(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎を構成する地中連続壁を、その壁面が土砂の側方流動方向に対して略平行となる向きに設けた地中連続壁基礎であって、
前記地中連続壁における前記側方流動方向の上流側端部は、前記壁体の上側部分にて上流側へ向かう程に狭幅となっており、下側部分にて矩形状となっていることを特徴とする地中連続壁基礎。
【請求項２】
請求項１に記載の地中連続壁基礎を構築する構築方法であって、
地中に掘削溝を形成し、この掘削溝に鉄筋籠を建て込み、側方流動方向の上流側に位置する前記鉄筋籠の端部に、上流側へ向かう程に狭幅となる型枠を設け、前記掘削溝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基礎の構築方法。
【請求項３】
基礎を構成する地中連続壁を、その壁面が土砂の側方流動方向に対して略平行となる向きに設けられ、前記地中連続壁における前記側方流動方向の上流側端部が、上流側へ向かう程に狭幅となっている地中連続壁基礎の構築方法であって、
地中に掘削溝を形成し、この掘削溝に鉄筋籠を建て込み、側方流動方向の上流側に位置する前記鉄筋籠の端部に、上流側へ向かう程に狭幅となる型枠を設け、前記掘削溝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基礎の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を構成する土砂による側方流動の影響を受け難くした構造を有する地中連続壁基礎、及び、その構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の基礎として地中連続壁を杭のように使用する地中連続壁基礎がある。この手法では、単純な施工で、基礎の支持力を分担する面積を大きく確保することができ、基礎の剛性を高めることができる。
【０００３】
一方、構造物背面に盛土がある場合や前面が護岸になっている場合には、基礎周辺の地盤は前面に押し出されるような力を受けている。このため、基礎周辺の地盤が軟弱粘性土の場合には、側方に変位しようとする流動圧が基礎に作用する。また、基礎周辺の地盤が緩い砂地盤で、地震により液状化した場合には、地盤を構成する土砂が側方に流動する（特許文献１を参照）。
このように、側方流動の影響としては、（１）基礎周辺の地盤が軟弱性地盤の場合における側方に変位しようとする流動圧、（２）基礎周辺の地盤が緩い砂地盤の場合に、地震による液状化で側方流動する流動力がある。
【０００４】
これらの側方流動による影響は地中連続壁基礎でも同様に作用し、基礎構造の面積が大きい分、地中連続壁基礎ではより大きな影響を受けることも考えられる。
【０００５】
上記の側方流動の影響を抑制する技術として、次のものが提案されている。
（１）湾曲させた地中連続壁を用いて基礎構造物を囲み、側方流動圧を逃がすもの（特許文献２を参照）。
（２）狭幅側面が外方に位置する向きで、対象構造物を囲むように、複数の連続壁を設けるもの（特許文献３を参照）。
（３）流線型をした分流構造体を、基礎フーチングにおける側方流動方向との対向位置に設けるもの（特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−６１８４８号公報
【特許文献２】特開平１０−１８３１２号公報
【特許文献３】特開平１０−２１９６７６号公報
【特許文献４】特開２００４−２７０２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの技術は、対象となる構造物に対して側方流動が作用しないように保護するものであるため、施工が大掛かりになってしまう。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、地盤の側方流動の影響を受け難くしながらも、施工が容易な地中連続壁基礎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】
【００１１】
