JP3690670B2 - 地中連続壁工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的な地中連続壁を構築する場合をはじめ、特に地中壁体相互を鉛直方向に一体化する地中連続壁工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中連続壁は、地盤にトレンチ状の掘削孔を形成してから該掘削孔に鉄筋籠を建て込み、しかる後に該掘削孔にコンクリートを打設して構築されるが、一回で掘削する幅（長さ）については、地盤安定性の関係上、５〜７ｍ程度以下とするのが一般的である。したがって、地中連続壁を構築する場合には、５〜７ｍをパネル幅とするパネル単位で上述の各工程が繰り返し行われることになる。
【０００３】
一方、かかるパネル間の接合部分については、地中連続壁の用途に応じたグレードで施工され、高い剛性が要求される場合には、例えば剛接ジョイント工法と呼ばれる工法が採用される。
【０００４】
図１１は、剛接ジョイント工法におけるジョイント部の一例を示した水平断面図である。同図でわかるように、剛接ジョイント工法においては、対向する孔壁のそれぞれに当接される一対の側鋼板１、１及び接合鋼板２をコの字状に組み立ててなるジョイントボックス３を先行パネル側の鉄筋籠４の接合端に取り付けておき、該パネルのコンクリート打設時においてはジョイントボックス３の接合鋼板２が仕切りとなってボックス内へのコンクリート流入を防止するとともに、隣接する後行パネル掘削時（同図右側）においてはジョイントボックス３の解放側に取り付けられた仕切り板５によって掘削土砂のボックス内への流入を防止する。そして、後行パネル掘削終了後に仕切り板５を撤去し、後行パネルの鉄筋籠７をその接合端がジョイントボックス３内に挿入されるようにして吊り降ろした後、コンクリートを打設する。
【０００５】
かかる工法においては、ジョイントボックス３の接合鋼板２を貫通して延びる先行パネル側の横筋８とボックス内に挿入された後行パネルの横筋９とが重ね継手を形成することとなり、剛性の高いジョイント部を形成することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる工法では、上述したように仕切り板の挿入並びに引抜き撤去という工程が必要になるとともに、コンクリート圧を支持してジョイントボックスの変形を防止するため、先行パネル側のコンクリート打設前に該ボックス内に反力材を挿入する必要があり、施工手順としては若干複雑になる。しかも、かかるジョイント部は、パネル幅である５〜７ｍおきに繰り返し設けなければならない。
【０００７】
したがって、構造性能が高いジョイント部を形成するためとはいえ、施工能率の点では難があり、低コストや短工期を図るにも限度があるという問題を生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、低コストかつ短工期で高剛性の一体化連続壁を形成することが可能な地中連続壁工法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る地中連続壁工法は請求項１に記載したように、先行掘削された掘削孔内に地盤安定治具を挿入し、該治具で前記掘削孔の対向する両壁面を支持しながら該掘削孔に隣接する領域を掘削し、前記挿入工程及び前記掘削工程を所要の回数だけ繰り返すことによって前記掘削孔を相互に連通して一体化し、該一体化された掘削孔内に鉄筋篭が挿入された状態でコンクリートを一括打設する地中連続壁工法であって、前記鉄筋篭と重ね継手を構成する補強筋を前記地盤安定治具に取り付けるとともに、前記鉄筋篭を前記掘削孔が一体化された後で一括挿入するものである。
【００１１】
また、本発明に係る地中連続壁工法は、前記地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えられた一対の当接部材を拡げて前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるものである。
【００１２】
また、本発明に係る地中連続壁工法は、前記地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えられた縦溝内にコンクリートを充填して該縦溝の開口に取り付けられた仕切りシートを外方に膨らませ、該仕切りシートを前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させた状態で前記コンクリートを固化させるものである。
【００１７】
本発明に係る地中連続壁工法においては、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具によって支持し、かかる状態で該掘削孔に隣接する領域を掘削する。そして、かかる挿入工程及び掘削工程を所要の回数だけ繰り返し行い、最終的には掘削孔を相互に連通して一体化する。次に、一体化された掘削孔内に鉄筋籠が挿入された状態でコンクリートを一括打設する。
【００１８】
従来であれば、先行掘削された掘削孔に地中壁体を構築しないまま隣接領域の掘削を行うと、掘削孔が連続してその長さが長くなり、地山による圧力で孔壁が不安定になって孔内に膨らんだり崩壊したりするが、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具で支持しておけば、孔壁が不安定になるおそれはない。
【００１９】
したがって、一定の距離にわたる掘削作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することはない。
【００２０】
鉄筋籠を掘削孔に挿入するについては、各掘削孔が形成されてからコンクリートが一括打設されるまでの間であれば、地盤安定治具の挿入前であろうと、地盤安定治具の挿入と同時であろうと、地盤安定治具の挿入後であろうといつでもよいが、特に、掘削孔が一体化された後で一括挿入するようにした場合には、鉄筋籠の挿入作業も他の作業と干渉することなく効率的に行うことが可能となる。また、地盤安定治具とともに掘削孔内に挿入するようにした場合には、鉄筋籠と地盤安定治具とを別々に吊り込むよりも、吊り込みに要する延べ作業時間を短縮することができる。
