JP4138568B2 - ライナープレートを使用した立坑の構築方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤に下水道および共同溝等の立坑（人坑）を構築する方法に関し、より具体的には、波形鋼板にて形成されたライナープレートを単位要素としてこのライナープレートを周方向および上下方向に複数個連結することで井筒とし、この井筒を土留め壁体（もしくは止水壁体）とする立坑を構築する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のライナープレートを使用した立坑の構築方法としてはいわゆる深礎工法と称される方法のほか、特許文献１，２に記載のものが提案されている。
【０００３】
すなわち、深礎工法では、波形鋼板をもって予め所定曲率の円弧状に形成されたライナープレートを土留め壁体として用いることを前提として、孔壁を土留め壁体で支えながら掘削し、ライナープレートを順次継ぎ足すことでその土留め壁体を下方に延長形成しながら所定深さの立坑を構築するものであるのに対して、特許文献１，２に記載の技術では、ライナープレートをもって予めリング状に組み立てたライナーユニットを地中に圧入し、その坑底相当部を機械掘削しながらライナーユニットへの上方側への継ぎ足しと圧入とを繰り返して所定深さの立坑を構築するものである。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−４９５９２号公報 （図１および図６）
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−１６９３６０号公報 （図１２〜図１６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の技術では、波形鋼板をもって形成したライナープレートの剛性が十分でなく、しかも圧入時の推進抵抗が大きい点を考慮して、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体の外周を別の薄い鋼板にて被覆することを前提としていることから、ライナープレートとは別に被覆用の鋼板が必須となり、大幅なコストアップが余儀なくされる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体（ライナーユニット）に直接圧入荷重を付与して地中に圧入するようにしていることから、ライナープレート自体が波形鋼板にて形成されているために圧入時の推進抵抗が大きいばかりでなく、その剛性が十分でないために圧入時にライナープレートが座屈変形を起こしやすく、したがって構築できる立坑の深さに自ずと限界がある。
【０００８】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、波形鋼板にて形成されたライナープレートを単位要素としてこのライナープレートを少なくとも周方向に複数個連結することでリング状のライナーユニットとし、ライナーユニットの坑底相当部の掘削とライナーユニットの圧入およびライナーユニットの継ぎ足しを繰り返し行うことを前提として、コストアップを招くことなくより深さの大きな立坑の構築を可能とした工法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、波形鋼板にて形成されたライナープレートを単位要素としてこのライナープレートを周方向および上下方向に複数個連結することで井筒とし、この井筒を土留め壁体とする立坑を構築する方法であることを前提としている。その上で、ライナープレートを少なくとも周方向に複数個連結することで井筒の一部として機能するリング状のライナーユニットを組み立てる一方、ライナーユニットの下端部には刃口リングを連結するとともに、刃口リングにはライナーユニットの内周面に沿って上方に伸びる圧入ロッドを着脱可能に立設する工程と、上記刃口リングを接地部として地面上に設置したライナーユニット内の坑底相当部を掘削しながら、上記圧入ロッドを荷重入力部として圧入装置により刃口リングに圧入荷重を付与することでライナーユニットを地中に圧入する工程と、地中に圧入されたライナーユニットに対し次の段のライナーユニットを積み重ねるように連結して継ぎ足し、このようなライナーユニットの継ぎ足しと坑底相当部の掘削および圧入ロッドを荷重入力部とする圧入とを繰り返し行う工程と、上記ライナーユニットをもって所定深さの井筒が構築された後に圧入ロッドを撤去する工程と、を含んでいて、ライナーユニット同士の連結の際に、それらのライナーユニット同士の連結部の全部もしくは一部に補強リングを介装するとともに、その補強リングに対して圧入ロッドを連結することを特徴とする。
【００１０】
ライナーユニットの圧入時の反力は、例えば周知のグラウンドアンカーを立坑の近くに地中深く打ち込んでこれに負担させるものとする。また、圧入ロッドとしては、圧入荷重を直接伝達するものであるためにライナープレートよりも強度に優れたものを用いるものとし、例えばＨ形鋼や中実丸棒状のものあるいはパイプ状のもの等のなかから最適なものを適宜選択して使用する。
【００１１】
ここで使用するライナープレートは、例えば薄板状の波形鋼板をもって垂直断面が波形状をなすように形成された略矩形状のプレートであって、その四周には相手側となるライナープレートとの連結のためにフランジ部が形成され、同時にそのフランジ部には複数のボルト穴が形成される。そして、例えば円形の立坑を構築するためのライナープレートは構築すべき立坑の円周のｎ等分の一の大きさの円弧状のものとして形成され、これらのライナープレートを円周方向および上下方向に順次連結することで円筒状の井筒として構築される。一方、例えばいわゆる長円形（小判形）の立坑を構築する場合には、上記のように所定の曲率を有したライナープレートと曲率を有しない平板状のライナープレートが併用される。
【００１２】
なお、個々のライナープレートに要求される強度等によっては、垂直断面が波形状をなすライナープレートに代えて、水平断面が波形状をなすライナープレートを使用することも可能である。
【００１３】
また、ライナーユニット同士の連結の際に、それらのライナーユニット同士の連結部の全部もしくは一部に補強リングを介装して、その補強リングに対して圧入ロッドを連結することは、圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果を得る上で有利となり、圧入ロッドの動きに各ライナーユニットを追従させることができるようになる。
【００１４】
この場合、請求項２に記載のように、圧入ロッドはライナーユニットの内周面に沿って複数本立設するとともに、各圧入ロッドはライナープレートの高さ寸法の複数倍の長さのロッド素片をもって長手方向で複数に分割されていて、上記ライナーユニットの継ぎ足しの際にその都度もしくはライナーユニットの複数回の継ぎ足しにつき一回そのロッド素片の継ぎ足しを行うことが作業性向上の上で望ましい。
【００１５】
また、請求項３に記載のように、圧入ロッドの一部として機能することになるロッド素片の継ぎ足しの際にそのロッド素片を補強リングに対し着脱可能に連結するものとする。こうすることにより、圧入ロッドが複数のロッド素片に分割されている場合であっても、圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果が発揮され、圧入ロッドの動きに各ライナーユニットを追従させることができる。
【００１６】
最下段のライナーユニットのより具体的な構造としては、請求項４に記載のように、そのライナーユニットを形成している複数のライナープレートの下端に刃口リングを連結した上でライナープレートの内周面をコンクリートで被覆することにより、複数のライナープレートと刃口リングおよびコンクリート層の三者を一体化したものとする。こうすることにより、最下段の先行筒体として機能するライナーユニットに必要十分な強度を具備させることができる。
【００１７】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、最先端の刃口リングに引っ張られるようにしてライナーユニットが地中に圧入されることになるので、ライナーユニット自体が直接圧入荷重を受けることがなく、したがってライナーユニットひいてはそのライナーユニットを形成しているライナープレートの座屈変形等が未然に防止され、より深度の大きな立坑の構築が可能となる。
【００１８】
