JP2852570B2 - 建築物地下構造体の構築方法 - Google Patents
建築物地下構造体の構築方法Info
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- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は土木、建築分野における
建築物地下構造体の構築方法に関する。
建築物地下構造体の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、都市およびその近郊では、オフィ
スビルやホテルをはじめ各種商業設備、地下鉄等大形建
築物の構築が多く、それにともない前記建築物の地下構
造体も次第に大規模化し大深度のものが構築されてい
る。前記地下構造体の構築方法としては、周知の連続地
中壁構築方法が採用されることが多く、たとえば特開昭
６２−２４４９１７号公報に開示されているように、所
定の地盤に泥水掘削法によって所望寸法の掘削溝を堀
り、鉄筋籠を建込み、ついでコンクリートを打設して、
連続地中壁を構築したのち、所望の床版を造り地下構造
体とする方法が一般に採用されている。
スビルやホテルをはじめ各種商業設備、地下鉄等大形建
築物の構築が多く、それにともない前記建築物の地下構
造体も次第に大規模化し大深度のものが構築されてい
る。前記地下構造体の構築方法としては、周知の連続地
中壁構築方法が採用されることが多く、たとえば特開昭
６２−２４４９１７号公報に開示されているように、所
定の地盤に泥水掘削法によって所望寸法の掘削溝を堀
り、鉄筋籠を建込み、ついでコンクリートを打設して、
連続地中壁を構築したのち、所望の床版を造り地下構造
体とする方法が一般に採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】さて、前記泥水掘削法
による構築方法は、信頼性の高い地下構造体を経済的に
構築できる優れた方法である。しかしながら、建築物の
大規模化に伴う大深度掘削によってたとえば３０〜１０
０ｍにもおよぶ深さに構築された地下構造体が、延々数
ｋｍにも及んで従来の地層を縦断するような場合、あた
かも地下ダムが構成されたことと等しい結果となり上・
下流の地下水位が著しく変動し、上流部での地下水上昇
や下流部の取水不能、地盤低下、陥没、地滑りなど地下
水位の変動に伴う様々な障害が発生することがある。ま
た、別の問題として特に市街地では地盤表層から３〜５
ｍの深さには上・下水道管やガス管及び通信ケーブルな
どの敷設問題があり、そのような将来施設建設に際し障
害となるような地下構造体の構築は避けねばならない。
しかし大規模なコンクリート製の地下構造体構築には前
述の問題に充分対応できる経済的な構築方法が要望され
ていながら、それらの問題を解決する方法はまだ開発さ
れていない。前述の問題を、図面に従ってさらに詳細に
説明する。図１０は、従来の泥水掘削法により、所定の
地盤１に建築物地下構造体２を構築した状況を示す概略
説明図で、説明の便宜上地下水位の上流側の地中壁を２
ａ、下流側の地中壁を２ｂとし、床版を２ｃ、上版を２
ｄと表示する。つぎに、図において３は難透水性の地
層、４は透水性の地層、５は不透水性の地層を示し、床
版２ｃは該不透水性地層５に達している。かかる状態に
なつた場合、該建築物地下構造体２の構築前の地下水位
６は、前記地中壁２ａの地下水流遮断によって、上流側
では符号７ａに示すように上昇し、下流側では符号７ｂ
で示すように下がることになる。図１０は一例であっ
て、建築物地下構造体２の規模が極めて巨大であり、た
またま地形が地下貯水に適合していた場合など、もつと
極端な地下水位の変動があり、上・下流の土木、建築設
備に影響を与える恐れがある。もっとも、建築物地下構
造体２用の連続地中壁を構築するにあたり地下水圧が大
きい場合、構造的に壁厚を厚くせねばならないため、該
地下水圧を軽減し、経済的な建築物地下構造体を構築す
る手段として、特開平１−１６３３１５号公報には図１
１に示すように地下構造体２の上流側に種々の透水部材
８を設け、水抜きを行う手段が開示されているが、該手
段は経済的な地下構造体を構築することは可能である
が、やはり前記地下構造体上・下流の地下水位の変動を
軽減することは出来ず、同様に構築前の地下水位６を上
流側では符号７ａのように押し上げ、下流側では符号７
ｂのように引き下げるなど地下水位６の変動を助長する
恐れが残っている。しかしながら、前述のように現在前
記地下構造体の構築に際し、上・下流の地下水位の変動
を減少せしめるような方法は開発されていない。さら
に、前に述べたように地盤の比較的浅い部分における地
下構造体の障害排除には、鋼矢板工法による止水を行っ
て掘削したのち、所望の地下構造体構築後前記鋼矢板を
撤去する方法やあるいは泥水掘削法によって構築したコ
ンクリート仮設壁を粉砕除去する方法など費用の嵩む手
