(57)【要約】【課題】壁厚を厚くすることなく、大深度地下構造に対応した地中壁構造を構築できるようにする。【解決手段】地中壁構造２０は、平面視多角形状に形成された内部地中壁２１と、内部地中壁２１の各辺の両端部を結ぶように、円弧状に形成された外部地中壁２２とを備える。外部地中壁２２に土水圧が作用すると、外部地中壁２２の軸方向に圧縮力が作用するが、この圧縮力は内部地中壁２１を介して、他の外部地中壁２２に伝達される。これにより、円環状の地中壁が軸力により土水圧に抵抗するのと同様に、複数の外部地中壁２２が一体となって軸力により土水圧に抵抗する。このため、壁厚を厚くする必要がなく、また、地中壁構造２０は通常の地中壁により構成されるため、施行に手間がかからない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の圧縮力を負担可能な部材が平面視多角形状に接続されてなる内部構造と、
前記内部構造の辺のうち少なくとも一部の辺には、当該一部の辺の両端を接続し、外周に向かって湾曲する外部地中壁と、を備えることを特徴とする地中壁構造。
【請求項２】
水平方向の圧縮力を負担可能な部材が平面視多角形状に接続されてなる内部構造と、
前記内部構造の辺のうち少なくとも一部の辺には、当該一部の辺の両端を接続し、外周に向かって湾曲する外部地中壁とにより構成された地中壁構造が構築され、
前記内部構造で囲まれた部分の少なくとも一部の地盤を掘削することで掘削空間が形成されていることを特徴とする地下構造。
【請求項３】
請求項２記載の地下構造であって、
前記外部地中壁は、前記内部構造の全ての辺に構築されていることを特徴とする地下構造。
【請求項４】
請求項２又は３記載の地下構造であって、
前記内部構造は、地中壁からなることを特徴とする地下構造。
【請求項５】
請求項２から４のうち何れか１項に記載の地下構造であって、
前記内部構造で囲まれた部分の中央には前記内部構造と間隔をあけて高層建物が構築され、
前記内部構造と前記外部地中壁との間には外部建物が構築されていることを特徴とする地下構造。
【請求項６】
請求項２から４のうち何れか１項に記載の地下構造であって、
前記内部構造で囲まれた部分には、前記内部構造と一体に建物が構築されるとともに、前記内部構造と外部地中壁とにより囲まれた部分はドライエリアとして用いられ、
前記内部構造には前記建物の内部に通じる開口が設けられていることを特徴とする地下構造。
【請求項７】
請求項２から６のうち何れか１項に記載の地下構造であって、
前記外部地中壁と前記内部構造の接合端部において、
前記外部地中壁は、その接合端部における接線方向が、前記内部構造の当該外部地中壁が接続されている辺と隣接する辺の軸方向と一致するように前記内部構造に接続されていることを特徴とする地下構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大深度の地下構造を構築する際に用いられる地中壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、深さ数十ｍの大深度地下の様々な用途への利用が試みられている。ここで、敷地面積が大きな大深度地下工事を行う場合には、切梁支保工では長さが大きくなり過ぎるため、対応することができない。このため、土留壁に作用する非常に大きな土水圧に抵抗できるように、壁厚を大きくするとともに、逆打ち工法で建物を構築する方法や、例えば、特許文献１に記載されているように山留壁の内周面にリングビームを構築したりする方法により、土留壁に作用する土水圧に抵抗する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７―２１６８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記方法では、土水圧に抵抗するための強度を確保するために必要な壁厚が非常に大きくなってしまい、地中壁がマスコンクリートとなり、品質管理及び施工に手間がかかるとともに、地中壁内の利用可能な空間が減ってしまう。
【０００５】
また、山留壁の内周面にリングビームを構築する方法では、地盤を掘削の進行に合わせて、リングビームを内部の掘削空間内に配置し、リングビームと山留壁との間にコンクリートを打設し、リングビームと山留壁とを一体化しなければならず、施工に手間がかかる。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、壁厚を厚くすることなく、大深度地下構造に対応した地中壁構造を構築できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の地中壁構造は、水平方向の圧縮力を負担可能な部材が平面視多角形状に接続されてなる内部構造と、前記内部構造の辺のうち少なくとも一部の辺には、当該一部の辺の両端を接続し、外周に向かって湾曲する外部地中壁と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の地下構造は、水平方向の圧縮力を負担可能な部材が平面視多角形状に接続されてなる内部構造と、前記内部構造の辺のうち少なくとも一部の辺には、当該一部の辺の両端を接続し、外周に向かって湾曲する外部地中壁とにより構成された地中壁構造が構築され、前記内部構造で囲まれた部分の少なくとも一部の地盤を掘削することで掘削空間が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の地下構造において、前記外部地中壁は、前記内部構造の全ての辺に構築されていてもよく、前記内部構造は、地中壁からなるものであってもよい。
