(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024051658
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】土留パネル、土留構造物、及び土留構造物の施工方法
(51)【国際特許分類】
E02D 5/04 20060101AFI20240404BHJP
E02D 5/08 20060101ALI20240404BHJP
【FI】
E02D5/04
E02D5/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022157941
(22)【出願日】2022-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】000231110
【氏名又は名称】JFE建材株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001461
【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】原 翔悟
(72)【発明者】
【氏名】若山 崇大
【テーマコード(参考)】
2D049
【Fターム(参考)】
2D049EA02
2D049FB03
2D049FB11
2D049FC01
(57)【要約】
【課題】掘削孔と土留構造物との間に充填されて硬化した裏込注入材の定着性を高めた、土留パネル、土留構造物、及び土留構造物の施工方法を提供する。
【解決手段】本発明は、地面を掘削して形成された掘削孔に土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、壁面に対向するスキンプレートの外周面に接合された突出部材と、を備え、突出部材は、土留構造物の周方向に延び、土留構造物の周方向における当該土留パネルの長さよりも短い。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地面を掘削して形成された掘削孔に土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、
前記掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、
前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、
前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、
前記壁面に対向する前記スキンプレートの外周面に接合された突出部材と、を備え、
前記突出部材は、
前記土留構造物の周方向に延び、前記土留構造物の周方向における当該土留パネルの長さよりも短い、土留パネル。
【請求項2】
前記スキンプレートは、
貫通孔を備える、請求項1に記載の土留パネル。
【請求項3】
前記突出部材は、
前記土留構造物の軸方向において間隔をおいて配置された複数の突出部材を含む、請求項1又は2に記載の土留パネル。
【請求項4】
前記突出部材は、
前記土留構造物の軸方向において間隔をおいて配置された複数の突出部材を含み、
前記貫通孔は、
前記複数の突出部材の間に配置された、請求項2に記載の土留パネル。
【請求項5】
前記突出部材は、
長手方向を前記土留構造物の周方向に向けた棒鋼である、請求項1又は2に記載の土留パネル。
【請求項6】
前記突出部材は、
前記土留構造物の軸方向に沿った断面がL字形である、請求項1又は2に記載の土留パネル。
【請求項7】
前記突出部材は、
前記外周面に沿って接合されたエキスパンドメタルである、請求項1又は2に記載の土留パネル。
【請求項8】
前記掘削孔に構築される土留構造物であって、
前記掘削孔の前記壁面に沿って、複数の土留パネルを配置して形成された構造体が、軸方向に少なくとも1段以上構築され、
前記構造体を構成する前記複数の土留パネルは、
請求項1又は2に記載の土留パネルを含む、土留構造物。
【請求項9】
前記掘削孔の前記壁面に面するスキンプレートと、
前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、
前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、を備え、
前記壁面に対向する前記スキンプレートの外周面に前記突出部材を有さない第2土留パネルを有し、
前記土留パネルと前記第2土留パネルとは、
前記軸方向に隣り合って接続されている、請求項8に記載の土留構造物。
【請求項10】
複数の土留パネルを掘削孔の周方向に沿って複数連結して構造体を形成する工程と、
前記構造体と前記掘削孔の底面との間を塞ぐ工程と、
前記構造体と前記掘削孔との間に裏込注入材を充填する工程と、を備え、
前記構造体を構成する前記複数の土留パネルは、
前記掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、
前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、
前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、を備え、
前記スキンプレートに貫通孔を備える注入用土留パネルを少なくとも1つ含み、
前記裏込注入材を充填する工程は、
前記注入用土留パネルの前記貫通孔から前記裏込注入材を前記構造体と前記掘削孔との間に注入する、土留構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、土留パネル、土留構造物、及び土留構造物の施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に開示されているように、地面を掘削して形成された鉛直の掘削孔に波付け鋼板を組み立てて構築された土留構造物が知られている。土留構造物は、掘削孔の壁面に沿って複数の波付け鋼板を環状に配置して形成された構造体を、孔軸方向に積み重ねて構築される。
【0003】
土留構造物は、掘削孔の深度が深くなるにつれて地山側からの土圧が大きくなり、波付け鋼板だけでは剛性が足りない場合がある。また、深度の深さにかかわらず、土質の条件等により、土圧が大きい場合もある。更に、孔軸方向の深度が深くなるにつれて、上方に配置された環状体の自重が下方に配置された環状体に作用する。このため、土留構造物では、深度が深い箇所において、上下に隣り合う波付け鋼板の間に補強リングと呼ばれるH形鋼を挟み込み剛性を高めている。
