(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-28
(45)【発行日】2023-09-05
(54)【発明の名称】浮上り抑制構造、及び逆打ち工法
(51)【国際特許分類】
E02D 29/05 20060101AFI20230829BHJP
E02D 5/80 20060101ALI20230829BHJP
E02D 17/04 20060101ALI20230829BHJP
E02D 31/10 20060101ALI20230829BHJP
【FI】
E02D29/05 Z
E02D5/80 Z
E02D17/04 Z
E02D31/10
(21)【出願番号】P 2018009800
(22)【出願日】2018-01-24
【審査請求日】2020-11-26
【審判番号】
【審判請求日】2022-08-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000003621
【氏名又は名称】株式会社竹中工務店
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【氏名又は名称】加藤 和詳
(74)【代理人】
【識別番号】100099025
【氏名又は名称】福田 浩志
(72)【発明者】
【氏名】青木 雅路
(72)【発明者】
【氏名】河野 貴穂
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 博人
(72)【発明者】
【氏名】方田 公章
(72)【発明者】
【氏名】山川 昭次
(72)【発明者】
【氏名】岡橋 稔
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 俊介
【合議体】
【審判長】前川 慎喜
【審判官】津熊 哲朗
【審判官】土屋 真理子
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-26211(JP,A)
【文献】特開2002-47676(JP,A)
【文献】特開2006-112148(JP,A)
【文献】特開2012-82676(JP,A)
【文献】特開2011-6946(JP,A)
【文献】特公昭60-30814(JP,B2)
【文献】特開平04-31502(JP,A)
【文献】大江 郁夫,営業線地下鉄シールド直上の大規模近接掘削工事,[online],2012年,京都大学学術情報リポジトリ,[令和5年6月16日検索],インターネット<http://hdl.handle.net/2433/175577>
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E02D 29/05
E02D 17/04
E02D 5/80
E02D31/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤の掘削領域の外周部に設けられる山留め壁であって、平面視にて
、前記山留め壁に対して前記掘削領域と反対側に配置される供用中地下構造物と隣り合う山留め壁と、
床部を有し、前記山留め壁に対して前記供用中地下構造物側に配置されるベース用構造体と、
前記ベース用構造体から下方へ延出し、地盤の支持層に固定されるアンカー部材と、
を備える浮上り抑制構造。
【請求項2】
前記床部は、前記供用中地下構造物の前記山留め壁側の周囲に配置される、
請求項1に記載の浮上り抑制構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、浮上り抑制構造、及び逆打ち工法に関する。
【背景技術】
【0002】
地盤を掘削する際に、掘削領域の周辺地盤の浮き上がり量(隆起量)を計測する計測方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、供用中地下構造物の下に、山留め壁を施工する山留め壁の施工方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2012-082676号公報
