(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中に土留め壁を構築してから立坑を築造する工法であって、土留め壁構築工程と、土留め壁により囲まれた立坑内部に水を導入して立坑内部を水中掘削する水中掘削工程と、立坑内部の掘削底面に透水材を投入する透水材投入工程と、透水層に水中ポンプを設置する水中ポンプ設置工程と、透水材投入により形成される透水層上に水中コンクリートを打設する仮設コンクリート打設工程と、立坑内部の水を排水する排水工程と、仮設コンクリート打設により形成される仮設の底版コンクリート上及び立坑内面に本設のコンクリートを打設する本設コンクリート打設工程と、からなり、排水工程において、透水層に設置した水中ポンプを必要に応じ稼働して透水層中の水を排水すること、を特徴とする立坑の築造工法。
【請求項２】
透水材として砕石や砂質土を用いること、を特徴とする請求項１記載の立坑の築造工法。
【請求項３】
排水工程に続いて、立坑内部及び仮設底版コンクリート面のハツリやグリーンカットなどの清掃工程を設けること、を特徴とする請求項１または２記載の立坑の築造工法。
【請求項４】
排水工程を本設コンクリート打設工程まで並行させて、本設の底版コンクリート打設終了後、底版コンクリートが必要強度に達したことを確認して透水層からの排水を終了すること、を特徴とする請求項１、２または３記載の立坑の築造工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土留め壁構築による立坑の築造工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立坑の築造工法としては、鋼矢板工法、ＳＭＷ工法、地中連続壁工法、ケーソン工法などが挙げられる。
ところで、立坑において、大深度で地盤中の地下水が高い砂質土、粘性土の互層地盤の場合は、掘削底面にヒービング、ボイリング、被圧水による盤膨れの現象が起きる。このため、根入れを必要としないケーソン工法以外は、土留め壁の根入れ長さが長くなる場合が多い。
その根入れ長を低減する方法としては、地下水位低下工法や底盤の地盤改良工法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、地下水位低下工法は、周辺地盤の沈下を伴うため、都市部における採用が困難であり、また、底盤の地盤改良工法は、大深度における工費が極めて高いなどの問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、大深度の立坑において、土留め壁の根入れ長さを短くしながら、地盤中の地下水位の低下を小さく抑えるとともに、工期短縮と工費軽減が図れるようにした立坑の築造工法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく請求項１記載の発明は、土中に土留め壁を構築してから立坑を築造する工法であって、土留め壁構築工程と、土留め壁により囲まれた立坑内部に水を導入して立坑内部を水中掘削する水中掘削工程と、立坑内部の掘削底面に透水材を投入する透水材投入工程と、透水層に水中ポンプを設置する水中ポンプ設置工程と、透水材投入により形成される透水層上に水中コンクリートを打設する仮設コンクリート打設工程と、立坑内部の水を排水する排水工程と、仮設コンクリート打設により形成される仮設の底版コンクリート上及び立坑内面に本設のコンクリートを打設する本設コンクリート打設工程と、からなり、排水工程において、透水層に設置した水中ポンプを必要に応じ稼働して透水層中の水を排水すること、を特徴としている。
【０００６】
ここで、土留め壁は、鋼矢板工法、ＳＭＷ工法、地中連続壁工法などの一般工法により構築する。
透水材としては、砕石や砂質土などが一般的であり、これにより形成される透水層は、集水層とも呼ばれる。
立坑内部の排水は、立坑内部に設置した水中ポンプにより行う。内部水位の低下に伴い、仮設底版コンクリートに対する揚圧力がコンクリートの崩壊をもたらす危険性が発生した場合は、透水層に設置した水中ポンプにより揚圧力を低減させる。
本設コンクリートは、立坑内面に逆巻きまたは順巻きの何れかによりコンクリートを打設してから、底版コンクリートを打設するのが望ましい。
【０００７】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、立坑の築造に際して、土留め壁により囲まれた立坑内部に水を導入して立坑内部を水中掘削した後、立坑内部の掘削底面に透水材を投入して透水層を形成し、その透水層上に水中コンクリートを打設して仮設の底版コンクリートを構築するので、地盤改良工ほどの工期と工費を必要としない。
そして、地盤改良工に比べ、土留め壁と仮設底版コンクリートとの密実な連結状態が得られて、地盤中の地下水位の低下を抑えられる。
さらに、このような仮設底版コンクリート構築後、立坑内部の排水を伴って、仮設の底版コンクリート上及び立坑内面に本設のコンクリートを打設することで、土留め壁構築による立坑の築造が完了する。
【０００９】
