(57)【要約】【課題】この発明は、土留部材をスムーズに建て込むことができ、土留部材の建て込みに起因する地盤沈下を防止することを目的とする。【解決手段】この発明の土留部材建込用掘削部材は、ロッド２１と、らせん状羽根２１と、最先端部に設けられた第１吐出口２４と、らせん状羽根の外周部に横向きに設けられた複数の第２吐出口２６とを有し、ロッド内部には第１吐出口につながる第１流体通路２５と第２吐出口につながる第２流体通路２７が設けられており、らせん状羽根は、上側より長さ方向に沿って徐々に径が大きくなる第１領域２２ａと、第１領域に続く径が一定の第２領域２２ｂと、第２領域に続き長さ方向に沿って徐々に径が小さくなる第３領域２２ｃとを有し、第２領域においてループが３周以上形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
2010242342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドと、ロッドの先端部に設けられたらせん状羽根と、最先端部に設けられた第１吐出口と、らせん状羽根の外周部に横向きに設けられた複数の第２吐出口とを有し、ロッド内部には第１吐出口につながる第１流体通路と第２吐出口につながる第２流体通路が設けられており、らせん状羽根は、上側より長さ方向に沿って徐々に径が大きくなる第１領域と、第１領域に続く径が一定の第２領域と、第２領域に続き長さ方向に沿って徐々に径が小さくなる第３領域とを有し、第２領域においてループが３周以上形成されていることを特徴とする土留部材建込用掘削部材。
【請求項２】
らせん状羽根の表面で先端部に向いた側には爪が設けられており、その反対方向に面した側には爪が設けられていなくことを特徴とする請求項１に記載の土留部材建込用掘削部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の土留部材建込用掘削部材を使用する土留部材建込工法であり、
土留部材建込用掘削部材の先端部付近に接続部材を設け、この接続部材を土留部材の下端部に接続し、第２吐出口から流体を横方向に吐出させるととも土留部材建込工事用掘削部材を回転させて掘り進める土留部材を土中に建て込み、土留部材建込用掘削部材を逆回転させて土留部材建込用掘削部材および接続部材を地上に引き上げることを特徴とする土留部材建込工法。
【請求項４】
第１吐出口から空気を下方向に吐出させながら掘り進める請求項３に記載の土留部材建込工法。
【請求項５】
土留部材の下端よりも上部において、らせん状羽の径の最大の部分が２周分以上存在するように、土留部材を取り付けることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の土留部材建込工法。
【請求項６】
土留部材の下端に尖端部を設けることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の土留部材建込工法。
【請求項７】
土留部材が略コの字の断面形状を有し、その側端部には土留部材同士の接続のためのセクションが設けられており、そのセクションの下に円錐状の尖端を有する尖端部材を取り付けることを特徴とする請求項６に記載の土留部材建込工法。
【請求項８】
円錐状の尖端を有する尖端部材を片側のセクションのみに取り付け、尖端部材が取り付けられていないセクションを先に建て込んだ土留部材のセクションに接続して建て込んでいくことを特徴とする請求項７に記載の土留部材建込工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シートパイル（鋼矢板）などで土留めを行いながら地中に水道管、ガス管、側溝、カルバートボックス等を埋設する土留工事の施工に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中に水道管、ガス管、カルバートボックス、下水管、側溝等を埋設する工事においては、まず溝の両壁を構成すべき位置に簡易矢板、鉄板、シートパイル等の土留部材を設置して溝壁が崩れるのを防止した上で、地面を掘削して溝を形成し、溝内での水道管等の敷設作業が行われる。敷設作業が終了すると土留部材が引き抜かれる。