【文献】特開平8-028197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、平面視にて供用中地下構造物の隣の地盤を掘削したり、供用中地下構造物の隣の既設地下構造体を解体したりすると、掘削領域又は解体領域、及びその周辺の地盤が浮き上がる可能性がある。この結果、供用中地下構造物も浮き上がり、供用中地下構造物が影響を受ける可能性がある。
【0006】
本発明は、上記の事実を考慮し、供用中地下構造物の浮き上がりを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1態様に係る浮上り抑制構造は、平面視にて供用中地下構造物と隣り合う山留め壁と、床部を有し、前記山留め壁に対して前記供用中地下構造物側に配置されるベース用構造体と、前記ベース用構造体から下方へ延出し、地盤の支持層に固定されるアンカー部材と、を備える。
【0008】
第1態様に係る浮上り抑制構造によれば、ベース用構造体は、床部を有する。このベース用構造体は、平面視にて供用中地下構造物と隣り合う山留め壁に対して供用中地下構造物側に配置される。また、アンカー部材は、ベース用構造体から下方へ延出し、地盤の支持層に固定される。
【0009】
これにより、ベース用構造体の床部によって、山留め壁の供用中地下構造物側の地盤が押し下げられ、当該地盤が圧縮される。つまり、山留め壁の供用中地下構造物側の地盤にプレストレスが導入される。
【0010】
ここで、例えば、山留め壁に対して供用中地下構造物と反対側の地盤を掘削等すると、掘削領域、及びその周辺の地盤が浮き上がる可能性がある。この結果、供用中地下構造物が浮き上がる可能性がある。
【0011】
これに対して本発明では、前述したように、ベース用構造体の床部によって、山留め壁の供用中地下構造物側の地盤が圧縮される。これにより、このベース用構造体の床部によって、山留め壁の供用中地下構造物側の地盤の浮き上がりが抑制される。したがって、供用中地下構造物の浮き上がりが抑制される。
【0012】
また、例えば、ベース用構造体として、既設の構造体を使用することにより、施工工数を削減することができる。
【0013】
第2態様に係る浮上り抑制構造は、第1様に係る浮上り抑制構造において、前記床部は、前記供用中地下構造物の前記山留め壁側の周囲に配置される。
【0014】
第2態様に係る浮上り抑制構造によれば、ベース用構造体の床部は、供用中地下構造物の山留め壁側の周囲に配置される。これにより、例えば、山留め壁に対して供用中地下構造物と反対側の地盤を掘削等した場合に、ベース用構造体の床部によって、供用中地下構造物の山留め壁側の周囲の地盤の浮き上がりが抑制される。したがって、供用中地下構造物の浮き上がりがさらに抑制される。
【0015】
第3態様に係る逆打ち工法は、平面視にて供用中地下構造物と隣り合う山留め壁の内側に構造物を施工する逆打ち工法であって、前記山留め壁に対して前記供用中地下構造物側に配置された床部を有するベース用構造体と、前記山留め壁の内側で構真柱に支持された前記構造物の構造体とを抑制部材によって連結し、前記構造体に反力を取って前記ベース用構造体の浮き上がりを抑制しながら、前記構造体の下の地盤を掘削する。
【0016】
第3態様に係る逆打ち工法によれば、ベース用構造体は、床部を有する。床部は、平面視にて供用中地下構造物と隣り合う山留め壁に対して供用中地下構造物側に配置される。
【0017】
一方、構造物の構造体は、山留め壁の内側で構真柱に支持される。この構造体とベース用構造体とを抑制部材によって連結し、構造体に反力を取ってベース用構造体の浮き上がりを抑制しながら、構造体の下の地盤を掘削する。
【0018】
これにより、構造体の下の地盤を掘削した場合に、ベース用構造体の床部によって供用中地下構造物側の地盤の浮き上がりが抑制される。したがって、供用中地下構造物の浮き上がりが抑制される。
【発明の効果】
【0019】
以上説明したように、本発明によれば、供用中地下構造物の浮き上がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】第一実施形態に係る浮上り抑制構造が適用された地盤を示す縦断面図である。
【
図2】第一実施形態に係る浮上り抑制構造が適用された地盤に構造物が施工された状態を示す縦断面図である。
【
