(57)【要約】【課題】格別の機材を使用しなくて済み、極めて軟弱な地盤であっても函体を安定した姿勢を維持しながら円滑に沈設させて、地下貯水槽を確実に、能率良く構築する。【解決手段】地下貯水槽の構築方法は、函体３を沈設しようとする地盤Ｅに、函体３の下端部の周方向に沿うように間隔をあけて配置した複数の杭穴９ａを、函体３の下端の沈設深さより深い位置に達するように地盤Ｅに垂直に向けて設け、杭穴９ａに砕石混合物９ｂを充填して砕石杭９を形成した後に、砕石杭９の上端に下端を接触させて函体３を組み立て、しかる後に、函体３の内側の地盤Ｅを掘削することにより函体３を地盤Ｅ中に沈設させる構成とされている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成された函体を地盤上に垂直に配設し、該函体の内側の地盤を掘削することにより、前記函体を地盤中に沈設させる地下貯水槽の構築方法であって、
前記函体を沈設しようとする地盤に、該函体の下端部の周方向に沿うように間隔をあけて配置した複数の杭穴を、前記函体の下端の沈設深さより深い位置に達するように地盤に垂直に向けて設け、該杭穴に砕石を充填して砕石杭を形成した後に、該砕石杭の上端に下端を接触させて前記函体を組み立て、しかる後に、該函体の内側の地盤を掘削することを特徴とする地下貯水槽の構築方法。
【請求項２】
前記杭穴は、その外周側が前記函体の外周円に内接するように配置され、その直径が前記函体の壁部の厚さより大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の地下貯水槽の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防火用貯水槽や受水槽等として使用される地下貯水槽を潜函工法によって地盤中に沈設させる地下貯水槽の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筒状に形成された函体を、その内側の地盤を掘削することにより、地盤中に沈設した後に、前記函体の底部に底版を施工し、函体の上部に頂版を配設して埋め戻して地下貯水槽を構築する方法が一般に知られている。そして、地下貯水槽の構築現場の地盤が地耐力が殆どないような軟弱地盤の場合に、前記函体の外周側における地盤上に、地盤から反力を得る沈下防止体を配設し、該沈下防止体に、函体の周方向に沿って間隔をあけて配置した複数本の長尺のネジ棒部材を、これに螺合させたナットで保持すると共に、前記ネジ棒部材の下端を前記函体の下端に設けた補助リングに連結し、前記函体の内側の地盤を掘削しながら、前記沈下防止体における長尺棒部材の保持位置を前記ナットを緩めて移動させることによって、前記函体を地盤中に沈設させるようにした構築方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５２０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記地下貯水槽の構築方法は、地盤が軟弱であっても、地盤からの反力を得る前記沈下防止体によって函体を支持し、その姿勢を安定に制御しながら所定深さに正確に沈設させるようにしたものであるが、前記函体の重量が沈下防止体を介して函体の外周部の地盤に加わるために、Ｎ値がゼロまたはそれに近い極めて軟弱な地盤の場合には、地盤が、前記沈下防止体を支えることができずに沈下して、前記函体の下端から函体の内側に回り込んでしまい、函体をその姿勢を安定に維持しながら地盤中に沈設させることができないおそれがある。
また、前記ナットを緩めながら沈下防止体に対する複数本のネジ棒部材の保持位置を移動させて前記函体を沈設させる操作には手間が掛かり、沈設作業を能率的に行えないと共に、前記沈下防止体やネジ棒部材等の機材を必要とし、それらの現場での設置や撤去等の付帯作業にも少なからずの手間を要する問題がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、格別の機材を使用しなくて済み、極めて軟弱な地盤であっても函体を安定した姿勢を維持しながら円滑に沈設させて、地下貯水槽を確実に、能率良く構築することができる地下貯水槽の構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、本発明の請求項１に係る地下貯水槽の構築方法は、筒状に形成された函体を地盤上に垂直に配設し、該函体の内側の地盤を掘削することにより、前記函体を地盤中に沈設させる地下貯水槽の構築方法であって、
前記函体を沈設しようとする地盤に、該函体の下端部の周方向に沿うように間隔をあけて配置した複数の杭穴を、前記函体の下端の沈設深さより深い位置に達するように地盤に垂直に向けて設け、該杭穴に砕石を充填して砕石杭を形成した後に、該砕石杭の上端に下端を接触させて前記函体を組み立て、しかる後に、該函体の内側の地盤を掘削することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る地下貯水槽の構築方法は、前記杭穴が、その外周側を前記函体の外周円に内接するように配置され、その直径を前記函体の壁部の厚さより大きく設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば以下の優れた効果を奏することができる。
