JPH09111754A - 親杭止水壁工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の連続壁構造で使用する大形のロックオ
ーガよりはるかに小形軽量な専用工作車で掘削可能であ
り、かつ壁厚が薄くて材料費や工費が少なくて済む山留
め止水壁工法を提供するのが目的である。 【解決手段】 ピッチ1100ｍｍ、直径 450ｍｍ程度の杭
孔と幅50ｍｍ程度の薄溝壁を小形軽量の専用工作車で穿
削し、応力材となるＩ形鋼またはＨ形鋼を杭孔に挿入し
たのち、杭孔や薄溝壁の全体にセメントミルクを充填し
て山留め壁を構築する。また、止水壁に鋼製止水パネル
や補強シートを内包させ、もしくは木製横矢板の壁を並
設したりすることにより止水壁を補強する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木建築構造物な
どを構築する場合に必要とされる山留工事に関するもの
で、特に地下掘削現場が軟弱地盤である場合や、地下水
位が比較的高い場合などに使用する山留用の親杭止水壁
工法に係る。

【０００２】

【従来の技術】掘削地盤が軟弱であるとき、または根切
り底よりも上に地下水位がある場合などにおいては、現
状では山留壁をＳＰ工法またはＳＭＷ工法で施工してい
る。そうしないと地下水の浸出により根切り場周辺が地
盤沈下を起すからである。山留壁を構築する場合の従来
工法を具体的に説明すると、図８に示すような３種の工
法が実用されている。同図（ａ）は横矢板工法といわれ
るもので、Ｈ鋼からなる親杭１３を一定間隔で地中に打
ち込み、地下空間を掘削するにしたがい地表から順次木
製の横矢板１７を相隣われる親杭１３の間に隙間なく張
設して、周辺土壌が崩れ落ちるのを防止する工法であ
る。なお、同図において符号４３は腹起し、４４は水平
に枠組みした切梁、４５は火打ち梁、４６は中間杭であ
る。

【０００３】ところで前記の横矢板工法は、木製の横矢
板を積み上げたにすぎない構成なので、地下水の浸出を
防ぎ切ることができず、したがって山留壁の根切り底よ
り地下水位が高い場合には採用することができない。

【０００４】同図に領域（ｂ）で示すものはシートパイ
ル工法（ＳＰ工法）による山留壁であって、多数枚の鋼
矢板４１を該矢板の両耳部を互いに噛み込ませながら地
中に打ち込んでから地下空間を掘削した後、腹起しや切
梁などの架構を施こす工法であるから、周辺土壌の崩落
を防ぐだけでなく、地下水の流出をも防ぐことができ
る。しかし、相隣わるシートパイルの噛み込み箇所（継
ぎ目）から若干の水洩れを生じることがあるので、後記
のＳＭＷ工法の方が優っているといえる。

【０００５】図８に領域（ｃ）で示す工法は、ソイルセ
メント柱列壁工法（ＳＭＷ工法）であって、１軸又は多
軸の穿孔機を用いて地中に連続した孔を横並びに穿削
し、その孔全体にセメントミルクとベントナイト等の硬
化液を注入して土砂と混合して固化させ、同時に一定間
隔で前記した穿孔部分にＨ形鋼からなる応力材１３を建
て込むことにより連続した山留壁４２を構築する工法で
ある。この工法によって形成される根切り壁は、水密を
保持するので、地下水の流出を完全に止めることがで
き、したがって根切り底より地下水位が高い場合でも適
用することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来工法３種
のうち、（ａ）で示す親杭横矢板工法は、施工費が最も
安く、工事も比較的簡単に行えるが、前述のように地下
掘削の根切り底面より地下水位が高い場合には適用でき
ない。一方、（ｂ）のシートパイル工法は漏水量が少な
いから、ドレン排水を併用することによって地下水位よ
り低い位置にも適用可能であるが、シートパイルの材料
費や打ち込み工事費が嵩み、その上では少量であれ、漏
水を生じる虞れがあるなど難点も免れない。

【０００７】領域（ｃ）のソイルセメント柱列壁工法
は、耐圧強度、止水性能とも抜群で、信頼性も高く根切
底面より地下水位が高い場合でも安心して適用できる
が、穿削に必要な１軸又は多軸の穿孔機は、装備重量が
１００ｔにも達し、かつ大型であるため機材の搬入及び
組立が容易でなく、工事費が嵩む上に地理的条件によっ
ては使用が制限されることもある。