所定深度の立坑が構築されたならば、圧入ロッドはその本来の機能を失うことから、所定深度の立坑の構築後に圧入ロッドを撤去する。こうすることにより圧入ロッドは繰り返し使用することが可能であり、施工コストの大幅な低減が可能となる。しかも、圧入ロッドの撤去によって立坑内には張り出すものがなくなって、その有効面積の拡大化が可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の立坑の構築方法を前提として、構築すべき立坑よりも大きな副立坑を予め構築するとともに、この副立坑に反力受け部材を介して圧入装置を固定支持させ、ライナープレートの圧入に伴う反力を副立坑側で支えることを特徴とする。
【００２０】
したがって、この請求項５に記載の発明では、先に例示したような反力を支えるためのグラウンドアンカー等の施工が不要となる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の立坑の構築方法を前提として、ライナーユニット内に水を補給しながらそのライナーユニット内の坑底相当部を掘削することを特徴とする。
【００２２】
軟弱な地盤に立坑を構築する場合、井筒の一部として機能することになるライナーユニットの坑底相当部を順次掘削することでその内部の水位が下がり、周辺地盤の水位との間に差が生じて、ライナーユニットが内側に変形する可能性がある。そこで、請求項６に記載の発明のように、構築途中では周辺地盤の水位とライナーユニット内部の水位との間に大きな差が生じないうに、ライナーユニット内に水を補給しながらそのライナーユニット内の坑底相当部を掘削すると、構築途中でのライナーユニットの変形を未然に防止することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ライナープレートの地中への圧入を前提とした立坑の構築方法でありながらも、圧入ロッドを介して先端の刃口リングに圧入荷重を直接伝達して、ライナーユニットを構成することになる各ライナープレートには圧入荷重が直接加わらないようにしたため、ライナーユニットを補強することなしに、より深度の大きな立坑の構築が可能となるとともに、構築後に撤去した圧入ロッドは繰り返し使用することが可能であるため、施工コストの一層の低減が可能となる。また、ライナーユニット同士に間に介装した補強リングに圧入ロッドを連結するようにしたため、立坑の深度が大きくなっても圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果とを得ることができ、圧入ロッドの座屈等を未然に防止して一層の作業性向上に寄与できるほか、圧入ロッドの圧入変位を各段のライナーユニットに確実に伝達できる利点がある。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、ライナーユニットの継ぎ足しと並行して圧入ロッドまでも継ぎ足しながら施工を行うようにしたため、例えば立坑の深度に合わせた圧入ロッドをいきなり立設する場合と比べて、施工時の作業性が良好なものとなる効果がある。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、ライナーユニット同士の連結部に補強リングを介装するとともに、圧入ロッドの一部として機能するロッド素片を補強リングに着脱可能に連結するようにしたため、圧入ロッドが複数のロッド素片に分割されていて且つ立坑の深度が大きくなっても、圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果とを得ることができることから、圧入ロッドの座屈等を未然に防止して一層の作業性向上に寄与できるほか、圧入ロッドの圧入変位を各段のライナーユニットに確実に伝達できる利点がある。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、実質的に刃口リング付きの最下段のライナーユニットをコンクリート層にて予め被覆してあるため、その強度が飛躍的に向上して最下段のライナーユニットの座屈等を未然に防止できる効果がある。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、ライナープレートの圧入に伴う反力を構築すべき立坑よりも大きな副立坑側で支える方式としたため、例えば圧入反力を支えるためにグラウンドアンカーを打ち込む場合と比べて、その施工コストを大幅に削減できる利点がある。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、ライナーユニット内に水を補給しながらそのライナーユニット内の坑底相当部を掘削するようにしたため、例えば周辺地盤の水位差によるライナープレート等の変形を未然に防止できる利点がある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の好ましい実施の形態を示しており、円形の立坑の施工途中の状態を示している。
【００３０】
同図から明らかなように、刃口リング２を有する最下段のリング状の先行ライナーユニット３を先行筒状体とし、その上に井筒１の一部を構成することになるｎ段のリング状のライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を積み重ねて相互に連結する一方、最下段の先行ライナーユニット３には井筒１の内周面に沿うように複数本（例えば４本）の圧入ロッド５を立設するとともに、その圧入ロッド５が最上段のライナーユニット４Ｆよりも所定量だけ突出するように設定してある。
【００３１】
ここで、圧入ロッド５としては後述するように座屈強度に優れた例えばＨ形鋼状のものあるいは丸パイプ状のものを使用するとともに、その圧入ロッド５は長手方向で複数のロッド素片５ａ，５ａ…に分割されており、後述するようにライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を積み重ねるように順次継ぎ足すのと並行して、圧入ロッド５もまたそのロッド素片５ａ，５ａ…が順次継ぎ足される。
【００３２】
また、本実施の形態では、図１に示すようにライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を２段継ぎ足すごとに一回、それら上下のライナーユニット（ライナープレート）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…同士の間に例えばＨ形鋼をもって形成された高強度の補強リング６を介在させ、その補強リング６にロッド素片５ａを着脱可能に連結するようにしている。もちろん、ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を継ぎ足すごとにその都度補強リング６を介在させてもよく、このように圧入ロッド５を形成することになるロッド素片５ａ，５ａ…を補強リング６に接続することで、複数のロッド素片５ａ，５ａ…をもって構成される圧入ロッド５の振れ止め効果と真直性が確保される。
【００３３】
一方、立坑Ｈを構築すべき位置の地面Ｇ側には圧入装置７が設置される。この圧入装置７は、予め地中深く打ち込まれたグラウンドアンカー８を反力受けとする複数の油圧ジャッキ９と、その油圧ジャッキ９によって昇降駆動されるリング状もしくは井桁状の昇降ベース１０とで構成されていて、昇降ベース１０と先に述べた最上段のライナーユニット４Ｆとの間には保護リング１１が介装される。
【００３４】
そして、図１３に示すようにバケット系掘削機のクラムシェル２５にて最下段の先行ライナーユニット３内部の坑底相当部Ｄを掘削しつつ、ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の積層体をもって構成される井筒１を地中に圧入し、先に述べたライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…やロッド素片５ａ，５ａ…の継ぎ足しと上記の掘削および圧入をｎ回繰り返すことで、所定深度の井筒１をもって立坑Ｈが構築される。
【００３５】
