JP6306977B2

JP6306977B2 - 立坑構築方法

Info

Publication number: JP6306977B2
Application number: JP2014167417A
Authority: JP
Inventors: 利男坂梨; 史剛谷澤
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2034-08-20
Also published as: JP2016044410A

Description

本発明は、立坑構築方法に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の立坑構築方法が知られている。この構築方法は、機械式攪拌工法や高圧噴射攪拌工法などによって土中に地中梁を構築し、その後土留壁を構築する。次に土留壁に囲まれた立坑内部に水を導入して立坑内部を地中梁まで水中掘削し、その後、地中梁上に水中コンクリートで仮設底版コンクリートを打設する。その後、立坑内部の水を排水し、仮設底版コンクリート上に本設のコンクリートを打設する。

特開２０００−１３００６６号公報

この種の立坑構築方法においては、掘削底面以深の土留壁の深度を浅くすることが求められている。そして立坑の底部においては、構築途中において土圧や地下水圧に耐え得る合理的な構造を構築することが求められる。本発明は、合理的な構造で土留壁の深度を浅くする立坑構築方法を提供することを目的とする。

本発明の立坑構築方法は、略円筒形の立坑を構築するための立坑構築方法であって、立坑の略円筒形に対応する形状の土留壁を地上から構築する土留壁構築工程と、平面視で土留壁の内側の領域において当該土留壁の下端よりも上方の位置から当該下端よりも下方の位置まで延在すると共に、地下水圧及び土圧に耐え得る厚さの底部改良体及び側部改良体を有する有底の容器形状の地盤改良体を、地上からの地盤改良処理によって構築する地盤改良体構築工程と、土留壁の内側かつ地盤改良体の上方の領域をドライ掘削するドライ掘削工程と、地盤改良体の上に、立坑の本設底版を構築する底版構築工程と、本設底版上に本設構造物を構築する本設工程と、を備えたことを特徴とする。

この立坑構築方法によれば、地盤改良体の上部が土留壁の下部に接し、地盤改良体の下部は土留壁の下方の地盤に接している。ドライ掘削工程においては、立坑の底部に外側からの土圧と地下水圧が作用する。このとき、地盤改良体と地盤改良体内部に囲まれた土塊重量、地盤改良体と土留壁との摩擦、及び地盤改良体と土留壁下方の地盤との摩擦が、上記の土圧と地下水圧とに対抗する。よって、立坑に必要な深さを超えて土留壁を深部に延長する必要がなく、土留壁の深度を浅くすることができる。また、地盤改良体を有底の容器形状にすることにより、地盤改良体の壁厚を地下水圧及び土圧に耐え得るように、合理的な厚さに調整することができる。

また、本発明の立坑構築方法は、地盤改良体と土留壁との境界部に薬液を注入して当該境界部に止水性を付与する止水処理工程を更に備えたこととしてもよい。この構成により、地盤改良体と土留壁との境界部から立坑内部に侵入する水を抑制することができる。

本発明の立坑構築方法によれば、合理的な構造で土留壁の深度を浅くする立坑構築方法を提供することを目的とする。

実施形態に係る立坑構築方法が適用される立坑の例を示す断面図である。本実施形態に係る立坑構築方法のフローチャートである。（ａ）は、実施形態に係る立坑構築方法の土留壁構築工程を示す断面図であり、（ｂ）は、地盤改良体構築工程を示す断面図である。（ａ）は、実施形態に係る立坑構築方法のドライ掘削工程を示す断面図であり、（ｂ）は、ドライ掘削工程及び止水処理工程を示す断面図である。実施形態に係る立坑構築方法の躯体構築工程を示す断面図である。

以下、図１〜図５を参照しながら本発明に係る立坑構築方法の実施形態について詳細に説明する。図１に示す本実施形態の立坑１は、例えば直径約３５ｍ、深さ約１１０ｍといった大深度の円筒形の立坑である。立坑１は、地上２に開口を有しており、例えばシールドマシーンを搬入するための立坑として使用される。立坑１は、地上２から下方に延在する略円筒形状の土留壁３と、土留壁３の下端３ａの上方の位置から下端３ａの下方の位置まで延びる地盤改良体５とを備えている。立坑１の内部は、土留壁３と地盤改良体５とによって周囲の地盤から仕切られている。更に立坑１は、地盤改良体５の上に設けられた本設底版７と、本設底版７上で土留壁３の内側に構築された本設壁９とを備えている。この立坑１を通じてシールドマシーン（図示せず）が底部に搬入され、シールドマシーンによって立坑１の底部から水平方向に延びるシールドトンネル１１が施工される。

図２〜図５に示されるように、立坑１を構築するための立坑構築方法は、土留壁構築工程と、地盤改良体構築工程と、ドライ掘削工程と、止水処理工程と、底版構築工程と、躯体構築工程と、を備えている。

（土留壁構築工程：Ｓ１０１）
図３（ａ）に示されるように、土留壁構築工程では、立坑１の円筒形に対応する形状の土留壁３（連壁）を地上２から構築する。具体的には、地上２から掘削機によって平面視リング状で深さ約１４０ｍ、幅１．５ｍの穴２１を掘削し、鉄筋篭２３を吊り込んで穴２１内に設置する。その後、穴２１にコンクリートを打設することで、円筒形の土留壁３が構築される。

