JPH039277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、構造物の横断面のうち少なくともこ
の構造物の基底部の上側の空間をなしている部分
が鉄筋コンクリート構造体で取り囲まれた構造の
横断面が一様な細長い地下建造物、ならびにその
建設方法に関する。

地下建造物を建設する場合、特に現在使用中の
道路や鉄道路等の交通路の下に通路を建設する場
合、建設工事中も交通が可能であるようにしなく
てはならないために種々の問題が生じる。この建
設工事には多くの事前対策が必要であり、特に交
通関係対策を要し、殊に鉄道交通の減速運転を余
儀なくされる。

〔従来の技術〕

既に、スイス特許第442404号明細書に、平行六
面体形で、軸線方向に開放し、横断面が地下通路
の断面と一致した形状をしている中空状鉄筋コン
クリート構造体を形成することが提案されてい
る。この構造体の前縁には切刃を形成してあつ
て、構造体をジヤツキによつてある長さだけ地面
下に押し込めることができる。この構造体を地下
に押し込んだ後、この構造体の中空部内の土を掘
り出し、掘削作業がこの鉄筋コンクリート構造体
の前端に達したら、この構造体を再び或る長さだ
け押し込んだ後、また掘削作業を行い、そして通
路掘削が完了するまでこのような作業を繰り返
す。

この解決策は、工事中に交通を減速させること
なく現在使用中の交通路の下に地下通路を建設す
る工事の本質的問題を克服することを意図したも
のであるが、この方法を実施するにあたつてはか
なりの量の設備機器、特に複数の強力なジヤツキ
の設置およびこれらのジヤツキを支持できる支持
建造物の建設が必要になる。また、鉄筋コンクリ
ート構造体を連続的に前進させる場合に、ジヤツ
キ支持建造物は固定されたままで中空構造体が前
進させられることから、ジヤツキの有効長に関す
る問題が生じて来る。更にまた、構造体が押し込
まれるにつれてその摩擦面が増大することから、
所要押圧力は非常に大きくなくてはならない。結
局、この方法を実施するについてはジヤツキ支持
建造物を建設する余分な作業を必要とし、所要設
備機器の生産費用がかさむといつた設備機器に関
する問題がある。この類の解決策が交通を大巾に
減速させることなく現在使用中の交通路の下に通
路を建設する場合の問題を克服するものであるこ
とは否定しないが、この解決策は実施にはかなり
の困難を伴い、また建設費も増大する。

また、米国特許第4009579号明細書に提案され
ている解決策においては、複数の管を、地中に実
質的に水平に、また後に地下建造物の上部を構成
することになる位置に長手方向に延在させて、互
いに近接させて打ち込む。管を打ち込んだ後、管
によつて覆われた部分の下側を掘削し、掘削工事
の進行につれて順次、建造物の横断面に相応した
鉄筋コンクリート梁からなる枠状の支柱を配置す
る。この互いに隣接する一連の枠によつて連続壁
が形成される。これらの枠は、管の側からと地下
掘削面側からモルタルを枠間に充填することによ
つて相互に連結される。

実質的にプレハブ方式であるこの建造物の建設
は比較的時間を要する。実際には地面の掘削穴は
正確に形成されず、従つて各枠をそれぞれ支柱で
支えなくてはならないので、多数の枠を配置する
には煩雑を作業を要する。また、掘削空間と枠と
の間の空間にモルタルを充填する際に余分なセメ
ントが消費される。一方、枠がモルタルで結合さ
れているためにこの建造物の強度は比較的低く、
そのためにこの通路の終端部において枠を別の支
持構造体によつて軸線方向に保持しなくてはなら
ない。以上のように、この解決策は技術的にも経
済的にも満足なものではない。

