博多バイパスL型擁壁及び杭基礎設計

現地調査

既設構造物の適用性を把握するため現地調査を行いました。

擁壁の外観を近接目視により調査しましたが、クラック、表面の剥離などの大きな損傷は見られませんでした。よって、社会資本ストック、構造物としての健全度は高いと評価でき、有効活用することは十分可能であると判断しました。

既設計の問題点

1. 既設擁壁及び杭基礎は全撤去
2. 構造物掘削法肩と隣接する家屋との離隔が小さい
3. 大規模な地山補強土工法
4. 大規模な地盤改良

平成21年度の詳細設計において、当該箇所の機能復旧のための擁壁設計が行われました。この時の設計では、既設擁壁を全撤去（杭基礎も全撤去）して、あらたに補強土壁を構築して公園の機能復旧をするという計画でした。

しかし、実際に着手してみると、施工面で、安全性が低いことから、当方で再検討作業に着手しました。既設計の問題点としては以下の４点が挙げられます。

1. 既設構造物及び杭基礎は全撤去する計画であるが、存置する部分と新設する部分との取り合い等や施工時の安全性が考慮されていないこと
2. 掘削法面の法肩と隣接する家屋との離隔が小さいこと
3. 掘削法面に仮設工として地山補強土工法を併用しているが、部分的に家屋へ近接するため、影響が懸念されること
4. 既設の杭基礎を全撤去して地盤改良を施すため、大規模なプラント等を要すること

検討箇所

既設計の問題点

これらの問題点を踏まえて、本線の道路構造を含めた擁壁形式選定、検討を行いました（上記表）。

今回の検討のポイントは、

「既設擁壁（ストック）をいかにして活用するかという点」が着目点です。

昨今の社会資本インフラの老朽化対策や長寿命化が今日的な問題でもありますが、今回の検討においても新旧の構造物を上手に組み合わせて既設ストックを有効活用するということが重要なポイントでした。

第一案が、既設計の補強土壁プラス地盤改良の案です。

次の四つはいずれも既設構造物を有効活用する案ですが、第一案として既設L型擁壁を存置し、擁壁前面に沿って高強度PCパイルを連続して設置する案です。

第二案は、既設の端部の重力式擁壁を撤去して既設L型擁壁を存置し、本線縦断は変更せず、歩道縦断を上げて歩車道境界に高強度PCパイルを連続して設置する案です。

第三案は、既設重力式擁壁、5.0ｍのL型擁壁を撤去して第2案同様、歩道縦断のみを上げて、壁高7.0mのL型擁壁を延伸し歩車道境界に沿って小型重力式擁壁を設置する案です。（本線と歩道の縦断を分離させて、本線の道路計画高は変更しない）

第四案は、既設重力式擁壁と5.0ｍのL型擁壁を撤去し、第3案と同様に7.0mのL型擁壁を延伸し、本線縦断を上げるという案です。（この案は施工済みの舗装や水路等をやりかえる必要が生じる）

これらの検討から、隣接する家屋への安全性、経済性、施工性を総合的に判断し、第三案の歩道縦断のみを上げて壁高7.0mのL型擁壁を延伸する案を提案し、採用となりました。

杭種の検討

Case	（1）PHC杭 （φ600-C種-10.0m 6×3列配置， 1ブロックあたり18本）		（2）場所打ち杭 （φ1000-10.0m 4×2列配置， 1ブロックあたり8本）
概要図
構造性	△常時の引抜力にて本数が決定されており，バランスにやや欠ける（L型の特質）。 ○変位については余裕がある。 ○土圧力が大きく応力度が厳しくなるため，C種を用いる必要がある。	○	◎安定度は押込力にて決定されており，安定感のある設計内容となる。 ○変位については十分な余裕がある。 ○応力度についてはφ1000とすることで鉄筋・コンクリート共にバランスよく決定される。	◎
施行性 （近接あり）	◎既設杭と同じ杭種であり，施工信頼性は高い。 ○先行して既設杭位置を掘り出して把握するため，干渉は確実に避けられる。 ○ベースマシンを用いない工法（中堀orプレボーリング）であるため，既設擁壁との近接の影響を受けにくい。また，施工は単重機にて可能である。	◎	◎既設杭の緒元が明らかであって，土質情報の信頼性が高いため，施工信頼性は高い。 ○先行して既設杭位置を掘り出して把握するため，干渉は確実に避けられる。 △ベースマシンを用いるため，既設擁壁との離隔を確保する必要がある。また，複数の重機を使用するため，ヤード面で不利となる。	△
工期	◎杭材の調達は比較的容易である（発注から現着まで3ヶ月程度）。 ◎現場工期が短い（5日程度）。	◎	◎一般土木資材であり，調達性は良い（鉄筋は太径を使用しないため1ヶ月程度でロール可能）。 ○現場工期はCase1に比べやや長いが，10日程度。	○
経済性		○		△
総合評価	施工性，工期，経済性においてCase2より優れる。	◎	構造性において優位性があるものの，他の要素ではメリットが生じない。	○

既設L型擁壁を延伸することから、杭種の検討を行いました。

既設杭種である「PHC杭」と「場所打ち杭」を比較した結果、構造性を除き、施工性、工期、経済性で優位である「PHC杭」を採用しました。

特筆すべき点は、既設のPHC杭は直径400mmですが、LEVEL1耐震設計でわずかにNGとなり直径600mmを採用することとなりました。

また撤去する5ｍのL型擁壁の既設杭は存置することから杭の配置は既設杭と干渉しないように位置を調整しています。

杭の施工法としては、施工時の騒音、振動に配慮し「中堀工法」としました。

技術的に工夫した点

今回、技術的に工夫したのは、擁壁端部の処理をウィング形式にした点です。

通常であれば、擁壁を90°相応に折って、隅角部を設けた形にして壁を設けますが、施工性や民家への影響を最小限にするため、橋台のウィング形式を上図のように応用して工夫を図っています。

この構造を提案しコスト縮減を図ったことで、発注者より高い評価を得られました。

既設擁壁の長寿命化（建設後18年が経過）

もうひとつは、近年の大規模地震災害等を受け、擁壁設計においても設計基準が大幅に改訂され、耐震要求性能がより高度化しています。本設計では最新基準である「道路土工擁壁工指針平成24年7月版」に基づき「LEVEL1耐震設計」を適用しています。

結果、縦壁、底板の部材厚、鉄筋かぶり等に新旧で差異が生じています。

これは経過年数もさることながら、新旧構造物で材齢や構造的な違いにより耐久性が異なっています。今後、既設擁壁には、なんらかの劣化防止対策を施す等、長寿命化を図る必要があると考えます。