JP3603272B2 - 地下連続壁施工方法及び外殻付鉄筋籠 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下連続壁（以下「連壁」という。）施工の際に溝壁が崩落することによって起こる様々な弊害を除去するための連壁施工方法、及びその方法に用いる鉄筋籠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連壁工事は軟弱な沖積層において行われることが多く、しかもその地盤は粘土層の他に、比較的崩落しやすいシルト、砂、礫等の層を含むため、掘削の際に溝壁が崩落することが多い。そして従来より、コンクリート系連壁の施工においてこのようなことが起こった場合には、たとえそれが壁厚方向の溝壁崩落であるとしても、その領域について連壁本体領域と一体にコンクリートを打設してしまうことが一般的に行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、溝壁崩落領域についてもコンクリートを打設することは、必要以上に大きな断面の連壁を構築することになり、材料の無駄を生じる。また、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合には、その増打ち部分の打設コンクリートをはつり取らなければならず、多大な労力・費用・工期を要する。
【０００４】
そこで、本発明はかかる問題点に鑑み、溝壁の崩落の有無にかかわらず必要最小限の断面の連壁を構築できるとともに、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合にはつり作業を要しない連壁施工方法、及びその方法に用いる鉄筋籠を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載の発明は、棒鋼を組み立ててなる鉄筋籠と、構築すべき地下連続壁の空間領域である本体領域と、掘削時の溝壁の崩落によって余分に生じた崩落領域と、を仕切るために前記鉄筋籠に固定された面板からなる外殻と、前記面板のうちエレメント間継手に係らない領域に面するものの外面を被装するようにこれに取り付けられ、当該領域に注入される裏込め材の漏出を防止する所定容量の袋と、を備え、前記袋は、対向する二の前記面板にそれぞれ取り付けられて、鉄筋籠を挿通する連通管によって互いに連通されており、当初は前記各面板に沿って収納されていて、その中に前記裏込め材が充填された場合に前記各崩落領域の形状に応じて拡がる、ことを特徴とする外殻付鉄筋籠である。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の外殻付鉄筋籠において、底面の少なくとも一部が網状であり、打設コンクリートの漏出を防止するために前記鉄筋籠のうち前記外殻に係る部分より下方を被包する袋をさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
さらに、請求項３記載の発明は、地下連続壁を構築するために地盤を掘削して溝孔を形成する第１工程と、請求項１又は請求項２に記載の外殻付鉄筋籠を前記溝孔内に建込む第２工程と、その後、前記本体領域のみについてコンクリートを打設する第３工程と、その後又はこれと同時に、前記地盤と同程度の強度を有する裏込め材を、前記崩落領域のうちエレメント間継手に係らない領域のみに充填する第４工程と、を含むことを特徴とする地下連続壁施工方法である。
【０００８】
かかる外殻付鉄筋籠及び地下連続壁施工方法において、面板は、構築すべき連壁の空間領域である本体領域と掘削時の溝壁の崩落によって余分に生じた崩落領域とを仕切るように鉄筋籠に固定されているため、当該鉄筋籠を掘削溝孔内に建込み、本体領域のみについてコンクリートを打設することにより、前記崩落領域に打設コンクリートが入り込むことなく、必要最小限の連壁躯体を得ることができる。また、前記崩落領域に充填する裏込め材は掘削地盤と同程度の強度を有するものであるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合に、前記裏込め材を充填した部分についてもその周辺地盤と同様に掘削することができ、はつり作業を要しない。しかも、裏込め材は崩落領域のうちエレメント間継手に係らない領域のみに充填するため、崩落領域のうちエレメント間継手に係る領域に裏込め材が回り込まず、エレメント間継手を防護したまま施工できる。
【００１０】
また、対向する面板にそれぞれ取り付けられた袋同士を連通管によって互いに連通することによって、袋内に裏込め材を注入する際に連壁本体に偏圧力がかかることを回避でき、安全かつ適正な施工が担保される。
【００１２】
さらに、鉄筋籠のうち外殻に係る部分より下方を被包する袋を有する外殻付鉄筋籠を用いた場合には、袋中に打設されたコンクリートが当該袋の側面から漏れ出ることがないため、上方の溝壁崩落による崩落領域に下方から打設コンクリートが回り込むことを確実に防止できる。また、袋は面板に比べて軽く、安価であるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合の掘削深さ（以下「土留め深さ」という。）より上方に係る部分については外殻を固定し、土留め深さよりも下方に係る部分については袋を固定した外殻付鉄筋籠を用いれば、施工上有利であり、かつ上記目的を経済的に達成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略するものとする。
【００１４】
図１は、本発明に係る連壁施工方法の一実施形態を表す工程図であり、既存構造物Ａの脇に連壁Ｗを構築する様子を同図（ａ）〜（ｄ）に、この連壁Ｗを土留め壁として掘削を行う様子を同図（ｅ）に縦断面図で示したものである。以下、第１工程を表す同図（ａ）より順に説明を行う。