ドイツ国公開公報第1759309号も同様に地下建
造物の建設に関連するものである。この建造物の
建設においては、建造物の天井を形成すべき部分
に管を相互に隣接させて配列し、これらの管をこ
れらに固定した引張材で相互に結合する。これら
の管は地中に打ち込まれ、その後でその下側の土
が掘削される。掘削の進行につれて管は、建造物
の断面に沿つて配列された枠状の支柱で支持され
る。管にはプレストレスト・コンクリート（鋼弦
コンクリート）が充填され、管の間の空間にはコ
ンクリートが吹きつけによつて充填される。そし
て次に建造物の内部に従来の石積みが設けられ
る。この公報には、荷重支持構造体が何によつて
構成されているのか、また内部石積みの性質がど
のようなものなのか、つまり単なる被覆なのかあ
るいは補強壁なのか、が明示されていない。しか
るに、この形式の建造物は各支柱が相互に独立し
ていて結合力が弱いこと、また横支持壁が存在し
ないことを考慮すると、単にプレストレスト・コ
ンクリートを充填した管のみで荷重支持構造体を
構成できるとは考えられない。仕上げに必要な石
積み、および明記されていない石積みの性質が重
要なはずである。更に、管を相互に結合するため
の引張材を間に係留固定するということは、当然
の前提として、引張材固定作業のために管の直径
が管内を人間が通り抜けるのに充分な大きさであ
るということになる。これらの管は後にコンクリ
ートが充填されるものであるから、このような大
径の管に充填されるコンクリートはかなり大量な
ものになる。更にまた、これらの非常に大きいコ
ンクリートの円柱を支持するのは石積み構造であ
り、従つて大規模な箱枠組および補強工事が必要
になる。このような解決策は、地下建造物の建設
の問題解決策としては技術的にも経済的にも不適
当である。

ベルギー国特許第872754号で提案されている解
決策では、管を地中に打ち込み、両横側部が壁で
支持される半円筒天井を形成し、コンクリートを
充填したこれらの管を支持するためにプレストレ
スト・コンクリート支持梁を横断方向に形成し、
しかる後に建造物内の掘削を行う。この解決策の
前提条件として、これらの管はその中を人間が動
きまわれる程度の直径を有するものであり、また
半円筒天井を支持する壁を含む石積みが掘削作業
時には既に完成していることが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来の解決策は、多くの場合、地下建造
物建設をただ少し簡単にするだけで、枠組の組立
および分解撤去作業を要し、また大径管を使用す
ることが前提であり、例えば道路の下に通路を建
設する方法としては不適当である。掘削量の範囲
について言及しているのは前述のベルギー国特許
明細書のみであるが、この場合も、掘削前に半円
筒天井を支持するコンクリート壁を完成しなくて
はならず、従つて大径管を使用するという点を除
いても、小トンネルを開削しなくてはならず、こ
のために小トンネル掘削によつて生じる物質およ
び支持壁の体積相当の物質を外部に排出すること
に関する問題を伴う。この方式は、道路などの下
に通路を建設する方法として不適当であることは
明らかである。

本発明は、上述の従来技術の欠点の少なくとも
いくつかを改良することに加えて、現に使用され
ている交通路下の地下通路の建設ならびにあらゆ
る一様断面の細長地下建造物の建設ならびに開削
の両方に関してそれ自体技術的に有利である解決
策を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上側に自由空間を有する基底部と、
少くとも基底部上側の自由空間を形成している断
面部分を取り囲んでいる鉄筋コンクリート構造体
とを含んで成る断面が一様な細長地下建造物にお
いて、前記鉄筋コンクリート構造体は、該構造体
の長手方向において互いに平行に延在すると共に
構造体の横断方向において互いに距離を隔てて配
置された管状要素内に鉄筋コンクリートを充填し
てなる円筒状主梁と、それぞれが２つの隣接する
管状要素に係合して該管状要素どうしを連結する
第１の恒久的なせき板要素と、管状要素間に延在
し且つ前記第１せき板要素に対し内側へ距離を隔
てて配置された第２の恒久的なせき板要素と、外
側を前記第１せき板要素によつて且つ内側を前記
第２せき板要素によつて画定され、該両せき板要
素間に形成された鉄筋コンクリート壁と、それぞ
れ構造体の横断面内に延在していて且つ互いに構
造体の長手方向において距離を隔てて配置された
枠形支柱とを含んで成ることを特徴とする一様断
面細長地下建造物を提供するものである。

また本発明は上記地下建造物の建設方法を提供
するものであり、この建設方法は前記管状要素と
前記第１せき板要素とを構造体の横断面の周りに
交互に順次或る長さまで打ち込み、且つ必要なら
これらの要素の合計長さが構造体の長さに相当す
る長さに達するまで上記打ち込み作業を繰り返し
て行い、該管状要素内に鉄筋コンクリートを充填
し、管状要素と第１せき板要素とで画定された構
造体内部空間を掘削し、該構造体内部空間の掘削
の進行と共に前記支柱を配置し、該支柱と管状要
素との間に前記第２せき板要素を管状要素に対し
接線状態に挿入し、第１せき板要素と第２せき板
要素との間の空間に鉄筋コンクリートを充填する
するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図及び第２図に示す建造物は地下通路を構
成するものである。この地下通路は、通路１の横
断面の周りを取り囲む鉄筋コンクリート構造体２
で構成されている。

