特許 7470009 地下構造物の構築方法

(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】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】地下構造物の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 29/05 20060101AFI20240410BHJP

   E02D 27/32 20060101ALI20240410BHJP

   E02D 17/08 20060101ALI20240410BHJP

   E04G 21/14 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

E02D29/05 F

E02D27/32 A

E02D17/08 Z

E04G21/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020176787

(22)【出願日】2020-10-21

(65)【公開番号】P2022067920

(43)【公開日】2022-05-09

【審査請求日】2023-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】戸張 正利

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 忠宏

(72)【発明者】

【氏名】矢野 一正

(72)【発明者】

【氏名】柑本 慎一郎

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１３８４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１５８３８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭４８－００７５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１７０３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３０６８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１４６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３８４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０５７９８９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２９／０５

Ｅ０２Ｄ ２７／３２

Ｅ０２Ｄ １７／０８

Ｅ０４Ｇ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地下構造物の構築方法であって、
地盤に形成した立坑に、鉛直方向の形鋼および前記立坑の周方向の帯鉄筋を配置する工程と、
前記立坑内にコンクリートを打設する工程と、
を有し、
前記帯鉄筋は、前記形鋼に取り付けた架台に固定され、
前記形鋼が、前記立坑の周方向に間隔を空けて複数設けられ、
複数の前記形鋼の上端部が、繋ぎ材により連結され、
前記コンクリートは前記形鋼の上端部が露出するように打設され、前記繋ぎ材は前記コンクリートの打設後に取り外すことを特徴とする地下構造物の構築方法。

【請求項2】

前記形鋼が、前記立坑の底部に設けた設置台に固定されることを特徴とする請求項１記載の地下構造物の構築方法。

【請求項3】

前記繋ぎ材は前記立坑の周方向に円状に配置され、
複数の前記形鋼が前記繋ぎ材に直接接合されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の地下構造物の構築方法。

【請求項4】

前記架台は、鉛直方向の取付用部材と、水平方向の支持部材を有し、
前記取付用部材が前記形鋼に取り付けられ、
前記帯鉄筋は前記支持部材に固定されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の地下構造物の構築方法。

【請求項5】

前記帯鉄筋は内外に設けられ、
内側の帯鉄筋が前記架台に固定され、
外側の帯鉄筋は、前記立坑の壁面に設けた取付材に固定されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の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、地下構造物の構築方法および地下構造物に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、深礎基礎は、地盤に立坑を掘削し、立坑の内部に鉄筋篭を組み立ててコンクリートを打設することによって構築されている（例えば、特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2009－114649号公報

【文献】特開平06-306864号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の方法で大規模な深礎基礎を構築すると、多くの鉄筋が必要となり配筋作業に大変な手間がかかる。そのため、配筋作業を省力化して施工作業を効率化できる手法が望まれていた。

【0005】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、施工作業を効率化できる地下構造物の構築方法等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前述した目的を達成するための本発明は、地下構造物の構築方法であって、地盤に形成した立坑に、鉛直方向の形鋼および前記立坑の周方向の帯鉄筋を配置する工程と、前記立坑内にコンクリートを打設する工程と、を有し、前記帯鉄筋は、前記形鋼に取り付けた架台に固定され、前記形鋼が、前記立坑の周方向に間隔を空けて複数設けられ、複数の前記形鋼の上端部が、繋ぎ材により連結され、前記コンクリートは前記形鋼の上端部が露出するように打設され、前記繋ぎ材は前記コンクリートの打設後に取り外すことを特徴とする地下構造物の構築方法である。
例えば前記繋ぎ材は前記立坑の周方向に円状に配置され、複数の前記形鋼が前記繋ぎ材に直接接合される。

【0007】

本発明では、深礎基礎などの地下構造物を構築する際に、地下構造物の補強材として形鋼と帯鉄筋を用いる。強度の高い形鋼を用いることで、多量の鉄筋を配置する場合に比べて配筋作業を省力化することができる。帯鉄筋は、形鋼に取り付けた架台に固定して配置することで配筋作業が容易になり、施工作業の効率性が向上する。また架台を用いることにより、帯鉄筋を精度良く設置することができる。