【００１５】
１．第１工程
同図（ａ）は、連壁Ｗの構築のために地盤Ｇの掘削を行い、溝孔を形成する第１工程を表す図である。ここで形成された溝孔は、構築すべき連壁Ｗの空間領域である本体領域Ｈのみならず、掘削時に壁厚方向の溝壁の崩落によって余分に生じた崩落領域ｈ１，ｈ２，ｈ３を有する。地盤Ｇの条件等によって程度の差こそあれ、掘削時に溝壁の一部が崩落するいわゆる肌落ちが必ず起こるからである。特に、図示のような既存構造物Ａの脇の地盤Ｇを掘削する場合には、既存構造物Ａと溝壁との間隔が小さいほど肌落ちがひどくなり、崩落領域ｈ１は大きなものとなる。なお、溝壁の崩壊を防止するために、溝孔内には安定液が満たしてある（同図中において安定液を網目模様で示している。）。
【００１６】
２．第２工程
同図（ｂ）は、前工程で形成した溝孔内に所定の外殻付鉄筋籠１を建込む第２工程を表す図である。この外殻付鉄筋籠１は、構築しようとする連壁Ｗの芯材となるものであり、図示しないガイドウォールを用いて溝孔内の所定位置に正確に建込まれる。なお、前記第１工程の後この第２工程の前に、超音波測定による溝壁測定、スライム処理、良液置換が行われることは言うまでもない。ここで、外殻付鉄筋籠１の構成は次のようなものである。
【００１７】
（１）全体構成
外殻付鉄筋籠１の全体構成を表す斜視図を図２に示す。図示のように外殻付鉄筋籠１は、棒鋼を組み立ててなる直方体形状の鉄筋籠２と、この鉄筋籠２の対向する一対の側面を挟装する一対の面板３ａ，３ｂからなる外殻３と、面板３ａ，３ｂの外面を被装するようにそれぞれに取り付けられた袋４ａ，４ｂと、袋４ａ，４ｂを相互に連通する連通管５と、鉄筋籠２の足元をすっぽりと覆う袋６と、を備えている。
【００１８】
（２）各部構成
▲１▼鉄筋籠２
棒鋼を組み立てて構成される鉄筋籠２は、構築される連壁Ｗの芯材としての役割を果たすものである。したがって、本発明における鉄筋籠は図示のものに限られず、溝孔形状や当該連壁Ｗの強度等を考慮した設計によって適宜定められる。
【００１９】
▲２▼外殻３
ここで外殻３は、外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込んだときに本体領域Ｈと崩落領域ｈ１，ｈ２とを仕切ることを目的として、セパレーター３ｃにより鋼板製の面板３ａ，３ｂを当該連壁Ｗの壁厚間隔で対向させたものである。したがって、少なくとも各崩落領域ｈ１，ｈ２に対応する面積の面板がそれぞれに対応する位置に設けてあれば足りる。しかしここでは、各崩落領域ｈ１，ｈ２の位置及び大きさを超音波により測定した後にその結果に対応した面積の外殻３を製作し取付ける手間を省くため、大面積の一対の面板３ａ，３ｂを外殻３として用いることにしている。この面板３ａ，３ｂは、その上端辺を鉄筋籠１の上端に合わせてこれに固定されたときに、土留め深さ（図１においてＤＬで表示する。）よりも僅かに深い位置にその下端辺がくるような高さを有し、エレメント長に略等しい幅を有する。これだけの面積の外殻３を備えた外殻付鉄筋籠１であれば、少なくとも連壁Ｗの天端から土留め深さＤＬまでの溝壁に生じる崩落領域ｈ１，ｈ２に打設コンクリートＣが入り込むことを防止できるので、後に当該連壁Ｗを土留め壁として掘削を行う場合にはつり作業を回避するという目的を達成できるからである。
【００２０】
したがって、本発明における外殻３は、上記趣旨に沿ったものであれば、その材質や大きさ等については本実施形態に示したものに限られず、例えば面板３ａ，３ｂの高さを孔底に達するものとしてもよいし、各崩落領域ｈ１〜ｈ３と本体領域Ｈとを仕切るために必要最小限の面積のものとしても構わない。但し、本実施形態に示したように、土留め深さＤＬより上方に係る部分についてのみ外殻３を固定した外殻付鉄筋籠１とすれば、本発明の目的を経済的に達成することができる。この場合には、後に述べる袋６を用いるとさらに効果的である。
【００２１】
▲３▼袋４ａ，４ｂ
袋４ａ，４ｂは、面板３ａ，３ｂの外面を被装するようにそれぞれに取り付けられた所定容量の袋であり、崩落領域ｈ１，ｈ２に注入される裏込め材Ｕがエレメント間継手に係る領域に回り込むのを防止する役割を果たす。具体的には、図３（ａ）に示すように崩落領域ｈがエレメント長方向のみで完結しておりエレメント間継手に係る領域ｈｔ に達していない場合には袋４ａ，４ｂがなくてもよいのであるが、同図（ｂ）に示すように崩落領域ｈがエレメント長方向のみで完結しておらずエレメント間継手に係る領域ｈｔ と一体化している場合には袋４ａ，４ｂが必要となる。なぜなら、後者の場合において袋４ａ，４ｂがないと、崩落領域ｈのうちエレメント長方向に係る領域のみに裏込め材Ｕを充填しようとしても、必ず裏込め材Ｕはエレメント間継手に係る領域ｈｔ にまで回り込んでしまい後行エレメントの施工ができなくなってしまうからである。そして、これを避けるためには、先行エレメントに係る崩落領域ｈへの裏込め注入を、後行エレメントの構築が完了した後に行うことにするしか方法がなく、工程の自由度が制限される。
【００２２】
したがって、以上の役割を考慮すれば、袋４ａ，４ｂは、その中に裏込め材Ｕが充填された場合には各崩落領域ｈ１，ｈ２一杯に拡がることのできる容量を有する必要がある。容量が不足すると各崩落領域ｈ１，ｈ２に裏込め材Ｕを充填することができず安定を欠くことになるからであり、請求項１において「所定容量の袋」と記載しているのはこのことを示している。また、袋４ａ，４ｂは、当初は面板３ａ，３ｂに沿って収納されていることが望ましい。当初においても面板３ａ，３ｂから突出しているとすれば外殻付鉄筋籠１の建込み時に溝壁の凹凸で袋４ａ，４ｂが破れやすくなるからであり、本実施形態においては、図２及び同図中の囲み部の拡大図である図４に示すように、袋４ａ，４ｂの鉛直方向に数本のひだを形成しておき、各ひだを面ファスナー４ｃで留め付けている。このようにしておけば、袋４ａ，４ｂは、当初は面板３ａ，３ｂに沿って収納されているにもかかわらず、その中に裏込め材Ｕが充填された場合には各崩落領域ｈ１，ｈ２の形状に応じて面ファスナー４ｃが剥がれて必要な大きさに拡がる。
