(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
場所打ち杭の杭孔掘削作業と同時並行して、杭孔よりも小径で、掘削した部分の深さより短い、もしくは同等の長さの円筒管を複数繋ぎ合わせて孔壁に沿って落とし込み、孔壁と円筒管との隙間に裏込材を充填して密着させる杭孔壁防護方法であって、
最下端の円筒管の先端部周囲に、円筒管落とし込み時に孔壁と接して裏込材の逸出を防止するシール材を取り付けるとともに、前記シール材を複数箇所で円筒管、または地上からワイヤーにより吊るようにしたことを特徴とする杭孔壁防護方法。
【請求項２】
前記逸出防止用シール材のワイヤー取り付け箇所近傍に漏れ防止材を配したことを特徴とする請求項１記載の杭孔壁防護方法。
【請求項３】
前記シール材は各円筒管全長より長く、端部が地上に出る長さであることを特徴とする請求項１記載の杭孔壁防護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は場所打ち杭の孔壁を掘削と同時に防護する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人力で掘削しながら孔壁防護工を設置し、その後、機械により杭孔を掘削することが行われているが、軌道等に近接した狭隘な場所での杭施工では、地表面付近の孔壁防護は人力で掘削しながらライナープレート等を設置して行っている。軟弱地盤や地下水位の高い場合には、薬液注入を行うこともある。これらの杭施工は、すべて列車運行のない夜間の短時間で施工する必要がある。また、孔壁防護方法として、かご状フレームとその外周面を覆うスキンプレートからなる筒状の土留め壁組立体を単位要素として複数段に渡って継ぎ足し、最下段のスキンプレートのみかご状フレームに接合した状態で、かご状フレームを荷重手段として所定深度まで地中に圧入し、スキンプレートのみ土留め壁として残してかご状フレームを撤去する工法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２５０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の工法では、土留め壁を圧入するための大掛かりな荷重手段が必要となって作業が大掛かりになってしまう。また、長いスタンドパイプを揺動しながら圧入することも行われているが、重機が必要となり、軌道間の作業等では駅舎の屋根を一旦撤去する必要もあって施工が難しい。また、短いパイプを溶接しながら圧入する工法もあるが、溶接に時間がかかるとともに、圧入の際の反力をとるためのカウンタ・ウエイトが必要になり、カウンタ・ウエイトがとれない場合にはアンカーを打って地盤から反力をとることも必要となり、作業が大がかりになってしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決しようとするものであり、管を圧入するための大がかりな設備を不要とし、短時間で場所打ち杭の杭孔掘削と同時並行に孔壁保護を行えるようにすることを目的とする。
本発明は、場所打ち杭の杭孔掘削作業と同時並行して、杭孔よりも小径で、掘削した部分の深さより短い、もしくは同等の長さの円筒管を複数繋ぎ合わせて孔壁に沿って落とし込み、孔壁と円筒管との隙間に裏込材を充填して密着させる杭孔壁防護方法であって、
最下端の円筒管の先端部周囲に、円筒管落とし込み時に孔壁と接して裏込材の逸出を防止するシール材を取り付けるとともに、前記シール材を複数箇所で円筒管、または地上からワイヤーにより吊るようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、前記逸出防止用シール材のワイヤー取り付け箇所近傍に漏れ防止材を配したことを特徴とする。
