(57)【要約】【課題】平面視において壁状の地中構造物に、鉄筋かごを用いることなく十分な構造耐力を持たせる。【解決手段】地中連続壁１００は、鋼繊維コンクリート１０に鉛直方向に複数の主鉄筋２０が埋設されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁状の鉄筋コンクリート造の地中構造物であって、
繊維コンクリートに鉛直方向に延びるように複数の主筋又は鋼材が埋設されてなることを特徴とする地中構造物。
【請求項２】
前記繊維コンクリートは鋼繊維コンクリートであることを特徴とする請求項１記載の地中構造物。
【請求項３】
前記地中構造物は地中連続壁であることを特徴とする請求項１又は２記載の地中構造物。
【請求項４】
請求項１から３のうち何れかに記載の地中構造物であって、
前記複数の主筋又は鋼材の量が繊維コンクリートを用いずに設計された場合の地中構造物に比べて、少ないことを特徴とする地中構造物。
【請求項５】
請求項１から４のうち何れかに記載の地中構造物であって、
前記地中構造物の壁厚が繊維コンクリートを用いずに設計された場合の地中構造物に比べて、小さいことを特徴とする地中構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼繊維コンクリート内に主筋が埋設されてなる地中連続壁等の地中構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、土留壁などの仮設構造物、あるいは基礎構造物として鉄筋コンクリートからなる地中連続壁が用いられている。このような鉄筋コンクリート造の地中連続壁は、地盤の地中連続壁にあたる部分を掘削し、掘削孔内に主筋と、せん断補強筋と、横筋とをかご状に組んだ鉄筋かごを挿入し、コンクリートを打設することにより構築していた。
【０００３】
ここで鉄筋かごの組立て及び建て込み作業は非常に煩雑であるため、例えば、特許文献１には、地中連続壁を平面多角形状又は円形状とし、地中連続壁を構成するコンクリートを繊維コンクリートとすることにより、鉄筋を省略することが記載されている。
【０００４】
特許文献１記載の方法では、コンクリートを繊維コンクリートとすることで引張り耐力が向上するため、せん断補強筋や横筋を省略できる。また、地中連続壁が平面視において多角形又は円形などの環状であるため、周囲から作用する土水圧が圧縮力として作用し、この圧縮力に対してコンクリートが抵抗するので、鉄筋を省略することが可能となるのである。
【特許文献１】特開２００６―１２５１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の構成を壁状の地中連続壁に適用しようとしても、地盤から作用する土水圧が曲げ荷重として作用し、地盤側のコンクリートに引張荷重が作用するため、コンクリートの圧縮力のみにより抵抗することができず、構造性能に問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、平面視において壁状の地中構造物を構築する際に、鉄筋量を削減するとともに十分な構造耐力を持たせることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の地中構造物は、壁状の鉄筋コンクリート造の地中構造物であって、繊維コンクリートに鉛直方向に延びるように複数の主筋又は鋼材が埋設されてなることを特徴とする。
【０００８】
上記の地中構造物において、前記繊維コンクリートは鋼繊維コンクリートであってもよい。また、前記地中構造物は、地中連続壁であってもよい。
【０００９】
また、上記の地中構造物において前記複数の主筋又は鋼材の量が繊維コンクリートを用いずに設計された場合の地中構造物に比べて、少なくてもよく、前記地中構造物の壁厚が繊維コンクリートを用いずに設計された場合の地中構造物に比べて、小さくてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鋼繊維コンクリートを用いることにより、コンクリートに引張耐力を負担させることができる。このため、横筋、せん断補強筋、及び主筋を、削減又は省略することが可能となるため、鉄筋かごが不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の地中構造物の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の地中構造物の一実施形態である地中連続壁１００を示し、（Ａ）は、内部の主鉄筋を部分的に示す正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ―Ｂ´断面図である。同図に示すように、本実施形態の地中連続壁１００は、平面視で直線状に延びる壁状の地中構造物１００であり、土留壁などの仮設構造物や基礎の一部として用いられる。地中連続壁１００は、長手方向（図中左右方向）に複数の区間に分けて構築されており、各区間は、地盤を掘削することにより形成された掘削孔内に打設された鋼繊維コンクリート１０と、鋼繊維コンクリート１０の表裏面の近傍に鉛直方向に延びるように埋設された複数の主鉄筋２０とを備える。
【００１２】
鋼繊維コンクリート１０は、鋼繊維１１が混入されたコンクリートであり、鋼繊維１１が引張荷重の一部を負担し、さらに、ひび割れが発生した場合であっても、ひび割れの進展を鋼繊維１１が拘束する。このため、鋼繊維コンクリート１０は、通常のコンクリート（すなわち、繊維が混入されていないコンクリート）に比べて大きな引張耐力を有する。
【００１３】
このため、本実施形態の地中連続壁１００によれば、通常のコンクリートを用いた地中連続壁において横筋やせん断補強筋が負担していた水平力を鋼繊維コンクリート１０により負担させることができるため、横筋やせん断補強筋を削減又は省略することが可能となる。
【００１４】
