立坑の構築方法
【課題】コストアップを招くことなく、しかも効率的に、有効立坑径および有効深さがより大きな立坑の構築を可能とした工法を提供する。
【解決手段】刃口リング１０の上に波形鋼板製のスキンプレート５とかご状フレームを４を単位要素として組み立てた筒状の土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃを継ぎ足しながら、坑底部分の掘削と圧入装置による圧入とを繰り返して、所定深さの土留め壁組立体１による立坑Ｈを構築する。土留め壁組立体１ａ〜１ｃはリングビームと縦方向のクロスビームとを主要素とする。圧入装置７による荷重を格段のクロスビーム３を介して先端の刃口リング１０に伝達する。立坑Ｈの構築後にかご状フレーム４を分解しながら撤去し、土留め壁１としてスキンプレート５のみを残す。
【解決手段】刃口リング１０の上に波形鋼板製のスキンプレート５とかご状フレームを４を単位要素として組み立てた筒状の土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃを継ぎ足しながら、坑底部分の掘削と圧入装置による圧入とを繰り返して、所定深さの土留め壁組立体１による立坑Ｈを構築する。土留め壁組立体１ａ〜１ｃはリングビームと縦方向のクロスビームとを主要素とする。圧入装置７による荷重を格段のクロスビーム３を介して先端の刃口リング１０に伝達する。立坑Ｈの構築後にかご状フレーム４を分解しながら撤去し、土留め壁１としてスキンプレート５のみを残す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木，建築分野において、筒状の土留め壁をもって地中に立坑を構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば特許文献１に記載のようにいわゆるセグメント構造の地中構造物の築造方法が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の技術では、最初にリング状の刃口部を形成するとともに、その刃口部に複数の圧入支柱を立設した上でそれらの圧入支柱の周囲にコンクリートセグメントまたはスチールセグメント等のセグメントを複数段にわたり積み重ねながら圧入支柱と連結して筒状の壁体部を形成し、次いで油圧ジャッキにて圧入支柱に圧入力を付与して上記セグメント群からなる壁体部を地中に圧入するようにしている。この特許文献１に記載の技術によれば、圧入力は圧入支柱を介して刃口部に伝達されるので、圧入に対する強度の面で必ずしも十分でない壁体部には圧入力がほとんど作用しないとされている。
【０００４】
また、上記のようなコンクリートセグメントまたはスチールセグメント等の厚肉，高強度のセグメントに代えて、波形鋼板をもって予め所定曲率の円弧状に形成したライナープレートを土留め壁体として用いることを前提とした工法が特許文献２，３にて提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１５６２０５号公報（図４）
【特許文献２】実開平６−４９５９２号公報（図１および図６）
【特許文献３】特開平１０−１６９３６０号公報（図１２〜図１６）
【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に記載の技術では、圧入支柱としてＨ形鋼等を使用することを前提としていることから、圧入沈設された筒状の壁体部の内周面にそれぞれの圧入支柱が張り出すことになり、壁体部の内部の有効断面積ひいては有効利用できる立坑の坑径が制約されることとなり、なおも改善の余地を残している。
【０００６】
その一方、特許文献２に記載の技術では、波形鋼板をもって形成したライナープレートの剛性が十分でなく、しかも圧入時の推進抵抗が大きい点を考慮して、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体の外周を別の薄い鋼板にて被覆することを前提としていることから、ライナープレートとは別に被覆用の鋼板が必須となり、大幅なコストアップが余儀なくされる。
【０００７】
さらに、特許文献３に記載の技術では、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体に直接圧入荷重を付与して地中に圧入するようにしていることから、ライナープレート自体が波形鋼板にて形成されているために圧入時の推進抵抗が大きいばかりでなく、その剛性が十分でないために圧入時にライナープレートが座屈変形を起こしやすく、したがって構築できる立坑の深さに自ずと限界がある。
【０００８】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、筒状の土留め壁組立体を単位要素（セグメント）としてこれを複数段にわたり継ぎ足して組み立てた土留め壁の内部を掘削しながらその土留め壁を地中に圧入沈設して立坑を構築することを前提として、コストアップを招くことなく、しかも効率的に、有効立坑径および有効深さがより大きな立坑の構築を可能とした工法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、筒状の土留め壁組立体を単位要素としてこれを複数段にわたり継ぎ足して組み立てた土留め壁の内部を掘削しながらその土留め壁を地中に圧入沈設して立坑を構築する方法であって、上記土留め壁組立体は複数の桁部材を格子状に組み合わせてなるかご状フレームとその外周面を覆うスキンプレートを備えていて、最下段の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合するとともに、それ以外の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合することなく上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合した状態で、上記かご状フレームを荷重入力部として土留め壁を所定深度まで地中に圧入沈設し、上記土留め壁の圧入沈設後にスキンプレートのみを土留め壁として残して上記かご状フレームを撤去することを特徴とする。
【００１０】
具体的には、請求項２に記載のように、上記単位要素分の土留め壁組立体を組み立てながら下段側の土留め壁組立体に積み重ねるように連結して継ぎ足し、このような単位要素分の土留め壁組立体の組み立てと連結のほか、上記掘削および単位要素分の圧入沈設動作を繰り返し行うものとする。
【００１１】
より具体的には、請求項３に記載のように、上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、円周方向で予め複数に分割されているフレームを分解可能に結合してかご状フレームを組み立てる工程と、このかご状フレームの外周面側にスキンプレートを配置しながら、上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合する工程とを含んでいるものとする。
【００１２】
ここで、上記スキンプレートは、請求項４に記載のように、かご状フレームの外形の曲率に合わせて予め曲げ加工を施した単一もしくは複数のプレートセグメントをもって形成されているものとする。
【００１３】
上記プレートセグメントとしては、単純な平板状のもののほか、垂直断面もしくは水平断面が波形状の波形鋼板等を用いるものとする。
【００１４】
例えば上記スキンプレートが、円周方向で予め複数に分割されているプレートセグメントを分解可能に連結したものである場合には、請求項５に記載のように、上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、上記かご状フレームの外周面側にプレートセグメントを配置しながら、かご状フレームの円周方向および上下の土留め壁組立体相互間においてプレートセグメント同士を接合する工程を含むのとする。
【００１５】
この場合において、上記スキンプレートまたはプレートセグメントは、請求項７に記載のように垂直断面が波形状をなす波形鋼板であることが望ましい。
【００１６】
土留め壁の圧入沈設時の反力は、例えば周知のグラウンドアンカーを立坑の近くに地中深く打ち込んでこれに負担させるものとする。また、かご状フレームとしては、圧入荷重を直接伝達するものであるためにスキンプレートよりも強度に優れたものを用いるものとし、例えばＨ形鋼やＬ型鋼、Ｉ型鋼のほか中実丸棒状のものあるいはパイプ状のもの等のなかから最適なものを適宜選択して使用する。
【００１７】
この場合において、上記最下段の土留め壁組立体は、地中への圧入沈設をスムーズに行うために請求項６に記載のようにその下端部に刃口部を備えているものとし、この場合にはその刃口部が先行筒体として機能することになる。
【００１８】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、例えば最上段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームを荷重入力部としてそのかご状フレームに圧入荷重を加えると、その圧入荷重は各段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームを伝達部材として、最下段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームに伝達されて土留め壁全体が圧入沈設されることになる。そして、各段の土留め壁組立体を形成しているスキンプレート群は最下段の土留め壁組立体のかご状フレームに接合されているだけであるから、スキンプレート群全体はその最下段の土留め壁組立体に引っ張られるようにして地中に圧入沈設されることになるので、各土留め壁組立体を形成している外周面のスキンプレートが直接圧入荷重を受けることがなく、したがってそのスキンプレートの座屈変形等が未然に防止され、より深度の大きな立坑の構築が可能となる。
【００１９】
所定深度の立坑が構築された状態において、スキンプレート群が土留め壁として自立しつつ周囲の土水圧に対抗できるだけの強度を有していれば、各段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームはその機能を失うことから、所定深度の立坑の構築後にスキンプレート群のみを残してかご状フレームを分解して撤去する。
【００２０】
こうすることによりかご状フレームは繰り返し使用することが可能であり、施工コストの大幅な低減が可能となる。しかも、かご状フレームの撤去によって立坑内には張り出すものがなくなって、その有効断面積の拡大化ひいては立坑の有効坑径の拡大化が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、複数段の土留め壁組立体を単位要素として組み立てられた土留め壁を地中に圧入沈設した後に、それまで各土留め壁組立体の一部を形成したかご状フレームを撤去することで、最終的にはスキンプレートのみによって土留め壁が形成されることになるので、従来のように立坑の内部に張り出すものがなく、立坑内部の有効断面積ひいては有効利用できる立坑の坑径および内部空間がを大幅に拡大化できるほか、撤去したかご状フレームは再利用することが可能であり、施工コストの低減を併せて達成できる効果がある。
【００２２】
また、スキンプレート群はかご状フレームに引っ張られるようにして地中に圧入されるので、圧入沈設途中で座屈してしまうことがなく、より深度の大きな立坑を構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１，２は本発明に係る立坑の構築に用いられる円筒状の土留め壁の概略構造を示しており、特に図１の（Ａ）はその平面図を、同図（Ｂ）は地中に圧入沈設されていない状態での土留め壁１の正面図をそれぞれ示している。また、図２の（Ａ）は図１の（Ａ）の要部拡大図を、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ−Ｄ線矢視図、すなわち土留め壁１をその内側から見た図をそれぞれ示している。
【００２４】
図１に示す土留め壁１は、図２に示すように複数段のわたり配置された円環状のリングビーム２と、それらのリングビーム２と交差するように配置された複数本の縦方向のクロスビーム３，３‥とを組み合わせたものを円筒状のかご状フレーム４として、かご状フレーム４を積み重ねながらそれらの外周面側を覆うように後述するプレートセグメント群５ａ，５ａ‥からなるスキンプレート５を配置することで、内周面側がリブ構造となった土留め壁１が構成される。
【００２５】
ここで、上記プレートセグメント５ａとしては鉛直断面が波形状をなす波形鋼板（土木，建築の分野ではライナープレートとも称される）が使用される。また、上記のリングビーム２は横方向の桁部材として機能し、同様にクロスビーム３は縦方向もしくは上下方向の桁部材として機能することになる。
【００２６】
リングビーム２は、円周方向にて４等分された長さのいわゆる四分円の円弧状をなす４本のビームセグメント２ａ，２ａ同士を後述する継手板１２，１６，１８を用いてボルト・ナットにて締結することにより構成される。また、複数のクロスビーム３，３‥はその上下のリングビーム２，２に対してクロスビーム結合部として機能することになるリングビーム２側の当て板７に対して同様にボルト・ナットにて締結結合される。
