覆工板の支持構造、覆工板の支持方法

【課題】その目的は、道路や公共スペースとしての機能が制限される時間を少なくするとともに、開削空間内における施工性を向上する。
【解決手段】開削空間２を覆うように設けられた覆工板４０の支持構造１００は、開削空間２の上方に設けられた上部架構２０と、上部架構２０に反力をとりながら、覆工板４０を吊持する吊持部材３０と、を備える

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を掘削して形成した開削空間上を覆うように複数の覆工板を支持する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地下鉄や地下タンク等の地中構造物を構築する際には、地盤を掘削し、開削空間を形成し、この開削空間内において地中構造物を構築している。ここで、開削空間を形成する敷地が道路や公共のスペースなどとして利用されている場合には、地中構造物の構築が終了するまで道路などとしての機能が失われてしまう。このため、開削空間内に所定のスパンで複数の支持杭を設け、これら中間杭の間に桁材を設け、この桁材上に覆工板を敷設し、これらの覆工板により形成される覆工面を道路などとして利用することが行われている。
【０００３】
ここで、上記のように開削空間内に支持杭を設けると、この地中杭を避けて施工しなければならず、開削空間内における作業の障害となってしまう。そこで、例えば、特許文献１には、土留壁間に複数段に亘って設けられた切梁の間に鉛直継ぎ材を設置し、切梁及び鉛直継ぎ材により囲まれる部分に斜材を設置することにより、これらの部材によりトラス梁を構成し、このトラス梁により覆工板を支持し、支持杭を省略する方法が記載されている。また、例えば、特許文献２には、掘削対象となる地盤上に人工地盤を構築するとともに、この人工地盤をジャッキにより支持しておき、人工地盤の下方の地盤を所定深さまで掘削した後、ジャッキにより人口地盤を地盤高さまで降下させて、この人工地盤を覆工面として利用する方法が記載されている。
【特許文献１】特開平１１―１４０８９２号公報
【特許文献２】特開平７―４８８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の方法では、依然として開削空間内に、切梁及び鉛直継ぎ材が存在するため、これらの部材が開削空間内における作業の障害となる。また、特許文献２記載の方法では、人工地盤を地盤高さに降下させるまで、人工地盤上を道路などとして利用することができず、時間的制約が大きい。
【０００５】
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、道路などとしての機能が制約される時間を少なくするとともに、開削空間内における施工性を向上することが可能な覆工板の支持構造及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の覆工板の支持構造は、開削空間を覆うように設けられた覆工板の支持構造であって、前記開削空間の上方を跨ぐように設けられた上部架構と、前記上部架構に反力をとりながら、前記覆工板を吊持する吊架構と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記の支持構造において、前記吊架構は、前記覆工板を下方より支持する下部架構と、前記上部架構に反力をとりながら、前記下部架構を吊持する吊部材と、からなるものであってもよい。
【０００８】
また、前記上部架構は、その上部に工事用重機を積載可能な作業構台として機能するものであってもよい。また、前記開削空間の周囲には地中壁が構築されており、前記上部架構は、前記地中壁の上部に設置された鉛直方向に延びる鉛直部材と、前記鉛直部材により前記開削空間の上方に支持された水平部とからなるものであってもよい。また、前記地中壁には、一端が地盤内に固着されたグランドアンカーの他端が接続されていてもよい。
【０００９】
また、前記上部架構は、下端に移動手段が設けられた、鉛直方向に延びる鉛直部材により支持されていてもよい。
【００１０】
