(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に所定幅間隔を存して並行に造成された土留壁の対向内壁面に、該土留壁の上端から下端に達する垂直なリブ部を土留壁の長さ方向に所定間隔毎に突設していると共に、土留壁間の幅方向に対向する各対のリブ部の突出端面に切梁の両端部を係合させる上下方向に連続した垂直ガイド溝を設けていることを特徴とする地下構造物構築用土留壁の構造。
【請求項２】
地中に所定幅間隔を存して並行に造成された土留壁に該土留壁の長さ方向に所定間隔毎に両端が該土留壁の対向内壁面に一体に連続した横断連壁を設けてこれらの横断連壁により土留壁間を複数個の升体部に区画していると共に、各升体部における土留壁の対向する壁体部の内壁面に、該壁体部の上端から下端に達する垂直なリブ部を土留壁の長さ方向に所定間隔毎に突設してあり、さらに、土留壁間の幅方向に対向する各対のリブ部の突出端面に切梁の両端部を係合させる上下方向に連続した形鋼よりなる垂直ガイド溝を設けていることを特徴とする地下構造物構築用土留壁の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開削工法によって地中に地下構造物を構築する際に、該地下構造物の両側壁体を形成するための土留壁の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、全国各地の主要都市においては、地下鉄の駅舎やトンネル或いは建物間をつなぐ地下街などの地下構造物が構築されているが、このような地下構造物を開削工法によって構築する場合、まず、地表面から地中に、構築すべき地下構造物の幅間隔を存して地下構造物の長さに相当する長尺の土留壁を並行に造成すると共に、両端が土留壁の対向面間に連続した横断連壁を土留壁の長さ方向に所定間隔毎に設けてこれらの横断連壁により土留壁間を長さ方向に複数の升体部に区画し、次いで、各升体部内の地盤を順次地上から開削工法によって水中掘削した後、升体部の底部側から横断連壁を上端に向かって解体撤去しながら下階層から上階層を順次、形成する構築方法を採用している。
【０００３】
このような構築方法において、升体部内の地盤を掘削して升体部を中空に形成した時に、土留壁の外側壁面に作用する土圧によって該土留壁で形成している各升体部の両側壁体部が升体部内に向かって弓形状に撓み変形をする虞れがあるので、従来から各升体部における両側の壁体部の対向面間に複数本の補強用切梁を壁体部の長さ方向及び上下方向に所定間隔毎に介在、連結させてこれらの切梁により両側の壁体部が内側方に撓み変形するのを抑制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、土留壁の対向壁体部に切梁を連結する手段としては、従来から壁体部の対向面にアンカーを打ち込み、このアンカーに鋼製のブラケット等の取付金物を固着し、この取付金物に切梁の端部を連結した構造を採用しているために、切梁を升体部の上方から対向壁体部間に吊り下げる際に、切梁が揺動して上記取付位置まで吊り下ろす作業に手間を要し、その上、切梁の取付作業は水中において行われるために、取付位置に対する位置決めや連結作業が困難であって作業能率が低下するという問題点があった。
【０００５】
また、土留壁の対向壁体部が土圧によって撓み変形が生じないようにするためには、対向壁体部を連結する切梁の取付間隔を狭く設定しなければならず、従って、切梁の取付本数が増大してその連結作業に著しい手間と労力を要する上に、撤去時にも多大な作業時間を要して工期が長くなるという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、土留壁における壁体部の対向内壁面間に対する切梁の取付作業が円滑且つ能率よく行えると共に切梁の取付本数を少なくし得る地下構造物構築用土留壁の構造を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の地下構造物構築用土留壁は、請求項１に記載したように、地中に所定幅間隔を存して並行に造成された土留壁の対向内壁面に、該土留壁の上端から下端に達する垂直なリブ部を土留壁の長さ方向に所定間隔毎に突設していると共に、土留壁間の幅方向に対向する各対のリブ部の突出端面に切梁の両端部を係合させる上下方向に連続した垂直ガイド溝を設けた構造としている。
【０００８】
