JP2660874B2 - 連続地中壁の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、土木，建築分野において基礎，擁壁，井
筒，トンネル，地下道などの構築に用いられる連続地中
壁の構築方法に関する。

〔従来の技術〕

土木，建築分野において連続地中壁は、各種の構築物
築造に利用されているが、特に近時、構造物が巨大化す
るにつれて、構造体としての信頼性の高さと施工の容易
さから、ビルを始め各種構造物の構築に盛んに利用され
るようになった。

而して、前記連続地中壁の構築方法としては、地盤に
泥水掘削法によって所定の掘削溝を穿設し、ついでその
掘削溝内に各種の鋼矢板を建込み後、泥水固化もしくは
コンクリート置換固化を行う方法が一般的に行われてい
る。

それらに利用される鋼矢板は、構造的な理由や経済性
に応じて直線型鋼矢板、ＵあるいはＺ型鋼矢板など多種
類の鋼矢板が適宜に選択使用されているが、近時ボック
ス型鋼矢板が強度および施工性の良さから利用頻度が高
くなってきた。

たとえば、特開平１−315519号公報には、未硬化のソ
イルコンクリート壁体内にボックス型鋼矢板を挿入し、
さらに該鋼矢板間の接続部についてソイルコンクリート
とコンクリートの置換充填を行う建築物の地下外壁構築
手段（以下Ａ発明と云う）が開示されている。

一方、前記泥水固化もしくはコンクリート置換固化に
おける技術的課題を解決する手段として、特開平１−27
1518号公報には、前記泥水掘削に際してベントナイト系
安定液の不安定を解消するため、不活性無機質鉱物微分
末を添加する手段（以下Ｂ発明と云う）が提案され、ま
た、特開平１−244014号公報には、前記泥水掘削におけ
るベントナイト系安定液によるゲル化物やスライムの鉄
筋材への付着問題から、CMC系安定液との置換工法（以
下Ｃ発明と云う）が開示され、さらに、特開平１−2192
12号公報には、ソイルコンクリート工法における掘削孔
中での撹拌不均一による強度不良を抑止するため、掘削
土の掘削孔外でのソイルセメント処理化（以下Ｄ発明と
云う）が提案されている。

而して、一般に行われている連続地中壁の構築方法を
第16図，第17図によって説明する。

第16図の概略平面図は、前述の泥水掘削法によって所
定の掘削溝１を穿設し、ついで単位ボックス型鋼矢板２
の連設体３を建込んだ状況を示しており、第17図の概略
斜視図は、前記連設体３をクレーン車４で吊り上げて、
掘削溝１内に建込んでいる工程の途中状況を示すもの
で、その後、前述のＢ〜Ｄ発明などに開示されている泥
水固化即ちソイルコンクリート方法もしくはコンクリー
ト置換固化方法が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

さて、前述の従来の連続地中壁の構築方法は、いずれ
も堅固で信頼性の高い連続地中壁を、能率良くしかも経
済的に構築することを可能とするものであるが、長尺の
鋼矢板の吊り上げにあたり、前述のとおりクレーン車４
のような重機を必要とするため、大深度の連続地中壁を
高さ制限のある限られた狭い作業空間で構築すること
は、極めて困難であると云う課題がある。

第18図は、都市道路５の下に地下鉄道６の駅７を構築
した状況を示す概略断面図で、８は支柱９で支承された
覆工板で、10は作業空間を示す。

かかる駅７における高い鉛直壁11を構築するにあた
り、従来法では、単重の大きい長尺のボックス型鋼矢板
を継手連結するために高揚程の揚重機が必要であるが、
高さの低い前記作業空間10では、従来のような背の高い
揚重機を使用することが出来ず、特製の揚重機を新しく
設計する必要があり、そのために極めて高額な費用がか
かると云う課題がある。

本発明の目的は、狭隘な場所でも強度が高く、かつ信
頼性の優れた連続地中壁特に巨大な連続地中壁を経済的
に構築できる方法を提供することを目的とする。

また、異なった他の目的は、低揚程、低能力の揚重機
や工具で、迅速安全に施工できる構築方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記課題を克服し、目的を達成するため下記
ａ〜ｃ項記載の手段を要旨とする。

a.地盤に泥水掘削法によって掘削溝を穿設し、ついでボ
ックス型鋼矢板を建込み後、泥水固化もしくはコンクリ
ート置換固化を行う連続地中壁の構築方法において、鋼
矢板建込み前に、あらかじめ前記ボックス型鋼矢板の内
腔の一部に浮力付与体を装着し、該ボックス型鋼矢板を
連設しつつ掘削溝内に建込み、ついで泥水固化もしくは
コンクリート置換固化を行う連続地中壁の構築方法。

