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技術 土留め壁・RC合成構造物

出願人 阪神高速道路公団鹿島建設株式会社
発明者 中村忠春金治英貞佐藤奈津代日紫喜剛啓須田久美子古市耕輔平陽兵安藤進齊藤勲雄村田俊彦
出願日 1999年11月24日 (20年5ヶ月経過) 出願番号 1999-332615
公開日 2001年5月29日 (18年11ヶ月経過) 公開番号 2001-146756
状態 特許登録済
技術分野 地下構造物、基礎の保護・試験・修復 基礎工事に適用される隔壁
主要キーワード ネジ切りボルト 本体構造物 合成構造物 断面剛性 本体側壁 本体壁 縞鋼板 フック部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年5月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

あらかじめ土留め壁芯材に取り付けた穴あき鋼板ジベルにより、現場作業の大幅な簡略化が可能であり、かつジベルによる一体性にも優れる土留め壁・RC合成構造物を提供する。

解決手段

先行して施工される土留め壁の芯材であるH形鋼1の長手方向に、あらかじめ穴あき鋼板ジベル2を工場溶接などにより取り付けておく。穴あき鋼板ジベル2は、帯状鋼板所定間隔で穴2aを形成したものであり、本体壁3のコンクリートが穴2a内に入り込むことで、コンクリートとの付着力増し、ジベルとして機能する。本体壁3については、縦筋5a、横筋5bなどの配筋を行い、必要に応じ、穴あき鋼板ジベル2の穴2a内に差し筋4を通し、コンクリートを打設する。

概要

背景

従来の土留め壁RC壁合成構造物構築では、H形鋼などを芯材とする土留め壁としての地中連続壁を構築し、地中連続壁によって囲まれる、あるいは挟まれる構造物地下部分あるいは地中構造物部分を掘削した後、土留め壁の内側面の洗浄を行い、芯材となるH形鋼等のフランジスタッドジベルなどを、現場溶接により取り付けている。その後、本体側壁や本体床版部分の配筋作業を行い、コンクリート打設により、上述したスタッドジベルなどを介して土留め壁とRC構造本体壁一体化し、合成構造物を形成している。

また、特開平7−48846号公報には、スタッドジベルの現場溶接の問題や、スタッドジベルをあらかじめ工場溶接しておく場合の施工上の問題を解決することを目的として、土留め壁の芯材にあらかじめ短いネジ切りボルトを工場で溶接しておき、ネジ切りボルトに保護キャップを被せて地中に建て込み、土留め壁内側の掘削を行った後、保護キャップを外してカプラーによりネジ切りコネクタを上記ネジ切りボルトと接合し、ジベルとして用いる合成地下壁構築方法が開示されている。

概要

あらかじめ土留め壁の芯材に取り付けた穴あき鋼板ジベルにより、現場作業の大幅な簡略化が可能であり、かつジベルによる一体性にも優れる土留め壁・RC合成構造物を提供する。

先行して施工される土留め壁の芯材であるH形鋼1の長手方向に、あらかじめ穴あき鋼板ジベル2を工場溶接などにより取り付けておく。穴あき鋼板ジベル2は、帯状鋼板所定間隔で穴2aを形成したものであり、本体壁3のコンクリートが穴2a内に入り込むことで、コンクリートとの付着力増し、ジベルとして機能する。本体壁3については、縦筋5a、横筋5bなどの配筋を行い、必要に応じ、穴あき鋼板ジベル2の穴2a内に差し筋4を通し、コンクリートを打設する。

目的

また、特開平7−48846号公報記載の方法においては、上記の問題点が解決されるものの、保護キャップの取付け、取外し、現場でのカプラーによる多数のネジ切りコネクタとネジ切りボルトの接合等に多くの手間を要し、必ずしも現場作業の効率化につながらない。本願発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、あらかじめ土留め壁の芯材に取り付けた穴あき鋼板ジベルにより、現場作業の大幅な簡略化が可能であり、かつジベルによる一体性にも優れる土留め壁・RC合成構造物を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
5件

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請求項1

先行して施工された土留め壁芯材である鋼材と、前記土留め壁の内側に構築された鉄筋コンクリート構造の本体外周壁を、前記鋼材の土留め壁内側面に突出させたジベルを介して一体化してなる土留め壁・RC合成構造物において、前記ジベルとして帯状鋼板長手方向に複数の穴を形成してなる穴あき鋼板ジベルを、前記鋼材の土留め壁内側に突出させて鋼材の長手方向に沿って接合し、前記本体外周壁のコンクリート内に埋め込んであることを特徴とする土留め壁・RC合成構造物。

