JP3346776B2 - 地下構築物の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、地下室などの地下構築物の構築方法、地盤
の掘削方法におよびこの方法に用いる掘削具と鉄筋固定
具に関する。

背景技術 従来、地下室等の地下構築物を構築する場合は、地盤
を開削し、型枠を組み立て、コンクリートを打設し、埋
め戻していた。

この方法では、地盤の崩壊を防止するため土留を必要
とし、型枠工事をおこなってコンクリートを打設し、コ
ンクリート硬化後、型枠を解体し、埋め戻し作業をしな
ければならず煩雑であった。

本発明の目的は、簡単な装置で平滑な壁面の地下構築
物を確実に構築できるようにするものである。

発明の開示 板体を並列に地中に沈設して型枠兼土留とし、板体間
の土砂を排土して溝空間を形成し、鉄筋または鉄筋籠を
設置してコンクリートを打設し、コンクリートが硬化す
る前に少なくとも地下構築物の内壁側の板体を引き抜き
撤去することで、型枠工事を省略できるようにした。

また、中空体に板体を沿わせて共に地中に沈設し、板
体を残して中空体を引き抜くことにより、型枠兼土留工
事を簡単に行えるようにした。中空体の下部にシャッタ
を設け、中空体内に土砂を取り込んで引き抜き、掘削を
おこなえるようにした。シャッタは、地盤への沈設時に
は開放され、地盤から引き抜き撤去する際には閉鎖され
る。

具体的には、シャッタは、中空体の下端または取出口
の下縁に回動可能に取り付けられ、土圧と土砂重量によ
って自動的に開閉する。

他の形式のシャッタは、中空体の側面に沿って設置され
た板状体で、シャッタを上側から下方にロッドで押し込
むと、中空体に設けたガイド部材で横方向に向きが変え
られ、中空体の底部がシャッタで閉塞される構造であ
る。

中空体の両脇に設けたガイド継手を利用して接続しな
がら沈設することによって、必要長さの溝空間を形成す
ることができる。

ガイド継手を有する中空体を３個連続して打ち込み、中
央の中空体を引き抜き溝空間を形成するようにし、残っ
た両側の中空体に板体を保持させ、この間に切梁を設け
ることができる。

中空体のガイド継手と補助板によって、コーナー部の
施工を確実にし、任意の角度のコーナーを施工できるよ
うにしたので、多様な形状の地下構築物を施工すること
ができる。

地下構築物の壁を構成する鉄筋のうち、床、または天
井の鉄筋との継手を構成する鉄筋は、予め被覆体で被覆
して折り曲げて溝空間内に設置し、コンクリート硬化
後、被覆体を除去して鉄筋を露出させて床または天井方
向へ延ばし、床筋または天井の鉄筋と接続する。

横筋の間隔に合わせてＵ字型のフックを溶接した位置
固定具によって、接続する横筋の位置を固定し、打設コ
ンクリートの圧力で所定の位置からずれるのを防止して
いる。

図面の簡単な説明 図１は本発明の構築方法の説明図である。

図２は本発明の中空体の斜視図。

図３は中空体の使用方法の説明図である。

図４は中空体の他の実施例の断面図。

図５は中空体への板体の装着状態を示す説明図。

図６は掘削手順の説明図。

図７は沈設装置の説明図。

図８は鉄筋の配筋図。

図９は鉄筋組立体の平面図。

図10は鉄筋組立体の平面図。

図11は図８に示した鉄筋組立体の下部の説明図。

図12は鉄筋位置固定具の説明図。

図13は中空体の他の実施例の説明図。

図14は中空体の構成部品の説明図。

図15は掘削手順の説明図。

図16は直角コーナ部の施工の説明図。

図17は、任意角度のコーナーの説明図。

発明を実施するための最良の形態 本発明を図面に基づき具体的に説明する。

施工法実施例１ 図１に示すように、先ず、地盤Ｇに鋼製の板体11、12
を圧入や打撃などで地下構築物の形状に合わせて沈設す
る。地盤の性状によっては、予めアースオーガやバック
ホーなどで地盤を緩めておく。掘削機で地盤をほぐしな
がら板体を沈設するようにしてもよい。

