(57)【要約】【課題】本管部分掘削用の削孔装置とは別のものとして干渉せずに装置をセットでき、しかも、鋼管の打設の際に継ぎ手内削孔および継ぎ手内に生じた土砂の圧密を、いち早く解除し、硬質地盤等に対する大口径・大深度の施工を停滞なく行える打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置を提供する。【解決手段】打設鋼管４の天端もしくは打設鋼管の近傍の既設構造物上に架台９を介して柱状のガイドセル８を鉛直に立設し、ガイドセル８に沿ってドリフター７を下降させ、ドリフター７に接続するロッド６の先端ビット５で継ぎ手４ａを挿入ガイドとして継ぎ手４ａ内の削孔を所定長さ行う。【選択図】図１
2015140520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設鋼管の天端もしくは打設鋼管の近傍の既設構造物上に架台を介して柱状のガイドセルを鉛直に立設し、ガイドセルに沿ってドリフターを下降させ、ドリフターに接続するロッドの先端ビットで継ぎ手を挿入ガイドとして継ぎ手部内の削孔を所定長さ行うことを特徴とする打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法。
【請求項２】
ガイドセルは、打設鋼管の天端にこれを横切るように取り付ける架台により鉛直に立設する請求項１記載の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法。
【請求項３】
ロッドは深度に応じて継ぎ足すもので、ドリフターはガイドセルを上下動させる請求項１または請求項２記載の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法。
【請求項４】
打設鋼管継ぎ手部内に挿入可能で継ぎ手を挿入ガイドとして削孔を行う先端ビットを有するロッドと、
前記ロッドの上端にあって駆動力を付与するドリフターと、
前記ドリフターが上下移動するガイドセルからなる削孔を推進する装置であって、
前記ガイドセルは、打設鋼管の天端もしくは打設鋼管の近傍の既設構造物上に設置される架台を介して鉛直に立設されることを特徴とした打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置。
【請求項５】
架台は、打設鋼管の天端にこれを横切るように固定される請求項４記載の打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置。
【請求項６】
架台は、打設鋼管の天端をチャックする脚部を有する桁材である請求項５記載の打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置。
【請求項７】
ロッドはカップリングにより継ぎ足し可能である請求項４または請求項５記載の打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置。
【請求項８】
ガイドセルは、その一端により装置全体をクレーン吊り下げ可能とした請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置。
【請求項９】
少なくともガイドセル対向位置にあるロッドとドリフターとを防音装置により囲繞する請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼管矢板はその断面性能や止水性の優位から、近年適用範囲を広げ、道路橋基礎などの井筒基礎や、異常多雨により増水する都市部河川の断面拡張のための補強護岸や、高潮や津波に対応する護岸壁、またダムのリフレッシュ工事や機能追加工事における大水深の締め切り工などに広く用いられるようになっている。
【０００３】
その結果、近年の鋼管矢板の打設技術は、硬質地盤を対象とした打ち込み施工、大口径、大水深施工、都市部の低騒音・低振動施工など、現場毎に複合的で極めて困難な条件下で施工を行う必要が生じている。
【０００４】
更に、大震災を経て東日本の復興が急がれるわが国においては、大口径・大深度の鋼管矢板打設を安定的に急速施工で行う必要に迫られている。
【０００５】
例えば、締切り工に使用される鋼管矢板１は図１２〜図１４に示すように鋼管２の左右周側に継ぎ手３を形成したものであり、この継ぎ手３同士を接続することで順次連続させる。なお、この継ぎ手３の形状は、ボックス形とＴ字形、Ｃ字形相互、ならびにＣ字形とＴ字形等々組合わせは様々であり、ここでの図示は一例である。
【０００６】
下記特許文献１は継ぎ手３を有する鋼管２を打設するものとして提案されたもので、硬質地盤において鋼管矢板の打設時に、鋼管本管部分の断面をダウンザホールハンマのような削孔装置（削孔体）で掘削するのと同時に、継ぎ手部鋼管部分を補助削孔装置で掘削することで貫入抵抗を解消する方法として提案されたものである。
