JP7072483B2 - 躯体構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、盛替え支保工の架設を伴う躯体構築方法に関する。

近年、都市部における既設構造物の過密化を背景に、道路・鉄道等を新たに建設しようとする場合、大深度の地下空間を利用した事業が推進されている。その際、近接する既設構造物への地盤変状による影響が懸念され、山留壁の変位量に対して厳しい制限が設けられる場合が多い。このような状況下における地下空間への躯体構築工事については、掘削完了後の躯体構築とそれに伴う山留支保工撤去についてもこれまで以上に高度な設計・施工管理が求められている。
山留支保工の撤去方法には、従来から内梁盛替え方式が採用され、実績も豊富である。この方式は、既設切梁支保工直下まで本体構造物を構築した後、本体側壁部の山留め壁側にいわゆる盛替え梁（盛替え用の切梁支保工）を設置することにより既設切梁支保工に作用する軸力を受け替え、既設切梁支保工を撤去するものである。
例えば、特許文献１には、切梁支保工の撤去後、構築途中の躯体内に盛替え梁を設置し、かつその外側に盛替えコンクリートを打設する形態が記載されている（[００３９]、図１５等を参照のこと。）。
しかしながら、当該支保工撤去方式は、狭所作業を伴うため、工程の遅延、安全性の低下、工費の増大等様々な問題点を有している。
これら問題点を解決するために、特許文献２には、山留壁の支保工として切梁支保工の他にアンカーを併用することで、切梁支保工の盛替え作業回数を最小化する態様が開示されている。

特開２０１７－９６０６４号公報 特開２０１７－９６０６３号公報

躯体構築に干渉しない態様でアンカーが配置できれば、切梁支保工の盛替え回数を低減することが可能になり、盛替えのための作業スペース確保の観点からもアンカーの併用は優れた工法であるが、実際には、民地境界等の制限からアンカーそのものを適用できない施工環境であって、内梁盛替え方式の採用を余儀なくされるケースも少なくない。

一般に、内梁盛替え方式は、（１）躯体側壁の構築、（２）盛替え梁の設置、（３）山留切梁支保工の撤去の施工手順となり、（１）～（３）の手順毎に別々の足場が必要となるため、当該足場の組立て解体の作業が多くなり、非効率である。
また、切梁支保工は全段同一の平面位置に配置されることが多く、既設切梁支保工の解体撤去や盛替え梁の架設作業は、残存する既設切梁支保工の直下での作業になるため、真上からの荷吊り作業の効率が著しく悪くなる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、作業毎の足場の設置・撤去、既設切梁支保工の撤去や盛替え梁架設等の作業を効率的に行うことを可能とする躯体構築方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の躯体構築方法は、山留壁に複数段の切梁支保工が設置された掘削坑内部に躯体を構築する躯体構築方法において、（Ａ）：前記掘削坑の下方から順次躯体を構築する躯体構築工程と、（Ｂ）：前記構築した躯体内部にユニット架台を配置し、該ユニット架台の上部に固定しながら盛替え梁を架設する盛替え梁架設工程と、（Ｃ）：前記盛替え梁を桁材として覆工板を敷設する覆工板敷設工程と、（Ｄ）：前記複数段の切梁支保工の一部を撤去する切梁支保工撤去工程と、を含み、前記（Ａ）～（Ｄ）工程を複数回繰り返すことを特徴とする。
係る躯体構築方法によれば、ユニット架台を躯体構築用の足場又は型枠支保工、切梁支保工解体用の重機用足場等に兼用することにより、各作業における仮設枠組み足場等の組立て作業量を大幅に削減することができる。

前記（Ｂ）工程の最下段を除く前記ユニット架台は既に設置された前記覆工板上に設置されていても良い。
剛性の高いユニット架台の各段の上部に覆工板が敷設された強固な鋼製ステージを積層することができ、当該ステージ上でクローラークレーン等の重機作業が可能となることで、既設切梁支保工の解体作業をより安全に遂行できる。

前記（Ｂ）工程の前記盛替え梁は前記躯体の側壁を介して架設されていても良い。
山留壁に作用する土圧・水圧といった外荷重を山留壁内側に沿って構築した躯体の側壁を介して盛替え梁を架設することで、側壁の面外の曲げ剛性を期待できるので、腹起し材を省略できる。

前記（Ｂ）工程の前記ユニット架台はあらかじめ地上で地組みされていても良い。
地上でユニット化するため、狭隘な地下での危険な高所作業等を削減でき、ユニットごと地上からクレーン等の揚重機によって吊り下ろせば設置の効率化も図れる。

