JP4828614B2 - 地下壁の芯材および地下壁の構造 - Google Patents

Description

本発明は、地下壁の構造と芯材に関するものである。

ビルの地下や基礎の開削に先立って、非開削部の崩壊を阻止するために地下壁を構築する方法が一般に採用されている。
この地下壁には、多くの種類の工法があるが、たとえば地盤を溝状に固化液と原位置土を攪拌、混合し、その混合体の内部にＨ形鋼などの芯材を挿入し、硬化後に壁状の地下壁を構成するタイプの地下壁の構築方法が利用されている。
地下壁が完成後に地盤を開削する場合には、この地下壁の片側に沿って地盤を掘削するが、芯材の開削側にも固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体が回り込んでいるから、芯材のフランジ面の上の混合体を剥離させながら芯材をハツリ出してゆくという作業が必要である。

特開平８−１２８０３７号公報

前記したような従来の地下壁の構造と芯材にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞ 芯材の開削側に固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体が充填されているので、この混合体を破壊しながら芯材をハツリ出してゆく必要があるが、その作業は芯材のＨ形鋼や地山壁面に大きな衝撃を与えない程度の適度の力を与える必要があり、熟練や手数を要する。
＜２＞ 芯材の表面に位置する混合体は、ハツリ作業によって混合体の破壊片となり、大量の廃棄物が発生する。
＜３＞ 芯材の表面の、固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体をハツリ作業で除去した後に残った部分が有効な地下壁となるので、除去する混合体の厚さが厚いと、地中に残る地下壁の厚さが薄いものとなってしまう。

上記のような課題を解決するために、本発明の芯材は、芯材と、固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体よりなり、完成後に片側の地盤を掘削する地下壁に用いる芯材であって、芯材は、鋼材の掘削面とは反対側の面にスペーサーを突出して構成し、鋼材の、前記地下壁の厚さ方向における鋼材の寸法とスペーサーの突出寸法との合計が、ほぼ地下壁の厚さに相当する寸法を確保した後、混合体の内部につり下ろしうるように構成したことを特徴とするものである。
また本発明の地下壁の構造は、芯材と、固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体よりなり、完成後に片側の地盤を掘削する地下壁の構造であって、芯材は、鋼材の掘削面とは反対側の面にスペーサーを突出して構成し、鋼材の前記地下壁の厚さ方向における鋼材の寸法と、スペーサーの突出寸法との合計が、ほぼ地下壁の厚さに相当する寸法を確保して構成した芯材であり、前記芯材の鋼材が、地下壁の一側に接し、前記芯材のスペーサーが、地下壁の他の側面に接するように配置して構成したことを特徴とするものである。

本発明の地下壁の構造と芯材は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 芯材が地下壁の開削側に寄っているので、開削側に芯材のフランジ表面に位置する混合体は薄いから、その混合体のハツリが簡単で短時間である。
＜２＞ 同じ厚さの溝状の混合体で地下壁を作った場合に、従来のように芯材を地下壁の中心に配置した場合よりも、本願発明の構造によれば厚さの厚い地下壁が得られる。
＜３＞ その理由を図４に示すと、開削時に芯材の開削側の表面までの混合体はハツリ取る必要があるが、芯材が従来のように地下壁の中心にあればハツリ厚は大きく、開削側に偏っていればハツリ厚は小さくてすみ、その結果、ハツリ後の壁厚が変わってくるからである。
＜４＞ ハツリ後に地中に残った地下壁の壁厚が厚くなれば、強度、止水性が向上する。
＜５＞ 開削時の混合体のハツリ量が少なくなるので、発生する廃棄物の量も減少する。