さらに、請求項２に係る発明は、地中に所定幅間隔を存して並行に造成された土留壁に該土留壁の長さ方向に所定間隔毎に両端が該土留壁の対向内壁面に一体に連続した横断連壁を設けてこれらの横断連壁により土留壁間を複数個の升体部に区画していると共に、各升体部における土留壁の対向する壁体部の内壁面に、該壁体部の上端から下端に達する垂直なリブ部を土留壁の長さ方向に所定間隔毎に突設してあり、さらに、土留壁間の幅方向に対向する各対のリブ部の突出端面に切梁の両端部を係合させる上下方向に連続した形鋼よりなる垂直ガイド溝を設けていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
土留壁の対向する内壁面間の地盤を水中掘削したのち、クレーン等によって切梁を吊り下げ、該切梁の両端部を土留壁の内壁面に突設している対向するリブ部の垂直ガイド溝に沿って吊り下ろすと、該切梁はリブ部における所定の取付位置まで円滑に降下する。切梁が取付位置に達するとその位置で吊支状態に保持され、その状態でリブ部にボルト等の適宜な連結手段によって該切梁の端部が固着される。
【００１０】
このような対向するリブ部間に切梁を連結させる作業は、土留壁の上下方向に複数本、所定間隔毎に行われると共にこの作業を土留壁の壁体部の内壁面に対向する各対のリブ部間に対して行うことにより、土留壁の対向する内壁面間に上下方向及び長さ方向に複数本の切梁を介在、連結させ、これらの切梁の突張力によって土留壁の外壁面に作用する土圧に対向させ、土留壁が内方に向かって撓み変形するのを抑制する。
【００１１】
この場合、切梁は土留壁の内壁面に突設したリブ部間に連結されているので、上下に隣接する切梁によって支持されたリブ部間の曲げ剛性が著しく増大し、切梁の取付間隔を広くしても土圧による土留壁の撓み変形を強固に抑制することができるものであり、従って、切梁の取付本数を減少させることができて地下構造物の工期が短縮し、工費の低減を図ることができる。
【００１２】
また、垂直ガイド溝をリブ部の突出端面に一体に固着している形鋼より構成しておくことによって、リブ部の曲げ剛性が一層増大し、切梁の使用本数を少なくして切梁の取付間隔をさらに広げても土圧による土留壁の撓み変形を確実に抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１及び図２において、１は地中に前後方向に長いトンネル形状の地下構造物を築造する際に地表から所望深さまで造成された所定の厚みを有する土留壁であって、この土留壁１は築造すべき地下構造物の幅間隔を存して地下構造物の長さ方向（前後方向）に互いに並行に造成されてあり、さらに、土留壁１の長さ方向に所定間隔毎に両端が該土留壁１、１の対向内壁面に一体に連続した横断連壁２、２・・・２を設けてこれらの横断連壁２により土留壁１、１間を複数個の升体部３に区画している。
【００１４】
さらに、各升体部３において、土留壁１、１における対向する壁体部1a、1aの内壁面に、互いに対向させて一定の厚みを有し且つ該壁体部1aの上端から下端に達する断面矩形状の垂直なリブ部４を長さ方向（前後方向）に所定間隔毎に突設してあり、これらのリブ部４、４の対向端面、即ち、突出端面には後述する切梁５の端部を係合させるための横断面コ字状の垂直ガイド溝６が設けられている。垂直ガイド溝６はリブ部４の突出端部を凹溝状に形成することによって構成してもよいが、図３に示すように、リブ部４の突出端面に断面Ｈ形状の曲げ剛性の高い形鋼6Aを上下端間に亘って固着することにより、該形鋼6Aによって形成している。なお、形鋼6AとしてはＨ形鋼以外に溝形鋼、Ｉ形鋼等を用いてもよい。
【００１５】
このように構成した土留壁１を造成するには、地表から該土留壁１の厚みに略々等しい幅を有する平面長方形状の溝孔11を所定深さまで掘削し、この溝孔11を築造すべき地下構造物の長さ方向に順次連続させると共に該溝孔11内に、図３に示すように鉄筋籠20を挿入したのち、コンクリートを打設することによって形成される。上記溝孔11は築造すべき地下構造物の幅間隔を存して互いに並行に設けられ、これらの溝孔11を掘削する際に、該溝孔11に直交するようにして両端が対向する溝孔11、11に連通した仕切溝孔12を掘削、形成すると共に隣接する仕切溝孔12、12間における上記溝孔11の内側面に長さ方向に所定間隔毎に横断面矩形状の角孔13を一体に掘削、形成しておき、上記溝孔11内にコンクリートを打設する際に、仕切溝孔12と角孔13とに配筋したのちコンクリートを打設することにより、仕切溝孔12に打設したコンクリートによって上記横断連壁２が、角孔13に打設したコンクリートによって上記リブ部４を形成するものである。
