(57)【要約】【課題】挿入される鋼棒の鋼材量を抑制しつつ、鋼棒をソイルセメント柱体に容易に挿入することができる鋼棒挿入装置及び鋼棒挿入方法を提供する。【解決手段】未硬化のソイルセメント柱体３６に挿入される鋼棒３８の外周面に形成された雄ねじ部４０に螺合される雌ねじ部１６を有し、駆動手段２０によって回転される回転部材１２と、回転部材１２の鋼棒３８の長手方向への移動を規制しつつ、回転部材１２を回転可能に支持する支持部材１４と、を有する鋼棒挿入装置１０を用い、鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に挿入する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未硬化のソイルセメント柱体に挿入される鋼棒の外周面に形成された雄ねじ部に螺合される雌ねじ部を有し、駆動手段によって回転される回転部材と、
前記回転部材の前記鋼棒の長手方向への移動を規制しつつ、前記回転部材を回転可能に支持する支持部材と、
を有する鋼棒挿入装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記ソイルセメント柱体が形成された地盤上に載置された鋼材と、挿入孔が形成され、前記鋼材の上部に固定されたプレートと、で構成され、
前記回転部材は、前記挿入孔に回転可能に挿入されるとともに、前記プレートに当接して前記長手方向の移動が規制される突起が下部に形成されている、
請求項１に記載の鋼棒挿入装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の鋼棒挿入装置を用い、
前記支持部材に前記回転部材を前記長手方向への移動を規制しつつ回転可能に取付け、前記回転部材の前記雌ねじ部に前記鋼棒の前記雄ねじ部を螺合させ、
前記鋼棒の回転を規制しつつ、前記駆動手段によって前記回転部材を回転させることにより、前記鋼棒を前記ソイルセメント柱体に挿入する、
鋼棒挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼棒挿入装置及び鋼棒挿入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
山留め壁や杭として用いられるソイルセメント柱体の水平力に対する耐力や靭性を高めるため、ソイルセメント柱体に鋼棒を挿入することがある。ソイルセメント柱体に鋼棒を挿入する方法としては、例えば鋼棒の自重によって挿入する方法や、治具を用いて挿入する方法等がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、鋼棒としての鉄筋かごに建込み治具を連結し、建込み治具を振動させながら鉄筋かごをソイルセメント柱列に建込み、建込み後に建込み治具をソイルセメント柱列から引抜く施工法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７９２９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自重によって鋼棒をソイルセメント柱体に挿入する場合、所定の位置まで鋼棒を挿入するために必要以上の重量を有する鋼棒を用いる必要があり、鋼材量が増えて工数がかかっていた。
【０００６】
一方、治具によって鋼棒をソイルセメント柱体に挿入する場合、治具を引抜いた際にソイルセメント柱体に空洞ができてソイルセメント柱体の耐力が低下する虞があった。また、自重によって鋼棒をソイルセメント柱体に挿入する場合と比較して、施工が容易ではなかった。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑み、挿入される鋼棒の鋼材量を抑制しつつ、鋼棒をソイルセメント柱体に容易に挿入することができる鋼棒挿入装置及び鋼棒挿入方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の鋼棒挿入装置は、未硬化のソイルセメント柱体に挿入される鋼棒の外周面に形成された雄ねじ部に螺合される雌ねじ部を有し、駆動手段によって回転される回転部材と、前記回転部材の前記鋼棒の長手方向への移動を規制しつつ、前記回転部材を回転可能に支持する支持部材と、を有する。
【０００９】
