JPH03262834A - 地中構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地中構造物の構築方法に係わり、特に底版（底
部床版）の構築、および該底版を定着するためのアンカ
ーの設置作業を水中にて行うようにした地中構造物の構
築方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、地中構造物の構築方法のごく一般的なものとして
ケーソン工法が知られている。ケーソン工法により地中
構造物を構築する場合には、例えばコンクリート製の函
体を、該函体の設置部分の地山を掘削しながら地中に沈
設していく方法が採られる。

しかしながら、上記ケーソン工法による地中構造物の構
築方法にあっては、ケーソンが大型となると沈設が難し
くなり、大径・大深度の地中構造物に適用した場合コス
トが嵩み、かつ工期も長くなるといった問題がある。

そこで、構築すべき地中構造物が大型であったり、ある
いは大深度である場合には、地中構造物を地中連続壁に
より構築するのが一般的である。

地中連続壁は、地山内にコンクリート構造体を構築して
いくものであるため、既製の構造体を沈設するケーソン
工法に比べ、地下構造物の大型化・大深度化への適用が
容易である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のように地中連続壁工法により地中構造
物を構築するする場合においても下記の如き問題があっ
た。

すなわち、第８図に示すように、通常、地山Ｇ内には地
下水が存在する　（図中ラインＷは地下水位を示す）た
め、一般に地中構造物ｌはこの地下水による浮力を受け
る。この浮力を減するためには、構造物底部に湧水処理
層を設けるなどして積極的に地下水を排水する手段があ
るが、この地下水の排水により周辺地山が変形あるいは
崩壊を起こし、周辺環境に悪影響を及ぼすおそれがある
。

このため従来は、同第８図に示すように、地中連続壁ｌ
Ｏを地山Ｇ内の不透水層４まで根入れすることにより止
水壁を形成し、これによって地下水の侵入を防ぐととも
に、浮力に対する抵抗力を持たせた構造としていた。

しかしながら、上記構造の地中構造物ｌにあっては、地
中連続壁ＩＯを、地中構造物の実際上の底部より遥か下
方にまで延出させて構築する必要があり、コスト高にな
るといった不都合があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、浮力を有
効に抑え、大形・大深度の地中構造物にも有効に適用す
ることができ、しかも低コストで構築することのできる
地中構造物の構築方法を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上方が地上部において開放されてなる地中構
造物の構築方法であって、地山中に、水平面内において
閉環された筒状の地中連続壁を構築する工程と、前記地
中連続壁により囲まれた部分の地山を水中掘削する工程
と、前記工程により形成された掘削式底部に構築すべき
地中構造物の底版を水中にて形成する工程と、前記底版
の下方地山に、上端部を前記底版に定着されて該底版を
支持するためのアンカーを水中にて設ける工程と、を有
することを特徴とするものである。

〔作用　〕

地中連続壁を構築し、該連続壁内部を水中掘削した後、
水中にて構造物底版を形成することにより、底版に浮力
が生ずることがない。さらに、水中にて前記底版をアン
カーにて定着を行うため、構造物内の水を抜く時点で底
版は既に該アンカーにより定着されたものとなる。そし
て、このように、構造物底版がアンカーにて地山に定着
されるため、該底版は浮力に抗することができるものと
なる。したがって、地中連続壁の根入れ深さを小さくす
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明に係る構築方法により構築された地中構
造物の一例を示したものである。該地中構造物１は地山
Ｇ中に構築されたもので、この場合は全体として有底筒
状に形成されたものと通っている。該地中構造物ｌは、
例えば建築物の基礎、あるいは建築物地階、地下工場、
地下駐車場等の地下施設を構成するものである。図中地
山Ｇ内において、ラインＷは地下水位を、また、符号４
は不透水層を表わしている。

前記地中構造物（以下、単に　“構造物”と略称する）
ｌにおいて、符号１０は該構造物ｌの側壁部を構成する
地中連続壁、符号２０は該構造物１の底版、符号３０は
上端部を該底版２０に定着され、該底版２０の下方地山
内に打設されたアンカーである。なお、該構造物ｌを例
えば地下施設として利用する場合には、該底版２０の上
に本設の床版（図示時）を施工する。

上記構造物ｌは下記の工程により構築される。

、地中連続壁の構築 前記地中連続壁１０を地山Ｇ内に構築する。この地中連
続壁１０は、従来一般の地中連続壁工法により構築すれ
ばよい。

この地中連続壁ＩＯは前記構造物ｌの外殻を成すもので
あるから、その断面形状は構造物ｌに応じて任意に決定
すればよい。本実施例では、この地中連続壁１０を、断
面円形を呈した円筒状に形成している。また、この地中
連続壁１０の構築深さは、構築すべき構造物ｌの底部に
対応した部分まででよい。