【００２３】
もちろん、袋４ａ，４ｂの四周は、プレート枠６ａ等をもって面板３ａ，３ｂに固定されているため、袋４ａ，４ｂ内に充填される裏込め材Ｕの漏出を上下左右いずれの方向においても防止することができる。また、袋４ａ，４ｂは、裏込め材Ｕの漏出を確実に防止できる性能を有するとともに、外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込むときに溝壁の凹凸により容易に破れない程丈夫なものであることが必要とされるので、その材質は例えばキャンバスシート等が適している。
【００２４】
▲４▼連通管５
連通管５は、鉄筋籠２の内部を挿通し、袋４ａ，４ｂを連通するパイプであり、袋４ａ，４ｂ内の裏込め材Ｕの充填高さの不均衡により連壁Ｗに偏圧力がかかることを防止する役割を果たす。すなわち、袋４ａ，４ｂ内に充填された裏込め材Ｕは連通管５の内部空洞を通過することができるため、袋４ａ，４ｂのうち裏込め材Ｕの充填高さが高い方から低い方へ裏込め材Ｕが流れることになり、その結果、袋４ａ，４ｂの裏込め材Ｕの充填高さは常に略等しく保たれる。なお、このような役割を果たすものであれば、連通管５の形状、材質、配置、数量等は自由に定め得る。
【００２５】
▲５▼袋６
鉄筋籠２の足元をすっぽりと覆う袋６は、その上端開口が外殻３の下端近傍にプレート枠６ａをもって密着固定されており、外殻３で仕切られた溝孔のうち内側、すなわち本体領域ＨにコンクリートＣを打設したときに、本体領域Ｈの足元側方からその上方の崩落領域ｈ１，ｈ２へ打設コンクリートＣが回り込むことを防止する役割を果たすものである。したがって袋６は、これに被包されるコンクリートＣがその側面から漏出することを確実に防止できる性能を有するとともに、外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込むときに溝壁の凹凸により容易に破れない程丈夫なものであることが必要とされ、その材質としては例えばキャンバスシート等が適している。
【００２６】
かかる見地から、本実施形態における袋６は全体としてキャンバスシート製となっているが、底面のみはメッシュシート製となっている。袋６の底面全面を網目の細かいキャンバスシート製とすると、浮力により外殻付鉄筋籠１を安定液中に建込むことが困難となるからである。但し、袋６の底面全面がメッシュシート製である必要はなく、その一部が安定液を通過させやすい網状のものとなっていればよい。
【００２７】
また、袋６の上端開口が密閉されているのは、その接合部から打設コンクリートＣが漏出することを防止するためである。さらに、袋６の上端開口の固定位置を外殻３の下端近傍としているのは、外殻３と袋６とを重複させると、その重複部分に打設コンクリートＣが充填されて、外殻３の外側に打設コンクリートＣが回り込むことになるからである。
【００２８】
なお前にも触れたが、本実施形態において、鉄筋籠２に対して土留め深さＤＬより上方に係る部分については外殻３を、土留め深さＤＬより下方に係る部分については袋６を固定して、上下二段構成の外殻付鉄筋籠１としたのは、施工的、経済的な理由に基づく。すなわち、後に当該連壁Ｗを土留め壁として掘削を行うことを考えると、土留め深さＤＬより上方に生じた崩落領域ｈ１，ｈ２に打設コンクリートＣが入り込むことは許容できないが、土留め深さＤＬより下方に生じた崩落領域ｈ３に打設コンクリートＣが入り込むことは特に問題を生じない。一方、外殻３は一般的に重量が大きく高価であるため、必要な部分についてのみ使用することとし、残りの部分については必要な性能を満たすことを条件として、できる限り軽く安い材料を用いれば施工的、経済的に有利である。そこで、鉄筋籠２のうち土留め深さＤＬより上方に係る部分については固い鋼板製の面板３ａ，３ｂからなる外殻３を添装するとともに、土留め深さＤＬより下方に係る部分については柔軟性のある袋６を添装することとしたものである。この場合、土留め深さＤＬより下方に係る部分の袋６中に打設されたコンクリートＣは、本体領域Ｈを越えて崩落領域ｈ３にもはらみだし溝孔一杯に拡がるが、土留め深さＤＬより上方に係る部分の外殻３内に打設されたコンクリートＣは、面板３ａ，３ｂによりせき止められるため、本体領域Ｈを越えて崩落領域ｈ１，ｈ２にはらみだすことがない。しかも、袋６の上端辺は外殻３の下端に密着固定されているため、土留め深さＤＬより上方の崩落領域ｈ１，ｈ２に打設コンクリートＣが回り込むこともない。
【００２９】
▲６▼その他
外殻付鉄筋籠１において、鉄筋籠２のエレメント間継手に係る二側面には接合鋼板７、キャンバスシート８、Ｈ形鋼９が固定されている。これらは単にエレメント間継手の一形式として採用されているものであるから、本発明の必須構成要素ではなく、他の継手形式を採用した場合はそれに従うことになる。なお、Ｈ形鋼９が接合鋼板７の外側に凸設されているのは、この外殻付鉄筋籠１が先行エレメントとして用いることを想定しているからであり、後行エレメントとして用いる場合にはＨ形鋼９を有しないものとなる。
【００３０】
３．第３工程
