(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列させた鋼管相互をつなぎ板で一体的に連結し、鋼管の相互連結側と反対側に継手を設けた二連タイプの連結鋼管矢板の下杭を水中に建て込み、水中底面より一定長先端が入り込むようにバイブロハンマで打設し、次いでこの連結鋼管矢板下杭内に拡大ヘッド付き攪拌掘削機を挿入し、該攪拌掘削機で連結鋼管矢板の下方を地盤改良してこの改良部分が硬化する前にさらに連結鋼管矢板下杭に上杭を接続して所定深度まで打設し、また、隣接する連結鋼管矢板同士は継手相互の結合で適宜連結することを特徴とする鋼管矢板工法。
【請求項２】
つなぎ板は各鋼管の周面に端縁が結合する横断面形がＨ形のつなぎ板である請求項１記載の鋼管矢板工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋・河川における建設工事において、締切り工等を行う鋼管矢板工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水中において橋脚等の構造物を構築する際、該目的構造物の周囲を締切るための鋼管矢板による（仮）締切り工が施工される。
【０００３】
このような締切り工に使用される鋼管矢板は鋼管の左右周側に継手を形成したものであり、この継手同士を接続することで順次連続させる。なお、この継手の形状は、ボックス形とＴ字形、Ｃ字形相互、Ｃ字形とＴ字形等組み合わせなど様々である。
【０００４】
また、前記鋼管矢板はディーゼルパイルハンマによる打設（杭打）機で打ち込む場合もあるが、これは打設にともなう騒音振動が大きく建設公害となる。そこで、アースオーガ掘削による中掘掘削、鋼管内掘削により嵌入抵抗を低減しながら、油圧ジャッキによる掘削同時挿入やバイブロハンマにより圧入する方法も採用されるが、いずれの場合も鋼管を一本ずつセットしていくものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
海洋・河川における建設工事において、建設発生公害とされる水質汚染が社会問題化しており、特に現在に至るまで蓄積された汚泥、堆積された軟弱地盤での建設工事は、水中という特殊な条件下で基礎工事が行われており、地盤改良、薬液注入工法等で水を汚すという様々な二次公害が発生することが多い。
【０００６】
なお、海洋工事においては陸上と違い海上輸送では長尺物の輸送が可能で、多くは１本物で長尺が計画され，施工されているが、鋼管径の拡大長尺物の施工は打設時の抵抗が大きく（粘着摩擦鋼管内閉塞）、また、硬質地盤等への打設はバイブロハンマの大型化のみでは対処できず、補助工法として水やエアーによるジェット工法が多用されている。
【０００７】
このジェット工法による補助工法は、打設する為に目的の鋼管周面又は先端の土壌を乱すことになり、水みちが出来たり、計画された支持地盤の支持力が得られなかったりする可能性がある。
【０００８】
また、従来のように１本ずつ鋼管を掘削孔に挿入したり、打設したりして締切り工が施工するのでは非常な手間がかかるとともに、施工の際に継手の部分の挿入抵抗が多いので曲がりやすく鋼管矢板自体の垂直精度の確保が困難である。
【０００９】
さらに、より強固な鋼管の支持力を得るための杭の先端の根固め、杭周面の地盤強度の増大を図る薬液注入工の際の注入液による、水質汚染が発生する。
【００１０】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、水中という特殊な条件下の基礎工事でも、水質汚染を防止できるとともに、施工性も良好で、鋼管矢板としては、従来の鋼管矢板よりも強度を増すことになり、その結果、高い支持力、水平抵抗力が発揮でき、経済効果も増し環境対策ともなる鋼管矢板工法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、並列させた鋼管相互をつなぎ板で一体的に連結し、鋼管の相互連結側と反対側に継手を設けた二連タイプの連結鋼管矢板の下杭を水中に建て込み、水中底面より一定長先端が入り込むようにバイブロハンマで打設し、次いでこの連結鋼管矢板下杭内に拡大ヘッド付き攪拌掘削機を挿入し、該攪拌掘削機で連結鋼管矢板の下方を地盤改良してこの改良部分が硬化する前にさらに連結鋼管矢板下杭に上杭を接続して所定深度まで打設し、また、隣接する連結鋼管矢板同士は継手相互の結合で適宜連結すること、第２に、つなぎ板は各鋼管の周面に端縁が結合する横断面形がＨ形のつなぎ板であることを要旨とするものである。
【００１２】
請求項１記載の本発明によれば、連結鋼管矢板の目的深度までは，地盤改良されている柔らかな部分なので、上杭を接続した連結鋼管矢板下杭を容易に挿入でき、このような目的の深度まで連結鋼管矢板の挿入が完了した後で地盤改良部分が固化する。
【００１３】
そして、連結鋼管矢板の下杭を水中底面より一定長先端が入り込むようにバイブロハンマで打設し、その下方を地盤改良するものであるので、改良により注入する改良材が海中（水中）に出ることはなく、鋼管内にて処理でき、水質汚染がない。また、地盤改良の存在により、連結鋼管矢板下杭以深の継手ジョイント部の止水を目的とした注入は不要となる。特にこの地盤改良の部分では水の逃げ道をなくすことができ、止水効果は高い。
