JP2852571B2 - 建造物地下構造体構築方法 - Google Patents
建造物地下構造体構築方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は土木、建築分野における
建造物地下構造体の構築方法に関する。
建造物地下構造体の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、経済発展が極めて急速であり、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、地下鉄等大形建造物の構築が盛んであ
り、それにともない前記建造物の地下構造体部分も次第
に大規模化し大深度のものが構築されるようになった。
前記地下構造体の構築方法としては、通常連続地中壁構
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。
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、地下鉄等大形建造物の構築が盛んであ
り、それにともない前記建造物の地下構造体部分も次第
に大規模化し大深度のものが構築されるようになった。
前記地下構造体の構築方法としては、通常連続地中壁構
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
による地下構造体の構築方法は、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が、建造物の
大規模化に伴い３０ｍ〜１００ｍにもおよぶ大深度掘削
によって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ため、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判った。その詳細を図面に
従って説明する。図１５は、従来の泥水掘削法により、
所定の地盤１に建造物地下構造体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２ａ、下流側の地中壁を２ｂとし、床版を２ｃ、上
版２と表示する。つぎに、図において３、４、５は難透
水性の地層を、６、７は易透水性の地層を示す。８は不
透水性の地層で、床版２ｃは不透水性地層８に達してい
る。そこで、該建造物地下構造体２の構築前の地下水位
９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１０ａに示すように上昇し、下流側では符号１
０ｂで示すように下がることになる。図１５は一例であ
って、建造物地下構造体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、もっ
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。本発明者等は、前記上
・下流の土木、建築設備に影響を与えない建造物地下構
造体構築方法について先行技術を研究したが、前述のよ
うに適切な方法は開発されていないことを知った。もつ
とも、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、経済的な建造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１６に
図示するように地下構造体２の上流側に透水部材１１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、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、やはり構築前の地下水位９を上流側では符号
１２ａのように押し上げ、下流側では符号１２ｂのよう
に引き下げるなど地下水位９の変動を助長する恐れがあ
る。また、異なった課題として、市街地では地表から３
〜５ｍの深さには上・下水道管やガス管および電気、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
建設に際して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建造物の
地下構造体構築には前述の課題に充分対応出来る方法が
なく、一旦コンクリート仮設壁を構築したのち、破砕撤
去するか、仮設鋼矢板を切断除去するなど割高な工法が
採用されている。本発明の目的は、建造物の地下構造体
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
的な作業を実現し、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。
による地下構造体の構築方法は、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が、建造物の
