JP3335593B2

JP3335593B2 - 地中構造物の構築構造

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Publication number: JP3335593B2
Application number: JP18977399A
Authority: JP
Inventors: 正孝花嶋; 正和中村; 純二田中; 勝彦原田; 政弘紙永
Original assignee: 正孝花嶋; 朝日基礎株式会社; 株式会社原田建設; 宏正工業株式会社
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2002-10-21
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: JP2001020298A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中構造物の構築
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物を支える基礎や立杭等の地中構造
物の構築方法として、木製（ベニヤ）や鋼製（メタルフ
ォーム）等の型枠材を使用し、コンクリート打設後に型
枠材が撤去される組払い工法が知られている。また、工
期の短縮や経済性の理由から型枠として使用した構造物
をそのまま撤去せずに埋め込んでしまうＣＢ（コンクリ
ートブロック）工法、メッシュ工法やＰＣ板工法等の埋
殺し工法が知られている。

【０００３】図６〜図８は従来の型枠材を使用して地中
構造物を構築するフローを示す説明図である。

【０００４】まず、図６（ａ）に示す地盤２１に対し
て、図６（ｂ）に示すように掘削を行い、掘削残土を掘
削孔２２外へ取り除く。所望の深度に到達した後、図６
（ｃ）に示すように掘削孔２２内へ基礎栗石２３を敷き
込み、均しコンクリート２４を打設する。

【０００５】次に、図７（ａ）に示すように地中構造物
としての地中梁２５に対する鉄筋２６を組み立て、図７
（ｂ）に示すように地中梁２５の型枠２７を設置し、型
枠２７内に生コンクリートＣを打設する。生コンクリー
トＣが硬化した後、図７（ｃ）に示すように型枠２７を
解体することにより脱型すると地中梁２５が形成され
る。

【０００６】そして、図８（ａ）に示すように地中梁２
５の周りに土砂２８の埋戻しを行い、上部構造物として
の床版２９を形成するための掘削を行う。掘削後、図８
（ｂ）に示すように床版２９に対する鉄筋３０を組み立
て、図８（ｃ）に示すように生コンクリートＣを打設す
る。こうして地中梁２５および床版２９が構築される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の地中構造物
の構築方法においては、地中梁２５を構築するために型
枠２７内に生コンクリートＣを打設しているが、これは
地盤２１に直接生コンクリートＣを打設するとした場合
に地盤２１の強度が不足し、要求される型枠形状を保て
なくなるためである。したがって、一旦型枠２７を形成
してから生コンクリートＣを打設して地中梁２５を構築
した後に埋戻しを行う必要がある。さらに、床版２９を
形成する場合には、この埋戻し工程後に施工することに
なる。

【０００８】一方、埋殺し工法においては、型枠として
使用した構造物をそのまま撤去せずに埋め込んでしまう
ものの、地中梁２５を構築した後に埋戻しを行うことに
変わりはない。また、埋殺し工法において使用される型
枠は撤去されずに構造物の一部となるためそれ相応の強
度が必要となり、型枠材の形成コストや材料費等が嵩ん
でしまう。

【０００９】また、埋戻しを行う従来の地中構造物の構
築方法においては、埋戻し不良や地中構造物と土との圧
縮強度差に起因する不等沈下やクラックを生じる可能性
が指摘されている。

【００１０】ところで、建設工事に伴う建設産業廃棄物
のうち建設汚泥は８０％強がリサイクルされずに最終処
分されている。これは、例えばアースドリル工法による
場所打杭の際、杭の孔壁の崩壊を防止するためにベント
ナイトを増粘剤として添加しているためである。

【００１１】すなわち、ベントナイトを増粘剤として添
加した掘削残土は、一般に存在する土砂と比較して安息
角（自然状態で土砂が安定して法面崩壊やすべりを生じ
ない角度）が小さく、すべりを生じやすい。そのため、
この掘削残土をそのまま捨土すると土砂流出等の可能性
が生じることから、ベントナイトが混入した掘削残土は
建設汚泥として管理型最終処分場で処理されている。