【００１６】
この際、角孔13内においては、図３、図４に示すように、上記溝孔11内に挿入している鉄筋籠20に一体的に固着した鉄筋籠21を挿入しておくと共に該鉄筋籠21と角孔13の端部内に挿入した上記形鋼6Aとを継手鉄筋22によって一体に連結した状態でコンクリートを打設することにより、突出端面に該溝形鋼6Aによる垂直ガイド溝６を形成したリブ部４を築造するものである。このリブ部４は上記各升体部３を形成する隣接する横断連壁２、２間の土留壁１、１における対向内壁面に該土留壁１の長さ方向に所定間隔毎に複数本、造成され、土留壁１の長さ方向の厚みよりも升体部３内に向かって突出した長さ寸法が大きい矩形断面に形成されている。
【００１７】
こうして土留壁１、１間の地盤を長さ方向に複数分割した升体部３を施工したのち、図５に示すように升体部３内の上層地盤を適宜深さ掘削して垂直リブ部４の上端部を露出させ、升体部３の対向壁体部の内壁面間の適所に補強梁5aを介在、連結させたのち、各升体部３内の地盤を掘削する工程に移る。この掘削作業はまず、地下水位を変化させない限界深さまでドライ掘削を行ったのち、升体部３内に地下水頭まで注水して水中掘削を行う。
【００１８】
各升体部３内の地盤の掘削が、図６に示すように所定深さまで水中掘削されると、次いで、図７に示すように、升体部３の底部にトレミー管（図示せず）を用いて水中コンクリートを打設して四方端面が隣接する横断連壁２、２と対向する壁体部1a、1aの下端部壁面に一体に連続した所定厚さの底盤7aを造成する。なお、底盤7aを最下階層の床スラブとして利用してもよく、或いは、この底盤7a上に最下階層の床スラブを造成してもよい。
【００１９】
底盤9aの造成後、図８、図９に示すように、クローラクレーン８を用いて切梁５を升体部３内に吊り下げ、その両端部を対向するリブ部４、４間に連結、一体化させる。升体部３の上端開口部には、上記地盤の掘削時において仮設床９が敷設されてあり、この仮設床９上でクローラクレーン８を移動させてクローラクレーン８から吊り下げたワイヤロープ10に切梁５を吊支させ、ワイヤロープ10を下ろすことによって切梁５をガイド溝６、６に沿って降下させる。この場合、切梁５の端部をガイド溝６に係合させながら降下させるか、或いは、ガイド溝６の側面に接して降下させる。
【００２０】
溝形鋼からなるガイド溝６にはリブ部４の造成時に上下方向に所定間隔毎にブラケット23（図３、図４に示す）や切梁連結用ボルト孔（図示せず）等の連結手段が設けられてあり、上記切梁５が最下部の連結手段部分にまで降下してその両端部が相対するリブ部４、４のブラケット23、23間上に仮設状態で受止されると、作業員が水中において切梁５の両端部をボルトその他の連結手段によってブラケット23、23に連結、固着する。以下、同様にして切梁５を対向する壁体部1a、1aにおけるリブ部４、４のガイド溝６、６に沿って順次、吊り降ろし、これらのリブ部４、４の下端側から上端側に向かって所定間隔毎に上記同様にして取付けると共にこの取付作業を隣接する対のリブ部４、４に対して順次行うことにより、升体部３内における全ての対向するリブ部４、４の突出端部間を複数本の切梁５によって連結させる。しかるのち、各升体部３内の水を排除する。
【００２１】
なお、上記切梁５の取付作業は、升体部３の下端側から上端側に向かって対向するリブ部４、４間に行っているが、升体部３内に水を排除しながら、その排水に従って露出するリブ部４、４間に順次、上端側から下端側に向かって行ってもよい。この場合、舟体等の浮上物を足場に利用してリブ部４、４に対する切梁５の取付作業を行う。
【００２２】
水の排除によって升体部３内が大気圧に開放され、該升体部３における両側の壁体部1a、1aは、その外壁面側の土圧及び地下水圧によって升体部３内に向かって撓み変形させられる方向に圧力を受けるが、壁体部1a、1aの対向内壁面間には、上下方向及び水平方向に複数本の切梁５が介在、連結させているので、これらの切梁５の突張力によって上記撓み変形が生じるのを阻止するものである。この際、切梁５の両端部は対向する壁体部1a、1aにおける曲げ剛性の極めて大きいリブ部４、４に連結しているので、切梁５、５の上下間隔を広く設定しても土圧や地下水圧による壁体部1a、1aの撓み変形を充分に抑制することができると共にリブ部４の突出端面に設けたガイド溝６は溝形鋼より形成しているので、リブ部４の曲げ剛性が更に大きくなって切梁５、５の上下方向の取付間隔を更に広く設定することができて切梁５の使用本数が減少し、その施工作業が短期間で能率よく行えるものである。