【００２７】
本実施の形態では、例えば四分円の円弧状の曲率をもつ単一のビームセグメント２ａと、そのビームセグメント２ａから垂下されるようにして連結される３本のクロスビーム３，３‥を１セットして、かご状フレーム４の単位要素として予め仮組みしておく。ここでは、かご状フレーム４の単位要素となるこのセットをフレーム６と称する。そして、４個のフレーム６，６‥を円周方向に連結しながら円筒状のかご状フレーム４を組み立て、以降はこのような組み立てをもってフレーム６，６‥の集合体からなるかご状フレーム４を順次継ぎ足しながら必要段数まで積み上げることで、そのかご状フレーム４の集合体をもって土留め壁１の骨格分を組み立てる。なお、上記ビームセグメント２ａおよびクロスビーム３としては例えばＨ形鋼が使用される。
【００２８】
図１の（Ｂ）には、所定高さの筒状の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを土留め壁１そのものの単位要素（セグメント）として、これらの土留め壁組立体１ａ〜１ｃを３段にわたり上下方向で結合した状態を示してある。
【００２９】
各土留め壁組立体１ａ〜１ｃは、先に述べた一段分のかご状フレーム４毎にその外周面側にプレートセグメント５ａを単位要素とするスキンプレート５を設けて組み立てたものであって、上記のような一段分毎のかご状フレーム４の組み立てに続いてプレートセグメント５ａ，５ａ同士の接合をもってそのかご状フレーム４の外周面にスキンプレート５を配置し、かご状フレーム４とともにそれらのスキンプレート５を上下方向でも継ぎ足し、このような土留め壁組立体１ａ〜１ｃを順次積み上げながらすように三段に重ねて結合することで土留め壁１が形成される。つまり、土留め壁組立体１ａの上に土留め壁組立体１ｂが、さらに土留め壁組立体１ｂの上に土留め壁組立体１ｃがそれぞれに結合されて初めて筒状の土留め壁１が形成される。
【００３０】
ここで、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ毎のスキンプレート５はプレートセグメント５ａを円周方向の周方向接合部８，８‥にて接合することで形成される一方で、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ相互間では、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ毎にスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａが上下方向接合部９，９‥にて上下方向で接合される。なお、同図から明らかなように、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃの周方向接合部８，８‥が縦方向で一列に並ぶことがないように相互に周方向で位置をずらせて、それらの周方向接合部８，８‥をいわゆる千鳥状の配置としてある。また、波形鋼板からなるプレートセグメント５ａは、リングビー２ムの曲率と合致するように予め曲げ加工にて所定の曲率を持たせてある。
【００３１】
上記土留め壁１の施工時には、最下段の土留め壁組立体１ａの先端に刃口部としての刃口リング１０が連結される。この刃口リング１０は、後述する圧入装置６０にて土留め壁１を単位要素高さ分（一段分の土留め壁組立体１ａ〜１ｃのそれぞれの高さ分）だけ圧入沈設する際のその動作を円滑化する機能を有する。つまり、最下段の土留め壁組立体１ａが既に地中に圧入沈設されていると仮定した場合、次の段の土留め壁組立体１ｂを土留め壁組立体１ａの上で組み立てながらこれに継ぎ足すようにして連結し、その内部の坑底部分を所定量だけ掘削した上で一段分の土留め壁組立体１ｂの高さ分だけ圧入装置にて圧入沈設し、このような動作を何回か繰り返すことで所定段数の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを単位要素とする土留め壁１全体を圧入沈設し、これをもって立坑が地中に構築されることになる。
【００３２】
なお、図１では便宜上三段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃをもって土留め壁１を形成しているが、積層すべき土留め壁組立体１ａ，１ｂ，ｃ‥の段数は立坑の仕様等に応じ任意に設定できることは言うまでもない。
【００３３】
図３は図２におけるビームセグメント２ａとそのビームセグメント２ａを構成要素とするリングビーム２の詳細を示しており、同図（Ａ）に示すように、ビームセグメント２ａの外周側のフランジ部１１における長手方向の端部には、継手板１２側の穴に挿通させてビームセグメント２ａ，２ａ同士をフランジ部１１にて結合するためのボルト１３がウェブ１４を挟んで上下に設けられている。このボルト１３は、フランジ部１１の外周面側にその頭部が突出しないように両者が面一状態となるように溶接にて固定されている。このような特殊なボルト形態としているのは、ビームセグメント２ａの外周面に配置されることになるプレートセグメント５ａもしくはそのプレートセグメント５ａ群をもって形成されることになるスキンプレート５との干渉を回避するためである（図６および図８の（Ｂ）参照）。
【００３４】
またビームセグメント２ａの内周側のフランジ部１５における長手方向の端部には、継手板１６側の穴に挿通させてビームセグメント２ａ，２ａ同士をフランジ部１５にて結合するためのボルト穴１７が設けられている。同様に、内外周のフランジ部１１，１５同士の間に介在することになるウェブ１４には、継手板１８側の穴に挿通させてビームセグメント２ａ，２ａ同士をウェブ１４にて結合するためのボルト穴１９が設けられている。
【００３５】
そして、同図（Ｂ）に示すように、ビームセグメント２ａ，２ａの外周側のフランジ部１１，１１同士が継手板１２とボルト・ナット１３，２０をもって、ウェブ１４，１４同士が継手板１８とボルト・ナット２１をもって、内周側のフランジ部１５，１５同士が継手板１６とボルト・ナット２２をもってそれぞれに結合されていて、これによってリングビーム２が形成されている。なお、各ビームセグメント２ａ，２ａ‥のウェブ１４にはその凹状空間に水が溜まるのを防止するために水抜き穴２３を形成するのが望ましい。また、各々のボルト・ナット締結部位には水膨潤ゴム等のシール材を併用することが望ましい。
【００３６】
図４は図２の（Ｂ）におけるリングビーム２とクロスビーム３の結合部位の垂直拡大断面図を示しており、リングビーム２を形成しているビームセグメント２ａのフランジ部１１，１５の端面に当て板７が溶接接合されているとともに、その当て板７にはボルト穴が形成されている。同様に、クロスビーム３の端面には当て板２４が溶接接合されているとともに、ボルト穴が形成されている。そして、当て板７，２４を重ね合わせた上で、ボルト・ナット２５を用いてリングビーム２とクロスビーム３とを結合してある。
【００３７】
なお、クロスビーム３の位置は、後述するようにスキンプレート５を形成することになるプレートセグメン５ａ，５ａ同士の接合に用いたボルト等と干渉しないような位置に設定することが望ましい（図２の（Ｂ）参照）。
【００３８】
上記スキンプレート５およびそのスキンプレート５の単位要素として機能することになるプレートセグメント５ａは先に述べたように所定曲率の波形鋼板をもって形成されているもので、その詳細を図５〜７に示す。
【００３９】
図５は図１の（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図であり、同断面では一段目および三段目の土留め壁組立体１ａ，１ｃが周方向接合部８に該当している。同図に示すように、スキンプレート５を形成している各々のプレートセグメント５ａ，５ａ‥は垂直断面が波形状をなすように配置されていて、図１の（Ｂ）の周方向接合部８で所定幅の重ね代をもってボルト２８，３２にて周方向に接合されて、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ毎のスキンプレート５を形成している。同時に、それぞれのプレートセグメント５ａ，５ａ‥は上下方向接合部９で所定幅寸法の重ね代をもってボルトにて上下方向でも接合されている。
【００４０】
ここで、先端に刃口リング１０を備えた最下段の土留め壁組立体１ａにおいては、スキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥の下端を刃口リング１０側のフランジ部２６にボルト・ナット２７にて結合してあるとともに、各プレートセグメント５ａ，５ａ同士を先に述べた周方向接合部８でボルト・ナット７２８にて接合してある。さらに、最下段の土留め壁組立体１ａのスキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥の上端を、先に述べた上下方向結合部９で片締めボルト２９にて、その上段側の土留め壁組立体１ｂにおいてスキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥と結合してある。
【００４１】
そして、スキンプレート５の内側に同じく波形鋼板製のライニングプレート３０を配置した上で刃口リング１０側のフランジ部３１に片締めボルト３２にて結合してある。同時に、最下段の土留め壁組立体１ａの強度を高めるために、スキンプレート５ライニングプレート３０との間には、所定の鋼板をもって断面三角形状に形成された刃口リング１０の内部空間とともにコンクリートを充填してコンクリート層３３を形成してある。
【００４２】
なお、最下段の土留め壁組立体１ａにおいてスキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士をボルト・ナット７５を用いて結合しているのは、初期沈設となる土留め壁組立体１ａ故に、作業台なしでその土留め壁組立体１ａの内部に入っての組み立て作業が可能になるためである。また、片締めボルト２９，３２の採用は、それぞれに一方向からの操作のみでボルト締結を可能にするためである。
【００４３】
また、図５の断面では二段目の土留め壁組立体１ｂはプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向接合部８に該当していないため、リングビーム２と交差する部分に共回り防止ボルト３４が採用されているとともに、上段側の土留め壁組立体１ｃとの上下方向接合部９に片締めボルト２９が採用されている。さらに、プレートセグメント５ａ，５ａ同士のボルト接合部には、先にも述べたように水膨潤ゴム等のシール材を併用することが望ましい。
【００４４】
他方、図５の断面では三段目の土留め壁組立体１ｃは最下段の土留め壁組立体１ａと同様にプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向接合部８に該当しており、リングビーム２と交差する部分に共回り防止ボルト３４が採用されているほか、周方向接合部８においてプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士が複数の片締めボルト３２にて結合されているととに、必要に応じて土留め壁組立体１ｃの上にさらに土留め壁組立体を結合するための上下方向接合部９が設定されている。
【００４５】
図８の（Ａ）は、図５のＭ１部の拡大図として土留め壁組立体１ｂ，１ｃにおけるスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士）の接合部の詳細を示しており、上下方向接合部９において上下のスキンプレート５，５同士ひいてはプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士が片締めボルト２９にて結合されている。
【００４６】
本実施の形態では、圧入沈設に伴う土留め壁１の外表面の表面摩擦によるプレートセグメント５ａ，５ａ‥の上下方向での伸び変形、すなわち波形形状を展開させてしまうような変形を防止するために、上下のプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の上下方向接合部９をリングビーム２の直下に位置するように設定してある。こうすることにより、プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士が上下方向に伸び変形しようとしても、リングビーム２（ビームセグメント２ａ）のフランジ部１１に型締めボルト２９または３２が当接することにより、それ以上の伸び変形が阻止される。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、図８の（Ａ）に示すように、上下方向接合部９においてプレートセグメント５ａ，５ａ‥とクロスビーム２とが交差する場合であって、プレートセグメント５ａ，５ａ‥の山部３５と谷部３６がリングビーム２のフランジ部１１の近傍にあり且つ谷部３６がフランジ部１１に接触する可能性がある場合、谷部３６においてボルトを省略し、山部３５においては予め共回り防止機能付きボルト３４をプレートセグメント５ａの内側から差し込んでおき、そのプレートセグメント５ａと周方向で隣り合うプレートセグメント５ａを重ねた上でナットで締め付けて結合するようにしてある。
