鋼矢板・親杭の継手はどうする!?

こんにちは大野です。

 

今日は鋼矢板と親杭の継手についてのお話です。

 

継手を設置する位置と継ぎ手の形状について説明します。

鋼矢板や親杭が現場継ぎ手となるのは

①上空制限等の制約で鋼矢板が打設できない場合

②運搬上の問題(トレーラーなどの大型車が現場に入れない等)で長尺物が運べない場合

 

このような場合に現場継ぎ手とします。

 

継手の位置

 

鋼矢板

鋼矢板はどうしても継ぎ手無しの鋼矢板に比べ継ぎ手箇所が弱点となる。

 

そのため、継ぎ手位置は下図のように千鳥に配置したほうが、構造上安全になります。

 

したがって、継ぎ手位置は曲げモーメントが大きいところ(だいたい床付けより上下3~4mぐらいの範囲が目安)は避けるように設定するのが良いです。

 

↓↓鋼矢板の継手位置

 

 

 

親杭やSMW芯材

 

SMWや親杭の継手位置について定義されている文献はありません

しかしながら、鋼矢板と同じように構造力学的に同じ位置に継ぎ手がある場合は、山留壁の強度が弱くなってしましますので、千鳥に配置するほうが良いです。

そのため、千鳥に継ぎ手を配置した場合、継ぎ手とその隣が無しと交互になり、継ぎ手が同じ位置にある場合と比べると応力が高くなります。

 

 

 

継手の仕様

 

現場継ぎ手は溶接ボルト接合の2種類あります。

どちらを採用するかといいますと、鋼矢板は溶接継ぎ手親杭とSMWの芯材はボルト継ぎ手を採用するのが良いです。

 

 

鋼矢板は止水性を求められる山留壁なので、ボルト孔があると漏水の原因になってしまいます。

床付けより下にあっても、ボイリングやヒービングの原因となってしまいます。

そのため鋼矢板には、溶接継ぎ手を採用します。

 

 

親杭やSMWの芯材は、ボルト継ぎ手を用して下さい。

理由は現場溶接は溶接をする人の技量や現場の気象条件によって、品質のバラツキが大きくなるためです。

ボルト接合は規定のトルクでボルトを回すことで、作業する人の技量によって均一な品質が保たれます。

止水に関係のない親杭やSMWの芯材はボルト継ぎ手を採用して、品質を安定させます。

 

 

継手の形状

 

継ぎ手の参考図です。

※重仮設業協会資料より引用

補強のプレートを付けて溶接します。

 

鋼矢板

↓↓鋼矢板2型

 

↓↓鋼矢板3型

 

 

↓↓鋼矢板4型

 

 

↓↓鋼矢板5型

 

 

↓↓鋼矢板2w型

 

 

↓↓鋼矢板3w型

 

 

↓↓鋼矢板4w型

 

親杭

↓↓H300×300×10×15

 

↓↓H350×350×12×19

 

 

↓↓H400×400×13×21

 

 

以上、今日は山留壁の継手に関するお話でした。

 

それではまた。

 

 

土留計画に使用する土質定数は?

こんにちは大野です。

 

今日は山留を計画するときの構造計算に用いる土質定数についてのお話です。

 

仮設構造物の設計においては、土質定数の設定が、作用土圧や抵抗土圧、あるいは掘削底面の影響に大きく影響します。

必要な土質定数は以下のものがあります。

①N値
②土の単位体積重量
③せん断抵抗角(内部摩擦角)
④粘着力
⑤水平地盤反力係数

N値

 

N値は、標準貫入試験法により求める値です。

柱状図にN値の表示があります。

 

↓柱状図の例

青枠の数値がN値になります。

 

 

土の単位体積重量

 

土の単位体積重量は、土質試験から得られた実重量を用いることを原則しています。

しかし、標準貫入試験を行うときに、単位体積重量を試験しない場合があります。

その時は下の表を参考にして、設定してください。

※単位:kN/m3

 

上表は湿潤状態(地下水位以深)の単位体積重量で地下水位より上部の乾燥単位体積重量土木基準の設計では9.0kN/m3建築基準での設計では10.0kN/m3を差し引いた値を設定します。

 

 

 

せん断抵抗角(内部摩擦角)φ(°)

 

砂質土のせん断抵抗角(内部摩擦角)が試験結果から得られない場合は、N値から換算式を用いて求めます。

ただし、単位体積重量と同じで、土木基準と建築基準では換算式では違います

 

土木:φ=√(15N)+15 

建築:φ=√(20N)+15

N:N値

 

 

 

 

粘着力 C(kN/m2)

 

粘着力は、土質試験結果から求めることが望ましいが、試験をしない場合は下の表を参考にして決定する。

単位:kN/m2

 

この表のほかに

テルツァギー・パックの式

C=N/0.16(kN/m2)

 

から求める方法もあります。

上の表の範囲と同様の値になります。

 

 

 

 

水平地盤反力係数kh(kN/m3)

