地盤の掘削方法
【課題】 仮設工にかかる費用を削減でき、通水対策が不要である地盤の掘削方法を提供すること。
【解決手段】 掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に、上部の所定の長さが地上に突出するように芯材３を建て込んだ後、芯材３の内側に鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置して、土留め壁１７を完成する。次に、掘削面２内に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高くなるように水１１を張る。そして、水１１の水位を維持しつつ、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで水中掘削する。
【解決手段】 掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に、上部の所定の長さが地上に突出するように芯材３を建て込んだ後、芯材３の内側に鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置して、土留め壁１７を完成する。次に、掘削面２内に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高くなるように水１１を張る。そして、水１１の水位を維持しつつ、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで水中掘削する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、土留め掘削工事では、地下水の止水対策のため、（１）土留め壁を不透水層まで根入れする方法や、（２）土留め壁を不透水層まで根入れせずに、掘削面の底版改良を行う方法（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３００６６号公報
【０００４】
また、掘削段階に応じて、切梁またはアンカーを設置しながら掘削を行っている。さらに、土留め壁が地下水流を遮断してしまうため、通水対策を行う事例もある。
【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、底版の改良、土留め壁の設置、アンカーや切梁の設置は、仮設工であるにもかかわらず、全体の工事費や材料費において大きな割合を占める。また、通水対策を行う場合、さらに費用がかかる。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、仮設工にかかる費用を削減でき、通水対策が不要である地盤の掘削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための本発明は、地盤の掘削面の周囲に沿って、上部の所定の長さが地表面から突出するように土留め壁を設置する工程（ａ）と、前記掘削面内に、前記地表面より高い位置まで水を張る工程（ｂ）と、前記水の水位を維持しつつ、前記掘削面内を水中掘削する工程（ｃ）と、を具備することを特徴とする地盤の掘削方法である。
【０００８】
工程（ａ）は、例えば、次のような５つの方法のいずれかによって実施される。第１の方法では、工程（ａ）において、上部の所定の長さが地表面から突出するような芯材と、地盤内において芯材間の止水性を保つための遮水部材と、芯材の上部の所定の長さの部分の内側に沿って筒型に配置される遮水性の板材とを、掘削面の周囲に沿って設置する。
【０００９】
第２の方法では、工程（ａ）が、地盤内に、芯材と、芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、芯材の上端部に、上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）とからなる。
【００１０】
第３の方法では、工程（ａ）が、地盤内に、芯材と、芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、芯材の上端部に、上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）と、掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｆ）とからなる。
【００１１】
第４の方法では、工程（ａ）が、地盤内に、芯材と、芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｇ）と、芯材の上端部に、上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）とからなる。
【００１２】
第５の方法では、工程（ａ）が、上部の所定の長さが地表面から突出するような芯材と、地盤内において芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｈ）と、掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｉ）と、芯材の、上部の所定の長さの部分の内側に沿って、遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｊ）とからなる。
【００１３】
土留め壁は、例えば、掘削面の外縁に沿って筒型に設置された遮水性の板材と、筒型に設置された遮水性の板材の外周面に沿って、上下方向が部材軸方向となるように所定の間隔をおいて設置された複数の芯材と、地盤内に設置された、芯材間の止水性を保つための遮水部材とからなる。遮水部材とは、ソイルモルタル等である。
【００１４】
土留め壁の地表面から突出した部分には、工程（ｂ）で掘削面内に張られる水の水圧に対抗するための対策が施される。対策には、土留め壁の地表面から突出した部分の外壁面側に、腹起しを設置し、対向する腹起しの間にアンカーを設置する方法、土留め壁の地表面から突出した部分の外壁面側に、腹起しおよび控え構造を設置する方法、土留め壁の地表面から突出した部分の外壁面側に、かまち梁を設置する方法等がある。
【００１５】
本発明では、地盤の掘削面の周囲に沿って、上部の所定の長さが地表面から突出するように土留め壁を設置した後、掘削面内に、地表面より高い位置まで水を張り、水の水位を維持しつつ、掘削面内を水中掘削することにより、地盤を掘削する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、仮設工にかかる費用を削減でき、通水対策が不要である地盤の掘削方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、地盤１に設置された土留め壁１７の垂直断面図である。土留め壁１７は、芯材３、鉄板５、ソイルモルタル６、腹起し７、アンカー９等からなる。
【００１８】
芯材３は、掘削面２の周囲に沿って、上下方向が部材軸方向となるように所定の間隔をおいて設置される。鉄板５は、掘削面２を囲む複数の芯材３の内側に、筒型に設置される。鉄板５は、芯材３の上端部から、地盤１の表面１５より少し下（ＧＬ−１ｍ程度）までの範囲に設置される。ソイルモルタル６は、地盤１内において芯材３の周囲に設置される。腹起し７は、芯材３の、地盤１の表面１５から突出した部分の外側に沿って設置される。掘削面２が矩形の場合、腹起し７は掘削面２の４辺に設置される。アンカー９は、対向する腹起し７の間に設置される。
【００１９】
図１に示すような土留め壁１７を形成する際、土留め壁１７の地中部分の構築には、例えば、ＳＭＷやＴＲＤ工法が用いられる。土留め壁１７を形成するには、例えば、掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に芯材３を建て込んだ後、芯材３の内側に鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置する。
