(57)【要約】【課題】土中に縦状に埋設されている剛性杭を土壌から引き抜く際、容易にかつ効率的に土壌から縁切り出来ることを目的とする。【解決手段】土中に縦状に埋設されている剛性杭の引き抜き工法において、前記剛性杭である土留め杭１に対する土壌の粘着力、付着力を低下させる乾燥状の皮膜を，前記土留め杭１と接する地盤４の表面層４ａに形成してから、前記土留め杭１を土壌から縁切る方法とした。また、前記杭１の腹部に付着した土壌の除去に際しては、土べら落し装置を併用することもある。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中に縦状に埋設されている剛性杭の引き抜き工法において、前記杭に対する土壌の粘着力、付着力を低下させる乾燥状の皮膜を前記杭と接する土壌の表面に形成してから、前記剛性杭を土壌から縁切ることを特徴とする、杭引き抜きにおける土壌の縁切り方法。
【請求項２】
前記杭の腹部に付着した土壌の除去に際しては、土べら落し装置を併用することを特徴とする、請求項１に記載の杭引き抜きにおける土壌の縁切り方法。
【請求項３】
前記杭に熱を伝達することにより、前記杭に接する土壌の表面に乾燥状の皮膜を形成することを特徴とする、請求項１乃至２のいずれかに記載の杭引き抜きにおける土壌の縁切り方法。
【請求項４】
前記杭への熱の伝達は、加熱体を杭に接触させることにより行うことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の杭引き抜きにおける土壌の縁切り方法。
【請求項５】
前記杭への熱の伝達は、前記杭自体を電気抵抗体として、これに通電することにより行うことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の杭引き抜きにおける土壌の縁切り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下構造物の建設において、地下構造物の建設完了後、土留め杭、仮設杭、支持具等の土中に縦状に埋設されている剛性杭を土壌から縁切りして引き抜くことを特徴とする土木工事技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地下構造物を建設するためには、地面に複数の土留め杭を打ってからこれらの土留め杭の内側の土を除去し、地下構造物の完成後、土留め杭を引き抜いている。
このような土留め杭を引き抜く際、土地がローム地盤等の粘性土の場合は、土留め杭には地盤の粘着力により、図９のように、土留め杭として使用している鋼矢板イや、Ｈ型鋼の内側に土壌や土塊ロが強固に付着してしまい、土留め杭の引き抜きには、土壌による重量と摩擦抵抗の増加により、強力な力を要する。このため、付着した土壌や土塊を、作業員がシャベル等により、手作業で除去したり、本出願人が先に出願した特開２００２−１３１３３号に記載されているような土べら落し装置を使用しながら、土留め杭を引き抜くことが行われている。しかしながら、粘性土の種類によっては、簡単に抜くことのできない場合がある。
【０００３】
また、土べら落し装置がうまく機能した場合には問題にならないが、土壌や土塊とともに引き抜いた後には、土留め杭と付着した土壌や土塊が欠如したため空洞が生じるので、この空洞を多大の作業を労して埋め戻している。
この空洞を埋め戻すには、多大の時間と労力を要するので、民有地における地下構造物の建設には、土留め杭を引き抜くことをせず、そのまま放置しておくことも行われている。
国道や県道等の公共道路沿いに、ガス、水道、通信線等を布設する場合でも、これまで、施設の完成後、土留め杭を撤去することが行われてきたが、土留め杭への土壌や土塊の付着量が多く、また、撤去に生じる空洞の埋め戻しが不十分なため、都市部等の周辺の地盤へ悪影響が予想されるような場合には、土留め杭をそのまま残置することも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ローム地盤等の粘性土の場合には土留め杭への付着力が強いため、土留め杭からの土べら落としには、非常に労力のかかる手作業であり、多大な時間を要し、効率が悪くて、工事全体のコスト高を解消することが困難であった。