こうして回収された土留め部材は次の工事で再利用されることになる。しかし、溝内に砂や土を盛った後に土留め部材を引く抜くことにより、地中には土留部材の体積分の空隙が生じることになる。この空隙を埋めるために周囲の土砂が移動し、地盤沈下などさまざまな問題が生じうることを本発明の発明者らは特許文献１および特許文献２にて指摘するとともに、これを防止する土留工法を開示した。この他、特許文献３には、鋼矢板の引抜き時に土砂を落下させて空隙を埋めることが記載されている。特許文献４および特許文献５には「地盤圧密剤」を注して空洞を埋めることが、特許文献６には、「充填材」を注入することが記載されている。さらに、特許文献７には、硬化剤を注入することが記載されている。
【０００３】
また、硬い地盤の場所では、オーガーで地中を削孔しながらシートパイル等の土留部材を設置する技術が広く使われている。このオーガーによる土留部材建込方法について図面に基づいて説明する。図１１は土留部材建込装置の一例を示す正面図である。土留部材建込装置１は無限軌道３で移動する作業台車２を有する。この作業台車２には長いリーダ４と、リーダ４に沿って上下動するスライド部材５が設けられている。そして、このスライド部材５に油圧ユニット６、旋回装置７、チャック８、押し込み油圧装置９が設けられている。
【０００４】
旋回装置７にはオーガースクリュー１０が接続される。また、このオーガースクリュー１０を囲周するようにケーシング１１が設けられる。このケーシング１１はスライド部材５の下部に取り付けられるが、回転はしない。
【０００５】
図１２はケーシング１１の先端部を模式的に示す縦断面図、図１３は同横断面図である。オーガースクリュー１０は、長い軸体１２を有し、この軸体１２のほぼ全長に渡ってらせん状羽根１３が設けられている。ケーシング１１は長い筒状の部材であり、オーガースクリュー１０を全長に渡って囲周している。ケーシング１１にはいくつかの穴１４が所定の間隔で設けられている。
【０００６】
この作業台車２を土留め部材を建て込むべき位置に移動させる。チャックにシートパイル（鋼矢板）などの土留部材１５を取り付け、リーダ４を垂直に立てた状態にする。このとき、スライド部材５はリーダ４の上端部付近にある。シートパイル１５は断面が略コの字の形状であるが、この溝の中にケーシング１１が入るような位置関係になっている。
【０００７】
シートパイル１５の下端付近には当たり部１７が設けられている。一方、ケーシング１１の下端付近には突起部材１８が設けられている。当たり部１７の上に突起部材１８が接している。
【０００８】
旋回装置８によりオーガースクリュー１０が地中に進入していく方向に回転させる。この回転によりオーガースクリュー１０は土砂を切削しながら、下へ進行していく。掘削時には、オーガースクリュー１０で土をかきまぜて、ケーシング１１内に取り込んでいく。このオーガースクリュー１０の進行に合わせてケーシング１１も下降する。すると、ケーシング１１の下端付近の突起部材１８がシートパイル１５の当たり部１７を下向きに押し、シートパイル１５も下へ進行する。
【０００９】
こうしてシートパイル１５を所望の深さに建て込んだら、旋回装置８を逆方向に回転させる。これによって、オーガースクリュー１０は逆回転しながら上昇する。ケーシング１１もオーガースクリュー１０とともに上昇する。スライド部材がリーダ４の上端部付近に戻ったとき、ケーシング１１とオーガースクリュー１０は地上に引き抜かれる。一方、シートパイル１５は地中に残され、１本のシートパイル１５の建て込みが完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３９４０７３５号特許公報
【特許文献２】特開２００８−１０１３７３号
【特許文献３】特開昭６４−５８７１３号
【特許文献４】特開昭５７−１０８３１１号
【特許文献５】特開昭５７−１０８３１２号
【特許文献６】特開昭４９−４９４０４号
【特許文献７】特開２００６−２９１７０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
