(57)【要約】【課題】プレキャストコンクリートからなり土留め構造物としてのＰＣ連続壁体を構成するＰＣ壁体部材の横断面においてＰＣ鋼材を偏在配置させることにより、構築後の応力分布に大きな偏りが生じるのを抑制することを目的とする。【解決手段】プレキャストコンクリート２からなり土留め構造物としてのＰＣ連続壁体を構成するＰＣ壁体部材１の横断面において、ＰＣ壁体部材１にプレストレスを付与するＰＣ鋼材６を土側端面部４ａに多数本配置し、掘削側端面部５ａに少数本配置することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレキャストコンクリートからなり土留め構造物としてのＰＣ連続壁体を構成するＰＣ壁体部材の横断面において、該ＰＣ壁体部材にプレストレスを付与するＰＣ鋼材を偏在配置することを特徴とするＰＣ壁体部材の補強構造。
【請求項２】
前記ＰＣ鋼材をＰＣ壁体部材の横断面における土側端面部の配置本数を、掘削側端面部の配置本数よりも多くすることを特徴とする請求項１記載のＰＣ壁体部材の補強構造。
【請求項３】
前記ＰＣ鋼材をＰＣ壁体部材の横断面における土側端面部に所定本数を配置し、掘削側端面部には配置しないことを特徴とする請求項１記載のＰＣ壁体部材の構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の横断面構造を用いてＰＣ壁体部材を補強することを特徴とするＰＣ壁体部材の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣ壁体部材にプレストレスを付与するＰＣ鋼材を該ＰＣ壁体部材の横断面において偏在配置する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、例えば図３に示すようなプレキャストコンクリート２２からなり、土留め構造物としてのＰＣ連続壁体２８を構成するＰＣ壁体部材２１を用いる技術が知られている。個々のＰＣ壁体部材２１が水密的に多数連接されてＰＣ連続壁体２８が構築される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この図３に示すように、ＰＣ連続壁体２８はその頂部が左方の背面土側２９の地表面２９ａとほぼ同じ高さに打ち込まれている。そして、ＰＣ連続壁体２８の右方は地盤が所定の深さに掘削され、ＰＣ連続壁体２８の右方空間は掘削面側３０となる。ＰＣ連続壁体２８は掘削面側地表面３０ａからさらに所定深さまで埋設されている。
【０００４】
構築されたＰＣ連続壁体２８には掘削面側３０からの反力が無い範囲に背面土側２９から土圧と水圧とが曲げ荷重として負荷される。土圧と水圧の分布状態をそれぞれ独立に矢印で示すと、これらの大きさは掘削面側地表面３０ａに一致する深さ位置で最大になる。こうして、曲げ荷重を受けるＰＣ連続壁体２８（ＰＣ壁体部材２１）の土側端面部２９ｂには引張応力が生じ、反対側の掘削側端面部３０ｂには圧縮応力が生じる。
【０００５】
図４(a)はＰＣ連続壁体２８の構成要素である１本のＰＣ壁体部材２１の横断面を示す。図の上下方向がＰＣ壁体部材２１の壁厚方向である。図４(b)はＰＣ壁体部材２１に生じる応力の壁厚方向の分布状態を示す。ＰＣ壁体部材２１は、角型断面に形成され、中心部に掘削ドリルが挿入される円形穴２３が設けられている。この断面図では、円形穴２３の下側が土側端面部２９ｂであり、上側が掘削側端面部３０ｂである。円形穴２３の中心を通る水平線が引張、圧縮の変位の中立軸である。
【０００６】
中立軸をはさんで土圧、水圧を受ける土側端面部２９ｂと反対側の掘削側端面部３０ｂとに同じ本数のＰＣ鋼材２６が対称に配設されている。したがって、ＰＣ鋼材２６によりＰＣ壁体部材２１に付与されるプレストレス（圧縮力）は横断面内における壁厚方向に一様に付与される（図４(b)の中央図参照）。
【０００７】
一方、土圧と水圧との曲げ荷重による引張応力と圧縮応力とは、横断面内では前記中立軸を境に土側端面部２９ｂに生じる引張応力から掘削側端面部３０ｂに生じる圧縮応力へと切り替わる。そして、曲げ荷重による応力とプレストレス（圧縮力）との合成応力は図４(b)右図に示すように偏って圧縮応力だけとなり、最大圧縮応力が生じる掘削側端面部３０ｂ（図の上側）には大きな応力が生じることになる。このため、この大きな応力に対抗するためにＰＣ壁体部材２１の設計に制約がかかることになるという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１１１９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、ＰＣ壁体部材の横断面において掘削側端面部に配設するＰＣ鋼材の本数を少なくし、土側端面部に配設するＰＣ鋼材の本数を多くすることによって、プレストレスによるＰＣ壁体部材の反りを背面土側に向かうようにする（頂部変位の制御）と共にＰＣ壁体部材の掘削側端面部に偏って圧縮応力が生じないようにし、かつ大きな応力が生じないようにして効果的な構造にすると共に、ＰＣ鋼材の全体本数を削減可能にしてコストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、第１発明では、プレキャストコンクリートからなり土留め構造物としてのＰＣ連続壁体を構成するＰＣ壁体部材の横断面において、該ＰＣ壁体部材にプレストレスを付与するＰＣ鋼材を偏在配置することを特徴とする。
【００１０】
また、第２発明では、第１発明において、前記ＰＣ鋼材をＰＣ壁体部材の横断面における土側端面部の配置本数を、掘削側端面部の配置本数よりも多くすることを特徴とする。