この構造体２は、管状要素３に鉄筋コンクリー
トを充填してなる円筒状主梁を有する。管状要素
３は恒久的なせき部材の役目をするものであり、
通路１の長手方向に延在し、且つ第２図に示すよ
うに通路１の横断面の周囲方向において互いに間
隔を隔てて配置されている。管状要素３間には矢
板５が配置されていて、これによつて構造体の外
側部分が画定される。矢板５の軸線方向の両縁部
には係合部５ａが形成されていて、これらの係合
部が管状要素３の外面の直径方向反対位置に固定
された軸線方向の案内部６に係合し、隣合う管状
要素どうしを連結している。また、せき板４が、
矢板５に対して内側に間隔を隔てて、且つ管状要
素３に対して接線状態に配置され、これによつて
構造体の内側部分が画定される。せき板４は防食
加工が施された金属の形板材で構成される。これ
らの矢板５およびせき板４は恒久的なせき板要素
として使用され、これらの間の空間に鉄筋コンク
リートが充填されて壁が形成される。更に、構造
体２の内側に、通路１の横断方向に延在する枠形
の支柱７が、通路の長手方向にほぼ等間隔に配置
されている。そして、枠形支柱の内側に金属板８
が取り付けられ、これが通路の側壁および天井を
形成している。また、通路の基底部には被覆部材
９で被覆した床が設けられている。

この通路を建設する方法として、先ず管状要素
３と矢板５を交互に順次或る長さだけ地中に打ち
込む。管状要素３及び矢板５のそれぞれの長さ
は、所要の打ち込み深さに相応する長さ、例えば
10〜12ｍとすれば良い。管状要素３及び矢板５を
地中に打ち込み際、それらが確実に案内されるよ
うに、管状要素３の案内部材６と矢板５の係合部
５ａを互いに係合させる。

打ち込みには、第３図に図示した空圧式水平杭
打ち装置１０を使用する。この装置は、型式によ
つて異なるが、コンプレツサ１２から供給される
圧力６バールの圧縮空気により振動数320〜460Hz
で往復動させられる20〜160Kgの自由摺動ピスト
ンを備えている。空気消費量は１〜６m³／min、
出力は７〜85kpmである。ピストンを収容して
いるシリンダの直径は、形式によつて異なるが、
70〜155mmである。シリンダの先端には、直径140
〜400mmの管状要素３に適合する補助円錘体１１
を取りつけてある。この杭打ち装置はソ連製で４
型式があり、スイス国においてはI.P.60型、I.
P.4605型、I.P.4603型、I.P.500型がR.Lehmann
社、AG8606 Werrikon ｂ／Usterによつて販売
されている。

管状要素３の打ち込みは、例えば直径200mm、
長さ12ｍ、肉厚4.5mmの鋼管製管状要素の場合、
装置１０を１本の管状要素３の長手方向軸線と一
直線状に配置し、そして例えば地面に固定され且
つ補助円錘体１１の外側に掛けられた控え綱１３
を用いて、円錘体１１をこの管状要素３の端部に
当てがう。そしてコンプレツサ１２から装置１０
に圧縮空気を供給する。打ち込みが開始されれ
ば、直ぐに補助円錘体が管状要素３の開口内に強
固に押し込まれ、控え綱は不要となる。

なお、管状要素３には、いくつかの異なる態様
が考えられる。すなわち、管状要素３の前端部は
開放したままでも良く、この場合は管状要素３を
地中に打ち込むにつれて管状要素の内部は土で満
たされる。あるいはまた、土壌の性質および開削
すべき通路の長さ次第によつて、後で管状要素３
の内部から土を除去しなくてはならない事態を避
けるために、第４図に示す態様のように管状要素
３の先端に円錘状キヤツプ１４を設けてもよい。
更にまた、第５図に示す別の態様のように、カラ
ー１５を管状要素３の先端部の周囲に設けて、管
状要素３の直径より僅かに大きい直径の穴を地中
に開削するようにしてもよい。この場合は、管状
要素の表面と土との摩擦力を低減することがで
き、特に比較的長い通路を開削するのに有用であ
る。

次に、管状要素３が一部に打ち込まれた状態
で、矢板５を、それの係合部５ａを管状要素３の
一方の案内部材６に係合させて配置する。そし
て、装置１０の前端の補助円錘体１１を、矢板５
の後縁が嵌合するように構成した長溝付き形板１
６（第６図）と交換し、管状要素３を打ち込んだ
のと同様の方法で矢板５を打ち込む。なお、当該
実施例の場合、管状要素３の中心線間の距離が65
cmである。