大規模化に伴い３０ｍ〜１００ｍにもおよぶ大深度掘削
によって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ため、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判った。その詳細を図面に
従って説明する。図１５は、従来の泥水掘削法により、
所定の地盤１に建造物地下構造体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２ａ、下流側の地中壁を２ｂとし、床版を２ｃ、上
版２と表示する。つぎに、図において３、４、５は難透
水性の地層を、６、７は易透水性の地層を示す。８は不
透水性の地層で、床版２ｃは不透水性地層８に達してい
る。そこで、該建造物地下構造体２の構築前の地下水位
９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１０ａに示すように上昇し、下流側では符号１
０ｂで示すように下がることになる。図１５は一例であ
って、建造物地下構造体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、もっ
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。本発明者等は、前記上
・下流の土木、建築設備に影響を与えない建造物地下構
造体構築方法について先行技術を研究したが、前述のよ
うに適切な方法は開発されていないことを知った。もつ
とも、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、経済的な建造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１６に
図示するように地下構造体２の上流側に透水部材１１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、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、やはり構築前の地下水位９を上流側では符号
１２ａのように押し上げ、下流側では符号１２ｂのよう
に引き下げるなど地下水位９の変動を助長する恐れがあ
る。また、異なった課題として、市街地では地表から３
〜５ｍの深さには上・下水道管やガス管および電気、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
建設に際して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建造物の
地下構造体構築には前述の課題に充分対応出来る方法が
なく、一旦コンクリート仮設壁を構築したのち、破砕撤
去するか、仮設鋼矢板を切断除去するなど割高な工法が
採用されている。本発明の目的は、建造物の地下構造体
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
的な作業を実現し、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〜ｄ項に記載する
手段をその要旨とする。 ａ、建造物地下構造体を構築するにあたり、あらかじめ
泥水掘削法により透水性連続地中壁を前記地下構造体構
築範囲を囲繞するよう構築し、ついで該透水性連続地中
壁を凍結止水して地下水流を一時遮断することにより所
望の地盤掘削を行い地下構造体を構築したのち、前記透
水性連続地中壁を解凍して地下水流を復旧させ、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
軽減する建造物地下構造体構築方法。 ｂ、建造物地下構造体を構築するにあたり、あらかじめ
泥水掘削法により透水性連続地中壁を前記地下構造体構
築範囲を囲繞するよう構築し、ついで該透水性連続地中
壁を凍結止水して地下水流を一時遮断することにより所
望の地盤掘削を行い、ついで掘削孔底に前記透水性連続
地中壁と透水自在に接続する人工透水層を構築したの
ち、所定の地下構造体を構築し、つぎに前記透水性連続
地中壁を解凍して地下水流を復旧させ、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
建造物地下構造体構築方法。 ｃ、凍結処理前に前記透水性連続地中壁の構築用掘削溝
の壁面を建込み鉄筋材の断熱材を介して断熱するａまた
はｂ項記載の建造物地下構造体構築方法。 ｄ、解凍後透水性連続地中壁の所望部分を破砕撤去した
あと、埋め戻しを行うａまたはｂ項記載の建造物地下構
造体構築方法。
克服し、目的を達成するため、下記ａ〜ｄ項に記載する
手段をその要旨とする。 ａ、建造物地下構造体を構築するにあたり、あらかじめ
