(57)【要約】【課題】低空頭下において、立坑構築中における孔壁の崩壊を防止しつつ立坑を容易に構築可能な立坑構築方法を提供する。【解決手段】立坑構築方法であって、複数の地盤改良体３ａからなる筒状の地中連続壁体３をその外周面と内周面との間に側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌが位置するように形成することと、外周縁Ｌより内側に位置する部分を掘削することと、掘削面Ｗに沿って側壁体２を形成して立坑１を構築することと、を含み、地中連続壁体３を形成することは、一つの地盤改良体３ａの造成予定領域毎に、ボーリング孔を形成することと、先端ロッドとノズルと延長ロッドとを有するロッドをボーリング孔に挿入することと、固化材と水を含む液体をノズルから噴射しつつ、ロッドを回転させると共に引き上げて、地盤より強度の高い地盤改良体３ａを造成することと、を含む構成とする。【選択図】図２
2017089319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に立坑を構築する立坑構築方法において、
前記地盤の鉛直方向に延びると共に互いに重なり合って列をなす複数の地盤改良体からなる筒状の地中連続壁体を、その外周面と内周面との間に、前記立坑の側壁体の構築予定領域の外周縁が位置するように形成することと、
前記地中連続壁体の形成後に、前記構築予定領域の外周縁より内側に位置する部分を掘削することと、
前記掘削により得られた前記地盤改良体の掘削面に沿って前記側壁体を形成して、前記立坑を構築することと、
を含み、
前記地中連続壁体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、
前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、
円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、
固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を造成することと、
を含む、立坑構築方法。
【請求項２】
前記地中連続壁体の形成後の前記掘削と、前記側壁体の前記形成とを、それぞれ所定の掘削深さ毎に交互に繰り返し行うことにより、前記側壁体の一部を前記構築予定領域の上端側から下端側に向って順次継ぎ足して前記側壁体の全体を形成する、請求項１に記載の立坑構築方法。
【請求項３】
前記地中連続壁体の形成後の前記掘削を、所定の掘削深さ毎に分割して、目標掘削深さまで行う構成とし、
前記所定の掘削深さ毎の各掘削の後に、それぞれ、前記地中連続体を前記掘削面側から貫通して該地中連続壁体を周囲地盤と一体化させるアンカーを打設し、
前記アンカーの打設が前記目標掘削深さまで完了した後に、前記掘削面の下端側から上方に向かって、前記アンカーを順次取り外しつつ前記側壁体の一部を順次継ぎ足して前記側壁体の全体を形成する、請求項１に記載の立坑構築方法。
【請求項４】
前記側壁体は鋼製部材からなる請求項１〜３のいずれか一つに記載の立坑構築方法。
【請求項５】
前記側壁体はセメント系材料からなる請求項１〜３のいずれか一つ記載の立坑構築方法。
【請求項６】
前記地盤改良体を、その中心軸線が前記構築予定領域の外周縁上に沿って延びるように造成する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の立坑構築方法。
【請求項７】
前記複数の地盤改良体を、互いに重なり合って一列の列をなすように造成する、請求項１〜６のいずれか一つに記載の立坑構築方法。
【請求項８】
前記複数の地盤改良体のうちの少なくとも一部の前記地盤改良体を、前記構築予定領域の周方向についての該地盤改良体の改良幅が前記周方向と直交する方向についての該地盤改良体の改良厚さより大きくなるように設定して造成する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の立坑構築方法。
【請求項９】
前記地中連続壁体を形成する際に、前記構築予定領域の下方に前記地中連続壁体の強度より高い強度を有する底部地盤改良体を造成することを更に含む、請求項１〜８のいずれか一つに記載の立坑構築方法。
【請求項１０】
前記構築予定領域の外周縁より内側に位置する部分が掘削された状態の前記地中連続壁体は、その壁厚が最小となる薄肉部を有し、
前記薄肉部の厚さは、前記地盤改良体を掘削する掘削装置の掘削力と地盤の強度とに応じて定める前記地盤改良体の許容強度範囲と、前記掘削面の崩壊についての必要安全率とに基づいて定める安全壁厚範囲内で定められる、請求項１〜９のいずれか１つに記載の立坑構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を開削して立坑を構築する立坑構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤内への地下構造物の埋設工事やトンネル工事等において、地表面から地盤を下方に向かって削孔して立坑を構築し、その立坑内に地下構造物を埋設したり、立坑を介してシールド掘進機等の掘削機を搬入したり、立坑下部をシールド掘進機の発進基地や到達基地等に用いたりしている。
この立坑を、例えば細粒分含有率が低い（例えば粒径０．０７５ｍｍ未満の土粒子の含有率が約３５％以下）土層等を含む地盤に構築する場合等においては、地盤の掘削途中において形成される掘削面が崩壊するおそれがある。そのため、この種の立坑を構築する方法においては、外部に露出する掘削面（つまり、地盤露出面）の崩壊を防止するために、立坑内側からこの掘削面を覆うように矢板を設置すると共に、更に対向する矢板の間に切梁等の支保工を架け渡して矢板を補強している。このように、矢板からなる立坑の側壁体（土留壁とも言う）が配置されて、この側壁体の内周面によって囲まれて区画される空間が形成され、この空間を通じてシールド掘進機等の掘削機が搬入されたりしている。
【０００３】
また、上記掘削面の崩壊を抑制しつつ立坑の構築を行う方法として、特許文献１に記載された方法も知られている。この特許文献１に記載された方法では、地下構造物の埋設用の立坑の構築に先立って、この立坑の構築予定領域を囲むようにソイルモルタル柱列をＳＭＷ工法により構築している。詳しくは、大径のオーガスクリューを備えたベースマシンにより、地盤を掘削すると共に原位置の土砂とモルタル等とを原位置で混合及び撹拌して、ソイルモルタル柱列を形成し、このソイルモルタル柱列により、立坑の構築予定領域を囲むことで、立坑の構築中における掘削面の崩壊の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４０８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、掘削面を覆うように矢板を設置すると共に支保工により矢板を補強して掘削面の崩壊を抑制する従来の立坑構築方法では、支保工を矢板間に架け渡す際に、その支保工の重量に応じた揚重能力を有するクレーンを必要とする。また、特許文献１に記載された方法では、掘削及び混練用の比較的大径且つ大重量のオーガスクリューを有する大型のベースマシンが必要である。また、この大型のベースマシンの立坑構築予定箇所への据え付け時や搬出時等に、大型クレーンを必要とする。
しかしながら、矢板と支保工を用いた上記従来の立坑構築方法を、立坑の構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在する施工現場において採用する場合、大型のクレーンを用いることができないため、クレーンの揚重能力が制約されて、支保工の重量やサイズ等が限定される（小型化される）ことになる。この場合、支保工の段数が増加して、施工効率の低下を招くため、工夫が求められている。