【００２１】
隣接するパネルの接続状況については、一体化された掘削孔へのコンクリート一括打設により、ある程度の構造連続性が確保されるが、鉄筋籠と重ね継手を構成する補強筋を地盤安定治具に取り付けた場合、隣接する２つのパネルは、地盤安定治具の補強筋を介して高い剛性で接続されることとなり、従来の剛接ジョイントと同等のジョイント部が形成される。また、鉄筋籠の端部とそれに隣接する鉄筋籠の端部とを重ね継手とした場合も、隣接する２つのパネルは、従来の剛接ジョイントと同等の高い剛性で接続されることとなる。
【００２２】
地盤安定治具で孔壁を支持する方法については、どのような方法でもよいが、一対の当接部材をそれらの配置間隔が調整自在となるように連結してなり、該一対の当接部材を拡げて地中連続壁が形成される掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるようにした地盤安定治具を使用する場合には、一対の当接部材を挿入しやすいようにその配置間隔を狭めた状態で掘削孔に挿入し、しかる後に掘削孔内でそれらの配置間隔を拡げる。そして、それらを掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させ、必要ならばさらに押し拡げて該壁面を支持する。
【００２３】
また、一対の縦溝をそれらの開口が反対側を向くように長手方向に形成された長尺部材と、前記縦溝の開口に取り付けられた仕切りシートとからなり、前記縦溝内に充填されたコンクリートによって前記仕切りシートを外方に膨らませて地中連続壁が形成される掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるようにした地盤安定治具を使用する場合には、かかる地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えた縦溝内にコンクリートを充填して該縦溝の開口に取り付けられた仕切りシートを外方に膨らませ、該仕切りシートを前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させた状態でコンクリートを固化させる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る地中連続壁工法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る地中連続壁工法の施工手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態に係る地中連続壁工法においては、まず、ケリー掘削機、ハイドロフレーズ掘削機等を用いて最初のパネル領域を掘削し、図２(a)に示すような掘削孔１を形成する（ステップ１０１）。
【００２６】
掘削にあたっては、孔内にベントナイト泥水等の安定液２を満たして孔壁の崩壊を防止する。なお、掘削孔１の幅（１パネルの幅）については、従来と同様、５〜７ｍ程度を目安とする。また、掘削孔１の左端については、例えば従来の剛接ジョイント工法で処理しておけばよい。
【００２７】
次に、先行掘削された掘削孔１内に図２(b)に示すように地盤安定治具３を挿入する（ステップ１０２）。
【００２８】
図３は、地盤安定治具３を示した斜視図である。同図でわかるように、本実施形態の地盤安定治具３は、Ｔ型断面を有する一対の当接部材１１、１１を平鋼等で構成したつなぎ材１２を介して相互に連結するとともにつなぎ材１２の両端とそれらのウェブとの連結部分を回動自在に構成してあり、一方の当接部材１１を他方の当接部材１１に対して水平移動させることによって該一方の当接部材１１が他方の廻りにほぼ平行に回動して両者の配置間隔が変化する、いわゆる平行クランク機構として作用するようになっている。
【００２９】
また、地盤安定治具３には、同図に示すように所定長さの補強筋１３を取り付けてあり、後述する鉄筋籠と重ね継手を構成するようになっている。
【００３０】
このような地盤安定治具３を掘削孔１内に挿入する際には、図４(a)に示すように、一方の当接部材１１を他方の当接部材１１に対して引き下げて両者の配置間隔を狭めておき、かかる状態で孔内に挿入する。このようにすれば、孔壁面に触れることなくスムーズに挿入することができる。
【００３１】
そして、孔内１に挿入したならば、同図に示すように、一方の当接部材１１の上端にロッド２３を固定するとともに反力台２１を掘削孔１を跨ぐようにして設置し、該反力台に取り付けたセンタホールジャッキ２２にロッド２３を挿通する。そして、ジャッキ２２を作動させてロッド２３を同図矢印方向に引き上げ、一対の当接部材１１、１１の配置間隔を拡げてそのフランジ外面を掘削孔１の両壁面１４、１４に当接させる。必要ならば、さらにロッド２３を引き上げて壁面１４、１４に押し付ける。
【００３２】
図４(b)は、地盤安定治具３の当接部材１１、１１を拡げて掘削孔１の両壁面１４、１４に当接させることにより、該壁面を支持している様子を示したものである。
【００３３】
このように地盤安定治具３で掘削孔１の両壁面を支持しながら、今度は、図２(c)に示すように掘削孔１に隣接する領域を掘削して掘削孔４を形成する（ステップ１０３）。
【００３４】
掘削孔４が形成されたならば、同図(d)に示すように地盤安定治具３を同様に挿入し（ステップ１０２）、掘削孔１、掘削孔４の孔壁をそれぞれ地盤安定治具３で支持しながら、掘削孔４に隣接する領域を掘削して同図(e)に示すように掘削孔５を形成する（ステップ１０３）。かかる状態では、掘削孔１、掘削孔４及び掘削孔５は、互いに連通し一体化された状態となっている。
【００３５】
パネル３枚分を１サイクルとして施工を行う場合は、この段階で掘削を終了し、今度は、図５(a)に示すように、互いに一体化された複数の掘削孔１、４、５にそれぞれ鉄筋籠３１を一括挿入する（ステップ１０４）。そして、図５(b)に示すように、鉄筋籠３１と地盤安定治具３の補強筋１３とを重ね継手とする。
【００３６】
なお、掘削孔５に挿入される鉄筋籠３１の右端については、例えば従来の剛接ジョイント工法に適応した状態にしておけばよい。
【００３７】
