囲の地盤より土水圧が作用するが、土水圧に対して土留壁が自立することができないような場合には、土留壁の内周に沿って取り付けられた腹越しと、この腹起しの間に架設された切梁とからなる切梁支保工を設けることが行われている。
【０００３】
しかしながら、切梁支保工を設けてしまうと、シールド掘進機などの大型機械を投入する際に切梁が障害となってしまったり、土留壁内の有効面積が非常に小さくなってしまったりすることがある。これに対して、例えば、特許文献１には、土留壁天端の外周を取り囲むようにして鉄筋コンクリート造の地中梁を土留壁と一体となるように構築することで、切梁支保工を不要とした土留壁構造が記載されている。
【特許文献１】特開平７―２５９０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１記載の土留壁構造では、地中梁を鉄筋コンクリート造としているため、施工の手間がかかるとともに、地中梁を構成するコンクリートが硬化するまでは、地中梁による支持力を期待することができず、立坑の掘削作業を行うことができないため、工期が長期化するという問題もある。
【０００５】
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、工期の長期化を防止しつつ、切梁を設けることなく土留壁に生じる変形を抑えることが可能な土留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】
【０００６】
本発明の土留壁構造は、平面視において、五角形以上の多角形状に構築された土留壁と、前記土留壁の上部の内周面に沿って当接するように設けられ、環状に形成された鋼製の支持部材とを備え、前記支持部材は、前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数の鋼材と、前記隣接する鋼材に亘って取り付けられた鋼板と、隣接する前記鋼材の間に介装され、前記隣接する鋼材の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とを備え、前記応力伝達部材は前記隣接する鋼材の間に充填されたセメント系材料であることを特徴とする。
また、本発明の土留壁構造は、平面視において、五角形以上の多角形状に構築された土留壁と、前記土留壁の上部の内周面に沿って当接するように設けられ、環状に形成された鋼製の支持部材とを備え、前記支持部材は、前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数の鋼材と、前記隣接する鋼材に亘って取り付けられた鋼板と、隣接する前記鋼材の間に介装され、前記隣接する鋼材の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とを備え、前記鋼材は両フランジ間に前記土留壁の各辺の上部が位置するように配置されたＨ型鋼からなり、前記Ｈ型鋼の前記支持部材の内側のフランジが前記土留壁の上部の内壁面に隙間材を介して当接していることを特徴とする。
ここで、前記土留壁は、平面視において、五角形以上の正多角形に構築されていてもよい。
【０００８】
また、前記土留壁は、鋼矢板式又は親杭矢板式の土留壁であってもよい。
【０００９】
また、本発明の土留壁構造の構築方法は、土留壁を、平面視において、五角形以上の多角形状に構築し、前記土留壁の上部に内周面に沿って当接するように鋼製の支持部材を環状に形成し、前記支持部材は、前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数の鋼材と、前記隣接する鋼材に亘って取り付けられた鋼板と、隣接する前記鋼材の間に介装され、前記隣接する鋼材の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とで形成し、前記応力伝達部材は、前記隣接する鋼材の間にセメント系材料を充填することで形成することを特徴とする。
また、本発明の土留壁の構築方法は、土留壁を、平面視において、五角形以上の多角形状に構築し、前記土留壁の上部に内周面に沿って当接するように鋼製の支持部材を環状に形成し、前記支持部材は、前記土留壁の各辺の上部の内周面に沿って当接するように配置された複数のＨ型鋼と、前記隣接するＨ型鋼に亘って取り付けられた鋼板と、隣接する前記Ｈ型鋼の間に介装され、前記隣接するＨ型鋼の間で圧縮応力を伝達可能な応力伝達部材とで形成し、前記Ｈ型鋼を、両フランジ間に前記土留壁の各辺の上部が位置するように配置し、前記Ｈ型鋼の前記支持部材の内側のフランジを前記土留壁の上部の内壁面に隙間材を介して当接させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、支持部材を鋼材により構成することにより、工期が長期化することを防ぐことができる。また、土留壁を多角形にすることにより、正方形状又は長方形状に土留壁を構築する場合に比べて、所定の作業領域を確保する際に必要となる土留壁の一辺の長さを短くすることができる。