また、本発明は、前記シール材は各円筒管全長より長く、端部が地上に出る長さであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、掘削と同時に、杭径よりも小径で、掘削した部分の深さより短い、もしくは同等の長さの円筒管を複数接続しながら孔壁に沿って落としこみ、円筒管落とし込み時に孔壁と接して裏込材の逸出を防止するシール材を最下端の円筒管の先端部周囲に取り付け、孔壁と円筒管を密着させ、掘進と同時並行で孔壁を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】杭孔掘削と孔壁防護の同時施工を説明する図である。
【図２】孔壁防護を説明する図である。
【図３】円筒管下端部の裏込材の流出防止シール材の例を説明する図である。
【図４】シール材をワイヤーで吊るようにした例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では軌道間等駅舎の付近に場所打ち杭を施工する例について説明するが、本発明は施工場所に限定されるものではないことは言うまでもない。
図１は場所打ち杭を施工する際の孔壁防護方法の例を説明する図で、図１（ａ）は側断面図、図１（ｂ）は掘削機とライナープレートを説明する上面図である。
駅ホーム３の付近で杭孔を掘削する場合、仮囲い５を設置して掘削機地上装置１０からロッド１１の先端部に取り付けた掘削ビット１２を回転駆動して地山１を掘削する。本実施形態では掘削と同時並行で、杭孔よりも小径のライナープレートなどの鋼製の円筒管１４を孔壁１５に沿って落とし込む。円筒管１４は鋼製に限定されるものではなく、例えば、鉄筋コンクリート製、コンクリート製、樹脂製、木製等を用いてもよく、現場の状況に応じて適宜選択して用いればよい。円筒管１４は掘削した部分の深さより短い、もしくは同等の長さの管をボルト等で複数段繋ぎ合わせ、支持用治具１３によりワイヤーで吊り下げて順次落とし込んでいく。このとき円筒管１４は杭孔よりも小径のため自重により容易に落とし込むことができる。なお、図では円筒管を繋ぎ合わせて杭底まで施工する例を示しているが、杭底の方の地盤が硬くてしっかりしている場合は、円筒管は地盤の軟らかい杭孔の途中までだけ施工するようにしてもよい。
【０００９】
円筒管１４を落とし込むのに合わせて円筒管１４と孔壁１５との間にセメントミルク、セメントミルクにエアーを混ぜたもの、粘土に固化材または固化剤を混ぜたもの等からなる粘性のある裏込材１６を地上の杭の口元に配置した注入ノズル（図示せず）から注入し、地下水圧に抗して自重により充填していく。このとき裏込材が地山側へ逸出するのを防止するため、最下端の円筒管の先端部周囲に、円筒管落とし込み時に孔壁と接した状態が維持されるように逸出防止用シール材を取り付ける（詳細は後述）。なお、裏込材１６は作業現場から離れた位置で練り上げ、杭の口元に配置した注入ノズルまで圧送し、自動で注入するか、半自動（充填の状況を監視しながら作業員がノズルを開けたり閉めたりする）で注入してもよく、このようにすることで狭隘な作業現場であっても対応することができる。掘削機の掘削ビット１２は伸縮機構付になっていて、ビットを伸ばした状態で掘削することで円筒管１４よりも大径で削孔し、作業終了時にはビットを縮小させて円投管と接触せずに引き上げられるようになっている。
【００１０】
図２は円筒管を落とし込んで裏込材を充填した状態を示す図である。
複数段の円筒管１４と孔壁１５との間は裏込材１６により密着し、裏込材は時間の経過とともに固化し、孔壁からの土圧は裏込材を介して円筒管１４で支持できるため、地層によらず孔壁防護が可能となる。また、裏込材１６は粘性があるため円筒管１４の落とし込みの動きに自重で追随し、常に円筒管と孔壁を密着させて、地山からの地盤反力、せん断抵抗を作用させて円筒管と地盤を安定させることができる。また、杭孔内には所定水位の掘削泥水１８があるが、裏込材１６の比重が大きいため、泥水位の管理を必要とせずに、杭の口元からの注入のみで充填することができる。また、裏込材の充填速度は掘削泥水と裏込材との水頭差で変化し、掘削泥水の水位を下げると充填速度は速くなり、掘削泥水の水位を上げると充填速度は遅くなるので、掘削泥水の水位により充填速度を調整することができる。また、裏込材が低比重の場合は、掘削泥水の水位を下げることで充填させることができる。