最後に、同図(c)に示すように、一体化された複数の掘削孔１、４、５内にトレミー管３２を適宜建て込み、該トレミー管を介してコンクリート３３を一括打設する（ステップ１０５）。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の地中連続壁工法によれば、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具で支持しながら、該掘削孔に隣接する領域を掘削し、最終的には各掘削孔を互いに連通させ一体化させるので、地山が不安定となって孔壁が孔内に膨らんだり崩壊したりするおそれがなくなる。そのため、一定の距離（本実施形態であれば３パネル分）にわたる掘削作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することがなくなり、連壁工事の効率が著しく向上する。
【００３９】
また、鉄筋籠を掘削孔が一体化された後で一括挿入するようにしたので、鉄筋籠の挿入作業についても他の作業と干渉することなく効率的に行うことが可能となる。
【００４０】
また、鉄筋籠と重ね継手を構成する補強筋を地盤安定治具に取り付けたので、隣接する２つのパネルの接合箇所は、地盤安定治具の補強筋によって補強されることとなり、従来の剛接ジョイントと同様、剛性が高く止水性に優れたジョイント部を形成することが可能となる。そして、かかるジョイント形成を、上述したような各工程の一括作業化の中で行うことができるため、従来の剛接ジョイントと同等のジョイントを低コスト、短工期で実現することが可能となる。
【００４１】
また、地盤安定治具３に備えた一対の当接部材１１、１１を拡げて掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるようにしたので、比較的簡易な構造でかつ簡単に壁面を支持することが可能となる。
【００４２】
本実施形態では、パネル３枚分を１サイクルとしたが、１サイクルをパネル何枚分とするかは任意であり、パネル枚数が多くなればそれに応じてステップ１０２〜１０３を繰り返し行えばよい。
【００４３】
また、本実施形態では、鉄筋籠と重ね継手を構成する補強筋を地盤安定治具に取り付けることによって高い剛性を確保するように構成したが、かかる補強筋を省略しても、一体化された掘削孔へのコンクリート一括打設により、ある程度の構造連続性を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、図２に示すように掘削を左から右というように一方向に順次進めたが、これに代えて、図６に示すように掘削孔１及び掘削孔５をまず形成し、それらの掘削孔に地盤安定治具３を挿入してから掘削孔１及び掘削孔５に挟まれた領域を掘削して掘削孔４を形成するようにしてもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、図４に示す地盤安定治具３を使用したが、これに代えて図７に示す地盤安定治具４１を使用してもよい。かかる地盤安定治具４１も地盤安定治具３と同様、一対の当接部材１１、１１を掘削孔の両壁面にそれぞれ当接させるが、本変形例では、各当接部材１１、１１に別々のつなぎ材４２、４２をそれぞれ回動自在に連結するとともに該つなぎ材の反対側端部をロッド４３に回動自在に連結し、該ロッドをセンタホールジャッキ２２で引き寄せ自在に構成してなり、ロッド４３を引き上げることによって該ロッドが各当接部材１１、１１の廻りにほぼ平行に回動して当接部材１１、１１の配置間隔が変化する、いわゆる平行クランク機構として作用するようになっている。また、地盤安定治具４１にも補強筋１３を取り付けてあり、鉄筋籠３１と重ね継手を構成する補強筋１３を取り付けてある。
【００４６】
このような地盤安定治具４１を掘削孔１内に挿入する際には、図７に示すように、ロッド４３を各当接部材１１、１１に対して引き下げて当接部材１１、１１の配置間隔を狭めておき、かかる状態で孔内に挿入する。そして、孔内１に挿入したならば、同図に示すように、センタホールジャッキ２２を作動させてロッド４３を同図矢印方向に引き上げ、一対の当接部材１１、１１の配置間隔を拡げてそのフランジ外面を掘削孔１の両壁面１４、１４に当接させる。必要ならば、さらにロッド４３を引き上げて壁面１４、１４に押し付ける。
【００４７】
かかる地盤安定治具４１によっても、上述したとほぼ同様の効果を得ることができるほか、ロッド４３の引上げ動作を行う際、各当接部材１１、１１と壁面１４、１４との間に摩擦が作用しないので、わずかな引上げ力で当接部材１１、１１をしっかりと壁面に押し付けることが可能となるという別の効果も奏する。
【００４８】
また、図４に示す地盤安定治具３に代えて図８(a)及び(b)に示す地盤安定治具５１を使用してもよい。地盤安定治具５１は、内側空間が縦溝５５となる溝型鋼等のコの字状部材５２、５２をそれらの解放側が反対側を向くようにつなぎ材５３で連結して長尺部材とし、コの字状部材５２の解放側、すなわち縦溝５５の開口に仕切りシート５４を取り付けてなる。仕切りシート５４は、例えばゴム、ビニル等の伸縮性材料で形成するのがよい。
【００４９】
このような地盤安定治具５１を本実施形態の地中連続壁工法に使用する際には、まず、該地盤安定治具５１を掘削孔内に挿入し、しかる後に同図(c)に示すように縦溝５５内にコンクリート５６を充填して該縦溝の開口に取り付けられた仕切りシート５４を外方に膨らませ、該仕切りシートを掘削孔の両壁面１４、１４にそれぞれ当接させた状態でコンクリートを固化させる。
【００５０】
かかる地盤安定治具５１によっても上述の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができるほか、壁面１４に凹凸があったとしても該凹凸に合わせて仕切りシート５４が膨らむので、コの字状部材５２、５２は、両壁面１４、１４を確実に支持することができるという別の効果も奏する。
【００５１】
また、本実施形態では、各掘削孔が一体化されてから鉄筋籠を一括挿入するようにしたが、鉄筋籠を掘削孔に挿入するについては、各掘削孔が形成されてからコンクリートが一括打設されるまでの間であれば、必ずしもすべての掘削孔に一括して挿入する必要はなく、掘削孔が形成されるごとに鉄筋籠を個々に挿入するようにしてもよい。また、地盤安定治具の挿入時期との前後関係についても任意であり、該治具の挿入前、挿入と同時あるいは挿入後のいずれの時期でもよい。