前記（Ｂ）工程の前記盛替え梁の油圧装備が覆工板に覆われない箇所に配置されていても良い。
覆工板で覆わない箇所に盛替え梁の油圧装備を配置することで、盛替え梁に作用する軸力の管理を容易に行うことができる。

前記（Ｂ）工程の前記ユニット架台には水平方向への移動が可能な移動装置が備えられていても良い。
ユニット架台に移動機能を有する移動装置を付加することにより、既設の切梁支保工の直下への移動も可能になる。

本発明の地中構造物の構築方法によれば、ユニット架台を躯体構築用の足場又は型枠支保工、切梁支保工解体用の重機用足場として兼用することにより、各作業における仮設足場の組立て作業量を大幅に削減することができる。
また、ユニット架台の各段の上部に、覆工板が敷設された強固な鋼製ステージを設ければ、ステージ上でクローラークレーン等の重機作業が可能となることで、既設切梁支保工の解体作業をより安全に遂行できる。
また、山留壁に作用する土圧・水圧といった外荷重を躯体の側壁を介して盛替え梁を架設することで、側壁の面外の曲げ剛性を期待できるので腹起し材を省略できる。さらに、ユニット架台を地上でユニット化すれば、狭隘な地下での危険な高所作業等を削減でき、ユニットごとに地上からクレーン等の揚重機によって吊り下ろせば設置の効率化も図れる。
また、覆工板で覆わない箇所に盛替え梁の油圧ジャッキを配置することで、盛替え梁に作用する軸力の管理を容易に行うことができ、ユニット架台に移動機能を有する移動装置を付加することにより、既設の切梁支保工の直下への移動も可能になる。

掘削・山留支保工、躯体底版構築後の断面図である。 本発明の１段目のユニット架台の設置及び盛替え梁の架設時の断面図である。 本発明のユニット架台及び盛替え梁の詳細図である（図２のＡ部）。 本発明の１段目のユニット架台の設置、盛替え梁の架設及び覆工板の敷設完了の断面図である。 本発明の１段目の盛替え梁を桁材とした覆工板敷設時の詳細図である（図４のＢ―Ｂ断面）。 本発明の１段目の覆工板上で既設切梁支保工の撤去作業時の断面図である。 本発明の２段目のユニット架台の設置及び盛替え梁の架設時の断面図である。 本発明のユニット架台、盛替え梁及び覆工板を利用した躯体構築完了時の断面図である。 本発明のユニット架台、盛替え梁及び覆工板の撤去作業時の断面図である。 本発明のユニット架台、盛替え梁及び覆工板の撤去作業完了後の断面図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、掘削・山留支保工、躯体底版構築後の断面図を示す。
地盤Ｇに山留壁１を構築した後、山留壁１内部の掘削と切梁支保工２の架設を複数段繰り返しながら、床付け面３まで掘削した後、基礎コンクリート３１を打設し、躯体底版４１の構築を行う。躯体底版４１と山留壁１との隙間は、躯体構築の際に打設されるコンクリートをそのまま打設しても良いが、本実施形態では、山留壁１からの漏水を導水する必要性から、躯体構築の際に打設されるコンクリートをそのまま打設せず、躯体構築完了の後から充填材３２（スラリー状の流動化処理土）を充填する。これにより、後述する山留壁１から伝達される土圧や水圧といった外力が躯体４を介して、盛替え梁７に確実に伝達される。
山留壁１は、ＳＭＷ工法（ソイルミキシングウォール工法）にて構築する。ＳＭＷ工法とは、不図示の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削孔した地山と混練することで、ＳＭＷ壁体１２（ソイルセメント壁体）を造るものである。本実施形態では、各削孔ごとに芯材１１が埋設された状態でＳＭＷ壁体１２を硬化させることで、芯材１１の周囲をＳＭＷ壁体１２が覆った状態で一体化されるので、止水性を兼ねた備えた剛性の高い山留壁１が構築される。
切梁支保工２は、ブラケット２Ｂと、腹起し２Ｗと、切梁２Ｓとによって構成される。内空側のＳＭＷ壁体１２を削孔して露出させた芯材１１のフランジ面に溶接して固定されているＬ型鋼からなるブラケット２Ｂ上に、Ｈ型鋼からなる腹起し２Ｗを載置し、腹起し２Ｗに直交するように切梁２Ｓが接続される。各部材の接続は主にボルトナットで行う。芯材１１と腹起し２Ｗとの隙間は必要に応じて不図示の間詰材を設置することで芯材１１に作用する外力を確実に切梁支保工２に伝達する。
また、図１では、躯体側壁４２を構築するための仮設足場Ｋが設置されている。仮設足場Ｋは組立て解体が容易なように、枠組み足場を用いる。