オーガーによる土留部材の建て込み方法は、固い地盤でも土留部材を短時間で建て込むことができる工法であり、広く実施されつつある。しかし、この従来の工法において、土留め部材の建て込み時に地中に空隙や土圧の弱い箇所が生じ、これにより施工地の周囲において地盤沈下が生じうることが判明した。
【００１２】
オーガースクリュー１０によって削孔する際に、切削された土砂はケーシング１１内部を上昇する。こうして、大量の土砂が地下より持ち上げられる。ケーシング１１の上部にはこれらの土砂がたまっていく。その後、オーガースクリュー１０とケーシング１１の引き抜きにおいてはオーガースクリュー１０が逆回転し、ケーシング１１内部の土砂は地中に戻される。したがって、空隙が生じるとは考えられてこなかった。
【００１３】
しかし、オーガースクリュー１０の削孔によって持ち上げられる土砂は大量であり、この土砂をすべてケーシング１１の内部に残したままでは、抵抗が大きくなり、オーガースクリュー１０の回転を継続できなくなる。そこで、ケーシング１１にはその長さ方向に沿って多数の穴１４が設けられており、土砂をケーシング１１の外に排出できるようになしている。こうして、施工場所の地上においても、この穴１４より多くの土砂が排出される。このようにケーシング１１の外に排出された土砂はオーガースクリュー１０の引き抜き時において、地中に戻ることはない。したがって、ケーシング１１の引き抜き跡においてその分だけ土砂が減少することになる。土留め部材１５が地中に打ち込まれるので、その体積分だけの土砂が増えたのと同様なことになるが、この増加分によっても失われた土砂量を補うことはできない。したがって、その不足分だけ、地中に空隙が残ることとなる。土留め部材の建て込み作業の終了後に、その空隙を埋めるように周囲の土砂が移動し、地盤沈下が発生する。
【００１４】
さらに、ケーシング１１の引き抜き後だけでなく、ケーシング１１を地中に挿入していく際においても地盤沈下が発生させるような空隙が形成される場合があることも判明した。オーガースクリュー１０で削孔するとき、オーガースクリュー１０で土をかきまぜて、周囲の土までもケーシング１１内に取り込んでいく。これによって地盤沈下が発生する。オーガースクリュー１０の回転によってケーシング１１内の土砂は転圧され、地中部分の穴からも土砂がケーシング１１の外に押し出される。この土砂は転圧によって圧縮されて硬くなっている。こうして移動した土砂量は土留部材１５の打ち込みによる体積増加分によっても補い切れないため、地盤沈下の原因となる空隙が生じることになる。
【００１５】
特許文献１〜７には、土留部材の引抜き跡の空隙によって生じる地盤沈下等の悪影響を防止に関連した土留工法が記載されている。しかし、土留部材の建て込みに起因する地盤沈下の防止については言及されていない。
【００１６】
この発明は、硬い地盤においても効率的に施工でき、土留部材の建て込みに起因する地盤沈下を防止できる土留工法を提供することを目的とする。さらに、土留部材の建て込み中に土留部材が地中で曲がって進行することを防止し、スムーズに建て込むことができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の課題を解決するため、この発明の土留部材建込用掘削部材は、ロッドと、ロッドの先端部に設けられたらせん状羽根と、最先端部に設けられた第１吐出口と、らせん状羽根の外周部に横向きに設けられた複数の第２吐出口とを有し、ロッド内部には第１吐出口につながる第１流体通路と第２吐出口につながる第２流体通路が設けられており、らせん状羽根は、上側より長さ方向に沿って徐々に径が大きくなる第１領域と、第１領域に続く径が一定の第２領域と、第２領域に続き長さ方向に沿って徐々に径が小さくなる第３領域とを有し、第２領域においてループが３周以上形成されていることを特徴とする。さらに、らせん状羽根の表面で先端部に向いた側には爪が設けられており、その反対方向に面した側には爪が設けられていないことが好ましい。
【００１８】
この発明の土留部材建込工法は上述の土留部材建込用掘削部材を使用するであり、土留部材建込用掘削部材の先端部付近に接続部材を設け、この接続部材を土留部材の下端部に接続し、第２吐出口から流体を横方向に吐出させるととも土留部材建込工事用掘削部材を回転させて掘り進める土留部材を土中に建て込み、土留部材建込用掘削部材を逆回転させて土留部材建込用掘削部材および接続部材を地上に引き上げることを特徴とする。第１吐出口から空気を下方向に吐出させながら掘り進めることが好ましい。さらに、土留部材の下端よりも上部において、らせん状羽の径の最大の部分が２周分以上存在するように、土留部材を取り付けることが好ましい。
