(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削孔の下部に場所打ちコンクリート杭を打設するとともに、打設したコンクリートが未硬化の間に、外周に梁筋仕口を突設し、下端に鋼材を配設したプレキャストコンクリート構真柱を、鋼材が場所打ちコンクリート杭に埋設されるようにして掘削孔内に建込み、打設したコンクリートが硬化した後、地盤を掘削しながら逆打ち工法により地下構造物の構築を行うプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法において、プレキャストコンクリート構真柱を分割して構成し、仮掘削孔内に挿入した先行のプレキャストコンクリート構真柱の上端接合部に、後行のプレキャストコンクリート構真柱の下端接合部を、地上で接合し、一体化した後、一体化したプレキャストコンクリート構真柱を掘削孔内に建込むことを特徴とするプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法。
【請求項２】
プレキャストコンクリート構真柱の下端に配設する鋼材に、内部にコンクリートを充填した鋼管を用いたことを特徴とする請求項１記載のプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、構真柱を用いた地下構造物の構築工法に関し、さらに詳しくは、プレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地下構造物を構築するために、形鋼や鋼管からなる構真柱を用いた地下構造物の構築工法が知られている。
この工法は、掘削孔の下部に場所打ちコンクリート杭を打設するとともに、打設したコンクリートが未硬化の間に、梁部材を接合するためのガゼットプレートを突設した形鋼や鋼管からなる構真柱を、構真柱の下部が場所打ちコンクリート杭に埋設されるようにして掘削孔内に建込んだ後、地盤を掘削しながら逆打ち工法により地下構造物の構築を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
構真柱を用いた地下構造物の構築工法においては、地下構造物の梁及び床の構築を行うのに合わせて、形鋼や鋼管からなる構真柱の周囲に鉄筋及び型枠を設置し、型枠内にコンクリートを打設することにより、場所打ち鉄筋コンクリート柱を構築するようにしている。
【０００４】
ところで、鉄筋コンクリート造構造物の場合、形鋼や鋼管からなる構真柱は、いわば、仮設仕様のものであり、材料が無駄になるだけでなく、鉄筋及び型枠の設置作業、コンクリートの打設作業並びに型枠の除去作業が加わることにより、作業が複雑化し、工期が長期化するとともに、工費が高くなるという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は、上記在来の形鋼や鋼管からなる構真柱を用いた地下構造物の構築工法の有する問題点を解決し、作業を簡略化して、工期を短縮化するとともに、工費を低廉にすることができるプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法は、掘削孔の下部に場所打ちコンクリート杭を打設するとともに、打設したコンクリートが未硬化の間に、外周に梁筋仕口を突設し、下端に鋼材を配設したプレキャストコンクリート構真柱を、鋼材が場所打ちコンクリート杭に埋設されるようにして掘削孔内に建込み、打設したコンクリートが硬化した後、地盤を掘削しながら逆打ち工法により地下構造物の構築を行うプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法において、プレキャストコンクリート構真柱を分割して構成し、仮掘削孔内に挿入した先行のプレキャストコンクリート構真柱の上端接合部に、後行のプレキャストコンクリート構真柱の下端接合部を、地上で接合し、一体化した後、一体化したプレキャストコンクリート構真柱を掘削孔内に建込むことを要旨とする。
【０００７】
なお、プレキャストコンクリート構真柱の分割数は、通常は２分割とするが、プレキャストコンクリート構真柱の長さや重量を考慮して３分割以上とすることもできる。