この場合、立坑Ｈを構築すべき地盤が例えば軟弱な地盤である場合には、上記のような掘削とライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の圧入とを繰り返すことで、周辺地盤の水位とライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…（構築途中の井筒１）内部の水位とが大きく異なってくることがある。例えば上記の掘削の繰り返しによってライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…内部の水位が周辺地盤の水位よりも著しく低くなると、その周辺地盤の水圧もしくは土圧によって一部のライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…が内側に変形するおそれがある。そこで、立坑Ｈの構築中においてはライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の内部に適宜水を補給して、上記のような水位差が生じないように考慮するものとする。
【００３６】
所定深度まで圧入された井筒１をもってその井筒１を土留め壁体とする立坑Ｈが構築されたならば、圧入装置７の撤去とともに、後述するように坑底相当部Ｄに底版コンクリートを打設し、最後に圧入ロッド５を複数のロッド素片５ａ，５ａ…の分解しながら立坑Ｈ内から完全に撤去する。以上をもって立坑Ｈの構築が完了する一方、撤去したロッド素片５ａ，５ａ…は繰り返し使用することが可能となる。
【００３７】
上記の各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…は、図２に示すようなライナープレート１２を単位要素として図３に示すように例えば高さ方向に２段で円周方向に６個のライナープレート１２，１２…同士をそれぞれボルト，ナットをもって連結することで円筒状のものとして組み立てられる。ライナープレート１２は、図２に示すように例えば薄板状の波形鋼板をもって垂直断面が波形状をなすように形成された略矩形状のライナープレート本体１３を主要素として、その四周に相手側となるライナープレート１２との連結のために平板状のフランジ部１４，１４…を形成したもので、同時にそのフランジ部１４，１４…には複数のボルト穴１５，１５…が形成されている。そして、図１に示すような円形の立坑Ｈを構築するためのライナープレート１２，１２…は構築すべき立坑Ｈの円周の例えば６等分の一の大きさのものすなわち所定曲率の円弧状のものとして形成され、同時にその高さｈは例えば５０ｃｍに統一されている。
【００３８】
最下段の先行ライナーユニット３は、図４に示すように４段にわたり積み重ねたライナープレート１２，１２…の下端に断面が略ウエッジ状をなす刃口リング２をボルト，ナットもしくは溶接にて結合するとともに、その内周面全面を上部を残してコンクリート層１６で被覆した厚肉構造のもので、これにより先行ライナーユニット３を形成している複数のライナープレート１２，１２…と刃口リング２およびコンクリート層１６が一体的に結合され、同時に先に述べたように地中への圧入に際して先行筒状体として機能する先行ライナーユニット３としての強度向上が図られている。
【００３９】
また、圧入ロッドを５を形成することになる各ロッド素片５ａ，５ａ…は、図５，６に示すようにＨ形鋼を所定長さに裁断した本体部２０の上下両端にエンドプレート２１を溶接固定したもので、その高さ寸法は各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…と同じ高さ寸法すなわちライナープレート１２の高さ寸法ｈの２倍の１ｍに設定されている。そして、ロッド素片５ａ，５ａ…のフランジ部２２には補強リング６との連結のためのボルト穴２３が、エンドプレート２１にはロッド素片５ａ，５ａ同士の連結のためのボルト穴が２４がそれぞれ形成されいている。
【００４０】
図７以下の図面は図１に示した立坑Ｈの構築手順の詳細を示している。
【００４１】
最初に、図７に示すように立坑Ｈを構築すべき位置の近傍にグラウンドアンカー８を地中深く打ち込んでおく一方、立坑Ｈを構築すべき位置に図４に示した最下段の先行ライナーユニット３をその刃口リング２を接地部として水平に設置する。
【００４２】
続いて、図８，１０に示すように、先行ライナーユニット３のコンクリート層１６の上に圧入ロッド５の一部を構成することになる複数のロッド素片５ａ，５ａ…を等ピッチで着座させつつ立設し、各ロッド素片５ａ，５ａ…を補強リング６を介して先行ライナーユニット３に連結して固定する。こうすることにより、先行ライナーユニット３よりも上方にロッド素片５ａが突出することになる。
【００４３】
より詳しくは、本実施の形態では、先行ライナーユニット３もしくはライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を構成することになる各ライナープレート１２，１２…同士の連結は、図９の（Ａ）に示すように止水ゴムである水膨張性ゴム１７を介在させた上でのボルト，ナット１８，１９による締結を基本とするものであるが、先に述べたように要所要所に補強リング６を介在させることとしているので、この時点で図９の（Ｂ）に示すように先行ライナーユニット３の上端にＨ形鋼からなる補強リング６をボルト，ナット１８，１９にて連結するとともに、図１０，１１に示すようにこの補強リング６に対して同じくボルト，ナット１８，１９にて最下段のロッド素片５ａを着脱可能に連結する。この場合、コンクリート層１６に着座することになるロッド素片５ａの下端についても、例えばコンクリート層１６側に予めボルトを埋設しておくことにより上記と同様のボルト，ナット結合をもってコンクリート層１６に連結するようにしてもよい。
【００４４】
こうして、圧入ロッド５の一部として機能するロッド素片５ａが立設されたならば、図１２に示すように正規位置に圧入装置７をセットし、その昇降ベース１０とロッド素片５ａとの間に保護リング１１を介在させる。そして、図１３に示すように先行ライナーユニット３の内部の坑底相当部Ｄをバケット系掘削機のクラムシェル２５にて掘削しながら、圧入装置７の油圧ジャッキ９を作動させて、ロッド素片５ａを荷重入力部として圧入荷重を付与してその先行ライナーユニット３を地中に圧入する。この場合、先に述べたよう立坑Ｈを構築すべき地盤が軟弱地盤であって、且つクラムシェル２５による掘削に伴い先行ライナーユニット３の外部と内部とで大きな水位差が生じるときには、その水位差を極力少なくするように先行ライナーユニット３の内部に水を補給しながら掘削を行うものとする。
【００４５】
先行ライナーユニット３が所定量だけ地中に圧入されたならば、図１４に示すように圧入装置７を一旦撤去し、それに続いて図１５および図１６，１７に示すように新しいライナーユニット４Ａを先の補強リング６に継ぎ足す一方、各ロッド素片５ａ，５ａ…に対しても新しいロッド素片５ａ，５ａ…をそれぞれ一段ずつ継ぎ足す。なお、図１６，１７から明らかなようにＨ形鋼からなるロッド素片５ａ，５ａ同士はボルト，ナット１８，１９にて着脱可能に連結するものとする。
【００４６】
こうして、ライナーユニット４Ａおよびロッド素片５ａの継ぎ足し作業を終えたならば、図１８に示すように再び圧入装置７を正規位置にセットした上で、図１３と同様のクラムシェル２５による掘削と、図１９に示すように圧入装置７による地中への圧入とを繰り返す。
【００４７】
クラムシェル２５による掘削と圧入とを終えたならば、図２０に示すように圧入装置７を一旦撤去した上で、図２１に示すように三段目のライナーユニット４Ｂおよびロッド素片５ａ，５ａ…の継ぎ足しを行う。すなわち、二段目のライナーユニット４Ａの上に図９の（Ａ）と同様の形態をもって三段目のライナーユニット４Ｂを継ぎ足すとともに、継ぎ足したライナーユニット４Ｂの上部に図１０と同様に補強リング６を装着する一方、二段目のロッド素片５ａ，５ａ…に対して三段目のロッド素片５ａ，５ａ…を図１６と同様にボルト，ナット１８，１９にて連結する。その上で、補強リング６に対し、図１０と同様に継ぎ足した三段目のロッド素片５ａをボルト，ナット１８，１９にて連結する。
【００４８】
この後、図２２に示すように再び圧入装置７を正規位置にセットした上で図１３に示したクラムシェル２５による掘削と圧入装置７による圧入とを行う。そして、以降は図１９〜図２２までの工程を継ぎ足すべきライナーユニット４Ｃ，４Ｆ…およびロッド素片５ａ，５ａ…の数だけ同様にして繰り返す。
【００４９】
