(57)【要約】【課題】簡易な組立で、腹起し材に対する十分なプレロードをかけることができるとともに、広い貫通領域を形成することができる山留め支保工法及び山留め支保構造を提供すること。【解決手段】腹起し材１２ａ〜１２ｄの中央部に一体化結合ユニット１ａ〜１ｄを設け、一体化結合ユニット１ａは、腹起し材１２ａと火打ち材３ａ，３ｂとを結合し、一体化結合ユニット１ｂは、腹起し材１２ｂと火打ち材３ｂ，３ｃとを結合し、一体化結合ユニット１ｃは、腹起し材１２ｃと火打ち材３ｃ，３ｄとを結合し、一体化結合ユニット１ｄは、腹起し材１２ｄと火打ち材３ｄ，３ａとを結合する。各一体化結合ユニット１ａ〜１ｄは、火打ち材３ａ〜３ｄ及び腹起し材１２ａ〜１２ｄの一部として機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腹起し材の中央部と、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の端部とを一体化して結合する一体化結合ユニットを介して山留め壁の変位を抑えることを特徴とする山留め支保工法。
【請求項２】
前記一体化結合ユニットは、腹起し材に結合される腹起し部材上で、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の軸心を該一体化結合ユニットで交差させて結合することを特徴とする請求項１に記載の山留め支保工法。
【請求項３】
前記一体化結合ユニットは、腹起し材に結合される腹起し部材上で、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の端部をそれぞれ離隔して結合することを特徴とする請求項１に記載の山留め支保工法。
【請求項４】
前記腹起し材、前記火打ち材、ジャッキ、及び、前記一体化結合ユニットのみによって前記山留め壁の変位を抑えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の山留め支保工法。
【請求項５】
前記一体化結合ユニットは、運搬可能な幅及び長さの部材に分割され、分割された部材を地組みして用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の山留め支保工法。
【請求項６】
腹起し材の中央部と、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の端部とを一体化して結合する一体化結合ユニットを介して山留め壁の変位を抑えることを特徴とする山留め支保構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な組立で、腹起し材に対する十分なプレロードをかけることができるとともに、広い貫通領域を形成することができる山留め支保工法及び山留め支保構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地下構造物などを構築する場合、掘削領域を仮設材で支持する山留め支保工法が行われる。例えば、平面視が矩形状となる掘削領域を形成する場合、この掘削領域の根切り面に鋼矢板などを連続して打ち込んで山留め壁を形成し、掘削領域上部の所定深さだけ根切りを行った後、鋼矢板に腹起し材を取り付け、格子状に切梁を配置したり、隅角部に火打ち材を配置して、山留め壁の変位を抑えるようにしている。
【０００３】
この山留め支保工法として、特許文献１には、矩形枠状腹起し材に隅角部火打ち梁部を除いて、別の腹起し材を重ね梁としてボルト継ぎし、重ね合わせた腹起し材断面内にＰＣ鋼材を配置し、プレストレス導入を行うものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５０−４７４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的な山留め支保工法では、山留め壁の壁面に直交する切梁（直交切梁）を架設する。具体的には、５〜１０ｍ程度の間隔で格子状に切梁が配置される。したがって、切梁が配置された上部と下部との間に広い貫通領域が形成されず、下部で掘削された掘削土の搬出や、下部に対する資材や機材の搬出入が制限される。
【０００６】
一方、上述した特許文献１に記載された山留め支保工法では、掘削領域の中央部に切梁などが不要となり、掘削作業が容易になる。しかし、腹起し材にプレストレス導入を行う構造が複雑であり、かつ、設置作業に手間がかかる。
【０００７】