また、特許文献１に記載された方法を、立坑の構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在する施工現場において採用しようとしても、このような施工現場には、上記のような大型のベースマシンや大型クレーンを用いることができない場合もあり、工夫が求められている。
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑み、立坑（側壁体）の構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域にて、立坑の構築中における掘削面の崩壊を防止しつつ立坑を容易に構築可能な立坑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】
【０００７】
上記課題に対して、本発明の一側面に係る立坑構築方法では、地盤に立坑を構築する立坑構築方法において、前記地盤の鉛直方向に延びると共に互いに重なり合って列をなす複数の地盤改良体からなる筒状の地中連続壁体を、その外周面と内周面との間に、前記立坑の側壁体の構築予定領域の外周縁が位置するように形成することと、前記地中連続壁体の形成後に、前記構築予定領域の外周縁より内側に位置する部分を掘削することと、前記掘削により得られた地盤改良体の掘削面に沿って前記側壁体を形成して、前記立坑を構築することと、を含み、前記地中連続壁体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を造成することと、を含む構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
前記一側面による立坑構築方法によれば、立坑の側壁体の構築予定領域の外周縁より内側に位置する部分を掘削する前に、地盤の鉛直方向に延びると共に互いに重なり合って列をなす複数の地盤改良体からなる筒状の地中連続壁体を、当該地中連続壁体の外周面と内周面との間に、立坑の側壁体の構築予定領域の外周縁が位置するように形成している。その後、構築予定領域の外周縁より内側に位置する部分を掘削して得られた地盤改良体の掘削面に沿って立坑の側壁体を形成して、立坑を構築している。そして、一つの地盤改良体の造成予定領域毎に、先端部側にノズルが設けられた先端ロッドの基端部側に延長ロッドを順次継ぎ足してなるロッドをボーリング孔内に挿入し、このボーリング孔内で前記ノズルから固化材と水を含む液体を半径方向外方に向けて噴射させつつ、ロッドを回転及び引き上げることで、地盤より強度の高い前記地盤改良体を造成している。
これにより、立坑の側壁体の構築予定領域の外周縁より内側に位置する部分を掘削したとしても、その掘削により得られる掘削面の全周に、地盤そのものではなく、この掘削に先立って造成された地中連続壁体を確実に露出させることができる。したがって、例えば、各地盤改良体強度を、その地盤改良体を掘削する掘削装置の能力や工法等に応じて周囲の地盤よりも適宜高めに設定するだけで、掘削面の安定化を図ることができるため、立坑構築中における掘削面の崩壊を防止することができる。
そして、立坑の構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域であっても、単に小型の削孔機により前記ロッドを挿入可能な小径のボーリング孔を掘削し、そのボーリング孔に前記ロッドを延長しながら挿入し、そのロッドの先端のノズルから固化材と水を含む液体を噴射させつつロッドを回転及び引き上げるだけで、立坑の構築予定箇所の周囲の地盤よりも適宜強度を高めた複数の地盤改良体を予め構築（造成）することができる。なお、ロッド挿入用の小径の前記ボーリング孔の削孔や立坑の側壁体の構築予定領域の外周縁より内側に位置する部分の掘削のための機械及び工法は、それぞれ、地面からその上空に存在する構造物までの高さに応じて、適宜の機械及び工法を採用すればよい。
【０００９】
このようにして、立坑の側壁体の構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域にて、立坑の構築中における掘削面の崩壊を防止しつつ立坑を容易に構築可能な立坑構築方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における立坑構築方法により構築した立坑の断面図である。
【図２】上記立坑の上面図である。
【図３】上記実施形態における地盤改良体造成装置の概略構成を示す図であり、立坑の構築予定箇所の地盤の断面図でもある。
【図４】上記実施形態における複数の地盤改良体からなる地中連続壁体の上面図である。
【図５】上記地盤改良体の造成工程の一例を説明するための概念図であり、ボーリング孔形成工程を示す図である。
【図６】上記地盤改良体の造成工程を説明するための別の図である。
【図７】上記地盤改良体の上面図である。
【図８】上記立坑の構築の推移を示した図である。
【図９】図８に続く、上記立坑の構築の推移を示した図である。
【図１０】上記地中連続壁体を掘削した後の薄肉部厚さと各地盤改良体の造成径の設定手順を説明するためのフロー図である。
【図１１】地盤改良体の一軸圧縮強さと薄肉部厚さとの関係を示す図である。
【図１２】上記立坑の側壁体の形成順の変形例を説明するための図である。
【図１３】上記地盤改良体の断面形状の変形例を説明するための図である。
【図１４】立坑の断面形状の変形例を説明するための図である。
【図１５】上記地盤改良体とは別の地盤改良体を追加した変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る立坑構築方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における立坑構築方法により構築した立坑１の垂直断面図を示し、図２は図１に示す立坑１の上面図（地上側から視た平面図）を示す。図３は本実施形態における立坑構築方法において用いる地盤改良体造成装置１０の概略構成を示す。なお、図１は、図２に示すＡ−Ａ線矢視の断面図でもある。
本発明の一実施形態における立坑構築方法は、立坑１の側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌ（図２では太線で示されている）に対応して複数の地盤改良体３ａからなる地中連続壁体３を造成する造成工程と、上記構築予定領域の外周縁Ｌの内側の地中連続壁体３及び地盤を鉛直方向に掘削する掘削工程と、この掘削により得られた地盤改良体３ａの掘削面Ｗ（後述する図８及び図９参照）に沿って側壁体２を形成する側壁体形成工程と、立坑１の床版部４を形成する床版部形成工程とを含む。
【００１２】
本実施形態において、立坑１は、所定の壁厚ｔ１を有し筒状に形成される側壁体２と、床版部４とを備え、全体として有底筒状に形成されて地中内に構築されている。
本実施形態では、側壁体２は、コンクリートからなり、横長矩形筒状の水平断面を有すると共に鉛直方向に適宜高さを有する分割側壁体２ａを複数個（図では２個）継ぎ足して構築（形成）されている。また、床版部４は、コンクリートからなり、側壁体２の下端部近辺に形成されるものである。
【００１３】
本実施形態では、既存の鉄道高架橋の直下の低空頭且つ狭隘な施工場所、つまり、立坑１の構築予定箇所の上空に、既設構造物として鉄道高架橋Ｂが存在する低空頭な場所である上、その構築予定箇所の地上側周辺に、十分な作業スペースを確保することが困難な狭隘な場所で、立坑１を構築するものとして、以下説明する。
具体的には、鉄道高架橋Ｂは地面から約３〜４ｍの高さ位置に存在するものとする。なお、本実施形態では、既設構造物は鉄道高架橋Ｂであり、立坑１をこの鉄道高架橋Ｂの直下の低空頭且つ狭隘な場所に構築する場合で説明するが、これに限らず、立坑１の構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域であれば、どのような施工場所でもよい。
