JP2012092634A - 地下貯水構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、部材形状を変更することで、構造上の強度を向上させ、製造コストを削減し、さらには、土砂等が堆積しにくい地下貯水構造物を提供することを課題とするものである。
【解決手段】本発明の請求項１に係る地下構造物は、長手方向に複数隣接して列をなすように、対向する２辺に配置された底版、柱、頂版受け部からなる壁部材と、壁部材の列の両端側に配置された妻壁と、によって四方を包囲された貯水領域に、長手方向に複数隣接して壁部材と並列に壁部材間を所定の間隔で配置された底版、柱、頂版受け部からなる中間柱部材と、中間柱部材間の底部をコンクリートで打設した底版と、対面する壁部材と中間柱部材、及び、対面する中間柱部材間を架けて貯水空間を覆う頂版と、によって構成されることを特徴とする地下貯水構造物である。
【選択図】図１

Description

本発明は、地下に雨水等を貯水することができる構造物に関するものである。

従来より、大量の雨水等を地下に一時的に貯留する構造物若しくは施設は、数多く知られている。
例えば、プレキャスト部材の組み合わせにより、ボックス型やスタンド型などといわれる構造のものがあり、近年は、中間壁に大きな開口を設けたスタンドビーム型といわれる構造も開発されている。

ところで、地下に大量の雨水等を貯留する施設は、次第に土砂等の堆積物が増えてしまうという問題がある。
そのため、定期的に堆積物を清掃、除去しなければ、貯留できる雨水の量が減ってしまい、有事に備えて施工した施設が役に立たなくなってしまうという問題がある。
そこで、施工後の貯留施設のメンテナンス効率を向上させる発明が多数なされている。

例えば、特許文献１には、立設された側壁部を有するブロックまたはこのブロックを複数個前後方向に並設したブロックの組を、前後方向に交互にずらして平行に並設したことを特徴とする遊水池装置が開示されている。
これによれば、遊水地内を斜め方向に見通すことが可能になり、保守管理が容易になるとともに、泥土搬出用の重機が側壁部間を斜め方向にも自在に移動できるので、清掃作業が容易になるという効果が得られる。

また、特許文献２には、隣接する柱ブロック間に梁ブロックを架設することで柱ブロック間を広く開口した状態にしたことを特徴とする遊水地装置が開示されている。
これによれば、柱ブロック間が広く開口した状態になっているので、清掃機械が容易に通過でき、清掃作業性が向上するという効果が得られる。

特許２７４９２４３号公報 特許２８４３５６２号公報

しかしながら、貯留施設のメンテナンス効率向上の課題は、単に、柱ブロック間を広く開口したり、見通しを良くすることで改善される問題ではない。
つまり、例えば、貯留施設内には、土砂が堆積しやすい場所とそうでない場所が偏在するが、堆積しやすい場所の構造を変更するだけでも、清掃効率は飛躍的に向上する。

ところが、貯留施設の施工に関する基本的事項に関しては、プレキャスト式雨水地下貯留施設技術マニュアルに従うことが求められており、構造上、一定の強度を備えることも必要であるため、構造設計に関する変更は非常に限られたものとなってしまうほか、構造上の強度に関する問題は、貯留施設全体として考えなければならない。

そのため、特定の箇所のみ設計変更の必要が生じた場合でも、他の箇所も併せて設計変更をすることを強いられる場合もある。
また、貯留施設は、地中に貯水領域を設けるという非常に大規模な工事であるため、単純にメンテナンス効率の向上だけを目的として施工するわけにはいかない。例えば、貯留施設全体の施工効率の向上や、使用部材の製造コスト削減という観点も必要になってくる。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、部材形状を変更することで、構造上の強度を向上させ、製造コストを削減し、さらには、土砂等が堆積しにくい地下貯水構造物を提供することを課題とする。

本願発明は、上記課題を解決するため、次の技術的手段を講じている。

請求項１に係る発明は、
長手方向に複数隣接して列をなすように、対向する２辺に配置された底版、柱、頂版受け部からなる壁部材と、
壁部材の列の両端側に配置された妻壁と、
によって四方を包囲された貯水領域に、
長手方向に複数隣接して壁部材と並列に壁部材間を所定の間隔で配置された底版、柱、頂版受け部からなる中間柱部材と、
中間柱部材間の底部をコンクリートで打設した底版と、
対面する壁部材と中間柱部材、及び、対面する中間柱部材間を架けて貯水空間を覆う頂版と、
によって構成される
ことを特徴とする地下貯水構造物である。

