JP2010270442A - 地下壁体構築方法および地下壁体 - Google Patents

Abstract

【課題】水平力を周囲の地盤に伝達できる構造の地下壁体を、シートパイルの一部を型枠として用いつつその撤去が容易となるように構築する。
【解決手段】地下構造物７の周囲の地盤３に、凸部を有する複数のシートパイルを貫入して、外側に突出する突出部６を有する土留め壁５を構築し、地下構造物７との間の地盤３を掘削する。次に、外型枠２１を土留め壁５の突出部６内に設置し、内型枠２７を土留め壁５の内側に設置した後、土留め壁５内面の外型枠２１の設置位置より内側の部分に剥離層２５を形成する。続いて、外型枠２１および土留め壁５と、内型枠２７との間に配筋してコンクリート２９を打設し、コンクリート２９の養生後、シートパイルを引き抜く。
【選択図】図３

Description

本発明は地下壁体構築方法およびこれによって構築される地下壁体に関する。

従来、地下構造物を構築する際は、その周囲を鋼矢板（シートパイル）などの土留め壁を打設することによって土圧を支え、その内側で新たな壁体を構築する。土留め壁にシートパイルを用いる場合、そのシートパイルについては、壁体を構築後その外周にあるシートパイルを引き抜き撤去するケース（特許文献１）や、シートパイルを一方の型枠として用いるケース（特許文献２）や、そのまま埋め殺しとするケースがある。

特開２００４−５２４６２号公報 特開平９−１２５４１７号公報

ところで、近年行われることの多い既存建物の免震化工事において、既存建物の基礎部分に免震装置を設置すると共に、既存建物の地下構造物の外周に基礎躯体から連続する新たな擁壁（地下壁体）を設ける場合がある。
図４を参照して、このような既存建物の免震化工事における擁壁について説明する。
図４は、既存建物の免震化工事における擁壁について説明する図である。

図４（ａ）は、既存建物１００の免震化工事の施工状況を示す断面図であり、既存建物１００の免震化工事において、既存建物１００の地下構造物３００の基礎部分に免震装置６００を設置した状態を示す。ただし、この状態では免震装置６００はまだ機能していない。
擁壁４００（地下壁体）は、その下部で耐圧板５００と連続するように地下構造物３００の周囲に構築される。擁壁４００と周囲の地盤２００との間には、地盤２００による土圧を支える土留め壁４１０が構築される。擁壁４００と既存建物１００（地下構造物３００）の間は仮設スラブ７００等の水平部材により連結される。これは、免震装置６００を作動させるまでの間、施工中に生じる地震時等に既存建物１００（地下構造物３００）にかかる水平力を周囲の地盤２００に伝達するためである。なお、図に示す状態から、仮設スラブ７００等の水平部材を撤去する事によって免震装置６００が可動状態となり、既存建物１００の免震化工事は終了する。また、擁壁４００と既存建物１００（地下構造物３００）の間隔は、地震時等の免震装置６００による既存建物１００（地下構造物３００）の水平変位（免震クリアランス）を考慮して定められている。

図４（ｂ）は、このときの擁壁４００等の様子を示す平面図であり、地盤２００、土留め壁４１０、外型枠４２０、擁壁４００、仮設スラブ７００、既存建物１００（地下構造物３００）の並びを示す。外型枠４２０は擁壁４００を構築する際に用いたもので、擁壁４００の構築後も残存するものである。既存建物１００（地下構造物３００）と擁壁４００が仮設スラブ７００で連結されており、擁壁４００は土留め壁４１０、外型枠４２０を介して地盤２００に接する。
擁壁４００と地盤２００が土留め壁４１０、外型枠４２０を介して接する部分では、図示するように、擁壁４００が通常略直線状に構成される。しかしながら、この場合、既存建物１００（地下構造物３００）から仮設スラブ７００等の水平部材を介して伝わる水平力について、８００に示す方向の力は地盤２００に伝達できるものの、これと直交する擁壁長手方向においては摩擦抵抗が期待できず、９００に示す、擁壁４００と地盤２００とのせん断方向の力を伝達できない。

また、特許文献２について、構築される地下壁体は上述の２方向の水平力を伝達できる構造となっているが、その構成上、壁体を構築する際の型枠として用いたシートパイルを引き抜くことができず埋め殺しとなってしまうため、経済性に問題がある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、シートパイルによって地下壁体を構築する際、地震時等の水平力を周囲の地盤に伝達できる構造とし、またシートパイルの一部を型枠として用いつつシートパイルの撤去を容易にする地下壁体構築方法等を提供することである。

