(57)【要約】【課題】使用する材料を減らし、工期短縮できる地下構造物の構築方法および地下構造物を提供すること。【解決手段】土留め壁５の間の地盤３を掘削し、側壁２１の主筋２７が中床版２３の上端から張り出したボックスカルバート９を形成する。また、主筋２９の入ったスリーブ３５を下端部に有するプレキャストピース２５ａを準備しておく。スリーブ３５に主筋２７を挿入してボックスカルバート９の上にプレキャストピース２５ａを配置した後、プレキャストピース２５ａとプレキャスト２５ｂを連結してプレキャストアーチ１１を形成する。モルタル充填用穴３３からスリーブ３５内にモルタル３７を注入してスリーブ継手１３を形成すると同時に、ボックスカルバート９とプレキャストアーチ１１の隙間にもモルタルを注入し、ボックスカルバート９とプレキャストアーチ１１とを一体化する。地盤３を埋め戻し、地中構造物１を完成する。【選択図】　図１
2004019100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削する工程（ａ）と、
前記地盤中にカルバートを形成する工程（ｂ）と、
プレキャスト部材を前記カルバート上に設置する工程（ｃ）と、
前記カルバートと前記プレキャスト部材とを継手を用いて一体化する工程（ｄ）と、
を具備することを特徴とする地下構造物の構築方法。
【請求項２】
前記プレキャスト部材は、アーチ型であることを特徴とする請求項１記載の地下構造物の構築方法。
【請求項３】
前記カルバートは、ボックスカルバートであることを特徴とする請求項１記載の地下構造物の構築方法。
【請求項４】
前記継手は、
スリーブと、
前記スリーブ内に配置された前記プレキャスト部材の主筋と、
前記スリーブ内に配置された前記カルバートの主筋と、
前記スリーブ内に充填されたモルタルと、
からなるスリーブ継手であることを特徴とする請求項１記載の地下構造物の構築方法。
【請求項５】
前記スリーブは、前記プレキャスト部材に埋設されることを特徴とする請求項４記載の地下構造物の構築方法。
【請求項６】
前記スリーブ内に、前記カルバートの上端面から張り出して設けられた前記カルバートの主筋を挿入することを特徴とする請求項５記載の地下構造物の構築方法。
【請求項７】
前記モルタルは、無収縮モルタルであることを特徴とする請求項４記載の地下構造物の構築方法。
【請求項８】
地盤を掘削して形成されたカルバートと、
前記カルバート上に設置されたプレキャスト部材と、
前記カルバートと前記プレキャスト部材とを一体化する継手と、
を具備することを特徴とする地下構造物。
【請求項９】
前記プレキャスト部材は、アーチ型であることを特徴とする請求項８記載の地下構造物。
【請求項１０】
前記カルバートは、ボックスカルバートであることを特徴とする請求項８記載の地下構造物。
【請求項１１】
前記継手は、
スリーブと、
前記スリーブ内に配置された前記プレキャスト部材の主筋と、
前記スリーブ内に配置された前記カルバートの主筋と、
前記スリーブ内に充填されたモルタルと、
からなるスリーブ継手であることを特徴とする請求項８記載の地下構造物。
【請求項１２】
前記スリーブが前記プレキャスト部材に埋設されたことを特徴とする請求項１１記載の地下構造物。
【請求項１３】
前記スリーブ内に、前記カルバートの上端面から張り出して設けられた前記カルバートの主筋が挿入されたことを特徴とする請求項１２記載の地下構造物。
【請求項１４】
前記モルタルは、無収縮モルタルであることを特徴とする請求項１１記載の地下構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下構造物の構築方法および地下構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、開削工法を用いて２層ボックスカルバートを構築する際には、（１）掘削した地盤に現場打ちカルバートを構築する方法や、（２）掘削した地盤に基礎工事を施し、プレキャスト部材を設置する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）の方法では、一度に打つコンクリートの量が決まっている上、ブロック毎にコンクリートを打設して、目地の止水処理等を行うため、工期が長くなる。また、（２）の方法では、足場を精度良く作成するため、基礎工事を必要とする。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、使用する材料を減らし、工期短縮できる地下構造物の構築方法および地下構造物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、地盤を掘削する工程（ａ）と、前記地盤中にカルバートを形成する工程（ｂ）と、プレキャスト部材を前記カルバート上に設置する工程（ｃ）と、前記カルバートと前記プレキャスト部材とを継手を用いて一体化する工程（ｄ）とを具備することを特徴とする地下構造物の構築方法である。
【０００６】
カルバートは、例えば、ボックス型とする。プレキャスト部材は、アーチ型とするのが望ましいが、矩形等でもよい。継手は、例えば、スリーブと、スリーブ内に配置されたプレキャスト部材の主筋と、スリーブ内に配置されたボックスカルバートの主筋と、スリーブ内に充填されたモルタルとで構成されるスリーブ継手とする。
