(57)【要約】    【課題】  土留め壁に建て込まれる芯材５において、下側芯材１１との連結を解除して上側芯材１２を撤去可能とする。    【解決手段】  下側芯材（Ｈ形鋼）１１と上側芯材（Ｈ形鋼）１２との連結手段１３は、掘削側フランジ１１ａ、１２ａの外面、及び内面、地山側フランジ１１ｂ、１２ｂの内面、及び外面にそれぞれ当接する第１〜第４の添接板２１〜２４と、前記添接板２１〜２４の下部と下側芯材１１とを固定する第１の固定手段２５と、前記添接板２１〜２４の上部と上側芯材１２とを固定する第２の固定手段２６と、を含む。前記第２の固定手段２６は、掘削側から、第１の添接板２１、掘削側フランジ１２ａ、第２の添接板２２、第３の添接板２３、地山側フランジ１２ｂ、及び、第４の添接板２４を貫通する長ボルト３５を含む。ここで、第２の添接板２２にのみ、長ボルト３５と螺合するねじ部３６がある。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の掘削側と地山側とを仕切る土留め壁に建て込まれる芯材であって、
Ｈ形鋼からなり、前記芯材の下部をなす下側芯材と、
前記下側芯材と同一断面形状のＨ形鋼からなり、前記芯材の上部をなす上側芯材と、
前記下側芯材と前記上側芯材とに跨がる形で、掘削側フランジの外面、掘削側フランジの内面、地山側フランジの内面、及び、地山側フランジの外面にそれぞれ当接する第１〜第４の添接板と、
前記第１〜第４の添接板の下部と前記下側芯材とを固定する第１の固定手段と、
前記第１〜第４の添接板の上部と前記上側芯材とを固定する第２の固定手段と、
を含んで構成され、
前記第２の固定手段は、掘削側に頭部を有する長ボルトであって、
前記長ボルトは、掘削側から、前記第１の添接板、前記掘削側フランジ、前記第２の添接板、前記第３の添接板、前記地山側フランジ、及び、前記第４の添接板を貫通し、
これらの貫通部のうち、前記第２の添接板にのみ、前記長ボルトと螺合するねじ部を有することを特徴とする、土留め壁用の芯材。
【請求項２】
前記長ボルトは、前記第２の添接板のねじ部に対応する位置にねじ部を有し、前記長ボルトの先端側は、ストレートなピン形状であることを特徴とする、請求項１記載の土留め壁用の芯材。
【請求項３】
前記第２の添接板のねじ部は、前記第２の添接板に固定されたナットであることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の土留め壁用の芯材。
【請求項４】
前記第２の添接板と前記第３の添接板とは、互いに連結されて、全体として断面コ字状に形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の土留め壁用の芯材。
【請求項５】
前記第１の固定手段は、前記第１の添接板、前記掘削側フランジ及び前記第２の添接板を固定する第１のボルト・ナットと、前記第３の添接板、前記地山側フランジ及び前記第４の添接板を固定する第２のボルト・ナットと、を含んで構成されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の土留め壁用の芯材。
【請求項６】
前記土留め壁に建て込まれた、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の芯材から、前記下側芯材を残して、前記上側芯材を撤去する方法であって、
掘削側から、前記長ボルトの頭部を回動して、前記第２の添接板のねじ部との螺合を解除した後、前記長ボルトを引き抜く工程と、
前記土留め壁の地表面側から、前記上側芯材を引き抜く工程と、
を含む、上側芯材の撤去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下側芯材及び上側芯材により構成される土留め壁用の芯材、及び、この芯材から下側芯材を残して上側芯材を撤去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル構造物等の地下構造物を施工する際に、土留め壁を構築して、施工場所に対する土留め及び止水を行いながら、内部の掘削を行うことがある。
土留め壁を用いる地下構造物の施工では、例えば、ＳＷＭ（Soil Mixing Wall）工法やＴＲＤ（Trench cutting Re-mixing Deep wall）工法を用いて、地表面から不透水層に達するソイルモルタル製の土留め壁を構築する。この土留め壁の構築では、硬化前のソイルモルタル内に、Ｈ形鋼からなる芯材を、複数、互いに間隔をあけて並列に建て込む。土留め壁の構築後（ソイルモルタルの硬化後）、施工場所の掘削を進める。そして、掘削された施工場所にて地下構造物の構築を行う。地下構造物の構築後は、埋め戻しを行う。
