JP6460713B2 - 地中切梁の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、山留壁を地中で支保する地中切梁を構築する地中切梁の施工方法に関する。

このような地中切梁の例としては、山留壁に相当する円筒形状の地中連続壁を地中で支保するため、円筒形状の地中連続壁の下方域に地中切梁として機能する改良底盤を構築するとともに、地中連続壁の中間域にも地中切梁として機能する改良中間盤を構築し、これら地中切梁としての改良底盤及び改良中間盤が、地中の土壌や土砂とセメントミルクとの混合物で構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−３１７３７３号公報

しかしながら、上記特許文献に記載の従来技術では、山留壁の内側の掘削に伴い山留壁が地中切梁側に変位又は変形して地中切梁が押圧されることで、その反作用として地中切梁から山留壁に支持力（反力）が発生し、それにより山留壁が地中切梁により支保されることになる。即ち、山留壁の内側を掘削する前の地中切梁の構築時点では、地中切梁から山留壁に対する反力が発生していないため、かかる山留壁が変位又は変形しやすい状態となっており、山留壁の内側を掘削することで、山留壁が掘削側に変位又は変形し、山留め根入れ部の受働土圧とともに地中切梁による反力の合算で内外の力がバランスし、山留壁が安定良く支保されることになるが、この場合、山留壁の地中切梁側への変位又は変形によって、周辺地盤が緩み、周辺構造物に悪影響を与える可能性があった。

本発明は、このような実情に鑑みたもので、その主たる課題は、地中切梁の構築時点から山留壁を安定よく強固に支保して、山留壁の変位や変形を抑制することのできる地中切梁の施工方法を提供する点にある。

山留壁を地中で支保する地中切梁を構築する地中切梁の施工方法であって、
前記地中切梁の少なくとも一部に膨張部を形成し、当該地中切梁の姿勢が所定姿勢に整った状態で前記膨張部を膨張させることで、前記山留壁に向けて突っ張り力を発揮させてもよい。

本特徴構成によれば、地中切梁の姿勢が所定姿勢に整った状態で、地中切梁の少なくとも一部に形成された膨張部を膨張させることにより、山留壁に向けて突っ張り力を発揮させることができる。
すなわち、膨張部が膨張することによって、地中切梁が山留壁に向かって伸長し、山留壁を積極的に外方（掘削箇所の背面方向）へ押圧しようとする突っ張り力が生じることになる。したがって、地中切梁の構築時点から当該突っ張り力によって山留壁を安定よく強固に支保することができ、山留壁の変位や変形を確実に抑制することが可能となる。
なお、膨張部の膨張量に関しては、山留壁の規模や周辺土壌の状況などを考慮して、適切な突っ張り力を発揮させるに必要な量に設定するのが好ましい。例えば、突っ張り力が、地中切梁内に内部応力として残存する程度に設定することも可能であり、また、突っ張り力によって山留壁を予め外方（掘削箇所の背面方向）へ変位あるいは変形させておき、掘削に伴う山留壁の変位あるいは変形と相殺させるように設定することもできる。

前記膨張部を、硬化に伴って膨張する膨張硬化性材料で構成してもよい。

本特徴構成によれば、硬化に伴って膨張する膨張硬化性材料、例えば、膨張コンクリートなどにより膨張部を構成するので、地中切梁の少なくとも一部に膨張コンクリートなどを打設するだけの比較的簡単な施工により、山留壁に向けて所定の突っ張り力を合理的に発揮させて、山留壁の変位や変形を所望通りに抑制することができる。

前記地中切梁を、硬化性材料からなる複数の柱状体を連設した地中連続壁として構築し、当該地中切梁の一部の柱状体を、前記膨張部としての前記膨張硬化性材料で構成してもよい。

