JP2005220592A - 軟弱地盤地下貯留施設、及びその構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、軟弱地盤上に地下構造物を構築し、かつ、遊水の地下貯留施設として利用するだけでなく、さらに、その地下貯留施設を基礎構造物として、その上に建物を構築する技術を提供しようとするものである。
【解決手段】
本発明は、軟弱地盤を第一の深さまで掘削し、傾斜角を有する第一傾斜面とする第一掘削ステップと、前記第一掘削ステップにて形成された傾斜面にそって、掘削底面に鋼矢板を連続配列する鋼矢板連続配列ステップと、前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板と、第二傾斜面を形成するとともに、前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板で取り囲まれた領域を掘削するする第二掘削ステップと、前記第二掘削ステップにて、掘り下げられた鋼矢板で取り囲まれた領域に貯留施設を構築する施設構築ステップと、埋め戻しステップと、を有する軟弱地盤地下貯留施設構築方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟弱地盤状に建設する構築物の地下構造を遊水貯留施設として利用し、かつ、その上に建築物を構築するという技術分野に関する。

従来、軟弱地盤上に建築物を構築する場合に地盤改良技術がもちいられていた。また、遊水池に構造物を構築するということは、あまり試みられたことがなかった。地盤改良技術はさまざまな方法があるが、地震時の液状化や土の圧密による地盤の沈下を防止するために、いずれも地盤の安定化を図るものである。また、これとは別に軟弱地盤上に構造物を構築する場合には、構造物を構築する地盤を掘削し、これを軽量なものに置換するという荷重軽減法があり、軟弱地盤における建築技術の有力な方法として考えられている。
特開平０５−３４６０２４ 土木技術「発泡ポリスチレンを用いた盛土」１９８６年３月 ｖｏｌ．４１ ＮＯ．３

しかしながら、本発明は、軟弱地盤上に建設する構築物の地下構造を遊水貯留施設として利用し、かつ、その上に建築物を構築しなればならない、という二重の課題を有する。前述の方法は、この二重の課題に対応することはできない。すなわち、地盤改良工法の場合および荷重軽減法にしても地下構造を利用するスペースがない。したがって、本発明は、かかる事情を鑑みて、軟弱地盤上に地下構造物を構築し、かつ、遊水の地下貯留施設として利用するだけでなく、さらに、その地下貯留施設の上に建物を構築する技術を提供しようとするものである。

本発明は軟弱地盤地下貯留施設、およびその構築方法にかかるものである。すなわち、本発明は、軟弱地盤を第一の深さまで掘削し、掘削壁面を３０度から６０度の範囲の傾斜角を有する第一傾斜面とする第一掘削ステップと、前記第一掘削ステップにて形成された傾斜面にそって、掘削底面に鋼矢板を連続配列する鋼矢板連続配列ステップと、前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板と、前記第一掘削ステップにて形成された傾斜面との間に３０度から６０度の範囲の傾斜角を有する第二傾斜面を形成するとともに、前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板で取り囲まれた領域を掘削するする第二掘削ステップと、前記第二掘削ステップにて、掘り下げられた鋼矢板で取り囲まれた領域に貯留施設を構築する施設構築ステップと、施設構築ステップに構築された貯留施設と、前記第一掘削ステップ、及び、第二掘削ステップにて形成された第一傾斜面、及び、第二傾斜面との間隙を埋め戻す埋め戻しステップと、を有する軟弱地盤地下貯留施設構築方法である。

また、本実施形態の別の実施形態は、前記第一斜面および第二斜面は、その表面が吹き付けコンクリートで覆われていることを特徴とする。

本発明の請求項１から３に記載の軟弱地盤地下貯留施設、およびその構築方法によれば、軟弱地盤状に建設する構築物の地下構造を遊水貯留施設として利用し、かつ、その上に建築物を構築するという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１から図７は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。
実施形態は、主として請求項１と請求項２と、請求項３に関する。

≪実施形態≫

<実施形態の構成>
図１から図７は、実施形態１の軟弱地下貯留施設構築方法を示す部分断面図である。
図３から図７は、掘削面の片側のみを表示した図である。

実施形態１は、第一掘削ステップＳ１と、鋼矢板連続配列ステップＳ２と、第二掘削ステップＳ３と、施設構築ステップＳ４と、埋め戻しステップＳ５と、を有する軟弱地盤地下貯留施設構築方法であって、貯留施設７と、第一傾斜面２と、第二傾斜面５と、間詰めコンクリート５と、建物１０と、鋼矢板４と、からならなる軟弱地盤地下貯留施設である。

<実施形態の構成の説明>
以下では、図１から図７を用いて前記構成要件の詳細な説明を行う。
図１は、軟弱地盤地下貯留施設構築方法を説明するフローチャートである。
図２は、第一掘削ステップと、鋼矢板連続配列ステップを説明する図である。