【０００８】
この場合において、プレキャストコンクリート構真柱の下端に配設する鋼材に、内部にコンクリートを充填した鋼管を用いることができる。
【０００９】
【作用】
外周に梁筋仕口を突設し、下端に鋼材を配設したプレキャストコンクリート構真柱を、鋼材が場所打ちコンクリート杭に埋設されるようにして掘削孔内に建込むようにしているため、プレキャストコンクリート構真柱の建込みを円滑に行うことができるとともに、従来の形鋼や鋼管からなる構真柱を用いた地下構造物の構築工法のように、構真柱の周囲に場所打ち鉄筋コンクリート柱を構築する必要がなく、また、プレキャストコンクリート構真柱と場所打ちコンクリート杭の接合及びプレキャストコンクリート構真柱と梁部材の接合を強固に、かつ容易に行うことができる。
【００１０】
そして、プレキャストコンクリート構真柱を分割して構成し、仮掘削孔内に挿入した先行のプレキャストコンクリート構真柱の上端接合部に、後行のプレキャストコンクリート構真柱の下端接合部を地上で接合した後、一体化したプレキャストコンクリート構真柱を掘削孔内に建込むことにより、クレーン等の作業機械の負担を軽減し、作業性を向上することができるとともに、プレキャストコンクリート構真柱の建起こしの際の曲げ等によるプレキャストコンクリート構真柱の破損の危険性を軽減することができる。
【００１１】
また、プレキャストコンクリート構真柱の下端に配設する鋼材に、内部にコンクリートを充填した鋼管を用いることにより、プレキャストコンクリート構真柱の強度を向上することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明のプレキャストコンクリート構真柱（以下、単に「構真柱」という場合がある。）を用いた地下構造物の構築工法を図示の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
本実施例において用いられるプレキャストコンクリート構真柱は、図１〜図３に示すように、２分割して構成されている。
【００１４】
このうち、先行して仮掘削孔１’内に挿入されるプレキャストコンクリート構真柱３は、図２に示すように、内部に鉄筋３２を配設した断面正方形のプレキャストコンクリート製の本体３１と、本体３１の下端に配設した内部にコンクリート３４を充填した鋼管３３と、鋼管３３と本体３１及び場所打ちコンクリート杭２の接合力を高めるための鋼管３３の外周面に突設した多数のスタッドジベル３３ａ，３３ｂと、本体３１の外周の適所に突設した梁筋仕口３５と、本体３１の上端部に形成した上端接合部３６とから構成されている。
【００１５】
プレキャストコンクリート構真柱３と場所打ちコンクリート杭２の接合は、場所打ちコンクリート杭２に外周面に多数のスタッドジベル３３ｂを突設した鋼管３３を埋設することに加え、逆打ち工法の最終工程において、場所打ちコンクリート杭２の余盛部分を除いた後、構真柱３の鉄筋３２の下端に延長鉄筋１０ａをグラウト処理するネジジョイント等の適宜の接合手段により接合し、また、場所打ちコンクリート杭２の鉄筋２２の上端に延長鉄筋１０ｂを圧接等の適宜の接合手段により接合し、構真柱３の鉄筋３２の下端及び場所打ちコンクリート杭２の上端を含む延長鉄筋１０ａ及び延長鉄筋１０ｂの部分に、耐圧床１０を構成するコンクリートを打設することにより行う。
また、構真柱３の下端面と耐圧床１０との間隙には、モルタル１１を充填する。
【００１６】
一方、先行のプレキャストコンクリート構真柱３の上端接合部３６に接合される後行のプレキャストコンクリート構真柱１０３は、図３に示すように、内部に鉄筋１３２を配設した断面正方形のプレキャストコンクリート製の本体１３１と、本体１３１の外周の適所に突設した梁筋仕口１３５と、本体１３１の下端部に形成した下端接合部１３６とから構成されている。
【００１７】