【特許文献１】特開平１０−１１５１６８号公報
【０００７】
特許文献１では、回転ビットの回転駆動軸と補助回転ビットの回転駆動軸に同時に動力を伝達する一体の動力伝達手段と、この動力伝達手段を移動する移動手段を更に有するもので、補助削孔装置は補助削孔体とその下端に拡大、縮小可能に取り付けた補助ビットからなる。
【０００８】
下記特許文献２には、一方の鋼管矢板を建て込み、前記一方の鋼管矢板の継手材に前記他方の鋼管矢板の継手材を嵌め合わせながら前記他方の鋼管矢板を建て込む建込工程と、前記一方の継手材と前記他方の継手材が嵌め合わされて形成される内部空間の土砂をウォータージェットによって排除する清掃工程が示されている。
【特許文献２】特開２００９−２９３２７３号公報
【０００９】
ウォータージェット工は一般的に、Ｈ形鋼杭、鋼矢板、鋼管矢板のバイブロハンマや油圧圧入機による打設時に貫入（打ち込み）作業を補助するために行われる方法で、前記各種鋼材を比較的固結性の高い硬質地盤へ打設する際に、同時平行的に下端に取り付けたジェットノズルから高圧水を対象地盤面に噴射することにより対象地盤の組成を緩める効果を利用して、貫入を補助する方法である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
鋼管矢板の継ぎ手部内の土砂を掘削や洗浄で排除する必要は、鋼管矢板の打設が完了した後だけでなく、継ぎ手部の目詰まりに起因する抵抗の増大により貫入不能となった場合にも必要となる。
【００１１】
前記特許文献２のウォータージェット工では、鋼管矢板の打ち込み作業中に該鋼管矢板の継ぎ手内で圧密した土砂を十分に除去することが困難で、施工中止、止水材注入の困難による漏水等により生ずる工期遅延とそれに伴うコスト高を招く要因となっていた。
【００１２】
そのため、噴射水の量を増やす、圧力を増す、また土砂の排出を容易にさせるためエアリフトを併用する方式などの処置が行われるが、鋼管矢板の継ぎ手のような鋼製の構造の中で極度に圧密した砂礫等は、積極的な削孔を行わなければその除去排出は困難で、結果として、継ぎ手部の洗浄が十分に実施できず上記問題は解消されていない。更に、ボーリングマシンにより継ぎ手管を掘削する方法が用いられることもあるが、削孔に時間がかかり工期遅延の原因ともなっていた。
【００１３】
また、特許文献１の補助削孔装置を用いる方法では、本管部分と継ぎ手部分の掘進スピードに同期が取れず本管部分掘削用の削孔装置にかかる打撃エネルギーで補助削孔装置が機能不全を起こしたり、破損したりすることで、掘削の同時進行が極めて困難であり、未だ安定的な性能を発揮する方法として実用化していない。
【００１４】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、本管部分掘削用の削孔装置とは別のものとして干渉せずに装置をセットでき、しかも、鋼管の打設の際に継ぎ手内削孔および継ぎ手内に生じた土砂の圧密を、いち早く解除し、硬質地盤等に対する大口径・大深度の施工を停滞なく行える打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置を提供することにある。
【００１５】
さらに、都市部の施工を行うに際して、施工の低騒音・低振動化を実現できる打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するため打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法として本発明は、第１に、打設鋼管の天端もしくは打設鋼管の近傍の既設構造物上に架台を介して柱状のガイドセルを鉛直に立設し、ガイドセルに沿ってドリフターを下降させ、ドリフターに接続するロッドの先端ビットで継ぎ手を挿入ガイドとして継ぎ手部内の削孔を所定長さ行うことを要旨とするものである。
【００１７】
第２に、ガイドセルは、打設鋼管の天端にこれを横切るように取り付ける架台により鉛直に立設すること、第３に、ロッドは深度に応じて継ぎ足すもので、ドリフターはガイドセルを上下動させることを要旨とするものである。
【００１８】
打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置としては、第１に、設鋼管継ぎ手部内に挿入可能で継ぎ手を挿入ガイドとして削孔を行う先端ビットを有するロッドと、前記ロッドの上端にあって駆動力を付与するドリフターと、前記ドリフターが上下移動するガイドセルからなる削孔を推進する装置であって、前記ガイドセルは、打設鋼管の天端もしくは打設鋼管の近傍の既設構造物上に設置される架台を介して鉛直に立設されること、第２に、架台は、打設鋼管の天端にこれを横切るように固定されること、第３に、  架台は、打設鋼管の天端をチャックする脚部を有する桁材であること、第４に、ロッドはカップリングにより継ぎ足し可能であること、第５に、ガイドセルは、その一端により装置全体をクレーン吊り下げ可能としたこと、第６に、少なくともガイドセル対向位置にあるロッドとドリフターとを防音装置により囲繞することを要旨とするものである。