【0008】

前記形鋼が、前記立坑の底部に設けた設置台に固定されることが望ましい。
これにより、形鋼を立坑の底部で容易に立ち上げることができ、また精度良く形鋼を設置することができる。

【0009】

また本発明では、前記形鋼が、前記立坑の周方向に間隔を空けて複数設けられ、複数の前記形鋼の上端部が、繋ぎ材により連結されることにより、隣り合う形鋼の上端部同士の間隔を保持し、形鋼の設置精度を高めることができる。

【0010】

前記架台は、鉛直方向の取付用部材と、水平方向の支持部材を有し、前記取付用部材が前記形鋼に取り付けられ、前記帯鉄筋は前記支持部材に固定されることが望ましい。
これにより、架台を簡易な構成とし、架台の形鋼への取付、架台への帯鉄筋の設置を容易に行うことができる。

【0011】

前記帯鉄筋は内外に設けられ、内側の帯鉄筋が前記架台に固定され、外側の帯鉄筋は、前記立坑の壁面に設けた取付材に固定されることが望ましい。
立坑の壁面に設けた取付材を用いることで、外側の帯鉄筋を容易に設置でき、また帯鉄筋の設置精度も高まる。

【0012】

本発明では、地盤に形成した立坑内に配置された鉛直方向の形鋼と、前記立坑内に配置された、前記立坑の周方向の帯鉄筋と、前記立坑内に打設されたコンクリートと、を有し、前記帯鉄筋が、前記形鋼に取り付けた架台に固定されたことを特徴とする地下構造物が構築される。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、施工作業を効率化できる地下構造物の構築方法等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】深礎基礎１０を示す図。

【図2】ストライプＨ形鋼を示す図。

【図3】深礎基礎１０の構築方法について説明する図。

【図4】深礎基礎１０の構築方法について説明する図。

【図5】外側帯鉄筋５の設置について説明する図。

【図6】深礎基礎１０の構築方法について説明する図。

【図7】深礎基礎１０の構築方法について説明する図。

【図8】架台７１、７１ａを示す図。

【図9】深礎基礎１０の構築方法について説明する図。

【図10】深礎基礎１０の構築方法について説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0016】

（１．深礎基礎１０）
図１は本発明の実施形態に係る構築方法で構築された地下構造物である深礎基礎１０を示す図である。

【0017】

深礎基礎１０は、径の大きな大口径深礎基礎であり、橋脚等の基礎として用いられる。

【0018】

深礎基礎１０は、地盤１に形成された立坑２内にコンクリート９を打設することで構築される。立坑２および深礎基礎１０は円形平面を有する。立坑２の壁面には図示しない鋼製リングが設けられ、吹付材が吹付けられる。あるいは、壁面にライナープレートを設ける場合や、壁面に吹付けを行いロックボルトを設ける場合もある。

【0019】

深礎基礎１０の外周部では、外側帯鉄筋５、外側鉄骨６、内側帯鉄筋７、内側鉄骨８等がコンクリート９に埋設される。なお外側とは立坑２の壁面に近い側をいい、内側とは立坑２の平面の中心に近い側をいうものとする。

【0020】

外側帯鉄筋５は、立坑２（深礎基礎１０）の最外部に位置し、立坑２の周方向に沿って配置される鉄筋である。外側帯鉄筋５は、立坑２内の平面において円周状に配置される。外側帯鉄筋５は、鉛直方向に所定の間隔を空けて設置される。

【0021】

外側鉄骨６は、外側帯鉄筋５の内側に配置される鉛直方向の形鋼であり、本実施形態ではストライプＨ形鋼が用いられる。ストライプＨ形鋼は、図２に示すようにフランジ幅方向の凸条ａをフランジ表面に設けたＨ形鋼である。

【0022】

外側鉄骨６は、ウェブの幅方向を立坑２の径方向に合わせ、立坑２の周方向に所定の間隔を空けて複数設置される。また本実施形態では、複数本の外側鉄骨６が添接板６３を用いたボルト接合により上下に連結して用いられる。