ここで、ライナーユニット４Ａ，４Ｂ…の圧入に際しては、複数のロッド素片５ａ，５ａ…からなる圧入ロッド５とコンクリート層１６を介して圧入装置７による圧入荷重を先行ライナーユニット３の刃口リング２に伝達し且つ各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…に補強リング６を介して伝達するようにしているため、先行ライナーユニット３よりも上段の各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…は実質的に先行ライナーユニット３および圧入ロッド５，５…にて下方に引き込まれるようにして圧入されるため、それぞれのライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…ひいては各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を形成しているところの剛性の乏しいライナープレート１２，１２…に圧入加重が直接加わることがないので、圧入途中でライナープレート１２，１２…が変形するようなことがなく、剛性の乏しいライナープレート１２，１２…を使用しながらも必要深度の井筒１ひいいては立坑Ｈを構築することができる。
【００５０】
図２３に示すように、必要段数分（この例では先行ライナーユニット３を除き６段）のライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の継ぎ足しと圧入とによって所定深度の井筒１が構築されたならば、圧入装置７を撤去して図２４の状態とする。この状態でコンクリートを水中打設して坑底に底版コンクリート２６を構築する。底版コンクリート２６が完全に固化したならば、井筒１内の水抜きを行った上で、図２５に示すように圧入ロッド５を構成しているロッド素片５ａ，５ａ…を分解しながら外部に撤去する。以上により、図２に示すようなライナープレート１２，１２…を単位要素をする井筒１をもってその井筒１を土留め壁体とする所定の立坑Ｈが構築されたことになる。
【００５１】
この場合、圧入ロッド５が立坑Ｈから全て撤去されたことによってその立坑Ｈの実有効空間を可及的に大きく確保できるようになる。また、撤去した圧入ロッド５のロッド素片５ａ，５ａ…は繰り返し使用することが可能となる。
【００５２】
図２６は上記実施の形態における先行ライナーユニット３の刃口リング２と圧入ロッド５およびその圧入ロッド５に各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を連結している補強リング６のそれぞれの相互関係を模式的に示しており、また、図２７，２８は図２６の変形例をそれぞれ示している。これらの図２７，２８から明らかなように、先行ライナーユニット３やその刃口リング２Ａのほかライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…および補強リング６Ａとして小判形のものを用いることにより小判形の立坑Ｈが、同様に先行ライナーユニット３やその刃口リング２Ｂのほかライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…および補強リング６Ｂとして矩形状のものを用いることにより矩形状の立坑Ｈがそれぞれ構築可能となる。
【００５３】
図２９，３０は本発明の第２の実施の形態を示し、圧入装置による圧入反力を受ける構造が図１に示した第１の実施の形態のものと異なっている。なお、図１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００５４】
図２９，３０に示すように、立坑Ｈを構築すべき位置の外側にそれよりも一回り大きな副立坑３０を形成し、その副立坑３０の内周面に、外径が段階的に小さくなるようにチャンネル状のリング３１，３１…を複数段にわたり積層した反力受け構造体３２を設置してある。さらに、反力受け構造体３２を形成しているいずれかのリング３１に一対の桁部材３３を架橋的に配置するとともに、この桁部材３３に各一対の油圧ジャッキ３４を支持させて圧入装置３５としてある。そして、各油圧ジャッキ３４のピストンと圧入ロッド５との間に保護リング３６を介装し、これをもって圧入ロッド５に圧入荷重を付与するように構成してある。
【００５５】
この実施の形態によれば、圧入装置３５による圧入反力は桁部材３３および反力受け構造体３２を介してその反力受け構造体３２の背面側の土塊重量が負担することになり、図１に示した第１の実施の形態のようなグラウンドアンカー８を打ち込む必要がなくなる。これによって、反力受け構造に要する施工コストを低減することが可能となる。
【００５６】
ここで、上記のような複数のリング３１，３１…を主体とする反力受け構造体３２に代えて、図３１，３２に示すように立坑Ｈを構築すべき位置を取り囲むように複数の鋼矢板３７等を地中に圧入して反力受け構造体３８とし、この反力受け構造体３８にＨ形鋼等からなる支持体３９を介して桁部材３３を支持させるようにしてもよい。この場合には、鋼矢板３７等からなる反力受け構造体３８の引き抜き耐力をもって圧入装置３５による圧入反力を負担することになる。この場合にも上記と同様の効果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい第１の実施の形態として、立坑の構築途中の状態を示す工程説明図。
【図２】（Ａ）は図１の立坑の構築に用いられるライナープレートの斜視図、（Ｂ）は同図（Ａ）に示すライナープレートの分解図。
【図３】図２に示すライナープレートを単位要素として組み立てられたライナーユニットの斜視図。
【図４】図１のａ部拡大説明図。
【図５】（Ａ）は図１に示す圧入ロッドの単位要素として用いられるロッド素片の正面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の左側面図。
【図６】図５の（Ａ）の平面図。
【図７】図１に示す構築手順の初期工程を示す説明図。
【図８】図７に続く構築手順の説明図。
【図９】（Ａ），（Ｂ）ともにライナーユニット同士の連結部の拡大断面図。
【図１０】図８の要部拡大説明図。
【図１１】図１０の左側面図。
【図１２】図８に続く構築手順の説明図。
【図１３】図１２に続く構築手順の説明図。
【図１４】図１３に続く構築手順の説明図。
【図１５】図１４に続く構築手順の説明図。
【図１６】図１５の要部拡大説明図。
【図１７】図１６の左側面図。
【図１８】図１５に続く構築手順の説明図。
【図１９】図１８に続く構築手順の説明図。
【図２０】図１９に続く構築手順の説明図。
【図２１】図２０に続く構築手順の説明図。
【図２２】図２１に続く構築手順の説明図。
【図２３】図２２に続く構築手順の説明図。
【図２４】図２３に続く構築手順の説明図。
【図２５】図２４に続く構築手順の説明図。
【図２６】図１における刃口リングと圧入ロッドおよび補強リングの相互関係を示す模式的説明図。
【図２７】図２６の変形例を示す模式的説明図。
【図２８】図２６の別の変形例を示す模式的説明図。
【図２９】本発明の第２の実施の形態を示す工程説明図。
【図３０】図２９の平面説明図。
【図３１】図２９の変形例を示す工程説明図。
【図３２】図３１の平面説明図。
【符号の説明】
１…井筒
２…刃口リング
３…先行ライナーユニット
４Ａ〜４Ｅ…ライナーユニット
５…圧入ロッド
５ａ…ロッド素片
６…補強リング
７…圧入装置
１２…ライナープレート
１６…コンクリート層
３０…副立坑
３２，３８…反力受け構造体（反力受け部材）
Ｄ…坑底相当部
Ｈ…立坑
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤に下水道および共同溝等の立坑（人坑）を構築する方法に関し、より具体的には、波形鋼板にて形成されたライナープレートを単位要素としてこのライナープレートを周方向および上下方向に複数個連結することで井筒とし、この井筒を土留め壁体（もしくは止水壁体）とする立坑を構築する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のライナープレートを使用した立坑の構築方法としてはいわゆる深礎工法と称される方法のほか、特許文献１，２に記載のものが提案されている。
【０００３】
すなわち、深礎工法では、波形鋼板をもって予め所定曲率の円弧状に形成されたライナープレートを土留め壁体として用いることを前提として、孔壁を土留め壁体で支えながら掘削し、ライナープレートを順次継ぎ足すことでその土留め壁体を下方に延長形成しながら所定深さの立坑を構築するものであるのに対して、特許文献１，２に記載の技術では、ライナープレートをもって予めリング状に組み立てたライナーユニットを地中に圧入し、その坑底相当部を機械掘削しながらライナーユニットへの上方側への継ぎ足しと圧入とを繰り返して所定深さの立坑を構築するものである。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−４９５９２号公報 （図１および図６）