段が採用されてきた。本発明の目的は建築物地下構造体
構築に際し、上・下流の地下水位の変動を確実に軽減す
ることが可能で、さらに地盤の浅深を問わず安全で能率
的な作業を可能とし、構築コストが低廉で経済的な構築
方法を提供することにある。
による構築方法は、信頼性の高い地下構造体を経済的に
構築できる優れた方法である。しかしながら、建築物の
大規模化に伴う大深度掘削によってたとえば３０〜１０
０ｍにもおよぶ深さに構築された地下構造体が、延々数
ｋｍにも及んで従来の地層を縦断するような場合、あた
かも地下ダムが構成されたことと等しい結果となり上・
下流の地下水位が著しく変動し、上流部での地下水上昇
や下流部の取水不能、地盤低下、陥没、地滑りなど地下
水位の変動に伴う様々な障害が発生することがある。ま
た、別の問題として特に市街地では地盤表層から３〜５
ｍの深さには上・下水道管やガス管及び通信ケーブルな
どの敷設問題があり、そのような将来施設建設に際し障
害となるような地下構造体の構築は避けねばならない。
しかし大規模なコンクリート製の地下構造体構築には前
述の問題に充分対応できる経済的な構築方法が要望され
ていながら、それらの問題を解決する方法はまだ開発さ
れていない。前述の問題を、図面に従ってさらに詳細に
説明する。図１０は、従来の泥水掘削法により、所定の
地盤１に建築物地下構造体２を構築した状況を示す概略
説明図で、説明の便宜上地下水位の上流側の地中壁を２
ａ、下流側の地中壁を２ｂとし、床版を２ｃ、上版を２
ｄと表示する。つぎに、図において３は難透水性の地
層、４は透水性の地層、５は不透水性の地層を示し、床
版２ｃは該不透水性地層５に達している。かかる状態に
なつた場合、該建築物地下構造体２の構築前の地下水位
６は、前記地中壁２ａの地下水流遮断によって、上流側
では符号７ａに示すように上昇し、下流側では符号７ｂ
で示すように下がることになる。図１０は一例であっ
て、建築物地下構造体２の規模が極めて巨大であり、た
またま地形が地下貯水に適合していた場合など、もつと
極端な地下水位の変動があり、上・下流の土木、建築設
備に影響を与える恐れがある。もっとも、建築物地下構
造体２用の連続地中壁を構築するにあたり地下水圧が大
きい場合、構造的に壁厚を厚くせねばならないため、該
地下水圧を軽減し、経済的な建築物地下構造体を構築す
る手段として、特開平１−１６３３１５号公報には図１
１に示すように地下構造体２の上流側に種々の透水部材
８を設け、水抜きを行う手段が開示されているが、該手
段は経済的な地下構造体を構築することは可能である
が、やはり前記地下構造体上・下流の地下水位の変動を
軽減することは出来ず、同様に構築前の地下水位６を上
流側では符号７ａのように押し上げ、下流側では符号７
ｂのように引き下げるなど地下水位６の変動を助長する
恐れが残っている。しかしながら、前述のように現在前
記地下構造体の構築に際し、上・下流の地下水位の変動
を減少せしめるような方法は開発されていない。さら
に、前に述べたように地盤の比較的浅い部分における地
下構造体の障害排除には、鋼矢板工法による止水を行っ
て掘削したのち、所望の地下構造体構築後前記鋼矢板を
撤去する方法やあるいは泥水掘削法によって構築したコ
ンクリート仮設壁を粉砕除去する方法など費用の嵩む手
段が採用されてきた。本発明の目的は建築物地下構造体
構築に際し、上・下流の地下水位の変動を確実に軽減す
ることが可能で、さらに地盤の浅深を問わず安全で能率
的な作業を可能とし、構築コストが低廉で経済的な構築
方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
克服し、目的を達成するため、下記ａ〜ｅ項に記載する
手段をその要旨とする。 ａ、泥水掘削工法により所定深さを有する単位掘削溝を
掘削し鉄筋材建込みを行い、ついでコンクリ−トを打設
固化する工程を所定数繰り返して所望規模の連続地中壁
を構築し、その後該連続地中壁で囲われた地盤内側を掘
削して、所定の地下構造体を構築する建築物地下構造体
の構築方法において、前記鉄筋材建込みと同時に冷却管
挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘削溝中の所
望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を装入して、
連続地中壁中に透水層を形成し、前記地盤内側掘削に先
だって該透水層を凍結し、所定の地下構造体構築後に該
透水層を解凍する建築物地下構造体の構築方法。 ｂ、泥水掘削工法により所定深さを有する単位掘削溝を
掘削し鉄筋材建込みを行い、ついでコンクリ−トを打設
固化する工程を所定数繰り返して所望規模の連続地中壁
を構築し、その後該連続地中壁で囲われた地盤内側を掘
削して、所定の地下構造体を構築する建築物地下構造体
の構築方法において、前記鉄筋材建込みと同時に冷却管
挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘削溝中の所
