JP3082054B2

JP3082054B2 - 大規模、大深度の鋼製連続地下壁及びその構築方法

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Publication number: JP3082054B2
Application number: JP03255543A
Authority: JP
Inventors: 篤大河原; 善雄鈴木; 雅路青木; 正夫丸岡; 隆文下河内; 宗和宮木; 弘道山田
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 1991-10-02
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: JPH0598633A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、大規模、大深度の地
下構造部分をもつ建物を建築施工するにあたり、特に本
設の地下外壁として利用する目的で実施される、鋼製連
続地下壁及びその構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物の地下構造部分を建築施工す
るに際しては、土留壁又は地下外壁として利用する連続
地下壁が一般的に採用されている。従来の連続地下壁
は、鉄筋コンクリート造（以下、ＲＣ造と略す）として
構築されたものが最も一般的で周知である。最近では仮
設用としてではあるが鋼材を補強芯材に使用した鋼製連
続地下壁及びその構築工法も開発されている（例えば新
日本製鐵株式会社の「ＮＳ−ＢＯＸ矢板」＝雑誌「基礎
工」昭和６２年１１月号のＰ９９〜Ｐ１０３、川崎製鉄
株式会社の「Ｋドメール」＝１９９０年８月印刷の同社
カタログ「Ｋドメール川鉄の高剛性壁体」など参照）。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】最近、地下階が深い
建物が計画されている。たとえば、地下１０階の建物を
考えると、深さにして地下５０ｍにも達する大深度連続
地下壁の構築が必要となる。仮設山留め壁として利用さ
れるもの、又は本設の地下外壁や耐震壁あるいは支持壁
として利用可能な連続地下壁、それも地下５０ｍの大深
度に達する連続地下壁を従来のＲＣ造として構築する場
合、その壁厚は面外力（常時土、水圧）で決定され、お
よそ３．５ｍもの巨大なものになる。従って、その構築
には長大な工期を要し、莫大なコストを要して建築費を
圧迫するという問題がある。また、最近ではウォーター
フロント等の特殊地盤（埋立軟弱地盤）での施工が増加
し、あるいは都市部では狭隘な土地の有効利用のため隣
接構造物と近接した施工も増加し、壁厚が制限されるほ
か、地盤安定液による掘削では溝壁の安定化が難しいと
いう問題もあって、施工管理の複雑さが増加し、難工事
が増加している。

【０００４】次に、上述した既存の鋼製連続地下壁及び
その構築方法は、鋼矢板を使用した鋼製化により工期の
短縮、壁厚の縮小化、施工管理の容易化に優れた利点を
もつことが理解されている。しかし、鋼矢板相互間の連
結部は面内せん断力（地震時水平力）によって自由にす
べる構造であり、せん断力を伝達する構造になっておら
ず、面内力に抵抗できない。このため既存の鋼製連続地
下壁の用途は、護岸、擁壁、土留壁のような仮設物に限
られ、既往のＲＣ造連続地下壁と同様に本設の地下外
壁、耐震壁や支持壁としての利用はできない欠点があ
る。

【０００５】従って、この発明の目的は、地下工事の鋼
製化を図り、しかも仮設又は本設の兼用が可能であり、
特に本設の地下外壁、耐震壁や支持壁としての利用が可
能な鋼製連続地下壁及びその構築方法を提供することに
ある。

