JP4576768B2

JP4576768B2 - 複合型地中連続壁および同壁の構築工法

Info

Publication number: JP4576768B2
Application number: JP2001230937A
Authority: JP
Inventors: 茂彦杉江; 正金子
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP2003041576A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複合型地中連続壁および同壁の構築工法に関し、特に、土留め壁の一部を本体壁として利用する場合の複合型地中連続壁および同壁の構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下構造物を構築する際には、仮設用の土留め壁、あるいは、本体兼用の土留め壁として、鉄筋コンクリート製の地中連続壁が用いられることが多い。この種の地中連続壁は、地中に矩形状の単位壁体を築造して、これを順次横方向に連結することにより構築されているが、従来の地中連続壁には、以下に説明する課題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の地中連続壁は、壁下部の遮水部分および壁上部の応力が小さい部分も、根切り底付近の最大応力部と変わらない同一断面で設計,施工されていたので、きわめて不経済になっていた。
【０００４】
また、地中連続壁を構築する際に発生する掘削残土は、産業廃棄物となるので、処理や搬出にコストがかかるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、経済的に構築することができる複合型地中連続壁を提供することにある。
【０００６】
また、別の目的として、掘削残土を有効に利用して、その処理,搬出量を低減することができる複合型地中連続壁の構築工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地上から掘削された掘削溝内にコンクリートなどの硬化性泥状物を充填硬化させることにより形成される地中連続壁において、前記地中連続壁の根切り底面を含む深度方向の中間に位置し、本体として利用する鉄筋コンクリート製の中間壁部と、前記中間壁部の上部側に位置し、前記中間壁部よりも強度が低く、地上側まで延設される上部壁部と、前記中間壁部の下部側に位置し、前記上部壁部よりも強度が低く、根切り以深に延設される下部壁部とを備え、前記中間壁部と前記上部壁部とには、前記掘削溝の上端まで延設される鉄筋籠が埋設され、前記上部および下部壁部は、掘削残土を固化材で固化させて、仮設として利用する同じ配合比率の流動化ソイル壁とし、前記上部壁部は、低応力部分に相当し、前記下部壁部は、遮水機能だけを備えたものとするようにした。
【０００８】
このように構成した複合型地中連続壁によれば、地中連続壁の根切り底面を含む深度方向の中間に位置し、本体として利用する鉄筋コンクリート製の中間壁部と、中間壁部の上部側に位置し、中間壁部よりも強度が低く、地上側まで延設される上部壁部と、中間壁部の下部側に位置し、上部壁部よりも強度が低く、根切り以深に延設される下部壁部とを備えているので、地中壁の強度関係は、中間壁部＞上部壁部＞下部壁部となっている。
【０００９】
一方、地中連続壁は、通常、根切り底の近傍で最大応力が作用し、根切り底の上部側、すなわち、地上側の近傍では、掘削に伴って応力が作用するが、その応力は、比較的低く、低応力部となるとともに、根切り以深では、応力が殆ど作用しない。
【００１０】
本発明では、このような地中壁の応力度に応じて、地中壁の強度を深度方向で異ならせて、中間壁部＞上部壁部＞下部壁部となるようにしている。
【００１１】
このため、本発明の複合型地中壁は、要請される応力度に応じた合理的な設計となるとともに、全体を鉄筋コンクリート壁とする場合に比べて、構築コストを大幅に低減させることができる。
【００１２】
また、上部および下部壁部は、掘削残土を固化材で固化させて仮設として利用する流動化ソイル壁とするので、掘削残土を有効に利用して、その処理,搬出量を低減することができる。
【００１３】
前記上部および下部壁部は、前記中間壁部の上下に連続して形成され、前記下部壁部と前記中間壁部との連結部分に凹凸部を形成し、前記中間壁部が前記下部壁部側に突出する凸部に遮水パネルを設置することができる。
【００１４】