望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を装入して、
連続地中壁中に透水層を形成し、前記地盤内側掘削に先
だって該透水層を凍結し、ついで掘削溝底に前記連続地
中壁と透水自在に接続する人工透水層を形成し、所定の
地下構造物体構築後に前記透水層を解凍する建築物地下
構造体の構築方法。 ｃ、建込み鉄筋材に断熱材を張設し、掘削溝側壁を断熱
するａまたはｂ項記載の建築物地下構造体の構築方法。 ｄ、所望部分を断熱被覆した冷媒冷却管を用いるａまた
はｂ項記載の建築物地下構造体の構築方法。 ｅ、解凍後所望の透水層を破砕撤去したのち、埋め戻し
を行うａまたはｂ項記載の建築物地下構造体の構築方
法。
克服し、目的を達成するため、下記ａ〜ｅ項に記載する
手段をその要旨とする。 ａ、泥水掘削工法により所定深さを有する単位掘削溝を
掘削し鉄筋材建込みを行い、ついでコンクリ−トを打設
固化する工程を所定数繰り返して所望規模の連続地中壁
を構築し、その後該連続地中壁で囲われた地盤内側を掘
削して、所定の地下構造体を構築する建築物地下構造体
の構築方法において、前記鉄筋材建込みと同時に冷却管
挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘削溝中の所
望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を装入して、
連続地中壁中に透水層を形成し、前記地盤内側掘削に先
だって該透水層を凍結し、所定の地下構造体構築後に該
透水層を解凍する建築物地下構造体の構築方法。 ｂ、泥水掘削工法により所定深さを有する単位掘削溝を
掘削し鉄筋材建込みを行い、ついでコンクリ−トを打設
固化する工程を所定数繰り返して所望規模の連続地中壁
を構築し、その後該連続地中壁で囲われた地盤内側を掘
削して、所定の地下構造体を構築する建築物地下構造体
の構築方法において、前記鉄筋材建込みと同時に冷却管
挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘削溝中の所
望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を装入して、
連続地中壁中に透水層を形成し、前記地盤内側掘削に先
だって該透水層を凍結し、ついで掘削溝底に前記連続地
中壁と透水自在に接続する人工透水層を形成し、所定の
地下構造物体構築後に前記透水層を解凍する建築物地下
構造体の構築方法。 ｃ、建込み鉄筋材に断熱材を張設し、掘削溝側壁を断熱
するａまたはｂ項記載の建築物地下構造体の構築方法。 ｄ、所望部分を断熱被覆した冷媒冷却管を用いるａまた
はｂ項記載の建築物地下構造体の構築方法。 ｅ、解凍後所望の透水層を破砕撤去したのち、埋め戻し
を行うａまたはｂ項記載の建築物地下構造体の構築方
法。
【０００５】
【作用】本発明の方法は、泥水掘削工法により所定深さ
を有する単位掘削溝を掘削し鉄筋材建込みを行い、つい
でコンクリートを打設固化する工程を所定数繰り返して
所望規模の連続地中壁を構築し、その後該連続地中壁で
囲われた地盤内側を掘削して、所定の地下構造体を構築
する建築物地下構造体の構築方法において、前記鉄筋材
建込みと同時に冷却管挿入を行い、コンクリ−ト打設に
際して該掘削溝中の所定限定部分に凍結解凍自在な透水
性充填材を装入して、連続地中壁中に透水層を形成し、
前記地盤内側掘削に先だって該透水層を凍結することに
より、地下水流を一時完全に遮断して作業するので、湧
水や壁面崩壊の懸念なく安全かつ能率的に地盤掘削およ
び構築作業が出来る。ついで前記透水層を解凍すること
により、容易に地下水流を復旧させることが可能である
ため、前記建造物地下構造体の構築に伴う上・下流地下
水位の変動を軽減することができ、地域周辺に地盤掘削
や建造地下構造体の構築に伴う影響を与えることが無
い。また、本発明の方法において、泥水掘削工法により
単位掘削溝を掘削したのち、鉄筋材建込みと同時に冷却
管挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘削溝中の
所望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を装入し
て、連続地中壁中に透水層を形成するとともに、前記地
盤内側掘削に先だって該透水層を凍結し、ついで掘削溝
底に前記連続地中壁と透水自在に接続する人工透水層を
形成する方法は、地盤の関係で建造物地下構造体を不透
水性地層に構築する必要のある際に、連続地中壁中の透
水層と人工透水層により地下水流を円滑に導水すること
を可能とする。さらに、前記建造物地下構造体の構築に
際し、建込み鉄筋材に断熱材を張設し、掘削溝側壁を断
熱する方法、掘削溝壁面以外の凍結部分を少なくするこ
とが可能なため掘削能率を高め、掘削費用を減少させる