このような方法で各管状要素３および各矢板５
が順次部分的に且つ交互に打ち込まれ、地下通路
１の横断面全体が画定される。

通路長が管状要素３ならびに矢板５の長さより
も長い場合は、先に打ち込んだ各管状要素ならび
に矢板にそれぞれ別の管状要素ならびに矢板を継
ぎ足す。この場合、接続すべき管状要素どうしお
よび矢板どうしの端部を突き合わせ溶接する。こ
の作業を何度か繰り返すことにより、所要長さの
通路を形成することができる。

上記のようにして管状要素と矢板とで通路を画
定し終えたら、次に、管状要素３に第４図に図示
したような円錘状キヤツプ１４を取りつけていな
かつた場合は、管状要素３の内部を空にする作業
を行う。これには、加圧水噴流を利用して土壌を
流動化して管状要素外に排出する方法が有利であ
る。また圧縮空気を利用する方法、あるいはピス
トンを利用して栓状につまつた土壌を押し出す方
法でもよい。

管状要素３の内部を空にし終わつたら、そこに
鉄筋を入れ、コンクリートを加圧充填する。コン
クリートの固化後、管状要素３と矢板５とで画定
された部分の土壌の掘削を始める。掘削工程の進
行と共に、支柱７を配置し、これらの支柱を結合
して枠を形成する。この枠は、当該実施例では１
ｍの間隔で配列される。管状要素３で構成された
鉄筋コンクリート主梁と支柱７は、通路掘削中に
この建造物に作用する力に耐えられるように設計
される。

以上の作業が完了したら、支柱７と管状要素３
との間にせき板４を挿入し、次に矢板５とせき板
４との間の空間内に鉄筋を配置してコンクリート
を流し込めば、鉄筋コンクリート構造体が完成す
る。

このようにして荷重支持構造体が完成し、あと
は支柱の内側に金属板８を固定して内張りし、ま
た被覆材９を具えた床部材で基底部を塞ぐだけで
ある。

このように、本発明による地下建造物の建設に
おいては、打ち込み工程の初期段階において管状
要素及び矢板の支持体を必要とする以外は、何等
特別の補助構造体を要しない。なお参考として、
管状要素の打ち込み速度は８〜12cm／minであ
り、12ｍの管状要素の打ち込み所要時間は約２時
間である。

当然のことであるが、本発明は長方形断面の建
造物に限られるものではない。更にまた、基底部
に応力が作用しない場合は基底部を上記のような
構造体で構成する必要はないから、全ての場合に
ついて必ずしも構造体の横断面の全周囲を鉄筋コ
ンクリート構造にする必要はない。このような実
施態様を第７図に示してある。この実施態様で
は、地下建造物の横断面がほぼ半円形である。こ
の場合の鉄筋コンクリート構造体は第２図に図示
した通路のそれと全く同様であり、管状要素３′
と矢板５′が交互に配列され、構造体の内面は管
状要素３′と支柱１７との間に挿入されたせき板
４′で画定されている。各支柱１７は円弧状部材
で形成されており、その両端は横桁１８で相互に
離間状態に維持される。この建造物の基底部は鉄
筋コンクリートで構成されておらず、単に被覆材
９′で形成された床で覆われているだけである。
なお、この実施態様の構造を第２図の実施例に適
用できることは明らかであり、またその逆に第７
図の実施態様の建造物の断面の全周囲を管状要素
と内外のせき板を含む鉄筋コンクリート構造体と
することも勿論可能である。

〔発明の効果〕

本発明には多くの利点があるが、中でも特に重
要な利点は、構造物内部の掘削前に、通路横断面
の周囲および通路の全長にわたつて羽目が形成さ
れ、この羽目が構造物の全長にわたつて鉄筋コン
クリート主梁で補強されたものであることであ
る。このように構成された羽目は、一つには掘削
すべき空間を画定する役目をなし、また一つには
補強主梁を組み込んだ荷重支持構造体を形成する
恒久的あるいは埋込みせき板としての役目をな
す。一方、長手方向主梁を支持する目的で掘削工
事中に設置された支柱は、荷重支持構造体の内面
を構成するせき板を固定するために利用される。
そして、荷重支持構造体は、先に掘削すべき空間
を画定するために利用された内外のせき板間に単
にコンクリートを充填して補強することによつて
得られる。