図１（ｃ）は、第２工程の後、本体領域ＨのみについてコンクリートＣを打設する第３工程を表す図である。このコンクリートＣの打設は、トレミー管１０及び図示しない安定液回収ポンプを用いて、溝孔内の安定液を下方から徐々に打設コンクリートＣに置換していく作業である。ここで、コンクリートＣの打設の対象領域を本体領域Ｈのみに限定したのは、本体領域Ｈに打設されるコンクリートＣが正規の連壁Ｗの躯体になるとともに、崩落領域ｈ１，ｈ２にコンクリートＣが打設されると、わざわざ外殻３を具備する外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込んだことが無意味になるからである。なお、土留め深さＤＬより下方の崩落領域ｈ３には、袋６を介して打設コンクリートＣが入り込むが、土留めの目的に関する限り何ら問題ないことは前述した通りである。
【００３１】
４．第４工程
図１（ｄ）は、第３工程の後又は第３工程と同時に、崩落領域ｈ１，ｈ２に、地盤Ｇと同程度の強度を有する裏込め材Ｕ、例えばＣＢ液等を注入・充填する第４工程を表す図である。第３工程において本体領域ＨのみについてコンクリートＣを打設したが、崩落領域ｈ１，ｈ２には安定液が残存しているため、このまま放置しておくことはできない。そこで、この残存安定液をＣＢ液等の地盤Ｇと同程度の強度を有する裏込め材Ｕで置換することが本工程の目的である。ここで、裏込め材Ｕの強度を地盤Ｇと同程度と規定したのは、それ以上の強度とすれば後に当該連壁Ｗを土留め壁として掘削を行うことが困難となり、それ以下の強度とすれば原地盤Ｇが保有していた基本的な地耐力が損なわれ、安定を欠くことになるからである。なお、あくまで「同程度」であるので、厳密に同一である必要は全くない。
【００３２】
また、裏込め材Ｕを注入するための裏込め材注入管１１は、本工程直前に各崩落領域ｈ１，ｈ２に挿入してもよいが、袋４内にその先端を挿入した状態で外殻付鉄筋籠１の外殻３の外面に予め固定しておくと挿入の手間が省けて便利である。そして、小断面の崩落領域ｈ２については、ゆっくりと裏込め材Ｕを注入することにより安定液と裏込め材Ｕとの比重差を利用して前者を後者に置換することができるが、比較的大きな断面の崩落領域ｈ１については、安定液回収ポンプの利用も考える。
【００３３】
５．土留め工程
このように、第１工程乃至第４工程を経て連壁Ｗが構築された訳であるが、この連壁Ｗを土留め壁として掘削を行う場面を表した図が、図１（ｅ）である。土留め掘削の対象地盤は崩壊領域ｈ２といえども原地盤Ｇと同一強度であるので、従来のように増打ち部分のはつりをせずとも、同図に示すように円滑に土留め掘削を行うことが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、崩落領域に打設コンクリートが入り込むことなく、必要最小限の連壁躯体を得ることができるため、必要以上に大きな断面の連壁を構築することによる材料の無駄を回避することができ、工費削減を図ることができる。また、崩落領域に充填する裏込め材は掘削地盤と同程度の強度を有するものであるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合には、裏込め材を充填した部分についてもはつり作業をせずにその周辺地盤と同様に掘削することができ、従来はつり作業に費していた多大な労力・費用・工期を省くことができる。しかも、裏込め材は崩落領域のうちエレメント間継手に係らない領域のみに充填するため、エレメント間継手を防護したまま施工でき、工程の自由度が高まる。
【００３６】
さらに、対向する面板にそれぞれ取り付けられた袋同士を連通管によって互いに連通することによって、袋内に裏込め材を注入する際に連壁本体に偏圧力がかかることを回避でき、安全かつ適正な施工が担保される。
【００３７】
さらに、鉄筋籠のうち外殻に係る部分より下方を被包する袋を有する外殻付鉄筋籠を用いた場合には、袋中に打設されたコンクリートが当該袋の側面から漏れ出ることがないため、上方の溝壁崩落による崩落領域に下方から打設コンクリートが回り込むことを確実に防止できる。また、袋は面板に比べて軽く、安価であるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合の掘削深さより上方に係る部分については外殻を固定し、土留め深さよりも下方に係る部分については袋を固定した外殻付鉄筋籠を用いれば、施工上有利であり、かつ上記目的を経済的に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連壁施工方法の一実施形態を表す工程図である。
【図２】本発明に係る外殻付鉄筋籠の一実施形態を表す斜視図である。
【図３】溝壁崩落の態様を表した平面図である。
【図４】図２の囲み部の拡大図である。
【符号の説明】
１ … 外殻付鉄筋籠
２ … 鉄筋籠
３ … 外殻
３ａ … 面板
３ｂ … 面板
３ｃ … セパレーター
４ａ … 袋
４ｂ … 袋
４ｃ … 面ファスナー
５ … 連通管
６ … 袋
６ａ … プレート枠
７ … 接合鋼板
８ … キャンバスシート
９ … Ｈ形鋼
１０ … トレミー管
１１ … 裏込め材注入管
Ａ … 既存構造物
Ｃ … コンクリート
ＤＬ … 土留め深さ
Ｇ … 地盤
Ｈ … 本体領域
ｈ … 崩落領域
ｈ１ … 崩落領域
ｈ２ … 崩落領域
ｈ３ … 崩落領域
ｈｔ … エレメント間継手に係る領域
Ｕ … 裏込め材
Ｗ … 連壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下連続壁（以下「連壁」という。）施工の際に溝壁が崩落することによって起こる様々な弊害を除去するための連壁施工方法、及びその方法に用いる鉄筋籠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連壁工事は軟弱な沖積層において行われることが多く、しかもその地盤は粘土層の他に、比較的崩落しやすいシルト、砂、礫等の層を含むため、掘削の際に溝壁が崩落することが多い。そして従来より、コンクリート系連壁の施工においてこのようなことが起こった場合には、たとえそれが壁厚方向の溝壁崩落であるとしても、その領域について連壁本体領域と一体にコンクリートを打設してしまうことが一般的に行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、溝壁崩落領域についてもコンクリートを打設することは、必要以上に大きな断面の連壁を構築することになり、材料の無駄を生じる。また、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合には、その増打ち部分の打設コンクリートをはつり取らなければならず、多大な労力・費用・工期を要する。