本発明は、基礎を構成する地中連続壁を、その壁面が土砂の側方流動方向に対して略平行となる向きに設けた地中連続壁基礎であって、前記地中連続壁における前記側方流動方向の上流側端部は、前記壁体の上側部分にて上流側へ向かう程に狭幅となっており、下側部分にて矩形状となっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、側方流動が生じた場合において、土砂は、地中連続壁の端面に向かって流れる。そして、地中連続壁における側方流動方向の上流側端部に関し、壁体の上側部分を上流側へ向かう程に狭幅にし、下側部分を矩形状にしているので、土砂の側方流動が生じやすい上側部分について選択的に流動圧を軽減でき、下側部分については断面積の欠損がないので支持力を確保できる。また、地中連続壁を基本構成としているので、地盤の側方流動の影響を受け難くしながらも、構造の簡素化が図れるとともに施工が容易である。
【００１４】
また、本発明の地中連続壁基礎の構築方法は、地中に掘削溝を形成し、この掘削溝に鉄筋籠を建て込み、側方流動方向の上流側に位置する前記鉄筋籠の端部に、上流側へ向かう程に狭幅となる型枠を設け、掘削溝にコンクリートを打設することを特徴とする。
本発明によれば、打設されたコンクリートが型枠に倣って硬化し、地中連続壁の端部を所望の形状に設けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、構造の簡素化が図れ、地盤の側方流動の影響を受け難くしながらも、施工が容易な地中連続壁基礎を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】地中連続壁基礎を説明する図であり、（ａ）は地中に埋設された状態を説明する図、（ｂ）は平面図である。
【図２】土砂の側方流動を説明する模式図である。
【図３】掘削溝の形成を説明する図であり、（ａ）は初回の掘削を説明する図、（ｂ）は初回の掘削で形成された縦溝の平面図、（ｃ）は掘削を複数回行った状態を説明する図、（ｄ）は複数回の掘削で形成された溝の平面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、鉄筋籠の建込みを説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、コンクリートの打設等を説明する図である。
【図６】第２実施形態の説明図であり、（ａ）は地中に埋設された状態を説明する図、（ｂ）は連続壁の外観斜視図、（ｃ）はＡ−Ａ矢視図である。
【図７】第２実施形態での施工を説明する図であり、（ａ）は回転式掘削機による初回の掘削を説明する図、（ｂ）は初回の掘削で形成された縦溝の平面図、（ｃ）はバケット式掘削機による仕上げの掘削を説明する図、（ｄ）は仕上げの掘削で形成された溝の平面図である。
【図８】第３実施形態の説明図であり、連続壁の断面形状を説明する図である。
【図９】第３実施形態の連続壁を施工する際に用いられる鉄筋籠及び型枠を説明する外観斜視図である。
【図１０】第３実施形態での施工を説明する図であり、（ａ）はコンクリートの打設を説明する断面図、（ｂ）は同じく平面図である。
【図１１】第４実施形態の連続壁を説明する外観斜視図である。
【図１２】第４実施形態の連続壁を施工する際に用いられる鉄筋籠及び型枠を説明する外観斜視図である。
【図１３】第４実施形態での施工を説明する図であり、（ａ）はコンクリートの打設を説明する断面図、（ｂ）は同じく平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
−−−第１実施形態−−−
図１（ａ），（ｂ）に示すように、地中連続壁基礎１は、複数の連続壁２を有する平行複壁式である。この実施形態において、連続壁２は４枚であり、各連続壁２の上面２３に、構造物本体（橋梁下部工）３が有するフーチング３２を接合している。本実施形態において、フーチング３２は、地中連続壁基礎１の一部を構成している。各連続壁２は、鉄筋コンクリートで作製された矩形板状であり、地中に埋設される。寸法はそれぞれの連続壁２で同じであり、例えば壁面２１の幅Ｗ１が６ｍ〜８ｍ、端面２２の幅（すなわち連続壁２の厚さ）Ｗ２が１〜２ｍ、高さ（深さ）が３０ｍ〜５０ｍとされ、図２（ａ）に示すように、各連続壁２は、粘性土の層や砂質土の層を貫いた状態で設けられる。各連続壁２は、壁面２１が互いに平行となる向きで、或る連続壁２の壁面２１と隣の連続壁２の壁面２１とが対向する状態で配置される。また、各連続壁２は、所定間隔Ｌ毎に配置される。この間隔Ｌは、連続壁２同士の間を土砂が円滑に流れる大きさに定められ、例えば４〜５ｍである。