本発明は、壁部材と妻壁とで囲まれた貯水領域内に、複数隣接して連ねた中間柱部材の列を所定の間隔で複数配置し、頂版で覆った地下貯水構造物である。
なお、本発明における妻壁は、壁部材や中間柱部材の列の両端側を塞ぐコンクリート壁を意味するものとする。
すなわち、壁部材の列によって作られる二つの辺は壁部材が塞ぎ、壁部材の列に直交する方向の二つの辺を妻壁によって塞ぐものである。
但し、壁部材の列に直交する方向は、一部の中間柱部材が延出するなど、構造物を真上から見たときの形状が必ずしも四角形ではないため（妻壁が連続しないため）、このような連続しない、壁部材や中間柱部材の列の両端側を塞ぐコンクリート壁も含めて、妻壁というものとする。

本発明に係る構造物は、壁部材や中間柱部材の列方向に長い構造物を施工するには、壁部材や中間柱部材をより多く隣接することで、これを実現できる。そして、壁部材や中間柱部材の列と直交する方向に長い構造物を施工するには、壁部材の間隔を長くして中間柱部材の列を増やすことで、これを実現できる。
このようにして、規模を大きくすることが可能である。

また、本発明に係る地下貯水構造物は、中間柱部材の列を横断する方向に人や重機が通用できるようにするため、中間柱部材の適宜の場所にボックスカルバート等を設置して、開口部を作ることもできるものとする。

請求項２に係る発明は、
前記の中間柱部材は、
底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
ハンチ部分の高さがハンチ部分の底辺の長さに対して３倍以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の地下貯水構造物である。

ハンチは、長辺側の基部にのみ形成する。
短辺側の基部は、隣接する中間柱部材間の空間が通水孔として利用できるように、ハンチは設けない。
ハンチ部分の高さは、ハンチ部分の底辺の長さの３倍以上とする。
例えば、ハンチ部分の底辺の長さを１００ｍｍとした場合、ハンチ部分の高さは３００ｍｍ以上とする。
社団法人土木学会発行の２００７年制定コンクリート標準示方書〔設計編：標準〕「第４章ラーメン ４．２構造解析」には、部材端の断面計算において、「ハンチは１：３より緩やかな部分を有効とする」と記載されている。
この「１：３より緩やかな部分」とは、例えば、中間柱部材の断面計算においては、ハンチ部分の底辺を１とした場合、ハンチ部分の高さと３以上とする部分（逆に言えば、ハンチ部分の高さと１とした場合、ハンチ部分の底辺を１／３以下とする部分）のみ有効とされるという意味であり、それ以外の部分は考慮されないことを意味する。
したがって、中間柱部材の基部に、高さ：底辺が１００ｍｍ：１００ｍｍであるハンチが形成されている場合、この中間柱部材の断面計算においては、高さ１００ｍｍ、底辺３３．３ｍｍ以下とする部分しか有効とされないのである。
このように、構造計算上、中間柱部材の断面計算においては、ハンチの高さを１００ｍｍとした場合、底辺が高さと同じ１００ｍｍである場合と、底辺が高さの３分の１である３３．３ｍｍである場合とが、同一の強度、耐力として計算されることになる。
そうすると、ハンチ部分の底辺の長さを１００ｍｍとして考えれば、ハンチ部分の高さを１００ｍｍとする場合に比して、ハンチ部分の高さを３００ｍｍ以上にした方が、構造計算上、有利になるのである。
このことは、逆に言えば、高さが同じハンチ同士で比較すると、ハンチ部分の底辺の長さを、ハンチ部分の高さと同じにする場合と、ハンチ部分の高さの３分の１以下にする場合とでは、構造計算上は全く同じになるということである。
この場合、ハンチ部分の底辺の長さを、ハンチ部分の高さの３分の１以下にするほうが、ハンチ部分を含む中間柱部材の裾幅が小さくなり、通路幅を広く確保することができる。
さらに、ハンチ部分に使用するコンクリート量も３分の１に減らすことができ、コストダウンになり、経済的である。

請求項３に係る発明は、
前記の中間柱部材は、
底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
当該ハンチが、
傾斜面の中間部分が平面に、傾斜面の両端部分（柱とハンチの接点付近及びハンチと底版の接点付近）が曲面に形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下貯水構造物である。

本請求項に係る発明は、ハンチを、平面ハンチと曲面ハンチとの組み合わせにしたものである。
例えば、ハンチの傾斜面の両端部分（柱とハンチの接点付近と、ハンチと底版の接点付近）を曲率半径（Ｒ）が３００ｍｍの曲面ハンチとし、２つの曲面ハンチをつなぐように傾斜面の中間部分に平面ハンチを形成する。
これにより、柱とハンチの接点付近、または、ハンチと底版の接点付近に角が形成されないため、滑らかに連続した形状のハンチが形成され、この部分において水または土砂の滞留が減少し、土砂等の堆積物が従来と比べて少なくなる。
なお、平面ハンチと曲面ハンチの割合は、適宜変更できる。

請求項４に係る発明は、
前記の中間柱部材は、
頂版受け部に、幅方向中央部分に長手方向に沿って切り欠き部が設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