【００１９】
請求項１〜請求項６記載の本発明によれば、装置としては打設鋼管の天端に着脱する架台を介してもしくは打設鋼管の近傍の既設構造物上に設置される架台を介して柱状のガイドセルを鉛直に立設するものであり、打設する本管部分掘削用の削孔装置とは別のものとして干渉せずに装置をセットできる。しかも円形の打設鋼管上にこれを横切るように固定されるので、安定した状態でガイドセルを鉛直に立設することができる。
【００２０】
そして、打設鋼管上に固定されたガイドセルによりロッド、ドリフターからなる削孔装置駆動部の鉛直性（直進性）が確保できることで、鋼管矢板の継ぎ手内という狭小な断面の長尺掘削を所定長さ安定的に迅速に推進できる。
【００２１】
なお、前記所定長さ（ここでいう所定長さとは、必ずしも設計上の打設全長を意味していない。本発明は、貫入抵抗が生じ掘進が阻害されている、すなわち打設スピードが落ちている場合に、適宜実施し安定した打設施工を確保する技術であり、所定長さとは掘削すべき土砂が継ぎ手内に侵入を開始して以降の状態全てを指しており、本発明の起用は施工上の判断で適宜選択される。）の打設が完了した後の鋼管矢板の継ぎ手部に生じた圧密状態の土砂を掘削する技術であり、本管掘削を行う削孔装置の影響を受けることがないので、高く安定した効率で削孔を行うことができる。
【００２２】
本発明は、鋼管矢板の継ぎ手内という狭小な断面の長尺掘削をドリフターに接続するロッドの先端ビットで掘削することにより鋼管矢板の継ぎ手部に生じた圧密状態の土砂を掘削するものであるが、その際、継ぎ手を挿入ガイドとして継ぎ手部内の削孔を所定長さ行うことが重要である。
【００２３】
すなわち、ガイドセルの役割は、ドリフターを鉛直に昇降させることであり、ドリフターに接続するロッドはガイドセルから外れて長く下方に伸びる。その際、鋼管矢板の継ぎ手という管体がこのロッドをガイドする管となり、ロッドは振れることなく鋼管矢板の継ぎ手内を進行し、先端ビットを継ぎ手部内の削孔を所定長さ行うことができる。
【００２４】
本発明において打設鋼管とは、鋼管を用いた鋼管矢板、鋼管杭などを意味し、また、内部は中空であると、充填されたものであるとを問わない。
【００２５】
本発明において、打設鋼管の近傍の既設構造物とは、鋼管を打設するために定規として鋼管を挟むように並行に並べる鋼材、その他の作業用構台や機械基礎などをいい、鋼管の近傍でガイドセルを鉛直に立設できる工作物であれば、その種類を問わない。
【００２６】
請求項７の記載の本発明によれば、ロッドはカップリングにより継ぎ足し可能であることで大深度の施工にも対応でき、請求項８の記載の本発明によれば、ロッド、ドリフター、ガイドセルからなる削孔装置一式の簡易の設計位置への移動が可能となり、高精度の施工を効果が得られる。
【００２７】
請求項９の記載の本発明によれば、請求項１〜請求項３記載の方法を低騒音、低振動裡に行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上述べたように本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置は、本管部分掘削用の削孔装置とは別のものとして干渉せずに装置をセットでき、しかも、鋼管の打設の際に継ぎ手内削孔および継ぎ手内に生じた土砂の圧密を、いち早く解除し、硬質地盤等に対する大口径・大深度の施工を停滞なく行えるものである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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は本発明の本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置の１実施形態を示す側面図で、打設鋼管として継ぎ手を有する鋼管矢板の場合で、図中４は鋼管矢板となる鋼管、４aはその継ぎ手を示す。本実施形態の場合、図１０に示すようなＣ字形相互の継ぎ手の場合である。
【００３０】
まず、本発明の装置から説明すると、削孔を行う先端ビット５を有するロッド６と、前記ロッド６の上端にあって駆動力を付与するドリフター７と、前記ドリフター７が上下移動するガイドセル８からなる削孔を推進する装置である。
【００３１】