また、本発明の覆工板の支持方法は、開削空間を覆うように覆工板を支持する方法であって、前記開削空間の上方を跨ぐように上部架構を設け、前記上部架構に反力をとりながら、前記覆工板を吊持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、開削空間上方に設けた上部架構により覆工板を吊持するため、開削空間内に支持杭を設ける必要がなく、施工性を向上できる。また、支持架構を構築が完了して、すぐに、覆工板により形成された面を道路等として利用できるため、地上の機能が制限される時間を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の覆工板の支持構造を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の覆工板の支持構造を示す図であって、（Ａ）は、鉛直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるI―I´断面図である。本実施形態の覆工板の支持構造１００は、図１（Ａ）の紙面垂直方向に延びる道路の下方に地中構造物１を構築するために、道路に沿って開削空間２を形成する際に用いられるものであり、開削空間２の上部を施工期間中に道路として利用できるように、開削空間２の上方を覆うように複数の覆工板４０を地表高さに支持するものである。
【００１３】
同図に示すように、開削空間２の幅方向両側には周囲の地盤３を支持するように、地中構造物１を構築する方向の両側に土留壁構造１０が構築されている。土留壁構造１０は、土留壁本体１１と、グランドアンカー１２とにより構成される。
【００１４】
土留壁本体１１としては、鉄筋コンクリート造の地中連続壁などを採用することができる。後述するように、土留壁本体１１は、上部に上部架構２０の鉛直部材２４が接続されており、覆工板４０を支持する上部架構２０の荷重が作用するため、この荷重を支持できるように十分な強度を有する地盤まで根入れされている。
【００１５】
グランドアンカー１２は、一端が土留壁本体１１に接続され、他端が周囲の地盤３に固着されている。土留壁本体１１には、周囲の地盤３より土水圧による荷重が作用するが、グランドアンカー１２の端部が周囲の地盤３に固着されているため、この土水圧に対して抵抗することができる。このため、土留壁本体１１の間に周囲の地盤から作用する土水圧に抵抗するために設けていた切梁を省略することができる。
【００１６】
支持構造１００は、開削空間２を覆うように設けられた上部架構２０と、覆工板４０を下方より支持する下部架構５０と、上部架構２０に反力をとりながら下部架構５０を吊持する吊持部材３０と、から構成される。
【００１７】
上部架構２０は、開削空間２の上方に、その両側に亘って構築されたトラス架構（特許請求の範囲の水平部に相当）２１と、土留壁本体１１の上端面に鉛直方向に延びるように設置され、トラス架構２１を支持する鉛直部材２４と、トラス架構２１上に鋼材を井桁状に組むことにより構成された井桁架構２３と、この井桁架構２３上に敷設された覆工板２２とを備える。上部架構２０は、その上部に昇り降りができるように昇降設備（不図示）が設けられており、上部に工事用重機を配置し、作業構台として利用することが可能である。また、トラス架構２１より吊持部材３０が鉛直方向に延びており、後述するように、この吊持部材３０により、覆工板４０を下方より支持する下部架構５０が吊持されている。
【００１８】
トラス架構２１は鋼材をトラス状に組むことにより構成された架構であり、高い剛性を有する。このため、上部に積載された工事用重機の荷重及び吊持部材３０を介して伝達される覆工板４０上を通る車両の荷重を支持することができる。
【００１９】
鉛直部材２４は、開削空間２の長手方向に適宜間隔をあけて設けられ、下端が地盤３に十分に根入れされた土留壁本体１１の上部に接続されている。鉛直部材２４には、トラス架構２１を介して上部架構２０の上部に配置された工事用重機や、吊持部材３０を介して伝達される覆工板４０上を通る車両の荷重が作用する。これらの荷重は、鉛直部材２４を介して土留壁本体１１に作用するが、土留壁本体１１が十分に根入れされており、基礎構造と同様に機能するため、これを支持することが可能となる。
【００２０】
図２は、吊持部材３０により覆工板４０が吊持されている様子を示す図であり、（Ａ）は、図１（Ａ）の吊持部材３０近傍の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるII―II´断面図である。同図に示すように、吊持部材３０は、トラス架構２１を構成する鋼材に、地中構造物１の開削空間２の長手方向に所定の間隔をあけて取り付けられている。吊持部材３０は、トラス架構２１を構成する鋼材に上方より当接するように配置された上方の鋼材３２と、この上方の鋼材３２の両端に上端が接続され、上下方向に延びる吊材３３と、この吊材３３の下端に接続され、下部架構５０を支持する下方の鋼材３１と、から構成される。
【００２１】
吊材３３は、下部架構５０を吊持するのに十分な引張耐力を有する棒状の鋼材からなり、覆工板４０の上面が周囲の地盤３の地表高さと略一致するように長さが調整されている。
【００２２】