そして、上端接合部３６と下端接合部１３６の接合は、プレキャストコンクリート構真柱３の本体３１に基端を埋設したアンカー３６ａの先端を、プレキャストコンクリート構真柱１０３の本体１３１に基端を埋設したアンカー１３６ａの先端に配設したプレート１３６ｂにナットにより固定するとともに、構真柱３の鉄筋３２の先端を、構真柱１０３の鉄筋１３２の先端を固定するナットを配設したスリーブ１３６ｃ内に挿入し、スリーブ１３６ｃの下端に形成された開口１３６ｄからスリーブ１３６ｃ内にグラウトを注入する。そして、スリーブ１３６ｃ内にグラウトが充填されると、余剰のグラウトはスリーブ１３６ｃの上端に形成された開口１３６ｅから漏出するため、これにより、スリーブ１３６ｃ内にグラウトが充填されたことを確認することができる。
また、必要に応じて、構真柱１０３のプレート１３６ｂを配設した空洞１３６ｆをグラウト処理することができる。
【００１８】
そして、プレキャストコンクリート構真柱３の本体３１に基端を埋設したアンカー３６ａの先端を、プレキャストコンクリート構真柱１０３の本体１３１に基端を埋設したアンカー１３６ａの先端に配設したプレート１３６ｂにナットにより固定することにより、構真柱３，１０３を正確に位置合わせした状態で一体化することができるとともに、スリーブ１３６ｃ内に充填したグラウトが完全に硬化していない、グラウト充填後、例えば、２４時間程度経過した時点で、構真柱３，１０３を一体化した状態で移動することが可能となる。
【００１９】
なお、上端接合部３６と下端接合部１３６の構成は、本実施例にものに限定されず、例えば、上端接合部と下端接合部の構成を、本実施例にものと逆にすることもできる。
【００２０】
次に、上記のプレキャストコンクリート構真柱３，１０３を用いた地下構造物の構築工程を図１及び図４〜図５を用いて説明する。
【００２１】
まず、地下構造物を構築する地盤の周囲に掘削泥水固化による地中連続壁構築工法、ソイルセメント柱工法等の従来公知の工法により山留壁４を構築する。
山留壁４の内側に、所定間隔にスタンドパイプ５を埋設し、泥水循環工法等の従来公知の工法により掘削孔１を掘削する。
【００２２】
次に、２分割して構成したプレキャストコンクリート構真柱３，１０３を一体化するために、先行して仮掘削孔１’内に挿入する構真柱３の梁筋仕口３５にホールドビーム９３を固定し、このホールドビーム９３及び構真柱３に植設したフック３７を介して構真柱３をクレーン９１により水平に吊上げ、その後、適宜の操作により、構真柱３を垂直に吊下げる。（図４（ａ））
垂直に吊下げた構真柱３を仮掘削孔１’内に挿入し、構真柱３をホールドビーム９３を介して構真柱３の位置調節を行うジャッキ８１ａを備えた低架台８１上に支持する。（図４（ｂ））
仮掘削孔１’内に挿入した先行の構真柱３の上方に、先と同様の方法によりホールドビーム９３を介してクレーン９１により垂直に吊下げた後行の構真柱１０３を配置する。（図４（ｃ））
先行の構真柱３の上に、後行の構真柱１０３を降下させて、先行の構真柱３の上端接合部３６に、後行の構真柱１０３の下端接合部１３６を、地上で接合し、一体化する。このとき、後行の構真柱１０３が倒れないように、構真柱１０３の梁筋仕口１３５に固定したホールドビーム９３をトラワイヤ９４により張設、支持するようにする。（図４（ｄ））
スリーブ１３６ｃ内に充填したグラウトが所定の強度になった後、構真柱３に固定したホールドビーム９３を外し、一体化した構真柱３，１０３をクレーン９１により吊下げながら、仮掘削孔１’内に挿入し、構真柱１０３に固定したホールドビーム９３を介してジャッキ８１ａを備えた低架台８１上に支持する。（図４（ｅ））
構真柱１０３の上端にヤットコ９５を固定する。（図５（ｆ））
掘削孔１の下部に場所打ちコンクリート杭２の鉄筋篭を建込み、掘削孔１の下部にトレミー管等の従来公知の工法によりコンクリート２１を打設し、場所打ちコンクリート杭２を構築するとともに、掘削孔１の上方に構真柱３，１０３の位置調節を行うジャッキ８２ａを備えた高架台８２を、スタンドパイプ５に構真柱３，１０３の位置調節を行うパンタグラフジャッキ９６を配設した後、仮掘削孔１’内に仮置きされている一体化した構真柱３，１０３をヤットコ９５を介してクレーン９１により吊上げ、構真柱１０３に固定したホールドビーム９３を外し、掘削孔１内に挿入する。（図５（ｇ））
場所打ちコンクリート杭２の打設したコンクリート２１が未硬化の間に、一体化した構真柱３，１０３を降下させて、構真柱３の下端に配設した鋼管３３が場所打ちコンクリート杭２に埋設されるようにする。（図５（ｈ））