【００１０】
また、前記内部構造で囲まれた部分の中央には前記内部構造と間隔をあけて高層建物が構築され、前記内部構造と前記外部地中壁との間には外部建物が構築されていてもよく、前記内部構造で囲まれた部分には、前記内部構造と一体に建物が構築されるとともに、前記内部構造と外部地中壁とにより囲まれた部分はドライエリアとして用いられ、前記内部構造には前記建物の内部に通じる開口が設けられていてもよい。
【００１１】
また、前記外部地中壁と前記内部構造の接合端部において、前記外部地中壁は、その接合端部における接線方向が、前記内部構造の当該外部地中壁が接続されている辺と隣接する辺の軸方向と一致するように前記内部構造に接続されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外部地中壁が円弧状に形成されているため、外部から土水圧が作用すると外部地中壁内に軸方向に圧縮力が発生する。このように外部地中壁に発生した軸方向の圧縮力は内部地中壁を介して、他の外部地中壁に軸方向の圧縮力として伝達可能であるため、円環状の地中壁とが軸方向の圧縮耐力により土水圧に抵抗するのと同様に、内部地中壁の各辺に接続された外部地中壁が一体となって軸方向の圧縮耐力により抵抗することができ、壁厚を抑えることができる。また、外部地中壁及び内部地中壁は通常の地中壁と同様に構築することができるため、施行に余計な手間がかからない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の地下構造を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図２】第２実施形態の地下構造を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の地下構造の第１実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１実施形態の地下構造１１０を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。同図に示すように、本実施形態の地下構造１１０は、地中に構築された地中壁構造２０と、地中壁構造２０内に構築された建物構造１３０と、外部建物１４０とを備えてなる。
【００１５】
地中壁構造２０は、平面視六角形状に形成された内部地中壁２１と、内部地中壁２１の各辺の両端部の間を接続するように形成された平面視円弧状の外部地中壁２２とにより構成される。内部地中壁２１及び外部地中壁２２は、鉄筋コンクリート造のパネルが連続して構築されてなる地中連続壁からなり、夫々、外部建物１４０と一体となっている。
【００１６】
外部地中壁２２は、内部地中壁２１の各辺の両端部との接続部において、外部地中壁２２の接線方向が内部地中壁２１の隣接する辺の延びる方向と一致するように接続されている。
【００１７】
外部地中壁２２には周囲の地盤から土水圧が作用する。土水圧が作用すると、外部地中壁２２には面内水平方向の圧縮力が作用する。なお、以下において内部地中壁２１及び外部地中壁２２の面内水平方向を軸方向といい、この軸方向に作用する力を軸力という。上記のように外部地中壁２２はその端部が、隣接する内部地中壁２１の辺の端部に接続されているため、外部地中壁２２に作用する軸方向の圧縮力は、隣接する内部地中壁２１に軸力として伝達される。このようにして、内部地中壁２１の各辺は、その両側に接続された外部地中壁２２から軸方向の圧縮力が伝達されることにより、外部地中壁２２に作用する土水圧を負担する。すなわち、内部地中壁２１及び外部地中壁２２の両方が軸力として負担することとなり、各壁厚を薄くすることができる。
【００１８】
内部地中壁２１で囲まれた部分は地盤が掘削され、その内部には底版１３５が構築され、底版１３５上に建物構造１３０が構築されている。建物構造１３０は、内部地中壁２１で囲まれた部分の底部全面に亘って構築された底部建物１３２と、内部地中壁２１で囲まれた部分の中央に内部地中壁２１との間に空間（以下、内部地中壁２１と高層建物１３１との間の空間をドライエリア１３３という）が設けられるように構築された高層建物１３１とにより構成される。例えば、底部建物１３２は駐車場として利用され、高層建物１３１はオフィス等の居住空間として利用されている。また、底部建物１３２の上部には高層建物１３１と外部建物１４０とを結ぶ連結通路１５０が形成されている。上記のように、高層建物１３１の周囲にドライエリア１３３が設けられているため、高層建物１３１の地下階であっても、採光を確保することができ、高層建物１３１の地下階をオフィス等の居住空間として利用することができる。