【０００６】

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するための手段として、請求項１に記載した発明に係
る大規模、大深度鋼製連続地下壁の構築方法は、多軸オ
ーガーにより、数個のソイルパイルが相互に一部ラップ
する配置で連続するソイルセメント柱列壁を造成し、そ
の壁中に、先端縁にスライド継手を設けた先行ユニット
鋼材を挿入し設置する段階と、同じく多軸オーガーによ
り、次なるソイルセメント柱列壁を少なくともオーガー
１軸分相当の間隔をあけて隣接位置へ造成し、その壁中
へ、先端縁にスライド継手を設けた後行ユニット鋼材を
挿入し設置する段階と、前記先行ユニット鋼材及び後行
ユニット鋼材の突き合わせ端部には、地上において予め
スタッドを突設しておくこと、前記の各ソイルセメント
柱列壁が硬化した後に、先行ユニット鋼材及び後行ユニ
ット鋼材の突き合わせ端部の間の前記オーガー１軸分相
当の間隔をあけた部位を地盤安定液を使用して削孔し、
その後洗浄とスライム処理をする段階と、前記先行ユニ
ット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わせ端部の間に
各々のスライド継手を利用してコンクリート仕切鉄板を
挿入し設置すると共に、その閉鎖断面内に補強筋を挿入
して配置し、コンクリート打設を行って面内力を伝達す
る連結を行う段階とよりなることを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１に記載し
た大規模、大深度鋼製連続地下壁の構築方法において、
先行ユニット鋼材および後行ユニット鋼材の突き合わせ
端部には、地上において予め底面の横仕切板を取付け、
オーガーの外径に近似の曲率で凹曲面状をなす縦仕切板
をスライド継手を利用して引抜き可能に取付け、先行ユ
ニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わせ端部の間
の部位の掘削は、先行および後行のソイルセメント柱列
壁の硬化後に、双方の縦仕切板に沿って１軸オーガーで
掘削し、その後、前記縦仕切板はコンクリート仕切鉄板
の挿入前に引き抜くことを特徴とする。請求項３記載の
発明は、同じく請求項１に記載した大規模、大深度鋼製
連続地下壁の構築方法において、先行ユニット鋼材およ
び後行ユニット鋼材の突き合わせ端部には、地上におい
て予め底面の横仕切板を取付け、オーガーの外径に近似
の曲率で凹曲面状をなす縦仕切板をスライド継手を利用
して引抜き可能に取付け、さらに前記底面の横仕切板と
前記縦仕切板とに囲まれた閉鎖室内に、前記スタッドの
配列に沿って各スタッドを包み込むようにチューブを設
置し同室内一杯に膨張させること、先行ユニット鋼材及
び後行ユニット鋼材の突き合わせ端部の間の部位は、先
行および後行のソイルセメント柱列壁の硬化後に、双方
の縦仕切板に沿って１軸オーガーで掘削すること、その
後、前記縦仕切板を引き抜き、代わって各々のスライド
継手を利用してコンクリート仕切鉄板を挿入し設置して
後行ユニット鋼材と先行ユニット鋼材とを接合し、前記
の各チューブを収縮させて抜き取った後に、前記先行ユ
ニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わせ端部であ
って前記スライド継手で接合された閉鎖断面内を洗浄す
ることを特徴とする。請求項４記載の発明は、同じく請
求項１に記載した大規模、大深度鋼製連続地下壁の構築
方法において、コンクリート仕切鉄板と補強筋及びトレ
ミー管挿入ガイドを、予め地上で一定の配置に組み立て
たユニットとして構成し、該ユニットは先行ユニット鋼
材および後行ユニット鋼材のスライド継手にコンクリー
ト仕切鉄板のスライド継手を接合して挿入し設置するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】先行ユニット鋼材１と後行ユニット鋼材１’と
の連結部は、スライド継手３によるコンクリート仕切鉄
板１４との接合のほか、スタッド４及び補強筋５がコン
クリート６中に埋め込まれているため、これらスタッド
４、補強筋５の所謂ダボ作用とまさつ抵抗とに基づいて
せん断力が伝達されるシヤーコネクタ構造になってお
り、面内力（地震時水平力）に強く抵抗する。勿論、面
外力（常時土、水圧）にも抵抗する構造でもある。従っ
て、本設の地下外壁や耐震壁あるいは支持壁として利用
可能な機能、性能をもつ。また、ユニット鋼材１又は
１’の優れた断面性能に基づく補強効果により、壁厚は
地下３０ｍで１．１ｍ位、地下５０ｍでも１．５ｍ位に
まで縮小化できる。

