JP2818838B2 - 地下構造物の構築工法 - Google Patents

地下構造物の構築工法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は地下構造物の構築工法に係り、とくに、地表
面で既存の構造物が使用されている場合に、その下方に
地下構造物を新設するときの地下構造物の構築工法に関
するものである。
[従来の技術] 最近、都市部における土地の有効利用の目的で、鉄道
等の公共施設の上方に人工地盤を建設する機運が高まっ
ており、さらに、この考え方を一歩進めて、その地下部
分をも利用することが提案されるようになっている。
その一例を第5図によって説明する。図においては、
1は地表面、2は地盤であり、3は地盤2の上面に鉄道
施設として設置された軌道、4は車両であり、5は人工
地盤、6はその上方に構築される地上の建築物、7はそ
の基礎である。
一方、地下構造物10は、柱11、梁12、地下構造物10の
基礎13、底版14、最上階のスラブ15、下階の一般スラブ
16とからなり、前記の基礎7を外壁に兼用して構成され
る。ここで、地下構造物10の周辺地下部分に、予め地上
から地中連続壁を構築し、これを地上部分の基礎7とす
ると共に、地盤2の擁壁として使用し、そのまま構造物
の地下外壁17とすることができる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、軌道3の上方における人工地盤5の構
築には、軌道3の外方に基礎7を構築し、車両の運行を
確保しながら、橋梁架橋の技術を使用して、大スパンの
人工地盤5を形成し、建築物6を構築することが可能で
あるが、一般の建築物の地下部分の構築のように、地下
部分の構築が地表面1から行われ、まず、根切りに先立
って地表位置に1階の床版を構築し、その下方の掘削と
構造物の構築とを上方から構築することが常法になって
いるることから、運行中の軌道3の下方に地下構造物10
を構築することは不可能である。
そこで、軌道3の下方では、側方からトンネルの技術
を使用せざるを得ず、従って、作業用の空間が得にくい
ばかりでなく、地下構造物10の規模に制約を受け、人工
地盤5上の構築物6に匹敵するような大空間の構造物の
構築には、最大級のトンネルを構築することになり、莫
大な工費を必要とすることになる。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上述のような既存施設下方における地下高
造物の構築に際しての課題の解決を図ることを目的とし
て創案されたものであって、既存の施設外方に地表から
2列の平行な地中連続壁を構築し、これらの間に形成さ
れる空間を利用して、地盤と既存の施設とを支持する盤
状の構造体を構築し、この盤構造体を最上部のスラブと
して、地下構造体の架構を構築することを要旨としてい
る。そして本発明が採用する技術的手段は、既存の施設
外方に地表から2列の平行な地中連続壁を構築し、両壁
体間に竪溝を形成する工程、この竪溝内から施設側の壁
体に穿孔しながら鋼管を水平方向に圧入し、若干の間隔
をあけて並列させ、棚状の構造体を形成する工程、鋼管
相互の間隙および外周に薬液を注入して一連の盤を形成
する工程、鋼管下方を掘削し前記竪溝を利用して排土す
る工程、鋼管列の下面にコンクリートスラブを構築する
工程、このコンクリートスラブの下方に地下構造体の架
構を構築する工程を包含することを特徴とするものであ
る。これによって、本発明の地下構造物の構築工法は、
既存の地上施設の運行はそのままでありながら、地下構
造物の構築を可能にすることに成功したものである。
[実施例] 本発明の地下構造物の構築工法を、既存の施設が鉄道
の軌道である場合に適用した例に基づいて、その施工工
程に基づいて説明する。第1図は外壁部分で示す地下構
造物の断面図、第2図は第1図のA−A線に沿った断面
図、第3図は、第2図の位置におけるその後の工程を説
明する断面図である。第5図の参照番号は該当部分につ
いて共通にしてある。
本発明の地下構造物の構築工法では、地下構造物10の
構築のために、地表面1の下方に、地盤2と地表面1の
既存の施設3を支持する支持構造体を構築する。その主
要な構造部材は鋼管40である。
まず、第1図に示すように、既存の施設としての軌道
3の敷地外方に、地表面1から地中連続壁の工法によっ
て、2列の平行な壁体20、20を構築し、外壁17を形成す
る。壁体20の間隔は通常、地下構造物10の柱間隔に併せ
て設定する。
ついで、各壁体20の中間を掘削して、両者間に竪溝21
を形成し、竪溝21内に、油圧ジャッキ30を降ろす。ジャ
ッキ30は、先端に押圧台31を取付けたものであって、壁
体20に沿って設けたブラケット32にレール33を架設し、
その上に走行自在に構成した支持台34上に支持させるこ
とによって、内方の壁体20に対面して移動自在である。
