(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下部分の掘削途中から拡幅部を設けるための方法であって、
側面視して略円弧状の支持面を有するパネルと、前記パネルの両端から、逆扇型の形状を呈するように伸びつつ、該パネルから脱着自在な一組のアームと、を少なくとも備える土留具を複数用い、
（ａ）拡幅予定箇所に達するまで土留壁の構築および掘削側地盤の掘削を行い、
（ｂ）一端を不動点に回動自在に連結した土留具を、前記拡幅予定箇所に押し出して土留してから、該土留部分を掘削し、
（ｃ）前記土留具の後方に、新たな土留具を継ぎ足しながら、前記拡幅予定箇所の土留および掘削を進めて、拡幅部を形成し、
（ｄ）前記土留具のアームを撤去して、円弧状の鋼材、腹起および新たな切梁へと盛り替えて前記土留具を支持することで、前記拡幅部を奥行き方向に連続形成する、
ことを特徴とする、地下部分の拡幅方法。
【請求項２】
前記パネルに圧入刃を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の地下部分の拡幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下部分の掘削途中から拡幅部を設けるための、地下部分の拡幅方法、ならびに該方法に使用する土留具に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下構造物を構築する際、埋設物等の関係や、構造物寸法に合わせて掘削土量を減らす観点から、掘削初期の開口寸法を小さくし、地下部分の途上から立坑を拡幅する場合がある。
【０００３】
このような場合における立坑の拡幅方法として、特許文献１には以下の手順が記載されている。
（１）拡幅予定箇所に対し、天井用拡幅土留め体が挿入できる空間部を形成し、該空間部の奥行き方向に向かって天井用拡幅土留め体を配置する。
（２）天井用拡幅土留め体の下側を縦方向に掘削して下部拡幅空間を形成してから、側壁部分に下部拡幅縦土留め体を配置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に記載の方法の場合、以下の点で改善の余地が残されている。
（１）安全性の観点。
天井用拡幅土留め体が挿入できる空間部を掘削する際に、土留されていない箇所（オーバーハング部）が生じるため、地盤崩壊の恐れを除去できない。
（２）施工性の観点。
拡幅予定箇所の掘削作業と、土留作業が別工程であるため、施工期間の短縮に限界がある。
【０００６】
本発明は、掘削途中に拡幅部を設ける際に、安全性および施工性の向上の両立が可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、地下部分の掘削途中から拡幅部を設けるための方法であって、側面視して略円弧状の支持面を有するパネルと、前記パネルの両端から、逆扇型の形状を呈するように伸びつつ、該パネルから脱着自在な一組のアームと、を少なくとも備える土留具を複数用い、（ａ）拡幅予定箇所に達するまで土留壁の構築および掘削側地盤の掘削を行い、（ｂ）一端を不動点に回動自在に連結した土留具を、前記拡幅予定箇所に押し出して土留してから、該土留部分を掘削し、（ｃ）前記土留具の後方に、新たな土留具を継ぎ足しながら、前記拡幅予定箇所の土留および掘削を進めて、拡幅部を形成し、（ｄ）前記土留具のアームを撤去して、円弧状の鋼材、腹起および新たな切梁へと盛り替えて前記土留具を支持することで、前記拡幅部を奥行き方向に連続形成することを特徴とする、地下部分の拡幅方法地下部分の拡幅方法を提供する。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、前記パネルに圧入刃を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記した本願発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
（１）拡幅予定箇所を常に土留しながら掘削作業を行うことができるため、オーバーハング部の発生が無く、地盤沈下のおそれも無い。よって、拡幅作業を安全且つ早期に行うことができる。
（２）各土留具について、部材の共通化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る先端土留具の概略斜視図。
【図２】図１に係る先端土留具の側面形状を示す概略図。
【図３】図１に係る先端土留具の使用例を示す概略図。