すなわち、請求項１に係る地下貯水槽の構築方法によれば、地盤中に函体の沈設深さより深い位置に達するように設置した複数の砕石杭によって、函体の下端部を支持しながら、前記砕石杭の上端部側から函体の内側への砕石の崩落により函体を徐々に沈下させることができるので、函体を設置しようとする地盤が極めて軟弱な場合であっても、函体を安定した姿勢を維持しながら所定の深さまで円滑に沈設させることができて、地下貯水槽を確実に構築することができる。そして、地盤中に構築された地下貯水槽は函体の下方に残留させた砕石杭によって経年沈下や傾斜変位を可及的に小さく抑えることができる。
また、従来のように、沈設しようとする函体の外周部に設置する沈下防止体や該沈下防止体に函体を吊り下げるネジ棒部材等の格別の機材を使用しなくて済み、該機材による函体の下降操作、該機材の現場での設置や撤去等の付帯作業も不要であり、地下貯水槽を能率良く構築することができる。
【０００８】
また、請求項２に係る地下貯水槽の構築方法によれば、函体の外径や壁部の厚さに応じて適切な砕石杭の直径が設定でき、函体の内側の地盤の掘削時に砕石杭の上部からの崩壊を適切に促すことができ、函体の沈下を円滑に行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の一実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法について添付図面を参照して説明する。
はじめに、本発明の一実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法によって構築する地下貯水槽１について説明する。この地下貯水槽１は、図１、図２に示すように、円弧版状に形成された複数のセグメント２を周方向と軸方向に配置して、隣接するセグメントどうしをボルト・ナット等によって連結して円筒状に形成した函体３を備えると共に、該函体３の下端には複数の円弧版状の補助セグメントを周方向に接合してなる補助セグメントリング４が連結されており、また、該補助セグメントリング４と前記函体３（下位の函体３ａ）の下端部とにわたって水中コンクリート５ａ、捨てコンクリート５ｂが施工され、該捨てコンクリート５ｂ上に集水ピット６ａを有する底版６が設けられ、さらに、前記函体３（上位の函体３ｂ）の上部にマンホール７を有する頂版８が設けられた構成を有し、地盤Ｅ中に設置されている。
なお、前記底版６には防水モルタル６ｂが上塗りされている。
【００１０】
そして、前記下位の函体３ａの下半部は、その上半部の外周の直径および上位の函体３ｂの外周の直径より所定寸法だけ大きい直径を有するフリクションカット部３ｃとなっており、前記補助セグメントリング４の外周の直径は函体３（フリクションカット部３ｃ）の外周の直径と同一とされている。また、前記函体３（補助セグメントリング４）の下には、軸方向を地下貯水槽１の軸方向（地盤Ｅに垂直な方向）に向けられた所定長さを有する複数本の砕石杭９が、函体３の下端部の周方向に所定間隔をあけて地盤Ｅ中に設置されている。
【００１１】
前記砕石杭９は、地盤Ｅを掘削して形成された円形断面の杭穴９ａに所定粒径の砕石に砂を加えた砕石混合物９ｂを充填して締め固められてなり、前記杭穴９ａの直径ｄが前記補助セグメントリング４（函体３のフリクションカット部３ｃ）の壁部の厚さｅよりやや大きくされ、杭穴９ａの内周円ｈが直径Ｄを有する補助セグメントリング４（函体３）の外周円Ｓに内接するようにして、前記函体３の周方向に配置されている。前記砕石混合物９ｂにおける砕石は、天然石を破砕して形成したものの他に、廃棄物の焼却灰や石炭灰等を結合材と混合して固化させて人工的に砕石状に形成したものを使用することができ、同様に、砕石混合物９ｂにおける砂も天然に得られるものに限らず、人工的に形成したものを使用することができる。
【００１２】
以下、前記地下貯水槽１の構築方法について図３〜図６を参照して説明する。
先ず、地下貯水槽１を構築しようとする地盤Ｅに地下貯水槽１の函体３の直径（外径）よりやや大きく、所定深さ（例えば、前記マンホール７の高さよりやや深い深さ）の円形のピット１０を掘削する。そして、前記ピット１０の内側において設置しようとする前記函体３（フリクションカット部３ｃ）の外周円Ｓに相当する円に沿って、該外周円Ｓの周方向に等間隔をあけて複数本（図示の例では２０本）の前記杭穴９ａを、該杭穴９ａの直径ｄに相当する直径を有するアースオーガ等の穴掘り機械を用いて、地盤Ｅに垂直に掘削する（図３、図４参照）。この場合、各杭穴９ａはそれらの先端が函体３の下端部より下方にあって、所定の地耐力が得られる地層に達する深さまで掘削するのが好ましい。
【００１３】
