JP2005179993A

JP2005179993A - 地下中空構造物の壁体部材と地下中空構造物の施工方法

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Publication number: JP2005179993A
Application number: JP2003421384A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Watanabe; 康夫渡辺
Original assignee: Nihon Samicon Co Ltd
Current assignee: Nihon Samicon Co Ltd
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2023-12-18
Also published as: JP4269273B2

Abstract

【課題】構築後に地下水流を確保することができる地下中空構造物を提供する。
【解決手段】地中に挿入して地下中空構造物１の側壁部３Ａを形成するプレキャストコンクリート製の壁体部材２を形成する。この壁体部材２は、地下中空構造物１の底版部６より下方に設けられた通水孔51と、この通水孔51を開閉する開閉手段52とを備える。壁体部材２により地下中空構造物１の側壁部３Ａを形成した後、開閉手段52により通水孔51を開くことにより、地下構造物１下方における地下水流を確保することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、頂版部を設けたボックスカルバートなどの地下中空構造物の壁体部材と地下中空構造物の施工方法に関する。

この種の地下中空構造物の施工方法として、両側に地中壁を設け、これら地中壁の間を掘削し、それら地中壁の間に中空構造物を設ける地下中空構造物の施工方法において、前記両側の地中壁をプレキャスト製の頂版部材により連結した後、該頂版部材の下方を掘削し、この掘削した掘削孔に底部を形成し、前記地中壁を構造物の側版部とする施工方法（例えば特許文献１）であり、連続地中壁は、構造物の長さ方向にプレキャストコンクリート版を打ち込んで並べて形成され、そのコンクリート版として、コンクリート矢板（例えば特許文献２）などが知られている。
特開２００１−３９２６８９号公報特開平１０−２５２０６６号公報

上記のような地下構造物では、側版部となる連続地中壁が地中深く挿入され、その連続地中壁が基礎となって高い強度を備えたものとなる。

しかし、従来の連続地中壁は止水壁であるから、地下に水流がある場合、構造物下方における地下水流を遮断し、地中壁の構築後に井戸の枯渇や地盤沈下などを招く虞がある。

そこで、本発明は、構築後に地下水流を確保することができる地下中空構造物の壁体部材と地下中空構造物の施工方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、地中に挿入して地下中空構造物の側壁部を形成するプレキャストコンクリート製の壁体部材において、地下中空構造物より下方に設けられた通水孔と、この通水孔を開閉する開閉手段とを備えるものである。

また、請求項２の発明は、前記開閉手段は、前記通水孔を塞ぐ蓋部と、この蓋部に連結され該蓋部を引き上げ可能な操作部とを備えるものである。

また、請求項３の発明は、プレキャストコンクリート製の壁体部材を地中に挿入して形成される側壁部と、両側の前記側壁部間に設けられた底版部とを備えた地下中空構造物の施工方法において、前記壁体部材に通水孔を形成し、この通水孔を開閉手段により塞いだ状態で壁体部材を地中に挿入し、前記底版部を形成した後、前記通水孔を開く施工方法である。

また、請求項４の発明は、前記開閉手段は前記通水孔を塞ぐ蓋部を有し、この蓋部を引き上げて前記通気孔を開く施工方法である。

また、請求項５の発明は、前記蓋部が壁体部材の外面に配置されている施工方法である。

請求項１の発明によれば、壁体部材により地下中空構造物の側壁部を形成した後、開閉手段により通水孔を開くことにより、地下構造物下方における地下水流を確保することができる。

また、請求項２の発明によれば、壁体部材を地中に挿入して地下中空構造物の側壁部を形成した後、地上で操作部を使って蓋部を引き上げることにより通水孔を塞ぐ蓋部を開くことができる。

