(57)【要約】【課題】セグメント構造の地中構造物を圧入工法で築造可能とし、両工法の利点を享受できるようにする。【解決手段】先ず刃口部１を形成すると共に、刃口部１に圧入支柱２を立設し、その後、複数のセグメント３ａ〜３ｅを組み合わせて圧入支柱２と連結した壁体部４を形成する。その後、ジャッキ６で圧入支柱に圧入力を付与し、函体９を地中に圧入する。この場合、圧入力は、圧入支柱を介して刃口部１に伝達され、強度的に不安が残る壁体部４にはほとんど作用しない。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃口部と、刃口部に立設された圧入支柱と、刃口部の上方に配置され、圧入支柱と連結状態にあり、かつ複数のセグメントを組み合わせてなる壁体部とを備え、少なくとも刃口部が、圧入支柱への圧入力の付与により地中に圧入されていることを特徴とする地中圧入構造物。
【請求項２】
複数のセグメントからなる部分を備えた地中構造物の築造方法であって、
刃口部を形成する工程と、刃口部に圧入支柱を立設する工程と、刃口部の上方に、複数のセグメントを組み合わせて圧入支柱と連結した壁体部を形成する工程と、圧入支柱に圧入力を付与して少なくとも刃口部を地中に圧入する工程とを含む地中構造物の築造方法。
【請求項３】
地上で築造した地中構造物に圧入手段の圧入力を作用させて当該構造物を地中に圧入するに際し、
圧入手段を支持する支持部を構造物の上縁部よりも下方に配置することを特徴とする地中構造物の築造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、止水壁を始めとする地中壁、地中杭、地下室、地下タンク、岸壁、橋脚、基礎等の少なくとも一部が地中に構築された地中構造物およびその築造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記地中構造物の築造方法としては、地中を掘削しながら予め製作した複数のセグメントを接合して構造物を構築する工法（分割工法）が知られている。この工法の一例として、例えば特開平８−１２０６９７号公報（特許文献１）には、複数のセグメントを用いた地下タンクの築造方法が、また、特開平９−２４２４６１号公報（特許文献２）には、同じく複数のセグメントを用いた立杭の構築方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１２０６９７号公報
【特許文献２】
特開平９−２４２４６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記分割工法で構築する場合、セグメントとして予め工場等で製作したものを使用でき、コンクリートの打設・養生が不要となるので、一般的な鉄筋コンクリート造りと比較して工期を短くでき、また、施工スペースを小さくできる等の利点がある。
【０００５】
一方、従来の分割工法では、既設セグメントの内周地盤を掘り進めながら既設セグメントの下端に新たなセグメントを継ぎ足して構造物を深さ方向に延伸しているため、地中深度が大きくなると、地中深くまでセグメントを地上から吊り下ろす必要があり、クレーン等の施工設備が大型化し、コストのさらなる増大を招く。
【０００６】
この問題点は、地上で構築した函体を地盤に圧入して地下構造物を構築するいわゆる圧入工法（圧入ケーソン工法）により解決することができる。しかしながら、函体をセグメントで分割した場合、セグメント同士の接合部の強度や剛性に不安があるため、函体に強大な圧入力が作用する圧入工法を採用することは難しい。
【０００７】
そこで、本発明はセグメント構造の地中構造物を圧入工法で築造可能とし、両工法の利点を享受できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明にかかる地中構造物は、刃口部と、刃口部に立設された圧入支柱と、刃口部の上方に配置され、圧入支柱と連結状態にあり、かつ複数のセグメントを組み合わせてなる壁体部とを備え、少なくとも刃口部が、圧入支柱への圧入力の付与により地中に圧入されていることを特徴とするものである。
