JP6869198B2 - 合成地下外壁とその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＳＭＷ工法による山留壁と一体化された合成地下外壁とその施工方法に関する。

ＳＭＷ（Ｓｏｉｌ Ｍｉｘｉｎｇ Ｗａｌｌ）とは土（Ｓｏｉｌ）とセメントスラリーを原位置で混合・攪拌（Ｍｉｘｉｎｇ）し、地中に造成した山留壁（Ｗａｌｌ）の略称である。

ＳＭＷ工法とは、専用に開発された多軸混練オーガー機で原地盤を削孔し、その先端よりセメントスラリーを吐出して１エレメントの削孔混練を行い、ソイルセメントの山留壁を造る工法である。また、連続一体のソイルセメントの連続壁は、エレメント端の削孔混練軸を次のエレメントに完全にラップさせて造成する。
上述したＳＭＷ工法で地中に造成した地下外壁（山留壁）は、例えば特許文献１〜３に開示されている。

特許文献１の「地下外壁の外断熱・外防水工法」は、地中に山止めを形成し、この山止めの内側を排土した後、山止めの内壁面に、外側断熱層、防水層、及び内側断熱層を順次密着して形成し、さらにその内側に密着して地下外壁を構築する。

特許文献２の「山留壁面の防水工法」では、山留壁がＨ鋼とソイルセメントとで構成されている。Ｈ鋼の露出面から突出するセパレータに対応する部分に開口を有する可撓性膜体を用いて、開口からセパレータを突出させて山留壁面を被覆し、固定具でソイルセメント面に固定する。この可撓性膜体の上から防水材を塗布し、硬化して、開口を通してＨ鋼の露出面に接合したポリウレタン系防水層を形成する。

特許文献３の「合成地下外壁およびその施工方法」では、スタッドをＳＭＷの芯材である鉄骨に溶殖してＲＣ壁中に埋設し、そのスタッドとして先端部に定着頭部を一体に形成した鉄筋を用いてそれをＲＣ壁における剪断補強筋を兼用させる。

特公平６−７６６９４号公報 特開２００１−１５９１３６号公報 特開２００２−３７１５４５号公報

特許文献１では、地中に造成した山留壁（ＳＭＷ）と地下外壁との間に、外側断熱層、防水層、及び内側断熱層が介在する。これらの各層は、コンクリートや鋼材と比較して剛性が低い素材（例えばゴム、合成樹脂等）からなる。そのため、ＳＭＷと地中壁（地下外壁）との付着力が小さく、地中壁に作用する外力を地中壁のみの剛性で支持する必要がある。その結果、地中壁の厚さが大きく、鉄筋量が多くなり、建造コストが高く、地中壁で構築する敷地の有効面積が低下する。

特許文献２では、山留壁（ＳＭＷ）の内面に、可撓性膜体と防水材によりポリウレタン系防水層を形成する。この内側に地中壁を構築する場合、ＳＭＷと地下外壁との間に、ポリウレタン系防水層が介在する。そのため、特許文献１と同様に、ＳＭＷと地中壁との付着力が小さく、地中壁に作用する外力を地中壁のみの剛性で支持する必要がある。その結果、特許文献１と同様に、地中壁の厚さが大きく、鉄筋量が多くなり、建造コストが高く、地中壁で構築する敷地の有効面積が低下する。

特許文献３では、特許文献１，２における防水層を省略し、ＳＭＷの芯材である鉄骨に固定したスタッドをＲＣ壁中に埋設して、地中に造成した山留壁（ＳＭＷ）と地中壁（ＲＣ壁）を一体化している。そのため、ＳＭＷを透過した地下水の止水ができない。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、地中壁に作用する外力の一部を地中に造成した山留壁（ＳＭＷ）に負担させることができ、かつＳＭＷを透過した地下水の止水ができる合成地下外壁とその施工方法を提供することにある。

本発明によれば、水平方向に互いに間隔を隔て鉛直に延びる複数の型鋼が内部に埋設され地中に造成されたソイルセメント壁体と、
前記ソイルセメント壁体から露出した前記型鋼に一端が固定され、前記型鋼から内側に延びる複数のスタッドと、
前記ソイルセメント壁体の内壁面に貼り付けられ、所定の止水幅を有する止水シートと、
前記内壁面を型枠として構築され、前記スタッドに鉄筋が連結されたコンクリート製の地中壁と、を備え、
前記地中壁の打継面及び目地の位置は、予め設定されており、
前記止水幅は、構築後の前記地中壁に密着して前記打継面を止水可能な幅を有し、
前記止水シートは、前記地中壁の構築前に、前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に対して、前記地中壁の打継面又は目地に対向する位置のみに帯状に貼り付けられている、合成地下外壁が提供される。