また、請求項３の発明によれば、地下中空構造物の底版部を形成した後、通水孔を開き、該底版部下方における地下水流を確保することができる。

また、請求項４の発明によれば、地上側から蓋部を引き上げることにより通水孔を開くことができる。

また、請求項５の発明によれば、蓋部を壁体部材の外面に沿ってスムーズに引き上げることができ、また、地下中空構造物の側壁部内面側を仕上げた後でも、通水孔を開閉することができる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる地下中空構造物の壁体部材と地下中空構造物の施工方法を採用することにより、従来にない地下中空構造物の壁体部材と地下中空構造物の施工方法が得られ、その地下中空構造物の壁体部材と地下中空構造物の施工方法を夫々記述する。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１〜図９は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、地下中空構造物１は、プレキャストコンクリートの壁体部材２を地中に打ち込みなどにより挿入して両側に連続地中壁３，３を形成した後、これら連続壁３，３の上部を、プレキャストコンクリート製のほぼ平板状の頂版部材４により連結し、地中壁３，３の上部間を頂版部材４により一体に連結し、この例では、その連結後に、頂版部材４の下方の掘削を行う。尚、図７に示すように、頂版部材４の地中壁３への連結作業を容易にするため、地中壁３，３間の上部を掘削しておくことができる。尚、掘削孔５を形成し、底版部６を形成した後、頂版部材４の施工を行うようにしてもよい。

頂版部材４を連結後の掘削においては、頂版部材４が切り梁として作用するため、地中壁３，３に、別途にアンカーや切り梁を設ける必要がなく、また、頂版部材４を隙間なく設ければ、頂版部材４の下方における掘削作業の騒音が外部に漏れることも防止できる。

図９に示すように、頂版部材４の下方で、地中壁３，３の内面が露出するように掘削孔５を形成し、掘削孔５の底面５Ｔを平坦に敷き均す。この後、この例では、現場打ちコンクリートにより、底面３Ｔの上に底版部６を形成する。また、頂版部材４は、構造物１の長さ方向に連続して隙間なく設けられ、その上面に現場打ちコンクリート層７を設け、それら頂版部材４とコンクリート層７の合成梁からなる頂版部８が形成されている。尚、頂版部材４のみで頂版部を構成するようにしてもよい。また、図中、９は底版部６の両側で側版部８の下部側に設けられた溝部であり、この溝部９は構造物１のほぼ長さ方向全長に設けられ、上部には図示しない蓋体９Ａが着脱可能に設けられている。このようにして、図６に示すように、頂版部８と、連続地中壁３，３からなる側版部３Ａ，３Ａと、底版部６とからなるボックスカルバートの中空構造物１が形成される。

尚、前記底版部６をプレキャストコンクリート製とすることもでき、前記底版部６を接合部材等により両側の地中壁３，３と一体化することが好ましい。また、構造物１の両側の地面Ｇは、図６に示すように、施工後、構造物１の上面と面一に形成する。

上記のようなボックスカルバートにおいて、図１〜図５に示すように、前記壁体部材２は、断面略長方形形状をなし、長さ方向両側に連結面21，21を有し、その壁体部材２は、中空構造物１の内面となる側版面３Ａに凹部22を形成し、この凹部22は上下方向に連続して壁体部材２の下端に開口すると共に、上端は閉塞部23により閉塞している。前記凹部22はその内底面部22Ａの両側に外側に向って間隔が拡大する内側面部22Ｂ，22Ｂを備える。前記閉塞部23の下面部23Ａは、凹部22の内底面部22Ａから外側に向って高くなる傾斜面に形成され、また、前記閉塞部23には上下方向に貫通する排土孔24が形成され、この排土孔24は前記内底面部22Ａと前記内側面部22Ｂの内底面部22Ａ側とに連続している。尚、前記内底面部22Ａの長さは、壁体部材２の長さＬの２分の１以上である。

前記壁体部材２は、中空構造物１の下方、すなわちこの例では底版部６の下方に、内外面を貫通する通水孔51が設けられ、この通水孔51は前記凹部22の内底面部22Ａと壁体部材の外面２Ｇとの薄肉部22Ｃに形成されている。また、前記通水孔51を開閉する開閉手段52が設けられ、この開閉手段52は、鉄板などの閉塞板53を備え、この閉塞板53は上下方向にほぼ同一幅を有し、前記通水孔51位置から壁体部材２の上部に至る上下方向の長さを有し、前記閉塞板53に対応する案内溝部54が、壁体部材２の外面２Ｇに形成されている。そして、前記閉塞板53は、その下部が前記通水孔51を塞ぐ蓋部53Ａであり、その上部が蓋部53Ａを上方に引き上げて前記通水孔51を開く操作部53Ｂである。尚、この例では、一体形成された閉塞板53の上部と下部が、蓋部53Ａと操作部53Ｂであるから、これら蓋部53Ａと操作部53Ｂとは一体に連結されている。

