JP4452170B2 - 立坑の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、立坑の構築方法に関し、さらに詳しくはプレキャストコンクリート製のセグメントリングを順次積重しながら地中に圧入して立坑を構築する方法に関する。

立坑を構築する際、鋼製のセグメント若しくはコンクリート製のセグメント又は場所打ちにて製作した鉄筋コンクリート部材を用いて、これらのセグメントや部材をカウンターウェイトや圧入ジャッキによって地中に沈設し、立坑を構築する技術がある。

立坑を建築物地下室又は内水圧タンク等に使用する場合、鋼製のセグメントは、仮設の役割として使用されることが多く、本設の構造物とする場合には、鋼製セグメントの内側にコンクリート等を巻立てることが多い。また、コンクリート製のセグメントを用いる場合、ボルトにて各セグメントを接合するため、立坑壁の内側にボルト接合用の多数の切り欠きを設けることとなり、建築物の地下室又は内水圧タンクとして使用する場合、これらの切り欠き部を後埋めする作業が必要となる。

そのほか、現場にてコンクリート部材を製作する場合、鉄筋組立、型枠組立、コンクリート打設、養生、脱枠等の作業が必要となり、部材製作及び付帯作業実施中はコンクリート部材を沈下させることができない。また、現場打ちするための型枠や足場等の設備が必要であり、これらを仮置きする別の場所が必要となる。

都市内で立坑を構築しようとする場合は、現場打ちコンクリートによる構築では、施工ヤードの確保が困難であるという問題があり、施工期間が長期となり道路等の占有による交通渋滞を余儀なくされる等の問題が発生する可能性がある。

鋼製セグメントを用い、その内部を掘削しつつセグメントを組立てて地中に圧入し、掘削後に掘削底にコンクリートを打設し、地上のセグメントの外周にブラケットをつけて固定する立坑の構築方法がある。（例えば、特許文献１参照。）。

この技術は鋼製セグメントを用いるもので建築物地下室又は内水圧タンクとして使用する場合、コンクリートの内張り等を必要とする。

また、せん断応力に対して耐久性の高い立坑として、掘削穴の軸線方向にコンクリートセグメントおよびスチールセグメントを複数接合させることにより構築された筒状壁体を備え、この筒状壁体に、この筒状壁体を掘削穴の軸線方向に貫通する貫通孔が筒状壁体の周方向に亙って複数設けられ、これら貫通孔にＰＣ線が挿通され、これらＰＣ線によって前記筒状壁体に前記掘削穴の軸線方向に亙ってプレストレスを導入する技術がある（例えば、特許文献２参照。）。

この技術は地下水による地盤の脆弱化を防ぐための排水立坑であって、コンクリートセグメントとスチールセグメントを複数接合させ、スチールセグメントリングに一端を固定したＰＣ線により立坑壁の軸方向にプレストレスを導入し、立坑自身のせん断応力に対する耐久性を高めるものである。この立坑は、筒状壁体の周方向の強化については格別の考慮を払っていない。
特許第３４５３６６４号公報（第２−３頁、図１） 特開平９−２４２４６１号公報（第２−４頁、図１）

本発明はプレキャストコンクリート製セグメントを順次積重しながら地中に圧入して立坑を構築する技術において、立坑壁の立坑軸方向及び円周方向にプレストレスを導入した強固な立坑を構築する技術を提供することを目的とするものである。

本発明はプレキャストコンクリート製セグメントリングを順次積重しながら地中に圧入して立坑を構築する方法において、前記セグメントの肉厚内に、セグメント内を斜行する多数のＰＣ鋼材を円筒網目状に配設しておき、該ＰＣ鋼材を緊張定着すると共に次段隣接リングのＰＣ鋼材に連結し、セグメントを順次地中に圧入沈下させて坑壁を形成することを特徴とする立坑の構築方法である。ＰＣ鋼材の緊張定着は、セグメント１段ごとにすべて行ってもよく、定着位置を交互にずらして、複数段ごとに行ってもよい。

本発明は、プレキャストコンクリートセグメントの肉厚内に多数のＰＣ鋼材を斜方向に網目状に配置したセグメントを用いる。そして積重するセグメントの各段リングごと又は複数段（例えば２〜５段）ごとにＰＣ鋼材の緊張、定着を行う。積重するリング内のＰＣ鋼材を連結し、強固な立坑壁を形成しながら、立坑を構築する。ＰＣ鋼材はコンクリートセグメント肉厚内に斜方向に交差して網目状に配置され、緊張定着を行うため、立坑壁を形成するセグメントリングの立坑軸方向及び円周方向に同時にプレストレスを導入することができる。円周方向にプレストレスが導入されるため、内水圧がかかる場合に有利となる。