【図４】実施例１に係る後続土留具の概略斜視図。
【図５】図１に係る先端土留具および後続土留具を複数連結した状態を示す概略斜視図。
【図６Ａ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（１）。
【図６Ｂ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（２）。
【図６Ｃ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（３）。
【図６Ｄ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（４）。
【図６Ｅ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（５）。
【図６Ｆ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（６）。
【図６Ｇ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（７）。
【図６Ｈ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（８）。
【図６Ｉ】実施例１に係る拡幅方法の施工手順を示す概略図（９）。
【図７】実施例２に係る不動点の設置態様の対応例を示す概略図。
【図８】実施例３に係るジャッキの不動態様の一例を示す概略図。
【図９】実施例４に係る土留構造を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
まず、地盤の開削に親杭横矢板工法の土留壁を用いる場合において、本実施例に係る土留具（先端土留具および後続土留具）と、それらを用いた拡幅方法の詳細について、図１〜図６Ｉを参照しながら説明する。
【００１２】
＜１＞先端土留具。
図１は、本実施例で用いる先端土留具の斜視図であり、図２は、前記先端土留具の側面形状を示す概略図である。
先端土留具Ａは、地盤の地下部分に存する拡幅予定箇所を土留するための部材である。
先端土留具Ａは、側面視して略円弧状の支持面を有するパネル１０と、前記パネル１０の両端から、逆扇型の形状を呈するように伸びる一組のアーム２０と、前記パネル１０に脱着可能な圧入刃３０と、を少なくとも備える。
以下、各構成要素の詳細について説明する。
【００１３】
＜１．１＞パネル。
パネル１０は、最終的に拡幅部分に残置して土留するための部材である。
［支持面］
パネル１０は、側面視して略円弧状を呈する面を延伸してなる支持面１１を有する。図２に示すように、この支持面１１が拡幅部分での土留機能を発揮する面となる。
【００１４】
［円弧形状の詳細］
前記「略円弧状」とは、後述する連結部４０を回転中心として、半径Ｒの仮想円Ｐの一部を含んだ形状を呈している状態を指し、前記支持面１１の表面形状を問わないことを意図する。
本実施例では、図２に示すように、支持面１１は平滑面を円弧状に湾曲する形状であるが、その他波形などの非平滑面上の部材を円弧状に湾曲する形状であってもよい。
【００１５】
［パネルの形状例］
パネル１０は、前記支持面１１の各縁にフランジを設けた構造とすることができる。
また、これらのフランジ間には適宜リブを設けて剛性を高めてもよい。
【００１６】
［パネル同士の連結の形状例］
前記パネル１０同士は、上下方向に連結可能に構成する。
この連結構造の一例としては、前記パネルを構成するフランジに連結孔（図示せず）を設けておき、該連結孔を介してボルト連結する方法などがある。
【００１７】
＜１．２＞アーム。
アーム２０は、前記パネル１０を回転運動する際の回転中心を、前記パネル１０から離隔する位置に設けるための部材である。
［アームの形状］
図２に示すように、アーム２０は、少なくとも、前記パネル１０の両端近傍から、前記支持面１０の背面方向へと、略逆扇型の形状を呈するように延伸して設ける。
前記パネル１０の支持面１１と、前記アーム２０の上辺２１および下辺２２でもって、中心角θを持つ略扇型の形状を呈している。
アーム２０の外表面２３は、拡幅部分の側面側に対して土留機能を発揮する面となる。
【００１８】
＜１．３＞圧入刃。
圧入刃３０は、拡幅予定箇所を掘削するための部材である。
圧入刃３０は、前記パネル１０に設ける。
圧入刃３０を設ける位置は特段限定しないが、図１では、前記パネル１０の下縁全体に連続した態様で圧入刃３０を設けている。
圧入刃３０は、前記パネル１０に一体化してもよいし脱着自在に取り付けても良い。