【０００３】
ここで、都市部等においては、地下構造物の施工場所付近で、将来、道路トンネルの構築工事や、通信ケーブル、水道管、ガス管等の埋設工事が行われる可能性があるため、埋め戻し時に、前記芯材のうち、地表面から将来工事が予想される深さまでの範囲の部分（上側部分）の撤去を求められる場合がある。
このような場合、特許文献１などに示されるように、土留め壁用のＨ形鋼からなる芯材を下側芯材と上側芯材との連結構造としておき、埋め戻し時に下側芯材から上側芯材を分離して撤去可能とすることが行われている。
【０００４】
特に特許文献１に記載の下側芯材と上側芯材との連結構造では、下側芯材と上側芯材とに跨がる形で、掘削側フランジの外面及び地山側フランジの外面にそれぞれ当接する添接板（接合板）を設け、長ボルトを、掘削側から、掘削側添接板、掘削側フランジ、地山側フランジ、及び、地山側添接板に貫通させ、地山側の長ボルト先端を地山側添接板に固定のナットに螺合して締め付けている。
【０００５】
かかる連結構造では、埋め戻し時に（詳しくは、下側芯材と上側芯材との連結位置付近まで埋め戻した時点で）、掘削側から長ボルトの頭部を回動して、ナットとの螺合を解除した後、長ボルトを引き抜くことで、下側芯材と上側芯材との連結を解除することができる。これにより、地表面側にて、ソイルモルタルから上側芯材を引き抜くことができる。
従って、掘削側からの長ボルトの引き抜き作業で、下側芯材と上側芯材との連結を解除でき、上側芯材の撤去が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４０４３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、長ボルトが螺合するナットが地山側フランジの奥にあるため、次のような問題点がある。
芯材建て込み時などに、長ボルトに大きな外力が加わることがあり、これにより長ボルトが曲がったり、ナットが潰れたりして、長ボルトとナットとの螺合を解除できなくなることがある。このような場合は、螺合部をガス溶接機などを用いて溶断する必要がある。しかし、螺合部が地山側フランジの奥にあるので、ガス溶断のために、当該部位の土留め壁を掘削側から地山側まで壊す必要があり、地山側まで土留め壁を壊すことで、止水性が損なわれてしまう恐れがある。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、下側芯材と上側芯材との連結解除が容易で、しかも、螺合部が回らなくなった場合でも土留め壁をさほど壊すことなく連結解除できる、土留め壁用の芯材（下側芯材と上側芯材との連結構造）を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る土留め壁用の芯材は、
Ｈ形鋼からなり、前記芯材の下部をなす下側芯材と、
前記下側芯材と同一断面形状のＨ形鋼からなり、前記芯材の上部をなす上側芯材と、
前記下側芯材と前記上側芯材とに跨がる形で、掘削側フランジの外面、掘削側フランジの内面、地山側フランジの内面、及び、地山側フランジの外面にそれぞれ当接する第１〜第４の添接板と、
前記第１〜第４の添接板の下部と前記下側芯材とを固定する第１の固定手段と、
前記第１〜第４の添接板の上部と前記上側芯材とを固定する第２の固定手段と、
を含んで構成される。
ここにおいて、前記第２の固定手段は、掘削側に頭部を有する長ボルトであって、前記長ボルトは、掘削側から、前記第１の添接板、前記掘削側フランジ、前記第２の添接板、前記第３の添接板、前記地山側フランジ、及び、前記第４の添接板を貫通する。そして、これらの貫通部のうち、前記第２の添接板にのみ、前記長ボルトと螺合するねじ部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、掘削側から、前記長ボルトの頭部を回動して、前記第２の添接板のねじ部との螺合を解除した後、前記長ボルトを引き抜く工程と、土留め壁の地表面側から、前記上側芯材を引き抜く工程とで、前記上側芯材を撤去できる。
すなわち、掘削側からの前記長ボルトの引き抜き作業で、前記下側芯材と前記上側芯材との連結を解除でき、前記上側芯材の撤去が容易となる。