【００４８】
上記の共回り防止機能付きボルト３４は、図９に示すように、ボルト本体４０のおねじ部４１に長方形の共回り防止板４２を挿入するとともに、そのおねじ部４１にロックナット４３を螺合させて、頭部４４とロックナット４３とをもって共回り防止板４２を共締め固定したもので、これら以外にプレートセグメント５ａの山部３５の形状に合わせた凸形状のワッシャ４５と凹形状のワッシャ４６およびナット４７とが併用される。そして、図８の（Ａ）から明らかなように、凹凸形状をもって対をなす座金ワッシャ４５，４６同士の間にプレートセグメント５ａの山部３５を挟んだ上でナット４７を締め込むことにより、共回り防止板４２は山部３５とリングビーム２のフランジ部１１との間の空間に位置して、ナット４７の締め込みに伴うボルト本体４０の共回りを防止することになる。このように上下方向結合部９の一部に共回り防止機能付きボルト３４を採用することにより、プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の結合強度の低下をもたらすことなく、その結合に関与する共回り防止機能付きボルト３４とリングビーム２との干渉を回避することができる。
【００４９】
ここで、上記のような片締めボルトに代えて、プレートセグメント５ａに予めウエルドナットを溶接固定しておくようにしても良い。
【００５０】
図６は図１の（Ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図であって、同断面では図５と比較すると明らかなように、リングビーム２を形成しているビームセグメント２ａ，２ａ‥同士の結合部に対応しているために、先に図３に示した継手板１２，１６，１８が示されている。
【００５１】
また、同断面では最下段の土留め壁組立体１ａはスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向結合部１８に該当していないため、刃口リング１０とスキンプレート５（プレートセグメント５ａ）を結合するためのボルト・ナット２７のほか、上段側の土留め壁組立体１ｂのスキンプレート５（プレートセグメント５ａ）と上下方向結合部９にて結合するための片締めボルト２９が示されている。
【００５２】
一方、同断面では二段目の土留め壁組立体１ｂはそのスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向結合部８に該当していて、周方向結合部８にてスキンプレート５のプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士を結合するための複数の片締めボルト３２のほか、上下方向結合部９にて上段側の土留め壁組立体１ｃとスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士）を結合するための片締めボルト２９が示されている。
【００５３】
さらに、同断面では最上段の土留め壁組立体１ｃはスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向結合部８に該当していないため、必要に応じてその上段側にさらなる土留め壁組立体を継ぎ足すための上下方向接合部９が示されている。
【００５４】
図８の（Ｂ）は図６のＭ２部の拡大図として上記上下方向結合部９付近の詳細を示しており、上下のスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士）が片締めボルト２９にて接合されている。
【００５５】
そして、先の場合と同様に、圧入沈設に伴う土留め壁１の外表面の表面摩擦によるプレートセグメント５ａ，５ａ‥の上下方向での伸び変形、すなわち波形形状を展開させてしまうような変形を防止するために、上下のプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の上下方向接合部９をリングビーム２の直下に位置するように設定してある。また、同図の断面ではプレートセグメント５ａ，５ａ‥の山部３５および谷部３６は周方向接合部８に相当していないため、谷部３６はリングビーム２のフランジ部１１に接触もしくはそれに近い状態のままとなっている。
【００５６】
図７は図１の（Ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図であって、同図では図５，６と比較すると明らかなように、リングビーム２とクロスビーム３とが図４の状態をもって結合された部分の断面を示している。なお、リングビーム２とクロスビーム３とが当て板７，２４とボルト・ナット２５をもって結合されていることは図４に基づいて説明したとおりである。つまり、同図では土留め壁組立体１ａ〜１ｃのいずれのものもそれぞれのスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向接合部８に該当していない。
【００５７】
図７では、先に述べたように、最下段の土留め壁組立体１ａは周方向接合部１８に該当していない故に、スキンプレート５（プレートセグメント５ａ，５ａ‥）は刃口リング１０側のフランジ部２６に接触しているだけである。また、土留め壁組立体１ａ，１ｂにおけるスキンプレート５，５（プレートセグメント５ａ，５ａ‥）同士は上下方向接合部９で重ね合わされている。つまり、同部分は周方向接合部８ではないので図５，６に示したような片締めボルト２９，３２は図示されていない。
【００５８】
さらに、最下段の土留め壁組立体１ａの一部を形成しているクロスビーム５３はコンクリート層３３の中に埋設されている。このクロスビーム５３はコンクリート層３３を打設する際の流れを良くするために、上段側のクロスビーム３よりも断面形状が小さいＨ形鋼をもって形成されている。
【００５９】
図７の２段目の土留め壁組立体１ｂも周方向接合部８に該当しておらず、土留め壁組立体１ｂ，１ｃにおけるスキンプレート５，５（プレートセグメント５ａ，５ａ‥）同士は上下方向接合部９で重ね合わされている。つまり、同部分は周方向接合部８ではないので図５，６に示したような片締めボルト２９，３２は図示されていない。
【００６０】
このように三段にわたり土留め壁組立体１ａ〜１ｃを継ぎ足しながら組み立てた土留め壁１は、図５〜７から明らかなように、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃのかご状フレーム４が上下方向で結合されて全体として一つの大きなかご状フレーム集合体が形成され、同時に各土留め壁組立体１ａ〜１ｃのスキンプレート５，５‥が上下方向で結合されて全体として一つの大きなスキンプレート集合体が形成されることになるのであるが、三段分のスキンプレート５，５‥が一つになった大きなスキンプレート集合体はその最下段において刃口部１０を介してクロスビーム５３に結合されているだけであり、それ以外の部分ではリングビーム２やクロスビーム３に接触してはいても全く結合されていないことになる。
【００６１】
次に、上記のような土留め壁１の構造を前提として、その土留め壁１の組み立てと並行して、その土留め壁１の内部の掘削と地中への圧入沈設を行って、当該土留め壁１を主体とする立坑を構築する場合の手順について説明する。
【００６２】
図１０に示すように、立坑を構築すべき位置の地面Ｇ側には圧入装置６０が設置される。この圧入装置６０は、予め地中深く打ち込まれたグラウンドアンカー６１を反力受けとする複数の油圧ジャッキ６２と、その油圧ジャッキ６２によって昇降駆動されるリング状もしくは井桁状の昇降ベース６３とで構成されていて、昇降ベース６３と圧入沈設すべき土留め壁１との間には保護リング６４が介装される。同時に、立坑として所定深度まで掘り下げるために例えばバケット系掘削機のクラムシェル６５を併用する。
【００６３】
そして、図１１に示すように、先に述べた土留め壁組立体１ａ〜１ｃのうちのいすれかの一段分の土留め壁組立体を組み立てたならば、バケット系掘削機のクラムシェル６５にて最下段の土留め壁組立体の内部の坑底部６６を掘削しつつ、土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ…の積層体をもって構成される土留め壁１を一段分の土留め壁組立体の高さ分だけ地中に圧入し、先に述べた土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ…の継ぎ足しと上記の掘削および圧入をｎ回繰り返すことで、所定深度の土留め壁１をもって立坑が構築される。
【００６４】
より詳しくは、最初に、図１１に示すように立坑を構築すべき位置に図５〜７に示したような刃口リング１０を設置し、その上に一段目の土留め壁組立体１ａを組み立てて、先行筒体として機能することになる刃口リング１０と一体化する。この一段目の土留め壁組立体１ａの組み立ては、刃口リング１０を母体として図２に示したフレーム６，６‥を基本要素とするかご状フレーム４を組み立てた上で、その外周面側にプレートセグメント５ａ，５ａ‥の接合をもってスキンプレート５を組み立てる。同時に内周側には図５〜７に示すライニングプレート３０を配置する（ただし、図１１では図示省略してある）。そして、スキンプレート５とライニングプレート３０の間にコンクリート層３３を打設し、刃口リング１０と一体となった土留め壁組立体１ａを組み立てる。
【００６５】
なお、刃口リング１０を含むか含まないかにかかわらず、一段目の土留め壁組立体１ａはコンクリート層打設に伴う養生期間が必要となるため、同土留め壁組立体１ａについては必要に応じて工場生産の形態としても良い。
【００６６】
こうして、一段目の土留め壁組立体１ａが組み立てられたならば、図１０に示すように正規位置に圧入装置６０をセットし、土留め壁組立体１ａの上面、すなわちリングビーム２に圧入装置６０の昇降ベース６３を保護リング６４を介在させた状態で当接させる。そして、土留め壁組立体１ａの内部の坑底部６６をバケット系掘削機のクラムシェル６５にて掘削しながら、圧入装置６０の油圧ジャッキ６２を作動させて、リングビーム２ひいてはそのリングビーム２を含むかご状フレーム４を荷重入力部として圧入荷重を付与してその土留め壁組立体１ａを地中に圧入する。このときの圧入深さは、おおよそ土留め壁組立体１ａの高さ相当分とする。
【００６７】
なお、立坑を構築すべき地盤が軟弱地盤であって、且つクラムシェル６５による掘削に伴い土留め壁組立体１ａの外部と内部とで大きな水位差が生じるときには、その水位差を極力少なくするように土留め壁組立体１ａの内部に水を補給しながら掘削を行うものとする。
【００６８】
最下段となる一段目の土留め壁組立体１ａが刃口リング１０とともに所定量だけ地中に圧入されたならば、圧入装置６０を一旦撤去し、それに続いて一段目の土留め壁組立体１ａの上に二段目の土留め壁組立体１ｂを継ぎ足すようにして組み立てながら結合する。この二段目の土留め壁組立体１ｂの組み立ておよび結合は、図２に示したフレーム６，６‥を基本要素とするかご状フレーム４を組み立てた上で、その外周面側にプレートセグメント５ａ，５ａ‥の接合をもってスキンプレート５を組み立てる。このスキンプレート５の組み立てには、先に図５〜７に基づいて説明したように上下の土留め壁組立体１ａ，１ｂ相互間でのスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ同士）の接合を含むものとし、したがって二段の土留め壁組立体１ａ，１ｂ相互間にまたがって配置されることになるスキンプレート５は図５〜７に示すようになおも刃口リング１０を含む最下段（一段目）の土留め壁組立体１ａに連結されているだけである。
【００６９】
こうして、二段目の土留め壁組立体１ｂの組み立て作業を終えたならば、図１０のように再び圧入装置６０を正規位置にセットした上で、同様にクラムシェル６５による掘削と、圧入装置６０による地中への圧入とを繰り返す。
【００７０】
以下同様にして、圧入装置６０の一時撤去、二段目の土留め壁組立体１ｂの上への三段目の土留め壁組立体１ｃの組み立ておよび結合、圧入装置６０の再セット、圧入沈設動作を繰り返して、図１１に示すように三段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃからなる土留め壁１を地中に構築する。
【００７１】
以上のような各段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃの圧入沈設過程において、圧入装置６０よる圧入力は、各段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを形成しているところの剛性の高いかご状フレーム４を介して刃口リング１０に伝達され、剛性に低い波形鋼板製のプレートセグメント５ａ，５ａ‥を単位要素とするスキンプレート５には圧入荷重が直接加わることがないので、圧入途中でスキンプレート５が座屈もしくは変形するようなことがなく、剛性の低いスキンプレート５を使用しながらも土留め壁１を必要深度まで圧入することができる。
【００７２】