【００１１】
図３は裏込材の逸出防止用シール材の例を説明する図、図４は最下端の円筒管の先端部周囲に図３の逸出防止用シール材を取り付けた例を説明する断面図である。
本発明のシール材としては、裏込材の逸出を防止し、円筒管落とし込み時に孔壁と接した状態を維持し、孔壁とシール材との間に生じる摩擦力に耐え得るものであることが条件となる。そのため、図３の例においては、裏込材の逸出防止用シール材２０が、ビニール、不織布等からなるシート２１と、金属製、合成樹脂製等からなる網目状補強材２２との組み合わせからなっていて、裏込材と接するシート２１の裏側に網目状補強材２２を配置してシートを支持補強する構成になっている。
図４において、１段目（最下端）の円筒管１４の底面（先端）周縁部に沿って逸出防止用シール材２０をシート２１が上側、網目状補強材２２が下側になるようにしてボルトナット２５等により取り付け、円筒管１４を包み込むように底面から孔壁１５に接するように所定高さまで延ばして設置する。この場合、シート２１と網目状補強材２２とは相互に分離、或いは固定してもよい。この状態で順次継ぎ足してワイヤー（図示省略）で円筒管を吊り下げて落とし込み、シール材２０と円筒管との間に裏込材を充填していくと、シール材２０に上方から裏込材の重量が加わって下方へ押し出され、裏込材が流出してしまう虞れがある。そこで、円筒管の複数箇所の適宜の高さ位置に吊りワイヤー３０の一端を固定し、各ワイヤーの他端をシール材２０のシート２１を通して網目状補強材２２に固定し、複数本の吊りワイヤーにより吊るようにする。ワイヤーで吊ることにより、シール材２０に上方から裏込材の重量が加わってもこれに抗してシール材２０が孔壁に接した状態を維持することができる。この場合、裏込材自体は所定時間経過すると固化してしまうので、ワイヤー、シール材２０はその間耐えられる程度の強度を有していればよい。なお、上記の例では円筒管に吊りワイヤーの一端を固定してシール材を吊るようにしたが、地上から複数箇所でシール材を吊るようにしてもよい。
この例では、吊りワイヤー３０を網目状補強材２２に固定する場合、吊りワイヤを通すための孔をシート２１に開けると、裏込材が漏れる可能性があるので、これを防ぐために、パルプ、レーヨン、ロックウール、おがくず、線実絞りかす、クルミ殻などの目詰まりを起こす成分（漏れ防止剤）をワイヤー取り付け箇所近傍に配することが望ましい。こうして、円筒管１４の落とし込み時にシール材２０が孔壁に接した状態が維持され、シート裏側に網目状補強材を配置することで、孔壁とシール材との間に生じる摩擦力に耐えることが可能となり、比重の大きい裏込材が下方へ逸出するのを防止することができる。また、掘削泥水の水位（泥水圧）を高くすることでも裏込材が杭の下方へ逃げるのを防ぐことが可能である。
なお、上記の例では、シートの補強材として網目状補強材を使用したが、網目状でない面状素材の補強材を用いるようにしてもよく、また、シール材としてゴム板、鋼板等のように強度が大きい素材を使用した場合は１枚構成としてもよい。また、上記の例ではシール材のみでは裏込材を支持できないためワイヤーでシール材を吊るようにしたが、シール材の強度が大きい場合にはワイヤーは省略してもよく、また、シール材が各円筒管全長よりも長く、端部が地上に出るような長さの場合はワイヤーを省略してもよい。例えば、比較的杭長が短く、シール材端部が地上に出るような場合はワイヤーを省略してもよい。
【符号の説明】
【００１２】
１…地山、３…駅ホーム、５…仮囲い、１０…掘削機地上装置１０、１１…ロッド，１２…掘削ビット、１３…支持用治具、１４…円筒管、１５…孔壁、１６…裏込材、１８…掘削泥水、２０…シール材、２１…シート、２２…網目状補強材、３０…吊りワイヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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