また、本実施形態において、立坑１の構築予定箇所を含む地盤は、地面側に位置する上層Ｇ１と、その上層Ｇ１の下方に位置する支持層Ｇ２とを含み、上層Ｇ１は細粒分含有率が低く（例えば、粒径０．０７５ｍｍ未満の土粒子の含有率が約３５％以下）、支持層Ｇ２は適切な強度を有するものとする。また、本実施形態では、立坑１の側壁体２は、具体的には、その下端部が支持層Ｇ２に到達するように構築するものとする。
【００１４】
まず、本実施形態の立坑構築方法において用いる地盤改良体造成装置１０の構成について、図３を参照して、以下に説明する。
【００１５】
前記地盤改良体造成装置１０は、いわゆる高圧噴射撹拌工法により地盤に地盤改良体３ａ（後述の図６参照）を形成する装置である。地盤改良体造成装置１０は、図３に示すように、その本体１１とロッド１２とを含んで構成される。
【００１６】
前記本体１１は、噴射液を貯蔵する噴射液タンク（図示せず）と、噴射液を超高圧・大流量（例えば、圧力：２０〜４０ＭＰａ程度、吐出流量：０．１〜０．６ｍ３／分程度）で圧送可能な超高圧ポンプ（図示せず）と、エアーコンプレッサー（図示せず）とを備える。また、本体１１の正面には、ロッド１２を、その軸心を中心として回転させると共に、軸心に沿って引き上げ及び引き下げ可能に把持する把持部１３が取付けられている。
【００１７】
噴射液は、適宜の固化材（例えばセメントなどの自硬性材料）と水とを含む液体としての固化材ミルクである。本実施形態では、噴射液は、固化材としてセメントを用いたセメントミルクであるものとして以下説明するが、固化材ミルクはこれに限らない。固化材ミルクは、地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕが周囲地盤の強度より高い後述する所定の強度範囲内に収まるように配合されている。
【００１８】
地盤改良体３ａの造成予定場所には、ピット（凹部）１４が形成される。このピット１４は、地面より所定深さ分だけ床掘りすることで形成される。なお、図３、後述する図５及び図６以外の図においては、図の簡略化のため上記ピット１４は図示を省略したが実際には各地盤改良体３ａに対応してそれぞれピット１４が形成されている。
ここで、地盤改良体３ａは、立坑１の側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌ（図２参照）に対応して複数形成される。各地盤改良体３ａは、隣り合う地盤改良体３ａと上方から視た平面視で一部重なるように、適宜の断面形状を有して形成されている。
本実施形態おいては、各地盤改良体３ａは、円形の断面形状を有し、それぞれ、略等しい造成径（外径）Ｄ２で形成されている。なお、立坑１の側壁体２の構築予定領域付近における各地盤改良体３ａの配置、及び、これら複数の地盤改良体３ａからなる地中連続壁体３については後に詳述する。
【００１９】
ピット１４には、ロータリーボーリングマシン等の小型の削孔機（図示せず）によって、地中に鉛直方向に延伸する小径のボーリング孔であるガイドホールＧＨが形成される。ガイドホールＧＨは、例えば、上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界位置に達する深さまで形成される。このガイドホールＧＨ内に、ロッド１２が挿入される。ここで、ガイドホールＧＨの内径Ｄ１は、地盤改良体３ａの造成径、つまり地盤改良体３ａの外径（Ｄ２）よりも小さい。前記削孔機の削孔用ロッドは、適宜長さに分割されて、適宜継ぎ足して延長可能に構成されている。したがって、低空頭且つ狭隘な場所においても、クレーン等を使用せずに適宜深さのガイドホールＧＨを、容易に形成することができる。
【００２０】
地盤改良体３ａの造成時には、ロッド１２とガイドホールＧＨとの間の隙間を通ってスライム状の混練土（スライム）が上昇し、ピット１４に滞留する。このスライムは、ピット１４に設置されるサンドポンプ１５を介してスライム貯留タンク１６内に排泥される。
【００２１】
前記ロッド１２は、円筒状の先端ロッド１２１と、この先端ロッド１２１の先端部側（下端部側）に設けられる噴射モニタ１２２と、先端ロッド１２１の基端部側（上端部側）に順次継ぎ足される適宜本数の延長ロッド１２３と、を有する。ロッド１２の上端部側（つまり、延長ロッド１２３のうち最後に継ぎ足されるものの上端部側）が地面から突出して把持部１３によって把持される。
【００２２】
先端ロッド１２１及び延長ロッド１２３は、例えば、外管と内管とからなる二重管によりそれぞれ構成される。なお、本実施形態では、先端ロッド１２１及び延長ロッド１２３は二重管構造である場合を一例に挙げて説明するが、これに限らず、三重管等の構造を適宜採用することができる。
本実施形態において、延長ロッド１２３のうち最後に継ぎ足されるものの上端部には、噴射液入口と圧縮空気入口を有するスイベル１７が接続され、先端ロッド１２１の下端側には、カップリング（図示せず）を介して噴射モニタ１２２が接続されている。先端ロッド１２１と延長ロッド１２３との間、及び、各延長ロッド１２３，１２３間は適宜継手を介して接続される。
先端ロッド１２１及び延長ロッド１２３は、その内管がスイベル１７の噴射液入口と連通して噴射液の流路となり、また、内管と外管との間の隙間がスイベル１７の圧縮空気入口と連通して圧縮空気の流路となる。
【００２３】
本体１１の噴射液タンク内の噴射液は、超高圧ポンプ、スイベル１７の噴射液入口を介してロッド１２の内管内に圧送される。また、本体１１のエアーコンプレッサーからの圧縮空気は、スイベル１７の圧縮空気入口を介してロッド１２の外管と内管との間の流路に圧送される。
【００２４】
噴射モニタ１２２は、ロッド１２（先端ロッド１２１）の内管と連通する噴射液噴射ノズル（図示せず）と、前述の圧縮空気の流路と連通する圧縮空気噴射ノズル（図示せず）とを備える。すなわち、ロッド１２の先端部側には、噴射液噴射ノズル及び圧縮空気噴射ノズルが設けられている。
噴射液噴射ノズルの先端は、噴射モニタ１２２の外周面の一部で径方向外向きに開口している。また、圧縮空気噴射ノズルの先端は、噴射液噴射ノズルの周囲で、径方向外向きに開口している。圧縮空気を噴射液噴射ノズルの周囲から噴射させることにより、噴射液を効率的に噴射させることができる。なお、本実施形態において、噴射モニタ１２２が本発明に係る「ノズル」に相当する。
【００２５】
地盤改良体造成装置１０を作動させて地盤改良体３ａを造成するときには、まず、ガイドホールＧＨの下端部近傍に噴射モニタ１２２が位置するように、延長ロッド１２３を順次継ぎ足す。そして、この状態で、本体１１の超高圧ポンプ及びエアーコンプレッサーを駆動させて、ロッド１２内に、高圧の噴射液及び圧縮空気を圧送することで、噴射モニタ１２２の噴射液噴射ノズルから高圧の噴射液を、ガイドホールＧＨの半径方向外方に向けて連続的に噴射させると共に、噴射液噴射ノズルの周囲の圧縮空気噴射ノズルから圧縮空気を噴射させる。これにより、噴射液と圧縮空気とが混合したジェット流Ｊが形成される。また、ジェット流Ｊを噴射しつつ、ロッド１２を把持部１３により回転させる。このときに、ジェット流Ｊの圧力により、噴射モニタ１２２の周囲の地盤が切削されると共に、掘削土と噴射液とが撹拌混練されて地盤改良がなされる。これにより、固化材と水とを含むジェット流Ｊを噴射モニタ１２２から半径方向外方に向けて噴射可能に構成され、ガイドホールＧＨより大径であるソイルモルタル製の地盤改良体３ａの底部が形成される。
【００２６】
これに続けて、ジェット流Ｊを連続的に噴射させつつ、ロッド１２を把持部１３により回転駆動させながら所定の引き上げ速度で、図３に矢印で示す鉛直方向上方に引き上げる。このロッド１２の引き上げは、ジェット流Ｊの噴射がピット１４の近傍（例えば底面）に達するまで行われる。この引き上げの際、ロッド１２はスイベル１７と共に上昇する。したがって、例えば、スイベル１７が鉄道高架橋Ｂに底面近傍の手前に位置するまでの間の適宜タイミングでジェット流Ｊの噴射を一旦停止させ、延長ロッド１２３のうちの地面から突出した適宜本数の延長ロッド１２３を取り外し、最上部の延長ロッド１２３の上端部をスイベル１７に接続し直した後、ジェット流Ｊの噴射を再開すればよい。このようにして、ガイドホールＧＨより大径であり、且つ、上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界面に達する長さを有する円柱状の一本の地盤改良体３ａが形成される（後述の図６参照）。