また、本発明ではコンクリート製セグメントを用いるため立坑構築と同時に本設構造物とすることができる。また、セグメントリング間の継手面にてＰＣ鋼材の緊張・定着を行うため、立坑壁体の内面にセグメント接合用の切り欠きが露出することがなく、切り欠き部等を後埋めする作業が不要となる。

さらに、本発明のコンクリートセグメントはプレキャスト部材であるため、現場にてコンクリート部材を製作する必要がなく、型枠や足場の仮置き場所を確保する必要もない。そのため、立坑構築の施工ヤードが狭隘な条件でも対応することができ、橋下その他上空制限のある場所にも対応することができる。

さらにまた、立坑の頂部リングとして、複数のキャップリングピースを接合ボルトで円周方向に締付けたキャップリングを用いると好ましい。このキャップリングは、頂部リングの頂部を覆うもので、例えば円周方向に複数個に分割した鋼製リングとし、分割されたキャップリングピース同士を円周方向接合ボルトで絞り込むことにより、頂部リングを保護することができる。

本発明によれば、ＰＣ鋼材をコンクリートセグメント肉厚内に斜方向に網目状に配置して、緊張定着を行うため、立坑壁の立坑軸方向及び円周方向に同時にプレストレスが導入される。円周方向にプレストレスが導入されるため、内水圧がかかる場合に有利となる。

また、本発明ではコンクリート製セグメントを用いるため立坑構築と同時に本設構造物とすることができる。また、セグメントリング間の継手面にてＰＣ鋼材の緊張・定着を行うため、立坑壁体の内面にセグメント接合用の切り欠きが露出することがなく、後埋めの作業が不要となる。

本発明のコンクリートセグメントはプレキャスト部材であるため、現場にてコンクリート部材を製作する必要がなく、型枠や足場の仮置き場所を確保する必要もない。そのため、立坑構築の施工ヤードが狭い条件でも対応することができ、上空制限のある条件にも対応することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図８（ａ）〜図８（ｄ）に本発明の実施例の実施工程を示した。

図８（ａ）に示すように、地中にグラウンドアンカー７１を施工し、地盤７０に刃口ロット２０を設置する。刃口ロット２０は鋼製、場所打コンクリート製又はプレキャストブロックなどを用いる。刃口ロット２０は、下端に刃先を備え、圧下によりこの刃先が地中に進入する。

クレーン７２のクラムシェル７４にて地盤７０を掘削し、掘削地盤７３を形成すると共に、刃口ロット２０を圧入装置８０によって地中に圧入する。

次いで図８（ｂ）に示すように、クレーン７２はクラムシェル７４を取り外し、フック７５で圧入装置８０を撤去し、次いで図８（ｃ）に示すように、第１段目のセグメントリング３０を刃口ロット２０上に取付ける。セグメントリング３０はプレキャストコンクリートセグメント３０ａ〜３０ｅから成っている。刃口ロット２０に下端部を固定したＰＣ鋼材をセグメントリング３０の上端で定着具１２により緊張定着する。

次いで図８（ｄ）に示すように、セグメントリング３０上に圧入装置８０を装着し再びクレーン７２にクラムシェル７４を取付け、地盤７３を掘削しながら圧入装置８０によってセグメントリング３０を沈下させる。セグメントリング３０の高さ分の沈下を完了したら、圧入装置８０を取外し（図８（ｂ）と同様の状態）、次段のセグメントリングを既設セグメントリング上に載せ、上下のＰＣ鋼材を接続具１３で連結し、次いで図８（ｃ）の状態と同様にＰＣ鋼材を緊張定着し、図８（ｄ）の沈下工程に移行する。このように、図８（ａ）〜図８（ｄ）の作業を繰返して順次セグメントリングを沈下させて立坑を構築する。

図２は本発明の施工中の立坑構築工程の説明図で、第１段のセグメントリング３０の上に第２段のセグメントリング４０を積重して施工中の段階の縦断面図（図１のＡ−Ａ矢視図）である。図１は図２の壁体１０の展開図を示したものである。

図１、図２に示すように、セグメントリング３０はプレキャストコンクリートセグメント３０ａ〜３０ｅから成り、その肉厚中に円筒網目状に交差する多数のＰＣ鋼材１１が設けられている。なお、第１段目のセグメントリング３０中にはＰＣ鋼材３１が円周方向に設けられており１段目のみ円周方向にも締める。ＰＣ鋼材１１はシース内に挿通されるものでもよく、アンボンドＰＣ鋼材をコンクリート中に埋設したものでもよい。ＰＣ鋼材１１の下端は刃口ロット２０に定着具２１で定着されている。ＰＣ鋼材１１は第１段のセグメントリング３０上面にて定着具１２にて緊張定着される。ＰＣ鋼材１１は立坑軸方向に対して傾いており、緊張によって、セグメントリング３０に立坑軸方向及び周方向プレストレスを同時に導入することができる。

