JP2001254354A - 地中壁及びその施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高コストであるが強度に富むコンクリート
と、低コストであるが強度に劣る経時性固化材を合理的
に組み合わせることで、低コストかつ高施工性を持って
構築できる地中壁及びその施工法を提供する。 【解決手段】 ウェブの端部にフランジを設けた鋼材
又はH形鋼からなる鋼製部材を地中壁の芯材に用いて構
築する壁の施工法であって、鋼製部材５の一部のフラン
ジ７に囲まれた部分で、かつ、本体構造が接合される近
傍の部位に補強用コンクリート１４を固着して、補強用
コンクリート１４が固化した後、鋼製部材５の建込みを
行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築分野に
おいて、地下構造物の壁体として利用される地中壁及び
その施工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の地中壁においては、例え
ば、本出願人に係る特許第２６７３６３４号に開示のも
のがある。

【０００３】この地中壁は、図８に示すように、地盤１
に掘削された掘削溝２に鋼製部材５を建込み、コンクリ
ート３Ｃを経時性固化材料とする地中壁３を構築してい
る。鋼製部材５は例えば、ウェブの両端に一対のフラン
ジを有し、フランジの端部に雌、雄の嵌合継手を有する
鋼材または、同じくフランジ端部に嵌合継手を有するH
形鋼からなり、前記嵌合継手と介して複数の鋼製部材５
を連結することで、地中壁３の鋼製芯材が形成されてい
る。

【０００４】また、地中壁３の所定の部位からは床版鉄
筋（後述の棒鋼８）とコンクリート剥離防止スタッド
（後述のスタッド１３）が突出しており、前記スタッド
を介して地中壁３に、本体構造物の壁（本体壁４とい
う）が構築されると共に、前記床版鉄筋を介して本体構
造物のコンクリート床盤２０が接合される。

【０００５】ところで、本体構造物の床盤２０を打設し
接合した場合には、鋼製部材５のウェブ６の両端に設け
た内外一対のフランジ７，７の一方のコンクリート打設
面７ａ側に過大な引張力または圧縮力による変位荷重が
作用する。

【０００６】このため、従来では、床盤２０の接合部位
Ａに対応する鋼製部材５の内外両フランジ７，７間の上
下部位に、床盤２０用の曲げ鉄筋２１が連結される複数
本の棒鋼８を貫通させて配設している。これにより、鋼
製部材５のコンクリート打設面７ａに作用する引張力ま
たは圧縮力による変位荷重を各棒鋼８を介して両フラン
ジ７，７間で受けるとともに、地中壁３の構築に伴うコ
ンクリート経時性固化材の鋼製部材５のフランジ７，７
間への充填により、床盤２０の接合部位Ａを補強してい
る。

【０００７】前記各棒鋼８の両端８ａ，８ｂには、螺合
部が形成され、一方の螺合端部、すなわち、床盤２０の
曲げ鉄筋２１がカップラ２２を介して螺着連結される連
結端部８ａは、鋼製部材５の内側フランジ７のコンクリ
ート打設面７ａに突出し、補強板９を介してナット１０
にて締結固定されているとともに、その他方の螺合端部
８ｂは、地中壁３側に対面する外側フランジ７側に突出
し、補強板１１を介してナット１２にて締結固定されて
いる。

【０００８】さらに、鋼製部材５のコンクリート打設面
７ａには、複数本の剪断スタッド１３が各棒鋼８の上下
間に溶接等にて固着され、各棒鋼８に連結される曲げ鉄
筋２１及び各剪断スタッド１３を介して床盤２０が打設
されている。

【０００９】そして、本体壁４を構築する場合、地盤１
に掘削された掘削溝２に鋼製部材５を建て込んだ後、鋼
製部材５の周囲に経時性固化材料としてコンクリート３
Ｃを全体的に打設し、地中壁３の構築と共に、鋼製部材
５の両フランジ７，７間にもコンクリート３Ｃを充填し
固化することにより、床盤２０の接合部位Ａの補強及び
各鋼製部材５の継合部の補強を行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の地中壁
は、芯材となる鋼製部材５の周囲の上下方向全長に渡
り、強度に富むがコストが割高のコンクリート３Ｃが充
填されている（コンクリート充填工法）ため、コンクリ
ート３Ｃの使用量が多く、泥水掘削工法を使用するため
施工コストが高くなる。

【００１１】前記コンクリート使用による施工コストの
低減化を図るために、ソイルセメントや泥水固化材等、
強度は低いが、低コストの経時性固化材を使用すること
がある。しかし、この場合は、床盤２０の接合部位Ａに
おける引張力または圧縮力による変位荷重が、各曲げ鉄
筋２１を介して鋼製部材５の両フランジ７、７間に貫通
された各棒鋼８に伝達されるために、この床盤２０の接
合部位Ａでの低コストの経時性固化材の強度が不足し、
結果、高コストでも前述のコンクリート３Ｃを使用せざ
るを得ない場合が多く、ソイルセメント等を使用する場
合は、特別の補強構造が必要とされた。

