JP3893056B2 - 地下構造物の構築方法 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は地下構造物の構築方法に関し、更に詳細には、例えば共同溝、地下道路、地下鉄道、地下洞道等の構築に好適な地下構造物の構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば地下道のような地下構造物を構築する場合には、次の手順で工事を行っていた。すまわち、図14に示すように、まず地下構造物の構築予定地の地盤1に、地下構造物の幅と略同じ間隔をあけて土留め壁2,2を並列に埋め込む。土留め壁2,2としては、H形鋼や鋼矢板等を使用する。
【0003】
次に、図15に示すように、土留め壁2,2間の地盤1を土留め壁2,2が自立可能な深さまで開削工法などによって掘削し、露出された土留め壁2,2の上端部にH形鋼などの仮受け桁部材3を架設する。そして、仮受け桁部材3の上に鋼板製の覆工板4を載せて路上交通を可能な状態とする。
【0004】
次に、図16に示すように、覆工板4の一部を取り除いて開口5を設け、覆工板4の下の地盤1を掘削して開口5から土砂を排出する。掘削が進むに伴い、土留め壁2,2間に補強用の切りばり6を架設する。そして、図17に示すように、覆工板4の下の地盤1を所定の深さまで掘削して後、掘削穴の底部に捨てコンクリート7を打設する。
【0005】
次に、図18に示すように、捨てコンクリート7上に配筋及びコンクリート打設を行い、地下構造物の底版部8を形成する。続いて、図19に示すように、切りばり6などの支保工を必要な部分だけ撤去し、掘削穴の側部に配筋及びコンクリート打設を行って地下構造物の側壁部9,9を形成する。
【0006】
次に、図20に示すように、残っている切りばり6などの支保工を撤去し、側壁部9,9の上端部間に配筋及びコンクリート打設を行い、地下構造物の頂版部10を形成する。続いて、図21に示すように、覆工板4及び仮受け桁部材3を撤去し、露出された頂版部10の上に土11を埋め戻して路上交通を全面的に復旧させる。これにより、地下構造物が完成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の地下構造物の構築方法では、土留め壁2,2の上端部に仮受け桁部材3を介して覆工板4を設置するが、地下構造物の幅が広い場合には、両側の土留め壁2,2間のスパンが長くなり、仮受け桁部材3を中間杭で支持すると共に、この中間杭と土留め壁2,2の間に切りばりなどの支保工を取り付ける必要があった。そのため、これらの中間杭、切りばりなどが輻輳し、狭隘な作業空間で掘削作業をしなければならず、作業性が著しく低下するという問題があった。
【0008】
また、地盤1を掘削するに際しては、地上から直接掘削していたので、交通の障害となる路上占有期間が長くなると共に、掘削作業をする際に路上に建設機械を設置したり、掘削土砂を排出したりするために、比較的広い作業用地が必要になり、特に、十字路における一方の道路を地下道に変更する場合などには、車両交通に重大な支障が生じるという問題があった。更に、作業用地の地下に埋設されているライフラインなど既設埋設物の最終的な復旧が遅れるという問題があった。
【0009】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、工事に伴う道路上の作業用地を小さくできると共にその占有期間を短くでき、更に地下構造物の幅が広く、その両側に埋め込まれる土留め壁の間隔が大きくなる場合でも、切りばりなどの支保工をできるだけ少なくでき、これにより作業性を向上させることが可能な地下構造物の構築方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は地下構造物の構築方法であり、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明は、地下構造物の構築予定位置の両側に土留め壁を埋め込み、これらの土留め壁間の地盤を所定の深さまで掘削して前記土留め壁の上部側を露出させ、前記両側の土留め壁における露出された部分にプレキャスト桁部材を架設して前記地下構造物の頂版部を形成し、前記頂版部の下を掘削して所定深さの掘削穴を形成し、前記掘削穴の底部及び側部に前記地下構造物の底版部及び側壁部を形成し、前記側壁部と前記頂版部とを結合することにより前記地下構造物を構築することを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る地下構造物の構築方法は、前記地下構造物の構築予定地における長手方向の端部側に立坑又は斜路を形成し、前記立坑又は斜路側から前記頂版部の下の地盤を掘削していくこと、前記プレキャスト桁部材は、コンクリート部材、鉄筋コンクリート部材、鉄骨コンクリート部材、鋼コンクリート複合構造部材であること、を特徴とする。
【0012】
土留め壁としてはH形鋼や鋼矢板などを使用できる。地下構造物の側壁部及び底版部は、鉄筋コンクリートを現場打ちするか、又はプレキャスト桁部材を用いて形成できる。
【0013】
本発明によれば、工事の最初の段階で土留め壁の上部側に強度及び剛性の高いプレキャスト桁部材を架設して地下構造物の頂版部を形成するので、頂版部上を道路として使用しながら、その後の掘削、配筋、コンクリート打設などの作業を行うことができる。従って、交通遮断の期間を短くできる。
【0014】
また、強度の高いプレキャスト桁部材を両側の土留め壁間に架設するので、両側の土留め壁の間隔が広い場合でも、土留め壁をプレキャスト桁部材で強固に支持でき、切りばりなどの支保工を減少できる。
【0015】
更に、地下構造物の構築予定地における長手方向の端部側に立坑又は斜路を形成した場合は、この立坑又は斜路を利用して掘削穴内への資材の搬入や、掘削土砂の搬出を行うことができ、頂版部の上の道路に土砂搬出用の開口や、その周囲の作業用地を設ける必要がなくなるため、交通を遮断する範囲を狭くできる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における地下構造物の構築方法を図に示される実施形態について更に詳細に説明する。図1〜図13は本発明の好適な実施形態に係る地下構造物の構築方法を概略的に示している。なお、本実施形態では、図12に示すように、2つの道路50,51が交差する十字路において一方の道路50を地下道に変更する場合について説明する。
【0017】
本発明に係る地下構造物の構築方法は、図1に示すように、地盤52上における地下構造物53(図12参照)の構築予定地の両側に、土留め壁54,54を埋め込む。これらの土留め壁54,54は、地下構造物53の全長分を一度に埋め込むことができるが、地下構造物53が長く工事を数回に分けて行う場合には、一回の工事で構築する分だけ埋め込むことができる。
【0018】
次に、図2に示すように、これらの土留め壁54,54が自立可能な程度まで、土留め壁54,54間の地盤52を掘削し、土留め壁54,54の上部側を露出させる。そして、露出された両側の土留め壁54,54の内面に、仮受け部材55,55を互いに対向するように取り付ける。
【0019】
次に、図3に示すように、仮受け部材55,55上に、プレキャスト桁部材として強度及び剛性の高いプレキャストコンクリート桁部材56aを載置する。このプレキャストコンクリート桁部材56aは、図4に示すように、長方形の平板状に形成されており、これを横に隙間無く並べて配置する。これにより、地下構造物53の頂版部56を形成する。
【0020】
次に、この頂版部56の上面に防水工を施し、図5に示すように、土留め壁54,54の頂版部56より上側の部分を除去して、頂版部56の上に土57を埋め戻す。これにより、頂版部56の上を車両が通行でき、地盤陥没のおそれもなくなる。
【0021】
この後、又は頂版部56の形成前に、図6に示すように、地下構造物53の構築予定地における長手方向の両端部側に立坑64,64を設ける。この立坑64,64は、交通頻繁な場所を避けて設けられる。
【0022】
そして、図7に示すように、頂版部56上を道路として使用しながら、頂版部56の下の地盤52を、立坑64,64側から掘削していき所定深さの掘削穴65を形成する。掘削は、バックホウなどを用いて通常のトンネル工法によって行うことができるが、そのほかの工法でも良い。