【０００９】
このように複数のセグメントからなる部分を備えた地中構造物は、刃口部を形成する工程と、刃口部に圧入支柱を立設する工程と、刃口部の上方に、複数のセグメントを組み合わせて圧入支柱と連結した壁体部を形成する工程と、圧入支柱に圧入力を付与して少なくとも刃口部を地中に圧入する工程とを含む方法で築造することができる。
【００１０】
また、地上で築造した構造物に圧入手段の圧入力を作用させて当該構造物を地中に圧入するに際し、圧入手段を支持する支持部を構造物の上縁部よりも下方に配置すれば、特に垂直方向の必要施工スペースを削減することができ、空頭制限下でも地中構造物を築造することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、地中構造物としてケーソン函体を例に挙げ、その築造方法の実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。なお、以下の説明では、ケーソン函体として上下両端を開口させた中空円筒状のものを例に挙げるが（図５参照）、函体の形状は特に問わない。
【００１２】
先ず、図１に示すように、ケーソンの設置予定域で刃口部１を円形状に構築する。この時、刃口部１は在来工法、すなわち、鉄筋の加工・組立、型枠の製作・組立、コンクリートの打ち込み・養生、型枠の取り外し等の一連の工程を経て構築される。次いで刃口部１上の適所（例えば円周方向等間隔）にＨ形鋼等からなる複数の圧入支柱２が立設される。圧入支柱２は、その上端部が完成後の函体の上縁部よりも若干上方に位置する長さとし、圧入支柱２の上端部は同一平面上に揃えて位置させる。圧入支柱２の下端部は、刃口部１に埋め込んだり、あるいは適当な固定金具を用いて刃口部１に固定する（図示例は刃口部１に埋め込んだ場合を例示する）。
【００１３】
次いで、図２に示すように、刃口部１の上方かつ圧入支柱２の外周にクレーン等を用いて複数のセグメント３を積み上げ、セグメントの組み合わせからなる円筒状の壁体部４を形成する。この実施形態において各セグメント３は、壁体部４を、垂直方向の複数箇所で水平方向の分割線により分割すると共に、さらに周方向複数箇所で垂直方向の分割線により分割した形状をなす。図示例では、垂直方向で５段に分割した場合を例示しており、各段のセグメント３に下から３ａ、３ｂ、…３ｅの符号を付している。各セグメント３ａ〜３ｅの積み上げ後は、その上縁部に圧入支柱２の上端が突出している。
【００１４】
各セグメント３ａ〜３ｅは、その少なくとも一箇所が圧入支柱２に対して連結される。ここでの連結状態は、各セグメント３ａ〜３ｅが圧入支柱２の圧入による函体の降下運動に追従できる程度、具体的には圧入に伴う地盤との摩擦で各セグメントが分離・脱落しない程度の強度で足り、後述する圧入手段６で生じた垂直方向の圧入力に耐え得るものである程度までは必要とされない。各セグメント３ａ〜３ｅと圧入支柱２とを連結する連結手段は特に限定されず、上記条件を満たす範囲で、ボルトや適当な金具等を用いて連結することができる。各セグメント３ａ〜３ｅの材質・組成等も地下構造物の種類・目的・用途等に応じて適宜定められ、例えばコンクリートセグメントやスチールセグメントを用いることができる。スチールセグメントとして、対象となる地中構造物の形状・構造等に合わせて別途製作した専用品を使用する他、鋼矢板等の既製品を使用することもできる。
【００１５】
なお、各セグメント３ａ〜３ｅは、直接圧入支柱２に連結されている必要は必ずしもなく、支圧柱２に直接連結された他の部材（例えば他のセグメント）と連結することにより、間接的な連結状態とすることもできる。図５に示す例では、一つの圧入支柱２に、円周方向で隣接する二つのセグメント３の対向する端部のみを連結しているが、連結状態はこれに限らず、例えばセグメント３の円周方向両端を圧入支柱２に連結することもできる。さらに上下のセグメント同士を連結してもよい。
【００１６】