【００１２】そこで、本発明においては、地中構造物を
構築する際の埋戻しを不要として不等沈下やクラックの
発生を防止し、さらにはベントナイトが混入した建設汚
泥を再利用可能とした地中構造物の構築構造を提供す
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の地中構造物の構
築工法は、地盤中に埋設される地中構造物の構築工法で
あって、地盤を所望の深度まで掘削し、この掘削した孔
内に地盤改良材を充填して固化させ、地中構造物を構築
するための型を掘削した後、この地中構造物に対する鉄
筋組立およびコンクリート打設を行うことを特徴とす
る。

【００１４】これにより、地盤掘削した孔内に充填した
地盤改良材を型枠とすることが可能となるため、この地
盤改良材からなる型枠に鉄筋組立およびコンクリート打
設を行い地中構造物を構築することができる。したがっ
て、コンクリート打設後に従来のような埋戻しを行う必
要がなく、所望の深度まで掘削された地盤中に地盤改良
材とこの地盤改良材によって成型された地中構造物とが
埋設された地中構造物の構築構造が得られる。また、埋
戻しが不要となるため埋戻し不良等に起因する不等沈下
やクラックの発生がなく、工期短縮やコスト低減も可能
となる。

【００１５】また、このような地中構造物の構築構造は
埋戻しを必要としないため、構造物および地盤改良材上
に、地中構造物と一体成型された上部構造物が配置され
た構造とすることが可能となる。すなわち、地中構造物
と上部構造物とを一体とした鉄筋組立およびコンクリー
ト打設が可能となる。

【００１６】さらに、この地中構造物の構築構造におい
て、地盤と地盤改良材との間に、断熱材またはビニール
シートを介在させることも可能である。これにより、断
熱材やビニールシートの断熱効果や防水効果の他、地盤
改良材から剥離した材料等のコンクリートへの混入を防
止し、コンクリート品質を向上させることが可能とな
る。

【００１７】また、本発明の地中構造物の構築構造にお
いて、地中構造物を地中梁、上部構造物を床版とすれ
ば、地中梁は地盤改良材を型枠として構築されるため埋
戻しを必要とせず、床版は同時に地盤改良材による人工
支持地盤が構築されることになる。すなわち、地中梁と
床版とが一体とされたＴ型梁構造として構築されること
によって、品質向上、コスト低減および工期短縮が可能
となる。

【００１８】また、本発明の別の地中構造物の構築工法
は、地盤中に埋設される地中構造物の構築工法であっ
て、地盤を所望の深度まで掘削し、この掘削した孔内に
地中構造物を構築するための型枠を形成し、さらに孔内
に地盤改良材を充填して固化させた後、型枠を解体する
ことなく脱型し、地中構造物に対する鉄筋組立およびコ
ンクリート打設を行うことを特徴とする。

【００１９】これにより、前述のように固化させた地盤
改良材を掘削して型枠とする場合よりもさらに高精度な
型枠を地盤改良材により形成することが可能となる。ま
た、型枠は上部方向へ引き上げることによってそのまま
脱型することができ、従来のように解体することがない
ため、この型枠を再利用することも容易にできる。

【００２０】ここで、地盤改良材は、土、土およびベン
トナイト、または土とベントナイトとを含む建設汚泥
に、セメントもしくはセメント系固化剤と水とを加えて
混練したセメント系のものであることが望ましい。この
ようなセメント系地盤改良材により形成される型枠は、
コンクリート打設に充分耐えうる圧縮強度を有するもの
であり、また、土と地中構造物との圧縮強度差をセメン
ト系地盤改良材によって緩和し、不等沈下やクラックの
発生を防止することが可能となる。

【００２１】なお、ここで土とは、現地土、購入土また
は残土をいう。建設汚泥とは、場所打杭工法のうちリバ
ース杭またはアースドリル杭において発生した残土、地
盤改良工法のうち地中連続壁工法またはベントナイト泥
水固化工法において発生した残土、および、シールド工
法、推進工法またはセミシールド工法のうち面板タイプ
の安定液としてベントナイトを使用した場合において発
生した残土をいう。

【００２２】特に、土とベントナイトとを含む建設汚泥
にセメントもしくはセメント系固化剤を添加し、圧縮強
度を高めることによって、構造物の型枠および床版の栗
石均しコンクリートの替わりとして用いることができ、
本来管理型最終処分場で処理されるベントナイトが混入
した建設汚泥を再利用することが可能となる。すなわ
ち、現地において発生した建設汚泥をそのまま再利用す
ることが可能である。また、最終処分場において処理さ
れた建設汚泥についても流用することが可能である。

