JP2000104254A - 山留め杭引き抜きを伴うボックスカルバートの余堀無し構築方法及びこの工法に使用するパネル部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フリクションカット性能、型枠としての耐荷
力、ボックスカルバート側壁部を保護する水密性能及び
ボックスカルバートの本体構造の一部をなし非腐食性等
の要求を満足するパネル状の外型枠を、山留め杭に当接
又は近接して建込む工法を確立することにより、従来工
法で生じる余掘りを回避するものである。 【解決手段】マンホールや洞道等のボックスカルバート
の開削方式による構築方法において、山留め杭１を設け
て杭内側の土を掘削、除去した後、当該ボックスカルバ
ート４を構築するためのコンクリートを打設するため、
水密性かつ非腐食性のパネル状の外型枠２を、上記山留
め杭１に当接又は近接して建込み、内側に内型枠３を設
けてコンクリートを打設し、打設したコンクリートと上
記外型枠２とを一体化して地中に残置して上記山留め杭
１を引き抜く工法であり、上記外型枠２は山留め杭に対
向する面が摩擦抵抗の小さなものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マンホールや洞
道等のボックスカルバートを開削工法により構築し、最
終的に山留め杭を引き抜かなければならない場合におい
て、ボックスカルバートの側方に、従来コンクリート外
型枠を接地、撤去するために必要であった余堀りを行う
ことなくボックスカルバートの構築を可能にし、合わせ
て開削する面積と掘削土量を減少させる構築方法、及び
その際に使用するフリクションカットを目的とする外型
枠兼用のパネル部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、第８図に示すように、マンホー
ルや洞道等のボックスカルバートを開削工法により構築
する場合、山留め杭１を設けて杭内の土を掘削、除去し
た後、ボックスカルバートのコンクリートを打設するた
めの外型枠２を、山留め杭１から余掘と言われる８０〜
９０ｃｍの間隔を開けて設け、さらにその内側に内型枠
３を設けている。この余掘を設けるのは、外型枠２を設
置しかつコンクリート硬化後に撤去する際、人間が入っ
て作業するためのスペース等を確保するためのものであ
る。そこで洞道を構築する場合には、構築する洞道に沿
って両側にこの余掘を設けるため、掘削幅は、目的の洞
道の幅より、通常８０〜９０ｃｍの２倍の１．６〜１．
８ｍだけ余分に開削する必要があった。このため、狭い
道路での工事は困難を極め、また開削の工事量、工事時
間及び工事費用も２〜３割、余分に必要であった。

【０００３】そこでこの様な余掘を設けずにボックスカ
ルバートを構築することも行われているが、この工法で
はボックスカルバートのコンクリート打設が終了して埋
め戻す際、山留め杭は引き抜かずにそのまま地中に残置
している。

【０００４】また余掘を設けずに地下構造物を構築する
技術には、特開平８−３２６１４０号公報に記載されて
いるように、地下水や湧水等の影響を受けないようにす
るため、まず、山留め杭の面に沿って設けた、隙間を有
する型枠の当該隙間に、現場でもって水密性の充填材を
充填して地下構造物用外型枠を設け、この内側に内型枠
を形成してコンクリートを打設する工法もあるが、これ
も山留め杭を引き抜かずに残置することを前提とした工
法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】道路下の様な公共地下
空間においては、生活基盤を形成する上で必要な各種ラ
イフラインが埋設されており、狭隘な国土において道路
の地下等の公共空間は極めて貴重な空間である。従っ
て、これらの空間を有効に使うため、後日他の埋設物工
事あるいは土木工事の障害にならないように、山留め杭
は原則として撤去するようになっている（建設工事公衆
災害防止対策要綱の解説−土木工事編−第１１章埋め戻
し、第７６ 杭、鋼矢板等の措置）。さらに、木材等で
作成する型枠についても土中に残置した場合、腐食の影
響により不等沈下の要因になることから、原則として撤
去するようになっている。そのため従来工法では、上記
視点から型枠設置、撤去のために余掘りを設け、埋め戻
し後、山留め杭を引き抜く工法があい変わらず一般的に
行われている。一方、昨今、道路占用工事が与える交通
流阻害への影響抑止、建設発生土の抑制及び建設工事費
の縮減が課題となっている。

