(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤内に構築される山留壁の間に、連続的に地中壁を構築し、その地中壁により前記山留壁を支持させた状態で、山留壁間の地盤を地中壁と共に掘削して行う山留工法であって、
前記地中壁が硬化する前に、前記地中壁内に上方より注入管を所定位置まで挿入し軟質材を注入することにより、前記地中壁内に水平方向へ縁切部を設けることを特徴とする、山留工法。
【請求項２】
請求項１に記載の山留工法において、
前記地中壁は、末広状のハンチ部を形成して前記山留壁と連接する事を特徴とする、山留工法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の山留工法において、
前記地中壁は、その貫通方向へ通水を許容する通水手段を設置することを特徴とする、山留工法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の山留工法において、
前記地中壁は、ソイルセメントで形成することを特徴とする、山留工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、構造物の地下部分や地下構造物等の構築の際に用いられる山留工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の山留工法は、図１２に示すように、掘削予定の地盤周囲に山留壁ａを構築し、これら山留壁ａ間を掘削した後、山留壁ａ外側からの土圧Ｐ１  を受けるために山留壁ａ間に切梁材ｂを設けて支保して行われている。
そして、前記掘削工程と支保工程を繰り返してながら、山留壁ａ間を所定深度掘削する。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
前記した山留工法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞  地盤を山留壁ａで仕切るため、山留壁ａ間の地盤も外側から土圧Ｐ２  を受ける。
このため、土圧Ｐ２  により山留壁ａが破壊する虞がある。
＜ロ＞  山留壁ａ周囲の地盤が軟弱である場合には、山留壁ａ外側の地盤がすべりを生じ、土圧Ｐ３  として山留壁ａの下方を回り込んで掘削面ｃを押し上げてしまう（ヒービング）。
従って、そのようなヒービングに対する対策を講じなければならない。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は以上の問題を解決するために成されたもので、その目的とするところは、山留壁の変形または破壊を防止し、ヒービングに対処可能な山留工法を提供することにある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
即ち本発明は、  地盤内に構築される山留壁の間に、連続的に地中壁を構築し、その地中壁により前記山留壁を支持させた状態で、山留壁間の地盤を地中壁と共に掘削して行う山留工法であって、  前記地中壁が硬化する前に、前記地中壁内に上方より注入管を所定位置まで挿入し軟質材を注入することにより、前記地中壁内に水平方向へ縁切部を設けることを特徴とする、山留工法である。また本発明は、前記記載の山留工法において、前記地中壁は、末広状のハンチ部を形成して前記山留壁と連接する事を特徴とする、山留工法である。また本発明は、前記記載の山留工法において、前記地中壁は、その貫通方向へ通水を許容する通水手段を設置することを特徴とする、山留工法である。また本発明は、前記記載の山留工法において、前記地中壁は、ソイルセメントで形成することを特徴とする、山留工法である。
【０００６】
【実施例１】
以下、図面を参照しながら本発明に係る山留工法の一実施例を作業工程順に説明する。
【０００７】
＜イ＞山留壁の構築（図１）
建設予定の構造物に応じて所定地盤内に、所定深度で山留壁１０を構築する。この山留壁１０は、地下空間を確保するためにその外側の土砂等を土留めする壁体であって、地中連続壁などのように公知の方法で構築すればよい。
例えば、山留壁１０構築位置に溝を開設し、その溝内に鉄筋篭を建込んだ後、コンクリートを打設し硬化させる。そして、それらの工程を繰り返して所定の形状の山留壁１０を構築する。
山留壁１０の構築形状は、図１において平断面矩形状を呈しているが、対向する面を有していればどのような形状であってもよい。
尚、ここで言う山留壁１０の「対向する面」とは、平行した壁面のみを指すものでなく、平行していない山留壁１０、１０の壁面や曲折した山留壁１０の角部両側の二壁面などを含むものである。このような壁面であってもその間に地中壁１０を構築してそれらを支持することができる。
【０００８】
＜ロ＞地中壁の構築（図１〜図５）
山留壁１０が外側からの土圧で破損するのを防止するために、相対向する山留壁１０、１０間の地盤内へ連続的に地中壁２０を構築する。
この地中壁２０は、両端部が山留壁１０と当接した状態であって、山留壁１０とほぼ直交する向きに配置するのがこのましい。