【００１９】
構造物本体３は、壁状部分３１とフーチング３２とを有している。例示したフーチング３は、各連続壁２の上面２３を覆う大きさの板状であり、フーチング内Ｗ１に各連続壁２が配置されている。壁状部分３１は、連続壁２の並び方向（上面２３における長手方向と直交する方向）と略平行に設けられている。なお、壁状部分３１の取付方向は、この方向に限定されない。
【００２０】
この地中連続壁基礎１では、連続壁２が土砂の側方流動方向に応じた向きに構築される。すなわち、岸壁付近や河岸、或いは、背面盛土の施工箇所では、図１に符号Ｆ１の矢印で示すように、地盤の高低差に起因して、土砂が低い側へ流動し易い性質を有する。そこで、本実施形態では、壁面２１が土砂の流動し易い方向と略平行となる向き（言い換えれば、端面２２が土砂の流動し易い方向と対向する向き）に連続壁２を構築している。
【００２１】
ここで、土砂の側方流動が生じた場合における地中連続壁基礎１の作用について説明する。図２（ａ）に示す方向Ｆ２に側方流動が生じた場合を例に挙げて説明する。この場合、土砂の一部は連続壁２の端面２２に向かって流れてくる。端面２２の面積は、壁面２１の面積よりも十分に小さい。このため、連続壁２にかかる流動圧を抑えることができ、側方流動の影響を受け難くすることができる。また、連続壁２における地盤との接触部分の面積を十分確保でき、地盤との間の摩擦力を高められる。従って、連続壁２において、土砂の側方流動に対する抗力を一層大きくできる。その結果、連続壁２の過度な変位や損傷を抑えることができる。
【００２２】
次に、地中連続壁基礎１の構築方法について説明する。地中連続壁基礎１を構築するに際しては、まず、地中に複数の連続壁２を構築する。この場合、例えば図３（ａ），（ｂ）に示すように、回転式掘削機４１を下降させて開口が矩形状の縦溝Ｈ１を掘削する。なお、縦溝Ｈ１の内壁が崩れることを抑制するため、縦溝Ｈ１の内部を安定液ＬＱで満たしておく。縦溝Ｈ１を所定深さまで掘削したならば、回転式掘削機４１を地上まで引き上げる。これらの作業を繰り返し、１つのエレメントに対応する大きさの縦溝Ｈ１を形成する。その結果、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、長手方向が側方流動方向に平行な長方形状の開口を有し、十分な壁面方向の長さと深さを有する直方体状の掘削溝Ｈ２が形成される。
【００２３】
掘削溝Ｈ２の形成後、鉄筋籠２４の建込みを行う。この場合、図４（ａ）に示すように、鉄筋籠２４をクレーンで吊し、掘削溝Ｈ２の真上に配置する。その後、鉄筋籠２４を徐々に下降させ、図４（ｂ）に示すように、鉄筋籠２４の下端が底面に達しない所定の高さで下降を止め、開口上に設置したガイド金物（図示せず）から吊り下げて固定する。次に、鉄筋籠２４が配置された掘削溝Ｈ２にトレミー管４２（図５（ａ）を参照）を挿入し、トレミー管４２の先端が掘削溝Ｈ２の底面付近に達したらトレミー管４２を通じてコンクリート２５を注入する。これにより、安定液ＬＱよりも比重の大きいコンクリート２５は、掘削溝Ｈ２の最下部から上方に向けて充填される。図５（ａ）は、掘削溝Ｈ２の中間高さまでコンクリート２５が充填された状態を示している。図５（ｂ）に示すように、所定高さまでコンクリート２５を充填したならば養生する。これにより、コンクリート２５が硬化して連続壁２が構築される。
【００２４】
上述した掘削溝Ｈ２の形成、鉄筋籠２４の建込み、及び、コンクリート２５の打設を、連続壁２の数に対応する分だけ行い、必要数の連続壁２を構築する。すべての連続壁２を構築したならば、図５（ｃ）に示すように、各連続壁２の上面２３に構造物本体３を構築する。これにより、地中連続壁基礎１の構築が完了する。
【００２５】
−−−第２実施形態−−−
前述の第１実施形態では、各連続壁２における側方流動方向の上流側端部は、平面視で矩形状であるものとした。このような矩形状端部の場合、上流側から流れる土砂が、連続壁２における端面２２を直接的に押圧し、土砂の流動圧がそのまま端面２２に作用してしまう。第２実施形態は、このような事情に鑑みてなされたものであり、連続壁２に作用する流動圧を軽減することを目的としている。