【００１２】例えば、図９（ａ），（ｂ）に示すよう
に、鋼製部材５のフランジ７，７間に複数枚の補強板Ｐ
を床盤２０用の曲げ鉄筋２１の各連結部位にそれぞれ対
応させて設けたりしている。

【００１３】しかし、図９に示すような補強構造では、
本体壁４を構築する際に、鋼製部材５をソイルセメント
や泥水固化材等の経時性固化材中に建て込む場合、曲げ
鉄筋２１による引張、圧縮力でフランジ７の剛性が小さ
いため、フランジ７が変形し、床版接合部が破損され
る。

【００１４】前述のとおり、従来は、低コストの経時性
固化材を用い、かつ強度問題や施工性等の問題を同時に
解決できる地中壁の施工方法がなかった。そこで、本発
明は、前記の問題点を解決した地中壁及びその施工法を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成する。

【００１６】第１の発明は、ウェブの端部にフランジを
設けた鋼材、またはH形鋼からなる鋼製部材を地中壁の
芯材に用いて構築する壁の施工法であって、前記鋼製部
材の一部でかつフランジに囲まれた部分に補強用コンク
リートを固着し、当該補強用コンクリートが固化した
後、当該補強用コンクリートを含む前記鋼製部材の周囲
が経時性固化材で満たされるように施工することを特徴
とする。

【００１７】第２の発明は、第１発明における前記補強
用コンクリートを固着した鋼製部材を、泥水掘削溝中に
建て込み、その後、泥水を置換しながら前記経時性固化
材を充填することを特徴とする。

【００１８】第３の発明は、地盤中に、前記経時性固化
材で満たされた溝を造成しながら、または当該溝を造成
した後、当該溝中に前記補強用コンクリートを固着した
鋼製部材を建て込むことを特徴とする。

【００１９】第４の発明は、第１ないし第３発明のいず
れかの発明において、前記経時性固化材が、ソイルセメ
ントまたはソイルモルタルまたは泥水固化材であること
を特徴とする。

【００２０】第５の発明は、ウェブの端部にフランジを
設けた鋼材、またはH形鋼からなる鋼製部材を芯材に用
いて構築される地中壁であって、前記鋼製部材の一部で
かつフランジに囲まれた部分に補強用コンクリートが固
着され、前記鋼製部材および補強用コンクリートの周囲
に経時性固化材が充填されていることを特徴とする。

【００２１】第６の発明は、第５発明において、前記補
強用コンクリートの上下部または、少なくとも下端部に
は、先細状の突出部を設けたことを特徴とする。

【００２２】第７の発明は、第５または第６発明におい
て、前記補強用コンクリートは鉄筋で補強されているこ
とを特徴とする。

【００２３】第８の発明は、第５ないし第７発明のいず
れかに記載の発明において、前記経時性固化材は、ソイ
ルセメントまたはソイルモルタル、または泥水固化材で
あることを特徴とする。

【００２４】本発明では、鋼製部材を芯材とした地中壁
において、鋼製部材の上下方向全長の内の一部分、つま
り、本体構造物から最も荷重を受ける部位のみを、高コ
ストであるが、強度の高いコンクリートで部分的に補強
し、地中壁の他の多くの部分は、ソイルセメントまたは
ソイルモルタルまたは泥水固化材等の強度が低いが、低
コストである経時性固化材を充填するもので、このよう
に、コンクリートと低コストの経時性固化材を合理的に
組み合わすことで、高コストのコンクリート充填工法を
使用しないで済み、しかも、本体構造物の荷重を伝達す
るに必要な強度を持つ地中壁を構築できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図７を参照して詳細に説明する。なお、本発明の実施形
態において、図８の従来例と同一要素には、同一符号を
用付して説明する。

【００２６】図１は、実施形態に係る地下構造物の全体
構造を示す断面図、図２は要部の拡大断面図である。

【００２７】図１に示すように、地盤１に掘削された掘
削溝２には、ウェブの両端にフランジが固着された鋼製
部材または、Ｈ形鋼等からなる鋼製部材５を、それぞれ
の雌雄の嵌合継手を介して継ぎ合わせ連結しながら、建
込み方向Ｘに建て込むことにより形成されている。鋼製
部材５の側部には、本体構造物の本体壁４が構築される
と共に、鋼製部材５の側部の上下方向所定の高さ部位に
は、鉄筋コンクリートの本体構造物の各階の床盤２０、
３０、４０が複数段に打設され接合されている。

