JP5915074B2 - 地上交通路の下に地下空間を形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、地上交通路の下に地下空間を形成する方法に関する。

護岸に地中連続壁や杭等の下部工を構築し、該下部工に上部工を剛結する橋梁の構築方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この方法によれば、狭隘な用地でも橋梁を構築できる。

特開２００７−２３７１３号公報 特開２００６−６３５３４号公報

ところで、特許文献１、２に記載の橋梁は、河川上に架設するものであるが、道路等の地上交通路の下に地下空間を形成して該地下空間に地下道路等の地下構造物を構築する場合（例えば、立体交差道路を構築する場合）には、現状、地下空間を形成した後に、その上に橋梁を架設している。

ここで、立体交差道路を構築する場合は、まず、地下道路の深さまでの大深度の掘削を行ってから、下部工を構築し、該下部工に上部工を剛結又は支承を介して接合しているが、掘削深さが大きくなるほど、掘削のり面が大きくなることにより、掘削面積も広くなる。従って、掘削領域の周りに大きく迂回する迂回路を設けざるを得なくなる。

また、掘削を開始してから上部工を構築するまでの時間が長くなることにより、地上道路を閉鎖してから開通させるまでの時間が長くなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地上交通路の下に地下空間を形成する方法として、工事の際に設ける迂回路をより小さくすると共に、地上道路を閉鎖してから開通させるまでの時間を短縮することができる方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る地上道路の下に地下空間を形成する方法は、下部工を地盤中に構築する前に、地上交通路を構成する上部工を構築するための型枠とそれを支える枠組支保工とを設置するに足りるだけの深さを１次掘削する工程と、前記上部工を支持する場所打ちコンクリート造の下部工を地盤中に構築する工程と、該下部工を構築した後、前記上部工を地盤上に構築し、該上部工から垂下する脚部と前記下部工の上端部を結合する工程と、該上部工の下の地盤を掘削することにより地下空間を形成する工程と、を備える。

前記地上道路の下に地下空間を形成する方法において、前記地下空間を構築する工程において２次掘削を実施してもよい。

前記地上道路の下に地下空間を形成する方法において、前記下部工と前記上部工とを、ピン結合してもよい。

下部工を地盤中に構築する前に、地上交通路を構成する上部工を構築するための型枠とそれを支える枠組支保工とを設置するに足りるだけの深さを１次掘削する工程と、
前記上部工を支持する場所打ちコンクリート造の下部工を地盤中に構築する工程と、
該下部工を構築した後、前記上部工を地盤上に構築し、該上部工と前記下部工よりなるラーメン橋を構築する工程と、
該上部工の下の地盤を掘削することにより地下空間を形成する工程と、
を備える。

本発明によれば、地上交通路の下に地下空間を形成する工事において、その際に設ける迂回路をより小さくすると共に、地上道路を閉鎖してから開通させるまでの時間を短縮することができる。

一実施形態に係る構築方法によって構築された立体交差道路を示す平面図である。 図１の２−２断面図である。 立体交差道路を構築する手順を示す断面図である。 立体交差道路を構築する手順を示す断面図である。 立体交差道路を構築する手順を示す断面図である。 立体交差道路を構築する手順を示す断面図である。 比較例に係る立体交差道路の作用を示す断面図である。 本実施形態に係る立体交差道路の下部工を示す平断面図である。 他の実施形態に係る立体交差道路の下部工を示す平断面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る構築方法によって構築された立体交差道路１０を示す平面図であり、図２は、図１の２−２断面図である。図１に示すように、立体交差道路１０は、図中左右方向に延びる地上道路１２と、地上道路１２と交差する地下道路１４、１５とを備える。この立体交差道路１０は、既設の地上道路を閉鎖し、立体交差する領域を迂回する迂回路１６を設けてから、立体交差する領域を通過する地上道路１２を構築し、その下の地下空間１８、１９及び地下道路１４、１５を構築することによって得られる。

図２に示すように、立体交差道路１０は、地上道路１２を構成する上部工２０と、上部工２０を支持する下部工２２、２４、２６とを備えるラーメン橋である。上部工２０は、プレストレストコンクリート製の床版であり、路面がグランドレベルＧＬに設定されている。また、下部工２２、２４、２６は、鉄筋コンクリート製の地中連続壁であり、下部工２２、２６は、上部工２０の長手方向一端又は他端に結合され、下部工２４は、上部工２０の長手方向の中間部に結合されている。なお、下部工２２、２４、２６と上部工２０との結合は、剛結又はピン結合である。また、下部工２２、２４、２６は、地盤の支持層まで打設され、両端の下部工２２、２６は、土留壁としての機能も有している。