【００２７】
その後、地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕは、徐々に増加し、地盤改良体３ａの材齢期間が長くなるにつれ強度増加速度は緩やかになり、所定の強度範囲内に略収まる。この一軸圧縮強さｑｕの上記所定の強度範囲については後に詳述する。
【００２８】
次に、複数の地盤改良体３ａの配置、及び、複数の地盤改良体３ａからなる地中連続壁体３について、図４を参照して詳述する。図４は地中連続壁体３の形成（造成）が完了した状態を示した上面図である。
ここで、地中連続壁体３は、地盤の鉛直方向に延びると共に互いに重なり合って列をなす複数の地盤改良体３ａからなり、全体として筒状（つまり、中空）に形成されている。そして、地中連続壁体３は、詳しくは、この地中連続壁体３の外周面と地中連続壁体３の内周面との間に、立坑１の側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌ（図４及び後述する図７、図８では、二点鎖線で示されている）が位置するように形成されている。
本実施形態においては、各地盤改良体３ａは、その中心軸線Ｘ１が側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌ上に沿って、上下方向に延びるように造成されている。言い換えると、図４に示すように、平面視で各地盤改良体３ａの中心が、それぞれ上記外周縁Ｌ上に位置するように配置されている。
より具体的には、平面視で矩形状の上記外周縁Ｌの各角部には、この角部に中心を合わせて地盤改良体３ａがそれぞれ配置されている。また、外周縁Ｌの角部を除く長辺側と短辺側には、それぞれ、外周縁Ｌ上に中心を合わせると共に隣り合う地盤改良体３ａと一部重複するように一列の列をなして、適宜本数（図では片方の長辺側に５本、片方の短辺側に３本）の地盤改良体３ａが配置されている。このように、地中連続壁体３は、複数（図では２０本）の地盤改良体３ａが一列の列をなして閉合されることで形成され、全体として概略横長矩形筒状の水平断面を有している。なお、隣り合う地盤改良体３ａの中心間の距離（造成ピッチ）は、掘削後に、後述する薄肉部厚さｔ２が確保されるように決定されている。
【００２９】
次に、本発明に係る立坑構築方法の一実施形態を、図１〜図４に加えて、図５〜図９を参照して、上記地盤改良体造成装置１０用いた場合について詳述する。
なお、以下の説明では、ガイドホールＧＨの削孔用には一般的な小型のボーリング装置（図示せず）を用い、側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌより内側に位置する部分の掘削用には一般的な小型のバックホウ等の重機（図示せず）を用いる場合を一例として説明する。また、地盤改良体３ａの造成径Ｄ２及びその造成位置（造成ピッチなど）は、適宜に決定され、地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕは、複数の地盤改良体３ａからなる地中連続壁体３の造成が完了してから、地中連続壁体３の上記外周縁Ｌより内側の部分の掘削が可能となるまでの期間に応じて設定する所定の材齢日（例えば材齢４２日目）において、周囲地盤の強度より高い所定の強度範囲内に収まるように設定されているものとして説明する。
【００３０】
本実施形態において、地盤に立坑１を構築する立坑構築方法は、高圧噴射撹拌工法を用いた地中連続壁体３の造成工程と、バックホウを用いた掘削工程と、側壁体形成工程と、床版部形成工程とを含む。図５〜図７は造成工程を示し、図８及び図９は造成工程完了後の立坑１の構築の推移を順番に示した概略の断面図である。詳しくは、図８（ａ）は造成工程が完了した状態を示し、図８（ｂ）及び図９（ｄ）は上記掘削工程を示し、図８（ｃ）及び図９（ｅ）は上記側壁体形成工程を示し、図９（ｆ）は床版部形成工程を示す。なお、図８及び図９において、前述したピット１４は図示を省略している。
【００３１】
造成工程では、まず、図５に示すように、地盤改良体３ａの形成予定場所において、地面より所定深さ分だけ床掘りして、凹状のピット１４を形成する。そして、前記ボーリング装置としての小型の削孔機（図示せず）によって、地中にロッド１２ガイド用のガイドホールＧＨを、その孔中心軸（Ｘ１）が側壁体２の掘削予定領域の外周縁Ｌ上に沿って鉛直方向に延びるように、上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界位置に達する深さまで形成する。例えば、まず、平面視で矩形状の外周縁Ｌの角部にガイドホールＧＨの孔中心が略一致するように形成する。前記削孔機は小型であり、且つ、削孔用ロッドが適宜長さに分割されているため、低空頭且つ狭隘な施工場所であっても、例えば、手押し台車等により容易に搬入、据え付け及び搬出することができる上、所望の深さまでガイドホールＧＨを削孔することができる。
【００３２】
次に、ガイドホールＧＨの削孔完了後、図３に示すように、地盤改良体造成装置１０を、把持部１３の軸心がガイドホールＧＨの孔中心軸（Ｘ１）と略一致するように配置する。この地盤改良体造成装置１０は、ガイドホールＧＨの削孔機と同様に、比較的に小型であるため、手押し台車等により所定位置に配置される。その後、ロッド１２をガイドホールＧＨ内に挿入し、ガイドホールＧＨの下端部近傍に噴射モニタ１２２が位置するまで延長ロッド１２３を順次継ぎ足す。そして、この状態で、噴射モニタ１２２からその半径方向外方に向けて、固化材と水とを含む噴射液と圧縮空気とを混合させたジェット流Ｊを噴射しつつ、ロッド１２を回転駆動させながら所定の引き上げ速度（例えば１０ｍｉｎ／ｍ）で引き上げる。ここで、例えば、噴射液の吐出圧力は約３８ＭＰａに設定され、吐出流量は約１９０Ｌ／ｍｉｎに設定されている。このロッド１２の引き上げは、ジェット流Ｊの噴射がピット１４の近傍（例えば底面）に達するまで行われる。この引き上げの際、最上部等の延長ロッド１２３が順次取り外されて、スイベル１７が鉄道高架橋Ｂの底面に干渉しないようにする。これにより、図６及び図７に示すように、ガイドホールＧＨより大径の造成径Ｄ２を有し、且つ、上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界面に達する長さを有する円柱状の地盤改良体３ａを造成する。その後、隣接する地盤改良体３ａの形成予定箇所において、上記ガイドホールＧＨの孔中心軸（Ｘ１）が上記外周縁Ｌ上に沿って鉛直方向に延びるように形成して、図５〜図７と同じ手順で次の地盤改良体３ａを造成する。これを、外周縁Ｌを一周するように順次繰り返して、図４及び図８（ａ）に示すように、複数の地盤改良体３ａからなる地中連続壁体３の造成を完了させる。これにより、地盤の鉛直方向に延びると共に互いに重なり合って一列の列をなす複数の地盤改良体３ａからなる筒状の地中連続壁体３が形成される。この状態で、上記外周縁Ｌがこの地中連続壁体３の外周面と地中連続壁体３の内周面との間に位置している（図４参照）。
その後、地盤改良体造成装置１０は搬出され、造成工程が完了する。このように、本実施形態においては、地盤改良体３ａを、その中心軸線Ｘ１が側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌ上に沿って延びるように造成している。また、複数の地盤改良体３ａを、互いに重なり合って一列の列をなすように造成している。
【００３３】