【0023】

内側帯鉄筋７は、外側鉄骨６の内側に位置し、立坑２の周方向に沿って配置される鉄筋である。内側帯鉄筋７は、立坑２内の平面において内外二重の同心円状に配置される。内側帯鉄筋７は、鉛直方向に所定の間隔を空けて設置される。

【0024】

内側鉄骨８は、内側帯鉄筋７の内側に配置される鉛直方向の形鋼であり、本実施形態ではストライプＨ形鋼が用いられる。内側鉄骨８は、ウェブの幅方向を立坑２の径方向に合わせ、立坑２の周方向に所定の間隔を空けて複数設置される。また本実施形態では、複数本の内側鉄骨８が添接板８３を用いたボルト接合により上下に連結して用いられる。

【0025】

なお、図１の符号３は外側鉄骨６と内側鉄骨８の設置に用いる設置台３であり、深礎基礎１０では設置台３もコンクリート９に埋設される。その他、図１では図示を省略しているが、深礎基礎１０では、外側帯鉄筋５の設置に用いる後述の取付材５１（図４参照）や内側帯鉄筋７の設置に用いる後述の架台７１（図７参照）などもコンクリート９に埋設される。また図１の符号４は設置台３の位置を固定するための底部コンクリートであり、上記のコンクリート９は底部コンクリート４の上に打設される。

【0026】

（２．深礎基礎１０の構築方法）
次に、図３～図１０を参照して深礎基礎１０の構築方法について説明する。

【0027】

本実施形態では、地盤１を掘削して立坑２を形成した後、図３に示すように立坑２の底部に設置台３を設ける。設置台３は、Ｈ形鋼３０と繋ぎ材３１を有する。なお、図３において（ａ）は立坑２を上から見た図、（ｂ）は立坑２の底部の鉛直断面を示す図である。これは以降の図４、６、７、９においても同様である。

【0028】

Ｈ形鋼３０は、ウェブの幅方向を鉛直方向に合わせ、立坑２の径方向に沿って配置される。Ｈ形鋼３０は、立坑２の周方向に間隔を空けて複数本放射状に設けられる。Ｈ形鋼３０の上フランジには、後述する外側鉄骨６や内側鉄骨８の固定に用いる孔（不図示）が設けられる。

【0029】

繋ぎ材３１は、立坑２の周方向に並んだ複数のＨ形鋼３０を連結し、隣り合うＨ形鋼３０同士の間隔を保持する。繋ぎ材３１には例えばアングル材が用いられ、立坑２内の平面において内外二重の同心円状に配置される。繋ぎ材３１はＨ形鋼３０の上フランジにボルト等で接合される。

【0030】

立坑２の底部では、必要に応じて立坑２の外周部に均しコンクリート３３を打設し、不陸を調整する。Ｈ形鋼３０は均しコンクリート３３上に墨出しを行って均しコンクリート３３上の所定位置に設置される。Ｈ形鋼３０は、アンカー３４により均しコンクリート３３やその下方の地盤１に固定される。

【0031】

本実施形態では、次に、図４に示すように外側帯鉄筋５を設置する。ここでは、まず立坑２の底部に底部コンクリート４を打設し、設置台３の位置を固定する。底部コンクリート４は、後述する外側鉄骨６や内側鉄骨８の固定作業を考慮して、Ｈ形鋼３０の上部が露出するように打設する。

【0032】

底部コンクリート４を打設したら、図４（ｂ）に示すように、立坑２の壁面に外側帯鉄筋５の取付材５１を設置する。取付材５１は鉛直方向の棒材であり、例えば異形鉄筋等が用いられる。取付材５１は、ボルト等のアンカー５２を用いて立坑２の壁面に固定される。なお図４（ａ）では取付材５１やアンカー５２の図示を省略している。

【0033】

取付材５１を立坑２の壁面に設置したら、外側帯鉄筋５を取付材５１に結束して固定する。外側帯鉄筋５は、図５に示すように多段の外側帯鉄筋５を一括して吊ることができる専用の吊り治具５３を用いて立坑２内に吊り込み、立坑２内に配置した高所作業車５４を用いて取付材５１への結束作業を行う。

