JP2681741B2 - 立坑築造工法とこれに用いる複合土留材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】集水井、深礎坑、調査坑、換気用
立坑や、シ−ルド工法、推進工法等に於ける立坑などの
各種立坑を築造する工法と、これに用いる土留材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来立坑築造工法として、簡易土留工
法、親坑横矢板工法、鋼矢板工法、鋼管矢板工法、柱列
杭工法、連続地中壁工法、深礎工法、その他の工法があ
る。

【０００３】このうち本発明が関わる従来の一般的な深
礎工法は、土留材としてライナ−プレ−トを用い、大型
機械設備が不要な無振動無騒音の工法である。ライナ−
プレ−トは、軽量コンパクトで取り扱いやすいのが大き
な特徴である。施工は、立坑内で掘削を行なうのに従っ
て、切羽部で１段ずつ手作業でライナ−プレ−トを組み
立てる。

【０００４】このような従来の土留材であるライナ−プ
レ−トを改良したものとして、「擁壁用ライナプレ−
ト」が開示されている（特開平３−２４４７９０）。こ
の擁壁用ライナプレ−トは、複数のライナ−プレ−トを
組み立て、外周を凹凸のない壁面に形成するとともに、
内周に補強構造を設けたものである。施工にあたって、
予めライナ−プレ−トを環状に組み立てておき、立坑内
の掘削とともに建設機械で圧入する。その後さらに掘削
圧入を進めて、次段のライナ−プレ−トを組立て、掘
削、圧入を繰り返して立坑を築造する。

【０００５】又高深度立坑を能率的に掘削する工法とし
て、「小断面高深度立坑掘削工法」が開発されている
（特公昭６３−５４８６８）。この工法は、リング状掘
削刃の内周上に乗せたカウンタ−ウエイトの作用を利用
し、掘削バケットにより掘削しつつライナ−プレ−ト枠
を沈降させるもので、掘削と並行してプレ−ト枠の組立
を行なう。

【０００６】従来の一般的な深礎工法は、根入れ部分が
ないためボイリングやヒ−ビングのおそれがあり、軟弱
な地山や湧水の多い地山では、地山の自立とドライ環境
の確保のため地盤改良等の補助工法が必要となり、経済
性、工程的に問題がある。

【０００７】又ライナ−プレ−ト建て込み時に余掘りを
行なう必要があり、その結果地山とライナ−プレ−トの
間に空隙が生じ、ライナ−プレ−トと地山とを一体化す
るため空隙部にグラウト注入が必要となって、経済性に
問題が残る。さらにライナ−プレ−トの組立ては、立坑
内の切羽部で１枚ずつ手作業で行なわれるため、上下作
業となり安全性に問題があり、工程的にも問題があっ
た。

【０００８】前記の擁壁用ライナプレ−トでは、ライナ
−プレ−トを直接圧入するため全圧入力がライナ−プレ
−トにかかり、その耐久性に問題があった。そのため圧
入深度はライナ−プレ−トの剛性に左右される欠点があ
った。そこでライナ−プレ−トの剛性を上げ、ライナ−
プレ−トのみの圧入により立坑を築造した場合、立坑築
造完了後のライナ−プレ−トの撤去は困難となり、使用
した剛性の高いライナ−プレ−トを埋殺ししなければな
らず、経済性に問題があった。

