JP3018877B2 - 地中構造物及び地中構造物の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地中構造物及び地中
構造物の構築方法に関し、特に、地中構造物の外周部分
に沿って形成される壁体と、該壁体内部の掘削底面を覆
って形成される底盤部とからなる地中構造物及び該地中
構造物の構築方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、構築予定箇所の外周部分に沿
って形成される壁体とこの壁体内部の掘削底面を覆って
形成される底盤部とからなる地中構造物、例えばシール
ド掘進機の発進用の立坑等を構築する工法の一つとし
て、地中連続壁工法によるものが知られている。

【０００３】すなわち、この地中連続壁工法によれば、
例えば、各種の縦溝掘削機を用いて、当該掘削溝内に泥
水等を満たして壁面の崩壊を防止しつつ、所定の深度ま
で縦溝を掘削形成し、しかる後に縦溝内の泥水をコンク
リートと置換してコンクリート製の壁体を形成するもの
である。そして、コンクリートが硬化した後に、この壁
体を土留壁として、壁体の内部を所定の深度まで掘削
し、掘削底面にコンクリート製の底盤を打設形成して地
中構造物とするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の地中連続壁工法により形成された壁体と掘削底面に
形成した底盤とからなる地中構造物によれば、特に、地
下水位の高い地盤や軟弱地盤内に構築される地中構造物
の場合には、掘削底面あるいは地中構造物の底盤の下方
から大きな揚圧力が加わることになるため、かかる揚圧
力を低減すべく、壁体の根入れ長さを延長して下方の遮
水層まで至らしめる方法や、壁体の根入れ部分の地盤を
予め地盤改良する方法が採用されている。すなわち、か
かる根入れ長さの増大や地盤改良を行なう工程の追加に
より、工事の期間や工事の費用が増加することになると
いう問題があった。

【０００５】そこで、この発明は、上記問題点を解消す
るためになされたもので、特に、地下水の存在する地盤
や軟弱地盤中に壁体と底盤とからなる地中構造物を構築
する場合において、壁体の根入れ長さを不必要に増大す
ることなく、かつ地盤改良を特別必要とすることなく、
底盤にかかる揚圧力を効率良く支持することができると
ともに、経済的かつ迅速に構築することのできる地中構
造物及び該地中構造物を構築するための構築方法を提供
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
鑑みてなされたものであって、その要旨は、地中構造物
の外周部分に沿って地中に形成される壁体であって、前
記地中構造物の底盤部分の直上において当該壁体から内
方に突出する拡幅部を有するとともに、当該壁体を縦方
向に貫通するアンカー挿通孔を有する壁体と、前記アン
カー挿通孔に挿通されるとともに、その上部が前記壁体
の上端部にその下部が前記壁体の下方に形成したアンカ
ー定着部に各々定着されるアンカー部材と、前記壁体内
部の掘削底面を覆って形成され、その中心に向かうにつ
れて肉厚を増大することにより、下方に突出する錘体形
状をなす底盤部であってその縁部上面が前記拡幅部に下
方から当接する底盤部とからなることを特徴とする地中
構造物にある。

【０００７】

【０００８】また、この発明の他の要旨は、変断面掘削
が可能な縦溝掘削機により、地中構造物の構築予定箇所
の外周部分に沿って、前記地中構造物の底盤部分の直上
において溝幅を内方に一部拡幅しつつ縦溝を掘削形成す
る工程と、該縦溝内に縦方向にパイプ部材を設置すると
ともにコンクリートを打設して、アンカー部材挿通用の
縦孔を有する壁体を地中に形成する工程と、前記コンク
リートが硬化した後に、前記壁体の内部を掘削して、前
記地中構造物の底盤部を、当該底盤部の縁部上面を前記
拡幅部分のコンクリートに下方から当接させつつ形成す
るとともに、該壁体内部の掘削及び底盤部の形成作業と
併行して、前記アンカー部材を前記縦孔に挿通してその
上部を前記壁体の上端部にその下部を前記壁体の下方に
造成したアンカー定着部に各々定着する工程とからなる
ことを特徴とする地中構造物の構築方法にある。

【０００９】

【作用】この発明の地中構造物によれば、掘削底面を覆
って形成された底盤部は、その縁部上面が壁体の内方に
突出する拡幅部に下方から当接する。そして、底盤部に
下方から負荷される揚圧力は拡幅部を介して壁体に伝達
され、この壁体によって強固に支持されるとともに、壁
体はさらに、これを貫通するアンカー部材を介してアン
カー定着部によりその上方へ向かう荷重が強固に支持さ
れるので、地中構造物は、底盤部と壁体とアンカー部材
とが一体となって揚圧力を効率良く支持する。