図２に、１段目のユニット架台の設置及び盛替え梁の架設時の断面図を示す。
地上で地組みされたユニット架台５，５，５・・・をクレーンＣＲによって、躯体底版４１上に順次投入する。投入されたユニット架台５は、横引き移動によって所定位置に配置される。配置が完了したユニット架台５の上に根太材６と、さらにその上に盛替え梁７が順次設置固定される。盛替え梁７は、長尺ものの主材７１と、長さ調整のための調整材７２と、盛替え梁７にプレロードを載荷することと軸力管理の目的で油圧ジャッキ７３とによって構成される。

図３に、図２のＡ部の詳細であるユニット架台及び盛替え梁の断面図を示す。
ユニット架台５の柱部は、ベースジャッキ５１の上に支持部材５２が接続され、さらにその上に大引き材５３が接続されることで構成される。対向する複数の柱部同士を複数の水平材５４及び斜材５５によって接合することでユニット架台５が形成される。本実施形態では、いわゆるリース品であるパイプサポート式型枠支保工材を適用する。
ユニット架台５は、予め地上で所定の大きさに地組みし、盛替え梁７の設置計画高を考慮して、予めベースジャッキ５１や大引き材５３の長さを調整した上で、躯体底版４１上に投入される。
躯体底版４１に載置されたユニット架台５を所定の位置まで横引き移動させる。横引きには台車や低摩擦力のシートに載せて移動させても良い。
所定の位置に配置された複数のユニット架台５の大引き５３上に根太材６，６，６・・・を載置して、不図示の固定治具により大引き５３と根太材６とを一体に固定する。固定治具には、仮固定用として流通している万力型のものが、組立て解体が容易で望ましい。
設置した根太材６，６，６・・・の上に、根太材６，６，６・・・に直交するように盛替え梁７を載置し、前記と同様に固定治具により固定する。
なお、本実施形態では、ユニット架台５からの軸力が作用する根太材６及び盛替え梁７の該当箇所には、根太材６及び盛替え梁７を構成するＨ型鋼の上下フランジ間に、座屈防止を目的として、座屈防止材８を設置する。

図４に、１段目のユニット架台の設置、盛替え梁の架設及び覆工板の敷設完了の断面図を示す。
盛替え梁７は、前述の通り、複数の調整材７２を用いて長さが調整され、対向する躯体側壁４２（４２１），４２（４２１）を突っ張るように配置される。本実施形態では、躯体側壁４２に配力筋が配置されているため、躯体側壁４２と、盛替え梁７との間の腹起し材を不要としたが、盛替え梁７に作用する軸力が大きく、躯体側壁４への支圧力による影響等が懸念される場合は、必要に応じて腹起しを用いても良い。
また、盛替え梁７，７を跨ぐように、盛替え梁７，７を桁材とした覆工板９が設置される。覆工板９は隣り合う覆工板９とその側面同士を隙間なく密着するように配置され、その側面が盛替え梁７を構成するＨ型鋼の中心軸に沿うように配置される。
盛替え梁７の端部には、油圧ジャッキ７３を配置する。配置された油圧ジャッキ７３の直上には覆工板９を設置しない。これにより、プレロードや供用中の軸力を目視により容易に管理することができる。なお、本実施形態では、油圧ジャッキ７３の上部が開口になるため、必要に応じて開口養生用の手摺材１０を設置する。

図５に、図４のＢ－Ｂ断面の詳細である１段目の盛替え梁を桁材とした覆工板敷設時の側面図を示す。
盛替え梁７，７，７・・・を覆工板９の寸法に合うように配置すれば、覆工板９，９，９・・・を隙間なく敷き詰めることができ、盛替え梁７，７，７・・・上に高剛性の鋼製ステージを造作することができる。これにより、覆工板９，９，９・・・上で重機等の作業が可能になるため、切梁支保工２の解体や躯体４の構築等の作業効率を向上させることができる。

図６に、１段目の覆工板上で既設切梁支保工の撤去作業時の断面図を示す。
覆工板９，９，９・・・上で重機を併用しながら行えるため、前述の通り、施工効率が著しく改善される。

