親杭横矢板工法の完全ガイド：設計・施工・メリットと注意点を徹底解説

2025年12月25日 最終更新日時 : 2025年12月25日 エバープレイ編集部

親杭横矢板工法とは

親杭横矢板工法は、掘削時の土留め工の一方式で、間隔をあけて設置した「親杭」と、その間に挿入する「横矢板（横矢板・ラギング・シート）」を組み合わせて掘削面を支持する工法です。親杭が主要な曲げおよび軸力を負担し、横矢板が土圧を受け持つことで全体として安定した擁壁機能を発揮します。従来の矢板打込み工法や地下連続壁（壁式）工法と比較して、施工機械の制約が少なく、既存構造物が密集する都市部の掘削や深基礎の施工で用いられることが多い工法です。

適用場面とメリット

親杭横矢板工法は以下のような場面で有効です。

  • 都市部で振動や騒音を抑えたい場所（既製杭の使用や削孔で施工可能）。
  • 地下水位の影響が比較的限定的で、段階的な掘削が可能な現場。
  • 既存の構造物や樹木などを保全しつつ掘削を行う必要がある場合。

主なメリットは以下のとおりです。

  • 柔軟性：現場条件に合わせて親杭の種類（既製杭、場所打ち杭）や矢板材（鋼矢板、鋼製横矢板、合成材等）を選べる。
  • 低振動・低騒音：打設工法を選べば周辺環境への影響を小さくできる。
  • 施工性：狭小地でも作業可能で、段階掘削と組み合わせやすい。
  • 維持管理：横矢板や親杭の組合せにより、部分的な補修や補強が比較的容易。

基本的な構成要素

  • 親杭：現場打ちコンクリート杭や既製杭（鋼管杭・H形鋼杭など）。主に曲げモーメントと軸力を負担する。
  • 横矢板：親杭間に挿入される板材。鋼矢板や木製・合成材のラギングがある。土圧を分散し、土砂の流出を防止する役割。
  • わたり材（ウォーレー）：親杭に取り付けられる水平支持材で、矢板を支持するとともに荷重を親杭へ伝える。
  • アンカーや支保工（必要時）：深掘りや高い土圧に対しては水平引張り力を受けるアンカーや支保工を使用する。

設計上の留意点

親杭横矢板工法の設計では、土圧の評価、支持力・曲げ耐力の確認、変形挙動の評価、さらには施工時の影響評価が重要です。主要な検討事項は次のとおりです。

  • 土圧算定：静的な土圧だけでなく、掘削中の一時的な荷重や振動荷重、表層水圧を考慮すること。土層情報（N値、S値、土の単位体積重量、すり鉢角など）を基に有効応力解析を行う。
  • 支持条件：親杭の基礎支持方式（摩擦杭か支持杭か）に応じて軸方向耐力や曲げ耐力を評価する。杭と地盤の相互作用を考慮した解析が必要。
  • 変形制御：掘削面の変位制御が重要。インクリネーターや地盤変位解析（有限要素法等）により掘削段階での変形を予測し、必要に応じて支保工を設ける。
  • 排水と地下水管理：横矢板間や杭周辺からの浸透流を考慮し、汚濁や地下水低下が周辺に与える影響を評価する。
  • 耐久性：塩害や腐食環境に対する材料選定（耐食鋼材、被覆、コンクリート被覆厚）を行う。

施工手順の概略

典型的な施工フローは以下の通りです。現場条件により順序や工程は変わります。

  • 現場準備：地盤調査、既存埋設物の処理、施工ヤード確保。
  • 親杭の施工：位置出しの後、掘削〜杭の打設または場所打ち杭の施工。コンクリート杭は養生期間を確保。
  • わたり材（ウォーレー）の取り付け：親杭に水平材を固定し、矢板の掘削・挿入に備える。
  • 横矢板の挿入：親杭間に横矢板を上から順に挿入または打ち込む。段掘りを行い、安全を確保しつつ設置。
  • 段階掘削：横矢板を支保しながら掘削を進め、必要に応じてアンカーや追加の支保工を導入。
  • 完了処理と復旧：底盤や設計深さに達したら仕上げ工を行い、撤去や被覆、既存地盤の復旧を実施。

品質管理と現場監視

掘削工事に伴うリスクを低減するため、実施工中は綿密な管理が不可欠です。以下の監視項目を推奨します。

  • 傾斜計（インクリノメーター）や地盤表面の沈下計による変位観測。
  • アンカーロッドの荷重計測や杭の応力計での内力監視。
  • ピエゾメーターによる地下水位の監視。
  • 施工記録の整備（打設深度、コンクリート品質、養生期間、地盤改良実施記録など）。

設計上・施工上の注意点・リスク

親杭横矢板工法には多くの利点がありますが、いくつかの注意点もあります。

  • 地盤条件の変化に弱い面があり、不均質地盤では局所的な沈下や回転が生じやすい。詳細な地盤調査が不可欠です。
  • 地下水位の高い地盤では浸透流による洗掘や孔内土砂流出のリスクがあるため、適切な排水対策が必要です。
  • 親杭と矢板の接合部での摩擦やすき間処理が不十分だと、漏水や土の噴出が発生することがあります。
  • 深い掘削や大きな土圧が想定される場合、単独での使用は難しく、アンカー併用や連続壁など他工法との複合が必要です。

他工法との比較

代表的な土留め工法との比較ポイントは次のとおりです。

  • 鋼矢板打込み工法：打撃式の場合は振動・騒音が大きいが、連続した水密性の高い壁を形成できる。親杭横矢板は振動低減と開口の確保が得意。
  • 地下連続壁（地中連続壁）：高い水密性と深い掘削に適するが、コストや施工機械の制約がある。親杭横矢板は経済性や施工性で優れる場面がある。
  • アンカー併用掘削：深い掘削や限られた変位管理が必要な場合、親杭横矢板とアンカーを組合せることで高い安全性を確保できる。

補修・撤去・再利用

工事完了後の撤去や補修、長期的な維持管理も考慮する必要があります。鋼矢板や鋼製ウォーレーは回収・再利用が可能ですが、腐食や損傷状態によっては廃棄や補強が必要です。場所打ち杭は撤去が困難であるため、設計段階で将来の処置（残置か撤去か）を明確にしておくことが重要です。

実務的なチェックリスト（設計・施工前）

  • 十分な地盤調査（ボーリング、室内試験、透水試験等）を行ったか。
  • 掘削段階ごとの安定性解析と変位予測を行ったか。
  • 地下水管理計画（排水、止水、ピエゾ観測）を策定したか。
  • 周辺既存構造物への影響評価（沈下、傾斜、振動）を実施したか。
  • 緊急時対応（地盤不安定化、浸透破壊、雨天時の対策）を準備したか。

まとめ

親杭横矢板工法は、都市部や狭隘地、低振動・低騒音が求められる現場で有効な土留め工法です。設計段階で地盤条件、地下水、周辺影響、材料・施工法の選定を適切に行い、施工中は厳格な監視と品質管理を実施することで安全で経済的な掘削工事が実現できます。深掘りや高い土圧が想定される場合はアンカーや連続壁などの複合的な検討が必要です。

参考文献

以下は親杭横矢板工法や土留め設計・施工に関する参考情報です。詳細な設計・施工は最新の技術基準や現地条件を踏まえて専門家と確認してください。

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