また、請求項１記載の発明によれば、透水材投入工程と並行またはその後に続いて、透水層に水中ポンプを設置しておき、続く水中コンクリート打設による仮設底版コンクリート下の透水層に設置された水中ポンプにより排水するので、次の本設コンクリート打設に際して効果的な排水が行える。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の立坑の築造工法であって、透水材として砕石や砂質土を用いること、を特徴としている。
【００１１】
このように、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の透水材として砕石や砂質土を用いるので、集水層としての透水層の形成が簡易に行える。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の立坑の築造工法であって、排水工程に続いて、立坑内部及び仮設底版コンクリート面のハツリやグリーンカットなどの清掃工程を設けること、を特徴としている。
【００１３】
このように、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の排水工程に続く清掃工程で、立坑内部及び仮設底版コンクリート面を清掃して、次の本設コンクリート打設に備えられる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の立坑の築造工法であって、排水工程を本設コンクリート打設工程まで並行させて、本設の底版コンクリートが必要強度に達したことを確認して透水層からの排水を終了すること、を特徴としている。
【００１５】
このように、請求項４記載の発明によれば、請求項１、２または３記載の排水工程を本設コンクリート打設工程まで並行させて、本設の底版コンクリートが必要強度に達したことを確認して透水層からの排水を終了するので、被圧水などの揚圧力による仮設底版コンクリート崩壊の危険性のない所定の強度を具備した本設底版コンクリートによる立坑を築造できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る立坑の築造工法の実施の形態例を図１から図６に基づいて説明する。
先ず、図１は本発明を適用した一例としての土留め壁構築による立坑の築造工法を示すもので、土留め壁構築工程を示した概略縦断面図、図２は続く水中掘削工程を示した概略縦断面図、図３は続く透水材投入及び水中ポンプ設置工程を示した概略縦断面図、図４は続く仮設コンクリート打設工程を示した概略縦断面図、図５は続く排水工程及び清掃工程と本設コンクリート打設工程を示した概略縦断面図、図６は続く本設コンクリート打設完了後の立坑完成状態を示した概略縦断面図である。
【００１７】
本発明に係る立坑の築造工法は、この実施の形態例では、▲１▼土留め壁構築工程、▲２▼水中掘削工程、▲３▼透水材投入及び水中ポンプ設置工程、▲４▼仮設コンクリート打設工程、▲５▼排水工程及び清掃工程、▲６▼本設コンクリート打設工程の施工手順で行うものである。
【００１８】
即ち、▲１▼土留め壁構築工程では、図１に示すように、土中１において、土留め壁１１を、最終根切り底まで、例えば、鋼矢板工法、ＳＭＷ工法、地中連続壁工法などの一般工法で構築する。この土留め壁１１が立坑１２の周壁となる。
なお、図中、２は任意の地層である。
【００１９】
続いて、▲２▼水中掘削工程では、図２に示すように、土留め壁１１により囲まれた土中に水１３を導入して、その水中にて立坑１２内部の掘削を行う。このような水中掘削は、土留め壁１１の安全性を確保できる根入れ長さを残す位置まで行う。
ここで、水１３の導入は図示しない適宜の給水設備を用いて行う。また、水中掘削についても、図示しない適宜の掘削機械を用いて行う。
【００２０】
続いて、▲３▼透水材投入及び水中ポンプ設置工程では、図３に示すように、立坑１２内部の水１３中の掘削底面に砕石や砂質土などの透水材料（ドレーン材）１４，１４，１４，…と複数（図示例では３基）の水中ポンプ１５，１５，１５を設置して、集水層（透水層）１６を形成する。
なお、水中ポンプ１５，１５，１５には、図示のように、土留め壁１１内面に沿って地表に導出する排水管１７，１７，１７が接続されるとともに、電源供給用の図示しない電気コードが接続されている。
【００２１】
そして、▲４▼仮設コンクリート打設工程では、図４に示すように、立坑１２内部の水１３中に水中コンクリートを打設して、集水層１６上に仮設の底版コンクリート１８を形成する。
【００２２】
その後、▲５▼排水工程及び清掃工程と続く▲６▼本設コンクリート打設工程では、図５に示すように、立坑１２内部に設けた水中ポンプ３１を稼働して立坑１２内の水１３を排水管３１から排水することにより、立坑１２内の水１３を必要深さまで減じる。
このように、立坑１２内を必要深さに応じてドライアップしてから、壁面を清掃して土留め壁１１の内面に沿って逆巻きまたは順巻きにより本設の内壁コンクリート２１を打設する。また、必要に応じて集水層１６中に埋設した水中ポンプ１５を稼働させる。
ここで、集水層１６中の水中ポンプ１５を稼働するのは、本設コンクリート施工時の水位低下に伴い、仮設底版コンクリートに加わる揚圧力を低減し、仮設底版コンクリート崩壊を防止するためである。
【００２３】