そして、連続地中壁３の施工においては、油圧作動のコンクリートパイラなどで、コンクリート矢板である壁体部材２を地中に打ち込み、圧入装置である前記コンクリートパイラは、壁体部材２をチャックで挟み、油圧で一定深さ打ち込み、しゃくとり虫式に、チャックで挟む位置を上方に変えて再び打ち込むことを繰り返し、地中に挿入する。あるいは、この挿入にはバイブロハンマなどを用いてもよい。この場合、凹部22を有する壁体部材２を地中に挿入すると、該壁体部材２の凹部22の下端が開口しているから、スムーズに挿入することができ、また、凹部22を伝わる土は排土孔24から上方へ排出されるため、閉塞部23による抵抗が少なくなる。尚、凹部22を有する壁体部材２は、後述する付帯設備を設ける箇所に用い、連続地中壁３の他の部分は凹部のない矩形の壁体部材２Ａを用いる。このようにして複数の壁体部材２を長さ方向に並べると共に、連結面21，21を合わせて連続地中壁３を形成する。尚、連結面21，21間に目地材などを充填して止水する。そして、中空構造物１の内部において、前記凹部22内に付帯設備31を収納配置する。また、付帯設備31を収納配置した後、現場打ちコンクリート32により凹部22を塞ぐ。図１には、付帯設備22として、非常電話ボックスを図示しており、その付帯設備22の前面側を露出し、後部を凹部22内に配置すると共に、現場内コンクリート32により凹部22全体を塞ぐ。また、この際、凹部22に付帯設備22に係る配線などを引き回す。例えば、付帯設備22が消火栓ボックスであれば送水管、端子盤であれば配線など付帯設備22と外部とを接続する接続線を凹部22内に引き回し、送水管及び配線を前記溝部９内に配置する。

そして、中空構造物１の施工後、あるいは少なくとも両側の地中壁３，３及び底版部６を形成した後、前記閉塞板53の操作部53Ｂを使って該閉塞板53を持ち上げ、閉塞板53の下端を通水孔51より上まで移動し、該通水孔51を開く。両側の地中壁３，３において壁体部材２，２の通水孔51を開くことにより、地中構造物１の底版部６より下方の地中で地下水流を確保することができ、地中構造物１の構築により地下水流を遮断することを防止できる。また、閉塞板53は、少なくとも通水孔51が開く位置まで引き上げても良いし、該閉塞板53全体を引き抜いて再利用するようにしてもよい。

このように本実施例では、請求項１に対応して、地中に挿入して地下中空構造物１の側壁部３Ａを形成するプレキャストコンクリート製の壁体部材２において、地下中空構造物１の底版部６より下方に設けられた通水孔51と、この通水孔51を開閉する開閉手段52とを備えるから、壁体部材２により地下中空構造物１の側壁部３Ａを形成した後、開閉手段52により通水孔51を開くことにより、地下構造物１下方における地下水流を確保することができる。尚、この請求項１では、例えば閉塞板53に通水孔51と連通可能な連通孔を形成し、壁体部材２の地中挿入時には、通水孔51を閉塞した状態で前記連通孔が通水孔51の上部に位置し、構造物１の構築後に閉塞板53を壁体部材２に対して下げ、通水孔51と連通孔とを連通して通水孔51を開くようにしてもよい。

また、このように本実施例では、請求項２に対応して、開閉手段52は、通水孔51を塞ぐ蓋部53Ａと、この蓋部53Ａに連結され該蓋部53Ａを引き上げ可能な操作部53Ｂとを備えるから、壁体部材２を地中に挿入して地下中空構造物１の側壁部３Ａを形成した後、地上側で操作部53Ｂを使って蓋部53Ｂを引き上げることにより通水孔51を塞ぐ蓋部53Ａを開くことができる。

