(57)【要約】【課題】地中に中空筒構造体を構築する沈設体セグメントととして、鉄筋コンクリート若しくは鉄骨鉄筋コンクリート製分割構造沈設体を提案するとともに、その沈設体の利用性及び取扱性をより向上させる。【解決手段】地中に沈設されて周方向および軸方向に連結される分割構造の沈設体であって、該沈設体は鉄筋コンクリートからなるＲＣセグメント１０であり、地中に沈設された際に地盤と対向することになる外周面１０ａの反対側の内周面１０ｂは凹部１１が形成されて凹型形状となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に沈設されて周方向および軸方向に連結される分割構造の沈設体であって、前記沈設体は鉄筋コンクリート若しくは鉄骨鉄筋コンクリートからなり、分割構造を構成する沈設体の一部あるいは全部が地中に沈設された際に地盤と対向する外周面の反対側の内周面は凹部が形成されて凹型形状となっていることを特徴とする分割構造沈設体。
【請求項２】
前記凹部の周囲を構成している周囲壁を該凹部の外側から内側へ貫通する貫通孔が、前記周囲壁の四方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の分割構造沈設体。
【請求項３】
前記沈設体の厚さ方向に貫通する貫通孔が前記凹部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の分割構造沈設体。
【請求項４】
前記各貫通孔を連通する管が前記凹部の内側領域に配置されていることを特徴とする請求項２又は３記載の分割構造沈設体。
【請求項５】
前記凹部の内側領域に配置された管が前記凹部に充填された充填材に覆われていることを特徴とする請求項４記載の分割構造沈設体。
【請求項６】
前記凹部を覆う蓋が前記沈設体の内周面に取付けられていることを特徴とする請求項４記載の分割構造沈設体。
【請求項７】
前記蓋の一部に切欠きが形成されていることを特徴とする請求項６記載の分割構造沈設体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中に立坑等の中空筒構造体を形成する際に土留壁を構成する沈設体に関する。
【背景技術】
【０００２】
立坑等の中空筒構造体を地中に構築する方式として、従来、複数の鋼製あるいはコンクリート製の沈設体セグメントを、互いに周方向および軸方向に連結して、長手方向を軸とした中空筒構造体を形成しつつ内部を掘削し、自重により、あるいは更に上から圧力を加えて地中に沈設するものがある。形成途中の中空筒構造体の上には、更に次のセグメントが連結増設され、中空筒構造体の地下への沈設深さが大きくなる。そして、地下の所定の深さまで構築された中空筒構造体の底部にコンクリートを打設して底版を形成している（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００１−３６７５号公報（段落０００３、図１〜図４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら昨今の鋼の需要の増大や、錆及び酸性土壌対策を考慮すれば、鋼の利用をできるだけ少なくし、しかも鋼製の沈設体セグメントと同等の強度を有する沈設体セグメントが望まれており、その場合でも利用性および取扱性に優れたものであることが必要とされていた。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、地中に中空筒構造体を構築する沈設体セグメントととして、鉄筋コンクリート若しくは鉄骨鉄筋コンクリート製の分割構造沈設体を提案するとともに、その沈設体の利用性および取扱性をより向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の沈設体は、地中に沈設されて周方向および軸方向に連結される分割構造の沈設体であって、前記沈設体は鉄筋コンクリート若しくは鉄骨鉄筋コンクリートからなり、分割構造を構成する沈設体の一部あるいは全部が地中に沈設された際に地盤と対向する外周面の反対側の内周面は凹部が形成されて凹型形状となっているものである。
なお、前記凹部の周囲を構成している周囲壁を該凹部の外側から内側へ貫通する貫通孔が、前記周囲壁の四方に設けられていることが好ましい。
また、沈設体の厚さ方向に貫通する貫通孔が前記凹部に設けられているのが好ましい。
【０００５】
本発明の沈設体は、前記各貫通孔を連通する管が前記凹部の内側領域に配置されていても良い。この場合、貫通孔は、地下水の侵入を防ぐために、止水材により処理されていることが必要である。止水材の処理はゴム系や樹脂系の材料によるシーリング等が好適である。
上記沈設体においては、前記凹部の内側領域に配置された管が前記凹部に充填された充填材に覆われていても良い。
