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技術 合成地下外壁とその施工方法

出願人 株式会社長谷工コーポレーション
発明者 山口芳之
出願日 2018年2月28日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2018-034183
公開日 2019年9月5日 (6ヶ月経過) 公開番号 2019-148130
状態 未査定
技術分野 根切り,山留め,盛土,斜面の安定 地下構造物、基礎の保護・試験・修復
主要キーワード 内側断熱層 体躯体 露出ステップ 外側断熱層 性膜体 頭付スタッド 固定ステップ 応力負担
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

地中壁に作用する外力の一部を地中造成した山留壁SMW)に負担させることができ、かつSMWを透過した地下水止水ができる合成地下外壁とその施工方法を提供する。

解決手段

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。ソイルセメント壁体10には、複数の型鋼12(H型鋼)が内部に埋設されている。スタッド20は、ソイルセメント壁体10から露出した型鋼12に一端が固定(溶着)され内側(建物側)に延びる。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ている。地中壁40は、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。

概要

背景

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。

概要

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を透過した地下水止水ができる合成地下外壁とその施工方法を提供する。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。ソイルセメント壁体10には、複数の型鋼12(H型鋼)が内部に埋設されている。スタッド20は、ソイルセメント壁体10から露出した型鋼12に一端が固定(溶着)され内側(建物側)に延びる。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ている。地中壁40は、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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

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、前記止水シートは、前記地中壁の打継面又は目地に対向する前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に、前記地中壁の構築前に貼り付けられている、合成地下外壁

請求項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。

請求項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ゴムシートであり、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する、請求項1に記載の合成地下外壁。

請求項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。

請求項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、前記地中壁の前記打継面及び前記目地に対向する前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に、前記地中壁の構築前に前記止水幅を有する前記止水シートを貼り付けるシート貼付テップを有する、合成地下外壁の施工方法。

請求項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。

技術分野

0001

本発明は、SM工法による山留壁一体化された合成地下外壁とその施工方法に関する。

背景技術

0002

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、地中造成した山留壁(Wall)の略称である。

0003

SMW工法とは、専用に開発された多軸混練オーガー機原地盤を削孔し、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。

0004

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。

0005

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。

0006

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。

先行技術

0007

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

発明が解決しようとする課題

0008

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有効面積が低下する。

0009

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。

0010

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を透過した地下水止水ができない。

0011

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。

課題を解決するための手段

0012

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、
前記止水シートは、前記地中壁の打継面又は目地に対向する前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に、前記地中壁の構築前に貼り付けられている、合成地下外壁が提供される。

0013

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、
前記地中壁の前記打継面及び前記目地に対向する前記ソイルセメント壁体の前記内壁面に、前記地中壁の構築前に前記止水幅を有する前記止水シートを貼り付けるシート貼付テップを有する、合成地下外壁の施工方法が提供される。

発明の効果

0014

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。

0015

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。

0016

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。

図面の簡単な説明

0017

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。

実施例

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

図1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。

0022

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。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

上述した山留壁(SMW)は、掘削時に周辺地盤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。

0038

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。

0039

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

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