また、このように本実施例では、請求項３に対応して、プレキャストコンクリート製の壁体部材２を地中に挿入して形成される側壁部３Ａと、両側の前記側壁部３Ａ。３Ａ間に設けられた底版部６とを備えた地下中空構造物の施工方法において、壁体部材２に通水孔51を形成し、この通水孔51を開閉手段52により塞いだ状態で壁体部材２を地中に挿入し、底版部６を形成した後、通水孔51を開くから、地下中空構造物１の底版部６を形成した後、通水孔51を開き、該底版部６下方における構造物幅方向の地下水流を確保することができる。

また、このように本実施例では、請求項４に対応して、開閉手段52は通水孔51を塞ぐ蓋部53Ａを有し、この蓋部53Ａを壁体部材２の外面に沿って引き上げて通気孔51を開くから、地上側から蓋部53Ａを引き上げることにより通水孔51を開くことができる。

また、このように本実施例では、請求項５に対応して、蓋部53Ａが壁体部材２の外面２Ｇに配置されているから、蓋部53Ａを壁体部材２の外面２Ｇに沿ってスムーズに引き上げることができ、また、地下中空構造物１の側壁部３Ａ内面側を仕上げた後でも、通水孔51を開閉することができる。

また、実施例上の効果として、通水孔51を薄肉部22Ｃに形成し、該通水孔51を閉塞板53で塞いだ状態で壁体部材２を地中に挿入するから、該通水孔51部分における掘削抵抗が少なく済む。さらに、壁体部材２の外面２Ｇに閉塞板53を案内する案内溝部54を形成したから、閉塞板53をスムーズに引き上げることができると共に、引き上げにより通水孔51を確実に開くことができる。

さらに、実施例上の効果として、地中に挿入して地下中空構造物１の側版部３Ａ，３Ａを形成するプレキャストコンクリート製の壁体部材２において、壁体部材２に、上下方向に連続すると共に内面に開口する凹部22を形成し、この凹部22が前記壁体部材の下端に開口するから、壁体部材２をスムーズに地中に挿入することができ、壁体部材２により構造物１の側版部３Ａを形成し、その凹部22に付帯設備31を設けることができる。また、凹部22の壁体部材２上部に閉塞部23を設けると共に、この閉塞部23に凹部22に連通する上下方向の排土孔24を形成したから、壁体部材２を地中に挿入する際、凹部22の土砂が排土孔24から排出される。また、壁体部材２の上部に閉塞部23を設けたから、凹部22箇所は平断面積が小さいが、これより閉塞部23の上面の面積が広く、構造物１の頂版部８の施工を容易に行うことができる。また、こ凹部22は底部たる内底面部22Ａから外側に向って拡大するから、略Ｕ字状の断面形状をなし、壁体部材２を安定して挿入することができ、また、長さ方向に隣合う壁体部材２，２同士の連結面21，21が広くなるので、水密性などを向上できる。また、両側に設けた側版部３Ａ，３Ａと、これら側版部３Ａ，３Ａ間に設けられた頂版部３Ａと、それら側版部３Ａ，３Ａ間に設けられた底版部６とを備え、側版部３Ａの少なくとも一部を壁体部材２で構成し、この壁体部材２の凹部22に付帯設備31を設けたから、付帯設備31の施工が容易な地下中空構造物が得られる。さらに、実施例上の効果として、閉塞部23の下面23Ａは、凹部22の底部たる内底面部22Ａから外側に向って高くなるから、壁体部材２を地中に挿入する際、凹部22の土砂が排土孔24から排出され、残りは外側に向って高くなる下面に案内されるため、スムーズな挿入が可能となる。