【００２０】
図２は、内部に水１１を張った状態の土留め壁１７の垂直断面図である。図１に示すように土留め壁１７を形成した後、図２に示すように、掘削面２（図１）内に水１１を張る。土留め壁１７の鉄板５は、水１１を張ったときに、隣接する芯材３の間の止水性を保つ。また、腹起し７およびアンカー９は、水１１の水圧による土留め壁１７の変形を防ぐ。
【００２１】
図３は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図、図４は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の一部の斜視図である。図２に示すように掘削面２内に水１１を張った後、図３および図４に示すように、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで水中掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を、水面１３が地盤１の表面１より高い位置となるように維持する。土留め壁１７のソイルモルタル６は、水中掘削の際に、隣接する芯材３の間の止水性を保つ。
【００２２】
図５は、土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図である。図５の（ａ）図は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図であり、図３の状態に相当する。図５の（ｂ）図は、鋼殻ケーソン３５を組立てる工程を示す図である。
【００２３】
図３および図５の（ａ）図に示すように、土留め壁１７内の掘削を終了した後、図５の（ｂ）図に示すように、鋼殻ケーソン３５を土留め壁１７内に浮かべ、鋼殻ケーソン３５内に水１１ａを注水する。さらに、内部に水１１ａを注水しつつ、鋼殻ケーソン３５の組立てを行う。
【００２４】
図５の（ｃ）図は、鋼殻ケーソン３５を着底させる工程を示す図、図５の（ｄ）図は、躯体の構築が完了した状態を示す図である。鋼殻ケーソン３５の組立てを終えた後、図５の（ｃ）図に示すように、鋼殻ケーソン３５を掘削面２の底部２６に着底させる。そして、土留め壁１７内の水１１、鋼殻ケーソン３５内の水１１ａを排水した後、図５の（ｄ）図に示すように、掘削面２内の地盤１ａを埋め戻して土留め壁１７を撤去し、躯体の構築を完了する。
【００２５】
このように、第１の実施の形態では、土留め壁１７の内部に地盤１の表面１５より高い位置まで水１１を張り、地盤１を水中掘削する。掘削の際には、土留め壁１７にかかる主働土圧１９に対し、水１１の水圧２１と掘削面２内の地盤の受働土圧２３で対抗するので、土留め壁１７にかかる主働土圧１９から水１１の水圧２１分を低減させ、土留め壁１７の仕様を下げることができる。
【００２６】
すなわち、地盤１内に地下水がある場合にも、土留め壁１７の下端を不透水層に到達させる必要がなく、土留め壁１７の根入れ長が短くなる。また、止水対策のため、底版改良を行う必要がなくなる。さらに、掘削時に土留め壁１７に切梁やアンカーを設置しなくてよい。第１の実施の形態によれば、これらの仮設工の省略により、コストを縮減することができる。
【００２７】
次に、第２の実施の形態について説明する。図６は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図６の（ａ）図は、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する工程を示す図である。
【００２８】
第２の実施の形態では、まず、図６の（ａ）図に示すように、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する。土留め壁１７ｃは、図４に示す土留め壁１７の、芯材３の地中部分と、ソイルモルタル６とからなる。土留め壁１７ｃを形成するには、例えば、掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に地中部分の長さの芯材３を建て込む。
【００２９】
図６の（ｂ）図は、土留め壁１７ｄを形成する工程を示す図である。土留め壁１７ｄは、図４に示す土留め壁１７の、芯材３の地上部分と、鉄板５と、腹起し７と、アンカー９とからなる。土留め壁１７ｄを形成するには、芯材３の地中部分の上に、芯材３の地上部分を継ぎ足す。そして、芯材３の内側に、図４に示す鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置する。
【００３０】
第２の実施の形態では、図６の（ａ）図、図６の（ｂ）図に示すように、先行して形成した土留め壁１７ｃの上方に土留め壁１７ｄを形成し、土留め壁１７を完成する。
【００３１】
図６の（ｃ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図６の（ｂ）図に示すように土留め壁１７を形成した後、図６の（ｃ）図に示すように、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。
【００３２】
図６の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図６の（ｄ）図に示す工程では、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００３３】
第２の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００３４】
次に、第３の実施の形態について説明する。図７は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図７の（ａ）図は、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する工程を示す図、図７の（ｂ）図は、土留め壁１７ｄを形成する工程を示す図である。
【００３５】
図７の（ａ）図、図７の（ｂ）は、第２の実施の形態の図６の（ａ）図、図６の（ｂ）図に相当する。第３の実施の形態では、まず、図７の（ａ）図、図７の（ｂ）に示すように、第２の実施の形態の図６の（ａ）図、図６の（ｂ）図を用いて説明したのと同様の方法で、先行して形成した土留め壁１７ｃの上方に土留め壁１７ｄを形成し、土留め壁１７を完成する。
【００３６】
図７の（ｃ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図７の（ｂ）図に示すように土留め壁１７を形成した後、図７の（ｃ）図に示すように、掘削面２内を掘削する。掘削時には、必要に応じて、土留め壁１７内に地盤１の表面１５より低い水位まで水１１を張り、水面１３ａの高さを保ちつつ、水中掘削を行う。掘削は、水１１を張らずに行ってもよい。いずれの方法で掘削する場合にも、図７の（ｃ）図に示す工程では、土留め壁１７がもつ深さまで掘削を行う。
【００３７】
図７の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図７の（ｃ）図に示すように掘削面２内を所定の深さまで掘削した後、図７の（ｄ）図に示すように、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。そして、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００３８】
第３の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００３９】
