JP6654961B2 - 地中連続壁の施工方法および仕切構造 - Google Patents

Description

本発明は、地中連続壁の施工方法および地中連続壁の施工に使用する仕切構造に関する。

地下構造物を構築する際に、土留壁（仮設構造）として、地中連続壁を構築する場合がある。地中連続壁は、先行エレメントを形成した後、この先行エレメントに接続する後行エレメントを形成することにより構築するのが一般的である。
このような地中連続壁は、支持力を確保するために、支持層に根入れする場合があるが、必ずしも壁の全長にわたって根入れする必要がなく、部分的に根入れすることで、必要な支持力を確保できる場合がある。
そのため、特許文献１には、先行エレメントを後行エレメントよりも深く形成することで、先行エレメントにより支持力を確保する地中連続壁が開示されている。

特許文献１では、支持部材としての機能を必要とする先行エレメントの下部分（後行エレメントよりも深い部分）は無筋コンクリートにより形成し、構造部材としての機能を必要とする先行エレメントの上部分および後行エレメントは鉄筋コンクリートにより形成している。
特許文献１における先行エレメントの施工は、（ａ）掘削溝の施工、（ｂ）先行エレメントと後行エレメントとの境界部への仕切鋼板の建て込み、（ｃ）先行エレメントの下部分へのコンクリートの打設、（ｄ）先行エレメントの上部分（仕切鋼板同士の間）へのコンクリートの打設により行う。
この先行エレメントの施工方法では、仕切板の側面に回動可能に設けられた蓋板を側方に張り出させて、この蓋板の先端を掘削溝の溝壁に食い込ませることで仕切板と掘削溝との隙間を遮蔽し、後行エレメント側にコンクリートが流出することを防止している。

特開２０１４−２１８８０４号公報

前記先行エレメントの施工方法を軟弱地盤に形成された掘削溝に採用すると、蓋板によって掘削溝の溝壁が乱されるおそれがあった。また、蓋板を回動可能に設ける機構により、先行エレメントの仕切板の構造が複雑となり、製造コストが高価になるおそれがあった。
このような観点から、本発明は、現地の地山状況に限定されることなく採用することができ、施工性の向上およびコストの低減化を可能とした地中連続壁の施工方法および仕切構造を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る地中連続壁の施工方法は、先行エレメント用掘削溝を形成する先行掘削工程と、前記先行エレメント用掘削溝に先行エレメント用鉄筋籠を建て込む先行鉄筋籠建込工程と、前記先行エレメント用掘削溝内にコンクリートを打設して先行エレメントを形成する先行形成工程と、前記先行エレメント用掘削溝に連続する後行エレメント用掘削溝を形成する後行掘削工程と、前記後行エレメント用掘削溝に後行エレメント用鉄筋籠を建て込む後行鉄筋籠建込工程と、前記後行エレメント用掘削溝内にコンクリートを打設して後行エレメントを形成する後行形成工程とを備える地中連続壁の施工方法であって、前記先行エレメント用掘削溝は、前記後行エレメント用掘削溝の底面よりも深い部分の下部分と、前記下部分よりも浅い部分であって当該下部分よりも広い幅を有する上部分とを備えており、前記先行鉄筋籠建込工程では、前記先行エレメント用鉄筋籠を前記上部分に建て込む作業と、前記先行エレメント用鉄筋籠の両側端部に配設された一対の仕切板の下端部を前記下部分に挿入する作業と、前記仕切板から側方に張り出す蓋板の先端を前記下部分の上端の外縁面に載置させる作業とを行い、前記先行形成工程では、粒状材を前記蓋板に上載させた状態で、前記仕切板同士の間にコンクリートを打設することを特徴としている。

かかる地中連続壁の施工方法によれば、先行エレメント用掘削溝の上部分と下部分との境界部分に形成された段差に蓋板を上載するため、先行エレメント用掘削溝の溝壁を痛め難い。そのため、地質に限定されることなく採用することができる。また、蓋板に粒状材を上載させた状態でコンクリートを打設するため、コンクリートの浮力によって変位が生じ難く、高品質施工が可能である。さらに、複雑な機構を必要としないため、製造コストの削減を図ることも可能である。
なお、前記下部分へのコンクリート打設後に、前記粒状材を前記蓋板に上載すれば、コンクリートによって蓋板を支持した状態で粒状材を上載することができ、粒状材の重みにより蓋板が変形することを防止できる。

