(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中構造物の躯体の外周囲を覆うように形成された土留壁と、
前記躯体と前記土留壁との間に形成された揚水井戸とを備える仮設構造物であって、
前記地中構造物が、所定の幅からなる一般部と、前記一般部よりも広い幅からなる幅広部とを有し、
前記土留壁は、前記一般部の外壁に沿う第一部分と、前記幅広部に沿う第二部分と、前記第一部分と前記第二部分とをつなぐ第三部分と、を備えており、
前記第三部分は、前記地中構造物の入隅部に形成されており、該第三部分と前記地中構造物で囲まれた平面視三角形状の領域に前記揚水井戸が配置されていることを特徴とする、仮設構造物。
【請求項２】
掘削対象領域の外周を覆うとともに該掘削対象領域の床付け面以深まで到達するように土留壁を構築する工程と、
揚水井戸により地下水をくみ上げつつ前記掘削対象領域を掘削し、地下空間を形成する工程と、
前記地下空間に躯体を構築する工程と、を備える地下構造物の構築方法であって、
前記地中構造物を、一般部と、前記一般部よりも広い幅からなる幅広部とを有した状態で形成し、
前記土留壁を、前記一般部の外壁に沿う第一部分と、前記幅広部に沿う第二部分と、前記第一部分と前記第二部分とをつなぐ第三部分と、を備えた状態で形成し、
前記第三部分を、前記地中構造物の入隅部に形成し、該第三部分と前記地中構造物で囲まれた平面視三角形状の領域に前記揚水井戸を形成することを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮設構造物および地下構造物の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
開削工事による地下構造物の構築時において、土留壁を遮水層まで貫入させた状態で施工を行う場合がある。
土留壁を利用した地下構造物の構築方法では、土留壁により遮蔽された空間の掘削に伴う床付け面の安定対策として、揚水井戸により揚水させつつ施工を行う場合がある。
【０００３】
従来、揚水井戸１２０は、図４に示すように、躯体１１０の構築が予定される位置に形成されている。そして、この揚水井戸１２０は、土留壁１００の内側空間の掘削時から躯体１１０の構築終了後の埋め戻し完了までの間、常時稼動させておく必要があるため、躯体１１０内に残置されるのが一般的である。
【０００４】
躯体１１０内に揚水井戸１２０が残置されていると、躯体１１０の構築時の妨げとなる場合がある。また、揚水井戸１２０の跡部が、出水、浸水の原因になるおそれがある。
【０００５】
そのため、特許文献１には、土留壁の断面内に、揚水井戸を設置することで、躯体内に井戸が配置されることを防止する揚水山留壁が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２８６７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、土留壁内に、芯材とは別に揚水井戸を設置すると、土留壁の断面形状を大きくする必要があるため、土留壁構築時の掘削土量の増加、固化材の投入量の増加等に伴う経済性および施工性の問題が生じる。
【０００７】
また、土留壁の内側空間から効率的に揚水が可能となるように山留壁に開口を設ける必要があるなど、施工時に手間を要していた。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解決するものであり、簡易かつ安価に土留壁により囲まれた地下空間の揚水を行うことが可能で、かつ、躯体の構築作業に影響を及ぼすことのない仮設構造物および地下構造物の構築方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明の仮設構造物は、地中構造物の躯体の外周囲を覆うように形成された土留壁と、前記躯体と前記土留壁との間に形成された揚水井戸とを備えることを特徴としている。
【００１０】
かかる仮設構造物によれば、揚水井戸が躯体と土留壁との間に形成されているため、必要以上に土留壁の断面形状を大きくする必要がなく、経済的である。また、躯体とは別に揚水井戸が形成されていることで、躯体の構築作業に揚水井戸が影響を及ぼすことがなく、また躯体内に跡部として残存することもない。また、躯体や土留壁に、特別な加工を施す必要がないため、施工性にも優れている。
【００１１】