【０００６】この発明はこれらの点に鑑みて開発したも
のであり、山留め杭の引き抜き性能を従来工法以下とな
るよなフリクションカット性能、コンクリートの打設圧
力に耐えうる型枠としての耐荷力、ボックスカルバート
側壁部を保護する水密性能及びボックスカルバートの本
体構造の一部をなし残置を可能とする非腐食性等の要求
を満足するパネルを、山留め杭に当接又は近接して建込
む工法を確立することにより、従来工法で生じる１．６
〜１．８ｍ余分に開削する余掘りを回避しようとするも
のである。さらに、余掘りを回避することで、次のＡ〜
Ｃの各効果により上記昨今の課題の解決に貢献できる技
術を提供するものである。 Ａ．開削幅の削減、即ち道路上作業幅の縮小、及び開削
規模の縮減による工期短縮効果により交通流の阻害規模
及び阻害期間を縮小できる。 Ｂ．開削規模の縮小により発生土量を２０〜３０％削減
できると共に、余掘り部分に埋めもどしていた山砂等を
省略できることで、環境保全に貢献できる。 Ｃ．開削規模の縮小により、工事量が削減し、工事費も
縮小できる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１項の発明は、マ
ンホールや洞道等のボックスカルバートの開削方式によ
る構築方法において、山留め杭を設けて杭内側の土を掘
削、除去した後、当該ボックスカルバートを構築するた
めのコンクリートを打設するため、外型枠機能も有する
水密性かつ非腐食性パネルを、上記山留め杭に当接又は
近接して建込み、内側に内型枠を設けてコンクリートを
打設し、打設したコンクリートと上記パネルとを一体化
して地中に残置して上記山留め杭を引き抜く工法であ
り、上記パネルは山留め杭に対向する面が摩擦抵抗の小
さなものである、山留め杭引き抜きを伴うボックスカル
バートの余掘無し構築方法とした。

【０００８】また請求項２項の発明は、請求項１項の構
築方法に使用する外型枠部材であって、山留め杭に当接
又は近接して建込むパネルであって、このパネルは水密
性を有しかつ非腐食性であって、上記山留め杭に対向す
る面は摩擦抵抗が小さく、他の面はコンクリートとなじ
み易い作用を有し、またコンクリート打設時に変形しな
い外型枠として必要な強度を有する、パネル部材とし
た。なおこの外型枠の各面は夫々上記一つの作用を有す
るものとしたが、両面とも二つの作用を兼ね備えたもの
でも良いことは勿論である。

【０００９】

【実施の形態例】以下この発明の実施の形態例を図に基
づいて説明する。図１はこの発明の余掘無し工法で施工
したボックスカルバートの構築状態を示す平面図であ
る。１は断面略山型の鋼矢板を交互に向きを変えて並
べ、各端部相互を係止した断面略凹凸形の山留め杭、２
は、ボックスカルバート用の外型枠で、厚みが約１０ｍ
ｍから成る板状体、３は上記ボックスカルバート用の内
型枠、４は打設されたボックスカルバートである。そし
て上記外型枠２は、山留め杭１の凸部平面に直接貼付ら
れている。この貼付けは、接着剤又は両面接着テープ等
で行う。また上記板状の外型枠２は、山留め杭１を地中
から引き抜く際、外型枠２と山留め杭１との摩擦抵抗を
低減する材質であると同時に打設されるコンクリートに
なじみ易い材質を有するものであり、コンクリート打設
時に変形しない強度を有するものである。

【００１０】具体的には、図３に示すように、押出発泡
ポリスチレンボード２ａの上下面に長繊維強化ポリプロ
ピレン複合シート２ｂを被覆して成る、厚さ１０ｍｍの
ポリスチレン板である。その他にこの外型枠２に使用で
きる材質のものは、硬質塩化ビニル低発泡板、フライア
ッシュ５０％とポリプロピレン５０％とから成るフライ
アッシュ板等が挙げられ、これらはいずれも市販品であ
る。またこの外型枠２としては、曲げ強さ１００ｋｇｆ
／ｃｍ²以上（ＪＩＳ Ａ １４０８試験）、ヤング係
数１２，０００ｋｇｆ／ｃｍ²以上（ＪＩＳ Ａ １４
０８試験）のものを採用すればよい。

【００１１】図２はボックスカルバートの構築状態を示
す縦断面図であり、この発明と、従来の余掘を行う工法
との掘削幅、及び覆工幅の相違が比較できるようにした
ものである。図中５はボックスカルバートの基盤、６は
その表面の目詰め、ならし層、７は支保工、８は覆工受
け桁、９は覆工板である。そして図２の左半分は、この
発明の方法によって構築した場合を表わしており、掘削
幅は１．５ｍ、覆工幅は２ｍである。また図２の右半分
は、余掘を行う従来の工法による断面で、掘削幅は２．
３ｍ、覆工幅は３ｍである。このことにより、この発明
での掘削幅は、従来の余掘を行う工法の約６５％に、覆
工幅は約６７％に夫々減少していることを表している。

