JP2005048460A - 基礎構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基礎構造物４の施工において大規模な地盤開削を必要とせず、しかも既存の道路１又は軌道上に高架構造物を構築する場合に、交通への影響を軽微に抑えて、安全かつ容易に基礎構造物４の施工を可能とする方法を提供する。
【解決手段】任意の断面形状を有するエレメント４１１を長手方向に接続した基礎梁４１を、地中の任意の深さに略水平にかつ互いに平行に埋設して連結し、地上に構築される地上構造物と連結する。基礎梁４１は、地中を掘進する掘進機が所定距離だけ掘進する都度、この掘進機による掘削孔内へエレメント４１１を埋設して、既設のエレメント４１１の後端に連結することによって構築される。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレメントの連結によって基礎構造物を構築する方法に関する。

高架式道路等の基礎構造としては、従来から、例えば下記の特許文献１に開示されたような杭基礎によるものが知られている。
特開２００１−４９６１７号公報

図１６は、特許文献１と同種の、杭基礎による高架式道路の基礎構造を示す断面図で、すなわち、参照符号１００は地盤、１０１は地盤１００上に形成された道路、１０２は高架式道路本体を構成する橋梁、１０３はこの橋梁１０２を地盤１００上に支持する橋脚柱である。杭基礎による基礎構造は、橋脚柱１０３の下端と、地中に打設した基礎杭１０４の杭頭との間を、フーチング１０５を介して接合している。また、図示の従来構造においては、フーチング１０５，１０５間を地中梁１０６によって水平方向に連結している。なお、図中の参照符号１１０は、地上道路１０１あるいは橋梁（高架式道路本体）１０２上を通行する車両を示している。

また、このような杭基礎によるもののほか、比較的地盤１００の支持力が大きい場合に採用される直接基礎によるものも知られている。図１７は、直接基礎による高架式道路の基礎構造を示す断面図で、すなわちこの基礎構造では、橋脚柱１０３の下端に形成したフーチング１０５及びこのフーチング１０５を水平方向に連結している地中梁１０６を、地盤１００を5ｍ程度の深さに掘削して固結剤等を混合した改良地盤１００ａ上に支持している。

しかし、上述した従来の技術によれば、いずれの場合も、基礎工事には大規模な地盤開削を伴うため、例えば既存の地上道路１０１上に高架式道路を建設する場合は、作業区間となる既存の地上道路１０１の通行が大規模な車線規制を余儀なくされ、工事中の交通渋滞が避けられなくなるといった問題がある。

本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、基礎構造物の施工において大規模な地盤開削を必要とせず、しかも既存の道路又は軌道上に高架構造物を構築する場合に、道路又は軌道における交通への影響を軽微に抑えて、安全かつ容易に基礎構造物の施工を可能とする方法を提供することにある。

上述の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る基礎構造物の構築方法は、任意の断面形状を有するエレメントを長手方向に接続した基礎梁を、地中の任意の深さに略水平に埋設し、地上に構築される地上構造物と連結するものである。

請求項２の発明に係る基礎構造物の構築方法は、請求項１に記載された方法において、基礎梁が、推進工法によってエレメントを地中推進させ、所定距離だけ推進する都度、既設エレメントの後端に新設エレメントを連結することによって構築されるものである。

請求項３の発明に係る基礎構造物の構築方法は、請求項１に記載された方法において、複数の基礎梁を互いに平行に配置すると共に、互いに連結するものである。

請求項４の発明に係る基礎構造物の構築方法は、請求項１に記載された方法において、複数の基礎梁を上下に互いに交差させて配置すると共に、互いに連結するものである。

請求項５の発明に係る基礎構造物の構築方法は、請求項１に記載された方法において、複数の基礎梁を連結した連続壁で取り囲んだ地下空間を形成し、この地下空間の上面壁をなす基礎梁に、地上に構築される地上構造物を連結して施工するものである。

請求項６の発明に係る基礎構造物の構築方法は、請求項１に記載された方法において、予め基礎梁にその長手方向へ連続した嵌合部を形成し、互いに隣接する基礎梁を、この嵌合部において互いに嵌合させるものである。