ドリフター７は、種類によって給進と回転のみを与えるもの、給進と打撃のみを与えるもの、給進、回転および打撃を与えるもの、給進、回転および振動を与えるもの、等がある。ドリフター７は従来公知のもの（例えばヤマモトロックマシン株式会社のドリフターＹＤ−１３５ＷＳ）が採用される。
【００３２】
リーダーであるガイドセル８は、H形鋼等の鋼材により、もしくは２本の溝形綱（チャンネル）を若干の間隔をおいて背中合わせに固定してなり、全体が柱状であり、既打設の鋼管４の天端に固定される架台９を介して既打設の鋼管４上に鉛直に立設される。
【００３３】
架台９は既打設の鋼管４の天端にこれを横切るように着脱自在に固定されるもので、鋼管４の天端をチャックする脚部１０を有する桁材１１で、ガイドセル８を鉛直支持するブラケット１２を支承する。この鋼管４の天端をチャックする脚部１０の機構は種々考えられ、例えば鋼管４の天端外周に沿う湾曲板を円形に配置して鋼管４の天端全体を嵌め込むようにすることや、該天端外周に沿う湾曲板を万力（シャコマン）１７その他の締め付け手段で固定することや、天端に沿う湾曲板で溝を形成し鋼管４の天端の内外から挟み込むようにすることなどである。
【００３４】
図示の例では、桁材１１はH形鋼等の鋼材を井桁またはH形に組んであり、ブラケット１２はその上段側の桁材上に載置され、ガイドセル８をボルト止めする。
【００３５】
ブラケット１２からセントライザー１３を突設する。このセントライザー１３の詳細の図示は省略するが、ブラケット１２もしくはその取付具に回転自在に設けた回動アームにハーフブッシングが設けられ、ロッド６をこのハーフブッシングで保持・ガイドするものである。ハーフブッシングを回動アームに設けることで開閉自在とし、ロッド６の保持、挿通を容易とする。閉じた後はカンヌキバーその他の固定手段で固定する。
【００３６】
図中１４はホースの接続および保持を行うスイベルで、ガイドセル８の背面の溝に沿って上下動する。そして図示しない操作台からの水、エアー、送気のホースがこのスイベル１４を介してドリフター７に接続される。
【００３７】
図示は省略するが、ロッド６は螺合するカップリングにより継ぎ足し可能であり、先端に螺合する先端ビット５にはクロスビット、ボタンビット、リーミングのいずれかを選択する。
【００３８】
また、ガイドセル８の一端（上端）に矩形の天井フレーム１５を設け、その４隅から吊り下げワイヤーを出して装置全体をクレーン吊り下げ可能とした。
【００３９】
さらに、少なくともガイドセル対向位置にあるロッドとドリフターとを蛇腹状のフード管による防音装置１６で囲繞する。
【００４０】
次に前記本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔装置の使用法について説明する。図３〜図８は本発明の鋼管矢板・鋼管杭の継ぎ手内削孔方法の各工程を示す側面図で、図３に示すように既打設の鋼管４の天端に架台９を取り付ける。図中１７は万力（シャコマン）である。
【００４１】
次いで、図４に示すようにブラケット１２を架台９に取付け、このブラケット１２でガイドセル８を鉛直支持する。ガイドセル８にはドリフター７を上下動可能に設け、ドリフター７に先端ビット５を有するロッド６を結合する。
【００４２】
このようにして、既打設の鋼管４上に固定されたガイドセル８によりロッド６、ドリフター７からなる削孔装置駆動部の鉛直性（直進性）が確保できることで、狭小な断面の長尺掘削を安定的に迅速に推進できる。
【００４３】
図５に示すようにドリフター７をガイドセル８に沿って下降させ、ロッド６を既打設の鋼管４の継ぎ手４ａ内に差し入れ、先端ビット５で所定長さを掘削する。
【００４４】
図６に示すようにドリフター７がガイドセル８の下端に移行したならば、図７に示すようにドリフター７とロッド６を切り離し、ドリフター７を引き上げて、ロッド６を継ぎ足し、図８に示すように掘削を行う。
【００４５】
この鋼管４の継ぎ手４ａ内の掘削は、所定長さ（ここでいう所定長さとは、必ずしも設計上の打設全長を意味していない。本発明は、貫入抵抗が生じ掘進が阻害されている、すなわち打設スピードが落ちている場合に、適宜実施し安定した打設施工を確保する技術であり、所定長さとは掘削すべき土砂が継ぎ手内に侵入を開始して以降の状態全てを指しており、本発明の起用は施工上の判断で適宜選択される。）の打設が完了した後の鋼管矢板の継ぎ手部分に生じた圧密状態の土砂を掘削する技術であり、本管掘削を行う削孔装置の影響を受けることがないので、高く安定した効率で削孔を行うことができる。
【００４６】
掘削完了後は、架台９の既打設の鋼管４の天端への固定を解除し、ガイドセル８の一端はクレーンで吊り下げて、装置一式を次の場所に移動する。
【００４７】
