(57)【要約】【課題】地下水の水圧が高い条件下においても、鋼殻エレメントの圧入部位からの漏水を確実に防止する。【解決手段】地盤内に構築される鋼殻エレメントに対して、予め土留め鋼材３の圧入予定部位に、土留め鋼材３の断面形状に沿った開口溝２０を形成するとともに、前記開口溝２０を塞ぐ止水部材を備えた止水装置２１を設けておき、この止水装置２１は、土留め鋼材３の圧入前の状態で止水性を確保する易破断性の第１止水部材２３と、この第１止水部材２３の上部側に間を空けて配置されるとともに、土留め鋼材３の圧入後の状態で止水性を確保する第２止水部材２４とからなり、前記第２止水部材２４は、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝２４ａが形成された下段側ゴムパッキン２４Ａ、上段側ゴムパッキン２４Ｂとからなり、前記上段側ゴムパッキン２４Ｂは下段側ゴムパッキン２４Ａと離間を空けて配置する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤内に構築される鋼殻エレメントに対して、予め土留め鋼材の圧入予定部位に、土留め鋼材の断面形状に沿った開口溝を形成するとともに、前記開口溝を塞ぐ止水部材を備えた止水装置を設けておき、前記鋼殻エレメントの内部から前記止水部材を破断させながら前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入する地中貫入体の施工方法における前記止水装置であって、
前記止水装置は、前記地中貫入体の圧入前の状態で止水性を確保する易破断性の第１止水部材と、この第１止水部材の上部側に間を空けて配置されるとともに、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成され、かつ前記地中貫入体の圧入後の状態で止水性を確保する第２止水部材とからなることを特徴とする地中貫入体のための止水装置。
【請求項２】
前記第２止水部材は、上下方向に複数段で配置されるとともに、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成されたゴムパッキン構造とされ、各ゴムパッキンは上下方向に隣接するゴムパッキンと離間を空けて配置されている請求項１記載の地中貫入体のための止水装置。
【請求項３】
前記第２止水部材は、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成された下段側ゴムパッキンと、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成された上段側ゴムパッキンとからなる上下２段のゴムパッキン構造とされ、前記上段側ゴムパッキンは下段側ゴムパッキンと離間を空けて配置されている請求項１記載の地中貫入体のための止水装置。
【請求項４】
前記第１止水部材と第２止水部材の空間部及び／又は第２止水部材のゴムパッキン間の空間部に止水材を充填配置してある請求項１〜３いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置。
【請求項５】
前記ゴムパッキンは、土留め鋼材同士の継手部に対応する位置に、継手形状にあった開口が形成されているとともに、開口側縁から延在して土留め鋼材間の隙間に侵入する突出舌片を形成してある請求項１〜４いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置。
【請求項６】
前記第１止水部材として、薄ゴムシートが用いられている請求項１〜５いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置。
【請求項７】
前記土留め鋼材は、順次、圧入する土留め鋼材の継手を圧入済みの土留め鋼材の継手に結合させて圧入する請求項１〜６いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置。
【請求項８】
地盤内に構築される鋼殻エレメントに対して、予め土留め鋼材の圧入予定部位に、土留め鋼材の断面形状に沿った開口溝を形成するとともに、前記開口溝を塞ぐ止水部材を備えた請求項１〜７いずれかに記載される止水装置を設けておき、前記鋼殻エレメントの内部から、順次、圧入する土留め鋼材の継手を圧入済みの土留め鋼材の継手に結合させ、前記止水部材を破断させながら前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入する地中貫入体の施工方法であって、
前記土留め鋼材の圧入前に、予め、継手部に止水材を充填塗布した状態で前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入することを特徴とする地中貫入体の施工方法。