地中壁２０の両端が山留壁１０、１０と当接することにより、図２のように各山留壁１０に係る土圧Ｐが地中壁２０へ伝達される。
このため、各山留壁１０に係る土圧が相反する方向から地中壁２０へ作用するから、それらの土圧Ｐは地中壁２０で互いに相殺されることとなる。
従って、土圧Ｐを地中壁２０で押さえられるから、山留壁１０がクリープ変形し破損するのを未然に防止できる。
尚、ここで言う山留壁１０へ連続的した地中壁２０とは、山留壁１０と地中壁２０が完全に当接した状態だけでなく、地盤を介して土圧を伝達できれば、完全に当接した状態でなくてもよい。
【０００９】
また、山留壁１０から地中壁２０への土圧を効率良く伝達するには、山留壁１０に直交して地中壁２０を配置するのが好ましい。
しかしながら、地中壁２０の配設方向は山留壁１０に完全に直交する方向に限定されるものではなく、土圧を伝達できればその他の配設方向であってもよい。更に、地中壁２０の配設位置および配設数は、周囲地盤の状況などにより任意の設定すればよい。
【００１０】
このように地中壁２０は、土圧を伝達するうえで所定の圧縮強度を有していなければならないが、山留壁１０内の地盤と共に掘削するものであるから、破壊し易いもので形成する必要がある。
例えば、その地中壁２０はソイルセメントで形成することができる。
即ち、地中壁２０の構築予定地盤をオーガーなどにより掘削攪拌すると共にセメントを混入してソイル柱２１を形成し、図３のようにソイル柱２１を横並びに連続させて地中壁２０を構築する。
その際、図４のように、地中壁２０の端部に末広がり状のハンチ部２２を設けて山留壁１０と当接すれば、土圧による力が分散して山留壁１０から地中壁２０へ、また地中壁２０から山留壁１０へ伝達される。
このため、山留壁１０が集中荷重により局部破壊するのを防止できると共に、地中壁２０がその端部で容易に座屈するのを防止できる。
尚、地中壁２０の形成素材はソイルセメントに限られるものでなく、所定の圧縮強度が得られ壊しやすい材質であればその他のものであっても良い。
【００１１】
一方、地中壁２０は、山留壁１０で囲まれた掘削底面以深の地盤を小分割するように互いに交差させて配置して複数配置する。
それにより、図５に示すように、山留壁１０の下から回り込もうとする軟質な地盤をその侵入方向に対面する地中壁２０で抑えることができるから、ヒービングによる掘削背面側からのすべり４０を防止することができる。
【００１２】
＜ハ＞山留壁内の掘削および支保工（図１、図５）
地中壁２０の構築後、山留壁１０内の地盤を地中壁２０と共に公知の方法で掘削する。
その際、掘削作業の仕方には、地盤と地中壁２０を同時に掘り下げていく場合や地盤のみをある程度掘り下げてから地中壁２０を崩していく場合などがある。そして、掘り下げた部分に切梁３０を設けるなどして公知の方法で支保工を行い、山留工法を完了する。
尚、この掘削工程と支保工程は、交互に繰り返して行っていく場合や同時に行っていく場合などがある。
【００１３】
【実施例２】
前記山留壁２０は、所定地盤を囲う形状に限られるものでなく、相対向する壁面を有していればその他の形状であってもよい。
例えば、地盤内に平行して二つの山留壁２０、２０を構築し、その間に前記地中壁１０を構築すれば、実施例１同様な山留工法が行え、同様な作用効果が得られる。
【００１４】
【実施例３】
前記地中壁２０を先に構築し、その後山留壁１０を構築する場合もある。
この場合、地中壁２０は壊しやすい素材で形成されているから、図６のように、予め大きめに地中壁２０を構築し、その不要部分２３に重ねて山留壁１０を構築するのが容易である。
このように地中壁２０を構築した後、山留壁１０を構築しても、前記実施例１同様な作用効果を得ることができる。
【００１５】
【実施例４】
前記地中壁２０内に水平方向へ縁切部２４を形成する場合もある。
即ち、数回にわたって掘削工程を繰り返す場合に、図７のように、予め地中壁２０の掘削される部分に強度の低い縁切部２４を形成しておけば、掘削作業を容易にすることができる。
縁切部２４の形成方法の一例を挙げると、図８に示すように、地中壁２０が硬化する前に地中壁２０内に上方より注入管５０を所定位置まで挿入し軟質材を注入する。
軟質材の注入は、下方の縁切部２４から順に形成するように行う。
前記注入管５０は、軟質材を地中壁２０内で水平方向へ向けて流出させるために、その噴出口５１を横向きに開口しておくのが好ましい。
軟質材の材質は、強度の低い縁切部２４を確保できるものであればよい。
【００１６】
【実施例５】
前記地中壁２０内にその貫通方向への通水を許容する通水手段を配置してもよい。
山留壁１０の周辺地盤に軟弱土層が存在して、施工の際に地下水の影響があるときには、その地盤内にディープウェル８０などを設置し強制的に排水して被圧水位を下げる必要がある。
しかしながら、地中壁２０の構築により地盤が鉛直方向に仕切られるので、被圧水位の低下が阻止されてしまう。