上記構成によれば、鋼棒の外周面に形成された雄ねじ部に回転部材の雌ねじ部を螺合させ、駆動手段によって回転部材を回転させることで、ソイルセメント柱体に挿入されて回転が規制された鋼棒に対して回転部材が回転する。ここで、回転部材は、支持部材によって鋼棒の長手方向への移動が規制されつつ、回転可能に支持されているため、回転部材は移動せずに、鋼棒が移動して未硬化のソイルセメント柱体へ挿入されていく。
【００１０】
このように、回転部材の回転力を推進力として、鋼棒をソイルセメント柱体に挿入することで、挿入される鋼棒の鋼材量を必要以上に増やす必要がなく、鋼棒をソイルセメント柱体に容易に挿入することができる。
【００１１】
請求項２に記載の鋼棒挿入装置は、請求項１に記載の鋼棒挿入装置であって、前記支持部材は、前記ソイルセメント柱体が形成された地盤上に載置された鋼材と、挿入孔が形成され、前記鋼材の上部に固定されたプレートと、で構成され、前記回転部材は、前記挿入孔に回転可能に挿入されるとともに、前記プレートに当接して前記長手方向の移動が規制される突起が下部に形成されている。
【００１２】
上記構成によれば、ソイルセメント柱体が形成された地盤上に鋼材が載置され、挿入孔が形成されたプレートが鋼材の上部に固定され、プレートに当接して長手方向の移動が規制される突起が下部に形成された回転部材が、プレートの挿入孔に回転可能に挿入されている。これにより、鋼材及びプレートによって回転部材を鋼棒の長手方向への移動を規制しつつ、回転可能に支持することができる。
【００１３】
請求項３に記載の鋼棒挿入方法は、請求項１又は２に記載の鋼棒挿入装置を用い、前記支持部材に前記回転部材を前記長手方向への移動を規制しつつ回転可能に取付け、前記回転部材の前記雌ねじ部に前記鋼棒の前記雄ねじ部を螺合させ、前記鋼棒の回転を規制しつつ、前記駆動手段によって前記回転部材を回転させることにより、前記鋼棒を前記ソイルセメント柱体に挿入する。
【００１４】
上記構成によれば、支持部材に回転部材を長手方向への移動を規制しつつ回転可能に取付け、回転部材の雌ねじ部に鋼棒の雄ねじ部を螺合させ、鋼棒の回転を規制しつつ、駆動手段によって回転部材を回転させることにより、鋼棒を未硬化のソイルセメント柱体に挿入することができる。
【００１５】
このように、回転部材の回転力を推進力として、鋼棒をソイルセメント柱体に挿入することで、挿入される鋼棒の鋼材量を必要以上に増やす必要がなく、鋼棒をソイルセメント柱体に容易に挿入することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、挿入される鋼棒の鋼材量を抑制しつつ、鋼棒をソイルセメント柱体に容易に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る鋼棒挿入装置を示す全体斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る鋼棒挿入装置を示す立断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は第１実施形態に係る鋼棒挿入方法を示す工程図である。
【図４】第２実施形態に係る鋼棒挿入装置を示す立断面図である。
【図５】変形例に係る鋼棒挿入装置を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図３を用いて本発明の第１実施形態における鋼棒挿入装置、及び鋼棒挿入方法について説明する。
【００１９】
（鋼棒挿入装置）
まず、鋼棒挿入装置１０の構成について説明する。図１、図２に示すように、本実施形態の鋼棒挿入装置１０は、回転部材１２と、回転部材１２を軸周りに回転可能に支持する支持部材１４と、を有している。
【００２０】
回転部材１２は、例えば金属材料で構成された筒状の部材であり、円筒形状とされた内周面の全面に雌ねじ部１６が形成されている。一方、回転部材１２の外周面は六角筒形状とされており、図２に示すように、回転部材１２の外周面の下端部には、全周にわたって径方向外側に突出する突起１８が形成されている。
【００２１】
また、回転部材１２の外周面の上端部には、駆動手段２０が取付けられている。駆動手段２０は、例えばセンターホール型の油圧トルクレンチであり、図示しないドライブユニットが内蔵された金属製のハウジング２２と、ハウジング２２に取付けられたインサート２４と、を有している。
【００２２】
インサート２４には、回転部材１２の六角筒形状の外周面に対応する六角形状の貫通孔が形成されており、駆動手段２０は、インサート２４を回転部材１２の外周面の上端部に嵌合させることで回転部材１２に取付けられている。なお、駆動手段２０は油圧トルクレンチには限らず、周知の様々な簡易の電動工具等を用いることが可能である。