次に、前記のようにして掘削した各杭穴９ａに予め用意しておいた前記砕石混合物９ｂを充填して締め固める作業を繰り返して、各杭穴９ａの全長に砕石混合物９ｂが密に充填された砕石杭９を施工して形成する（図４参照）。
しかる後に、前記ピット１０内の地盤Ｅ上において、前記砕石杭９の上端部に、前記外周円Ｓに外周壁が沿うように円弧版状の補助セグメン４ａを複数個配置して、それらの周方向に隣接するものどうしをボルト・ナット等によって接合して補助セグメントリング４を組み立てる（図４参照）。
【００１４】
次に、予め構築現場に用意しておいた円弧版状のセグメント２を、トラッククレーン等の重機によって吊り上げて、前記補助セグメントリング４上に移動させて、該補助セグメントリング４上に載置する。そして、最初に補助セグメントリング４に載置したセグメント２の隣に他のセグメント２を載置して各セグメント２，２の周方向における接合面どうしを突き合わせ、該接合面に設けたボルト・ナット等による第１の締結部１１ａによって連結する。このようなセグメント２の組み付け作業を繰り返して、各セグメント２を周方向に連結していって下位の函体３ａを前記補助セグメントリング４上に完成させる（図４参照）。その際、前記下位の函体３ａをボルト・ナット等によって前記補助セグメントリング４に連結する。
【００１５】
さらに、前記下位の函体３ａを組み付けたときと同様にして、下位の函体３ａの上端にセグメント２を順次載置して、周方向に隣接するものどうしを前記締結部１１ａにより連結して上位の函体３ｂを形成する。その場合、上位の函体３ｂにおけるセグメント２，２どうしの接合面の位置が、下位の函体３ａにおけるセグメント２，２どうしの接合面の位置に対して、函体３の周方向にセグメント２の周方向の長さの半分だけずらすようにする。そして、下位の函体３ａと上位の函体３ｂの各セグメント２，２どうしを、それらの軸方向における接合面に設けたボルト・ナット等の第２の締結部１１ｂで連結する（図５参照）。これにより、前記函体３ａ，３ｂが、補助セグメントリング４を介して、前記外周円Ｓに沿ってリング状に配置された前記砕石杭９の上端部とそれらの間の地盤に支持された状態となる。
【００１６】
前記のようにして、下位の函体３ａの上に上位の函体３ｂの連結が完成したならば、クラブバケット、バックホウ等の掘削機械によって、下位の函体３ａ（補助セグメントリング４）の内側の地盤Ｅを周方向に均等に掘削して函体３ａ，３ｂの外に排出させる。その際、杭穴９ａの周りの地盤によって垂直に支えられていた前記砕石杭９は、前記函体３ａの内側の地盤の排出によって前記函体３ａの内側からの支えを失うので、前記補助セグメントリング４と函体３ａ、３ｂの荷重の作用によって、前記杭穴９ａ内の上方の砕石混合物９ｂが函体３ａ内に崩れ落ちる。これによって、前記補助セグメントリング４と函体３ａ、３ｂが、前記砕石杭９に支持されながら、自重により水平状態を保って徐々に沈下する（図５参照）。
【００１７】
このようにして、前記下位の函体３ａと上位の函体３ｂが一体となった函体３を補助セグメントリング４と一緒に沈下させていき、上位の函体３ｂの上端が地盤Ｅの表面から所定の深さ（前記ピット１０の底部付近）になるまで函体３が沈下したときに、掘削機械による下位の函体３ａ（補助セグメントリング４）の内側の地盤の掘削を停止する。この後は、前記補助セグメントリング４と下位の函体３ａの下部の内側に、水中コンクリート５ａを施工してその上に捨てコンクリート５ｂを施工すると共に、下位の函体３ａの底部に底版５を施工して、その上に防水モルタルを６ｂを上塗りする。
【００１８】
最後に、上位の函体３ｂの上端に頂版７を設置してから、前記ピット１０に土砂を埋め戻して、図２に示すように、前記函体３のマンホール７の上端が地盤Ｅの表面に略面一になるようにして、地下貯水槽１を地盤Ｅ中へ設置する構築作業を完了する。
このように設置された地下貯水槽１は、前記函体３の下方の地盤中に残留された複数の砕石杭９によって、前記函体３の周方向において均等に安定して支持されるので、設置した地盤Ｅが軟弱地盤であっても、経年沈下を可及的に小さく抑えられる。
【００１９】
以上説明したように、前記実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法は、筒状に形成された函体３を地盤Ｅ上に垂直に配設し、該函体３の内側の地盤Ｅを掘削することにより、前記函体３を地盤中に沈設させる地下貯水槽の構築方法であって、前記函体３を沈設しようとする地盤Ｅに、該函体３の下端部の周方向に沿うように間隔をあけて配置した複数の杭穴９ａを、前記函体３の下端の沈設深さより深い位置に達するように地盤Ｅに垂直に向けて設け、該杭穴９ａに砕石混合物９ｂを充填し締め固めて砕石杭９を形成した後に、該砕石杭９の上端に下端を補助セグメント４を介して接触させて前記函体３を組み立て、しかる後に、該函体３の内側の地盤Ｅを掘削する構成とされている。
【００２０】