本発明の地下壁の構造と芯材の実施例の説明図。 地下壁を構築する順序の説明図。 地下壁を構築する順序の説明図。 地下壁を構築する順序の説明図。 開削後の地下壁の状態の説明図。 フランジの表面の混合体を除去した後の壁厚を、従来の工法と比較した図。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞前提条件。
地下壁の構造にも多くの種類があるが、本願発明の対象は、地盤に一定の長さと厚さの固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体２を形成し、硬化する前の混合体２の内部に鋼製の芯材１を挿入して構成した地下壁の構造、およびそのような構成の地下壁に用いる芯材１が、本発明の対象である。
このような固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体２よりなる地下壁の構築方法には各種の工法が開発されている。
その場合に混合体２の形状、すなわち地下壁の形状は、矩形の場合も、円柱を順次接続した形状の場合もあり、いずれの形状の場合も本発明の方法を採用することができる。
なお、地下壁は一般的に平面的に、幅に対して長さの長い矩形を呈するから、本明細書で「長さ」とは矩形の長い辺を意味し、「厚さ」とは矩形の短い辺を意味するものとする。

＜２＞芯材。
まだ硬化していない固化液と原位置土の混合体２の内部に挿入する芯材１は、鋼材１１と、その鋼材１１の一側に突設したスペーサー１２とによって構成する。

＜２−１＞鋼材。
芯材１を構成する鋼材１１は、鋼製のＨ形鋼を採用する。
鋼材１１は、並行する２枚のフランジ１１ｂの間をウェブ１１ａで接続して構成した長尺の部材である。
これらの鋼材１１は、そのフランジ１１ｂを混合体２の長さ方向と平行する方向に向けて混合体２内に挿入して、地下壁を構築する。
なお、鋼材１１のフランジ１１ｂの下端を内側へ折り曲げて傾斜面を形成しておくと、混合体２内への挿入がスムーズになる。
この傾斜面は、両側のフランジ１１ｂの下端に設けることもできるが、場合によっては後述するスペーサー１２を突設していない面のフランジ１１ｂの下端だけに設けることもできる。
なお芯材としては、Ｈ形鋼以外に、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軌条などを採用することもでき、それらにおいて、フランジ、ウェブに相当する部分を同様に解釈する。

＜２−２＞スペーサー。
スペーサー１２は、鋼材１１の一側のフランジ１１ｂの表面から突出させた鋼製の部材である。
このスペーサー１２は、たとえば斜面を備えた山型の鋼板を、鋼材１１のフランジ１１ｂに溶接して構成することができる。
あるいは曲面を備えた鋼板を、鋼材１１のフランジ１１ｂに溶接して構成することもできる。
この場合に、スペーサー１２の斜面や曲面は、鋼材１１の長手方向に沿って配置する。
このように配置すると、芯材１を混合体２内に挿入する場合に、スペーサー１２が混合体２と地山との境界面に滑らかに接して地山の表面を削り取る可能性が低く、芯材１のスムーズな混合体２内への設置ができる。
このスペーサー１２は、鋼材１１の一側だけから突出しているから、芯材１を混合体２内に挿入した場合に、芯材１を偏った位置に設置することができる。
スペーサー１２は、図１のように鋼材１１の表面に平行に２列に配置する構成、図６のように一列に配置する構成、あるいは複数列に配置する構成を採用できる。

＜２−３＞芯材の平面寸法。
芯材１は、まだ硬化しない混合体２内へ挿入するものであるから、当然地下壁の厚さ方向における鋼材１１の寸法は、混合体２の厚さよりも薄いものである。
しかし本願発明の芯材１は従来の鋼材１１だけのものと相違して、鋼材１１の一側のフランジ１１ｂからスペーサー１２を突設している。
その結果、芯材１が混合体２の内部に挿入できない寸法では芯材１としての機能が達成できず、一方、芯材１が混合体２の内部で厚さ方向に自由に移動が可能であっても本願発明の効果を達成しない。
そこで本願発明の芯材１では、鋼材１１のフランジ１１ｂからフランジ１１ｂまでの寸法と、スペーサー１２の突出寸法との合計が、ほぼ混合体２の厚さ、すなわち地下壁の厚さに相当するように構成してある。
そのような寸法を確保した結果、芯材１は混合体２内へ挿入することが可能であり、かつ挿入した鋼材１１は混合体２の一側へ偏った状態で設置されることになる。
なお地下壁を、円柱を並べた柱列タイプとして構築する場合でも、芯材１が混合体２の内部で自由に移動できないことが要求される。したがってその場合の地下壁の「厚さ」とは、図１に示すように、掘削した円柱の直径に近い寸法となる。