【００１０】多軸オーガー７により掘削し造成したソイ
ルセメント柱列壁２の中へユニット鋼材１又は１’を挿
入して鋼製連続地下壁を構築する方法であるから、地盤
安定液を使用して溝を掘削し構築する方法に比して排土
量を少なくでき、施工管理が容易であり、構造体として
の信頼性を高められる。

【００１１】

【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図１は５軸オーガー７によって地盤を掘削し、掘削土中
にセメントミルク等の硬化材を注入して攪拌し、もって
５個のソイルパイル２ａが相互に一部ラップする配置で
連続するソイルセメント柱列壁２を造成する段階を示し
ている。

【００１２】図２Ａ，Ｂは図１のようにして造成された
ソイルセメント柱列壁２の中へ先行ユニット鋼材１を挿
入し設置した段階を示している。この先行ユニット鋼材
１の下部は根固め液２０で固定される。先行ユニット鋼
材１の主要部構造及びソイルセメント柱列壁２との関係
の詳細は、図３と図４に示したとおりである。この先行
ユニット鋼材１は、ソイルパイル２ａの外径に対して適
度な被り厚を確保した間隔で平行に並べられた平行鋼矢
板１ａ、１ａと、その間を幅方向に連結した中仕切鋼板
１ｂとにより、角形鋼管が複数個連結されたマルチボッ
クス型に構成されている。そして、平行鋼矢板１ａが両
端の中仕切鋼板１ｂの位置から延長され開放型に突き出
された形の突き合わせ端部の先端縁が、一端をＣ形断面
のグローブ３ａに形成され、他端は球形断面のリブ３ｂ
に形成され、これらがスライド継手３として設けられて
いる。

【００１３】先行ユニット鋼材１において、後述のコン
クリート仕切鉄板１４を介して後行ユニット鋼材１’と
接合される端部には、中仕切鋼板１ｂから外向きにスタ
ッド４が多数本縦２列に突設され、底面は仕切板８を取
付けて閉鎖されている。スライド継手３，３の位置に
は、オーガー外径より少し大きい曲率の凹曲面状に形成
された縦仕切板９を蓋の如く挿入して塞ぎ、後で引抜き
可能に取付けられている。前記二つの突き合わせ端部と
底面の仕切板８及び縦仕切板９とに囲まれた閉鎖室内に
は、スタッド４の配列に沿って上下方向に同スタッド４
を包み込むように大きく膨張された水入りゴムチューブ
１０が同閉鎖室内一杯に設置されている（図４）。但
し、図８のように水入りゴムチューブ１０を全く使用し
ないで実施することもある。先行ユニット鋼材１は、以
上に述べた全装備を地上において予め用意し、しかる後
に前記ソイルセメント柱列壁２の中にクレーン等を使用
して挿入される。従って、先行ユニット鋼材１は、ソイ
ルセメントの中にドブ漬け状態に沈没される訳である
が、コンクリート仕切鉄板１４との接合側端部に限って
は、まず底面の仕切板８がソイルセメントを押しのけ、
側面からの浸入は縦仕切板９が防ぎ、それでもなお浸入
するソイルセメントや余剰水などは、水入りゴムチュー
ブ１０の膨張した体積で可及的に抑制される。

【００１４】図５Ａ，Ｂは前記先行のソイルセメント柱
列壁２の隣接位置に、少なくともオーガー１軸分相当の
間隔Ｌをあけて、後行のソイルセメント柱列壁２’をや
はり５軸オーガー７によって造成する段階を示してい
る。図６Ａ，Ｂはソイルセメント柱列壁２’を造成した
後、その中へ後行ユニット鋼材１’を挿入した段階を示
している。この後行ユニット鋼材１’も、下部は根固め
液により固定される。また、前記のコンクリート仕切鉄
板４を介して先行ユニット鋼材１と接合される端部は、
図３と図４に示したとおり、底面は仕切板８を取付けて
塞ぎ、側面は縦仕切板９を取付けて塞ぎ、その閉鎖室内
一杯に膨張した水入りチューブ１０が設置されている。
もっとも水入りチューブ１０に関しては、図８のように
使用しないで実施することもある。