【0004】
しかしながら、補強リングの施工は、煩雑で手間が掛かるため、工期が長引き工費が嵩む問題がある。そのため、補強リングを省略できる土留構造物の構築が望まれている。例えば土圧が小さく補強リングが不要である掘削孔の深度が浅い部分には、掘削孔の壁面に沿って複数の波付け鋼板を環状に配置して構造体を構築し、土圧が大きく補強リングが必要となる掘削孔の深度が深い部分では、掘削孔の壁面に沿って波付き鋼板とは異なる構造の複数の土留パネルを環状に配置して構造体を構築することが考えられる。この土留パネルは、波付け鋼板よりも剛性が高い製品であり、土留構造物の軸方向において板面を対向させて配置された平板状の一対の主桁と、土留構造物の周方向において一対の主桁の両端に接合された継手板と、一対の主桁及び一対の継手板により構成された枠体に接合され、掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、を備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
土留構造物の外面と掘削孔との間には、地山の緩みと沈下を抑制する等の目的で裏込注入材が充填される。裏込注入材は、例えばコンクリート又はモルタルである。波付け鋼板は、波形断面であるため、掘削孔と波付け鋼板との間に充填されて硬化した裏込注入材が引っ掛かる定着代を有している。つまり、波付け鋼板では、裏込注入材が波形断面の凹んだスペースに入り込んで硬化し、硬化した裏込注入材が該凹んだスペースに引っ掛かるため、裏込注入材の定着性が高い。しかし、土留構造物の外面がスキンプレートで構成されている土留パネルでは、外面がフラットであるため、掘削孔と土留パネルとの間に充填されて硬化した裏込注入材が引っ掛かる定着代を有しておらず、裏込注入材の定着性に課題があった。
【0007】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、掘削孔と土留構造物との間に充填されて硬化した裏込注入材の定着性を高めた、土留パネル、土留構造物、及び土留構造物の施工方法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】
【0008】
本発明に係る土留パネルは、地面を掘削して形成された掘削孔に土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、前記掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、前記壁面に対向する前記スキンプレートの外周面に接合された突出部材と、を備え、前記突出部材は、前記土留構造物の周方向に延び、前記土留構造物の周方向における当該土留パネルの長さよりも短い。
【0009】
本発明に係る土留構造物は、前記掘削孔に構築される土留構造物であって、前記掘削孔の前記壁面に沿って、複数の土留パネルを配置して形成された構造体が、軸方向に少なくとも1段以上構築され、前記構造体を構成する前記複数の土留パネルは、上記の土留パネルを含む。
【0010】
本発明に係る土留構造物の施工方法は、複数の土留パネルを掘削孔の周方向に沿って複数連結して構造体を形成する工程と、前記構造体と前記掘削孔の底面との間を塞ぐ工程と、前記構造体と前記掘削孔との間に裏込注入材を充填する工程と、を備え、前記構造体を構成する前記複数の土留パネルは、前記掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、を備え、前記スキンプレートに貫通孔を備える注入用土留パネルを少なくとも1つ含み、前記裏込注入材を充填する工程は、前記注入用土留パネルの前記貫通孔から前記裏込注入材を前記構造体と前記掘削孔との間に注入する。
【発明の効果】
【0011】
本発明では、スキンプレートの外面から突出する突出部材を有することにより、突出部材とスキンプレートの外面とで凹状のスペースが形成される。よって、掘削孔と土留パネルとの間に充填されて硬化した裏込注入材は、その凹状のスペースに引っ掛かり、定着できる。これにより、裏込注入材の定着性が高まり、土留構造物がより安定して地盤に定着する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】実施の形態に係る土留構造物100を模式的に示した正面図である。
【
図2】実施の形態に係る土留構造物100の第1土留構造部101を示した平面図である。
【
図3】実施の形態に係る土留構造物100の第2土留構造部102を示した平面図である。
【
図4】実施の形態に係る土留構造物100に用いられる土留パネル1の一例を示した斜視図である。
【
図5】
図4の土留パネル1の一例であって、スキンプレート10側から見た正面図である。
【
図7】
図4の土留パネル1の別の一例であって、スキンプレート10側から見た正面図である。
【
図8】実施の形態に係る土留構造物100に用いられる土留パネル1の種々の形状を示した平面図である。
【
図9】実施の形態に係る土留パネル2を示した斜視図である。
【
図10】実施の形態に係る土留パネル2を示した説明図である。
【
図11】実施の形態に係る土留パネル2を掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に配置した状態を模式的に示した説明図である。
【
図12】実施の形態に係る土留構造物100の第1土留構造部101に切梁3を設置した状態を模式的に示した説明図である。
【
図13】実施の形態に係る土留構造物100に用いられる波付け鋼板4の一例を示した説明図である。
【
図14】
図13(A)に示したXI-XI線矢視を拡大して示した断面図である。
【
図16】実施の形態に係る土留構造物100の第2土留構造部102に縦梁6と切梁7を設置した状態を模式的に示した説明図である。
【
図17】実施の形態に係る波付け鋼板4の異なる形態を示した断面図である。
【
図18】実施の形態に係る土留構造物の施工方法の一例を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。また、理解を容易にするために方向を表す用語(例えば、上、下、左及び右等)を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上の記載であり、装置、器具、あるいは部品等の配置、方向及び向きを限定するものではない。
【0014】
実施の形態.