効果がある。また、前記構築方法において、所望部分を
断熱被覆した冷媒供給管を用いる方法は、所望部分のみ
を凍結解凍するので、エネルギー損失が少なくて済む。
さらに、所定の建築物地下構造体を構築したのち、所望
の透水層を解凍粉砕撤去し、地盤の埋め戻しを行う方法
は、作業が容易で、費用が比較的に低廉で済むため建築
物地下構造体の構築に伴う前記浅層での将来施設建設に
際しての障害原因を経済的に排除することが出来る。
を有する単位掘削溝を掘削し鉄筋材建込みを行い、つい
でコンクリートを打設固化する工程を所定数繰り返して
所望規模の連続地中壁を構築し、その後該連続地中壁で
囲われた地盤内側を掘削して、所定の地下構造体を構築
する建築物地下構造体の構築方法において、前記鉄筋材
建込みと同時に冷却管挿入を行い、コンクリ−ト打設に
際して該掘削溝中の所定限定部分に凍結解凍自在な透水
性充填材を装入して、連続地中壁中に透水層を形成し、
前記地盤内側掘削に先だって該透水層を凍結することに
より、地下水流を一時完全に遮断して作業するので、湧
水や壁面崩壊の懸念なく安全かつ能率的に地盤掘削およ
び構築作業が出来る。ついで前記透水層を解凍すること
により、容易に地下水流を復旧させることが可能である
ため、前記建造物地下構造体の構築に伴う上・下流地下
水位の変動を軽減することができ、地域周辺に地盤掘削
や建造地下構造体の構築に伴う影響を与えることが無
い。また、本発明の方法において、泥水掘削工法により
単位掘削溝を掘削したのち、鉄筋材建込みと同時に冷却
管挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘削溝中の
所望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を装入し
て、連続地中壁中に透水層を形成するとともに、前記地
盤内側掘削に先だって該透水層を凍結し、ついで掘削溝
底に前記連続地中壁と透水自在に接続する人工透水層を
形成する方法は、地盤の関係で建造物地下構造体を不透
水性地層に構築する必要のある際に、連続地中壁中の透
水層と人工透水層により地下水流を円滑に導水すること
を可能とする。さらに、前記建造物地下構造体の構築に
際し、建込み鉄筋材に断熱材を張設し、掘削溝側壁を断
熱する方法、掘削溝壁面以外の凍結部分を少なくするこ
とが可能なため掘削能率を高め、掘削費用を減少させる
効果がある。また、前記構築方法において、所望部分を
断熱被覆した冷媒供給管を用いる方法は、所望部分のみ
を凍結解凍するので、エネルギー損失が少なくて済む。
さらに、所定の建築物地下構造体を構築したのち、所望
の透水層を解凍粉砕撤去し、地盤の埋め戻しを行う方法
は、作業が容易で、費用が比較的に低廉で済むため建築
物地下構造体の構築に伴う前記浅層での将来施設建設に
際しての障害原因を経済的に排除することが出来る。
【０００６】
【実施例】つぎに、本発明について図面に従ってさらに
詳細に説明する。図１は，本発明の方法により地下鉄や
地下連絡道路などトンネル状の建築物地下構造体２を構
築した状況を示す概略説明図で、地中壁２ａ、２ｂ中に
形成された透水層９ａ、９ｂを凍結することにより一時
地下水流を遮断して、所望の地盤掘削を行い床版２ｃ、
上版２ｄを有する建築物地下構造体２を構築したのち、
前記透水層９ａ、９ｂを解凍して地下水流を復旧せしめ
た状況を示すものであって、符号９ｃ、９ｄは前記地中
壁２ａ、２ｂの主体となるコンクリート層で、破線で示
す１０ａ、１０ｂは後に詳述するように破砕撤去された
透水層である。また、１１ａ、１１ｂはコンクリート層
９ｃ、９ｄおよび透水層９ａ、９ｂに残置された冷媒供
給管で、１ａは埋め戻しされた地層であり、かかる構築
工程については後に詳述する。なお、１３ａ〜１３ｃは
地下水流を示す符号である。つぎに、図２〜図４に従っ
て構築工程を説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は前記地中
壁２ａを構築する手順を示すもので、地盤１に周知の泥
水掘削法で図２（ａ）のように単位掘削溝１４を掘削
し、次に図２（ｂ）に示すように該掘削溝１４に鉄筋材
１５を建込むと同時に所望の個所を冷却できる冷媒供給
管１１ａを掘削溝１４の溝底まで挿入する。かかる冷凍
可能な冷媒供給管１１ａは周知であり、たとえば特開昭
和６３−１９４０１８号公報に公開されているように、
必要個所を断熱するなどの手順を講じて使用する。つぎ
に、図２（ｃ）に示すように透水能を確保するに充分な
所望の深さに砂・礫もしくは砂・礫の混合物等からなる
透水性充填材をパイプを用いるかあるいは直接投下充填
して透水層９ａを構成する。ついで、図２（ｄ）に示す
ように、コンクリートをトレミー管等を用いて打設固化
してコンクリート層９ｃを形成するが、打設に際して透
水層９ａにコンクリートが透水性を失わせるほど浸透す
ることは無い。さらに、前記コンクリート層９ｃを所定