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−１６９３６０号公報 （図１２〜図１６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の技術では、波形鋼板をもって形成したライナープレートの剛性が十分でなく、しかも圧入時の推進抵抗が大きい点を考慮して、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体の外周を別の薄い鋼板にて被覆することを前提としていることから、ライナープレートとは別に被覆用の鋼板が必須となり、大幅なコストアップが余儀なくされる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体（ライナーユニット）に直接圧入荷重を付与して地中に圧入するようにしていることから、ライナープレート自体が波形鋼板にて形成されているために圧入時の推進抵抗が大きいばかりでなく、その剛性が十分でないために圧入時にライナープレートが座屈変形を起こしやすく、したがって構築できる立坑の深さに自ずと限界がある。
【０００８】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、波形鋼板にて形成されたライナープレートを単位要素としてこのライナープレートを少なくとも周方向に複数個連結することでリング状のライナーユニットとし、ライナーユニットの坑底相当部の掘削とライナーユニットの圧入およびライナーユニットの継ぎ足しを繰り返し行うことを前提として、コストアップを招くことなくより深さの大きな立坑の構築を可能とした工法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、波形鋼板にて形成されたライナープレートを単位要素としてこのライナープレートを周方向および上下方向に複数個連結することで井筒とし、この井筒を土留め壁体とする立坑を構築する方法であることを前提としている。その上で、ライナープレートを少なくとも周方向に複数個連結することで井筒の一部として機能するリング状のライナーユニットを組み立てる一方、ライナーユニットの下端部には刃口リングを連結するとともに、刃口リングにはライナーユニットの内周面に沿って上方に伸びる圧入ロッドを着脱可能に立設する工程と、上記刃口リングを接地部として地面上に設置したライナーユニット内の坑底相当部を掘削しながら、上記圧入ロッドを荷重入力部として圧入装置により刃口リングに圧入荷重を付与することでライナーユニットを地中に圧入する工程と、地中に圧入されたライナーユニットに対し次の段のライナーユニットを積み重ねるように連結して継ぎ足し、このようなライナーユニットの継ぎ足しと坑底相当部の掘削および圧入ロッドを荷重入力部とする圧入とを繰り返し行う工程と、上記ライナーユニットをもって所定深さの井筒が構築された後に圧入ロッドを撤去する工程と、を含んでいて、ライナーユニット同士の連結の際に、それらのライナーユニット同士の連結部の全部もしくは一部に補強リングを介装するとともに、その補強リングに対して圧入ロッドを連結することを特徴とする。
【００１０】
ライナーユニットの圧入時の反力は、例えば周知のグラウンドアンカーを立坑の近くに地中深く打ち込んでこれに負担させるものとする。また、圧入ロッドとしては、圧入荷重を直接伝達するものであるためにライナープレートよりも強度に優れたものを用いるものとし、例えばＨ形鋼や中実丸棒状のものあるいはパイプ状のもの等のなかから最適なものを適宜選択して使用する。
【００１１】
ここで使用するライナープレートは、例えば薄板状の波形鋼板をもって垂直断面が波形状をなすように形成された略矩形状のプレートであって、その四周には相手側となるライナープレートとの連結のためにフランジ部が形成され、同時にそのフランジ部には複数のボルト穴が形成される。そして、例えば円形の立坑を構築するためのライナープレートは構築すべき立坑の円周のｎ等分の一の大きさの円弧状のものとして形成され、これらのライナープレートを円周方向および上下方向に順次連結することで円筒状の井筒として構築される。一方、例えばいわゆる長円形（小判形）の立坑を構築する場合には、上記のように所定の曲率を有したライナープレートと曲率を有しない平板状のライナープレートが併用される。
【００１２】
なお、個々のライナープレートに要求される強度等によっては、垂直断面が波形状をなすライナープレートに代えて、水平断面が波形状をなすライナープレートを使用することも可能である。
【００１３】
また、ライナーユニット同士の連結の際に、それらのライナーユニット同士の連結部の全部もしくは一部に補強リングを介装して、その補強リングに対して圧入ロッドを連結することは、圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果を得る上で有利となり、圧入ロッドの動きに各ライナーユニットを追従させることができるようになる。
【００１４】
この場合、請求項２に記載のように、圧入ロッドはライナーユニットの内周面に沿って複数本立設するとともに、各圧入ロッドはライナープレートの高さ寸法の複数倍の長さのロッド素片をもって長手方向で複数に分割されていて、上記ライナーユニットの継ぎ足しの際にその都度もしくはライナーユニットの複数回の継ぎ足しにつき一回そのロッド素片の継ぎ足しを行うことが作業性向上の上で望ましい。
【００１５】
また、請求項３に記載のように、圧入ロッドの一部として機能することになるロッド素片の継ぎ足しの際にそのロッド素片を補強リングに対し着脱可能に連結するものとする。こうすることにより、圧入ロッドが複数のロッド素片に分割されている場合であっても、圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果が発揮され、圧入ロッドの動きに各ライナーユニットを追従させることができる。
【００１６】
最下段のライナーユニットのより具体的な構造としては、請求項４に記載のように、そのライナーユニットを形成している複数のライナープレートの下端に刃口リングを連結した上でライナープレートの内周面をコンクリートで被覆することにより、複数のライナープレートと刃口リングおよびコンクリート層の三者を一体化したものとする。こうすることにより、最下段の先行筒体として機能するライナーユニットに必要十分な強度を具備させることができる。
【００１７】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、最先端の刃口リングに引っ張られるようにしてライナーユニットが地中に圧入されることになるので、ライナーユニット自体が直接圧入荷重を受けることがなく、したがってライナーユニットひいてはそのライナーユニットを形成しているライナープレートの座屈変形等が未然に防止され、より深度の大きな立坑の構築が可能となる。
【００１８】
所定深度の立坑が構築されたならば、圧入ロッドはその本来の機能を失うことから、所定深度の立坑の構築後に圧入ロッドを撤去する。こうすることにより圧入ロッドは繰り返し使用することが可能であり、施工コストの大幅な低減が可能となる。しかも、圧入ロッドの撤去によって立坑内には張り出すものがなくなって、その有効面積の拡大化が可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の立坑の構築方法を前提として、構築すべき立坑よりも大きな副立坑を予め構築するとともに、この副立坑に反力受け部材を介して圧入装置を固定支持させ、ライナープレートの圧入に伴う反力を副立坑側で支えることを特徴とする。
【００２０】
したがって、この請求項５に記載の発明では、先に例示したような反力を支えるためのグラウンドアンカー等の施工が不要となる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の立坑の構築方法を前提として、ライナーユニット内に水を補給しながらそのライナーユニット内の坑底相当部を掘削することを特徴とする。
【００２２】