また、前記長ボルトと前記ねじ部との螺合を解除できなくなった場合でも、螺合部が掘削側フランジの方にあるので、ガス溶断等のために、当該部位の土留め壁の掘削側のみを壊せば足りる。従って、土留め壁をさほど壊すことなく連結解除でき、止水性を損なう恐れは少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態として土留め壁を用いた地下構造物の施工例を示す図
【図２】同上施工例の土留め壁の上面図
【図３】図１のＸ部の拡大図に相当する芯材の連結部の正面図
【図４】同上の連結部の平面図
【図５】変形例１を示す連結部の正面図
【図６】変形例２を示す連結部の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態として土留め壁を用いた地下構造物の施工例を示す図である。図２は同上施工例の土留め壁の上面図で、（Ａ）はＳＭＷ工法による柱列式の土留め壁、（Ｂ）はＴＲＤ工法による等厚式の土留め壁を示している。
【００１３】
地盤１の下に地下構造物（埋設躯体）２を構築施工するに際し、これに先立って、施工場所に対する土留め及び止水を行うことを目的として、土留め壁３が構築される。
従って、土留め壁３は、地盤１の掘削側（掘削予定領域）と、地山側（非掘削領域）とを仕切る。
本実施形態では、土留め壁３は、ソイルモルタルである。本実施形態ではまた、一対の土留め壁３が、施工場所をその両側から挟むように対向して設けられる。従って、施工場所は、土留め壁３によって区画されている。
【００１４】
土留め壁３の構築方法として、ＳＭＷ工法等を用いる場合は、多軸混練オーガ機で地盤を削孔し、その先端より固化剤としてセメントミルクを吐出し、掘削土（Soil）と混合・撹拌（Mixing）して、ソイルモルタルの壁体（Wall）４を造成し、これを繰り返して、地中に柱列式の連続壁を造成する（図２（Ａ）参照）。
また、ＴＲＤ工法等を用いる場合は、地中に建て込んだチェーンソー型のカッターポストを横方向に移動させて、溝を掘削しつつ、セメントミルクの注入、掘削土との混合・撹拌を行って、地中にソイルモルタル製の壁体４、この工法では等厚式の連続壁を造成する（図２（Ｂ）参照）。
【００１５】
土留め壁３には、ＳＭＷ工法やＴＲＤ工法によるソイルモルタルの壁体４の内部に、ソイルモルタルの硬化前に、垂直方向に延びる芯材（杭）５の建て込みがなされる。ここで、複数の芯材５が、壁体４の連続方向に所定の間隔で建て込まれる。
従って、土留め壁３は、ソイルモルタルの壁体４と、壁体４の連続方向に所定の間隔で一列に並んで配置される複数の芯材５とを含んで構成される。
【００１６】
芯材５は、基本的にＨ形鋼からなる。従って、芯材５は、前後一対の互いに平行なフランジと、両フランジの中央部をつなぐウェブとから構成される。尚、Ｈ形鋼と類似のものとしてＩ形鋼がある。これはＨ形鋼に比べ、フランジが相対的に短いだけである。従って、Ｉ形鋼と呼称されるものであっても、前後一対の互いに平行なフランジと、両フランジの中央部をつなぐウェブとを有しているものであれば、本発明でいう「Ｈ形鋼」に含まれる。
【００１７】
芯材５はまた、下側芯材（下側Ｈ形鋼）１１と上側芯材（上側Ｈ形鋼）１２とに分割されていて、下側芯材１１と上側芯材１２との連結構造となっている。従って、芯材５は、下側芯材１１と、上側芯材１２と、下側芯材１１の上端部と上側芯材１２の下端部とを連結する連結手段１３とを含んで構成される。
【００１８】
下側芯材１１は、Ｈ形鋼であり、前後一対の互いに平行なフランジ１１ａ、１１ｂと、両フランジ１１ａ、１１ｂの中央部をつなぐウェブ１１ｃとから構成される。
上側芯材１２は、下側芯材１１と同一断面形状のＨ形鋼であり、前後一対の平行なフランジ１２ａ、１２ｂと、両フランジ１２ａ、１２ｂの中央部をつなぐウェブ１２ｃとから構成される。
【００１９】
Ｈ形鋼からなる芯材５（下側芯材１１及び上側芯材１２）は、その前後一対のフランジ同士（１１ａ、１２ａと１１ｂ、１２ｂ）が、土留め壁３の厚さ方向にて互いに対向するように、土留め壁３内に設置されている。従って、一方のフランジ１１ａ、１２ａが掘削側フランジとなり、他方のフランジ１１ｂ、１２ｂが地山側フランジとなる。
尚、土留め壁３の連続方向に隣合う２つの芯材５については、互いのウェブ同士（１１ｃ、１２ｃと１１ｃ、１２ｃ）が土留め壁３の連続方向にて対面するように、土留め壁３内に設置されている。