深さ打設したのち、透水性充填材を装入して上部の透水
層１０ａを構築するが、前記透水性充填材の装入前に前
記打設コンクリートの養生は終了しているので、コンク
リートの品質に関する懸念はない。また前述のように前
記透水層１０ａは埋め戻しのため後の工程で粉砕撤去す
る。さて、図２（ａ）〜（ｄ）は説明の都合上上流側の
地中壁２ａのみについて述べたが、下流側の地中壁２ｂ
も同様に実施すると、図３のような状態になる。図３に
おいて、冷媒供給管１１ａ、１１ｂは冷媒供給本管１２
を介して液体窒素やフレオンガスなどの冷媒供設備１２
ａに接続されている。図３の状態において地下水流１３
ａ〜１３ｃは透水層９ａ、９ｂを通過するため、地下水
位の変動は生じない。つぎに、前記冷媒供給設備１２ａ
から冷媒供給本管１２および冷媒供給管１１ａ、１１ｂ
を介して冷媒を供給し透水層９ａ、９ｂ、１０ａ、１０
ｂを凍結することにより地中壁２ａ、２ｂは不透水性と
なり地下水流１３ａ〜１３ｃは遮断され、図４（ａ）に
示すように地中壁２ａ、２ｂで囲われた区域１４は湧水
や壁面崩壊の恐れなく能率的な掘削作業を実施できる。
図４（ｂ）は所定の掘削終了後前記地中壁２ａ、２ｂの
コンクリート層９ｃ、９ｄと床版２ｃ、上版２ｄからな
る建築物地下構造体２を構築した状況を示すもので該地
下構造体２完成後、前記冷媒供給設備１２ａからの冷媒
供給を停止するとともに、冷媒供給本管１２および冷媒
供給管１１ａ、１１ｂを加熱装置に接続替えして温風や
温水などを前記透水層９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂに供
給して解凍し、地下水流１３ａ〜１３ｂを復旧せしめ、
ついで前記冷媒供給設備１２ａ、冷媒供給本管１２およ
び透水層１０ａ、１０ｂに挿入された部分の冷媒供給管
１１ａ、１１ｂを透水性充填材とともに撤去し、上版２
ｄより地表までの掘削部分に埋め戻し材を投入すると図
１のように上・下流の地下水位の変動を軽減でき、さら
に上・下水道設備や埋設送・配電ケーブルなどの将来施
設建設に支障を与えることのない建造物地下構造体２を
構築できる。つぎに、本発明に用いられる鉄筋材１５に
ついて説明する。図５は前記鉄筋材１５の実施例にかか
る部分概略斜視図で、該鉄筋材１５の本体は鉄筋籠１６
からなり、１７は該鉄筋籠１６の両端部に設けられた仕
切り板兼継手部材で図ではその一方を示す。１８ａ、１
８ｄは雌パイプ継手、１９ａ、１９ｂは前記仕切り板兼
継手部材１７から突出したシール材で掘削溝壁面とのシ
ール性能を有する。かかる、鉄筋材１５は周知であり、
また、建込みなどの手段も良く知られているので詳細な
説明は省略する。また、図６は、雄継手１８ｃ、１８ｄ
を有するとともにシール材１９ａ、１９ｂ間に張設され
た断熱シール材２０ａ、２０ｂを備えた鉄筋材１５の例
で、２１ａ、２１ｂは前記断熱シール材２０ａ、２０ｂ
の押え板である。前記断熱シール材２０ａ、２０ｂは過
剰な凍結を防止し掘削作業を容易ならしめるため凍結処
理前に掘削溝の壁面を断熱処理する一手段として、主と
して掘削溝の内側すなわち地下構造体２の構築側に設け
るが、材質としては例えば、ポリスチロールやポリエチ
レン等の断熱高分子材で形成された断熱フイルム、シー
ト、マツト等を状況に応じて採用する。また、前記断熱
シール材は必要に応じ、たとえば壁面の崩壊に対する保
護や壁面における透水性を良くする効果も狙いとして掘
削溝の内外両側に接するように設けても良いが、その場
合は強度や特性に留意する必要がある。さらに、図７は
前記鉄筋材１５を単位掘削溝２２に建込んだ状況を示す
概略平面図で、目的を逸脱しない限り種々の周知形態の
鉄筋材を利用できる。さて、以上本発明に関し前記建造
物地下構造体２についてトンネル状の実施例を説明した
が、これに限定すること無く、図８に示すようなビルの
地下室部分にかかる地下構造体２を構築できることは言
うまでもない。図８の概略説明図は、床版２ｃを不透水
性層５近くに構築するため、復旧に際して地下水流の流
れが悪くなる懸念のある場合など、掘削にあたり該床版
２ｃの下層に砂あるいは礫もしくは砂礫などからなる人
工透水層２３を形成し、透水層９ａ、９ｂと透水自在に
接続した例で、構築の工程については前述の手順とほぼ
同一であるため説明は省略するが、本方法は地層の状態
に応じて採用すると地下水位の復旧を極めて円滑にする
ことができる。さらに、前述人工透水層２３は状況に応
じて防食導水管や透水性の高分子化合物のシートやマッ
トなどを開溝に装入するなどの手段で形成してもよい。
本発明において人工透水層２３とはかかる広義の意味に
おいて用いる。つぎに、図９の概略説明図は地中壁２
ａ、２ｂに接して床版２ｃ、上版２ｄおよび内壁２ｅ、
２ｆからなる地下構造体２を構築した例を示すもので、
本発明において地下構造体２は前述の実施例に限らず、
前記地中壁２ａ、２ｂの所定限定部分に透水層を設け、
適宜に凍結解凍を行うことにより、多くの形態を有する