請求項2

前記穴あき鋼板ジベルの穴に、本体外周壁のコンクリートとの一体性を増すための差し筋または水平方鉄筋を通してある請求項1記載の土留め壁・RC合成構造物。

請求項3

前記本体外周壁と鉄筋コンクリート構造の本体床版との接合位置について、前記本体床版の鉄筋端部を前記土留め壁の芯材である鋼材近傍まで延長して折り曲げ、この折曲げ部分を、前記穴あき鋼板ジベルの穴に通した差し筋または水平方向鉄筋と前記鋼材の表面との間に挟み込んだ形で拘束定着させてある請求項1または2記載の土留め壁・RC合成構造物。

請求項4

前記穴あき鋼板ジベルの穴に、本体外周壁側に開口する切欠きを設け、前記差し筋または水平方向鉄筋を切欠き部分から挿入できるようにした請求項2または3記載の土留め壁・RC合成構造物。

請求項5

前記本体外周壁と鉄筋コンクリート構造の本体床版との接合位置について、前記本体床版の鉄筋端部を前記土留め壁の芯材である鋼材近傍まで延長して折り曲げ、この折曲げ部分を、前記穴あき鋼板ジベルの穴にスペーサーまたは止め具を介して取り付けた差し筋または水平方向鉄筋と前記鋼材の表面との間に挟み込んだ形で拘束し定着させてある請求項1または2記載の土留め壁・RC合成構造物。

技術分野

請求項5に係る発明では、差し筋または水平方鉄筋土留め壁芯材となる鋼材の表面との間に広いスペースが確保でき、例えば床版主筋太径の場合などにも対処することができる。

背景技術

0001

本願発明は、鋼材を芯材とする土留め壁の内側に鉄筋コンクリート構造本体構造物構築するに当たって、土留め壁の芯材の鋼材と鉄筋コンクリート構造の本体外周壁ジベルを介して一体化してなる土留め壁・RC合成構造物に関するもので、建物地下部分あるいはトンネル地下駐車場などの地中構造物に適用される。

0002

従来の土留め壁・RC壁合成構造物の構築では、H形鋼などを芯材とする土留め壁としての地中連続壁を構築し、地中連続壁によって囲まれる、あるいは挟まれる構造物地下部分あるいは地中構造物部分を掘削した後、土留め壁の内側面の洗浄を行い、芯材となるH形鋼等のフランジスタッドジベルなどを、現場溶接により取り付けている。その後、本体側壁や本体床版部分の配筋作業を行い、コンクリート打設により、上述したスタッドジベルなどを介して土留め壁とRC構造本体壁を一体化し、合成構造物を形成している。

発明が解決しようとする課題

0003

また、特開平7−48846号公報には、スタッドジベルの現場溶接の問題や、スタッドジベルをあらかじめ工場溶接しておく場合の施工上の問題を解決することを目的として、土留め壁の芯材にあらかじめ短いネジ切りボルトを工場で溶接しておき、ネジ切りボルトに保護キャップを被せて地中に建て込み、土留め壁内側の掘削を行った後、保護キャップを外してカプラーによりネジ切りコネクタを上記ネジ切りボルトと接合し、ジベルとして用いる合成地下壁構築方法が開示されている。

0004

従来の土留め壁・RC壁合成構造物の一般的な構築方法において、スタッドジベルをあからじめ芯材に溶接した状態で芯材を建て込むことが考えられるが、その場合、建込み時にスタッドジベルが変形したり損傷したりする恐れがある。また、建込み後の内面側の掘削時においても、多数のスタッドジベルが突出する部分をスタッドジベルに変形、損傷を与えずに掘削し、洗浄することは作業上困難である。

課題を解決するための手段

0005

また、特開平7−48846号公報記載の方法においては、上記の問題点が解決されるものの、保護キャップの取付け、取外し、現場でのカプラーによる多数のネジ切りコネクタとネジ切りボルトの接合等に多くの手間を要し、必ずしも現場作業の効率化につながらない。本願発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、あらかじめ土留め壁の芯材に取り付けた穴あき鋼板ジベルにより、現場作業の大幅な簡略化が可能であり、かつジベルによる一体性にも優れる土留め壁・RC合成構造物を提供することを目的としている。