【００１２】また上記外型枠２は、山留め杭１の凸部平
面に直接貼付られているが、この山留め杭１の凸部平面
のみへの貼着では、剥がれ易い場合は、図４及び図５に
示すように処理する。山留め杭１は、図４に示す如く、
断面山型の鋼矢板１ａ、１ａを交互に向きを変えて並
べ、これらの各鋼矢板１ａの各端部に設けた係止部１ｂ
相互を係止して各鋼矢板１ａを接続して構成されてい
る。この係止部１ｂと外型枠２との間に角材１０を嵌入
し、この角材１０と外型枠２の当接面にも接着剤又は両
面接着テープを付けて接着することもある。また山留め
杭１の、外型枠２との当接面がわん曲している場合は山
留め杭１を外型枠２に当接することができず、その場合
には上記角材１０と外型枠２とを接着する。そしてこれ
らの角材１０は、ボックスカルバート４が固化した後、
山留め杭１を引き抜く前に地中から引き抜く。またさら
に、図５に示す如く、山留め杭１の凹部平面と外型枠２
との間隙に発泡板から成る補助材１１を介在させて、こ
の補助材１１と外型枠２との当接面に接着剤又は両面接
着テープを付けて山留め杭１と外型枠２との接着を強化
することもできる。この発泡板から成る補助材１１は山
留め杭１を地中より引き抜いた後、地中に残置するもの
である。

【００１３】この発明における板状の外型枠２は、約１
０ｍｍという薄板であるが、コンクリートを打設し、ボ
ックスカルバート４と一体化された後は、外型枠として
の機能ではなく、構造物の一部となって防水材としての
機能を呈している。なお外型枠２相互の突合せ箇所に
は、両外縁に跨って止水テープを貼って防水処理を施す
場合もある。また上記山留め杭を引き抜く際、周囲の地
山が崩れないように、山留め杭の埋設されていた空間部
に山砂等を入れておくこともある。

【００１４】次に上記外型枠２は、余掘無しの工法の場
合、上述のように、山留め杭の引き抜きの際摩擦抵抗
（セン断抵抗応力）が生じる。この摩擦抵抗は、図６に
示すように、山留め杭１側の側方土圧又は外型枠２側の
コンクリート打設圧により変化する。そこで地盤工学会
の基準による「土の圧密定圧一面セン断（ＤＢＳ−Ｃ
Ｐ）試験方法」（ＪＧＳ Ｔ ５６１−１９９７）にお
ける改良型一面セン断試験機により土圧又はコンクリー
ト打設圧を作用させ、引き抜き力Ｆを測定した。この引
き抜き力を接地面積（φ６０，１００，１５０ｍｍ）で
割った数値を、図７において引き抜きせん断応力として
表に表した。

【００１５】図７には、上記実施の形態例で示したポリ
スチレン板、硬質塩化ビニル低発泡板、フライアッシュ
板の例を示した。また、従来行われている余掘無し工法
で用いられている型枠用合板についても表示した。この
図７の表は、例えば床付け深さＧＬ＝１０．０ｍ、ロー
ム土の単位体積重量γｔ＝１．３０ｔｆ／ｃｍ²、側圧
係数λ＝０．５の場合、 σ＝λ×γｔ×ｈ＝０．５×１．３０×１０．０ ＝６．５ｔｆ／ｍ²＝０．６５ｋｇｆ／ｃｍ² この値を図７に縦の破線Ａで示す。この値に対する引き
抜きせん断応力τはポリスチレン板ではτ＝０．１６ｋ
ｇｆ／ｃｍ²となり、硬質塩化ビニル低発泡板ではτ＝
０．１９ｋｇｆ／ｃｍ²、フライアッシュ板ではτ＝
０．１２ｋｇｆ／ｃｍ²となる。従って従来使用の型枠
用合板のτ＝０．２３ｋｇｆ／ｃｍ²よりいずれも小さ
い値となっている。さらに一般的な関東ロームのせん断
応力を０．５ｋｇｆ／ｃｍ²以下としているが、この値
に対しても下回っている。