【００１５】図７Ａ，Ｂは隣接する二つのソイルセメン
ト柱列壁２と２’が硬化した後に、上述した先行ユニッ
ト鋼材１及び後行ユニット鋼材１’の突き合わせ端部の
間の前記間隔Ｌの部位を、ソイルパイル２ａと同径の１
軸オーガー２１により、地盤安定液１６を使用して削孔
する段階を示している。その詳細は図８に示したよう
に、先行ユニット鋼材１及び後行ユニット鋼材１’の端
部に取付けられた縦仕切板９，９に沿ってオーガー２１
による掘削を行ない排土を行って図９Ａ，Ｂのように削
孔１８が形成される。この掘削には地盤安定液１６が使
用される。その後、双方の縦仕切板９が引き抜かれ（図
９Ｂ）、水入りゴムチューブ１０を使用している場合に
は同チューブを収縮させて全部抜き取る。水入りゴムチ
ューブ１０の収縮方法は、同チューブの下端に予め水抜
き栓を取付けておき、しかも水抜き栓は底面の仕切板８
に固定しておくことにより、ゴムチューブ１０を少し上
方へ持ち上げて開栓する構成などで行なわれる。

【００１６】図１０Ａ，Ｂは安定液１６が満たされた前
記削孔１８の中へ地上から長い洗浄ブラシ１２を挿入
し、連結部分の各要素を清掃する段階を示している。そ
の後、削孔１８の孔底に届く長いバキューム管を挿入
し、孔底に沈降したスライムを吸い上げて除去するスラ
イム処理が行なわれる。スライム処理は、同スライムを
粘性度の高いセメントモルタルで包み込む方法を実施す
ることもある。

【００１７】図１１Ａ，Ｂは上記の削孔１８の中へコン
クリート仕切鉄板１４と補強筋５を挿入し設置する状況
を示している。より詳細な構造は図１２に示したとお
り、先行ユニット鋼材１及び後行ユニット鋼材１’の突
き合わせ端部の間に、各々のスライド継手３を利用して
コンクリート仕切鉄板１４を接合しつつ挿入する。かく
して先行及び後行ユニット鋼材１，１’の突き合わせ端
部とコンクリート仕切鉄板１４とで形成された閉鎖断面
１１内に、前記コンクリート仕切鉄板１４と略平行な配
置で予め平版状に組立てられた補強筋５，５が挿入され
設置されている。但し、図１２に示した実施例の場合、
両サイドのコンクリート仕切鉄板１４，１４と補強筋
５，５とは、中央に位置するトレミー管挿入ガイド１５
の両側に対称的に配置し、幅方向に通したつなぎ材１９
によって前記三者を三位一体的に結合したユニットに組
立てられている。従って、両サイドのコンクリート仕切
鉄板１４，１４をスライド継手３，３を利用して挿入す
ることにより、補強筋５とトレミー管挿入ガイド１５も
合一に設置することができる。このようにユニットの構
成を採用した理由は、仮に補強筋５，５がバラバラの構
成であると、その間へ後述のトレミー管を挿入しコンク
リート打設を行なうときは、不安定な補強筋５，５の配
筋状態を維持し難く、同トレミー管の挿入ガイドの必要
性が大であること、及び補強筋５等の設置作業を省力
化、能率化するためである。この実施例の場合、トレミ
ー管挿入ガイド１５には、図１３のように、トレミー管
の外径よりも少し大きい内径の鉄管が使用され、同鉄管
には要所要所にコンクリートを流出させるコンクリート
打設用孔１５ａが設けられている。但し、トレミー管挿
入ガイド１５は、２本の溝形鋼をトレミー管の外径より
少し大きい間隔で向い合せに組んだ構造などで実施する
こともできる。

