JPH0748845A - 人工地盤による地下構造物の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既存施設の地上機能に制約を与えずに、短期
間で地下構造物を構築する。 【構成】 掘削対象地盤面上Ｇにあらかじめ構築された
人工地盤１０をジャッキ２０で支持する。人工地盤２０
の直下の地盤を所定深さまで掘削し、この掘削された地
盤の一部に設けられた連壁３５の支持点位置まで人工地
盤１０をジャッキ２０を介して降下させ、人工地盤１０
の覆工面１２と掘削対象地盤面Ｇとをほぼ等しい地盤高
とする。引き続き人工地盤１０の直下を掘削して地下構
造物の基礎盤までの盤下げを行って地下空間を構築す
る。その後該地下空間に前記地下構造物を構築するとと
もに、人工地盤１０を本設の構造物として前記位置に残
置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は人工地盤による地下構造
物の施工方法に係り、特に地上機能をほとんど停止させ
ることなく、中、大規模の地下構造物を短期間に施工で
きるようにした人工地盤による地下構造物の施工方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市部の市街地では地下鉄の駅舎
や地下街等ように地下空間を利用した大規模な地下構造
物が数多く建設されている。これらの地下構造物の建設
に際しては、地上にある道路や公共スペースの機能を低
下させることなく、工事を進めることが重要である。そ
のため道路下を掘削するような開削工事では路面覆工を
行って地上交通等に支障が出ないようにして施工が進め
られている。この路面覆工は通常、所定範囲の山留め工
が行われた後に所定スパンで施工された中間杭に桁を架
設してその上に覆工板を敷き並べるように構築される。
そして、この覆工板上を自動車等が通行するようになっ
ている。通常、このような開削工事では交通の障害を最
小限にするために深夜に道路の一部の車線を閉鎖し、そ
の間に路面覆工の一部を剥して掘削土砂の搬出や資材の
搬入等をするようになっている。そのため路面覆工は仮
設構造として設計されており、各構造も車両の通行を最
低限確保できるような構造になっている。

【０００３】ところで、都市部では土地不足を解消する
ために、公園や運動場のような既存施設等の地下部分に
空間を形成し、その空間を有効に利用して地下駐車場や
各種の大規模地下施設の建設を進めたいという要請があ
る。このような地下構造物を建設する場合には地上から
大規模な掘削工事が行われ、引き続いて地下部分に本体
構造物が構築され、最終的に本体構造物が埋め戻され、
地上部が現形復旧されて、一連の施工が完了する。この
場合、構築される地下構造物はその施工面積が大きいこ
ともあり、地上の所定範囲の敷地を養生パネル等で区画
閉鎖してその敷地内に施工機械を搬入して外部と遮断し
た状態で各施工が行われることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
な既存施設等の敷地内において、地下構造物を構築する
ために敷地内の利用を閉鎖して工事を進めると、以下の
ような問題点が生じる。 (1) 公園等の広場の地下に構造物の建設する場合、公園
広場を長期にわたり全面的に閉鎖することはできない。
また、地上の緑地等の環境保全が確保されなければ施工
が許可されない場合もある。 (2) 従来の施設等の周辺環境と工事施工範囲とが完全に
区画されてしまい、施工の進捗状況を既存施設等の近隣
の利用者等に積極的に知らせることができない。このた
めこれらの近隣の利用者にとってみれば、単に迷惑な工
事だという印象しか受けず、工事に対する理解が得られ
ないままで施工が進められて近隣の居住者等の反感を買
うという問題が生じるおそれもある。 (3) 地上から従来のような開削施工を行う場合には天候
の影響を受けやすく、梅雨、台風時期等のように季節に
よっては悪天候に起因する工程の遅れが深刻化する場合
もある。 (4) 地上交通の確保のために路面覆工等の仮設構造物を
設けた場合は地下構造物完成後、地上仮設構造物の撤去
及び現形復旧工事のために再び地上機能を停止しなけれ
ばならない。