図3】第一実施形態に係る浮上り抑制構造の変形例が適用された地盤を示す縦断面図である。
【
図4】第二実施形態に係る逆打ち工法が適用された施工中の構造物を示す縦断面図である。
【
図5】第三実施形態に係る逆打ち工法の変形例を示す
図4に対応する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
(第一実施形態)
先ず、第一実施形態について説明する。
【0022】
図1には、本実施形態に係る浮上り抑制構造10が適用された地盤12が示されている。この地盤12には、供用中地下構造物16が設けられている。供用中地下構造物16は、例えば、営業中の鉄道(地下鉄)や道路とされており、地盤12(地中)に埋設されている。
【0023】
なお、供用中地下構造物16は、少なくとも一部が地盤12に埋設されていれば良い。
【0024】
(構造物)
図2に示されるように、本実施形態では、供用中地下構造物16の隣の地盤12(掘削領域R)を掘削して、構造物20を施工(構築)する。構造物20は、複数層からなる。また、構造物20は、複数の柱22と、隣り合う柱22に架設される複数の梁24と、梁24に支持される床スラブ26とを有して構成される。
【0025】
なお、構造物20の内部の柱22は、構真柱用杭21に支持され、構造物20の外周の柱22は、後述する山留め壁30,32に支持される。
【0026】
構造物20は、地盤12中に設けられる地下構造体20Aと、地上に設けられる地上構造体20Bとを有している。地下構造体20Aは、地盤12の掘削領域Rに設けられる。また、地下構造体20Aの上には、地上構造体20Bが設けられる。
【0027】
なお、地下構造体20A及び地上構造体20Bは、単一層であっても良い。また、構造物20は、少なくとも地下構造体20Aを有していれば良く、地上構造体20Bは省略されても良い。また、地下構造体20A及び地上構造体20Bは、構造体の一例である。
【0028】
地盤12の掘削領域Rの外周部には、山留め壁30が設けられる。山留め壁30は、例えば、ソイルセメント(地盤改良体)や鉄筋コンクリートによって形成される。また、山留め壁30は、掘削領域Rを囲むように、例えば、平面視にて枠状に形成される。この山留め壁30のうち、供用中地下構造物16側の山留め壁32に、本実施形態に係る浮上り抑制構造10が適用される。
【0029】
(浮上り抑制構造)
浮上り抑制構造10は、山留め壁32と、ベース用構造体40と、アンカー部材50とを備えている。山留め壁32は、平面視にて、供用中地下構造物16と隣り合って配置されている。また、山留め壁32は、供用中地下構造物16と対向して配置されている。この山留め壁32に対して供用中地下構造物16側には、ベース用構造体40が配置されている。
【0030】
(ベース用構造体)
ベース用構造体40は、例えば、山留め壁32の供用中地下構造物16側の壁面32Sに沿って配置されている。このベース用構造体40は、山留め壁32と接合されておらず、山留め壁32とは縁が切られている。
【0031】
ベース用構造体(ベース用地下構造体)40は、例えば、鉄筋コンクリート造とされており、山留め壁32の供用中地下構造物16側の地盤12S中に形成されている。また、ベース用構造体40の縦断面形状は、L字形状に形成されている。このベース用構造体40は、床部40A及び壁部40Bを有している。
【0032】
床部40Aは、例えば、基礎スラブや基礎底盤とされており、地盤12Sの掘削底Kに沿って配置されている。この床部40Aは、縦断面視(立断面視)にて、供用中地下構造物16の山留め壁32側の周囲に配置されている。また、床部40Aは、供用中地下構造物16の中心Cよりも上側に配置されている。この床部40Aにおける山留め壁32と反対側の端部には、壁部40Bが設けられている。
【0033】
なお、供用中地下構造物16の周囲とは、例えば、供用中地下構造物16の所有者や管理者が準拠する指針により近接程度が、供用中地下構造物16から見て「制限範囲(▲3▼)」等となる場合や、新設構造物(構造物20)から見て「近接山留め」等となる場合を意味する。
【0034】