その上、引き抜いた後には、土留め杭と付着した土塊が除去されたために空洞が生じ、この空洞を埋め戻すにも、空洞が狭くて深いこともあって、充分に土を充填することが困難であり、多大の作業を要していた。
また、土留め杭を引き抜くことをせず、そのまま放置しておくと、土留め杭は、通常、鉄製であるため、年月が経つにつれ、腐食するおそれがあり、そのまま放置するのは、あくまでも、暫定的な措置であって、本来は撤去すべきものである。
また、土留め杭という鉄製品を地中にそのまま残置することは、再使用、リサイクルして、地球に優しい行動をしようという国際的な動向にも反している。
上記のような不具合が生じるのは、土留め杭とローム地盤等の粘性土との付着力が強いためであり、この付着力を減少させることは通称、縁切りと言われ、当該技術分野では、この縁切りをいかに効率的に行うかが課題であった。
【０００５】
そこでこの発明は、土中に縦状に埋設されている剛性杭を土壌から引き抜く際、容易にかつ効率的に縁切り出来る方法を提供し、上記課題を解決しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
地下構造物の完成後、土留め杭を簡単に引き抜くには、土留め杭に土壌乃至土塊をできるだけ付着させないようにすることであるが、本発明は、土壌の粘着力の強弱が、土壌に含まれている水分の量と関係があることに着目して達成したもので、従来では、全く考慮されなかった土留め杭に接触している土壌の表面を乾燥状の皮膜化することにより、引き抜き作業において困難であった縁切り作業を容易にするものである。これは、土留め杭と接する土壌乃至土塊の表面を、少なくとも薄皮状の乾燥状態にしてやり、土留め杭に対する土壌乃至土塊の粘着力、付着力を低下させることである。具体的には、土留め杭をヒータ等で加熱したり、土留め杭を電気抵抗体として、これに通電することにより、土塊の表面を乾燥させることである。この加熱は、必ずしも土留め杭全体に対して行う必要はない。地上に近いところの土壌や土塊の表面に、薄皮状の乾燥状態を形成しただけでも、縁切りを行うことができる。
【０００７】
次にこの発明の具体的な構成を説明すると、請求項１の発明は、土留め杭、仮設杭、支持具等の土中に縦状に埋設されている剛性杭の引き抜き工法において、前記杭に対する土壌の粘着力、付着力を低下させる乾燥状の皮膜を前記杭と接する土壌の表面に形成してから、前記土留め杭を土壌から縁切る、杭引き抜きにおける土壌の縁切り方法とした。請求項２の発明は、上記請求項１において、前記杭の腹部に付着した土壌の除去に際しては、土へら落し装置を併用するものとした。請求項３の発明は、上記請求項１乃至２のいずれかの発明において、前記杭に熱を伝達することにより、前記杭に接する土壌の表面に乾燥状の皮膜を形成するものとした。また、請求項４の発明は、上記請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記杭への熱の伝達は、加熱体を接触することにより行うものとした。請求項５の発明は、上記請求項１乃至４のいずれかの発明において、前記杭への熱の伝達は、前記杭自体を電気抵抗体として、これに通電することにより行うものとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図１は、土壌が水分を含有する飽和度とそのときの土壌の粘着力との関係を表したもので、本願の発明者他複数の者が行った模型土槽における実験結果（「電力土木」Ｎｏ．２１８  １９８９．１  社団法人電力土木技術協会発行）である。横軸には、飽和度、つまり、土壌が含有する水分の％を表しており、縦軸には、そのときの土壌の粘着力を示している。
図１は、データが、幅のある帯状体の中にプロットされていることを示しているが、これらのデータは、飽和度が３０〜５０％のところで土壌の粘着力が最大になり、両サイド、つまり、水分の飽和度が増大するか、或いは、減少するにつれて、土壌の粘着力が減少していることを示している。このことは、土壌の水分が増加して地下水が存在する等の飽和状態に近づくとき、或いは、土壌の水分が殆ど無くなって、乾燥状態になるときは、土壌の粘着力が減少していることを示している。
【０００９】
そこで、本発明者は、鋼矢板等の土留め杭の引き抜きの際、土留め杭の内側に土壌や土塊が強固に付着してしまい、土留め杭と土壌乃至土塊とを一緒に引きぬかざるを得ないのを解消するために、土留め杭に接触している地盤面の水分を少しでも減少させることにより、従って、図１の左側のような地盤の乾燥度を高めることにより、土留め杭と地盤との粘着力を低下させようとしたものである。