また、実施例上の効果として、両側に地中壁３，３を設け、これら地中壁３，３の間を掘削し、それら地中壁３，３の間に中空構造物１を設ける地下中空構造物の施工方法において、両側の地中壁３，３をプレキャスト製の頂版部材４により連結した後、該頂版部材４の下方を掘削し、この掘削した掘削孔５に底部たる底面５Ｔを形成し、地中壁３，３を構造物１の側版部３Ａ，３Ａとするから、両側の地中壁３，３を頂版部材４により連結することにより、頂版部材４が両側の地中壁３，３に対して切り梁の作用をなして背面土圧に対抗し、そのまま頂版部材４の下方を掘削することができる。このようにして地中壁３，３間を掘削し、地中壁３，３を構造物１の側版部３Ａとするため、埋め戻しの必要がなく、地中壁３，３と頂版部材４とを備えた地下中空構造物１が得られ、この地下中空構造物１の幅は、地中壁３，３の間隔に対応するから、施工において用地幅も小さく済む。また、底部が両側の地中壁３，３間に設けられたコンクリート製の底版部６であり、両側の側版部３Ａが底版部６により連結され、地下中空構造物１の強度が向上する。また、頂版部材４と側版部３Ａ，３Ａと底版部６とが一体化されたボックス状の中空構造物１であるボックスカルバートが得られる。

図１０は本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、側版部３Ａは、前記連続地中壁３とこの連続地中壁３の内面に一体に設けた内側版部33とからなり、この場合も、付帯設備31の後部は凹部22内に位置する。尚、前記内側版部33はプレキャストコンクリート製でも、現場内コンクリートでもよく、あるいは他の部材でもよい。

図１１は本発明の第３実施例を示し、上記第１実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例の地下中空構造物１Ａは、第１実施例の構造物１より幅広であり、幅方向中央に仕切り壁41が設けられており、このように内部が仕切り壁41により仕切られた中空構造物１Ａにおいても、凹部22を有する壁体部材２を用いることにより、付帯設備31を簡便に設けることができる。

また、この例では、構造物１Ａの設置位置の下方を予め掘削し、下層61を粘土部などの非通水層と、この下層61の上に上層62を設け、この上層62は砂質土部などの通水層であり、この上層62に両側の連続壁３の通水孔51が位置する。このようにすると、幅広な構造物１Ａであっても、その下部において通水性を有する上層62に地下水流の流れを確保することができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、通水孔の形状，大きさや数などは適宜選定可能である。また、実施例では、平開閉手段は、全体が平板状の閉塞板を備えるものを示したが、通水孔を開閉する蓋部を平板状とし、この蓋部に棒状の操作部を連結するなど、開閉手段は各種の変形が可能である。

本発明の第１実施例を示す一部を切欠いた壁体部材の外面側の斜視図である。同上、一部を切欠いた壁体部材の内面側の斜視図である。同上、壁体部材の一部切欠き側面図である。同上、図３のＡ−Ａ線断面図である。同上、図３のＢ−Ｂ線断面図である。同上、地下中空構造物の断面図である。同上、両側に壁体部材を挿入した状態の断面図である。同上、施工の途中において地中壁を頂版部材により連結した状態の断面図である。同上、施工の途中において掘削孔を形成した状態の断面図である。本発明の第２実施例を示す地下中空構造物の断面図である。本発明の第３実施例を示す地下中空構造物の断面図である。

符号の説明

１地下中空構造物
２壁体部材
３連続地中壁
３Ａ側版部
６底版部
８頂版部
51 通水孔
52 開閉手段
53 閉塞板
53Ａ蓋部
53Ｂ操作部

Claims

地中に挿入して地下中空構造物の側壁部を形成するプレキャストコンクリート製の壁体部材において、地下中空構造物より下方に設けられた通水孔と、この通水孔を開閉する開閉手段とを備えることを特徴とする地下中空構造物の壁体部材。
前記開閉手段は、前記通水孔を塞ぐ蓋部と、この蓋部に連結され該蓋部を引き上げ可能な操作部とを備えることを特徴とする請求項１記載の地下中空構造物の壁体部材。
プレキャストコンクリート製の壁体部材を地中に挿入して形成される側壁部と、両側の前記側壁部間に設けられた底版部とを備えた地下中空構造物の施工方法において、前記壁体部材に通水孔を形成し、この通水孔を開閉手段により塞いだ状態で壁体部材を地中に挿入し、前記底版部を形成した後、前記通水孔を開くことを特徴とする地下中空構造物の施工方法。
前記開閉手段は前記通水孔を塞ぐ蓋部を有し、この蓋部を引き上げて前記通気孔を開くことを特徴とする請求項３記載の地下中空構造物の施工方法。
前記蓋部が壁体部材の外面に配置されていることを特徴とする請求項４記載の地下中空構造物の施工方法。