次に、第４の実施の形態について説明する。図８は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図８の（ａ）図は、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する工程を示す図である。
【００４０】
第４の実施の形態では、まず、図８の（ａ）図に示すように、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する。図８の（ａ）図では、第２の実施の形態の図６の（ａ）図と同様の方法で土留め壁１７ｃを形成する。
【００４１】
図８の（ｂ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図８の（ａ）図に示すように土留め壁１７ｃを形成した後、図８の（ｂ）図に示すように、掘削面２内を掘削する。掘削時には、必要に応じて、土留め壁１７ｃ内に地盤１の表面１５より低い水位まで水１１を張り、水面１３ａの高さを保ちつつ、水中掘削を行う。掘削は、水１１を張らずに行ってもよい。いずれの方法で掘削する場合にも、図８の（ｂ）図に示す工程では、土留め壁１７ｃがもつ深さまで掘削を行う。
【００４２】
図８の（ｃ）図は、土留め壁１７ｄを形成する工程を示す図である。図８の（ｃ）図では、図８の（ｂ）図に示すように掘削面２内を所定の深さまで掘削した後、第２の実施の形態の図６の（ｂ）図と同様の方法で土留め壁１７ｃの上方に土留め壁１７ｄを形成し、土留め壁１７を完成する。そして、土留め壁１７を形成した後、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。
【００４３】
図８の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図８の（ｄ）図に示す工程では、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００４４】
第４の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００４５】
次に、第５の実施の形態について説明する。図９は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図９の（ａ）図は、地盤１に土留め壁１７ｅを形成する工程を示す図である。
【００４６】
第５の実施の形態では、まず、図９の（ａ）図に示すように、地盤１に土留め壁１７ｅを形成する。土留め壁１７ｅは、図４に示す土留め壁１７の、芯材３と、ソイルモルタル６とからなる。土留め壁１７ｅを形成するには、例えば、掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に図４に示す長さの芯材３を建て込む。
【００４７】
図９の（ｂ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図９の（ａ）図に示すように土留め壁１７ｅを形成した後、図９の（ｂ）図に示すように、掘削面２内を掘削する。掘削時には、必要に応じて、土留め壁１７ｅ内に地盤１の表面１５より低い高さまで水１１を張り、水面１３ａの高さを保ちつつ、水中掘削を行う。掘削は、水１１を張らずに行ってもよい。いずれの方法で掘削する場合にも、図９の（ｂ）図に示す工程では、土留め壁１７ｅがもつ深さまで掘削を行う。
【００４８】
図９の（ｃ）図は、土留め壁１７を形成する工程を示す図である。図９の（ｂ）図に示すように掘削面２内を所定の深さまで掘削した後、図９の（ｃ）図に示すように、土留め壁１７ｅの芯材３の内側に、図４に示す鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置して、土留め壁１７を完成する。図９の（ｃ）図に示す工程では、土留め壁１７を形成した後、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。
【００４９】
図９の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図９の（ｄ）図に示す工程では、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００５０】
第５の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００５１】
第２から第５の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、土留め壁１７の内部に地盤１の表面１５より高い位置まで水１１を張り、地盤１を水中掘削する。掘削の際には、土留め壁１７にかかる主働土圧１９に対し、水１１の水圧２１と掘削面２内の地盤の受働土圧２３で対抗するので、土留め壁１７にかかる主働土圧１９から水１１の水圧２１分を低減させ、土留め壁１７の仕様を下げることができる。
【００５２】
すなわち、地盤１内に地下水がある場合にも、土留め壁１７の下端を不透水層に到達させる必要がなく、土留め壁１７の根入れ長が短くなる。また、止水対策のため、底版改良を行う必要がなくなる。さらに、掘削時に土留め壁１７に切梁やアンカーを設置しなくてよい。第２から第５の実施の形態においても、これらの仮設工の省略により、コストを縮減することができる。
【００５３】
なお、土留め壁の構成は、図１から図４に示すものに限らない。図１０は、他の土留め壁１７ａの一部の斜視図である。図１０に示す土留め壁１７ａは、土留め壁１７とほぼ同様の構成であるが、アンカー９が設置されず、控え構造２５が設置される。
【００５４】
控え構造２５は、地盤１上に設置された水平材２９と、水平材２９と腹起し７との間に設置された斜材２７とからなる。土留め壁１７ａは、第１から第３のいずれの実施の形態にも適用でき、土留め壁１７とほぼ同様の方法で形成される。控え構造２５は、水１１の水圧による土留め壁１７ａの変形を防ぐため、土留め壁１７ａ内に水１１を張る前に設置される。
【００５５】
図１１は、他の土留め壁１７ｂの一部の斜視図である。図１１に示す土留め壁１７ｂは、土留め壁１７とほぼ同様の構成であるが、腹起し７およびアンカー９が設置されず、かまち梁３１が設置される。
【００５６】
かまち梁３１は、例えば、コンクリート製の本体３２と、本体３２に埋設されたＰＣ鋼線３３とからなる。かまち梁３１は、芯材３の、地盤１の表面１５から突出した部分の外側に沿って設置される。例えば、掘削面２が矩形の場合、かまち梁３は矩形の枠状となる。土留め壁１７ｂは、第１から第３のいずれの実施の形態にも適用でき、土留め壁１７とほぼ同様の方法で形成される。かまち梁３１は、水１１の水圧による土留め壁１７ｂの変形を防ぐため、土留め壁１７ｂ内に水１１を張る前に設置される。
【００５７】
土留め壁において、隣接する芯材３の間の地上部分の止水を行う部材、地中部分の止水を行う部材は、それぞれ、鉄板５、ソイルモルタル６に限らない。これらは、土留め壁１７内に水１１を張って掘削面２を掘削できるような遮水性と強度を有する材料であればよい。
【００５８】
また、土留め壁内に躯体を構築する方法は、図５に示したものに限らない。図１２は、他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図である。図１２の（ａ）図は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図であり、図３の状態に相当する。図１２の（ｂ）図は、ＲＣ躯体３９を組立てる工程を示す図である。
【００５９】
図３および図１２の（ａ）図に示すように、土留め壁１７内の掘削を終了した後、図１２の（ｂ）図に示すように、水１１上に浮体３７を浮かべる。そして、浮体３７内部でＲＣ躯体３９の組立てを行う。
【００６０】