すなわち、図５〜７のほか図１１に示したように、スキンプレート５は刃口リング１０を含む最下段の土留め壁組立体１ａに連結されているだけであり、三段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃにまたがるように配置されているスキンプレート５は最下段の土留め壁組立体１ａを構成しているかご状フレーム４に引っ張られるようにして圧入される。しかも、上記の引張力によってスキンプレート５が上下方向に伸びようとしても、図５〜７に示すように各段のかご状フレーム４を形成しているリングビーム２の直下に上下の土留め壁組立体１ａ〜１ｃ相互間でスキンプレート５，５同士を接合している片締めボルト２９，３２が位置しているので、そのリングビーム２と片締めボルト２９，３２との当接によってもまたスキンプレート５，５‥が下方に引き込まれることになるので、スキンプレート５，５‥が上下方向に伸びを生ずることはない。
【００７３】
上記のようにして土留め壁１が構築されたならば、圧入装置６０を撤去する。この状態で、図１２に示すように、コンクリートを水中打設して立坑の坑底に坑版コンクリート６７を構築する。坑版コンクリート６７が完全に固化してしたならば、土留め壁１内の水拭きを行った上で、同図に示すように最下段の土留め壁組立体１ａ以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃのかご状フレーム４を分解しながら撤去する。その結果として、同図に示すように最下段の土留め壁組立体１ａ以外の上段側にはスキンプレート５，５のみが残されることになり、これによってスキンプレート５，５を主要素とする土留め壁１によって立坑が構築される。なお、スキンプレート５，５を主要素とする土留め壁１は一旦施工してしまえばそれのみで自立可能であるとともに、周囲の土水圧に対して十分に対抗することができるようになる。
【００７４】
この場合、図１２に示すように、上段側のかご状フレーム４，４が撤去されたことによって立坑の実有効空間を可及的に大きく確保でるようになる。また、分解して撤去したかご状フレーム４，４は繰り返し使用することが可能となる。
【００７５】
図１３，１４は、上記構造を前提として、継ぎ足すべき土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ‥の段数を増やしてより深度の大きな立坑を構築する場合の例を示し、同図左半部は施工時の状態を、同図右半部は最下段以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃ‥のかご状フレーム４を撤去した状態を示している。この場合にも、図１１，１２に示したものと全く同様の効果が得られる。
【００７６】
ここで、図１５〜図１８には先に述べたかご状フレーム４，４‥を多段に積み重ねてなるかご状フレーム集合体のほかそれの変形例での斜視図とその展開図をそれぞれに示す。
【００７７】
図１５は、図２に示したフレーム６，６‥を構成要素とするかご状フレーム４の場合であり、同図から明らかなようにクロスビーム３，３‥が縦方向で一列に揃うことになる。
【００７８】
これに対して図１６では、クロスビーム３，３‥が縦方向で一列に揃うことがないように、クロスビーム３，３‥の位置を周方向で半ピッチづつずらして、いわゆる千鳥状の配置としてある。また、図１７では、同様にクロスビーム３，３‥が縦方向で一列に揃うことがないように、下から二段目および上から二段目についてのみクロスビーム３，３‥の位置をわずかにずらしてある。
【００７９】
さらに、図１８ではごく一部のクロスビーム３Ａ，３Ａについてのみその位置をずらして、領域Ｆの面積のみを他に比べて拡大化してものである。
【００８０】
このようなかご状フレーム集合体の構造としても、先の第１の実施の形態と同様の効果が得られる。特に、図１８の場合には、例えば後処理として立坑に対して横孔を交差させるような場合であって、且つ領域Ｆに相当する部分のスキンプレート５を部分的に切除する必要がある場合に好都合となる。
【００８１】
図１９〜２２は本発明の第２の実施の形態を示す図で、先の第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００８２】
この実施の形態では、図１９〜２１に示すように、各段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃにおけるかご状フレーム４をリングビーム２とともに構成することになるクロスビーム７３の位置をリングビーム２の内側に移動させ、リングビーム２の内側のフランジ部１５にてクロスビーム７３と連結する一方、上下の土留め壁組立体１ａ〜１ｃ相互間ではそのクロスビーム７３，７３同士をボルト・ナット７５にて連結するようにしたものである。なお、クロスビーム７３はリングビーム２と同じＨ形鋼にて形成される。また、図２０は図１９のＭ３部の拡大図を、図２１はクロスビーム７３がない同等部位の拡大図をそれぞれ示している。
【００８３】
そして、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、一段分の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを積み上げる毎にその土留め壁組立体１ａ〜１ｃの高さに相当する分だけ地中に圧入沈設することになるが、その際には最上段のリングビーム２およびクロスビーム７３を荷重入力部として圧入力を加えるものとする。
【００８４】
この後、土留め壁組立体１ａ〜ｃをもって土留め壁１が所定深度まで圧入沈設されたならば、図２２に示すように最下段の土留め壁組立体１ａ以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃのかご状フレーム４を分解して撤去する。
【００８５】
図２３，２４は、図１９〜２２の構造を前提として、継ぎ足すべき土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ‥の段数を増やしてより深度の大きな立坑を構築する場合の例を示し、同図左半部は施工時の状態を、同図右半部は最下段以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃ‥のかご状フレーム４を撤去した状態を示している。この第２の実施の形態および変形例の場合にも、第１の実施の形態とものと全く同様の効果が得られる。
【００８６】
ここで、先に述べたスキンプレート５を形成することになるプレートセグメント５ａとして使用した波形鋼板の板圧を一定とした場合の土留め壁１の外径（ｍ）、周囲の壁面の面積（ｍ2／ｍ）、波形鋼板の質量（ｋｇ）、壁面積当たりの質量（ｋｇ／ｍ2）のほか、上記壁面積当たりの質量を外径で除したものを「径とのパラメータ（ｋｇ／ｍ2／ｍ）」として表１に示した。
【００８７】
【表１】
【００８８】
同図から明らかなように、径とのパラメータ（ｋｇ／ｍ2／ｍ）は５０以下、望ましくは４５以下となるように各々の条件を設定するものとする。
【００８９】
なお、上記の各実施の形態では円筒状の土留め壁１について例示しているが、平面視にて例えば楕円形もしくは小判形をなす土留め壁についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る立坑の構築方法に使用される土留め壁の概略構造を示す図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその正面図。
【図２】図１に示す土留め壁の詳細を示す図で、（Ａ）は図１の（Ａ）の要部拡大図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ−Ｄ線矢視図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）共に図１の要部の斜視図。
【図４】図２の（Ｂ）の要部拡大断面図。
【図５】図１の（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図６】図１の（Ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。
【図７】図１の（Ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図。
【図８】図５〜７の要部の詳細を示す図で、（Ａ）は図５のＭ１部の拡大図、（Ｂ）は図６のＭ２部の拡大図。
【図９】図８の（Ａ）に示す片締めボルトの詳細を示す分解図。
【図１０】図１に示した土留め壁の圧入沈設に使用される圧入装置の説明図。
【図１１】図１に示した土留め壁の使用を前提とした立坑の構築過程の説明図。
【図１２】図１に示した土留め壁を使用して構築した立坑断面説明図。
【図１３】図１１の構造の変形例として土留め壁組立体の段数を増やした場合の説明図。
【図１４】図１３の平面図。
【図１５】（Ａ）は図１の土留め壁に使用されているかご状フレーム集合体の斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１６】図１５に示したかご状フレームの変形例を示す図で、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１７】図１５に示したかご状フレームの別の変形例を示す図で、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１８】図１５に示したかご状フレームのさらに別の変形例を示す図で、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１９】本発明の第２の実施の形態を示す図で、土留め壁の要部断面説明図。
【図２０】図１９のＭ３部の拡大図。
【図２１】クロスビームが立設されていない部分であって且つ図２０と同等部位の拡大図。
【図２２】図１９に示した土留め壁の立坑慣性後の要部断面説明図。
【図２３】図１９の構造の変形例として土留め壁組立体の段数を増やした場合の説明図。
【図２４】図２３の平面図。
【符号の説明】
【００９１】
１…土留め壁
１ａ，１ｂ，１ｃ…土留め壁組立体
２…リングビーム（横方向の桁部材）
３…クロスビーム（縦方向の桁部材）
４…かご状フレーム
５…スキンプレート
５ａ…プレートセグメント
６…フレーム
８…周方向接合部
９…上下方法接合部
１０…刃口リング（刃口部）
５３…クロスビーム（縦方向の桁部材）
６０…圧入装置
７３…クロスビーム（縦方向の桁部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木，建築分野において、筒状の土留め壁をもって地中に立坑を構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば特許文献１に記載のようにいわゆるセグメント構造の地中構造物の築造方法が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の技術では、最初にリング状の刃口部を形成するとともに、その刃口部に複数の圧入支柱を立設した上でそれらの圧入支柱の周囲にコンクリートセグメントまたはスチールセグメント等のセグメントを複数段にわたり積み重ねながら圧入支柱と連結して筒状の壁体部を形成し、次いで油圧ジャッキにて圧入支柱に圧入力を付与して上記セグメント群からなる壁体部を地中に圧入するようにしている。この特許文献１に記載の技術によれば、圧入力は圧入支柱を介して刃口部に伝達されるので、圧入に対する強度の面で必ずしも十分でない壁体部には圧入力がほとんど作用しないとされている。
【０００４】
また、上記のようなコンクリートセグメントまたはスチールセグメント等の厚肉，高強度のセグメントに代えて、波形鋼板をもって予め所定曲率の円弧状に形成したライナープレートを土留め壁体として用いることを前提とした工法が特許文献２，３にて提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１５６２０５号公報（図４）
【特許文献２】実開平６−４９５９２号公報（図１および図６）
【特許文献３】特開平１０−１６９３６０号公報（図１２〜図１６）
【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に記載の技術では、圧入支柱としてＨ形鋼等を使用することを前提としていることから、圧入沈設された筒状の壁体部の内周面にそれぞれの圧入支柱が張り出すことになり、壁体部の内部の有効断面積ひいては有効利用できる立坑の坑径が制約されることとなり、なおも改善の余地を残している。
【０００６】
その一方、特許文献２に記載の技術では、波形鋼板をもって形成したライナープレートの剛性が十分でなく、しかも圧入時の推進抵抗が大きい点を考慮して、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体の外周を別の薄い鋼板にて被覆することを前提としていることから、ライナープレートとは別に被覆用の鋼板が必須となり、大幅なコストアップが余儀なくされる。
【０００７】
さらに、特許文献３に記載の技術では、複数のライナープレートを連結することにより組み立てた筒状体に直接圧入荷重を付与して地中に圧入するようにしていることから、ライナープレート自体が波形鋼板にて形成されているために圧入時の推進抵抗が大きいばかりでなく、その剛性が十分でないために圧入時にライナープレートが座屈変形を起こしやすく、したがって構築できる立坑の深さに自ずと限界がある。