したがって、前記実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法によれば、地盤Ｅ中に函体３の沈設深さより深い位置に達するように設置した複数の砕石杭９によって、函体３の下端部を支持しながら、前記砕石杭９の上端部側から函体３の内側への砕石混合物９ｂの崩落により函体３を徐々に沈下させることができるので、函体３を設置しようとする地盤Ｅが極めて軟弱な場合であっても、函体３を安定した姿勢を維持しながら所定の深さまで円滑に沈設させることができて、地下貯水槽１を確実に構築することができる。そして、地盤Ｅ中に構築された地下貯水槽１は函体３の下方に残留させた砕石杭９によって経年沈下や傾斜変位を可及的に小さく抑えることができる。
また、従来のように、沈設しようとする函体３の外周部に設置する沈下防止体や該沈下防止体に函体３を吊り下げる長尺棒部材等の格別の機材を使用しなくて済み、該機材による函体３の下降操作、該機材の現場での設置や撤去等の付帯作業も不要であり、コストを低減して地下貯水槽１を能率良く構築することができる。
【００２１】
また、前記実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法によれば、前記杭穴９ａは、その外周側が前記函体３（フリクションカット部３ｃ）の外周円Ｓに内接するように配置され、その直径ｄが前記函体３（フリクションカット部３ｃ）の壁部の厚さｅより大きく設定された構成とされているので、函体３の外径や壁部の厚さに応じて適切な砕石杭９の直径ｄが設定でき、函体３の内側の地盤の掘削時に砕石杭９の上部からの崩壊を適切に促すことができ、函体９の沈下を円滑に行わせることができる。
【００２２】
なお、前記実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法においては、前記函体３の周方向に沿って地盤Ｅに、函体３（フリクションカット部３ｃ）における壁部の厚さｅよりやや大きい直径ｄを有する２０本の砕石杭９を設置して函体３を支持させるようにしたが、前記砕石杭９の直径ｄ、本数は、前記に限らず、前記函体３（フリクションカット部３ｃ）の直径Ｄ、重量等に応じて他の任意の直径、２０本以外の複数本とすることができる。そして、前記砕石杭９は、杭穴９ａ砕石に砂を混合させた砕石混合物を充填して形成したので、砕石どうしの空間部を砂が埋めることにより密に締め固められて強固な砕石杭が形成されて好ましいが、地盤が粘性を有しており極端に軟弱でない場合には、前記砂を混合させずに砕石のみで形成することもできる。
また、前記地盤Ｅが格別粘着性を有していない場合には、前記下位の函体３のフリクションカット部３ｃを省略することができる。さらに、地下貯水槽１を設置した後の下位の函体３ａの周辺の地盤が格別軟弱でない場合には、前記下位の函体３ａの外周側の地盤Ｅが函体３ａ内に下側から回り込むおそれはないので、底版６を施工する際に下位の函体３ａ内に地盤Ｅが回り込むのを防ぐための前記補助セグメントリング４は省略することができる。
【００２３】
また、前記実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法においては、前記地盤Ｅに所定深さのピット１０を設けて、その内部の低い位置で函体３を構成する作業ができるようにしたので、前記函体３を構成するセグメント２を高く吊り上げる大きなクレーン等の重機を使用しなくて済むが、地下貯水槽１の大きさ、その構築現場等における状況に応じて省略することもできる。
前記函体３を上下に２段接続してなる地下貯水槽１を構築する場合の例を示したが、本発明はこれに限らず、函体３を１段または３段以上を上下に接続してなる地下貯水槽を構築する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法を適用して構築する地下貯水槽を一部を横断面で示した平面図である。
【図２】同じく一部を縦断面で示した側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る地下貯水槽の構築方法における砕石杭の設置方法を示す平面図である。
【図４】同じく砕石杭の設置方法を示す縦断面図である。
【図５】同じく地下貯水槽における函体の沈設方法を示す縦断面図である。
【図６】同じく地下貯水槽における函体の沈設完了時の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  地下貯水槽
２  セグメント
３  函体
３ａ  下位の函体
３ｂ  上位の函体
４  補助セグメントリング
６  底版
７  マンホール
８  頂版
９  砕石杭
９ａ  杭穴
９ｂ  砕石混合物
１０  ピット
Ｄ  補助セグメントリング（函体）の外周部の直径
ｄ  杭穴の直径
Ｅ  地盤
ｅ  補助セグメントリング（函体のフリクションカット部）の壁部の厚さ
Ｓ  補助セグメントリング（函体）の外周円
【図１】
2008133645.tif 000003
【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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