(57)【要約】【課題】予め地盤内に孔を掘削し、この孔内に鋼管矢板を先行して建て込まれた鋼管矢板に連結部を介して連結しながら建て込んで、建て込んだ鋼管矢板の周囲に充填材を充填する鋼管矢板壁構築工法において、鋼管矢板１本当たりの施工時間を短縮することである。また、掘削によって発生する残土量、鋼管矢板の周囲に注入する硬化材の使用量を削減することである。【解決手段】先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１から構築方向に複数の鋼管矢板１をそれぞれ建て込むための複数の孔５を地盤内に掘削し、隣接する鋼管矢板１の継手（雄継手２、雌継手３）どうしを嵌め込みながら前記複数の鋼管矢板１を前記複数の孔５内にそれぞれ建て込み、前記複数の孔５内に建て込まれた前記複数の鋼管矢板１の周囲に充填材７を充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管矢板どうしを連結して連続壁を構築する鋼管矢板壁構築工法であって、
先行して地盤内に埋設された鋼管矢板から構築方向に複数の鋼管矢板をそれぞれ建て込むための複数の孔を地盤内に掘削する掘削工程と、
隣接する鋼管矢板の継手どうしを嵌め込みながら前記複数の鋼管矢板を前記複数の孔内にそれぞれ建て込む建込工程と、
前記複数の孔内に建て込まれた前記複数の鋼管矢板の周囲に充填材を充填する充填工程と、を備えることを特徴とする鋼管矢板壁構築工法。
【請求項２】
前記掘削工程の後に、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板の継手をガイドとして、この継手の側部の地盤を掘削して、この鋼管矢板に隣接して掘削された孔を修正する修正掘削工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の鋼管矢板壁構築工法。
【請求項３】
前記掘削工程において前記複数の孔のうち、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板側から数えて偶数番目の孔から掘削することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管矢板壁構築工法。
【請求項４】
前記建込工程において前記複数の鋼管矢板のうち、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板側から数えて偶数番目の鋼管矢板から建て込むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼管矢板壁構築工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管矢板を用いて土留壁や基礎を施工するための鋼管矢板壁構築工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管矢板壁を構築する方法として、予め地盤内に孔を掘削し、この孔内に鋼管矢板を先行して建て込まれた鋼管矢板に連結部を介して連結しながら建て込んで、建て込んだ鋼管矢板の周囲に硬化材を注入するという作業を順次繰り返して行うものがある（例えば、特許文献１、２または３参照。）。
【特許文献１】特許第２９３５６３２号公報
【特許文献２】特許第２９３５６３３号公報
【特許文献３】特許第２９３５６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の方法では、孔の掘削、鋼管矢板の建て込み、硬化材の注入という作業を鋼管矢板１本ずつに行っているため、鋼管矢板１本当たりの施工に要する時間が長くなっていた。また、鋼管矢板を連結しながら建て込むために、先行して建て込まれた鋼管矢板の周囲の硬化材を掘削して、その掘削部分に再度硬化材を注入しなければならず、発生する残土量、硬化材の使用量が多いという問題もあった。
【０００４】
本発明の課題は、上記のような鋼管矢板壁構築工法において、鋼管矢板１本当たりの施工時間を短縮することである。また、掘削によって発生する残土量、鋼管矢板の周囲に注入する硬化材の使用量を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、鋼管矢板どうしを連結して連続壁を構築する鋼管矢板壁構築工法であって、例えば図１から６に示すように、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａから構築方向に複数の鋼管矢板１ｂ、１ｃをそれぞれ建て込むための複数の孔５ｂ、５ｃを地盤内に掘削する掘削工程と、隣接する鋼管矢板１ａ、１ｂ、１ｃの継手（雄継手２、雌継手３）どうしを嵌め込みながら前記複数の鋼管矢板１ｂ、１ｃを前記複数の孔５ｂ、５ｃ内にそれぞれ建て込む建込工程と、前記複数の孔５ｂ、５ｃ内に建て込まれた前記複数の鋼管矢板１ｂ、１ｃの周囲に充填材７を充填する充填工程と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