切り欠き部は、中間柱部材の長手方向に沿って、頂版受け部の幅方向中央部分に設ける。
切り欠き部は、後記のとおり、切り欠き部上の間隙部分（天端）とともに現場打ちのコンクリートを打設して塞ぐことで、切り欠き部に応力が集中し、水平方向の荷重に対して高い強度を得ることができる。
また、従来の中間柱部材は、頂版受け部に凸部が形成されていたため、頂版受け部上に鉄筋を配筋することは困難であったが、本願発明によれば、頂版受け部に凹部（切り欠き部）が形成されることで、切り欠き部上に容易に鉄筋を配筋することができ、切り欠き部上の接合を、剛接合とすることが可能である。
なお、切り欠き部は、頂版受け部の長手方向の一方の端から他方の端まで連続して設けられていても良いし、中間柱部材内に配筋された鉄筋が突出する箇所にのみ１箇所若しくは複数個所設けられていても良い。

請求項５に係る発明は、
前記の壁部材は、
底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
ハンチ部分の高さがハンチ部分の底辺の長さに対して３倍以上である
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

ハンチは、長辺側の基部にのみ形成する。
短辺側は、壁部材同士が隙間無く隣接しているからである。
ハンチ部分の高さは、ハンチ部分の底辺の長さの３倍以上とする。
例えば、ハンチ部分の底辺の長さを１００ｍｍとした場合、ハンチ部分の高さは３００ｍｍ以上とする。
社団法人土木学会発行の２００７年制定コンクリート標準示方書〔設計編：標準〕「第４章ラーメン ４．２構造解析」には、部材端の断面計算において、「ハンチは１：３より緩やかな部分を有効とする」と記載されている。
この「１：３より緩やかな部分」とは、例えば、中間柱部材の断面計算においては、ハンチ部分の底辺を１とした場合、ハンチ部分の高さと３以上とする部分（逆に言えば、ハンチ部分の高さと１とした場合、ハンチ部分の底辺を１／３以下とする部分）のみ有効とされるという意味であり、それ以外の部分は考慮されないことを意味する。
したがって、中間柱部材の基部に、高さ：底辺が１００ｍｍ：１００ｍｍであるハンチが形成されている場合、この中間柱部材の断面計算においては、高さ１００ｍｍ、底辺３３．３ｍｍ以下とする部分しか有効とされないのである。
このように、構造計算上、中間柱部材の断面計算においては、ハンチの高さを１００ｍｍとした場合、底辺が高さと同じ１００ｍｍである場合と、底辺が高さの３分の１である３３．３ｍｍである場合とが、同一の強度、耐力として計算されることになる。
そうすると、ハンチ部分の底辺の長さを１００ｍｍとして考えれば、ハンチ部分の高さを１００ｍｍとする場合に比して、ハンチ部分の高さを３００ｍｍ以上にした方が、構造計算上、有利になるのである。
このことは、逆に言えば、高さが同じハンチ同士で比較すると、ハンチ部分の底辺の長さを、ハンチ部分の高さと同じにする場合と、ハンチ部分の高さの３分の１以下にする場合とでは、構造計算上は全く同じになるということである。
この場合、ハンチ部分の底辺の長さを、ハンチ部分の高さの３分の１以下にするほうが、ハンチ部分を含む中間柱部材の裾幅が小さくなり、通路幅を広く確保することができる。
さらに、ハンチ部分に使用するコンクリート量も３分の１に減らすことができ、コストダウンになり、経済的である。

請求項６に係る発明は、
前記の壁部材は、
底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
当該ハンチが、
傾斜面の中間部分が平面に、傾斜面の両端部分（柱とハンチの接点付近及びハンチと底版の接点付近）が曲面に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

本請求項に係る発明は、ハンチを、平面ハンチと曲面ハンチとの組み合わせにしたものである。
例えば、ハンチの傾斜面の両端部分（柱とハンチの接点付近と、ハンチと底版の接点付近）を曲率半径（Ｒ）が３００ｍｍの曲面ハンチとし、２つの曲面ハンチをつなぐように傾斜面の中間部分に平面ハンチを形成する。
これにより、柱とハンチの接点付近、または、ハンチと底版の接点付近に角が形成されないため、滑らかに連続した形状のハンチが形成され、この部分において水または土砂の滞留が減少し、土砂等の堆積物が従来と比べて少なくなる。
なお、平面ハンチと曲面ハンチの割合は、適宜変更できる。

請求項７に係る発明は、
前記の壁部材は、
頂版受け部に、幅方向中央部分に長手方向に沿って切り欠き部が設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

