(57)【要約】【課題】鋼製土留め壁を利用しても厚みを薄くすることができる壁構造体を実現する。【解決手段】親杭横矢板構造の鋼製土留め壁を利用した壁構造体１００であれば、Ｈ形鋼１０の間にコンクリート壁５０の主要部を形成するようにして、Ｈ形鋼１０と鋼製矢板２０を用いてなる鋼製土留め壁とコンクリート壁５０とをその厚さ方向にオーバーラップさせることができるので、従来技術のような、ハット形鋼矢板を用いた鋼製土留め壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化してなる壁２枚分の厚みを有する壁構造体よりも、その厚みを薄くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて立設された複数のＨ形鋼の間に複数の鋼製矢板が挿し入れられてなる親杭横矢板構造の鋼製土留め壁を用いた壁構造体であって、
前記鋼製土留め壁は、隣り合うＨ形鋼の間に挿し入れられた前記鋼製矢板の両端が、そのＨ形鋼の地山側のフランジに固定されて構築されており、
前記Ｈ形鋼の間に建て込まれた鉄筋材と、
少なくとも前記Ｈ形鋼の間にコンクリートが打設されて構築されたコンクリート壁と、
を備えたことを特徴とする壁構造体。
【請求項２】
前記鋼製矢板は、水膨張性止水材を介して前記Ｈ形鋼のフランジに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の壁構造体。
【請求項３】
前記鋼製矢板と前記コンクリート壁の間に、深さ方向に連続している補強板が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の壁構造体。
【請求項４】
前記Ｈ形鋼のウェブには、貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の壁構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁構造体に係り、例えば開削トンネルなどの地下構造物の壁構造体に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下構造物の壁構造体として、鋼製土留め壁を利用して構築した壁構造体が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この壁構造体は、複数のハット形鋼矢板を連結しつつ地中に打ち込んで鋼製土留め壁を構築した後、その鋼製土留め壁に沿って鉄筋コンクリート壁を構築する際に、ハット形鋼矢板に設けられているスタッドを鉄筋コンクリート壁に埋没させるようにして、鋼製土留め壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の壁構造体は、鋼製土留め壁と鉄筋コンクリート壁の壁２枚分の厚みを有しているので、壁構造体が占有する体積が大きくなる。
そのため、地下構造物を構築する領域に制限があるなどして、予め地下構造物の大きさが決まっている場合には、対を成す壁構造体の間の空間が狭くなるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、鋼製土留め壁を利用しても厚みを薄くすることができる壁構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明は、
所定の間隔をおいて立設された複数のＨ形鋼の間に複数の鋼製矢板が挿し入れられてなる親杭横矢板構造の鋼製土留め壁を用いた壁構造体であって、
前記鋼製土留め壁は、隣り合うＨ形鋼の間に挿し入れられた前記鋼製矢板の両端が、そのＨ形鋼の地山側のフランジに固定されて構築されており、
前記Ｈ形鋼の間に建て込まれた鉄筋材と、
少なくとも前記Ｈ形鋼の間にコンクリートが打設されて構築されたコンクリート壁と、
を備えるようにした。
【０００７】
親杭横矢板構造の鋼製土留め壁を利用した壁構造体であれば、Ｈ形鋼の間にコンクリート壁の主要部を形成するようにして、Ｈ形鋼と鋼製矢板を用いてなる鋼製土留め壁とコンクリート壁とをその厚さ方向にオーバーラップさせることができるので、従来技術のような、ハット形鋼矢板を用いた鋼製土留め壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化してなる壁２枚分の厚みを有する壁構造体よりも、その厚みを薄くすることができる。