なお、充填材に代えて、又は充填材と共に、前記凹部を覆う蓋が前記沈設体の内周面に取付けられていても良い。この場合には、前記蓋の一部に切欠きが形成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の分割構造沈設体は、その一部あるいは全部を鉄筋コンクリート製若しくは鉄骨鉄筋コンクリート製としたことで、強度的に優れた沈設体を得ることができるとともに、沈設体１個当たりの鋼材の使用量を低減できる。なお、一部を鉄筋としたものに例えばＨ形鋼を使用した鉄骨鉄筋コンクリート製沈設体であっても、全部が鋼材からなる沈設体に比べて鋼材の使用量が低減される。
また、本発明の分割構造沈設体は、その内周面が凹部に形成されている分軽量化されるため、そのハンドリングや組立作業において使用する重機を小型化できる。従って、本発明の分割構造沈設体は狭い場所での利用も可能となる。
さらに、分割構造沈設体の内周面は凹型形状となっているため、凹部の空間を利用して、必要な配管やその連結を行うことができ作業性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態に係る一例としての鉄筋コンクリート製分割構造沈設体（以下、ＲＣセグメントと称す）の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ部分の断面構造を示す図である。図１のＲＣセグメント１０は、基本的には、内部において縦横に配設されている複数の鉄筋とコンクリートとからなる鉄筋コンクリートから構成される。なお、以下の説明ではＲＣセグメント１０の内部に配設されている鉄筋の図示は省略する。また、ＲＣセグメント１０の外部に現れているコンクリートに対する符号も省略する。
【０００８】
本発明のＲＣセグメントは、構築しようとする中空筒構造体の形状に応じて様々な形状およびサイズとすることができるが、このＲＣセグメント１０は略矩形状で幅方向に曲率を有した外形形状のものとしている。そして、分割構造を構成する沈設体の一部あるいは全部が地中に沈設された際に地盤と対向する外周面１０ａは一様な厚さに形成され、外周面１０ａの反対側の内周面１０ｂは、周囲より薄くされた凹部１１が形成されて凹型形状となっている。凹部１１はＲＣセグメント１０の形状に応じて、内周面１０ｂに任意の個数形成されてよく、ここでは２個の凹部１１を幅方向に並べて形成している。
なお、凹部１１の周囲を構成している領域（凹部１１の底面より厚くされている領域）を周囲壁１２と称することとする。また、凹部１１を構成する周囲壁１２の内側壁面１２ａは、曲面、垂直面、斜面等任意の形状としてよいが、ここでは斜面に形成している。
上記のＲＣセグメント１０は、その内周面１０ｂが凹部１１に形成されて凹型形状となっているため、その分ＲＣセグメント１０の重量が軽量化され取扱いが容易になる。また、ハンドリングや組立作業において使用する重機も小型化できるので、狭い場所での利用も可能となる。
【０００９】
ＲＣセグメント１０の外周の上下端および左右端には、ＲＣセグメント１０を隣り合うＲＣセグメント１０との連結に供するための複数の溝１３が形成されている。溝１３には、にはボルト孔１４ａを有した鋼製のセグメント継手１４が設置されており、施工時、隣り合う互いのＲＣセグメント１０のボルト孔１４ａにボルトを挿入し、ナットにより締め付けて隣り合うＲＣセグメントを連結する。
【００１０】
また、周囲壁１２を凹部１１の外側から内側へ貫通する貫通孔１５が、周囲壁１２の四方に配設されている。なお、周方向（左右方向）の貫通孔１５は左右側の周囲壁１２に一対あればよいが、ＲＣセグメント１０は、通常、図６および図７に示すように、周方向に千鳥状に位置をずらしながら上方に組み上げられてゆくので、軸方向（上下方向）の貫通孔１５は上下側の周囲壁１２に複数対形成しておくのが好ましい。
また、周囲壁１２の四方に貫通孔１５が形成された上に、さらに、ＲＣセグメント１０の厚さ方向に貫通する貫通孔１５ａが凹部１１に形成されているＲＣセグメント１０も、ＲＣセグメントをリングに組立てる際に必要となる。従って、全てのＲＣセグメント１０に対して、周囲壁１２の四方と凹部１１の厚さ方向にそれぞれ貫通する貫通孔１５，１５ａを形成しておくのが好ましい。貫通孔１５ａには、外周側に地下水の侵入を防ぐための逆止弁を取付ける。また、各貫通孔は、沈設体の外部の地下水が内部に侵入するのを防ぐための充填材により処理されていることが必要である。
【００１１】
なお、溝１３や貫通孔１５の配置は上記にかかわらず、中空筒構造体の組立てを容易に行うことができるように、構築しようとする中空筒構造体の形状及び使用するＲＣセグメントの形状等に応じて、任意の位置に任意の数だけ設けておくことができる。
【００１２】