切り欠き部は、中間柱部材の長手方向に沿って、頂版受け部の幅方向中央部分に設ける。
切り欠き部は、後記のとおり、切り欠き部上の間隙部分（天端）とともに現場打ちのコンクリートを打設して塞ぐことで、切り欠き部に応力が集中し、水平方向の荷重に対して高い強度を得ることができる。
また、従来の中間柱部材は、頂版受け部に凸部が形成されていたため、頂版受け部上に鉄筋を配筋することは困難であったが、本願発明によれば、頂版受け部に凹部（切り欠き部）が形成されることで、切り欠き部上に容易に鉄筋を配筋することができ、切り欠き部上の接合を、剛接合とすることが可能である。
なお、切り欠き部は、頂版受け部の長手方向の一方の端から他方の端まで連続して設けられていても良いし、中間柱部材内に配筋された鉄筋が突出する箇所にのみ１箇所若しくは複数個所設けられていても良い。

請求項８に係る発明は、
前記の壁部材は、
底版が、柱の外縁から貯水領域の外方向に延出している
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

本請求項に係る発明は、壁部材の底版を、柱の外縁（貯水領域の外縁）よりも貯水領域の外方向に向かって延出させた形状としたことを特徴とするものである。
地下に構造物を建設する場合に必ず考慮しなければならない外力の一つに、地下水から地下構造物が受ける浮力がある。
地下や軟弱地盤上などの施工条件の悪い場所においては、構造物の設計の基準となる外力が設計時の予測値を上回るような場合や、場所的な制約により外力に対する安全策を十分施すことが難しい場合も多い。
従来の地下構造物の浮力対策としては、地下構造物の底盤から下方の支持地盤に対してアンカーを打設することが行われてきた。
しかし、アンカーは、引き抜きに対する抵抗に関する機能を有するのみであり、地下水位が変動し、地下構造物に当初想定していたよりも大きな浮力が作用した場合、地下構造物が浮き上がるという問題点があった。
このようなことから、アンカーだけを利用するのではなく、他対策も併用しながら地下構造物の浮き上がりを防止するような方策が望まれていた。
そこで、壁部材の底版を、柱の外縁（貯水領域の外縁）よりも貯水領域の外方向に向かって延出させた形状にし、この延出した部分に土や埋め戻し材が載積されることで鉛直下方向の荷重が働き、地下貯水構造物の浮き上がり現象を抑止できるようにした
また、底版の接面面積が大きくなることで、壁部材を設置する際の安定性が向上する。

請求項９に係る発明は、
前記の切り欠き部は、
切り欠き部上の間隙部分（天端）とともにコンクリートで打設されている
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

切り欠き部は、中間柱部材内または壁部材内に配筋された鉄筋が突出しているため、切り欠き部を避けるようにして頂版が頂版受け部に架設される。
そのため、切り欠き部上に間隙が生じる。
そこで、本請求項に係る発明は、切り欠き部を、切り欠き部上の間隙部分（天端）とともに、コンクリートで打設して塞いだことを特徴とするものである。
これにより、切り欠き部に応力が集中し、切り欠き部が無い場合に比べて、水平方向の荷重に対して高い強度を得ることができる。

請求項１０に係る発明は、
前記の頂版は、
頂版受け部と当接する箇所に
下方に向かって先細のテーパー状の孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

頂版受け部からは、ピン接合用のボルトが突出しているため、頂版を頂版受け部上に架設する際にボルトが邪魔になる。
そこで、頂版に、ボルトを挿通する孔を設けたものである。
孔は、下方に向かって先細のテーパー状に形成されている。
頂版に設けられたテーパー状の孔は、ピン接合に使用できる。
頂版に設けられたテーパー状の孔にボルトを挿通したあと、ボルトとともに現場打ちコンクリート若しくはモルタル等によって埋める。
テーパー状の孔が、下方に向かって先細の形状に形成されていることで、孔部分のピン接合箇所は、筒状の孔と比べて、鉛直上方向に対する高い抗力を得ることができる。
また、断面がＴ字型の孔に比べて、安いコストで製造することができ、また、現場打ちコンクリート若しくはモルタル等の充填が容易であるため施工効率が向上する。
実際の施工では、頂版受け部にボルトを差し込んだ後に、ボルトが孔を挿通するように頂版を頂版受け部上に載置しても良いし、頂版受け部上に頂版を載置した後に、頂版の孔から頂版受け部にボルトを差し込んでも良い。
なお、孔をピン接合に使用しない場合は、現場打ちコンクリート若しくはモルタル等で充填すれば簡単に塞ぐことができる。
そのため、頂版のプレキャスト製品すべてにテーパー状の孔を形成し、剛接合用に鉄筋を配筋しておくことで、同一の部材をピン接合と剛接合の両方に使い分けることができ、２種類の部材を製造する必要がなく、製造コストを安くすることができる。

請求項１１に係る発明は、
前記の頂版は、
頂版受け部と当接する一方側に、下方に向かって先細のテーパー状の孔が形成され、
頂版受け部と当接する他方側に、鉄筋が配筋されている
ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