（地盤改良体構築工程：Ｓ１０２）
続いて、図３（ｂ）に示されるように、地盤改良体構築工程では、地上２からの地盤改良処理によって地盤改良体５を構築する。具体的には、土留壁３の内側の領域で、地上２から土留壁３の下端３ａ近傍までロッド２７を挿入し、例えば高圧噴射撹拌工法によって地盤と固化材料とを混合攪拌し、地盤改良体５を構築する。構築される地盤改良体５は、平面視で土留壁３の内側の領域で土留壁３の下端３ａよりも約１０ｍ上方の位置から当該下端３ａよりも約４０ｍ下方の位置まで延在する。また、地盤改良体５は、円板状の底壁部（底部改良体）５ａと、当該底壁部５ａの上に位置する円筒状の側壁部（側部改良体）５ｂとを有する有底の容器形状（椀型形状）をなしている。すなわち、地盤改良体５は、Ｕ字型の鉛直断面を有する形状をなしている。地盤改良体５の底壁部５ａの厚さ（上下幅）及び側壁部５ｂの厚さ（水平幅）は１０ｍであり、この底壁部５ａ及び側壁部５ｂの厚さは、地盤改良体５が位置する深度において、地下水圧及び土圧に耐え得る厚さに対応する。

（ドライ掘削工程：Ｓ１０３）
続いて、図４（ａ）に示されるように、ドライ掘削工程では、土留壁３の内側かつ地盤改良体５の上方の領域Ａを、気中で地上２からドライ掘削する。図４（ｂ）に示されるように、ドライ掘削は地盤改良体５の上面５ｃが露出するまで行う。なお、ドライ掘削の途中で、地盤改良体５と土留壁３との境界部４に凍結管を挿入し、凍結工法によって当該境界部４の止水性を確保してもよい。
（止水処理工程：Ｓ１０４）
その後、止水処理工程では、地盤改良体５と土留壁３との境界部４に、ロッドを挿入し、例えば水ガラス系の薬液を注入して当該境界部４に止水性を付与する。この止水処理工程により、境界部４を通じた立坑１内部（領域Ａ）への地下水の侵入が抑制される。

（躯体構築工程：Ｓ１０５）
続いて、図５に示されるように、躯体構築工程では、地盤改良体５の上に、立坑１の本設の底版をなす本設底版７を構築する（底版構築工程）。その後、地盤改良体５の上に本設壁９等の本設構造物を構築する（本設工程）。本設壁９は、地盤改良体５の上面に土留壁３の内側に沿って立設される。土留壁３は、そのまま立坑１の内壁の一部として利用される。

続いて、上述した本実施形態の立坑構築方法による作用効果について説明する。この立坑構築方法では、土留壁３の内側を地上２から気中で掘削するドライ掘削を実行している。よって、ドライ掘削工程においては、特に、土留壁３の下端３ａ近傍において周囲の土圧や地下水圧が作用することになる。これに対し、ドライ掘削工程における立坑１の下部の構造では、地盤改良体５の上部が土留壁３の下部に対して所定の上下幅（本実施形態では約１０ｍ）で接しており、地盤改良体５の下部は土留壁３の下方の地盤２９に接している。

よって、有底の容器形状の地盤改良体５と地盤改良体５内部に囲まれた土塊の重量、地盤改良体５と土留壁３との摩擦、及び地盤改良体５と土留壁３下方の地盤２９との摩擦が、下方及び側方からの土圧と地下水圧とに対抗する。これにより、立坑１に必要な深さを大きく超えて土留壁３を深部に延長する必要がなく、土留壁３の深度を浅くすることができる。また、前述の通り、所定の厚さに形成された底壁部５ａ及び側壁部５ｂは、地盤改良体５が位置する深度において、地下水圧及び土圧に耐え得るので、地盤改良体を中実構造にするよりも合理的な構造である。すなわち、地盤改良体５を有底の容器形状にすることにより、地盤改良体５の壁厚を地下水圧及び土圧に耐え得るように、合理的な厚さに調整することができる。そして、地盤改良体を中実構造にするよりも、地盤改良体に使用する材料等を節減することができ地盤改良体構築工程を短縮することができる。また、地下水圧及び土圧に耐え得る地盤改良体５を底部に構築する構造により、ドライ掘削が可能になり、構築中の立坑１内（領域Ａ内）への注水や排水等の工程が発生しない。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。例えば、実施形態では円筒形の立坑１に本発明を適用しているが、本発明は、例えば、正多角筒形、楕円筒形など、完全な円筒形以外の立坑にも適用することができる。

１…立坑、３…土留壁、３ａ…下端、５…地盤改良体、５ａ…底壁部（底部改良体）、５ｂ…側壁部（側部改良体）、７…本設底版、９…本設壁（本設構造物）。

Claims

略円筒形の立坑を構築するための立坑構築方法であって、
前記立坑の前記略円筒形に対応する形状の土留壁を地上から構築する土留壁構築工程と、
平面視で前記土留壁の内側の領域において当該土留壁の下端よりも上方の位置から当該下端よりも下方の位置まで延在すると共に、地下水圧及び土圧に耐え得る厚さの底部改良体及び側部改良体を有する有底の容器形状の地盤改良体を、地上からの地盤改良処理によって構築する地盤改良体構築工程と、
前記土留壁の内側かつ前記地盤改良体の前記側部改良体よりも上方の領域をドライ掘削するドライ掘削工程と、
前記地盤改良体の上に、前記立坑の本設底版を構築する底版構築工程と、
前記本設底版上に本設構造物を構築する本設工程と、
を備え、
前記地盤改良体の前記側部改良体は円筒状をなし、前記側部改良体の円筒外周面が前記土留壁の下部の内周面に対して所定の上下幅で接触する、ことを特徴とする立坑構築方法。
前記地盤改良体と前記土留壁との境界部に薬液を注入して当該境界部に止水性を付与する止水処理工程を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の立坑構築方法。