【０００５】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、従来の既存施設等の地上機
能を確保するとともに、地下部での各工事を円滑に行え
るようにした新規の人工地盤による地下構造物の施工方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は掘削対象地盤面上にあらかじめ構築された
人工地盤を昇降装置で支持し、該人工地盤の直下の地盤
を所定深さまで掘削し、該掘削された地盤の一部に設け
られた支持点位置まで前記人工地盤を前記昇降装置を介
して降下させ、該人工地盤の覆工面と前記掘削対象地盤
面とをほぼ等しい地盤高とし、引き続き前記人工地盤の
直下を掘削して地下構造物の基礎盤までの盤下げを行っ
て地下空間を形成し、その後該地下空間に前記地下構造
物を構築するとともに、前記人工地盤を前記位置に残置
させるようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、掘削対象地盤面上にあらかじ
め構築された人工地盤を昇降装置で支持し、該人工地盤
の直下の地盤を所定深さまで掘削し、該掘削された地盤
の一部に設けられた支持点位置まで前記人工地盤を前記
昇降装置を介して降下させ、該人工地盤の覆工面と前記
掘削対象地盤面とをほぼ等しい地盤高とし、引き続き前
記人工地盤の直下を掘削して地下構造物の基礎盤までの
盤下げを行って地下空間を形成し、その後該地下空間に
前記地下構造物を構築するとともに、前記人工地盤を前
記位置に残置させるようにしたので、天候の影響を受け
ずに前記掘削対象地盤面と等しい地盤高の人工地盤の下
方空間で掘削等の各施工段階が進められるので、地上機
能に制約を与えずに各工事を進めることができ、さらに
前記人工地盤を本設構造物として残置することにより仮
設構造物の撤去や現形復旧工事に関わる作業を最小限に
少なくすることができ、工期の短縮を図ることができ
る。

【０００８】

【実施例】以下本発明による人工地盤による地下構造物
の施工方法の一実施例を添付図面を参照して説明する。
以下の実施例では、本発明による施工方法によりグラン
ドや公園等の地下部分に地下駐車場を建設するという想
定で各図を参照して説明を進める。なお、図５及び図６
に完成時の地下駐車場の一例を示したが、地下構造物と
してはこれ以外に種々の構造物を構築でき、対象構造物
には何ら制約がないことはいうまでもない。図５は施設
５０の敷地内の平面レイアウトを模式的に示した概略平
面図である。敷地内には既に数棟の建築物５１や付帯建
築物などの建物５２が建設されており、これらの建物５
１、５２に囲まれるようにグランドＧがある。そのグラ
ンドＧの地下に破線で示したような平面が円形形状をな
し、図６に示したような例えば地下多層階の地下駐車場
Ｐを建設しようとするものである。ところで、地上部の
グランドＧでは常時運動等が行われているため、工事の
ためにグランドを長期間閉鎖し、このような地下駐車場
Ｐを建設することは不可能である。このため本発明によ
る人工地盤を用いて地下構造物としての地下駐車場等を
建設することが特に有効になる。

【０００９】図１は本発明による施工方法において構築
される人工地盤の一部を模式的に示した概略斜視図であ
る。同図（ａ）は人工地盤１０が地上部に設置されてい
る状態を示している。人工地盤１０はこの状態では油圧
ジャッキ２０を介して支持杭３０の杭頭部３０ａに支持
されており、この状態で人工地盤１０の直下で１次掘削
が行われている。同図（ｂ）は人工地盤１０が地中の所
定位置までジャッキダウンされ、人工地盤１０の天端の
覆工面１２とグランドＧの周辺地盤面とが同一レベルと
なり、グランド全体がフラットになった状態を示してい
る。

【００１０】まず、同図（ａ）を参照して人工地盤１０
の構成について説明する。この人工地盤１０は図示した
ように平面形状が円形断面をなし、所定の梁高を有する
鋼製トラス構造からなる人工地盤トラス１１と、地表面
に相当する覆工面１２とから構成されており、同図は覆
工面１２の一部が切欠かれた状態で示されている。この
うち人工地盤トラス１１は梁スパンが人工地盤１０の直
径にほぼ等しく平面形状が略十字形となるクロスガーダ
ー１３（大梁）を主体構造として構成されており、この
クロスガーダー１３は図示したようにボックストラス構
造からなり、中央の交差位置には円形の補強リングトラ
ス１４が形成されている。また、クロスガーダー１３を
補強するとともに、覆工面１２を支持する複数本のトラ
スビーム１５、１５…がクロスガーダー１３と外周リン
グトラス１６との間に平行をなして架設されている。な
お、各トラス部材１３、１４、１５、１６の斜材は図の
簡略化のために図示を省略してある。