図１２の（ｃ）図は、ＲＣ躯体３９を着底させる工程を示す図、図１２の（ｄ）図は、躯体の構築が完了した状態を示す図である。ＲＣ躯体３９の組立てを終えた後、図１２の（ｃ）図に示すように、ＲＣ躯体３９を自重で沈下させ、掘削面２の底部２６に着底させる。そして、土留め壁１７内の水１１を排水した後、図１２の（ｄ）図に示すように、掘削面２内の地盤１ａを埋め戻して土留め壁１７を撤去し、躯体の構築を完了する。
【００６１】
図１３は、他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図である。図１３の（ａ）図は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図であり、図３の状態に相当する。図１３の（ｂ）図は、掘削面２内に切梁４１と底版４３を設置する工程を示す図である。
【００６２】
図３および図１３の（ａ）図に示すように、土留め壁１７内の掘削を終了した後、図１３の（ｂ）図に示すように、掘削面２の底部２６上に水中コンクリートを打設して底版４３を形成する。そして、水１１中で、土留め壁１７の内部に複数段の切梁４１を設置する。
【００６３】
図１３の（ｃ）図は、ＲＣ躯体４５を構築する工程を示す図、図１３の（ｄ）図は、躯体の構築が完了した状態を示す図である。切梁４１の設置を終えた後、図１３の（ｃ）図に示すように、掘削面２内の水１１を排水し、底版４３上にＲＣ躯体４５を構築する。ＲＣ躯体４５の構築に伴って、図１３の（ｄ）図に示すように、切梁４１を撤去し、掘削面２内の地盤１ａを埋め戻し、最後に土留め壁１７を撤去して躯体の構築を完了する。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる地盤の掘削方法の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、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例また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。
【００６５】
第１から第５の実施の形態では、芯材としてH鋼を用いた土留め壁を適用した場合について説明したが、本発明の地盤の掘削方法では、鋼矢板、鋼管矢板、ＲＣ連壁等を用いた他の一般的な土留め工法により形成した土留め壁を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】地盤１に設置された土留め壁１７の垂直断面図
【図２】内部に水１１を張った状態の土留め壁１７の垂直断面図
【図３】内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図
【図４】内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の一部の斜視図
【図５】土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図
【図６】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図７】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図８】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図９】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図１０】他の土留め壁１７ａの一部の斜視図
【図１１】他の土留め壁１７ｂの一部の斜視図
【図１２】他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図
【図１３】他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図
【符号の説明】
【００６７】
１、１ａ………地盤
２………掘削面
３………芯材
５………鉄板
６………ソイルモルタル
７………腹起し
９………アンカー
１１………水
１３、１３ａ………水面
１５………表面
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ………土留め壁
２５………控え構造
３１………かまち梁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、土留め掘削工事では、地下水の止水対策のため、（１）土留め壁を不透水層まで根入れする方法や、（２）土留め壁を不透水層まで根入れせずに、掘削面の底版改良を行う方法（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３００６６号公報
【０００４】
また、掘削段階に応じて、切梁またはアンカーを設置しながら掘削を行っている。さらに、土留め壁が地下水流を遮断してしまうため、通水対策を行う事例もある。
【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、底版の改良、土留め壁の設置、アンカーや切梁の設置は、仮設工であるにもかかわらず、全体の工事費や材料費において大きな割合を占める。また、通水対策を行う場合、さらに費用がかかる。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、仮設工にかかる費用を削減でき、通水対策が不要である地盤の掘削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための本発明は、地盤の掘削面の周囲に沿って、上部の所定の長さが地表面から突出するように土留め壁を設置する工程（ａ）と、前記掘削面内に、前記地表面より高い位置まで水を張る工程（ｂ）と、前記水の水位を維持しつつ、前記掘削面内を水中掘削する工程（ｃ）と、を具備することを特徴とする地盤の掘削方法である。
【０００８】
工程（ａ）は、例えば、次のような５つの方法のいずれかによって実施される。第１の方法では、工程（ａ）において、上部の所定の長さが地表面から突出するような芯材と、地盤内において芯材間の止水性を保つための遮水部材と、芯材の上部の所定の長さの部分の内側に沿って筒型に配置される遮水性の板材とを、掘削面の周囲に沿って設置する。
【０００９】
第２の方法では、工程（ａ）が、地盤内に、芯材と、芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、芯材の上端部に、上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）とからなる。
【００１０】
第３の方法では、工程（ａ）が、地盤内に、芯材と、芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、芯材の上端部に、上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）と、掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｆ）とからなる。
【００１１】
第４の方法では、工程（ａ）が、地盤内に、芯材と、芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｇ）と、芯材の上端部に、上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）とからなる。
【００１２】
第５の方法では、工程（ａ）が、上部の所定の長さが地表面から突出するような芯材と、地盤内において芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｈ）と、掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｉ）と、芯材の、上部の所定の長さの部分の内側に沿って、遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｊ）とからなる。