「第一掘削ステップ」は、軟弱地盤を地盤面１から第一の深さ３まで掘削し、掘削壁面を３０度から６０度の範囲の傾斜角を有する第一傾斜面とする。掘削壁面の傾斜角は、軟弱地盤を構成する土質によって判断する。すなわち、掘削壁面の傾斜角は、形成された斜面がくずれないように形成する。また、軟弱地盤が、この傾斜面を形成できない程度の土質であった場合には、この傾斜面は補強してもよい。補強の方法は、最初は液性で時間経過とともに固化する材料を用いてよく、第一傾斜面に吹き付けるあるいは塗布してもよい。一例として、吹きつけコンクリートにて補強してもよい。また、吹きつけモルタルであってもよい。あるいは、鉄板を傾斜面に沿って配してもよい。また、鉄骨と鉄板やデッキプレートなどをあわせ用いてもよい。さらに、傾斜面の補強が必要な場合には、鉄骨あるいは鉄筋を配した鉄筋コンクリートにて、斜面の上から補強してもよい。

「鋼矢板連続配列ステップ」は、前記第一掘削ステップにて形成された傾斜面にそって、掘削底面に鋼矢板を連続配列する。鋼矢板は、傾斜面から距離を置いた位置に配置される。前記傾斜面からの距離は、例えば、３mから３０ｍの範囲にある。さらに、鋼矢板の第一の深さからの貫入量は、例えば、２０ｍ程度である。
鋼矢板形状は、さまざまなものがあるが、厚板による形式のものや、鋼管形式のものを用いてよい。鋼管形式の場合は、基礎杭として共用することが可能となる。また、本実施形態の別の実施形態は、この鋼矢板の部分をコンクリート壁にて構築することである。コンクリート壁は、現場にて構築してもよく、プレキャスト材にて構築してもよい。
図３は、第二掘削ステップを説明するための図である。

「第二掘削ステップ」は、前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板と、前記第一掘削ステップにて形成された傾斜面との間に３０度から６０度の範囲の傾斜角を有する第二傾斜面を形成するとともに、前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板で取り囲まれた領域を掘削するする。第二斜面は、第一斜面と同じ傾斜であることが望ましい。また、掘削は、地下水位が高いために十分な地下水のくみ上げを行いながら実施することが望ましい。したがって、掘削面の周囲に配される鋼矢板は、緊密に配置されていることが望ましい。なお、斜面については、第二掘削面の深さが例えば、１０ｍを超えるような場合には、第三斜面を設けても良い。目安としては、４ｍの深さを超えるごとに新しい斜面を設けるということが望ましい。
図４は、施設構築ステップを説明するための図である。

「施設構築ステップ」は、前記第二掘削ステップにて、掘り下げられた鋼矢板で取り囲まれた領域に貯留施設を構築する。施設の基礎は、マットベースであることが望ましい。マットベースは、軟弱地盤に加わる単位面積あたりの荷重を軽減することができ、荷重分散が図れるからである。また、マットベースは防水加工されていることが望ましい。さらに、マットベースの鉄筋は防食加工あるいは電気的な防食措置がなされていることが望ましい。貯留施設は、遊水池として利用できるように、架構形式になっていることが望ましい。架構形式は、本実施形態においては、鉛直荷重を受ける部材が柱で形成されている構造のことを言う。貯留施設は、水平力に対する強度の不足を補うために、水平力を受ける筋交いや壁が適切に配されていることが望ましい。しかし、この貯留施設は、その施設内で遊水が自由に移動できるように、閉鎖的な空間ができないようにすることが望ましい。また、遊水が流れるように、マットベースの上面のレベルにおいて、傾斜角を有していることが望ましい。これによって、重力差により、遊水が移動することが可能になる。このような架構形式にすることによって、軟弱地盤が第二の深さにある地盤面６にて支持する荷重ははるかに軽減されるという効果を奏する。
図５と図６は、埋め戻しステップを説明するための図である。

「埋め戻しステップ」は、施設構築ステップに構築された貯留施設と、前記第一掘削ステップ、及び、第二掘削ステップにて形成された第一傾斜面、及び、第二傾斜面との間隙を埋め戻す。特に第二傾斜面と貯留施設の間の埋め戻しは、コンクリートによって間詰めされてもよい。これによって、貯留施設と、鋼矢板と、第二傾斜面と、が一体に形成されることによって、貯留施設は、接触地盤面が大きくなるために、単位面積あたりの荷重をさらに軽減することができる。これによって、地盤の沈下を防止することができる。また、前期貯留設備は、貯留設備が鋼矢板と一体になることによって、貯留設備に加わる水平力、たとえば地震荷重による水平せん断力を鋼矢板によって受けることが可能になり、一体化させることによって、単位面積あたりに軟弱地盤に加わる地震せん断力を低減することができるという効果を奏する。
図７は、軟弱地盤地下貯留施設の全体構造およびその構成を説明するための図である。