【請求項９】
前記第１止水部材と第２止水部材の空間部及び第２止水部材のゴムパッキン間の空間部に、膨張硬化型の止水材又は非膨張非硬化型の止水材を充填するとともに、圧入済みの土留め鋼材と結合する側の継手内部に前記膨張硬化型の止水材を充填し、圧入済みの土留め鋼材と結合しない側の継手表面に前記膨張硬化型の止水材を塗布するとともに、継手内部に非膨張非硬化型の止水材を充填した状態で前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入する請求項８記載の地中貫入体の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下鉄、洞道、共同溝、地下道路、地下街、地下駐車場、交差アンダーパス等の地下構造体を構築するに当たり、地中に設けた鋼殻エレメントから土留め鋼材、支柱、連結梁、上載土支持材などの地中貫入体を施工する際、前記鋼殻エレメントに設けた開口溝からの漏水を防止するための鋼殻エレメントの止水装置及びこれを用いた地中貫入体の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地下鉄、洞道、共同溝、地下道路、地下街、地下駐車場等の地下構造物を構築する方法として開削工法が知られている。この開削工法は、掘削領域を区画する境界部に地上から土留壁を構築し、この土留壁によって囲まれた領域を、適宜路面覆工および切梁支保工等を設けて周辺地盤・土留支保工の安定を図りながら段階的に掘削を行い、その空間部分に目的とする地下構造物を構築した後、埋め戻しを行う工法であり、市街地における掘削工事においても多用されている。
【０００３】
しかしながら、近年、市街地においては、電力用および通信用ケーブル、ガス、上下水道管路等多くの地下埋設物が輻輳し、また地下構造物および鉄道等の営業線に近接した工事が増加するとともに、騒音や振動等の周辺環境への影響など、開削工法による地下構造物の施工が著しく困難な状況になってきている。
【０００４】
このような状況に鑑み、発明者等は、下記特許文献１において、地下埋設物や地上構造物が存在するために地上からの土留め壁の施工が困難若しくは不可能な条件下においても、施工を可能とした地中貫入体の施工方法を提案した。
【０００５】
具体的には、地盤内に構築した横坑（鋼殻エレメント）から土留め用鋼材等の地中貫入体を施工するに当たり、止水性を確保するための止水材注入作業を不要とするとともに、地中貫入体の圧入作業に伴う準備作業、盛替え作業等の施工手間を大幅に省力化することを目的として、予め鋼殻エレメントにおける土留め鋼材の圧入部位に対して、土留め鋼材の断面形状に沿った開口溝を形成するとともに、前記開口溝を塞ぐ止水部材を備えた止水装置を設けておき、鋼殻エレメントの内部から圧入する土留め鋼材の継手を設置済みの土留め鋼材の継手に結合させ、前記止水部材を破断させながら前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入するものである。
【０００６】
前記止水装置５０は、図２０に示されるように、鋼殻エレメントの土留め鋼材５１の圧入部位に対して設けられ、土留め鋼材５１の断面形状を成すスキンプレート５２に形成された開口溝５３を塞がないように、同様に開口溝５４ａが形成された止水ベース板５４を固設し、その上面側に前記土留め鋼材５１の圧入前の状態で止水性を確保するために易破断性の第１止水部材５５を配設するとともに、その上面側に前記土留め鋼材５１の圧入後の状態で止水性を確保するために、土留め鋼材５１の挿入溝５６ａが形成された第２止水部材５６とを積層した後、押え板５７をボルト５８，５８…によって固定した止水装置５０である。土留め鋼材５１の圧入に当たっては、予め土留め鋼材５１の継手内部に止水材を充填しておき、図２１(A)に示されるように、小型の圧入式杭打ち機（図示せず）を用い、設置済みの土留め鋼材５１の継手に一方側の継手を嵌合させながら土留め鋼材５１の先端を第２止水部材５６の挿入溝５６ａに位置決めしたならば、その状態のまま地盤側に向けて押し込み、第１止水部材５５を破断させて地盤中に圧入する。圧入後の状態では、図２１(B)に示されるように、前記第２止水部材５６の挿入溝５６ａの溝壁が土留め鋼材５１の側面に密着することにより止水性が確保されるようになる。
【特許文献１】特開２００６−２６５８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、その後発明者等が研究を重ねた結果、上述の止水装置５０は、この接合部にかかる水圧が低い場合には十分な止水性を発揮するものの、水圧が高くなると、止水装置５０において土留め鋼材５１と第２止水部材５６との間及び継手接合部から漏水が生じるおそれがあった。特に、深層地下構造物を構築する場合には、止水装置に高圧の地下水圧がかかることが想定されるため、これを解決する必要性がある。