 

水平地盤反力は土留壁の水平変位等に用いられる係数となる。

地盤が山留壁を押さえる強度を表す係数です。

この値も土木基準と建築基準で違ってきます。

 

 

 

建築基準(建築学会)

 

砂質地盤

Kh=α×1000×N

α:下限値=0.5  上限値=2.0 N:N値

 

粘性土

kh=α×100×C

α:下限値=0.5  上限値=2.0 C:粘着力(kN/m3)

 

 

 

 

 

土木基準(道路土工)

 

kh=η×kH0×(BH/0.3)-3/4

 

ここに、η:壁体形式に関わる係数

連続した壁体の場合 η=1

親杭横矢板の場合 η=Bo/Bf、ただし η≦4

Bo:親杭中心間隔(m) Bf:親杭フランジ幅(m)

BH:換算載荷幅(m)親杭横矢板壁、連続壁ともにBH=10.0m

kH0:直径30cmの剛体円板により平板載荷試験の値に相当する水平方向地盤反力係数(kN/m3) kH0=1/0.3×α×E0

 

E0:地盤の変形係数(kN/m2)

α:地盤反力係数の推定に用いる係数

 

Eoとαの関係

①Eo:ボーリング孔内で測定した変形係数→ α=4

②Eo:供試体の一軸または三軸圧縮試験から求めた変形係数→ α=4

③標準貫入試験のN値よりEo=2800×Nで求めた変形係数→ α=1

 

今日は山留計画に使用する土質定数の話でした。

 

 

土質定数はN値さえわかれば、換算式がありますので、計画はできることになります。

軟弱地盤や大規模掘削では土質試験をしたほうがいいですが、その他は現場の状況を考慮してN値のみで計画をすることは可能です。

 

それではまた !!

 

 

 

鋼矢板工法

こんにちは大野です。

 

今日は山留壁の鋼矢板工法についてのお話です。

 

鋼矢板はジョイント部を接合しながら連続して打設するので、止水性に優れた性能を発揮する工法です。

 

鋼矢板の施工方法には、振動工法、オーガー併用圧入、圧入工法またウォータージェット工法など様々な工法があります。

 

現場の地盤条件、工事規模、施工条件、敷地条件、周囲の環境を総合的に考え、施工方法を決定しなければなりません。

 

今回は施工方法の中の電動バイブロハンマー油圧バイブロハンマーについて、また圧入工法について説明します。

 

電動バイブロハンマー工法

 

バイブロハンマーをクレーンで吊りこみ振動させることで、この振動を鋼矢板に伝え土中に打ち込む工法です。

施工効率が高いため、打ち込みだけでなく引き抜きにも利用できます。

振動が発生するため、使用場所が制限されます。

ウォータージェットを併用することにより、ある程度硬い地盤にも施工可能です。

打ち込みの際には激しい振動が発生します。

地盤が固くなるにつれてが施工スピードが遅くなりますので、ウォータージェット併用等を計画したほうがいい場合があります。

 

 

油圧バイブロハンマー

 

振動機の周波数をより高くすることで地盤に伝わる振動を低減する打ち込み工法

バイブロ系の施工機械では最も振動音が小さい。

電動バイブロほどではないが振動が発生する。

工費は電動バイブロに比べて割高になる。

電動バイブロと同じで、地盤が固くなるにつれてが施工スピードが遅くなりますので、ウォータージェット併用等を計画したほうがいい場合があります。

 

 

油圧圧入工法

 

油圧で鋼矢板を圧入する工法です

施工性、安全性が高く振動・騒音が少ないので、周辺地盤にも影響が少ない工法である。

施工方法は、一般社団法人 全国圧入協会のほうで詳しい説明がありますので、知りたい方は見てください。

 

↓↓一般社団法人 全国圧入協会(アイコンをクリックしたらHPに行きます)

 

圧入機のサイレントパイラーは㈱技研製作所の製品です。

おそらく他の会社で製作されているとあまり聞いたことがありませんので、㈱技研製作所の特許製品ではないかと思います。

通常の圧入機だけでなく、硬質地盤対応のクラッシュパイラー・上空に制限がある場所で施工できる上空障害クリア工法、などあらゆる条件に対応した圧入機を開発されています。

 

↓↓株式会社 技研製作所 ーGIKEN

 

 

今日は鋼矢板の施工に関するお話でした。

 

それではまた。

 

 

 

親杭横矢板工法の施工と管理

こんにちは大野です。

 

今日は先日の寒さが噓のように、温かくなりました。

気温差が大きので体調管理には気を付けていこうと思います。

 

今日は親杭の施工方法についてと注意点についてのお話です。

 

親杭の施工方法

 

親杭の施工方法には振動工法、プレボーリング工法、などがあり、地盤条件、工事規模、施工条件、敷地条件、周辺環境に適合した工法を選定する必要があります。

 

振動工法

 