▲６▼本設コンクリート打設工程は、図６に示すように、仮設底版コンクリート１８上に本設の底版コンクリート２２を打設するまでであり、その本設底版コンクリート２２が必要強度に達したことを確認したら、集水層１６内の水中ポンプ１５を停止する。
なお、本設底版コンクリート２２の強度確認は、図示しない適宜の測定器具を用いて行う。
以上によって、立坑１２が完成する。
【００２４】
以上の通り、本発明に係る立坑の築造工法は、以下に挙げる特徴を有するものである。
（１）土留め壁１１は、鋼矢板工法、ＳＭＷ工法、地中連続壁工法などの一般工法の適用が可能である。
（２）立坑１２の内部掘削は、根入れ長さが短い欠点を補うため、水中掘削としている。
（３）水中掘削終了後、土留め壁１１内の掘削底面に砕石や砂質土などの透水材料１４，１４，１４，…と水中ポンプ１５，１５，１５を設置して、集水層（透水層１６を形成している。
（４）地盤改良工の代わりとして、集水層１６の上に仮設の底版コンクリート１８として水中コンクリートを打設している。また、土留め壁１１と仮設の底版コンクリート１８との連結を密実にすることで、集水量を低減している。
（５）必要深さに応じた立坑１２内部のドライアップを行い、逆巻きまたは順巻きの本設内壁コンクリート２１を打設している。この時、必要に応じて集水層１６中の水中ポンプ１５を稼働させている。
【００２５】
そして、本発明に係る立坑の築造工法により得られる主な効果は、以下の通りである。
（１）土留め壁１１の根入れ長さが短くできるため、工期短縮・工費軽減できる。
（２）地盤改良工の代わりに、水中コンクリートを打設するため、地盤改良工ほどの工期と工費を必要としない。
（３）地盤改良工に比べ、土留め壁１１との密実な連結が可能となるので、地盤中の地下水位の低下を小さくできる。
【００２６】
なお、以上の実施の形態例においては、透水材投入と水中ポンプ設置を同工程としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、透水材投入工程の後に水中ポンプ設置工程としても良い。
また、排水や清掃の手法等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明に係る立坑の築造工法によれば、大深度の立坑において、土留め壁の根入れ長さを短くしながら、立坑内部の水中掘削及び水中コンクリート打設により、工期短縮と工費軽減を達成することができ、また、地盤改良工に比べ、土留め壁と仮設底版コンクリートとの密実な連結状態が得られることにより、地盤中の地下水位の低下を小さくすることができる。
【００２８】
また、請求項１記載の発明に係る立坑の築造工法によれば、立坑内部に設置する水中ポンプで排水し、水中コンクリート打設による仮設底版コンクリート下の透水層に設置した水中ポンプを必要に応じ稼働して透水層中の水を排水することにより、次の本設コンクリート打設に際して効果的な排水を行うことができるといった利点が得られる。
【００２９】
請求項２記載の発明に係る立坑の築造工法によれば、透水材として砕石や砂質土を用いることにより、請求項１記載の発明により得られる効果に加えて、集水層としての透水層を簡易に形成することができるといった利点が得られる。
【００３０】
請求項３記載の発明に係る立坑の築造工法によれば、立坑内部及び仮設底版コンクリートを清掃することにより、請求項１または２記載の発明により得られる効果に加えて、次の本設コンクリート打設に備えることができるといった利点が得られる。
【００３１】
請求項４記載の発明に係る立坑の築造工法によれば、本設の底版コンクリートが必要強度に達したことを確認して透水層からの排水を終了することにより、請求項１、２または３記載の発明により得られる効果に加えて、被圧水などの揚圧力による崩壊の危険性のない所定の強度を具備した本設底版コンクリートによる立坑を築造することができるといった利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一例としての土留め壁構築による立坑の築造工法を示すもので、土留め壁構築工程を示した概略縦断面図である。
【図２】図１の土留め壁構築工程に続く水中掘削工程を示した概略縦断面図である。
【図３】図２の水中掘削工程に続く透水材投入及び水中ポンプ設置工程を示した概略縦断面図である。
【図４】図３の透水材投入及び水中ポンプ設置工程に続く仮設コンクリート打設工程を示した概略縦断面図である。
【図５】図４の仮設コンクリート打設工程に続く排水工程及び清掃工程と本設コンクリート打設工程を示した概略縦断面図である。
【図６】図５に続く本設コンクリート打設完了後の立坑完成状態を示した概略縦断面図である。
【符号の説明】
１  土中
２  任意の地層
１１  土留め壁
１２  立坑
１３  水
１４  透水材料
１５  水中ポンプ
１６  透水層
１７  排水管
１８  仮設底版コンクリート
２１  本設内壁コンクリート
２２  本設底版コンクリート
３１  水中ポンプ
３２  排水管
【図１】
0004011209.tif 000002
【図２】
0004011209.tif 000003
【図３】
0004011209.tif 000004
【図４】
0004011209.tif 000005
【図５】
0004011209.tif 000006
【図６】
0004011209.tif 000007