また、本発明の仕切構造は、鉄筋籠の両側端部に配設された一対の仕切板と、前記仕切板から側方に張り出す蓋板と、前記蓋板に上載された粒状材とを備えることを特徴としている。
かかる仕切構造によれば、簡易な構造により先行エレメントの施工時にコンクリートが後行エレメント側に流出を防止することができる。そのため、全体施工費の低減化を図ることが可能となる。
なお、前記蓋板の先端に硬質ゴム製の先端部材が固定されていれば、コンクリートの後行エレメント側への流出をより効果的に防止することができる。
また、前記蓋板の先端部からシート材が延設されていれば、蓋板と掘削溝との隙間をより確実に遮蔽することができる。
また、前記粒状材が比較的入手しやすい砕石であれば、費用の低減化を図ることができる。
さらに、前記蓋板として、有孔板または網材からなる部材を使用すれば、安定液の通液が可能なため、掘削溝内へ設置する際およびコンクリート打設時の施工性が向上する。

本発明の地中連続壁の施工方法および仕切構造によれば、現地の地山状況に限定されることなく採用することができ、かつ、施工性の向上およびコストの低減化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る地中連続壁を示す立面図である。 同地中連続壁の施工方法の各工程を示す立面図であって、（ａ）は先行掘削工程、（ｂ）は先行鉄筋籠建込工程、（ｃ）は先行形成工程、（ｄ）は後行掘削工程である。 先行エレメント用掘削溝を示す立面図である。 本実施形態の仕切構造を示す立面図であって、（ａ）は粒状材投入前、（ｂ）は粒状材投入後を示す。 蓋板を示す斜視図である。 図２に続く工程を示す立面図であって、（ａ）は後行掘削工程、（ｂ）は後行鉄筋籠建込工程である。 （ａ）は図６（ｂ）に続く後行鉄筋籠建込工程、（ｂ）は後行形成工程である。

本実施形態では、図１に示すように、先行エレメント１１と後行エレメント１２とを連設することにより、地中連続壁１を構築する場合について説明する。先行エレメント１１は、土留壁としての構造機能部分と、地中連続壁の支持機能部分とを兼ねている。一方、後行エレメント１２は、土留壁としての構造機能部分を構成している。
本実施形態の地中連続壁１の施工方法は、先行掘削工程、先行鉄筋籠建込工程、先行形成工程、後行掘削工程、後行鉄筋籠建込工程および後行形成工程を備えている。

先行掘削工程では、先行エレメント用掘削溝２を形成する。
先行エレメント用掘削溝２は、図２（ａ）に示すように、下端が支持層Ｇ_Ｒに到達するように掘削する。先行エレメント用掘削溝２は、バケット式懸垂式クラムシェルＭにより掘削する。なお、先行エレメント用掘削溝２を掘削する掘削機は限定されるものではなく、例えば、回転式水平多軸回転カッターを使用してもよい。
先行エレメント用掘削溝２は、幅広の上部分２ａと、上部分２ａの下側に形成されて、上部分２ａよりも幅狭な下部分２ｂとを備えている。上部分２ａは、地中連続壁として構造上必要な高さ（深さ）と壁厚（壁軸と直交する方向の長さ）を確保できるように形成する。また、下部分２ｂは、地中連続壁の支持部材として必要な壁厚と幅（壁軸方向の長さ）を確保するとともに、支持層Ｇ_Ｒに到達するように形成する。すなわち、先行エレメント用掘削溝２は、段差を有している。

先行エレメント用掘削溝２は、図３に示すように、３ガット（第一ガット２１〜第三ガット２３）により（３回に分けて）掘削する。なお、先行エレメント用掘削溝２の掘削方法は限定されるものではなく、例えば、１ガットで掘削してもよい。
第一ガット２１は、上部分２ａの深さを確保できるように掘削する。第一ガット２１の掘削が完了したら、第一ガット２１から隙間をあけて第二ガット２２の掘削を行う。第二ガット２２の深さは、第一ガット２１と同じ深さとする。第一ガット２１と第二ガット２２との間に形成する隙間は、地盤掘削機の掘削幅よりも狭くなるようにする。第二ガット２２の掘削が完了したら、第一ガット２１と第二ガット２２との間において、第三ガット２３の掘削を行う。第三ガット２３は、支持層Ｇ_Ｒに到達するまで行う。第三ガット２３の端部は、第一ガット２１および第二ガット２２の端部と重なっている。
先行エレメント用掘削溝２の掘削が完了したら、先行エレメント用掘削溝２の底部からスライムを除去する。