【０００４】
そこで、本発明はかかる問題点に鑑み、溝壁の崩落の有無にかかわらず必要最小限の断面の連壁を構築できるとともに、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合にはつり作業を要しない連壁施工方法、及びその方法に用いる鉄筋籠を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載の発明は、棒鋼を組み立ててなる鉄筋籠と、構築すべき地下連続壁の空間領域である本体領域と、掘削時の溝壁の崩落によって余分に生じた崩落領域と、を仕切るために前記鉄筋籠に固定された面板からなる外殻と、前記面板のうちエレメント間継手に係らない領域に面するものの外面を被装するようにこれに取り付けられ、当該領域に注入される裏込め材の漏出を防止する所定容量の袋と、を備え、前記袋は、対向する二の前記面板にそれぞれ取り付けられて、鉄筋籠を挿通する連通管によって互いに連通されており、当初は前記各面板に沿って収納されていて、その中に前記裏込め材が充填された場合に前記各崩落領域の形状に応じて拡がる、ことを特徴とする外殻付鉄筋籠である。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の外殻付鉄筋籠において、底面の少なくとも一部が網状であり、打設コンクリートの漏出を防止するために前記鉄筋籠のうち前記外殻に係る部分より下方を被包する袋をさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
さらに、請求項３記載の発明は、地下連続壁を構築するために地盤を掘削して溝孔を形成する第１工程と、請求項１又は請求項２に記載の外殻付鉄筋籠を前記溝孔内に建込む第２工程と、その後、前記本体領域のみについてコンクリートを打設する第３工程と、その後又はこれと同時に、前記地盤と同程度の強度を有する裏込め材を、前記崩落領域のうちエレメント間継手に係らない領域のみに充填する第４工程と、を含むことを特徴とする地下連続壁施工方法である。
【０００８】
かかる外殻付鉄筋籠及び地下連続壁施工方法において、面板は、構築すべき連壁の空間領域である本体領域と掘削時の溝壁の崩落によって余分に生じた崩落領域とを仕切るように鉄筋籠に固定されているため、当該鉄筋籠を掘削溝孔内に建込み、本体領域のみについてコンクリートを打設することにより、前記崩落領域に打設コンクリートが入り込むことなく、必要最小限の連壁躯体を得ることができる。また、前記崩落領域に充填する裏込め材は掘削地盤と同程度の強度を有するものであるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合に、前記裏込め材を充填した部分についてもその周辺地盤と同様に掘削することができ、はつり作業を要しない。しかも、裏込め材は崩落領域のうちエレメント間継手に係らない領域のみに充填するため、崩落領域のうちエレメント間継手に係る領域に裏込め材が回り込まず、エレメント間継手を防護したまま施工できる。
【００１０】
また、対向する面板にそれぞれ取り付けられた袋同士を連通管によって互いに連通することによって、袋内に裏込め材を注入する際に連壁本体に偏圧力がかかることを回避でき、安全かつ適正な施工が担保される。
【００１２】
さらに、鉄筋籠のうち外殻に係る部分より下方を被包する袋を有する外殻付鉄筋籠を用いた場合には、袋中に打設されたコンクリートが当該袋の側面から漏れ出ることがないため、上方の溝壁崩落による崩落領域に下方から打設コンクリートが回り込むことを確実に防止できる。また、袋は面板に比べて軽く、安価であるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合の掘削深さ（以下「土留め深さ」という。）より上方に係る部分については外殻を固定し、土留め深さよりも下方に係る部分については袋を固定した外殻付鉄筋籠を用いれば、施工上有利であり、かつ上記目的を経済的に達成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略するものとする。
【００１４】
図１は、本発明に係る連壁施工方法の一実施形態を表す工程図であり、既存構造物Ａの脇に連壁Ｗを構築する様子を同図（ａ）〜（ｄ）に、この連壁Ｗを土留め壁として掘削を行う様子を同図（ｅ）に縦断面図で示したものである。以下、第１工程を表す同図（ａ）より順に説明を行う。
【００１５】
１．第１工程
同図（ａ）は、連壁Ｗの構築のために地盤Ｇの掘削を行い、溝孔を形成する第１工程を表す図である。ここで形成された溝孔は、構築すべき連壁Ｗの空間領域である本体領域Ｈのみならず、掘削時に壁厚方向の溝壁の崩落によって余分に生じた崩落領域ｈ１，ｈ２，ｈ３を有する。地盤Ｇの条件等によって程度の差こそあれ、掘削時に溝壁の一部が崩落するいわゆる肌落ちが必ず起こるからである。特に、図示のような既存構造物Ａの脇の地盤Ｇを掘削する場合には、既存構造物Ａと溝壁との間隔が小さいほど肌落ちがひどくなり、崩落領域ｈ１は大きなものとなる。なお、溝壁の崩壊を防止するために、溝孔内には安定液が満たしてある（同図中において安定液を網目模様で示している。）。