【０００８】以上に加え、従来法で最も重要な課題とさ
れていた点を説明すると、次のとおりである。すなわ
ち、根切り底よりも水位が高い地盤や軟弱地盤にあって
は、根切り場周辺に地盤沈下の影響が及ばないようにす
るため、構築した山留壁は引き抜かれず、その場に埋め
殺しとされるのが通常である。そして一般に山留壁の重
量が大きいほど材料費も高くなるので、止水効果のある
前記ＳＰ工法およびＳＭＷ工法のいずれにあっても重量
的にみてトータルコストが嵩み、相当の経費を必要とす
ることになって、改善策が待ち望まれていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる実情に鑑み、本発
明は従来工法に比較して重量的にも小さく、しかも施工
し易く、その上では止水性能にも優れる新規な山留壁の
構築方法を提案せんとしたものである。

【００１０】すなわち、本発明は山留壁を構築せんとす
る地下構築物の外周にアースオーガまたはロックオーガ
等を用いて所定の間隔を保って地中に杭孔を穿削すると
共に、互いに隣接する杭孔の間を連通するように該杭孔
の直径よりも小さい幅の薄溝を掘削し、さらに前記杭孔
と薄溝の双方にセメントミルクを充填しながら、前記杭
孔の全長にＩ形鋼またはＨ形鋼などから成る親杭を建て
込んでコンクリートを主体とする連続壁面を形成させ、
その上で前記壁面内に止水パネルを埋め込むか、もしく
は前記親杭のフランジ面を利用してフランジの内側に横
矢板を嵌め込み、それによって地下水の流出を防止する
ようにした工法を開発したものである。

【００１１】本発明によれば前記のコンクリートを主体
とする壁体の内部に鋼製の止水パネルまたは鋼製補強材
を埋設することができるだけでなく、場合によっては前
記止水パネルと木製横矢板とを並設することによって止
水壁を補強したり、或いは地下水位に対応して、これら
のうちの２種の工法をそれぞれ山留壁の上部と下部に分
けて適用することも可能となるので、使用材料の重量を
軽減しつつ止水効果を高めることが可能となる。

【００１２】すなわち、従来のＳＭＷ工法と異なり、大
径の杭孔を連続して形成させる工法ではなく、前記杭孔
を一定の間隔をあけて穿設した後にセメントミルクを充
填すると同時に、前記杭孔の間を幅狭にくりぬいて薄溝
を形成させ、その部分にもセメントミルクを注入してコ
ンクリート壁をつくり、かつこの壁によって前記杭孔に
形成させた親柱を連接させる構成とし、その上で前記薄
溝壁内に止水パネル埋め込み、もしくは杭孔に建て込ん
だ親杭を利用して横矢板を積み重ねる方式であるから、
従来法に比較してかなりの軽量化を実現でき、しかも重
量の嵩む前記ＳＰ法やＳＭＷ工法と同等の止水効果を発
揮し得る点で、経済性にも優れた山留壁の構築工法であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施態様を図面に基づい
て具体的に説明する。まず、山留壁を構築せんとする地
下構築物の外周（根切り場の周囲）に図１(A)に示す如
く一定間隔、例えば中心距離１１００ｍｍで、一例とし
て直径４５０ｍｍの杭孔１１を地表から根切り面より十
分深くまで穿削すると同時に、相隣れる杭孔１１の間を
連通するように幅の狭い、例えば幅５０ｍｍの薄溝１２
を掘削する。すなわち、アースオーガまたはロックオー
ガ等の穿孔機を用いて所定の間隔を保って地中に前記杭
孔１１を穿削すると共に、互いに隣接する杭孔の間を連
通するように該杭孔の直径よりも小さい幅の薄溝１２を
掘削する。次いで、前記杭孔と薄溝の双方にセメントミ
ルクを充填した後、前記杭孔のほぼ全長に相応する長さ
をもったＩ形鋼またはＨ形鋼などから成る親杭１３を建
て込む。なお、親杭を建て込んでからセメントミルクを
注入してもよい。また、前記杭孔の穿孔時に生じた土砂
を全部取り除いて杭孔全部にセメントミルクを充填して
所謂コンクリート柱に置き換えるか、或は、一部の土砂
を残したままセメントミルクを充填して所謂ソイル柱と
することもでき、それは掘削地盤の性質に応じて適宜選
択する。