泥水掘削法により透水性連続地中壁を前記地下構造体構
築範囲を囲繞するよう構築し、ついで該透水性連続地中
壁を凍結止水して地下水流を一時遮断することにより所
望の地盤掘削を行い地下構造体を構築したのち、前記透
水性連続地中壁を解凍して地下水流を復旧させ、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
軽減する建造物地下構造体構築方法。 ｂ、建造物地下構造体を構築するにあたり、あらかじめ
泥水掘削法により透水性連続地中壁を前記地下構造体構
築範囲を囲繞するよう構築し、ついで該透水性連続地中
壁を凍結止水して地下水流を一時遮断することにより所
望の地盤掘削を行い、ついで掘削孔底に前記透水性連続
地中壁と透水自在に接続する人工透水層を構築したの
ち、所定の地下構造体を構築し、つぎに前記透水性連続
地中壁を解凍して地下水流を復旧させ、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
建造物地下構造体構築方法。 ｃ、凍結処理前に前記透水性連続地中壁の構築用掘削溝
の壁面を建込み鉄筋材の断熱材を介して断熱するａまた
はｂ項記載の建造物地下構造体構築方法。 ｄ、解凍後透水性連続地中壁の所望部分を破砕撤去した
あと、埋め戻しを行うａまたはｂ項記載の建造物地下構
造体構築方法。
【０００５】
【作用】本発明の方法は、建造物地下構造体を構築する
にあたり、あらかじめ泥水掘削法により透水性連続地中
壁を前記地下構造体構築範囲を囲繞するよう構築し、つ
いで該透水性連続地中壁を凍結止水して地下水流を一時
遮断して地盤掘削を行うので、湧水や壁面の崩壊の懸念
無く、掘削作業を安全にかつ能率良く実施することがで
きる。さらに掘削終了後地下構造体を構築したのち、前
記透水性連続地中壁を解凍することにより地下水流を復
旧させることが可能であり、そこで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激減し、地域
周辺に対して地盤掘削や地下構造体の構築に伴う影響を
与えることが無い。つぎに、本発明において建造物地下
構造体を構築するにあたり、あらかじめ泥水掘削法によ
り透水性連続地中壁を前記地下構造体構築範囲を囲繞す
るように構築し、ついで該透水性連続地中壁を凍結止水
して地下水流を一時遮断することにより所望の地盤掘削
を行い、ついで掘削孔底に前記透水性連続地中壁と透水
自在に接続する人工透水層を構築したのち、所定の地下
構造体を構築し、その後前記透水性連続地中壁を解凍し
て地下水流を復旧させさせる方法は、前述の方法と同様
に湧水や壁面の崩壊の懸念無く、掘削作業を安全にかつ
能率良く実施することを可能とするほか、特に地下構造
体を不透水性地層に構築する必要のある場合に、前記透
水性連続地中壁と人工透水層とにより地下水流を円滑に
導水することを可能とし、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。また、凍結
処理前に前記透水性連続地中壁の構築用掘削溝の壁面を
建込み鉄筋材の断熱材を介して断熱する方法は、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
削能率を高くし、掘削費用を減少する効果がある。さら
に、解凍後前記透水性連続地中壁の所望部分を破砕撤去
したあと、埋め戻しを行う方法は、特にトンネルおよび
地下道などの構築において作業が容易で費用が比較的に
低廉で済み、加えて建造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
除することができるので、実用効果は極めて多大であ
る。
にあたり、あらかじめ泥水掘削法により透水性連続地中
壁を前記地下構造体構築範囲を囲繞するよう構築し、つ
いで該透水性連続地中壁を凍結止水して地下水流を一時
遮断して地盤掘削を行うので、湧水や壁面の崩壊の懸念
無く、掘削作業を安全にかつ能率良く実施することがで
きる。さらに掘削終了後地下構造体を構築したのち、前
記透水性連続地中壁を解凍することにより地下水流を復
旧させることが可能であり、そこで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激減し、地域
周辺に対して地盤掘削や地下構造体の構築に伴う影響を
与えることが無い。つぎに、本発明において建造物地下
構造体を構築するにあたり、あらかじめ泥水掘削法によ
り透水性連続地中壁を前記地下構造体構築範囲を囲繞す
るように構築し、ついで該透水性連続地中壁を凍結止水
して地下水流を一時遮断することにより所望の地盤掘削
を行い、ついで掘削孔底に前記透水性連続地中壁と透水
自在に接続する人工透水層を構築したのち、所定の地下
構造体を構築し、その後前記透水性連続地中壁を解凍し
て地下水流を復旧させさせる方法は、前述の方法と同様