軟弱な地盤に立坑を構築する場合、井筒の一部として機能することになるライナーユニットの坑底相当部を順次掘削することでその内部の水位が下がり、周辺地盤の水位との間に差が生じて、ライナーユニットが内側に変形する可能性がある。そこで、請求項６に記載の発明のように、構築途中では周辺地盤の水位とライナーユニット内部の水位との間に大きな差が生じないうに、ライナーユニット内に水を補給しながらそのライナーユニット内の坑底相当部を掘削すると、構築途中でのライナーユニットの変形を未然に防止することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ライナープレートの地中への圧入を前提とした立坑の構築方法でありながらも、圧入ロッドを介して先端の刃口リングに圧入荷重を直接伝達して、ライナーユニットを構成することになる各ライナープレートには圧入荷重が直接加わらないようにしたため、ライナーユニットを補強することなしに、より深度の大きな立坑の構築が可能となるとともに、構築後に撤去した圧入ロッドは繰り返し使用することが可能であるため、施工コストの一層の低減が可能となる。また、ライナーユニット同士に間に介装した補強リングに圧入ロッドを連結するようにしたため、立坑の深度が大きくなっても圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果とを得ることができ、圧入ロッドの座屈等を未然に防止して一層の作業性向上に寄与できるほか、圧入ロッドの圧入変位を各段のライナーユニットに確実に伝達できる利点がある。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、ライナーユニットの継ぎ足しと並行して圧入ロッドまでも継ぎ足しながら施工を行うようにしたため、例えば立坑の深度に合わせた圧入ロッドをいきなり立設する場合と比べて、施工時の作業性が良好なものとなる効果がある。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、ライナーユニット同士の連結部に補強リングを介装するとともに、圧入ロッドの一部として機能するロッド素片を補強リングに着脱可能に連結するようにしたため、圧入ロッドが複数のロッド素片に分割されていて且つ立坑の深度が大きくなっても、圧入ロッドの振れ止め効果と真直性維持効果とを得ることができることから、圧入ロッドの座屈等を未然に防止して一層の作業性向上に寄与できるほか、圧入ロッドの圧入変位を各段のライナーユニットに確実に伝達できる利点がある。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、実質的に刃口リング付きの最下段のライナーユニットをコンクリート層にて予め被覆してあるため、その強度が飛躍的に向上して最下段のライナーユニットの座屈等を未然に防止できる効果がある。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、ライナープレートの圧入に伴う反力を構築すべき立坑よりも大きな副立坑側で支える方式としたため、例えば圧入反力を支えるためにグラウンドアンカーを打ち込む場合と比べて、その施工コストを大幅に削減できる利点がある。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、ライナーユニット内に水を補給しながらそのライナーユニット内の坑底相当部を掘削するようにしたため、例えば周辺地盤の水位差によるライナープレート等の変形を未然に防止できる利点がある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の好ましい実施の形態を示しており、円形の立坑の施工途中の状態を示している。
【００３０】
同図から明らかなように、刃口リング２を有する最下段のリング状の先行ライナーユニット３を先行筒状体とし、その上に井筒１の一部を構成することになるｎ段のリング状のライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を積み重ねて相互に連結する一方、最下段の先行ライナーユニット３には井筒１の内周面に沿うように複数本（例えば４本）の圧入ロッド５を立設するとともに、その圧入ロッド５が最上段のライナーユニット４Ｆよりも所定量だけ突出するように設定してある。
【００３１】
ここで、圧入ロッド５としては後述するように座屈強度に優れた例えばＨ形鋼状のものあるいは丸パイプ状のものを使用するとともに、その圧入ロッド５は長手方向で複数のロッド素片５ａ，５ａ…に分割されており、後述するようにライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を積み重ねるように順次継ぎ足すのと並行して、圧入ロッド５もまたそのロッド素片５ａ，５ａ…が順次継ぎ足される。
【００３２】
また、本実施の形態では、図１に示すようにライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を２段継ぎ足すごとに一回、それら上下のライナーユニット（ライナープレート）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…同士の間に例えばＨ形鋼をもって形成された高強度の補強リング６を介在させ、その補強リング６にロッド素片５ａを着脱可能に連結するようにしている。もちろん、ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を継ぎ足すごとにその都度補強リング６を介在させてもよく、このように圧入ロッド５を形成することになるロッド素片５ａ，５ａ…を補強リング６に接続することで、複数のロッド素片５ａ，５ａ…をもって構成される圧入ロッド５の振れ止め効果と真直性が確保される。
【００３３】
一方、立坑Ｈを構築すべき位置の地面Ｇ側には圧入装置７が設置される。この圧入装置７は、予め地中深く打ち込まれたグラウンドアンカー８を反力受けとする複数の油圧ジャッキ９と、その油圧ジャッキ９によって昇降駆動されるリング状もしくは井桁状の昇降ベース１０とで構成されていて、昇降ベース１０と先に述べた最上段のライナーユニット４Ｆとの間には保護リング１１が介装される。
【００３４】
そして、図１３に示すようにバケット系掘削機のクラムシェル２５にて最下段の先行ライナーユニット３内部の坑底相当部Ｄを掘削しつつ、ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の積層体をもって構成される井筒１を地中に圧入し、先に述べたライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…やロッド素片５ａ，５ａ…の継ぎ足しと上記の掘削および圧入をｎ回繰り返すことで、所定深度の井筒１をもって立坑Ｈが構築される。
【００３５】
この場合、立坑Ｈを構築すべき地盤が例えば軟弱な地盤である場合には、上記のような掘削とライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の圧入とを繰り返すことで、周辺地盤の水位とライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…（構築途中の井筒１）内部の水位とが大きく異なってくることがある。例えば上記の掘削の繰り返しによってライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…内部の水位が周辺地盤の水位よりも著しく低くなると、その周辺地盤の水圧もしくは土圧によって一部のライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…が内側に変形するおそれがある。そこで、立坑Ｈの構築中においてはライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の内部に適宜水を補給して、上記のような水位差が生じないように考慮するものとする。
【００３６】
所定深度まで圧入された井筒１をもってその井筒１を土留め壁体とする立坑Ｈが構築されたならば、圧入装置７の撤去とともに、後述するように坑底相当部Ｄに底版コンクリートを打設し、最後に圧入ロッド５を複数のロッド素片５ａ，５ａ…の分解しながら立坑Ｈ内から完全に撤去する。以上をもって立坑Ｈの構築が完了する一方、撤去したロッド素片５ａ，５ａ…は繰り返し使用することが可能となる。
【００３７】
上記の各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…は、図２に示すようなライナープレート１２を単位要素として図３に示すように例えば高さ方向に２段で円周方向に６個のライナープレート１２，１２…同士をそれぞれボルト，ナットをもって連結することで円筒状のものとして組み立てられる。ライナープレート１２は、図２に示すように例えば薄板状の波形鋼板をもって垂直断面が波形状をなすように形成された略矩形状のライナープレート本体１３を主要素として、その四周に相手側となるライナープレート１２との連結のために平板状のフランジ部１４，１４…を形成したもので、同時にそのフランジ部１４，１４…には複数のボルト穴１５，１５…が形成されている。そして、図１に示すような円形の立坑Ｈを構築するためのライナープレート１２，１２…は構築すべき立坑Ｈの円周の例えば６等分の一の大きさのものすなわち所定曲率の円弧状のものとして形成され、同時にその高さｈは例えば５０ｃｍに統一されている。