【００２３】
升体部３内の排水作業が終了すると、まず、隣接する升体部３、３の横断連壁２の下端部を所定高さ解体撤去し、上記底盤7a上に足場枠と型枠を順次組立てたのち、型枠内にコンクリートを打設することによって次の下階層の床スラブ7bを築造する。その際、切梁５を撤去する。以下、同様にして、横断連壁２及び切梁５を下端部から上端部に向かって解体撤去しながら中間階層の床スラブ7cから最上階層の床スラブ7dを、図10に示すように順次、築造し、その途中で最上階層の天井部14を補強梁5aを撤去して築造する。なお、最上階層の天井部14を形成したのち、横断連壁２及び切梁５をその下端から上端に向かって解体撤去しながら下階層から上階層の床スラブを順次築造してもよい。天井部14の築造後にはその上面側に土砂15を埋め戻して車両や通行人が使用することのできる道路等を復元する。なお、この天井部14は所定形状の既設のパネル材を多数枚、縦横に組み合わせ連結することによって築造してもよい。こうして、天井部14と共に上記床スラブ7a〜7dを土留壁１、１間の全長に亘って施工することにより、トンネル形状の地下構造物Ａを構築するものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の地下構造物構築用土留壁によれば、地中に所定幅間隔を存して並行に造成された土留壁の対向内壁面に、該土留壁の上端から下端に達する垂直なリブ部を土留壁の長さ方向に所定間隔毎に突設していると共に、土留壁間の幅方向に対向する各対のリブ部の突出端面に上下方向に連続した垂直ガイド溝を設けているので、切梁をクレーン等によって吊支してその両端部を土留壁の内壁面に突設している対向するリブ部の垂直ガイド溝に係合させたのち、吊り下げることにより、これらの垂直ガイド溝に沿って円滑且つ迅速にリブ部における所定の取付位置まで降下させることができると共にその位置で吊支状態に保持して、作業が困難な水中においても、上記取付部位に対する連結作業が正確に且つ能率よく行えるものである。
【００２５】
さらに、切梁は対向する壁体部のリブ部間に上下方向に所定間隔毎に施工されるが、上記の取付作業によって順次、円滑に作業を行うことができると共に、これらの切梁の突張力によって土留壁の外壁面に作用する土圧を受止し、土留壁が内方に向かって撓み変形するのを抑制することができる。この場合、切梁は上記のように土留壁の内壁面に突設したリブ部間に連結されているので、上下に隣接する切梁によって支持されたリブ部間の曲げ剛性が著しく増大して切梁の取付間隔を広くしても土圧による土留壁の撓み変形を強固に抑制することができ、従って、切梁の取付本数を減少させることができて地下構造物の工期が短縮し、工費の低減を図ることができる。
【００２６】
また、請求項２に係る発明によれば、垂直ガイド溝をリブ部の突出端面に一体に固着している形鋼より構成しているので、上記リブ部の曲げ剛性が一層増大し、切梁の使用本数を少なくして切梁の取付間隔をさらに広げても土圧による土留壁の撓み変形を確実に抑制することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】土留壁の簡略横断面図、
【図２】その一部の簡略横断面図、
【図３】リブ部の拡大横断面図、
【図４】その縦断面図、
【図５】対向壁体部の上端間に切梁５を連結した状態の簡略縦断正面図、
【図６】水中掘削した後の簡略縦断正面図、
【図７】底盤を築造した状態の簡略縦断正面図、
【図８】切梁を施工している状態の拡大縦断正面図、
【図９】その縦断側面図、
【図１０】各階層の床スラブを築造した状態の簡略縦断正面図。
【符号の説明】
１  土留壁
1a  壁体部
２  横断連壁
３  升体部
４  リブ部
５  切梁
６  ガイド溝
Ａ  地下構造物
【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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