【００２８】各鋼製部材５は、図２に示すように、ウェ
ブ６と、このウェブ６の両端に設けた内外一対のフラン
ジ７，７とからなり、上下方向に所定の長さ寸法を有す
る。鋼製部材５の床盤２０、３０、４０の各接合部位
Ａ，Ｂ，Ｃに対応する内外両フランジ７，７間の上下部
位には、複数本の棒鋼８が貫通して設けられ、各棒鋼８
は、所望の間隔ｄを存して横一列状態に配設されてい
る。

【００２９】各棒鋼８の両端８ａ，８ｂには、螺合部が
形成され、一方の螺合端部側、すなわち、各床盤２０、
３０、４０の曲げ鉄筋２１，３１，４１がカップラ２
２，３２，４２を介して螺着され連結される連結端部８
ａは、鋼製部材５の内側フランジ７のコンクリート打設
面７ａに突出し、補強板９を介してナット１０にて締結
固定されている。各棒鋼８の他方の螺合端部８ｂは、地
中壁３側に対面する外側フランジ７側に突出し、補強板
１１を介してナット１２にて締結固定されている。

【００３０】鋼製部材５のコンクリート打設面７ａに
は、各床盤２０、３０、４０の荷重を伝達する複数本の
剪断スタッド１３が各棒鋼８の上下間に溶接等にて固着
されている。

【００３１】また、鋼製部材５には、予め補強用コンク
リート１４が、各階の床盤２０、３０、４０の各接合部
位Ａ，Ｂ，Ｃに対応する部位にそれぞれ部分的に設けら
れている。この補強用コンクリート１４は、鋼製部材５
のウェブ６を間を挟み、かつ両フランジ７，７間に充填
し固着して形成される。これにより、各階の床盤２０、
３０、４０の各接合部位Ａ，Ｂ，Ｃにおける鋼製部材５
のコンクリート打設面７ａの強度を高めることができ
る。補強用コンクリート１４は、図５に点線で上端のみ
を示すように必要に応じ、たて補強鉄筋１４ｄで補強す
るとよい。また、鋼製部材５の建込み方向Ｘに対応する
補強用コンクリート１４の上下両端面１４ａ，１４ｂに
は、先細状の突出部（図では先が尖ったテーパ面である
が、円弧状等の突出部でもよい）が形成されている。こ
れにより、施工時における経時性固化材中の建込みが円
滑に行えるようになっている。なお、図では先細状の突
出部は、補強用コンクリート１４の上下両端に形成され
ているが、下端部のみでもよい。

【００３２】次に、本発明に係る地中壁の施工工程を図
３〜図７を参照して説明する。

【００３３】まず、図３に示すように、地盤１にソイル
セメント３Ｓを造成する。その後、掘削溝２を泥水を満
たしながら掘削する。掘削溝２の掘削が終了した後、鋼
製部材またはＨ形鋼（図では、Ｈ形鋼を示す）からなる
鋼製部材５を建込み方向Ｘに建て込み、図４に示すよう
に、各鋼製部材５，５同士を雌雄両継手部材５Ａ，５Ｂ
を介して連続的に継ぎ合わせる。

【００３４】この場合、図５に示すように、予め、工場
において鋼製部材５に形成された補強用コンクリート１
４の上下両端面１４ａ，１４ｂは、先が尖ったテーパ面
を有するので、建込み方向Ｘに鋼製部材５を建て込む際
の、補強用コンクリート１４のソイルセメント３Ｓ内へ
の挿入を円滑できる。補強用コンクリート１４の前記の
形状は、鋼製部材５を建て込んだ後にソイルセメント３
Ｓを充填する施工法のときも同様に機能する。各鋼製部
材５のコンクリート打設面７ａ側に突出する各棒鋼８の
螺合端部８ａには、保護キャップ１５が被冠されて保護
されており、これにより、ソイルセメント３Ｓの充填固
化による付着を防止している。

【００３５】こうして、図６に示すように、各鋼製部材
５の周囲及び内部にソイルセメント３Ｓを全体的に充填
し固化させることにより、地中壁３が構築される。

【００３６】地中壁３の構築後、図７に示すように、地
中壁３内側の地盤１を掘削し、鋼製部材５に付着のソイ
ルセメント３Ｓの内側を剥ぎ取る。そして、床盤２０、
３０、４０のコンクリート打設時、棒鋼８の螺合端部８
ａに被冠されている保護キャップ１３を取外した後、各
棒鋼８の螺合端部８ａに床盤２０側の各曲げ鉄筋２１を
カップラ２１にて連結し床盤２０、３０、４０を打設し
接合する。このとき、本体壁４も同時に構築される。