また、従来、周囲の地盤から作用する土水圧により作用していた曲げ荷重に対して、引張応力が作用する側の主鉄筋の引張耐力及び圧縮応力が作用する側のコンクリートの圧縮耐力により抵抗していたが、本実施形態の地中連続壁１００によれば、これらの耐力に加えて、引張応力が作用する側の鋼繊維コンクリート１０の引張耐力により曲げ荷重に抵抗することができる。このため、主鉄筋２０の負担すべき引張荷重を低減できるので、従来に比べて鉄筋量を削減することができる。また、地中連続壁１００に曲げ荷重が作用した際に、鋼繊維コンクリート１０の引張応力が期待でき、実質的に鉄筋量増大の効果があるため、鋼繊維コンクリート１０を用いずに設計された従来の地中壁に比べて壁厚を減らすことが可能となる。
【００１５】
上記のような地中連続壁１００は、例えば、以下のようにして構築することができる。
まず、図２に示すように、地盤の地中連続壁１００の構築対象となる区間にあたる部分を掘削し、掘削孔３０を形成する。そして、クレーンなどの揚重装置（不図示）により、冶具８０を介して鉄筋パネル２５Ａを吊り上げ、掘削孔３０内に壁厚方向の一方の側の内壁に沿って建て込み、掘削孔３０の縁に掘削孔３０の上部に突出するように設けられた鉄筋仮受架台３１Ａにより、鉄筋パネル２５Ａの上端を保持する。
【００１６】
なお、鉄筋仮受架台３１Ａは、掘削孔３０の縁に固定され、先端に鉄筋を保持する機構を備えた部材である。また、鉄筋パネル２５Ａは、主鉄筋２０を構成する複数の鉄筋２１を所定の間隔で拘束部材２２により拘束することにより形成したパネル状の部材である。これらの鉄筋パネル２５Ａは、予め、敷地内に搬入され、スタンド２３に積層された状態で置かれている。
【００１７】
次に、図３に示すように、掘削孔３０の他方の側（上記の工程で鉄筋パネル２５Ａを建て込んだ側と対向する側）の掘削孔３０の内壁に沿って鉄筋パネル２５Ｂを建て込み、鉄筋パネル２５Ａの場合と同様にして、鉄筋仮受架台３１Ｂにより鉄筋パネル２５Ｂを保持する。
【００１８】
次に、図４に示すように、上記の工程で掘削孔３０内に建て込んだ壁厚方向両側の鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂを揚重装置により冶具８０を介して揚重し、地上まで引き上げる。
【００１９】
そして、図５に示すように、揚重装置により鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂを下降させながら、地上高さにおいて、揚重装置により揚重した鉄筋パネル２５Ａ，２５Ｂの間を結ぶように、これらを所定の間隔で保持する間隔保持材４０を、又、壁幅方向に所定の間隔で保持する拘束部材２２を上下に複数段取り付ける。また、両側の鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂの壁厚方向外側にかぶり厚を確保するためのスペーサ４１を取り付ける。なお、図中では、鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂの拘束部材２２の間に間隔保持材４０を設ける場合を示しているが、これに限らず、鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂを構成する鉄筋２１の間に間隔保持材４０を設けてもよい。
【００２０】
次に、図６に示すように、建て込んだ鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂの内側に、壁面に沿って鉄筋パネル２５Ｃ，２５Ｄを建て込み、鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂの場合と同様に、掘削孔３０の縁に設けた鉄筋仮受架台３１Ｃ，３１Ｄによりこれらの鉄筋パネル２５Ｃ，２５Ｄを保持する。
【００２１】
次に、図７に示すように、揚重装置により、上記の工程において後から建て込んだ鉄筋パネル２５Ｃ，２５Ｄを、その下端が鉄筋仮受架台３１Ａ，３１Ｂにより保持された状態の鉄筋パネル２５Ａ，２５Ｂの上方まで揚重する。
【００２２】
次に、図８に示すように、揚重装置により揚重した状態の鉄筋パネル２５Ｃ，２５Ｄの鉄筋２１の下端と、掘削孔３０内に鉄筋仮受架台３１Ａ，３１Ｂにより保持された状態の鉄筋パネル２５Ａ、２５Ｂの鉄筋２１の上端とを接続する。接続方法としては、溶接接続する方法、機械式継手を用いて接続する方法、又は鉄筋２１同士を重ね継手により接続する方法などを用いることができる。そして、後から建込んだ鉄筋パネル２５Ｃ，２５Ｄを保持していた鉄筋仮受架台３１Ｃ，３１Ｄを取り外し、接続されて一体となった鉄筋パネル２５を掘削孔３０内に下降させながら、上方の鉄筋パネル２５Ｃ，２５Ｄの鉄筋２１の間に間隔保持材４０、拘束部材２２及びスペーサ４１を上下に複数段取り付ける。
【００２３】
次に、図９に示すように、接続された状態の鉄筋パネル２５を揚重装置により掘削孔３０内に所定の深さまで下降させ、鉄筋パネル２５の上部を鉄筋仮受架台３１Ａ，３１Ｂにより保持する。
【００２４】
次に、図１０（Ａ）に示すように、掘削孔３０内に引き上げるためのワイヤー５１の取り付けられたウエイト（錘）５０を降下させ、最も低い位置に取り付けられた間隔保持材４０の上部にウエイト５０を配置する。この状態で、図１０（Ｂ）に示すように、トレミー管６０により掘削孔３０内の下方に鉄筋パネル２５の下端が埋設されるまで、鋼繊維コンクリート１０を打設する。この際、ウエイト５０の重さにより、鋼繊維コンクリート１０を打設する際に鉄筋２１の浮き上がりや位置ずれが生ずるのを防止できる。鉄筋パネル２５の下端が埋設される高さまで鋼繊維コンクリート１０を打設した後、ワイヤー５１によりウエイト５０を掘削孔３０の外部に引き上げる。