【０００８】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、筒状の土留め壁組立体を単位要素（セグメント）としてこれを複数段にわたり継ぎ足して組み立てた土留め壁の内部を掘削しながらその土留め壁を地中に圧入沈設して立坑を構築することを前提として、コストアップを招くことなく、しかも効率的に、有効立坑径および有効深さがより大きな立坑の構築を可能とした工法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、筒状の土留め壁組立体を単位要素としてこれを複数段にわたり継ぎ足して組み立てた土留め壁の内部を掘削しながらその土留め壁を地中に圧入沈設して立坑を構築する方法であって、上記土留め壁組立体は複数の桁部材を格子状に組み合わせてなるかご状フレームとその外周面を覆うスキンプレートを備えていて、最下段の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合するとともに、それ以外の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合することなく上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合した状態で、上記かご状フレームを荷重入力部として土留め壁を所定深度まで地中に圧入沈設し、上記土留め壁の圧入沈設後にスキンプレートのみを土留め壁として残して上記かご状フレームを撤去することを特徴とする。
【００１０】
具体的には、請求項２に記載のように、上記単位要素分の土留め壁組立体を組み立てながら下段側の土留め壁組立体に積み重ねるように連結して継ぎ足し、このような単位要素分の土留め壁組立体の組み立てと連結のほか、上記掘削および単位要素分の圧入沈設動作を繰り返し行うものとする。
【００１１】
より具体的には、請求項３に記載のように、上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、円周方向で予め複数に分割されているフレームを分解可能に結合してかご状フレームを組み立てる工程と、このかご状フレームの外周面側にスキンプレートを配置しながら、上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合する工程とを含んでいるものとする。
【００１２】
ここで、上記スキンプレートは、請求項４に記載のように、かご状フレームの外形の曲率に合わせて予め曲げ加工を施した単一もしくは複数のプレートセグメントをもって形成されているものとする。
【００１３】
上記プレートセグメントとしては、単純な平板状のもののほか、垂直断面もしくは水平断面が波形状の波形鋼板等を用いるものとする。
【００１４】
例えば上記スキンプレートが、円周方向で予め複数に分割されているプレートセグメントを分解可能に連結したものである場合には、請求項５に記載のように、上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、上記かご状フレームの外周面側にプレートセグメントを配置しながら、かご状フレームの円周方向および上下の土留め壁組立体相互間においてプレートセグメント同士を接合する工程を含むのとする。
【００１５】
この場合において、上記スキンプレートまたはプレートセグメントは、請求項７に記載のように垂直断面が波形状をなす波形鋼板であることが望ましい。
【００１６】
土留め壁の圧入沈設時の反力は、例えば周知のグラウンドアンカーを立坑の近くに地中深く打ち込んでこれに負担させるものとする。また、かご状フレームとしては、圧入荷重を直接伝達するものであるためにスキンプレートよりも強度に優れたものを用いるものとし、例えばＨ形鋼やＬ型鋼、Ｉ型鋼のほか中実丸棒状のものあるいはパイプ状のもの等のなかから最適なものを適宜選択して使用する。
【００１７】
この場合において、上記最下段の土留め壁組立体は、地中への圧入沈設をスムーズに行うために請求項６に記載のようにその下端部に刃口部を備えているものとし、この場合にはその刃口部が先行筒体として機能することになる。
【００１８】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、例えば最上段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームを荷重入力部としてそのかご状フレームに圧入荷重を加えると、その圧入荷重は各段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームを伝達部材として、最下段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームに伝達されて土留め壁全体が圧入沈設されることになる。そして、各段の土留め壁組立体を形成しているスキンプレート群は最下段の土留め壁組立体のかご状フレームに接合されているだけであるから、スキンプレート群全体はその最下段の土留め壁組立体に引っ張られるようにして地中に圧入沈設されることになるので、各土留め壁組立体を形成している外周面のスキンプレートが直接圧入荷重を受けることがなく、したがってそのスキンプレートの座屈変形等が未然に防止され、より深度の大きな立坑の構築が可能となる。
【００１９】
所定深度の立坑が構築された状態において、スキンプレート群が土留め壁として自立しつつ周囲の土水圧に対抗できるだけの強度を有していれば、各段の土留め壁組立体を形成しているかご状フレームはその機能を失うことから、所定深度の立坑の構築後にスキンプレート群のみを残してかご状フレームを分解して撤去する。
【００２０】
こうすることによりかご状フレームは繰り返し使用することが可能であり、施工コストの大幅な低減が可能となる。しかも、かご状フレームの撤去によって立坑内には張り出すものがなくなって、その有効断面積の拡大化ひいては立坑の有効坑径の拡大化が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、複数段の土留め壁組立体を単位要素として組み立てられた土留め壁を地中に圧入沈設した後に、それまで各土留め壁組立体の一部を形成したかご状フレームを撤去することで、最終的にはスキンプレートのみによって土留め壁が形成されることになるので、従来のように立坑の内部に張り出すものがなく、立坑内部の有効断面積ひいては有効利用できる立坑の坑径および内部空間がを大幅に拡大化できるほか、撤去したかご状フレームは再利用することが可能であり、施工コストの低減を併せて達成できる効果がある。
【００２２】
また、スキンプレート群はかご状フレームに引っ張られるようにして地中に圧入されるので、圧入沈設途中で座屈してしまうことがなく、より深度の大きな立坑を構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１，２は本発明に係る立坑の構築に用いられる円筒状の土留め壁の概略構造を示しており、特に図１の（Ａ）はその平面図を、同図（Ｂ）は地中に圧入沈設されていない状態での土留め壁１の正面図をそれぞれ示している。また、図２の（Ａ）は図１の（Ａ）の要部拡大図を、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ−Ｄ線矢視図、すなわち土留め壁１をその内側から見た図をそれぞれ示している。
【００２４】
図１に示す土留め壁１は、図２に示すように複数段のわたり配置された円環状のリングビーム２と、それらのリングビーム２と交差するように配置された複数本の縦方向のクロスビーム３，３‥とを組み合わせたものを円筒状のかご状フレーム４として、かご状フレーム４を積み重ねながらそれらの外周面側を覆うように後述するプレートセグメント群５ａ，５ａ‥からなるスキンプレート５を配置することで、内周面側がリブ構造となった土留め壁１が構成される。
【００２５】
ここで、上記プレートセグメント５ａとしては鉛直断面が波形状をなす波形鋼板（土木，建築の分野ではライナープレートとも称される）が使用される。また、上記のリングビーム２は横方向の桁部材として機能し、同様にクロスビーム３は縦方向もしくは上下方向の桁部材として機能することになる。
【００２６】
リングビーム２は、円周方向にて４等分された長さのいわゆる四分円の円弧状をなす４本のビームセグメント２ａ，２ａ同士を後述する継手板１２，１６，１８を用いてボルト・ナットにて締結することにより構成される。また、複数のクロスビーム３，３‥はその上下のリングビーム２，２に対してクロスビーム結合部として機能することになるリングビーム２側の当て板７に対して同様にボルト・ナットにて締結結合される。
【００２７】
本実施の形態では、例えば四分円の円弧状の曲率をもつ単一のビームセグメント２ａと、そのビームセグメント２ａから垂下されるようにして連結される３本のクロスビーム３，３‥を１セットして、かご状フレーム４の単位要素として予め仮組みしておく。ここでは、かご状フレーム４の単位要素となるこのセットをフレーム６と称する。そして、４個のフレーム６，６‥を円周方向に連結しながら円筒状のかご状フレーム４を組み立て、以降はこのような組み立てをもってフレーム６，６‥の集合体からなるかご状フレーム４を順次継ぎ足しながら必要段数まで積み上げることで、そのかご状フレーム４の集合体をもって土留め壁１の骨格分を組み立てる。なお、上記ビームセグメント２ａおよびクロスビーム３としては例えばＨ形鋼が使用される。
【００２８】
図１の（Ｂ）には、所定高さの筒状の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを土留め壁１そのものの単位要素（セグメント）として、これらの土留め壁組立体１ａ〜１ｃを３段にわたり上下方向で結合した状態を示してある。
【００２９】
各土留め壁組立体１ａ〜１ｃは、先に述べた一段分のかご状フレーム４毎にその外周面側にプレートセグメント５ａを単位要素とするスキンプレート５を設けて組み立てたものであって、上記のような一段分毎のかご状フレーム４の組み立てに続いてプレートセグメント５ａ，５ａ同士の接合をもってそのかご状フレーム４の外周面にスキンプレート５を配置し、かご状フレーム４とともにそれらのスキンプレート５を上下方向でも継ぎ足し、このような土留め壁組立体１ａ〜１ｃを順次積み上げながらすように三段に重ねて結合することで土留め壁１が形成される。つまり、土留め壁組立体１ａの上に土留め壁組立体１ｂが、さらに土留め壁組立体１ｂの上に土留め壁組立体１ｃがそれぞれに結合されて初めて筒状の土留め壁１が形成される。
【００３０】
ここで、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ毎のスキンプレート５はプレートセグメント５ａを円周方向の周方向接合部８，８‥にて接合することで形成される一方で、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ相互間では、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ毎にスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａが上下方向接合部９，９‥にて上下方向で接合される。なお、同図から明らかなように、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃの周方向接合部８，８‥が縦方向で一列に並ぶことがないように相互に周方向で位置をずらせて、それらの周方向接合部８，８‥をいわゆる千鳥状の配置としてある。また、波形鋼板からなるプレートセグメント５ａは、リングビー２ムの曲率と合致するように予め曲げ加工にて所定の曲率を持たせてある。
【００３１】
上記土留め壁１の施工時には、最下段の土留め壁組立体１ａの先端に刃口部としての刃口リング１０が連結される。この刃口リング１０は、後述する圧入装置６０にて土留め壁１を単位要素高さ分（一段分の土留め壁組立体１ａ〜１ｃのそれぞれの高さ分）だけ圧入沈設する際のその動作を円滑化する機能を有する。つまり、最下段の土留め壁組立体１ａが既に地中に圧入沈設されていると仮定した場合、次の段の土留め壁組立体１ｂを土留め壁組立体１ａの上で組み立てながらこれに継ぎ足すようにして連結し、その内部の坑底部分を所定量だけ掘削した上で一段分の土留め壁組立体１ｂの高さ分だけ圧入装置にて圧入沈設し、このような動作を何回か繰り返すことで所定段数の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを単位要素とする土留め壁１全体を圧入沈設し、これをもって立坑が地中に構築されることになる。
【００３２】
なお、図１では便宜上三段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃをもって土留め壁１を形成しているが、積層すべき土留め壁組立体１ａ，１ｂ，ｃ‥の段数は立坑の仕様等に応じ任意に設定できることは言うまでもない。
【００３３】