【００５２】
図９は、鉄筋籠を各掘削孔が形成されるごとに地盤安定治具とともに掘削孔内に挿入する場合の施工手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本変形例に係る地中連続壁工法においては、まず、ステップ１０１と同様、最初のパネル領域を掘削し、図１０(a)に示すような掘削孔６１を形成する（ステップ１１１）。
【００５３】
次に、先行掘削された掘削孔６１内に図１０(b)に示すように地盤安定治具４１（図７）が取り付けられた鉄筋籠６４を挿入する（ステップ１１２）。
【００５４】
地盤安定治具４１及び鉄筋籠６４を掘削孔６１内に挿入したならば、図７で説明した手順で地盤安定治具４１の当接部材１１、１１を拡げて両壁面を支持し、かかる状態で掘削孔６１に隣接する領域を掘削して別の掘削孔を形成する（ステップ１１３）。
【００５５】
以後、ステップ１１２〜１１３を所望の回数繰り返して図１０(c)に示すような、互いに一体化された複数の掘削孔６１、６２、６３にそれぞれ鉄筋籠６４が挿入された状態を形成する。
【００５６】
なお、鉄筋籠６４同士の接合箇所については、図１０(d)に示すように、一方の縁部６５を薄くして、該縁部を隣接する鉄筋籠に挿入することにより、隣接する鉄筋籠との間で重ね継手が構成されるようになっている。
【００５７】
最後に、かかる一体化された掘削孔６１、６２、６３にコンクリートを一括打設する（ステップ１１４）。
【００５８】
以上説明したように、本変形例に係る地中連続壁工法によっても、一定の距離（本変形例であれば３パネル分）にわたる掘削及び鉄筋挿入作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することがなくなり、連壁工事の効率が著しく向上する。
【００５９】
また、鉄筋籠を地盤安定治具とともに掘削孔に挿入するようにしたので、鉄筋籠と地盤安定治具とを別々に吊り込むよりも、吊り込みに要する延べ作業時間を短縮することができる。
【００６０】
また、鉄筋籠同士を重ね継手としたので、隣接する２つのパネルの接合箇所は、従来の剛接ジョイントと同様、剛性が高く止水性に優れたジョイント部となる。そして、かかるジョイント形成を、上述したような各工程の一括作業化の中で行うことができるため、従来の剛接ジョイントと同等のジョイントを低コスト、短工期で実現することが可能となる。
【００６１】
なお、鉄筋籠同士を重ね継手としなくても、一体化された掘削孔へのコンクリート一括打設により、ある程度の構造連続性を確保することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る地中連続壁工法によれば、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具で支持しながら、該掘削孔に隣接する領域を掘削し、最終的には各掘削孔を互いに連通させ一体化させるので、地山が不安定となって孔壁が孔内に膨らんだり崩壊したりするおそれがなくなる。そのため、一定の距離にわたる掘削作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することがなくなり、連壁工事の効率が著しく向上する。
【００６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る地中連続壁工法の作業手順を示したフローチャート。
【図２】本実施形態に係る地中連続壁工法にしたがって作業を行う様子を示した鉛直断面図であり、(a)は掘削直後、(b)は地盤安定治具を挿入した直後、(c)は隣接領域に掘削孔を形成した直後、(d)は該掘削孔に地盤安定治具を挿入した直後、(e)はさらにその隣接領域を掘削した直後の様子をそれぞれ示した図。
【図３】本実施形態に係る地盤安定治具を示した斜視図。
【図４】本実施形態に係る地盤安定治具の使用方法を示した鉛直断面図であり、(a)は該治具を掘削孔内に挿入した直後、(b)は当接作業を終了した状態の図。
【図５】図２に続いて各作業の様子を示した図であり、(a)は鉄筋籠の挿入を行っている様子を示した鉛直断面図、(b)はジョイント部近傍の詳細水平断面図、(c)はコンクリートを一括打設している様子を示した鉛直断面図。
【図６】掘削順序を代えた変形例を示した鉛直断面図であり、(a)は掘削途中、(b)は掘削完了後の図。
【図７】変形例に係る地盤安定治具を示した側面図。
【図８】別の変形例に係る地盤安定治具を示した図であり、(a)は側面図、(b)はＡ―Ａ線に沿う詳細水平断面図、(b)はコンクリートを充填した後の同様の詳細水平断面図。
【図９】地盤安定治具を鉄筋籠と同時に挿入する場合の地中連続壁工法の作業手順を示したフローチャート。
【図１０】該工法にしたがって作業を行う様子を示した図であり、(a)は掘削孔を形成した直後、(b)は該掘削孔に地盤安定治具を先付けした鉄筋籠を挿入している様子、(c)は最後の掘削孔に鉄筋籠を挿入している様子、(d)は地盤安定治具周辺の詳細水平断面図。
【図１１】従来技術における剛接ジョイントを示した詳細水平断面図。
【符号の説明】
１、４、５、６１、６２、６３ 掘削孔
３、４１、５１ 地盤安定治具
１１ 当接部材
１３ 補強筋
１４ 掘削孔の壁面
３１、６４ 鉄筋籠
３３ コンクリート
５２ コの字状部材（長尺部材）
５４ 仕切りシート
５５ 縦溝
５６ 充填コンクリート
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的な地中連続壁を構築する場合をはじめ、特に地中壁体相互を鉛直方向に一体化する地中連続壁工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中連続壁は、地盤にトレンチ状の掘削孔を形成してから該掘削孔に鉄筋籠を建て込み、しかる後に該掘削孔にコンクリートを打設して構築されるが、一回で掘削する幅（長さ）については、地盤安定性の関係上、５〜７ｍ程度以下とするのが一般的である。したがって、地中連続壁を構築する場合には、５〜７ｍをパネル幅とするパネル単位で上述の各工程が繰り返し行われることになる。