本請求項に係る発明は、頂版を、頂版受け部と当接する一方側に、下方に向かって先細のテーパー状の孔を、他方側に鉄筋を配することで、一方側をピン接合とし、他方側を剛接合とすることができる、頂版のプレキャスト製品に関する。
ピン接合用のテーパー状の孔は、いずれの側に形成しても良い。
また、ピン接合用のテーパー状の孔は、少なくとも１以上形成することは必要であるが、頂版の大きさや必要な強度または耐力等に合わせて、複数の孔を形成することができる。

請求項１２に係る発明は、
前記の頂版は、
頂版受け部と当接する一方側に、
下方に向かって先細のテーパー状の孔と、鉄筋とが、混在している
ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

本請求項に係る発明は、頂版を、頂版受け部と当接する一方側に、下方に向かって先細のテーパー状の孔と、鉄筋とを混在させ、一方側の接合方法として、ピン接合と剛接合の併用が可能な、頂版のプレキャスト製品に関する。
なお、この場合、必ずしもピン接合と剛接合とを併用する必要は無く、例えば、現場の施工状況によって適宜接合方法を変更する必要が生じた場合、配筋を使用せずにピン接合を選択し、または、テーパー状の孔を使用せずに剛接合を選択するという利用方法も可能である。
なお、テーパー状の孔と、鉄筋とは、必ずしも同等の割合で混在させる必要は無く、鉄筋が１箇所あり、先細のテーパー状の孔が２箇所形成されているのでも良い。
さらに、頂版が頂版受け部と当接する一方側と他方側とで、ピン接合用の孔と剛接合用の鉄筋の割合を変えることもできる。
すなわち、一方側では、剛接合用の配筋が１箇所あり、ピン接合用の孔は２箇所形成されているが、他方側では、剛接合用の配筋が２箇所あり、ピン接合用の孔は１箇所形成されていても良い。

請求項１３に係る発明は、
前記の壁部材または前記の中間柱部材と、前記の頂版との接合において、
剛接合とピン接合とが組み合わされている
ことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物である。

本請求項に係る発明は、必要な強度、耐力に応じて、接合箇所毎に、剛接合とピン接合とを適宜選択して組み合わせることができる地下貯水構造物である。
剛接合箇所を少なくしてピン接合と組み合わせて接合することで、必要な強度を確保しつつ、低廉なコストで施工できる。

なお、本願発明における頂版は、剛接合用とピン接合用とで、部材の厚さや形状において異なるところはなく、頂版部材内に配置する鉄筋の径や本数が異なるのみである。
したがって、頂版を製作する型枠については、剛接合用とピン接合用とで２種類製作する必要が無く、１個の型枠で剛接合用とピン接合用の頂版を製作することが可能となる。
そのため、製造コストを大幅に削減できる。

本発明では以下の効果を奏する。

１）ハンチの裾幅が小さくなることで、通路幅を広く確保でき、メンテナンス効率が向上する。

２）ハンチの高さを、ハンチの底辺の長さの３倍以上にすることで、ハンチの底辺の長さと同じ高さにした場合に比して、構造計算上、大きな強度、耐力を得ることができる。

３）ハンチの裾幅を小さくし、高さを長くとることで、傾斜角が大きくなり、ハンチ部分に堆積する土砂の量が少なくなることで、メンテナンスの負担が少なくなる。

４）切り欠き部を間隙部分（天端）とともに現場打ちコンクリートで埋めることで、切り欠き部に応力が集中し、水平方向の荷重に対して高い強度を得ることができる。

５）中間柱部材及び壁部材には、頂版受け部に凸部が形成されていないため、切り欠き部上に鉄筋を配筋でき、剛接合することが可能な形状となっている。

６）壁部材の底版を周壁の外方向に延出させることで、延出部分に土や埋め戻し材が載積されることで鉛直下方向の荷重が働き、地下貯水構造物の浮き上がり現象を抑止できる。

７）ハンチを、平面ハンチと曲面ハンチとの組み合わせで形成することで、ハンチ部分の水の流れがスムーズになり、土砂が堆積しにくくなる。

８）テーパー状の孔が、下方に向かって先細の形状に形成されていることで、孔部分のピン接合箇所は、筒状の形状と比べて、鉛直上方向に対する高い抗力を得ることができる。

９）テーパー状の孔が、下方に向かって先細の形状に形成されていることで、断面がＴ字型の孔に比べて、安いコストで製造することができる。

１０）テーパー状の孔が、下方に向かって先細の形状に形成されていることで、断面がＴ字型の孔に比べて、現場打ちコンクリート若しくはモルタル等の充填が容易であるため施工効率が向上する。

１１）頂版の頂版受け部と当接する部分を、予めテーパー状の孔を形成しておくことで、剛接合からピン接合への変更が可能となり、また、予め剛接合用に鉄筋を配筋しておくことで、ピン接合と剛接合の両方に対応でき、いずれにも同じ部材を使用することができ、製造コストを削減できる。