【００１４】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、つなぎ板は各鋼管の周面に端縁が結合する横断面形がＨ形のつなぎ板、いわゆるＨ鋼であることで、まず、鋼管矢板としては、鋼管とで四方を囲繞した密閉空間を形成する。つまり、鋼管と鋼管をＨ鋼の４点の端部で溶接された形状であり、Ｈ鋼で継ぐ事で複数の鋼管からなる、一体化した鋼管矢板となるので、その分強度を増す事が出来、短軸方向のみならず長軸方向の耐力を受ける事が出来る。従来の両端に継手を持つ鋼管矢板の継手間は、設計上その剛性を考慮しないが、２本の鋼管をＨ鋼で継ぐ事で剛性を十二分に考慮でき、短軸方向の二次モーメントが増える。
【００１５】
１本ずつ打設するより、２本同時に打設する方が有利であり、施工時間は大幅に短縮でき、海洋工事等に見られる台船使用期間の大幅な短縮は、経済的に陸上工事に比べて大きな有利となる。しかも、２本が定められた精度で継がれているために、その施工精度も高く、鉛直精度も向上する。
【００１６】
Ｈ鋼で、継がれている事で、各々の打設された連結鋼管の短軸方同面を安易に補強、継ぐことができ、連結鋼管の短軸方向の曲げ剛性のみならず、長軸方向にもより大きな曲げ剛性を得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図５は本発明の鋼管矢板工法の１実施形態で各工程を示す側面図で、図中６は海洋や河川等での水中、９は水中底面を示す。
【００１８】
先に本発明で使用する鋼管矢板について説明する。図６，図７に示すように、鋼管矢板は並列させる鋼管２の相互を各鋼管２の周面に端縁が結合するＨ形のつなぎ板としてＨ鋼４でこのＨ鋼４の幅分だけ間隔を存して一体的に連結し、また、かかる相互連結と反対側には継手３を設けるようにした連結鋼管矢板１である。
【００１９】
このＨ鋼４は形鋼によるものでもまた、適宜溶接により工場等で独自に組み立てたものでもよい。形鋼を利用する場合はフランジ４ａの左右端縁を鋼管２周面に溶接することになり、これら平行するフランジ４ａと鋼管２、２とで四方を囲撓した密閉空間５を形成する。図中４ｂはウエブである。
【００２０】
鋼管２、２の前記Ｈ鋼４での相互連結側と反対側には継手３を設けて二連タイプの鋼管矢板１とする。前記継手３は従来例と同じく種々のタイプが考えられ、特に限定はなく、本実施形態の例は、スリット３ａを有する環体であるＣ字形を横断面とした管体を鋼管２の周面に溶接して取り付けた。継手３は鋼管２の真横に設けるが、このスリット３ａは継手３の真横でなく、斜め方向に開口するもので、継手３が相互に対向する場合はスリット３ａは対象的向きに開口し、スリット３ａを介して継手３が互いにお互いの中に入り込むように噛み合う。
【００２１】
なお、継手３は図示の例に限定されず、他の実施形態として一方の雄部は一枚の片で、これが他方の２枚の間隔を有する２枚の片による雌部に挿入されるような単純形のものでもよい。また、図示は省略するが、並列させたフランジ４ａを湾曲もしくは屈曲させることで鋼管２を角度をもって結合させることもできる。このようにすれば、鋼管矢板１をリングビーム等の円形で小径の円形に接続配置するのに好適なものとなる。なお、鋼管矢板１をリングビーム等の円形で比較的大径の場合は継手３の噛み合わせ角度のみの調整でも可能である。
【００２２】
まず、図１に示すように前記二連タイプの連結鋼管矢板１の下杭Ａを水中６に建て込み、水中底面９より一定長（４〜５ｍ）先端が入り込むようにバイブロハンマ１０で打設する。
【００２３】
バイブロハンマ１０による複数の鋼材の一括打設は古くから施工実績があり、油圧チャック１０ｂを有するアダプタ１０ａを用いて本発明の鋼管矢板１の何箇所かを同時に吊り下げて振動を与える。
【００２４】
なお、二連タイプの連結鋼管矢板１の下杭Ａは継手３の相互の接続で数本を水中底面９より一定長（４〜５ｍ）先端が入り込むようにバイブロハンマ１０で打設してから後述のように上杭Ｂを接続していく方法の他に、１本毎に上杭Ｂを接続していく方法も考えられる。
【００２５】
次いでこの連結鋼管矢板１の下杭Ａ内に拡大ヘッド１１ａ付きの攪拌掘削機１１を挿入し、該攪拌掘削機１１で連結鋼管矢板１の下方を地盤改良１２を行う。この拡大ヘッド１１ａの構成は種々考えられるが、その１例を図８、図９に示すように軸で結合した部材相互を押し広げる場合や図示は省略するがスクリュー羽根に拡径用の補助カッターを回転により突出可能に設けたものなどである。
【００２６】
攪拌掘削機１１の本体掘削軸１１ｃはスクリューを設けたスクリュー軸のみでもよいが、下部のＮ値の高い地盤では、さらにスクリューを設けた部分の上方に棒状や螺旋羽根状の攪拌羽根１１ｂを設ける。また、図示は省略するが、軟弱地盤では攪拌羽根１１ｂを設けたものでもよい。地盤改良１２は拡大ヘッド１１ａからセメントミルク等の硬化材を注出し、掘削土砂と攪拌してソイルコンクリートを形成することによる。
【００２７】