図９、図１０は本発明の第２実施形態を示すもので、リーダーであるガイドセル８は、鋼管を打設するために設置した導材１８上に鉛直に立設した。
【００４８】
導材１８はＨ形鋼材等によるもので、既打設の鋼管４を挟み込むように両側に並行に横架される。
【００４９】
導材１８上にH形鋼等の鋼材を井桁またはH形に組んだ桁材１１を載置し、その上段側の桁材上にはブラケット１２取付け、ガイドセル８をボルト止めする。ブラケット１２の詳細を図１１に示す。
【００５０】
ブラケット１２からセントライザー１３を突設した。
【００５１】
掘削完了後は、架台９の導材１８への固定を解除し、ガイドセル８の一端はクレーンで吊り下げて、装置一式を導材１８の次の場所に移動する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
また、近年では施工難度が高まる硬質地盤等における鋼管矢板の施工上の問題等を解決するため、回転圧入工法、中掘り圧入工法または中掘り併用回転圧入工法によって、所定間隔をおいて一列に鋼管杭を埋設して築造される鋼管山留め式擁壁構造が提案されている。
【００５３】
以上の実施形態は鋼管矢板の継ぎ手内削孔の場合として説明したが、鋼管杭で継ぎ手がない場合、間隙閉塞部材を埋設配置する土留め工、締切り工、透水性山留め式用壁構造を成す各種の鋼管柱列壁等でも本発明は適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置の第１実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置の第１実施形態を示す横断平面図である。
【図３】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法の１実施形態を示す第１工程の側面図である。
【図４】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法の１実施形態を示す第２工程の側面図である。
【図５】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法の１実施形態を示す第３工程の側面図である。
【図６】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法の１実施形態を示す第４工程の側面図である。
【図７】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法の１実施形態を示す第５工程の側面図である。
【図８】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法の１実施形態を示す第６工程の側面図である。
【図９】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置の第２実施形態を示す側面図である。
【図１０】本発明の打設鋼管継ぎ手部内の削孔方法および装置の第２実施形態を示す横断平面図である。
【図１１】第２実施形態で使用するブラケットの説明図である。
【図１２】鋼管矢板・鋼管杭の継ぎ手の第１例を示す平面図である。
【図１３】鋼管矢板・鋼管杭の継ぎ手の第２例を示す平面図である。
【図１４】鋼管矢板・鋼管杭の継ぎ手の第３例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…鋼管矢板            ２…鋼管
３…継手                ４…鋼管
４ａ…継ぎ手            ５…先端ビット
６…ロッド              ７…ドリフター
８…ガイドセル          ９…架台
１０…脚部              １１…桁材
１２…ブラケット        １３…セントライザー
１４…スイベル          １５…天井フレーム
１６…防音装置          １７…万力（シャコマン）
１８…導材
【図１】
2015140520.tif 000003
【図２】
2015140520.tif 000004
【図３】
2015140520.tif 000005
【図４】
2015140520.tif 000006
【図５】
2015140520.tif 000007
【図６】
2015140520.tif 000008
【図７】
2015140520.tif 000009
【図８】
2015140520.tif 000010
【図９】
2015140520.tif 000011
【図１０】
2015140520.tif 000012
【図１１】
2015140520.tif 000013
【図１２】
2015140520.tif 000014
【図１３】
2015140520.tif 000015
【図１４】
2015140520.tif 000016