＋１　　水中掘削 地中連続壁ｌＯが構築されたら、地山Ｇにおける前記地
中連続壁ｌＯにより囲まれた部分を掘削する。この掘削
作寒は、掘削部に水を貯留しながら水中掘削法により行
う。この水中掘削法も、従来一般に実施されているもの
に準じて行えばよい。

貯留する水は清水であっても泥水であってもよい。

また、掘削は例えばクラムシェル等により行う。

掘削深度は前記地中連続壁ｌＯの下端部までである。

ｉｉｉ　、底版の施工 次いで、上記水中掘削により形成された掘削穴２の底部
に、構造物１の底版２０を施工する。

１ｉｉ−■　地中連続壁の底版構築部のケレン形成すべ
き底版２０と地中連続壁ＩＯとの一体化が図れるように
、地中連続壁ＩＯにおける、前記底版２０が形成される
下端部内面のケレンを行う。

本実施例においては、このケレン作業を第２図および第
３図に示すケレン装置５０により行うものとしている。

ここで、このケレン装置５０の構成について説明する。

該ケレン装置５０は、地上に設置された揚重手段により
懸吊支持され、前記掘削穴２の上方開口部より掘削穴２
内に挿入される。該ケレン装置５０は、リング状に形成
されたフレーム５１と、該フレーム５１から放射状に延
びた少なくとも３本のガイドアーム５２と、同じくフレ
ーム５１から放射状に延びた軸部５５の先端に設けられ
た噴射ノズル５６とを主要構成要素として備えたものと
なっている。

前記フレーム５１は、そのリング体の中心部を回転中心
として、センターボール（支持部材）５７の軸線回りに
回動自在に懸吊支持される。前記ガイドアーム５２は、
この場合油圧ジヤツキ５８の作動により長手方向伸縮自
在に構成され、かつ、地中連続壁ｌＯの壁面と当接する
先端部には車輪５４が設けられている。そして、前記フ
レーム５１は、このガイドアーム５２が地中連続壁ＩＯ
内面に突っ張ることにより水平方向の移動が規制される
。また、前記噴射ノズル５６は、その先端部が前記ガイ
ドアーム５２の先端部より若干引っ込んだ位置にセット
されている。

上記構成となるケレン装置５０を用いて、前記噴射ノズ
ル５６より水および空気を勢い良く噴射させながら、該
ケレン装置５０全体を回転させると、噴射ノズル５６か
らの噴流が地中連続壁１０の下端内面の付着土砂等を除
去し、コンクリート面を露呈させることができる。

１ｉｉ−■　鉄筋篭の組み立て 地中連続壁１０の下端内面のケレンが終了したならば、
床版２０を構築するための鉄筋篭２１の組立てを行う。

鉄筋篭２１は、第４図に示すように、掘削穴２内に貯留
されている水３の水面上に台船２２，２２、・・・を浮
かべ、それら台船２２上にて組み立てる。図中符号２３
はこの鉄筋篭２１を組み立てる際に用いる保持具、２４
は該保持具２３のレベル調整を行うためのジヤツキであ
る。

その際、本実施例においては、前記鉄筋篭２１に、図示
の如く後述するトレミー管２５をつなぐためのトレミー
管用補助管２６、および後述するアンカーガイド管３１
をつなぐためのアンカーガイド管用補助管３２をそれぞ
れ予め一体に設けておく。これらトレミー管用補助管２
６およびアンカーガイド管用補助管３２は共に、鉄筋篭
２１の厚さ方向に貫通して設けられ、所定間隔をおいて
鉄筋篭２１の複数箇所に配設されている。前記トレミー
管用補助管２６は、例えば、図示の如くその下端が鉄筋
篭２１下端より僅かに上方にて終端する一方、上端は鉄
筋篭２１上端より上方に突出したものとなっている。ま
た、前記アンカーガイド管用補助管３２は、その下端が
鉄筋篭２１の下端よりも僅かに下方に突出するとともに
上端が鉄筋篭２１の上端よりも上方に突出したものとな
っている。また、このアンカーガイド管用補助管３２の
下端開口部には、該開口部を仮閉塞するための栓材３３
が詰め込まれている。栓材３３は、例えばゴム栓、木材
１モルタル等である。さらに、前記両補助管２６．３２
の上端には、例えばネジ等の図示しない接続手段が構成
されている。なお、符号２７は、該鉄筋篭２１による形
成される底版２０と、この底版２０の上部に後打ちされ
る床版との一体化を図るためのアンカー鉄筋である。