図1は、実施の形態に係る土留構造物100を模式的に示した正面図である。
図2は、実施の形態に係る土留構造物100の第1土留構造部101を示した平面図である。
図3は、実施の形態に係る土留構造物100の第2土留構造部102を示した平面図である。本実施の形態に係る土留構造物100は、
図1~
図3に示すように、地面を掘削して形成された鉛直の掘削孔300に土留パネル1及び2と波付け鋼板4とを設置したものである。地盤に形成された立坑は、平面視が矩形状に構築されたものである。具体的には、土留構造物100は、第1土留構造部101と、第2土留構造部102と、を備えている。
【0015】
第1土留構造部101は、
図1及び
図2に示すように、掘削孔300の壁面に沿って、土留パネル1及び2を環状に配置して平面視が矩形状に形成された構造体101Aを、孔軸方向(Y方向)に複数段積み重ねて構築された構成である。第1土留構造部101は、土留パネル1及び2を千鳥状に配置して組み立てられている。土留構造物100は、
図1に示すように、土留パネル1及び2で形成された第1土留構造部101の内部空間に躯体200が構築される。なお、
図2に示した土留構造物100の周方向(X方向)における土留パネル1及び2の個数は、一例であってこれに限定されない。
【0016】
一方、第2土留構造部102は、
図1及び
図3に示すように、掘削孔300の壁面に沿って、波付け鋼板4を環状に配置して平面視が矩形状に形成された構造体102Aを、孔軸方向(Y方向)に複数段積み重ねて構築された構成である。第2土留構造部102は、波付け鋼板4を千鳥状に配置して組み立てられている。なお、第2土留構造部102には、該第2土留構造部102の内部空間に収まる範囲で躯体が構築される場合がある。また、
図3に示した土留構造物100の周方向(X方向)における波付け鋼板4の個数は、一例であってこれに限定されない。
【0017】
先ず、
図1~
図3を参照しつつ、
図4~
図12に基づいて第1土留構造部101について説明する。
図4は、実施の形態に係る土留構造物100に用いられる土留パネル1の一例を示した斜視図である。
図5は、
図4の土留パネル1の一例であって、スキンプレート10側から見た正面図である。
図6は、
図5のA-A部の断面図である。
図8(A)~(D)は、実施の形態に係る土留構造物100に用いられる土留パネル1の種々の形状を示した平面図である。土留パネル1は、
図4に示すように、掘削孔300の壁面に面する長方形状のスキンプレート10と、スキンプレート10の一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁11と、スキンプレート10の他方の対向する端部に設けられた一対の継手板12と、を備えている。一対の主桁11は、スキンプレート10の上端及び下端に設けられて上面及び下面を形成するものである。継手板12は、スキンプレート10の左右の両端に設けられて左右の側面を形成するものである。なお、本実施の形態において、上下とは掘削孔300の孔軸方向であり、左右とは掘削孔300の周方向である。
【0018】
(土留パネル1)
土留パネル1は、スキンプレート10と、主桁11と、継手板12とで、掘削孔300の内部に向かって開口する凹状に形成されている。スキンプレート10、主桁11及び継手板12は、それぞれ溶接されて接合されている。主桁11の桁高は、掘削孔300の土質及び深度等によって仕様が変わるが、例えば150mm~400mm程度である。また、孔軸方向(Y方向)における土留パネル1の高さは、例えば土留構造物100を構築する作業者の安全性と効率を考慮して、500mmを標準とし、500mm~1000mm程度の範囲で設計される。
【0019】
主桁11には、孔軸方向(Y方向)に積み重ねた上下に隣り合う土留パネル1同士、又は土留パネル1と波付け鋼板4とを連結するための連結孔11aが複数形成されている。上下に隣り合う土留パネル1は、主桁11を突き合わせ、例えば連結孔11aに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、上下に隣り合う土留パネル1の主桁11を連結する手段は、ボルト及びナットに限定されず、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。また、図示した連結孔11aの個数は一例であって、これに限定されない。
【0020】
継手板12には、掘削孔300の周方向(X方向)に配置した左右に隣り合う土留パネル1を連結するための連結孔12aが複数形成されている。左右に隣り合う土留パネル1は、継手板12を突き合わせ、例えば連結孔12aに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、左右に隣り合う土留パネル1の継手板12を連結する手段は、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。なお、図示した連結孔12aの個数は一例であって、これに限定されない。
【0021】
なお、土留パネル1には、上部の主桁11と下部の主桁11との間に配置され、製造時、運搬時、及び施工時における土留パネル1の形状を保持する形状保持部材13を設けてもよい。形状保持部材13は、例えば図示したように鋼板等から成る板状部材、又は図示は省略したが鉄筋棒等から成る棒状部材で構成される。なお、形状保持部材13の形状及び設置個数は、例えば土留パネル1の大きさ及び形状等を考慮して決定される。また、形状保持部材13は、必ずしも設ける必要はなく、省略してもよい。
【0022】
(突出部材17)
図5及び
図6に示す様に、土留パネル1は、スキンプレート10の外面に接合された突出部材17を備えている。突出部材17は、例えば掘削孔300の周方向(X方向)に長手方向を向けた棒鋼により構成され、スキンプレート10の表面に接合されている。突出部材17は、土留パネル1の周方向の長さより短く、端面17aが継手板12及びスキンプレート10の周方向の端面10aから離れた位置に配置されている。ただし、突出部材17の位置は、
図5に示されたものに限定されず、例えば一方の端部が実質的に継手板12の端面(つまり、土留パネル1の周方向の端面)と一致する様に配置されていても良い。
【0023】
突出部材17は、土留パネル1の周方向の長さより短くなっているため、例えば周方向に隣合って連結された他の土留パネル1の突出部材17との間に隙間が生じる。これにより、土留パネル1と掘削孔300の壁面との間の空間Pに裏込注入材を充填する際に、裏込注入材の流動を確保し、空間Pに裏込注入材が充填されない部分が発生するのを抑制する。