b.地盤に泥水掘削法によって掘削溝を穿設し、ついでボ
ックス型鋼矢板を建込み後、泥水固化もしくはコンクリ
ート置換固化を行う連続地中壁の構築方法において、鋼
矢板建込み前に、あらかじめ前記ボックス型鋼矢板の内
腔の一部に浮力付与体を装着し、該ボックス型鋼矢板の
単位鋼矢板相互の鉛直方向接続部を耐荷重接続とし、横
方向に隣り合う単位鋼矢板の鉛直方向接続部がそれぞれ
耐応力間隔を保って離隔するように鋼矢板を連設しつつ
掘削溝内に建込み、ついで泥水固化もしくはコンクリー
ト置換固化を行う連続地中壁の構築方法。

c.浮力付与体として発泡樹脂ブロック体を用いるａまた
はｂ項記載の連続地中壁の構築方法。

〔作 用〕

本発明の方法は、鋼矢板建込み前に、あらかじめボッ
クス型鋼矢板の内腔の一部に浮力付与体を装着し、該ボ
ックス型鋼矢板を連設しつつ掘削溝の泥水中に建込むの
で、前記ボックス型鋼矢板に浮力が作用し、相対的に重
量が軽くなるので、建込みにあたり低能力の揚重機で迅
速かつ安全な省力作業が可能になる。

即ち、該浮力付与体の浮力設計をボックス型鋼矢板の
重量が泥水中で、たとえば零近くになるようにしておけ
ば、単位ボックス型鋼矢板を何個連設しても、吊り上げ
能力が極めて小さい小型の揚重機で対応することがで
き、また、鋼矢板連設体を支持するにも簡単な挾持装置
で済み、どんな巨大な連続地中壁でも経済的に構築する
ことが可能である。

さらに、本発明にかかる他の方法として、建込み前
に、あらかじめ前記ボックス型鋼矢板の内腔の一部に浮
力付与体を装着し、該ボックス型鋼矢板の単位鋼矢板相
互の鉛直方向接続部を耐荷重接続とし、横方向に隣り合
う単位鋼矢板の鉛直方向接続部がそれぞれ耐応力間隔を
保って離隔するように鋼矢板を連設しつつ、掘削溝に建
込む場合は、前記ボックス型鋼矢板の重量が泥水中で、
たとえば零近くになしうることによる経済的な施工利点
が得られる他に、単位鋼矢板の接続が簡易になり、構築
した連続地中壁の強度を落すこと無く大幅なコスト切り
下げが出来る。

また、浮力付与体として発泡樹脂ブロック体を用いる
場合は、加工取付が容易で、価格も安く、構造も丈夫な
ので経済的な施工を実現できる。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる連続地中壁の構築方法を示す
概略断面図で、覆工板８の下部に吊り下げ軌道12が固定
され、自走式低揚程電動クレーン13は該吊り下げ軌道12
を介して、内腔の一部に浮力付与体を装着した単位ボッ
クス型鋼矢板14を昇降かつ走行自在に移動する。

作業空間10の作業床15に押圧ジャッキを備えた支持装
置16が載置され、この支持装置16は単位ボックス型鋼矢
板14および鋼矢板連設体17を挾持自在に支持する。

単位ボックス型鋼矢板14は前記自走式低揚程電動クレ
ーン13によって支持装置16上に運ばれ、ここで、相互に
継手連結されるとともに、掘削溝１内の泥水18中に吊り
降ろされる。

この際に、前記単位ボックス型鋼矢板14の相互の鉛直
方向接続部19を耐荷重接続とし、横方向に隣り合う単位
鋼矢板の鉛直方向接続部19がそれぞれ耐応力間隔20を保
って離隔するように単位ボックス型鋼矢板を連設するこ
とにより、後述するように構築体としての強度を落すこ
と無く、接続を簡易化し施工コストを大幅に軽減するこ
とが出来る。

第２図は前記耐荷重接続の一例を示す部分概略説明図
で、隣り合う単位鋼矢板の継手21a,21bを嵌合したの
ち、該継手21a,21b相互を点溶接22するか、あるいはリ
ーマー加工したのち、ドリフトピン23を用いて連結す
る。

このようにすると、単位ボックス型鋼矢板は鉛直方向
及び横方向に隣り合う方向すなわち縦横ともに連結され
ることとなる。

さて、前述のように鋼矢板を連設するにあたり、先行
鋼矢板の重量のみを負担する接続を本発明では耐荷重接
続と定義する。

本発明におけるこのような簡易な接続は、従来の鋼矢
板接続には採用されていない手段である。これについて
浮力付与体と合わせて説明する。

第３図は、本発明において、内腔24a,24b,24cの一部
に浮力付与体25a,25b,25cを装着したボックス型鋼矢板1
4a,14b,14cの連設体17にかかる概略平面図で、26a〜26d
は第２図で説明した点溶接部分であり、第４図は第３図
のＸ−Ｘ縦断面図である。