【0023】
掘削終了後、図8に示すように、掘削穴65の底部に鉄筋58を配筋し、続いて、図9に示すように、鉄筋58を埋めるようにしてコンクリートを所定の厚さに打設し、地下構造物53の底版部59を形成する。なお、図8中の符号60は、プレキャストコンクリート桁部材56aの鉄筋を示す。
【0024】
次に、図10に示すように、掘削穴65の側部に鉄筋61を配筋し、この鉄筋61を頂版部56の鉄筋60と底版部59の鉄筋58とに連結する。鉄筋58,60,61の連結は機械式継手62によって行うことが多いが、溶接継手や重ね継手を用いても良い。
【0025】
次に、図11に示すように、掘削穴65の側部にコンクリートを打設して鉄筋61を埋め込み、地下構造物53の側壁部63を形成する。そして、図12に示すように、土留め壁54,54の仮受け部材55,55を撤去した後、側壁部63と頂版部60との間にコンクリートを充填し、側壁部63と頂版部60とを結合する。これによって、地下構造物53の全体又は一部が完成する。
【0026】
地下構造物53が長くなる場合には、地下構造物53の構築予定地の途中に適宜な間隔で立坑64を設け、この立坑64の両側に地下構造物53を構築し、後で地下構造物53を連結することができる。
【0027】
このように、本発明の地下構造物の構築方法によれば、工事の最初の段階で土留め壁54,54の上部側に強度及び剛性の高いプレキャストコンクリート桁部材56aを架設して地下構造物53の頂版部56を形成するので、地盤陥没を起こすことなく頂版部56上を道路として使用しながら、その後の掘削、配筋、コンクリート打設などの作業を行うことができるため、交通遮断の期間を短くできる。
【0028】
また、地下構造物53の構築予定地における長手方向の端部側に立坑64を形成し、この立坑64から頂版部54の下の地盤52を掘削していくので、頂版部54上の道路に土砂搬出用の開口や、その周囲の作業用地を設ける必要がなくなるため、交通を遮断する範囲を狭くできる。従って、交通に与える影響を最小限に抑えることができる。
【0029】
更に、強度の高いプレキャストコンクリート桁桁部材56aを両側の土留め壁間に架設するので、地下構造物の幅が広く両側の土留め壁の間隔が広くなる場合でも、土留め壁をプレキャストコンクリート桁部材56aで強固に支持でき、切りばりなどの支保工を減少できる。また、切りばりなどの支保工を用いた開削工法に比べて掘削穴65の作業空間を大きくできるので、施工時の安全性が向上する。
【0030】
なお、上述の実施形態では、頂版部56を架設した後又はその前に、地下構造物53の構築予定地における長手方向の両端部側に立坑64,64を設けたが、図13に示すように、立坑64に代えて斜路66を設けることもできる。この場合には、掘削穴65内にダンプトラックなどを進入させて、掘削土砂を直接搬出できるので作業能率が更に向上する。なお、立坑64又は斜路66は、片側のみ設けても良い。
【0031】
更に、上述の実施形態では、プレキャスト桁部材としてプレキャストコンクリート桁部材56aを使用したが、これに代えて、プレキャスト鉄筋コンクリート部材、プレキャスト鉄骨コンクリート部材、プレキャスト鋼コンクリート複合構造部材などを使用でき、プレストレスを導入することもできる。
【0032】
また、地下構造物53の底版部59及び側壁部63を、現場打ちの鉄筋コンクリートで形成したが、プレキャストコンクリートを用いて底版部59及び側壁部63を形成することもできる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における地下構造物の構築方法によれば、工事の最初の段階で土留め壁の上部側に強度及び剛性の高いプレキャスト桁部材を架設して地下構造物の頂版部を形成するので、その後、頂版部の上を道路として利用しながら、地盤陥没を起こすことなく、頂版部の下の掘削、配筋、コンクリート打設などの作業を行うことができ、これにより交通遮断の期間を短くできるので、社会的な経済損失を低減できる。
【0034】