圧入刃３０の素材、形状等は、公知技術の範囲で適宜決定することができる。
【００１９】
＜１．４＞連結部。
アーム２０の解放端には、連結部４０を設ける。連結部４０はアーム１０に一体化してもよいし、脱着自在に取り付けてもよい。
この連結部４０には貫通孔４１を設けておき、該貫通孔４１を介して掘削地盤の底面周辺に配する不動点Ｏに設けた回転軸（図示せず）にピン連結する。
前記不動点Ｏとは、少なくとも先端土留具Ａの掘削動作によって連結位置が変わらない程度に固定されている箇所を意味する。
当該連結構造により、前記連結部４０を回転中心としたアーム２０の回動、すなわち先端土留具Ａの回動動作を実現することができる。
【００２０】
＜１．５＞使用方法。
図３に、先端土留具の使用方法の概略を示す。
前記先端土留具Ａを、前記連結部４０を中心に回動させることにより、前記圧入刃３０を拡幅予定箇所Ｘへと圧入することにより、該拡幅予定箇所Ｘを土留した状態を維持し、人力または重機などで該土留箇所の地盤を掘削することができる。
【００２１】
＜２＞後続土留具。
図４は、本実施例で用いる後続土留具を示した斜視図である。
後続土留具Ｂは、先端土留具Ａと同様、地盤の掘削途中に設ける拡幅部分を土留めするための部材である。
後続土留具Ｂは、側面視して略円弧状の支持面を有するパネル１０’と、前記パネル１０’の両端から、逆扇型の形状を呈するように伸びる一組のアーム２０’と、を少なくとも具備する。
以下、各構成要素の詳細について説明する。
【００２２】
＜２．１＞先端土留具の一部兼用。
後続土留具Ｂを構成するパネル１０’およびアーム２０’は、前記した先端土留具Ａのパネル１０およびアーム２０を同一の機能を有するものであり、詳細な説明は省略する。
言い換えると、後続土留具Ｂは、前記する先端土留具Ａから、圧入刃３０と連結部４０を除いた部材を用いることができる。
【００２３】
＜２．２＞各土留具の連結例。
図５は、先端土留具Ａおよび複数の後続土留具Ｂを接続した状態を示す概略斜視図である。
後続土留具Ｂは、前記先端土留具Ａおよび別体の後続土留具Ｂと互いに連結して一体化することができる。
図５は、前記土留具と複数の後続土留具とを連結した状態を示す。
前記先端土留具Ａと複数の後続土留具Ｂ（Ｂ１〜Ｂ４）を、前記パネル１０（１０’）を介して一体化することで、前方に掘削機能を備え、且つ前記支持面１１の円弧形状が連続してなる、土留シェルＣを形成することができる。
前記土留シェルＣの内部は、略扇型形状の断面を呈する内部空間Ｃ１を有する。
【００２４】
＜３＞施工手順（図６Ａ〜図６Ｉ）
次に、本実施例に係る拡幅方法の施工手順について図６Ａ〜図６Ｉを参照しながら説明する。なお、以下に示す各工程は一例であり、技術的な矛盾の生じない限り、適宜入れ換えて実施することができる。
【００２５】
＜３．１＞土留壁の構築および地盤の掘削（図６Ａ）
まず、拡幅予定箇所Ｘの周辺に達するまで、土留壁５０の構築および掘削側地盤の掘削を行う。
本実施例では、前記土留壁５０の構築に親杭横矢板工法を用いる。
親杭横矢板工法では、所定間隔を設けて地盤中に打設した複数の親杭５１間に、順次横矢板５２を挿入して土留壁５０を構築する。
この時点で拡幅予定箇所Ｘの天端周辺まで達した掘削部分の切り土面は、横矢板で土留された土留壁５０が構築された状態となっている。
【００２６】
＜３．２＞拡幅予定箇所周辺の掘削（図６Ｂ）
次に、拡幅予定箇所Ｘ周辺まで、掘削地盤を掘削する。
拡幅予定箇所Ｘは、後述する拡幅作業のために親杭横矢板工法による土留壁５０を構築することはできないものの、掘削深さは一般的には１〜２ｍ程度であるため、直切りした地盤は、ある程度自立した状態を期待できる。
なお、仮に拡幅予定箇所Ｘの地盤の自立が期待できない場合には、事前に当該箇所を改良しておくなどの対策を施しておけばよい。
【００２７】
＜３．３＞切梁等の設置（図６Ｃ）
次に、対向する土留壁５０間に、切梁６０を、腹起６１を介して架設したのち、前記切梁６０の下方に反力支持梁６２とジャッキ７０を設ける。
このジャッキ７０は、前記先端土留具Ａの回動動作による地盤掘削を補助するための部材である。
【００２８】
＜３．４＞土留具の設置（図６Ｄ）
次に、不動点Ｏに先端土留具Ａを連結する。本実施例での不動点Ｏは、前記土留壁５０を構成する親杭５１である。この不動点Ｏに設けた回転軸に前記先端土留具Ａの連結部４０を回動自在に取り付ける。
不動点Ｏに連結した先端土留具Ａは、前記切梁６０に設けたジャッキ７０の伸張動作によって、拡幅予定箇所Ｘへの押し出しが可能な状態となる。
【００２９】