地盤内に孔５を掘削する作業、掘削された孔５に鋼管矢板１を建て込む作業、孔５内に建て込まれた鋼管矢板１の周囲に充填材７を充填する作業を、従来のように鋼管矢板１本ずつ行うのではなく複数本ずつ行うことにより、鋼管矢板１の１本当たりの施工時間を短縮することができる。また、地盤内に複数の孔５ｂ、５ｃを掘削する際に、掘削される複数の孔５ｂ、５ｃの間では、地盤を重複して掘削したり、重複して充填材７を充填したりすることがないため、掘削によって発生する残土量、鋼管矢板１ｂ、１ｃの周囲に充填する充填材７の使用量を削減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼管矢板壁構築工法において、例えば図１から６に示すように、前記掘削工程の後に、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａの継手（雄継手２、雌継手３）をガイドとして、この継手の側部の地盤を掘削して、この鋼管矢板１ａに隣接して掘削された孔５ａを修正する修正掘削工程を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａの継手をガイドとして、この継手の側部の地盤を掘削して、この鋼管矢板１ａに隣接して掘削された孔５ａを修正することにより、この継手の破損を防止しつつ隣接する鋼管矢板１ａの建て込みを容易にすることができる。そして、この修正掘削の作業は、地盤内に掘削される複数の孔５ｂ、５ｃのうち、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａに隣接して掘削された孔５ｂのみで済むため、鋼管矢板１の１本当たりの施工時間を短縮することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の鋼管矢板壁構築工法において、例えば図１から６に示すように、前記掘削工程において前記複数の孔５ｂ、５ｃのうち、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａ側から数えて偶数番目の孔５ｃから掘削することを特徴とする。
【００１０】
このように、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａ側から偶数番目の孔５ｃから掘削することにより、偶数番目の孔５ｃを掘削する位置の両側には先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａの周囲の充填材７や掘削された孔がない。このため、それらに影響を受けることなく孔５ｃの掘削作業を行うことができるため、その施工精度を向上させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼管矢板壁構築工法において、例えば図１から６に示すように、前記建込工程において前記複数の鋼管矢板１ｂ、１ｃのうち、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａ側から数えて偶数番目の鋼管矢板１ｃから建て込むことを特徴とする。
【００１２】
このように、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａ側から偶数番目の鋼管矢板１ｃから建て込むことにより、偶数番目の鋼管矢板１ｃを建て込む位置の両側には建て込まれた鋼管矢板がない。このため、その継手に影響を受けることなく鋼管矢板１ｃの建込作業を行うことができるため、その施工精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鋼管矢板どうしを連結して連続壁を構築する鋼管矢板壁構築工法において、地盤内への孔の掘削作業、この孔への鋼管矢板の建込作業、この鋼管矢板の周囲への充填材の充填作業を鋼管矢板複数本ずつ行うことにより、従来に比べ鋼管矢板１本当たりの施工に要する時間を短くすることができる。また、複数の孔の掘削を同じ掘削工程のなかで行うので、従来に比べ掘削によって発生する残土量、鋼管矢板の周囲に充填する充填材の使用量を少なくすることができる。
【００１４】
さらに、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板の継手をガイドとして、この継手の側部の地盤を掘削して、この鋼管矢板に隣接して掘削された孔を修正する修正掘削を行うことが望ましい。この場合でも、修正掘削の作業は、地盤内に掘削される複数の孔のうち、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板に隣接して掘削された孔のみで済むため、鋼管矢板１本当たりの施工に要する時間を短くすることができる。