【０００８】
そこで本発明の主たる課題は、地下水の水圧が高い条件下においても、鋼殻エレメントの圧入部位からの漏水を確実に止水できる地中貫入体のための止水装置及びこれを用いた地中貫入体の施工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、地盤内に構築される鋼殻エレメントに対して、予め土留め鋼材の圧入予定部位に、土留め鋼材の断面形状に沿った開口溝を形成するとともに、前記開口溝を塞ぐ止水部材を備えた止水装置を設けておき、前記鋼殻エレメントの内部から前記止水部材を破断させながら前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入する地中貫入体の施工方法における前記止水装置であって、
前記止水装置は、前記地中貫入体の圧入前の状態で止水性を確保する易破断性の第１止水部材と、この第１止水部材の上部側に間を空けて配置されるとともに、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成され、かつ前記地中貫入体の圧入後の状態で止水性を確保する第２止水部材とからなることを特徴とする地中貫入体のための止水装置が提供される。
【００１０】
上記請求項１記載の発明において、第２止水部材が第１止水部材の上部側に間を空けて配置されることによって、換言すれば、前記第２止水部材の下側に曲げ変形を許容する空間を形成することにより、各第２止水部材の地中貫入体への当接部分は、地盤側方向に曲げ変形し、第２止水部材の曲げ復元力が付加された状態で密着するようになり、地盤側から水圧がかかった条件下でも、漏水を確実に防止できるようになる。
【００１１】
請求項２に係る本発明として、前記第２止水部材は、上下方向に複数段で配置されるとともに、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成されたゴムパッキン構造とされ、各ゴムパッキンは上下方向に隣接するゴムパッキンと離間を空けて配置されている請求項１記載の地中貫入体のための止水装置が提供される。
【００１２】
上記請求項２記載の発明は、具体的な実施態様を示したものであり、第２止水部材が前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成されたゴムパッキンが上下方向に複数段で配置されたゴムパッキン構造とされることによって、地中貫入体の圧入後の状態で地盤側からの水の浸入に対して段階的な止水が可能となり、漏れが確実に防止できるようになる。
【００１３】
請求項３に係る本発明として、前記第２止水部材は、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成された下段側ゴムパッキンと、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成された上段側ゴムパッキンとからなる上下２段のゴムパッキン構造とされ、前記上段側ゴムパッキンは下段側ゴムパッキンと離間を空けて配置されている請求項１記載の地中貫入体のための止水装置が提供される。
【００１４】
上記請求項３記載の発明は、具体的な実施態様を示したものであり、第２止水部材は、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成された下段側ゴムパッキンと、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝が形成された上段側ゴムパッキンとからなる上下２段のゴムパッキン構造とし、前記上段側ゴムパッキンを下段側ゴムパッキンと離間を空けて配置することにより、地下水の水圧が高い条件下においても、鋼殻エレメントの圧入部位からの漏水を確実に止水できる。
【００１５】
請求項４に係る本発明として、前記第１止水部材と第２止水部材の空間部及び／又は第２止水部材のゴムパッキン間の空間部に止水材を充填配置してある請求項１〜３いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置が提供される。
【００１６】
上記請求項４記載の発明は、前記第１止水部材と第２止水部材の空間部及び／又は第２止水部材のゴムパッキン間の空間部に止水材を充填配置することにより、土留め鋼材圧入後の状態で確実に漏水が回避できるようになる。
【００１７】