先行鉄筋籠建込工程では、図２（ｂ）に示すように、先行エレメント用掘削溝２に先行エレメント用鉄筋籠３を建て込む。先行エレメント用鉄筋籠３は、先行エレメント用掘削溝２の上部分２ａの中央部（第三ガット２３）に建て込む。
先行エレメント用鉄筋籠３は、図４に示すように、鋼材を組み合わせることにより形成された支持架台（図示せず）に複数の鉄筋３１，３１，…を組付けることにより形成されている。先行エレメント用鉄筋籠３（支持架台）の両端部（後行エレメント３側端部）には、一対の仕切板３２，３２が固定されている。また、仕切板３２には、側方に張り出す蓋板３３が固定されている。
先行エレメント用鉄筋籠３を構成する鉄筋３１，３１，…の鉄筋径、配筋ピッチは、位置や地山状況等に応じて適宜設定する。先行エレメント用鉄筋籠３には、後行エレメント用鉄筋籠６と連結するための接続用鉄筋３１ａ，３１ａ，…が仕切板３２よりも後行エレメント１２側に張り出している。

仕切板３２は、先行エレメント用掘削溝２（第三ガット２３）の深さよりも短尺で、かつ、下端が先行エレメント用鉄筋籠３から下向きに突出する長さの鋼板により構成されている。すなわち、仕切板３２は、下部分２ｂの上部に入り込むように配置される。仕切板３２を構成する鋼板は、先行エレメント用掘削溝２の前後の幅と同程度の幅を有している。なお、仕切板３２の材質は限定されるものではない。
本実施形態の蓋板３３は、図５（ａ）に示すように周囲が枠材３３ｂにより補強された網材３３ａにより構成されている。本実施形態では、枠材３３ｂを仕切板３３に固定することにより、蓋板３３を固定する。枠材３３ｂには、仕切板３２側の端部に取付部３３ｃが形成されている。本実施形態では、取付部３３ｃを仕切板３２に溶接することにより蓋板３３を固定している。なお、本実施形態では、網材３３ａとして、いわゆるエキスパンドメタルを採用するが、網材３３ａを構成する材料は限定されない。また、蓋板３３は、網材３３ａに限定されるものではなく、例えば、有孔板や平鋼板により構成してもよい。
蓋板３３の先端には、硬質ゴム製の板材（以下、単に「先端部材３４」という）が固定されているとともに、蓋板３３の先端部からシート材３５が延設されている。

先行エレメント用鉄筋籠３は、一対の仕切板３２，３２の下端部が下部分２ｂの上部に挿入されるように建て込む。このとき、図５（ｂ）に示すように、蓋板３３，３３の先端（先端部材３４，３４）を下部分２ｂの上端外縁（上部分２ａの底面）に載置させるとともに、シート材３５を下部分２ｂの上端外縁（上部分２ａの底面）に敷設する。本実施形態では、先端部材３４の下部分２ｂの上端外縁に食い込ませておく。先行エレメント用鉄筋籠３を建て込むと、接続用鉄筋３１ａ，３１ａ，…は、上部分２ａの幅広部分（第一ガット２１、第二ガット２２）に配置される。

先行形成工程では、図２（ｃ）に示すように、先行エレメント用掘削溝２内にコンクリート４を打設して先行エレメント１１を形成する。
先行エレメント用掘削溝２内へのコンクリート４の打設は、トレミー管Ｐを利用して、先行エレメント用掘削溝２の底部から行う。
トレミー管Ｐは、先行エレメント用鉄筋籠３の中央部から先行エレメント用掘削溝２の底部の近傍に先端を挿入し、コンクリート４の打設面の上昇に伴って上昇させる。下部分２ｂは、コンクリート４によって充填する。