【００１３】
土留め壁は、例えば、掘削面の外縁に沿って筒型に設置された遮水性の板材と、筒型に設置された遮水性の板材の外周面に沿って、上下方向が部材軸方向となるように所定の間隔をおいて設置された複数の芯材と、地盤内に設置された、芯材間の止水性を保つための遮水部材とからなる。遮水部材とは、ソイルモルタル等である。
【００１４】
土留め壁の地表面から突出した部分には、工程（ｂ）で掘削面内に張られる水の水圧に対抗するための対策が施される。対策には、土留め壁の地表面から突出した部分の外壁面側に、腹起しを設置し、対向する腹起しの間にアンカーを設置する方法、土留め壁の地表面から突出した部分の外壁面側に、腹起しおよび控え構造を設置する方法、土留め壁の地表面から突出した部分の外壁面側に、かまち梁を設置する方法等がある。
【００１５】
本発明では、地盤の掘削面の周囲に沿って、上部の所定の長さが地表面から突出するように土留め壁を設置した後、掘削面内に、地表面より高い位置まで水を張り、水の水位を維持しつつ、掘削面内を水中掘削することにより、地盤を掘削する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、仮設工にかかる費用を削減でき、通水対策が不要である地盤の掘削方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、地盤１に設置された土留め壁１７の垂直断面図である。土留め壁１７は、芯材３、鉄板５、ソイルモルタル６、腹起し７、アンカー９等からなる。
【００１８】
芯材３は、掘削面２の周囲に沿って、上下方向が部材軸方向となるように所定の間隔をおいて設置される。鉄板５は、掘削面２を囲む複数の芯材３の内側に、筒型に設置される。鉄板５は、芯材３の上端部から、地盤１の表面１５より少し下（ＧＬ−１ｍ程度）までの範囲に設置される。ソイルモルタル６は、地盤１内において芯材３の周囲に設置される。腹起し７は、芯材３の、地盤１の表面１５から突出した部分の外側に沿って設置される。掘削面２が矩形の場合、腹起し７は掘削面２の４辺に設置される。アンカー９は、対向する腹起し７の間に設置される。
【００１９】
図１に示すような土留め壁１７を形成する際、土留め壁１７の地中部分の構築には、例えば、ＳＭＷやＴＲＤ工法が用いられる。土留め壁１７を形成するには、例えば、掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に芯材３を建て込んだ後、芯材３の内側に鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置する。
【００２０】
図２は、内部に水１１を張った状態の土留め壁１７の垂直断面図である。図１に示すように土留め壁１７を形成した後、図２に示すように、掘削面２（図１）内に水１１を張る。土留め壁１７の鉄板５は、水１１を張ったときに、隣接する芯材３の間の止水性を保つ。また、腹起し７およびアンカー９は、水１１の水圧による土留め壁１７の変形を防ぐ。
【００２１】
図３は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図、図４は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の一部の斜視図である。図２に示すように掘削面２内に水１１を張った後、図３および図４に示すように、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで水中掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を、水面１３が地盤１の表面１より高い位置となるように維持する。土留め壁１７のソイルモルタル６は、水中掘削の際に、隣接する芯材３の間の止水性を保つ。
【００２２】
図５は、土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図である。図５の（ａ）図は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図であり、図３の状態に相当する。図５の（ｂ）図は、鋼殻ケーソン３５を組立てる工程を示す図である。
【００２３】
図３および図５の（ａ）図に示すように、土留め壁１７内の掘削を終了した後、図５の（ｂ）図に示すように、鋼殻ケーソン３５を土留め壁１７内に浮かべ、鋼殻ケーソン３５内に水１１ａを注水する。さらに、内部に水１１ａを注水しつつ、鋼殻ケーソン３５の組立てを行う。
【００２４】
図５の（ｃ）図は、鋼殻ケーソン３５を着底させる工程を示す図、図５の（ｄ）図は、躯体の構築が完了した状態を示す図である。鋼殻ケーソン３５の組立てを終えた後、図５の（ｃ）図に示すように、鋼殻ケーソン３５を掘削面２の底部２６に着底させる。そして、土留め壁１７内の水１１、鋼殻ケーソン３５内の水１１ａを排水した後、図５の（ｄ）図に示すように、掘削面２内の地盤１ａを埋め戻して土留め壁１７を撤去し、躯体の構築を完了する。
【００２５】
このように、第１の実施の形態では、土留め壁１７の内部に地盤１の表面１５より高い位置まで水１１を張り、地盤１を水中掘削する。掘削の際には、土留め壁１７にかかる主働土圧１９に対し、水１１の水圧２１と掘削面２内の地盤の受働土圧２３で対抗するので、土留め壁１７にかかる主働土圧１９から水１１の水圧２１分を低減させ、土留め壁１７の仕様を下げることができる。
【００２６】
すなわち、地盤１内に地下水がある場合にも、土留め壁１７の下端を不透水層に到達させる必要がなく、土留め壁１７の根入れ長が短くなる。また、止水対策のため、底版改良を行う必要がなくなる。さらに、掘削時に土留め壁１７に切梁やアンカーを設置しなくてよい。第１の実施の形態によれば、これらの仮設工の省略により、コストを縮減することができる。
【００２７】
次に、第２の実施の形態について説明する。図６は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図６の（ａ）図は、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する工程を示す図である。
【００２８】
第２の実施の形態では、まず、図６の（ａ）図に示すように、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する。土留め壁１７ｃは、図４に示す土留め壁１７の、芯材３の地中部分と、ソイルモルタル６とからなる。土留め壁１７ｃを形成するには、例えば、掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に地中部分の長さの芯材３を建て込む。
【００２９】
図６の（ｂ）図は、土留め壁１７ｄを形成する工程を示す図である。土留め壁１７ｄは、図４に示す土留め壁１７の、芯材３の地上部分と、鉄板５と、腹起し７と、アンカー９とからなる。土留め壁１７ｄを形成するには、芯材３の地中部分の上に、芯材３の地上部分を継ぎ足す。そして、芯材３の内側に、図４に示す鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置する。
【００３０】
第２の実施の形態では、図６の（ａ）図、図６の（ｂ）図に示すように、先行して形成した土留め壁１７ｃの上方に土留め壁１７ｄを形成し、土留め壁１７を完成する。
【００３１】
図６の（ｃ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図６の（ｂ）図に示すように土留め壁１７を形成した後、図６の（ｃ）図に示すように、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。