図３は図２におけるビームセグメント２ａとそのビームセグメント２ａを構成要素とするリングビーム２の詳細を示しており、同図（Ａ）に示すように、ビームセグメント２ａの外周側のフランジ部１１における長手方向の端部には、継手板１２側の穴に挿通させてビームセグメント２ａ，２ａ同士をフランジ部１１にて結合するためのボルト１３がウェブ１４を挟んで上下に設けられている。このボルト１３は、フランジ部１１の外周面側にその頭部が突出しないように両者が面一状態となるように溶接にて固定されている。このような特殊なボルト形態としているのは、ビームセグメント２ａの外周面に配置されることになるプレートセグメント５ａもしくはそのプレートセグメント５ａ群をもって形成されることになるスキンプレート５との干渉を回避するためである（図６および図８の（Ｂ）参照）。
【００３４】
またビームセグメント２ａの内周側のフランジ部１５における長手方向の端部には、継手板１６側の穴に挿通させてビームセグメント２ａ，２ａ同士をフランジ部１５にて結合するためのボルト穴１７が設けられている。同様に、内外周のフランジ部１１，１５同士の間に介在することになるウェブ１４には、継手板１８側の穴に挿通させてビームセグメント２ａ，２ａ同士をウェブ１４にて結合するためのボルト穴１９が設けられている。
【００３５】
そして、同図（Ｂ）に示すように、ビームセグメント２ａ，２ａの外周側のフランジ部１１，１１同士が継手板１２とボルト・ナット１３，２０をもって、ウェブ１４，１４同士が継手板１８とボルト・ナット２１をもって、内周側のフランジ部１５，１５同士が継手板１６とボルト・ナット２２をもってそれぞれに結合されていて、これによってリングビーム２が形成されている。なお、各ビームセグメント２ａ，２ａ‥のウェブ１４にはその凹状空間に水が溜まるのを防止するために水抜き穴２３を形成するのが望ましい。また、各々のボルト・ナット締結部位には水膨潤ゴム等のシール材を併用することが望ましい。
【００３６】
図４は図２の（Ｂ）におけるリングビーム２とクロスビーム３の結合部位の垂直拡大断面図を示しており、リングビーム２を形成しているビームセグメント２ａのフランジ部１１，１５の端面に当て板７が溶接接合されているとともに、その当て板７にはボルト穴が形成されている。同様に、クロスビーム３の端面には当て板２４が溶接接合されているとともに、ボルト穴が形成されている。そして、当て板７，２４を重ね合わせた上で、ボルト・ナット２５を用いてリングビーム２とクロスビーム３とを結合してある。
【００３７】
なお、クロスビーム３の位置は、後述するようにスキンプレート５を形成することになるプレートセグメン５ａ，５ａ同士の接合に用いたボルト等と干渉しないような位置に設定することが望ましい（図２の（Ｂ）参照）。
【００３８】
上記スキンプレート５およびそのスキンプレート５の単位要素として機能することになるプレートセグメント５ａは先に述べたように所定曲率の波形鋼板をもって形成されているもので、その詳細を図５〜７に示す。
【００３９】
図５は図１の（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図であり、同断面では一段目および三段目の土留め壁組立体１ａ，１ｃが周方向接合部８に該当している。同図に示すように、スキンプレート５を形成している各々のプレートセグメント５ａ，５ａ‥は垂直断面が波形状をなすように配置されていて、図１の（Ｂ）の周方向接合部８で所定幅の重ね代をもってボルト２８，３２にて周方向に接合されて、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃ毎のスキンプレート５を形成している。同時に、それぞれのプレートセグメント５ａ，５ａ‥は上下方向接合部９で所定幅寸法の重ね代をもってボルトにて上下方向でも接合されている。
【００４０】
ここで、先端に刃口リング１０を備えた最下段の土留め壁組立体１ａにおいては、スキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥の下端を刃口リング１０側のフランジ部２６にボルト・ナット２７にて結合してあるとともに、各プレートセグメント５ａ，５ａ同士を先に述べた周方向接合部８でボルト・ナット７２８にて接合してある。さらに、最下段の土留め壁組立体１ａのスキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥の上端を、先に述べた上下方向結合部９で片締めボルト２９にて、その上段側の土留め壁組立体１ｂにおいてスキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥と結合してある。
【００４１】
そして、スキンプレート５の内側に同じく波形鋼板製のライニングプレート３０を配置した上で刃口リング１０側のフランジ部３１に片締めボルト３２にて結合してある。同時に、最下段の土留め壁組立体１ａの強度を高めるために、スキンプレート５ライニングプレート３０との間には、所定の鋼板をもって断面三角形状に形成された刃口リング１０の内部空間とともにコンクリートを充填してコンクリート層３３を形成してある。
【００４２】
なお、最下段の土留め壁組立体１ａにおいてスキンプレート５を形成している各プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士をボルト・ナット７５を用いて結合しているのは、初期沈設となる土留め壁組立体１ａ故に、作業台なしでその土留め壁組立体１ａの内部に入っての組み立て作業が可能になるためである。また、片締めボルト２９，３２の採用は、それぞれに一方向からの操作のみでボルト締結を可能にするためである。
【００４３】
また、図５の断面では二段目の土留め壁組立体１ｂはプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向接合部８に該当していないため、リングビーム２と交差する部分に共回り防止ボルト３４が採用されているとともに、上段側の土留め壁組立体１ｃとの上下方向接合部９に片締めボルト２９が採用されている。さらに、プレートセグメント５ａ，５ａ同士のボルト接合部には、先にも述べたように水膨潤ゴム等のシール材を併用することが望ましい。
【００４４】
他方、図５の断面では三段目の土留め壁組立体１ｃは最下段の土留め壁組立体１ａと同様にプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向接合部８に該当しており、リングビーム２と交差する部分に共回り防止ボルト３４が採用されているほか、周方向接合部８においてプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士が複数の片締めボルト３２にて結合されているととに、必要に応じて土留め壁組立体１ｃの上にさらに土留め壁組立体を結合するための上下方向接合部９が設定されている。
【００４５】
図８の（Ａ）は、図５のＭ１部の拡大図として土留め壁組立体１ｂ，１ｃにおけるスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士）の接合部の詳細を示しており、上下方向接合部９において上下のスキンプレート５，５同士ひいてはプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士が片締めボルト２９にて結合されている。
【００４６】
本実施の形態では、圧入沈設に伴う土留め壁１の外表面の表面摩擦によるプレートセグメント５ａ，５ａ‥の上下方向での伸び変形、すなわち波形形状を展開させてしまうような変形を防止するために、上下のプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の上下方向接合部９をリングビーム２の直下に位置するように設定してある。こうすることにより、プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士が上下方向に伸び変形しようとしても、リングビーム２（ビームセグメント２ａ）のフランジ部１１に型締めボルト２９または３２が当接することにより、それ以上の伸び変形が阻止される。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、図８の（Ａ）に示すように、上下方向接合部９においてプレートセグメント５ａ，５ａ‥とクロスビーム２とが交差する場合であって、プレートセグメント５ａ，５ａ‥の山部３５と谷部３６がリングビーム２のフランジ部１１の近傍にあり且つ谷部３６がフランジ部１１に接触する可能性がある場合、谷部３６においてボルトを省略し、山部３５においては予め共回り防止機能付きボルト３４をプレートセグメント５ａの内側から差し込んでおき、そのプレートセグメント５ａと周方向で隣り合うプレートセグメント５ａを重ねた上でナットで締め付けて結合するようにしてある。
【００４８】
上記の共回り防止機能付きボルト３４は、図９に示すように、ボルト本体４０のおねじ部４１に長方形の共回り防止板４２を挿入するとともに、そのおねじ部４１にロックナット４３を螺合させて、頭部４４とロックナット４３とをもって共回り防止板４２を共締め固定したもので、これら以外にプレートセグメント５ａの山部３５の形状に合わせた凸形状のワッシャ４５と凹形状のワッシャ４６およびナット４７とが併用される。そして、図８の（Ａ）から明らかなように、凹凸形状をもって対をなす座金ワッシャ４５，４６同士の間にプレートセグメント５ａの山部３５を挟んだ上でナット４７を締め込むことにより、共回り防止板４２は山部３５とリングビーム２のフランジ部１１との間の空間に位置して、ナット４７の締め込みに伴うボルト本体４０の共回りを防止することになる。このように上下方向結合部９の一部に共回り防止機能付きボルト３４を採用することにより、プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の結合強度の低下をもたらすことなく、その結合に関与する共回り防止機能付きボルト３４とリングビーム２との干渉を回避することができる。
【００４９】
ここで、上記のような片締めボルトに代えて、プレートセグメント５ａに予めウエルドナットを溶接固定しておくようにしても良い。
【００５０】
図６は図１の（Ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図であって、同断面では図５と比較すると明らかなように、リングビーム２を形成しているビームセグメント２ａ，２ａ‥同士の結合部に対応しているために、先に図３に示した継手板１２，１６，１８が示されている。
【００５１】
また、同断面では最下段の土留め壁組立体１ａはスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向結合部１８に該当していないため、刃口リング１０とスキンプレート５（プレートセグメント５ａ）を結合するためのボルト・ナット２７のほか、上段側の土留め壁組立体１ｂのスキンプレート５（プレートセグメント５ａ）と上下方向結合部９にて結合するための片締めボルト２９が示されている。
【００５２】
一方、同断面では二段目の土留め壁組立体１ｂはそのスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向結合部８に該当していて、周方向結合部８にてスキンプレート５のプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士を結合するための複数の片締めボルト３２のほか、上下方向結合部９にて上段側の土留め壁組立体１ｃとスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士）を結合するための片締めボルト２９が示されている。
【００５３】
さらに、同断面では最上段の土留め壁組立体１ｃはスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向結合部８に該当していないため、必要に応じてその上段側にさらなる土留め壁組立体を継ぎ足すための上下方向接合部９が示されている。
【００５４】
図８の（Ｂ）は図６のＭ２部の拡大図として上記上下方向結合部９付近の詳細を示しており、上下のスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ‥同士）が片締めボルト２９にて接合されている。
【００５５】
そして、先の場合と同様に、圧入沈設に伴う土留め壁１の外表面の表面摩擦によるプレートセグメント５ａ，５ａ‥の上下方向での伸び変形、すなわち波形形状を展開させてしまうような変形を防止するために、上下のプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の上下方向接合部９をリングビーム２の直下に位置するように設定してある。また、同図の断面ではプレートセグメント５ａ，５ａ‥の山部３５および谷部３６は周方向接合部８に相当していないため、谷部３６はリングビーム２のフランジ部１１に接触もしくはそれに近い状態のままとなっている。
【００５６】
図７は図１の（Ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図であって、同図では図５，６と比較すると明らかなように、リングビーム２とクロスビーム３とが図４の状態をもって結合された部分の断面を示している。なお、リングビーム２とクロスビーム３とが当て板７，２４とボルト・ナット２５をもって結合されていることは図４に基づいて説明したとおりである。つまり、同図では土留め壁組立体１ａ〜１ｃのいずれのものもそれぞれのスキンプレート５を形成しているプレートセグメント５ａ，５ａ‥同士の周方向接合部８に該当していない。