【０００３】
一方、かかるパネル間の接合部分については、地中連続壁の用途に応じたグレードで施工され、高い剛性が要求される場合には、例えば剛接ジョイント工法と呼ばれる工法が採用される。
【０００４】
図１１は、剛接ジョイント工法におけるジョイント部の一例を示した水平断面図である。同図でわかるように、剛接ジョイント工法においては、対向する孔壁のそれぞれに当接される一対の側鋼板１、１及び接合鋼板２をコの字状に組み立ててなるジョイントボックス３を先行パネル側の鉄筋籠４の接合端に取り付けておき、該パネルのコンクリート打設時においてはジョイントボックス３の接合鋼板２が仕切りとなってボックス内へのコンクリート流入を防止するとともに、隣接する後行パネル掘削時（同図右側）においてはジョイントボックス３の解放側に取り付けられた仕切り板５によって掘削土砂のボックス内への流入を防止する。そして、後行パネル掘削終了後に仕切り板５を撤去し、後行パネルの鉄筋籠７をその接合端がジョイントボックス３内に挿入されるようにして吊り降ろした後、コンクリートを打設する。
【０００５】
かかる工法においては、ジョイントボックス３の接合鋼板２を貫通して延びる先行パネル側の横筋８とボックス内に挿入された後行パネルの横筋９とが重ね継手を形成することとなり、剛性の高いジョイント部を形成することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる工法では、上述したように仕切り板の挿入並びに引抜き撤去という工程が必要になるとともに、コンクリート圧を支持してジョイントボックスの変形を防止するため、先行パネル側のコンクリート打設前に該ボックス内に反力材を挿入する必要があり、施工手順としては若干複雑になる。しかも、かかるジョイント部は、パネル幅である５〜７ｍおきに繰り返し設けなければならない。
【０００７】
したがって、構造性能が高いジョイント部を形成するためとはいえ、施工能率の点では難があり、低コストや短工期を図るにも限度があるという問題を生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、低コストかつ短工期で高剛性の一体化連続壁を形成することが可能な地中連続壁工法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る地中連続壁工法は請求項１に記載したように、先行掘削された掘削孔内に地盤安定治具を挿入し、該治具で前記掘削孔の対向する両壁面を支持しながら該掘削孔に隣接する領域を掘削し、前記挿入工程及び前記掘削工程を所要の回数だけ繰り返すことによって前記掘削孔を相互に連通して一体化し、該一体化された掘削孔内に鉄筋篭が挿入された状態でコンクリートを一括打設する地中連続壁工法であって、前記鉄筋篭と重ね継手を構成する補強筋を前記地盤安定治具に取り付けるとともに、前記鉄筋篭を前記掘削孔が一体化された後で一括挿入するものである。
【００１１】
また、本発明に係る地中連続壁工法は、前記地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えられた一対の当接部材を拡げて前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるものである。
【００１２】
また、本発明に係る地中連続壁工法は、前記地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えられた縦溝内にコンクリートを充填して該縦溝の開口に取り付けられた仕切りシートを外方に膨らませ、該仕切りシートを前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させた状態で前記コンクリートを固化させるものである。
【００１７】
本発明に係る地中連続壁工法においては、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具によって支持し、かかる状態で該掘削孔に隣接する領域を掘削する。そして、かかる挿入工程及び掘削工程を所要の回数だけ繰り返し行い、最終的には掘削孔を相互に連通して一体化する。次に、一体化された掘削孔内に鉄筋籠が挿入された状態でコンクリートを一括打設する。
【００１８】
従来であれば、先行掘削された掘削孔に地中壁体を構築しないまま隣接領域の掘削を行うと、掘削孔が連続してその長さが長くなり、地山による圧力で孔壁が不安定になって孔内に膨らんだり崩壊したりするが、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具で支持しておけば、孔壁が不安定になるおそれはない。
【００１９】
したがって、一定の距離にわたる掘削作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することはない。
【００２０】
鉄筋籠を掘削孔に挿入するについては、各掘削孔が形成されてからコンクリートが一括打設されるまでの間であれば、地盤安定治具の挿入前であろうと、地盤安定治具の挿入と同時であろうと、地盤安定治具の挿入後であろうといつでもよいが、特に、掘削孔が一体化された後で一括挿入するようにした場合には、鉄筋籠の挿入作業も他の作業と干渉することなく効率的に行うことが可能となる。また、地盤安定治具とともに掘削孔内に挿入するようにした場合には、鉄筋籠と地盤安定治具とを別々に吊り込むよりも、吊り込みに要する延べ作業時間を短縮することができる。
【００２１】
隣接するパネルの接続状況については、一体化された掘削孔へのコンクリート一括打設により、ある程度の構造連続性が確保されるが、鉄筋籠と重ね継手を構成する補強筋を地盤安定治具に取り付けた場合、隣接する２つのパネルは、地盤安定治具の補強筋を介して高い剛性で接続されることとなり、従来の剛接ジョイントと同等のジョイント部が形成される。また、鉄筋籠の端部とそれに隣接する鉄筋籠の端部とを重ね継手とした場合も、隣接する２つのパネルは、従来の剛接ジョイントと同等の高い剛性で接続されることとなる。
【００２２】