沈設した板体11、12の間にある土砂G1を排土し、図１
（ｃ）に示す切梁部材14を設置し、板体11、12を型枠兼
土留めとした溝空間を形成する。

そして、この溝空間に配筋し、コンクリートを打設す
る。コンクリートが硬化する前に、板体11、12（少なく
とも内側の板体12）を撤去し、再利用する。板体が型枠
としてコンクリート硬化寸前まで存在していたので、完
成したコンクリート壁面は平滑に形成され、壁面のはつ
り、修正作業が不要となる。

掘削溝のコーナー部には、図１（ａ）に示すように、
コーナー形状に合わせたＬ型の板体13を用いる。曲線状
のコーナーを構築する場合は、曲面状の板体を使用す
る。

中空体実施例１ 図２は本発明の中空体の斜視図、図３（ａ）〜（ｄ）
は使用方法の説明図である。

図２および図３に示すように、中空体20は、箱型中空
体21と、この中空体20の下部に中空体に対して回動可能
に設けたシャッタ22、22と、中空体の一側壁21aに形成
した土砂取出し用の取出口23とを備えている。

中空体20は、鋼、合成樹脂、木材などからなり、幅約
60cm、奥行約25cm、高さ約400cm程度とする。これらの
寸法は、掘削する地盤の性状、構築物の大きさなどの条
件に応じて適宜変更する。

図３（ａ）に示すように、中空体20の下端21bは、地中
に打ち込み易くするために、先鋭に形成してある。

シャッタ22は、取出口23の下側で中空体にヒンジ22a
で回動可能に取り付けられており、中空体20の内壁面に
突設されている下ストッパ24、および、上ストッパ25に
よって回動範囲が規制されている。

掘削は、先ず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、中
空体20を地盤Ｇに 圧入装置など適宜の装置を使用して
沈設する。

シャッタ22は、中空体内に入り込んでくる土砂によっ
て上方に回動して開口21cを開放するので、沈設される
にしたがって土砂G1が内部に入り込んでくる。

所定の深度まで沈設したら、図３（ｃ）、（ｄ）に示
すように中空体20を引き上げると、内部に取り込まれた
土砂の荷重によってシャッタ22が下方に回動して開口21
cを閉じ、土砂G1は中空体20とともに引き上げられる。

シャッタ22の先端22bと中空体内壁面との間には間隔
が確保されているので、この間隔に土砂G1が入り込み、
シャッタ22は確実に閉じることとなる。シャッタ22の下
方への回動は下ストッパ24によって規制されている。

地上に引き上げた中空体の取出口23から土砂G1を排土
し、再び沈設に利用する。

中空体実施例２ 図４は本発明の中空体の第２の実施例の断面図であ
る。

この第２の実施例のシャッタ26は、取出口23の下縁23
aに取付部26aで回動可能に取り付けてある。このシャッ
タ26は、その先端26bが仮想線で示すように中空体20の
対向側の壁面21dに当接して下方への回動が規制され
る。上方への回動は、上ストッパ27によって規制され
る。図４に実線で示すようにシャッタ26が上ストッパ27
に当接したとき、シャッタ26の先端26bと中空体内壁面
間に間隔が存在する。また、シャッタの先端26bが内壁
から離れるように湾曲（屈曲）させてあるので打ち込む
際に、シャッタ26の取付部26aが邪魔にならず、容易に
打ち込むことができる。しかも、取付部26aには、打ち
込み時の土圧が強く作用しないので、取付部26aが破損
しない。掘削状態を説明する。

図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）に示すように、
中空体20の外側面に鋼板11'、12'、および補助板15、16
を中空体の周囲に仮止する。鋼板11'、12'および補助板
15、16に設けた穴17に中空体20の側壁外面に設けたフッ
ク21fを引っかける。また、鋼板11'、12'、補助板15、1
6の両側縁部には、リブ11'd、12'd、15d、16dがあるの
でリブ同士を図５（ａ）に示すように軽く噛み合わせて
仮止する。図５（ａ）から明らかなように、補助板15、
16を装着してから鋼板11'、12'を装着する。

次いで、図６（ａ）に示すように、中空体20の下端21
bおよび鋼板11'、12'、補助板15、16の下端を覆うよう
に、シュー18を装着する。シュー18は、リブ11dに土砂
が侵入するのを防止するものであり、強固に固定する必
要はなく仮止めされれば十分であり、ガムテープでもよ
い。

図６（ｂ）に示すように、中空体20および鋼板11'、1
2'、補助板15、16を地盤Ｇに沈設する。シュー18は、中
空体20と鋼板11'との間に土砂が入り込むのを防止す
る。