請求項１の発明に係る基礎構造物の構築方法によれば、任意の断面形状を有する既製の基礎梁を、地中の任意の深さに略水平に配置することによって、地上構造物を支持する基礎構造物とするものであるため、大規模な地盤開削を必要とせず、容易に施工することができる。しかも、開削面積が少なくて済むため、例えば地上道路上に建設する高架式道路の基礎構造物の場合、既存の地上道路の交通規制を最小限に抑えることができる。また、基礎梁の内部はコンクリートやモルタルを充填しても良いし、電力線、通信線、ガス管、上下水道管などを通す共同溝として利用することもできる。

請求項２の発明に係る基礎構造物の構築方法によれば、請求項１に記載された方法において、基礎梁が、地中を掘進する掘進機によって、推進トンネルの施工と同様にして地中に構築されるものであるため、工事に必要な開削面積を著しく少なくすることができ、例えば地上道路上に建設する高架式道路の基礎構造物の場合、既存の地上道路の交通規制を最小限に抑えることができる。

請求項３の発明に係る基礎構造物の構築方法によれば、請求項１に記載された方法において、複数の基礎梁を互いに平行に配置して連結することによって、平面面積の広い基礎構造物を構築することができる。

請求項４の発明に係る基礎構造物の構築方法によれば、請求項１に記載された方法において、複数の基礎梁を上下に互いに交差させて配置して連結することによって、少ない本数の基礎梁でも平面面積が広くかつ支持強度の大きい基礎構造物を構築することができる。

請求項５の発明に係る基礎構造物の構築方法によれば、請求項１に記載された方法において、基礎構造物を複数の基礎梁による連続壁で地下空間を形成した構造とすることによって、この基礎構造物に地中で浮力が作用するので地上構造物の死荷重（静荷重）をキャンセルすることができる。

請求項６の発明に係る基礎構造物の構築方法によれば、請求項１に記載された方法において、互いに隣接する基礎梁を互いに嵌合状態に連続して連結することができ、基礎梁を安定して連結することができる。

以下、本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１は、第一の形態を示す構築完了状態の説明図である。

図１において、参照符号１０は地盤、１は地盤１０上に形成された既存の地上道路、２は高架式道路本体を構成する橋梁、３はこの橋梁２を支持する橋脚柱、４は本発明により地中に構築され橋脚柱３を介して橋梁２の荷重を受ける基礎構造物である。なお、図中の参照符号５は、地上道路１あるいは橋梁（高架式道路本体）２上を通行する車両を示している。

基礎構造物４は、複数の基礎梁４１を、構築予定の橋梁２の延長方向へ延びるように略水平に、かつ前記延長方向と直交する方向へ互いに係止された状態に配置し、これら基礎梁４１，４１，…を、図示されていない鉄筋や金具等による連結手段を介して互いに連結したものである。

基礎梁４１の構築には、推進工法全般を採用可能であるが、以下、施工手順の一例として、公知のＨＥＰ(High Speed Element Pull)工法を採用した場合について説明する。図２は、この工法で用いられる基礎梁構築用エレメント４１１の斜視図、図３は、基礎梁４１，４１，…を地中に埋設する工程を示す説明図、図４は、基礎梁４１，４１，…による基礎構造物４の構築過程を示す断面図、図５及び図６は、基礎構造物４上への高架式道路の構築過程を示す断面図である。

各基礎梁４１は、図２に示されるような矩形（コ字形）断面を呈するエレメント４１１を、その長手方向へ直線的に連結したものである。このエレメント４１１は、上下の鋼矢板４１１ａ，４１１ａと鋼材からなる側面板４１１ｂを＜断面コ字形に結合して斜材４１１ｃで補強したものであって、上下の鋼矢板４１１ａの幅方向両縁、すなわち四隅に、長手方向へ連続した継手４１１ｄ〜４１１ｇが設けられている。

図２に一点鎖線で示されるように、長手方向に対して直交する方向に隣接施工されるエレメント４１１は、一方のエレメント４１１における継手４１１ｄ，４１１ｆと、他方のエレメント４１１における継手４１１ｅ，４１１ｇが、互いに長手方向移動自在に、かつ長手方向と直交する方向に対しては抜け止めされた状態に遊嵌可能となっている。また、エレメント４１１の開放縁側（継手４１１ｅ，４１１ｇ側）には、取り外し可能な補強支柱４１１ｈが長手方向所定間隔で設けられている。なお、図１に示される基礎梁４１，４１，…のうち、最初に埋設されるもの（基準梁）については、断面が正方形又は長方形の、中空エレメント（図示省略）が用いられる。