【００１８】図１４Ａ，Ｂは、前記トレミー管挿入ガイ
ド１５を通じて地上からトレミー管１３を挿入し、コン
クリート仕切鉄板１４，１４で区画された閉鎖断面１１
（図１２）内に、その孔底から順次上向き方向にコンク
リート６の打設を行なう段階を示している。図１５Ａ，
Ｂは先行ユニット鋼材１と後行ユニット鋼材１’との接
合が完成した鋼製連続地下壁の要部を示している。要す
るに、この鋼製連続地下壁は、先行ユニット鋼材１と後
行ユニット鋼材１’との間におけるせん断力の伝達はコ
ンクリート仕切鉄板１４とスタッド４、補強筋５及びコ
ンクリート６とが合成された関係における所謂ダボ作用
とまさつ抵抗とに基づいて行なわれ、面内力に抵抗す
る。勿論面外力にも十分強力に抵抗する。

【００１９】なお、図１６Ａ，Ｂのようにトレミー管挿
入ガイドを使用せず、補強筋５とコンクリート仕切鉄板
１４とをユニット化しない構成で実施することもでき
る。

【００２０】

【本発明が奏する効果】本発明に係る鋼製連続地下壁
は、面外力は勿論のこと、面内せん断力にも強く抵抗す
るので、従来のＲＣ造連続地下壁と全く同様に本設の地
下外壁や耐震壁あるいは支持壁としての利用が可能であ
り、大規模、大深度の地下構造部分をもつ建物の建築施
工に寄与する。しかも鋼製連続地下壁としての利点、特
長である、壁厚の大幅な縮小化と鋼材のユニット化によ
り、工期の短縮、工費の節減に大きな期待ができるほ
か、壁厚を制限される隣接構造物と近接した施工をも容
易ならしめる。

【００２１】さらに、ソイルセメント柱列壁の中にユニ
ット鋼材を挿入し設置するので、従来の地盤安定液を使
用して掘削する方法に比して排土量を大幅に少なくで
き、産業廃棄物の発生を抑制する効果があり、施工管理
も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】多軸オーガーによるソイルセメント柱列壁の掘
削、造成の段階を示した断面図である。