【００１９】
また、土留部材の下端に尖端部を設けることにより、硬い地盤においても、土留部材をスムーズに建て込むことができる。土留部材が略コの字の断面形状を有し、その側端部には土留部材同士の接続のためのセクションが設けられている場合、そのセクションの下に円錐状の尖端を有する尖端部材を取り付けることがきできる。円錐状の尖端を有する尖端部材を片側のセクションのみに取り付け、尖端部材が取り付けられていないセクションを先に建て込んだ土留部材のセクションに接続して建て込んでいくことがきできる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明は、硬い地盤においての土留部材建て込みを効率的に行えるという効果を有する。オーガーを用いた土留部材建込用掘削部材による削孔に起因する空隙の発生または土留部材建て込み工事後の地盤沈下を防止することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】土留部材建込装置の一例を示す正面図である。
【図２】土留部材建込用掘削部材の先端部を模式的に示す縦断面図である。
【図３】同横断面図である。
【図４】スイベルを示す断面図である。
【図５】ロッドとスイベルの接続部材を示す断面図である。
【図６】爪を示す斜視図である。
【図７】尖端部材の例を示す正面図である。
【図８】同底面図である。
【図９】土留部材の接続を示す概念図である。
【図１０】尖端部材の別の例を示す斜視図である。
【図１１】従来の土留部材建込装置の一例を示す正面図である。
【図１２】従来のケーシングの先端部を模式的に示す縦断面図である。
【図１３】同横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。この実施例において使用する土留部材建込装置を図１に示す。土留部材建込用掘削部材としてはオーガースクリューではなく、この土留部材立て込みに最適な、特別な装置を使用している。図２は、この土留部材建込装置（以下、単に「掘削部材」という）を示す一部断面正面図、図３は同横断面図である。
【００２３】
土留部材建込装置１は、無限軌道３によって走行する作業台車２を備えている。この作業台車２にはリーダ４と、リーダ４に沿って昇降するスライド部材５が設けられている。これらは、図１１に示したオーガースクリューを有する土留部材建込装置と共通する。そして、掘削部材２０が、この発明に特有のものである。したがって、従来の土留部材建込装置の資材の大部分を活用することができ、少ない投資でこの発明を導入することができる。
【００２４】
掘削部材２０は、軸体とらせん羽根を有する構造である点ではオーガースクリューと共通する。しかし、掘削部材２０のらせん羽根２２はロッド２１（軸体）の先端部のみ設けられており、ロッド２１（軸体）の上部には設けられていない。
【００２５】
最先端部にはビット２３と第１吐出口２４が設けられている。また、ロッド２１の中心部には上端より流体ロッド内部を貫通して第１吐出口２４につながる第１流体通路２５が形成されている。
【００２６】
掘削部材２０のらせん状羽根２２は、先端部側より長さ方向に沿って徐々に径が大きくなる第１領域２２ａと、第１領域２２ａに続く径が一定の第２領域２２ｂと、第２領域２２ｂに続き長さ方向に沿って徐々に径が小さくなる第３領域２２ｃとを有する。すなわち、第２領域２２ｂにおいて羽根の径が最大になる。この第２領域２２ｂにおいてループが３周以上形成されている。したがって、軸に垂直な方向から掘削部材２０を見たときに、らせん状羽根２２が横方向に最も突き出す部分が４段以上現れる箇所がある。たとえば図２において、４つの点ｘ１、ｘ２，ｘ３、ｘ４がらせん状羽根２２が最も突出した場所である。また、第３領域２２ｃにおいて、羽根の先端のある位置Ｐ１とそこからループ一周分進んだ位置Ｐ１と結ぶ線Ｐ１−Ｐ２は軸線に対してほぼ４５°の角度になっている。
【００２７】