ＨＥＰ工法により基礎梁４１，４１，…を地中に埋設する工程においては、まず図３（Ａ）に示されるように、地盤１０に発進立坑１１及び到達立坑１２が開削され、この発進立坑１１と到達立坑１２間に水平ボーリングによる複数の小径孔（不図示）を削孔して、それぞれ鋼撚り線６１を通し、その一端を、発進立坑１１に配置した掘削装置７に結合すると共に、他端を、到達立坑１２内に設置した牽引ジャッキ６に接続する。先頭の掘削装置７としては、ケーシングにオーガ等の掘削機構や排土機構を装備した簡易なものが採用可能である。そして、鋼撚り線６１を介して牽引ジャッキ６で掘削装置７を牽引しながら、この掘削装置７を駆動することによって、地中掘進を開始する。

ここで、最初（一本目）に施工される基礎梁は、二本目以降の施工の基準となるものであるため、断面が図２のようなコ字形のものではなく、正方形又は長方形の中空エレメント４１０が用いられる。そして、この中空エレメント４１０も、その四隅部に、図２に示されるコ字形エレメント４１１と同様、長手方向へ連続した継手４１１ｄ〜４１１ｇが設けられている。

発進立坑１１では、掘削装置７が中空エレメント４１０の長さ以下の所定距離だけ地中を推進した時点で、その後端に、図３(Ｂ）に示されるように、第一段目の中空エレメント４１０_１を接続し、更に中空エレメント４１０の一個分の長さに相当する距離だけ推進した時点で、第一段目の中空エレメント４１０_１の後端に、第二段目の中空エレメント４１０_２を継ぎ足す。このようにして、中空エレメント４１０の一個分の長さに相当する距離だけ推進する度に、最後段の中空エレメント４１０の後端に、次の中空エレメント４１０を順次継ぎ足して行く。この継ぎ足しは、突合せ溶接や、インサート金具のボルト止め等によって行うことができる。

そして図３（Ｃ）に示されるように、やがて掘削装置７が到達立坑１２内に到達し、第ｎ段目の中空エレメント４１０_ｎまでの全ての中空エレメント４１０を埋設し終えたら、掘削装置７を中空エレメント４１０から取り外す。このようにして、地盤１０内には、長手方向に互いに連結された複数の中空エレメント４１０からなる基礎梁（基準梁）４１が、発進立坑１１と到達立坑１２間に水平に構築されることになる。

次に、図３(Ｄ)には、二本目の基礎梁４１の施工過程が示されている。この施工においては、図２に示されるようなコ字形断面を呈するエレメント４１１を用いる。施工手順は、先に説明したのと同様、先頭の掘削装置７を、鋼撚り線６１を介して牽引ジャッキ６で牽引しながら、この掘削装置７の駆動によって地盤１０を掘削して行く。そしてエレメント４１１の一個分の長さに相当する距離だけ推進する都度、エレメント４１１_１〜４１１_ｎを順次継ぎ足して行く。またこのとき、先行施工された基礎梁（基準梁）４１の中空エレメント４１０の一側に形成された継手４１１ｄ，４１１ｆ（又は４１１ｅ，４１１ｇ）に、新設されるエレメント４１１の他側に形成された継手４１１ｅ，４１１ｇ（又は４１１ｄ，４１１ｆ）を遊嵌（互いに挿入）させる。したがって、新設されたエレメント４１１は、継手４１１ｄ，４１１ｆと継手４１１ｅ，４１１ｇの嵌合によって、既設の基礎梁４１に案内されながら、掘削装置７による掘削及び牽引ジャッキ６による牽引に伴って、到達立坑１２へ向けて移動して行く。

継手４１１ｄ，４１１ｆと継手４１１ｅ，４１１ｇが嵌合した状態では、一方のエレメント４１１における開放縁側の上下の継手４１１ｅ，４１１ｇ間が、他方のエレメント４１１における側面板４１１ｂによって支持されるので、補強支柱４１１ｈは取り外すことができる。なお、二本目以降の基礎梁４１の施工においては、既設の基礎梁４１におけるエレメント４１１の継手に沿わせて鋼撚り線６１を通すことができるので、小径孔の水平ボーリングを必要としない。