【００１０】また、前記底盤部を、当該底盤部の中心に
向かうにつれてその肉厚を増大して下方に突出する錐体
形状としているので、いわゆるアーチアクションによ
り、揚圧力によって底盤部に生じる曲げ応力を減らすと
ともにこれを鉛直力にかえ、これによって揚圧力を拡幅
部で効率良く支持することが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を添付図面を用い
て詳細に説明する。この実施例にかかる地中構造物１０
は、例えば地下水位（Ｗ．Ｌ．）の高い軟弱地盤１１中
に構築されたもので、図１及び図２に示すように、主と
して、地中構造物１０の外周部分に沿って形成される壁
体１２と、壁体１２の内方の掘削底面を覆って形成され
る底盤部１３と、壁体１２を貫通して壁体１２の下方に
定着するアンカー部材１４とによって構成される。

【００１２】壁体１２は、コンクリートを打設して構築
形成されるもので、円形断面を有し、その周方向に分割
された複数の単位壁１７を連設して構成されるととも
に、各単位壁１７には、例えば鋼製パイプ１５を縦方向
に配設して、アンカー部材１４を挿通するためのアンカ
ー挿通孔１６が設けられている（図２参照）。また、各
単位壁１７すなわち壁体１２には、底盤部１３の直上に
おいて、壁体１２からこれの内方に突出する、下面が平
坦な拡幅部１８が、壁体１２の内周面に沿って連続形成
されている。

【００１３】底盤部１３は、壁体１２と同様にコンクリ
ートを打設して構築形成されるもので、その縁部上面が
前記拡幅部１８の下面に下方から当接するとともに、円
形の掘削底面の中心に向かうにしたがってその肉厚を増
大し、これによって、その下面が、下方に突出する円錐
形状をなしている。

【００１４】また、アンカー部材１４は、例えばＰＣ鋼
棒やＰＣ鋼線等からなり、前記壁体１２に設けたアンカ
ー挿通孔１６に挿通されるとともに、その上端部が、ト
ップ鋼材１９やアンカー定着プレート２０を介して壁体
１２の上端面に、その下端部が、壁体１２の下方におい
て硬化充填材を注入硬化させて形成したアンカー定着部
２１に、緊張状態で各々定着する。なお、トップ鋼材１
９は、アンカー定着プレート２０を介して壁体１２の上
端面に局所的に伝達される緊張力を、壁体１２の上端面
全体に分散させるべく、壁体１２の上端面とアンカー定
着プレート２０との間に介装するものである。

【００１５】そして、上記構成を有する地中構造物１０
を構築するには、まず、図３（イ）及び（ロ）に示すよ
うな、変断面掘削が可能な縦溝掘削機２２により、地中
構造物１０の構築予定箇所の外周部分に沿って、縦溝２
３を掘削形成する。なお、かかる縦溝２３の掘削は、例
えば掘削溝内に泥水を充填して壁面の崩壊を防止しつ
つ、単位壁１７毎に、周方向に連続して行われる。そし
て、各縦溝２３には、地中構造物１０の底盤部１３の構
築予定箇所の直上部分に拡幅部１８を形成する（図３
（ロ）参照）。すなわち、かかる拡幅部１８は、縦溝掘
削機２２の一方の掘削刃２４を伸縮機構により地中構造
物１０の内方に押し出すことにより、容易に掘削形成す
ることができる。

【００１６】縦溝２３が掘削形成されたら、次に、各縦
溝２３内に、アンカー挿通孔１６を設けるための鋼製パ
イプ１５を鉄筋等の補強材の中に適宜設置した後に、縦
溝２３内にコンクリートを前記泥水と置換しつつ打設充
填することにより、拡幅部１８を有するコンクリート製
の壁体１２を造成する（図１参照）。なお、かかる壁体
１２の造成は、所定数の単位壁１７毎に行なうことが好
ましい。

【００１７】打設したコンクリートが硬化したら、壁体
１２によって囲まれた内部を掘削するとともに、壁体１
２にはアンカー部材１４を取り付ける。ここで、掘削作
業は、壁体１２を土留壁として、例えばクラムシェル等
の掘削機械を用いて水中掘削とする。なお、拡幅部１８
の下方の地盤は、例えばジェット水を用いることにより
容易に掘削することができる。そして、所定の深さまで
掘削作業が終了したら、円錐形状の掘削底盤を覆って前
記拡幅部１８の下面を超える高さまでコンクリートを打
設することにより底盤部１３を形成する。この結果、底
盤部１３は、その縁部上面が拡幅部１８の下面に当接す
ることになる。なお、かかる底盤コンクリートの打設作
業は、水中掘削による場合には、例えばトレミー管を介
してコンクリートを水中投入することにより行なうこと
ができる。