この構成によれば、下部壁部と前記中間壁部との連結部分に凹凸部を形成するので、両者の一体性が強化されるとともに、中間壁部が下部壁部側に突出する凸部に遮水パネルを設置するので、止水性も確保することができる。
【００１５】
また、本発明は、地上から掘削された掘削溝内にコンクリートなどの硬化性泥状物を充填させて、これを硬化させることで地中連続壁を形成する地中連続壁の構築工法において、前記掘削溝の下端側に、掘削残土に固化材と水とを加えた流動化ソイルを打設して、遮水機能だけを備えた下部壁部を形成した後に、この下部壁部の上部側に、前記掘削溝の上端まで延設される鉄筋籠を建て込んで、コンクリートを打設して、鉄筋コンクリート製の中間壁部を形成し、この後に、前記中間壁部の上部側に前記流動化ソイルと同じ配合比率の流動化ソイルを再度打設して、低応力部分に相当する箇所に上部壁部を形成するようにした。
【００１６】
このように構成した複合型地中連続壁の構築工法によれば、仮設的な利用部分となる下部壁部と上部壁部とを、掘削残土に固化材と水とを加えた流動化ソイルとするので、経済性が向上するとともに、流動化ソイルに掘削残土を利用するので、その処理量や搬出量も低減する。
【００１７】
また、本発明では、下部壁部を形成した後に、この下部壁部の上部側に、掘削溝の上端まで延設される鉄筋籠を建て込んで、コンクリートを打設して、鉄筋コンクリート製の中間壁部を形成し、この後に、中間壁部の上部側に流動化ソイルを再度打設して、上部壁部を形成するので、同じ配合比率の流動化ソイルを使用しても、鉄筋籠の埋設の有無により、強度の異なる下部壁部と上部壁部とを、容易に構築することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図７は、本発明にかかる複合型地中連続壁および同壁の構築工法の一実施例を示している。
【００１９】
図１は、本発明にかかる複合型地中連続壁１０の縦断面を示している。同図に示した地中連続壁１０は、鉄筋コンクリート製の中間壁部１２と、この上部に形成された上部壁部１４と、中間壁部１２の下部に形成された下部壁部１６とを有している。
【００２０】
なお、本実施例の場合、壁の強度は、その一軸圧縮強度が基準となっていて、中間壁部１２の強度が最も大きく、上部壁部１４は、中間壁部１２よりも強度が低く、下部壁部１６は、上部壁部１４よりも強度が低くなっている。
【００２１】
鉄筋コンクリート製の中間壁部１２は、形成深度が、根切り底面ｈ₀を含んだｈ_１とｈ_２との間にあって、地中連続壁１０の本体利用部分に対応して、その中間部分に配置されている。
【００２２】
この中間壁部１２の内部側には、根切り掘削後に、鉄筋コンクリート製の本体壁１８が、両者間に連結鉄筋２０を介在させて一体的に構築され、合成壁とされる。
【００２３】
上部および下部壁部１４,１６は、鉄筋コンクリート製の中間壁部１２の上下方向に連結形成されており、複合型地中連続壁１０を構築する際の地盤掘削工事に伴なって発生する掘削残土に、水（掘削安定液も可）とセメント系固化材とを加え、専用のプラントで混練した高強度流動化ソイルを打設,固化させることにより形成されている。
【００２４】
混練された高強度流動化ソイルは、流動性があるが、時間の経過とともに、固化材が固化して、強度を発現し、高い止水性があり、このような中および下部壁部１４,１６は、通常、一軸圧縮強度が５〜５０ｋｇ／ｃｍ^２程度であるが、必ずしもこの範囲内に限る必要はない。
【００２５】
下部壁部１６は、深度がｈ_１以下の地中連続壁１０の下方に位置し、根切り底面ｈ₀よりも以深にあって、殆ど応力が作用しない部位に位置し、本実施例の場合には、遮水機能だけ備えている仮設利用部分となっている。
【００２６】
また、本実施例の場合には、鉄筋コンクリート製の中間壁部１２の下端が、下部壁部１６側に若干突出するように形成されており、下部壁部１６と中間壁部１２との間には、相互に嵌合する凹凸２２が設けられている。
【００２７】
この凹凸部２２は、下部壁部１６の上端に凹部２２ａが形成され、中間壁部１２の下端に凸部２２ｂが形成されていて、凸部２２ｂの中心を貫通するようにして、鉄板などで構成された遮水パネル２４が介装されている。
【００２８】
上部壁部１４は、深度がｈ_２以上の地中連続壁１０の上端側に位置する低応力部分に相当していて、仮設利用部分となっており、本実施例の場合には、この仮設利用部分に、鉄筋コンクリート製の中間壁部１２の上端が若干突出するように形成されており、上部壁部１４と中間壁部１２との間には、遮水パネル２６が設けられている。
【００２９】