図４は、上述のようにして、既存の地上道路１の地下に、複数の基礎梁４１からなる基礎構造物４を構築して行く過程を示すものである。なお、図中に点線で示される部分は、基礎梁４１の配設予定箇所である。そして、この工程では、図３に示される発進立坑１１及び到達立坑１２を開削するだけで、地盤１０を広範囲に開削する必要がないため、大規模な車線規制を行う必要がなく、このため、交通渋滞の発生を可及的に抑制することができる。

全ての基礎梁４１，４１，…の埋設が終わったら、基礎梁４１，４１，…の内部にコンクリートＣを充填する。また、互いに遊嵌した継手４１１ｄ，４１１ｆと継手４１１ｅ，４１１ｇの間の隙間にも、前記コンクリートＣ又はグラウト等を充填する。

このようにして基礎梁４１，４１，…による基礎構造物４の構築が完了したら、図５に一点鎖線で示される橋脚柱３の施工予定箇所の地盤１０を開削１０ａする。そして、この場合の開削は、橋脚柱施工予定箇所のみで行われるため、確保すべき作業領域は比較的狭いもので良く、したがって、この作業においても仮設フェンス１ａによる車線規制を、小規模なものに抑えることができる。

次に、上述の開削箇所に、図６に示されるように、橋脚柱３を施工する。この場合、基礎構造物４の基礎梁４１における橋脚柱３の施工位置には、予め柱結合孔（図示省略）を設けておき、ここに鉄筋等を通して、橋脚柱３との結合を行うようにする。そして、この場合の柱結合孔は、基礎梁４１の内部から作業員がハンマーなどで叩いたりするだけで、簡単に開口させることのできる蓋体で閉塞した構造とすることが好ましい。

以上のような工程を経て、順次橋脚柱３を施工し、その上に、図１に示される橋梁２を構築し、既存の地上道路１上への高架式道路の建設を行うものである。そして、上述の方法により構築された基礎構造物４は、橋脚柱３の直下にある基礎梁４１に作用する荷重が、基礎構造物４全体に伝達されるので、優れた支持力を得ることができる。

なお、基礎構造物４を構成する基礎梁４１のうち、一部の基礎梁４１にはコンクリートＣを充填せず、中空とすることができる。そしてこのような中空の基礎梁４１の内部空間は、例えば電力線、通信線、ガス管、上下水道管などを通す共同溝として利用することができる。

次に、図７は、本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第二の形態を示す構築完了状態の説明図、図８は、この形態で用いられる基礎梁構築用中空エレメント４１２の斜視図である。

図７において、橋梁２及び橋脚柱３からなる高架式道路の上部構造体を支持する地中の基礎構造物４は、複数の基礎梁４１を、地上道路１の延長方向へ延びるように略水平に、かつ側面同士が密接した状態に配置し、これら基礎梁４１，４１，…を、図示されていない鉄筋や金具等による連結手段を介して互いに連結したものである。そして、先に説明した第一の形態と異なるところは、各基礎梁４１を構成する中空エレメント４１２が、図８に示されるような異形断面のものであり、すなわち円筒の一部を矩形状に凹ませた形状を呈することにある。

また、基礎梁４１のうち、橋脚柱３と直接連結された基礎梁４１_１は、他の基礎梁４１に比較して断面径が大きいものとなっている。そしてこれによって、橋脚柱３からの上部構造体の荷重を直接受ける基礎梁４１_１の強度を十分に大きくしたものである。

各基礎梁４１は、図８に示される中空エレメント４１２を、その開口方向（長手方向）へ直線的に連結したものである。この中空エレメント４１２は、鉄筋コンクリートあるいは鋼管等からなるものであって、長手方向に連続して形成された矩形状に凹んだ溝状の嵌合部４１２ａと、これに対向する円筒面状の壁面には、連結用の金具や鋼材を挿通するための複数の連結孔４１２ｂ及びそれより大径のコンクリート充填孔４１２ｃが開設されている。なお、基礎構造物４を構成する複数の基礎梁４１のうちの一部は、図７に参照符号４１’で示されるもののように、単純な円形断面のものを用いることができる。また、中空エレメント４１２の長手方向の接続は、先に説明した図２のものと同様、この中空エレメント４１２が鋼管等からなるものにおいては突合せ溶接により接合し、コンクリート管からなるものの場合は、入れ子式の嵌合方法によって、モルタル等を介して接合することができる。