に湧水や壁面の崩壊の懸念無く、掘削作業を安全にかつ
能率良く実施することを可能とするほか、特に地下構造
体を不透水性地層に構築する必要のある場合に、前記透
水性連続地中壁と人工透水層とにより地下水流を円滑に
導水することを可能とし、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。また、凍結
処理前に前記透水性連続地中壁の構築用掘削溝の壁面を
建込み鉄筋材の断熱材を介して断熱する方法は、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
削能率を高くし、掘削費用を減少する効果がある。さら
に、解凍後前記透水性連続地中壁の所望部分を破砕撤去
したあと、埋め戻しを行う方法は、特にトンネルおよび
地下道などの構築において作業が容易で費用が比較的に
低廉で済み、加えて建造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
除することができるので、実用効果は極めて多大であ
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、本発明においてトンネルもし
くは地下道のような建造物の地下構造体１３を構築した
のち、透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂ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、１５ａ、
１５ｂは前記透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂ中に残置
した冷媒供給管であり、符号１６は易透水性地層、１７
は埋め戻し地層、１８ａ、１８ｂは粉砕除去した透水性
連続地中壁１４ａ、１４ｂの一部であり、かかる建造物
地下構造体１３の構築手順は、さらに図２（ａ）〜
（ｄ）、図３および図４に従って詳細に説明する。図２
（ａ）〜（ｄ）は、工程手順を示す概略断面図で、説明
の都合により上流側の透水性連続地中壁１４ａのみを例
として説明する。図２（ａ）に示すように地盤１に周知
の泥水掘削法により単位の掘削溝１９を掘削し、ついで
図２（ｂ）のように前記掘削溝１９に鉄筋材２０を建込
むとともに冷媒冷却管２１ａを挿入したのち、図２
（ｃ）に示すように砂・礫もしくは砂礫からなる透水性
充填材２２を前記掘削溝１９にパイプを用いて投入する
かもしくは直接装入すると透水性連続地中壁１４ａがで
きる。つぎに図２（ｄ）の如く図示していない冷媒供給
設備から冷媒を前記冷媒供給管２１ａに供給し、前記透
水性充填材２２を泥水とともに凍結し、地下水流を止水
した状況で掘削孔２３を掘削する。この手段は止水効果
が極めて高いので、掘削作業は湧水や壁面崩壊の恐れな
く安全かつ能率的に実施することができる。図３は、前
述のようにして所定規模の掘削孔２３を掘削したあと、
所望の地下構造体１３を構築した状況を示す説明図で、
符号２４は冷媒たとえば液体窒素やフレオンガスなどの
冷媒供給設備で、冷媒供給本管２５を介して冷媒供給管
２１ａ、２１ｂに前述のように冷媒を供給する。この状
態においては、地下水位９は上流側で符号９ａのように
上昇し、下流側では符号９ｂのように下降する。つぎ
に、所望の地下構造体１３構築完了後、前記冷媒供給本
管２５を冷媒供給設備２４から切り離し、図示していな
い加熱設備に接続して、温水あるいは温風などを前記冷
媒供給管２１ａ、２１から供給して解凍すると図４にお
いて符号２６ａ、２６ｂで示すように、地下水流は解凍
され透水性を回復した前記透水性連続地中壁１４ａ、１
４ｂを通って流れるため、地下水位９は従来のレベルに
復旧する。図４は前述の解凍後、地下構造体１３から上
部の透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂの一部１８ａ、１
８ｂを粉砕撤去し、埋め戻した状態を示すもので、詳細
は前述の図１と同様であり説明は省略する。以上詳細に
説明したように、本発明の方法により構築された構造物
地下構造体１３は、図４からも明らかなように地下水流
２６ａ、２６ｂを遮断することが無いので、建造物地下
構造体１３の上・下流の地下水位の変動を軽減すること
ができ、構築地盤周辺に課題となるような影響を与える
ことは無い。さて、つぎに本発明に用いる鉄筋材につい
て説明する。図５は前記鉄筋材２０の実施例にかかる概
略平面図で、該鉄筋材２０の本体は鉄筋籠２７からなり
２８ａ、２８ｂは仕切り板兼継手部材、２９ａ〜２９ｄ
は前記仕切り板兼継手部材２８ａ、２８ｂから突出した
シール材で掘削孔壁面とのシール性能を有する。また符
号３０ａ、３０ｂは前記シール材２９ａ、２９ｃおよび
２９ｂ、２９ｄ間に張設された断熱シール材で、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、前記掘削