次いで第２段のセグメントリング４０はプレキャストコンクリートセグメント４０ａ〜４０ｅから成り、第１段のセグメントリング３０の上に積重する。下段のセグメントリング３０と上段のセグメントリング４０とは図３に示すように凹凸条からなる上下目地３２によって嵌合し、位置決め及びシール処理がなされる。また隣接するセグメント同士、例えば図４に示すセグメント３０ａ、３０ｂの側面（縦目地）も凹凸条によって相互嵌合するように隣接目地３３が形成されている。

なお、図５に示すように上下セグメントリング３０、４０の正確な位置決めのために、セグメント３０の上面に位置決め孔３４が設けられ、これらが対向して収まるように位置決めピン３５を備えている。位置決めピン３５は例えば金属製のそろばん玉のような形状をしており、上下の孔３４、４４にきっちりと嵌入するようになっている。

次いで、ＰＣ鋼材１１は第１段のセグメントリング３０内のＰＣ鋼材１１と接続具１３で連結される。積重し終ったら、この連結されたＰＣ鋼材１１をセグメントリング４０のリング上面で緊張定着する。このことによって、プレキャストコンクリートセグメントからなる強固なセグメントリングを形成すると共に、上下セグメントリングの緊密な結合ができ強力な立坑壁体１０が形成される。定着部１２及び接続具１３はプレキャストコンクリートセグメントの駆体中に埋設されるので、壁体１０内の内面や外面に露出しない。

次いで第３段以降のセグメントリングを同様に積重して立坑壁体１０を形成し、立坑の掘削、立坑壁の圧下沈設を進行させる。

図６は、このようにして形成された立坑壁の頂部セグメントリング５０の展開図である。頂部セグメントリング５０より下方の立坑壁は図示省略されている。頂部セグメントリング５０には複数のキャップリングピース６０ａ、６０ｂ、６０ｃを接合ボルトで円周方向に締付けて形成したキャップリング６０を被せた構造となっている。

図７は図６のＢ部（接合部）の部分斜視図で、キャップリングピース６０ａを示している。キャップリングピース６０ａはフランジ６１を備え、このフランジを締付けてキャップリングピース同士を接合するボルト６２を備えている。６３はボルト孔である。キャップリング６０は鋼製とするとよい。

実施例の工程を示す立坑壁の展開図である。 図１の組立体の縦断面図（図１のＡ−Ａ矢視図）である。 上下セグメントリングの接合面の形状を示す説明図である。 左右セグメントの接合面の形状を示す説明図である。 位置決めピンの説明図である。 実施例の頂部セグメントリング及びキャップリングの展開図である。 実施例のキャップリングピースの部分斜視図である。 本発明の実施例の作業工程図である。 本発明の実施例の作業工程図である。 本発明の実施例の作業工程図である。 本発明の実施例の作業工程図である。

符号の説明

１１ ＰＣ鋼材
１２ 定着具
１３ 接続具
２０ 刃口ロット
２１ 定着具
３０ セグメントリング
３０ａ〜３０ｅ プレキャストコンクリートセグメント
３１ ＰＣ鋼材
３２ 上下目地
３３ 隣接目地
３４ 位置決め孔
３５ 位置決めピン
４０ セグメントリング
４０ａ〜４０ｅ プレキャストコンクリートセグメント
４４ 位置決め孔
５０ 頂部セグメントリング
６０ キャップリング
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ キャップリングピース
６１ フランジ
６２ ボルト
６３ ボルト孔
７０ 地盤
７１ グラウンドアンカー
７２ クレーン
７３ 掘削地盤
７４ クラムシェル
７５ フック
８０ 圧入装置

Claims (2)

1. プレキャストコンクリート製セグメントリングを順次積重しながら地中に圧入して立坑を構築する方法において、
   前記セグメントの肉厚内に、セグメント内を斜行する多数のＰＣ鋼材を円筒網目状に配設しておき、該ＰＣ鋼材を緊張定着すると共に次段隣接リングのＰＣ鋼材に連結し、セグメントを順次地中に圧入沈下させて坑壁を形成することを特徴とする立坑の構築方法。
2. 立坑の頂部リングとして、複数のキャップリングピースを接合ボルトで円周方向に締付けたキャップリングを用いることを特徴とする請求項１記載の立坑の構築方法。

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