【0034】

本実施形態では、次に、外側鉄骨６を立坑２内に吊り込んで、図６に示すように外側帯鉄筋５の内側に設置し、外側鉄骨６の下端をＨ形鋼３０の上フランジに固定する。

【0035】

外側鉄骨６の下端にはエンドプレート６１が設けられており、エンドプレート６１の孔（不図示）をＨ形鋼３０の上フランジの孔と連通させ、これらの孔に頭付きボルト６４の軸部を下から挿入し、エンドプレート６１から突出する軸部の先端にナット６５を締め込む。これにより、外側鉄骨６がＨ形鋼３０の上フランジに固定される。

【0036】

こうして立坑２の周方向に複数の外側鉄骨６が配置される。これらの外側鉄骨６の上端部同士は、立坑２の周方向に沿って配置された繋ぎ材６２によって連結される。

【0037】

繋ぎ材６２は例えばアングル材であり、内外二重の同心円状に配置される。内外の繋ぎ材６２は、立坑２の周方向に並んだ複数の外側鉄骨６の内側フランジと外側フランジにそれぞれボルト等で接合され、これにより複数の外側鉄骨６の上端部同士が繋ぎ材６２により連結される。繋ぎ材６２により隣り合う外側鉄骨６同士の間隔が保持され、外側鉄骨６の設置精度が高まる。

【0038】

次に、図７に示すように、外側鉄骨６から所定の間隔を空けて、外側鉄骨６の内側に内側帯鉄筋７を設置する。ここでは、図７（ｂ）に示すように外側鉄骨６の内側フランジに内側帯鉄筋７の固定用の架台７１を設け、この架台７１に内側帯鉄筋７を固定する。なお図７（ａ）では架台７１の図示を省略している。

【0039】

図８（ａ）は架台７１を示す図である。架台７１は、鉛直方向の取付用部材７１１と、取付用部材７１１に直交するように水平方向に配置された支持部材７１２を有する。

【0040】

取付用部材７１１は、架台７１を外側鉄骨６に取付けるための部材であり、本実施形態ではＬ字状断面を有するアングル材が用いられる。

【0041】

支持部材７１２は、内側帯鉄筋７を支持固定するために用いられる部材であり、本実施形態では異形鉄筋等の棒材が用いられる。

【0042】

支持部材７１２は、取付用部材７１１のＬ字の一方の面に溶接等により固定される。取付用部材７１１のＬ字の他方の面をボルト等により外側鉄骨６の内側フランジに取り付けることで、架台７１が外側鉄骨６に取り付けられる。

【0043】

図７（ｂ）に示すように、支持部材７１２は外側鉄骨６から内側へと水平方向に突出する。内側帯鉄筋７を支持部材７１２上に内外二重に配置し、それぞれの内側帯鉄筋７を支持部材７１２に結束することで、内側帯鉄筋７が架台７１に固定される。

【0044】

なお、図８（ｂ）の架台７１ａに示すように、異形鉄筋等の棒材７１３を架台７１の上下の支持部材７１２に取り付けて鉛直方向に配置してもよく、内側帯鉄筋７の高さに誤差が生じた場合に、当該内側帯鉄筋７を棒材７１３に取り付けることができる。

【0045】

また内側帯鉄筋７は、図５の例と同様、多段の内側帯鉄筋７を一括して吊ることができる専用の吊り治具５３を用いて立坑２内に吊り込み、立坑２内に配置した高所作業車５４を用いて支持部材７１２への結束作業を行うことができる。

【0046】

その後、内側鉄骨８を立坑２内に吊り込んで、図９に示すように内側帯鉄筋７の内側に設置する。内側鉄骨８の下端にはエンドプレート８１が設けられており、当該エンドプレート８１を先程と同様に頭付ボルト８４とナット８５を用いてＨ形鋼３０の上フランジに固定する。