【００３２】
図６の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図６の（ｄ）図に示す工程では、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００３３】
第２の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００３４】
次に、第３の実施の形態について説明する。図７は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図７の（ａ）図は、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する工程を示す図、図７の（ｂ）図は、土留め壁１７ｄを形成する工程を示す図である。
【００３５】
図７の（ａ）図、図７の（ｂ）は、第２の実施の形態の図６の（ａ）図、図６の（ｂ）図に相当する。第３の実施の形態では、まず、図７の（ａ）図、図７の（ｂ）に示すように、第２の実施の形態の図６の（ａ）図、図６の（ｂ）図を用いて説明したのと同様の方法で、先行して形成した土留め壁１７ｃの上方に土留め壁１７ｄを形成し、土留め壁１７を完成する。
【００３６】
図７の（ｃ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図７の（ｂ）図に示すように土留め壁１７を形成した後、図７の（ｃ）図に示すように、掘削面２内を掘削する。掘削時には、必要に応じて、土留め壁１７内に地盤１の表面１５より低い水位まで水１１を張り、水面１３ａの高さを保ちつつ、水中掘削を行う。掘削は、水１１を張らずに行ってもよい。いずれの方法で掘削する場合にも、図７の（ｃ）図に示す工程では、土留め壁１７がもつ深さまで掘削を行う。
【００３７】
図７の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図７の（ｃ）図に示すように掘削面２内を所定の深さまで掘削した後、図７の（ｄ）図に示すように、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。そして、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００３８】
第３の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００３９】
次に、第４の実施の形態について説明する。図８は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図８の（ａ）図は、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する工程を示す図である。
【００４０】
第４の実施の形態では、まず、図８の（ａ）図に示すように、地盤１内に土留め壁１７ｃを形成する。図８の（ａ）図では、第２の実施の形態の図６の（ａ）図と同様の方法で土留め壁１７ｃを形成する。
【００４１】
図８の（ｂ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図８の（ａ）図に示すように土留め壁１７ｃを形成した後、図８の（ｂ）図に示すように、掘削面２内を掘削する。掘削時には、必要に応じて、土留め壁１７ｃ内に地盤１の表面１５より低い水位まで水１１を張り、水面１３ａの高さを保ちつつ、水中掘削を行う。掘削は、水１１を張らずに行ってもよい。いずれの方法で掘削する場合にも、図８の（ｂ）図に示す工程では、土留め壁１７ｃがもつ深さまで掘削を行う。
【００４２】
図８の（ｃ）図は、土留め壁１７ｄを形成する工程を示す図である。図８の（ｃ）図では、図８の（ｂ）図に示すように掘削面２内を所定の深さまで掘削した後、第２の実施の形態の図６の（ｂ）図と同様の方法で土留め壁１７ｃの上方に土留め壁１７ｄを形成し、土留め壁１７を完成する。そして、土留め壁１７を形成した後、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。
【００４３】
図８の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図８の（ｄ）図に示す工程では、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００４４】
第４の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００４５】
次に、第５の実施の形態について説明する。図９は、土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図である。図９の（ａ）図は、地盤１に土留め壁１７ｅを形成する工程を示す図である。
【００４６】
第５の実施の形態では、まず、図９の（ａ）図に示すように、地盤１に土留め壁１７ｅを形成する。土留め壁１７ｅは、図４に示す土留め壁１７の、芯材３と、ソイルモルタル６とからなる。土留め壁１７ｅを形成するには、例えば、掘削面２の外縁に沿って、地盤１に溝を掘削しつつ、掘削土砂にセメントスラリ等を混合し、溝にソイルモルタル６を充填する。そして、ソイルモルタル６中に図４に示す長さの芯材３を建て込む。
【００４７】
図９の（ｂ）図は、掘削面２内を掘削する工程を示す図である。図９の（ａ）図に示すように土留め壁１７ｅを形成した後、図９の（ｂ）図に示すように、掘削面２内を掘削する。掘削時には、必要に応じて、土留め壁１７ｅ内に地盤１の表面１５より低い高さまで水１１を張り、水面１３ａの高さを保ちつつ、水中掘削を行う。掘削は、水１１を張らずに行ってもよい。いずれの方法で掘削する場合にも、図９の（ｂ）図に示す工程では、土留め壁１７ｅがもつ深さまで掘削を行う。
【００４８】
図９の（ｃ）図は、土留め壁１７を形成する工程を示す図である。図９の（ｂ）図に示すように掘削面２内を所定の深さまで掘削した後、図９の（ｃ）図に示すように、土留め壁１７ｅの芯材３の内側に、図４に示す鉄板５を設置する。さらに、芯材３の外側に腹起し７を設置し、腹起し７の間にアンカー９を設置して、土留め壁１７を完成する。図９の（ｃ）図に示す工程では、土留め壁１７を形成した後、土留め壁１７の内部に、水面１３の高さが地盤１の表面１５より高い位置となるように、水１１を張る。
【００４９】
図９の（ｄ）図は、掘削面２の掘削が終了した状態を示す図である。図９の（ｄ）図に示す工程では、掘削面２内の地盤１を掘削予定位置２４まで掘削する。地盤１を掘削する間は、水１１の水位を維持する。
【００５０】
第５の実施の形態では、掘削面２の掘削を終了した後、第１の実施の形態と同様の方法で土留め壁１７内に躯体を構築する。
【００５１】
第２から第５の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、土留め壁１７の内部に地盤１の表面１５より高い位置まで水１１を張り、地盤１を水中掘削する。掘削の際には、土留め壁１７にかかる主働土圧１９に対し、水１１の水圧２１と掘削面２内の地盤の受働土圧２３で対抗するので、土留め壁１７にかかる主働土圧１９から水１１の水圧２１分を低減させ、土留め壁１７の仕様を下げることができる。
【００５２】
すなわち、地盤１内に地下水がある場合にも、土留め壁１７の下端を不透水層に到達させる必要がなく、土留め壁１７の根入れ長が短くなる。また、止水対策のため、底版改良を行う必要がなくなる。さらに、掘削時に土留め壁１７に切梁やアンカーを設置しなくてよい。第２から第５の実施の形態においても、これらの仮設工の省略により、コストを縮減することができる。
【００５３】