なお、切梁に替えて、すべて火打ち材で山留め壁の変形を抑えることも考えられる。この場合、掘削領域を平面視した矩形領域の中央部に広い貫通領域を形成することができ、掘削土の搬出や、下部に対する資材や機材の搬出入を容易に行うことができる。しかし、形成された貫通領域に近い火打ち材は、腹起し材の中央部間を架け渡されて長くなり、腹起し材の中央部に対して大きな軸力（プレロード）をかけることができない。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な組立で、腹起し材に対する十分なプレロードをかけることができるとともに、広い貫通領域を形成することができる山留め支保工法及び山留め支保構造を提供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し、目的を達成するために、本発明にかかる山留め支保工法は、腹起し材の中央部と、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の端部とを一体化して結合する一体化結合ユニットを介して山留め壁の変位を抑えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる山留め支保工法は、上記の発明において、前記一体化結合ユニットは、腹起し材に結合される腹起し部材上で、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の軸心を該一体化結合ユニットで交差させて結合することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる山留め支保工法は、上記の発明において、前記一体化結合ユニットは、腹起し材に結合される腹起し部材上で、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の端部をそれぞれ離隔して結合することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる山留め支保工法は、上記の発明において、前記腹起し材、前記火打ち材、ジャッキ、及び、前記一体化結合ユニットのみによって前記山留め壁の変位を抑えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる山留め支保工法は、上記の発明において、前記一体化結合ユニットは、運搬可能な幅及び長さの部材に分割され、分割された部材を地組みして用いることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる山留め支保構造は、腹起し材の中央部と、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の端部とを一体化して結合する一体化結合ユニットを介して山留め壁の変位を抑えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、腹起し材の中央部と、異なる方向から張り出された複数の火打ち材の端部とを一体化して結合する一体化結合ユニットを介して山留め壁の変位を抑えるようにしているため、簡易な組立で、腹起し材に対する十分なプレロードをかけることができるとともに、広い貫通領域を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である山留め支保工法を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示した一体化結合ユニットの構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、従来の直交切梁のみによって山留め支保した場合と本実施の形態による一体化結合ユニット及び火打ち材を用いて山留め支保した場合との比較を示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態の変形例である、山留め壁に囲まれる平面視形状が長方形である場合における山留め支保工法を示す平面図である。
【図５】図５は、図１に示した一体化結合ユニットの分割及び組立の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、図４に示した一体化結合ユニットのうちの長辺側に設けた一体化結合ユニットの分割及び組立の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態である山留め支保工法を示す平面図である。図１に示すように、この山留め支保工法では、まず、平面視が正方形となる柱状空間の根切り面に山留め壁１１（１１ａ〜１１ｄ）を連続して打ち込み、上部所定深さだけ、根切りを行った後、腹起し材１２（１２ａ〜１２ｄ）を山留め壁１１（１１ａ〜１１ｄ）の各内面に取り付ける。その後、隅角部１３（１３ａ〜１３ｄ）から柱状空間の中心軸Ｃに向けて火打ち材２（２ａ〜２ｄ）を順次、配置する。火打ち材２は、隅角部１３の２等分線に垂直となるようにし、火打ち角度を４５°として、隅角部１３に隣接する腹起し材１２間に介在され、軸力によって腹起し材１２を支持する。例えば、隅角部１３ａでは、順次、長くした火打ち材２ａを、腹起し材１２ａ，１２ｄ間に介在させる。