この地盤改良体３ａ（地中連続壁体３）の一軸圧縮強さｑｕは、例えば、材齢２８日目において約５７０ｋＮ／ｍ2となり、材齢４２日目において約７９０ｋＮ／ｍ2となり、その後、強度増加速度は緩やかになり、周囲地盤より高い所定の強度範囲（例えば、約５００から約１０００ｋＮ／ｍ2）内に略収まる。この所定の強度範囲の下限値は、地盤改良体３ａの周囲地盤の強度より高く設定され、所定の強度範囲の上限値は、上記外周縁Ｌの内側に位置する部分（地中連続壁体３の一部及び地盤）を掘削する掘削装置（本実施形態ではバックホウ）の掘削力に応じて設定される。なお、後述するように、所定の材齢日における地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕが前記所定の強度範囲内に収まるように、噴射液（固化材ミルク）が配合されている。
【００３４】
本実施形態では、このように、立坑構築方法は、地盤の鉛直方向に延びると共に互いに重なり合って列をなす複数の地盤改良体３ａからなる筒状の地中連続壁体３を、その外周面と内周面との間に、立坑１の側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌが位置するように形成（造成）することを含む。地中連続壁体３を形成（造成）することは、詳しくは、一つの地盤改良体３ａの造成予定領域毎に、地盤にガイドホールＧＨを形成することと、ロッド１２をガイドホールＧＨに挿入することと、セメントミルクを噴射モニタ１２２から半径方向外方に向けて噴射しつつ、ロッド１２を回転させると共に、ロッド１２を引き上げて、ガイドホールＧＨより大径であり且つ地盤より強度の高い地盤改良体３ａを造成することとを含む。
【００３５】
次に、掘削工程では、地中連続壁体３の形成後に、側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌより内側に位置する部分（地中連続壁体３及び地盤のうちの外周縁Ｌより内側に位置する部分）を目標掘削深度Ｚまで掘削する。つまり、この外周縁Ｌは、掘削部分と非掘削部分との境界を示し、この部分に掘削面Ｗが形成される。外周縁Ｌは、言い換えると、上記掘削工程における掘削境界位置の目安となる掘削目安線でもある。この掘削はバックホウを用いて行うものとして説明するが、掘削装置はバックホウに限らず適宜装置を用いることができる。
そして、側壁体形成工程では、この掘削により得られた地盤改良体３ａの掘削面Ｗに沿って側壁体２を形成する。
【００３６】
ここで、本実施形態においては、地中連続壁体３の形成後における上記外周縁Ｌより内側に位置する部分の掘削（上記掘削工程）と、側壁体２の形成（上記側壁体形成工程）とを、それぞれ所定の掘削深さＺ１毎に交互に繰り返し行うことにより、側壁体２の一部（つまり分割側壁体２ａ）を側壁体２の構築予定領域の上端側から下端側に向って順次継ぎ足して側壁体２の全体を形成する構成とする。
具体的には、図８及び図９に示すように、掘削工程と側壁体形成工程とを、それぞれ二回の作業に分けて順次下方に向かって作業を進める場合を一例に挙げて以下説明する。つまり、一回の掘削作業では、最終的な目標掘削深度Ｚの例えば半分の深さ（Ｚ１）まで掘削を行い、一回の側壁体形成作業では、この掘削により得られた高さＺ１の掘削面Ｗの全周に沿うように、高さＺ１の分割側壁体２ａを形成する場合を一例として説明する。
【００３７】
まず、図８（ａ）に示すように地中連続壁体３の形成が完了した後、図８（ｂ）に示すように、地面から深さＺ１まで一回目の掘削作業を行う。このとき、この掘削により得られる垂直に切り立った掘削面Ｗの全周には、この掘削に先立って造成された地中連続壁体３が露出している。この状態で、地中連続壁体３は自立可能な強度と壁厚（後述する薄肉部厚さｔ２）を確保している。その後、図８（ｃ）に示すように、一回目の掘削作業により得られた高さＺ１の掘削面Ｗの全周に沿って、コンクリートからなり横長矩形筒状の水平断面を有する分割側壁体２ａを形成する。この分割側壁体２ａは地中連続壁体３に固着等させて地中連続壁体３と一体化される。
ここで、外周縁Ｌより内側に位置する部分が掘削された状態の地中連続壁体３は、図２に示すように、適宜箇所にその壁厚が最小となる薄肉部を有する。具体的には、隣接する地盤改良体３ａが重なり合った部分が薄肉部となる。なお、この薄肉部の厚さ（以下において薄肉部厚さｔ２という）及び造成径Ｄ２の設定手順と、薄肉部厚さｔ２と地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕとの関係については、後に詳述する。
【００３８】
次に、図９（ｄ）に示すように、図８（ｃ）に示す掘削床面からさらに深さＺ１まで二回目の掘削作業を行う。この掘削により得られた掘削面Ｗにも地中連続壁体３が露出している。この状態においても、地中連続壁体３は自立可能な強度と壁厚（ｔ２）を確保している。その後、図９（ｅ）に示すように、二回目の掘削作業により得られた高さＺ１の掘削面Ｗの全周に沿って、次の分割側壁体２ａを、既に形成されている直上の分割側壁体ａの下方に継ぎ足すように形成する。これにより、目標掘削深度Ｚまで伸びる側壁体２の全体が形成され、上記掘削工程と上記側壁体形成工程とが完了する。
【００３９】
最後に、床版部形成工程では、図９（ｆ）に示すように、側壁体２の下端部を塞ぐようにコンクリートからなる床版部４を形成する。これにより、図１及び図２に示す側壁体２と床版部４とを有する立坑１の構築が完了する。
【００４０】
ところで、掘削装置による地中連続壁体３（地盤改良体３ａ）の削孔性を考慮すると、地盤改良体３ａの強度は低強度に抑制されている方が、施工効率（削孔効率）が高い。そこで、本実施形態においては、噴射液の配合を工夫して、低強度の地盤改良体３ａの施工を実現した。本実施形態においては、周囲地盤よりも高く設定しつつ掘削装置による掘削効率を考慮して、地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕは、所定の材齢日（例えば材齢４２日目）において、所定の強度範囲内（例えば、約５００ｋＮ／ｍ2から約１０００ｋＮ／ｍ2の範囲内）に収まるように設定されている。所定の材齢日は、地盤改良体３ａの形成が完了してから地盤改良体３ａを掘削可能となるまでの期間に応じて設定される。なお、上記一軸圧縮強さについての約５００ｋＮ／ｍ2から約１０００ｋＮ／ｍ2の範囲（所定の強度範囲）は、掘削装置の掘削力と地盤の強度とに応じて定める地盤改良体３ａの後述する許容強度範囲Ｒ１に相当する。
【００４１】
次に、薄肉部厚さｔ２と造成径Ｄ２の設定手順と、薄肉部厚さｔ２と地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕとの関係について説明する。図１０は薄肉部厚さｔ２及び造成径Ｄ２の設定手順を説明するためのフロー図であり、図１１は一軸圧縮強さｑｕと薄肉部厚さｔ２との関係を示す図である。
【００４２】
薄肉部厚さｔ２及び造成径Ｄの設定手順は、大きく分類するとＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２の２つの手順からなる。ＳＴＥＰ１では、所定の条件を満たす薄肉部厚さｔ２の範囲を設定し、ＳＴＥＰ２では、最終的な薄肉部厚さｔ２及び造成径Ｄを設定して掘削面防護を目的とした地盤改良体３ａの施工仕様を決定する。以下に、各ＳＴＥＰについて詳述する。
【００４３】