本特徴構成によれば、地中切梁としての地中連続壁を構築する複数の柱状体のうち、一部の柱状体を膨張コンクリートなどの膨張硬化性材料で構成して、当該柱状体を膨張部として機能させるので、山留壁に向かう突っ張り力は、上下方向に長い柱状体の全長にわたって発揮される。
したがって、山留壁を積極的に外方へ押圧しようとする突っ張り力は、山留壁の上下方向にわたってほぼ均等に作用することになり、山留壁をより一層安定よく強固に支保することができ、山留壁の変位や変形をより確実に抑制することができる。
なお、地中切梁としての地中連続壁を多数の柱状体により構築する場合、突っ張り力を山留壁に対して確実に作用させるため、膨張硬化性材料で構成する膨張部としての柱状体は、地中連続壁の中間部よりも山留壁側の領域に配置するのが好ましい。
〔１〕本発明の第１特徴構成は、山留壁を地中で支保する地中切梁の少なくとも一部に膨張部を形成し、前記膨張部を膨張させることで、前記地中切梁に前記山留壁に向けて突っ張り力を発揮させる地中切梁の施工方法であって、
前記地中切梁を、硬化性材料からなる複数の柱状体として、第１柱状体と、第２柱状体と、前記山留壁に当接する端部柱状体とを連設する地中連続壁とし、
前記第１柱状体と前記第２柱状体と前記端部柱状体のうちで前記第２柱状体のみを硬化に伴って膨張する膨張硬化性材料で構成して前記膨張部とし、
前記第１柱状体と前記端部柱状体とを構築した後、残りの未構築の前記第２柱状体の構築箇所に前記膨張部としての前記第２柱状体を構築して膨張硬化性材料の硬化に伴って前記第２柱状体を膨張させることで、前記地中切梁に前記山留壁に向けて突っ張り力を発揮させる点にある。
〔２〕本発明の第２特徴構成は、前記第１柱状体と前記端部柱状体との間に前記第２柱状体が構築される点にある。
〔３〕本発明の第３特徴構成は、前記端部柱状体の高さを、それに隣接する前記第２柱状体の高さよりも高くする点にある。

山留壁と地中切梁を示す平面図 図１におけるＡ−Ａ線断面図 図１におけるＢ−Ｂ線断面図 地中切梁の施工方法を示す断面図 地中切梁の施工方法を示す断面図 地中切梁の施工方法を示す断面図 地中切梁の施工方法を示す断面図

本発明による地中切梁の施工方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る地中切梁は、図１〜図３に示すように、例えば、第１地中切梁１、第２地中切梁２、及び、第３地中切梁３を備え、平面視でほぼＬ字状に構築された山留壁４を地中に埋設された状態で支保する。
本実施形態において、山留壁４は、時間の経過に伴って硬化する硬化性材料のうち、例えば、泥水や建設汚泥などにセメントなどの固化材を加えて混練した流動化処理土、特に、比較的流動性が高くて強度の低い流動化処理土からなる多数（複数）の第１柱状体４ａと、鉄筋コンクリートからなる多数（複数）の第２柱状体４ｂが、交互にかつ隣接するものどうしが互いに重複する状態で一体化されて構築された柱列式の地中連続壁で構成される。

第１〜第３地中切梁１、２、３は、基本的に、上述した硬化性材料のうち、比較的流動性が低くて強度の高い流動化処理土からなる多数（複数）の第１柱状体１ａ、２ａ、３ａと、山留壁４に当接する２本で一対の端部柱状体１ｃ、２ｃ、３ｃによって、隣接するものどうしが互いに重複する状態で一体化されて構築された柱列式の地中連続壁で構成されており、山留壁４の完成後に施工される。
ただし、その地中連続壁の一部の柱状体、つまり、第２柱状体１ｂ、２ｂ、３ｂは、流動化処理土の硬化に伴って膨張する石灰やカルシウム・サルフォ・アルミネート鉱物などの膨張材を混入した膨張硬化性材料、例えば、膨張コンクリートで構成されていて、当該第２柱状体１ｂ、２ｂ、３ｂが、施工後期において山留壁４を支保可能な状態となった所定姿勢に整った状態で、山留壁４に向けて突っ張り力Ｆを発揮させる膨張部として機能するように構成される。