【００１５】
また、掘削作業において先行して地盤内に埋設された鋼管矢板側から偶数番目の孔から掘削すれば、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板の周囲の充填材や、既に掘削された孔に影響を受けることなく、孔の掘削の施工精度を高めることができる。
【００１６】
また、鋼管矢板の建込作業において先行して地盤内に埋設された鋼管矢板側から偶数番目の鋼管矢板から建て込めば、既に建て込まれた鋼管矢板の継手に影響を受けることなく、鋼管矢板の建て込みの施工精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態においては、本発明の鋼管矢板壁構築工法を、地盤内に鋼管矢板１どうしを連結し埋設して土留壁（連続壁）の構築に適用している。
【００１８】
まず、本実施の形態に用いる鋼管矢板１について説明する。
図１に示すように、鋼管矢板１は、鋼管本体に雄継手２および雌継手３を設けたものである。これら雄継手２、雌継手３は、それぞれ鋼管本体の長手軸線に沿った長尺部材である。そして、鋼管矢板１（例えば、鋼管矢板１ｃ）の雄継手２をこれに隣接する鋼管矢板１（鋼管矢板１ｂ）の雌継手３に係止することにより、隣接する鋼管矢板１（鋼管矢板１ｃと鋼管矢板１ｂ）どうしを相互に連結できるようになっている。
【００１９】
雄継手２は一対のアングルをその先端を外方に向けて並設したもので、雌継手３は一対のアングルをその先端を向かい合わせにして並設したものである。なお、継手の構成、形状等は、これに限定されるものではなく任意に設定することができる。例えば、雄継手２をＴ型鋼によって構成してもよい。また、継手は互いに係合できれば良く、必ずしも雄雌一対のものである必要はなく、円管状で同形状の継手のものであってもよい。
【００２０】
ここで、建て込まれる鋼管矢板１のうち、先行鋼管矢板側から離れた位置の鋼管矢板１ｃにおいては、その雌継手３を取り囲むようにして継手防護材４が取り付けられる。同様に、図６（ａ）に示すように、先行鋼管矢板１ａの雌継手３にも、埋設された状態で継手防護材４が取り付けられている。
【００２１】
継手防護材４は、その雌継手３のスリットを閉塞し、鋼管矢板１周辺に充填する充填材７が雌継手３内に入り込まないようにするものである。例えば、ゴムシート４ａが雌継手３を取り囲むようにして設置され、ゴムシート４ａの内側に長手方向の中空空間が形成され、スラグサンド４ｂが詰められたものである。
【００２２】
次に、本実施の形態における鋼管矢板壁構築工法の手順を説明する。
図１から６に示すように、本実施の形態における鋼管矢板壁構築工法は、後述する掘削工程、修正掘削工程、建込工程および充填工程を備えて概略構成されている。そして、これらの工程を１サイクルとして順次繰り返して土留壁を構築するものである。
【００２３】
まず、掘削工程において、図１に示すように、先行して地盤内に埋設された鋼管矢板１ａ（以下、先行鋼管矢板１ａとする。）の側方で土留壁の構築方向に、２本の鋼管矢板１ｂ、１ｃをそれぞれ建て込むための２つの孔５ｂ、５ｃを地盤内に掘削する。これらの孔５ｂ、５ｃは、鋼管矢板１の雌継手３及び雄継手２を包含する所定の径を有するものである。
【００２４】
ここで、図２、３に示すように、２つの孔５ｂ、５ｃのうち、まず先行鋼管矢板１ａ側から数えて２番目の孔５ｃから掘削し、次に先行鋼管矢板１ａ側から数えて１番目、すなわち先行鋼管矢板１ａにおいて掘削された孔５ａに隣接する孔５ｂを掘削する。
【００２５】
また、図６（ａ）に示すように、前記１番目の孔５ｂを掘削する際には、先行鋼管矢板１ａの雌継手３を誤って破損しないように、雌継手３から若干離れた位置で、先行鋼管矢板１ａにおける孔５ａと前記２番目の孔５ｃとにオーバーラップさせて掘削する。このとき、孔５ｂの掘削ラインが充填材７に及んでいることからわかるように、地盤を掘削すると同時に先行鋼管矢板１ａの周囲に充填された充填材７の一部も掘削する。
【００２６】
孔５の掘削は、例えば、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、オールケーシング工法を用いて行っている。具体的には、全旋回式ケーシング施工機８を掘削位置に設置し、ケーシングチューブ９圧入しながら回転し、これにより孔壁の崩壊を防止しながら、内部をハンマーグラブ１１などの掘削機で排土しつつ、ケーシングチューブ９を順次継ぎ足して所定の深さまで埋設する。
【００２７】