「貯留施設」は、地下の連続配列された鋼矢板に取り囲まれた領域に配置される。鋼矢板は、第二傾斜面を構築する際に、第一傾斜面および第二傾斜面に起因する土圧に抵抗するものであり、施工荷重を支持するとともに、貯留施設の完成後は、貯留施設やその上部に構築される建物に加わる地震水平力や、建物に加わる風荷重に起因する水平せん断力に抵抗する。貯留施設は、地下の遊水地として、また、上部に構築される建物や構造物に対する基礎構造物としての意味を有する。

「第一傾斜面」は、前記連続配列された鋼矢板の外側に配される傾斜角が３０から６０度の一段目の掘削斜面である。

「第二傾斜面」は、前記連続配列された鋼矢板の外側に配される傾斜角が３０から６０度の二段目の掘削斜面である。

「間詰めコンクリート」前記貯留施設、前記鋼矢板、前記第一傾斜面又は／及び第二傾斜面の間隙に配される。間詰めコンクリートは、鉄筋が配されていてもよい。また、貯留施設と間詰めコンクリートの材質は同じであってよく、一体にて整形されていてもよい。

「建物」は、前記貯留施設上に構築される。前記建物は、ショッピングセンター、体育館、事務所ビル、病院、個人住宅、マンション、ほかのすべての建築物を含むだけでなく、駅舎、道路、橋梁の基礎、などのすべての土木構造物を含む。さらに、工作物や機械設備なども含まれるものとする。

<実施形態の効果の説明>

実施形態１によって、軟弱地盤状に建設する構築物の地下構造を遊水貯留施設として利用し、かつ、その上に建築物を構築するという優れた効果を奏し得る。

尚、本発明の軟弱地盤地下貯留施設、およびその構築方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の軟弱地盤地下貯留施設、およびその構築方法については、特に都心部において大雨などにおいて床上浸水などが起こりやすい地域における建築技術に展開できる。

軟弱地盤地下貯留施設構築方法を説明するフローチャート 第一掘削ステップと、鋼矢板連続配列ステップを説明する図 第二掘削ステップを説明するための図 施設構築ステップを説明するための図 第二傾斜面と貯留施設の間の施設埋め戻しステップを説明するための図である。 第一傾斜面と貯留施設の間の埋め戻しステップを説明するための図である。 軟弱地盤地下貯留施設の全体構造およびその構成を説明するための図

符号の説明

１ 地盤面（ＧＬ）
２ 第一傾斜面
３ 第一の深さにある地盤面
４ 鋼矢板
５ 第二傾斜面
６ 第二の深さにある地盤面
７ 貯留施設
８ 埋め戻し
９ 埋め戻し
１０ 建物

Claims (3)

1. 軟弱地盤を第一の深さまで掘削し、掘削壁面を３０度から６０度の範囲の傾斜角を有する第一傾斜面とする第一掘削ステップと、
   前記第一掘削ステップにて形成された傾斜面にそって、掘削底面に鋼矢板を連続配列する鋼矢板連続配列ステップと、
   前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板と、前記第一掘削ステップにて形成された傾斜面との間に３０度から６０度の範囲の傾斜角を有する第二傾斜面を形成するとともに、前記鋼矢板連続配列ステップにて配列された鋼矢板で取り囲まれた領域を掘削するする第二掘削ステップと、
   前記第二掘削ステップにて、掘り下げられた鋼矢板で取り囲まれた領域に貯留施設を構築する施設構築ステップと、
   施設構築ステップに構築された貯留施設と、前記第一掘削ステップ、及び、第二掘削ステップにて形成された第一傾斜面、及び、第二傾斜面との間隙を埋め戻す埋め戻しステップと、
   を有する軟弱地盤地下貯留施設構築方法。
2. 前記第一傾斜面又は／及び第二傾斜面は、その表面が吹き付けコンクリートで覆われていることを特徴とする請求項１に記載の軟弱地盤地下貯留施設構築方法。
3. 地下の連続配列された鋼矢板に取り囲まれた領域に配置される貯留施設と、
   前記連続配列された鋼矢板の外側に配される傾斜角が３０から６０度の二段に形成される第一傾斜面と、第二傾斜面と、
   前記貯留施設、前記鋼矢板、前記第一傾斜面又は／及び第二傾斜面の間隙に配される間詰めコンクリートと、
   前記貯留施設上に構築される建物と、有する軟弱地盤地下貯留施設。

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