また、地下構造物の構築予定地における長手方向の端部側に立坑又は斜路を形成し、この立坑又は斜路側から頂版部の下の掘削、配筋、コンクリート打設などを行う場合には、頂版部に土砂搬出用の開口を設けたり、この開口の周囲に作業用地を設ける必要がないので、工事に伴う道路の専有面積を小さくできる。従って、交通に与える影響を最小限に抑えることができる。
【0035】
更に、両側の土留め壁の間に高強度及び高剛性のプレキャスト桁部材を架設することにより、両側の土留め壁を強固に支持できるので、地下構造物の幅に応じて両側の土留め壁の間隔が広くなった場合でも、両側の土留め壁の間に取り付ける切りばりなどの支保工を少なくでき、しかも一般の開削工法に比べて掘削穴の作業空間を大きくできるので、作業性や施工上の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る地下構造物の構築方法における土留め壁を示す断面図である。
【図2】本発明に係る地下構造物の構築方法における仮受け部材を示す断面図である。
【図3】本発明に係る地下構造物の頂版部を示す断面図である。
【図4】図3のA矢視図である。
【図5】本発明に係る地下構造物の頂版部上に土を埋め戻した状態を示す断面図である。
【図6】本発明に係る地下構造物の構築方法における立坑を示す平面図である。
【図7】本発明に係る地下構造物の構築方法における掘削穴を示す断面図である。
【図8】本発明に係る地下構造物の底版部の鉄筋を示す断面図である。
【図9】本発明に係る地下構造物の底版部を示す断面図である。
【図10】本発明に係る地下構造物の側壁部の鉄筋を示す断面図である。
【図11】本発明に係る地下構造物の側壁部を示す断面図である。
【図12】本発明に係る地下構造物の完成状態を示す断面図である。
【図13】本発明に係る地下構造物の構築方法における斜路を示す上面図である。
【図14】従来例に係る地下構造物の構築方法における土留め壁を示す断面図である。
【図15】従来例に係る地下構造物の構築方法における覆工板を示す断面図である。
【図16】従来例に係る地下構造物の構築方法における掘削状態を示す断面図である。
【図17】従来例に係る地下構造物の構築方法における切りばりを示す断面図である。
【図18】従来例に係る地下構造物の底版部を示す断面図である。
【図19】従来例に係る地下構造物の側壁部を示す断面図である。
【図20】従来例に係る地下構造物を示す断面図である。
【図21】従来例に係る地下構造物上に土を埋め戻した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
52 地盤
53 地下構造物
54 土留め壁
56 頂版部
56a プレキャストコンクリート桁部材
59 底版部
63 側壁部
64 立坑
65 掘削穴
66 斜路

Claims (3)

  1. 地下構造物の構築予定地の両側にH形鋼や鋼矢板などを使用した鋼製の
    留め壁を埋め込み、これらの土留め壁間の地盤を所定の深さまで掘削して前記土留め壁の上部側を露出させ、前記両側の土留め壁における露出された内面部分に仮受け部材を互いに対向するように取り付けた後、その仮受け部材上にプレキャスト桁部材を載置することで、前記両側の土留め壁間にプレキャスト桁部材を架設して前記地下構造物の頂版部を形成し、前記頂版部の下の地盤を掘削して所定深さの掘削穴を形成し、前記掘削穴の底部及び側部に前記地下構造物の底版部及び側壁部を形成し、前記仮受け部材を撤去した後、前記側壁部と前記頂版部との間にコンクリートを充填して前記側壁部と前記頂版部とを結合することにより前記地下構造物を構築することを特徴とする地下構造物の構築方法。
  2. 前記地下構造物の構築予定地における長手方向の端部側に立坑又は斜路を形成し、前記立坑又は斜路側から前記頂版部の下の地盤を掘削していくことを特徴とする請求項1に記載の地下構造物の構築方法。
  3. 前記プレキャスト桁部材は、コンクリート部材、鉄筋コンクリート部材、
    鉄骨コンクリート部材、鋼コンクリート複合構造部材であることを特徴とする請求項1又は2に記載の地下構造物の構築方法
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