【００５７】
図７では、先に述べたように、最下段の土留め壁組立体１ａは周方向接合部１８に該当していない故に、スキンプレート５（プレートセグメント５ａ，５ａ‥）は刃口リング１０側のフランジ部２６に接触しているだけである。また、土留め壁組立体１ａ，１ｂにおけるスキンプレート５，５（プレートセグメント５ａ，５ａ‥）同士は上下方向接合部９で重ね合わされている。つまり、同部分は周方向接合部８ではないので図５，６に示したような片締めボルト２９，３２は図示されていない。
【００５８】
さらに、最下段の土留め壁組立体１ａの一部を形成しているクロスビーム５３はコンクリート層３３の中に埋設されている。このクロスビーム５３はコンクリート層３３を打設する際の流れを良くするために、上段側のクロスビーム３よりも断面形状が小さいＨ形鋼をもって形成されている。
【００５９】
図７の２段目の土留め壁組立体１ｂも周方向接合部８に該当しておらず、土留め壁組立体１ｂ，１ｃにおけるスキンプレート５，５（プレートセグメント５ａ，５ａ‥）同士は上下方向接合部９で重ね合わされている。つまり、同部分は周方向接合部８ではないので図５，６に示したような片締めボルト２９，３２は図示されていない。
【００６０】
このように三段にわたり土留め壁組立体１ａ〜１ｃを継ぎ足しながら組み立てた土留め壁１は、図５〜７から明らかなように、各土留め壁組立体１ａ〜１ｃのかご状フレーム４が上下方向で結合されて全体として一つの大きなかご状フレーム集合体が形成され、同時に各土留め壁組立体１ａ〜１ｃのスキンプレート５，５‥が上下方向で結合されて全体として一つの大きなスキンプレート集合体が形成されることになるのであるが、三段分のスキンプレート５，５‥が一つになった大きなスキンプレート集合体はその最下段において刃口部１０を介してクロスビーム５３に結合されているだけであり、それ以外の部分ではリングビーム２やクロスビーム３に接触してはいても全く結合されていないことになる。
【００６１】
次に、上記のような土留め壁１の構造を前提として、その土留め壁１の組み立てと並行して、その土留め壁１の内部の掘削と地中への圧入沈設を行って、当該土留め壁１を主体とする立坑を構築する場合の手順について説明する。
【００６２】
図１０に示すように、立坑を構築すべき位置の地面Ｇ側には圧入装置６０が設置される。この圧入装置６０は、予め地中深く打ち込まれたグラウンドアンカー６１を反力受けとする複数の油圧ジャッキ６２と、その油圧ジャッキ６２によって昇降駆動されるリング状もしくは井桁状の昇降ベース６３とで構成されていて、昇降ベース６３と圧入沈設すべき土留め壁１との間には保護リング６４が介装される。同時に、立坑として所定深度まで掘り下げるために例えばバケット系掘削機のクラムシェル６５を併用する。
【００６３】
そして、図１１に示すように、先に述べた土留め壁組立体１ａ〜１ｃのうちのいすれかの一段分の土留め壁組立体を組み立てたならば、バケット系掘削機のクラムシェル６５にて最下段の土留め壁組立体の内部の坑底部６６を掘削しつつ、土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ…の積層体をもって構成される土留め壁１を一段分の土留め壁組立体の高さ分だけ地中に圧入し、先に述べた土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ…の継ぎ足しと上記の掘削および圧入をｎ回繰り返すことで、所定深度の土留め壁１をもって立坑が構築される。
【００６４】
より詳しくは、最初に、図１１に示すように立坑を構築すべき位置に図５〜７に示したような刃口リング１０を設置し、その上に一段目の土留め壁組立体１ａを組み立てて、先行筒体として機能することになる刃口リング１０と一体化する。この一段目の土留め壁組立体１ａの組み立ては、刃口リング１０を母体として図２に示したフレーム６，６‥を基本要素とするかご状フレーム４を組み立てた上で、その外周面側にプレートセグメント５ａ，５ａ‥の接合をもってスキンプレート５を組み立てる。同時に内周側には図５〜７に示すライニングプレート３０を配置する（ただし、図１１では図示省略してある）。そして、スキンプレート５とライニングプレート３０の間にコンクリート層３３を打設し、刃口リング１０と一体となった土留め壁組立体１ａを組み立てる。
【００６５】
なお、刃口リング１０を含むか含まないかにかかわらず、一段目の土留め壁組立体１ａはコンクリート層打設に伴う養生期間が必要となるため、同土留め壁組立体１ａについては必要に応じて工場生産の形態としても良い。
【００６６】
こうして、一段目の土留め壁組立体１ａが組み立てられたならば、図１０に示すように正規位置に圧入装置６０をセットし、土留め壁組立体１ａの上面、すなわちリングビーム２に圧入装置６０の昇降ベース６３を保護リング６４を介在させた状態で当接させる。そして、土留め壁組立体１ａの内部の坑底部６６をバケット系掘削機のクラムシェル６５にて掘削しながら、圧入装置６０の油圧ジャッキ６２を作動させて、リングビーム２ひいてはそのリングビーム２を含むかご状フレーム４を荷重入力部として圧入荷重を付与してその土留め壁組立体１ａを地中に圧入する。このときの圧入深さは、おおよそ土留め壁組立体１ａの高さ相当分とする。
【００６７】
なお、立坑を構築すべき地盤が軟弱地盤であって、且つクラムシェル６５による掘削に伴い土留め壁組立体１ａの外部と内部とで大きな水位差が生じるときには、その水位差を極力少なくするように土留め壁組立体１ａの内部に水を補給しながら掘削を行うものとする。
【００６８】
最下段となる一段目の土留め壁組立体１ａが刃口リング１０とともに所定量だけ地中に圧入されたならば、圧入装置６０を一旦撤去し、それに続いて一段目の土留め壁組立体１ａの上に二段目の土留め壁組立体１ｂを継ぎ足すようにして組み立てながら結合する。この二段目の土留め壁組立体１ｂの組み立ておよび結合は、図２に示したフレーム６，６‥を基本要素とするかご状フレーム４を組み立てた上で、その外周面側にプレートセグメント５ａ，５ａ‥の接合をもってスキンプレート５を組み立てる。このスキンプレート５の組み立てには、先に図５〜７に基づいて説明したように上下の土留め壁組立体１ａ，１ｂ相互間でのスキンプレート５，５同士（プレートセグメント５ａ，５ａ同士）の接合を含むものとし、したがって二段の土留め壁組立体１ａ，１ｂ相互間にまたがって配置されることになるスキンプレート５は図５〜７に示すようになおも刃口リング１０を含む最下段（一段目）の土留め壁組立体１ａに連結されているだけである。
【００６９】
こうして、二段目の土留め壁組立体１ｂの組み立て作業を終えたならば、図１０のように再び圧入装置６０を正規位置にセットした上で、同様にクラムシェル６５による掘削と、圧入装置６０による地中への圧入とを繰り返す。
【００７０】
以下同様にして、圧入装置６０の一時撤去、二段目の土留め壁組立体１ｂの上への三段目の土留め壁組立体１ｃの組み立ておよび結合、圧入装置６０の再セット、圧入沈設動作を繰り返して、図１１に示すように三段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃからなる土留め壁１を地中に構築する。
【００７１】
以上のような各段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃの圧入沈設過程において、圧入装置６０よる圧入力は、各段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを形成しているところの剛性の高いかご状フレーム４を介して刃口リング１０に伝達され、剛性に低い波形鋼板製のプレートセグメント５ａ，５ａ‥を単位要素とするスキンプレート５には圧入荷重が直接加わることがないので、圧入途中でスキンプレート５が座屈もしくは変形するようなことがなく、剛性の低いスキンプレート５を使用しながらも土留め壁１を必要深度まで圧入することができる。
【００７２】
すなわち、図５〜７のほか図１１に示したように、スキンプレート５は刃口リング１０を含む最下段の土留め壁組立体１ａに連結されているだけであり、三段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃにまたがるように配置されているスキンプレート５は最下段の土留め壁組立体１ａを構成しているかご状フレーム４に引っ張られるようにして圧入される。しかも、上記の引張力によってスキンプレート５が上下方向に伸びようとしても、図５〜７に示すように各段のかご状フレーム４を形成しているリングビーム２の直下に上下の土留め壁組立体１ａ〜１ｃ相互間でスキンプレート５，５同士を接合している片締めボルト２９，３２が位置しているので、そのリングビーム２と片締めボルト２９，３２との当接によってもまたスキンプレート５，５‥が下方に引き込まれることになるので、スキンプレート５，５‥が上下方向に伸びを生ずることはない。
【００７３】
上記のようにして土留め壁１が構築されたならば、圧入装置６０を撤去する。この状態で、図１２に示すように、コンクリートを水中打設して立坑の坑底に坑版コンクリート６７を構築する。坑版コンクリート６７が完全に固化してしたならば、土留め壁１内の水拭きを行った上で、同図に示すように最下段の土留め壁組立体１ａ以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃのかご状フレーム４を分解しながら撤去する。その結果として、同図に示すように最下段の土留め壁組立体１ａ以外の上段側にはスキンプレート５，５のみが残されることになり、これによってスキンプレート５，５を主要素とする土留め壁１によって立坑が構築される。なお、スキンプレート５，５を主要素とする土留め壁１は一旦施工してしまえばそれのみで自立可能であるとともに、周囲の土水圧に対して十分に対抗することができるようになる。
【００７４】
この場合、図１２に示すように、上段側のかご状フレーム４，４が撤去されたことによって立坑の実有効空間を可及的に大きく確保でるようになる。また、分解して撤去したかご状フレーム４，４は繰り返し使用することが可能となる。
【００７５】
図１３，１４は、上記構造を前提として、継ぎ足すべき土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ‥の段数を増やしてより深度の大きな立坑を構築する場合の例を示し、同図左半部は施工時の状態を、同図右半部は最下段以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃ‥のかご状フレーム４を撤去した状態を示している。この場合にも、図１１，１２に示したものと全く同様の効果が得られる。
【００７６】
ここで、図１５〜図１８には先に述べたかご状フレーム４，４‥を多段に積み重ねてなるかご状フレーム集合体のほかそれの変形例での斜視図とその展開図をそれぞれに示す。
【００７７】
図１５は、図２に示したフレーム６，６‥を構成要素とするかご状フレーム４の場合であり、同図から明らかなようにクロスビーム３，３‥が縦方向で一列に揃うことになる。
【００７８】
これに対して図１６では、クロスビーム３，３‥が縦方向で一列に揃うことがないように、クロスビーム３，３‥の位置を周方向で半ピッチづつずらして、いわゆる千鳥状の配置としてある。また、図１７では、同様にクロスビーム３，３‥が縦方向で一列に揃うことがないように、下から二段目および上から二段目についてのみクロスビーム３，３‥の位置をわずかにずらしてある。
【００７９】
さらに、図１８ではごく一部のクロスビーム３Ａ，３Ａについてのみその位置をずらして、領域Ｆの面積のみを他に比べて拡大化してものである。
【００８０】
このようなかご状フレーム集合体の構造としても、先の第１の実施の形態と同様の効果が得られる。特に、図１８の場合には、例えば後処理として立坑に対して横孔を交差させるような場合であって、且つ領域Ｆに相当する部分のスキンプレート５を部分的に切除する必要がある場合に好都合となる。
【００８１】
図１９〜２２は本発明の第２の実施の形態を示す図で、先の第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００８２】
この実施の形態では、図１９〜２１に示すように、各段の土留め壁組立体１ａ〜１ｃにおけるかご状フレーム４をリングビーム２とともに構成することになるクロスビーム７３の位置をリングビーム２の内側に移動させ、リングビーム２の内側のフランジ部１５にてクロスビーム７３と連結する一方、上下の土留め壁組立体１ａ〜１ｃ相互間ではそのクロスビーム７３，７３同士をボルト・ナット７５にて連結するようにしたものである。なお、クロスビーム７３はリングビーム２と同じＨ形鋼にて形成される。また、図２０は図１９のＭ３部の拡大図を、図２１はクロスビーム７３がない同等部位の拡大図をそれぞれ示している。
【００８３】
そして、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、一段分の土留め壁組立体１ａ〜１ｃを積み上げる毎にその土留め壁組立体１ａ〜１ｃの高さに相当する分だけ地中に圧入沈設することになるが、その際には最上段のリングビーム２およびクロスビーム７３を荷重入力部として圧入力を加えるものとする。