【図２】Ａ、Ｂは先行ユニット鋼材をソイルセメント柱
列壁の中へ挿入し設置した段階の平面図と断面図であ
る。

【図３】先行ユニット鋼材の主要部の詳細を示した平面
図である。

【図４】図３の４−４線矢視の断面図である。

【図５】Ａ、Ｂは後行ユニット鋼材のソイルセメント柱
列壁を掘削、造成する段階の平面図と断面図である。

【図６】Ａ、Ｂは後行ユニット鋼材をソイルセメント柱
列壁の中へ挿入した段階の平面図と断面図である。

【図７】Ａ、Ｂは先行及び後行ユニット鋼材の間をオー
ガーで掘削する段階の平面図と断面図である。

【図８】先行及び後行ユニット鋼材の接合部構造の詳細
を示した平面図である。

【図９】Ａ、Ｂは先行ユニット鋼材及び後行ユニット鋼
材の間の削孔が完成した状態の平面図と断面図である。

【図１０】Ａ、Ｂは削孔内の洗浄工程を示した平面図で
ある。

【図１１】Ａ、Ｂは削孔内へコンクリート仕切鉄板と補
強筋の挿入工程を示した断面図である。

【図１２】先行ユニット鋼材と後行ユニット鋼材との接
合部構造を拡大して示したた平面図である。

【図１３】トレミー管挿入ガイドの斜視図である。

【図１４】Ａ、Ｂはコンクリート打設工程を示した平面
図と断面図である。

【図１５】Ａ、Ｂは完成した鋼製連続地下壁のユニット
鋼材相互の接合部分を示した平面図と断面図である。

【図１６】Ａ、Ｂは完成した鋼製連続地下壁のユニット
鋼材相互接合部分を示した平面図と断面図である。

【符号の説明】

２ａソイルパイル２，２’ ソイルセメント柱列壁１先行ユニット鋼材１’ 後行ユニット鋼材３スライド継手４スタッド５補強筋６コンクリート７多軸オーガー８底面の仕切板９縦仕切板１０チューブ１１閉鎖断面図１４コンクリート仕切鉄板１５トレミー管挿入ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸岡正夫東京都江東区南砂二丁目５番14号株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者下河内隆文東京都江東区南砂二丁目５番14号株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者宮木宗和東京都中央区銀座八丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者山田弘道東京都中央区銀座八丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (56)参考文献特開昭52−75817（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−70716（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−211418（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−81525（ＪＰ，Ａ) 特開平３−180612（ＪＰ，Ａ) 実公昭63−40521（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 5/18 - 5/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多軸オーガーにより、数個のソイルパイル
が相互に一部ラップする配置で連続するソイルセメント
柱列壁を造成し、その壁中に、先端縁にスライド継手を
設けた先行ユニット鋼材を挿入し設置する段階と、同じく多軸オーガーにより、次なるソイルセメント柱列
壁を少なくともオーガー１軸分相当の間隔をあけて隣接
位置へ造成し、その壁中へ、先端縁にスライド継手を設
けた後行ユニット鋼材を挿入し設置する段階と、前記先行ユニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わ
せ端部には、地上において予めスタッドを突設しておく
こと、前記の各ソイルセメント柱列壁が硬化した後に、先行ユ
ニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わせ端部の間
の前記オーガー１軸分相当の間隔をあけた部位を地盤安
定液を使用して削孔し、その後洗浄とスライム処理をす
る段階と、前記先行ユニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わ
せ端部の間に各々のスライド継手を利用してコンクリー
ト仕切鉄板を挿入し設置すると共に、その閉鎖断面内に
補強筋を挿入して配置し、コンクリート打設を行って面
内力を伝達する連結を行う段階とよりなることを特徴と
する、大規模、大深度鋼製連続地下壁の構築方法。
【請求項２】先行ユニット鋼材および後行ユニット鋼材
の突き合わせ端部には、地上において予め底面の横仕切
板を取付け、オーガーの外径に近似の曲率で凹曲面状を
なす縦仕切板をスライド継手を利用して引抜き可能に取
付け、先行ユニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合
わせ端部の間の部位の掘削は、先行および後行のソイル
セメント柱列壁の硬化後に、双方の縦仕切板に沿って１
軸オーガーで掘削し、その後、前記縦仕切板はコンクリ
ート仕切鉄板の挿入前に引き抜くことを特徴とする、請
求項１に記載した大規模、大深度鋼製連続地下壁の構築
方法。
【請求項３】先行ユニット鋼材および後行ユニット鋼材
の突き合わせ端部には、地上において予め底面の横仕切
板を取付け、オーガーの外径に近似の曲率で凹曲面状を
なす縦仕切板をスライド継手を利用して引抜き可能に取
付け、さらに前記底面の横仕切板と前記縦仕切板とに囲
まれた閉鎖室内に、前記スタッドの配列に沿って各スタ
ッドを包み込むようにチューブを設置し同室内一杯に膨
張させること、先行ユニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わせ端
部の間の部位は、先行および後行のソイルセメント柱列
壁の硬化後に、双方の縦仕切板に沿って１軸オーガーで
掘削すること、その後、前記縦仕切板を引き抜き、代わって各々のスラ
イド継手を利用してコンクリート仕切鉄板を挿入し設置
して後行ユニット鋼材と先行ユニット鋼材とを接合し、
前記の各チューブを収縮させて抜き取った後に、前記先
行ユニット鋼材及び後行ユニット鋼材の突き合わせ端部
であって前記コンクリート仕切板で接合された閉鎖断面
内を洗浄することを特徴とする、請求項１に記載した大
規模、大深度鋼製連続地下壁の構築方法。
【請求項４】コンクリート仕切鉄板と補強筋及びトレミ
ー管挿入ガイドを、予め地上で一定の配置に組み立てた
ユニットとして構成し、該ユニットは先行ユニット鋼材
および後行ユニット鋼材のスライド継手にコンクリート
仕切鉄板のスライド継手を接合して挿入し設置すること
を特徴とする、請求項１に記載した大規模、大深度鋼製
連続地下壁の構築方法。