【００２０】
尚、土留め壁３（ソイルモルタル製の壁体４）は、地盤１の表面から不透水層まで到達するように構築されている。
芯材５の長手方向の長さ（すなわち土留め壁３の高さ方向の長さ）は、芯材５の下端が施工場所の床付け面（掘削最下面）６より若干下側まで達するように、応力計算に基づいて設定される。
上側芯材１２の長手方向の長さ（すなわち土留め壁３の高さ方向の長さ）については、芯材５のうち、地下構造物２の構築後、埋戻しが完了した後に撤去が要求される深さに基づいて設定される。
【００２１】
次に、芯材５（下側芯材１１及び上側芯材１２）の連結手段１３について、図３及び図４により説明する。
図３は図１のＸ部の拡大図に相当する芯材５の連結部の正面図（図４のＦ−Ｆ断面図）、図４は同上の連結部の平面図である。尚、図３及び図４では、簡略化のため、土留め壁３（ソイルモルタルの壁体４）の図示を省略している。
【００２２】
連結手段１３は、第１〜第４の添接板２１〜２４と、第１〜第４の添接板２１〜２４の下部と下側芯材１１とを固定する第１の固定手段２５と、第１〜第４の添接板２１〜２４の上部と上側芯材１２とを固定する第２の固定手段２６と、を含んで構成される。
【００２３】
第１の添接板２１は、下側芯材１１と上側芯材１２とに跨がる形で、掘削側フランジ１１ａ、１２ａの外面にあてがわれる。
第２の添接板２２は、下側芯材１１と上側芯材１２とに跨がる形で、掘削側フランジ１１ａ、１２ａの内面にあてがわれる。
第３の添接板２３は、下側芯材１１と上側芯材１２とに跨がる形で、地山側フランジ１１ｂ、１２ｂの内面にあてがわれる。
第４の添接板２４は、下側芯材１１と上側芯材１２とに跨がる形で、地山側フランジ１１ｂ、１２ｂの外面にあてがわれる。
尚、第１〜第４の添接板２１〜２４について、図では平板状に示したが、強度向上のため、適宜の補強リブ等を有していてもよい。
【００２４】
第１の固定手段２５は、第１の添接板２１の下部、下側芯材１１の掘削側フランジ１１ａ、及び、第２の添接板２２の下部を固定する第１のボルト・ナット（ボルト３１及びナット３２）と、第３の添接板２３の下部、下側芯材１１の地山側フランジ１１ｂ、及び、第４の添接板２２の下部を固定する第２のボルト・ナット（ボルト３３及びナット３４）と、を含んで構成される。ナット３２、３４は第２、第４の添接板２２、２３に溶接等により固定されていてもよい。
但し、下側芯材１１と第１〜第４の添接板２１〜２４とは、着脱する必要はないので、第１の固定手段２５については、どのようなものであってよく、溶接固定するようにしてもよい。
【００２５】
第２の固定手段２６は、掘削側に頭部を有する長ボルト３５を含んで構成される。
長ボルト３５は、掘削側から、第１の添接板２１の上部、上側芯材１２の掘削側フランジ１２ａ、第２の添接板２２の上部、第３の添接板２３の上部、上側芯材１２の地山側フランジ１２ｂ、及び、第４の添接板２４の上部を貫通する。
ここで、これらの貫通部のうち、第２の添接板２２にのみ、長ボルト３５のねじ部３５ａと螺合するねじ部（ねじ孔）３６を有する。
すなわち、第１の添接板２１及び掘削側フランジ１２ａの長ボルト３５貫通部は、長ボルト３５が挿通されるボルト挿通孔となっている。また、第３の添接板２３、地山側フランジ１２ｂ及び第４の添接板２４の長ボルト３５貫通部も、長ボルト３５が挿通されるボルト挿通孔となっている。
従って、長ボルト３５は、第１の添接板２１及び掘削側フランジ１２ａを摺動自在に貫通して、第２の添接板２２に螺合し、更に、第３の添接板２３、地山側フランジ１２ｂ及び第４の添接板２４を摺動自在に貫通する。
【００２６】
長ボルト３５は、先端までねじが形成されていてもよいが、第２の添接板２２のねじ部（ねじ孔）３６に対応する位置にねじ部３５ａを有していればよく、ねじ部３５ａより先端側はストレートなピン形状であるとよい。
すなわち、長ボルト３５の先端側は、上側芯材１２の地山側フランジ１２ｂとその前後の第３、第４の添接板２３、２４とに対し、抜き差し可能に緩く嵌合する連結ピン部３５ｂをなしている。
【００２７】
上記の連結構造においては、下側芯材１１と第１〜第４の添接板２１〜２４とは、通常のボルト３１、３３及びナット３２、３４で締結される。第１〜第４の添接板２１〜２４と上側芯材１２とは、上側芯材１２の掘削側フランジ１２ａの側では、長ボルト３５のねじ部３５ａが第２の添接板２２のねじ部（ねじ孔）３６に螺合することで、第１及び第２の添接板２１、２２の間に上側芯材１２を締め付け固定することができる。また、第１〜第４の添接板２１〜２４と上側芯材１２とは、上側芯材１２の地山側フランジ１２ｂの側では、長ボルト３５の連結ピン部３５ｂが地山側フランジ１２ｂとその前後の第３、第４の添接板２３、２４に嵌合することで、これらを一体に連結することができる。