【００２３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
第１実施形態における地中構造物の構築構造を示す断面
図である。

【００２４】本発明の第１実施形態における地中構造物
の構築構造は、所望の深度まで掘削された地盤１の掘削
孔２中に、上部構造物としての床版５と一体成型された
地中構造物としての地中梁４が埋設されたものである。
これらの地中梁４および床版５と地盤１との間には、地
盤改良材３が充填されている。また、地中梁４と床版５
のそれぞれに対する鉄筋６，７は一体に組み込まれてい
る。

【００２５】本実施形態において用いられる地盤改良材
３は、場所打杭工法のうちアースドリル杭において発生
した残土（建設汚泥）にセメントと水を添加し混練した
セメント系の地盤改良材である。アースドリル杭におい
ては、杭の孔壁の崩壊を防止するためにベントナイトを
増粘剤として２０〜３０ｋｇ／ｍ³添加し、比重を１．
０５程度まで増加させている。このアースドリル杭にお
いて発生した土とベントナイトとを含む建設汚泥に１０
０ｋｇ／ｍ³前後のセメントを添加する。

【００２６】この建設汚泥にセメントと水とを混練する
方法としては、まずセメントと水によって先練した後、
建設汚泥を加えて混練する方法と、同時練りする方法と
がある。より具体的な地盤改良材３の製造方法として
は、現地において、固定式または移動式の土砂ビットに
セメントと水を必要量添加し、バックホウのバケットま
たは回転翼を持つパウダー工法等を使用して混練する。
もしくは、ミキサー方式の混練を行うことも可能であ
る。

【００２７】こうして地盤改良材３は、一軸圧縮強度と
してσ₃＝２ｋｇ／ｃｍ²，σ₇＝５ｋｇ／ｃｍ²，σ
₂₈＝１０ｋｇ／ｃｍ²程度が得られるようにセメントお
よびベントナイトの添加量が決定される。

【００２８】次に、図１に示す地中構造物の構築工法に
ついて説明する。図２，３は図１に示す地中構造物を構
築するフローを示す説明図である。

【００２９】まず、図２（ａ）に示す地盤１に対して、
図２（ｂ）に示すように掘削を行い、掘削残土を掘削孔
２外へ取り除く。ここで、掘削は、地中梁４を構築する
地中部分に加え、床版５を構築する地表部分に対しても
行う。図中の破線は、完成後の床版５表面を示す線であ
る。すなわち、掘削は、従来地中梁４を形成し埋戻しの
後に行っていた部分についてまで一度に行われる。

【００３０】所望の深度まで掘削した後、図２（ｃ）に
示すように掘削孔２内に前述した地盤改良材３を充填す
る。ここで、地盤改良材３の充填は、後に床版５を形成
する下面位置まで行われる。地盤改良材３が固化した
後、図３（ａ）に示すように地中梁４を構築するための
型４ａを掘削する。こうして地盤改良材３に掘削された
型４ａが、後に生コンクリートＣを打設して地中梁４を
形成するための型枠となる。

【００３１】次に、図３（ｂ）に示すように、型４ａ内
には地中梁４に対する鉄筋６を、地盤改良材３上面には
床版５に対する鉄筋７をそれぞれ組み立て、鉄筋６と鉄
筋７とを一体とする。このとき、鉄筋６，７は事前組立
によって篭筋としても、現地組立としてもよい。そし
て、図３（ｃ）に示すように型４ａ内および地盤改良材
３上面に生コンクリートＣを打設後、生コンクリートＣ
が硬化すると地中梁４と床版５とが一体成型された構造
物が完成する。

【００３２】以上のように、地盤１を所望の深度まで掘
削し、掘削した掘削孔２内に地盤改良材３を充填して固
化させ、地中梁４を構築するための型４ａを掘削した
後、地中梁４および床版５それぞれに対する鉄筋６，７
の組立および生コンクリートＣ打設を行うことによっ
て、生コンクリートＣ打設後に従来のような埋戻しを行
う必要がなく、不等沈下やクラックの発生を防止するこ
とが可能となる。