このため、鋼材に生じる曲げ変形が小さくなり、鋼材は略直線状のまま、土留壁内面側に押し出されることとなる。この際、隣接する鋼材が鋼板及び応力伝達部材を介して競合うことにより、周囲の地盤より土留壁に作用する土水圧に抵抗して、土留壁の変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の土留壁構造の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、内側に所定の深さまで立坑２を掘削した状態の土留壁構造１００を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるI―I´断面図である。また、図２は、図１（Ｂ）におけるII部を示す拡大図である。本実施形態の土留壁構造１００は、深さ４〜１０ｍ程度の、シールド掘削機や推進工法における発進立坑や到達立坑として利用される立坑２を掘削する際に周囲の地盤１を支持するための仮設構造物であり、図１に示すように、平面視で略正六角形状に配置された鋼矢板１０からなる土留壁５１と、土留壁５１の天端に沿って設けられた支持部材５０とで構成される。
【００１２】
支持部材５０は、一方のフランジ２０Ａが各鋼矢板１０の上端付近の内壁面にピース材２１及びキャンバー２２を介して当接するように設置されたＨ型鋼２０と、隣接するＨ型鋼２０の隙間に介装されたモルタル３０と、隣接するＨ型鋼２０の両フランジ２０Ａ、２０Ｂの夫々に亘って取り付けられた補強鋼板４０Ａ，４０Ｂと、で構成される。隣接するＨ型鋼２０は、補強鋼板４０Ａ、４０Ｂにより連結されており、これにより、Ｈ型鋼２０を鋼矢板１０の上方に環状に保持することができる。また、モルタル３０は、後述するように、土留壁５１に周囲の地盤１より土水圧が作用し、Ｈ型鋼２０に圧縮応力が発生した際に、隣り合うＨ型鋼２０の間でこの圧縮応力を伝達することのできるような圧縮強度を有するものが用いられている。これにより、支持部材５０に周囲の地盤１より作用する荷重に対して、Ｈ型鋼２０及びモルタル３０が一体となって抵抗することができる。
【００１３】
鋼矢板１０は、上記のように平面視で正六角形状に配置されており、下端は所定の深さまで根入れされている。図２に示すように、鋼矢板１０と支持部材５０を構成するＨ型鋼２０とは、Ｈ型鋼２０の立坑２内側のフランジ２０Ａの内側の面に当接するようにピース材２１を設置し、ピース材２１と鋼矢板１０の間にキャンバー２２を打ち込むことにより固定されている。これにより、周囲の地盤１より鋼矢板１０に作用する土水圧は、ピース材２１及びキャンバー２２を介して、支持部材５０を構成するＨ型鋼２０に伝達される。
【００１４】
かかる構成によれば、周囲の地盤１より土留壁５１に作用する土水圧に対して、支持部材５０を構成するＨ型鋼２０及びモルタル３０が一体となった環状の架構により抵抗して、土留壁５１を支持することができる。
【００１５】
上記のような土留壁構造１００は、次のような手順で構築される。まず、鋼矢板１０を多角形状に地中に打設し、Ｈ型鋼２０を、そのウエブ２０Ｃが鋼矢板１０の上端面に当接するように設置する。次に、Ｈ型鋼２０の両フランジ２０Ａ、２０Ｂの外側に、夫々Ｈ型鋼２０の間を跨ぐように補強鋼板４０Ａ、４０Ｂを取り付けることによりＨ型鋼２０を連結するとともに、隣り合うＨ型鋼２０の間の隙間にモルタル３０を充填する。なお、モルタル３０を充填する際には、予め、隣接するＨ型鋼２０の接合部の隙間に袋などを設置しておき、この袋内にモルタル３０を打設することとすれば、モルタル３０が周囲に流出することを防止できる。そして、Ｈ型鋼２０のフランジ２０Ａに当接するようにピース材２１を取り付け、ピース材２１と鋼矢板１０の間にキャンバー２２を打ち込む。このような手順で土留壁構造１００を構築することができる。
【００１６】
ここで、支持部材５０を構成するＨ型鋼２０には、鋼矢板１０より土水圧が伝達されることにより、長さ方向中央において最大となるような曲げ荷重が作用する。Ｈ型鋼２０の中央における曲げ荷重はＨ型鋼２０の長さが長くなるほど大きくなるため、支持部材５０の一辺の長さが長い場合には、Ｈ型鋼２０の中央に生ずる曲げ変形が大きくなってしまう。これに対して、本実施形態では、土留壁５１及び支持部材５０を五角形以上の正多角形状にすることにより、支持部材５０の一辺の長さを短くし、Ｈ型鋼２０の中央に作用する曲げ荷重を低減している。
【００１７】
以下、所定のスペースを確保する際に、土留壁５１及び支持部材５０を五角形以上の正多角形状にすることにより、土留壁５１及び支持部材５０を矩形状にした場合に比べて、支持部材５０の一辺の長さを短くできることを説明する。
例えば、図３に示すように、一辺Ａ[ｍ]の正方形状の作業スペースを確保するように立坑を構築する場合を考えると、土留壁及び支持部材を矩形状に構築する方法によりこのような作業スペースを確保するためには、一辺Ａ[ｍ]の正方形状の土留壁５１及び支持部材５０を構築しなければならない。
【００１８】