【００３８】
最下段の先行ライナーユニット３は、図４に示すように４段にわたり積み重ねたライナープレート１２，１２…の下端に断面が略ウエッジ状をなす刃口リング２をボルト，ナットもしくは溶接にて結合するとともに、その内周面全面を上部を残してコンクリート層１６で被覆した厚肉構造のもので、これにより先行ライナーユニット３を形成している複数のライナープレート１２，１２…と刃口リング２およびコンクリート層１６が一体的に結合され、同時に先に述べたように地中への圧入に際して先行筒状体として機能する先行ライナーユニット３としての強度向上が図られている。
【００３９】
また、圧入ロッドを５を形成することになる各ロッド素片５ａ，５ａ…は、図５，６に示すようにＨ形鋼を所定長さに裁断した本体部２０の上下両端にエンドプレート２１を溶接固定したもので、その高さ寸法は各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…と同じ高さ寸法すなわちライナープレート１２の高さ寸法ｈの２倍の１ｍに設定されている。そして、ロッド素片５ａ，５ａ…のフランジ部２２には補強リング６との連結のためのボルト穴２３が、エンドプレート２１にはロッド素片５ａ，５ａ同士の連結のためのボルト穴が２４がそれぞれ形成されいている。
【００４０】
図７以下の図面は図１に示した立坑Ｈの構築手順の詳細を示している。
【００４１】
最初に、図７に示すように立坑Ｈを構築すべき位置の近傍にグラウンドアンカー８を地中深く打ち込んでおく一方、立坑Ｈを構築すべき位置に図４に示した最下段の先行ライナーユニット３をその刃口リング２を接地部として水平に設置する。
【００４２】
続いて、図８，１０に示すように、先行ライナーユニット３のコンクリート層１６の上に圧入ロッド５の一部を構成することになる複数のロッド素片５ａ，５ａ…を等ピッチで着座させつつ立設し、各ロッド素片５ａ，５ａ…を補強リング６を介して先行ライナーユニット３に連結して固定する。こうすることにより、先行ライナーユニット３よりも上方にロッド素片５ａが突出することになる。
【００４３】
より詳しくは、本実施の形態では、先行ライナーユニット３もしくはライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を構成することになる各ライナープレート１２，１２…同士の連結は、図９の（Ａ）に示すように止水ゴムである水膨張性ゴム１７を介在させた上でのボルト，ナット１８，１９による締結を基本とするものであるが、先に述べたように要所要所に補強リング６を介在させることとしているので、この時点で図９の（Ｂ）に示すように先行ライナーユニット３の上端にＨ形鋼からなる補強リング６をボルト，ナット１８，１９にて連結するとともに、図１０，１１に示すようにこの補強リング６に対して同じくボルト，ナット１８，１９にて最下段のロッド素片５ａを着脱可能に連結する。この場合、コンクリート層１６に着座することになるロッド素片５ａの下端についても、例えばコンクリート層１６側に予めボルトを埋設しておくことにより上記と同様のボルト，ナット結合をもってコンクリート層１６に連結するようにしてもよい。
【００４４】
こうして、圧入ロッド５の一部として機能するロッド素片５ａが立設されたならば、図１２に示すように正規位置に圧入装置７をセットし、その昇降ベース１０とロッド素片５ａとの間に保護リング１１を介在させる。そして、図１３に示すように先行ライナーユニット３の内部の坑底相当部Ｄをバケット系掘削機のクラムシェル２５にて掘削しながら、圧入装置７の油圧ジャッキ９を作動させて、ロッド素片５ａを荷重入力部として圧入荷重を付与してその先行ライナーユニット３を地中に圧入する。この場合、先に述べたよう立坑Ｈを構築すべき地盤が軟弱地盤であって、且つクラムシェル２５による掘削に伴い先行ライナーユニット３の外部と内部とで大きな水位差が生じるときには、その水位差を極力少なくするように先行ライナーユニット３の内部に水を補給しながら掘削を行うものとする。
【００４５】
先行ライナーユニット３が所定量だけ地中に圧入されたならば、図１４に示すように圧入装置７を一旦撤去し、それに続いて図１５および図１６，１７に示すように新しいライナーユニット４Ａを先の補強リング６に継ぎ足す一方、各ロッド素片５ａ，５ａ…に対しても新しいロッド素片５ａ，５ａ…をそれぞれ一段ずつ継ぎ足す。なお、図１６，１７から明らかなようにＨ形鋼からなるロッド素片５ａ，５ａ同士はボルト，ナット１８，１９にて着脱可能に連結するものとする。
【００４６】
こうして、ライナーユニット４Ａおよびロッド素片５ａの継ぎ足し作業を終えたならば、図１８に示すように再び圧入装置７を正規位置にセットした上で、図１３と同様のクラムシェル２５による掘削と、図１９に示すように圧入装置７による地中への圧入とを繰り返す。
【００４７】
クラムシェル２５による掘削と圧入とを終えたならば、図２０に示すように圧入装置７を一旦撤去した上で、図２１に示すように三段目のライナーユニット４Ｂおよびロッド素片５ａ，５ａ…の継ぎ足しを行う。すなわち、二段目のライナーユニット４Ａの上に図９の（Ａ）と同様の形態をもって三段目のライナーユニット４Ｂを継ぎ足すとともに、継ぎ足したライナーユニット４Ｂの上部に図１０と同様に補強リング６を装着する一方、二段目のロッド素片５ａ，５ａ…に対して三段目のロッド素片５ａ，５ａ…を図１６と同様にボルト，ナット１８，１９にて連結する。その上で、補強リング６に対し、図１０と同様に継ぎ足した三段目のロッド素片５ａをボルト，ナット１８，１９にて連結する。
【００４８】
この後、図２２に示すように再び圧入装置７を正規位置にセットした上で図１３に示したクラムシェル２５による掘削と圧入装置７による圧入とを行う。そして、以降は図１９〜図２２までの工程を継ぎ足すべきライナーユニット４Ｃ，４Ｆ…およびロッド素片５ａ，５ａ…の数だけ同様にして繰り返す。
【００４９】
ここで、ライナーユニット４Ａ，４Ｂ…の圧入に際しては、複数のロッド素片５ａ，５ａ…からなる圧入ロッド５とコンクリート層１６を介して圧入装置７による圧入荷重を先行ライナーユニット３の刃口リング２に伝達し且つ各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…に補強リング６を介して伝達するようにしているため、先行ライナーユニット３よりも上段の各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…は実質的に先行ライナーユニット３および圧入ロッド５，５…にて下方に引き込まれるようにして圧入されるため、それぞれのライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…ひいては各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を形成しているところの剛性の乏しいライナープレート１２，１２…に圧入加重が直接加わることがないので、圧入途中でライナープレート１２，１２…が変形するようなことがなく、剛性の乏しいライナープレート１２，１２…を使用しながらも必要深度の井筒１ひいいては立坑Ｈを構築することができる。
【００５０】
図２３に示すように、必要段数分（この例では先行ライナーユニット３を除き６段）のライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…の継ぎ足しと圧入とによって所定深度の井筒１が構築されたならば、圧入装置７を撤去して図２４の状態とする。この状態でコンクリートを水中打設して坑底に底版コンクリート２６を構築する。底版コンクリート２６が完全に固化したならば、井筒１内の水抜きを行った上で、図２５に示すように圧入ロッド５を構成しているロッド素片５ａ，５ａ…を分解しながら外部に撤去する。以上により、図２に示すようなライナープレート１２，１２…を単位要素をする井筒１をもってその井筒１を土留め壁体とする所定の立坑Ｈが構築されたことになる。
【００５１】
この場合、圧入ロッド５が立坑Ｈから全て撤去されたことによってその立坑Ｈの実有効空間を可及的に大きく確保できるようになる。また、撤去した圧入ロッド５のロッド素片５ａ，５ａ…は繰り返し使用することが可能となる。