地盤安定治具で孔壁を支持する方法については、どのような方法でもよいが、一対の当接部材をそれらの配置間隔が調整自在となるように連結してなり、該一対の当接部材を拡げて地中連続壁が形成される掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるようにした地盤安定治具を使用する場合には、一対の当接部材を挿入しやすいようにその配置間隔を狭めた状態で掘削孔に挿入し、しかる後に掘削孔内でそれらの配置間隔を拡げる。そして、それらを掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させ、必要ならばさらに押し拡げて該壁面を支持する。
【００２３】
また、一対の縦溝をそれらの開口が反対側を向くように長手方向に形成された長尺部材と、前記縦溝の開口に取り付けられた仕切りシートとからなり、前記縦溝内に充填されたコンクリートによって前記仕切りシートを外方に膨らませて地中連続壁が形成される掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるようにした地盤安定治具を使用する場合には、かかる地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えた縦溝内にコンクリートを充填して該縦溝の開口に取り付けられた仕切りシートを外方に膨らませ、該仕切りシートを前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させた状態でコンクリートを固化させる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る地中連続壁工法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る地中連続壁工法の施工手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態に係る地中連続壁工法においては、まず、ケリー掘削機、ハイドロフレーズ掘削機等を用いて最初のパネル領域を掘削し、図２(a)に示すような掘削孔１を形成する（ステップ１０１）。
【００２６】
掘削にあたっては、孔内にベントナイト泥水等の安定液２を満たして孔壁の崩壊を防止する。なお、掘削孔１の幅（１パネルの幅）については、従来と同様、５〜７ｍ程度を目安とする。また、掘削孔１の左端については、例えば従来の剛接ジョイント工法で処理しておけばよい。
【００２７】
次に、先行掘削された掘削孔１内に図２(b)に示すように地盤安定治具３を挿入する（ステップ１０２）。
【００２８】
図３は、地盤安定治具３を示した斜視図である。同図でわかるように、本実施形態の地盤安定治具３は、Ｔ型断面を有する一対の当接部材１１、１１を平鋼等で構成したつなぎ材１２を介して相互に連結するとともにつなぎ材１２の両端とそれらのウェブとの連結部分を回動自在に構成してあり、一方の当接部材１１を他方の当接部材１１に対して水平移動させることによって該一方の当接部材１１が他方の廻りにほぼ平行に回動して両者の配置間隔が変化する、いわゆる平行クランク機構として作用するようになっている。
【００２９】
また、地盤安定治具３には、同図に示すように所定長さの補強筋１３を取り付けてあり、後述する鉄筋籠と重ね継手を構成するようになっている。
【００３０】
このような地盤安定治具３を掘削孔１内に挿入する際には、図４(a)に示すように、一方の当接部材１１を他方の当接部材１１に対して引き下げて両者の配置間隔を狭めておき、かかる状態で孔内に挿入する。このようにすれば、孔壁面に触れることなくスムーズに挿入することができる。
【００３１】
そして、孔内１に挿入したならば、同図に示すように、一方の当接部材１１の上端にロッド２３を固定するとともに反力台２１を掘削孔１を跨ぐようにして設置し、該反力台に取り付けたセンタホールジャッキ２２にロッド２３を挿通する。そして、ジャッキ２２を作動させてロッド２３を同図矢印方向に引き上げ、一対の当接部材１１、１１の配置間隔を拡げてそのフランジ外面を掘削孔１の両壁面１４、１４に当接させる。必要ならば、さらにロッド２３を引き上げて壁面１４、１４に押し付ける。
【００３２】
図４(b)は、地盤安定治具３の当接部材１１、１１を拡げて掘削孔１の両壁面１４、１４に当接させることにより、該壁面を支持している様子を示したものである。
【００３３】
このように地盤安定治具３で掘削孔１の両壁面を支持しながら、今度は、図２(c)に示すように掘削孔１に隣接する領域を掘削して掘削孔４を形成する（ステップ１０３）。
【００３４】
掘削孔４が形成されたならば、同図(d)に示すように地盤安定治具３を同様に挿入し（ステップ１０２）、掘削孔１、掘削孔４の孔壁をそれぞれ地盤安定治具３で支持しながら、掘削孔４に隣接する領域を掘削して同図(e)に示すように掘削孔５を形成する（ステップ１０３）。かかる状態では、掘削孔１、掘削孔４及び掘削孔５は、互いに連通し一体化された状態となっている。
【００３５】
パネル３枚分を１サイクルとして施工を行う場合は、この段階で掘削を終了し、今度は、図５(a)に示すように、互いに一体化された複数の掘削孔１、４、５にそれぞれ鉄筋籠３１を一括挿入する（ステップ１０４）。そして、図５(b)に示すように、鉄筋籠３１と地盤安定治具３の補強筋１３とを重ね継手とする。
【００３６】
なお、掘削孔５に挿入される鉄筋籠３１の右端については、例えば従来の剛接ジョイント工法に適応した状態にしておけばよい。
【００３７】
最後に、同図(c)に示すように、一体化された複数の掘削孔１、４、５内にトレミー管３２を適宜建て込み、該トレミー管を介してコンクリート３３を一括打設する（ステップ１０５）。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の地中連続壁工法によれば、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具で支持しながら、該掘削孔に隣接する領域を掘削し、最終的には各掘削孔を互いに連通させ一体化させるので、地山が不安定となって孔壁が孔内に膨らんだり崩壊したりするおそれがなくなる。そのため、一定の距離（本実施形態であれば３パネル分）にわたる掘削作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することがなくなり、連壁工事の効率が著しく向上する。