【０００７】
スリーブは、例えば、内部にプレキャスト部材の主筋を配置した状態で、プレキャスト部材にあらかじめ埋設される。その場合、工程（ｂ）で、ボックスカルバートの主筋をボックスカルバートの上端面から張り出して設け、工程（ｃ）で、プレキャスト部材に埋設されたスリーブにボックスカルバートの主筋を挿入する。
【０００８】
工程（ｄ）でボックスカルバートとプレキャスト部材とを一体化する際には、スリーブ内にモルタルを充填して、ボックスカルバートの主筋とプレキャスト部材の主筋とを一体化する。モルタルには、無収縮モルタルを使用する。
【０００９】
第１の発明では、地盤を掘削し、地盤中に、側壁の主筋が上方に張り出したボックスカルバートを設置する。そして、プレキャスト部材に設けられたスリーブにボックスカルバートから張り出した主筋を挿入して、プレキャスト部材をボックスカルバート上に設置する。その後、スリーブにモルタルを充填してスリーブ継手を形成し、ボックスカルバートとプレキャスト部材とを一体化する。
【００１０】
第２の発明は、地盤を掘削して形成されたカルバートと、前記カルバート上に設置されたプレキャスト部材と、前記カルバートと前記プレキャスト部材とを一体化する継手とを具備することを特徴とする地下構造物である。
【００１１】
カルバートは、例えば、ボックス型とする。プレキャスト部材は、アーチ型とするのが望ましいが、矩形等でもよい。継手は、例えば、スリーブと、スリーブ内に配置されたプレキャスト部材の主筋と、スリーブ内に配置されたボックスカルバートの主筋と、スリーブ内に充填されたモルタルとで構成されるスリーブ継手とする。
【００１２】
スリーブは、例えば、内部にプレキャスト部材の主筋を配置した状態で、プレキャスト部材にあらかじめ埋設される。その場合、ボックスカルバートの主筋は、ボックスカルバートの上端面から張り出して設けられ、プレキャスト部材に埋設されたスリーブに挿入される。
【００１３】
スリーブ継手は、スリーブ内にモルタルを充填して、ボックスカルバートの主筋とプレキャスト部材の主筋とを一体化する。モルタルには、無収縮モルタルが使用される。第２の発明では、第１の発明の地下構造物の構築方法を用いて、地下構造物が構築される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。図１は、地中構造物１の断面図を示す。図１に示すように、地中構造物１は、ボックスカルバート９、プレキャストアーチ１１、スリーブ継手１３、ピース間継手１５、リング間連結金具１７等で構成される。地中構造物１は、例えば、地中トンネル等の長距離構造物である。
【００１５】
図２は、ボックスカルバート９を形成した状態を示す図である。地中構造物１を構築するには、まず、図２に示すように、地盤３に、１対の土留め壁５を設置する。土留め壁５は、例えば、地中連続壁や鋼矢板等である。そして、対面する土留め壁５の間に路面覆工７を行い、路面覆工７の下部の地盤３を地盤３ａまで掘削する。
【００１６】
次に、地盤３ａ上にボックスカルバート９を形成する。ボックスカルバート９は、例えば鉄筋コンクリート製で、底版１９、底版１９の２辺に垂直に設けられた１対の側壁２１、側壁２１の上部を連結する中床版２３等からなる。
【００１７】
底版１９、側壁２１、中床版２３は、それぞれ、鉄筋と型枠を配置した後、コンクリートを打設して形成される。図２に示すように、側壁２１の主筋２７は、中床版２３の上端面から張り出すように配置される。
【００１８】
ボックスカルバート９を形成した後、ボックスカルバート９上にプレキャストアーチ１１を設置する。図１に示すように、プレキャストアーチ１１は、ボックスカルバート９上に配置されるプレキャストピース２５ａと、対面するプレキャストピース２５ａの間に配置されるプレキャストピース２５ｂからなる。地中構造物１がトンネルの場合、トンネルの軸方向に複数のプレキャストピース２５ａ、プレキャストピース２５ｂが連続して配置される。
【００１９】
プレキャストアーチ１１を設置するには、まず、プレキャストピース２５ａをボックスカルバート９に配置する。図３は、側壁２１の主筋２７を、スリーブ３５に挿入する工程を示す図、図４は、ボックスカルバート９上にプレキャストピース２５ａを配置した状態を示す図である。
【００２０】
図３に示すように、プレキャストピース２５ａの下端部には、スリーブ３５が埋設されている。プレキャストピース２５ａの主筋２９の端部は、スリーブ３５内に配置されている。スリーブ３５とプレキャストピース２５ａの側面との間には、モルタル充填用穴３１、モルタル充填用穴３３が設けられる。モルタル充填用穴３１は、スリーブ３５の上部に、モルタル充填用穴３３は、スリーブ３５の下部に形成される。
【００２１】
ボックスカルバート９の形成後、プレキャストピース２５ａに埋設されたスリーブ３５の下端部の開口３２と、ボックスカルバート９の中床版２３の上端から張り出した主筋２７との位置を合わせ、プレキャストピース２５ａを矢印Ａに示す方向に降下させる。
【００２２】