ＳＴＥＰ１では、図１０に示すように、ＳＴＥＰ１１において、必要とする立坑１の側壁体２の外形寸法に合わせて、側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌの寸法（幅、奥行き）を決定すると共に、外周縁Ｌより内側に位置する部分の掘削の目標掘削深度Ｚを決定する。次に、ＳＴＥＰ１２において、地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕの値を変化させた場合について、掘削面Ｗの崩壊についての必要安全率Ｆsを満足する薄肉部厚さｔ２を、例えば、三次元円筒すべり法を用いて算出する。これにより、図１１に示すように、必要安全率Ｆsを満足する薄肉部厚さｔ２と地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕとの関係線Lin１が得られる。本実施形態では、必要安全率Ｆsは１．５に設定した。なお、計算手法は、三次元円筒すべり法に限らず、例えば、プロトジャコノフ法、有限要素法等の適宜の手法を用いることができる。なお、隣り合う地盤改良体３ａの中心間の距離（造成ピッチ）は、その薄肉部（言い換えると重複部分）において上記必要安全率Ｆｓを満足する薄肉部厚さｔ２を確保可能に設定すればよい。
【００４４】
次に、ＳＴＥＰ１３において、掘削装置の掘削力と地盤の強度とに基づいて、地盤改良体３ａの許容強度範囲Ｒ１を設定する。ここでは、許容強度範囲Ｒ１の下限値Ｒ１minを周囲地盤の強度より高い値である約５００ｋＮ／ｍ2とし、許容強度範囲Ｒ１の上限値Ｒ１maxを掘削装置の掘削性を考慮して約１０００ｋＮ／ｍ2とする。この許容強度範囲Ｒ１は本実施形態における掘削装置による掘削可能強度の一例であり、採用する掘削装置の掘削力等に応じて適宜定めることができる。
また、例えば、掘削面Ｗ及び地盤改良体３ａの鉛直方向の傾きや、地盤改良体３ａの造成径精度等の施工精度に基づいて、上記薄肉部について施工可能な最小の壁厚である最小壁厚ｔminを設定する。ここでは最小壁厚ｔmin＝１８０ｍｍとする。
そして、ＳＴＥＰ１４において、上記地盤改良体３ａの許容強度範囲Ｒ１と必要安全率Ｆsとに基づいて、安全壁厚範囲Ｒ２を設定する。具体的には、図１１に示す薄肉部厚さｔ２と一軸圧縮強さｑｕとの関係線Lin１において、許容強度範囲Ｒ１の下限値Ｒ１minと上限値Ｒ１maxにそれぞれ対応する薄肉部厚さｔ２の下限値と上限値を求める。図１１では、安全壁厚範囲Ｒ２の下限値Ｒ２minは１５０ｍｍとなり、安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２maxは２２０ｍｍとなる。この安全壁厚範囲Ｒ２内（つまり、Ｒ２max≧ｔ２≧Ｒ２min）で薄肉部厚さｔ２を設定することにより、必要安全率Ｆsを満足させることができる。ここで、図１１から分かるように、一軸圧縮強さｑｕが小さい場合、薄肉部厚さｔ２を大きくすると必要安全率Ｆｓを満足させることができ、一軸圧縮強さｑｕが大きい場合、薄肉部厚さｔ２は小さくても必要安全率を満足させることができる。
このようにして、薄肉部厚さｔ２は、地盤改良体３ａを掘削する掘削装置の掘削力と地盤の強度とに応じて定める地盤改良体３ａの許容強度範囲Ｒ１と、掘削面Ｗの崩壊についての必要安全率Ｆsとに基づいて定める安全壁厚範囲Ｒ２内で定める。
【００４５】
また、薄肉部厚さｔ２は、具体的には、前記安全壁厚範囲Ｒ２のうちの、地盤改良体３ａ等の施工精度に応じて定める前記最小壁厚ｔmin以上の範囲で設定する必要がある。このため、ＳＴＥＰ１５において、最小壁厚ｔminが安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２max以下であるか否かを判定する。Ｒ２max≧ｔmin（ＳＴＥＰ１５：ＹＥＳ）の場合、ＳＴＥＰ１６において、安全壁厚範囲Ｒ２のうちの最小壁厚ｔmin以上の範囲である施工壁厚範囲Ｒ３を設定する。薄肉部厚さｔ２は、この施工壁厚範囲Ｒ３内（つまり、Ｒ２max≧ｔ２≧ｔmin）で定めることが可能となり、次のＳＴＥＰ２に進む。本実施形態では、安全壁厚範囲Ｒ２の下限値Ｒ２min（＝１２０ｍｍ）は最小壁厚ｔmin(＝１８０ｍｍ)より小さいため、施工壁厚範囲Ｒ３の上限値Ｒ３maxは２２０ｍｍ（＝Ｒ２max）となり、施工壁厚範囲Ｒ３の下限値Ｒ３minは１８０ｍｍ（＝tmin）となる。
なお、安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２maxが最小壁厚tminより小さい（ＳＴＥＰ１５：ＮＯ）場合は、最小壁厚tminが少なくとも安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２max以下になるように、例えば、地盤改良体造成装置１０のロッド１２や掘削装置の掘削精度をより厳密に管理する等して最小壁厚tminを下げ、施工精度を向上させればよい（ＳＴＥＰ１５’）。
【００４６】
ＳＴＥＰ２では、まず、ＳＴＥＰ２１において、施工壁厚範囲Ｒ３内で適切な薄肉部厚さｔ２を決定する。次に、ＳＴＥＰ２２において、側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌに沿う掘削面Ｗを構成する長辺方向及び短辺方向（全方向）の４つの面において、上記決定した薄肉部厚さｔ２を確保可能な地盤改良体３ａの造成径Ｄ２を決定する。
詳しくは、本実施形態において、薄肉部厚さｔ２は、施工壁厚範囲Ｒ３内、つまり、１８０ｍｍ〜２２０ｍｍの範囲内で定めた。地盤改良体３ａの造成径Ｄ２は、この定めた薄肉部厚さｔ２に応じて設定した。
ここで、造成径Ｄ２が大きくなるほど地盤改良体３ａの施工費が高くなるが、施工現場における総合的な施工精度等を考慮すると、造成径Ｄ２を大きくした方が余裕を持って施工することができる。
このようにして、最終的な薄肉部厚さｔ２及び造成径Ｄ２の値を設定して、掘削面Ｗの防護を目的とした複数の地盤改良体３ａからなる地中連続壁体３の施工仕様を決定する。
【００４７】
かかる本実施形態による立坑構築方法によれば、立坑１の側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌより内側に位置する部分を掘削する前に、地盤の鉛直方向に延びると共に互いに重なり合って列をなす複数の地盤改良体３ａからなる筒状の地中連続壁体３を、この地中連続壁体３の外周面と内周面との間に、上記外周縁Ｌが位置するように形成している。その後、上記外周縁Ｌより内側に位置する部分を掘削して得られた掘削面Ｗに沿って側壁体２を形成して、立坑１を構築している。そして、一つの地盤改良体３ａの造成予定領域毎に、先端部側に噴射モニタ１２２が設けられた先端ロッド１２１の基端部側に延長ロッド１２３を順次継ぎ足してなるロッド１２をガイドホールＧＨ内に挿入し、このガイドホールＧＨ内で噴射モニタ１２２から固化材ミルクを含むジェット流Ｊを半径方向外方に向けて噴射させつつ、ロッド１２を回転及び引き上げることで、地盤より強度の高い地盤改良体３ａを造成している。
これにより、立坑１の側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌより内側に位置する部分を掘削したとしても、その掘削により得られる掘削面Ｗの全周に、地盤そのものではなく、この掘削に先立って造成された地中連続壁体３を確実に露出させることができる。したがって、例えば、各地盤改良体３ａの強度を、その地盤改良体３ａを掘削する掘削装置の能力や工法等に応じて周囲の地盤よりも適宜高めに設定するだけで、掘削面Ｗの安定化を図ることができるため、立坑構築中における掘削面Ｗの崩壊を防止することができる。
そして、地中連続壁Ｅの構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域であっても、単に小型の削孔機により地盤改良体造成装置１０のロッド１２を挿入可能な小径のガイドホールＧＨを掘削し、そのガイドホールＧＨにロッド１２を順次挿入してジェット流Ｊを噴射させつつロッドを回転及び引き上げるだけで、立坑１の構築予定箇所の周囲の地盤よりも適宜強度を高めた複数の地盤改良体３ａからなる地中連続壁体３を予め構築（造成）することができる。なお、ガイドホールＧＨの削孔や側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌより内側に位置する部分の掘削のための機械及び工法は、それぞれ、地面からその上空に存在する構造物までの高さに応じて、適宜の機械及び工法を採用すればよい。