以上のように、本発明による地下構造体ならび
にその建設方法は、工程が簡単であることと、高
い技術的信頼度との両面を兼ね具えたきわめてす
ぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による地下通路の一実施例の長
手方向断面図、第２図は第１図の線−に沿つ
た横断面図、第３図は建設工程の一段階の詳細を
図示した側面図、第４図及び第５図はそれぞれ異
なる管状要素端部の詳細図、第６図は外側せき板
の打ち込み工程の詳細側面図、第７図は本発明に
よる地下通路の別の実施例の横断面図である。 （符号の説明）、１……地下通路、２……鉄筋
コンクリート構造体、３；３′……管状要素、
４；４′……せき板、５；５′……矢板、６……案
内部材、７……支柱、８……金属板、９；９′…
…被覆材、１０……打ち込み装置、１１……補助
円錘体、１２……コンプレツサ、１３……控え
綱、１４……円錘状キヤツプ、１５……カラー、
１６……型板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上側に自由空間を有する基底部と、少なくと
   も基底部上側の自由空間を形成している断面部分
   を取り囲んでいる鉄筋コンクリート構造体とを含
   んで成る断面が一様な細長地下建造物において、 前記鉄筋コンクリート構造体２は、 該構造体の長手方向において互いに平行に延在
   すると共に構造体の横断方向において互いに距離
   を隔てて配置された管状要素３；３′内に鉄筋コ
   ンクリートを充填してなる円筒状主梁と、 それぞれが２つの隣接する管状要素３；３′に
   係合して該管状要素どうしを連結する第１の恒久
   的なせき板要素５；５′と、 管状要素３；３′間に延在し且つ前記第１せき
   板要素５；５′に対し内側へ距離を隔てて配置さ
   れた第２の恒久的なせき板要素４；４′と、 外側を前記第１せき板要素５；５′によつて且
   つ内側を前記第２せき板要素４；４′によつて画
   定され、該両せき板要素５，４；５′，４′間に形
   成された鉄筋コンクリート壁と、 それぞれ構造体の横断方向に延在していて且つ
   互いに構造体の長手方向において距離を隔てて配
   置された枠形支柱７；１７とを含んで成ることを
   特徴とする一様断面細長地下建造物。 ２ 前記管状要素３；３′の各々の外側の直径方
   向反対位置に軸線方向に延びる案内部材６が設け
   られ、また前記第１せき板要素５；５′の軸線方
   向の縁に前記案内部材６と係合可能な係合部５ａ
   が形成されている特許請求の範囲第１項に記載の
   地下建造物。 ３ 基底部と、該基底部の上側に形成される自由
   空間の少なくとも基底部より上側の部分を横断面
   内において取り囲む鉄筋コンクリート構造体とを
   有し、前記鉄筋コンクリート構造体２は、該構造
   体の長手方向において互いに平行に延在すると共
   に構造体の横断方向において互いに距離を隔てて
   配置された管状要素３；３′内に鉄筋コンクリー
   トを充填してなる円筒状主梁と、それぞれが２つ
   の隣接する管状要素３；３′に係合して該管状要
   素どうしを連結する第１の恒久的なせき板要素
   ５；５′と、管状要素３；３′間に延在し且つ前記
   第１せき板要素５；５′に対し内側へ距離を隔て
   て配置された第２の恒久的なせき板要素４；４′
   と、外側を前記第１せき板要素５；５′によつて
   且つ内側を前記第２せき板要素４；４′によつて
   画定され、該両せき板要素５，４：５′，４′間に
   形成された鉄筋コンクリート壁と、それぞれ構造
   体の横断方向に延在していて且つ互いに構造体の
   長手方向において距離を隔てて配置された枠形支
   柱７；１７とを含んで成る一様断面細長地下建造
   物の建設方法であつて、 前記管状要素３；３′と前記第１せき板要素
   ５；５′とを構造体の横断面の周りに交互に順次
   或る長さまで打ち込み、且つ必要ならこれらの要
   素の合計長さが構造体の長さに相当する長さに達
   するまで上記打ち込み作業を繰り返して行い、 該管状要素３；３′内に鉄筋コンクリートを充
   填し、 管状要素３；３′と第１せき板要素５；５′とで
   画定された構造体内部空間を掘削し、 該構造体内部空間の掘削の進行と共に前記支柱
   ７；１７を配置し、 該支柱７；１７と管状要素３；３′との間に前
   記第２せき板要素４；４′を管状要素３；３′に対
   し接線状態に挿入し、 第１せき板要素５；５′と第２せき板要素４；
   ４′との間の空間に鉄筋コンクリートを充填する
   ことを特徴とする建設方法。 ４ 前記管状要素３；３′の両端部が該管状要素
   の打ち込み時には開放されており、後に、該管状
   要素内に鉄筋コンクリートを充填する前に加圧流
   体を利用して該管状要素内部を空にすることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項に記載の建設方
   法。