【００１６】なお上記外型枠２は、上記実施の形態例に
限るものではなく、板状の外型枠部材であって、この外
型枠部材は水密性を有しかつ非腐食性のものであり、上
記山留め杭に対向する面は摩擦抵抗の小さなものであ
り、他の面はコンクリートとなじみ易く、コンクリート
打設時に変形しない強度を有するパネル状のものであれ
ば良い。また上記実施の形態例の山留め杭に限定される
ものではなく、適宜の杭が適用される。

【００１７】

【発明の効果】請求項１項の発明は、上記の構成にした
ことにより、ボックスカルバートの側方に余掘を行う必
要がないので、開削する掘削幅を縮小し、掘削土量を減
少させてボックスカルバートを構築することができる。
これは、開削工事のたびに、掘削土を残土処理地に運搬
しなければならず、また、この残土処理地が特に市街地
では不足している現状においては、工事期間の短縮や建
設コストの低減以上に社会的問題の解消に貢献するもの
である。

【００１８】またボックスカルバートの側方に余掘無し
でボックスカルバートを構築する従来工法と比較して
も、外型枠の山留め杭と対向する面が、摩擦抵抗の小さ
い材質となっているため、地中から山留め杭を引き抜く
際、安定して引き抜くことができ、この引き抜き力がボ
ックスカルバートに影響を与えない構成となっている。
さらに地中に残置した外型枠はボックスカルバートと一
体化し、かつ水密性を有するため、ボックスカルバート
の防水材として機能し、効率の良いものである。また外
型枠は、市販品の水密性を有する板状体であるため、現
場で外型枠自体にモルタル等の充填物を介在させる等の
作業の煩わしさもなく、容易かつ迅速に施工出来る。

【００１９】また請求項２項の発明は、山留め杭と対向
する面が、摩擦抵抗の小さい材質となっているため、地
中から山留め杭を引き抜く際、安定して容易に引き抜く
ことができ、この引き抜き力がボックスカルバートに影
響を与えないものである。またコンクリート打設後はボ
ックスカルバートと一体化し、かつ水密性を有するた
め、ボックスカルバートの防水材として機能する効率の
良いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態例の余掘無し工法
で施工したボックスカルバートの構築状態を示す平面図
である。

【図２】この発明の実施の形態例のボックスカルバート
の構築状態を示す縦断面図である。

【図３】この発明の実施の形態例に使用する外型枠部材
の断面図である。

【図４】この発明の他の実施の形態例の外型枠の山留め
杭への貼付け方法を示す水平断面図である。

【図５】この発明のさらに他の実施の形態例の外型枠の
山留め杭への貼付け方法を示す水平断面図である。

【図６】この発明の実施の形態例の外型枠の摩擦抵抗を
測定する原理を示す説明図である。

【図７】この発明の実施の形態例の外型枠部材の水平応
力（土圧）と引き抜きせん断応力との関係を示すグラフ
図である。

【図８】余掘を行う従来の工法で施工したボックスカル
バートの構築状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 山留め杭 ２ 外型枠 ３ 内型枠 ４ ボックスカ
ルバート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 豊文 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 井口 昌之 東京都港区芝浦４丁目８番33号 株式会社 関電工内 Ｆターム(参考） 2D050 AA12 2D063 AA14 BA06 DA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンホールや洞道等のボックスカルバー
   トの開削方式による構築方法において、山留め杭を設け
   て杭内側の土を掘削、除去した後、当該ボックスカルバ
   ートを構築するためのコンクリートを打設するため、外
   型枠機能も有する水密性かつ非腐食性パネルを、上記山
   留め杭に当接又は近接して建込み、内側に内型枠を設け
   てコンクリートを打設し、打設したコンクリートと上記
   パネルとを一体化して地中に残置して上記山留め杭を引
   き抜く工法であり、上記パネルは山留め杭に対向する面
   が摩擦抵抗の小さなものであることを特徴とする、山留
   め杭引き抜きを伴うボックスカルバートの余掘無し構築
   方法。
2. 【請求項２】 マンホールや洞道等のボックスカルバー
   トの開削方式による構築方法に使用する、山留め杭に当
   接又は近接して建込むパネルであって、このパネルは水
   密性を有しかつ非腐食性であって、上記山留め杭に対向
   する面は摩擦抵抗が小さく、他の面はコンクリートとな
   じみ易い作用を有し、またコンクリート打設時に変形し
   ない外型枠として必要な強度を有することを特徴とす
   る、パネル部材。