【0024】
突出部材17は、棒鋼のみに限定されるものではなく、例えば板部材、網状のエキスパンドメタル、軸方向に沿った断面形状がL字形のアングル部材などでも良い。突出部材17は、掘削孔300の壁面に対向しているスキンプレート10の表面から突出し、土留構造物100の周方向に延びている形状であればよい。突出部材17は、周方向に延びることにより、比較的薄い鋼板で構成されているスキンプレート10の剛性及び強度を向上させることもできる。また、突出部材17は、周方向に平行に延びるだけでなく、周方向に対して傾斜するように延びていてもよい。
【0025】
突出部材17は、軸方向に2箇所配置されている。突出部材17の配置数は、裏込注入材の定着度及び空間Pへの裏込注入材の充填性を考慮して適宜調整される。例えば、突出部材17は、
図5に示す土留パネル1において、下側に配置されている突出部材17のみを備える構造であってもよいし、
図5に示す一本の突出部材17を複数に分割して配置されてもよい。
【0026】
(貫通孔16)
図5及び
図6に示す様に、土留パネル1のスキンプレート10は、貫通孔16を有する。貫通孔16は、掘削孔300に設置された際に空間Pに裏込注入材を注入するための孔である。ただし、第1土留構造部101を構成する土留パネル1のうち、少なくとも1つの土留パネル1が貫通孔16を有していればよい。または、第1土留構造部101を構成する土留パネル1のうち、複数の土留パネル1に貫通孔16が形成されていてもよい。第1土留構造部101に複数箇所の貫通孔16が形成されている場合は、1つの貫通孔16から裏込注入材を注入し、他の貫通孔16は空間Pに裏込注入材が充填されたかを確認するための孔として利用できる。
【0027】
貫通孔16は、軸方向において2つ配置された突出部材17の間に配置されている。このように構成されることにより、貫通孔16から下方及び上方への充填性のバランスがよく、充填不良を抑制出来る。ただし、突出部材17の間以外の位置に貫通孔16を配置することを制限するものではない。また、貫通孔16は、土留パネル1の中央に形成されているが、これに限定されるものではない。
【0028】
図7は、
図4の土留パネル1の別の一例であって、スキンプレート10側から見た正面図である。土留パネル1の複数の突出部材17は、周方向において同じ領域に配置されている必要はなく、例えば千鳥配置になっていてもよい。つまり、軸方向に間隔を置いて配置された2つの突出部材17は、周方向の一部分が軸方向に重なる様に配置され、周方向の他の一部分は重なっていないように構成されていてもよい。この場合、2つの突出部材17は、軸方向において重なっていない部分があるため、裏込注入材の充填性が向上するという利点がある。また、2つの突出部材17は、一部が軸方向において重なっているため、裏込注入材と土留パネル1との定着性を確保できる。
【0029】
(土留パネル1の他の形態)
第1土留構造部101は、
図2に示すように、配置される場所によって異なる形状及び長さの土留パネル1が使用される。
図8(A)~(D)に示した土留パネル1は、配置される場所に応じて形成された構成の一例である。例えば、
図2で示した第1土留構造部101の矩形の角部には、
図8(B)及び
図8(D)に示すように、L字形に形成したコーナー部用の土留パネル1が配置される。また、掘削孔300の周方向(X方向)に沿って順に土留パネル1及び2を配置していき、最後に、
図8(A)に示した小型の土留パネル1が配置される。
図8(A)に示した小型の土留パネル1は、長手方向の一方の端面が、掘削孔300の径方向に対して傾斜している。当該小型の土留パネル1の一端面と対向する土留パネル1の端面も径方向に対して傾斜している。これは、最後に設置される土留パネル1を、既に設置された周方向(X方向)の土留パネル1の間に形成されたスペースに、構造体101Aの内側から外側に向かってスライドさせて嵌め込むためである。これにより、土留パネル1の組み立ての作業性を高めることができる。
図8(A)に示した小型の土留パネル1は、特に土留構造物100が平面視において円形、楕円形などの曲線状の構造である場合に、土留構造物100の内側から外側に向かって土留パネル1を嵌め込む場合に有効である。
【0030】
(土留パネル2)
図9は、実施の形態に係る土留パネル2を示した斜視図である。
図10は、実施の形態に係る土留パネル2を示した説明図である。
図10(A)は平面図、
図10(B)は正面図、
図10(C)は左側面図、
図10(D)は(B)に示したD-D線矢視断面図である。
【0031】
第1土留構造部101を構成する複数の土留パネル1及び2のうち、一部の土留パネル2には、
図9及び
図10に示すように、スキンプレート10、主桁11及び継手板12で囲まれた凹内部に、切梁3を接合できる平面を有する縦梁14が設けられている。縦梁14は、例えばH形鋼であり、ウェブ14cと、ウェブ14cの一端に設けられた第1フランジ14aと、ウェブ14cの他端に設けられた第2フランジ14bと、を有している。一方の第1フランジ14aは、掘削孔300側に配置され、他方の第2フランジ14bは、スキンプレート10に対向させて配置されている。掘削孔300側に配置された第1フランジ14aは、切梁3を接合するための平面となる。縦梁14の上端面と上部の主桁11との間には、板状の主桁補強材15が設けられている。また、縦梁14の下端面と下部の主桁11との間にも、板状の主桁補強材15が設けられている。主桁補強材15は、切梁3の荷重による主桁11の変形を抑制するために設けられている。縦梁14の上端面及び下端面は、それぞれ主桁補強材15に溶接で接合されている。主桁補強材15は、主桁11の内面に溶接で接合されている。縦梁14は、スキンプレート10と、主桁11と、継手板12とで形成された凹内部に収まるように設けられている。縦梁14は、例えば予め工場等で、主桁補強材15を介して主桁11に取り付けられた状態で、施工現場に搬送される。これにより、施工現場での作業の工数を減らすことができ、短工期で施工することができる。なお、主桁補強材15は、必ずしも設ける必要はなく、省略してもよい。この場合、縦梁14の上端面及び下端面は、それぞれ主桁11に溶接で接合される。また、主桁補強材15は、縦梁14の上端面と上部の主桁11との間にのみ設けてもよいし、縦梁14の下端面と下部の主桁11との間にのみ設けてもよい。
【0032】
また、主桁11は、