【００２６】
第２実施形態の地中連続壁基礎は、連続壁の上流側端部の形状に特徴を有する。図６（ａ），（ｂ）に示すように、上流側端部２２Ａは、上下方向の全体に亘って、側方流動方向の上流側に向かうほどに幅が狭くなるように構成されている。具体的には、上流側端部２２Ａを曲面とし、平面視で半円形状に構成している。なお、他の部分については、前述した第１実施形態の地中連続壁基礎１と同様である。このため、説明は省略する。
【００２７】
このように、上流側端部２２Ａを曲面で構成することで、土砂からの流動圧を緩和できる。すなわち、図６（ｃ）に示すように、側方流動する土砂が上流側端部２２Ａに到達すると、この土砂は上流側端部２２Ａの曲面に沿って流れの方向を変える。すなわち、土砂は、連続壁２Ａを逃げるように分流される。これに伴い、連続壁２Ａに作用する流動圧を軽減することができ、この土砂を壁面２１に沿って流すことができる。その結果、地盤の側方流動の影響を受け難くすることができる。
【００２８】
次に、第２実施形態の地中連続壁基礎１の構築について説明する。第２実施形態の地中連続壁基礎１の構築手順は、基本的に第１実施形態で説明した構築手順と同様である。第１実施形態における構築手順との相違は、主に、連続壁２Ａを構築するための掘削溝の形状にある。そこで、この溝を中心に説明をする。
【００２９】
第２実施形態の場合も、例えば図７（ａ），（ｂ）に示すように、回転式掘削機４１を下降させて開口が矩形状の縦溝Ｈ１を掘削する。そして、回転式掘削機４１の位置を、側方流動の上流側に順次ずらして掘削をすることで、長方形状の開口を有する溝を形成する。そして、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、仕上げ時の掘削でバケット４３を用い、上流側端部が平面視で半円形状となった掘削溝Ｈ３を形成する。
【００３０】
後の手順は第１実施形態と同様である。簡単に説明すると、掘削溝Ｈ３に鉄筋籠２４を建込み、コンクリート２５を打設することで、複数の連続壁２Ａを構築する。その後、各連続壁２Ａの上面２３に構造物本体３を設け、地中連続壁基礎１を構築する。
【００３１】
なお、第２実施形態では、連続壁２の上流側端部が平面視で半円形状に形成されていたが、これに限定されない。例えば、平面視で楕円形状に形成されていてもよい。要するに、上流側へ向かう程に狭幅となっている曲面形状であればよい。
【００３２】
−−−第３実施形態−−−
前述の第２実施形態において、連続壁２Ａの上流側端部２２Ａは、平面視で半円形状や楕円形状に形成されていた。言い換えれば、上流側の端面２２が湾曲面によって構成されていた。しかし、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、連続壁の上流側端部を、平面視で先尖状に形成してもよい。以下、このようにした第３実施形態について説明する。
【００３３】
図８は、第３実施形態の要部を説明する図であり、第３実施形態の連続壁２Ｂを、水平方向に切断した断面図である。この図に示すように、第３実施形態では、連続壁２Ｂの上流側端部２２Ｂを、上流側に向かう程に幅を狭めて平面視略三角形状にしている。言い換えれば、上流側端部２２Ｂは、流動方向の下流側に向かって末広がりとなるように設けられている。このように構成することで、側方流動する土砂が上流側端部２２Ｂに到達すると、この土砂は、先尖状の端部によって容易に分流して、下流側に流れる。その結果、第３実施形態の地中連続壁基礎１でも、連続壁２Ｂに作用する流動圧が軽減され、地盤の側方流動の影響を受け難くすることができる。
【００３４】
次に、第３実施形態の地中連続壁基礎１の構築について説明する。第３実施形態の地中連続壁基礎１の構築手順は、基本的に前述の第１実施形態で説明した構築手順と同様である。第１実施形態における構築手順との相違は、主に、鉄筋籠２４に設けられる端部形成用の型枠２６にある。図９に示すように、第３実施形態で用いる鉄筋籠２４において、側方流動方向の上流側の端部には、型枠２６が取り付けられている。この型枠２６は、上流側に向けて山状に折り曲げられた鉄板であり、鉄筋籠２４における高さ方向の全体に亘って設けられる。この型枠２６は、例えば溶接によって鉄筋籠２４に接合される。そして、型枠２６で区画された内側の空間、すなわち掘削溝Ｈ２における型枠２６よりも鉄筋籠２４側の空間にコンクリート２５を打設することで、連続壁２の上流側端部２２Ｂを型枠２６に倣った所望の形状に形成できる。