また、前記地中構造物は、所定の幅からなる一般部と、前記一般部よりも広い幅からなる幅広部とを有し、前記土留壁は、前記一般部の外壁に沿う第一部分と、前記前記幅広部に沿う第二部分と、前記第一部分と前記第二部分とをつなぐ第三部分と、を備えており、前記第三部分は、前記地中構造物の入隅部に形成されており、該第三部分と前記地中構造物で囲まれた平面視三角形状の領域に前記揚水井戸が配置されているため、揚水井戸を形成する用地を特別に設ける必要がなく、経済性に優れている。
【００１２】
また、本発明の地下構造物の構築方法は、掘削対象領域の外周を覆うとともに該掘削対象領域の床付け面以深まで到達するように土留壁を構築する工程と、揚水井戸により地下水をくみ上げつつ前記掘削対象領域を掘削し、地下空間を形成する工程と、前記地下空間に躯体を構築する工程と、を備える地下構造物の構築方法であって、前記地中構造物を、一般部と、前記一般部よりも広い幅からなる幅広部とを有した状態で形成し、前記土留壁を、前記一般部の外壁に沿う第一部分と、前記幅広部に沿う第二部分と、前記第一部分と前記第二部分とをつなぐ第三部分と、を備えて状態で形成し、前記第三部分を、前記地中構造物の入隅部に形成し、該第三部分と前記地中構造物で囲まれた平面視三角形状の領域に前記揚水井戸を形成することを特徴としている。
【００１３】
かかる地下構造物の構築方法によれば、揚水井戸により、躯体の浮き上がりを防止しつつ施工を行うことが可能なため好適である。また、揚水井戸は、躯体と土留壁との間に形成されているため、躯体の構築を妨げることはない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の仮設構造物および地下構造物の構築方法によれば、簡易かつ安価に土留壁により囲まれた地下空間の揚水を行うことが可能で、かつ、完成された躯体に悪影響を及ぼすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１６】
本実施形態では、図１および図２に示すように、地盤Ｇを掘削して地下構造物２を地中に構築する場合に使用する仮設構造物１と、この仮設構造物１を使用した地下構造物の構築方法について説明する。
【００１７】
本実施形態では、地表面から表層Ｆｘ、砂質土層Ｓ１、粘性土層Ｃ１、砂質土層Ｓ２、粘性土層Ｃ２が積層された地盤Ｇにおいて施工を行う。なお、地盤Ｇを構成する各土層の層厚や地質等の構成等は限定されるものではない。
【００１８】
地下構造物２は、図１に示すように、平面視において所定の幅からなる一般部２ａと、この一般部２ａよりも広い幅からなる幅広部２ｂとを有して形成されている。なお、地下構造物２の形状は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。また、図１では、地下構造物２の一方の端部のみ表示しているが、地下構造物２は、両端部に幅広部２ｂを備えるものとする。
【００１９】
仮設構造物１は、図１に示すように、地中構造物２の躯体の外周囲を覆うように形成された土留壁１０と、この土留壁１０と躯体との間に形成された揚水井戸２０とを備えている。
【００２０】
土留壁１０は、一般部２ａの外壁に沿う第一部分１１と、幅広部２ｂに沿って広い幅に形成された第二部分１２と、第一部分１１と第二部分１２とをつなぐ第三部分と１３と、を備えている。
【００２１】
また、土留壁１０は、図２に示すように、その下端が地下構造物２を構築する際の床付け面３よりも深い位置に到達するように形成されている。本実施形態では、土留壁１０の下端が、床付け面３以深の遮水層（粘性土層Ｃ２）に到達している。なお、土留壁１０の下端の深さ位置は、床付け面３以深であれば限定されるものではなく、地山状況に応じて適宜設定することが可能である。
【００２２】
第三部分１３は、図１に示すように、地中構造物２の入隅部に形成されており、第三部分１３と地中構造物２の入隅部とにより平面視三角形状の領域（三角柱状の領域）が形成されている。
【００２３】
揚水井戸２０は、掘削対象領域内（地下水面が床付け面よりも浅い位置にある場合）または床付け面以深の地下水をくみ上げるとともに、土留壁１０により囲まれた範囲の掘削に伴い掘削底面に溜まった水を排水する井戸であって、図１に示すように、第三部分１３と地中構造物２により囲まれた平面視三角形状の領域に形成されている。
【００２４】