所定深度に達したら、鋼板11'、12'、補助板15、16の
上端11'b、12'b、補助板15、16の上端15b、16bを適宜の
手段で押さえ、図６（ｃ）に示すように中空体20のみを
地盤から引き抜き、鋼板11'、12'と補助板15、16を地中
に残して土砂G1が排土され、溝空間Ｓが形成される。

鋼板11'、12'の中央部の半円リブ11'c、12'cを利用し
て切梁部材14を圧入して、鋼板の間隔を保持する。

中空体20のガイド継手を利用して次の中空体20を沈設す
る。この工程を繰り返して、図１（ａ）に示したと同様
な連続した溝空間を得る。

中空体20を地盤から撤去した際、地盤には、鋼板1
1'、12'と補助板15、16が残り、端部のリブが継手とな
って閉断面を構成するので、未掘削部の土砂が溝空間Ｓ
内に崩壊するのが防止される。図５（ａ）において右方
に隣接する溝空間を形成したら補助板16は、引き抜いて
撤去し、空間を連続していく。

地盤がよく、土砂が自立するような場所を掘削する場
合には、補助板は必ずしも装着する必要はなく、側壁部
にのみ鋼板11'、12'を仮止した状態で沈設する。

中空体の沈設 図７は、中空体20の沈設装置の一例を示す図で、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は原理図である。

30は沈設装置であり、ベース31と、その上に立設された
ガイド枠32と、着脱可能に設けられたバケット33とを備
えている。ベース31は、平行に配置された２本のＨ型鋼
で構成されている。

ガイド枠32は、４本の柱32aと、その上部と下部を連
結している連結部材32bと、連結部材32cとを有してお
り、ベース31に固定されている。斜材34、34がガイド枠
32とベース31を連結している。中空体20は、図５（ａ）
に示すようにガイド枠32内に設置される。

ガイド枠32を構成する部材はボルト、ナットと長穴に
よって連結固定され、相対位置を微調整してガイド枠32
の鉛直状態を調整する。

バケット33は、掘り出された土砂G1（図３（ｄ）、図
６（ｃ）参照）を運搬するためのもので、図示しない蓋
体を備えている。

バケット33の後方（図では手前側）、ベース31上に自
走式クレーン（図示しない）を載せる。中空体20（また
は中空体20および板体11'等）をクレーンで吊るし、ガ
イド枠32の上方から枠内に挿入する。なお、中空体20に
は、例えばその中空体20の上部左右に、穴21e（図６
（ａ）参照。図７では手前側（左側）のもののみ図示）
を設け、これにそれぞれクレーンのフックとは別のフッ
クを掛けることによってクレーンで吊るすことができる
ようにする。図５（ａ）に仮想線（21g）で示すよう
に、中空体20の上部内側に吊り下げ用および引き抜き用
のロッドを固着しておく。このロッド21gには、図４に
仮想線で示すように、クレーンのフックを直接掛けるた
めの凹部21hを形成する。また、中空体20等がガイド枠3
2中に挿入されたとき、中空体20の上端（少なくとも上
記穴21e）がガイド枠上部の連結部材32bよりも下方に位
置するように、ガイド枠32の高さが設定されている。例
えば、中空体20の高さＨが400cmであれば、ガイド枠32
の高さH1は450cm程度に設定する。

吊るす際に用いたフックを穴21e（またはロッド21g）か
ら外し、図７に示すように、穴21e、21eに滑車付きのフ
ック35、35（一方のみ図示）を掛ける。

そして、図示のように、ワイヤーロープＷの一端W1を
ベース31に連結し、このワイヤーロープＷを前記フック
35、35のうち一方（手前側）のフック35の滑車35a、ベ
ース31に連結された滑車37、クレーンで引き上げられる
滑車38、ガイド枠32の向こう側にあってベース31に連結
された滑車37、およびフック35、35のうち他方のフック
35の滑車35aに掛け、他端をベース31に連結する。

中空体20を所定量沈設し、滑車38をクレーンのフック
から外し、フック35を中空体20の穴21e、21eから外し、
クレーンのフック39を中空体20のロッド21g（または前
述したように別のフックを用いて穴21e、21e）に掛け、
中空体20を引き抜く。

引き抜き過程において、取出口23から、中空体20中の土
砂G1（図６（ｃ）参照）を、バケット33内に掻き出す。
土砂G1を全て掻き出したならば、バケット33を取り外
し、土砂G1を搬出する。