【0047】

内側鉄骨８は、立坑２の周方向に複数配置される。これらの内側鉄骨８の上端部同士は、先程の繋ぎ材６２と同様の繋ぎ材８２を用いて、外側鉄骨６と同様に連結される。

【0048】

こうして図１０（ａ）に示すように立坑２内に外側帯鉄筋５、外側鉄骨６、内側帯鉄筋７、内側鉄骨８が設置される。その後、図１０（ｂ）に示すように立坑２内にコンクリート９を打設することで、深礎基礎１０の一部が構築される。なおコンクリート９は外側鉄骨６や内側鉄骨８の上端部が露出するように打設し、前記の繋ぎ材６２、８２はコンクリート９の打設後に取り外して後の工程で転用する。

【0049】

その後、図１０（ｃ）に示すように、先程設置した外側帯鉄筋５、外側鉄骨６、内側帯鉄筋７、内側鉄骨８の上方に、新たな外側帯鉄筋５、外側鉄骨６、内側帯鉄筋７、内側鉄骨８を先程と同様に設置する。ただし、外側鉄骨６、内側鉄骨８の下端は、設置台３に固定されるのではなく、その下方の外側鉄骨６、内側鉄骨８の上端に添接板６３、８３を用いてボルト接合される。

【0050】

そして、先程打設したコンクリート９の上方に、図１０（ｄ）に示すように新たなコンクリート９を打設する。以下図１０（ｃ）、（ｄ）の工程を繰り返すことで図１に示す深礎基礎１０が構築される。

【0051】

このように、本実施形態によれば、深礎基礎１０を構築する際に、深礎基礎１０の補強材として形鋼（外側鉄骨６、内側鉄骨８）と帯鉄筋（外側帯鉄筋５、内側帯鉄筋７）を用いる。強度の高い形鋼を用いることで、多量の鉄筋を配置する場合に比べて配筋作業を省力化することができる。また内側帯鉄筋７は、外側鉄骨６に取り付けた架台７１に固定して配置することで配筋作業が容易になり、施工作業の効率性が向上する。また架台７１を用いることにより、内側帯鉄筋７を精度良く設置することができる。

【0052】

外側鉄骨６や内側鉄骨８は、立坑２の底部に設けた設置台３に固定されるので、外側鉄骨６や内側鉄骨８を立坑２の底部で容易に立ち上げることができ、また外側鉄骨６や内側鉄骨８を精度良く設置することができる。

【0053】

また、立坑２の周方向に設けられた複数の外側鉄骨６、内側鉄骨８の上端部が、繋ぎ材６２、８２により連結されるので、隣り合う外側鉄骨６、内側鉄骨８の上端部同士の間隔を保持し、外側鉄骨６、内側鉄骨８の設置精度を高めることができる。

【0054】

また外側帯鉄筋５は、立坑２の壁面に設けた取付材５１を用いることで容易に設置でき、外側帯鉄筋５の設置精度も高まる。

【0055】

また、架台７１は、図８（ａ）等に示すように、取付用部材７１１と支持部材７１２等による簡易な構成とし、架台７１の外側鉄骨６への取付、架台７１への内側帯鉄筋７の設置を容易に行うことができる。

【0056】

しかしながら、本発明は以上の実施形態に限らない。例えば、深礎基礎１０内の配筋は前記に限らず、内側鉄骨８を省略すること等も可能である。また外側鉄骨６や内側鉄骨８として、ストライプＨ形鋼以外の形鋼を用いることも可能である。また外側帯鉄筋５や内側帯鉄筋７の段数も変えることができる。

【0057】

また本実施形態では、地下構造物として深礎基礎１０を構築する例を説明したが、本実施形態の構築方法は、その他の地下構造物を構築する場合にも適用することができる。

【0058】

さらに、設置台３や架台７１の構成も前記したものに限定されず、設置台３はその上に外側鉄骨６や内側鉄骨８を固定でき、架台７１は、外側鉄骨６への取付、および内側帯鉄筋７の固定ができるような構成であればよい。

【0059】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0060】

１：地盤
２：立坑
３：設置台
５：外側帯鉄筋
６：外側鉄骨
７：内側帯鉄筋
８：内側鉄骨
９：コンクリート
１０：深礎基礎
５１：取付材
７１、７１ａ：架台
７１１：取付用部材
７１２：支持部材
７１３：棒材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】