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切り梁に導入するプレロードは、設計切りばり軸力の50〜80%程度とするとなっていますが、なぜ100%を導入してはいけないのでしょうか。想定される100%の力を入れておいた方が、より大きな土圧がかかってもそちらの方が安全なのではないかと思っていました。よろしくお願いします。
ご質問ありがとうございます。
設計切ばり軸力は、一般に、その段より下まで根切りが進み、土圧・水圧・上載荷重などが作用したときに想定される軸力です。
ところが、切ばりを取り付けてプレロードを導入する時点では、まだ次段の根切りを行っておらず、設計時に想定した土圧のすべてが山留め壁に作用しているわけではありません。
この段階で設計切ばり軸力の100％を強制的に入れると、切ばりが山留め壁を必要以上に外側へ押すことになり、山留め壁の背面地盤を持ち上げたり、周辺地盤を変形させたりする腹起しや継手、ブラケットなどに局部的な過大荷重がかかるからです。
そして、その後の根切りによる土圧増加や温度上昇による軸力増加を受け入れる余裕がなくなるといった問題が生じるため、50～80%にとどめておきます。
また、最終的には設計軸力の100%まで導入したとしたとしても、さらに土圧がかかればプレロードの軸力も追加します。
もう少し正確に説明しますと、設計切ばり軸力は、一般に、その段より下まで根切りが進み、土圧、水圧、上載荷重などが作用したときに、その切ばりに生じると想定される軸力です。
一方、切ばりを設置してプレロードを導入する時点では、まだ次段の根切りを行っていないため、設計時に想定した土圧のすべてが山留め壁に作用しているわけではありません。
この段階で設計切ばり軸力の100％を強制的に導入すると、山留め壁を背面側へ必要以上に押し戻し、周辺地盤を変形させるおそれがあります。
また、腹起し、継手、ブラケットなどに局部的な過大荷重が生じたり、他段の切ばりとの軸力バランスが崩れたりする可能性もあります。
さらに、その後の根切りによる土圧・水圧の増加や、切ばりの温度変化などによって軸力が増加するため、その分の余裕も残しておく必要があります。
このため、プレロードは一般に設計切ばり軸力の50～80％程度にとどめます。プレロード導入後に根切りを進めると、新たに作用する土圧や水圧によって切ばり軸力が増加します。
したがって、最終的な切ばり軸力は、「導入したプレロード軸力」と「その後の根切りなどによって増加した軸力」を合わせたものになります。