下部架構５０は、地中構造物１の構築方向（道路の延長方向；図２（Ｂ）における左右方向）に隣接する吊持部材３０の下方の鋼材３１間に複数の下段鋼材５１を架け渡し、複数の上段鋼材５２を、この架け渡された下段鋼材５１の上部に直交するように、覆工板４０の幅と略等しい間隔で架け渡すことにより構成される。隣接する上段鋼材５２間に亘って覆工板４０を敷き詰めていくことにより、地表面高さに覆工面を形成することができる。なお、図２（Ａ）では、下方の鋼材３１は下段鋼材５１の下面に当接するように設けられている。
【００２３】
上記のように、覆工板４０が吊持部材３０を介して支持されているため、従来、覆工板４０を支持するために開削空間２内に設けられていた支持杭を省略することが可能となる。また、土留壁本体１１に作用する土水圧をグランドアンカー１２で支持することとしたため、切梁を省略することができる。このように開削空間２内の支持杭や切梁が省略されているため、これらを避けて施工する必要がなくなり、開削空間２内における開削作業や地中構造物１の構築作業の施工性が向上する。
【００２４】
図３は、上記の支持構造１００により地表面高さに支持された覆工板４０上を車両通行用の道路として利用している様子を示す図である。同図に示すように、トラス架構２１と覆工板４０との間に空間には、鉛直方向に延びる吊部材３３しか存在せず、容易に車両６０の通行が可能となる。通行する車両６０及び覆工板４０の荷重は、下部架構５０及び吊持部材３０を介して上部架構２０に伝達されることとなる。これに対して、上部架構２０を構成するトラス架構２１は上記のように十分な剛性を有し、また、上部架構２０は十分に根入れされた地中壁本体１１に支持されているため、この荷重を支持することが可能となる。
【００２５】
以下、上記の支持構造１００を用いて地中構造物を構築する方法を説明する。
まず、図４に示すように、開削空間２の両側部にあたる位置に地中壁本体１１を構築する。そして、地中壁本体１１の上部に支持構造１００を構築する。
次に、開削空間２にあたる部分の地盤を掘削する。図５は、開削空間２にあたる部分の地盤の掘削を行う様子を示す図である。同図に示すように、開削空間２の掘削を行う際は、開削空間２内にパワーショベルなどの掘削用重機７１を揚重し、これらの掘削用重機７１により施工を行う。この際、開削空間２内に切梁や支持杭がないため、これら掘削用重機７１の作業が制限されず、施工性が向上する。そして、所定の深さまで掘削が進行した段階で、掘削作業を中断し、グランドアンカー１２を打設する。
【００２６】
また、地盤を掘削することにより生じた掘削残土は、支持構造１００の上部を作業構台として用いて、支持構造１００上より外部に搬出すればよい。支持構造１００の上部より掘削残土を搬出する場合には、施工を行う部分の上方にあたる支持構造２０の上方の覆工板２２及び支持構造２０により吊持された覆工板４０を取り外す。そして、これら覆工板２２、４０を取り外した部分を通して、クラムシェル７０により開削空間２内で発生した掘削残土を外部に排出することができる。
【００２７】
次に、開削空間２内において、地中構造物１を構築するため、鉄筋の組立て及び型枠の設置を行う。図６は、開削空間２内において鉄筋の組立て及び型枠の設置を行う様子を示す図である。同図に示すように、本実施形態の覆工板４０の支持構造１００によれば、開削空間２内に切梁や覆工板を支持する支持杭が存在しないため、開削空間２内での施工効率が向上する。また、支持構造１００を作業構台として利用することにより、支持構造１００上にクレーン７３やトラック７４を配置し、資材を支持構造１００の上方より開削空間２に揚重することができ、敷地が狭くても効率よく施工を行うことができる。
【００２８】
そして、図７に示すように、地中構造物１を構成するコンクリートを打設する。なお、コンクリートの打設は、同図に示すように、支持構造１００の上部にポンプ車７５及びミキサー車７６を配置して、覆工板２２、４０を取り外した部分を通して行えばよい。
【００２９】
次に、図８に示すように、開削空間２内に土砂７０を搬入して、埋め戻しを行った後、支持構造１００を撤去し、道路を復旧することにより、地中構造物１の構築が完了する。
【００３０】
なお、上記の各工程は、地中構造物１の長手方向に複数の区間に分割して、各区間を例えば、地盤３の掘削を行う掘削区間と、地中構造物１の構築を行う構築区間と、コンクリートの打設を行うコンクリート打設区間と、埋め戻しを行う埋め戻し区間とに分けて、並行して行うと効率が良い。このように複数の区間に分割して施工を行う場合には、複数の区間の上方に夫々支持構造１００を構築し、埋め戻しが完了した区間の支持構造１００を次に掘削を行う区間に移動して用いることができる。