【００１１】ここで、安全通路について簡単に説明す
る。本発明に使用される人工地盤１０には地下で進行す
る掘削工事や躯体施工を行っている現場を上方から見渡
せるように安全通路１７が設けられている。安全通路１
７は前述の断面がボックス形状のクロスガーダー１３の
内部に設けられている。このクロスガーダー１３内に幅
約２．０ｍ、高さ約２．５ｍの通路を確保し、必要な手
摺や床板、幅木を設ける。また眼下で行われている工事
の全体が良く見えるとともに、墜落や物の落下を防止す
るために透明な強化プラスチック板等で通路側面を覆う
ことも好ましい。またクロスガーダー１３の中央位置に
ある円形リングトラス１４には全体が見渡せるような休
息スペース１８を設けると良い。同図（ａ）には図示し
ていないが、人工地盤トラス１１安全通路１７の入口１
７ａが地上位置より高い位置にあるので階段を設けてお
くことが好ましい。また、同図（ｂ）に示したように人
工地盤トラス１１が地中部に位置する場合には入口１７
ａまで下るアプローチ斜路や階段を設けることが好まし
い。

【００１２】次に、人工地盤トラス１１の上面に敷設さ
れる覆工面１２の構成について説明する。この覆工面１
２は同図（ｂ）に示したように人工地盤トラス１１が地
中の所定レベルに設置された時にグランドＧの地盤面と
同一レベルとなり、外部からは人工地盤１０の存在がわ
からないようにすることができる。このため覆工面１２
は所定の耐荷重を有する鋼板１２ａを人工地盤トラス１
１の各トラス上弦材上に架設するとともに目地部に防水
処理を施して雨水が構内に浸入することを防止する処理
を施工した上で鋼板表層には所定厚さの天然砂簡易舗装
等１２ｂを施すなど、グランドとしての使用に供するよ
うにすることが好ましい。これにより周囲の地盤や環境
との違和感を最小限にすることができる。なお、降雨時
を考慮して、覆工面１２の鋼板１２ａに所定の雨勾配を
つけて中央集水あるいは周縁集水できる排水経路を設
け、覆工面１２に降った雨水等を人工地盤トラス１１や
周辺排水施設に排水することが好ましい。また、周辺地
盤から人工地盤１０側に雨水が侵入しないように人工地
盤１０の周縁部には所定の遮水用シールを施すことも好
ましい。

【００１３】人工地盤トラス１１は同図（ａ）に示した
状態では支持杭３０の杭頭３０ａにジャッキ２０を介し
て支持されている。同図では図の簡略化のために１本の
センターホールジャッキ２０と、このセンターホールジ
ャッキ２０が噛合して荷重を負担するロッド２１とが示
されているが、実際には人工地盤１０全体の自重と載荷
重とを負担可能な複数本数のジャッキが配置されてい
る。また、ジャッキ形式も図示したようなセンターホー
ルジャッキタイプの他、所定断面の形鋼の一部を噛合し
ながら昇降可能なジャッキ等、人工地盤１０全体を上下
方向に昇降可能な構造の昇降装置であれば、シリンダタ
イプのジャッキ、エアバッグ構造やその他いかなる形式
の昇降装置を使用することも可能である。また、図示し
ていないが各ジャッキの昇降時のレベル調整を行うレベ
ル制御装置が搭載されており、各ジャッキの昇降量、昇
降速度を調整できるようになっている。

【００１４】同図（ａ）に示した鋼矢板３１は１次掘削
の山留め壁として使用されている。１次掘削は後述する
ように本体構造の一部として使用される連続地中壁の施
工盤Ｇ１（ＧＬ．−３．５ｍ）を設けるために行われる
ものである。