0006

本願の請求項1に係る土留め壁・RC合成構造物は、先行して施工された土留め壁の芯材である鋼材と、前記土留め壁の内側に構築された鉄筋コンクリート構造の本体外周壁を、前記鋼材の土留め壁内側面に突出させたジベルを介して一体化してなる土留め壁・RC合成構造物において、前記ジベルとして帯状鋼板長手方向に複数の穴を形成してなる穴あき鋼板ジベルを、前記鋼材の土留め壁内側に突出させて鋼材の長手方向に沿って接合し、前記本体外周壁のコンクリート内に埋め込んであることを特徴とするものである。

0007

土留め壁の芯材となる鋼材としては、H形鋼が一般的であるが、H形鋼に限定する必要はなく、任意の断面の鋼材を利用可能である。穴あき鋼板ジベルは、通常は、内側に構築される鉄筋コンクリート構造の本体壁の区間に設ければよく、短尺のものを多数取り付ける場合と、長尺のものを1枚または数枚取り付ける場合とが考えられる。また、芯材がH形鋼である場合などにおいて、H形鋼のフランジに1列設ける場合と複数列設ける場合とが考えられる。穴あき鋼板ジベルの鋼材への接合は、通常、工場での溶接によって行うことになり、品質管理の面で有利である。

0008

本願発明では、土留め壁の芯材の建込みを、あらかじめ穴あき鋼板ジベルを接合した状態で行うことができるため、現場での作業が少なく、施工が容易となる。また、穴あき鋼板ジベルは、芯材の長手方向に取り付けられており、芯材の建込みに際しての地盤からの鉛直方向の抵抗に対しては、従来のスタッドボルト丸鋼に比べ、断面剛性の面からもはるかに大きな支圧抵抗力が得られるため、変形や損傷の恐れがない。さらに、穴あき鋼板ジベル自体、スタッドボルトなどに比べ、断面剛性が大きいことから、疲労特性の面でも優れている。

0009

請求項2は、請求項1に係る土留め壁・RC合成構造物において、前記穴あき鋼板ジベルの穴に、本体外周壁のコンクリートとの一体性を増すための差し筋または水平方向鉄筋を通してある場合である。すなわち、穴あき鋼板ジベルの穴を利用して、これに差し筋または水平方向鉄筋を通すことで、さらにコンクリートとの一体性を高めることができる。また、この穴を鉄筋コンクリート構造の本体外周壁や本体床版の鉄筋の位置決めや保持に利用することも可能である。

0010

なお、水平方向鉄筋の配筋は、穴あき鋼板ジベルの穴を一部切欠くことにより容易となる。請求項3は、請求項1または2に係る土留め壁・RC合成構造物において、前記本体外周壁と鉄筋コンクリート構造の本体床版との接合位置について、前記本体床版の鉄筋端部を前記土留め壁の芯材である鋼材近傍まで延長して折り曲げ、この折曲げ部分を、前記穴あき鋼板ジベルの穴に通した差し筋または水平方向鉄筋と前記鋼材の表面との間に挟み込んだ形で拘束定着させてある場合である。

0011

本体外周壁と本体床版(底版頂版を含む)との接合部は、構造物の強度上、重要な箇所であり、床版の鉄筋を延長したり、隅角部ハンチ部分にハンチ補強筋を配筋するなどして補強がなされる。従来の構造では、土留め壁の芯材となる鋼材に治具を取り付け、その治具に延長した床版の鉄筋を定着させるといったことが行われているが、請求項3に係る発明では、穴あき鋼板ジベルの穴に通した差し筋または水平方向鉄筋を利用して定着を行う構造となっており、治具の取付け手間が省ける。

0012

また、従来の構造では、定着用の治具をあらかじめ芯材に取り付けておく場合、芯材の高止まりなど、施工上の制約から定着が困難となる場合があるが、本願発明では穴あき鋼板ジベルの任意の穴を利用できるため、そのような制約が少ない。なお、挟み込んだ形で拘束しというのは、必ずしもこれらが密着している必要はなく、コンクリートを介して拘束されていることで十分である。

0013

請求項4は、請求項2または3に係る土留め壁・RC合成構造物において、前記穴あき鋼板ジベルの穴に、本体外周壁側に開口する切欠きを設け、前記差し筋または水平方向鉄筋を切欠き部分から挿入できるようにしたものである。特に水平方向鉄筋の場合、本体外周壁の配筋の一部であることから、穴あき鋼板ジベルの穴に通すことが難しかったり、あるいは不可能な場合がある。そのような場合には、請求項4のように、穴に本体外周壁側に開口する切欠きを設けることで、差し筋または水平方向鉄筋を横から嵌め込むことができ、現場作業が容易となる。