１２）地下貯水構造物の剛接合箇所を少なくしてピン接合と組み合わせて接合することで、必要な強度を確保しつつ、低廉なコストで施工できる。

本発明に係る地下貯水構造物の一部の、内部構造が分かるように一部を切り欠いた上方斜視図である。 本発明に係る地下貯水構造物の、中間柱部材が隣接する列と直交する方向に切断した断面の概略図である。 図２の壁部材のみを示した断面図である。 図２の中間柱部材のみを示した断面図である。 中間柱部材基部に設けられたハンチ部分の断面概略図である。 壁部材基部に設けられたハンチ部分の断面概略図である。 壁部材頂版受け部の上方斜視図である。 壁部材と中間柱部材とが剛接合によって接合された状態を示す概略図である。 中間柱部材同士がピン接合によって接合された状態を示す概略図である。 図９のピン接合部分の断面概略図である。

以下、本発明に係る地下貯水構造物の一実施例を図面を用いて説明する。

図１及び図２は、本発明に係る地下貯水構造物の概略を、図３及び図４は、図２の壁部材及び中間柱部材のみをそれぞれ示した図である。
本発明に係る地下貯水構造物は、壁部材１と妻壁２とによって囲まれた領域に、中間柱部材３、底版４、頂版５によって貯水空間が構成される構造物である。

壁部材１は、底版１ａ、柱１ｂ、頂版受け部１ｃからなる。
この壁部材１は、長手方向に複数隣接して列をなすようにして、対向する２辺に配置される。
そして、壁部材１の２つの列の両端側に妻壁２が設けられ、四方から貯水領域を包囲する。

この貯水量域内に、中間柱部材３の列が配置される。
中間柱部材３は、底版３ａ、柱３ｂ、頂版受け部３ｃからなる。
中間柱部材３は、長手方向に複数隣接して壁部材１と並列に壁部材間を所定の間隔で配置される。

壁部材１の底版１ａと中間柱部材３の底版３ａの間、及び、中間柱部材３の底版３ａと中間柱部材３の底版３ａの間には、現場打ちコンクリートの底版４が打設される。
さらに、壁部材１の頂版受け部１ｃと中間柱部材３の頂版受け部３ｃの間、及び、中間柱部材３同士の頂版受け部３ｃの間に、頂版５が架けられる。
頂版受け部（１ｃ及び３ｃ）上の天端６（切り欠き部８上の間隙部分）には、現場打ちコンクリートが打設される。
このようにして、本発明に係る地下貯水構造物は構成される。

なお、壁部材１は、地下貯水構造物の浮き上がり現象を抑止するため、底版１ａが柱１ｂの外縁から貯水領域の外方向に延出している形状に形成されている。
この底版１ａの延出部分１ｄに、土や埋め戻し材が載積することで鉛直下方向の荷重が働いて、地下貯水構造物の浮き上がり現象を抑止できる。
また、延出部分１ｄによって底版１ａの接面面積が大きくなり、壁部材１を設置する際の安定性も向上する。

ところで、隣接する中間柱部材３同士の隙間部分は、水が流れることができる通水孔になっている。
但し、構造物内を通行する泥土搬出用の重機は、この通水孔を通過できないため、中間柱部材３の列の間を、中間柱部材３の列方向を行き来するようにして清掃作業を行うことになる。
中間柱部材３の列を直交する方向に対しては、中間柱部材３の列にボックスカルバート等を適宜設けることで、泥土搬出用の重機が通用できるようになる。

本発明に係る地下貯水構造物は、中間柱部材３の列の間、すなわち通路を広く確保することでメンテナンス効率の向上を図っている。
その手段として、中間柱部材３の、底版３ｃと接する柱３ｂの長辺側の基部に形成されているハンチ７の裾幅を小さくしている。

図５に、中間柱部材基部に設けられたハンチ部分を示す。
一般的に、ハンチの「底辺（ａ）：高さ（ｈ）」の長さの比は「１：１」であるが、これを「１：３」とする。
例えば、柱３ｂの幅が３００ｍｍである場合、ハンチ７の底辺（ａ）を１００ｍｍ、ハンチ７の高さ（ｈ）を３００ｍｍとする。

底辺の長さが同じハンチ同士を比較した場合、高さが底辺の長さと同じであるハンチと、高さが底辺の長さの３倍であるハンチとでは、構造計算上、後者のほうがより大きな強度、耐力を得ることができる。
そのため、底辺が１００ｍｍのハンチ同士で比較した場合、高さが底辺と同じ１００ｍｍのハンチに比べ、高さが底辺の３倍である３００ｍｍのハンチの方が、構造計算上、より大きな強度、耐力を得ることができ、また、高さが３００ｍｍのハンチ同士で比較した場合、底辺を３００ｍｍとするハンチに比べ、底辺が１００ｍｍとするハンチのほうが、構造計算上、同じ強度、耐力で計算されるにもかかわらず、裾幅を小さくすることができる。
したがって、構造計算上の優位性を得ながら、通路幅を広く確保することができ、清掃機械が楽に通行でき、メンテナンス効率が向上する。
さらに、ハンチ部分に使用するコンクリート量を、同じ構造計算のハンチに比して、３分の１に減らすことができるため、コストダウンを実現でき、経済的である。