「制限範囲(▲3▼)」とは、新設構造物の施工により既設構造物に対し、変位や変形などの有害な影響が及ぶと考えられる範囲である(「都市部鉄道構造物の近接施工対策マニュアル」p.24、p68、
図3.6.6、表3.6.3、鉄道総合技術研究所 2007年1月発行)。
【0035】
また、「近接山留め」とは、近接構造物に有害な影響を与えないように山留め計画時に山留め壁の変位量あるいは近接構造物の傾斜角・変位量に許容値が設定することが検討される場合である(「山留め設計指針」p.64、p.67、
図3.6.1、表3.6.1、日本建築学会、2017年11月発行)。
【0036】
壁部40Bは、床部40Aの端部から立ち上げられている。また、壁部40Bは、山留め壁として機能しており、この壁部40Bによって床部40A上に地下空間が確保されている。また、床部40Aには、アンカー部材50が設けられている。
【0037】
(アンカー部材)
アンカー部材50は、床部40Aから下方へ延出し、地盤12Sの支持層14に固定されるアースアンカー又はグラウンドアンカーとされる。このアンカー部材50は、引張線材52と、定着体54とを有している。
【0038】
引張線材52は、例えば、PC鋼線又はPC鋼棒等によって形成されており、地盤12Sに形成された掘削穴に挿入される。また、引張線材52の一端部(下端部)は、地盤12Sの支持層14に達している。この引張線材52の一端部には、定着体54が設けられている。
【0039】
定着体(アンカー体)54は、例えば、地盤12Sの支持層14に形成された掘削穴にグラウトやモルタル等を充填することにより形成される。この定着体54に引張線材52の一端部を定着させることにより、引張線材52の一端部が支持層14に固定される。
【0040】
引張線材52の他端部(上端部)は、図示しないナットやくさび等の固定具によって床部40Aに固定される。また、引張線材52には、引張力(緊張力)が導入される。これにより、床部40Aによって地盤12Sの掘削底Kが押し下げられ、地盤12Sが圧縮された状態で保持される。
【0041】
(浮上り抑制構造の施工方法)
次に、浮上り抑制構造10の施工方法の一例について説明しつつ、本実施形態の効果について説明する。
【0042】
先ず、地盤12の掘削領域Rの外周部に沿って枠状の山留め壁30を施工する。
【0043】
次に、山留め壁30のうち供用中地下構造物16側の山留め壁32の外側の地盤12S、すなわち山留め壁32の供用中地下構造物16側の地盤12Sを掘削し、掘削した掘削底Kにベース用構造体40を施工する。
【0044】
次に、ベース用構造体40の床部40Aの下に、地盤12Sの支持層14に達するアンカー部材50を施工し、アンカー部材50を介して床部40Aを地盤12Sの支持層14に固定する。この際、アンカー部材50の引張線材52に引張力を付与する。
【0045】
次に、
図1に示されるように、山留め壁32の内側の地盤12、すなわち山留め壁32に対して供用中地下構造物16と反対側の掘削領域Rを掘削する。
【0046】
ここで、
図1に二点鎖線L1で示されるように、地盤12の掘削領域Rを掘削すると、掘削領域Rの根切り底R1及びその周辺の地盤12が浮き上がる可能性がある。そして、掘削領域Rの周辺の地盤12が浮き上がると、供用中地下構造物16が浮き上がる可能性がある。
【0047】
この対策として本実施形態では、山留め壁32に対して供用中地下構造物16側の地盤12Sにベース用構造体40が設けられる。ベース用構造体40は、床部40Aを有している。この床部40Aは、アンカー部材50を介して地盤12Sの支持層14に固定される。また、アンカー部材50の引張線材52には、引張力が付与される。
【0048】
これにより、床部40Aによって地盤12Sの掘削底Kが押し下げられ、地盤12Sが圧縮された状態で保持される。そのため、山留め壁32の内側の掘削領域Rを掘削した場合に、ベース用構造体40の床部40Aによって、山留め壁32の供用中地下構造物16側の地盤12Sの浮き上がりが抑制される。
【0049】
より詳しくは、ベース用構造体40の床部40Aと定着体54とを引張力が付与された引張線材52で緊結するにより、引張線材52に内在する引張力が床部40Aから地盤12Sに作用し、地盤12Sに圧縮力がかかった状態(プレストレス)になる。この圧縮力によって、山留め壁32の供用中地下構造物16側の地盤12Sの浮き上がりが抑制される。したがって、供用中地下構造物16の浮き上がりが抑制される。