【００８４】
この後、土留め壁組立体１ａ〜ｃをもって土留め壁１が所定深度まで圧入沈設されたならば、図２２に示すように最下段の土留め壁組立体１ａ以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃのかご状フレーム４を分解して撤去する。
【００８５】
図２３，２４は、図１９〜２２の構造を前提として、継ぎ足すべき土留め壁組立体１ａ，１ｂ，１ｃ‥の段数を増やしてより深度の大きな立坑を構築する場合の例を示し、同図左半部は施工時の状態を、同図右半部は最下段以外の各土留め壁組立体１ｂ，１ｃ‥のかご状フレーム４を撤去した状態を示している。この第２の実施の形態および変形例の場合にも、第１の実施の形態とものと全く同様の効果が得られる。
【００８６】
ここで、先に述べたスキンプレート５を形成することになるプレートセグメント５ａとして使用した波形鋼板の板圧を一定とした場合の土留め壁１の外径（ｍ）、周囲の壁面の面積（ｍ2／ｍ）、波形鋼板の質量（ｋｇ）、壁面積当たりの質量（ｋｇ／ｍ2）のほか、上記壁面積当たりの質量を外径で除したものを「径とのパラメータ（ｋｇ／ｍ2／ｍ）」として表１に示した。
【００８７】
【表１】
【００８８】
同図から明らかなように、径とのパラメータ（ｋｇ／ｍ2／ｍ）は５０以下、望ましくは４５以下となるように各々の条件を設定するものとする。
【００８９】
なお、上記の各実施の形態では円筒状の土留め壁１について例示しているが、平面視にて例えば楕円形もしくは小判形をなす土留め壁についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る立坑の構築方法に使用される土留め壁の概略構造を示す図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその正面図。
【図２】図１に示す土留め壁の詳細を示す図で、（Ａ）は図１の（Ａ）の要部拡大図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ−Ｄ線矢視図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）共に図１の要部の斜視図。
【図４】図２の（Ｂ）の要部拡大断面図。
【図５】図１の（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図６】図１の（Ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。
【図７】図１の（Ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図。
【図８】図５〜７の要部の詳細を示す図で、（Ａ）は図５のＭ１部の拡大図、（Ｂ）は図６のＭ２部の拡大図。
【図９】図８の（Ａ）に示す片締めボルトの詳細を示す分解図。
【図１０】図１に示した土留め壁の圧入沈設に使用される圧入装置の説明図。
【図１１】図１に示した土留め壁の使用を前提とした立坑の構築過程の説明図。
【図１２】図１に示した土留め壁を使用して構築した立坑断面説明図。
【図１３】図１１の構造の変形例として土留め壁組立体の段数を増やした場合の説明図。
【図１４】図１３の平面図。
【図１５】（Ａ）は図１の土留め壁に使用されているかご状フレーム集合体の斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１６】図１５に示したかご状フレームの変形例を示す図で、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１７】図１５に示したかご状フレームの別の変形例を示す図で、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１８】図１５に示したかご状フレームのさらに別の変形例を示す図で、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその展開説明図。
【図１９】本発明の第２の実施の形態を示す図で、土留め壁の要部断面説明図。
【図２０】図１９のＭ３部の拡大図。
【図２１】クロスビームが立設されていない部分であって且つ図２０と同等部位の拡大図。
【図２２】図１９に示した土留め壁の立坑慣性後の要部断面説明図。
【図２３】図１９の構造の変形例として土留め壁組立体の段数を増やした場合の説明図。
【図２４】図２３の平面図。
【符号の説明】
【００９１】
１…土留め壁
１ａ，１ｂ，１ｃ…土留め壁組立体
２…リングビーム（横方向の桁部材）
３…クロスビーム（縦方向の桁部材）
４…かご状フレーム
５…スキンプレート
５ａ…プレートセグメント
６…フレーム
８…周方向接合部
９…上下方法接合部
１０…刃口リング（刃口部）
５３…クロスビーム（縦方向の桁部材）
６０…圧入装置
７３…クロスビーム（縦方向の桁部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の土留め壁組立体を単位要素としてこれを複数段にわたり継ぎ足して組み立てた土留め壁の内部を掘削しながらその土留め壁を地中に圧入沈設して立坑を構築する方法であって、
上記土留め壁組立体は複数の桁部材を格子状に組み合わせてなるかご状フレームとその外周面を覆うスキンプレートを備えていて、
最下段の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合するとともに、それ以外の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合することなく上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合した状態で、上記かご状フレームを荷重入力部として土留め壁を所定深度まで地中に圧入沈設し、
上記土留め壁の圧入沈設後にスキンプレートのみを土留め壁として残して上記かご状フレームを撤去することを特徴とする立坑の構築方法。
【請求項２】
上記単位要素分の土留め壁組立体を組み立てながら下段側の土留め壁組立体に積み重ねるように連結して継ぎ足し、
このような単位要素分の土留め壁組立体の組み立てと連結のほか、上記掘削および単位要素分の圧入沈設動作を繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の立坑の構築方法。
【請求項３】
上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、
円周方向で予め複数に分割されているフレームを分解可能に結合してかご状フレームを組み立てる工程と、
このかご状フレームの外周面側にスキンプレートを配置しながら、上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合する工程と、
を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の立坑の構築方法。
【請求項４】
上記スキンプレートは、かご状フレームの外形の曲率に合わせて予め曲げ加工を施した単一もしくは複数のプレートセグメントをもって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【請求項５】
上記スキンプレートは、円周方向で予め複数に分割されているプレートセグメントを分解可能に連結したものであって、
上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、
上記かご状フレームの外周面側にプレートセグメントを配置しながら、かご状フレームの円周方向および上下の土留め壁組立体相互間においてプレートセグメント同士を接合する工程を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の立坑の構築方法。
【請求項６】
上記最下段の土留め壁組立体のかご状フレームはその下端部に刃口部を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【請求項７】
上記スキンプレートまたはプレートセグメントは垂直断面が波形状をなす波形鋼板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【請求項８】
上記スキンプレートまたはプレートセグメントの板圧を一定とした場合に、そのスキンプレートまたはプレートセグメントをもって形成される土留め壁の周囲の壁面の単位面積当たりの質量を土留め壁の外径で除した値が５０以下となるように設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【請求項１】
筒状の土留め壁組立体を単位要素としてこれを複数段にわたり継ぎ足して組み立てた土留め壁の内部を掘削しながらその土留め壁を地中に圧入沈設して立坑を構築する方法であって、
上記土留め壁組立体は複数の桁部材を格子状に組み合わせてなるかご状フレームとその外周面を覆うスキンプレートを備えていて、
最下段の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合するとともに、それ以外の土留め壁組立体では上記スキンプレートをかご状フレームに接合することなく上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合した状態で、上記かご状フレームを荷重入力部として土留め壁を所定深度まで地中に圧入沈設し、
上記土留め壁の圧入沈設後にスキンプレートのみを土留め壁として残して上記かご状フレームを撤去することを特徴とする立坑の構築方法。
【請求項２】
上記単位要素分の土留め壁組立体を組み立てながら下段側の土留め壁組立体に積み重ねるように連結して継ぎ足し、
このような単位要素分の土留め壁組立体の組み立てと連結のほか、上記掘削および単位要素分の圧入沈設動作を繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の立坑の構築方法。
【請求項３】
上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、
円周方向で予め複数に分割されているフレームを分解可能に結合してかご状フレームを組み立てる工程と、
このかご状フレームの外周面側にスキンプレートを配置しながら、上下の土留め壁組立体相互間においてスキンプレート同士を接合する工程と、
を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の立坑の構築方法。
【請求項４】
上記スキンプレートは、かご状フレームの外形の曲率に合わせて予め曲げ加工を施した単一もしくは複数のプレートセグメントをもって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【請求項５】
上記スキンプレートは、円周方向で予め複数に分割されているプレートセグメントを分解可能に連結したものであって、
上記土留め壁組立体の組み立ておよび連結には、
上記かご状フレームの外周面側にプレートセグメントを配置しながら、かご状フレームの円周方向および上下の土留め壁組立体相互間においてプレートセグメント同士を接合する工程を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の立坑の構築方法。
【請求項６】
上記最下段の土留め壁組立体のかご状フレームはその下端部に刃口部を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【請求項７】
上記スキンプレートまたはプレートセグメントは垂直断面が波形状をなす波形鋼板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【請求項８】
上記スキンプレートまたはプレートセグメントの板圧を一定とした場合に、そのスキンプレートまたはプレートセグメントをもって形成される土留め壁の周囲の壁面の単位面積当たりの質量を土留め壁の外径で除した値が５０以下となるように設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の立坑の構築方法。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００６−１２５０５５（Ｐ２００６−１２５０５５Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１４９３７（Ｐ２００４−３１４９３７）
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００１４０６９４）株式会社加藤建設 (50)
【出願人】（０００２３１１１０）ＪＦＥ建材株式会社 (150)
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００１４０６９４）株式会社加藤建設 (50)
【出願人】（０００２３１１１０）ＪＦＥ建材株式会社 (150)
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