【００１９】
外部建物１４０は、例えば、その一部が駐車場として利用されており、内部に地上階と連結通路が設けられた階とを結ぶエレベータ１４１が設けられている。地下構造１１０の外部と高層建物１３１とは、エレベータ１４１及び連結通路１５０を通してアクセス可能である。
また、図１の例では、外部地中壁２２の外部の地盤内には、地下鉄１が通っているものとしており、地下鉄駅２が設けられている。この地下鉄駅２と外部建物１４０との間は通路１６０により連結されている。
【００２０】
以下、本実施形態の地下構造１１０の構築方法を説明する。
まず、内部地中壁２１及び外部地中壁２２を構築する。内部地中壁２１及び外部地中壁２２は、既に構築が完了している先行パネルの接合端部を削るように地盤を平面視長方形状に掘削する工程と、掘削孔内に鉄筋かごを挿入する工程と、掘削孔内にコンクリートを打設する工程とを繰り返すことにより、先行パネルに後行パネルを順次打ち継いでいくことで構築することができる。
【００２１】
次に、内部地中壁２１で囲まれた部分の地盤を掘削するとともに、内部地中壁２１と外部地中壁２２との間の地盤を掘削する。この際、上記のように、地中壁構造２０は土水圧に対して、内部地中壁２１及び外部地中壁２２の軸力により抵抗することができる。このため、地中壁構造２０は支保工を設けることなく、自立することができる。そして、内部地中壁２１に囲まれた空間及び内部地中壁２１と外部地中壁２２に囲まれた空間の底部に底版１３５を構築する。
【００２２】
次に、底版１３５の上部に底部建物１３２を構築する。また、これと並行して内部地中壁２１と外部地中壁２２とにより囲まれる空間内に外部建物１４０の構築する作業を行う。
【００２３】
次に、内部地中壁２１で囲まれた部分の中央に高層建物１３１を構築し、高層建物１３１と外部建物１４０とを連結する連結通路１５０を構築する。また、外部建物１４０と地下鉄の駅２とを結ぶ通路１６０を構築する。
以上の工程により地下構造１１０を構築することができる。
【００２４】
本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）外部地中壁２２に作用する軸力が内部地中壁２１に伝達されることにより、円環状の地中壁が軸方向の圧縮耐力により土水圧に抵抗するのと同様に、内部地中壁２１及び外部地中壁２２が一体となって圧縮耐力により土水圧に抵抗することができる。このため、地中壁構造を構成する外部地中壁２２及び内部地中壁２１の壁厚を抑えることが可能となり、地中壁で囲まれた部分を有効利用することができる。
【００２５】
（２）また、地中壁構造２０は、通常の地中連続壁により構成されているため、施工に手間がかからず、また、建物構造１３０も下層から上昇に向かって構築することができるため、逆打ち工法に比べて施工期間を短縮することができる。
【００２６】
（３）また、内部地中壁２１と高層建物１３１の間にドライエリアを設けることにより、高層建物１３１の地面よりも低い階においても採光を確保することができるため、高層建物１３１の地下階をオフィスなどの居住空間として利用することができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の地下構造の第２実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は、第２実施形態の地下構造１０を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。同図に示すように、地下構造１０は、地中に構築された地中壁構造２０と、地中壁構造２０内に構築された建物構造３０とを備えてなる。
【００２８】
地中壁構造２０は、第１実施形態と同様に、平面視六角形状に形成された内部地中壁２１と、内部地中壁２１の各辺の両端部の間を結ぶように形成された平面視円弧状の外部地中壁２２とにより構成される。内部地中壁２１は鉄筋コンクリート造のパネルが連続して構築されてなる地中連続壁からなり、建物構造３０の地下部３２と一体となっている。また、外部地中壁２２は地中連続壁にコンクリート部材の増し打ちが施されてなる。
【００２９】
外部地中壁２２は、内部地中壁２１の各辺の両端部に接続されており、その接続部において、外部地中壁２２の接合端部の接線方向が内部地中壁２１の隣接する辺の軸方向と一致するように接続されている。外部地中壁２２と内部地中壁２１とにより囲まれた部分はドライエリア４０として利用されている。
【００３０】
建物構造３０は、地下部３２と、高層建物からなる地上部３１とにより構成される。地下部３２は、その外周壁３３が内部地中壁２１と一体となるように構築されている。また、地下部３２の外周壁３３及び内部地中壁２１には複数の採光用の開口３４が設けられている。これにより、地下部３２であっても、図中に矢印で示すように、ドライエリア４０を通して、十分な採光を確保することができる。このため、建物構造３０の地下部３２をオフィスなどの居住空間として利用することができる。
【００３１】