【００５２】
図２６は上記実施の形態における先行ライナーユニット３の刃口リング２と圧入ロッド５およびその圧入ロッド５に各ライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を連結している補強リング６のそれぞれの相互関係を模式的に示しており、また、図２７，２８は図２６の変形例をそれぞれ示している。これらの図２７，２８から明らかなように、先行ライナーユニット３やその刃口リング２Ａのほかライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…および補強リング６Ａとして小判形のものを用いることにより小判形の立坑Ｈが、同様に先行ライナーユニット３やその刃口リング２Ｂのほかライナーユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…および補強リング６Ｂとして矩形状のものを用いることにより矩形状の立坑Ｈがそれぞれ構築可能となる。
【００５３】
図２９，３０は本発明の第２の実施の形態を示し、圧入装置による圧入反力を受ける構造が図１に示した第１の実施の形態のものと異なっている。なお、図１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００５４】
図２９，３０に示すように、立坑Ｈを構築すべき位置の外側にそれよりも一回り大きな副立坑３０を形成し、その副立坑３０の内周面に、外径が段階的に小さくなるようにチャンネル状のリング３１，３１…を複数段にわたり積層した反力受け構造体３２を設置してある。さらに、反力受け構造体３２を形成しているいずれかのリング３１に一対の桁部材３３を架橋的に配置するとともに、この桁部材３３に各一対の油圧ジャッキ３４を支持させて圧入装置３５としてある。そして、各油圧ジャッキ３４のピストンと圧入ロッド５との間に保護リング３６を介装し、これをもって圧入ロッド５に圧入荷重を付与するように構成してある。
【００５５】
この実施の形態によれば、圧入装置３５による圧入反力は桁部材３３および反力受け構造体３２を介してその反力受け構造体３２の背面側の土塊重量が負担することになり、図１に示した第１の実施の形態のようなグラウンドアンカー８を打ち込む必要がなくなる。これによって、反力受け構造に要する施工コストを低減することが可能となる。
【００５６】
ここで、上記のような複数のリング３１，３１…を主体とする反力受け構造体３２に代えて、図３１，３２に示すように立坑Ｈを構築すべき位置を取り囲むように複数の鋼矢板３７等を地中に圧入して反力受け構造体３８とし、この反力受け構造体３８にＨ形鋼等からなる支持体３９を介して桁部材３３を支持させるようにしてもよい。この場合には、鋼矢板３７等からなる反力受け構造体３８の引き抜き耐力をもって圧入装置３５による圧入反力を負担することになる。この場合にも上記と同様の効果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい第１の実施の形態として、立坑の構築途中の状態を示す工程説明図。
【図２】（Ａ）は図１の立坑の構築に用いられるライナープレートの斜視図、（Ｂ）は同図（Ａ）に示すライナープレートの分解図。
【図３】図２に示すライナープレートを単位要素として組み立てられたライナーユニットの斜視図。
【図４】図１のａ部拡大説明図。
【図５】（Ａ）は図１に示す圧入ロッドの単位要素として用いられるロッド素片の正面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の左側面図。
【図６】図５の（Ａ）の平面図。
【図７】図１に示す構築手順の初期工程を示す説明図。
【図８】図７に続く構築手順の説明図。
【図９】（Ａ），（Ｂ）ともにライナーユニット同士の連結部の拡大断面図。
【図１０】図８の要部拡大説明図。
【図１１】図１０の左側面図。
【図１２】図８に続く構築手順の説明図。
【図１３】図１２に続く構築手順の説明図。
【図１４】図１３に続く構築手順の説明図。
【図１５】図１４に続く構築手順の説明図。
【図１６】図１５の要部拡大説明図。
【図１７】図１６の左側面図。
【図１８】図１５に続く構築手順の説明図。
【図１９】図１８に続く構築手順の説明図。
【図２０】図１９に続く構築手順の説明図。
【図２１】図２０に続く構築手順の説明図。
【図２２】図２１に続く構築手順の説明図。
【図２３】図２２に続く構築手順の説明図。
【図２４】図２３に続く構築手順の説明図。
【図２５】図２４に続く構築手順の説明図。
【図２６】図１における刃口リングと圧入ロッドおよび補強リングの相互関係を示す模式的説明図。
【図２７】図２６の変形例を示す模式的説明図。
【図２８】図２６の別の変形例を示す模式的説明図。
【図２９】本発明の第２の実施の形態を示す工程説明図。
【図３０】図２９の平面説明図。
【図３１】図２９の変形例を示す工程説明図。
【図３２】図３１の平面説明図。
【符号の説明】
１…井筒
２…刃口リング
３…先行ライナーユニット
４Ａ〜４Ｅ…ライナーユニット
５…圧入ロッド
５ａ…ロッド素片
６…補強リング
７…圧入装置
１２…ライナープレート
１６…コンクリート層
３０…副立坑
３２，３８…反力受け構造体（反力受け部材）
Ｄ…坑底相当部
Ｈ…立坑
Claims (6)
- 波形鋼板にて形成されたライナープレートを単位要素としてこのライナープレートを周方向および上下方向に複数個連結することで井筒とし、この井筒を土留め壁体とする立坑を構築する方法であって、
ライナープレートを少なくとも周方向に複数個連結することで井筒の一部として機能するリング状のライナーユニットを組み立てる一方、ライナーユニットの下端部には刃口リングを連結するとともに、刃口リングにはライナーユニットの内周面に沿って上方に伸びる圧入ロッドを着脱可能に立設する工程と、
上記刃口リングを接地部として地面上に設置したライナーユニット内の坑底相当部を掘削しながら、上記圧入ロッドを荷重入力部として圧入装置により刃口リングに圧入荷重を付与することでライナーユニットを地中に圧入する工程と、
地中に圧入されたライナーユニットに対し次の段のライナーユニットを積み重ねるように連結して継ぎ足し、このようなライナーユニットの継ぎ足しと坑底相当部の掘削および圧入ロッドを荷重入力部とする圧入とを繰り返し行う工程と、
上記ライナーユニットをもって所定深さの井筒が構築された後に圧入ロッドを撤去する工程と、
を含んでいて、
ライナーユニット同士の連結の際に、それらのライナーユニット同士の連結部の全部もしくは一部に補強リングを介装するとともに、その補強リングに対して圧入ロッドを連結することを特徴とするライナープレートを使用した立坑の構築方法。 - 圧入ロッドはライナーユニットの内周面に沿って複数本立設するとともに、各圧入ロッドはライナープレートの高さ寸法の複数倍の長さのロッド素片をもって長手方向で複数に分割されていて、
上記ライナーユニットの継ぎ足しの際にその都度もしくはライナーユニットの複数回の継ぎ足しにつき一回そのロッド素片の継ぎ足しを行うものであることを特徴とする請求項１に記載のライナープレートを使用した立坑の構築方法。 - 圧入ロッドの一部として機能することになるロッド素片の継ぎ足しの際にそのロッド素片を補強リングに対し着脱可能に連結することを特徴とする請求項２に記載のライナープレートを使用した立坑の構築方法。
- 最下段のライナーユニットは、そのライナーユニットを形成している複数のライナープレートの下端に刃口リングを連結した上でライナープレートの内周面をコンクリートで被覆することにより、複数のライナープレートと刃口リングおよびコンクリート層の三者を一体化したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のライナープレートを使用した立坑の構築方法。
- 構築すべき立坑よりも大きな副立坑を予め構築するとともに、この副立坑に反力受け部材を介して圧入装置を固定支持させ、ライナープレートの圧入に伴う反力を副立坑側で支えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のライナープレートを使用した立坑の構築方法。
- ライナーユニット内に水を補給しながらそのライナーユニット内の坑底相当部を掘削することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のライナープレートを使用した立坑の構築方法。
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