中空体20をガイド枠32から抜き出し、クレーンをベー
ス31上から降ろし、沈設装置30を次の掘削場所に移動さ
せる。

上記の工程を繰り返し連続した溝空間Ｓを形成する。

なお、40、40は、掘削位置を規定するガイドレールで
ある。

ベース31上のクレーンの重量だけでは反力が十分でない
場合には地中アンカーやカウンターウエイト、更には既
に地中に沈設した中空体などの部材を適宜使用する。

鉄筋組立体 図８は鉄筋の一例を示す図であり、図９は、図８の部
分平面図である。50は、鉄筋組立体であり、鉄筋を溶接
してメッシュとしたものである。また、鉄筋組立体50の
上下部分50a、50bの梁に相当する部分にスターラップ50
cを配置する。57、58はスペーサである。

鉄筋組立体50は、壁と床Ｆとの継手を構成する鉄筋5
3、54、55が、仮想線で示すように壁面から突出可能に
構成され、被覆体56が装着される。

図９に示すように、鉄筋53、54、55は、横筋と平行に
なるように折り曲げてあり、その屈曲部に段ボール、ス
ポンジ、発泡スチロール等の被覆体56が装着される。

被覆体56が型枠となる板体12の内面に接するように鉄
筋組立体50を設置し、コンクリートを打設する。コンク
リートが硬化後、板体12を撤去すると、被覆体56が壁面
に露出するので、被覆体56を撤去し、鉄筋53、54、55を
引き出し、床筋と接続する。

天井（１階の床）F1については、縦筋51の上部51a、5
1bを折り曲げて、天井F1内に配筋される鉄筋（図示せ
ず）との継手として使用する。

図８において、14は設梁部材であり、鉄筋組立体50を
設置する際に鉄筋組立体50によって溝空間Ｓの下部まで
押し込まれるので、切梁部材の撤去作業が省略される。

地下構築物の仕切り壁Ｐを形成する場合は、継手とな
る鉄筋を被覆体56で被覆しておき、壁面から突出させて
継手とする。（図10参照） 図11は、図８に示した鉄筋組立体50の下部50bを示す
図で、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は部分平面図であ
る。

複数の鉄筋組立体50を連続して順次溝空間Ｓに挿入し
ていく場合の鉄筋組立体50同士の接続部分50dは、鉄筋
組立体の横筋52の一端52aを幅狭に形成し、隣接する鉄
筋組立体50の横筋52の他端52bを重ねあわせて継手とす
る。

接続部分50dにおいては、先に挿入される右側の鉄筋
組立体50と同時にＵ字形の補強筋50d1を配筋しておき、
左側の鉄筋組立体50を組立後、逆Ｕ字形の補強筋50d2を
配筋して、接続部分50dを補強する。

鉄筋位置固定具 図12は、横筋の位置固定具60で、鉄筋組立体50を横方
向に継いで設置する場合、横筋の重ね継手部が打設コン
クリートの圧力でずれないようにするものである。地中
に形成された溝空間は狭く、鉄筋の重ね継手部分を手作
業で結束することができないため、位置固定具60を使用
する。

縦筋61に所定間隔でＵ字型のフック62を設け、鉄筋組立
体50を設置したら、重ね継手部分に位置固定具60を差込
み、横筋フック62内に納め、重ね継手となる横筋の移動
を防止し、継手として所定の位置に留まるようにするも
のである。Ｕ字型のフック62は上向きと下向きのものが
あり、上向きの位置固定具を所定位置より少し下まで降
ろし、横筋51方向に横移動させ、引き上げてフック62内
に横筋51を収納する。そしてフック62が下向きの位置固
定具を所定位置より上で一旦止め、組立体に近づけて横
筋51をフック内に収納するように下げ、横筋を上下から
拘束して移動しないようにしてある。

上向き、または、下向きを単独で使用しても鉄筋の位
置を固定することができる。

中空体実施例３ 図13、図14は、中句体の他の実施例である。

この中空体20の側壁に沿って上下動可能なシャッタ22
を備えている。

中空体20の両側にはガイド継手28が設けてあり、ガイド
継手20同士を噛み合わせて方向を定め、中空体20を連続
的に沈設する。また、コーナー部においては、補強板を
使用して任意の角度で掘削方向、すなわち壁の方向を変
えることができる。