次に、上記構成の複合型地中連続壁１０の構築工法について説明する。地中連続壁１０を構築する際には、まず、図２に示すように、掘削機３０を用いて、１パネル分の矩形状の掘削溝３２が形成され、掘削溝３２内に、コンクリートや流動化ソイルなどの硬化性泥状物を充填固化させることが基本構成となっている。
【００３０】
本実施例の場合には、掘削機３０には、構築したパネル端面の切削が可能なハイドロフレーズ式掘削機や、ケリー掘削機が用いられる。安定液３３を満たしながら掘削溝３２が、下部壁部１６を形成する深度まで掘削されると、図３に示すように、掘削溝３２の底部側に、トレミー管３４を用いて、高強度流動化ソイルＡが打設される。
【００３１】
この高強度流動化ソイルＡは、前述したように、地盤掘削工事に伴なって発生する掘削残土に、水（掘削安定液も可）とセメント系固化材とを加え、専用のプラントで混練したものである。
【００３２】
本体利用部の近傍深度（深度ｈ_１よりも若干下方の深度）まで高強度流動化ソイルＡが打設され、その強度が発現されて下部壁部１６が形成されると、次に、図４に示すように、その天端処理が行われる。
【００３３】
本実施例の場合には、下部壁部１６と鉄筋コンクリート製の中間壁部１２との間に、相互に嵌合する凹凸部２２を形成するので、下部壁部１６の天端の幅方向の中心に凹部２２ａを、ケリー掘削機を用いて切削形成する。
【００３４】
この凹部２２ａの形成が終了すると、次に、下部壁部１６の上部側に、鉄筋籠３６を建て込む。この鉄筋籠３６下端側には、凹部２２ａ内に先端側が挿入される遮水パネル２４を予め取付けておく。
【００３５】
この鉄筋籠３６は、上部壁部１４の形成予定個所を通過して、地上側まで延設され、その中間位置には、中間壁部１２と上部壁部１４との間に介装される遮水パネル２６が係止されている。
【００３６】
この鉄筋籠３６の建て込みが終了すると、図６に示すように、コンクリートＢがトレミー管４０を用いて打設される。
【００３７】
コンクリートＢの打設高さは、本体利用部分の上端深度ｈ_２よりも若干上方に設定され、所定位置までコンクリートＢが打設され、その強度が発現すると、鉄筋コンクリート製の中間壁部１２が形成される。
【００３８】
その後に、再び、トレミー管３４により高強度流動化ソイルＡが打設され、このソイルＡが固化することにより、鉄筋籠３６が埋設された上部壁部１４が形成される（図７参照）。
【００３９】
以上の工程で地中連続壁１０の１パネル分が形成されると、その横方向に上記各工程を順次繰り返すことにより、矩形状のパネルを連結形成して所望の複合地中連続壁１０が構築される。
【００４０】
さて、以上のように構成された複合型地中連続壁１０によれば、地中連続壁１０の根切り底面を含む深度方向の中間に位置し、本体として利用する鉄筋コンクリート製の中間壁部１２と、中間壁部１２の上部側に位置し、中間壁部１２よりも強度が低く、地上側まで延設される上部壁部１４と、中間壁部１２の下部側に位置し、上部壁部１４よりも強度が低く、根切り以深に延設される下部壁部１６とを備えているので、地中壁１０の強度関係は、中間壁部１２>上部壁部１４>下部壁部１６となっている。
【００４１】
ところで、地中連続壁１０は、通常、根切り底の近傍で最大応力が作用し、根切り底の上部側、すなわち、地上側の近傍では、掘削に伴って応力が作用するが、その応力は、比較的低く、低応力部となるとともに、根切り以深では、応力が殆ど作用しない。
【００４２】
本実施例では、このような地中壁１０の応力度に応じて、地中壁の強度を深度方向で異ならせて、中間壁部１２>上部壁部１４>下部壁部１６となるようにしている。
【００４３】
このため、本実施例の複合型地中壁１０は、要請される応力度に応じた合理的な設計となるとともに、全体を鉄筋コンクリート壁とする場合に比べて、構築コストを大幅に低減させることができる。
【００４４】
また、本実施例の場合には、仮設利用部分は、本体利用部分の上下に連続して形成され、本体利用部分の下方に形成される下部壁部１６と鉄筋コンクリート製の中間壁部１２との連結部分に凹凸部２２を形成し、中間壁部１２が下部壁部１６側に突出する凸部２２ｂに遮水パネル２４を設置している。
【００４５】
このため、下部壁部１６と中間壁部１２との連結部分に凹凸部２２が介在するので、両者の一体性が強化されるとともに、中間壁部１２が下部壁部１６側に突出する凸部２２ｂに遮水パネル２４を設置するので、止水性も確保することができる。
【００４６】