0014

請求項5は、請求項1または2に係る土留め壁・RC合成構造物において、前記本体外周壁と鉄筋コンクリート構造の本体床版との接合位置について、前記本体床版の鉄筋端部を前記土留め壁の芯材である鋼材近傍まで延長して折り曲げ、この折曲げ部分を、前記穴あき鋼板ジベルの穴にスペーサーまたは止め具を介して取り付けた差し筋または水平方向鉄筋と前記鋼材の表面との間に挟み込んだ形で拘束し定着させたものである。

発明を実施するための最良の形態

0015

基本的な概念は請求項3の場合と同様であるが、本体床版の鉄筋が太径の場合等、穴あき鋼板ジベルの穴に差し込んだ差し筋または水平方向鉄筋と土留め壁の芯材である鋼材の表面との間に、本体床版の鉄筋の折曲げ部分を挿入するのに十分なスペースがない場合が考えられる。その場合には、請求項5のように、穴あき鋼板ジベルの穴に直接差し筋などを挿入する代わりに、スペーサーまたは止め具を挿入し、これらを介して差し筋を止め付けるようにすることで、本体床版の鉄筋を挿入するスペースを確保することができる。

0016

図1は、本願の請求項1、2に係る土留め壁・RC合成構造物の一実施形態における穴あき鋼板ジベルの取付け状態を示したものである。この例では、土留め壁の芯材としてのH形鋼1の土留め壁内側面側のフランジ1aに、2本の穴あき鋼板ジベル2をあらかじめ工場溶接により取り付けてある。

0017

穴あき鋼板ジベル2は、帯状鋼板所定間隔で穴2aを形成したものであり、本体側壁3のコンクリートが穴2a内に入り込むことで、コンクリートとの付着力(主として機械的付着力)を増している。なお、素材となる帯状鋼板として、縞鋼板など表面に凹凸を有するものを用いればさらに付着力を増すことができる。

0018

また、穴あき鋼板ジベル2の穴2aに差し筋4を通すことによっても、さらに付着力を増すことができる。図中、5a、5bは、本体壁3のコンクリート中に配筋される縦筋および横筋である。図6は、土留め壁・RC合成構造物を、道路用の地中トンネルに適用した場合の鉛直断面の一例を示したもので、図1は、図6中、Cで示した部分に相当する。

0019

施工手順としては、まず、あらかじめ上述した穴あき鋼板ジベル2を取り付けたH形鋼1を芯材とする土留め壁を、トンネル構築位置両側のトンネル延長方向に構築する。次に、トンネル位置両側の土留め壁間を掘削し、穴あき鋼板ジベル2を露出させ、洗浄を行う。その後、本体壁3の配筋を行い、コンクリートを打設し、穴あき鋼板ジベル2を介して、土留め壁と本体壁3を一体化する。

0020

なお、図中、10は構造物本体直下位置の地盤改良部分、11は中間杭を示す。図2は、本願の請求項3に係る土留め壁・RC合成構造物の一実施形態における穴あき鋼板ジベル2と床版6(底版)の配筋との関係を示したもので、図6のD部分に相当する。

0021

図に示すように、本体床版6の主筋7を、土留め壁の芯材であるH形鋼1のフランジ1a近傍まで延長して折り曲げ、この折曲げ部分7aを、穴あき鋼板ジベル2の穴2aに通した差し筋4とフランジ1aの表面との間に挟み込んだ形で拘束し、コンクリートの打設により定着させてある。この場合、現場での作業は、主筋7の折り曲げ部分7が位置する穴2aに差し筋4を挿入するだけであり、従来の定着方法に比べ、現場作業が非常に簡単になる。

0022

本体壁3と本体床版6との接合部におけるハンチ部分には、ハンチ補強筋9を配筋してある。図3は、本願の請求項4に係る土留め壁・RC合成構造物の一実施形態における穴あき鋼板ジベルに形成した切欠き部分の形状の一例を示したものである。。

0023

穴あき鋼板ジベル12に、コンクリート中への配筋の一部である水平方向鉄筋4aを通す場合、図2のような閉じた穴では水平方向鉄筋4aの配筋が難しくなる。これに対し、図3の例では、穴あき鋼板ジベル12の穴12aが開口しているため、図中の矢印の方向から水平方向鉄筋4aを挿入することができる。従って、あらかじめ多数の鉄筋を組んである場合等でも適用可能である。なお、水平方向鉄筋4aを挿入する場合に限らず、差し筋を通す場合にも適用することができる。