【００１５】次に、図２〜図４を参照して人工地盤１０
を設け、この人工地盤１０の下を掘削するとともに、地
下構造物である地下駐車場Ｐを施工する手順について説
明する。図２に施工手順のフローチャートを示し、併せ
て図３〜図４でその概要施工図を示して説明する。ま
ず、地下駐車場Ｐの平面外形の外周位置に人工地盤支持
杭３０を地表面（ＧＬ．）から施工する（ステップ１０
０）。この人工地盤支持杭３０は図３（１−ｂ）に示し
たように地下駐車場Ｐの外周の４箇所に施工される。本
実施例では場所打ち杭が使用されているが、所定の支持
力が得られれば鋼管やＰＣ打ち込み杭、埋め込み杭等種
々の杭を施工できる。次いで、地下駐車場Ｐの外形の外
側に所定のクリアランスを取って鋼矢板３１を全周にわ
たって建て込む（ステップ１１０）。この鋼矢板３１は
連壁施工盤Ｇ１まで盤下げを行う１次掘削のための山留
め壁で、本実施例は１次掘削はＧＬ．−３．５ｍまで掘
削されるので掘削地盤の地質に応じて所定の根入れ長を
設定し、必要に応じてアースアンカー等による腹起しを
設けることが好ましい（図３（２−ａ）、（２−ｂ）参
照）。

【００１６】次いで各支持杭３０の杭頭部３０ａに昇降
用ジャッキ２０及びクライミングロッド２１等を装着す
る（ステップ１２０）。さらにこのジャッキ部分を支持
点とするように人工地盤トラス１１を地組みする。人工
地盤トラス１１の上面に鋼板を敷設するとともに、人工
地盤１０の表面に降った雨水等を集水して人工地盤１０
外に排水するための排水設備を同時に施工する。この状
態から人工地盤トラス１１を所定量だけジャッキアップ
して１次掘削のためのクリアランスを人工地盤トラス１
１下に設ける（ステップ１３０、図３（３−ａ）、（３
−ｂ）参照）。

【００１７】さらに人工地盤トラス１１下に掘削機械を
搬入するためのアプローチ斜路３２を設け、１次掘削を
開始する。このとき人工地盤トラス１１の周囲にネット
フェンス３３等を張り巡らし、墜落災害等の防止を図る
ことが好ましい。また、人工地盤トラス１１内の安全通
路１７をオープンし、１次掘削の状況を上方から近隣の
居住者等が見学できるようにする（ステップ１４０、図
３（４−ａ）、（４−ｂ）参照）。

【００１８】１次掘削終了後、連壁施工盤Ｇ１から２次
掘削のための連続地中壁３５の施工を行う。この連続地
中壁３５は２次掘削の山留め壁として機能すると共に、
本設構造に利用される円筒形状をなしたＲＣ連壁であ
り、その施工は図３（５−ｂ）に示したように円周方向
に順次施工しても良いし、先行エレメントを所定の間隔
をあけて施工しておき、その後、後行エレメントを施工
するようにしても良い（ステップ１５０、図４（５−
ａ）、（５−ｂ）参照）。

【００１９】この連続地中壁３５が完成したら、人工地
盤トラス１１をジャッキダウンして人工地盤１０の覆工
面１２の天端と周辺地盤面とのレベルが同じになるよう
にする（ステップ１６０）。この状態で連続地中壁３５
が所定の強度を発揮するようになったら、連続地中壁３
５の上部にＲＣ壁体３６を構築し、人工地盤トラス１１
の支持を支持杭３０から連続地中壁３５に盛り替える。
このときＲＣ壁体３６の強度が十分得られるようになる
まで支持杭３０による荷重支持を並行しておくことが好
ましい。

【００２０】さらに２次掘削のために各種の土工機械３
７を搬入するとともに、人工地盤トラス１１の下面に天
井クレーン３８を設置して掘削土の搬出、資材の搬入に
利用する。併せて掘削土搬出のための乗り入れ構台３９
や必要に応じて連続的に掘削土を搬出可能な垂直式搬土
積込装置４０を連続地中壁３５に沿って設けても良い。
なお、掘削土搬出のための乗り入れヤードや積込装置等
を連続地中壁３５の外部に近接して設けるようにしても
良い。この状態から２次掘削を開始し、基礎盤であるＧ
Ｌ．−３２．０ｍまで盤下げを行い、掘削を終了する
（ステップ１７０、図４（６）参照）。