前述した目的を達成するために第１の発明は、地下構造物の周囲の地盤に地下壁体を構築する地下壁体構築方法であって、前記地下構造物の周囲の地盤に、凸部を有する複数のシートパイルが係合して連続するように前記地下構造物に沿って貫入し、外側に突出する突出部を有する土留め壁を構築する工程（ａ）と、前記土留め壁と前記地下構造物の間の地盤を掘削する工程（ｂ）と、外型枠を、前記土留め壁の前記突出部内に設置するとともに、前記土留め壁の内側に内型枠を設置する工程（ｃ）と、前記土留め壁内面の前記外型枠の設置位置より内側の部分に剥離層を形成する工程（ｄ）と、前記外型枠および前記土留め壁と、前記内型枠との間に配筋してコンクリートを打設する工程（ｅ）と、前記工程（ｅ）で打設した前記コンクリートの養生後、前記シートパイルを引き抜く工程（ｆ）と、を具備することを特徴とする地下壁体構築方法である。

前記外型枠は、前記土留め壁の前記突出部内で、前記突出部の内側方向の中央部付近に設置される。

前述した目的を達成するために第２の発明は、第１の発明の地下壁体構築方法によって構築される地下壁体である。

ここで、土留め壁の内側とは、土留め壁からみて地下構造物側である。土留め壁の外側とは、土留め壁からみて地下構造物側とは逆の、土留め壁周囲の地盤側である。例えば、土留め壁の突出部が外側に突出するとは、すなわち土留め壁の突出部が、土留め壁からみて地下構造物側とは逆の、土留め壁周囲の地盤側に突出していることを指す。
土留め壁は、複数のシートパイルが係合して連続するように地盤に貫入させて構築されるが、このとき、土留め壁にはシートパイルの凸部により構成される突出部が形成される。

以上の構成により、突出部を有する地下壁体が構築され、地下壁体の突出部が地盤と噛み合うような構成となるので、仮設スラブ等の水平部材を介して伝わる水平力を地盤に伝えることができる。また、型枠として用いたシートパイルを容易に引き抜くことが可能であり、引き抜いたシートパイルは再利用できるので、本発明の地下壁体構築方法等は経済性や環境面で優れたものとなる。

本発明により、シートパイルによって地下壁体を構築する際、地震時等の水平力を周囲の地盤に伝達できる構造とし、またシートパイルの一部を型枠として用いつつシートパイルの撤去を容易にする地下壁体構築方法等を提供することができる。

既存建物の免震化工事の施工工程の一例を示す断面図 既存建物の免震化工事の施工工程の一例を示す断面図 本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図 本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図 本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図 本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図 本実施形態の地下壁体構築方法における、地盤３、擁壁９、仮設スラブ１５、既存建物１（地下構造物７）等の並びを示す平面図 既存建物の免震化工事における擁壁について説明する図

以下図面に基づいて、本発明の地下壁体構築方法等の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態の地下壁体構築方法は、既存建物の免震化工事の一部として実施される。よって、まず図１を参照しながら、既存建物の免震化工事の施工工程の一例を説明する。図１は、既存建物の免震化工事の施工工程の一例を示す断面図である。

既存建物１の免震化工事の際は、まず、図１（ａ）に示すように、既存建物１の地下構造物７の周囲の地盤３にシートパイル等を貫入して土留め壁５を構築する。

次に、図１（ｂ）に示すように、土留め壁５と地下構造物７の間と地下構造物７の位置の地盤３を、地下構造物７の基礎杭部分が露出する深さまで掘削する。
続いて、地下構造物７の周囲に擁壁９（地下壁体）を、掘削底面に耐圧板１１を図１（ｃ）に示すように構築する。この際擁壁９の下部が耐圧板１１の端部と連続するように構築される。また、基礎杭部分には新たにフーチング基礎１２を設ける。さらに仮設スラブ１５等の水平部材によって既存建物１（地下構造物７）と擁壁９とを連結する。なお、擁壁９と既存建物１（地下構造物７）との距離は、後述する免震装置１３による地震時等の水平変位（免震クリアランス）を考慮して定められる。

次に、基礎杭部分を切断し、新設したフーチング基礎１２上に免震装置１３を設置する。免震装置１３は、例えば積層ゴム等から構成される。なお、免震装置１３の設置は、切断した基礎のかわりにジャッキ等の仮受部材で地下構造物７を含む既存建物１の荷重を支持しながら行われる。各基礎杭部分について、免震装置１３を設置した状態を示したものが、図１（ｃ）である。

図１（ｃ）に示した状態の後、土留め壁５及び仮設スラブ１５を撤去して各免震装置１３を可動状態とし、免震化工事を終了する。この状態を図１（ｄ）に示す。
地下構造物７の周囲には空間ができるが、この空間は、配管用のスペースとなったり、免震装置１３のメンテナンスの際に使用したりすることができる。
また、仮設スラブ１５の設置後、免震装置１３を設置して機能させるまでの間、地震時等に発生する既存建物１（地下構造物７）にかかる水平力は、仮設スラブ１５等の水平部材と擁壁９によって周囲の地盤３に伝達させる。