【００１４】かくして、応力材として機能する親杭１３
が埋め込まれたソイル柱またはコンクリート柱（以下、
親柱と総称する）１４と止水壁１５からなる山留壁が構
築される。この山留壁に図８に示すように腹起し４３や
切梁４４及び火打ち梁４５等による架構を施せば、前記
山留壁の内側を根切り面まで掘削しても周辺土壌が崩壊
する危険はなく、また後記のように地下水の浸出をも完
全に抑止することができる。以下、この点について具体
的に説明する。

【００１５】まず、図３の工法について説明すると、前
記した杭孔１１と薄溝１２の中にセメントミルクを注入
してから親杭１３を建て込むと同時に、止水パネル（一
例として鋼板）１６の両端にアングル材２０を溶接した
部材をセメントミルクが充填された止水壁１５内に押込
む。なお前記アングル材２０はこれを親杭１３の近傍に
埋設されるようにするのがよい。同図（Ｂ）は前記工法
により施工した事例の縦断面図で、同図中、符号２１は
根切り底、ＷＬは地下水位を示す。同工法は、図示のよ
うに比較的地下水位が高いときに用いて有効である。そ
れは、従来かかる水位のときには前記したＳＭＷ工法
か、あるいはシートパイル工法のいずれかを採用しなけ
ればならなかったので、鋼材等の重量も大きく、施工費
が嵩んでいたが、 本発明によればコンクリートの使用
量も格段に減少し、その上では使用する鋼材も一定間隔
ごとに建て込んだ親杭１３とアングル材２０ならびに前
記アングル材に溶接した鋼板１５等、比較的軽量な資材
を使用するだけで足りるという利点を発揮する。

【００１６】図４に示す事例は、図３の場合よりも地下
水位が低いときに適用して効果のある工法であって、前
記水位に近いレベルより上方には応力材である親杭１３
の内側フランジを枠に利用して、木製の横矢板１７を地
表から順次根切り面まで相接して並置すると共に止水壁
１５と横矢板１７との間に土砂Ｆを充填する。こうすれ
ば周辺土壌による圧力に対して横矢板１７が止水壁１５
を補強することができる。なお、前記した土砂Ｆの充填
が不十分であれば、補強効果が不安定になる虞れもある
ので、この工法は地下水位が根切り面からあまり高くな
い場合に適用するのが望ましい。

【００１７】図５は、本発明における第３実施例を示し
たものであって、止水壁１５の内部に網鉄筋又はパンチ
メタル等のシート状補強材１８を設置すると共に、地下
の掘削に伴って応力材１３の内側フランジを枠として木
製の横矢板１７を地表から順次根切り面まで相接して並
置し、かつ止水壁１５と横矢板１７との間を土砂Ｆで充
填した状態にする。この工法による土留め壁の強度は、
図３の工法と図４の工法の中間であり、したがって地下
水位が図３（Ｂ）と図４（Ｂ）の中間の場合に適用する
のが望ましい。

【００１８】図６は、本発明の第４実施例を示すもので
あって、地下水位ＷＬを若干超える高さまでは、図３と
同じく止水壁１５内に鋼製止水パネル１５を内包させた
構造とし、前記水位より上の地表側は、図４と同じく木
製横矢板による補強壁１７を並設した止水壁として山留
め壁を構築した事例であって、上記いずれの事例にあっ
ても地下水位の位置如何により止水壁の強度と横矢板の
強度とを勘案し、前記両者の強度上の利点を巧みに組合
わせて施工経費の節減を図ったものである。

【００１９】図７は、本発明の工法による山留め壁及び
腹起し補強枠組みの概要を示したものである。図示のよ
うに山留め壁の構成を、上部と下部とで、それぞれ異な
るようにし得る点に、本発明の特筆すべき長所がある。

【００２０】

【発明の効果】本発明の止水壁工法によれば、地下水位
のレベルに応じ、該水位を含む下側の薄溝壁の内部のみ
に止水パネルまたは補強材を埋め込み、前記レベルより
上側には親杭の内側フランジを利用して横矢板のみを張
設することができる。このように本発明によれば、地下
水位の高さに合わせて上部の横矢板と下部の止水壁とを
同時に使い分け、それによって山留め壁全体の施工コス
トを大幅に低減し得る点で新規なる効果を発揮する。

