坑壁と法面は、建設における掘削と基礎工事の重要な側面である。. これらの要素は、掘削中に安全で安定した条件を確立するために必要である。.
安定性とアクセスを確保するために掘られる坑道の角度のある側面は、スロープと呼ばれる。. 周囲の土や水圧によって坑道が内側に崩壊するのを防ぐ。. 土の種類と掘削深さを考慮して法面を設計する.
坑道の斜面には、鉛直方向に対して傾斜した傾斜斜面や、坑底に対して垂直で直線的な垂直斜面など、様々な種類があります。. 斜面の種類の選択は、安全規制、掘削深度、土壌組成など、さまざまな要因に影響される。.
掘削の周囲を区画する垂直面は、坑壁と呼ばれる。. これらの壁を安定させ、崩壊を防ぐために、鋼鉄やコンクリートで補強することができる。. 壁は、坑道の構造的完全性を維持し、人員や工具を保護するために不可欠である。.
坑壁にはさまざまな形式がある。ダイアフラム壁は溝を掘削し、そこに鉄筋コンクリートを充填して作られる。矢板壁は、地中に打ち込まれた鋼鉄製またはビニール製のパネルを連結して使用する。.
建築プロジェクトを安全、安定、効率的に進めるには、斜面と壁の機能と種類を理解することが重要である。. それぞれのタイプは、掘削の深さ、土壌の状態、現場の全体的な構造的完全性を制御する明確な機能を持っている。.
コンセプト
掘削の境界を定義する坑道の側面は、その壁である。. 特定の角度で傾斜した壁は勾配と呼ばれる. 土質や工事の状況に応じて、竪壁か勾配壁かを使い分ける。?
崩壊の心配なく深い穴を掘ることができるのは、傾斜のおかげである。. 工事中の地滑りのリスクを軽減するため、大きな石は取り除くべきである。.
坑壁と勾配は、掘削時の安定性と安全性を保証する施工の重要な側面である。. 土が内側に崩れ落ちないようにするための、坑道の角度のついた側面は法面と呼ばれ、土の種類と深さによって、どの程度急な角度になるかが決まる。. これに対して壁は、掘削を取り囲む土を保持し、支えることを目的とした垂直な構造物である。. 現場の土質条件と坑道の深さによって、垂直、傾斜、段差など、さまざまな壁や斜面の構成が決まる。. これらの要素を理解することは、掘削の安全性を維持し、建設の生産性を最大化するために極めて重要である。.
設計基準
この種の作業は、SNiPやジョイント・ベンチャーを含む、重要かつ複雑な作業を規定するものである：
- SNiP 3.02.01-87;
- SNiP III-4-80*；
- SNiP 12-04-2002；
- SP 104-34-96
- SP 45.13330.2017.
注意すべき条件
- 土壌の種類
- 深さ；
- 近くの物
- 建物から予想される荷重；
- 地下水位.
品種
壁は明確であり、補強のない自然発生的なもの、または補強のあるものである。. 深さの限界：深さを選択する際に考慮すべき要素は数多くある。. 補強されている、傾斜している、垂直である。.
垂直
これらの壁は地平線に平行に走る. 垂直壁は、SNiP 12-04-2002によれば、均質な構造を持つ予期せぬ乾燥した土壌に使用することができる。.
深さの限界：
- 砂利 – 1.0 m;
- 砂地 – 1.0 m;
- 砂壌土 – 1.25 m;
- 粘土.5 m;
- ローム – 1.5 m;
- 非常に密 – 2.0 m.
垂直壁の最大深度は、外気温が-2度を超えない限り、凍結深度と同じだけ、2メートルを超えない範囲で増やすことができる。.
斜め
斜面とも呼ばれ、最大1mまでの掘削で利用される。.25メートルまでの掘削で利用される。. 崩壊により坑底が埋まり、新しい形状になることがある。.