【００３５】
コンクリート２５の打設時には、コンクリート２５の重みによって型枠２６が過度に変形しないようにする必要がある。このような事情に鑑み、第３実施形態では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、型枠２６と掘削溝Ｈ２の隙間に砕石４４を詰めながらコンクリート２５を打設する。このようにすることで、型枠２６の過度な変形が抑えられ、連続壁２の上流側端部２２Ｂを所望の形状に作製できる。
【００３６】
−−−第４実施形態−−−
図１１は、第４実施形態の要部を説明する図であり、連続壁２Ｃの外観斜視図である。この図に示すように、第４実施形態では、連続壁２Ｃにおける上流側端部の上半部分２２ＣＵを、第２実施形態の連続壁２Ａと同様に平面視で半円形状とし、下半部分２２ＣＬを断面積の欠損がない矩形状としている。このように構成することで、土砂の側方流動が比較的生じやすい地表側部分については、連続壁２Ｃに作用する流動圧を緩和でき、側方流動が比較的生じ難い地中側については連続壁２Ｃの支持力を確保できる。なお、図１１の例では、連続壁２Ｃの上流側端部における高さ方向の中間から上下に分けて上半部分２２ＣＵと下半部分２２ＣＬとしたが、境界の高さは任意に設定できる。
【００３７】
次に、第４実施形態の地中連続壁基礎１の構築について説明する。第４実施形態の地中連続壁基礎１の構築手順は、基本的に前述の第３実施形態で説明した構築手順と同様である。例えば図１２に示すように、半円形状とする部分について型枠２７を作製し、鉄筋籠２４に接合する。なお、型枠２７の下端には底板２７ａを設けてあり、砕石４４の落下を抑制している。そして、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、型枠２７における底板２７ａの高さまでコンクリート２５を打設したならば、型枠２７と掘削溝Ｈ２の隙間に砕石４４を詰める。そして、砕石４４の詰め込みとコンクリート２５の打設とを順次行い、最上部までコンクリート２５を打設する。このようにすることで、上半部分２２ＣＵを選択的に所望形状にできる。
【００３８】
−−−変形例−−−
ところで、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば、各実施形態では、複数の連続壁２を有する平行複壁式の地中連続壁基礎１を例示したが、連続壁２が１枚の地中連続壁基礎であってもよい。
【００４０】
また、構造物本体３に関し、フーチング３２がない形状の場合もある。この場合には、構造物本体３の最下端部が、各連続壁２の上面２３における長手方向中央付近に直接連結される形で構造が形成される。
【００４１】
第４実施形態のように、上半部分２２ＣＵを狭幅にするに際し、型枠２７を使用する以外の方法を採ってもよい。例えば、上半部分２２ＣＵに対応する部分をバケット４３で掘削してもよい。
【００４２】
また、第２実施形態のように、連続壁２Ａの上流側端部２２Ａを曲面で構成する場合、連続壁２Ａの高さに応じて曲面の曲率を定めてもよい。例えば、地表に近い程に楕円の度合いを強くし、地中深くなる程に矩形状に近付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  地中連続壁基礎
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  連続壁
２１  壁面
２２  端面
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ  上流側端部
２３  上面
２４  鉄筋籠
２５  コンクリート
２６  型枠
３  構造物本体
３１  壁状部分
３２  フーチング
４１  回転式掘削機
４２  トレミー管
４３  バケット
４４  砕石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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