すなわち、第１〜第３地中切梁１、２、３は、多数の第１柱状体１ａ、２ａ、３ａ、第２柱状体１ｂ、２ｂ、３ｂ、及び、端部柱状体１ｃ、２ｃ、３ｃにより、山留壁４と既存地下躯体５との間にわたって地中連続壁として構築され、その地中連続壁のうち、端部柱状体１ｃ、２ｃ、３ｃに隣接する柱状体と、その柱状体からひとつ置いた柱状体とが膨張部としての第２柱状体１ｂ、２ｂ、３ｂにより構成される。
そして、第１〜第３地中切梁１、２、３の各端部柱状体１ｃ、２ｃ、３ｃは、山留壁４を構成する柱状体４ａ、４ｂのうち、強度的に強固な鉄筋コンクリート製の第２柱状体４ｂに当接するように構築される。

次に、本発明に係る山留壁４と地中切梁１、２、３の施工方法について説明する。
山留壁４は、既存の建物を解体した後、流動化処理土からなる多数の第１柱状体４ａを打設し、その後、鉄筋コンクリートからなる多数の第２柱状体４ｂを打設して構築される。
第１柱状体４ａは、例えば、掘削用ビットを備えたケーシングチューブやクレーン（図４及び図５の６、７を参照）などを使用して地中を掘削するとともに、ケーシングチューブ内に硬化性材料を充填しながらケーシングチューブを引き抜くことで構築され、第２柱状体４ｂは、ケーシングチューブ内に鉄筋とコンクリートを充填しながらケーシングチューブを引き抜くことで構築される。
第１柱状体４ａと第２柱状体４ｂは、新たに構築する新規地下躯体８の地表面ＧＬからの深さや遮水に必要な深さなどを考慮して、地表面ＧＬから必要な深さにわたって、隣接する第１柱状体４ａと第２柱状体４ｂとが、互いに重複する状態で一体化されて構築される。

当該山留壁４が構築された後、第１〜第３地中切梁１、２、３が構築される。
以下、第１地中切梁１の施工方法について説明するが、第２地中切梁２と第３地中切梁３に関しても、第１地中切梁１と同じ施工方法で構築される。
第１地中切梁１は、図４及び図５に示すように、山留壁４の場合と同様、例えば、掘削用ビットを備えたケーシングチューブ６やクレーン７などを使用して、まず、第１柱状体１ａと端部柱状体１ｃが構築される。
すなわち、図４に示すように、第１柱状体１ａが、ケーシングチューブ６により地中を掘削するとともに、ケーシングチューブ６内に流動化処理土を充填し、流動化処理土の硬化前にケーシングチューブ６を引き抜くことで構築され、端部柱状体１ｃも、同じ施工方法により構築される。

したがって、第１柱状体１ａと端部柱状体１ｃが構築された状態では、図５に示すように、第２柱状体１ｂの構築箇所、具体的には、端部柱状体１ｃに隣接する箇所とひとつ置いた箇所とが未構築の状態にあり、その未構築の箇所に第２柱状体１ｂが構築される。
この第２柱状体１ｂも、掘削用ビットを備えたケーシングチューブ６やクレーン７などを使用し、ケーシングチューブ６により地中を掘削するとともに、ケーシングチューブ６内に膨張コンクリートなどの膨張硬化性材料を充填しながらケーシングチューブ６を引き抜くことで構築される。
これら柱状体１ａ、１ｂ、１ｃの構築に際し、図６に示すように、山留壁４に隣接する端部柱状体１ｃの高さを高くし、山留壁４から遠ざかるに連れて、その高さを階段状に低くするように構築することができ、それによって、硬化性材料の使用量を極力少なくしながら、山留壁４を上下方向の長い距離にわたって効果的に支保することができる。

このようにして、第１地中切梁１と第２地中切梁２と第３地中切梁３が、山留壁４と既存地下躯体５との間にわたって構築される。
そして、各地中切梁１、２、３が打設されて所定姿勢に整った状態で、膨張部としての各第２柱状体１ｂ、２ｂ、３ｂが膨張することで、山留壁４に向けて突っ張り力Ｆを発揮して、山留壁４を確実に支保することになる。
その後、図７に示すように、山留壁４の内側の土壌などが取り除かれ、新たに新規地下躯体８が順次構築される。そして、各地中切梁１、２、３において、山留壁４に近接する階段状の柱状体部分が邪魔になる場合には、工事の進捗に伴って山留壁４を支保するに足る支保力が確保された時点で、階段状の柱状体部分やその一部を切除する。