また、前記拡大ヘッド１１ａ付きの攪拌掘削機１１は掘削軸１１ｃは２連の多軸タイプとし、１個の駆動装置で、同時に２本の掘削機１１ｃを回転駆動できるものとすれば、二連タイプの連結鋼管矢板１の鋼管２、２にそれぞれ掘削軸１１ｃを挿入して連結鋼管矢板１の下方を掘削して地盤改良１２を施すことができる。その際、拡大ヘッド１１ａはＨ形のつなぎ板とのＨ鋼４の幅分や継手３の幅分を含めた掘削を可能にする。
【００２８】
前記地盤改良１２も部分が硬化する前に図４、図５に示すようにさらに連結鋼管矢板１の下杭Ａに上杭Ｂを溶接等で接続してバイブロハンマ１０で所定深度まで打設する。
【００２９】
前記下杭Ａと上杭Ｂとの接続は連結鋼管矢板１の１本毎に行う場合や複数本を同時に行う場合のいずれでも選択でき、また、隣接する連結鋼管矢板１同士の継手３相互の結合はそれに応じて適宜行うことになる。
【００３０】
なお、連結鋼管矢板１を所定深度まで打設した後で、根固材を注出して根固１３を形成するようにしてもよい。
【００３１】
図７は連結鋼管矢板１の他例を示すもので、鋼管矢板１は並列させる鋼管２の相互を各鋼管２の周面にフランジ端縁が結合するＨ形のつなぎ部材としてＨ形鋼４でこのＨ形鋼４の幅分だけ間隔を存して一体的に連結し、また、かかる相互連結と反対側には雄継手７、雌継手８を設けるようにした点は前記実施形態と同じであるが、雄継手７、雌継手８は鋼管２の相互のつなぎ部材と同じく、横断面形がＨ形のものとしてフランジ７ａ、８ａとウエブ７ｂ、８ｂの組み合わせからなり、フランジ７ａ、８ａの端縁が鋼管２の周面に結合するものである。雄継手７は雌継手８に対して多少小振りなものとする。
【００３２】
このようにすれば継手も横断面形がＨ形として継ぐ事でウエブの存在で強度を増す事ができ、短軸方向のみならず長軸方向の耐力を受ける事ができる。すなわち、せん断力は、略管軸方向に作用するので、管軸方向に沿ってウエブという補強部材を設けることで、有効に補強することができる。また、継手同士はフランジ端を重ねるようにするだけで嵌合でき、一方の継手のフランジ先端が他方の継手のウエブに衝合するように近接して堅牢な密閉空間を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の鋼管矢板工法は、水中という特殊な条件下の基礎工事でも、水質汚染を防止できるとともに、施工性も良好で、また、鋼管矢板としては、従来の鋼管矢板よりも強度を増すことになり、その結果、高い支持力、水平抵抗力が発揮でき、経済効果も増し環境対策ともなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼管矢板工法の１実施形態で第１工程を示す側面図である。
【図２】本発明の鋼管矢板工法の１実施形態で第２工程を示す側面図である。
【図３】本発明の鋼管矢板工法の１実施形態で第３工程を示す側面図である。
【図４】本発明の鋼管矢板工法の１実施形態で第４工程を示す側面図である。
【図５】本発明の鋼管矢板工法の１実施形態で第５工程を示す側面図である。
【図６】本発明の鋼管矢板工法で使用する連結鋼管矢板の第１例を示す平面図である。
【図７】本発明の鋼管矢板工法で使用する連結鋼管矢板の第２例を示す平面図である。
【図８】拡大ヘッド付きの攪拌掘削機の拡大ヘッドの側面図である。
【図９】拡大ヘッド付きの攪拌掘削機の拡大ヘッドの底面図である。
【符号の説明】
１…鋼管矢板                                                    ２…鋼管
３…継手                                                            ３ａ…スリット
４…Ｈ鋼                                                            ４ａ…フランジ
４ｂ…ウエブ                                                    ５…密閉空間
６…水中                                                            ７…雄継手
７ａ…フランジ                        ７ｂ…ウェブ
８ａ…フランジ                        ８ｂ…ウェブ
８…雌継手                                                        ９…水中底面
１０…バイブロハンマ                                    １０ａ…アダプタ
１０ｂ…油圧チャック                                    １１…攪拌掘削機
１１  ａ…拡大ヘッド                                        １１ｂ…攪拌羽根
１１ｃ…掘削軸                          １２…地盤改良
１３…根固                            Ａ…下杭
Ｂ…上杭
【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】
0003629474.tif 000008
【図８】
0003629474.tif 000009
【図９】
0003629474.tif 000010