また、上部工２０、下部工２２、２４及び掘削底面により囲まれる地下空間１８と、上部工２０、下部工２４、２６及び掘削底面により囲まれる地下空間１９とが形成されており、地下空間１８の掘削底面を舗装することにより地下道路１４が構築され、地下空間１９の掘削底面を舗装することにより地下道路１５が構築されている。

図３〜図６は、立体交差道路１０を構築する手順を示す断面図である。まず、図３に示すように、１次掘削を実施する。ここで、１次掘削の深さは、上部工２０を構築するための型枠（図示省略）とそれを支える枠組支保工３０（図５参照）とを設置するに足りるだけの深さとする。また、１次掘削の面積は、上記型枠を設置するに足りるだけの面積とし、掘削領域の周囲には掘削のり面３２を形成する。

次に、図４に示すように、地中連続壁である下部工２２、２４、２６を地盤中に打設する。この工程では、公知の掘削機を使用して、地中連続壁を構築するための断面矩形状の孔を支持層まで掘削し、孔内に鉄筋籠又は鋼材を挿入した後に、孔内にコンクリートを打設する。なお、１次掘削と下部工２２、２４、２６の打設との順序は逆にしてもよく、ヤードの広さや地下水位等の施工条件によって適宜決めればよい。

次に、図５に示すように、上部工２０を構築する。この工程では、枠組支保工３０を１次掘削した領域の底面上に設置し、その上に型枠を設置した後に、型枠内に鉄筋を配筋してコンクリートを打設する。この際、上部工２０と下部工２２、２４、２６とを結合する。

次に、図６に示すように、枠組支保工３０を撤去し、上部工２０と掘削のり面３２との間に土を埋め戻した後、２次掘削を実施して地下空間１８、１９を形成する。ここで、２次掘削は、下部工２２、２６の間を地下道路１４、１５の深さまで実施する。その後、掘削底面を舗装することにより、地下空間１８、１９に地下道路１４、１５を構築する。なお、土の埋め戻しと２次掘削との順序は逆にしてもよく、地上道路１２を早期に開通させたい場合には、本実施形態のように土の埋め戻しを優先させればよい。

以上説明したように、本実施形態に係る立体交差道路１０の構築方法では、地中連続壁である下部工２２、２４、２６を地盤中に打設する工程を実施した後に、上部工２０を構築する工程を実施し、その後、下部工２２、２４、２６で上部工２０を支持した状態で、地下空間１８、１９を形成するために最深部まで掘削（２次掘削）する。これにより、グランドレベルＧＬからの掘削（１次掘削）の深さを、上部工２０を構築するための型枠とそれを支える枠組支保工３０とを設置するに足りるだけの深さに抑えることができる。従って、グランドレベルＧＬから最深部まで掘削して下部工及び上部工を構築する場合と比して、掘削面積を狭くすることができ、迂回路１６の迂回を小さくすることができる。

また、上部工２０を構築し、上部工２０の周囲を埋め戻した後、地上道路１２を開通させることができる。即ち、２次掘削を実施しながら、地上道路１２を開通させることができるため、地上道路１２を閉鎖してから開通させるまでの時間を短縮できる。

また、本実施形態に係る立体交差道路１０の構築方法では、上部工２０を構築するための型枠とそれを支える枠組支保工３０とを設置するに足りるだけの深さの１次掘削をし、その掘削底面を利用して枠組支保工３０を設置する。ここで、最深部まで掘削した後に上部工を構築する場合には、枠組支保工の他に枠組支保工を支える支柱が必要になるが、本実施形態によれば、枠組支保工３０のみで足り、上部工２０を構築するための支保工を小規模にすることができ、コストを低減できる。

また、本実施形態に係る立体交差道路１０の構築方法では、地下空間１８、１９の両側の下部工２２、２６を地下道路１４、１５に沿って連続する地中連続壁としたことにより、地下空間１８、１９の両側の下部工２２、２６を土留壁として機能させることができ、別途の土留壁の施工を不要にできる。