図10(A)に示すように、主桁補強材15を配置した部分に、連結孔11aが密集されて形成されている。上下に隣接する土留パネル2とボルト接合する箇所を増やすことで接合強度を高め、縦梁14に接合した切梁3の荷重を支持するためである。なお、
図6に示すように、主桁補強材15には、連結孔11aが形成された箇所において、該連結孔11aと連通し、ボルトの軸部を通すための貫通孔15aが形成されている。また、主桁補強材15を配置した部分における連結孔11aの個数は、
図10(A)に示した8個に限定されず、土留パネル2の大きさ及び形状、切梁3の大きさ及び形状等に応じて適宜変更するものとする。
【0033】
なお、縦梁14は、1つの土留パネル2に対して2つ以上設けてもよい。また、図示することは省略したが、土留パネル2においても、
図4に示した形状保持部材13を設けてもよい。
【0034】
図10に示す土留パネル2は、突出部材17を備えているが、土留構造物100を構成する土留パネル2は、土留パネル1と同様に突出部材17を備えていないものも含む。また、土留構造物100を構成する土留パネル2は、土留パネル1と同様に貫通孔16を備えていないものも含む。
【0035】
図11は、実施の形態に係る土留パネル2を掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に配置した状態を模式的に示した説明図である。
図11に示すように、土留パネル1及び2は、千鳥状に配置して組み立てられている。上下に隣接する土留パネル2の縦梁14同士は、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿って連続するように、掘削孔300の周方向(X方向)において位置を合わせて配置される。そのため、縦梁14は、スキンプレート10と、主桁11と、継手板12とで形成された凹内部において、中央から位置をずらすなど適切な位置に適宜調整して配置される。なお、掘削孔300の周方向(X方向)において位置を合わせるとは、厳密に一致する必要なく、寸法公差を含む。
【0036】
図12は、実施の形態に係る土留構造物100の第1土留構造部101に切梁3を設置した状態を模式的に示した説明図である。土留パネル2の縦梁14は、
図2に示すように、第1土留構造部101の周方向(X方向)において対向させて配置されている。
図2に示した第1土留構造部101では、周方向(X方向)の3箇所において縦梁14が対向するように配置されている。第1土留構造部101では、
図1及び
図12に示すように、対向する縦梁14同士を連結する切梁3が設けられている。切梁3は、例えばH形鋼で構成されている。切梁3は、長手方向の両端部が縦梁14の第1フランジ14aに溶接又はボルト接合されている。なお、第1フランジ14aと切梁3とは、切梁3の一端を第1フランジ14aの平面に当接させてジャッキ等を用いて突っ張らせて接合させてもよい。切梁3は、
図12に示すように、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿って複数設けられている。また、図示は省略したが、縦梁14の第1フランジ14aに、切梁3をボルト接合するための孔を形成してもよい。また、縦梁14の第1フランジ14aに、切梁3の端部を縦梁14に嵌め込んで位置決めするための孔を形成してもよい。
【0037】
なお、土留パネル1と土留パネル2の配置は、
図2に示した構成に限定されず、土留構造物100の大きさ及び形状に応じて適宜変更して設けるものとする。また、縦梁14は、H形鋼に限定されず、掘削孔300側に切梁3を接合するための平面を有する構成であればよい。具体的には、縦梁14は、T字鋼、L形鋼、溝形鋼又は角鋼等でもよいし、平板を組み合わせてH形状、T形状、L形状、凹形状又は四角形状等に形成した構成でもよい。また、切梁3についても、H形鋼に限定されず、T字鋼、L形鋼、溝形鋼又は角鋼等でもよいし、平板を組み合わせてH形状、T形状、L形状、凹形状又は四角形状等に形成した構成でもよい。要するに、縦梁14及び切梁3は、その機能を有する形状であれば、どのような形状でもよい。
【0038】
次に、
図1~
図12を参照しつつ、
図13~
図17に基づいて第2土留構造部102について説明する。
図13の(A)及び(B)は、実施の形態に係る土留構造物100に用いられる波付け鋼板4の一例を示した説明図である。
図14は、
図13(A)に示したXI-XI線矢視を拡大して示した断面図である。
図15は、
図1のXII部の拡大図である。
図16は、実施の形態に係る土留構造物100の第2土留構造部102に縦梁6と切梁7を設置した状態を模式的に示した説明図である。
【0039】
波付け鋼板4は、例えば
図13及び
図14に示したように、波形断面がサインカーブ状に形成されたライナープレートで構成されている。波付け鋼板4は、例えば厚さが2.7mm~7mm程度である。波付け鋼板4は、上端縁及び下端縁に沿って設けられた周方向フランジ部40と、長手方向の両端縁に沿って設けられた軸方向フランジ部41と、を有している。周方向フランジ部40は、波付け鋼板4の上端縁及び下端縁から掘削孔300の内部に向かって突出するように曲げ加工されて形成されている。軸方向フランジ部41は、波付け鋼板4の長手方向の両端縁に溶接されたプレートによって形成されている。
【0040】
周方向フランジ部40には、孔軸方向(Y方向)に積み重ねた上下に隣り合う波付け鋼板4同士、又は波付け鋼板4と土留パネル1とを連結するための連結孔40aが掘削孔300の周方向(X方向)に沿って複数形成されている。上下に隣り合う波付け鋼板4は、周方向フランジ部40を突き合わせ、例えば連結孔40aに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。また、上下に隣り合う土留パネル1又は2と波付け鋼板4は、主桁11と周方向フランジ部40とを突き合わせ、連結孔11a及び40aに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、上下に隣り合う波付け鋼板4の周方向フランジ部40を連結する手段は、ボルト及びナットに限定されず、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。また、図示した連結孔40aの個数は一例であって、これに限定されない。また、上下に隣り合う土留パネル1又は2と波付け鋼板4を連結する手段も、ボルト及びナットに限定されず、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。