また、揚水井戸２０は、図２に示すように、その下端が、床付け面３以深であって、土留壁１０の下端の以浅に到達するように形成されている。本実施形態では、揚水井戸２０の深さを、床付け面３以深の遮水層（粘性土層Ｃ２）の上面に到達する深さとし、当該遮水層よりも浅い透水層（砂質土層Ｓ１，Ｓ２等）からの湧水を集水することが可能に構成されている。
【００２５】
揚水井戸２０は、図３に示すように、外管２１と内管２２との２重管構造により構成されている。
【００２６】
外管２１は、地中における土圧に対して十分な耐力を有しているとともに、周囲の地下水の揚水井戸２０内への流入が可能となるように有孔管やスリット等の開口部を有した鋼管等により構成されている。なお、外管２１は、全延長にわたって孔や開口部を有していてもいいし、所定の間隔において孔や開口部（スリットも含む）を形成して透水区間を設けていてもよい。
【００２７】
内管２２は、揚水井戸２０に流入した水を外部へと排出する管路であって、地上にまで配管されている。
本実施形態では、掘削深度に応じて、揚水井戸２０の中間部に仕切板２３を配設することで、釜場２４を形成し、掘削作業に伴い発生する湧水や洗浄水等の排水を行う。
【００２８】
本実施形態では、揚水井戸２０に２本の内管２２，２２を配管するものとし、一方の内管２２ａは仕切板２３に下端が配置されており、他方の内管２２ｂは揚水井戸２０の底部２５に下端が配置されている。
【００２９】
内管２２の下端には水中ポンプが設置されており、釜場２４または井戸の底部２５に溜まった水を地上へと排出する（くみ上げる）ことが可能に構成されている。なお、揚水井戸２０の深さが深い場合には、揚水井戸２０の中間部の釜場２４等を利用して、底部２５から排出された地下水を２段階以上に分けて排水する構成としてもよい。
【００３０】
なお、仕切板２３は、揚水井戸２０の深さ方向に対して所定のピッチで配設されており、内管２２ａは、掘削深度に応じた位置に配設された仕切板２３に配管されることで、掘削に伴う地下水や洗浄水の排水を行う。
【００３１】
また、揚水井戸２０の周囲であって、土留壁１０の切梁１４に対応する位置には、平面視三角形状のコンクリート部材２６が形成されている。かかるコンクリート部材２６は、土留壁１０と地下構造物２との間に形成された三角領域を閉塞するように形成されている。
切梁１４は、コンクリート部材２６から反力をとって配設されている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る仮設構造物１を利用した地下構造物の構築方法について説明する。
本実施形態に係る地下構造物の構築方法は、土留壁１０を構築する第一工程と揚水井戸２０を形成する第二工程と、地下空間を形成する第三工程と、地下構造物２（躯体）を構築する第四工程とを、備えている。
【００３３】
第一工程は、掘削対象領域の外周を覆うとともにこの掘削対象領域の床付け面３以深まで到達するように土留壁１０を構築する工程である。本実施形態では、土留壁１０の下端が、床付け面３より深い位置に存在する不透水層である粘性土層Ｃ２に挿入するように土留壁１０を形成する。
【００３４】
本実施形態では、高圧噴射撹拌工法により形成した注列式連続地中壁を形成することにより土留壁１０を構成するが、土留壁１０の構成は限定されるものではなく、例えば、鋼矢板により土留壁を構成するなど、適宜公知の工法により構成すればよい。
【００３５】
土留壁１０の形成は、図１に示すように、構築が予定された地下構造物２の外周を覆うように行う。また、地下構造物２の一般部２ａおよび幅広部２ｂの形状に対応して、第一部分１１および第二部分１２を形成する。また、第一部分１１と第二部分１２との間には、すりつけ部分として、第一部分１１および第二部分１２に斜交する第三部分１３を形成する。
【００３６】
第二工程は、掘削対象領域内および床付け面３以深の地下水を排出する揚水井戸２０を形成する工程であって、床付け面３以深の不透水層である粘性土層Ｃ２に到達する深さまで揚水井戸２０を形成する。
【００３７】
本実施形態では、図２に示すように、揚水井戸２０を掘削対象領域内に４本形成するものとし、４本中掘削対象領域の両端部に形成された２本は地下構造物の躯体と土留壁１０の間に形成し、残りの２本の揚水井戸２０’，２０’は、掘削対象領域の中央部に形成する。
【００３８】
第三工程は、揚水井戸２０（２０’）により、土留壁１０により囲まれた範囲内に浸透する地下水を排出させつつ掘削対象領域を掘削し、地下空間を形成する工程である。