【００２５】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、掘削孔３０内に鋼繊維コンクリート１０を打設する。なお、上記のように、対向する鉄筋パネル２５間に間隔保持材４０が取り付けられており、さらに、鉄筋パネル２５の下端が鋼繊維コンクリート１０に埋設されているため、鋼繊維コンクリート１０の打設圧による鉄筋パネル２５の位置ずれや浮き上がりを防止できる。
以上の工程を繰り返すことにより地中連続壁１００を構築することができる。
【００２６】
本実施形態の地中連続壁１００によれば、鋼繊維コンクリート１０を用いることにより、従来の地中連続壁では横筋やせん断補強筋が負担していた引張応力を鋼繊維コンクリート１０が負担することができるため、十分な構造耐力を持たせつつ、横筋、せん断補強筋及び主鉄筋を省略又は削減することができる。また、従来、主鉄筋が負担していた引張応力を鋼繊維コンクリート１０が負担することができるため、従来の地中連続壁に比べて鉄筋量を減らしたり、壁厚を薄くしたりすることが可能となり、コストを削減することができる。
【００２７】
また、地下鉄などの長距離に亘って延びる地中構造物を構築する場合には、地盤を掘削する際に周囲の地盤を支持するため、地中構造物の両側に沿って延びるように地中連続壁を構築し、この地中連続壁で挟まれた空間内において、地盤を掘削して地中構造物の構築を行う。図１１は、このような地中構造物２００を構築する際に、土留壁として従来の地中連続壁１１０を用いた場合及び本実施形態の地中連続壁１００を用いた場合において必要となる用地の幅を比較するための図である。同図に示すように、本実施形態の地中連続壁１００を用いることにより、従来の地中連続壁１１０を用いた場合に比べて、地中連続壁１００の壁厚を薄くすることができ、必要となる用地幅を縮小することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、鋼繊維コンクリート１０を用いた場合を説明したが、これに限らず、炭素繊維やガラス繊維など、引張応力を負担することの可能な繊維素材を混入した繊維コンクリートであれば用いることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、応力負担材として主鉄筋２０が埋設された地中連続壁１００について説明したが、これに限らず、としてＰＣ鋼線などを用いることも可能である。かかる構成によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３０】
また、本実施形態では、壁厚方向両側に鉄筋が埋設された地中連続壁１００に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、鋼繊維コンクリート１０にＨ型鋼などの鋼材が埋設された地中連続壁にも本発明を適用することができる。かかる地中連続壁であっても、鉄骨量を削減したり、壁厚を薄くしたりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態の地中連続壁を示し、（Ａ）は、内部の主鉄筋を部分的に示す正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ―Ｂ´断面図である。
【図２】掘削孔内の一方の側に鉄筋パネルを建て込む様子を示す図であり、（Ａ）は、壁厚方向断面図であり、（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は壁幅方向断面図である。
【図３】掘削孔内の他方の側に鉄筋パネルを建て込む様子を示す図であり、（Ａ）は、壁厚方向断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図４】両方の側の鉄筋パネルを揚重する様子を示す図である。
【図５】鉄筋パネルの間に間隔保持材を取り付ける様子を示す図であり、（Ａ）は、壁厚方向断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図６】主筋の上部を構成する鉄筋パネルを建て込んだ状態を示す図であり、（Ａ）は、壁厚方向断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図７】鉄筋を接続する様子を示す図である。
【図８】上方の鉄筋パネルの間に間隔保持材を取り付ける様子を示す図である。
【図９】接続された鉄筋パネルが建て込まれた様子を示す図であり、（Ａ）は、壁厚方向断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図１０】鋼繊維コンクリートを打設する様子を示す図である。
【図１１】地下鉄などの長距離に亘って延びる地中構造物を構築する際に、従来の地中連続壁を用いた場合及び本実施形態の地中連続壁を用いた場合に必要となる用地の幅を比較する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  鋼繊維コンクリート
１１  鋼繊維
２０  主鉄筋
２１  鉄筋
２２  拘束部材
２３  スタンド
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ  鉄筋パネル
３０  掘削孔
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ  鉄筋仮受架台
４０  間隔保持材
４１  スペーサ
５０  ウエイト
５１  ワイヤー
６０  トレミー管
８０  冶具
１００  地中連続壁
【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】
2009114695.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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