また本発明によれば、上記の合成地下外壁を構築する施工方法であって、
前記地中壁の打継面及び目地の位置を、予め設定し、
前記止水幅を、構築後の前記地中壁に密着して前記打継面を止水可能な幅に設定し、
前記地中壁の構築前に、前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に対して、前記地中壁の前記打継面及び前記目地に対向する位置のみに前記止水シートを帯状に貼り付けるシート貼付ステップを有する、合成地下外壁の施工方法が提供される。

本願発明者は、地下水が地中壁を透過する箇所は、主としてコンクリートの打継面又は目地であるとの新規の知見を得た。本発明はかかる新規の知見に基づくものである。

本発明によれば、コンクリート製の地中壁の打継面又は目地に対向するソイルセメント壁体の内壁面に、地中壁の構築前に止水シートが貼り付けられ、この止水シートは所定の止水幅を有する。止水シートは、その後に構築された地中壁の打継面又は目地にコンクリー打設時の圧力で密着し、地中壁の打継面又は目地を止水する。従って、止水性に問題が生じやすいコンクリートの打継面又は目地における地下水の止水ができる。

また、止水幅を有する止水シートを用いるので、止水幅を除く大部分の範囲で、ソイルセメント壁体の型鋼はスタッドを介してスタッドに鉄筋が連結された地中壁と一体化する。これにより、地中壁に作用する外力の一部をスタッドを介してソイルセメント壁体の型鋼に負担させることができる。

本発明による合成地下外壁の実施形態を示す垂直断面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図２のＢ−Ｂ線における断面図とその部分拡大図である。 合成地下外壁を構築する施工方法の全体フロー図である。 合成地下外壁を構築する施工方法の説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明による合成地下外壁１００の実施形態を示す垂直断面図である。
この図において、合成地下外壁１００は、ソイルセメント壁体１０、複数のスタッド２０、止水シート３０、及び地中壁４０を備える。
以下、この図におけるソイルセメント壁体１０の左側を、「外側」又は「地中側」と呼び、右側を「内側」又は「建物側」と呼ぶ。
また、この図において、Ｘは、地中壁４０の水平打継面を示している。

図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図であり、この図では、地中壁４０を省略している。この図において、Ｙは、地中壁４０の鉛直方向に延びる鉛直打継面を示している。

図１と図２において、ソイルセメント壁体１０は、複数のソイルセメント柱１１が連続して一体化され地中１に造成された山留壁（ＳＭＷ）である。
ソイルセメント壁体１０には、複数の型鋼１２が内部に埋設されている。型鋼１２は、水平方向（図２の左右方向）に互いに間隔を隔て鉛直（図２の上下方向）に延びる。

型鋼１２は、好ましくはＨ型鋼である。複数の型鋼１２は、複数のソイルセメント柱１１にそれぞれ設けてもよく、隣接する型鋼１２の間に、型鋼１２のない１又は複数のソイルセメント柱１１を設けてもよい。
ソイルセメント柱１１の大きさ、及び型鋼１２の間隔は、対象とする地中１の土圧等に応じて、設定されている。

図３（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ線における断面図であり、図３（Ｂ）はその部分拡大図である。
図３（Ａ）（Ｂ）において、複数のスタッド２０は、ソイルセメント壁体１０から露出する型鋼１２に一端が固定され、型鋼１２から内側（建物側）に延びる。この固定は、溶接による溶着であることが好ましいが、ネジ等による固定であってもよい。
スタッド２０は、頭付スタッドであるのがよい。

図３において、止水シート３０は、ソイルセメント壁体１０の内壁面１０ａに貼り付けられている。
止水シート３０は、コンクリート製の地中壁４０の打継面４２（この図では鉛直打継面Ｙ）又は目地に対向する内壁面１０ａへ、地中壁４０の構築前に貼り付けられる。
打継面４２は、水平方向に延びる水平打継面Ｘ、又は、鉛直方向に延びる鉛直打継面Ｙである。また図示しない目地は、鉛直方向に延びる鉛直目地である。