而して、本実施例では前記浮力付与体25a,25b,25cと
して発泡スチロールブロック体を用い、前記内腔24a〜2
4cに設置材を介して固着した。

また第３図において、鋼矢板の継手連結によって形成
される内腔27a,27bは鋼矢板の建込み後にコンクリート
打設を行うための内腔である。

さて従来、鋼矢板相互を縦設するには、土圧に対し充
分な耐力を保持せねばならないとされ、接合部の全面溶
接を行うか、あるいは堅固な連結板を用い多数のボルト
接合を行ってきたが、本発明者等の研究では、鋼矢板相
互の継手連結に際し、該継手が充分な強度を有する場
合、特に直線型鋼矢板の如き雌雄同一の嵌合継手のよう
な継手を用いた場合、継手効率を50％までとれるので、
第３図に示したような点溶接で充分な耐力を保有しうる
ことが判った。

さらに本発明では、鋼矢板の建込みに際し、前記ボッ
クス型鋼矢板の内腔の一部に浮力付与体を装着し、泥水
中において実質的に該ボックス型鋼矢板の重量を零に近
くなるようにするため、縦設するボックス型鋼矢板の個
数に関係無く、前述のような極く部分的な継手部の点溶
接で、充分にボックス型鋼矢板の連設体を安定した形態
に保持することが可能である。

第４図において、19は前記ボックス型鋼矢板14bと該
ボックス型鋼矢板14bに縦設されているボックス型鋼矢
板14dとの鉛直方向接続部を示すが、従来のような全面
溶接や連結板接合は実施していない。

さて、横方向に隣り合うボックス型鋼矢板相互の前記
鉛直方向接続部19,19を、第１図に示すように耐応力間
隔20だけ離隔するようにして、ボックス型鋼矢板相互を
連設した後、前記継手連結によって形成される内腔27a,
27bに、鋼矢板建込み後にコンクリート打設を行うと、
該鉛直方向接続部19,19に作用する曲げモーメントおよ
び剪断力に対して、前記内腔に充填されたコンクリート
の耐剪断力は充分に対抗することが可能になる。

つまり、 鋼矢板の曲げ耐力Msr＜コンクリートの捩じり剪断耐力T
cr 鋼矢板の剪断耐力Ssr＜コンクリートの押し抜き剪断耐
力Scr を考慮して前記耐応力間隔20を適宜に設計すれば良い。

本発明者らは、角鋼管型本体の断面寸法が400×400mm
で、双腕継手の長さ200mm、長さ6,000〜8,000mmのボッ
クス型鋼矢板を用い、深度40,000〜48,000mmの連続地中
壁を構築するにあたり、耐応力間隔20を3,000〜4,000mm
に設定して所望の効果をあげた。

つぎに、第５図〜第14図によって本発明にかかる連続
地中壁の構築方法に関し、主としてボックス型鋼矢板の
連設建込みについて説明する。

第５図は前記支持装置16を用いてボックス型鋼矢板
（以下単に鋼矢板と云う）14e〜14gを建込む状況を示す
概略側面図で、第６図はその概略平面図である。

第５図および第６図に示すように、鋼矢板14eを第１
図に示した自走式低揚程電動クレーン13（以下単にクレ
ーンと云う）により支持装置16の上に運搬し、支持装置
に設けた押圧ジャッキ28を用いて該鋼矢板14eを押圧支
持し、つぎに同様にして鋼矢板14f,14gを運搬して継手
嵌合した後、継手部を点溶接29して、鋼矢板14e,14f,14
gを一体化し鋼矢板連設体17を構成する。つぎに、第７
図の概略側面図、第８図の概略平面図に示すように、前
記鋼矢板14f,14gに隣接して鋼矢板14h,14iを継手嵌合し
て、点溶接したのち、第９図のように前記クレーン13
（図示せず）で鋼矢板の連設体17を泥水18の中に吊り降
ろす。

同様にして、第10図〜第14図の工程概略説明図に示す
ように、工程順に継手嵌合，点溶接，吊り降ろし，押圧
支持の工程を繰り返し、所望の大きさの鋼矢板の連結体
を構築するが、手順は同じなので詳細な説明は省略す
る。

第15図は、掘削溝１に鋼矢板14r,14s,14vを建込み
後、内腔27c,27dの泥水を排出し、該内腔27c,27dにコン
クリート30a,30bを打設した状態を示す概略斜視図であ
る。