【００４８】
このようにして、立坑の側壁体の構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域にて、立坑の構築中における掘削面の崩壊を防止しつつ立坑を容易に構築可能な立坑構築方法を提供することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、地中連続壁体３の掘削と、側壁体２の形成とを、それぞれ所定の掘削深さＺ１毎に交互に繰り返し行うことにより、分割側壁体２ａの一部を上端側から下端側に向って順次継ぎ足して側壁体２の全体を形成する、いわゆる逆巻き方式により側壁体２を形成している。つまり、地中連続壁体３が自立できる深さまで適宜掘削を行い、その後、形成された掘削面Ｗに沿って分割側壁体２ａをその都度形成して立坑を構築している。これにより、切梁等の支保工を用いずに立坑１を構築することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、地盤改良体３ａを、その中心軸線Ｘ１が側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌ上に沿って延びるように造成する構成とした。つまり、平面視で、各地盤改良体３ａの中心をそれぞれ外周縁Ｌ上に位置させる構成とした。これにより、各地盤改良体３ａの造成位置と掘削部分との位置関係を容易に管理することができるため、掘削面Ｗの崩壊についての必要安全率Ｆｓを満足する薄肉部厚さｔ２を確実かつ容易に確保することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、複数の地盤改良体３ａを互いに重なり合って一列の列をなすように造成する構成である。これにより、必要な薄肉部厚さｔ２を確保しつつ、地盤改良体３ａの造成範囲及び造成回数を容易に抑えることができるため、地盤改良体３ａの造成コストを低くすることができる。なお、複数の地盤改良体３ａは一列に限らない。例えば、造成径Ｄ２の制約等により、一列では必要な薄肉部厚さｔ２を確保できない場合等には、地盤改良体３ａを複数列の列をなすように形成して、必要な薄肉部厚さｔ２を確保するようにしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、掘削後の地中連続壁体３の薄肉部厚さｔ２を、許容強度範囲Ｒ１と、必要安全率Ｆsとに基づいて定める安全壁厚範囲Ｒ２内で定めている。これにより、掘削面Ｗの崩壊をより確実に防止することができる。
さらに、本実施形態では、薄肉部厚さｔ２は、安全壁厚範囲Ｒ２のうちの、地盤改良体３ａ等の施工精度に応じて定める最小壁厚ｔmin以上の範囲である施工壁厚範囲Ｒ３内で定められている。これにより、施工精度を考慮して、薄肉部厚さｔ２を設定することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、地盤改良体３ａの一軸圧縮強さｑｕは、地盤改良体３ａの造成が完了してから地盤改良体３ａの掘削が可能となるまでの期間に応じて設定する所定の材齢日において、所定の強度範囲内に収まるように設定されている。これにより、地盤改良体３ａを掘削する際に、その一軸圧縮強さｑｕを、確実に意図する強度範囲内に設定することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、所定の強度範囲の下限値は、地盤改良体３ａの周囲地盤の強度より高く設定され、所定の強度範囲の上限値は、掘削装置の掘削力に応じて設定されている。これにより、地盤改良体３ａの所定の材齢日における一軸圧縮強さｑｕを、周囲地盤よりも高く設定しつつ掘削装置の掘削効率を考慮して、確実に低強度に設定することができるため、掘削面Ｗの崩壊の防止と掘削効率の向上を効率的に両立させることができる。なお、本実施形態においては、所定の強度範囲は、その下限値（許容強度範囲Ｒ１の下限値Ｒ１mim）を約５００ｋＮ／ｍ2とし、上限値（許容強度範囲Ｒ１の上限値Ｒ１max）を１０００ｋＮ／ｍ2とした場合を一例に挙げて説明したが、これに限らず、掘削装置の掘削力及び周囲地盤の強度に応じて適宜定めることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、いわゆる逆巻き方式により分割側壁体２ａを形成する場合を一例にして挙げて説明したが、分割側壁体２ａの形成は、これに限らない。例えば、図１２に示すように、地中連続壁体３の掘削を、所定の掘削深さＺ１毎に分割して、目標掘削深度Ｚまで行う構成とし、所定の掘削深さＺ１毎の各掘削の後に、それぞれ、地中連続壁体３を掘削面Ｗ側から貫通して地中連続壁体３を周囲地盤と一体化させるアンカー５を打設し、アンカー５の打設が目標掘削深度Ｚまで完了した後に、掘削面Ｗの下端側から上方に向かって、アンカー５を順次取り外しつつ分割側壁体２ａを順次継ぎ足して側壁体２の全体を形成する構成としてもよい。
詳しくは、図１２に示すように、掘削作業を２回の作業に分ける場合、まず、図１２（ａ）に示すように、地面から深さＺ１まで掘削した後、適宜、必要な本数のアンカー５を、その先端部が十分に地盤内に到達するように、地中連続壁体３の掘削面Ｗ側から地中連続壁体３を貫通させて打設する。次に、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）に示す掘削床面からさらに深さＺ１まで掘削した後、同様に、適宜、必要な本数のアンカー５を打設する。そして、図１２（ｃ）に示すように、下側に打設したアンカー５を取り外した後、下側の分割側壁体２ａを形成すると共に、床版部４を形成する。その後、図示を上側のアンカー５を取り外した後、下側の分割側壁体２ａの直上に上側の分割側壁体２ａを継ぎ足して、図９（ｆ）と同じ側壁体２の全体を形成する。つまり、側壁体２は逆巻き方式に限らず、下側から上方に向かって順次形成するいわゆる順巻き方式でもよい。
また、この順巻き方式において、図示を省略するが、地中連続壁体３の掘削を順次進めていく過程において、掘削により得られた掘削面Ｗ間に、アンカー５に替って、切梁等の支保工を架け渡す等して、掘削面Ｗを支持するようにしてもよい。これにより、掘削面Ｗの崩壊を防止することができる。この場合、地中連続壁体３は周囲地盤より高い強度に設定されているため、掘削面Ｗに鋼矢板等の土留壁を設けこの土留壁間に切梁を架け渡す従来の切梁支保工による施工方法と比較して、切梁等の支保部材の本数を大幅に削減することができる。また、切梁等の支保工を設ける場合は、地中連続壁体３の薄肉部厚さｔ２を適宜薄くすることができる。また、この切梁等の支保工は、前述の逆巻き方式において適宜施工してもよい。
【００５６】
また、本実施形態及び上記変形例において、二回に分けて掘削と分割側壁体２ａの形成を行う場合で説明したが、作業の分割回数は、二回に限らず適宜回数に分けて行うことができる。また、毎回の掘削深さＺ１は同じであるものとしたが、これに限らず、適宜変更してもよい。この場合、分割側壁体２ａの形成高さも適宜変更する。
【００５７】
また、掘削装置は、バックホウを用いた場合で説明したが、これに限らず、立坑１の掘削予定領域の地面から上空に存在する既設構造物までの高さに応じて、例えば、バケット式等の適宜の掘削装置を採用することができる。また、立坑１の大きさ等によっては、水より大きい密度を有する適宜の安定液（例えばベントナイトを含む安定化用泥水）を用いて掘削面Ｗの安定を図りながら掘削するリバースサーキュレーション工法等を適用することができる。また、立坑１の構築予定領域の地下水の水位が低い場合等において、例えば、掘削されて得られた空間内に単に清水を充填させるだけで、充填された清水の水頭と地下水の水頭との間に十分な水頭差を確保することができる場合がある。
【００５８】
また、本実施形態及び上記変形例において、各地盤改良体３ａは、それぞれ円形の断面形状を有して形成されるものとしたが、これに限らず適宜形状を採用することができる。