コンクリート４の打設面が、上部分２ａの底面（下部分２ｂの上端）に到達したら、図４（ｂ）に示すように、先行エレメント用掘削溝２内に粒状材３６を投入する。粒状材３６は、仕切板３２の外側（後行エレメント１２側）に投入し、蓋材３３、先端部材３４およびシート材３５に上載する。先行エレメント用掘削溝２内に投入する粒状材３６の量は限定されるものではないが、本実施形態では、仕切板３２の側方に厚さ１．５ｍ程度の層ができるようにする。また、粒状材３６の粒径は限定されるものではないが、蓋板３３の網目よりも大きな平均粒径を有した材料を使用する。本実施形態では、粒状材３６として砕石を使用する。なお、粒状材３６を構成する材料は砕石に限定されるものではなく、例えば、栗石等であってもよい。

続いて、上部分２ａへのコンクリート４の打設を行う。上部分２ａでは、仕切板３２同士の間にコンクリート４を打設する。このとき、一対の仕切板３２，３２と、仕切板３２から側方に張り出す蓋板３３と、蓋板３３に上載された粒状材３６が、先行エレメント用鉄筋籠３の外側（後行エレメント２側）にコンクリート４が流出することを防止する仕切構造３０として機能する。

後行掘削工程では、図６（ａ）に示すように、先行エレメント用掘削溝２に連続する後行エレメント用掘削溝５を形成する。後行エレメント用掘削溝５は、左右に形成された先行エレメント用掘削溝２同士の間をバケット式懸垂式クラムシェル（図示せず）により掘削する。なお、後行エレメント用掘削溝５を掘削する掘削機は限定されるものではなく、例えば、回転式水平多軸回転カッターを使用してもよい。本実施形態では、図２（ｄ）に示すように、後行エレメント用掘削溝５の掘削に先立ち、先行エレメント用掘削溝２内に、防護板３７を建て込む。防護板３７は、先行エレメント１１（先行エレメント用鉄筋籠３）の側端部に沿って、接続用鉄筋３１ａを覆うように配設する。
後行エレメント用掘削溝５は、地中連続壁として構造上必要な高さ（深さ）と壁厚（壁軸と交差する方向の長さ）を確保できるように形成する。すなわち、後行エレメント用掘削溝５は、先行エレメント用掘削溝２の上部分２ａと同じ高さ（深さ）と厚さを有している。先行エレメント１１の接続用鉄筋３１ａは、防護板によって覆われているため、後行エレメント用掘削溝５の掘削時に掘削機に接触することがない。
後行エレメント用掘削溝５の掘削に伴い、先行エレメント用掘削溝２内の粒状材３６を撤去する。また、後行エレメント用掘削溝５の掘削が完了したら、底部からスライムを除去する。

後行鉄筋籠建込工程では、図７（ａ）に示すように、後行エレメント用掘削溝５に後行エレメント用鉄筋籠６を建て込む。
まず、図６（ｂ）に示すように、防護板３７を撤去する。次に、後行エレメント１２の後行エレメント用鉄筋籠６を後行エレメント用掘削溝５内に配設するとともに、隣り合う先行エレメント１１の端部から張り出した接続用鉄筋３１ａと重複させる。

後行形成工程では、図７（ｂ）に示すように、後行エレメント用掘削溝内５にコンクリート４を打設して後行エレメント１２を形成する。
後行エレメント１２のコンクリート打設は、隣り合う先行エレメント１１同士の間の後行エレメント用掘削溝５に対し、トレミー管Ｐを利用して底部からコンクリート４を打設することにより行う。
後行エレメント１２が形成されると、先行エレメント１１と後行エレメント１２とが交互に連設された地中連続壁１が形成される。

本実施形態の地中連続壁の施工方法によれば、先行エレメント用掘削溝２の上部分２ａと下部分２ｂとの境界部分に形成された段差に蓋板３３を上載するため、先行エレメント用掘削溝２の溝壁を痛め難い。そのため、地質に限定されることなく採用することができる。また、蓋板３３に粒状材３６を上載させた状態でコンクリート４を打設するため、コンクリート４の浮力によって蓋材３３に変位が生じることがなく、高品質施工が可能である。さらに、複雑な機構を必要としないため、先行エレメント用鉄筋籠３等の製造コストの削減を図ることも可能である。
また、下部分２ｂへのコンクリート打設後に、粒状材３６を蓋板３３に上載するため、コンクリート４によって蓋板３３を下側から支持した状態で粒状材３６を投入する形となる。そのため、粒状材３６の重みにより蓋板３３が変形することを防止できる。また、粒状材３６が蓋材３３の孔（エキスパンドメタルの孔）から流下して下部分２ｂに溜まることを防止することができる。