続いて、図２を参照しながら、本実施形態の地下壁体構築方法により上記の擁壁９（地下壁体）を構築する工程について説明する。図２は、本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図である。
また、図２の各図において、図１に示す既存建物１の地下構造物７は右下方向に位置するものとする。

擁壁９を構築する際は、まず、図２（ａ）に示すように、凸部を有する複数のシートパイルを、凸部を外側（シートパイルからみて地下構造物７側と逆の側、図２の各図の左上側に対応）に向けたシートパイル１７と、凸部を内側（シートパイルからみて地下構造物７側、図２の各図の右下側に対応）に向けたシートパイル１９がシートパイルの端部の係合部で係合しながら連続するように貫入させて、土留め壁５が構築される。これは図１（ａ）に相当する。

シートパイル１７とシートパイル１９の貫入は、バイブロハンマーを用いて行ったり、油圧装置による静的貫入を行ったり、従来知られた種々の手法を用いて行うことができる。
なお、このとき外側に向けられたシートパイル１７の凸部と、内側に向けられたシートパイル１９の凸部が連続することにより、土留め壁５には土留め壁５の外側に突出する突出部６が形成される。

次に、図２（ｂ）に示すように、土留め壁５と地下構造物７の間と地下構造物７の位置の地盤３を、地下構造物７の基礎杭部分に達する所定の深さまで掘削する。これは、図１（ｂ）に相当する。
この際、土留め壁５に作用する土圧を支持するため、地下構造物７と土留め壁５との間に切梁等の水平部材を設けてもよい。

続いて、図２（ｃ）に示すように、外型枠２１を、土留め壁５の突出部６内に設置する。その位置は、図に示すように土留め壁５の突出部６の内側方向の中央部付近である。このとき、外型枠２１と土留め壁５との間には空隙２３が形成される。
ただし、外型枠２１の設置位置は、以降構築される擁壁９が擁壁長手方向の水平力を地盤３に伝達できるよう様々に定めることができる。例えば、図２（ｃ）に示す外型枠２１の位置から外側（外型枠２１からみて地下構造物７側と逆の、土留め壁５周囲の地盤３側）に配置してもよい。
また、外型枠２１としては合板製型枠などの従来知られた種々のものを使用可能である。

次に、図２（ｄ）に示すように、土留め壁５の内面の、外型枠２１の設置位置より内側の部分に剥離層２５を形成する。剥離層２５の形成は、例えば剥離剤の塗布により行うことができる。剥離剤には鉱物油系のものや植物油系のもの等あるが、適宜好適なものを使用して良い。また、剥離剤の塗布に替えて、樹脂フィルム等の剥離シートを貼着することによって剥離層２５を形成してもよい。

その後、図２（ｅ）に示すように、土留め壁５の内側に内型枠２７の設置を行う。内型枠２７としては合板製型枠などの従来知られた種々のものを使用可能である。
また、内型枠２７及び外型枠２１の保持を行う。内型枠２７および外型枠２１の保持は、内型枠２７と外型枠２１をセパレータで連結し、内型枠２７をその内側（内型枠２７からみて地下構造物７側）に設けたサポート部材で支持するなどの従来知られた種々の方法を適用可能である。
また、後述の擁壁９を補強するための配筋（不図示）を内型枠２７と外型枠２１の間で行う。

その後、図２（ｆ）に示すように、外型枠２１および土留め壁５と、内型枠２７との間にコンクリート２９を打設する。コンクリート２９の種類は特に問わない。状況にあわせて好適なものを選択することができる。

打設したコンクリート２９の養生後、内型枠２７を取り外し、擁壁９が構築される。また、前述のように仮設スラブ１５等の水平部材によって擁壁９と既存建物１（地下構造物７）とを連結し、免震装置１３の設置等を行う。その後、シートパイル１７とシートパイル１９の引き抜きを行う。シートパイル１７とシートパイル１９の引き抜きは、例えばクレーンにより上部から行われる。

ここで、シートパイル１７の引き抜きは、コンクリート２９との間に剥離層２５が形成されているため容易である。シートパイル１９の引き抜きも、シートパイル１９の内面が空隙２３と接するので容易である。すなわち、空隙２３と剥離層２５によりシートパイルの引き抜きが容易となる。なお、シートパイル１９の引き抜きは、空隙２３に土砂を埋め戻しながら行う。または図２（ｆ）で示すコンクリート２９の打設に先行して空隙２３に土砂を埋め戻してもよい。
また、本実施形態では外型枠２１をそのまま埋め殺しとする。しかし、剥離層２５の形成を外型枠２１に対しても行うなどして、外型枠２１を引き抜くようにしてもよい。