一体化した構真柱３，１０３をヤットコ９５のホールドビーム９５ａを介してジャッキ８２ａを備えた高架台８２により支持しながら構真柱３，１０３の位置調節を行った後、パンタグラフジャッキ９６による支持を解除する。（図５（ｉ））
なお、構真柱３，１０３を掘削孔１内に建込む際の位置調節機構は、従来公知の機構を採用することができる。
場所打ちコンクリート杭２の打設したコンクリート２１が硬化することにより、構真柱３，１０３の掘削孔１内の所定位置への建込みが完了した後、掘削孔１を土砂１１により埋め戻す。（図５（ｊ））
【００２３】
その後、山留壁４の内側の地盤をグラブバケット等の掘削機械９２により掘削しながら、逆打ち工法により地下構造物の梁６及び床７の構築を行う。
この場合において、梁鉄筋６１をプレキャストコンクリート構真柱３，１０３の本体３１の外周の適所に突設した梁筋仕口３５にエンクローズ溶接等の適宜の接合手段により接合することができ、梁６の構築を容易に行うことができる。
また、構築された梁６が、山留壁４に対して腹起こ及び切りばりの機能を奏することは、従来の逆打ち工法と同様である。
そして、逆打ち工法の最終工程において、上記のとおり、耐圧床１０を構成することにより、プレキャストコンクリート構真柱３と場所打ちコンクリート杭２の接合を行う。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、プレキャストコンクリート構真柱の建込みを円滑に行うことができるとともに、従来の形鋼や鋼管からなる構真柱を用いた地下構造物の構築工法のように、構真柱の周囲に場所打ち鉄筋コンクリート柱を構築する必要がなく、また、プレキャストコンクリート構真柱と場所打ちコンクリート杭及びプレキャストコンクリート構真柱と梁部材の接合を強固に、かつ容易に行うことができ、これにより、作業を簡略化して、工期を短縮化するとともに、工費を低廉にすることができる。さらに、プレキャストコンクリート構真柱の鋼材部分の強度を高めることによって、プレキャストコンクリート構真柱によって、地下構造物の荷重に加えて、上部構造物の荷重を支持することができ、これにより、地下構造物の構築と並行して上部構造物の構築を行うことができ、工期を著しく短縮化することができる。
そして、プレキャストコンクリート構真柱を分割して構成し、仮掘削孔内に挿入した先行のプレキャストコンクリート構真柱の上端接合部に、後行のプレキャストコンクリート構真柱の下端接合部を地上で接合した後、一体化したプレキャストコンクリート構真柱を掘削孔内に建込むことにより、クレーン等の作業機械の負担を軽減し、作業性を向上することができるとともに、プレキャストコンクリート構真柱の建起こしの際の曲げ等によるプレキャストコンクリート構真柱の破損の危険性を軽減することができる。
【００２５】
請求項２に記載した発明によれば、プレキャストコンクリート構真柱の強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法の概略説明図である。
【図２】プレキャストコンクリート構真柱を建込んだ状態を示す断面図である。
【図３】プレキャストコンクリート構真柱の接合部を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図４】本発明のプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法の工程図である。
【図５】本発明のプレキャストコンクリート構真柱を用いた地下構造物の構築工法の工程図である。
【符号の説明】
１  掘削孔
１’  仮掘削孔
２  場所打ちコンクリート杭
３  プレキャストコンクリート構真柱
３３  鋼材（鋼管）
３４  充填コンクリート
３５  梁筋仕口
３６  接合部
１０３  プレキャストコンクリート構真柱
１３５  梁筋仕口
１３６  接合部
４  山留壁
【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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