【０００９】さらに前記小断面高深度立坑掘削工法に於
いては、ライナ−プレ−トの外周面に凹凸があるため圧
入時に大きな周面摩擦力が発生し、圧入抵抗となって沈
下が困難になる。又全周面摩擦力がライナ−プレ−トに
かかりライナ−プレ−トの耐久性に問題があった。とく
に大深度となった場合、大きな軸力が最下段のライナ−
プレ−トに作用してライナ−プレ−トが破壊するおそれ
があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、深礎工法に於ける側面地盤への地盤改良
の省略、前記空隙部へのグラウト注入の省略、土留材の
地上での一括組立て、ライナ−プレ−トへ作用する周面
摩擦力と軸力の軽減、経済的な土留材の構成、工期の短
縮、安全性の向上を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の立坑築造方法
は、外周面が平滑なスキンプレ−トを有して側方土圧に
対向させるライナ−プレ−トを外側に、圧入力に対抗さ
せる撤去可能なセグメントを内側に、地上で所定の高さ
に一括組み立てて１リングの複合土留材を形成し、先行
する１リングの複合土留材を圧入できる深さに複合土留
材内を掘削しつつ圧入し、続いて後続の１リングの複合
土留材と先行の複合土留材とを連結し、圧入しつつ掘削
することを繰り返して立坑を築造し、立坑築造完了後に
セグメントを撤去することに特徴がある。

【００１２】又これに用いる複合土留材は、ライナ−プ
レ−トとライナ−プレ−トの内側に設置されるセグメン
トとからなる。そしてライナ−プレ−トは、外周面が平
滑なスキンプレ−トと側方土圧対抗部材とを有する、複
数の外構成片を連結して掲載される複数の外構成環を、
所定の高さに上下に連結して形成される。

【００１３】セグメントは、複数の内構成片を連結して
形成される複数の内構成環を、ライナ−プレ−トの高さ
に上下に連結したものである。

【００１４】

【作用】ライナ−プレ−トを外側に、セグメントを内側
にして地上で１リングの複合土留材を一括組み立てる。

【００１５】１リングの複合土留材内を掘削しつつ圧入
するとき、ライナ−プレ−トの外側は平滑なスキンプレ
−トであるため、周面摩擦力を小さくでき、又側方土圧
対抗部材ににより、セグメントを撤去した状態でも側方
土圧に対抗できる。

【００１６】又ライナ−プレ−トとセグメントとを組み
合わせることにより、圧入時に作用する周面摩擦力によ
る軸力をライナ−プレ−トが受持ち、刃口抵抗力による
軸力を剛性の高いセグメントに受け持たせることができ
るので、ライナ−プレ−トに作用する軸力が大幅に軽減
される。

【００１７】

【実施例】まず図３ないし図１０によりこの発明に実施
する複合土留材１について説明すると、１リングの複合
土留材１は３段のライナ−プレ−ト２と２段のセグメン
ト３とによって構成される。

【００１８】１リングの複合土留材１を構成するライナ
−プレ−ト２は、図４、図５に示すような外構成片２１
を複数個リング状に連結して（図３参照）、外構成環２
ａ、２ｂ、２ｃをそれぞれ形成し、さらに図６で示すよ
うにこれを上下に３段重ねて連結して形成される。

【００１９】外構成片２１について説明すると、２２ａ
は上フランジ、２２ｂは下フランジで、外周面が平滑な
スキンプレ−ト２３のそれぞれ上下端に固着されて内側
へ突出する。２４は側壁で、上下フランジ２２ａ、２２
ｂ、スキンプレ−ト２３のそれぞれ左右端部に固着され
ている。

【００２０】２５は側方土圧対抗部材で、波状に形成さ
れてスキンプレ−ト２３の内周面に固着されている。な
お側方土圧対抗部材２５の形状は実施例に限られず、例
えば連続する三角形状や四角形状など任意であり、要は
施工中並びにセグメント３を撤去した後に側方土圧の作
用により、スキンプレ−ト２３が変形しない構造であれ
ばよい。なお上下フランジ２２ａ、２２ｂを側方土圧対
抗部材２５と一体に形成することもできる。

【００２１】２６はセグメント３に設けられた軸力分散
軽減金具３６から伝達される鉛直方向力に対する補強金
具で、ほぼ直角三角形状に形成されて、３個の外構成環
２ａ〜２ｃのうち最上段の構成環２ａの内側上端に、一
定間隔で固着されている。なお２７は連結用のボルト孔
であり、左右隣合う外構成片２１同志は、止水ゴム２８
を挟んで図外ボルト・ナットで連結されて外構成環２ａ
ないし２ｃを、又上下の外構成環２ａないし２ｃ、及び
上下のライナ−プレ−ト２は、止水ゴム２８を挟んで、
図１０のようにボルト・ナット２９で連結される。