壁体部４に、土圧や水圧に対する対抗力が要求される場合等には、セグメント３ａ〜３ｅの内周部や外周部、あるいはその双方に鉄筋等の補強材を組んでコンクリートを打設する。これにより、壁体部４がコンクリート造りとなって各セグメント３ａ〜３ｅが圧入支柱２と完全に一体化されるので、壁体部４の剛性向上を図ることができる。このように壁体部４を一体構造とする場合、各セグメント３ａ〜３ｂは必ずしも圧入支柱２と連結する必要はなく、壁体部４の何れかの部分が圧入支柱２と連結されていれば足りる。
【００１７】
以上の工程で函体９が完成した後、図３に示すように、圧入支柱２の上方に圧入設備５を配設する。この圧入設備５は、少なくとも二つの圧入支柱２上に載架した加圧桁７と、加圧桁７の両端に配した複数のジャッキ６（センターホールジャッキが望ましい）とで構成される。ジャッキ６は、ケーソンをバランスよく圧入できる位置に配置され、そのロッド６ａは加圧桁７を上下動自在に貫通して地盤中にアンカーとして打設されている。なお、圧入設備５の配設は、図２に示す壁体部４の構築と並行して、あるいは壁体部４の構築前（図１に示す工程の直後）に行うこともできる。
【００１８】
次いで、ロッド６ａが上昇する方向にジャッキ６を起動し、加圧桁７を押し下げる。これにより、ジャッキ６の押圧力は圧入支柱２を介して刃口部１に伝達され、刃口部１が地盤に圧入される。さらにジャッキ６を駆動しながら壁体部４内周を掘削することにより、函体９が最終沈降面まで圧入される。かかる圧入工程では、函体９の外周面と地盤との間に適当な液状滑剤を供給してケーソンの滑りを良くするのが望ましい。その後、圧入設備５を撤去すれば、図４および図５に示すように地下空間８を有する地中構造物が得られる（その後、地下空間８にコンクリート等を満たして中実構造の地中構造物とすることもできる）。
【００１９】
図４では、壁体部４の全ての部分を地中に埋設する場合を例示しているが、壁体部４の一部（下方部分）、あるいは刃口部１のみを地中に埋設する場合でも同様の手順を採用することができる。
【００２０】
このように本発明では、地中構造物の圧入に際し、圧入力は主として圧入支柱２を介して刃口部１に伝達され、壁体部４を構成する各セグメント３ａ〜３ｅには圧入力がほとんど作用しない。従って、剛性・強度面で劣るセグメント構造の壁体部４を圧入工法で築造することが可能となり、圧入工法による利点とセグメント構造の利点とを併せて享受することができる。すなわち、小さな施工スペースで短工期かつ低コストに地中構造物を築造することが可能となる。
【００２１】
以上の実施形態では、各セグメント３ａ〜３ｅを圧入支柱２の外周に配置する場合を例示したが、セグメント３ａ〜３ｅを配置する位置はこれに限定されない。例えば、図６（ａ）（ｂ）に示すように、Ｈ形鋼からなる圧入支柱２のフランジ裏面に各セグメント３ａ〜３ｅを配置して壁体部４を構築することもできる。
【００２２】
また、分割態様は、上記実施形態で説明したものには限られず、例えば図７に示すように、垂直方向に分割した複数のセグメント３を接合して壁体部４を構築することもできる。図２では、水平方向と垂直方向の分割線で分割しているが、水平方向の分割線のみで分割した円筒状のセグメントを用いることもできる。垂直方向や水平方向の分割線を、図示した一直線状ではなく、段違い状にすれば、壁体部４の強度をさらに向上させることができる。
【００２３】
さらに、上記実施形態では、全てのセグメント３ａ〜３ｅを積み上げて壁体部４が完成してから地中への圧入を開始しているが、これ以外にも、図８に示すように、下段のセグメント（図示例では３ａ）を積み上げた後、上段のセグメント（図示例では３ｂ）の積み上げ前に、下段のセグメント３ａの高さに対応するストローク分だけ圧入作業を行い、その後に上段のセグメント３ｂを下段のセグメント３ａ上に配置することもできる。このように既設セグメント上に上段のセグメントを積み上げる工程と、圧入支柱２へ圧入力を付与して圧入作業を行う工程とを交互に行うことにより、セグメントの積み上げ作業を全て地表面近くで行うことができる。従って、セグメント３ａ〜３ｅの積み上げ作業が容易化し、高所にセグメントを吊り上げるための大型のクレーン等が不要となる。
【００２４】