もちろん、溝底22から支持させてもよい。ここで、ジャ
ッキ30の押圧台31に、鋼管40のうちの先導鋼管41の後端
を嵌合支持させると、ジャッキ30の伸長によって、先導
鋼管41を土中に圧入することができる。
鋼管40は、全体として壁体20から土中に向かって水平
方向に圧入されるものであるが、施工上は、第1の先導
鋼管41と、その後方に、ジャッキ30の押圧台31との間に
装着、接続される第2、第3…の接続管42、42…等に分
割されており、これらを順に接続して、基端部のジャッ
キ30によって、片押しにして地盤2内に圧入される。そ
のために、先導鋼管41等は、竪溝21の幅に見合う長さと
し、先端に穿孔用の刃口を設けてある。従って、ジャッ
キ30を油圧によって回転可能に構成することによって、
壁体20に貫通孔23を穿孔し、ついで、通常の推進工法に
従って地盤2内に圧入し、接続管42による後押しによっ
て堀進する。このとき、壁体20への貫通孔23の穿孔は、
別途の手段によってもよい。
隣接する鋼管40は、ジャッキ30を移動させながら相互
に若干の間隔をあけて並列して設置し、第1図、第3図
に示すように、これらの鋼管40の間の土壌部51を含めて
それらの全周に全長にわたって薬液を使用して凝固さ
せ、地盤2に対して棚状の盤構造体50を形成する。43は
薬液供給管、44は先端ノズルである。
次に鋼管40が一連の盤構造体50を形成したところで、
壁体20には、盤構造体50の下方のレベルに仮設の開口部
24を設ける。この開口部24は壁体20の構築時に、柱11間
の開口部として構築しておいてもよい。
次の工程では、第4図(a)に示すように、この開口
部24を通路として利用し、盤構造体50の下部を内方に掘
削し、掘削土を仮設開口部24と竪溝21とを利用して排出
する。この掘削は、鋼管40と盤構造体50の強度と、上方
の地盤2と施設3の荷重に見合うように、好ましくは地
下構造物10の柱間隔に対応させて、鋼管40の長さ方向の
支点間距離lに従って進める必要がある。そこで、支点
間距離lごとに鋼管40に直交する方向に設けた仮設の受
梁25と仮設支柱26によって地山27に支持させ、(b)に
示すように、地下構造物10の上部を構築する。この構築
には、鋼管40の下面をはつり出し、吊金具によって吊り
下げて、第3図のように鉄筋51を配筋し、その下面に地
山から支持されるコンクリート用型枠60を設置する。そ
の上面に地下構造物10の最上部の鉄筋コンクリート造ス
ラブ15を構築するには、型枠60の下面から圧入孔を通じ
て施工するか、トンネルの巻立てに準じて横打ちする。
ついで、仮設の支柱26、受梁25を含んで、下方における
柱11、梁12の構築を支点間距離lごとに繰返すのが有利
である(c図)。さらに下方に、基礎13、底版14、一般
のスラブ16等を構築することは、常法の逆打ち工法によ
るものであるから特記を要しない。鉄筋コンクリート造
のスラブ15を無梁版に構成するときには、柱11の頂部に
はキャピタル型の柱頭部18を形成する。
地下構造物10の構築に先行して、地下部分の掘削が行
われるが、その掘削土の排土も、開口部34と竪溝21を利
用して行われる。
本発明の地下構造物の構築工法は、上記の実施例に限
定されないことはもちろんであり、地表面1上の既存の
施設は、一般の道路、駐車場等であってもよく、その上
方に人工地盤を形成した建築物6の有無に限定されるこ
とはない。また、内方の壁体20に設ける開口部として形
成した地下工事専用の仮設の開口部24は、複数個所設け
て後日に閉鎖してもよく、地下構造体10の本設の開口部
として残してもよい。
[作 用] 地下構造物10の構築に際して、まず、外壁が2列の平
行な地中連続壁として構築され、この2列の壁体20が、
外壁17の構造体を兼ねると同時に、地上にも建築物が構
築される場合には、その外周の基礎として構成される。
また、2列に構成した中間の竪溝21が十分な作業空間を
提供し、一面では鋼管40の圧入に使用されると共に、地
下構造物10の構築に必要な、資材、機材の搬入、搬出に
利用されるばかりでなく、掘削土の排出にも利用され
る。
鋼管40を主体とする盤構造体50によって、上方の地盤
2を支持するに際しては、先導管41、接続管42が仮設の
受梁25と支柱26によって支点間距離ごとに支持されるか
ら、常に上方の地盤2を支持している。また、先導管41
の内部には、土壌を凝固させる薬液の供給管43を有して
先端のノズル44から噴出させ、地盤改良されるようにな
っている。従って、鋼管40は困難な作業によって密接し
て配置される要はなく、薬液の噴出によって鋼管40の間
隙および周囲の土壌を凝固させ、盤構造体50を形成して
地盤2の落下を防止する。接続管42にも同様の供給と接
続手段を有している。
[発明の効果] 本発明の地下構造物の構築工法は、地表面において既
存の施設が使用されている場合の地下構造物の構築工法
において、既存の施設外方に地表から2列の平行な地中