請求項５に係る本発明として、前記ゴムパッキンは、土留め鋼材同士の継手部に対応する位置に、継手形状にあった開口が形成されているとともに、開口側縁から延在して土留め鋼材間の隙間に侵入する突出舌片を形成してある請求項１〜４いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置が提供される。
【００１８】
上記請求項５記載の発明は、前記ゴムパッキンには、土留め鋼材同士の継手部に対応する位置に、継手形状にあった開口を形成するとともに、開口側縁から延在して土留め鋼材間の隙間に侵入する突出舌片が形成されることにより、ゴムパッキンが土留め鋼材継手部の複雑な継手形状に対応して密着するようになり、継手部からの漏水が確実に防止される。
【００１９】
請求項６に係る本発明として、前記第１止水部材として、薄ゴムシートが用いられている請求項１〜５いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置が提供される。
【００２０】
請求項７に係る本発明として、前記土留め鋼材は、順次、圧入する土留め鋼材の継手を圧入済みの土留め鋼材の継手に結合させて圧入する請求項１〜６いずれかに記載の地中貫入体のための止水装置が提供される。
【００２１】
請求項８に係る本発明として、地盤内に構築される鋼殻エレメントに対して、予め土留め鋼材の圧入予定部位に、土留め鋼材の断面形状に沿った開口溝を形成するとともに、前記開口溝を塞ぐ止水部材を備えた請求項１〜７いずれかに記載される止水装置を設けておき、前記鋼殻エレメントの内部から、順次、圧入する土留め鋼材の継手を圧入済みの土留め鋼材の継手に結合させ、前記止水部材を破断させながら前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入する地中貫入体の施工方法であって、
前記土留め鋼材の圧入前に、予め、継手部に止水材を充填塗布した状態で前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入することを特徴とする地中貫入体の施工方法が提供される。
【００２２】
請求項９に係る発明として、前記第１止水部材と第２止水部材の空間部及び第２止水部材のゴムパッキン間の空間部に、膨張硬化型の止水材又は非膨張非硬化型の止水材を充填するとともに、圧入済みの土留め鋼材と結合する側の継手内部に前記膨張硬化型の止水材を充填し、圧入済みの土留め鋼材と結合しない側の継手表面に前記膨張硬化型の止水材を塗布するとともに、継手内部に非膨張非硬化型の止水材を充填した状態で前記土留め鋼材を地盤に向けて圧入する請求項８記載の地中貫入体の施工方法が提供される。
【００２３】
上記請求項９記載の発明では、土留め鋼材の圧入前に、予め、前記第１止水部材と第２止水部材の空間部及び第２止水部材のゴムパッキン間の空間部に、膨張硬化型の止水材又は非膨張非硬化型の止水材を充填する。従って、土留め鋼材圧入時及び圧入後の状態での漏水が回避できるようになる。前記止水材は止水箇所に応じて止水材の種類を使い分けるようにするのが望ましい。例えば、土留め鋼材の継手部には止水性の高い膨張硬化型の止水材を充填するようにし、それ以外の部位には非膨張非硬化型の止水材を充填することにより、コスト低減を図ることができる。
【００２４】
また、前記土留め鋼材の圧入前に、圧入済みの土留め鋼材と結合する側の継手には膨張硬化型の止水材を充填しておくことにより、圧入後、継手部の隙間が膨張硬化型の止水材で充填され漏水が回避される。また、圧入済みの土留め鋼材と結合しない側の継手には膨張硬化型の止水材を塗布し、かつ継手内部に非膨張非硬化型の止水材を充填しておくことにより、圧入後に継手内からの漏水を回避できるとともに、次順の土留め鋼材を圧入するまでの間に、前記止水材が硬化しないため次順の土留め鋼材を抵抗なく圧入できるようになる。
【発明の効果】
【００２５】
以上詳説のとおり本発明によれば、地下水の水圧が高い条件下においても、鋼殻エレメントの圧入部位からの漏水を確実に止水できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明に係る地中貫入体の施工方法を用いた地下構造体を構築するための山留め状態を示す横断面図である。
【００２７】
図１に示された地下構造物５は、例えば交差アンダーパス、地下鉄、洞道、共同溝、地下道路、地下街、地下駐車場等のために地中に構築される構造物であり、本発明の地中貫入体の施工方法は、図示されるように、地下構造物５の上部側地盤に、電力用ケーブルＥ、通信線Ｔ、ガス管Ｇ、水道管Ｗ、下水道管Ｄ等の地下埋設物１０が存在しているため、これらの地下埋設物１０を移設しない限り地表面からの土留め壁の構築が不可能である場合や、交差アンダーパス工事を開削で工事を行う場合には、切回し道路の確保、交通規制による二次渋滞、近隣に与える影響などを考慮し、ボックスカルバート（地下構造物５）を非開削で構築する場合などに好適に採用されるものである。