【００２８】
次に、上記のような連結構造を持つ芯材５（下側芯材１１及び上側芯材１２）を建て込んで土留め壁３を完成させ、その内部を掘削して、地下構造物２を構築した後、埋め戻しを行う際に、土留め壁３から下側芯材１１を残して上側芯材１２を撤去する方法について説明する。
【００２９】
下側芯材１１と上側芯材１２との連結部付近まで埋め戻しが完了した時点で、土留め壁３の掘削側のソイルモルタルの一部を壊し、長ボルト３５の頭部を露出させる。
この状態で、長ボルト３５の頭部を回動して、第２の添接板２２のねじ部３６との螺合を解除した後、長ボルト３５を引く抜く。このとき、地山側フランジ１２ｂとその前後の第３、第４の添接板２３、２４とに対し、長ボルト３５は緩く嵌合しているだけであるので、引き抜きは容易である。
長ボルト３５の引き抜きにより、上側芯材１２と第１〜第４の添接板２１〜２４との連結、すなわち、上側芯材１２と下側芯材１１との連結を解除できる（縁切りできる）。
【００３０】
また、万一、長ボルト３５と第２の添接板２２のねじ部３６との螺合を解除できなくなった場合でも、螺合部が掘削側フランジ１２ａの方にあるので、ガス溶断等のために、当該部位の土留め壁３（壁体４）の掘削側のみを壊せば足りる。従って、土留め壁３をさほど壊すことなく連結解除でき、止水性を損なう恐れは少ない。
【００３１】
長ボルト３５の引き抜きによる下側芯材１１と上側芯材１２との連結解除後、地表面側から、引抜き機（圧入機を逆利用）、ジャッキ、多滑車を用いたワイヤ牽引などにより、上側芯材１２を引き上げて、土留め壁３から引き抜く。
このとき、第１〜第４の添接板２１〜２４は下側芯材１１の側に残して、上側芯材１２のみ、すなわち上から下まで同一断面形状のＨ形鋼のみを引き上げればよいので、引き抜き抵抗を極めて小さく抑えることができる。
【００３２】
次に、上記実施形態に対する変形例について説明する。
図５は変形例１を示す連結部の正面図である。
本例では、第２の添接板２２に、ねじ部（ねじ孔）を設ける代わりに、ボルト挿通孔に連ねて、ナット３７を溶接等により固定してある。従って、第２の添接板２２のねじ部は、第２の添接板２２に固着されたナット３７により構成される。
【００３３】
図６は変形例２を示す連結部の平面図である。
本例では、第２の添接板２２と第３の添接板２３は、つながり部３８により、互いに連結されて、全体として断面コ字状に形成されている。これにより、連結構造の強度を向上することができる。
【００３４】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることはもちろんである。
【００３５】
また、図示の実施形態では、下側芯材１１と上側芯材１２との連結部には、短ボルト８本、長ボルト４本を使用しているが、これは単に作図上において定めた本数であり、実施上の使用本数と異なることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
１  地盤
２  地下構造物
３  土留め壁
４  ソイルモルタルの壁体
５  芯材（Ｈ形鋼）
６  施工場所の床付け面（掘削最下面）
１１  下側芯材（Ｈ形鋼）
１１ａ  掘削側フランジ
１１ｂ  地山側フランジ
１１ｃ  ウェブ
１２  上側芯材（Ｈ形鋼）
１２ａ  掘削側フランジ
１２ｂ  地山側フランジ
１２ｃ  ウェブ
１３  連結手段
２１  第１の添接板
２２  第２の添接板
２３  第３の添接板
２４  第４の添接板
２５  第１の固定手段
２６  第２の固定手段
３１、３２  第１のボルト・ナット
３３、３４  第２のボルト・ナット
３５  長ボルト
３５ａ  ねじ部
３５ｂ  連結ピン部
３６  第２の添接板のねじ部（ねじ孔）
３７  ナット
３８  つながり部
【図１】
2017066836.tif 000003
【図２】
2017066836.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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