らせん状羽根の表面で先端部に向いた側には長方形の板状の爪３０が設けられている。図６は爪を示す斜視図である。爪３０は、ロッド２１（軸体）を中心とする円周に接する方向に、すなわち、爪３０の板厚の方向が半径方向になるように設けられている。この方向で取付けることにより、土砂を円滑かつ効果的に切削する。爪３０の長方形の形状のうち、一つの角３０ａが面取りされている。この面取りは、図４に示すように角を直線で切り落とすのでもよいし、また、丸みをつけるのでもよい。この面取りされた角３０ａは、らせん状羽根２２の回転方向にあわせて向けられる。本例では、掘り進む際は正回転方向に回転するが、らせん状羽根２２の下面に設けられた爪３０はこの回転方向の逆側に面取りされた角３０ａを向けて取り付けられる。
【００２８】
このように向けることにより、掘り進めるときはらせん状羽根２２の下面に設けられた爪６が鋭く土壌にくい込みながら土壌を効果的に撹拌する。引き上げるときはらせん状羽根２２は逆回転し、土壌を滑らかに後方へ送り、こぶし程度の大きさの石が混ざっていても噛み込みにくくなっている。
【００２９】
一方、らせん状羽根２２の表面で上側（掘削部材の先端部とは反対方向）に面した側には爪が設けられていない。土留部材を建て込んだ後に掘削部材を引き上げる場合に、積極的に土砂を切削・撹拌する必要は特にない。したがって、らせん状羽根２２の上面には爪がないほうが、小石をかみ込むのを防止できて有利である。
【００３０】
このらせん状羽根２２で径が最大の部分の外周部に横向きには、複数の第２吐出口２６が設けられている。ここでは、径が最大の部分のうち、最下段か、あるいは下から２段目の外周部に２基のノズルが第２吐出口として互いに反対方向に設けられている。そして、ロッド２１の内部には、この第２吐出口２６につながる第２流体通路２７も設けられている。
【００３１】
この掘削部材２０はスイベル３１およびレデューサ３２を介して旋回装置８に接続される。図４はスイベルを示す断面図、図５はレデューサを示す断面図である。すなわち、レデューサ３２はロッド２１とスイベル３１をつなぐ接続部材である。このレデューサ３２も円柱状の部材であるが、二重管構造になっており、内部に第１流体通路３２ａと第２流体通路３２ｂが設けられており、上部のスイベルよりこの第１流体通路３２ａと第２流体通路３２ｂを介して、ロッド２１の第１流体通路２５と第２流体通路２７に流体を送り込むようになっている。また、外周にはＯリング等のパッキン部材２９が設けられている。
【００３２】
ケーシング３３は中空の円筒状であり、その内周はロッド２１の外周より若干大きい。したがって、ロッド２１をケーシング３３の中に挿入した状態では、ロッド２１の外周面とケーシング３３の内周面の間には流体通路となる隙間が形成される。
【００３３】
スイベル３１は三重管構造になっていて、３つの流体通路を有する。そのうちの２つは、それぞれレデューサ３２の第１流体通路３２ａと第２流体通路３２ｂに連絡している。さらに、もう一つの流体通路は、ロッド２１の外周面とケーシング３３の内周面の間に形成される流体通路に流体を供給するようになっている。
【００３４】
ケーシング３３の先端付近には２本のアーム３４が外向きに取り付けられており、このアームの先端には棒状部材３５が下向きに設けられている。
【００３５】
ついで、この掘削部材２０を使用した土留工法について説明する。土留部材としてはＨ型鋼なども使用できるが、ここでは略コの字の形状の断面を有するシートパイル１５の例について説明する。このシートパイル１５の側端部には土留部材同士の接続のためのセクションが設けられている。この例のシートパイル１５の幅Ｗは５００ｍｍ、高さＨは２００ｍｍである。
【００３６】
シートパイル１５の先端付近には、折り曲がり部の内側に梁３６が溶接によって取り付けられている。この梁３６とシートパイルの折り曲がり部によって三角形状の空間が形成される。
【００３７】
シートパイル１５の先端に、尖端部材４０を設けることが好ましい。図７は尖端部材の例を示す正面図で、図８はその底面図である。尖端部材４０は基部４０ａが円柱状であり、尖端部４０ｂは円錐状になっている。基部４０ａの直径はシートパイル１５のセクションの大きさに合わせて選択すればよく、ここでは４０ｍｍである。また、基部の高さは１５ｍｍである。尖端部４０ａの直径は４０ｍｍ、高さは２５ｍｍ以上４０以下の範囲であることが好ましく、ここでは４０ｍｍである。