連結孔４１２ｂ及びコンクリート充填孔４１２ｃは、中空エレメント４１２の埋設過程で内部に土砂が入らないように、不図示の蓋板により閉塞されている。この蓋板は、中空エレメント４１２（基礎梁４１）の埋設後に、その内部に入った作業員がハンマーで叩いたりするだけで容易に取り外すことができるように、連結孔４１２ｂ及びコンクリート充填孔４１２ｃに金属キャップを嵌め込んだものや、あるいは金属板をスポット溶接などで仮止めしたもの等が好ましい。また、中空エレメント４１２（基礎梁４１）の内部は、作業員が通ることができる広さ（幅及び高さ）を有するものである。

長手方向に対して直交方向に隣接する中空エレメント４１２，４１２，…は、一方の中空エレメント４１２の側面に形成された溝状嵌合部４１２ａと、図８に点線で示される他方の中空エレメント４１２における円筒面状の側面が嵌め込まれた状態で、双方の連結孔４１２ｂに跨って挿通された不図示の鉄筋や金具等による連結手段を介して互いに連結される。また、一方の中空エレメント４１２の側面に形成された溝状嵌合部４１２ａと、他方の中空エレメント４１２における円筒面状の側面との間の空間に、中空エレメント４１２，４１２，…内に充填されるコンクリートＣの一部が、コンクリート充填孔４１２ｃや連結孔４１２ｂを介して充填されることによって、一層強固な接続状態を得ることができるようになっている。

図９は、このような断面形状をもつ中空エレメント４１２によって、基礎梁４１を図７のように埋設する工程を示す説明図である。すなわち、図９（Ａ）に示されるように、まず地盤１０に発進立坑１１が設けられ、この発進立坑１１内に掘進機８及び後続機械８１を配置する。そして、図９（Ｂ）に示されるように、推進用ジャッキ８２により掘進機８及び後続機械８１を発進立坑１１の発進坑口１１ａから押し出し、掘進機８による水平方向への地中掘進を開始する。

発進立坑１１では、掘進機８が中空エレメント４１２の一個分の長さに相当する距離だけ地中を掘進した時点で、後続機械８１の後端に中空エレメント４１２を連結し、推進用ジャッキ８２により発進坑口１１ａから押し出して行く。掘進機８は、この推進用ジャッキ８２によって、中空エレメント４１２及び後続機械８１を介して推進力を与えられる。そして、掘進機８が更に中空エレメント４１２の一個分の長さに相当する距離だけ地中を掘進した時点で、前記中空エレメント４１２の後端に、次の（二個目の）中空エレメント４１２を連結し、推進用ジャッキ８２により押し出して行く。なお、先行する既設の中空エレメント４１２と、その後方に継ぎ足される新設の中空エレメント４１２は、この中空エレメント４１２が鋼管等からなるものにおいては突合せ溶接により接合し、コンクリート管からなるものの場合は、入れ子式の嵌合方法によって、モルタル等を介して接合する。

一方、発進立坑１１から掘進機８の掘進方向所定の距離の位置には、地盤１０に到達立坑１２を設けておく。そして、上述のようにして、掘進機８の掘進に伴って、中空エレメント４１２を順次連結して押し出して行くことにより、やがて図９（Ｃ）に示されるように、掘進機８が、到達立坑１２に開設した到達坑口１２ａから到達立坑１２内に到達し、更に後続機械８１が到達立坑１２内に到達したら、到達立坑１２内で掘進機８及び後続機械８１を中空エレメント４１２から取り外す。このようにして、地盤１０内には、長手方向に互いに連結された複数の中空エレメント４１２からなる基礎梁４１が構築されることになる。なお、取り外した掘進機８及び後続機械８１は、次の基礎梁の構築に使用するために、発進立坑１１へ搬入する。