バイブロハンマーで親杭を打ち込む工法です。

振動が発生するため、近隣に民家等がある場合は使用が制限されます。

バイブロハンマーは電動式油圧式の2種類あり、油圧式のほうが振動・騒音は少なくなします。

 

↓↓油圧式のバイブロハンマー

 

↓↓電動式のバイブロハンマー

 

 

プレボーリング工法

 

オーガーにより地盤を掘削したあと、セメントミルクやモルタルを根入れ部に充填し親杭を立て込む工法です。

 

↓↓ラフターオーガーによるプレボーリング工法

 

親杭の変位が大きくなりますが砂で埋め戻す場合や現場発生土で埋め戻す場合があります。

現場発生土が粘性のある土質だと削孔穴にうまく充填できない場合がありますので、その時はコストがかかっても、砂かセメントミルクで埋め戻しましょう。

 

また、地盤を削孔するため、残土が発生します。

残土処分の計画をしておく必要があります。

 

 

 

親杭の施工中に行う位置と鉛直制度管理方法

 

位置の管理方法

親杭の平面的な位置はガイド定規を正確に設置することで行います。

 

↓↓ガイド定規材の例

 

 

鉛直精度の管理

 

バイブロで施工する場合は、バイブロにくわえこんだ親杭の鉛直精度を2方向からトランシット下げ振り水平器で確認してから打設します。

 

所定の深度精度よくまたねじれが生じないように打設します。

 

プレボーリングで打設する場合は、施工機械のリーダーやオーガーの杭中心位置を確認して削孔し、親杭の建て込み時に2方向からトランシットや下げ振りや水平器で確認してから落とし込みます。

 

↓親杭の鉛直精度管理方法

 

 

高さの管理

高さはレベルで確認をします。

 

 

 

親杭の打ち下げの方法

 

通常親杭の天端は地表面より上で打ち止めますが、まれに躯体の施工の支障になったり、後の外構工事の邪魔になったりする場合に経済性や工期を考慮して地位表面より打ち下げる場合があります。

バイブロ工法では溝堀をすることで0.5m程度は打ち下げることができます。

 

 

プレボーリング工法では山形鋼や溝形鋼をヤットコ材として使用すれば4.0m程度は落とし込みは可能です。

しかしながら、落とし込む場合は著しく施工精度が落ちるので、躯体からの離れを十分にとった計画にしておきましょう。

 

 

 

今日は横矢板の施工に関するお話でした。

 

それではまた。

 

 

山留工事の補助工法!!

こんにちは大野です。

 

今日は山留工事と施工されることが多い補助工法についてのお話です。

 

地盤の強度を増加させる目的の補助工法もありますが、圧倒的に多いのは止水などの地下水対策の目的の補助工法になります。

 

その中でも代表的な薬液注入地下水位低下工法について説明していきます。

 

 

 

薬液注入工法

 

薬液注入工法は薬液を地盤に注入することで、地盤の止水性や強度の増加をはかる工法です。

 

 

薬液注入工法の目的は、地盤の止水性の増加・地盤変状の防止・地盤の強度の増加があげられる。

 

施工計画上の留意点

①目的や使用地盤により注入材・注入工法が異なるため、対象地盤に適合した薬液注入計画が必要になります。

②本施工に先立ち注入し試験を行い、注入効果の確認を行ったほうが良い。

③注入圧による地盤の隆起や構造物への影響・埋設管への影響が生じることがあるので、管の強度・老朽度を考慮して、注入圧・量を計画する。

③構造物の変状、地下水の品質を定期的に測定し、異常が生じた場合の注入を中止する基準値・対策・緊急連絡体制を計画しておく必要があります。

 

施工上の留意点

①注入量と注入圧力に注意して、所要の注入効果が得られるように施工する。

②地表面や構造物の変状、地下水位を計測し、異常が認められた場合は、ただちに注入を中止し、その原因を調査し、対策を立てなければなりません。

 

 

 

 

地下水位低下工法

 

地下水位の低下によって、水圧の低減を図る工法である。

地盤を削孔し、パイプを挿入、地下水位を集め水中ポンプで排水するディープウェル工法などがあります。

 

 

施工計画上の留意点

①ディープウェル工法は比較的透水性の良い砂礫や礫層に適用が可能である。

②地下水位低下に伴う周辺地盤の沈下および、地下水利用者への影響について検討があり、必要に応じてリチャージ工法を計画する。

③くみ上げた水の放流方法を、水質・排水施設などについて計画する。

④山留壁の内側に配置する場合は、支保工の配置や本体構造物を考慮して、設置位置を選定する必要がある。

⑤ディープウェルが構造物の底盤と干渉する場合は井戸管と構造物を完全に密着させそこからの漏水を完全に防止する対策が必要である。

 

設置上の留意点

①渇水によって砂分を排出しないことが重要であるため、削孔の工法、スクリーンの深さ、長さ、開口率、フィルタ材料の選定と重点方法を十分計画しなければなりません。

 

今日は山留に使用する補助工法についてのお話でした。

 

それではまた!!