＜３．５＞拡幅予定箇所への圧入および掘削（図６Ｅ）
ジャッキ７０の伸張動作により、先端土留具Ａを拡幅予定箇所Ｘに圧入する。
このとき、先端土留具Ａのパネル１０の支持面１１およびアームの外表面２３により、拡幅予定箇所Ｘの地盤を土留した状態のまま、該土留部分の掘削が可能となる。掘削作業は、人力または重機などで行うことができる。
掘り出した掘削土Ｄは別途重機などで排出すればよい。
【００３０】
＜３．６＞後続土留具の継ぎ足し（図６Ｆ）
先端土留具Ａによって所定の分だけ掘削が完了した後には、ジャッキ７０を戻して、先端土留具Ａとジャッキ７０との間の空間に、新たに後続土留具Ｂを継ぎ足す。先端土留具Ａと後続土留具Ｂとは、それぞれのパネル１０をボルト連結することによって一体化することができる。
前記先端土留具Ａおよび後続土留具Ｂの連結後の各パネル１０（１０’）の各支持面１１および前記アーム２０の各外表面２３は連続する面となって、土留機能を発揮した状態を維持することができる。
【００３１】
＜３．７＞拡幅予定箇所への再圧入および再掘削（図６Ｇ）
次に、継ぎ足した後続土留具Ｂの後方を、ジャッキ７０の伸張動作で押し出して、拡幅予定箇所Ｘのへの先端土留具Ａによる圧入を再開する。
このとき、前記先端土留具Ａおよび後続土留具Ｂの前記パネル１０（１０’）の各支持面１１、ならびに前記アーム２０（２０’）の各外表面２３の連続面でもって、拡幅予定箇所Ｘの地盤を土留めし続けることができ、新たな掘削作業を実施することができる。
【００３２】
＜３．８＞拡幅部の形成（図６Ｈ）
上記＜３．６＞および＜３．７＞の工程を順次繰り返して、順次拡幅予定箇所Ｘを掘削していく。最後に継ぎ足された後続土留具Ｂ４は、前記親杭に溶接などによって固定する（図示せず）。
この時点で、土留シェルＣの内部空間Ｃ１が、拡幅部Ｙとなる。
【００３３】
＜３．９＞底面掘削および各土留具の回収（図６Ｉ）
拡幅部Ｙの形成後は、該拡幅部Ｙを含めた掘削地盤底面を掘削して、先端土留具Ａを撤去・回収する。
以後、深さ方向に拡幅部Ｙを拡張する必要がある際には、ライナープレート工法などの公知工法で、拡幅部Ｙの拡張・地盤掘削を行っていく。
図６Ｉでは、最終的に４つの後続土留具Ｂ１〜Ｂ４によってなる土留シェルＣによって、側面視して略９０度の中心角を持った扇型の拡幅部Ｙが形成されている。
また、拡幅部Ｙ以深は、ライナープレート５３、補強リング５４および（発明者：地盤の状況によって補強的に用いる）アンカー５５による公知のライナープレート工法によって、更なる拡幅部Ｚが構築されている。
【００３４】
なお、図６Ｉでは、先端土留具Ａを撤去して後続土留具Ｂのみで拡幅部Ｙを形成しているが、先端土留具Ａをそのまま後続土留具Ｂとして残置して拡幅部Ｙを形成してもよい。
このとき、先端土留具Ａの圧入刃３０の撤去は適宜選択すればよい。
【００３５】
＜４＞まとめ。
以上説明した通り、本実施例に係る先端土留具Ａおよび後続土留具Ｂならびに拡幅方法によれば、拡幅予定箇所Ｘを常に土留しながら掘削作業を行うことができる。
よって、拡幅作業を安全且つ早期に行うことができる。
また、本実施例に係る先端土留具Ａおよび後続土留具Ｂは、構成部材の兼用が可能であるため、施工コストの節減にも寄与し得る。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の第２実施例について図７を参照しながら説明する。
本実施例は、拡幅予定箇所までの土留壁をライナープレート工法で構築した場合での施工手順に関する。
本実施例が、前記実施例１と異なる点は、土留具を回動自在に固定する不動点Ｏを、土留壁５０の親杭５１から確保できない点である。
この場合、前記先端土留具Ａを回動自在に連結する回転軸が、ジャッキ７０による先端土留具Ａの押出に抵抗して不動状態を維持できれば、不動点Ｏを設ける構造は、如何なる態様を採用してもよい。これらの例を以下に説明する。
【００３７】
＜１＞対応例１（載置した鋼材による支持）
図７（ａ）は、本実施例の対応例１に係る構造を示す図である。
本例は、掘削地盤底面に、開削側両側面にわたって鋼材８０を載置しておき、該鋼材８０の両端に設けた回転軸を不動点Ｏとして、先端土留具Ａの連結部４０を固定するものである。
【００３８】
＜２＞対応例２（仮杭による支持）
図７（ｂ）は、本実施例の対応例２に係る構造を示す図である。
本例は、掘削地盤底面に新たに仮杭８１を打設し、該仮杭８１に設けた回転軸を不動点Ｏとして、先端土留具Ａの連結部４０を固定するものである。
【００３９】
＜３＞対応例３（カウンターウェイトによる固定）