【０００８】
また、望ましくは、
前記鋼製矢板は、水膨張性止水材を介して前記Ｈ形鋼のフランジに固定されているようにする。
こうすることで、鋼製土留め壁における鋼製矢板とＨ形鋼の間から地下水などが浸み出さないようにすることができる。
【０００９】
また、望ましくは、
前記鋼製矢板と前記コンクリート壁の間に、深さ方向に連続している補強板が設けられているようにする。
このような補強板が設けられていれば、壁構造体の強度を向上させることができる。
【００１０】
また、望ましくは、
前記Ｈ形鋼のウェブには、貫通孔が形成されているようにする。
こうすることで、Ｈ形鋼の間に打設されたコンクリートは、ウェブの貫通孔を通じてＨ形鋼の杭列方向に広がり易くなり、好適にコンクリート壁を形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、鋼製土留め壁を利用しても厚みを薄くできる壁構造体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の壁構造体を示す横断面図である。
【図２】本実施形態の壁構造体を利用して構築した開削トンネルを縦断面視して示す説明図である。
【図３】開削トンネルを構築する手順に関する説明図である。
【図４】開削トンネルを構築する手順に関する説明図である。
【図５】開削トンネルを構築する手順に関する説明図である。
【図６】開削トンネルを構築する手順に関する説明図である。
【図７】開削トンネルを構築する手順に関する説明図である。
【図８】壁構造体の変形例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る壁構造体の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
本実施形態では、親杭横矢板構造の鋼製土留め壁を利用して構築した壁構造体について説明する。
【００１４】
壁構造体１００は、図１に示すように、所定間隔で地中に打ち込まれている複数のＨ形鋼１０と、隣り合うＨ形鋼１０の間に挿し入れられて、その両端がＨ形鋼１０の地山Ｇ側のフランジ１１に固定されている鋼製矢板２０と、地山Ｇ側のフランジ１１と鋼製矢板２０の間に介装されている水膨張性止水材３０と、隣り合うＨ形鋼１０の間に建て込まれている鉄筋籠４０と、Ｈ形鋼１０の間にコンクリートが打設されて構築されたコンクリート壁５０等を備えている。
なお、Ｈ形鋼１０の地山Ｇと反対側のフランジ１２には、隣り合うＨ形鋼１０に亘って延在している鉄筋６０が固設されている。
【００１５】
Ｈ形鋼１０は、断面形状がＨ形に成形された材軸方向に長い鋼材であり、ウェブ１３の両側に一対のフランジ１１，１２が設けられている。このＨ形鋼１０のウェブ１３には、貫通孔１３ａが形成されている。このような複数のＨ形鋼１０が、所定の間隔をおいて立設されている。
鋼製矢板２０は、鋼製の板状部材であり、水膨張性止水材３０を介してＨ形鋼１０のフランジ１１に固定されている。
本実施形態では、鋼製矢板２０は地山Ｇ側のフランジ１１にワンサイドボルト２１で締結されている。このワンサイドボルト２１によって、鋼製矢板２０とフランジ１１の間に介装されている水膨張性止水材３０を固定している。
水膨張性止水材３０は、例えば水膨張ゴム製の部材であり、鋼製矢板２０とフランジ１１に密着した状態で配設されている。
そして、所定間隔で地中に打ち込まれているＨ形鋼１０と、Ｈ形鋼１０に固定されている鋼製矢板２０とで、親杭横矢板構造の鋼製土留め壁が構成されている。つまり、Ｈ形鋼１０の長手方向に沿うように複数枚の鋼製矢板２０が上下に並べて配設されて、親杭横矢板構造の鋼製土留め壁が構築されている（図２参照）。
【００１６】
鉄筋籠４０は、コンクリート壁５０に埋め込まれる鉄筋材である。なお、隣り合うＨ形鋼１０の間に建て込んだ鉄筋籠４０がＨ形鋼１０の間からはみ出さないように、地山Ｇと反対側のフランジ１２に鉄筋６０が固設されている。