【００３８】
この尖端部材４０は、シートパイル１５の先端でセクションの下の位置に、溶接で取り付けられる。基部４０ａが溶接箇所となり、シートパイル１５の下端と接する部分において、２箇所を溶接する。最初に建て込むシートパイルにおいては、両方のセクションに尖端部材４０を取り付けてもよいが、２本目以降のシートパイルにおいては、片側のセクションにのみ尖端部材４０を取り付ける。図９は土留部材の接続を示す概念図である。２本目であるシートパイル１５ｂにおいては、符号１５ｂ１で示す側のセクションには尖端部材４０を取り付けず、符号１５ｂ２で示す側のセクションのみに尖端部材４０を取り付ける。そして、この尖端部材４０が取り付けられていない側１５ｂ１のセクションを先に建て込んだシートパイル１５ａのセクションに接続し、その状態で建て込んでいく。もし、符号１５ｂ１で示す側に尖端部材を取り付けてしまえば、セクションを先に建て込んだシートパイル１５ａのセクションに接続できなくなるからである。
【００３９】
シートパールを地中に打ち込んでいくとき、先に建て込んだシートパイル１５ａに接続された側は、そのシートパイル１５ａのセクションがガイドの役割を果たし、これに導かれて真直ぐに進行する。しかし、反対側においては、従来の工法ではセクション（符号１５ｂ２）の部分に土砂の抵抗が大きく加わり、それによってセクションを変形させるような力がかかっていた。しかし、この例の工法においては、反対側のセクションに設けられた尖端部材４０が土砂にくい込み、シートパイルの下降をスムーズに導く。したがって、小さな押し込み力でも迅速かつスムーズにシートパイルを挿入することができる。シートパイルはこねられたりすることなく、真直ぐに進行し、セクション部にかかる荷重も小さい。したがって、シートパイルの寿命を延ばすことができ、再使用できる回数も向上し、コストを下げるとともに、資源の有効活用や環境への負担減少に資するものである。
【００４０】
図１０は尖端部材の別の例を示す斜視図である。直方体状の基部と、くさび状の尖端部を有する。この尖端部材を、シートパイルのコの字状の三辺のいくつかに、あるいは全てに溶接で取り付ける。図８の例の尖端部材と同様に、尖端部が土砂に食い込んで、シートパイルがスムーズに真直ぐ進行するのを助ける。また、溶接ではなく、尖端部がこのようにくさび状に形成されたシートパイルを使用することも可能である。
【００４１】
この例においては、ケーシング３３の外周の直径は２１６ｍｍ、内周の直径は２００ｍｍである。また、掘削部材２０のロッド２１の直径は１９０ｍｍ、らせん状羽根２２の最大径は４４０ｍｍである。したがって、ケーシング１１の内周面とロッド２１の外周面の間には５ｍｍ程度の隙間が形成される。
【００４２】
ケーシング３３と掘削部材２０は一部がシートパイル１５のコの字状の断面の溝の中に入るように配置される。そして、らせん状羽根２２の最大径の部分において、らせん状羽根２２の先端部はシートパイル１５にほとんど接するほどに近接している。ケーシング３３の先端の棒状部材３５（接続部材）を、梁３６とシートパイルの折り曲がり部によって形成される三角形の中に挿入する。
【００４３】
土留部材１５の下端よりも上部において、らせん状羽２２の径の最大の部分が２周分以上存在するように、土留部材１５を取り付けることが好ましい。ここでは、２周分としている。したがって、土留部材の下端よりさらに下に、らせん状羽の径の最大の部分が１周分以上の長さで突き出す。このとき、第２吐出口２６は、シートパイルの下端よりも下に位置する。
【００４４】
旋回装置を作動させ、らせん状羽根２２が地中を掘り進む方向に回転させる。スライド部材５を下降させて、掘削部材２０、ケーシング３３、シートパイル１５を地中に送り込む。また、レデューサ３２を介して、空気または水、あるいはその両方をロッド２１の第１流体通路２５に送り込む。水を使用する場合、水圧力を３ｋｇ／ｃｍ2〜１４０ｋｇ／ｃｍ2かける。空気の場合は７ｋｇ／ｃｍ2の圧力をかける。また、ケーシング３３の上部より空気または水を供給し、内周面とロッド２１の外周面の間に形成された流体通路にも送り込む。さらに、第２流体通路２７にも流体を送り込む。水を使用する場合、水圧力を１８０ｋｇ／ｃｍ2〜４００ｋｇ／ｃｍ2かけて、６０?〜１２０?／分の水量で高圧水として送り込む。