例えば、図１３に示すように、地盤改良体３ａは、円形の断面形状を有するものと、半円の断面形状を有するものとを混在させてもよい。例えば、図１３（ａ）に示すように、側壁体２の構築予定領域の外周縁Ｌ（図１３（ａ）では二点鎖線で示され、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）では太線で示されている）の長辺側及び短辺側に対応して、半円の地盤改良体（以下において半円地盤改良体という）３ａを複数配列し、上記外周縁Ｌの角部にはそれぞれ円形の地盤改良体３ａを配置する。詳しくは、半円地盤改良体３ａは、隣接する地盤改良体３ａと一部重なり合い、その半円の直線部分がそれぞれ略面一になり且つ外周縁Ｌの内側に位置するようにそれぞれ造成される。より具体的には、半円地盤改良体３ａは、その半円の直線部分が外縁Ｌと略平行になるように造成されている。したがって、半円地盤改良体３ａの半円の直線部分は、側壁体２の構築予定領域の周方向（つまり、図１３の断面視で外周縁Ｌの延びる方向）に延びている。この場合、半円地盤改良体３ａの造成において、地盤改良体造成装置１０のロッド１２は外周縁Ｌよりも若干内側（掘削側）に位置するように位置決めすればよい。また、この半円地盤改良体３ａにおいても、図１３（ｂ）に示すように、掘削後において必要な薄肉部厚さｔ２が確保されるように、造成径Ｄ２の設定及び造成ピッチ等が決定されている。この掘削により得られた掘削面Ｗに沿って、図１３（ｃ）に示すように、側壁体２が適宜形成されて、図２と同様な横長矩形筒状の水平断面を有する立坑１が構築される。このように、図１３に示す変形例においては、半円地盤改良体３ａの側壁体２の構築予定領域の周方向についての改良幅（つまり半円の直線部分の長さ）は、上記周方向と直交する方向についての半円地盤改良体３ａの改良厚さ（つまり、半円の直線部分と直交する方向の長さ）より大きくなるように設定されている。
また、図示を省略するが、水平断面形状が円形や半円に限らず、扇形や、扇形中心で反転させて２つの扇形が一体となったリボン形や、長方形の地盤改良体３ａを含んでもよい。長方形の場合は、例えば、単位領域毎の造成において、ガイドホールＧＨを複数個所に設けて造成すればよい。また、各地盤改良体３ａは、複数の小地盤改良体を互いに一部重ねて一体的に形成されてなるものでもよい。
つまり、複数の地盤改良体３ａのうちの少なくとも一部の地盤改良体３ａを、側壁体２の構築予定領域の周方向についての地盤改良体３ａの改良幅が前記周方向と直交する方向についての地盤改良体３ａの改良厚さより大きくなるように設定して造成するとよい。詳しくは、水平断面形状が扇形の地盤改良体３ａの場合は、例えば、扇形の二つの直線部分の一方を外縁Ｌの内側において外縁Ｌと平行になるように配置すると共に、この直線部分の長さ（つまり、上記改良幅）がこの直線部分と直交する方向の長さ（つまり、上記改良厚さ）より大きくなるように扇内角を設定すればよい。また、水平断面形状がリボン形の地盤改良体３ａの場合は、例えば、一方の扇形の一方の直線部分と他方の扇形の一方の直線部分とを面一にすると共に、この面一にした直線部分を外縁Ｌの内側において外縁Ｌと平行になるように配置することにより、この面一にした直線部分の長さ（上記改良幅）をこの面一にした直線部分と直交する方向の長さ（上記改良厚さ）より大きくなように設定できる。そして、水平断面形状が長方形の地盤改良体３ａの場合は、その長辺側の直線部分を外縁Ｌの内側において外縁Ｌと平行になるように配置することにより、改良幅（長辺の長さ）を改良厚さ（短辺の長さ）より大きくなるように設定できる。
これにより、地盤改良体３ａの造成範囲を狭くすることができるため、図４に示す地中連続壁体３と比べて、造成コストを低くすることができる。
【００５９】
また、本実施形態及び上記変形例において、側壁体２は横長矩形筒状の水平断面を有する場合を一例に挙げて説明したが、これに限らず、適宜形状を採用することができる。例えば、図１４に示すように、円筒状の水平断面を有する側壁体２を採用することもできる。詳しくは、図１４（ａ）に示すように、円形断面を有する各地盤改良体３ａを外周縁Ｌ（図１４（ａ）では二点鎖線で示され、図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）では太線で示されている）に対応して造成し、その後、図１４（ｂ）に示すように、外周縁Ｌの内側の部分を掘削し、図１４（ｃ）に示すように、この掘削によって得られた掘削面Ｗに沿って側壁体２を形成すればよい。この場合においても、各地盤改良体３ａの断面形状は円形に限らず、前述した適宜の形状を採用することができる。
【００６０】
また、本実施形態及び上記変形例において、側壁体２は、コンクリートからなるもとしたが、これに限らず、セメント系材料であればよく、例えば、ソイルモルタル等を用いてもよい。また、側壁体２は、セメント系材料に限らず、鋼製部材からなる例えば矢板等であってもよい。
【００６１】
また、本実施形態及び上記変形例において、各地盤改良体３ａは、それぞれ地表面から支持層Ｇ２まで延設されるものとして説明したが、これに限らない。例えば、配管等の埋設物が立坑１の構築予定領域を横断するように既に埋設されている場合等には、その埋設部分に位置する適宜本数の地盤改良体３ａについては、埋設物の下端近傍から支持層Ｇ２まで延設すればよい。この場合、造成工程におけるロッド１２の引き上げは、ジェット流Ｊの噴射がピット埋設物の下端近傍に達するまで行えばよい。
【００６２】
ところで、立坑１の構築中における地盤の掘削により、地盤中の応力や地下水の条件が変化し、この変化に起因して、掘削底面が破壊されると共に、立坑１（側壁体２）自体が大規模に破損するような事態が生じる場合がある。したがって、掘削底面の土質等によっては、立坑１の構築の際に、掘削面Ｗの安定と共に掘削底面の安定を図る必要がある場合がある。このような場合は、図１５に示すように、地中連続壁体３を形成する際に、側壁体２の構築予定領域の下方に地中連続壁体３の強度より高い強度を有する底部地盤改良体３ｂを造成すればよい。具体的には、地中連続壁体３の下部を塞ぐように、地盤改良体造成装置１０を用いて、地盤改良体３ａと同様の手順で複数の改良体を互いに重なり合わせて全体として円盤状の底部地盤改良体３ｂを形成すればよい。
【００６３】
また、立坑１の構築予定領域の上方に存在する既設構造物の一例として、鉄道高架橋Ｂを挙げたが、既設構造物は鉄道高架橋Ｂに限らず、どのようなものでもよい。そして、施工場所は、低空頭且つ狭隘な場所であるものとしたが、これに限らず、立坑１の構築予定領域の上方の既設構造物までの距離が十分にある場所や、既設構造物が上方に無い場合や、低空頭であるが十分なスペースを確保可能な場所でもよい。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１…立坑、２…側壁体、２ａ…分割側壁体、３…地中連続壁体、３ａ…地盤改良体、３ｂ…底部地盤改良体、４…床版部、５…アンカー、１０…地盤改良体造成装置、１１…本体、１２…ロッド、１３…把持部、１４…ピット、１５…サンドポンプ、１６…スライム貯留タンク、１７…スイベル、１２１…先端ロッド、１２２…噴射モニタ（ノズル）、１２３…延長ロッド、２６１…先端掘削ロッド管、２６２…削孔ビット、２６３…延長掘削ロッド管、Ｂ…鉄道高架橋（既設構造物）、Ｄ1…ガイドホールの内径、Ｄ２…地盤改良体の造成径、Ｇ１…上層、Ｇ２…支持層、ＧＨ…ボーリング孔（ガイドホール）、Ｊ…ジェット流、Ｒ１…許容強度範囲、Ｒ２…安全壁厚範囲、Ｒ３…施工壁厚範囲、ｔ１…側壁体の壁厚、ｔ２…薄肉部厚さ、Ｗ…掘削面
【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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