0024

図4は、本願の請求項5に係る土留め壁・RC合成構造物における差し筋の取付け構造の一例を示したものである。上述した図2のように床版の主筋の折曲げ部分7aを拘束する場合に、主筋が太径だと、H形鋼1のフランジ表面と、差し筋との間のスペースが十分でない場合がある。

0025

これに対し、例えば図4(c) に示すようなねじ棒付きプレート13を、スペーサーとして穴あき鋼板ジベル2の穴2aにナット13cで止め付け、フック形状の差し筋14のフック部分を穴あき鋼板ジベル2の穴2aに差し込み、反対側の端部をねじ棒付きプレート13の穴13bに差し込むようにすれば、その内側に主筋の折曲げ部分7aを納めるのに十分なスペースを確保することができる。

0026

主筋の折曲げ部分7aを差し筋14を利用して拘束する作用・効果は図2の場合と同様である。図5は、本願の請求項5に係る土留め壁・RC合成構造物における差し筋の取付け構造の他の例を示したものである。すなわち、この例は、差し筋24を図5(c) のような形に折り曲げ、その端部を棒状の止め筋23で、穴あき鋼板ジベル2の穴2aに止め付けることで、その内側に主筋の折曲げ部分7aを納めるのに十分なスペースを確保するようにしたものである。

0027

土留め壁の芯材の長手方向に取り付けた穴あき鋼板ジベルは、スタッドジベルと比べた場合、芯材の建込みや、内側の掘削に際し、変形や損傷の恐れが少ないため、あらかじめ芯材に取り付けた状態で建て込むことができる。また、スタッドボルトなどに比べ、疲労特性の面でも優れている。

0028

上述のように、穴あき鋼板ジベルをあらかじめ工場などで溶接した状態で、芯材を建て込むことができるため、現場での工種が減少し、現場施工が容易となる。また、工場などで取り付けるため、品質管理が容易である。
請求項2に係る発明においては、穴あき鋼板ジベルの穴に差し筋または水平方向鉄筋を通すことで、さらにコンクリートとの一体性を高めることができる。また、この穴を鉄筋コンクリート構造の本体外周壁や本体床版の鉄筋の位置決めや保持に利用することも可能である。

0029

請求項3に係る発明においては、本体床版の鉄筋端部の折曲げ部分を穴あき鋼板ジベルの穴に通した差し筋または水平方向鉄筋と土留め壁の芯材である鋼材との間に挟み込む形で拘束し、定着させているため、床版部分も含めて一体化が図れ、強度上、問題となりやすい本体壁と床版部分の補強の効果を併せ持っている。

図面の簡単な説明

0030

請求項4に係る発明においては、差し筋または水平方向鉄筋を横から嵌め込むことができるため、特に本体外周壁の配筋の一部となる水平方向鉄筋について、穴あき鋼板ジベルへの挿入が容易となる。

--

0031

図1本願の請求項1、2に係る土留め壁・RC合成構造物の一実施形態における穴あき鋼板ジベルの取付け状態を示したもので、(a) は鉛直断面図、(b) はそのA−A断面図である。
図2本願の請求項3に係る土留め壁・RC合成構造物の一実施形態における穴あき鋼板ジベルと床版(底版)配筋との関係を示したもので、(a) は鉛直断面図、(b) はそのB−B断面図である。
図3本願の請求項4に係る土留め壁・RC合成構造物について、穴あき鋼板ジベルに形成した切欠き部分の形状の一例を示す鉛直断面図である。
図4本願の請求項5に係る土留め壁・RC合成構造物における差し筋の取付け構造の一例を示したもので、(a) は鉛直断面図、(b) はそのA−A断面図、(c) は(b) に示される全ねじ棒付きプレート単独の拡大図である。
図5本願の請求項5に係る土留め壁・RC合成構造物における差し筋の取付け構造の他の例を示したもので、(a) は鉛直断面図、(b) はそのB−B断面図、(c) は(b) に示される差し筋単独の拡大斜視図である。
図6土留め壁・RC合成構造物の地中トンネルへの適用例を示す鉛直断面図である。

0032

1…H形鋼、2…穴あき鋼板ジベル、2a…穴、3…本体壁、4…差し筋、4a…水平方向鉄筋、5a…縦筋、5b…横筋、6…本体床版(底版)、7…主筋、7a…折曲げ部分、8…せん断補強筋、9…ハンチ補強筋、10…地盤改良部分、11…中間杭、12…穴あき鋼板ジベル、12a…切欠きを設けた穴、13…全ねじ棒付きプレート、13a…ねじ部、13b…穴、13c…ナット、14…差し筋、23…止め筋、24…差し筋

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