【００２１】次いで、本体躯体工を開始する。まず、底
盤コンクリート４１を打設し、その後、各フロアの施工
を行う。本体構造のうち、底盤及び側壁は鉄筋コンクリ
ートで施工するが、各フロアの進入斜路及び駐車スペー
ス等はプレキャストコンクリートを順次組み立てていく
構造としたり、鋼構造としたり、その他の複合構造とす
ることにより施工の急速化を図ることも可能である。こ
のとき天井クレーン３８は資材搬入用に使用されるが、
配置されたレールに沿って縦横に移動して地下空間内の
どの位置にも移動できるようにすることが好ましい（ス
テップ２００、図４（７）参照）。

【００２２】図６に示したように駐車場部分の施工を進
めるとともに人工地盤トラス１１内に本設構造となる地
下１階施設４３を構築する（ステップ２１０）。このと
き必要に応じて仮設トラスを解体してトラスレイアウト
を替えて本設構造とすることも可能である。この場合に
はトラス全体の構造計算を仮設時、本設時とに分けて計
算することが好ましい。またトラス構築当初より本設レ
イアウトを下地として人工地盤トラス１１を設計しても
良いことは言うまでもない（ステップ２１０）。最後に
周辺道路から直接地下駐車場Ｐへ進入できるアプローチ
斜路４４（図５参照）をボックスカルバート等により本
設構造として構築し、一連の施工が完了する（ステップ
２２０）。これにより地上機能への影響を最小限にして
大規模な地下駐車場を短い工期で施工することができ
る。

【００２３】なお、本実施例では平面形状が円形の地下
構造物を構築する例を示したが、地形にあわせて長円形
や矩形等、種々の多角形の平面形状の地下空間を掘削で
きることは言うまでもない。また、人工地盤トラスもそ
の規模や形状に合わせて種々の構造形式により設計で
き、トラスの大きさや鋼材の寸法も仮設時のみならず本
設構造も考慮して設計することが好ましい。また、建設
対象は地下駐車場に限ることなく、地下倉庫や交通関連
施設、上下水道施設等の地下プラントを必要に応じて自
在に地下に建設するに際して人工地盤を有効に採用でき
る。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、既設の地上施設の機能の確保や環境保全の確
保が可能となり、従来建設が困難であるとされていた地
域での施工が可能になるとともに、その際の地上機能の
制約や閉鎖を最小限にすることができる。 また、施工
において天候の影響を受けずに工事が進められるととも
に、本設構造物として設置されるので、仮設工事の撤去
工事、現形復旧工事等をなくすことができ、工期の短縮
を図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による人工地盤による地下構造物の施工
方法の人工地盤の一実施例を示した概略斜視図。

【図２】本発明の人工地盤による地下構造物の施工方法
の施工手順の一例を示した施工フローチャート。

【図３】図２の施工手順により施工される地下駐車場の
施工概要図（その１）。

【図４】図２の施工手順により施工される地下駐車場の
施工概要図（その２）。

【図５】本実施例で施工される地下駐車場の概略平面を
示した敷地平面図。

【図６】図５に示した地下駐車場の概略断面図。

【符号の説明】

１０ 人工地盤 １１ 人工地盤トラス １２ 覆工面 １３ クロスガーダー １７ 安全通路 ２０ ジャッキ ３０ 支持杭 ３１ 鋼矢板 Ｇ グランド Ｇ１ 連壁施工盤 Ｐ 地下駐車場

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾之内 和久 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削対象地盤面上にあらかじめ構築された
   人工地盤を昇降装置で支持し、該人工地盤の直下の地盤
   を所定深さまで掘削し、該掘削された地盤の一部に設け
   られた支持点位置まで前記人工地盤を前記昇降装置を介
   して降下させ、該人工地盤の覆工面と前記掘削対象地盤
   面とをほぼ等しい地盤高とし、引き続き前記人工地盤の
   直下を掘削して地下構造物の基礎盤までの盤下げを行っ
   て地下空間を形成し、その後該地下空間に前記地下構造
   物を構築するとともに、前記人工地盤を前記位置に残置
   させるようにしたことを特徴とする人工地盤による地下
   構造物の施工方法。