次に、図９(Ｄ)に示されるように、発進立坑１１に、次の基礎梁４１を埋設するための発進坑口１１ｂを開設し、発進立坑１１内に掘進機８及び後続機械８１を配置して駆動させ、推進用ジャッキ８２により発進坑口１１ｂから押し出して掘進させる。その後は、先に説明したのと同様の手順で、掘進機８が中空エレメント４１２の一個分の長さに相当する距離だけ掘進する都度、中空エレメント４１２を連結して、推進用ジャッキ８２により押し出して行く。そして図３(Ｅ)に示されるように、掘進機８が及び後続機械８１が到達立坑１２内に到達したら、到達立坑１２内で掘進機８及び後続機械８１を中空エレメント４１２から取り外す。

なお、中空エレメント４１２は、その溝状嵌合部４１２ａが長手方向に対して直交方向に隣接する中空エレメント４１２側を向くようにすることは言うまでもない。そしてこの場合、掘進機８が既設の基礎梁４１に沿って地中を直進しやすいように、溝状嵌合部４１２ａには、図８に参照符号１０ｂで示されるように、中空エレメント４１２の円筒面状の側面と連続した円筒面をなすように、改良土等を充填しておくことが好ましい。すなわち、このようにすれば、次の基礎梁４１を打設する際に、掘進機８が受ける掘削抵抗が円周方向均一となるので、直進しやすくなる。

また、図９に示される掘進機８による中空エレメント４１２の打設過程で、長手方向に対して直交方向に隣接する一方の中空エレメント４１２の溝状嵌合部４１２ａと、他方の中空エレメント４１２における円筒面状の側面との間の空間に残存する土砂（改良土１０ｂ）は、例えば図９に示される発進立坑１１から到達立坑１２へ向けて、あるいは逆に到達立坑１２から発進立坑１１へ向けて高圧水を噴射することによって除去する。次に、基礎梁４１の内部へ作業員が入り込み、連結孔４１２ｂ及びコンクリート充填孔４１２ｃの蓋を除去して開口させ、不図示の鉄筋、Ｈ形鋼等の補強材を、連結孔４１２ｂを介して、互いに隣接する基礎梁４１，４１に跨って挿通し、これら補強材同士を継手金具等で連結する。そして、これらの作業が終わったら、基礎梁４１，４１，…の内部にコンクリートを充填する。このコンクリートの一部は、コンクリート充填孔４１２ｃ等を介して、長手方向に対して直交方向に隣接する一方の中空エレメント４１２の溝状嵌合部４１２ａと、他方の中空エレメント４１２における円筒面状の側面との間の空間にも充填されることになる。

次に、図１０は、本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第三の形態を示す構築完了状態の説明図である。この形態においては、先に説明した図２（第一の形態）と同様の、矩形断面のエレメント４１１を用いて、基礎構造物４の基礎梁４１（４１_Ｈ，４１_Ｌ）を構成している。また、このうち下側の基礎梁４１_Ｌは、橋梁２の延長方向に対して直交する方向へ、かつ延長方向に互いに密接するか又は短い間隔で埋設され、その上の基礎梁４１_Ｈは、橋脚柱３の真下を通って、前記延長方向へ延びている。

図１１は、本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第四の形態を示す構築完了状態の説明図である。この形態においては、基礎構造物４の基礎梁４１に、先に説明した図８（第二の形態）と同様の、異形断面の中空エレメント４１２を用いている。詳しくは、中空エレメント４１２を長手方向に接続した複数の基礎梁４１が、橋梁２の延長方向へ互いに平行に、かつ互いに隣接して埋設され、各基礎梁４１は、細径杭４２の杭頭に結合されている。

橋梁２の延長方向に対する直交方向に隣接する中空エレメント４１２，４１２，…は、先に説明した図８に示されるように、一方の中空エレメント４１２の溝状嵌合部４１２ａと、他方の中空エレメント４１２における円筒面状の側面が嵌め込まれ、双方の連結孔４１２ｂに跨って挿通された不図示の鉄筋や金具等による連結手段や、双方の内部空間にコンクリート充填孔４１２ｃや連結孔４１２ｂを介して連続して充填されたコンクリートを介して一体化され、しかも、それぞれ細径杭４２に結合されているので、地盤１０が含水量の多い比較的軟弱な地盤であっても、大きな支持力を確保することができる。