本発明に係る地下貯水構造物は、ハンチの「底辺（ａ）：高さ（ｈ）」の比を「１：３」とすること以外にも、メンテナンスの負担減少、またはメンテナンス効率の向上の工夫がなされている。
具体的には、壁部材１のハンチ７が、ハンチの傾斜面の中間部分７ａを平面に、傾斜面の両端部分（柱とハンチの接点付近及びハンチと底版４の接点付近）７ｂを曲面に形成した点である。

図６に、壁部材基部に設けられたハンチ部分を示す。
ハンチ７の傾斜面の両端部分７ｂを、曲率半径３００ｍｍの曲面ハンチとし、両曲面ハンチをつなぐように傾斜面の中間部分７ａに平面ハンチを形成する。
このように、平面ハンチと曲面ハンチを組み合わることで、柱（１ｂまたは３ｂ）とハンチ７の接点付近、または、ハンチ７と底版（１ａまたは３ａ）の接点付近に、角がない滑らかに連続した形状のハンチが形成される。

これにより、ハンチ部分での水または土砂の滞留が減り、ハンチ部分の堆積物が減少することで、メンテナンスの負担減少、メンテナンス効率の向上が図られる。
なお、平面ハンチと曲面ハンチの割合を適宜変更することも可能であるし、土砂等が堆積しやすいハンチ部分だけ、平面ハンチと曲面ハンチを組み合わせても良い。

ところで、本発明に係る地下貯水構造物は、構造解析上の観点からも工夫がなされている。
具体的には、壁部材１または中間柱部材３の頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）に、幅方向中央部分に長手方向に沿って切り欠き部８が設けられている点である。

図７に、壁部材１の頂版受け部１ｃに設けられた切り欠き部を示す。
切り欠き部８は、壁部材１及び中間柱部材３の頂版受け部（１ｃ及び３ｃ）の幅方向中央部分に、長手方向に沿って設けられている。
この切り欠き部８を避けるように、頂版受け部（１ｃ及び３ｃ）に頂版５が架けられる。
頂版５が架けられたあと、切り欠き部８上に生じる間隙部分（天端６）を現場打ちのコンクリートを打設して塞ぐ。
そうすることで、切り欠き部８に応力が集中し、水平方向の荷重に対して高い強度を得ることができる。

この切り欠き部８は、一部分だけでも設けられていれば水平方向の荷重に対する強度を得ることができるため、例えば、頂版受け部（１ｃ及び３ｃ）の端から端まで設けられていなくてもよく、壁部材１及び中間柱部材３内に配筋された鉄筋が突出する箇所にのみ設けられていても良い。
なお、切り欠き部８は、壁部材１と中間柱部材３の両方に設けても良いし、いずれか一方のみに設けるのでも良い。

なお、この切り欠き部８は、強度上の利点以外にも、次の利点を得ることができる。
図８及び９に、剛接合及びピン接合による接合状態を示す。
頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）に凸部が形成されていないことで、切り欠き部８上に鉄筋を配筋でき、剛接合することが可能になる。
そして、当然ピン接合にも対応できるものであるから、結局、切り欠き部８が設けられた頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）は、剛接合でもピン接合でも、いずれにも使用できる。

このように、本発明に係る地下貯水構造物は、剛接合でもピン接合でも、いずれにも使用できる壁部材または中間柱部材が使われている点を特徴とする。
なお、この特徴は、前記切り欠き部８を有する壁部材１または中間柱部材３だけではなく、後記のとおり、頂版も、剛接合とピン接合の両方に使い分けることができる。

まず、ピン接合について説明する。
図１０に、ピン接合部分の概略を示す。

頂版を、壁部材１または中間柱部材３の頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）と当接する箇所に、下方に向かって先細のテーパー状の孔９を形成しておく。
頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）に埋め込んだインサート１０にピン接合用のボルト１１を螺挿し、頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）の天面からボルト１１を突出させた状態にしておき、ボルト１１をテーパー状の孔９に挿通させて頂版５を頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）に架ける。その後、テーパー状の孔９を、ボルト１１とともに現場打ちコンクリート若しくはモルタル等によって埋めることによって接合する。
テーパー状の孔９が、下方に向かって先細の形状に形成されていることで、孔９部分のピン接合箇所は、筒状の形状と比べて、鉛直上方向に対する高い抗力を得ることができる。
また、断面がＴ字型の孔に比べて、安いコストで製造することができるだけでなく、現場打ちコンクリート若しくはモルタル等の充填も容易であるため、施工効率が向上する。