【００３９】
また、鉄筋籠を掘削孔が一体化された後で一括挿入するようにしたので、鉄筋籠の挿入作業についても他の作業と干渉することなく効率的に行うことが可能となる。
【００４０】
また、鉄筋籠と重ね継手を構成する補強筋を地盤安定治具に取り付けたので、隣接する２つのパネルの接合箇所は、地盤安定治具の補強筋によって補強されることとなり、従来の剛接ジョイントと同様、剛性が高く止水性に優れたジョイント部を形成することが可能となる。そして、かかるジョイント形成を、上述したような各工程の一括作業化の中で行うことができるため、従来の剛接ジョイントと同等のジョイントを低コスト、短工期で実現することが可能となる。
【００４１】
また、地盤安定治具３に備えた一対の当接部材１１、１１を拡げて掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させるようにしたので、比較的簡易な構造でかつ簡単に壁面を支持することが可能となる。
【００４２】
本実施形態では、パネル３枚分を１サイクルとしたが、１サイクルをパネル何枚分とするかは任意であり、パネル枚数が多くなればそれに応じてステップ１０２〜１０３を繰り返し行えばよい。
【００４３】
また、本実施形態では、鉄筋籠と重ね継手を構成する補強筋を地盤安定治具に取り付けることによって高い剛性を確保するように構成したが、かかる補強筋を省略しても、一体化された掘削孔へのコンクリート一括打設により、ある程度の構造連続性を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、図２に示すように掘削を左から右というように一方向に順次進めたが、これに代えて、図６に示すように掘削孔１及び掘削孔５をまず形成し、それらの掘削孔に地盤安定治具３を挿入してから掘削孔１及び掘削孔５に挟まれた領域を掘削して掘削孔４を形成するようにしてもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、図４に示す地盤安定治具３を使用したが、これに代えて図７に示す地盤安定治具４１を使用してもよい。かかる地盤安定治具４１も地盤安定治具３と同様、一対の当接部材１１、１１を掘削孔の両壁面にそれぞれ当接させるが、本変形例では、各当接部材１１、１１に別々のつなぎ材４２、４２をそれぞれ回動自在に連結するとともに該つなぎ材の反対側端部をロッド４３に回動自在に連結し、該ロッドをセンタホールジャッキ２２で引き寄せ自在に構成してなり、ロッド４３を引き上げることによって該ロッドが各当接部材１１、１１の廻りにほぼ平行に回動して当接部材１１、１１の配置間隔が変化する、いわゆる平行クランク機構として作用するようになっている。また、地盤安定治具４１にも補強筋１３を取り付けてあり、鉄筋籠３１と重ね継手を構成する補強筋１３を取り付けてある。
【００４６】
このような地盤安定治具４１を掘削孔１内に挿入する際には、図７に示すように、ロッド４３を各当接部材１１、１１に対して引き下げて当接部材１１、１１の配置間隔を狭めておき、かかる状態で孔内に挿入する。そして、孔内１に挿入したならば、同図に示すように、センタホールジャッキ２２を作動させてロッド４３を同図矢印方向に引き上げ、一対の当接部材１１、１１の配置間隔を拡げてそのフランジ外面を掘削孔１の両壁面１４、１４に当接させる。必要ならば、さらにロッド４３を引き上げて壁面１４、１４に押し付ける。
【００４７】
かかる地盤安定治具４１によっても、上述したとほぼ同様の効果を得ることができるほか、ロッド４３の引上げ動作を行う際、各当接部材１１、１１と壁面１４、１４との間に摩擦が作用しないので、わずかな引上げ力で当接部材１１、１１をしっかりと壁面に押し付けることが可能となるという別の効果も奏する。
【００４８】
また、図４に示す地盤安定治具３に代えて図８(a)及び(b)に示す地盤安定治具５１を使用してもよい。地盤安定治具５１は、内側空間が縦溝５５となる溝型鋼等のコの字状部材５２、５２をそれらの解放側が反対側を向くようにつなぎ材５３で連結して長尺部材とし、コの字状部材５２の解放側、すなわち縦溝５５の開口に仕切りシート５４を取り付けてなる。仕切りシート５４は、例えばゴム、ビニル等の伸縮性材料で形成するのがよい。
【００４９】
このような地盤安定治具５１を本実施形態の地中連続壁工法に使用する際には、まず、該地盤安定治具５１を掘削孔内に挿入し、しかる後に同図(c)に示すように縦溝５５内にコンクリート５６を充填して該縦溝の開口に取り付けられた仕切りシート５４を外方に膨らませ、該仕切りシートを掘削孔の両壁面１４、１４にそれぞれ当接させた状態でコンクリートを固化させる。
【００５０】
かかる地盤安定治具５１によっても上述の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができるほか、壁面１４に凹凸があったとしても該凹凸に合わせて仕切りシート５４が膨らむので、コの字状部材５２、５２は、両壁面１４、１４を確実に支持することができるという別の効果も奏する。
【００５１】
また、本実施形態では、各掘削孔が一体化されてから鉄筋籠を一括挿入するようにしたが、鉄筋籠を掘削孔に挿入するについては、各掘削孔が形成されてからコンクリートが一括打設されるまでの間であれば、必ずしもすべての掘削孔に一括して挿入する必要はなく、掘削孔が形成されるごとに鉄筋籠を個々に挿入するようにしてもよい。また、地盤安定治具の挿入時期との前後関係についても任意であり、該治具の挿入前、挿入と同時あるいは挿入後のいずれの時期でもよい。
【００５２】
図９は、鉄筋籠を各掘削孔が形成されるごとに地盤安定治具とともに掘削孔内に挿入する場合の施工手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本変形例に係る地中連続壁工法においては、まず、ステップ１０１と同様、最初のパネル領域を掘削し、図１０(a)に示すような掘削孔６１を形成する（ステップ１１１）。
【００５３】