なお、この形態による基礎構造物４の施工においては、中空エレメント４１２に、予め杭挿通孔（不図示）を開設し、図８に示される連結孔４１２ｂ及びコンクリート充填孔４１２ｃと同様、容易に除去可能な蓋で閉塞しておく。そして、図９に示される掘進機８による基礎梁４１（中空エレメント４１２）の埋設後、その杭打設位置のみ地盤１０の開削を行い、杭挿通孔を通して、基礎梁４１の下部の地盤へ細径杭４２を打設する。細径杭４２の打設後は、基礎梁４１の内部にコンクリートを充填することで、基礎梁４１と細径杭４２とを一体接合することができる。また、基礎構造物４を構成する複数の基礎梁４１のうちの一部は、図１０に参照符号４１’で示されるもののように、単純な円形断面の中空エレメントを用いることができる。

図１２は、本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第五の形態を示す構築完了状態の説明図、図１３は、この形態で用いられる中空エレメント４１３の斜視図である。この形態においては、図１２に示されるように、比較的大径の円形断面の中空エレメント４１３を長手方向に接続し、コンクリートＣを充填した基礎梁４１が、橋脚柱３の真下を通って、橋梁２の延長方向へ延びている。また、基礎梁４１は、それぞれ複数の細径杭４２の杭頭に結合されている。

中空エレメント４１３は、図１３に示されるように、鉄筋コンクリートあるいは鋼管等からなるものであって、断面が単純な円形の筒状となっている。この中空エレメント４１３は、上部壁面に柱結合孔４１３ａが開設され、下部壁面に複数の杭挿通孔４１３ｂが円周方向所定間隔で開設されている。柱結合孔４１３ａ及び杭挿通孔４１３ｂは、図８に示される連結孔４１２ｂ及びコンクリート充填孔４１２ｃと同様、容易に除去可能な蓋で予め閉塞しておく。

したがって、図１２の形態による基礎構造物４の施工においては、図９に示される掘進機８による基礎梁４１（中空エレメント４１３）の埋設後、柱結合孔４１３ａの形成位置のみ地盤１０の開削を行い、この柱結合孔４１３ａ及び杭挿通孔４１３ｂを通して、図１３に太矢印で示されるように、基礎梁４１の下部の地盤へ細径杭４２を打設する。細径杭４２の打設後は、基礎梁４１の内部にコンクリートを充填することで、基礎梁４１と細径杭４２とを一体接合することができる。また、柱結合孔４１３ａの蓋を除去して鉄筋等を通して、橋脚柱３との結合を行うことができる。

図１４は、本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第六の形態を示す構築完了状態の説明図である。この形態による基礎構造物４においては、相対的に大径の中空エレメント４１２を長手方向に接続しコンクリートＣを充填した上側の基礎梁４１_Ｈと、相対的に小径の中空エレメント４１３を長手方向に接続しコンクリートＣを充填した下側の基礎梁４１_Ｌが、上下に重合した状態で、橋脚柱３の真下を通って橋梁２の延長方向へ延び、これらの基礎梁４１_Ｈ，４１_Ｌが、それぞれ細径杭４２の杭頭に結合されている。

上側の基礎梁４１_Ｈを構成する大径の中空エレメント４１２は、図８に示されるような異形断面のものであり、下側の基礎梁４１_Ｌを構成する小径の中空エレメント４１３は、図１３に示されるような円形断面のものである。中空エレメント４１３は、その上の中空エレメント４１２に長手方向に連続して形成された溝状の嵌合部４１２ａに嵌め込まれた状態で重合し、その結合構造は、図８において説明したものと基本的には同様である。また、細径杭４２の杭頭との結合や、橋脚柱３との結合も、先の図１３での説明と同様にして行うことができる。

更に、図１５は、本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第七の形態を示す構築完了状態の説明図である。この形態による基礎構造物４においては、図８に示されるような異形断面の中空エレメント４１２を長手方向に接続しコンクリートを充填した複数の基礎梁４１を連結した連続壁４１_Ｗによって、車両５の通行が可能な地下空間４Ｓを形成したものである。中空エレメント４１２の互いの接合構造は、先に図８において説明したものと基本的には同様である。地上構造物である高架式道路の橋脚柱３は、前記地下空間４Ｓの上面壁４１_ＵＷをなす基礎梁４１に結合して構築される。

なお、図示の例では、地下空間４Ｓを画成する連続壁４１_Ｗのうち、橋梁２の橋脚柱３と接合される最上部の上面壁４１_ＵＷは、一部を細径杭４２の杭頭と結合させた構造としている。