なお、掘削中のケーシングチューブ９の先端は、孔壁保護のために常に掘削深度より先行させる。また、掘削中の孔内水位は、ボイリングやヒービングを防止するため孔５内に注水して常に地下水位以下にならないように調整する。また、掘削には、アースドリル１２を併用しても良い。
【００２８】
所定の深さまで掘削した後、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、非硬化型の安定液としてベントナイト安定液、ポリマー安定液等をケーシングチューブ９内に充填しながらケーシングチューブ９を引き抜き、孔５の掘削が終了する。
【００２９】
次に、掘削工程の後に、修正掘削工程において、先行鋼管矢板１ａの雌継手３をガイドとして、この雌継手３の側部の地盤を掘削して、この鋼管矢板１ａの孔５ａに隣接して掘削された孔５ｂを修正する。
【００３０】
修正掘削の孔６の位置は、図６（ｂ）に示すように、先行鋼管矢板１ａにおける孔５ａに隣接して掘削された孔５ｂの掘削ラインよりも継手側に若干寄せてある。さらに、その掘削径は、余分な掘削を避けるために若干小さくしてある（同図の点線で修正掘削の掘削ラインを示す。）。これにより、前記１番目の孔５ｂは、真円ではなくやや横に膨らんだ形状となっている。
【００３１】
また、修正掘削の孔６の掘削ラインが、鋼管矢板１ａの継手防護材４に及んでいることからわかるように、本修正掘削工程では、地盤を掘削すると同時に継手防護材４の一部も掘削する。
【００３２】
修正掘削は、例えば、図３（ｃ）に示すように、鋼管矢板１ａの雌継手３の内部あるいは外部と摺動して昇降自在なガイド機構を有するアースドリル１３を用いて行っている。具体的には、ケリーバー１３ａの先端にロータリーサポート１３ｂを装着して地盤を切削し、その後ロータリーサポート１３ｂに替えてドリリングバケット（図示せず）を装着して切削した土砂を排出して行っている。
【００３３】
なお、掘削にあたっては、掘削工程において孔５内にベントナイト安定液、ポリマー安定液等が充填されているため、孔５壁の崩壊が防止されている。また、同時に雌継手３の内部の清掃も行う。
【００３４】
次に、修正掘削工程の後に、建込工程において、図１に示すように、隣接する鋼管矢板１ａ、１ｂ、１ｃの継手どうしを嵌め込みながら２本の鋼管矢板１ｂ、１ｃを２つの孔５ｂ、５ｃ内にそれぞれ建て込む。
【００３５】
図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、２本の鋼管矢板１ｂ、１ｃのうち、まず先行鋼管矢板１ａ側から数えて２番目の鋼管矢板１ｃを建て込み、次に先行鋼管矢板１ａ側から数えて１番目、すなわち先行鋼管矢板１ａに隣接する鋼管矢板１ｂを建て込む。すなわち、前記２番目の鋼管矢板１ｃは、その雌継手３、雄継手２が所定の位置になるように建て込まれる。そして、前記１番目の鋼管矢板１ｂは、その雄継手２を先行鋼管矢板１ａの雌継手３の位置に、その雌継手３を２番目の鋼管矢板１ｃの雄継手２の位置に合わせて建て込まれる。
【００３６】
鋼管矢板１の建て込みは、例えば図４に示すように、鋼管矢板１をクレーンで孔５の上方に位置させて吊り下げ、鋼管矢板１を順次溶接して継ぎ足して徐々に下降させて所定の深さまで建て込むことで行っている。前記１番目の鋼管矢板１ｂを建て込む際には、先行鋼管矢板１ａの雌継手３および２番目の鋼管矢板１ｃの雄継手２とをガイドとして下降させている。これにより、鋼管矢板１ａと鋼管矢板１ｂおよび鋼管矢板１ｂと鋼管矢板１ｃが互いにその継手が嵌め合わされて連結される。
【００３７】
なお、前記２番目の鋼管矢板１ｃの雌継手３には継手防護材４が取り付けられる。例えば、この継手防護材４は、鋼管矢板１ｃを建て込む前に予めゴムシート４ａを取り付けておき、鋼管矢板１ｃを建て込んだ後にゴムシート４ａと雌継手３の内部にスラグサンド４ｂを詰め込むことで形成される。
【００３８】
次に、建込工程の後に、充填工程において、図６（ｅ）に示すように、２つの孔５ｂ、５ｃ内に建て込まれた２本の鋼管矢板１ｂ、１ｃの周囲に充填材７を充填する。また、鋼管矢板１ａ、１ｂ、１ｃにおいて嵌め合わされた継手３、４の間にも充填材７を充填する。
【００３９】
また、充填に先立って、図５（ａ）に示すように、鋼管矢板１ｂ、１ｃ内にはバックホウ１５により土砂１４を所定の深さ埋め戻しておいて、鋼管矢板１ｂ、１ｃ内への充填材７のまわり込みを防止する。
【００４０】
充填材７の充填は、例えば図５（ｂ）に示すように、注入配管１４を、鋼管矢板１ｂ、１ｃの周囲、鋼管矢板１ａと鋼管矢板１ｂ及び鋼管矢板１ｂと鋼管矢板１ｃとにおいて連結された雄継手２と雌継手３の間にそれぞれ配置して、圧送ポンプで注入配管１４を通じて注入打設することにより行う。充填材７の注入打設中はその打設高さを測定しながら、落差が大きくならないように管理する。
【００４１】