以上示した方法により図２（ｇ）に示す擁壁９が構築される。図２（ｇ）では仮設スラブ１５を省略して表示した。また、擁壁９を構築する際に型枠の一部として用いたシートパイルが引き抜き容易であり、引き抜いたシートパイルは再利用することができる。よって、本実施形態の地下壁体構築方法は経済的にも優れている。

次に、図３を参照しながら、既存建物１の免震化工事において、本実施形態の地下壁体構築方法によって構築された擁壁９（地下壁体）について説明する。図３は、本実施形態の地下壁体構築方法における、地盤３、擁壁９、仮設スラブ１５、既存建物１（地下構造物７）等の並びを示す平面図である。図３（ａ）はシートパイル１７とシートパイル１９の引き抜き前の状態、図３（ｂ）はシートパイル１７とシートパイル１９の引き抜き後の状態を示す。図３（ａ）では既存建物１（地下構造物７）と擁壁９が仮設スラブ１５で連結されており、擁壁９はシートパイル１７とシートパイル１９で構築される土留め壁５を介して地盤３に接する。図３（ｂ）は擁壁９が直接地盤３と接する点で図３（ａ）と異なる。

図３（ａ）に示すように、先に示した図４（ｂ）とは異なり、本実施形態によれば、擁壁９は突出部を有し、擁壁９と地盤３が土留め壁５を介して連続する部分は凹凸状に噛み合うように構成される。これに伴う所謂コッター効果により、免震装置１３の設置等免震化工事の施工中に既存建物１（地下構造物７）から仮設スラブ１５等の水平部材を介して伝わる水平力について、３１に示す方向（図４の８００に示す方向に対応）の力だけでなく、これと直交する擁壁長手方向において、３３に示す擁壁９と地盤３のせん断方向（図４の９００に示す方向に対応）の力も地盤３に伝達することが可能となる。

なお、シートパイル１７とシートパイル１９を引き抜き、土留め壁５を撤去した後も、図３（ｂ）に示すように擁壁９と地盤３が接する部分は凹凸状に噛み合うように構成され、３３に示す擁壁９と地盤３のせん断方向の力を地盤３に伝達することが期待できる。

以上説明したように、本発明の地下壁体構築方法等の実施形態によれば地震時等の水平力を周囲の地盤に伝達できる擁壁（地下壁体）が構築できる。また擁壁の構築時にシートパイルの一部を型枠として用いつつシートパイルの撤去を容易とするので、経済的にも優れた地下壁体構築方法等を提供することができる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る地下壁体構築方法等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本実施形態の地下壁体構築方法等は既存建物の免震化工事の施工工程において擁壁（地下壁体）を構築する例について示したが、これに限らず、地震時等の水平力を地下壁体を介して地盤に伝達する必要がある様々な免震化工事や、高低差があり、偏土圧が生じる施工中の逆打ち建物等の建築工事にも適用可能である。

１、１００………既存建物
３、２００………地盤
５、４１０………土留め壁
６………突出部
７、３００………地下構造物
９、４００………擁壁
１１、５００………耐圧板
１２………フーチング基礎
１３、６００………免震装置
１５、７００………仮設スラブ
１７、１９………シートパイル
２１、４２０………外型枠
２３………空隙
２５………剥離層
２７………内型枠
２９………コンクリート

Claims (3)

1. 地下構造物の周囲の地盤に地下壁体を構築する地下壁体構築方法であって、
   前記地下構造物の周囲の地盤に、凸部を有する複数のシートパイルが係合して連続するように前記地下構造物に沿って貫入し、外側に突出する突出部を有する土留め壁を構築する工程（ａ）と、
   前記土留め壁と前記地下構造物の間の地盤を掘削する工程（ｂ）と、
   外型枠を、前記土留め壁の前記突出部内に設置するとともに、前記土留め壁の内側に内型枠を設置する工程（ｃ）と、
   前記土留め壁内面の前記外型枠の設置位置より内側の部分に剥離層を形成する工程（ｄ）と、
   前記外型枠および前記土留め壁と、前記内型枠との間に配筋してコンクリートを打設する工程（ｅ）と、
   前記工程（ｅ）で打設した前記コンクリートの養生後、前記シートパイルを引き抜く工程（ｆ）と、
   を具備することを特徴とする地下壁体構築方法。
2. 前記外型枠は、前記土留め壁の前記突出部内で、前記突出部の内側方向の中央部付近に設置されることを特徴とする請求項１記載の地下壁体構築方法。
3. 請求項１または請求項２記載の地下壁体構築方法によって構築した地下壁体。

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