そこで、図９のように、地中壁２０内の所定位置に通水手段６０を設ければ、そのような不具合を解消することができる。
この通水手段６０は、周囲地盤の状況などに応じて、任意の地中壁２０内の任意の位置へ適宜設置すればよい。
【００１７】
その通水手段６０としては、例えば図１０のような通水管７０が採用できる。通水管７０は、主管７１の外周面に細径の送水管７２および排水管７３を連通した構造である。
主管７１はその全長を地中壁２０の厚さ程度の寸法とし、両端を開放した高剛性の管体である。
この主管７１は地中壁２０内に残置される部材であるから、地中壁２０内で作用する土圧に耐え得るような剛性を有する必要があり、例えば鋼管などが採用できる。
主管７１内部には、氷や砂利等を詰めた篭や氷塊などからなる二つの通水部材７１１が両側の開口部を閉塞する形で、主管７１の軸方向へ摺動可能に配設されている。
その通水部材７１１内に氷を詰めた場合や通水部材を氷塊とした場合には、通水管７０設置後に氷が溶けてなくなるので通水管７０通水性が非常によくなる。一方、送水管７２内には先端にジャッキ部７４１を形成したロッド７４が挿通されており、そのジャッキ部７４１は主管７１内に達して前記通水部材７１１の間に位置している。
このジャッキ部７４１はロッド７４の回転により横幅がパンタグラフ状に伸縮する構造である。
尚、ジャッキ部７４１は油圧式ジャッキなどその他公知のものを用いる場合もある。
排水管７３は、主管７１下部の周面に連通しており、主管７１内の排水を行えるようになっている。
【００１８】
次に、通水管７０の設置方法を説明する。
地中壁２０を形成するソイルセメントなどを打設したら硬化する前に、その地中壁２０内に主管７１を先頭に上方から送水管７２または配水管７３で押し込む形で挿入する。
その際、主管７１が地中壁２０の厚さ方向に向くようにしておく。
そして、主管７１が所定位置に達したら挿入作業を止め、図１１に示すようにロッド７４を回転させてジャッキ部７４１を水平方向に拡げる。
すると、ジャッキ部７４１に押されて通水部材７１１、７１１がそれぞれ地盤に圧接される。
次に、ロッド７４を挿通している送水管７２より水を圧送し、通水部材７１１内のソイルセメントなどを排出し目詰りを防止しておく。
そして、ロッド７４を逆回転させてジャッキ部７４１を収縮し送水管７２より引き上げて、通水管７０の設置を完了する。
【００１９】
前述したような通水管７０を採用すれば、地中壁２０に通水手段を確実で経済的にかつ効率良く設置することができる。
また、この通水管７０により、排水管７３を通じて地下水の汲み上げを行うこともできる。
尚、通水手段６０は前記通水管７０に限定されるものでなく、その他公知の通水材を採用してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞  相対向する山留壁の間にそれらと連接して地中壁を構築し、山留壁間の地盤と共に地中壁を掘削する。
このため、山留壁外側から加わる土圧を地中壁で受け、両側から加わる土圧を相殺することができる。
従って、山留壁間を掘削する前に山留壁の変形を回避でき、それに伴う破壊を防止できる。
＜ロ＞  山留壁の間に地中壁を構築することにより、山留壁間の地盤が小分割される。
この為、山留壁の下方から軟弱な地盤が回り込むのを低減できる。
従って、山留壁背面側の地盤のすべり破壊による掘削面の盛り上がり、すなわちヒービングを防止することができる。
＜ハ＞  山留壁の間で地中壁を交差させて複数構築すれば、ヒービングをより効果的に低減することができる。
＜ニ＞  地中壁の端部に末広状のハンチ部を設ければ、山留壁および地中壁の一部分に応力が集中することなく、山留壁と地中壁間における力の伝達を確実に行える。
＜ホ＞  山留壁を地中壁の後に構築することにより、軟質な地中壁の不要部分を削って、地中壁と当接した山留壁を確実に構築することができる。
＜ヘ＞  地中壁内に縁切部を設けることにより、山留壁間の掘削作業が効率良く行うことができる。
＜ト＞  地中壁内に通水管を設けることにより、地中壁で仕切られた地盤に通水機能を付与することができる。
＜チ＞  地中壁をソイルセメントで形成すれば、所定の圧縮強度を有しながら軟質となるから、掘削作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における山留工法の説明図
【図２】山留壁と地中壁に作用する土圧の説明図
【図３】山留壁と地中壁に作用する土圧の説明図
【図４】地中壁のハンチ部の説明図
【図５】ヒービング抑止機能の説明図
【図６】実施例３における山留工法の説明図
【図７】実施例４における山留工法の説明図
【図８】実施例４における山留工法の説明図
【図９】実施例５における山留工法の説明図
【図１０】通水管の斜視図
【図１１】通水管の設置方法の説明図
【図１２】従来技術の説明図
【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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