事故にもつながりかねない. 潜在的な崩壊の影響を軽減するために、基盤の清掃、土壌を元の輪郭に戻すこと、埋め戻すことに時間、費用、労力を費やす必要がある。. 掘削後、補強のないピットでできるだけ早く基礎工事を開始することが推奨される。.
湿った岩石に亀裂や剥離が生じる可能性があるため、作業は坑壁が検査された後に行うべきである。. 掘削した土砂の巻き戻りを防止するため、最低でも0.5mは必要です。.坑口周辺に6メートルの空間を確保する。.
要塞化
坑壁の安定性は、坑壁が受ける機械的負荷やさまざまな天候によって悪影響を受ける可能性がある。. 傾斜は壁の崩壊を防ぐが、常にこれを達成できるわけではない.
さらに、人口密度の高い都市部では、十分な急勾配のピットを確保できるとは限らない。. その結果、非常に深く、粒状媒体を含むピットの壁を補強することをお勧めします。.
強化の方法：
- セメンティング；
- 舌と溝による補強；
- 地中の壁.
都市部では、セメントを使用する。. この工法を使うことで、近隣の建物からの振動による基礎の損傷を防ぐことができる。. コストはかなりかかるが、この方法は非常に信頼できる。.
コンクリートをより強固に固定するためには、まず凹部を掘り、その周囲に補強メッシュを設置しなければならない。. 続いて、壁は溶液の最初のコートで覆われる。. 掘削された水平井戸にセメントを流し込む。. 最初の層が乾いてから、次の層を塗布する。.
注入には2つの方法がある：
- ドライ. セメントに空気で砂を混ぜたものをホースに入れ、出口で水を混ぜる。. この方法では、充填層は10cmに達する。.
- ウェット. この方法では、既製の溶液が使用され、その中にホースの出口から空気が供給され、コンクリートが噴霧される。. この方法による盛土の厚さは3cm以下である。.
壁補強の際に構築される構造物は、地下水を遮蔽し、土からの重量を受け止めなければならない。.
トング・アンド・グルーブ工法は、セメント注入工法よりも安価である。. 湿った岩、弱った岩、緩んだ岩はすべて、この技術で処理することができる。. 矢板は工事が始まる前に地面に埋められ、最終的に建設される壁を強化する。.
ピットを掘削する前に周囲を固定することから始める。. 矢板は再利用することができる。そのためには、地面から外して持ち去り、作業終了後に他のものに適用する。.
建築では、矢板には3つの種類がある：
- 矢板パイプ – 最も安価な方法のひとつ. 金属パイプを設計レベルまで地面に打ち込んだり、押しつけたり、ねじ込んだりする。. すべてのパイプを設置し、ピットを掘った後、フェンスで壁をさらに強化することができる。フェンスはパイプの間に取り付けられ、土が崩れるのを防ぐ木製の盾である。. 密集した岩石では、パイプの数を減らし、その間をプラグで埋めることで、パイプを打ち込む労力と資源を節約できる.
- 平らな舌と溝 – これは、端に溝がある金属製のプロファイルです。. そのため、部材は互いにしっかりと固定され、荷重に耐えることができる。.
- ラーセン・トング・アンド・グルーブ – これは、平らな舌の改良版ですが、端にロックが付いたUの字型に作られているだけです。. その形状とロックの構造により、重荷重に耐え、完全な防水性を提供することができる。. 鋼材やロック材を変形させることなく、慎重かつ確実に接合することが重要。.
坑内浸水の可能性がある場合、ラーセン矢板が採用される.
- ハンマーによる打設 – 機械ハンマーで掘削. 近隣の建物の基礎を傷つけないよう、市街地では使用しない。.
- 振動浸漬 – 振動を利用して土の密度を下げ、構造物を確実に土に浸すことを基本とする。. 砂質土壌やシルト質土壌に適しているが、硬い土壌には適さない。.