【００１８】一方、アンカー部材１４を壁体１２に取り
付けるには、例えば、まず、壁体１２に設けた鋼製パイ
プ１５内に、削孔用のケーシングドリルを挿入して壁体
１２より下方の地盤を削孔する。所定の深度まで削孔し
たら、ケーシングドリル内にアンカー部材１４を挿入す
るとともに、モルタル等の硬化充填材を地盤に注入しつ
つケーシングドリルを引き抜いて、削孔底部にアンカー
定着部２１を設ける。そして、アンカー定着部２１の硬
化充填材が硬化したらアンカー部材１４に緊張力を導入
する。すなわち、壁体１２の上端部にジャッキを設けて
アンカー部材１４を引張るとともに、かかる引張状態を
保持しつつ、アンカー定着プレート２０を用いてアンカ
ー部材１４の上端部を壁体１２の上端面に固定すれば、
アンカー部材１４は緊張状態で鋼製パイプ１５内に設置
されることになる。そして、鋼製パイプ１５内にはグラ
ウト等の硬化剤が充填され、これによってアンカー部材
１４は壁体１２内に強固に固定される。

【００１９】ここで、上記壁体１２内部の掘削及び底盤
部１３の形成作業と、アンカー部材１４の設置作業と
は、併行作業として同時に行なうこともできる。

【００２０】そして、このような構築方法によって構築
されたこの実施例の地中構造物１０によれば、掘削底面
を覆って形成された底盤部１３は、その縁部上面が壁体
１２の内方に突出する拡幅部１８に下方から当接すると
ともに、壁体１２はアンカー部材１４及びアンカー定着
部２１により強固に支持される。すなわち、地中構造物
１０は、底盤部１３と壁体１２とアンカー部材１４とが
一体となって、揚圧力等の外力を効率良く支持すること
ができるとともに、底盤部１３の底面を円錐形状とする
ことにより、いわゆるアーチアクションによってさらに
効率良く揚圧力を支持することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
地中構造物によれば、外周部分に沿って形成される壁体
と、この壁体を貫通して設けられたアンカー部材と、壁
体内部の掘削底面を覆って形成される底盤部とが、一体
となって外力を支持するので、壁体の根入れ長さを不必
要に増大することなく、かつ地盤改良を特別必要とする
ことなく、底盤にかかる揚圧力を効率良く支持すること
ができる。

【００２２】また、前記底盤部を、当該底盤部の中心に
向かうにつれてその肉厚を増大する錐体形状とすれば、
いわゆるアーチアクションにより、さらに効率良く底盤
にかかる揚圧力を支持することができる。

【００２３】また、この発明の地中構造物の構築方法に
よれば、上記効率良く揚圧力を支持することのできる地
中構造物を、容易かつ迅速に構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる地中構造物の構成
を示す断面図である。

【図２】図１を上方から見た平面図である。

【図３】変断面掘削が可能な縦溝掘削機の一例を示す説
明図で、（イ）は通常の掘削状況を、（ロ）は拡幅部分
の掘削状況を示すものである。

【符号の説明】

１０ 地中構造物 １１ 軟弱地盤 １２ 壁体 １３ 底盤部 １４ アンカー部材 １６ アンカー挿通孔 １８ 拡幅部 ２０ アンカー定着プレート ２１ アンカー定着部 ２２ 縦溝掘削機 ２３ 縦溝

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中構造物の外周部分に沿って地中に形
   成される壁体であって、前記地中構造物の底盤部分の直
   上において当該壁体から内方に突出する拡幅部を有する
   とともに、当該壁体を縦方向に貫通するアンカー挿通孔
   を有する壁体と、前記アンカー挿通孔に挿通されるとと
   もに、その上部が前記壁体の上端部にその下部が前記壁
   体の下方に形成したアンカー定着部に各々定着されるア
   ンカー部材と、前記壁体内部の掘削底面を覆って形成さ
   れ、その中心に向かうにつれて肉厚を増大することによ
   り、下方に突出する錘体形状をなす底盤部であってその
   縁部上面が前記拡幅部に下方から当接する底盤部とから
   なることを特徴とする地中構造物。
2. 【請求項２】 変断面掘削が可能な縦溝掘削機により、
   地中構造物の構築予定箇所の外周部分に沿って、前記地
   中構造物の底盤部分の直上において溝幅を内方に一部拡
   幅しつつ縦溝を掘削形成する工程と、該縦溝内に縦方向
   にパイプ部材を設置するとともにコンクリートを打設し
   て、アンカー部材挿通用の縦孔を有する壁体を地中に形
   成する工程と、前記コンクリートが硬化した後に、前記
   壁体の内部を掘削して、前記地中構造物の底盤部を、当
   該底盤部の縁部上面を前記拡幅部分のコンクリートに下
   方から当接させつつ形成するとともに、該壁体内部の掘
   削及び底盤部の形成作業と併行して、前記アンカー部材
   を前記縦孔に挿通してその上部を前記壁体の上端部にそ
   の下部を前記壁体の下方に造成したアンカー定着部に各
   々定着する工程とからなることを特徴とする地中構造物
   の構築方法。