【００２８】
具体的には、地下埋設物１０の下方地盤にシールド掘進機若しくは推進機を用いて縦長矩形断面形状の横坑１Ａ〜１Ｃを構築するとともに、各横坑１Ａ〜１Ｃの間に複数の、図示例では３つの横長矩形断面形状の横坑２Ａ〜２Ｆを構築する。次いで、両側部に位置する横坑１Ａ、１Ｃの下面から下方地盤に向けて継手付の土留め鋼材３，３…を圧入し、連続した前記鋼殻エレメント１Ａ、１Ｃと土留め鋼材３，３…とによる土留め壁６，６を形成し、かつ中央の横坑１Ｂの下面から下方地盤に向けて支持杭となる支柱鋼材４を長手方向に所定の間隔で圧入し、さらに横長横坑２Ａ〜２Ｆを相互に接続するとともに、横坑１Ａ〜１Ｃと接続することにより、上載土砂を支持する上部構造体７を構築した後、前記土留め壁６，６及び上部構造体７とで囲まれる空間内を掘削するとともに、前記横坑１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｆを成す鋼殻エレメント１１、１２の一部を解体し、空間内にカルバートボックス５からなる地下構造物を構築するものである。
【００２９】
前記横坑１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｆの掘削にシールド掘進機を用いる場合は、例えば、図１６および図１７に示されるように、一対のドラムカッタ４１，４１間にこれよりも小径の一対のリングカッタ４２が配設されたほぼ正方形断面の掘進ユニット４３を単独で又は縦方向に複数連結したものを用いることができる。なお、シールド掘削機としては円形断面のものを用いることもできるが、掘削土量を低減できる点から矩形断面のものを用いるのが望ましい。また、線形が曲線である場合には、中折れ機構を有し曲線掘削が可能なものが用いられる。
【００３０】
一方、前記鋼殻エレメント１１は、詳細には図２に示されるように、外殻を成すスキンプレート１３の内面側に部材長手方向（掘進方向）に所定の間隔で周方向に連続する主桁１４，１４…が設けられるとともに、周方向に所定の間隔で部材長手方向に沿って断面Ｌ字状の第２補強桁１５，１５…が設けられた構造となっている。この鋼殻エレメント１１，１２は、前記シールド機による地盤掘削に伴い、その掘削済み部分に順次設置されることにより、地盤内に連続的に設けられるものである。なお、前記横坑１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｆの掘削に推進掘進機を用いる場合は、鋼殻エレメント１１，１２は、発進立坑側からジャッキにより押し出され、地盤内に連続的に設けられることになる。
【００３１】
前記鋼殻エレメント１１から下方地盤に向けて土留め鋼材３（又は支柱鋼材４）を圧入するに当たり、予め、前記鋼殻エレメント１１における土留め鋼材３（又は支柱鋼材４）の圧入部位に対して、前記土留め鋼材３（又は支柱鋼材４）の断面形状の開口溝２０を形成するとともに、前記開口溝２０を塞ぐ止水部材２３を備えた止水装置２１を設けておき、前記鋼殻エレメント１１の内部から前記止水部材２３を破断させながら前記土留め鋼材３（又は支柱鋼材４）を地盤に向けて圧入するものである。
【００３２】
本発明は、前記止水装置２１に関して、特に深層の地盤内に地下構造物を構築する場合など、地下水の水圧が高い条件下においても、確実に止水できる止水装置２１の構造を提供するものである。なお、被圧地下水の水圧条件としては、0.2MPa程度までを想定している。
【００３３】
以下、図３〜図１３に基づき、土留め鋼材３の圧入要領を説明しながら詳述する。
【００３４】
前記止水装置２１は、図３(B)に示されるように、スキンプレート１３に形成した開口溝２０を塞がないように、同様に開口溝２２ａが形成された止水ベース板２２を固設し、その上面側に前記土留め鋼材３の圧入前の状態で止水性を確保するために易破断性の第１止水部材２３を配設するとともに、その上面側にスペーサー２７によって間を空けて配置されるとともに、前記地中貫入体の圧入後の状態で止水性を確保する第２止水部材２４を配置した後、押え板２５をボルト２６、２６…によって固定したものである。また、第２止水部材２４は、土留め鋼材３の断面形状に沿った開口溝２４ａが形成されたゴムパッキンが上下方向に複数段で配置されたゴムパッキン構造とされ、各ゴムパッキンは上下方向に隣接するゴムパッキンと離間を空けて配置されている。
【００３５】