図３は、貫通孔１５，１５ａを利用してＲＣセグメント１０に滑材を流すための管を取付けた状態を示す斜視図である。通常は施工時に、各貫通孔１５，１５ａに可撓性を有する管（例えば塩ビ管）１６がそれぞれ挿入され、凹部１１の内側領域において、それらの管１６が管継手１７により互いに接続されて連通状態とされる。なお、周囲壁１２の四方の貫通孔１５に挿入されている管１６は各ＲＣセグメント１０においてそれぞれ連通状態とされる。これに対して、凹部１１の厚さ方向の貫通孔１５ａに対しては、周方向に連結されるＲＣセグメント１０の一つおき又は２つおきに（その間隔は適宜設定して良い）管を挿入し、それを管継手１７を利用して周囲壁１２の四方を連通している管１６と連通させればよい。
このようにすることで、ＲＣセグメント１０の外周面１０ａと地盤との間に送られるベンナイト懸濁液等の滑材を通す管１６をコンパクトに配管することが可能となる。また、各管１６の配管作業や連結作業をＲＣセグメント１０の凹部１１の内側領域を利用して行えるため、それらの作業性も向上する。
【００１３】
図４は管１６が配置された凹部１１を蓋１８で覆った状態における図１のＡ−Ａ部分の断面構造を示す図である。この場合、蓋１８は例えば鋼から製作することができ、ボルト等を利用してＲＣセグメント１０に取付けられるようにしておくのが好ましい。このように蓋１８を設けることで、施工時、掘削用グラブが管１６に当たることによる管１６の損傷を防止できる。なお、ＲＣセグメント１０の内側にコンクリートを打設する場合に備えて、蓋１８の内側の凹部１１にコンクリートが回り込むように、蓋１８の一部に切欠き（図示せず）を形成しておくのが好ましい。
【００１４】
図５は管１６が配置された凹部１１を充填材１９で充填した状態における図１のＡ−Ａ部分の断面構造を示す図である。充填材１９は例えば軽量のモルタルや発泡材（発泡スチロール等）とすることができ、管１６を完全に覆うようにそれらの充填材１９を凹部１１に充填するのが良い。このように管１６を充填材１９で覆うことで、施工時、掘削用グラブが管１６に直接当たることによる管１６の損傷を防止できる。
【００１５】
図６はＲＣセグメント１０の連結状態を示す斜視図である。図６に示すように、ＲＣセグメント１０は地中に沈設されて、隣り合うＲＣセグメント１０が周方向および軸方向に連結された状態となっており、これにより中空筒構造体が形成されている。なお、軸方向に隣り合うＲＣセグメント１０は周方向に位置がずれており、いわゆる千鳥配置とされている。なお、必ずしも千鳥配置とする必要はない。また、隣り合うＲＣセグメント１０は、各セグメント継手１４のボルト孔１４ａに挿入されている、図示していないボルトおよびナットによって連結されている。
【００１６】
各ＲＣセグメント１０の連結に際しては、貫通孔１５が周方向および軸方向においてそれぞれ位置合わせされて、各貫通孔１５が連通状態とされる。さらに、連通状態とされた貫通孔１５には管１６が挿入され、それらの管１６が管継手１７を介してＲＣセグメント１０の軸方向と周方向の双方に連通されている。また、周方向に配置されているいくつかのＲＣセグメント１０に対しては、貫通孔１５ａにも管１６が挿入されており、それらの管１６が管継手１７を介してＲＣセグメント１０の貫通孔１５に挿入されている管１６と連通状態にされる。
【００１７】
さらに、周方向で隣り合うＲＣセグメント１０の間には、その一部がＲＣセグメント１０の外周面の外側に突出するスぺーサ２０が配置されてもよく、この場合、ＲＣセグメント１０間の構造維持と止水、および沈設過程におけるＲＣセグメント１０の回転を抑制する作用を果たしている。このためスぺーサ２０は、硬質ゴムや樹脂等からなるのが好ましい。なお、ＲＣセグメント１０の周囲端面にゴムや樹脂からなるシール材が取付けられている場合には、スぺーサ２０を金属から作ることも可能である。
【００１８】
ＲＣセグメント１０を利用してリングを構成する場合、図１に示した形状のＲＣセグメント１０に加えて、その形状やサイズを変えたものを適宜組み合わせてリングを構成することによって、図６に示した断面が円形の中空筒構造体の他に、図７の（ａ），（ｂ）に示すような断面が小判型の中空筒構造体も構築できる。
【００１９】
（ＲＣセグメントを利用した施工例）
次に、本発明に係るＲＣセグメントを用いた施工例を図８に示す施工フローチャートに従って概略説明する。
まず、ＲＣセグメント１０が沈設されるべき箇所の所定位置に複数の穴をあける。この穴はドリルにより地中深くあけられ、底部にグランドアンカーが埋め込まれて、ＲＣセグメント１０を沈設する際の加圧反力を得るの利用される（ステップＳ１)。
次に、ＲＣセグメント１０が沈設されるべき箇所に圧入沈設装置を組立てる（ステップＳ２)。
次に、先端が刃先形状となっている刃口リングを圧入沈設装置を利用して地中に沈設し、さらに、ガイドリング（又はガイドリングと開口リング）を刃口リングの上部に載せて連結し、圧入沈設装置を利用して沈設する（ステップＳ３）。