〔別実施形態〕
（１）前述の実施形態では、各地中切梁１、２、３を複数の柱状体１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃを連設した地中連続壁として構築した例を示したが、各地中切梁１、２、３の具体的な構成は任意であり、例えば、１枚の壁により構成することもでき、その場合には、コンクリート製の壁の一部に膨張材を注入したり、膨張コンクリートを打設したりして膨張部を形成すればよい。
また、各地中切梁１、２、３を複数の柱状体１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃによる地中連続壁として構築する場合、膨張部としての第２柱状体１ｂ、２ｂ、３ｂの構築個所及び構築本数は、周囲の地盤などの状況に応じて自由に設定することができる。
ただし、膨張部としての第２柱状体１ｂ、２ｂ、３ｂは、膨張に伴う突っ張り力Ｆを山留壁４に対して確実かつ効果的に作用させるため、できるだけ山留壁４に近い箇所に構築するのが望ましい。

（２）前述の実施形態では、平面視でほぼＬ字状の山留壁４に対して、第１〜第３までの合計３基の地中切梁１、２、３を構築した例を示したが、地中切梁の構築数は、当然のことながら山留壁４の規模などに応じて自由に設定可能である。
また、対象となる山留壁４は、既存の建物を解体した後の既存地下躯体５に沿って構築されるものに限らず、あらゆる種類の山留壁４が含まれ、したがって、本発明はあらゆる種類の山留壁４を対象として実施することができる。

（３）前述の実施形態では、第１〜第３地中切梁１、２、３を、流動化処理土やコンクリートで構成したが、当然、ソイルセメント柱列工法や高圧噴射撹拌工法等の各種の地盤改良工法による改良体で構成しても構わない。

（４）前述の実施形態では、山留壁４を、流動化処理土からなる第１柱状体４ａと鉄筋コンクリートからなる第２柱状体４ｂを交互にかつ隣接するものどうしが互いに重複する状態で一体化した柱列式の地中連続壁で構成したが、当然、本実施形態の構成に限らず、全ての柱状体を同じ材料で構築したり、柱列式以外の構造で構築しても構わない。

１、２、３ 地中切梁
１ａ、１ｃ、２ａ、２ｃ、３ａ、３ｃ 硬化性材料からなる柱状体
１ｂ、２ｂ、３ｂ 膨張部としての膨張硬化性材料からなる柱状体
４ 山留壁
Ｆ 突っ張り力

Claims (3)

1. 山留壁を地中で支保する地中切梁の少なくとも一部に膨張部を形成し、前記膨張部を膨張させることで、前記地中切梁に前記山留壁に向けて突っ張り力を発揮させる地中切梁の施工方法であって、
   前記地中切梁を、硬化性材料からなる複数の柱状体として、第１柱状体と、第２柱状体と、前記山留壁に当接する端部柱状体とを連設する地中連続壁とし、
   前記第１柱状体と前記第２柱状体と前記端部柱状体のうちで前記第２柱状体のみを硬化に伴って膨張する膨張硬化性材料で構成して前記膨張部とし、
   前記第１柱状体と前記端部柱状体とを構築した後、残りの未構築の前記第２柱状体の構築箇所に前記膨張部としての前記第２柱状体を構築して膨張硬化性材料の硬化に伴って前記第２柱状体を膨張させることで、前記地中切梁に前記山留壁に向けて突っ張り力を発揮させる地中切梁の施工方法。
2. 前記第１柱状体と前記端部柱状体との間に前記第２柱状体が構築される請求項１記載の地中切梁の施工方法。
3. 前記端部柱状体の高さを、それに隣接する前記第２柱状体の高さよりも高くする請求項２記載の地中切梁の施工方法。

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