次に、先行掘削された掘削孔６１内に図１０(b)に示すように地盤安定治具４１（図７）が取り付けられた鉄筋籠６４を挿入する（ステップ１１２）。
【００５４】
地盤安定治具４１及び鉄筋籠６４を掘削孔６１内に挿入したならば、図７で説明した手順で地盤安定治具４１の当接部材１１、１１を拡げて両壁面を支持し、かかる状態で掘削孔６１に隣接する領域を掘削して別の掘削孔を形成する（ステップ１１３）。
【００５５】
以後、ステップ１１２〜１１３を所望の回数繰り返して図１０(c)に示すような、互いに一体化された複数の掘削孔６１、６２、６３にそれぞれ鉄筋籠６４が挿入された状態を形成する。
【００５６】
なお、鉄筋籠６４同士の接合箇所については、図１０(d)に示すように、一方の縁部６５を薄くして、該縁部を隣接する鉄筋籠に挿入することにより、隣接する鉄筋籠との間で重ね継手が構成されるようになっている。
【００５７】
最後に、かかる一体化された掘削孔６１、６２、６３にコンクリートを一括打設する（ステップ１１４）。
【００５８】
以上説明したように、本変形例に係る地中連続壁工法によっても、一定の距離（本変形例であれば３パネル分）にわたる掘削及び鉄筋挿入作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することがなくなり、連壁工事の効率が著しく向上する。
【００５９】
また、鉄筋籠を地盤安定治具とともに掘削孔に挿入するようにしたので、鉄筋籠と地盤安定治具とを別々に吊り込むよりも、吊り込みに要する延べ作業時間を短縮することができる。
【００６０】
また、鉄筋籠同士を重ね継手としたので、隣接する２つのパネルの接合箇所は、従来の剛接ジョイントと同様、剛性が高く止水性に優れたジョイント部となる。そして、かかるジョイント形成を、上述したような各工程の一括作業化の中で行うことができるため、従来の剛接ジョイントと同等のジョイントを低コスト、短工期で実現することが可能となる。
【００６１】
なお、鉄筋籠同士を重ね継手としなくても、一体化された掘削孔へのコンクリート一括打設により、ある程度の構造連続性を確保することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る地中連続壁工法によれば、先行掘削された掘削孔の孔壁面を地盤安定治具で支持しながら、該掘削孔に隣接する領域を掘削し、最終的には各掘削孔を互いに連通させ一体化させるので、地山が不安定となって孔壁が孔内に膨らんだり崩壊したりするおそれがなくなる。そのため、一定の距離にわたる掘削作業を終えてからコンクリート作業を一括して行うことが可能となり、従来のように数ｍごとに掘削工事とコンクリート工事が交錯することがなくなり、連壁工事の効率が著しく向上する。
【００６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る地中連続壁工法の作業手順を示したフローチャート。
【図２】本実施形態に係る地中連続壁工法にしたがって作業を行う様子を示した鉛直断面図であり、(a)は掘削直後、(b)は地盤安定治具を挿入した直後、(c)は隣接領域に掘削孔を形成した直後、(d)は該掘削孔に地盤安定治具を挿入した直後、(e)はさらにその隣接領域を掘削した直後の様子をそれぞれ示した図。
【図３】本実施形態に係る地盤安定治具を示した斜視図。
【図４】本実施形態に係る地盤安定治具の使用方法を示した鉛直断面図であり、(a)は該治具を掘削孔内に挿入した直後、(b)は当接作業を終了した状態の図。
【図５】図２に続いて各作業の様子を示した図であり、(a)は鉄筋籠の挿入を行っている様子を示した鉛直断面図、(b)はジョイント部近傍の詳細水平断面図、(c)はコンクリートを一括打設している様子を示した鉛直断面図。
【図６】掘削順序を代えた変形例を示した鉛直断面図であり、(a)は掘削途中、(b)は掘削完了後の図。
【図７】変形例に係る地盤安定治具を示した側面図。
【図８】別の変形例に係る地盤安定治具を示した図であり、(a)は側面図、(b)はＡ―Ａ線に沿う詳細水平断面図、(b)はコンクリートを充填した後の同様の詳細水平断面図。
【図９】地盤安定治具を鉄筋籠と同時に挿入する場合の地中連続壁工法の作業手順を示したフローチャート。
【図１０】該工法にしたがって作業を行う様子を示した図であり、(a)は掘削孔を形成した直後、(b)は該掘削孔に地盤安定治具を先付けした鉄筋籠を挿入している様子、(c)は最後の掘削孔に鉄筋籠を挿入している様子、(d)は地盤安定治具周辺の詳細水平断面図。
【図１１】従来技術における剛接ジョイントを示した詳細水平断面図。
【符号の説明】
１、４、５、６１、６２、６３ 掘削孔
３、４１、５１ 地盤安定治具
１１ 当接部材
１３ 補強筋
１４ 掘削孔の壁面
３１、６４ 鉄筋籠
３３ コンクリート
５２ コの字状部材（長尺部材）
５４ 仕切りシート
５５ 縦溝
５６ 充填コンクリート
Claims (3)
- 先行掘削された掘削孔内に地盤安定治具を挿入し、該治具で前記掘削孔の対向する両壁面を支持しながら該掘削孔に隣接する領域を掘削し、前記挿入工程及び前記掘削工程を所要の回数だけ繰り返すことによって前記掘削孔を相互に連通して一体化し、該一体化された掘削孔内に鉄筋篭が挿入された状態でコンクリートを一括打設する地中連続壁工法であって、前記鉄筋篭と重ね継手を構成する補強筋を前記地盤安定治具に取り付けるとともに、前記鉄筋篭を前記掘削孔が一体化された後で一括挿入することを特徴とする地中連続壁工法。
- 前記地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えられた一対の当接部材を拡げて前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させる請求項１記載の地中連続壁工法。
- 前記地盤安定治具を掘削孔内に挿入した後、該治具に備えられた縦溝内にコンクリートを充填して該縦溝の開口に取り付けられた仕切りシートを外方に膨らませ、該仕切りシートを前記掘削孔の対向する両壁面にそれぞれ当接させた状態で前記コンクリートを固化させる請求項１記載の地中連続壁工法。
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