【００１９】
各腹起し材１２（１２ａ〜１２ｄ）の中央部には、一体化結合ユニット１（１ａ〜１ｄ）が配置される。一体化結合ユニット１は、腹起し材１２と、隣接する腹起し材１２から張り出された各火打ち材３（３ａ〜３ｄ）の端部とを一体化して結合する。例えば、一体化結合ユニット１ａは、腹起し材１２ａと、隣接する山留め壁１１ｄ、１１ｂに取り付けられた腹起し材１２ｄ，１２ｂから張り出された火打ち材３ａ，３ｂの各端部とを一体化して結合する。
【００２０】
図２に示すように、一体化結合ユニット１ａは、腹起し部材５上で、異なる方向から張り出された火打ち材３ａ，３ｂの端部をそれぞれ結合する結合部７，６を有する。腹起し部材５は、両側の腹起し材１２ａに突き合せて結合される。一方、上述したように、結合部６，７は、火打ち材３ｂ，３ａの端部を結合する。これらの結合は、例えば、必要に応じて板状部材を用いたボルト締めによって締結される。なお、結合部６，７は、それぞれ火打ち材３ｂ，３ａの軸心からの軸力を受ける強度をもつ構造となっている。すなわち、一体化結合ユニット１は、適宜、剛性の高い部材を用いて、撓み変形や曲げ応力を低減できることが好ましい。
【００２１】
また、図１に示すように、例えば、火打ち材３ａの軸心Ａ１と火打ち材３ｂの軸心Ａ２との交点Ｐは、一体化結合ユニット１ａの構造内に形成されるようにしている。軸心Ａ１，Ａ２から圧縮力Ｆ１，Ｆ２は、山留め壁１１ａに直交する背面側への圧縮力Ｆ２１，Ｆ２２として作用し、山留め壁１１ａの中央部における変形を抑制する。
【００２２】
ここで、火打ち材３ａ，３ｂを腹起し材１２ａの中央部で交差させる場合、腹起し材１２ａを鉛直方向に２段とする必要があるが、一体化結合ユニット１ａを用いると、腹起し材１２ａを１段で済ませることができる。
【００２３】
なお、一体化結合ユニット１は、必要に応じて、火打ち材２，３間に火打ち材４（４ａ〜４ｄ）を設けるようにしてもよい。この場合、火打ち材４は、一体化結合ユニット１上で結合される。
【００２４】
一体化結合ユニット１を用いず、腹起し材１２と火打ち材２のみで支持すると、腹起し材１２の中央部に配置される火打ち材の長さは大きくなる。火打ち材の長さが大きくなると、座屈する可能性があり、大きな軸力をかけることができない。この結果、火打ち材を介して腹起し材１２の中央部の支保を確実に行うことができない。座屈長を短くするために、火打ち材を短くすることも考えられるが、この場合、別途補強のための繋ぎ材が必要となる。
【００２５】
これに対し、本実施の形態では、一体化結合ユニット１が腹起し材１２の中央部に配置される火打ち材及び腹起し材の一部を形成しているため、実際に介在させる火打ち材の長さを短縮することができる。この結果、腹起し材１２の中央部に対して大きな軸力をかけることができる。しかも、一体化結合ユニット１は、複数の火打ち材と腹起し材との間の結合操作を容易に行うことが可能であるため、複数の火打ち材を容易に組み立てることができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、火打ち材２，３，４のみで腹起し材に軸力を伝達して支保しているため、掘削領域の中心軸Ｃを中心にした掘削領域の中央部に広い貫通領域Ｅ１を形成することができ、掘削土の搬出や、下部に対する資材や機材の搬出入を容易に行うことができる。
【００２７】
ここで、図３は、従来の直交切梁４１のみによって山留め支保した場合と本実施の形態による一体化結合ユニット１及び火打ち材４２を用いて山留め支保した場合とを示す図である。なお、火打ち材４２は、火打ち材２，３，４に対応する。また、図３では、火打ち材４２間を補強する座屈止め４３を設けている。
【００２８】
山留め壁に囲まれる平面視形状の正方形が４０ｍ×４０ｍである場合であって、図３（ａ）に示した従来の山留め支保工法による、直交切梁４１及び腹起し材６１の総長は、１段あたり５６０ｍとなるのに対し、図３（ｂ）に示した本実施の形態の山留め支保工法による、火打ち材４２、腹起し材６２、一体化結合ユニット１の鋼材の総長は、４３７ｍとなる。なお、図３（ａ）に示した方丈材７１や図３（ｂ）に示した座屈止め４３等の補助部材は総長から除いている。火打ち材４２の断面は直交切梁４１の断面よりも大きくなるため、鋼材の総重量は必ずしも総長に比例しないが、本実施の形態による山留め支保工法の方が、鋼材を少なく済ませることができる。
【００２９】
さらに、図３（ａ）では、直交切梁４１の交差部に、鉛直方向に延びる切梁支柱５１を設ける必要がある。同様に、図３（ｂ）においても、座屈止め４３を用いているため、座屈止め４３と火打ち材４２との交差部に切梁支柱５２を設ける必要がある。しかし、図３（ｂ）に示した本実施の形態による山留め支保工法では、中央部に広い貫通領域Ｅ１が形成されるため、切梁支柱５２の本数が少なくて済む。具体的に、図３（ａ）に示した切梁支柱５１の本数は、２５本であるのに対して、図３（ｂ）に示した切梁支柱５２の本数は、２４本である。