実際の施工では、頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）にボルト１１を差し込んだ後に、ボルト１１が孔９を挿通するように頂版５を頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）上に載置しても良いし、頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）上に頂版５を載置した後に、頂版５の孔９から頂版受け部（１ｃまたは３ｃ）にボルト１１を差し込んでも良い。
なお、孔９をピン接合に使用しない場合は、現場打ちコンクリート若しくはモルタル等で充填すれば簡単に塞ぐことができる。
そのため、頂版５のプレキャスト製品すべてにテーパー状の孔９を形成し、予め剛接合用の鉄筋を配筋しておくことで、実際に施工するときには剛接合することも可能である。

このようにすれば、頂版５においても、接合方法を問わず、同じ部材を使用することができ、製造コストを削減できる。
この点、本願発明における頂版は、剛接合用とピン接合用とで、部材の厚さや形状において異なるところはなく、頂版部材内に配置する鉄筋の径や本数が異なるのみである。
したがって、頂版を製作する型枠については、剛接合用とピン接合用とで２種類製作する必要が無く、１個の型枠で剛接合用とピン接合用の頂版を製作することが可能となる。
そのため、製造コストを大幅に削減できる。

また、鉄筋と孔９の両方を備えた頂版５のプレキャスト製品は、頂版５の一方側と他方側とで、鉄筋と孔９を分けても良いし、一方側に、鉄筋と孔９の両方を混在させても良い。
孔９は、直径が均一の筒状に形成されていた孔と比べて、鉛直上方向に対して高い抗力を得ることができる点で、切り欠き部８同様に構造計算上の利点がある。

１ 壁部材
１ａ 底版
１ｂ 柱
１ｃ 頂版受け部
１ｄ 延出部分
２ 妻壁
３ 中間柱部材
３ａ 底版
３ｂ 柱
３ｃ 頂版受け部
４ 底版
５ 頂版
６ 天端
７ ハンチ
７ａ 傾斜面の中間部分
７ｂ 傾斜面の両端部分
８ 切り欠き部
９ 孔
１０ インサート
１１ ボルト

Claims (13)

1. 長手方向に複数隣接して列をなすように、対向する２辺に配置された底版、柱、頂版受け部からなる壁部材と、
   壁部材の列の両端側に配置された妻壁と、
   によって四方を包囲された貯水領域に、
   長手方向に複数隣接して壁部材と並列に壁部材間を所定の間隔で配置された底版、柱、頂版受け部からなる中間柱部材と、
   中間柱部材間の底部をコンクリートで打設した底版と、
   対面する壁部材と中間柱部材、及び、対面する中間柱部材間を架けて貯水空間を覆う頂版と、
   によって構成される
   ことを特徴とする地下貯水構造物。
2. 前記の中間柱部材は、
   底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
   ハンチ部分の高さがハンチ部分の底辺の長さに対して３倍以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の地下貯水構造物。
3. 前記の中間柱部材は、
   底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
   当該ハンチが、
   傾斜面の中間部分が平面に、傾斜面の両端部分（柱とハンチの接点付近及びハンチと底版の接点付近）が曲面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下貯水構造物。
4. 前記の中間柱部材は、
   頂板受け部に、幅方向中央部分に長手方向に沿って切り欠き部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
5. 前記の壁部材は、
   底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
   ハンチ部分の高さがハンチ部分の底辺の長さに対して３倍以上である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
6. 前記の壁部材は、
   底版と接する柱の長辺側の基部にハンチが形成されており、
   当該ハンチが、
   傾斜面の中間部分が平面に、傾斜面の両端部分（柱とハンチの接点付近及びハンチと底版の接点付近）が曲面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
7. 前記の壁部材は、
   頂板受け部に、幅方向中央部分に長手方向に沿って切り欠き部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
8. 前記の壁部材は、
   底版が、柱の外縁から貯水領域の外方向に延出している
   ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
9. 前記の切り欠き部は、
   切り欠き部上の間隙部分（天端）とともにコンクリートで打設されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
10. 前記の頂版は、
    頂版受け部と当接する箇所に
    下方に向かって先細のテーパー状の孔が形成されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
11. 前記の頂版は、
    頂版受け部と当接する一方側に、下方に向かって先細のテーパー状の孔が形成され、
    頂版受け部と当接する他方側に、鉄筋が配筋されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
12. 前記の頂版は、
    頂版受け部と当接する一方側に、
    下方に向かって先細のテーパー状の孔と、鉄筋とが、混在している
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。
13. 前記の壁部材または前記の中間柱部材と、前記の頂版との接合において、
    剛接合とピン接合とが組み合わされている
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の地下貯水構造物。

Images