コンクリート壁５０は、鉄筋籠４０を建て込んだＨ形鋼１０のウェブ１３の間にコンクリートを打設して形成した後打ち鉄筋コンクリート壁である。
本実施形態のコンクリート壁５０には、隣り合うＨ形鋼１０に亘って固設された鉄筋６０が地山Ｇと反対側のフランジ１２とともに埋め込まれている。
【００１７】
このような構成の壁構造体１００は、図２に示すように、開削トンネルＴの両側壁として好適に利用することができる。
【００１８】
次に、壁構造体１００を構築する手順について、開削トンネルＴの構築手順と合わせて説明する。
まず、図３に示すように、地中に所定間隔をあけて複数のＨ形鋼１０を打ち込む。
なお、Ｈ形鋼１０を打ち込む箇所は、開削トンネルＴの両側壁を形成する位置に相当し、その開削トンネルＴの延在方向に沿って複数のＨ形鋼１０を所定間隔あけて打ち込んで、Ｈ形鋼１０の杭列を２列形成するようにする。
【００１９】
次いで、図４に示すように、複数のＨ形鋼１０からなる杭列の間の地盤を掘削する。この掘削は周知の工法で行うことができ、例えば図示しない切梁を用いてＨ形鋼１０を支持しつつ、杭列の間の地盤を掘削する。
この地盤を掘削して、Ｈ形鋼１０の地山Ｇ側のフランジ１１が露出した箇所から順次、隣り合うＨ形鋼１０の間に鋼製矢板２０を挿し入れて、その鋼製矢板２０の両端をＨ形鋼１０のフランジ１１にワンサイドボルト２１で固定する。このとき、フランジ１１と鋼製矢板２０の間に水膨張性止水材３０を挟み込むようにする。こうすることで、鋼製矢板２０とＨ形鋼１０の間から地下水が浸み出さないようにすることができる。
そして、所定の深度まで地盤を掘削して、Ｈ形鋼１０の長手方向に沿い上下に並べて複数の鋼製矢板２０を固定したことで、Ｈ形鋼１０と鋼製矢板２０を用いてなる鋼製土留め壁を構築でき（図２参照）、この鋼製土留め壁で地山Ｇが崩れるのを防ぐことができる。なお、Ｈ形鋼１０と鋼製矢板２０を用いた親杭横矢板構造の鋼製土留め壁は、従来公知の工法によって構築することができるので、ここでは詳述しない。
また、Ｈ形鋼１０と鋼製矢板２０を用いてなる鋼製土留め壁を構築した後、掘削した地盤の底面にトンネル函体の床を成す鉄筋コンクリート製の下床版Ｆを構築する。
【００２０】
次いで、図５に示すように、隣り合うＨ形鋼１０に亘らせて配した鉄筋６０を、そのＨ形鋼１０の地山Ｇと反対側のフランジ１２に溶接などで固定する。
そして、隣り合うＨ形鋼１０の間に鉄筋籠４０を建て込む。なお、Ｈ形鋼１０の間に建て込まれた鉄筋籠４０の姿勢が乱れることがあっても、隣り合うＨ形鋼１０のフランジ１２を繋ぐように固定されている鉄筋６０があるので、鉄筋籠４０がＨ形鋼１０の間から抜け出ることはない。
【００２１】
次いで、図６に示すように、鉄筋籠４０を建て込んだＨ形鋼１０の間にコンクリートを打設して、コンクリート壁５０を形成する。
本実施形態では、Ｈ形鋼１０の杭列に沿う型枠を設置し、Ｈ形鋼１０の地山Ｇと反対側のフランジ１２とともに鉄筋６０を埋め込むようにコンクリート壁５０を形成した。なお、コンクリート壁５０の壁面がＨ形鋼１０のフランジ１２よりもトンネル内側に張り出す厚みは任意であり、壁構造体１００が要する強度や防錆・防水性能などに応じて適宜設計すればよい。
こうして、Ｈ形鋼１０と鋼製矢板２０を備えて構成される鋼製土留め壁を利用して、開削トンネルＴの両側壁とする壁構造体１００を構築した。
なお、Ｈ形鋼１０のウェブ１３には貫通孔１３ａが形成されているので、Ｈ形鋼１０の間に打設されたコンクリートは、その貫通孔１３ａを通じてＨ形鋼１０の杭列方向に広がり易くなっている。
【００２２】
次いで、図７に示すように、対向するコンクリート壁５０に架け渡すように、トンネル函体の天井を成す鉄筋コンクリート製の上床版Ｃを構築する。
この上床版Ｃに防水工を施した後、図２に示すように、上床版Ｃを土砂で埋め戻して、開削トンネルＴを構築した。
【００２３】
このように、地山Ｇが崩れるのを防ぐ親杭横矢板構造の鋼製土留め壁を利用して構築される壁構造体１００であれば、開削トンネルＴなど地下構造物の壁構造体を効率よく構築することができる。