【００３１】
また、一区間ごとに掘削から埋め戻しまでを行っていくような場合には、鉛直部材２４の下端に車輪を設けるとともに、土留壁本体１１の上部にレールを敷設しておき、支持構造１００をレール上の移動可能とすることにより効率良く施工を行うことができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の覆工板４０の支持構造１００によれば、開削空間２内に切梁や支持杭を省略することができるため、開削空間２内における掘削作業や地中構造物１の構築作業の効率を向上することができる。特に、既設の地下構造物（地下鉄の駅部）の拡幅工事には本工法のメリットが大きい。
【００３３】
また、上部架構２０の上部を作業構台として利用し、上部架構２０上に配置した作業用重機７０により施工を行うことができるため、施工効率を向上することができる。このことは、特に、周囲に施工ヤードを確保することができないような場所における施工に有効である。
【００３４】
また、従来は、地中構造物１の構築作業完了後に、覆工板４０を支持する支持杭を次の施工区域に移動する盛替え作業をおこなっていたが、支持杭を省略することにより、この杭の盛替え作業が発生しないため、工期を短縮することができる。
【００３５】
また、支持構造１００を構築し、覆工板４０を敷設すれば、すぐに、覆工板４０上を車両の通行などに使用することができるため、道路としての機能を制限する期間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態の覆工板の支持構造を示す図であり、（Ａ）は、鉛直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるI―I´断面図である。
【図２】吊持部材によりトラス架構に反力をとりながら覆工板が吊持されている様子を示す図であり、（Ａ）は、鉛直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるII―II´断面図である。
【図３】支持構造により地表面高さに支持された覆工板上を車両通行用の道路として利用している様子を示す図である。
【図４】開削空間の両側部にあたる位置に地中壁本体が構築された様子を示す図である。
【図５】開削空間にあたる部分の地盤の掘削を行う様子を示す図である。
【図６】開削空間内において鉄筋の組立て及び型枠の設置を行う様子を示す図である。
【図７】地中構造物を構成するコンクリートを打設する様子を示す図である。
【図８】開削空間内に土砂を搬入し、埋め戻しを行う様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１地中構造物２開削空間
１０土留壁構造１１土留壁本体
１２グランドアンカー２０支持構造
２１トラス架構２２覆工板
２３井桁架構２４鉛直部材
３０吊持部材３１下方の鋼材
３２上方の鋼材３３吊部材
４０覆工板５０下部架構
５１下段鋼材５２上段鋼材
６０車両７０クラムシェル
７１掘削用重機７３クレーン
７４トラック７５ポンプ車
７６ミキサー車１００支持構造

【特許請求の範囲】
【請求項１】
開削空間を覆うように設けられた覆工板の支持構造であって、
前記開削空間の上方を跨ぐように設けられた上部架構と、
前記上部架構に反力をとりながら、前記覆工板を吊持する吊架構と、を備えることを特徴とする支持構造。
【請求項２】
前記吊架構は、
前記覆工板を下方より支持する下部架構と、
前記上部架構に反力をとりながら、前記下部架構を吊持する吊部材と、からなることを特徴とする請求項１記載の覆工板の支持構造。
【請求項３】
前記上部架構は、その上部に工事用重機を積載可能な作業構台として機能することを特徴とする請求項１又は２記載の覆工板の支持構造。
【請求項４】
前記開削空間の周囲には地中壁が構築されており、前記上部架構は、前記地中壁の上部に設置された鉛直方向に延びる鉛直部材と、前記鉛直部材により前記開削空間の上方に支持された水平部とからなることを特徴とする請求項１から３のうち何れかに記載の覆工板の支持構造。
【請求項５】
前記地中壁には、一端が地盤内に固着されたグランドアンカーの他端が接続されていることを特徴とする請求項４記載の覆工板の支持構造。
【請求項６】
前記上部架構は、下端に移動手段が設けられた、鉛直方向に延びる鉛直部材により支持されていることを特徴とする請求項１から３のうち何れかに記載の覆工板の支持構造。
【請求項７】
開削空間を覆うように覆工板を支持する方法であって、
前記開削空間の上方を跨ぐように上部架構を設け、
前記上部架構に反力をとりながら、前記覆工板を吊持することを特徴とする覆工板の支持方法。

【図１】