図９は、圧入設備の他の実施形態を示すもので、ジャッキ６を加圧桁７上に配置するのではなく、加圧桁７に吊り下げた例である。この場合、ジャッキ６’を支持する支持部１０は、吊り下げ部材１１を介して、函体９の上縁部よりも下方に配置され、この支持部１０上にジャッキ６’が取り付けられている。ジャッキ６のロッド６ａは支持部１０を貫通して地盤にアンカーとして打設されている。この場合、ジャッキ６’を駆動するとその圧入力は支持部１０によって受けられ、吊り下げ部材１１、加圧桁７、さらには圧入支柱２を介して刃口部１に伝達される。
【００２５】
道路下や上屋内等の空頭制限を伴う場所では、必然的に函体の築造高さが制限される。そのため、函体高さを増すには、最初の圧入作業の完了後、圧入設備５を撤去して函体９の上縁を上方に延伸構築し、その後、圧入設備５を再配置して二度目の圧入作業を行う必要があり、工期の長期化や高コスト化を招く。これに対し、図９に示す圧入設備５であれば、空頭制限下でもジャッキ６の高さ分だけ函体９の築造高さを増大させることができ、かかる不具合を回避することが可能となる。
【００２６】
この場合、図１０に示すように、函体９の上縁部に切欠き１３を形成し、この切欠き１３内に加圧桁７を配置すれば、さらに加圧桁７の高さ分だけ函体９上方の施工スペースを削減できるので、函体の築造高さを極限まで高めることができる。
【００２７】
なお、図９および図１０に示す構造は、図１〜図８に示す圧入支柱２に圧入力を作用させる場合だけでなく、図１１に示すように、圧入支柱２を使用することなく、圧入力を函体９に直接作用させるような築造方法にも同様に適用することができる。
【００２８】
以上の説明では、本発明を筒状のケーソン函体の沈設に適用した場合を例示しているが、本発明の適用範囲はこれに限らず、セグメント構造の壁体部を有する地中構造物に広く適用することができる。また、地中構造物の形状も筒状に限らず、平面的な壁状のものであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、セグメント構造の地中構造物であっても圧入工法によって築造することができ、従来両立の難しかった両工法の利点を合わせて享受することができる。従って、地中構造物、特に大深度の地中構造物を、より短工期で低コストに築造することが可能となり、かつ必要施工スペースもさらに小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる地中構造物を築造する際の第一工程を示す断面図である。
【図２】本発明にかかる地中構造物を築造する際の第二工程を示す断面図である。
【図３】本発明にかかる地中構造物を築造する際の第三工程を示す断面図である。
【図４】完成した地中構造物を示す断面図である。
【図５】完成した地中構造物の平面図である。
【図６】地中構造物の他の実施形態を示す平面図である。
【図７】地中構造物の他の実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明にかかる地中構造物の築造方法の他例を示す断面図である。
【図９】本発明にかかる地中構造物の築造方法の他例を示す断面図である。
【図１０】本発明にかかる地中構造物の築造方法の他例を示す断面図である。
【図１１】本発明にかかる地中構造物の築造方法の他例を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
１      刃口部
２      圧入支柱
３      セグメント
４      壁体部
５      圧入設備
６      圧入手段（ジャッキ）
７      加圧桁
８      地下空間
９      ケーソン函体
１０    支持部
１１    吊り下げ部材
１３    切欠き部
【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】
2004156205.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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