【００３０】
上述した実施の形態では、山留め壁に囲まれる平面視形状が正方形であった。図４は、本実施の形態の変形例である、山留め壁に囲まれる平面視形状が長方形である場合における山留め支保工法を示す平面図である。図１に示した山留め支保工法と異なる点は、長辺の腹起し材１２ａ，１２ｃの中央部に配置される一体化結合ユニット１ａ，１ｃに替えて一体化結合ユニット８ａ，８ｃを設けている。平面視形状が長方形であるため、中心軸Ｃに近い火打ち材３は、長辺の腹起し材１２ａ，１２ｃの中央部に空きが生じる。このため、一体化結合ユニット８（８ａ，８ｃ）の結合部６，７は、腹起し部材５上で離隔した位置に形成されている。なお、腹起し材１２ａ，１２ｃの中央部にさらに空きが生じる場合、図４に示したように、腹起し材１２ａ，１２ｃの中央部間に切梁９を介在させてもよい。この場合であっても、２つの広い貫通領域Ｅ２を形成することができる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態において、火打ち材にジャッキを介在させることにより、軸力（プレロード）を導入する。
【００３２】
ところで、掘削平面の形状によっては、一体化結合ユニット１，８の寸法が大きくなり、運搬や取付に支障を来す場合がある。この場合、一体化結合ユニット１，８を運搬可能な部材に分割し、運搬後に地組みして取り付ける。
【００３３】
例えば、図５（ａ）に示すように一体化結合ユニット１の幅ＷＡが運搬用荷台の幅Ｗ（例えば、Ｗ＝２．３ｍ）よりも大きく、長さＤＡが運搬用荷台の長さＤ（例えば、Ｄ＝９．５ｍ）未満の場合、図５（ｂ）に示すように、幅ＷＡが幅Ｗ未満となるように、一体化結合ユニット１の幅方向を分割する。図５（ｂ）では、腹起し材側の分割ユニット２１と火打ち材側の分割ユニット２２とに分割している。分割ユニット２１の幅ＷＢは幅Ｗ未満としている。一方、火打ち材側の分割ユニット２２は、火打ち材側をさらに延長したＸ形状としている。運搬後の分割ユニット２１，２２は、地組みヤードで組み立てられる。この組立後の一体化結合ユニット１´は、図５（ｃ）に示すように、接合部２４，２５で高力ボルト接合される。なお、接合部２４，２５は、必要に応じて溶接される。この接合部２４，２５によって、一体化結合ユニット１´として必要な剛性を確保できるようにしている。
【００３４】
また、例えば、図６（ａ）に示すように一体化結合ユニット８の幅ＷＣが運搬用荷台の幅Ｗ未満であり、長さＤＣが運搬用荷台の長さＤよりも大きい場合、特に長さＤＣが長さＤの３倍弱の場合、図６（ｂ）に示すように、長さＤＣが長さＤ未満となるように、一体化結合ユニット８の長さ方向を分割する。図６（ｂ）では、長さ方向に３分割した分割ユニット８１，８２，８３としている。各分割ユニット８１，８２，８３の長さＤＤは、長さＤ未満となっている。運搬後の分割ユニット８１，８２，８３は、地組みヤードで組み立てられる。この組立後の一体化結合ユニット８´は、図６（ｃ）に示すように、接合部８４，８５で高力ボルト接合される。なお、接合部８４，８５は、設計上、連続梁とする場合には、フランジ部分を溶接またはカバープレートを用いて摩擦接合される。この接合部８４，８５によって、一体化結合ユニット８´として必要な剛性を確保できるようにしている。なお、一体化結合ユニット８は、３分割に限らず、２分割であってもよいし、４分割以上であってもよい。いずれの場合も、長さＤＤが長さＤ未満となればよい。また、分割の長さは異なっていてもよく、計算上、曲げモーメントが小さくなる位置で分割することが好ましい。
【００３５】
なお、各分割ユニットの組立のための地組みヤードが取れない場合、組立強度を確保できることを条件に直接、架設するようにしてもよい。
【００３６】
また、各分割ユニットを用いる場合、接合部で接合板などを用いることになるが、分割しない一体化結合ユニットを用いた場合と同様に、従来に比して鋼材の総長及び総重量を減らすことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１，１´，１ａ〜１ｄ，８，８´，８ａ，８ｃ  一体化結合ユニット
２，２ａ〜２ｄ，３，３ａ〜３ｄ，４，４ａ〜４ｄ，４２  火打ち材
５  腹起し部材
６，７  結合部
９  切梁
１１，１１ａ〜１１ｄ  山留め壁
１２，１２ａ〜１２ｄ，６１，６２  腹起し材
１３，１３ａ〜１３ｄ  隅角部
２１，２２，８１，８２，８３  分割ユニット
２４，２５，８４，８５  接合部
４１  直交切梁
４３  座屈止め
５１，５２  切梁支柱
７１  方丈材
Ｅ１，Ｅ２  貫通領域
【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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