連続壁を構築し、両壁体間に竪溝を形成する工程、この
竪溝内から施設側の壁体に穿孔しながら鋼管を水平方向
に圧入し、若干の間隔をあけて並列させ、棚状の構造体
を形成する工程、鋼管相互の間隙および外周に薬液を注
入して一連の盤を形成する工程、鋼管下方を掘削し前記
竪溝を利用して排土する工程、鋼管列の下面にコンクリ
ートスラブを構築する工程、このコンクリートスラブの
下方に地下構造体の架構を構築する工程を包含して実施
されるものであるから、まず、既存の施設外方におい
て、地表から2列の平行な地中連続壁を構築してその間
に竪溝を形成することは、既存施設の運行に全く規制さ
れずに実施することができ、ついで、この竪溝から鋼管
を敷設する施工によって、現在地盤を支持する盤構造体
が構築され、かつ、その存在のもとで、地表面から実施
する従来技術に準ずる地下構造物の構築が行われるか
ら、掘削に際してトンネルの工法によらずに、しかも大
空間を形成することができる。また、地表面下に支持地
盤として盤構造体が形成された後の構造物の構築は常法
によるものであり、格別の技術や装備を必要とせず、し
かも、地中連続壁が本設の構造体として多面に活用され
る利点がある。さらに、本発明の地下構造物の構築工法
は、既存の施設の使用中に達成されることによって、土
地の有効利用に貢献するところが極めて大きい画期的効
果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の地下構造物の構築工法を採用した実施例
を示す図面であって、第1図は外壁部分で示す地下構造
物の断面図、第2図は第1図のA−A線に沿った断面
図、第3図は第2図の位置におけるその後の工程を説明
する断面図、第4図の(a)、(b)、(c)は地下構
造物の施工工程図、第5図は地下構造物を説明する断面
図である。 1……地表面、2……地盤、3……既存の施設、軌道、
4……車両、5……人工地盤、6……建築物、7……基
礎、10……地下構造物、11……柱、12……梁、13……地
下構造物の基礎、14……底版、15……最上階のスラブ、
16……一般スラブ、17……外壁、18……柱頭部、20……
壁体、21……竪溝、22……溝底、23……貫通孔、24……
仮設の開口部、25……仮設受梁、26……仮設支柱、27…
…地山、30……ジャッキ、31……押圧台、32……ブラケ
ット、34……支持台、40……鋼管、41……先導鋼管、42
……接続管、43……供給管、44ノズル、50……盤構造
体、51……土壌部、52……鉄筋、60……型枠。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02D 29/04 E21D 13/02 E02D 27/48

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地表面において既存の施設が使用されてい
    る場合の地下構造物の構築工法において、既存の施設外
    方に地表から2列の平行な地中連続壁を構築し、これら
    の間に形成される空間を利用して、地盤と既存の施設と
    を支持する盤状の構造体を構築し、この盤構造体を最上
    部のスラブとして、地下構造体の架構を構築することを
    特徴とする地下構造物の構築工法。
  2. 【請求項2】地表面において既存の施設が使用されてい
    る場合の地下構造物の構築工法において、既存の施設外
    方に地表から2列の平行な地中連続壁を構築し、両壁体
    間に竪溝を形成する工程、この竪溝内から施設側の壁体
    に穿孔する工程、鋼管を水平方向に圧入し、若干の間隔
    をあけて並列させ、棚状の構造体を形成する工程、鋼管
    相互の間隙および外周に薬液を注入して一連の盤を形成
    する工程、鋼管下方を掘削し前記竪溝を利用して排土す
    る工程、鋼管列の下面にコンクリートスラブを構築する
    工程、このコンクリートスラブの下方に地下構造体の架
    構を構築する工程を包含することを特徴とする地下構造
    物の構築工法。
  3. 【請求項3】竪溝内には回転可能の油圧ジャッキを装備
    し、その先端に先導鋼管を装着し、その回転によって先
    導鋼管の刃口により施設側の壁体に貫通孔を穿孔すると
    共に、先導鋼管に後続鋼管を接続して順次圧入掘進する
    ことを特徴とする請求項2記載の地下構造物の構築工
    法。
  4. 【請求項4】圧入する鋼管の内部には少なくとも、凝固
    薬液の送給管を配設し、鋼管の先端から薬液を噴出させ
    て、鋼管の外周と中間に存在する土壌を凝固させること
    により盤構造体を形成することを特徴とする請求項2ま
    たは3に記載の地下構造物の構築工法。
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