【0041】
軸方向フランジ部41には、掘削孔300の周方向(X方向)に配置した隣り合う波付け鋼板4同士を連結するための連結孔41aが孔軸方向(Y方向)に沿って複数形成されている。周方向(X方向)に隣り合う波付け鋼板4は、軸方向フランジ部41を突き合わせ、連結孔41aに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、周方向(X方向)に隣り合う波付け鋼板4の軸方向フランジ部41を連結する手段は、ボルト及びナットに限定されず、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。また、図示した連結孔41aの個数は一例であって、これに限定されない。
【0042】
また、
図1及び
図15に示すように、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿って配置された複数の構造体102Aのうち、上下に隣り合う一部の構造体102Aの間には、周方向(X方向)に沿って配置された環状の補強部材5が設けられている。補強部材5は、構造体102Aの剛性を高めるために設けられている。補強部材5は、
図3及び
図15に示すように、周方向(X方向)に沿って分割された複数のH形鋼50と、周方向(X方向)に隣り合うH形鋼50を連結する継手板51と、を有している。補強部材5は、各H形鋼50のウェブ50aが、上下に配置された波付け鋼板4の周方向フランジ部40に挟み付けられて配置され、ウェブ50aと上下の周方向フランジ部40とがボルト接合52されることで、波付け鋼板4に取り付けられている。ボルト接合52は、連結孔40aと、H形鋼50のウェブ50aに形成されたボルト孔と、に共通に通したボルトの軸部にナットを締め付けた構成である。
【0043】
継手板51は、
図3及び
図15に示すように、周方向(X方向)に突き合わせたH形鋼50の端部を跨がるように、H形鋼50のフランジ50bに当接させて配置され、各H形鋼50のフランジ50bにボルト接合53される。ボルト接合53は、継手板51に形成されたボルト孔と、H形鋼50のフランジ50bに形成されたボルト孔と、に共通に通したボルトの軸部にナットを締め付けた構成である。
【0044】
また、
図3及び
図16に示すように、第2土留構造部102には、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿って配置された縦梁6が設けられている。縦梁6は、一例としてH形鋼であり、波付け鋼板4の内面側に配置されている。縦梁6は、一方のフランジが補強部材5のフランジ50bに当接されてボルト接合又は溶接されている。縦梁6は、
図3に示すように、第2土留構造部102の周方向(X方向)において対向させて配置されている。
図3に示した第2土留構造部102では、周方向(X方向)の3箇所において縦梁6が対向するように配置されている。対向する縦梁6同士は、切梁7によって連結されている。切梁7は、例えばH形鋼で構成されている。切梁7は、長手方向の両端部が縦梁6のフランジにボルト接合又は溶接されている。切梁7は、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿って複数設けられている。なお、図示は省略したが、縦梁6のフランジに、切梁7をボルト接合するための孔を形成してもよい。また、縦梁6のフランジに、切梁7の端部を縦梁6に嵌め込んで位置決めするための孔を形成してもよい。
【0045】
なお、第2土留構造部102においては、必ずしも縦梁6及び切梁7を設ける必要はなく、縦梁6及び切梁7を省略してもよい。また、縦梁6は、H形鋼に限定されず、切梁7を接合するための平面を有する構成であればよい。また、切梁7もH形鋼に限定されない。縦梁6及び切梁7は、T字鋼、L形鋼、溝形鋼又は角鋼等でもよいし、平板を組み合わせてH形状、T形状、L形状、凹形状又は四角形状に形成した構成でもよい。要するに、縦梁6及び切梁7は、その機能を有する形状であれば、どのような形状でもよい。
【0046】
図17は、実施の形態に係る波付け鋼板4の異なる形態を示した断面図である。波付け鋼板4は、
図17に示したように、波形断面が角波状となるように屈曲形成されたプランクプレートでもよい。プランクプレートは、上記したライナープレートよりも剛性が高い特徴を有している。土留構造物100では、掘削孔300の深度が深くなるにつれて地山側からの土圧が大きく、更に上方に配置された構造体102Aの自重が下方に配置された構造体102Aに作用する。そのため、土留構造物100の形状及び大きさ、地山側からの土圧の大きさに応じて、ライナープレートから成る波付け鋼板4とプランクプレートから成る波付け鋼板4とを適宜選択して使用される。
【0047】
次に、上記土留構造物100の施工方法の一例を、
図18に基づいて説明する。
図18は、実施の形態に係る土留構造物の施工方法の一例を模式的に示した説明図である。
【0048】
本実施の形態に係る土留構造物100の施工方法では、第2土留構造部102を構築した後、該第2土留構造部102の下部に第1土留構造部101を構築する。先ず、
図18(A)に示すように、地面に土留構造物100を構築するための掘削孔300を形成する。掘削孔300は、土留構造物100の外径よりも例えば20cm程度の大きい外径で形成される。掘削孔300の深さは、一例として0.5m~1.5m程度である。そして、掘削孔300の壁面に沿って波付け鋼板4を環状に配置して構造体102Aを組み立てる。
【0049】
構造体102Aは、掘削孔300の壁面の周方向(X方向)に沿って波付け鋼板4を順に配置し、周方向(X方向)に隣り合う波付け鋼板4をボルト接合して組み立てられる。上段の構造体102Aの波付け鋼板4と、下段の構造体102Aの波付け鋼板4とは、ボルト接合される。なお、上段の構造体102Aの波付け鋼板4と下段の構造体102Aの波付け鋼板4は、千鳥配置となるように、周方向(X方向)の位置をずらして配置される。また、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿って配置された複数の構造体102Aのうち、上下に隣り合う一部の構造体102Aの間に、周方向(X方向)に沿った環状の補強部材5を設ける。補強部材5は、
図15に示すように、各H形鋼50のウェブ50aを上下に配置された波付け鋼板4の周方向フランジ部40に挟み付けて配置し、ウェブ50aと周方向フランジ部40とをボルト接合52することで波付け鋼板4に取り付けられる。このように、構造体102Aを孔軸方向(Y方向)に沿って複数段積み重ねて第2土留構造部102の一部が構築される。