【００１６】
２．第２工程
同図（ｂ）は、前工程で形成した溝孔内に所定の外殻付鉄筋籠１を建込む第２工程を表す図である。この外殻付鉄筋籠１は、構築しようとする連壁Ｗの芯材となるものであり、図示しないガイドウォールを用いて溝孔内の所定位置に正確に建込まれる。なお、前記第１工程の後この第２工程の前に、超音波測定による溝壁測定、スライム処理、良液置換が行われることは言うまでもない。ここで、外殻付鉄筋籠１の構成は次のようなものである。
【００１７】
（１）全体構成
外殻付鉄筋籠１の全体構成を表す斜視図を図２に示す。図示のように外殻付鉄筋籠１は、棒鋼を組み立ててなる直方体形状の鉄筋籠２と、この鉄筋籠２の対向する一対の側面を挟装する一対の面板３ａ，３ｂからなる外殻３と、面板３ａ，３ｂの外面を被装するようにそれぞれに取り付けられた袋４ａ，４ｂと、袋４ａ，４ｂを相互に連通する連通管５と、鉄筋籠２の足元をすっぽりと覆う袋６と、を備えている。
【００１８】
（２）各部構成
▲１▼鉄筋籠２
棒鋼を組み立てて構成される鉄筋籠２は、構築される連壁Ｗの芯材としての役割を果たすものである。したがって、本発明における鉄筋籠は図示のものに限られず、溝孔形状や当該連壁Ｗの強度等を考慮した設計によって適宜定められる。
【００１９】
▲２▼外殻３
ここで外殻３は、外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込んだときに本体領域Ｈと崩落領域ｈ１，ｈ２とを仕切ることを目的として、セパレーター３ｃにより鋼板製の面板３ａ，３ｂを当該連壁Ｗの壁厚間隔で対向させたものである。したがって、少なくとも各崩落領域ｈ１，ｈ２に対応する面積の面板がそれぞれに対応する位置に設けてあれば足りる。しかしここでは、各崩落領域ｈ１，ｈ２の位置及び大きさを超音波により測定した後にその結果に対応した面積の外殻３を製作し取付ける手間を省くため、大面積の一対の面板３ａ，３ｂを外殻３として用いることにしている。この面板３ａ，３ｂは、その上端辺を鉄筋籠１の上端に合わせてこれに固定されたときに、土留め深さ（図１においてＤＬで表示する。）よりも僅かに深い位置にその下端辺がくるような高さを有し、エレメント長に略等しい幅を有する。これだけの面積の外殻３を備えた外殻付鉄筋籠１であれば、少なくとも連壁Ｗの天端から土留め深さＤＬまでの溝壁に生じる崩落領域ｈ１，ｈ２に打設コンクリートＣが入り込むことを防止できるので、後に当該連壁Ｗを土留め壁として掘削を行う場合にはつり作業を回避するという目的を達成できるからである。
【００２０】
したがって、本発明における外殻３は、上記趣旨に沿ったものであれば、その材質や大きさ等については本実施形態に示したものに限られず、例えば面板３ａ，３ｂの高さを孔底に達するものとしてもよいし、各崩落領域ｈ１〜ｈ３と本体領域Ｈとを仕切るために必要最小限の面積のものとしても構わない。但し、本実施形態に示したように、土留め深さＤＬより上方に係る部分についてのみ外殻３を固定した外殻付鉄筋籠１とすれば、本発明の目的を経済的に達成することができる。この場合には、後に述べる袋６を用いるとさらに効果的である。
【００２１】
▲３▼袋４ａ，４ｂ
袋４ａ，４ｂは、面板３ａ，３ｂの外面を被装するようにそれぞれに取り付けられた所定容量の袋であり、崩落領域ｈ１，ｈ２に注入される裏込め材Ｕがエレメント間継手に係る領域に回り込むのを防止する役割を果たす。具体的には、図３（ａ）に示すように崩落領域ｈがエレメント長方向のみで完結しておりエレメント間継手に係る領域ｈｔ に達していない場合には袋４ａ，４ｂがなくてもよいのであるが、同図（ｂ）に示すように崩落領域ｈがエレメント長方向のみで完結しておらずエレメント間継手に係る領域ｈｔ と一体化している場合には袋４ａ，４ｂが必要となる。なぜなら、後者の場合において袋４ａ，４ｂがないと、崩落領域ｈのうちエレメント長方向に係る領域のみに裏込め材Ｕを充填しようとしても、必ず裏込め材Ｕはエレメント間継手に係る領域ｈｔ にまで回り込んでしまい後行エレメントの施工ができなくなってしまうからである。そして、これを避けるためには、先行エレメントに係る崩落領域ｈへの裏込め注入を、後行エレメントの構築が完了した後に行うことにするしか方法がなく、工程の自由度が制限される。
【００２２】
したがって、以上の役割を考慮すれば、袋４ａ，４ｂは、その中に裏込め材Ｕが充填された場合には各崩落領域ｈ１，ｈ２一杯に拡がることのできる容量を有する必要がある。容量が不足すると各崩落領域ｈ１，ｈ２に裏込め材Ｕを充填することができず安定を欠くことになるからであり、請求項１において「所定容量の袋」と記載しているのはこのことを示している。また、袋４ａ，４ｂは、当初は面板３ａ，３ｂに沿って収納されていることが望ましい。当初においても面板３ａ，３ｂから突出しているとすれば外殻付鉄筋籠１の建込み時に溝壁の凹凸で袋４ａ，４ｂが破れやすくなるからであり、本実施形態においては、図２及び同図中の囲み部の拡大図である図４に示すように、袋４ａ，４ｂの鉛直方向に数本のひだを形成しておき、各ひだを面ファスナー４ｃで留め付けている。このようにしておけば、袋４ａ，４ｂは、当初は面板３ａ，３ｂに沿って収納されているにもかかわらず、その中に裏込め材Ｕが充填された場合には各崩落領域ｈ１，ｈ２の形状に応じて面ファスナー４ｃが剥がれて必要な大きさに拡がる。
【００２３】
もちろん、袋４ａ，４ｂの四周は、プレート枠６ａ等をもって面板３ａ，３ｂに固定されているため、袋４ａ，４ｂ内に充填される裏込め材Ｕの漏出を上下左右いずれの方向においても防止することができる。また、袋４ａ，４ｂは、裏込め材Ｕの漏出を確実に防止できる性能を有するとともに、外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込むときに溝壁の凹凸により容易に破れない程丈夫なものであることが必要とされるので、その材質は例えばキャンバスシート等が適している。