なお、土留め壁の構成は、図１から図４に示すものに限らない。図１０は、他の土留め壁１７ａの一部の斜視図である。図１０に示す土留め壁１７ａは、土留め壁１７とほぼ同様の構成であるが、アンカー９が設置されず、控え構造２５が設置される。
【００５４】
控え構造２５は、地盤１上に設置された水平材２９と、水平材２９と腹起し７との間に設置された斜材２７とからなる。土留め壁１７ａは、第１から第３のいずれの実施の形態にも適用でき、土留め壁１７とほぼ同様の方法で形成される。控え構造２５は、水１１の水圧による土留め壁１７ａの変形を防ぐため、土留め壁１７ａ内に水１１を張る前に設置される。
【００５５】
図１１は、他の土留め壁１７ｂの一部の斜視図である。図１１に示す土留め壁１７ｂは、土留め壁１７とほぼ同様の構成であるが、腹起し７およびアンカー９が設置されず、かまち梁３１が設置される。
【００５６】
かまち梁３１は、例えば、コンクリート製の本体３２と、本体３２に埋設されたＰＣ鋼線３３とからなる。かまち梁３１は、芯材３の、地盤１の表面１５から突出した部分の外側に沿って設置される。例えば、掘削面２が矩形の場合、かまち梁３は矩形の枠状となる。土留め壁１７ｂは、第１から第３のいずれの実施の形態にも適用でき、土留め壁１７とほぼ同様の方法で形成される。かまち梁３１は、水１１の水圧による土留め壁１７ｂの変形を防ぐため、土留め壁１７ｂ内に水１１を張る前に設置される。
【００５７】
土留め壁において、隣接する芯材３の間の地上部分の止水を行う部材、地中部分の止水を行う部材は、それぞれ、鉄板５、ソイルモルタル６に限らない。これらは、土留め壁１７内に水１１を張って掘削面２を掘削できるような遮水性と強度を有する材料であればよい。
【００５８】
また、土留め壁内に躯体を構築する方法は、図５に示したものに限らない。図１２は、他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図である。図１２の（ａ）図は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図であり、図３の状態に相当する。図１２の（ｂ）図は、ＲＣ躯体３９を組立てる工程を示す図である。
【００５９】
図３および図１２の（ａ）図に示すように、土留め壁１７内の掘削を終了した後、図１２の（ｂ）図に示すように、水１１上に浮体３７を浮かべる。そして、浮体３７内部でＲＣ躯体３９の組立てを行う。
【００６０】
図１２の（ｃ）図は、ＲＣ躯体３９を着底させる工程を示す図、図１２の（ｄ）図は、躯体の構築が完了した状態を示す図である。ＲＣ躯体３９の組立てを終えた後、図１２の（ｃ）図に示すように、ＲＣ躯体３９を自重で沈下させ、掘削面２の底部２６に着底させる。そして、土留め壁１７内の水１１を排水した後、図１２の（ｄ）図に示すように、掘削面２内の地盤１ａを埋め戻して土留め壁１７を撤去し、躯体の構築を完了する。
【００６１】
図１３は、他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図である。図１３の（ａ）図は、内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図であり、図３の状態に相当する。図１３の（ｂ）図は、掘削面２内に切梁４１と底版４３を設置する工程を示す図である。
【００６２】
図３および図１３の（ａ）図に示すように、土留め壁１７内の掘削を終了した後、図１３の（ｂ）図に示すように、掘削面２の底部２６上に水中コンクリートを打設して底版４３を形成する。そして、水１１中で、土留め壁１７の内部に複数段の切梁４１を設置する。
【００６３】
図１３の（ｃ）図は、ＲＣ躯体４５を構築する工程を示す図、図１３の（ｄ）図は、躯体の構築が完了した状態を示す図である。切梁４１の設置を終えた後、図１３の（ｃ）図に示すように、掘削面２内の水１１を排水し、底版４３上にＲＣ躯体４５を構築する。ＲＣ躯体４５の構築に伴って、図１３の（ｄ）図に示すように、切梁４１を撤去し、掘削面２内の地盤１ａを埋め戻し、最後に土留め壁１７を撤去して躯体の構築を完了する。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる地盤の掘削方法の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、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例また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。
【００６５】
第１から第５の実施の形態では、芯材としてH鋼を用いた土留め壁を適用した場合について説明したが、本発明の地盤の掘削方法では、鋼矢板、鋼管矢板、ＲＣ連壁等を用いた他の一般的な土留め工法により形成した土留め壁を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】地盤１に設置された土留め壁１７の垂直断面図
【図２】内部に水１１を張った状態の土留め壁１７の垂直断面図
【図３】内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の垂直断面図
【図４】内部の掘削を終了した状態の土留め壁１７の一部の斜視図
【図５】土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図
【図６】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図７】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図８】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図９】土留め壁１７を形成し、掘削面２内を掘削する各工程を示す図
【図１０】他の土留め壁１７ａの一部の斜視図
【図１１】他の土留め壁１７ｂの一部の斜視図
【図１２】他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図
【図１３】他の方法で土留め壁１７内に躯体を構築するための各工程を示す図
【符号の説明】
【００６７】
１、１ａ………地盤
２………掘削面
３………芯材
５………鉄板
６………ソイルモルタル
７………腹起し
９………アンカー
１１………水
１３、１３ａ………水面
１５………表面
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ………土留め壁
２５………控え構造
３１………かまち梁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の掘削面の周囲に沿って、上部の所定の長さが地表面から突出するように土留め壁を設置する工程（ａ）と、
前記掘削面内に、前記地表面より高い位置まで水を張る工程（ｂ）と、
前記水の水位を維持しつつ、前記掘削面内を水中掘削する工程（ｃ）と、
を具備することを特徴とする地盤の掘削方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）において、
前記上部の所定の長さが前記地表面から突出するような芯材と、前記地盤内において前記芯材間の止水性を保つための遮水部材と、前記芯材の前記上部の所定の長さの部分の内側に沿って筒型に配置される遮水性の板材とを、前記掘削面の周囲に沿って設置することを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）が、
前記地盤内に、芯材と、前記芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、前記掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、