止水シート３０は、打継面４２に沿って延び、ソイルセメント壁体１０に接着可能な帯状のゴムシートである。止水シート３０は、例えば非加硫ブチルゴムシートである。
また止水シート３０は、所定の止水幅を有する。止水シート３０の止水幅は、構築後の地中壁４０に密着して打継面４２を止水可能な幅を有する。止水シート３０の厚さは、例えば１〜３ｍｍであり、幅は３００〜４５０ｍｍであるのがよい。

図３において、地中壁４０は、ソイルセメント壁体１０の内壁面１０ａを型枠として構築され、スタッド２０に鉄筋４４が連結されている。

図４は、合成地下外壁１００を構築する施工方法の全体フロー図であり、図５は、合成地下外壁１００を構築する施工方法の説明図である。
図４において、本発明の施工方法は、Ｓ１〜Ｓ５の各ステップ（工程）を有する。

壁体造成ステップＳ１では、ＳＭＷ工法により、図５（Ａ）に示すように、水平方向に互いに間隔を隔て鉛直に延びる複数の型鋼１２が内部に埋設されたソイルセメント壁体１０を地中１に造成する。型鋼１２は、好ましくはＨ型鋼である。
ソイルセメント壁体１０を造成後、ソイルセメント壁体１０の内側（建物側）の土砂（地盤）を除去し、建物側を排土して空洞にする。

型鋼露出ステップＳ２では、図５（Ｂ）に示すように、ソイルセメント壁体１０の内側を機械的に除去し、ソイルセメント壁体１０から型鋼１２の内面（建物側）を露出させる。この際、ソイルセメント壁体１０の内壁面１０ａは、露出した型鋼１２の内面と面一に成形することが好ましい。

次いで、スタッド固定ステップＳ３では、図５（Ｂ）に示すように、ソイルセメント壁体１０の内壁面１０ａから内側に延びる複数のスタッド２０の一端を型鋼１２に固定する。
この固定は、溶接による溶着であることが好ましいが、ネジ等による固定であってもよい。
スタッド２０は、止水シート３０の貼付け位置以外で、型鋼１２に固定する。
なお、スタッド固定ステップＳ３は、シート貼付ステップＳ４の後で実施してもよい。

シート貼付ステップＳ４では、図５（Ｃ）に示すように、地中壁４０の打継面４２又は目地に対向するソイルセメント壁体１０の内壁面１０ａに、地中壁４０の構築前に止水幅を有する止水シート３０を貼り付ける。
地中壁４０の打継面４２又は目地の位置は、予め設定されている。止水シート３０の内壁面１０ａへの貼り付けは、予め設定されている位置に対して、地中壁４０の構築前に実施する。

地中壁構築ステップＳ５では、図５（Ｄ）に示すように、内壁面１０ａを型枠として、スタッド２０に鉄筋４４を連結して打継面４２を有するコンクリート製の地中壁４０を構築する。
止水シート３０は、地中壁４０の構築後は、ソイルセメント壁体１０と地中壁４０に挟まれ、地中壁４０に密着して打継面４２を止水する。

上述した本発明による合成地下外壁１００とその施工方法は、以下の特徴を有する。
（１）地下掘削においてＳＭＷの表面を削り、ＳＭＷ内の型鋼１２（Ｈ型鋼）を露出させ、Ｈ型鋼に定着用のジベル（スタッド２０）を取り付け、内壁面１０ａを型枠代わりとして地中壁４０を構築し、Ｈ型鋼に所定の応力を負担させる。
（２）止水性に問題が発生しやすい地中壁４０の水平打継面Ｘ、鉛直打継面Ｙ、及び鉛直目地に対応して、止水シート３０を設け、その上で地中壁４０を構築する。
（３）止水シート３０には、例えば、非加硫ブチルゴムシート（厚さ１．５ｍｍ）を用い、ソイルセメント壁体１０の内壁面１０ａに、地中壁４０の構築前に貼り付ける。

上述した本発明の実施形態によれば、コンクリート製の地中壁４０の打継面４２又は目地に対向するソイルセメント壁体１０の内壁面１０ａに、地中壁４０の構築前に止水シート３０が貼り付けられ、この止水シート３０は所定の止水幅を有する。止水シート３０は、その後に構築された地中壁４０の打継面４２又は目地にコンクリー打設時の圧力で密着し、地中壁４０の打継面４２又は目地を止水する。