地下構造体を構築することが可能である。
詳細に説明する。図１は，本発明の方法により地下鉄や
地下連絡道路などトンネル状の建築物地下構造体２を構
築した状況を示す概略説明図で、地中壁２ａ、２ｂ中に
形成された透水層９ａ、９ｂを凍結することにより一時
地下水流を遮断して、所望の地盤掘削を行い床版２ｃ、
上版２ｄを有する建築物地下構造体２を構築したのち、
前記透水層９ａ、９ｂを解凍して地下水流を復旧せしめ
た状況を示すものであって、符号９ｃ、９ｄは前記地中
壁２ａ、２ｂの主体となるコンクリート層で、破線で示
す１０ａ、１０ｂは後に詳述するように破砕撤去された
透水層である。また、１１ａ、１１ｂはコンクリート層
９ｃ、９ｄおよび透水層９ａ、９ｂに残置された冷媒供
給管で、１ａは埋め戻しされた地層であり、かかる構築
工程については後に詳述する。なお、１３ａ〜１３ｃは
地下水流を示す符号である。つぎに、図２〜図４に従っ
て構築工程を説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は前記地中
壁２ａを構築する手順を示すもので、地盤１に周知の泥
水掘削法で図２（ａ）のように単位掘削溝１４を掘削
し、次に図２（ｂ）に示すように該掘削溝１４に鉄筋材
１５を建込むと同時に所望の個所を冷却できる冷媒供給
管１１ａを掘削溝１４の溝底まで挿入する。かかる冷凍
可能な冷媒供給管１１ａは周知であり、たとえば特開昭
和６３−１９４０１８号公報に公開されているように、
必要個所を断熱するなどの手順を講じて使用する。つぎ
に、図２（ｃ）に示すように透水能を確保するに充分な
所望の深さに砂・礫もしくは砂・礫の混合物等からなる
透水性充填材をパイプを用いるかあるいは直接投下充填
して透水層９ａを構成する。ついで、図２（ｄ）に示す
ように、コンクリートをトレミー管等を用いて打設固化
してコンクリート層９ｃを形成するが、打設に際して透
水層９ａにコンクリートが透水性を失わせるほど浸透す
ることは無い。さらに、前記コンクリート層９ｃを所定
深さ打設したのち、透水性充填材を装入して上部の透水
層１０ａを構築するが、前記透水性充填材の装入前に前
記打設コンクリートの養生は終了しているので、コンク
リートの品質に関する懸念はない。また前述のように前
記透水層１０ａは埋め戻しのため後の工程で粉砕撤去す
る。さて、図２（ａ）〜（ｄ）は説明の都合上上流側の
地中壁２ａのみについて述べたが、下流側の地中壁２ｂ
も同様に実施すると、図３のような状態になる。図３に
おいて、冷媒供給管１１ａ、１１ｂは冷媒供給本管１２
を介して液体窒素やフレオンガスなどの冷媒供設備１２
ａに接続されている。図３の状態において地下水流１３
ａ〜１３ｃは透水層９ａ、９ｂを通過するため、地下水
位の変動は生じない。つぎに、前記冷媒供給設備１２ａ
から冷媒供給本管１２および冷媒供給管１１ａ、１１ｂ
を介して冷媒を供給し透水層９ａ、９ｂ、１０ａ、１０
ｂを凍結することにより地中壁２ａ、２ｂは不透水性と
なり地下水流１３ａ〜１３ｃは遮断され、図４（ａ）に
示すように地中壁２ａ、２ｂで囲われた区域１４は湧水
や壁面崩壊の恐れなく能率的な掘削作業を実施できる。
図４（ｂ）は所定の掘削終了後前記地中壁２ａ、２ｂの
コンクリート層９ｃ、９ｄと床版２ｃ、上版２ｄからな
る建築物地下構造体２を構築した状況を示すもので該地
下構造体２完成後、前記冷媒供給設備１２ａからの冷媒
供給を停止するとともに、冷媒供給本管１２および冷媒
供給管１１ａ、１１ｂを加熱装置に接続替えして温風や
温水などを前記透水層９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂに供
給して解凍し、地下水流１３ａ〜１３ｂを復旧せしめ、
ついで前記冷媒供給設備１２ａ、冷媒供給本管１２およ
び透水層１０ａ、１０ｂに挿入された部分の冷媒供給管
１１ａ、１１ｂを透水性充填材とともに撤去し、上版２
ｄより地表までの掘削部分に埋め戻し材を投入すると図
１のように上・下流の地下水位の変動を軽減でき、さら
に上・下水道設備や埋設送・配電ケーブルなどの将来施
設建設に支障を与えることのない建造物地下構造体２を
構築できる。つぎに、本発明に用いられる鉄筋材１５に
ついて説明する。図５は前記鉄筋材１５の実施例にかか
る部分概略斜視図で、該鉄筋材１５の本体は鉄筋籠１６
からなり、１７は該鉄筋籠１６の両端部に設けられた仕
切り板兼継手部材で図ではその一方を示す。１８ａ、１
８ｄは雌パイプ継手、１９ａ、１９ｂは前記仕切り板兼
継手部材１７から突出したシール材で掘削溝壁面とのシ
ール性能を有する。かかる、鉄筋材１５は周知であり、
また、建込みなどの手段も良く知られているので詳細な
説明は省略する。また、図６は、雄継手１８ｃ、１８ｄ
を有するとともにシール材１９ａ、１９ｂ間に張設され
た断熱シール材２０ａ、２０ｂを備えた鉄筋材１５の例
で、２１ａ、２１ｂは前記断熱シール材２０ａ、２０ｂ
の押え板である。前記断熱シール材２０ａ、２０ｂは過