本実施形態の地中壁構造２０によっても、第１実施形態と同様に、一つおきの外部地中壁２２の間で内部地中壁２１を介して軸方向の圧縮力が伝達されることにより、これら外部地中壁２２が、円環状の地中壁と同様に圧縮耐力により土水圧に抵抗することとなる。
【００３２】
以下、上記のような地下構造１０の構築方法を説明する。
まず、地中壁構造２０を構築する。地中壁構造２０は、第１実施形態と同様に構築することができる。
次に、内部地中壁２１の内部を建物構造３０の地下部３２の底部に相当する深さまで掘削する。この際、上記のように、地中壁構造２０は土水圧に対して、軸力により抵抗することができる。このため、地中壁構造２０は支保工を設けることなく、自立することができる。
【００３３】
次に、内部地中壁２１を掘削して形成した空間内に建物構造３０の地下部３２を構築し、建物構造３０の地上部３１を構築する。この際、逆打ち工法を用いず、下方から上方に向かって建物を構築することができる。
【００３４】
次に、内部地中壁２１と外部地中壁２２とにより囲まれた部分を掘削する。この際、必要に応じて外部地中壁２２にコンクリート部材の増し打ちを行う。また、内部地中壁２１と建物構造３０の地下部３２とを結ぶように開口３４を形成する。
以上の工程により地下構造１０を構築することができる。
【００３５】
本実施形態によれば、第１実施形態における（１）及び（２）の効果とともに、以下の（４）の効果が得られる。
（４）外部地中壁２２と内部地中壁２１との間をドライエリア４０とし、内部地中壁２１及び内部地中壁２１と一体に構築された建物構造３０の地下部３２に開口３４を設けることにより、建物構造３０の地下部３２において採光を確保することができるため、建物構造３０の地下部３２をオフィスなどの居住空間として利用することができる。
【００３６】
なお、上記の各実施形態では、外部地中壁２２を、外部地中壁２２の接合端部における接線方向が内部地中壁２１の辺の方向と一致するように接続することで、外部地中壁２２の軸力の大部分を内部地中壁２１の軸力として伝達できるようにした場合について説明したが、必ずしも、このように接続する必要はない。外部地中壁２２の端部の接線方向が内部地中壁２１の辺の方向と一致していない場合には接合部に曲げ荷重が作用することとなるため、適宜補強をする必要があるが、外部地中壁２２から内部地中壁２１へ伝達される力の内部地中壁２１の軸力成分（面内方向の成分）は小さくなるので壁厚を薄くできる。
【００３７】
また、上記の各実施形態では、外部地中壁２２を鉄筋コンクリート造の地中連続壁により構成したが、これに限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造や鉄骨造の地中壁により構成してもよい。
【００３８】
また、上記の各実施形態では、内部地中壁２１を鉄筋コンクリート造の地中連続壁により構成したが、これに限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造や鉄骨造の地中壁により構成してもよい。さらに、内部地中壁にかえて、複数段の梁を設ける構成を採用してもよく、要するに、軸方向の圧縮力を伝達可能であれば、その構成は問わない。
また、本実施形態では、外部地中壁２２を円弧状としたが、これに限らず、外部に向かって突出するように湾曲する形状としてもよい。さらに、本実施形態では、内部地中壁２１の各辺に外部地中壁２２を設けることとしたが、これに限らず、一部の辺のみに設ける構成としてもよいし、円弧の形状は必ずしも同じ形状である必要はない。
【００３９】
また、上記の各実施形態では、地中壁構造２０の内部に建物を構築する場合について説明したが、これに限らず、地下タンクを構築する場合などにも本発明を適用することができ、内部地中壁２１の内側の空間及び内部地中壁２１と外部地中壁２２の間の空間の利用方法は問わない。
また、上記の各実施形態では、内部地中壁２１により囲まれた部分及び内部地中壁２１と外部地中壁２２とにより囲まれた部分の全領域を掘削するものとしたが、これに限らず、一部のみを掘削するものとしてもよい。また、これらの部分を掘削する深さは問わない。さらに、内部地中壁２１と外部地中壁２２との間の地盤は必要がなければ、掘削しなくてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０、１１０  地下構造                  ２０  地中壁構造
２１  内部地中壁                        ２２  外部地中壁
３０、１３０  建物構造                  ３１  地上部
３２  地下部                            ３３  外周壁
３４  開口                              ４０、１３３  ドライエリア
１３１  建物構造                        １３２  底部建物
１３５  底版                            １４０  外部建物
１４１  エレベータ                      １５０  連絡通路
【図１】
2010174515.tif 000003
【図２】
2010174515.tif 000004