【００２３】
支持部材１４は、互いに間隔をあけて平行に延びる一対の鋼材２６と、一対の鋼材２６の上部に架渡されたプレート２８とで構成されている。一対の鋼材２６は、例えばＨ形鋼であり、下フランジ２６Ａが地盤３０上にそれぞれ載置されている。
【００２４】
一方、プレート２８は、例えば金属製の矩形の板状部材であり、長手方向両端部が、万力等の固定部材３２によって一対の鋼材２６の上フランジ２６Ｂの上部にそれぞれ固定されている。なお、固定部材３２は万力には限らず、例えばボルトとナットによってプレート２８が鋼材２６に固定されていてもよい。
【００２５】
また、プレート２８の略中央部分には、内形が回転部材１２の外形より大きく、かつ回転部材１２の突起１８の外形より小さい挿入孔３４が形成されている。この挿入孔３４には、回転部材１２が軸周りに回転可能に挿入されており、回転部材１２の突起１８がプレート２８の下面に当接することで、回転部材１２の長手方向の移動が規制されている。
【００２６】
（鋼棒挿入方法）
次に、鋼棒挿入装置１０によって鋼棒をソイルセメント柱体に挿入する方法について説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、地盤３０にソイルセメント柱体３６を形成する。
【００２７】
具体的には、図示しない複数本の削孔ロッドを用いて地盤３０を掘削しつつ、掘削部分にセメントミルクを注入して掘削土とセメントミルクとを混合撹拌する。これにより、図１に示すように、一部が重複して連続する円柱形状の複数（本実施形態では４つ）の未硬化のソイルセメント柱体３６を形成する。
【００２８】
次に、図３（Ｂ）に示すように、支持部材１４の鋼材２６を地盤３０上に載置する。このとき、一対の鋼材２６は、図１に示すように、長手方向がソイルセメント柱体３６の連続方向となるよう配置されるとともに、ソイルセメント柱体３６を間に挟んでソイルセメント柱体３６の外周部分にそれぞれ載置される。
【００２９】
その後、固定部材３２によってプレート２８を鋼材２６の上部に固定する。このとき、プレート２８の挿入孔３４が平面視でソイルセメント柱体３６の軸心付近に位置するよう、プレート２８の位置を調整する。
【００３０】
次に、図３（Ｃ）に示すように、プレート２８の下側から挿入孔３４に回転部材１２を挿入するとともに、プレート２８の上部で回転部材１２に駆動手段２０を取付け、鋼棒３８を上方から回転部材１２の雌ねじ部１６に挿入する。鋼棒３８は、例えばねじ節鉄筋であり、外周面に形成された雄ねじ部４０が回転部材１２の雌ねじ部１６に螺合される。
【００３１】
そして、鋼棒３８の雄ねじ部４０を回転部材１２の雌ねじ部１６に螺合させた後、駆動手段２０のドライブユニットによってインサート２４を回転させることで、インサート２４とともに回転部材１２を軸周りに回転させる。
【００３２】
ここで、回転部材１２は、支持部材１４のプレート２８に長手方向への移動が規制されつつ、回転可能に支持されている。このため、回転部材１２の回転により、図３（Ｄ）に示すように、鋼棒３８が下方に移動して未硬化のソイルセメント柱体３６に挿入される。
【００３３】
なお、鋼棒３８がソイルセメント柱体３６に挿入される前の段階では、図示しない治具又は作業員が工具にて把持して鋼棒３８の長手方向の移動を許容しつつ、軸周りの回転を規制することが好ましい。これにより、鋼棒３８が回転部材１２と共回りすることを抑制することができる。
【００３４】
一方、鋼棒３８がソイルセメント柱体３６に一定深さまで挿入された後は、鋼棒３８の外周面と未硬化のソイルセメント柱体３６との間の周面摩擦力により、鋼棒３８の軸周りの回転が規制される。
【００３５】
上述の手順により、１つのソイルセメント柱体３６に複数の鋼棒３８を継ぎ足しながら挿入していく。鋼棒３８を継ぎ足す場合、例えば２本の鋼棒３８を突合せた状態で回転部材１２の雌ねじ部１６に挿入し、突合せ部分が回転部材１２の下まで移動した段階で、突合せ部分を溶接することが好ましい。回転部材１２の下で鋼棒３８を継ぎ足すことで、回転部材１２の雌ねじ部１６に鋼棒３８の突合せ部分（溶接部分）が引掛かることを抑制することができる。なお、鋼棒３８を継ぎ足す方法は溶接には限らず、例えば機械式継手によって機械的に鋼棒３８を接合してもよい。
【００３６】