剰な凍結を防止し掘削作業を容易ならしめるため凍結処
理前に掘削溝の壁面を断熱処理する一手段として、主と
して掘削溝の内側すなわち地下構造体２の構築側に設け
るが、材質としては例えば、ポリスチロールやポリエチ
レン等の断熱高分子材で形成された断熱フイルム、シー
ト、マツト等を状況に応じて採用する。また、前記断熱
シール材は必要に応じ、たとえば壁面の崩壊に対する保
護や壁面における透水性を良くする効果も狙いとして掘
削溝の内外両側に接するように設けても良いが、その場
合は強度や特性に留意する必要がある。さらに、図７は
前記鉄筋材１５を単位掘削溝２２に建込んだ状況を示す
概略平面図で、目的を逸脱しない限り種々の周知形態の
鉄筋材を利用できる。さて、以上本発明に関し前記建造
物地下構造体２についてトンネル状の実施例を説明した
が、これに限定すること無く、図８に示すようなビルの
地下室部分にかかる地下構造体２を構築できることは言
うまでもない。図８の概略説明図は、床版２ｃを不透水
性層５近くに構築するため、復旧に際して地下水流の流
れが悪くなる懸念のある場合など、掘削にあたり該床版
２ｃの下層に砂あるいは礫もしくは砂礫などからなる人
工透水層２３を形成し、透水層９ａ、９ｂと透水自在に
接続した例で、構築の工程については前述の手順とほぼ
同一であるため説明は省略するが、本方法は地層の状態
に応じて採用すると地下水位の復旧を極めて円滑にする
ことができる。さらに、前述人工透水層２３は状況に応
じて防食導水管や透水性の高分子化合物のシートやマッ
トなどを開溝に装入するなどの手段で形成してもよい。
本発明において人工透水層２３とはかかる広義の意味に
おいて用いる。つぎに、図９の概略説明図は地中壁２
ａ、２ｂに接して床版２ｃ、上版２ｄおよび内壁２ｅ、
２ｆからなる地下構造体２を構築した例を示すもので、
本発明において地下構造体２は前述の実施例に限らず、
前記地中壁２ａ、２ｂの所定限定部分に透水層を設け、
適宜に凍結解凍を行うことにより、多くの形態を有する
地下構造体を構築することが可能である。
【０００７】
【発明の効果】本発明は、建築物地下構造体構築に際
し、あらかじめ地下壁に透水層を構築しておき、該透水
層の凍結・解凍により一時的に地下水流を遮断するにと
どめ、実質的に建築物地下構造体構築において地下水流
を遮断しないため、結果として建築物地下構造体の上・
下流の地下水位の変動を確実に軽減することを可能とす
る方法を提供するものであり、建築物地下構造体の構築
作業の安全性と能率を高め、構築コストを大幅に引き下
げるほか、周辺の土木、建築構造物に影響を与えること
が無く、さらに、建築物地下構造体に伴う前記浅層での
将来施設建設における障害などを引き起こす恐れが全く
無いので、その経済的効果は極めて多大である。
し、あらかじめ地下壁に透水層を構築しておき、該透水
層の凍結・解凍により一時的に地下水流を遮断するにと
どめ、実質的に建築物地下構造体構築において地下水流
を遮断しないため、結果として建築物地下構造体の上・
下流の地下水位の変動を確実に軽減することを可能とす
る方法を提供するものであり、建築物地下構造体の構築
作業の安全性と能率を高め、構築コストを大幅に引き下
げるほか、周辺の土木、建築構造物に影響を与えること
が無く、さらに、建築物地下構造体に伴う前記浅層での
将来施設建設における障害などを引き起こす恐れが全く
無いので、その経済的効果は極めて多大である。
【図１】本発明にかかる建築物地下構造体の構築および
透水状況を示す概略説明図である。
透水状況を示す概略説明図である。
【図２】本発明の構築手順を示す概略説明図である。
【図３】本発明の構築手順を示す概略説明図である。
【図４】本発明の構築手順を示す概略説明図である。
【図５】本発明の実施例にかかる鉄筋材の部分概略斜視
図である。
図である。
【図６】本発明の実施例にかかる鉄筋材の部分概略斜視
図である。
図である。
【図７】単位掘削溝に鉄筋材を建込んだ状況を示す概略
平面図である。
平面図である。
【図８】本発明の実施例にかかる建築物地下構造体の概
略説明図である。
略説明図である。
【図９】本発明の実施例にかかる建築物地下構造体の概
略説明図である。
略説明図である。
【図１０】従来の建築物地下構造体の構築状況を示す概
略縦断面図である。
略縦断面図である。
【図１１】従来の建築物地下構造体の構築状況を示す概
略縦断面図である。
略縦断面図である。
１ 地盤 １ａ 埋め戻し地層 ２ 建築物地下構造体 ２ａ 上流側地中壁 ２ｂ 下流側地中壁 ２ｃ 床版 ２ｄ 上版 ２ｅ、２ｆ 内壁 ３ 難透水性地層 ４ 透水性地層 ５ 不透水性地層 ６ 地下水位 ７ａ、７ｂ 地下水位 ８ 透水部材 ９ａ、９ｂ 透水層 ９ｃ、９ｄ コンクリート層 １０ａ、１０ｂ 透水層 １１ａ、１１ｂ 冷媒供給管 １２ 冷媒供給本管 １２ａ 冷媒供給設備 １３ａ〜１３ｃ 地下水流 １４ 単位掘削溝 １５ 鉄筋材 １６ 鉄筋籠 １７ 仕切り板兼継手部材 １８ａ、１８ｂ 雌パイプ継手 １９ａ、１９ｂ シール材 ２０ａ、２０ｂ 断熱シール材 ２１ａ、２１ｂ 押さえ板 ２２ 単位掘削溝 ２３ 人工透水層