溝１９の内もしくは外側あるいは内外両側に設けるが、
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
ツト等や機械的な強度が必要な場合はキヤンバスシート
などを状況に応じて採用する。ついで、図６は他の実施
例にかかる鉄筋材２０ａの部分概略斜視図で、仕切り板
兼継手部材３１は、Ｈ形鋼からなる部材本体３２と該部
材本体３２のフランジに溶着した直線型鋼矢板の半截体
からなる継手３３ａ〜３３ｄおよび継手間の間隔保持ボ
ルト３４ａ〜３４ｃとシール材３５ａ、３５ｂから構成
されている。また、符号２０ｂで示す単位鉄筋材は、所
望寸法の鉄筋材２０ａを構成するため前記仕切り板兼継
手部材３１に所望数連設する単位部材なあり、ウエブ３
６、フランジ３７にはコンクリートや透水性充填材の円
滑な充填を目的としてそれぞれ貫通孔３８、３９が設け
られている。つぎに、図７（ａ）、（ｂ）〜図１０
（ａ）、（ｂ）は前述の図２（ａ）〜（ｄ）に対応し、
構築作業が単位の掘削溝１９について実施されることを
説明する概略平面図および縦断面図で、図７（ａ）、
（ｂ）に示すように掘削溝１９を掘削し、つぎに図８
（ａ）、（ｂ）のように鉄筋材２０を前記掘削溝１９中
に建込み、図９（ａ）、（ｂ）のように冷媒供給管２１
ａ、２１ｃを前記掘削溝１９中に挿入する。しかして通
常はあらかじめ鉄筋材２０に固着しておき建込みと同時
に挿入するなど能率的な手段を採用するが、前記冷媒供
給管２１ａ、２１ｃに示すような個々の冷媒供給管の冷
却能はかなり限定されるため、例えば１ｍ〜１．５ｍ間
隔で配置するなど作業効率を考慮して設備することが望
ましい。図１０（ａ）、（ｂ）は前述のように、砂礫な
どからなる透水性充填材２２を投入した状態を示す説明
図で、このように単位掘削溝１９について透水性充填材
２２を充填したあと、直ちにつぎの単位掘削溝の掘削連
設を行い、所定の地下構造体構築範囲を囲繞する透水性
連続地中壁を構成した時点で凍結操作を実施する。図１
１は、図１の実施例に関し、理解を容易ならしめるため
透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂおよび地下構造体１３
のみを抽出して、その構成を示す部分概略斜視図で、図
１２はビルの地下室部分に相当する地下構造体１３の全
周を包摂するように構築された透水性連続地中壁１４ｃ
を示すものである。本発明において地下構造体構築範囲
を囲繞するように透水性連続地中壁を構築するとは、図
１１の如く挟むように構築する場合や図１２のように全
周を包摂する如く構築することを含み広義の意味におい
て用いるものである。つぎに、図１３は透水性連続地中
壁１４ａ、１４ｂを不透水性地層に達するまで構築せね
ばならない場合に、該透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂ
と透水自在に接する人工透水層４０ａを前記地下構造物
の下層に設けた例にかかる部分概略斜視図で、図１４は
地下構造体（図示していない）の全周を包摂するように
構築された透水性連続地中壁１４ｄの底部に人工透水層
４０ｂを構築した例である。前述の図１３、図１４に示
す構築手段は、地層の状態に自在に対応できるので地下
水流の透水を妨げず地下水位の変動を極めて軽微なもの
とすることができる。前記人工透水層４０ａ、４０ｂは
砂、礫もしくは砂礫混合物を用いるほか、透水性の高分
子材料を溝中に敷設したり、あるいは導水管を敷設する
など手段を採用しても良く、目的を逸脱しない範囲にお
いて、導水溝中に金属管や透水プラスチツクス管あるい
はフエルトなどを埋め込むなど適宜な手段を採用しても
差し支えない。
詳細に説明する。図１は、本発明においてトンネルもし
くは地下道のような建造物の地下構造体１３を構築した
のち、透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂ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、１５ａ、
１５ｂは前記透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂ中に残置
した冷媒供給管であり、符号１６は易透水性地層、１７
は埋め戻し地層、１８ａ、１８ｂは粉砕除去した透水性
連続地中壁１４ａ、１４ｂの一部であり、かかる建造物
地下構造体１３の構築手順は、さらに図２（ａ）〜
（ｄ）、図３および図４に従って詳細に説明する。図２
（ａ）〜（ｄ）は、工程手順を示す概略断面図で、説明
の都合により上流側の透水性連続地中壁１４ａのみを例
として説明する。図２（ａ）に示すように地盤１に周知
の泥水掘削法により単位の掘削溝１９を掘削し、ついで
図２（ｂ）のように前記掘削溝１９に鉄筋材２０を建込
むとともに冷媒冷却管２１ａを挿入したのち、図２