１つのソイルセメント柱体３６への鋼棒３８の挿入が完了した後、隣接するソイルセメント柱体３６上にプレート２８を移動させ、上述の手順を繰り返すことで、複数のソイルセメント柱体３６に順に鋼棒３８を挿入することができる。
【００３７】
（作用及び効果）
本実施形態によれば、鋼棒３８の雄ねじ部４０に回転部材１２の雌ねじ部１６を螺合させ、駆動手段２０によって回転部材１２を回転させることで、ソイルセメント柱体３６に挿入されて回転が規制された鋼棒３８に対して回転部材１２が回転する。
【００３８】
ここで、回転部材１２は、支持部材１４によって鋼棒３８の長手方向への移動が規制されつつ、回転可能に支持されているため、回転部材１２は移動せずに、鋼棒３８が移動して未硬化のソイルセメント柱体３６へ挿入されていく。
【００３９】
このように、回転部材１２の回転力を推進力として鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に挿入することで、自重によって鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に挿入する場合と比較して、挿入される鋼棒３８の鋼材量を必要以上に増やす必要がなく、鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に容易に挿入することができる。
【００４０】
また、他の治具とともに鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に挿入する場合と比較して、ソイルセメント柱体３６に空洞ができてソイルセメント柱体３６の耐力が低下することを抑制することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態によれば、地盤３０上に載置された一対の鋼材２６と、鋼材２６の上部に固定されたプレート２８と、によって支持部材１４が構成されている。このため、支持部材１４を簡易な構成とすることができるとともに、未硬化のソイルセメント柱体３６に鋼棒３８を挿入する際に鋼棒３８がソイルセメント柱体３６から受ける反力を、プレート２８を介して鋼材２６で受けることができる。
【００４２】
すなわち、本実施形態では、鋼材２６を反力受けとして用い、簡易な駆動手段２０を用いて鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に挿入するため、大型重機等を用いて鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に挿入する場合と比較して、広い施工ヤードを必要としない。このため、他の作業との調整が容易となり、施工効率を高めることができるとともに、工数を抑制することができる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
次に、図４を用いて本発明の第２実施形態における鋼棒挿入装置について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については図示及び説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように本実施形態の鋼棒挿入装置５０は、回転部材５２と、回転部材５２を軸周りに回転可能に支持する支持部材５４と、を有している。回転部材５２は、例えば金属材料で構成された円筒状の部材であり、第１実施形態の回転部材１２と同様に、内周面の全面に雌ねじ部５６が形成されている。また、第１実施形態と同様に、回転部材５２の外周面の上端部には、駆動手段６０が取付けられている。
【００４５】
支持部材５４は、地盤３０上に載置された金属製のフレーム部材６２と、内周面が回転部材５２の外周面の下端部に固定されているとともに、外周面がフレーム部材６２に固定されたベアリング６４とで構成されている。なお、本実施形態では、ベアリング６４は一例としてボールベアリングとされているが、周知の様々なベアリングをベアリング６４として用いることが可能である。
【００４６】
本実施形態によれば、回転部材５２がベアリング６４を介してフレーム部材６２に固定されていることにより、支持部材５４によって回転部材５２が長手方向への移動が規制されつつ軸周りに回転可能に支持されている。
【００４７】