図７に、２段目のユニット架台の設置及び盛替え梁の架設時の断面図を示す。盛替え梁７は、対抗する躯体側壁４２（４２２），４２（４２２）を突っ張るように配置される。２段目以降のユニット架台５、根太材６、盛替え梁７の設置作業は、前段の覆工板９，９，９・・・が敷き詰められた不陸の無い安定した鋼製ステージ上での作業となるため、１段目の躯体底版４１上での作業と同様の効率で作業が行える。

図８に、ユニット架台、盛替え梁及び覆工板を利用した躯体構築完了時の断面図を示す。
躯体側壁４２の構築完了後、それまで設置したユニット架台５，５，５・・・から反力を取る形で、型枠設置、鉄筋の配筋、コンクリートの打設及び養生等を含めた躯体頂版４３の構築を行うことができる。

図９に、ユニット架台、盛替え梁及び覆工板の撤去作業時の断面図、図１０にユニット架台、盛替え梁及び覆工板の撤去作業完了後の断面図をそれぞれ示す。
躯体頂版４３に設けた開口部４３１からクレーンＣＲにより、ユニット架台５，５，５・・・、覆工板９，９，９・・・、盛替え梁７，７，７・・・及び根太材６，６，６・・・等の仮設資材を順次地上に搬出する。
特に、ユニット架台５は、ユニットごとに搬出できるので、狭隘な地下空間での細かい解体作業とは異なり、安全面、効率面で従来工法より優れている。

本実施形態の躯体構築方法によれば、ユニット架台を躯体構築用の足場又は型枠支保工、切梁支保工解体用の重機用足場として兼用することにより、各作業における仮設枠組み足場の組立て作業量を大幅に削減することができ、ユニット架台の各段の上部に、覆工板が敷設された強固な鋼製ステージを設ければ、ステージ上でクローラークレーン等の重機作業が可能となることで、既設切梁支保工の解体作業をより安全に遂行できる。
また、山留壁に作用する土圧・水圧といった外荷重を躯体の側壁を介して盛替え梁を架設することで、側壁の面外の曲げ剛性を期待できるので腹起し材を省略できる。さらに、ユニット架台を地上でユニット化すれば、狭隘な地下での危険な高所作業等を削減でき、ユニットごとに地上からクレーン等の揚重機によって吊り下ろせば設置の効率化も図れる。
また、覆工板で覆わない箇所に盛替え梁の油圧ジャッキを配置することで、盛替え梁に作用する軸力の管理を容易に行うことができ、ユニット架台に移動機能を有する移動装置を付加することにより、既設の切梁支保工の直下への移動も可能になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、ユニット架台に加え、根太材、盛替え梁、覆工板を一体のユニットとして、地上で地組みして投入する形態であっても良い。

Ｇ 地盤
Ｋ 仮設足場
ＣＲ クレーン
１ 山留壁
２ 切梁支保工
３ 床付け面
４ 躯体
５ ユニット架台
６ 根太材
７ 盛替え梁
８ 座屈防止材
９ 覆工板
１０ 手摺材

Claims (6)

1. 山留壁に複数段の切梁支保工が設置された掘削坑内部に躯体を構築する躯体構築方法において、
   （Ａ）：前記掘削坑の下方から順次躯体を構築する躯体構築工程と、
   （Ｂ）：前記構築した躯体内部にユニット架台を配置し、該ユニット架台の上部に固定しながら盛替え梁を架設する盛替え梁架設工程と、
   （Ｃ）：前記盛替え梁を桁材として覆工板を敷設する覆工板敷設工程と、
   （Ｄ）：前記複数段の切梁支保工の一部を撤去する切梁支保工撤去工程と、
   を含み、
   前記（Ａ）～（Ｄ）工程を複数回繰り返すことを特徴とする躯体構築方法。
2. 前記（Ｂ）工程の最下段を除く前記ユニット架台は既に設置された前記覆工板上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の躯体構築方法。
3. 前記（Ｂ）工程の前記盛替え梁は前記躯体の側壁を介して架設されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の躯体構築方法。
4. 前記（Ｂ）工程の前記ユニット架台はあらかじめ地上で地組みされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の躯体構築方法。
5. 前記（Ｂ）工程の前記盛替え梁の油圧装備が覆工板に覆われない箇所に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の躯体構築方法。
6. 前記（Ｂ）工程の前記ユニット架台には水平方向への移動が可能な移動装置が備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の躯体構築方法。

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