【００２２】図７、図８で１リングの複合土留材１を構
成する、セグメント３の内構成片３１を示す。この内構
成片３１を図３のようにリング状に連結して内構成環３
ａ、３ｂを形成し、内構成環３ａ、３ｂを上下２段に重
ねて連結して１組のセグメント３が形成される。セグメ
ント３は、鉛直方向力に対する剛性がライナ−プレ−ト
２よりも大きい鋼製のものである。

【００２３】３２ａは上フランジ、３２ｂは下フランジ
で外壁３３の上下端に固着されて内側へ突出する。３４
はライナ−プレ−ト２連結に用いるボルト・ナット取付
用の窓で、上の内構成環３ａの内構成片３１では外壁３
３の上端部に、又下の内構成環３ｂの内構成片３１では
外壁３３の下端部にそれぞれ等間隔で開口されている。
３５は側壁で、上下フランジ３２ａ、３２ｂ、外壁３３
のそれぞれ左右端に固着されている。

【００２４】 ３６は軸力分散軽減金具で、直角三角形
に形成され、下の内構成環３ｂの下端部で、前記ライナ
ープレート２側の補強金具２６と上下に対応する位置
に、等間隔で固着されている。３７はボルト孔で、左右
に隣合う内構成片３１同志は図外ボルト・ナットで連結
して内構成環３ａ、３ｂが形成され、又上下の内構成環
３ａ、３ｂ、及び上下のセグメント３は、図１０のよう
にボルト・ナット３８で連結される。なお図８中、３９
ａは縦リブ、３９ｂは横リブである。

【００２５】次に、このような複合土留材１を用いて立
坑を築造する工法を説明する。図１及び図２に於いて、
グランドアンカ−４を施工する。グランドアンカ−４の
本数及び定着長は、対象とする地山と立坑との規模によ
り選択する。複合土留材１の圧入に先立ち、立坑位置に
刃口５を設置する。刃口５を設置する場合、或る程度地
盤を掘削しておいたほうが設置しやすい。

【００２６】次いで複合土留材１を組み立てるのである
が、実施例の場合、１リングの複合土留材１の高さを、
組立て、搬入を容易にするためそれぞれ１５００ｍｍと
している。

【００２７】組立てはまずライナ−プレ−ト２を３段に
陸組みする。次にライナ−プレ−ト２の内側にセグメン
ト３を２段組み立てる。このとき次のリングとの連結を
容易にするため、ライナ−プレ−ト２のボルト孔２７
と、セグメント３の窓３４の位置とを合わせおく。又ラ
イナ−プレ−ト２側の補強金具２６と、セグメント３側
の軸力分散軽減金具３６との位置合わせを行なう。

【００２８】このようにして陸組みした１リングの複合
土留材１ａを、図２のように立坑掘削位置へ投入する。
複合土留材１ａを刃口５に固定する。同時にセグメント
３の窓３４を利用してライナ−プレ−ト２と刃口５との
連結用ボルト・ナット２９を締めつける。さらにセグメ
ント３と刃口５との連結用ボルト・ナットを締めつけ
る。

【００２９】複合土留材１ａの上部に加圧リング６を設
置し、グランドアンカ−４を反力体として圧入を開始す
る。図中７は加圧架台、８は圧入ジャッキである。圧入
力が大きくなった場合は、クラムシェル等で立坑内を掘
削し、圧入抵抗力を減少させながら圧入する。後続の複
合土留材１ｂを組み立てて、先行の複合土留材１ａと連
結する。このように複合土留材１の組立て、圧入を繰り
返す。