【００３７】なお、前記地中壁の施工工程において、低
コストの経時性固化材としてソイルセメントを例示して
説明したが、これに限定されず、泥水固化材等の低コス
トであるが強度の低い経時性固化材の使用も可能であ
る。本発明は、前記実施形態の他、この実施形態をもと
に、種々変更実施可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、鋼製部材を芯材とした
地中壁において、鋼製部材の上下方向全長のうち、本体
構造物から最も荷重を受ける部位のみを高コストである
が、強度の高いコンクリートで部分的に補強し、他はソ
イルセメントまたはソイルモルタルまたは、泥水固化材
等の低コストであるが強度の低い経時性固化材を充填す
るもので、このように、コンクリートと低コストの経時
性固化材を合理的に組み合わせることで、高コストのコ
ンクリート充填工法を使用しないですみ、しかも、本体
構造物の荷重を伝達するに必要な強度を地中壁に付与で
きるので、地中壁を低コストかつ高施工性を持って構築
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る地中壁で構築した地
下構造物の全体構成を示す断面図である。

【図２】図１の地中壁における要部拡大断面図である。

【図３】地中壁の施工工程における鋼製部材の建込み状
態を示す説明図である。

【図４】図３のＩ−Ｉ線矢視方向から見た鋼製部材の継
ぎ合せ部を拡大して示す横断面図である。

【図５】図４のＩＩ−ＩＩ線矢視方向から見た鋼製部材
の斜視断面図である。

【図６】地中壁の施工工程において、鋼製部材の周囲へ
の経時性固化材の充填状態を示す説明図である。

【図７】地中壁の施工工程において、地中壁構築後の本
体構造物の打設前の曲げ鉄筋の連結状態を示す説明図で
ある。

【図８】従来の地中壁の構築状態を示す拡大断面図であ
る。

【図９】従来の補強板による鋼製部材のフランジ間の補
強構造を示し、図（ａ）は概略的横断平面図、図（ｂ）
は概略的縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 掘削溝 ３ 地中壁 ３Ｃ 経時性固化材（コンクリート） ３Ｓ 経時性固化材（ソイルセメント） ４ 本体壁 ５ 鋼製部材（Ｈ形鋼） ５Ａ 雄継手部材 ５Ｂ 雄継手部材 ６ ウェブ ７ フランジ ８ 棒鋼 ８ａ 螺合端部（連結端部） ８ｂ 螺合端部 ９ 補強板 １０ ナット １１ 補強板 １２ ナット １３ 剪断スタッド １４ 補強用コンクリート １４Ｃ コンクリート経時性固化材 １５ 保護キャップ ２０ 床盤 ２１ 曲げ鉄筋 ２２ カップラ ３０ 床盤 ３１ 曲げ鉄筋 ３２ カップラ ４０ 床盤 ４１ 曲げ鉄筋 ４２ カップラ Ａ 接合部位 Ｂ 接合部位 Ｃ 接合部位 Ｐ 補強板 Ｘ 建込み方向

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェブの端部にフランジを設けた鋼材、
   またはH形鋼からなる鋼製部材を地中壁の芯材に用いて
   構築する壁の施工法であって、前記鋼製部材の一部でか
   つフランジに囲まれた部分に補強用コンクリートを固着
   し、当該補強用コンクリートが固化した後、当該補強用
   コンクリートを含む前記鋼製部材の周囲が経時性固化材
   で満たされるように施工することを特徴とする地中壁の
   施工法。
2. 【請求項２】 前記補強用コンクリートを固着した鋼製
   部材を、泥水掘削溝中に建て込み、その後、泥水を置換
   しながら前記経時性固化材を充填することを特徴とする
   請求項１記載の地中壁の施工法。
3. 【請求項３】 地盤中に、前記経時性固化材で満たされ
   た溝を造成しながら、または当該溝を造成した後、当該
   溝中に前記補強用コンクリートを固着した鋼製部材を建
   て込むことを特徴とする請求項１記載の地中壁の施工法
4. 【請求項４】 前記経時性固化材は、ソイルセメントま
   たはソイルモルタルまたは泥水固化材である請求項１な
   いし請求項１のいずれか１項に記載の地中壁の施工法。
5. 【請求項５】 ウェブの端部にフランジを設けた鋼材、
   またはH形鋼からなる鋼製部材を芯材に用いて構築され
   る地中壁であって、前記鋼製部材の一部でかつフランジ
   に囲まれた部分に補強用コンクリートが固着され、前記
   鋼製部材および補強用コンクリートの周囲に経時性固化
   材が充填されていることを特徴とする地中壁。
6. 【請求項６】 前記補強用コンクリートの上下部また
   は、少なくとも下端部には、先細状の突出部を設けたこ
   とを特徴とする請求項５記載の地中壁。
7. 【請求項７】 前記補強用コンクリートは鉄筋で補強さ
   れていることを特徴とする請求項５または請求項６記載
   の地中壁。
8. 【請求項８】 前記経時性固化材は、ソイルセメントま
   たはソイルモルタルまたは泥水固化材である請求項５な
   いし請求項７のいずれか１項に記載の地中壁。