従って、止水性に問題が生じやすいコンクリートの打継面４２又は目地における地下水の止水が容易にできる。

また、止水幅を有する止水シート３０を用いるので、止水幅を除く大部分の範囲で、ソイルセメント壁体１０の型鋼１２は、鉄筋４４が連結されたスタッド２０を介して地中壁４０と一体化する。これにより、地中壁４０に作用する外力の一部をスタッド２０を介してソイルセメント壁体１０の型鋼１２に負担させることができる。
従って、ソイルセメント壁体１０（山留壁）内の型鋼１２（Ｈ型鋼）と後打ちの地中壁４０を一体化することで、後打ち地中壁４０の応力負担を軽減できる。

上述した山留壁（ＳＭＷ）は、掘削時に周辺地盤の崩壊を防止するために設けられた仮設構造物であり、従来は、本体躯体が完成した後には、特に利用されることはなく、撤去または地中に残置されていた。
本発明では、山留壁（ＳＭＷ）の型鋼１２（Ｈ型鋼）を地中壁４０と一体化し、合成地下外壁１００とすることにより、地中壁４０の厚さ、鉄筋量が減少しコストダウンとなり、また、敷地の有効利用も可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで種々に変更できることは勿論である。

Ｘ 水平打継面、Ｙ 鉛直打継面、１ 地中、
１０ ソイルセメント壁体（山留壁）、１０ａ 内壁面、
１１ ソイルセメント柱、１２ 型鋼（Ｈ型鋼）、
２０ スタッド（頭付スタッド）、３０ 止水シート、
４０ 地中壁、４２ 打継面、４４ 鉄筋、
１００ 合成地下外壁

Claims (6)

1. 水平方向に互いに間隔を隔て鉛直に延びる複数の型鋼が内部に埋設され地中に造成されたソイルセメント壁体と、
   前記ソイルセメント壁体から露出した前記型鋼に一端が固定され、前記型鋼から内側に延びる複数のスタッドと、
   前記ソイルセメント壁体の内壁面に貼り付けられ、所定の止水幅を有する止水シートと、
   前記内壁面を型枠として構築され、前記スタッドに鉄筋が連結されたコンクリート製の地中壁と、を備え、
   前記地中壁の打継面及び目地の位置は、予め設定されており、
   前記止水幅は、構築後の前記地中壁に密着して前記打継面を止水可能な幅を有し、
   前記止水シートは、前記地中壁の構築前に、前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に対して、前記地中壁の打継面又は目地に対向する位置のみに帯状に貼り付けられている、合成地下外壁。
2. 前記打継面は、水平方向に延びる水平打継面、又は、鉛直方向に延びる鉛直打継面であり、
   前記目地は、鉛直方向に延びる鉛直目地である、請求項１に記載の合成地下外壁。
3. 前記止水シートは、前記打継面に沿って延び、前記ソイルセメント壁体に接着可能な帯状のゴムシートである、請求項１に記載の合成地下外壁。
4. 前記スタッドは、前記止水シートの貼付け位置以外で、前記型鋼に固定されている、請求項１に記載の合成地下外壁。
5. 請求項１に記載の合成地下外壁を構築する施工方法であって、
   前記地中壁の打継面及び目地の位置を、予め設定し、
   前記止水幅を、構築後の前記地中壁に密着して前記打継面を止水可能な幅に設定し、
   前記地中壁の構築前に、前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に対して、前記地中壁の前記打継面及び前記目地に対向する位置のみに前記止水シートを帯状に貼り付けるシート貼付ステップを有する、合成地下外壁の施工方法。
6. （Ａ）水平方向に互いに間隔を隔て鉛直に延びる複数の前記型鋼が内部に埋設された前記ソイルセメント壁体を地中に造成する壁体造成ステップと、
   （Ｂ）前記ソイルセメント壁体から前記型鋼を露出させる型鋼露出ステップと、
   （Ｃ）前記ソイルセメント壁体の前記内壁面から内側に延びる複数の前記スタッドの一端を前記型鋼に固定するスタッド固定ステップと、
   （Ｄ）前記内壁面を型枠として、前記スタッドに鉄筋を連結して前記打継面を有するコンクリート製の前記地中壁を構築する地中壁構築ステップと、を有する、請求項５に記載の合成地下外壁の施工方法。
   

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