図示例では、前記第２止水部材２４は、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝２４ａが形成された下段側ゴムパッキン２４Ａと、前記地中貫入体の断面形状に沿った開口溝２４ａが形成された上段側ゴムパッキン２４Ｂとからなる上下２段のゴムパッキン構造とされ、前記上段側ゴムパッキン２４Ｂは下段側ゴムパッキン２４Ａとスペーサー２８によって離間を空けて配置されている。なお、本実施例では、前記上段側ゴムパッキン２４Ｂは、下段側のゴムパッキン２４Ａの倍の厚みのゴムパッキンを用いて構成しているが、前記上段側ゴムパッキン２４Ｂについては、下段側ゴムパッキン２４Ａと同部材を積層することにより倍の厚みを確保することでもよい。
【００３６】
前記第１止水部材２３としては、例えば厚み３〜７mm程度の薄ゴムシートを好適に用いることができ、前記第２止水部材２４としては、１層当たり５〜１０mm程度のパッキンゴムとし、その挿入溝幅を土留め鋼材３の肉厚よりも８mm（片側４mm）程度狭くしたものを好適に用いることができる。材質的にはゴム材の他、樹脂又は発泡樹脂などであってもよい。また、破断部分を限定するために、前記第１止水部材２３の薄ゴムシートには、裏面に到達しない浅い切込みを形成しておくこともできる。
【００３７】
前記土留め鋼材３の圧入は、図４(A)に示されるように、小型の圧入式杭打ち機（図示せず）を用い、設置済みの土留め鋼材３の継手３ａに一方側の継手３ｂを嵌合させながら土留め鋼材３の先端を第２止水部材２４の挿入溝２４ａに位置決めしたならば、その状態のまま地盤側に向けて押し込み、第１止水部材２３を破断させて地盤中に圧入する。圧入後の状態では、図４(B)に示されるように、前記第２止水部材２４を構成する各ゴムパッキン２４Ａ、２４Ｂの土留め鋼材３への当接部分が地盤側方向へ曲げ変形し、ゴムパッキン２４Ａ、２４Ｂの曲げ復元力が付加された状態で密着する。
【００３８】
前記土留め鋼材３の圧入に当たっては、予め、前記第１止水部材２３と第２止水部材２４の空間部２９ａ及び／又は第２止水部材２４のゴムパッキン２４Ａ、２４Ｂ間の空間部２９ｂに、膨張硬化型の止水材４５又は非膨張非硬化型の止水材４６を充填するのが望ましい。土留め鋼材３の圧入前に予め前記空隙部２９に各種止水材４５、４６を充填しておくことにより、圧入後に（図４(B)参照）、空隙部２９の止水材４５、４６によって止水性が向上する。
【００３９】
前記膨張硬化型止水材４５は、例えばウレタン樹脂を主成分とし、水分の吸収により膨張するとともに、時間経過によって次第に硬化を示す止水材であり、かかる膨張硬化型止水材４５は、特に止水が困難な継手部において空隙部２９を充填する止水材として用いるのが好適である。
【００４０】
一方、前記非膨張非硬化型止水材４６は、例えばベントナイトを主成分とした止水材を使用することができる。かかる非膨張非硬化型止水材４６は、継手部以外で空隙部２９を充填する止水材として用いるのが好適である。
【００４１】
なお、本例では前記土留め鋼材３として、図５に示されるように、フランジ幅が上下で異なる断面変形Ｈ形状の鋼材（商品名：Ｋドメール−Ｓタイプ）を用いたが、山留め機能を有する高剛性のものであればどのような土留め鋼材を用いてもよい。また、前記開口溝２０は、使用する土留め鋼材の断面形状に合わせて形成される。
【００４２】
前記土留め鋼材３、３によって連続した土留め壁６を構築するためには、図３(A)に示されるように、隣接する土留め鋼材３，３の継手３ａ、３ｂ同士を結合させた状態とする必要があるため、土留め鋼材３の圧入は、一方側から順に継手３ａ、３ｂを結合させながら行われる。この場合、本出願人が特開２００６−２６５８２７号公報で提案した構造では、被圧地下水の水圧が高い場合、図２０(A)に示されるように、継手５１ａ、５１ｂ同士の結合部分には、第２止水部材５６と継手５１ａ、５１ｂとの間に生じる第１の隙間６０と、継手５０ａ、５０ｂ同士の接合部に生じる第２の隙間６１とから漏水し、継手結合部の止水性が十分に確保されていなかった。
【００４３】
そこで本発明では、前記第１の隙間６０に対する対策として、図６(A)に示されるように、前記ゴムパッキン２４に、土留め鋼材同士の継手部３ａ、３ｂに対応する位置に、継手形状にあった開口２４ｂを形成するとともに、開口側縁から延在して土留め鋼材間の隙間に侵入する突出舌片２４ｃ、２４ｃを形成するようにしている。
【００４４】
前記突出舌片２４ｃの作用をさらに詳述すると、図６(A)に示される状態から、土留め鋼材３を圧入すると、突出舌片２４ｃは、同図(B)に示されるように、土留め鋼材３に押圧され、略９０°回転した状態となる。その後、同図(C)に示されるように、次順の土留め鋼材３’の継手３ｂを設置済みの土留め鋼材３の継手３ａに結合した状態で圧入すると、突出舌片２４ｃは、土留め鋼材の継手３ａ、３ｂ間の隙間に侵入して密着し、止水性が確保されるようになる。