次に、ガイドリングの上部にＲＣセグメント１０を周方向にリング状に連結して、ＲＣセグメントリングを組立てる（ステップＳ４）。
次に、バケット系掘削機を利用してリングの内側を掘削した後、ＲＣセグメント１０をリング状に連結したＲＣセグメントリングを、ここまでに沈設されたリングの上部に載せて連結し、圧入沈設装置を利用して沈設する（ステップＳ５）。また、この工程では、ＲＣセグメント１０に管１６が取付けられ、ＲＣセグメント１０の外周面１０ａと地盤との間に滑材を送りながら、ＲＣセグメント１０の沈設が行われる。この工程は、所定の深度に到達するまで繰り返し行われる。
そして、穴が所定の深度に達した後は、スライム処理を行い、さらに穴の底部に底版コンクリートを打設する（ステップＳ６）。立坑を完成させるためにはこの後の工程も必要となるが、立坑の基本となる穴は以上の工程により形成される。
なお、上記の施工方法はあくまでも一例であり、ＲＣセグメント１０を利用した施工における作業内容や作業工数がこれに限定されるわけではない。
【００２０】
（ＲＣセグメントの製造方法）
次に、本発明のＲＣセグメントの製造方法について説明する。図９は本発明の実施形態に係るＲＣセグメントの製造工程の一例を示す図である。
まず、鉄筋、セグメント継手１４、貫通孔１５となる配管を所定の位置に配置して、所定の形状に組立てる（ステップＳ１１）。
次に、ステップＳ１１で組立てた組立体を、予め製作しておいた型枠に組み付ける型組を行う（ステップＳ１２）。
次に、粗骨材、細骨材、セメント等を混練したコンクリートを、ステップＳ１２で型組された型枠内へ投入する（ステップＳ１３）。
次に、コンクリートが投入された型枠に十分な振動を与えて、コンクリートを型枠内に隙間なくかつ均一に充填させる（ステップＳ１４）。
その後、コンクリートの表面仕上げを行い、更にコンクリートの養生を行う（ステップＳ１５）。
最後に、コンクリートが硬化して所定の強度に達した、型枠を外すと、ＲＣセグメント１０が得られる（ステップＳ１６）。
【００２１】
なお、ＲＣセグメント１０の凹部１１を蓋１８で覆うようにするためには、ＲＣセグメント１０に、蓋１８を取付けるためのネジ溝又は貫通孔を形成しておく。このようにすることで、必要に応じて蓋１８をＲＣセグメント１０に着脱できる。
【００２２】
以上本発明に係る一つの実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態のＲＣセグメントに限られるものではなく、本発明の思想の範囲内で様々な変形が可能である。
例えば、ＲＣセグメント１０の形状、サイズあるいは凹部１１の数は構築される中空筒構造体に応じて適宜定められて良い。また、本発明は、鉄筋コンクリート製の沈設体に加えて、鉄骨鉄筋コンクリート製の沈設体にも適応することができる。もちろん、構造材料としての鉄筋材や鉄骨材も種々のバリエーションが可能である。
また、上記実施の形態では、沈設体の骨組みとなる鉄筋や鉄骨の配置構成については特に触れていないが、それは沈設体が必要とする強度に応じて適宜決定されて良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るＲＣセグメントの斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ部分の断面構造を示す図。
【図３】図１のＲＣセグメントに滑材流路管を取付けた状態を示す斜視図。
【図４】ＲＣセグメントの凹部に蓋を取付けた状態における図３のＡ−Ａ部分の断面構造を示す図。
【図５】ＲＣセグメントの凹部に充填材を充填した状態における図３のＡ−Ａ部分の断面構造を示す図。
【図６】本発明のＲＣセグメントの連結状態を示す斜視図。
【図７】本発明のＲＣセグメントを利用した他の立坑の例示図。
【図８】本発明のＲＣセグメントを利用した施工方法の一例を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施形態に係るＲＣセグメントの製造工程図。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ＲＣセグメント、１０ａ  ＲＣセグメントの外周面、１０ｂ  ＲＣセグメントの内周面、１１  凹部、１２  周囲壁、１２ａ  周囲壁の内側壁面、１３  溝、１４  セグメント継手、１４ａ  ボルト孔、１５，１５ａ  貫通孔、１６  管、１７  管継手、１８  蓋、１９  充填材、２０  スペーサ。
【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】
2006161513.tif 000009
【図８】
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【図９】
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