１１１−■　鉄筋篭の沈設 上記の如き鉄筋篭２１が組み上がったならば、その鉄筋
篭２１を一旦、上方に吊り上げ、前記保持具２３および
台船２２を取り除く。

その後、鉄筋篭２１を徐々に掘削穴２内に吊り下げてい
くが、その際、該鉄筋篭２１を吊り下げていく途中で、
第５図に示す如く、コンクリート打設用のトレミー管２
５の分管２５ａ、２５ａ、・・・およびアンカーガイド
管３■の分管３１ａ、３１ａ、・・・を順次水面上にて
継ぎ足していく。つまり、トレミー管２５の分管２５ａ
、２５ａ、・・・のうち最初のものは、前記鉄筋篭２１
に予め設けられた前記トレミー管用補助管２６に、また
、アンカーガイド管３１の分管３１　ａ、３１　ａ、・
・・の最初のものは、同じく鉄筋篭２１に設けられた前
記アンカーガイド管用補助管３２に接続されるものとな
る。なお、トレミー管２５およびアンカーガイド管３１
は、鉄筋篭２１が掘削式底部まで沈設された状態におい
てその上端か少なくとも水面上に突出するところまで延
出させる。

１ｉｉ−■　底版コンクリート打設 第５図に示す如く、前記トレミー管２５により、掘削穴
２底部にコンクリート２８を水中打設する。

打設コンクリート２８はトレミー管２５の下端、すなわ
ちこの場合は前記トレミー管用補助管２６の下端開口よ
り排出される。前記鉄筋篭２１は、打設されたコンクリ
ート２８内に埋設される。また、前記地中連続壁ＩＯの
下端内面ばケレンされているので、打設されたコンクリ
ート２８と地中連続壁ＩＯの内面とが完全に密着され、
該地中連続壁ＩＯとコンクリート２８との接続面の確実
な遮水が図られる。前記コンクリート２８が硬化した時
点で底版２０が完成する。なお、前記トレミー管２５は
、コンクリート２８の打設が終了した時点で撤去して良
い。

１ｖ、アンカーの設置 底版２０が構築されたならば、該底版２０を固定するた
めの前記アンカー３０を、形成された底版２０の下方地
山内に設置する。アンカー２０の設置作業自体は、一般
に行なわれているアースアンカー工法と同様であるが、
本実施例（本発明）においては、これを水中にて実施す
るものである。

１ｖ−■　削孔 アンカー３０を設置するには、まず、該アンカー３０を
埋設するための削孔を行うが、この削孔作業は第６図に
示す如く前記アンカーガイド管３１を利用することによ
り水面上より行うことが可能である。すなわち、前記ア
ンカーガイド管３１内に削孔用のケーシングドリル３４
を挿入し、前記アンカーガイド管用補助管３２を介して
該ケーシングドリル３４を底版２０下面の地山Ｇに至ら
しめ、その状態から下方への削孔を開始する。アンカー
ガイド管用補助管３２の下端部に設けられた前記栓材３
３は、この削孔の際に取り除かれる。

上述の如く、底版２０を構成する前記鉄筋篭２１には、
予め、前記ケーシングドリル３４を挿通させるための前
記アンカーガイド管用補助管３２を設け、かつこのアン
カーガイド管用腑助管３２からアンカーガイド管３１を
水面上にまで延出させたので、底版２０構築後における
削孔作業、しかも掘削穴２に水３を貯留させたままでの
削孔作業を容易に行うことができるわけである。

ｉｖ−■　ＰＣ材設置およびモルタル充填所定深さの削
孔が形成されたならば、第７図に示す如く前記グーソン
グドリル３４内にＰＣ材３６を挿入する。その後、削孔
底部に例えばモルタル等の硬化充填材３７を注入しなが
らケーシングドリル３４を引き抜く。

１ｖ−■　ＰＣ材への緊張力導入 前記硬化充填材３７が硬化した後、下記の要領により前
記ＰＣ材３６を緊張する。

まず、アンカーガイド管３１をアンカーガイド管用補助
管３２より取り外し、撤去する。これらアンカーガイド
管３１と、アンカーガイド管用補助管３２との切り離し
は、例えば、アンカーガイド管用補助管３２と該補助管
３２に直接接続される前記分管３１ａとを結合するネジ
を、各分管３１ａ、３１ａ、・・・どうしを接続するネ
ジに対して逆ネジに構成しておけば、アンカーガイド管
３■を所定方向にねじ回すだけでアンカーガイド管３１
がアンカーガイド管用補助管３２より外れるから、水上
部にて行うことができる。

アンカーガイド管３１が撤去されたならば、まず初めに
第７図に示すアンカ一定着プレート３８を、水上部より
、前記ＰＣ材３６をガイドとして水３中に沈め、底版２
０の上面に着底させる。ちなみに、前記アンカ一定着プ
レート３８には、この場合ＰＣ材３６に下向きの移動が
生じたときに、くさび作用によりＰＣ材３６を咬むこと
のできるチャック３９が備えられたものとなっている。