【００４５】
前記第２の隙間６１に対する対策として、図７に示されるように、設置済みの土留め鋼材３に次順の土留め鋼材３’を圧入する際、圧入する土留め鋼材３’には、設置済みの土留め鋼材３と結合する側の継手３ｂに予め膨張硬化型の止水材４５を充填しておくようにする。また、設置済みの土留め鋼材３と結合しない側の継手３ａに予め膨張硬化型の止水材４５を塗布し、かつ非膨張非硬化型の止水材４７を充填しておくようにする。
【００４６】
圧入済みの土留め鋼材３と結合する側の継手３ｂに膨張硬化型の止水材４５を充填しておくことにより、圧入後に、継手部３ａ、３ｂの隙間が前記膨張硬化型の止水材４５で密着状態で充填され漏水が防止される。また、圧入済みの土留め鋼材３と結合しない側の継手３ａには膨張硬化型の止水材４５を塗布し、かつ非膨張非硬化型の止水材４７を充填しておくことにより、次順の土留め鋼材３を圧入するまでの間、継手３ａ内に空間を埋め止水性を確保することができる。また、次順の土留め鋼材３を圧入する際に、圧入抵抗を小さくできるとともに、圧入後に継手３ａ内に止水材が残置されることにより止水性を確保する。
【００４７】
一方で、土留め鋼材３を地盤に圧入した直後の状態では、未結合側継手３ａ部分では破断した第１止水部材２３と土留め鋼材３との間に隙間が生じ地下水の漏れが生ずるおそれがある。
【００４８】
そこで、図８に示されるように、圧入直後の土留め鋼材の未結合側継手部３ａに対して、継手部パッキン装置８を設置し止水部材２３、２４との隙間を封鎖するようにするのが望ましい。
【００４９】
前記継手パッキン装置８は、同図に示されるように、継手断面形状を成す継手パッキン材３０と、この継手パッキン材３０を支持する固定具３１とからなる装置で、前記固定具３１が止水装置２１の押え板２５にボルト固定される。継手パッキン３０の断面形状は、図１３に示されるパッキン形状とする。
【００５０】
図８に示される状態から、次順の土留め鋼材３’を圧入するには、先ず図９(A)に示されるように、固定具３１を取り外すと共に、他方側の継手挿入部位に対して、図９(B)に示すように、継手パッキン材３０を配設し、取り外した固定金具３１を取付け、継手パッキン装置８を設置したならば、図１０に示されるように、土留め鋼材３’の一方側継手３ｂを設置済みの土留め鋼材３の継手３ａに嵌合させるとともに、他方側継手３ａを前記継手パッキン装置８の継手パッキン材３０に嵌合させ、図１１に示されるように、前記一方側継手３ｂにより継手パッキン材３０を地盤中に押し込みながら、土留め鋼材３’を地盤中に圧入する。圧入後の状態を図１２に示すが、図８に示す状態と同様の状態となり、常時圧入直後における止水が継手パッキン装置８によっても確保されるようになる。また、嵌合が完了した継手部３ａ、３ｂの止水性は、継手３ａ、３ｂ内に残置される止水材４５、４７により確保される。
【００５１】
他方、横長横坑２Ａ〜２Ｆを相互に接続し上部構造体７を構築するには、図１４に記載されるように、鋼殻エレメント２Ａ〜２Ｆの側面に山留め用スライド鋼３４，３４を設けておき、このスライド鋼板３４を鋼殻エレメント２Ａ〜２Ｆの内部から油圧ジャッキ（図示せず）等を用いて隣接する鋼殻エレメント２Ａ〜２Ｆの地山に挿入し山留めを行うとともに、地下水位以下である場合には、止水材３５を注入して止水性を確保するようにする。そして、鋼殻エレメント２Ａ〜２Ｆ同士をＰＣ鋼棒やＨ型鋼等の連結部材にて連結し構造的に一体とする。
【００５２】
次に、図１５に示すように、構造規模に応じて前記鋼殻エレメント１Ａ〜１Ｃから土留め鋼材６及び支柱鋼材４を下方地盤に向けて打ち込み、上部構造体７と側部地盤を支持させたならば、土留め壁６，６および上部構造体７によって囲まれた地中地盤を最終掘削深さである掘削床付高４０まで掘削段階ごとに腹起こし３８、切梁３９、切梁受桁３７等の土留支保工を架設しながら掘削を行う。
【００５３】
掘削終了後は、図１に示すように、基礎コンクリートを打設し、適宜切梁等の土留支保工を解体するとともに、鋼殻エレメント１１，１２の一部を解体しながら地下構造物５の構築を行う。
【００５４】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、前記第２止水部材２４は、上下方向に複数段、図示例では２段で配置されたゴムパッキン２４Ａ、２４Ｂとしたが、場合によって単層のゴムパッキンとしてもよい。
【００５５】
(2)上記形態例では、土留め鋼材３の圧入方法について詳述したが、横坑１Ｂの下面から地盤に圧入される支柱鋼材４は、隣接する支柱鋼材４を連続させる必要はなく、所定間隔毎に単独の状態で地盤に圧入すればよい。
【００５６】