【００３３】また、埋戻しを必要としないため、地中梁
４と床版５とを一体とした鉄筋６，７の組立および生コ
ンクリートＣ打設が可能となり、地中梁４と床版５とが
一体とされたＴ型構造物として構築され、コスト、工期
および品質等において優れた工法となる。さらに、本来
管理型最終処分場で処理されるベントナイトが混入した
現地発生の建設汚泥にセメントと水とを添加し混練し、
地盤改良材３として再利用することが可能となり、建設
汚泥の運搬や処分に要するコストが低減される。

【００３４】さらに、上記構造物において、地盤１と地
盤改良材３との間に、コンクリート品質を確実に保証す
るために断熱材またはビニールシートを介在させること
も可能である。これらの断熱材またはビニールシートに
よって、断熱効果や防水効果の他、地盤改良材から剥離
した材料等のコンクリートへの混入を防止し、コンクリ
ート品質を向上させることが可能となる。

【００３５】（実施の形態２）次に、本発明の第２実施
形態における地中構造物の構築工法について説明する。
図４，５は本発明の第２実施形態における地中構造物を
構築するフローを示す説明図である。

【００３６】まず、第１実施形態と同様、地盤１に対し
て図４（ａ）に示すように掘削を行う。ここで、掘削孔
２の側面には、１０：１の勾配を設けている。これは、
後述する鋼製型枠９を上部方向へ引き上げる際に、容易
に引き上げることができるようにするためである。そし
て、地盤１を所望の深度まで掘削した後、図４（ｂ）に
示すように掘削孔２内へ捨てコンクリート８を５０〜１
００ｍｍ打設する。この捨てコンクリート８は、レベル
出しおよび通芯のためのものである。

【００３７】次に、レベル出しを行った捨てコンクリー
ト８上へ地中梁４を構築するための鋼製型枠９を形成す
る。鋼製型枠９は、立上通芯調整桟木１０を用いて捨て
コンクリート８上に通芯が行われ、次に示す地盤改良材
３の打設時に鋼製型枠９がずれないようにウエイト１１
によって固定される。なお、立上通芯調整桟木１０は鋼
製型枠９の通芯後に除去される。

【００３８】その後、図５（ａ）に示すように地盤改良
材３を掘削孔２内へ充填する。地盤改良材３は、鋼製型
枠９の上面位置まで掘削した地盤１上へも打設される。
ここで用いられる地盤改良材３は、場所打杭の掘削残土
にセメントを１００ｋｇ／ｍ³程度添加して混練したも
のである。

【００３９】地盤改良材３を固化させた後、図５（ｂ）
に示すように鋼製型枠９を上部方向へ引き上げることに
より解体することなく脱型できる。そして、図５（ｃ）
に示すように、この脱型した孔内に地中梁４に対する鉄
筋６を、地盤改良材３上面には床版５に対する鉄筋７を
それぞれ組み立てて一体とする。そして、第１実施形態
と同様に、生コンクリートＣを打設後、生コンクリート
Ｃが硬化すると地中梁４と床版５とが一体成型された構
造物が完成する。

【００４０】以上のように、地盤１を所望の深度まで掘
削し、掘削孔２内に地中梁４を構築するための鋼製型枠
９を形成し、さらに掘削孔２内に地盤改良材３を充填し
て固化させた後、鋼製型枠９を解体することなく脱型
し、地中梁４および床版５に対する鉄筋６，７の組立お
よび生コンクリートＣの打設を行うことによって、さら
に高精度な型枠を形成して、設計寸法の確保が確実にで
き、コンクリートのロス率を低減することができる。ま
た、鋼製型枠９は解体することなく上部方向へそのまま
引き上げることによって容易に脱型することができ、こ
の型枠を再利用することも容易である。

【００４１】

【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏すること
ができる。

【００４２】（１）地盤を所望の深度まで掘削し、掘削
した孔内に地盤改良材を充填して固化させ、地中構造物
を構築するための型を掘削した後、地中構造物に対する
鉄筋組立およびコンクリート打設を行うことによって、
コンクリート打設後に従来のような埋戻しを行う必要が
なく、不等沈下やクラックの発生を防止することが可能
となる。また、埋戻しを必要としないため、地中構造物
と上部構造物とを一体とした鉄筋組立およびコンクリー
ト打設が可能となり、地中構造物と上部構造物とが一体
となった優れた構造が得られ、コスト、工期および品質
等において優れたものとなる。