【0050】
次に、
図18(B)に示すように、最上段に位置する構造体102Aを地面に設置した井桁400で固定した後、構造体102Aの外側の掘削孔300を掘削土で埋め戻す。なお、最上段に位置する構造体102Aを地面に固定する手段は、井桁400に限定されず、例えばコンクリートを用いてもよい。
【0051】
そして、
図18(C)に示すように、地盤を掘削しつつ、構造体102A及び101Aを組み立てて第2土留構造部102及び第1土留構造部101を構築し、所定の深度まで掘り進める。なお、最上段に位置する構造体102Aを井桁400で固定した後は、最下段の構造体102Aの下端に、掘削孔300の壁面の周方向(X方向)に沿って波付け鋼板4を配置し、該波付け鋼板4を最下段の波付け鋼板4にボルト接合するとともに、周方向(X方向)に隣り合う波付け鋼板4同士をボルト接合して、構造体102Aを構築していく。
【0052】
波付け鋼板4と掘削孔300との間には、裏込注入材として、コンクリート又はモルタルが充填される。そして、
図3及び
図16に示すように、波付け鋼板4の内面側において、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿ってH形鋼からなる縦梁6を設ける。縦梁6は、補強部材5に溶接又はボルト接合によって取り付けられる。縦梁6は、
図3に示すように、第2土留構造部102の周方向(X方向)において対向させて配置する。そして、対向する縦梁6同士の間に切梁7を配置し、切梁7の長手方向の両端部を縦梁6に溶接又はボルト接合する。なお、第2土留構造部102においては、必ずしも縦梁6及び切梁7を設ける必要はなく、縦梁6及び切梁7を省略してもよい。
【0053】
図18(C)に示すように、第1土留構造部101は、第2土留構造部102を構築した後、該第2土留構造部102の下端に構築される。構造体101Aは、
図2に示すように、掘削孔300の壁面の周方向(X方向)に沿って土留パネル1及び2を順に配置して組み立てられる。掘削孔300の壁面に配置された土留パネル1及び2は、上段の波付け鋼板4又は上段の土留パネル(1又は2)にボルト接合されるとともに、周方向(X方向)に隣り合う土留パネル(1又は2)にボルト接合で連結される。なお、上段の波付け鋼板4又は上段の土留パネル(1又は2)と下段の土留パネル(1又は2)とは、千鳥配置となるように、周方向(X方向)の位置をずらして配置される。このとき、
図11に示すように、上下に隣接する土留パネル2の縦梁14同士を、掘削孔300の孔軸方向(Y方向)に沿って連続するように、掘削孔300の周方向(X方向)において位置を合わせて配置する。また、土留パネル2の縦梁14は、
図2に示すように、第1土留構造部101の周方向(X方向)において対向させて配置される。そして、対向する縦梁14同士の間に切梁3を配置し、切梁3の長手方向の両端部を縦梁14に溶接又はボルト接合する。
【0054】
このように、構造体101Aを孔軸方向(Y方向)に沿って複数段積み重ねて第1土留構造部101が構築される。なお、土留パネル1と掘削孔300との間には、裏込注入材として、コンクリート又はモルタルが充填される。
【0055】
(裏込注入材を充填する工程)
裏込注入材を土留パネル1又は2と掘削孔300の壁面との間の空間Pに注入する工程は、構造体101Aを少なくとも1段形成した後に行われる。構造体101Aを構成する土留パネル1又は2の少なくとも1つは、貫通孔16が形成されており、その貫通孔16から裏込注入材が注入される。裏込注入材を注入する工程は、
図6に示す様に、最下段の構造体101Aと掘削孔300の底面301との間を塞いだ状態で行われる。ただし、最下段の構造体101Aと掘削孔300の底面301との間が塞がれた状態とは、空間Pが完全に密閉された状態である必要はなく、コンクリート又はモルタルなどの裏込注入材が流出しない程度の隙間が空いている状態も含むものである。
【0056】
裏込注入材が空間Pに充填される工程は、構造体101Aを軸方向に1段構築するごとに実施する必要はなく、例えば構造体101Aを複数段構築するごとに実施しても良い。つまり、土留構造物100の施工方法は、複数の土留パネル1又は2を周方向に掘削孔300の周方向に沿って複数連結して構造体101Aを形成する工程と、構造体101Aと掘削孔300の底面301との間を塞ぐ工程と、構造体101Aと掘削孔300との間に裏込注入材を充填する工程と、を備える。構造体101Aを構成する複数の土留パネル1又は2は、掘削孔300の壁面に面するスキンプレート10と、スキンプレート10の一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁11と、スキンプレート10の他方の対向する端部に設けられた一対の継手板12と、を備え、スキンプレート10に貫通孔16を備える注入用土留パネルを少なくとも1つ含む。裏込注入材を充填する工程は、注入用土留パネルの貫通孔16から裏込注入材を構造体101Aと掘削孔300との間に注入するものである。このとき、構造体101Aは、軸方向に複数段構築された状態で裏込注入材を充填してもよい。
【0057】
なお、第1土留構造部101及び第2土留構造部102は、図示した段数に限定されず、1段以上あればよい。また、本実施の形態に係る土留構造物100では、波付け鋼板4で構築した第2土留構造部102と、土留パネル1で構築した第1土留構造部101と、を有する構成に限定されず、図示は省略したが、土留パネル1及び2で構築した第1土留構造部101のみで構成してもよい。
【0058】
また、掘削孔300は、鉛直に設けた構成に限定されず、例えば孔軸が傾斜していてもよい。また、掘削孔300は、周囲がすべて壁面となっている孔に限定されず、例えば壁面の一部が開放されている形状も含む。また、土留構造物100は、
図1~
図3に示した平面視において矩形状とした構成に限定されない。土留構造物100は、平面視が円形状又は楕円形状に構築された構成としてもよい。この場合、土留パネル1と波付け鋼板4は、平面視において円弧状に形成される。また、土留構造物100は、例えば平面視において、小判のような形をした長円形状や、馬蹄形のようにU字状等でもよい。土留パネル1と波付け鋼板4は、土留構造物100の形状に応じた形状で構成するものとする。
【0059】