【００３９】
図３に示すように、地下空間の掘削深度に応じて揚水井戸２０に釜場２４を形成することで、掘削に伴い発生した湧水および洗浄水の排水を適宜行う。
【００４０】
地下空間の掘削は、適宜公知の掘削機械を利用して行う。
地下空間の掘削に伴い、土留壁１０の内面に沿って切梁１４を配設する。切梁１４を配置する深さの揚水井戸２０の周囲には、コンクリートを打設して、平面視三角形状のコンクリート部材２５を形成し、切梁１４は、このコンクリート部材２５から反力を取って配設する。
【００４１】
地下空間の掘削が完了したら、図２に示すように、この地下空間に地下構造物２を構築する。
このとき、地下空間の両端部に配設された揚水井戸２０は、地下構造物２と土留壁１０との間に形成されているため、地下構造物２の構築に妨げとなることがなく、揚水を連続して行うことが可能である。
【００４２】
なお、第四工程における湧水量は、第三工程における湧水量と比較して少量なため、第四工程において発生する湧水は両端部に設けられた揚水井戸２０，２０により排出するものとして、地下空間の中央部に配設された揚水井戸２０’，２０’は撤去した状態で地下構造物２を構築する。
【００４３】
以上、本実施形態に係る仮設構造物および地下構造物の構築方法によれば、土留壁１０と地下構造物２との間に揚水井戸２０を構築しているため、地下構造物２の構築や後工程施工（例えば、地下構造物２の躯体を利用したトンネル掘削等）に支障をきたすことなく揚水を継続させた状態で施工を行うことが可能となる。
【００４４】
また、土留壁１０は、一般部２ａと幅広部２ｂとの境界部分に形成される第三部分１３が、第一部分１１と第二部分１２に斜交しているので、土留壁１０の打設方向が極端に変化することがない。つまり、機械の据付方向を大幅に変化させる必要がないため、施工が容易となり、さらに、土留壁１０の構築時の連続性を保つことが可能となる。
【００４５】
また、土留壁１０の変形部の角度が緩やかに形成されているため、この部分への応力（土圧や地下水圧等）の集中を低減することが可能となる。
【００４６】
また、地下構造物２の内部に揚水井戸２０が残存することがないため、そのため防護工等を施す必要などがなく、施工性、経済性に優れている。
【００４７】
また、揚水井戸２０による揚水を、継続して埋め戻しまで行うことができるため、高品質施工が可能となる。
【００４８】
また、揚水井戸２０の周囲に形成されたコンクリート部材２６を利用して切梁１４の設置をすることで、揚水井戸２０が施工の妨げとなることがない。
【００４９】
揚水井戸２０は、土留壁１０の内側に配置されて、土留壁１０の内側の排水を行うため、周辺地域の地下水流域に悪影響を及ぼすことがなく、環境の面でも優れている。
【００５０】
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
例えば、地下構造物の形状は前記実施形態で示した形状に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００５１】
また、揚水井戸の周囲に形成されるコンクリート部材は、必要に応じて形成されるものであって、省略することが可能である。
【００５２】
また、土留壁の内側に形成される揚水井戸の本数は限定されるものではなく、想定される地下水量や、地下構造物の規模等に応じて適宜形成するものとする。
【００５３】
また、揚水井戸の構築作業は、第三工程において、掘削作業と並行して行ってもよい。つまり、地盤面を掘り下げつつ、揚水井戸を深くしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る仮設構造物を示す平断面図である。
【図２】図１に示す仮設構造物と地下構造物とを示す縦断面図である。
【図３】図１に示す仮設構造物の揚水井戸を示す縦断面図である
【図４】従来の仮設構造物を示す平断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  仮設構造物
２  地下構造物
２ａ  一般部
２ｂ  幅広部
１０  土留壁
１１  第一部分
１２  第二部分
１３  第三部分
２０  揚水井戸
【図１】
0004960920.tif 000002
【図２】
0004960920.tif 000003
【図３】
0004960920.tif 000004
【図４】
0004960920.tif 000005