そして、主筋２７をスリーブ３５内に挿入し、図４に示すように、ボックスカルバート９上に１対のプレキャストピース２５ａを配置する。プレキャストピース２５ａは、水平方向に連続して配置され、隣接するプレキャストピース２５ａ同士は、リング間連結金具１７で連結される。
【００２３】
次に、図１に示すように、対面する１対のプレキャストピース２５ａの間に、プレキャストピース２５ｂを配置する。プレキャストピース２５ｂは、水平方向に連続して配置され、隣接するプレキャストピース２５ｂ同士は、リング間連結金具１７で連結される。また、プレキャストピース２５ａとプレキャストピース２５ｂとは、ピース間継手１５で連結される。
【００２４】
図５は、スリーブ３５にモルタル３７を充填する工程を示す図である。プレキャストアーチ１１の配置位置を調整した後、図５に示すように、スリーブ３５内にモルタル３７を充填し、スリーブ継手１３を形成する。モルタル３７には、無収縮モルタルを用いる。
【００２５】
モルタル３７をスリーブ３５内に充填する際には、スリーブ３５の下部に通じるモルタル充填用穴３３から、矢印Ｂに示す方向にモルタル３７を注入する。そして、スリーブ３５の上部に通じるモルタル充填用穴３１から、矢印Ｃに示す方向にモルタル３７が出てきたことを確認して、注入を停止する。
【００２６】
また、スリーブ３５内、モルタル充填用穴３１、モルタル充填用穴３３へのモルタル３７の充填と並行して、プレキャストピース２５ａとボックスカルバート９との境界部３９の隙間にも、無収縮モルタルを充填する。スリーブ３５内、プレキャストピース２５ａとボックスカルバート９との境界部３９の隙間等へのモルタルの充填により、ボックスカルバート９とプレキャストアーチ１１とが一体化される。
【００２７】
次に、土留め壁５の間の地盤３ａをプレキャストアーチ１１の上方まで埋め戻し、路面覆工７を撤去し、道路の復旧等を行って、図１に示す地中構造物１を完成する。
【００２８】
このように、本実施の形態では、地中構造物１の上半部にプレキャストアーチ１１等のプレキャスト部材を用いることで、上半部のコンクリートを養生する必要がなくなる。また、スリーブ継手１３を用いることで、ボックスカルバート９の主筋２７とプレキャストピース２５ａの主筋２９とを簡単に一体化させることができる。よって、地中構造物１を長距離にわたって形成する場合、飛躍的に工期を短縮できる。
【００２９】
プレキャスト部材は、高強度コンクリートを使用する上、信頼性の高い工場製品を用いるので、配筋においても応力的に有利な構造とできる。また、プレキャスト部材のみで地下構造物を構築する場合には別途基礎工事が必要となるが、上半部のみをプレキャスト部材とすることで、下半部の現場打ちボックスカルバート９を上半部のプレキャスト部材の基礎として使用でき、施工の点からも有利な構造となる。
【００３０】
なお、開削工法で２層ボックスカルバートを構築する際、通常は上半部、下半部ともに矩形の断面となる。本実施の形態では、上半部のプレキャスト部材にプレキャストアーチ１１を使用したが、上半部のプレキャスト部材の断面形状はこれに限るものではなく、矩形等でもよい。
【００３１】
但し、上半部をアーチ形にすることで、応力的により合理的な構造となるため、上半部の部材厚を薄くできる。また、それに伴って下半部の鋼材量も少なくできる。よって、より少ない材料で地中構造物１を構築できる。
【００３２】
本実施の形態では、ボックスカルバートとプレキャスト部材を上下に１段ずつ配置したが、それぞれの配置段数はこの限りでない。また、ボックスカルバートとプレキャスト部材からなる地中構造物を、ボックスカルバートの側壁が平行になるように複数個並べて設置してもよい。
【００３３】
さらに、プレキャストアーチ１１ではなく、ボックスカルバート９にスリーブ継手を埋設してもよい。この場合、スリーブを埋設したボックスカルバートを形成し、プレキャストアーチの下端部から張り出した主筋をスリーブに挿入する。
【００３４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、使用する材料を減らし、工期短縮できる地下構造物の構築方法および地下構造物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地中構造物１の断面図
【図２】ボックスカルバート９を形成した状態を示す図
【図３】側壁２１の主筋２７を、スリーブ３５に挿入する工程を示す図
【図４】ボックスカルバート９上にプレキャストピース２５ａを配置した状態を示す図
【図５】スリーブ３５にモルタル３７を充填する工程を示す図
【符号の説明】
１………地中構造物
３………地盤
９………ボックスカルバート
１１………プレキャストアーチ
１３………スリーブ継手
２１………側壁
２３………中床版
２５ａ、２５ｂ………プレキャストピース
２７………主筋
２９………主筋
３１、３３………モルタル充填用穴
３５………スリーブ
３７………モルタル
【図１】
2004019100.tif 000003
【図２】
2004019100.tif 000004
【図３】
2004019100.tif 000005
【図４】
2004019100.tif 000006
【図５】
2004019100.tif 000007