（ｃ）に示すように砂・礫もしくは砂礫からなる透水性
充填材２２を前記掘削溝１９にパイプを用いて投入する
かもしくは直接装入すると透水性連続地中壁１４ａがで
きる。つぎに図２（ｄ）の如く図示していない冷媒供給
設備から冷媒を前記冷媒供給管２１ａに供給し、前記透
水性充填材２２を泥水とともに凍結し、地下水流を止水
した状況で掘削孔２３を掘削する。この手段は止水効果
が極めて高いので、掘削作業は湧水や壁面崩壊の恐れな
く安全かつ能率的に実施することができる。図３は、前
述のようにして所定規模の掘削孔２３を掘削したあと、
所望の地下構造体１３を構築した状況を示す説明図で、
符号２４は冷媒たとえば液体窒素やフレオンガスなどの
冷媒供給設備で、冷媒供給本管２５を介して冷媒供給管
２１ａ、２１ｂに前述のように冷媒を供給する。この状
態においては、地下水位９は上流側で符号９ａのように
上昇し、下流側では符号９ｂのように下降する。つぎ
に、所望の地下構造体１３構築完了後、前記冷媒供給本
管２５を冷媒供給設備２４から切り離し、図示していな
い加熱設備に接続して、温水あるいは温風などを前記冷
媒供給管２１ａ、２１から供給して解凍すると図４にお
いて符号２６ａ、２６ｂで示すように、地下水流は解凍
され透水性を回復した前記透水性連続地中壁１４ａ、１
４ｂを通って流れるため、地下水位９は従来のレベルに
復旧する。図４は前述の解凍後、地下構造体１３から上
部の透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂの一部１８ａ、１
８ｂを粉砕撤去し、埋め戻した状態を示すもので、詳細
は前述の図１と同様であり説明は省略する。以上詳細に
説明したように、本発明の方法により構築された構造物
地下構造体１３は、図４からも明らかなように地下水流
２６ａ、２６ｂを遮断することが無いので、建造物地下
構造体１３の上・下流の地下水位の変動を軽減すること
ができ、構築地盤周辺に課題となるような影響を与える
ことは無い。さて、つぎに本発明に用いる鉄筋材につい
て説明する。図５は前記鉄筋材２０の実施例にかかる概
略平面図で、該鉄筋材２０の本体は鉄筋籠２７からなり
２８ａ、２８ｂは仕切り板兼継手部材、２９ａ〜２９ｄ
は前記仕切り板兼継手部材２８ａ、２８ｂから突出した
シール材で掘削孔壁面とのシール性能を有する。また符
号３０ａ、３０ｂは前記シール材２９ａ、２９ｃおよび
２９ｂ、２９ｄ間に張設された断熱シール材で、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、前記掘削
溝１９の内もしくは外側あるいは内外両側に設けるが、
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
ツト等や機械的な強度が必要な場合はキヤンバスシート
などを状況に応じて採用する。ついで、図６は他の実施
例にかかる鉄筋材２０ａの部分概略斜視図で、仕切り板
兼継手部材３１は、Ｈ形鋼からなる部材本体３２と該部
材本体３２のフランジに溶着した直線型鋼矢板の半截体
からなる継手３３ａ〜３３ｄおよび継手間の間隔保持ボ
ルト３４ａ〜３４ｃとシール材３５ａ、３５ｂから構成
されている。また、符号２０ｂで示す単位鉄筋材は、所
望寸法の鉄筋材２０ａを構成するため前記仕切り板兼継
手部材３１に所望数連設する単位部材なあり、ウエブ３
６、フランジ３７にはコンクリートや透水性充填材の円
滑な充填を目的としてそれぞれ貫通孔３８、３９が設け
られている。つぎに、図７（ａ）、（ｂ）〜図１０
（ａ）、（ｂ）は前述の図２（ａ）〜（ｄ）に対応し、
構築作業が単位の掘削溝１９について実施されることを
説明する概略平面図および縦断面図で、図７（ａ）、
（ｂ）に示すように掘削溝１９を掘削し、つぎに図８
（ａ）、（ｂ）のように鉄筋材２０を前記掘削溝１９中
に建込み、図９（ａ）、（ｂ）のように冷媒供給管２１
ａ、２１ｃを前記掘削溝１９中に挿入する。しかして通
常はあらかじめ鉄筋材２０に固着しておき建込みと同時
に挿入するなど能率的な手段を採用するが、前記冷媒供
給管２１ａ、２１ｃに示すような個々の冷媒供給管の冷
却能はかなり限定されるため、例えば１ｍ〜１．５ｍ間
隔で配置するなど作業効率を考慮して設備することが望
ましい。図１０（ａ）、（ｂ）は前述のように、砂礫な
どからなる透水性充填材２２を投入した状態を示す説明
図で、このように単位掘削溝１９について透水性充填材
２２を充填したあと、直ちにつぎの単位掘削溝の掘削連
設を行い、所定の地下構造体構築範囲を囲繞する透水性
連続地中壁を構成した時点で凍結操作を実施する。図１
１は、図１の実施例に関し、理解を容易ならしめるため
透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂおよび地下構造体１３
のみを抽出して、その構成を示す部分概略斜視図で、図