(3)上記形態例では、鋼殻エレメント１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｆの内部に覆工コンクリートを打設していないが、強度上必要であるならば、覆工コンクリートを打設するようにしてもよい。
【００５７】
(4)上記形態例では、上部構造体７として、横坑２Ａ〜２Ｆを地盤中に構築し、これら横坑２Ａ〜２Ｆを相互に連結するとともに、両端部横坑１Ａ、１Ｃ及び中間部横坑１Ｂと連結して、断面門型形状の山留め構造体を構築するようにしたが、前記上部構造体７の構築に当たり、前記中間部の横坑２Ａ〜２Ｆを設けることなく、図１８に示されるように、鋼殻エレメント１Ａ、１Ｂの間、及び鋼殻エレメント１Ｂ、１Ｃとの間に土留め鋼材９．９…を横架することにより上部構造体７に代えることができる。この場合、土留め鋼材９の施工精度が要求されるため、最初の土留め鋼材９は、水平ボーリングによって横坑１Ａ、１Ｂ（１Ｂ、１Ｃ）間に渡る水平孔を形成した後、水平ボーリング孔に牽引ワイヤーを渡し、この牽引ワイヤーによって前記土留め鋼材９を引っ張りながら正確に設置する。この際に土留め鋼材９の継手内部に牽引ワイヤーを配設しておき、次順の土留め鋼材９を前記牽引ワイヤで引っ張りながら圧入する手順の繰り返しによって土留め鋼材９，９…による上部構造体７を構築するのが望ましい。
【００５８】
(5)上記形態例では、鋼殻エレメント１Ａ〜１Ｃの下面側から下方側地盤に向けて鉛直に土留め鋼材３や支柱鋼材４を圧入するようにしたが、図１９に示されるように、両側部及び中間部に上下２段構成で横坑１Ａ〜１Ｆを構築し、上段側に位置する鋼殻エレメント１Ａ、１Ｂ、１Ｃ間に土留め鋼材９，９を水平方向に架け渡すとともに、下段側に位置する鋼殻エレメント１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ間に土留め鋼材９’，９’を水平方向に架け渡し、さらに上段側の鋼殻エレメント１Ａ、１Ｂ、１Ｃからそれぞれ下方側に位置する下段側鋼殻エレメント１Ｄ、１Ｅ、１Ｆに向けて鉛直方向に土留め鋼材６，６…を架け渡すことにより、土留め鋼材９…、９’…、６…により周囲を囲むようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る地中貫入体の施工方法を用いた地下構造物を構築するための山留め状態を示す横断面図である。
【図２】鋼殻エレメント１Ａ（１Ｂ，１Ｃ）を示す、(A)は横断面図、(B)はB-B線矢視図である。
【図３】止水装置２１を示す、(A)は要部平面図、(B)はB-B線矢視図である。
【図４】止水装置２１における土留め鋼材３の圧入要領図である。
【図５】土留め鋼材３の横断面図である。
【図６】止水装置２１における土留め鋼材３の継手３ａ、３ｂを拡大した圧入要領図である。
【図７】止水装置２１における土留め鋼材３の継手３ａ、３ｂを拡大した圧入要領図である。
【図８】土留め鋼材３の圧入手順図（その１）である。
【図９】土留め鋼材３の圧入手順図（その２）である。
【図１０】土留め鋼材３の圧入手順図（その３）である。
【図１１】土留め鋼材３の圧入手順図（その４）である。
【図１２】土留め鋼材３の圧入手順図（その５）である。
【図１３】継手パッキン３０の態様を示す図である。
【図１４】横坑２Ａ〜２Ｆの連結要領を示す横断面図である。
【図１５】支保工設置による掘削要領を示す横断面図である。
【図１６】シールド機の縦断面図である。
【図１７】シールド機のカッターヘッド正面図である。
【図１８】山留め構造体の他の形成方法（その１）を示す横断面図である。
【図１９】山留め構造体の他の形成方法（その２）を示す横断面図である。
【図２０】従来の止水装置５０を示す、(A)は要部平面図、(B)はB-B線矢視図である。
【図２１】従来の止水装置５０における土留め鋼材５１の圧入要領図である。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ〜１Ｃ・２Ａ〜２Ｆ…横坑、３…土留め鋼材、４…支柱鋼材、５…ボックスカルバート（地下構造物）、６…土留め壁、７…上部構造体、８…継手部パッキン装置、９…土留め鋼材、１０…地下埋設物、１１・１２…鋼殻エレメント、１３…スキンプレート、１４…主桁、１５…補強桁、２０…開口溝、２１…止水装置、２３…第１止水部材、２４…第２止水部材、２４ｃ…突出舌片、２７・２８…スペーサー、２９…空隙部、４５…膨張硬化型止水材、４６・４７…非膨張非硬化型止水材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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