【0050】
また、ベース用構造体40の床部40Aは、供用中地下構造物16の山留め壁32側の周囲に配置される。これにより、例えば、山留め壁32の内側の掘削領域Rを掘削した場合に、ベース用構造体40の床部40Aによって、供用中地下構造物16の山留め壁32側の周囲の地盤12Sの浮き上がりが抑制される。したがって、供用中地下構造物16の浮き上がりがさらに抑制される。
【0051】
さらに、ベース用構造体40は、山留め壁32と接合されておらず、山留め壁32とは縁が切られている。これにより、アンカー部材50の引張線材52に導入された引張力が、ベース用構造体40を介して山留め壁32に伝達されることが抑制される。したがって、山留め壁32の破損等が抑制される。
【0052】
(第一実施形態の変形例)
次に、第一実施形態の変形例について説明する。
【0053】
上記実施形態では、ベース用構造体40を新設したが、上記実施形態はこれに限らない。ベース用構造体は、例えば、既設の構造体(地下構造体)であっても良い。この場合、ベース用構造体の施工工数を削減することができる。
【0054】
また、
図3に示される変形例のように、供用中地下構造物16の深度が深い場合には、ベース用構造体40の床部40Aの下に地盤改良体60を形成しても良い。地盤改良体60は、例えば、ソイルセメントによって柱状又は壁状に形成されている。この地盤改良体60の下端部60Lは、供用中地下構造物16の山留め壁32側の周囲に配置される。
【0055】
これにより、ベース用構造体40の床部40A及び地盤改良体60によって、山留め壁32の供用中地下構造物16側の地盤12Sの浮き上がりが抑制される。
【0056】
(第二実施形態)
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同じ構成の部材等には、同符号を付して説明を適宜省略する。
【0057】
第二実施形態では、
図4に示されるように、構造物20を逆打ち工法によって施工する。この際、ベース用構造体40と構造物20とを仮設斜梁70によって連結することにより、ベース用構造体40の浮き上がりを抑制する。なお、仮設斜梁70は、抑制部材の一例である。
【0058】
具体的には、先ず、地盤12の掘削領域Rの外周部に沿って山留め壁30を施工する。
次に、山留め壁32の供用中地下構造物16側の地盤12Sにベース用構造体40を施工する。なお、本実施形態のベース用構造体40には、アンカー部材50(
図1参照)が設けられていない。
【0059】
次に、掘削領域Rの根切り底R1よりも下に、複数の構真柱用杭21を施工するとともに、各構真柱用杭21上に構真柱22を打設する。
【0060】
次に、掘削領域Rを所定深度まで掘削(一次掘削)する。次に、構造物20(地上構造体20B)の一階の梁24及び床スラブ26を施工する。なお、構造物20の一階の梁24及び床スラブ26は、複数の構真柱(柱)22に支持される。また、構造物20の一階の梁24及び床スラブ26は、山留め壁32を支持する山留め支保工として機能する。
【0061】
次に、掘削領域Rを所定深度まで掘削(二次掘削)し、地下構造体20Aを順次施工する。また、地下構造体20Aの施工と並行して、地上構造体20Bを順次施工する。具体的には、複数の構真柱22上に、地上構造体20Bの一階の柱22を施工するとともに、地上構造体20Bの二階の梁24及び床スラブ26を施工する。
【0062】
次に、地上構造体20Bの二階の梁24とベース用構造体40の床部40Aとに仮設斜梁70を架設し、仮設斜梁70によって二階の梁24とベース用構造体40の床部40Aとを連結する。なお、仮設斜梁70には、仮設斜梁70を伸縮させるジャッキ72が設けられている。また、ベース用構造体40の床部40Aの上には、仮設斜梁70の傾斜角度に応じて傾斜し、当該仮設斜梁70を支持するベース部材76が設けられている。
【0063】