１２はビルの地下室部分に相当する地下構造体１３の全
周を包摂するように構築された透水性連続地中壁１４ｃ
を示すものである。本発明において地下構造体構築範囲
を囲繞するように透水性連続地中壁を構築するとは、図
１１の如く挟むように構築する場合や図１２のように全
周を包摂する如く構築することを含み広義の意味におい
て用いるものである。つぎに、図１３は透水性連続地中
壁１４ａ、１４ｂを不透水性地層に達するまで構築せね
ばならない場合に、該透水性連続地中壁１４ａ、１４ｂ
と透水自在に接する人工透水層４０ａを前記地下構造物
の下層に設けた例にかかる部分概略斜視図で、図１４は
地下構造体（図示していない）の全周を包摂するように
構築された透水性連続地中壁１４ｄの底部に人工透水層
４０ｂを構築した例である。前述の図１３、図１４に示
す構築手段は、地層の状態に自在に対応できるので地下
水流の透水を妨げず地下水位の変動を極めて軽微なもの
とすることができる。前記人工透水層４０ａ、４０ｂは
砂、礫もしくは砂礫混合物を用いるほか、透水性の高分
子材料を溝中に敷設したり、あるいは導水管を敷設する
など手段を採用しても良く、目的を逸脱しない範囲にお
いて、導水溝中に金属管や透水プラスチツクス管あるい
はフエルトなどを埋め込むなど適宜な手段を採用しても
差し支えない。
【０００７】
【発明の効果】本発明は、建造物地下構造体構築に際
し、あらかじめ透水性連続地中壁を構築しておき、該透
水性連続地中壁の凍結・解凍により一時的に地下水流を
遮断するにとどめ、実質的に建造物地下構造体構築にお
ける地下水流を遮断しないため、結果として地下本体壁
上・下流の地下水位の変動を確実に軽減することを可能
とするほか、湧水や壁面崩壊の恐れなく掘削を可能とす
るなど作業の安全性を高め能率を向上する効果があり、
加えて地震表層近くの将来施設建設における障害を解消
することができる。さらに、前述の効果により構築コス
トを大幅に引き下げるほか、周辺の土木、建築構造物に
影響を与えないので、その経済的効果は極めて多大であ
る。
し、あらかじめ透水性連続地中壁を構築しておき、該透
水性連続地中壁の凍結・解凍により一時的に地下水流を
遮断するにとどめ、実質的に建造物地下構造体構築にお
ける地下水流を遮断しないため、結果として地下本体壁
上・下流の地下水位の変動を確実に軽減することを可能
とするほか、湧水や壁面崩壊の恐れなく掘削を可能とす
るなど作業の安全性を高め能率を向上する効果があり、
加えて地震表層近くの将来施設建設における障害を解消
することができる。さらに、前述の効果により構築コス
トを大幅に引き下げるほか、周辺の土木、建築構造物に
影響を与えないので、その経済的効果は極めて多大であ
る。
【図１】本発明にかかる建造物地下構造体の構築を示す
概略説明図である。
概略説明図である。
【図２】工程手順を示す概略説明図である。
【図３】所定規模の掘削孔掘削後、所望の地下構造体を
構築した状況を示す説明図である。
構築した状況を示す説明図である。
【図４】地下構造体構築後の透水状況を示す概略説明図
である。
である。
【図５】本発明に用いた鉄筋材の概略平面図および部分
概略斜視図である。
概略斜視図である。
【図６】本発明に用いた鉄筋材の概略平面図および部分
概略斜視図である。
概略斜視図である。
【図７】工程手順を示す概略平面図および概略縦断面図
である。
である。
【図８】工程手順を示す概略平面図および概略縦断面図
である。
である。
【図９】工程手順を示す概略平面図および概略縦断面図
である。
である。
【図１０】工程手順を示す概略平面図および概略縦断面
図である。
図である。
【図１１】地下構造体と透水性連続地中壁の部分概略斜
視図である。
視図である。
【図１２】地下構造体と透水性連続地中壁の部分概略斜
視図である。
視図である。
【図１３】透水性連続地中壁と人工透水層の部分概略斜
視図である。
視図である。
【図１４】透水性連続地中壁と人工透水層の概略斜視図
である。
である。
【図１５】周知の地下構造体の構築方法にかかる概略説
明図である。
明図である。
【図１６】周知の地下構造体の構築方法にかかる概略説
明図である。
明図である。
１ 地盤 ２ 建造物地下構造体 ２ａ 上流側地中壁 ２ｂ 下流側地中壁 ２ｃ 床版 ２ｄ 上版 ３ 難透水性地層 ４ 難透水性地層 ５ 難透水性地層 ６ 易透水性地層 ７ 易透水性地層 ８ 不透水性地層 ９ 地下水位 １０ａ 地下水位 １０ｂ 地下水位 １１ 透水部材 １２ａ 地下水位 １２ｂ 地下水位 １３ 地下構造体 １４ａ 透水性連続地中壁 １４ｂ 透水性連続地中壁 １４ｃ 透水性連続地中壁 １５ａ 冷媒供給管 １５ｂ 冷媒供給管 １６ 易透水性地層 １７ 埋め戻し地層 １８ａ 透水性連続地中壁の一部 １８ｂ 透水性連続地中壁の一部 １９ 掘削溝 ２０ 鉄筋材 ２１ａ 冷媒供給管 ２１ｂ 冷媒橋急管 ２１ｃ 冷媒供給管 ２２ 透水性充填材 ２３ 掘削孔 ２４ 冷媒供給設備 ２５ 冷媒供給本管 ２６ａ 地下水流 ２６ｂ 地下水流 ２７ 鉄筋籠 ２８ａ 仕切り板兼継手部材 ２８ｂ 仕切り板兼継手部材 ２９ａ シール材 ２９ｂ シール材 ２９ｃ シール材 ２９ｄ シール材 ３０ａ 断熱シール材 ３０ｂ 断熱シール材 ３１ 仕切り板兼継手部材 ３２ 部材本体 ３３ａ 継手 ３３ｂ 継手 ３４ａ 間隔保持ボルト ３４ｂ 間隔保持ボルト ３４ｃ 間隔保持ボルト ３５ａ シール材 ３５ｂ シール材 ３６ ウエブ ３７ フランジ ３８ 貫通孔 ３９ 貫通孔 ４０ａ 人工透水層 ４０ｂ 人工透水層