蓋板３３として、多数の孔（開口）が形成されたものを使用しているため、安定液が充填された先行エレメント用掘削溝２に先行エレメント用鉄筋籠３を沈設する場合であっても、安定液が蓋板３３の孔を通過するため、先行エレメント用鉄筋籠３に作用する抵抗力が大きくなり難い。
蓋板３３の先端に硬質ゴム製の先端部材３４が固定されているため、蓋板３３と先行エレメント用掘削溝２との隙間の遮蔽性を高めることができる。先端部材３４は硬質ゴム製のため、コンクリートの圧力により浮き上がることがなく、遮蔽性が維持される。
また、蓋板３３の先端部からシート材３５が延設されているため、蓋板３３と先行エレメント用掘削溝２との隙間をより確実に遮蔽し、コンクリート４の流出を防止することができる。
また、粒状材３６として比較的入手しやすい砕石を使用しているため、安価である。
このように、本実施形態の仕切構造３０を利用した地中連続壁の施工方法によれば、簡易かつ高品質に地中連続壁１を構築することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では、下部分２ｂへのコンクリート４の打設が完了してから先行エレメント用掘削溝２内に粒状材３６を投入する場合について説明したが、粒状材３６を投入するタイミングは、上部分２ａへコンクリート４を打設する前であれば限定されない。例えば、先行エレメント用鉄筋籠３を建て込んだ直後に、行ってもよいし、下部分２ｂへのコンクリート打設と並行して行ってもよい。
また、先端部材３４は必要に応じて設ければよい。同様に、シート材３５も必要に応じて設置すればよい。

１ 地中連続壁
１１ 先行エレメント
１２ 後行エレメント
２ 先行エレメント用掘削溝
２ａ 上部分
２ｂ 下部分
３ 先行エレメント用鉄筋籠
３０ 仕切構造
３１ 鉄筋
３２ 仕切板
３３ 蓋板
３４ 先端部材
３５ シート材
３６ 粒状材
４ コンクリート
５ 後行エレメント用掘削溝
６ 後行エレメント用鉄筋籠

Claims (7)

1. 先行エレメント用掘削溝を形成する先行掘削工程と、
   前記先行エレメント用掘削溝に先行エレメント用鉄筋籠を建て込む先行鉄筋籠建込工程と、
   前記先行エレメント用掘削溝内にコンクリートを打設して先行エレメントを形成する先行形成工程と、
   前記先行エレメント用掘削溝に連続する後行エレメント用掘削溝を形成する後行掘削工程と、
   前記後行エレメント用掘削溝に後行エレメント用鉄筋籠を建て込む後行鉄筋籠建込工程と、
   前記後行エレメント用掘削溝内にコンクリートを打設して後行エレメントを形成する後行形成工程と、を備える地中連続壁の施工方法であって、
   前記先行エレメント用掘削溝は、前記後行エレメント用掘削溝の底面よりも深い部分の下部分と、前記下部分よりも浅い部分であって当該下部分よりも広い幅を有する上部分とを備えており、
   前記先行鉄筋籠建込工程では、前記先行エレメント用鉄筋籠を前記上部分に建て込む作業と、前記先行エレメント用鉄筋籠の両側端部に配設された一対の仕切板の下端部を前記下部分に挿入する作業と、前記仕切板から側方に張り出す蓋板の先端を前記下部分の上端の外縁面に載置させる作業と、を行い、
   前記先行形成工程では、粒状材を前記蓋板に上載させた状態で、前記仕切板同士の間にコンクリートを打設することを特徴とする、地中連続壁の施工方法。
2. 前記下部分へのコンクリート打設後に、前記粒状材を前記蓋板に上載することを特徴とする、請求項１に記載の地中連続壁の施工方法。
3. 鉄筋籠の両側端部に配設された一対の仕切板と、
   前記仕切板から側方に張り出す蓋板と、
   前記蓋板に上載された粒状材と、を備えることを特徴とする仕切構造。
4. 前記蓋板の先端に硬質ゴム製の先端部材が固定されていることを特徴とする、請求項３に記載の仕切構造。
5. 前記蓋板の先端部からシート材が延設されていることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の仕切構造。
6. 前記粒状材が砕石であることを特徴とする、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の仕切構造。
7. 前記蓋板が有孔板または網材からなることを特徴とする、請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の仕切構造。

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