この形態によれば、地下空間４Ｓによって、基礎構造物４全体としての比重が低下し、この基礎構造物４に地中で浮力が作用するので、橋梁２及び橋脚柱３による死荷重（静荷重）をキャンセルすることができ、このため、地盤１０が比較的軟弱であっても、図１１のような多数の細径杭４２などの施工を省略することができる。また、地下空間４Ｓは車道や鉄道などに有効利用することができるので、例えば図示の例のように、車線の増加を橋梁２と地下空間Ｓ４の双方で分担して、地上部分の車線増加を抑えることができる。また、基礎梁４１による地下空間４Ｓの上面壁４１_ＵＷの施工と同時に橋脚柱３等の地上構造物を施工することができる。

本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第一の形態を示す構築完了状態の説明図である。 第一の形態において用いられるエレメント４１１の斜視図である。 第一の形態において、基礎梁４１，４１，…を地中に埋設する工程を示す説明図である。 第一の形態において、基礎梁４１，４１，…による基礎構造物４の構築過程を示す断面図である。基礎構造物４上への高架式道路の構築過程を示す断面図である。 基礎構造物４上への高架式道路の構築過程を示す断面図である。 基礎構造物４上への高架式道路の構築過程を示す断面図である。 本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第二の形態を示す構築完了状態の説明図である。 第二の形態において用いられる中空エレメント４１２の斜視図である。 第二の形態において、基礎梁４１，４１，…を地中に埋設する工程を示す説明図である。 本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第三の形態を示す構築完了状態の説明図である。 本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第四の形態を示す構築完了状態の説明図である。 本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第五の形態を示す構築完了状態の説明図である。 第五の形態で用いられる中空エレメント４１３の斜視図である。 本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第六の形態を示す構築完了状態の説明図である。 本発明に係る基礎構造物の構築方法を、高架式道路の基礎構造物４の構築に適用した第七の形態を示す構築完了状態の説明図である。 杭基礎による高架式道路の基礎構造を示す断面図である。（従来技術） 直接基礎による高架式道路の基礎構造を示す断面図である。（従来技術）

符号の説明

１ 地上道路
２ 橋梁
３ 橋脚柱
４ 基礎構造物
４Ｓ 地下空間
４１，４１_Ｈ，４１_Ｌ 基礎梁
４１_Ｗ 連続壁
４１０，４１２，４１３ 中空エレメント
４１１ エレメント
４１１ａ，４１２ｂ 連結孔
４１１ｃ，４１２ｃ コンクリート充填孔
４１１ｄ，４１２ｄ，４１３ｃ 接続部
４１１ｅ，４１３ａ 柱結合孔
４１２ａ 嵌合部
４１３ｂ 杭挿通孔
４２ 細径杭
５ 車両
６ 牽引ジャッキ
６１ 鋼撚り線
７ 掘削装置
８ 掘進機
１０ 地盤
１１ 発進立坑
１２ 到達立坑

Claims (6)

1. 任意の断面形状を有するエレメントを長手方向に接続した基礎梁を、地中の任意の深さに略水平に埋設し、地上に構築される地上構造物と連結することを特徴とする基礎構造物の構築方法。
2. 基礎梁が、推進工法によってエレメントを地中推進させ、所定距離だけ推進する都度、既設エレメントの後端に新設エレメントを連結することによって構築されることを特徴とする請求項１に記載の基礎構造物の構築方法。
3. 複数の基礎梁を互いに平行に配置すると共に、互いに連結することを特徴とする請求項１に記載の基礎構造物の構築方法。
4. 複数の基礎梁を上下に互いに交差させて配置すると共に、互いに連結することを特徴とする請求項１に記載の基礎構造物の構築方法。
5. 複数の基礎梁を連結した連続壁で取り囲んだ地下空間を形成し、この地下空間の上面壁をなす基礎梁に、地上に構築される地上構造物を連結して施工することを特徴とする請求項１に記載の基礎構造物の構築方法。
6. 予め基礎梁にその長手方向へ連続した嵌合部を形成し、互いに隣接する基礎梁を、この嵌合部において互いに嵌合させることを特徴とする請求項１に記載の基礎構造物の構築方法。

Images