＜３＞地下壁の構築。
上記の芯材１を用いた地下壁の構築方法について説明する。
従来からの公知の装置を使用して地盤に一定の長さと厚さを備えた溝状に、固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体２を形成する。
この混合体２の内部に前記した芯材１を、一定間隔を介して鉛直に挿入する。
地下壁を構築した後、地下室や地下道路などの構築のために、地下壁の一側の地盤を開削する。

＜４＞芯材の配置。
前記したように、芯材１は鋼材１１と、その鋼材１１の一側のフランジ１１ｂから突設したスペーサー１２から構成してある。
この芯材１を、固化液と原位置土を攪拌、混合した、まだ硬化していない混合体２内に吊下ろす。
その場合に、スペーサー１２側を開削面とは反対側に位置するように吊下ろす。
そのために、鋼材１１の一側のフランジ１１ｂは、混合体２と地山との境界面の一側に接し、スペーサー１２は、混合体２の他の側面に接するように配置されることになる。
このような芯材１の形状によって、鋼材１１の一側のフランジ１１ｂは、混合体２と地山の境界面に接するように挿入されるから、フランジ１１ｂと混合体２壁との間に位置する混合体２の量、すなわちフランジ１１ｂ表面の固化体２１の厚さはきわめて薄いものとなる。

＜５＞ハツリ作業。
混合体２が硬化すると地下壁が完成する。
その地下壁の一側を開削すると、図５に示すように地下壁の一側が露出してくる。
その場合に、鋼材１１の一側のフランジ１１ｂが混合体２と地山との境界面に接していたから、フランジ１１ｂと地山との境界面との間に位置する固化体２１の量はわずかであり、薄い固化体２１が硬化して付着している程度である。
開削した場合に、その硬化後の薄い固化体２１が開削面に露出してくるので、その固化体２１をハツル作業は簡単であり、熟練を要せずに短時間で行うことができる。
さらにフランジ１１ｂ表面の硬化後の薄い固化体２１を除去した後に残る地下壁の厚さは、図４に示すように、芯材１を地下壁の中心に配置した従来の構造と比較して十分に厚い地下壁を確保できるから、大きい強度を期待できることはもちろん、地下水の滲出を阻止する機能も高いものとなる。

１：芯材
１１：鋼材
１１ａ：ウェブ
１１ｂ：フランジ
１２：スペーサー
２：混合体
２１：固化体

Claims (3)

1. 芯材と、固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体よりなり、完成後に片側の地盤を掘削する地下壁に用いる芯材であって、
   芯材は、鋼材の掘削面とは反対側の面にスペーサーを突出して構成し、
   鋼材の、前記地下壁の厚さ方向における鋼材の寸法とスペーサーの突出寸法との合計が、ほぼ地下壁の厚さに相当する寸法を確保した後、混合体の内部につり下ろしうるように構成した、
   地下壁の芯材。
2. 並行する２枚のフランジの間をウェブで接続して構成した鋼材の先端には、
   少なくともスペーサーを突設していない面のフランジの下端を内側に折り曲げた傾斜面を形成した、
   請求項１記載の地下壁の芯材。
3. 芯材と、固化液と原位置土を攪拌、混合した混合体よりなり、完成後に片側の地盤を掘削する地下壁の構造であって、
   芯材は、鋼材の掘削面とは反対側の面にスペーサーを突出して構成し、
   鋼材の前記地下壁の厚さ方向における鋼材の寸法と、スペーサーの突出寸法との合計が、ほぼ地下壁の厚さに相当する寸法を確保して構成した芯材であり、
   前記芯材の鋼材が、地下壁の一側に接し、
   前記芯材のスペーサーが、地下壁の他の側面に接するように配置して構成した、
   地下壁の構造。

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