これにより、鋼棒３８の雄ねじ部４０を回転部材５２の雌ねじ部５６に螺合させ、駆動手段６０によって回転部材５２を軸周りに回転させることで、第１実施形態と同様に、鋼棒３８を未硬化のソイルセメント柱体３６に挿入することができる。また、本実施形態によれば、フレーム部材６２とベアリング６４とによって支持部材５４が構成されているため、支持部材５４を簡易な構成とすることができる。
【００４８】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の第１、第２実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。
【００４９】
例えば、第１実施形態では、Ｈ形鋼からなる鋼材２６とプレート２８とによって支持部材１４が構成され、第２実施形態では、フレーム部材６２とベアリング６４とによって支持部材５４が構成されていた。しかし、鋼棒挿入装置１０、５０の支持部材１４、５４は、回転部材１２、５２の鋼棒３８の長手方向への移動を規制しつつ、回転部材１２、５２を回転可能に支持することができる構成とされていればよく、上記実施形態の構成には限らない。また、鋼材２６もＨ形鋼には限らず、様々な形状の形鋼や鋼管を用いることが可能である。
【００５０】
また、第１、第２実施形態では、ソイルセメント柱体３６の軸心にねじ節鉄筋からなる１本の鋼棒３８が挿入されていたが、ソイルセメント柱体３６に挿入される鋼棒３８の位置や数は上記実施形態には限らない。また、鋼棒３８もねじ節鉄筋には限らず、外周面に雄ねじ部４０が形成されたボルト等であってもよい。
【００５１】
さらに、第１実施形態では、回転部材１２の外周面の下端部に全周にわたって突起１８が形成されていたが、突起１８は回転部材１２に全周にわたって形成されている必要はなく、少なくとも一部（部分的）に形成されていればよい。
【００５２】
ここで、図５を用いて鋼棒挿入装置７０によって複数（例えば３本）の鋼棒３８をソイルセメント柱体３６に挿入する方法の一例について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成、方法については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図５に示すように、鋼棒挿入装置７０のプレート７２には、回転部材１２が挿入される挿入孔３４の他に２つの貫通孔７４が形成されている。まず、この２つの貫通孔７４に鋼棒３８Ａ、３８Ｃをそれぞれ挿入する。
【００５４】
次に、回転部材１２の雌ねじ部１６に螺合された中央の鋼棒３８Ｂの下端部を、第１実施形態と同様の方法で回転部材１２の下まで移動させた後、回転部材１２の下で鋼棒３８Ａ〜３８Ｃ同士を連結部材７６で連結する。そして、鋼棒３８Ｂを回転部材１２の回転力を推進力としてソイルセメント柱体３６に挿入することで、連結部材７６によって鋼棒３８Ｂに連結された鋼棒３８Ａ、３８Ｃを鋼棒３８Ｂとともにソイルセメント柱体３６に挿入する。
【００５５】
上述の手順により、鋼棒挿入装置７０によって中央の１本の鋼棒３８Ｂに推進力を付与することで、複数の鋼棒３８Ａ〜３８Ｃをソイルセメント柱体３６に同時に挿入することができる。なお、同時に挿入する鋼棒３８Ａ〜３８Ｃの数は３本には限らず、中央の鋼棒３８Ｂに他の鋼棒を３本以上連結してもよい。また、回転部材１２の雌ねじ部１６に螺合される鋼棒３８Ｂ以外の鋼棒３８Ａ、３８Ｃは雄ねじ部４０を有している必要はなく、汎用型の異形鉄筋等とされていればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０、５０、７０     鋼棒挿入装置
１２、５２           回転部材
１４、５４           支持部材
１６、５６           雌ねじ部
１８                 突起
２０、６０           駆動手段
２６                 鋼材
２８、７２           プレート
３０                 地盤
３４                 挿入孔
３６                 ソイルセメント柱体
３８                 鋼棒
４０                 雄ねじ部
【図１】
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【図２】
2020033821.tif 000004
【図３】
2020033821.tif 000005
【図４】
2020033821.tif 000006
【図５】
2020033821.tif 000007