ここで、図７には、比較例に係る立体交差道路２００の作用を示している。この図に示すように、上部工２２０は気温に応じて伸縮するが、下部工２２２、２２４、２２６の基礎が直接基礎である等、下部工２２２、２２４、２２６の曲げに対する拘束が強くなるほど、下部工２２２、２２４、２２６による上部工２２０の伸縮の拘束が強くなり、上部工２２０に生じる曲げモーメントが大きくなる。このため、上部工２２０の長さによっては、中央の下部工２２４と上部工２２０との間にゴム支承を設置したり、上部工２２０の伸縮を許容する機構を設置したりする必要が生じ、これらの維持管理が必要になる。

これに対して、本実施形態に係る立体交差道路１０の構築方法では、下部工２２、２４、２６を、上記基礎部分が存しないことから地盤中で曲げ変形し易い地中連続壁としたことにより、上記比較例と比して、下部工２２、２４、２６の曲げに対する拘束を低減でき、下部工２２、２４、２６による上部工２０の伸縮の拘束を低減でき、上部工２０に生じる曲げモーメントを低減できる。従って、中央の下部工２４と上部工２０とを、これらの間にゴム支承等を設置することなく結合することが可能となり、ゴム支承等の維持管理を不要にできる。

なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、図８に示すように、下部工２２、２４、２６を地下道路１４、１５に沿って連続する地中連続壁としたが、図９に示すように、地下道路１４、１５に沿って配列された複数の杭１２２、１２４、１２６としてもよい。この場合、地下空間１８、１９の両側の杭１２２、１２６を、間隔を空けずに配列したり、杭１２２、１２６の間隔を狭くしたりすることにより、杭１２２、１２６に土留壁としての機能を発揮させることができる。なお、杭１２２、１２６の間隔を広くして、別途、これらの両側に土留壁を構築してもよい。

また、上述の実施形態では、１次掘削した際の掘削底面に、型枠支持体としての枠組支保工３０を設置したが、該掘削底面に、型枠支持体としての鉄板を敷設して、その上に上部工２０を構築するための型枠を設置してもよい。また、上述の実施形態では、地上道路１２をグランドレベルＧＬに一致させるために、１次掘削を実施したが、地上道路１２をグランドレベルＧＬより高い位置に設置する場合には、１次掘削を実施せずに下部工２２、２４、２６を構築する工程を実施してもよい。

さらに、上述の実施形態では、地上交通路が地上道路１２であり、地下空間が地下道路１４、１５を構築するための地下空間１８、１９である立体交差道路１０を例に挙げて本発明を説明した。しかし、地上交通路としては、列車の線路、歩道、水路等も挙げられ、地下空間に構築する地下構造物としては、地下街、地下施設、他の地下交通路等も挙げられる。また、地上道路１２と地下道路１４、１５とが直交する立体交差道路１０を例に挙げたが、地上道路と地下道路とが斜めに交差する立体交差道路にも本発明を適用することができる。

１０ 立体交差道路、１２ 地上道路（地上交通路）、１４、１５ 地下道路、１６ 迂回路、１８、１９ 地下空間、２０ 上部工、２２、２４、２６ 下部工、３０ 枠組支保工（型枠支持体）、３２ 掘削のり面、１２２、１２４ １２６ 下部工、２００ 立体交差道路、２２０ 上部工、２２２、２２４、２２６ 杭（下部工）

Claims (4)

1. 下部工を地盤中に構築する前に、地上交通路を構成する上部工を構築するための型枠とそれを支える枠組支保工とを設置するに足りるだけの深さを１次掘削する工程と、
   前記上部工を支持する場所打ちコンクリート造の下部工を地盤中に構築する工程と、
   該下部工を構築した後、前記上部工を地盤上に構築し、該上部工から垂下する脚部と前記下部工の上端部を結合する工程と、
   該上部工の下の地盤を掘削することにより地下空間を形成する工程と、
   を備える地上交通路の下に地下空間を形成する方法。
2. 前記地下空間を構築する工程において２次掘削を実施する請求項１に記載の地上交通路の下に地下空間を構築する方法。
3. 前記下部工と前記上部工とを、ピン結合する請求項１または２に記載の地上交通路の下に地下空間を構築する方法。
4. 下部工を地盤中に構築する前に、地上交通路を構成する上部工を構築するための型枠とそれを支える枠組支保工とを設置するに足りるだけの深さを１次掘削する工程と、
   前記上部工を支持する場所打ちコンクリート造の下部工を地盤中に構築する工程と、
   該下部工を構築した後、前記上部工を地盤上に構築し、該上部工と前記下部工よりなるラーメン橋を構築する工程と、
   該上部工の下の地盤を掘削することにより地下空間を形成する工程と、
   を備える地上交通路の下に地下空間を形成する方法。