【００４３】（２）地盤を所望の深度まで掘削し、掘削
した孔内に地中構造物を構築するための型枠を形成し、
さらに孔内に地盤改良材を充填して固化させた後、型枠
を脱型し、地中構造物に対する鉄筋組立およびコンクリ
ート打設を行うことによって、さらに高精度な型枠を形
成して設計寸法の確保が確実にでき、コンクリートのロ
ス率を低減することができる。また、型枠は解体するこ
となく上部方向へそのまま引き上げることによって容易
に脱型することができ、この型枠を再利用することも容
易となる。

【００４４】（３）地盤改良材が、土、ベントナイト、
または土とベントナイトとを含む建設汚泥に、セメント
もしくはセメント系固化剤と水とを加えて混練したセメ
ント系のものであることによって、土と構造物との圧縮
強度差をセメント系地盤改良材によって緩和し、不等沈
下やクラックの発生を防止することが可能となる。特
に、土とベントナイトとを含む建設汚泥にセメントもし
くはセメント系固化剤を添加し、圧縮強度を高めること
によって、土留壁として、かつ地中構造物の型枠および
栗石均しコンクリートの替わりとして用いることがで
き、本来管理型最終処分場で処理されるベントナイトが
混入した建設汚泥を再利用することが可能となる。すな
わち、現地において発生した建設汚泥をそのまま再利用
すること、また最終処分場において処理された建設汚泥
を再利用することが可能となり、建設汚泥の運搬や処分
に要するコストが低減される。

【００４５】（４）地盤と地盤改良材との間に、断熱材
またはビニールシートを介在させることによって、断熱
材やビニールシートの断熱効果や防水効果の他、地盤改
良材から剥離した材料等のコンクリートへの混入を防止
し、コンクリート品質を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における地中構造物の
構築構造を示す断面図である。

【図２】図１に示す地中構造物を構築するフローを示
す説明図である。

【図３】図１に示す地中構造物を構築するフローを示
す説明図である。

【図４】本発明の第２実施形態における地中構造物を
構築するフローを示す説明図である。

【図５】本発明の第２実施形態における地中構造物を
構築するフローを示す説明図である。

【図６】従来の型枠材を使用して地中構造物を構築す
るフローを示す説明図である。

【図７】従来の型枠材を使用して地中構造物を構築す
るフローを示す説明図である。

【図８】従来の型枠材を使用して地中構造物を構築す
るフローを示す説明図である。

【符号の説明】

１地盤２掘削孔３地盤改良材４地中梁５床版６，７鉄筋８捨てコンクリート９鋼製型枠１０立上通芯調整桟木１１ウエイトＣ生コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者花嶋正孝福岡県福岡市城南区七隈５丁目５−６ (72)発明者中村正和福岡県春日市紅葉ヶ丘西２−70 (72)発明者田中純二福岡県北九州市小倉北区日明３丁目４− 20 (72)発明者原田勝彦大分県中津市東本町506番地の２ (72)発明者紙永政弘熊本県熊本市川尻町80 (56)参考文献特開平10−195886（ＪＰ，Ａ) 特開平３−96520（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−280114（ＪＰ，Ａ) 特開平６−296999（ＪＰ，Ａ) 特開平９−125394（ＪＰ，Ａ) 特開平９−125060（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 21/01 E02F 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所望の深度まで掘削された地盤中に地中
構造物が埋設され、前記地盤と地中構造物との間に、土
とベントナイトとを含む建設汚泥にセメントもしくはセ
メント系固化剤と水とを加えて混練した地盤改良材が充
填され、かつ、前記地盤と地盤改良材との間に、断熱材
またはビニールシートを介在させた地中構造物の構築構
造。
【請求項２】前記地中構造物および地盤改良材上に、
前記地中構造物と一体成型された上部構造物が配置され
た請求項１記載の地中構造物の構築構造。
【請求項３】前記地中構造物は地中梁であり、前記上
部構造物は床版である請求項２記載の地中構造物の構築
構造。