充填材７は、例えば流動化処理土を用いている。なお、充填材７としては、流動化処理土に限らず所定の強度と止水性をもつ材料、例えば、ベントナイトモルタル、通常のモルタルあるいはコンクリートでもよい。
【００４２】
そして、鋼管矢板１ｂ、１ｃの周囲にその上端部まで充填材７を充填し、鋼管矢板１ｂ、１ｃ内にその上端部まで土砂１４を埋戻すことにより、充填作業が終了する。
【００４３】
以下、図１に示すように、地盤内に孔５ｄ，５ｅを掘削し、鋼管矢板１ｄ、１ｅを建て込み、充填材７を充填する作業を上述したと同様の工程で繰り返して、さらに必要なだけ順次繰り返すことにより、所望の長さの土留壁が構築される。
【００４４】
本実施の形態によれば、地盤内に孔５を掘削する作業、掘削された孔５に鋼管矢板１を建て込む作業、孔５内に建て込まれた鋼管矢板１の周囲に充填材７を充填する作業を、従来のように鋼管矢板１の１本ずつ行うのではなく２本ずつ行っているため、鋼管矢板１の１本当たりの施工時間を短縮することができる。また、地盤内に２つの孔５ｂ、５ｃを掘削する際に、掘削される２つの孔５ｂ、５ｃの間では、地盤を重複して掘削したり、重複して充填材７を充填したりすることがないため、掘削によって発生する残土量、鋼管矢板１ｂ、１ｃの周囲に充填する充填材７の使用量を削減することができる。
【００４５】
また、修正掘削の作業も、地盤内に掘削される複数の孔５ｂ、５ｃのうち、先行鋼管矢板における孔５ａに隣接して掘削された孔５ｂのみで済むため、鋼管矢板１ｂ、１ｃの１本当たりの施工時間を短縮することができる。
【００４６】
さらに、先行鋼管矢板１ａ側から２番目の孔５ｃから掘削することにより、先行鋼管矢板１ａの周囲の充填材７に影響を受けることなく孔５ｃの掘削作業を行うことができるため、その施工精度を向上させることができる。
【００４７】
また、先行鋼管矢板側から２番目の鋼管矢板１ｃから建て込むことにより、既に建て込まれた鋼管矢板１の継手に影響を受けることなく鋼管矢板１ｃの建込作業を行うことができるため、その施工精度を向上させることができる。また、先行鋼管矢板１ａに隣接して建て込まれる１番目の鋼管矢板１ｂは、両サイドの継手で案内されるため、ぐらつかない安定して建て込むことができる。
【００４８】
そして、前記１番目の鋼管矢板１ｂの雌継手３は、修正掘削するためのガイドとしての役割が必要ないため、遮水性能を要求される部分だけに鋼管矢板１ｂの長手軸線に沿って設けられていればよい。同様に、前記２番目の鋼管矢板１ｃの雄継手２も、前記１番目の鋼管矢板１ｂの雌継手３に対応する部分だけに設けられていればよい。
【００４９】
以上のとおり、土留壁全体としての施工精度を向上させるとともに、土留壁を能率的に構築して施工コストの削減を図ることができる。
【００５０】
なお、以上の実施の形態においては、１つの掘削工程で掘削する孔５の数を２つとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、施工条件などに応じて、３つ以上としてもよい。同様に、１つの建込工程で建て込む鋼管矢板１の数を２本としたが、３本以上としてもよい。ここで、これらの施工数は、土質、孔５の掘削の径、深さなどの施工条件により設定され、掘削、修正掘削、建込、充填作業の各１工程が、それぞれ１日で終了することが可能な数が望ましい。また、孔の掘削順序、鋼管矢板の建込み順序を、先行鋼管矢板側から２番目、１番目の順としたが、逆に１番目、２番目の順としてもよい。なお、孔、鋼管矢板の数が３以上である場合には、先行鋼管矢板側から偶数番目、奇数番目の順で施工してもよいし、その逆に奇数番目、偶数番目の順に施工してもよいし、さらにこれらの他の順で施工できることは勿論である。その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用した一実施の形態の鋼管矢板壁の施工状態を示す平面図である。
【図２】同施工手順を説明するための断面図であり、掘削工程の一部を示すものである。
【図３】同施工手順を説明するための断面図であり、掘削工程の一部及び修正掘削工程を示すものである。
【図４】同施工手順を説明するための断面図であり、鋼管矢板の建込工程を示すものである。
【図５】同施工手順を説明するための断面図であり、充填工程を示すものである。
【図６】鋼管矢板の建て込み手順を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ  鋼管矢板
２  雄継手
３  雌継手
４  継手防護材
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ  孔
６  孔（修正掘削）
７  充填材
【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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