これに対して、本実施形態のように、正六角形の土留壁５１及び支持部材５０により一辺Ａ[ｍ]の正方形状の作業スペースを確保する場合に必要となる支持部材５０の一辺の長さはＸ＝（３＋√３）／６×Ａ[ｍ]となる。（３＋√３）／６＜１であるため、本実施形態によれば、正方形状に土留壁及び支持部材を構築する場合に比べて、支持部材５０の一辺の長さを短くできることがわかる。上記の説明では、土留壁及び支持部材が正六角形である場合について説明したが、これと同様に、土留壁及び支持部材を正五角形や七角形以上の正多角形状にした場合であっても、正方形状にした場合に比べて、支持部材５０の一辺の長さを短くできる。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の土留壁構造１００によれば、土留壁５１を平面視において正多角形状にすることにより、正方形状又は長方形状に土留壁を構築する場合に比べて、所定の作業領域を確保する際に必要となる土留壁５１の一辺の長さを短くすることができる。このため、Ｈ型鋼２０に生じる曲げ変形が小さくなり、Ｈ型鋼２０は略直線状のまま、土留壁５１内面に押し出されることとなる。この際、隣接するＨ型鋼２０が鋼板４０Ａ、４０Ｂ及び応力伝達部材３０を介して競合うことにより、周囲の地盤より土留壁５１に作用する土水圧に抵抗して、土留壁５１の変形を抑制できる。また、支持部材５０をＨ型鋼２０により構成することにより、工期が長期化することを防ぐことができる。また、立坑内に切梁支保工が存在しないので、立坑内を有効利用できる。
【００２０】
なお、本実施形態では、土留壁５１が鋼矢板１０からなる場合について説明したが、これに限らず、親杭横矢板式の土留壁５１に対しても適用できる。図４は、正多角形状に配置された親杭横矢板式の土留壁１５１に適用した場合の土留壁構造２００を示す図である。同図に示すように、このような場合には、土留壁１５１を構成するＨ型鋼１１０が、支持部材１５０を構成するＨ型鋼１２０のフランジ１２０Ａの間に位置するように支持部材１５０を構築し、土留壁１５１を構成するＨ型鋼１１０の立坑側のフランジ１１０Ａと、支持部材１５０を構成するＨ型鋼１２０の立坑側のフランジ１２０Ａ、１２０Ｂとの間にピース材１２１を配置し、キャンバー１２２を打ち込むことで、支持部材１５０と土留壁１５１とを固定することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、土留壁５１を平面視において正六角形になるように構築するものとしたが、これに限らず、土留壁５１及び支持部材５０を、平面視において、五角形以上の正多角形状に構築すれば、同様の効果が得られる。さらに、正多角形とせずに、各辺の長さが異なる多角形状にしてもよい。
【００２２】
また、本実施形態では、支持部材５０をＨ型鋼２０からなるものとしたが、これに限らず、例えば、溝型鋼などの鋼材を用いることも可能であり、要するに土留壁５１を内側から支持できればよい。また、Ｈ型鋼２０の間に、軸力を伝達できるようにモルタル３０を介在させる構成としているが、これに限らず、コンクリートなどのセメント系材料や、突張り材を介在させる構成とすることもでき、要するに、隣接するＨ型鋼２０の間で軸力を伝達することが可能な構成であればよい。
【００２３】
また、本実施形態では、シールド掘削機や推進工法における発進立坑や到達立坑として利用される立坑２を掘削する際に周囲の地盤１を支持するための土留壁構造１００を構築する場合を例として説明したが、これに限らず、建物の基礎などを構築する際に周囲の地盤を支持するための土留壁構造を構築する場合にも適用することができる。特に、フーチング基礎は建物の機能に影響を与えることなく正多角形状とすることができ、このような正多角形上のフーチング基礎を構築する場合に、本発明の土留壁構造は好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】内側に所定の深さまで立坑を掘削した状態の土留壁構造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるI−I´断面図である。
【図２】図１（Ｂ）におけるII部を示す拡大図である。
【図３】土留壁を正六角形にすることにより、支持部材の一辺の長さを短くすることができることを説明するための図である。
【図４】親杭横矢板式の土留壁に適用した場合の土留壁構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  地盤
２  立坑
１０  鋼矢板
２０、１２０  Ｈ型鋼
２０Ａ、２０Ｂ、１２０Ａ、１２０Ｂ  フランジ
２０Ｃ  ウエブ
２１、１２１  ピース材
２２、１２２  キャンバー
３０  モルタル
４０Ａ，４０Ｂ  補強鋼板
５０、１５０  支持部材
５１  土留壁
１００、２００  土留壁構造
１１０  Ｈ型鋼
１１１  矢板
１５１  親杭横矢板
【図１】
0004840268.tif 000002
【図２】
0004840268.tif 000003
【図３】
0004840268.tif 000004
【図４】
0004840268.tif 000005