- 静的圧痕 – 最も安全で技術的に進んだ方法. 矢板を土に押し込む機械を使用する。. この工法は、他の工法に比べて騒音が少なく、振動を発しないため、市街地や岩場など、ほとんどすべての条件に適用できる。.
アンカーやスペーサーを使って矢板の壁を補強することができる。.
地中の壁」の活用 この技術には特殊な道具が必要. グラブマシンは、振動を利用して深い立坑を掘削する装置である。. 鉱山の崩壊を防ぐため、まずベントナイト溶液を供給する。.
補強フレームを幹に挿入し、所定の深さに達したらコンクリートを充填する。. 岩石質の粒子や緩く流動的な砂を含む土壌は、この方法では処理できない。.
壁の補強と同時に埋め戻しを行い、湿気の侵入による基礎の破壊を防ぐ。.
壁の選択（垂直、傾斜、保護）は、天候、地下水、岩盤、深さなどの要因によって決定される。. 小さな凹地であれば、垂直の壁で十分可能である。.
深い坑内では、特定の勾配を使用する必要がある。. 大きな構造物の基礎を築く必要がある場合は、要塞を使用する必要があります。.
急勾配と安息角
斜面の急勾配は、その場所に対するピットの高さを明らかにする。. ピットの傾斜壁と底面の成す角度は安息角として知られている。.
自然に傾く. 地表の岩盤と坑底の岩盤の比率によって、勾配の角度が決定される。.
このパラメータは土壌の強度を計算するために使用され、傾斜角度の選択に役立ちます。.
角度の定義
壁が崩れないような適切な勾配を作るには、適切な角度を選ぶ必要がある。.
SNiP III-4-80の表4によると、深さ5メートル以下の掘削の勾配の急さは、設計段階で選択される。.
最大安息角を求めるには、以下の表が利用可能です。. 弛緩した状態と通常の状態では、次のように異なる。.
土壌の自然な安息角は表に示されている：
SNiPによって決定された、岩石を緩めるための自然安息角の勾配：
土壌が均質ではなく、様々なタイプが混在している場合、最も緩い角度が選択される。. 掘削が5メートルを超える場合は、プロジェクトを作成する必要があります。. さらに、潜在的な角度を選択するために使用される表に含まれていない土壌で掘削された凹部には、1メートル以上の深さが必要です。.
図は、勾配を埋めたピットの図である：
建設や掘削プロジェクトでは、坑道の斜面と壁を理解することが不可欠である。. これらの要素はそれぞれ、掘削現場の安定性と安全性を高める特定の機能を持っている。.
掘削中に形成される角度のついた壁や側面は、ピットの斜面と呼ばれる。. その主な目的は、掘削区域を安定させて支え、崩壊や滑落を防ぐことである。. 土壌の種類、天候、掘削の深さはすべて、これらの斜面の勾配に影響する。. 適切に設計された斜面は、坑内の人員や機器の安全を保証する。.
掘削にはさまざまな種類の勾配が使用される。勾配の選択は、プロジェクトの特定のニーズによって決まる。. ユーティリティ・トレンチのような浅い掘削には、傾斜が緩やかな単純な斜面が適していることが多い。. より深い掘削には、段差のある斜面や、支保工や擁壁で補強された垂直壁など、より複雑な設計が必要になることもある。.
一方、坑壁は掘削を取り囲む垂直の要素である。. これらの壁は、鋼鉄やコンクリートのような材料で安定化させた人工的なものもあれば、その土地の岩石や土壌によって形成された自然なものもある。. 坑壁は、単に支持を提供するだけでなく、アクセスを補助し、構造的完全性を保証し、地下水の浸透を管理するなど、より多くの機能を果たす。.
一般に、建築や維持管理プロジェクトに従事するエンジニア、請負業者、労働者は、掘削における斜面や壁の微妙な違いを把握する必要がある。. 専門家は、土壌の組成、深さ、安全要件などの変数を慎重に考慮することで、現場の効率と安全性を向上させる効率的な設計を適用することができる。.