【００３０】掘削が終了すると最後に底盤コンクリ−ト
９を打設する。必要がなければ底盤コンクリ−ト９は省
略できる。状況に応じて水中打設を行ない、立坑内の水
替えを行なう。最後に複合土留材１の圧入時に圧入材と
して用いたセグメント３を撤去して、再利用を図る。

【００３１】

【発明の効果】立坑築造施工中並びに完了後、側方土圧
にはライナ−プレ−トを、施工中の圧入力にはセグメン
トを対抗させるため、さらに実施例のように軸力分散軽
減金具を設けると、これにより周面摩擦力によってライ
ナ−プレ−トに作用する軸力を分散軽減できるため、各
部材は必要最小限の剛性で構成可能である。そのうえラ
イナ−プレ−ト外周にスキンプレ−トを取付けることで
周面摩擦力が軽減できるので、大深度まで施工できる。

【００３２】複合土留材の圧入により立坑を築造するこ
とから、陸上での複合土留材の組立てが可能で、しかも
実施例のようにセグメントに窓を設けることによって、
一括組立てが容易であり、安全性からも工程的にも有利
である。

【００３３】複合土留材を圧入するため、対象となる地
山は自立する必要性がなく、実施例のように止水ゴムを
用いると複合土留材の止水性が高いので、側面の地盤改
良及び空隙部のグラウトが不要である。又セグメントは
立坑圧入完了後、撤去して再利用が可能なため経済的で
ある。

【００３４】直線、曲線形のライナ−プレ−ト及びセグ
メントを組み合わせることにより、任意の形の立坑を築
造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】立坑の築造が完了したときの縦断面図である。

【図２】複合土留材の圧入途中の縦断面図である。

【図３】複合土留材の平面図である。

【図４】ライナ−プレ−トの外構成片の平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図６】３段１組のライナ−プレ−トの縦断面略図であ
る。

【図７】セグメントの内構成片の平面図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図９】２段１組のセグメントの縦断面略図である。

【図１０】上下のライナ−プレ−ト及びセグメントの連
結状態を示す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 複合土留材 ２ ライナ−プレ−ト ２ａ〜２ｃ外構成環 ２１ 外構成片 ２３ スキンプレ−ト ２５ 側方土圧対抗部材 ２６ 補強金具 ２８ 止水ゴム ３ セグメント ３ａ、３ｂ内構成環 ３１ 内構成片 ３３ 外壁 ３４ 窓 ３６ 軸力分散軽減金具

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面が平滑なスキンプレ−トを有して
   側方土圧に対抗させるライナ−プレ−トを外側に、圧入
   力に対抗させる撤去可能なセグメントを内側に、地上で
   所定の高さに一括組み立てて１リングの複合土留材を形
   成し、先行する１リングの複合土留材を圧入できる深さ
   に複合土留材内を掘削しつつ圧入し、次いで後続の１リ
   ングの複合土留材を先行の複合土留材と連結して圧入し
   つつ掘削することを繰り返して立坑を築造し、立坑築造
   完了後にセグメントを撤去する立坑築造工法。
2. 【請求項２】 ライナ−プレ−トとライナ−プレ−トの
   内側に設置されるセグメントとからなり、ライナ−プレ
   −トは、外周面が平滑なスキンプレ−トと側方土圧対抗
   部材とを有する、複数の外構成片を連結して形成される
   複数の外構成環を、所定の高さに上下に連結してなり、
   セグメントは、複数の内構成片を連結して形成される複
   数の内構成環を、ライナ−プレ−トの高さに上下に連結
   してなる立坑築造工法に用いる複合土留材。
3. 【請求項３】 セグメントは、周面摩擦力によりライナ
   −プレ−トに作用する軸力を分散させる軸力分散軽減金
   具を有する請求項２の立坑築造工法に用いる複合土留
   材。
4. 【請求項４】 セグメントは、ライナ−プレ−トを組立
   てるための窓を有する請求項２又は３の立坑築造工法に
   用いる複合土留材。