Claims (4)
- 【請求項１】 建造物地下構造体を構築するにあたり、
あらかじめ泥水掘削法により透水性連続地中壁を前記地
下構造体構築範囲を囲繞するよう構築し、ついで該透水
性連続地中壁を凍結止水して地下水流を一時遮断するこ
とにより所望の地盤掘削を行い地下構造体を構築したの
ち、前記透水性連続地中壁を解凍して地下水流を復旧さ
せ、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建造物地下構造体構築方法。 - 【請求項２】 建造物地下構造体を構築するにあたり、
あらかじめ泥水掘削法により透水性連続地中壁を前記地
下構造体構築範囲を囲繞するよう構築し、ついで該透水
性連続地中壁を凍結止水して地下水流を一時遮断するこ
とにより所望の地盤掘削を行い、ついで掘削孔底に前記
透水性連続地中壁と透水自在に接続する人工透水層を構
築したのち、所定の地下構造体を構築し、つぎに前記透
水性連続地中壁を解凍して地下水流を復旧させ、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
軽減する建造物地下構造体構築方法。 - 【請求項３】 凍結処理前に透水性連続地中壁の構築用
掘削溝の壁面を建込み鉄筋材の断熱材を介して断熱する
請求項１または２記載の建造物地下構造体構築方法。 - 【請求項４】 解凍後透水性連続地中壁の所望部分を破
砕撤去したあと、埋め戻しを行う請求項１または２記載
の建造物地下構造体構築方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119554A JP2852571B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 建造物地下構造体構築方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119554A JP2852571B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 建造物地下構造体構築方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239840A JPH05239840A (ja) | 1993-09-17 |
| JP2852571B2 true JP2852571B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=14764190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3119554A Expired - Fee Related JP2852571B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 建造物地下構造体構築方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2852571B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7775747B2 (en) * | 2008-11-05 | 2010-08-17 | Allan Block Corporation | Multi-component retaining wall block |
| CN104831751A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-08-12 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 高承压水头下减小承压水突涌风险的底板分层浇筑方法 |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP3119554A patent/JP2852571B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH05239840A (ja) | 1993-09-17 |
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