Claims (5)
- 【請求項１】 泥水掘削工法により所定深さを有する単
位掘削溝を掘削し鉄筋材建込みを行い、ついでコンクリ
−トを打設固化する工程を所定数繰り返して所望規模の
連続地中壁を構築し、その後該連続地中壁で囲われた地
盤内側を掘削して、所定の地下構造体を構築する建築物
地下構造体の構築方法において、前記鉄筋材建込みと同
時に冷却管挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘
削溝中の所望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を
装入して、連続地中壁中に透水層を形成し、前記地盤内
側掘削に先だって該透水層を凍結し、所定の地下構造体
構築後に該透水層を解凍する建築物地下構造体の構築方
法。 - 【請求項２】 泥水掘削工法により所定深さを有する単
位掘削溝を掘削し鉄筋材建込みを行い、ついでコンクリ
−トを打設固化する工程を所定数繰り返して所望規模の
連続地中壁を構築し、その後該連続地中壁で囲われた地
盤内側を掘削して、所定の地下構造体を構築する建築物
地下構造体の構築方法において、前記鉄筋材建込みと同
時に冷却管挿入を行い、コンクリ−ト打設に際して該掘
削溝中の所望限定部分に凍結解凍自在な透水性充填材を
装入して、連続地中壁中に透水層を形成し、前記地盤内
側掘削に先だって該透水層を凍結し、ついで掘削溝底に
前記連続地中壁と透水自在に接続する人工透水層を形成
し、所定の地下構造体構築後に前記透水層を解凍する建
築物地下構造体の構築方法。 - 【請求項３】 建込み鉄筋材に断熱材を張設し、掘削溝
側壁を断熱する請求項１または２記載の建築物地下構造
体の構築方法。 - 【請求項４】 所望部分を断熱被覆した冷媒冷却管を用
いる請求項１または２記載の建築物地下構造体の構築方
法。 - 【請求項５】 解凍後所望の透水層を破砕撤去したの
ち、埋め戻しを行う請求項１または２記載の建築物地下
構造体の構築方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119553A JP2852570B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 建築物地下構造体の構築方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119553A JP2852570B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 建築物地下構造体の構築方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239839A JPH05239839A (ja) | 1993-09-17 |
| JP2852570B2 true JP2852570B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=14764166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3119553A Expired - Fee Related JP2852570B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 建築物地下構造体の構築方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2852570B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020147237A1 (zh) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | 济南城建集团有限公司 | 一种横穿泉水渗透区域地层的地下空间修建方法 |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP3119553A patent/JP2852570B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020147237A1 (zh) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | 济南城建集团有限公司 | 一种横穿泉水渗透区域地层的地下空间修建方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05239839A (ja) | 1993-09-17 |
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