【００２４】
▲４▼連通管５
連通管５は、鉄筋籠２の内部を挿通し、袋４ａ，４ｂを連通するパイプであり、袋４ａ，４ｂ内の裏込め材Ｕの充填高さの不均衡により連壁Ｗに偏圧力がかかることを防止する役割を果たす。すなわち、袋４ａ，４ｂ内に充填された裏込め材Ｕは連通管５の内部空洞を通過することができるため、袋４ａ，４ｂのうち裏込め材Ｕの充填高さが高い方から低い方へ裏込め材Ｕが流れることになり、その結果、袋４ａ，４ｂの裏込め材Ｕの充填高さは常に略等しく保たれる。なお、このような役割を果たすものであれば、連通管５の形状、材質、配置、数量等は自由に定め得る。
【００２５】
▲５▼袋６
鉄筋籠２の足元をすっぽりと覆う袋６は、その上端開口が外殻３の下端近傍にプレート枠６ａをもって密着固定されており、外殻３で仕切られた溝孔のうち内側、すなわち本体領域ＨにコンクリートＣを打設したときに、本体領域Ｈの足元側方からその上方の崩落領域ｈ１，ｈ２へ打設コンクリートＣが回り込むことを防止する役割を果たすものである。したがって袋６は、これに被包されるコンクリートＣがその側面から漏出することを確実に防止できる性能を有するとともに、外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込むときに溝壁の凹凸により容易に破れない程丈夫なものであることが必要とされ、その材質としては例えばキャンバスシート等が適している。
【００２６】
かかる見地から、本実施形態における袋６は全体としてキャンバスシート製となっているが、底面のみはメッシュシート製となっている。袋６の底面全面を網目の細かいキャンバスシート製とすると、浮力により外殻付鉄筋籠１を安定液中に建込むことが困難となるからである。但し、袋６の底面全面がメッシュシート製である必要はなく、その一部が安定液を通過させやすい網状のものとなっていればよい。
【００２７】
また、袋６の上端開口が密閉されているのは、その接合部から打設コンクリートＣが漏出することを防止するためである。さらに、袋６の上端開口の固定位置を外殻３の下端近傍としているのは、外殻３と袋６とを重複させると、その重複部分に打設コンクリートＣが充填されて、外殻３の外側に打設コンクリートＣが回り込むことになるからである。
【００２８】
なお前にも触れたが、本実施形態において、鉄筋籠２に対して土留め深さＤＬより上方に係る部分については外殻３を、土留め深さＤＬより下方に係る部分については袋６を固定して、上下二段構成の外殻付鉄筋籠１としたのは、施工的、経済的な理由に基づく。すなわち、後に当該連壁Ｗを土留め壁として掘削を行うことを考えると、土留め深さＤＬより上方に生じた崩落領域ｈ１，ｈ２に打設コンクリートＣが入り込むことは許容できないが、土留め深さＤＬより下方に生じた崩落領域ｈ３に打設コンクリートＣが入り込むことは特に問題を生じない。一方、外殻３は一般的に重量が大きく高価であるため、必要な部分についてのみ使用することとし、残りの部分については必要な性能を満たすことを条件として、できる限り軽く安い材料を用いれば施工的、経済的に有利である。そこで、鉄筋籠２のうち土留め深さＤＬより上方に係る部分については固い鋼板製の面板３ａ，３ｂからなる外殻３を添装するとともに、土留め深さＤＬより下方に係る部分については柔軟性のある袋６を添装することとしたものである。この場合、土留め深さＤＬより下方に係る部分の袋６中に打設されたコンクリートＣは、本体領域Ｈを越えて崩落領域ｈ３にもはらみだし溝孔一杯に拡がるが、土留め深さＤＬより上方に係る部分の外殻３内に打設されたコンクリートＣは、面板３ａ，３ｂによりせき止められるため、本体領域Ｈを越えて崩落領域ｈ１，ｈ２にはらみだすことがない。しかも、袋６の上端辺は外殻３の下端に密着固定されているため、土留め深さＤＬより上方の崩落領域ｈ１，ｈ２に打設コンクリートＣが回り込むこともない。
【００２９】
▲６▼その他
外殻付鉄筋籠１において、鉄筋籠２のエレメント間継手に係る二側面には接合鋼板７、キャンバスシート８、Ｈ形鋼９が固定されている。これらは単にエレメント間継手の一形式として採用されているものであるから、本発明の必須構成要素ではなく、他の継手形式を採用した場合はそれに従うことになる。なお、Ｈ形鋼９が接合鋼板７の外側に凸設されているのは、この外殻付鉄筋籠１が先行エレメントとして用いることを想定しているからであり、後行エレメントとして用いる場合にはＨ形鋼９を有しないものとなる。
【００３０】
３．第３工程
図１（ｃ）は、第２工程の後、本体領域ＨのみについてコンクリートＣを打設する第３工程を表す図である。このコンクリートＣの打設は、トレミー管１０及び図示しない安定液回収ポンプを用いて、溝孔内の安定液を下方から徐々に打設コンクリートＣに置換していく作業である。ここで、コンクリートＣの打設の対象領域を本体領域Ｈのみに限定したのは、本体領域Ｈに打設されるコンクリートＣが正規の連壁Ｗの躯体になるとともに、崩落領域ｈ１，ｈ２にコンクリートＣが打設されると、わざわざ外殻３を具備する外殻付鉄筋籠１を溝孔内に建込んだことが無意味になるからである。なお、土留め深さＤＬより下方の崩落領域ｈ３には、袋６を介して打設コンクリートＣが入り込むが、土留めの目的に関する限り何ら問題ないことは前述した通りである。
【００３１】
４．第４工程