以上のように、本実施の形態に係る土留パネル2は、掘削孔300の壁面に面するスキンプレート10と、スキンプレート10の一方の対向する端部に設けられた一対の主桁11と、スキンプレート10の他方の対向する端部に設けられた一対の継手板12と、スキンプレート10、主桁11及び継手板12で囲まれた内部に設けられ、切梁3を接合できる平面を有する縦梁14と、を備えている。
【0060】
また、本実施の形態に係る土留構造物100は、掘削孔300の壁面に沿って、複数の土留パネル1及び2を配置して形成された構造体101Aが、孔軸方向(Y方向)に少なくとも1段以上構築された第1土留構造部101を備えている。土留パネル1及び2は、掘削孔300の壁面に面するスキンプレート10と、スキンプレート10の一方の対向する端部に設けられた一対の主桁11と、スキンプレート10の他方の対向する端部に設けられた一対の継手板12と、を有している。複数の土留パネル1及び2のうち、少なくとも一部の土留パネル2には、スキンプレート10、主桁11及び継手板12で囲まれた内部に設けられ、切梁3を接合できる平面を有する縦梁14を有している。縦梁14は、掘削孔300の周方向において対向させて配置され、互いに対向する縦梁14同士が切梁3によって連結されている。
【0061】
よって、本実施の形態に係る土留パネル2及び土留構造物100は、スキンプレート10、主桁11及び継手板12で囲まれた内部に、切梁3を接合できる平面を有する縦梁14が設けられているので、掘削孔300の内部空間を減少させることなく、掘削孔300の内部に切梁3を接合するための縦梁14を配置することができる。
【0062】
なお、本実施の形態に係る土留構造物100は、縦梁14及び切梁3を有さないもので構成されてもよい。
【0063】
以上に本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態の構成のみに限定されるものではない。特に構成要素の組み合わせは、実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、適宜変更することができる。また、いわゆる当業者が必要に応じてなす種々なる変更、応用、利用の範囲をも本発明の要旨(技術的範囲)に含むことを念のため申し添える。
【0064】
上記に説明した土留パネル1、2、土留構造物100及び土留構造物100の施工方法は、以下の付記1~10に示す各特徴の組み合わせも含み得るものである。その組み合わせについて下記に示す。
【0065】
[付記1]
地面を掘削して形成された掘削孔に土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、
前記掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、
前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、
前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、
前記壁面に対向する前記スキンプレートの外周面に接合された突出部材と、を備え、
前記突出部材は、
前記土留構造物の周方向に延び、前記土留構造物の周方向における当該土留パネルの長さよりも短い、土留パネル。
[付記2]
前記スキンプレートは、
貫通孔を備える、付記1に記載の土留パネル。
[付記3]
前記突出部材は、
前記土留構造物の軸方向において間隔をおいて配置された複数の突出部材を含む、付記1又は2に記載の土留パネル。
[付記4]
前記突出部材は、
前記土留構造物の軸方向において間隔をおいて配置された複数の突出部材を含み、
前記貫通孔は、
前記複数の突出部材の間に配置された、付記2に記載の土留パネル。
[付記5]
前記突出部材は、
長手方向を前記土留構造物の周方向に向けた棒鋼である、付記1~4の何れか1つに記載の土留パネル。
[付記6]
前記突出部材は、
前記土留構造物の軸方向に沿った断面がL字形である、付記1~4の何れか1つに記載の土留パネル。
[付記7]
前記突出部材は、
前記外周面に沿って接合されたエキスパンドメタルである、付記1~4の何れか1つに記載の土留パネル。
[付記8]
前記掘削孔に構築される土留構造物であって、
前記掘削孔の前記壁面に沿って、複数の土留パネルを配置して形成された構造体が、軸方向に少なくとも1段以上構築され、
前記構造体を構成する前記複数の土留パネルは、
付記1~7の何れか1つに記載の土留パネルを含む、土留構造物。
[付記9]
前記掘削孔の前記壁面に面するスキンプレートと、
前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、
前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、を備え、
前記壁面に対向する前記スキンプレートの外周面に前記突出部材を有さない第2土留パネルを有し、
前記土留パネルと前記第2土留パネルとは、
前記軸方向に隣り合って接続されている、付記8に記載の土留構造物。
[付記10]
複数の土留パネルを掘削孔の周方向に沿って複数連結して構造体を形成する工程と、
前記構造体と前記掘削孔の底面との間を塞ぐ工程と、
前記構造体と前記掘削孔との間に裏込注入材を充填する工程と、を備え、
前記構造体を構成する前記複数の土留パネルは、
前記掘削孔の壁面に面するスキンプレートと、
前記スキンプレートの一方の対向する端部に設けられた一対の平板状の主桁と、
前記スキンプレートの他方の対向する端部に設けられた一対の継手板と、を備え、
前記スキンプレートに貫通孔を備える注入用土留パネルを少なくとも1つ含み、
前記裏込注入材を充填する工程は、
前記注入用土留パネルの前記貫通孔から前記裏込注入材を前記構造体と前記掘削孔との間に注入する、土留構造物の施工方法。
【符号の説明】
【0066】
1 土留パネル、2 土留パネル、3 切梁、4 波付け鋼板、5 補強部材、6 縦梁、7 切梁、10 スキンプレート、10a 端面、11 主桁、11a 連結孔、12 継手板、12a 連結孔、13 形状保持部材、14 縦梁、14a 第1フランジ、14b 第2フランジ、14c ウェブ、15 主桁補強材、15a 貫通孔、16 貫通孔、17 突出部材、17a 端面、40 周方向フランジ部、40a 連結孔、41 軸方向フランジ部、41a 連結孔、50 H形鋼、50a ウェブ、50b フランジ、51 継手板、52 ボルト接合、53 ボルト接合、100 土留構造物、101 第1土留構造部、101A 構造体、102 第2土留構造部、102A 構造体、200 躯体、300 掘削孔、301 底面、400 井桁、P 空間。