第15図において、31a〜31cは連結板、32は一方向締め
が可能なワンサイドボルトであって、このように用途に
応じて前記点溶接のほか、部分的に適宜なボルト接続手
段を用いて簡易な縦設を行なっても差し支え無い。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように構成されているので、以下に
記載するような効果を奏する。

泥水掘削法を利用する連続地中壁の構築方法におい
て、ボックス型鋼矢板の内腔の一部に浮力付与体を装着
し、重量負担を激減することにより、場所や環境の良否
にかかわらず、さらに狭隘な場所でも高額な設備を必要
とせず、低能力の揚重機や工具で、安全確実かつ迅速に
施工できるので、業界に対する貢献は極めて多大であ
る。

さらに、従来法では施工が困難であった場所におい
て、強度および信頼性が高く優れた巨大な連続地中壁を
経済的に構築することを可能とするので、土木，建築分
野におけるその経済効果は非常に大きい。

さらに、単位鋼矢板相互の鉛直方向接続部を耐荷重接
続とし、横方向に隣り合う単位鋼矢板の鉛直方向接続部
がそれぞれ耐応力間隔を保って離隔するように鋼矢板を
連設するため、鋼矢板相互の接続が簡単ですみ、省力化
により施工コストの切り下げ、施工期間の短縮が可能
で、実用効果は極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる連続地中壁の構築方法を示す概
略縦断正面図、第２図は耐荷重接続の一例を示す横断平
面図、第３図は本発明における鋼矢板連設体の概略平面
図、第４図は第３図のＸ−Ｘ線断面図、第５図〜第14図
は本発明を実施する場合のボックス型鋼矢板の連結建込
み工程を説明するための概略正面図、第15図は掘削溝に
鋼矢板を建込んだのち鋼矢板の内腔にコンクリートを打
設した状態を示す概略斜視図である。第16図は従来法に
おいて単位ボックス型鋼矢板の連設体を建込んだ状況を
示す概略平面図、第17図は従来法において鋼矢板の連設
体をクレーン車で吊り上げて掘削溝内に建込んでいる工
程の途中状況を示す概略斜視図、第18図は都市道路の下
に地下鉄道の駅を構築した状況を示す概略断面図であ
る。 １……掘削溝 ２……単位ボックス型鋼矢板 ３……鋼矢板の連設体 ４……クレーン車 ５……都市道路 ６……地下鉄道 ７……駅 ８……覆工板 ９……支柱 10……作業空間 11……鉛直壁 12……吊り下げ軌道 13……自走式低揚程電動クレーン 14……単位ボックス型鋼矢板 14a〜14v……単位ボックス型鋼矢板 15……作業床 16……支持装置 17……鋼矢板連設体 18……泥水 18a……泥水面 19……鉛直方向接続部 20……耐応力間隔 21a,21b……継手 22……点溶接 23……ドリフトピン 24a,24b,24c……内腔 25a,25b,25c……浮力付与体 26a〜26d……点溶接部分 27a,27b……内腔 28……押圧ジャッキ 29……点溶接 30a,30b……コンクリート 31a〜31c……連結板 32……ワンサイドボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 気仙 哲夫 東京都港区北青山２丁目５番８号 株式 会社間組内 (56)参考文献 特開 平３−76922（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−7286（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地盤に泥水掘削法によって掘削溝を穿設
   し、ついでボックス型鋼矢板を建込み後、泥水固化もし
   くはコンクリート置換固化を行う連続地中壁の構築方法
   において、鋼矢板建込み前に、あらかじめ前記ボックス
   型鋼矢板の内腔の一部に浮力付与体を装着し、該ボック
   ス型鋼矢板を連設しつつ掘削溝内に建込み、ついで泥水
   固化もしくはコンクリート置換固化を行う連続地中壁の
   構築方法。
2. 【請求項２】地盤に泥水掘削法によって掘削溝を穿設
   し、ついでボックス型鋼矢板を建込み後、泥水固化もし
   くはコンクリート置換固化を行う連続地中壁の構築方法
   において、鋼矢板建込み前に、あらかじめ前記ボックス
   型鋼矢板の内腔の一部に浮力付与体を装着し、該ボック
   ス型鋼矢板の単位鋼矢板相互の鉛直方向接続部を耐荷重
   接続とし、横方向に隣り合う単位鋼矢板の鉛直方向接続
   部がそれぞれ耐応力間隔を保って離隔するように鋼矢板
   を連設しつつ掘削溝内に建込み、ついで泥水固化もしく
   はコンクリート置換固化を行う連続地中壁の構築方法。
3. 【請求項３】浮力付与体として発泡樹脂ブロック体を用
   いる請求項１または２記載の連続地中壁の構築方法。