図１（ｄ）は、第３工程の後又は第３工程と同時に、崩落領域ｈ１，ｈ２に、地盤Ｇと同程度の強度を有する裏込め材Ｕ、例えばＣＢ液等を注入・充填する第４工程を表す図である。第３工程において本体領域ＨのみについてコンクリートＣを打設したが、崩落領域ｈ１，ｈ２には安定液が残存しているため、このまま放置しておくことはできない。そこで、この残存安定液をＣＢ液等の地盤Ｇと同程度の強度を有する裏込め材Ｕで置換することが本工程の目的である。ここで、裏込め材Ｕの強度を地盤Ｇと同程度と規定したのは、それ以上の強度とすれば後に当該連壁Ｗを土留め壁として掘削を行うことが困難となり、それ以下の強度とすれば原地盤Ｇが保有していた基本的な地耐力が損なわれ、安定を欠くことになるからである。なお、あくまで「同程度」であるので、厳密に同一である必要は全くない。
【００３２】
また、裏込め材Ｕを注入するための裏込め材注入管１１は、本工程直前に各崩落領域ｈ１，ｈ２に挿入してもよいが、袋４内にその先端を挿入した状態で外殻付鉄筋籠１の外殻３の外面に予め固定しておくと挿入の手間が省けて便利である。そして、小断面の崩落領域ｈ２については、ゆっくりと裏込め材Ｕを注入することにより安定液と裏込め材Ｕとの比重差を利用して前者を後者に置換することができるが、比較的大きな断面の崩落領域ｈ１については、安定液回収ポンプの利用も考える。
【００３３】
５．土留め工程
このように、第１工程乃至第４工程を経て連壁Ｗが構築された訳であるが、この連壁Ｗを土留め壁として掘削を行う場面を表した図が、図１（ｅ）である。土留め掘削の対象地盤は崩壊領域ｈ２といえども原地盤Ｇと同一強度であるので、従来のように増打ち部分のはつりをせずとも、同図に示すように円滑に土留め掘削を行うことが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、崩落領域に打設コンクリートが入り込むことなく、必要最小限の連壁躯体を得ることができるため、必要以上に大きな断面の連壁を構築することによる材料の無駄を回避することができ、工費削減を図ることができる。また、崩落領域に充填する裏込め材は掘削地盤と同程度の強度を有するものであるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合には、裏込め材を充填した部分についてもはつり作業をせずにその周辺地盤と同様に掘削することができ、従来はつり作業に費していた多大な労力・費用・工期を省くことができる。しかも、裏込め材は崩落領域のうちエレメント間継手に係らない領域のみに充填するため、エレメント間継手を防護したまま施工でき、工程の自由度が高まる。
【００３６】
さらに、対向する面板にそれぞれ取り付けられた袋同士を連通管によって互いに連通することによって、袋内に裏込め材を注入する際に連壁本体に偏圧力がかかることを回避でき、安全かつ適正な施工が担保される。
【００３７】
さらに、鉄筋籠のうち外殻に係る部分より下方を被包する袋を有する外殻付鉄筋籠を用いた場合には、袋中に打設されたコンクリートが当該袋の側面から漏れ出ることがないため、上方の溝壁崩落による崩落領域に下方から打設コンクリートが回り込むことを確実に防止できる。また、袋は面板に比べて軽く、安価であるため、後に当該連壁を土留め壁として掘削を行う場合の掘削深さより上方に係る部分については外殻を固定し、土留め深さよりも下方に係る部分については袋を固定した外殻付鉄筋籠を用いれば、施工上有利であり、かつ上記目的を経済的に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連壁施工方法の一実施形態を表す工程図である。
【図２】本発明に係る外殻付鉄筋籠の一実施形態を表す斜視図である。
【図３】溝壁崩落の態様を表した平面図である。
【図４】図２の囲み部の拡大図である。
【符号の説明】
１ … 外殻付鉄筋籠
２ … 鉄筋籠
３ … 外殻
３ａ … 面板
３ｂ … 面板
３ｃ … セパレーター
４ａ … 袋
４ｂ … 袋
４ｃ … 面ファスナー
５ … 連通管
６ … 袋
６ａ … プレート枠
７ … 接合鋼板
８ … キャンバスシート
９ … Ｈ形鋼
１０ … トレミー管
１１ … 裏込め材注入管
Ａ … 既存構造物
Ｃ … コンクリート
ＤＬ … 土留め深さ
Ｇ … 地盤
Ｈ … 本体領域
ｈ … 崩落領域
ｈ１ … 崩落領域
ｈ２ … 崩落領域
ｈ３ … 崩落領域
ｈｔ … エレメント間継手に係る領域
Ｕ … 裏込め材
Ｗ … 連壁
Claims (3)
- 棒鋼を組み立ててなる鉄筋籠と、
構築すべき地下連続壁の空間領域である本体領域と、掘削時の溝壁の崩落によって余分に生じた崩落領域と、を仕切るために前記鉄筋籠に固定された面板からなる外殻と、
前記面板のうちエレメント間継手に係らない領域に面するものの外面を被装するようにこれに取り付けられ、当該領域に注入される裏込め材の漏出を防止する所定容量の袋と、
を備え、
前記袋は、対向する二の前記面板にそれぞれ取り付けられて、鉄筋籠を挿通する連通管によって互いに連通されており、当初は前記各面板に沿って収納されていて、その中に前記裏込め材が充填された場合に前記各崩落領域の形状に応じて拡がる、
ことを特徴とする外殻付鉄筋籠。 - 底面の少なくとも一部が網状であり、打設コンクリートの漏出を防止するために前記鉄筋籠のうち前記外殻に係る部分より下方を被包する袋をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の外殻付鉄筋籠。
- 地下連続壁を構築するために地盤を掘削して溝孔を形成する第１工程と、
請求項１又は請求項２に記載の外殻付鉄筋籠を前記溝孔内に建込む第２工程と、
その後、前記本体領域のみについてコンクリートを打設する第３工程と、
その後又はこれと同時に、前記地盤と同程度の強度を有する裏込め材を、前記崩落領域のうちエレメント間継手に係らない領域のみに充填する第４工程と、
を含むことを特徴とする地下連続壁施工方法。
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