次に、仮設斜梁70によって二階の梁24とベース用構造体40の床部40Aとを連結した状態で、地下構造体20Aの下の地盤12を根切り底R1まで掘削(三次掘削)し、地下構造体20Aを最下階まで順次施工する。また、地下構造体20Aの施工と平行して、地上構造体20Bを順次施工する。その後、仮設斜梁70を撤去する。なお、仮設斜梁70は、地下構造体20Aを最下階まで施工した後に、撤去することが好ましい。
【0064】
ここで、掘削領域Rを徐々に掘削すると、掘削領域R、及びその周辺の地盤12が浮き上がる可能性がある。そして、掘削領域Rの周辺の地盤12が浮き上がると、供用中地下構造物16が浮き上がる可能性がある。
【0065】
これに対して本実施形態は、前述したように、構造物20を逆打ち工法によって施工する。これにより、施工済みの地下構造体20A及び地上構造体20Bの重量によって、掘削領域Rの浮き上がりが抑制される。
【0066】
また、本実施形態では、地上構造体20Bとベース用構造体40とを仮設斜梁70によって連結した状態で、地下構造体20Aの下の地盤12を掘削する。より具体的には、構真柱22で支持された地上構造体20Bの二階の梁24と、ベース用構造体40の床部40Aとを仮設斜梁70によって連結した状態で、地下構造体20Aの下の地盤12を掘削する。
【0067】
これにより、ベース用構造体40の床部40Aが浮き上がろうとすると、仮設斜梁70が地上構造体20Bに反力を取って床部40Aの浮き上がりを抑制する。したがって、山留め壁32の供用中地下構造物16側の地盤12Sの浮き上がりがさらに抑制される。
【0068】
また、仮設斜梁70には、ジャッキ72が設けられている。そのため、例えば、ベース用構造体40の床部40Aの浮き上がり量に応じてジャッキ72を作動させ、仮設斜梁70を伸長させることにより、床部40Aの浮き上がりを効率的に抑制することができる。
【0069】
しかも、仮設斜梁70によってベース用構造体40の床部40Aの浮き上がりを抑制することにより、床部40Aにアンカー部材50(
図1参照)を設ける必要がない。したがって、アンカー部材50の施工工数を削減することができる。
【0070】
(第二実施形態の変形例)
次に、第二実施形態の変形例について説明する。
【0071】
図5に示される変形例のように、供用中地下構造物16の深度が深い場合には、ベース用構造体40の床部40Aの下に、前述した地盤改良体60を設けても良い。
【0072】
また、上記実施形態では、ベース用構造体40の床部40Aにアンカー部材50が設けられていないが、ベース用構造体40の床部40Aにはアンカー部材50が設けられても良い。
【0073】
また、上記実施形態では、仮設斜梁70にジャッキ72が設けられるが、ジャッキ72は適宜省略可能である。また、抑制部材は、仮設斜梁70に限らず、例えば、他の部材等であっても良い。
【0074】
(第一及び第二実施形態の変形例)
次に、第一実施形態及び第二実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、第一実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は第二実施形態にも適宜適用可能である。
【0075】
上記第一実施形態では、ベース用構造体40と山留め壁32とが接合されないが、ベース用構造体40と山留め壁32とは接合されても良い。
【0076】
また、上記第一実施形態では、ベース用構造体40の床部40Aが、供用中地下構造物16の山留め壁32側の周囲に配置されている。しかしながら、ベース用構造体40の床部40Aは、抑制効果が発揮できることを前提として、供用中地下構造物16の周囲以外に配置されても良い。
【0077】
また、上記第一実施形態では、供用中地下構造物16の隣の掘削領域Rを掘削するが、上記実施形態はこれに限らない。上記実施形態は、例えば、供用中地下構造物16の隣の既設の地下構造体(既設地下構造体)を解体する場合にも適用可能である。
【0078】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0079】
10 抑制構造
12 地盤
16 供用中地下構造物
20 構造物
20A 地下構造体(構造物の構造体)
20B 地上構造体(構造物の構造体)
22 構真柱
32 山留め壁
40 ベース用構造体
40A 床部
50 アンカー部材
70 仮設斜梁(抑制部材)