特に、この壁構造体１００は、Ｈ形鋼１０と鋼製矢板２０を用いてなる鋼製土留め壁と、Ｈ形鋼１０の間にコンクリートを打設して形成したコンクリート壁５０とを、その厚さ方向にオーバーラップさせた構造を有しているので、従来技術のような、鋼製土留め壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化してなる壁２枚分の厚みを有する壁構造体よりも、その厚みを薄くすることができる。
【００２４】
また従来、親杭横矢板式の土留め壁を利用して開削トンネルを構築する場合、対を成す土留め壁の間でボックスカルバートを構築するため、その作業領域を確保するように、対を成す土留め壁の間をボックスカルバートのサイズよりも広く掘削するので、その分の掘削土量が多くなる。
また、開削トンネルとするボックスカルバートを構築した後、親杭横矢板式の土留め壁は残置され、ボックスカルバートとともに地中に埋められてしまうので、仮設工としての土留め壁には開削トンネルの本体構造に寄与する機能はない。
【００２５】
これに対し、Ｈ形鋼１０と鋼製矢板２０を用いてなる鋼製土留め壁を利用して構築した本実施形態の壁構造体１００であれば、Ｈ形鋼１０や鋼製矢板２０が残置されることなく、Ｈ形鋼１０や鋼製矢板２０を壁構造体１００の一部として有効活用することができる。
そして、この壁構造体１００を開削トンネルＴの両側壁として構築する場合、開削トンネルＴを施工する際の掘削土量の削減や、工期の短縮を図ることができる。
【００２６】
以上のように、本実施形態の壁構造体１００は、Ｈ形鋼１０を使った親杭横矢板構造の鋼製土留め壁を利用したことで、Ｈ形鋼１０の間にコンクリート壁５０の主要部を形成することができ、ハット形鋼矢板を使った鋼製土留め壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化してなる従来技術の壁構造体よりも、その厚みを薄くすることができる。
また、本実施形態の壁構造体１００であれば、仮設工の土留め壁を利用して開削トンネルを構築する場合よりも、掘削土量の削減や工期の短縮を図ることができる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図８に示すように、Ｈ形鋼１０のフランジ１１に固定されている鋼製矢板２０と、コンクリート壁５０の間に、深さ方向に連続している補強板７０が設けられていることが好ましい。
補強板７０は、例えば、鋼製土留め壁の高さと略同じ長さを有する鋼製の板状部材であり、その両側が鉤状に曲げられてなるフック部７０ａを有している。
【００２８】
この補強板７０のフック部７０ａを鋼製矢板２０の両端にかけて、上から下にスライドさせるようにして、鋼製矢板２０に補強板７０を取り付けることができる。
そして、鋼製矢板２０に補強板７０を取り付けた後に、Ｈ形鋼１０の間に鉄筋籠４０を建て込み、鉄筋籠４０を建て込んだＨ形鋼１０の間にコンクリートを打設して、コンクリート壁５０を形成すればよい。
なお、鋼製矢板２０と補強板７０の隙間には、モルタルなどの充填材７１が充填されていることが好ましい。
このような補強板７０が設けられていれば、壁構造体１００の強度を向上させることができる。
【００２９】
なお、以上の実施の形態においては、地下構造物である開削トンネルＴの壁構造体１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、建築物の地下壁に本発明に係る壁構造体を適用してもよい。
【００３０】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    Ｈ形鋼
１１    フランジ
１２    フランジ
１３    ウェブ
１３ａ  貫通孔
２０    鋼製矢板
２１    ワンサイドボルト
３０    水膨張性止水材
４０    鉄筋籠（鉄筋材）
５０    コンクリート壁
６０    鉄筋
７０    補強板
７０ａ  フック部
７１    充填材
１００  壁構造体
Ｇ      地山
Ｔ      開削トンネル
Ｆ      下床版
Ｃ      上床版
【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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