【００２１】その上、本発明によれば杭孔や薄溝壁を掘
削する際に使用する専用工作車の重量が１０トン程度で
足り、しかもこれら掘削機材を分解することなく、その
まま１０トン車で運搬可能であるから、工事に対する地
理的制約が少なく、しかも止水壁の厚さが極めて小さい
ので材料費、施工費ともに、従来のシートパイル工法や
ソイルセメント連続壁工法にくらべて大幅に節約でき
る。また、止水壁に鋼製止水パネルや鋼製補強シートを
内包せしめたり、或いは木製横矢板による補強壁を並設
したりすることにより、強度を保持できるうえ、上部と
下部にそれぞれ異なる工法を適用して山留め壁を構築す
ることも可能なので、土壌の条件に応じて十分な強度と
止水性能を有する山留め壁を合理的かつ経済的に構築す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ａ〜Ｃは、図中Ａは、本発明の工法を実施す
る際の第１段階を示す。同Ｂは第２段階、同（Ｃ）は第
３段階を示す平面図。

【図２】 本発明の工法による山留め用止水壁の側面
図。

【図３】 Ａ〜Ｂは、本発明の第１実施例を示す平面図
ならびに縦断面図。

【図４】 Ａ〜Ｂは、本発明の第２実施例を示す平面図
ならびに縦断面図。

【図５】 Ａ〜Ｂは、本発明の第３実施例を示す平面図
ならびに縦断面図。

【図６】 Ａ〜Ｂは、本発明の第４実施例を示す平面図
ならびに縦断面図。

【図７】 図６の工法による山留め止水壁の斜視図。

【図８】 従来法である３種類の山留め壁工法を示す斜
視図。

【符号の説明】

１１ 杭孔 １２ 薄溝 １３ 親杭（応力杭） １４ 親杭柱 １５ 止水壁 １６ 止水パネル １７ 横矢板 １８ 補強壁

フロントページの続き (72)発明者 本田 隆 東京都中央区日本橋本町１丁目６番５号 丸藤シートパイル株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 山留壁を構築するに当たって、根切り
   場の周囲（地下構築物の外周）にアースオーガまたはロ
   ックオーガ等を用いて所定の間隔を保って地中に杭孔を
   穿削すると共に、互いに隣接する杭孔の間を連通するよ
   うに該杭孔の直径よりも小さい幅の薄溝を掘削し、さら
   に前記杭孔と薄溝の双方にセメントミルクを充填し、次
   いで前記杭孔のほぼ全長にＩ形鋼またはＨ形鋼などから
   成る親杭を建て込んでコンクリートを主体とする連続壁
   面を形成させ、その際、前記壁面内に止水パネルを埋め
   込むか、もしくは前記親杭のフランジ面を利用して該フ
   ランジの内側に横矢板を嵌め込むようにしたことを特徴
   とする親杭止水壁工法。
2. 【請求項２】 コンクリートを主体とする薄溝壁の内部
   に、網鉄筋またはパンチングメタル等の薄溝壁補強材を
   挿入するようにした請求項１記載の親杭止水壁工法。
3. 【請求項３】 コンクリートを主体とする薄溝壁の内部
   に鋼板等からなるに止水パネルを設置するようにした請
   求項１記載の親杭止水壁工法。
4. 【請求項４】 薄溝壁と横矢板の間に砂、モルタル、土
   砂等の裏込材を充填するようにした請求項１または請求
   項２のいずれかに記載の親杭止水壁工法。
5. 【請求項５】 山留壁を構築せんとする地下構築物の外
   周にアースオーガまたはロックオーガ等を用いて所定の
   間隔を保って地中に杭孔を穿削すると共に、互いに隣接
   する杭孔の間を連通するように該杭孔の直径よりも小さ
   い幅の薄溝を掘削し、さらに前記杭孔と薄溝の双方にセ
   メントミルクを充填し、次いで前記杭孔のほぼ全長にＩ
   形鋼またはＨ形鋼などから成る親杭を建て込んでコンク
   リートを主体とする連続壁面を形成させ、かつ地下水位
   より下側の部分における薄溝壁の内部に補強材または止
   水パネルを設置し、地下水位と地表との間には前記親杭
   の内側フランジを枠体に利用して横矢板を張設し、その
   上で前記横矢板と薄溝壁の間には土砂等を充填したこと
   を特徴とする親杭止水壁工法。
6. 【請求項６】 地下水位より下側の部分における壁溝の
   内部に鋼製止水パネルを設置するようにした請求項５記
   載の親杭止水壁工法。