中空体20の下端にはシュー18が取り付けてある。シュ
ー18は、シューの上端に切り込みを入れて折り曲げた突
起19を中空体下端に設けた取付穴29に填め込んで固定し
てあり、中空体20の外側に仮止めされる鋼板12及びその
リブを覆い、鋼板12と中空体20の間及びリブ内に土砂が
侵入するのを防止する。

シュー18を設けない場合は、鋼板12の先端を折り曲
げ、同様に土砂の侵入を防止する。

シャッタ22は、中空体20の底部を閉塞する板であり、
中空体20の側壁に沿って設けられ、上部両端に押し下げ
用の台座24が設けてある。台座24は中空体20内部から押
し下げるか、または、中空体20にスリット21を設けて外
部に突出するようにし、中空体20の外側から押し下げ
る。

図15に示すように、第１の中空体20に半円形のリブを
有する鋼板12を仮止めして所定深度まで沈設し、続いて
第２、第３の中空体を第１の中空体の両側にガイド継手
28を噛み合わせて沈設する。ガイド継手28によって方向
がずれることがない。

中央の第１の中空体20のシャッタ22を地上からロッド
224を台座24に当て、押し下げる。押し下げられたシャ
ッタ22は、両側のガイド221によって案内され、中空体2
0の下部両側に設けられたガイド225に当たり横方向に方
向が変えられ中空体底部を閉塞する。

そこで、鋼板12を押さえてとも上がりを防止しながら
第１の中空体20を地上に引き上げ、鋼板12を地中に残
し、型枠兼土留とする。引き抜いた中空体20のシャッタ
22の中央の突部222の穴223を利用して元の位置に引き戻
して底部を開放し、内部に取り込まれた土砂を排出す
る。

地中に残った鋼板12は、両脇の第２、第３の中空体20
に支持されているので、安定して自立する。必要があれ
ば、鋼板間に切梁部材を設置する。

土砂を排出した中空体20を地中に残った第２中空体20
のガイド継手28に噛み合わせて再度沈設する。この作業
を繰り返し、順次必要な溝空間を地中に形成する。

形成された地中の溝空間に配筋し、コンクリートを打
設して地下構築物の壁を構築する。

コーナー部の形成方法 コーナー部を施工する場合は、図16に示すように、中
空体20の端部ガイド継手に終端補助板71を挿入し、掘削
形成した溝空間の端部を土留する。終端補助板71は図示
のように両端にチャンネル型の補強部を有する鋼板また
は、平鋼板である。

中空体20を引き揚げ、新たに溝空間を形成する側に継
手板72を設置し、継手板72の横にサイド補助板73を設置
し壁面が崩れるのを防止し、点線で示す鋼板12を撤去す
る。継手板72は中空体の雄と雌のガイド継手の両方に噛
み合う継手形式のものを用意して、どちらのガイド継手
にも対応できるようにする。図示のものは雌継手に対応
するものであり、板体から２箇所外側に折れ曲がった継
手片721が突出している。

継手板72の継手片721を利用して新たな中空体20を沈
設することにより、直角のコーナーが形成される。

図17に示すように、直角以外の角度のコーナー部を形成
する場合は、終端補助板71の代わりにコーナー補助板74
を打ち込み、掘削溝端部の土留をし、継手板72をコーナ
ーの角度に合わせて沈設する。溝空間を形成する側にサ
イド補助板73を設置し、鋼板12を撤去する。

新たな中空体20を継手板72に噛み合わせて沈設し、任
意の角度のコーナーを形成する。

符号の説明 Ｇ地盤 G1土砂 Ｓ溝空間 11、12 板体 14設梁部材 20中空体 22シャッタ 23取出口 50鉄筋組立体 56被覆体 60 鉄筋位置固定具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 5/18 - 5/20 E02F 5/02 E02D 1/04 E21B 25/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空体の側面に板体を沿わせて中空体と板
   体とを同時に地中に沈設する工程と板体を地中に残して
   中空体を内部に侵入した土砂とともに引き抜く工程とを
   繰り返すことによって地中に連続した溝空間を形成し、
   板体を型枠としてこの溝空間にコンクリートを打設して
   地下壁を構築する地下構築物の構築方法において、板体
   を沿わせた中空体を少なくとも３個連続して沈設し中央
   の中空体を引き抜き、残りの中空体の隣に板体を沿わせ
   た中空体を沈設して中央側の中空体を引き抜く工程を繰
   り返すことによって、連続的に型枠を構築する、地下構
   築物の構築方法。