【００４５】
掘削部材２０の先端の第１吐出口２４より空気または水を吐出するとともに、らせん状羽根２２を回転させることによって、土砂を効果的に切削しながら掘り進める。ここで、らせん状羽根２２の第３領域２２ｃの部分はシートパイル１５の先端よりも下に出ており、シートパイル１５の先にある土砂を切削し、シートパイル１５の進行を容易にしている。
【００４６】
さらに、らせん状羽根２２の外縁部に設けられた第２吐出口２６より、高圧水を横方向に噴出することで、シートパイルの進行方向にある土砂を強力に切削する。この例では第２吐出口として２基のノズルが設けられているので、ロッドが１回転する間に、２回の高圧水が土砂を切り開く。水を横方向に飛ばすことによって、らせん状羽根２２が直接届かないところの土砂まで切削するので、シートパイル１５の進行がきわめてスムーズになる。
【００４７】
また、ケーシング３３の内周面とロッド２１の外周面の間に空気または水を流しているので、土がこの間に入り込むことはなく、ジャミングは発生しない。こうして、掘削部材２０とケーシング３３は下降していく。ケーシング３３の先端の棒状部材３５は、梁３６とシートパイルの折り曲がり部によって形成される三角形の中に挿入されているので、シートパイル１５はふれることなく真直ぐに地中に建て込まれていく。このケーシング１１の先端の棒状部材３５によって、打ち込み中にケーシング３３とシートパイル１５は強固に接続されている。この掘削部材２０は、らせん状羽根２２の最大径部分のループが３周以上形成されていることにより、土砂を効果的に取り込みながら地中を進んでいくので、地中に空隙を作らず、地盤沈下の原因を発生させない。
【００４８】
シートパイル１５を必要な深さまで建て込んだら、旋回装置８を逆転させ、らせん状羽根２２を逆方向に回転する。すると、掘削部材２０は上昇を始める。この例では、たとえば２２〜２５ｒｐｍの回転数でらせん状羽根２２を回転させ、２分間で１ｍ上昇する速度で引き上げている。この掘削部材２０とともにケーシング３３も上昇する。ケーシング３３の先端の棒状部材３５は、梁３６とシートパイルの折り曲がり部によって形成される三角形から引抜かれ、シートパイル１５とケーシング３３は分離する。シートパイル１５は建て込まれた深さで取り残され、掘削部材２０とケーシング３３のみが上昇する。
【００４９】
この掘削部材２０は、地中を進行するときに、その体積分の土だけを後方に送る。掘り進むときは、上方の土砂を下方に強く取り込みながら進行するので、施工前の土砂はほぼ元の状態に戻る。そのため、地盤沈下の原因となる地中の空隙はほとんど発生しない。
【００５０】
掘削部材２０とケーシング３３の引き上げ時においても、ケーシング３３の内周面とロッド２１の外周面の間に空気または水を供給し続ける。このように引き上げ完了まで空気または水を供給し続けることによっても、ジャミングが防止される。
【００５１】
掘削部材２０とケーシング３３を地上まで引き上げたら、そのシートパイルの建て込みは完了する。作業台車２を次のシートパイルの建て込み場所に移動させ、同様の作業を繰り返す。先のシートパイルに接続させる側とは反対のセクションにのみ尖端部材４０を取り付けて、建て込みを行う。順次、この作業を繰り返し、必要なシートパイルを建て込んでいく。
【００５２】
この掘削部材２０を用いると、引き上げ時において、２０トンもの重量がある作業台車を持ち上げることもできるほど土砂の取り込み力が強い。地中に空隙を作らない土留工法の実施に最良のものである。
【００５３】
この発明の土留部材建込用掘削部材および土留部材建込工は、地中に水道管やガス管等を埋設する工事の施工などシートパイル等の土留部材により土留めを行いながら行う工事について広く利用できるものである。土留部材の建込作業においても、地中に空隙を残さないので、空隙に起因する地中の土壌の移動や地下水の水路の変化に伴う地盤状態の変動を発生させなることがなく、安全で環境への影響が少ない土留工事が実現できる。らせん状羽根と横方向のノズルを有する掘削部材によって削孔しながら土留部材を建て込むので、地盤の硬いところでも迅速に施工できる。既に普及している設備のほとんどを活用するので、新たな設備投資が少なく、導入しやすい工法である。