前記芯材の上端部に、前記上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、前記上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）と、
からなることを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項４】
前記工程（ｅ）の後に、
前記掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｆ）をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の地盤の掘削方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）と前記工程（ｅ）との間に、
前記掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｇ）をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の地盤の掘削方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）が、
前記上部の所定の長さが前記地表面から突出するような芯材と、前記地盤内において前記芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、前記掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｈ）と、
前記掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｉ）と、
前記芯材の、前記上部の所定の長さの部分の内側に沿って、遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｊ）と、
からなることを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項７】
前記土留め壁が、
前記掘削面の外縁に沿って筒型に設置された遮水性の板材と、
前記筒型に設置された遮水性の板材の外周面に沿って、上下方向が部材軸方向となるように所定の間隔をおいて設置された複数の芯材と、
前記地盤内に設置された、前記芯材間の止水性を保つための遮水部材と、
からなることを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項８】
前記土留め壁の前記地表面から突出した部分の外壁面側に腹起しが設置され、対向する前記腹起しの間にアンカーが設置されたことを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項９】
前記土留め壁の前記地表面から突出した部分の外壁面側に、腹起しおよび控え構造が設置されたことを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項１０】
前記土留め壁の前記地表面から突出した部分の外壁面側に、かまち梁が設置されたことを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項１】
地盤の掘削面の周囲に沿って、上部の所定の長さが地表面から突出するように土留め壁を設置する工程（ａ）と、
前記掘削面内に、前記地表面より高い位置まで水を張る工程（ｂ）と、
前記水の水位を維持しつつ、前記掘削面内を水中掘削する工程（ｃ）と、
を具備することを特徴とする地盤の掘削方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）において、
前記上部の所定の長さが前記地表面から突出するような芯材と、前記地盤内において前記芯材間の止水性を保つための遮水部材と、前記芯材の前記上部の所定の長さの部分の内側に沿って筒型に配置される遮水性の板材とを、前記掘削面の周囲に沿って設置することを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）が、
前記地盤内に、芯材と、前記芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、前記掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｄ）と、
前記芯材の上端部に、前記上部の所定の長さの芯材を継ぎ足し、前記上部の所定の長さの芯材の内側に沿って遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｅ）と、
からなることを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項４】
前記工程（ｅ）の後に、
前記掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｆ）をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の地盤の掘削方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）と前記工程（ｅ）との間に、
前記掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｇ）をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の地盤の掘削方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）が、
前記上部の所定の長さが前記地表面から突出するような芯材と、前記地盤内において前記芯材間の止水性を保つための遮水部材とを、前記掘削面の周囲に沿って設置する工程（ｈ）と、
前記掘削面内を所定の深さまで掘削する工程（ｉ）と、
前記芯材の、前記上部の所定の長さの部分の内側に沿って、遮水性の板材を筒型に設置する工程（ｊ）と、
からなることを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項７】
前記土留め壁が、
前記掘削面の外縁に沿って筒型に設置された遮水性の板材と、
前記筒型に設置された遮水性の板材の外周面に沿って、上下方向が部材軸方向となるように所定の間隔をおいて設置された複数の芯材と、
前記地盤内に設置された、前記芯材間の止水性を保つための遮水部材と、
からなることを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項８】
前記土留め壁の前記地表面から突出した部分の外壁面側に腹起しが設置され、対向する前記腹起しの間にアンカーが設置されたことを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項９】
前記土留め壁の前記地表面から突出した部分の外壁面側に、腹起しおよび控え構造が設置されたことを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【請求項１０】
前記土留め壁の前記地表面から突出した部分の外壁面側に、かまち梁が設置されたことを特徴とする請求項１記載の地盤の掘削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２１９９４７（Ｐ２００６−２１９９４７Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６１８５（Ｐ２００５−３６１８５）
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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