次いで、前記アンカ一定着プレート３８と同様にＰＣ材
３６をガイドとしてセンターホールジヤツキ４０を水中
に沈め、前記アンカ一定着プレート３８上に到達させる
。符号４１は、水上部まで延びこのセンターホールドジ
ヤツキ４０を作動させるための油圧ホースである。その
後、このセンターホールジヤツキ４０にて前記ＰＣ材３
６に緊張力を導入すればよい。センターホールジヤツキ
４０の操作は水上部にて行うことができる。よって、セ
ンターホールジヤツキ４０によりＰＣ材３６を緊張した
後、引張り力を解除すると、ＰＣ材３６は前記アンカ一
定着プレート３８の前記チャック３９の作用により弛緩
動作を拘束され（すなわち緊張力が導入され）、該緊張
力が該アンカ一定着プレート３８を介して底版２０に導
入される。

■、排水その他 上記の如くアンカー３０が設置されたならば、掘削穴２
内の水３を排水し、その後ＰＣ材３６を前記アンカ一定
着プレート３８の上方で切断すれば、目的とする地中構
造物ｌが完成する。

そして、該地中構造物ｌを、例えば居住空間としての地
下施設等として利用する場合には、前記底版２０の上部
に本設の床版を打設すればよい。

また例えば、前記地中構造物ｌ内をさらに複数階層に形
成する、あるいは該地中構造物ｌの上方に建築物の地上
部を構築する等、該地中構造物Ｉをそれぞれの目的に応
じてさらに発展させた構造とすることは任意である。

以上説明したように上記した地中構造物の構築方法によ
れば、底版２０に該底版２０を支持するアンカー３０を
定着させたので、底版２０が、地下水により生ずる浮力
に対して確実に抵抗することができるものとなる。この
ため、地中連続壁により構築される従来の地中構造物の
如く、地中連続壁ｌＯを底版２０のはるか下方まで必要
以上に延出構築する必要がなく、根入れ深さを短くして
施工上の低コスト化と、工期の短縮を図れる。

またその際、上記実施例では底版２０が構成される地中
連続壁ｌＯの下端内面部のケレンを前記ケレン装置５０
により確実に行えるため、底版２０と地中連続壁１０と
の一体化および密着度を高め確実なる遮水性が望め、よ
って、地下水の流動・排水を阻止して地山の変形あるい
は崩壊等の周囲環境への悪影響を有効に防止することが
できる。

さらに本工法によれば、掘削穴２内に水３を満たした状
態で底版２０を構築し、しかも前記水３が存在した状態
において底版２０をアンカー３０にて定着してから水３
を排水するので、完全に底版２０が定着された後に底版
２０への載加荷重が除かれるものとなり、底版２０は、
施工中においても地下水による浮力の影響を受けること
がない。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によれば、底版に該底版を
支持するアンカーを定着させたのて、底版が、地下水に
より生ずる浮力に対して確実に抵抗することができるも
のとなる。このため、地中連続壁により構築される従来
の地中構造物の如く、地中連続壁を底版のはるか下方ま
で必要以上に延出構築する必要がなく、根入れ深さを短
くして施工上の低コスト化と、工期の短縮を図れる。

さらに本工法によれば、完全に底版をアンカーにて定着
した後に底版への載加荷重を除去するため、施工中にお
いても、底版に地下水による浮力の影響を与えることが
ない。したがって、底版と地中連続壁との接続部に浮力
による不要な応力を発生させることがなく、遮水性を確
保して確実な地中構造物を実現できる、等の優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は本発明に係る構築方性により構築された地中構
造物の一例を示す全体側断面図、第２図はケレン装置を
地中連続壁と共に示す平面図、第３図は第２図の側断面
図、第４図は鉄筋篭の組立状況を示す部分側断面図、第
５図は鉄筋篭の設置状態を示す部分側断面図、第６図は
アンカーの設置状態を示す部分側断面図、第７図はＰＣ
鋼棒の緊張状態を示す部分側断面図、第８図は従来技術
を説明するもので地中構造物の全体側断面図である。 Ｇ・・・・・地山、　　　ｌ・・・・・・地中構造物、
２・・・・掘削穴、　　３・・・・・・水、ｌＯ・・・
・・・地中連続壁、　　２０・・・・・底版、３０・・
・・・アンカー １２、図 第３図 ７ 第１図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上方が地上部において開放されてなる地中構造物の構築
   方法であって、地山中に、水平面内において閉環された
   筒状の地中連続壁を構築する工程と、前記地中連続壁に
   より囲まれた部分の地山を水中掘削する工程と、前記工
   程により形成された掘削穴底部に構築すべき地中構造物
   の底版を水中にて形成する工程と、前記底版の下方地山
   に、上端部を前記底版に定着されて該底版を支持するた
   めのアンカーを水中にて設ける工程と、を有することを
   特徴とする地中構造物の構築方法。