【００５４】
なお、建て込むシートパイルとして、注入材を導入するための注入管がシートパイルの長さ方向に沿って設けられたものを使用することが好ましい。建て込んだシートパイルは、いずれ撤去されるが、その撤去の際に、この注入管を通して注入材を地中へ注入することができる。この注入管をすべての土留部材（シートパイル）に取り付けることは、必ずしも必要ではない。注入管付きのシートパイル同士の間に注入管なしのシートパイルのシートパイルを複数本入れて建て込んでもよい。この場合、注入管付きのシートパイルの割合は、その土壌や注入材の種類などの条件に合わせて、その注入材が到達する距離によって適宜設定できる。例えば、注入管付きのシートパイル同士の間に注入管なしのシートパイルを２本建て込むことができる。撤去時において最後に引抜くシートパイルには注入管付きのものを使用する。
【００５５】
シートパイルの撤去について説明する。水道管やガス管等を埋設する工事が終了すれば、シートパイルを撤去することになる。しかし、従来の工法のように、単にシートパイルを引き上げるだけでは、引き抜いた跡に、空隙が発生する。これを放置すると、周囲の土砂が移動し、地盤沈下や地下水の流れの変動の原因となる。そこで、シートパイルを引き上げながら地中に注入材を注入することによって、地中の空隙を防止する。注入管のない通常のシートパイルが建て込まれている場合には、引き抜きに先立って注入管をシートパイルに沿って打ち込み、この注入管より注入材を注入しながら、シートパイルを引き抜く。上述のように注入管付きのシートパイルが建て込まれている場合は、その注入管より注入材を注入しながら、引き抜く。このような土留工法ついては、すでに特許文献１，２，７で詳細に説明されている。
【００５６】
ここで、使用する注入材の例について説明する。シートパイルの引抜き跡を迅速に充填するためには、硬化剤としては２液を混合するゲルタイムの短いものが好ましい。したがって、注入管は独立した２系統の流体通路を有するものを使用する。瞬結性の注入材の例について説明する。非水ガラス系無機懸濁型の製品名ＹＭＳ２０三興コロイド化学株式会社）を使用する。これは、硬化剤と促進剤の組み合わせになっていて、硬化剤は炭酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムを主成分とし、促進剤は水酸化カルシウムを主成分とする。
【００５７】
水１５６リットル、高炉セメントＢ種１２５Ｋｇ、ＹＭＳ２０の促進剤８Ｋｇを混合したものをＡ液とする。一方、水１９７リットルと、ＹＭＳ２０の硬化剤２０Ｋｇを混合したものをＢ液とする。このＡ液とＢ液を１対１で使用することにより、２０℃でのゲルタイムが１５〜２５秒、４週強度０．７Ｎ／ｍｍ2の注入材が得られる。これらの硬化剤は、重金属を含まず、毒物や劇物も含まない安全性の高い無公害薬剤である。
【００５８】
シートパイルの引き抜きは、建て込みの逆の順序で行う。すなわち、最後に建て込んだシートパイルから引き抜いていき、最初に建て込んだシートパイルが最後に引き抜かれる。
【００５９】
引き抜かれたシートパイルより、注入管や尖端部材を取り外して回収する。これらは、再利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１．土留め部材建て込み装置
２．作業台車
４．リーダ
５．スライド部材
８．旋回装置
９．チャック
１０．オーガースクリュー
１１．ケーシング
１２．軸体
１３．らせん状羽根
１５．土留め部材（シートパイル）
２０．土留め部材立て込み工事用掘削部材（掘削部材）
２１．ロッド（軸体）
２２．らせん状羽根
２４．第１吐出口
２５．第１流体通路
２６．第２吐出口
２７．第２流体通路
３０．爪
３１．スイベル
３２．レデューサ（接続部材）
３３．ケーシング
４０．尖端部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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