図７（ｃ）は、本実施例の対応例３に係る構造を示す図である。
本例は、掘削地盤底面にカウンターウェイト８２を設け、該カウンターウェイトと繋がる鋼材８０に設けた回転軸を不動点Ｏとして、先端土留具Ａの連結部４０を固定する方法である。
【実施例３】
【００４０】
本発明における、前記先端土留具Ａを圧入するためのジャッキ７０の配置態様は、前記した実施例に記載する、対向する土留壁５０間に架設した切梁６０から設ける態様に限られない。
すなわち、先端土留具Ａの押出に際し、ジャッキ７０の不動を維持できるような態様であれば、ジャッキ７０の設置方法は、如何なる態様を採用してもよい。
前記ジャッキの設置例について以下に説明する。
【００４１】
図８は、本実施例に係るジャッキの不動構造を示す図である。
本例は、拡幅予定箇所Ｘまでの土留壁５０の構築に、実施例２に記載のライナープレート工法を採用した例である。
この場合、土留壁５０を構成するライナープレート５３および補強リング５４のうち、一部の補強リング５４を、通常よりもサイズアップして剛性を高めておき（高強度補強リング５４’）、該高強度補強リング５４’に、Ｈ鋼６３、反力支持梁６２およびジャッキ７０を設けることで、土留壁５０間に架設する切梁６０を設けることなく、ジャッキ７０を設置することができる。
【実施例４】
【００４２】
本発明における、後続土留具Ｂは、アーム２０’をパネル１０’から脱着自在な構成とすることができる。
例えば、実施例１等に係る土留構造では、前記アーム２０’が残置されるため、拡幅部Ｙの幅員は、対向するアーム２０’間の距離に制限される。
しかし、本実施例に係る後続土留具Ｂを用いれば、掘削完了後にアーム２０’のみを撤去することが可能となるため、土留シェルＣの内部空間Ｃ１が奥行き方向に向かって連続する拡幅部Ｙを形成する必要がある現場に好適である。
図９は、本実施例に係る土留構造を示す図である。
図９に示す通り、拡幅部Ｙの完成後、先端土留具Ａや、該先端土留具Ａを連結するための不動点Ｏを提供する部材（鋼材８０、仮杭８１、カウンターウェイト８２など）の撤去と併せて、前記後続土留具Ｂのアーム２０’も撤去し、円弧状のＨ鋼（Ｒ型Ｈ鋼９０）、腹起６１および切梁６０に盛り替えれば、土留シェルＣの内部空間Ｃ１が奥行き方向に向かって連続する拡幅部Ｙを形成することができる。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ      先端土留具
１０    パネル
１１    支持面
２０    アーム
２１    上辺
２２    下辺
２３    外表面
３０    圧入刃
４０    連結部
４１    貫通孔
５０    土留壁
５１    親杭
５２    横矢板
５３    ライナープレート
５４    補強リング
５４’  高強度補強リング
５５    アンカー
６０    切梁
６１    腹起
６２    反力支持梁
６３    Ｈ鋼
７０    ジャッキ
８０    鋼材
８１    仮杭
８２    カウンターウェイト
９０    Ｒ型Ｈ鋼
Ｂ      後続土留具
１０’  パネル
２０’  アーム
Ｃ      土留シェル
Ｃ１    内部空間
Ｄ      掘削土
Ｅ      拡幅部
Ｆ      新たな拡幅部
Ｆ１    ライナープレート
Ｆ２    アンカー
Ｏ      不動点
Ｐ      仮想円
Ｒ      半径
Ｘ      拡幅予定箇所
Ｙ      拡幅部
Ｚ      更なる拡幅部
【図１】
0006460517.tif 000002
【図２】
0006460517.tif 000003
【図３】
0006460517.tif 000004
【図４】
0006460517.tif 000005
【図５】
0006460517.tif 000006
【図６Ａ】
0006460517.tif 000007
【図６Ｂ】
0006460517.tif 000008
【図６Ｃ】
0006460517.tif 000009
【図６Ｄ】
0006460517.tif 000010
【図６Ｅ】
0006460517.tif 000011
【図６Ｆ】
0006460517.tif 000012
【図６Ｇ】
0006460517.tif 000013
【図６Ｈ】
0006460517.tif 000014
【図６Ｉ】
0006460517.tif 000015
【図７】
0006460517.tif 000016
【図８】
0006460517.tif 000017
【図９】
0006460517.tif 000018