また、本実施例の複合型地中連続壁１０の構築工法によれば、仮設的な利用部分となる下部壁部１６と上部壁部１４とを、掘削残土に固化材と水とを加えた流動化ソイル壁とするので、経済性が向上するとともに、流動化ソイルに掘削残土を利用するので、その処理量や搬出量も低減する。
【００４７】
また、本実施例では、下部壁部１６を形成した後に、この下部壁部１６の上部側に、掘削溝３２の上端まで延設される鉄筋籠３６を建て込んで、コンクリートを打設して、鉄筋コンクリート製の中間壁部１２を形成し、この後に、中間壁部１２の上部側に流動化ソイルを再度打設して、上部壁部１４を形成するので、鉄筋籠３６の建て込み作業が１回で済み、しかも、同じ配合比率の流動化ソイルを使用しても、鉄筋籠３６の埋設の有無により、強度の異なる下部壁部１６と上部壁部１４とを、容易に構築することができ、施工性も確保することができる。
【００４８】
なお、上記実施例では、下部壁部１６は、止水機能を確保するために、打設した流動化ソイルが硬化した後に、凹部２２ａを形成し、この部分に止水パネル２４を介装する場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、下部壁部１６を形成するために流動化ソイルを打設した後に、硬化が完全に終了する段階で、鉄筋籠３６を建て込んで、凹部２２ａを形成することなく、コンクリートを打設しても良い。
【００４９】
また、上記実施例では、同じ組成の流動化ソイルを用い、内部に鉄筋籠３６を埋設するか否かで、上部および下部壁部１４，１６の強度を変更するようにしたが、この強度の変更手段は、例えば、流動化ソイルの組成により、強度を変更させたり、あるいは、これらの手段を併用することで強度を変更させても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる複合地中連続壁および同壁の構築工法によれば、経済的に地中壁を構築することができるとともに、掘削残土を有効に利用して、その処理,搬出量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる複合地中連続壁の一実施例を示す縦断面説明図である。
【図２】本発明にかかる複合地中連続壁の構築工法における最初の工程を示す縦断面説明図である。
【図３】図２に引き続いて行われる工程の縦断面説明図である。
【図４】図３に引き続いて行われる工程の縦断面説明図である。
【図５】図４に引き続いて行われる工程の縦断面説明図である。
【図６】図５に引き続いて行われる工程の縦断面説明図である。
【図７】図６に引き続いて行われる工程の縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０複合地中連続壁
１２中間壁部
１４上部壁部
１６下部壁部
１８本体壁
２２凹凸部
２４遮水パネル
Ａ高強度流動化ソイル
Ｂコンクリート

Claims

地上から掘削された掘削溝内にコンクリートなどの硬化性泥状物を充填硬化させることにより形成される地中連続壁において、
前記地中連続壁の根切り底面を含む深度方向の中間に位置し、本体として利用する鉄筋コンクリート製の中間壁部と、
前記中間壁部の上部側に位置し、前記中間壁部よりも強度が低く、地上側まで延設される上部壁部と、
前記中間壁部の下部側に位置し、前記上部壁部よりも強度が低く、根切り以深に延設される下部壁部とを備え、
前記中間壁部と前記上部壁部とには、前記掘削溝の上端まで延設される鉄筋籠が埋設され、
前記上部および下部壁部は、掘削残土を固化材で固化させて、仮設として利用する同じ配合比率の流動化ソイル壁とし、前記上部壁部は、低応力部分に相当し、前記下部壁部は、遮水機能だけを備えたものとすることを特徴とする複合型地中連続壁。
前記上部および下部壁部は、前記中間壁部の上下に連続して形成され、前記下部壁部と前記中間壁部との連結部分に凹凸部を形成し、前記中間壁部が前記下部壁部側に突出する凸部に遮水パネルを設置することを特徴とする請求項１記載の複合型地中連続壁。
地上から掘削された掘削溝内にコンクリートなどの硬化性泥状物を充填させて、これを硬化させることで地中連続壁を形成する地中連続壁の構築工法において、
前記掘削溝の下端側に、掘削残土に固化材と水とを加えた流動化ソイルを打設して、遮水機能だけを備えた下部壁部を形成した後に、
この下部壁部の上部側に、前記掘削溝の上端まで延設される鉄筋籠を建て込んで、コンクリートを打設して、鉄筋コンクリート製の中間壁部を形成し、
この後に、前記中間壁部の上部側に前記流動化ソイルと同じ配合比率の流動化ソイルを再度打設して、低応力部分に相当する箇所に上部壁部を形成することを特徴とする複合型地中連続壁の構築工法。