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山留め工事の施工管理確認ポイントは?根切りとの関係

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けんせつる

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山留め工事って、根切りの前?後?

どっちに関係するの?

この記事の要点

山留めとは、根切り(土を掘ること)の際に周囲の土が崩れないようにする壁・支保構造のことです。掘ると同時に山留め壁が必要になるため、根切りと山留めはセットで管理します。

施工管理の確認ポイントは山留め壁の変位計測・切梁の軸力管理・根切り底の状態確認・隣接構造物の監視の4点です。ヒービングとボイリングの違いも現場でよく聞かれます。

地下躯体を造るためには土を掘らなければなりません。しかし土は掘ったそばから周囲が崩れようとします。

その崩れを防ぐのが山留め工事です。根切りが始まる前に山留め壁を設けておき、掘り進めながら支保(切梁・腹起し)を設置していく流れになります。

根切りと山留めは「同時進行で管理する工事」と覚えておきます。

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山留めとは何か

山留めとは、地盤を掘削するときに周囲の土が崩れ込まないよう土を止める壁・支保構造の総称です。山留め壁だけでは横からの土圧に耐えられないため、切梁(きりばり)と腹起し(はらおこし)を組み合わせて支えます。

山留め壁の種類と特徴

工法概要特徴
親杭横矢板工法H鋼(親杭)を打ち込み、掘り進めながら木製矢板を挟むコストが低い。水密性なし(地下水位が高い場所には不向き)
シートパイル(鋼矢板)工法U形・Z形断面の鋼矢板を連続して打ち込む水密性あり。地下水位が高い場所に有効
地中連続壁(SMW等)原地盤をセメントで固めた壁、またはコンクリート壁を造る止水性が高く、永久壁(本体構造の一部)としても使える

切梁・腹起しの役割

山留め壁に作用する土圧(横からの土の圧力)を受け止めるのが腹起し(山留め壁に沿って水平に設置する部材)で、その腹起しを対面の壁との間で支えるのが切梁(水平支保)です。

掘り進めるほど土圧が増すため、切梁は掘削段数に応じて複数段設置することになります。壁を支える部材が、掘り進めるたびに増えていくイメージです。

山留め壁と切梁・腹起しの断面の模式図
山留め壁と支保の断面の模式図。山留め壁が受ける土圧を、壁に沿う腹起しが受けて、対面の壁との間に渡した切梁で支える。形・段数・比率はイメージで、実物どおりではない。

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施工時に気をつけるリスク

山留め管理では「底が崩れる4つの現象」を押さえておくことが大事です。

ヒービング

軟弱な粘性土地盤で発生する現象です。根切り底面が盛り上がり(ヒービング)、山留め壁の下部に空洞が生じて崩壊につながります。

山留め壁を十分な深さまで根入れすることが対策の基本です。根入れ深さが設計通り確保されているかを施工前に確認しておきます。

ボイリング

砂質地盤で地下水が噴き上がる現象です。地下水位が根切り底面より高い場合、水圧差によって水が砂ごと噴き出してきます。

止水性の高い山留め壁やウェルポイント等の地下水低下工法が対策になります。

パイピング(水みち)

地下水が山留め壁の隙間や根入れ部分を通じて流れ道(水みち)を作り、土が流出する現象です。水と一緒に土が流れ出ると山留め壁背面の地盤が沈下します。

盤ぶくれ

不透水層の下に被圧地下水(圧力を持った地下水)がある場合に、水圧で根切り底面が持ち上がる現象です。ヒービングは土の軟弱さによる変形、盤ぶくれは水圧による持ち上がりという点が違います。

ちなみに、ヒービングとボイリングは現場でよく混同されます。地盤の種類で区別できます。

粘性土(粘土質)ならヒービング、砂質土ならボイリング、と覚えておくと整理しやすいです。

山留め壁の安全性・支保工の設置・変位計測は、公共建築工事標準仕様書(建築工事編)第3章 土工事の3.3節 山留めに定められています。

施工管理の確認ポイント

山留め工事で施工管理者が確認すべき項目を整理します。

例えば、山留め壁の変位が管理基準値に近づいてきた段階で、設計者・監理者に早めに報告しておくことが重要です。基準値を超えてから動くのでは遅い場合があります。

山留め管理は「壁が動いていないか」「底が崩れていないか」「周りに影響が出ていないか」の3方向を同時に見る作業です。

混同しやすい用語の整理

ヒービング vs ボイリング

ヒービング粘性土(軟弱地盤)で発生する根切り底面の盛り上がり現象(土の塑性変形が原因)。ボイリング砂質地盤で地下水が砂ごと噴き上がる現象(浸透水圧が原因)。

どちらも根切り底が崩れる現象ですが、発生する地盤の種類と原因が異なります。

盤ぶくれ vs ヒービング

盤ぶくれは不透水層の下に被圧地下水がある場合に水圧で底面が押し上げられる現象。ヒービングは土の軟弱さによる塑性変形です。

盤ぶくれは地下水の圧力、ヒービングは地盤の強度不足が主因です。

基準値を超えたら即報告する

変位が管理基準値を超えたとき「ギリギリ大丈夫だろう」と自己判断するのが最も危険です。基準値を超えた段階で設計者・監理者に即報告し、対応策を取るのが施工管理者の役割です。

「少し超えた程度」という軽い判断が、取り返しのつかない事態につながりかねない工事です。

同じ第3章の3.2節(根切り・排水)には、地下水の状態と土質に応じた根切りの工法選定・湧水処理が定められています。

理解度チェック

Q.

砂質地盤の根切り底で地下水が砂ごと噴き上がる現象を何というか?

ボイリング。砂質地盤で地下水位が根切り底より高い場合に発生する。

止水性の高い山留め壁や地下水低下工法が対策になる。

Q.

切梁に初期緊張力を与えて山留め壁の変位を抑制する管理を何というか?

プレロード管理(切梁軸力管理)。切梁に設計で定めた初期軸力(プレロード)を与え、軸力計で定期的に確認する。

Q.

不透水層の下の被圧地下水の水圧で根切り底面が持ち上がる現象を何というか?

盤ぶくれ。土の軟弱さによる塑性変形(ヒービング)とは異なり、被圧地下水の水圧が原因。対策は被圧水位の低下(ディープウェル等)など。

まとめ

RC・鉄骨の施工管理はRC・鉄骨の施工管理にまとめています。

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参考法令・規格

  • JASS 3 山留め工事-日本建築学会
  • 労働安全衛生規則 第2編第6章(掘削作業に伴う危険の防止)
  • 公共建築工事標準仕様書(建築工事編)第3章 山留め工事

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けんせつる

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務し、建築構造設計に従事。設計者として施工図確認・工程会議・検査立会いなど施工管理と協働してきた経験と、公共建築工事標準仕様書・JASS等の一次資料をもとに執筆しています。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を2010年より運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

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