【００１１】
また、第３発明では、第１発明において、ＰＣ鋼材をＰＣ壁体部材の横断面における土側端面部に所定本数を配置し、掘削側端面部には配置しないことを特徴とする。
【００１２】
また、第４発明では、第１〜第３発明において、横断面構造を用いてＰＣ壁体部材を補強することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明によると、ＰＣ鋼材を土側端面部に偏在配置すれば、プレストレス時の圧縮応力を土圧、水圧による引張応力と打ち消し合う方向にできると同時に、上記偏在配置によりプレストレス時の掘削側端面部の圧縮応力を軽減できるので、土圧、水圧による圧縮応力との合成圧縮応力が掘削側端面部に大きく偏るのを抑制でき、かつ最大値を低減可能となる。
【００１４】
また、ＰＣ鋼材の偏在配置によりＰＣ鋼材の全体本数を減らし、コスト低減することができる。
【００１５】
さらに、ＰＣ鋼材を土側端面部に偏在配置すれば、プレストレス時のＰＣ壁体部材の頂部を土側に反らせ、土圧、水圧による掘削側への反りと打ち消しあう方向に設計可能となるので、該頂部の変位を抑制、制御することが容易になる。
【００１６】
第２発明によると、ＰＣ鋼材を土側端面部に多数配置し、掘削側端面部に少数配置するので、第１発明における偏在配置が土側端面部になされた場合に該当し、第１発明と同じ効果が得られる。
【００１７】
第３発明によると、ＰＣ鋼材が掘削側端面部に配置されないので、第２発明による効果が一層容易に得られる。
【００１８】
第４発明によると、第１発明〜第３発明のいずれかの構造による効果が得られる。特にＰＣ鋼材の配置本数の削減による効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を適用したＰＣ壁体部材の補強構造について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１はプレキャストコンクリート２からなり土留め構造物としてのＰＣ連続壁体を構成するＰＣ壁体部材１を２個連接した場合を示す斜視図である。このＰＣ壁体部材１は、前記背景技術欄の説明と同じく中堀工法にてＰＣ壁体部材１を並べて地中に打ち込んで、１本１本が自立した状態で連接されてＰＣ連続壁体が構築される。個々のＰＣ壁体部材１は角柱型に形成され、断面中心部に掘削ドリルを挿入するための円形穴３が形成されている。そして、図１におけるＰＣ壁体部材１の手前側が土圧、水圧を受ける背面土側４であり、奥側が掘削面側５である。
【００２１】
図２(a)は、ＰＣ壁体部材１の角型横断面図である。横断面図の下側が背面土側４であり、上側が掘削面側５である。この横断面に配設されるＰＣ鋼材６（ここでは３５本）のうちの大多数のＰＣ鋼材６が土側端面部４ａに集中して配設され、円形穴３周囲と掘削側端面部５ａには少数のＰＣ鋼材６が配設されている。このようなＰＣ鋼材６の偏在配置によりＰＣ壁体部材１に付加されるプレストレス（圧縮力）は断面内において一様ではなく、背面土側４に偏ったものとなる。
【００２２】
一方図２(b)は、ＰＣ壁体部材１の壁厚方向の応力分布状態を示す。ＰＣ鋼材６の偏在配置により変位の中立軸は円形穴３の中心より下方にずれるが、ずれる程度はＰＣ鋼材６の配置状態により変わる。ここでは中立軸を円形穴３の水平中心においた場合の応力分布をイメージで示している。土圧、水圧による曲げ荷重は前記背景技術の場合と同じであるので、合成応力の壁厚方向の分布は掘削面側５に大きく偏るのが抑制され、かつ最大値を低減可能となる。
【００２３】
なお、本発明においては、土圧、水圧による曲げ荷重の大きさやＰＣ壁体部材１の強度に応じて、背面土側４にのみＰＣ鋼材６を配置する構造にしてもよい。
【００２４】
こうして、ＰＣ壁体部材１にプレストレス（圧縮力）を付与するＰＣ鋼材６の配設を横断面内で一様にせずに、土側端面部４ａに集中的に配設することにより、プレストレス（圧縮力）を付与した状態でＰＣ壁体部材１の反りを背面土側４に発生させると共に応力の偏りを抑制する効果的な構成にすることができる。また、同時にＰＣ鋼材６の配設本数を全体として削減し、コストを低減することができる。
【００２５】
また、ＰＣ鋼材６を土側端面部４ａに偏在配置すれば、プレストレス時のＰＣ壁体部材1の頂部を背面土側４に反らせ、土圧、水圧による掘削側５への反りと打ち消しあうように設計可能となるので、該頂部の変位を抑制、制御することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ＰＣ壁体部材の斜視図である。
【図２】（ａ）はＰＣ壁体部材の横断面図、（ｂ）は横断面内の応力分布を示すイメージ図である。
【図３】設置状態のＰＣ壁体部材が受ける荷重条件を示す図である。
【図４】（ａ）は背景技術におけるＰＣ壁体部材の横断面図、（ｂ）は横断面内の応力分布を示すイメージ図である。
【符号の説明】
【００２７】
１、２１  ＰＣ壁体部材
２、２２  プレキャストコンクリート
３、２３  円形穴
４、２９  背面土側
４ａ、２９ｂ  土側端面部  
５、３０  掘削面側
５ａ、３０ｂ  掘削側端面部
６、２６  ＰＣ鋼材
２８  ＰＣ連続壁体
２９ａ  背面土側の地表面
３０ａ  掘削面側の地表面
【図１】
2007231570.tif 000003
【図２】
2007231570.tif 000004
【図３】
2007231570.tif 000005
【図４】
2007231570.tif 000006