【００１０】
図２は、この発明の概念を分かり易くするために作成したものである。図２の左側は、土留め杭１を土中に打ち込み、土留め杭１の左側の土壌を除去した後、地下構造物２を建設し、土留め杭１との間を埋め戻し土３を埋め戻したところを示している。右側は、その後の作業を示したもので、土留め杭１を簡単に引き抜くために、土留め杭１を加熱し、土留め杭１と接触している地盤４の表面層４ａを、あたかも饅頭の薄皮のように乾燥している様子を示している。
【００１１】
図３は、鋼矢板等の土留め杭１を加熱するための具体的な方法の一つを示したものであり、面ヒータ５で土留め杭１を挟むように配設する方法である。
図４は、連続して打ち込まれている複数の土留め杭１の上部に、面ヒータ５を配設して、複数の土留め杭１を加熱する方法である。これらの面ヒータ５の土留め杭１への取り付けは、任意の手段で行えばよい。
面ヒータ５としては、図５に示すように、工場でパイプや鉄板等の加熱に使用されている面状のヒータ等、市販品のものを利用することが出来る。なお、（ａ）図は、板状の面ヒータ５を示し、一側面にヒータが設けられている。（ｂ）図は、二枚の板状の面ヒータ５、５を蝶番を介して開閉自在にしたもので、対向面に夫々ヒータが設けられている。
また、地下構造物等の建設における土留め杭の引き抜きには、通常、短時間で加熱する必要はないので、１００Ｖ以下の低電圧で、夜間の電気を使用し、温度も５０〜６０°Ｃで、一昼夜以上等の長時間をかけて加熱すれば、安価に行うことができる。
【００１２】
図６は、鋼矢板からなる土留め杭１自体を電気の抵抗体として、これに電流を流して加熱する方法を示したものである。土留め杭１の長尺側端部を電気抵抗の端子とするもので、図６のように、長尺側端部に銅、アルミ等の通電性フィルム状体６を貼り付けることにより、土留め杭１自体を電気抵抗体として利用するものである。この貼り付けは、土留め杭１を土中に打ち込み、土留め杭１の内側の土を除去した後、地下構造物を建設する以前の土留め杭１が露出している段階で行う。
【００１３】
また、この通電性フィルム状体６の貼り付けは、１個の土留め杭１に設けてもよいし、複数の土留め杭に設けてもよい。通電性フィルム状体６の貼り付けは、露出している土留め杭１の全長にわたって貼り付ける必要はなく、場合によっては、土留め杭１の上部に貼り付けるだけでもよい。
また、通電性フィルム状体は、市販品を使用すればよい。通電する電圧も１００Ｖ以下の低電圧でよく、夜間の電気を使用し、温度も５０〜６０°Ｃで、一昼夜以上等時間をかけて加熱すれば、安価に行うことができる。
【００１４】
上述したように、鋼矢板等の土留め杭を加熱するのは、土留め杭を抜くとき、土留め杭と地盤との摩擦抵抗を少しでも減少するために、土留め杭と接触している地盤、土壌の表面を、あたかも饅頭の薄皮のように乾燥することにより、抜き易くする、つまり、縁切り、根切りを容易にするためである。
従って、土留め杭の上部に地盤の薄皮状体が形成されれば、土留め杭の引き抜き時に、いったん、根切りが生じると、土留め杭の上部には、引き抜く際、地盤の土壌が付着していないので、土留め杭の上部に地盤の土壌が引っ付いて一緒に地表面へ出てくることはない。
【００１５】
また、土留め杭の引き抜きにつれて地盤土壌が土留め杭の上部から剥がれると、土留め杭の下部の地盤土壌が、土留め杭に付着して上がってくる地盤土の上昇を蓋のように塞いで邪魔することになり、地盤土壌は地面内に留まって、土留め杭のみを容易に引き抜くことができる。
この際、土留め杭の腹部に付着した土壌や土塊の除去に際しては、土へら落し装置を併用することもできる。土へら落し装置としては、たとえば、図７のような、本出願人が先に出願した特開２００２−１３１３３号に示されている装置（基板１１の右側に設けた掻き落し板１７等からなる土へら落し装置を、フック１３で隣の鋼矢板１２ｂに引っ掛けたもの）を使用することができる。
【００１６】
また、土留め杭として、Ｈ型鋼等の単杭を使用した場合も同様に行うことができる。例えば、図８（ａ）、（ｂ）のような、従来から行われているような、計測用のケースを配置する要領で、Ｈ型鋼７内側のコーナに金属製の配線保護用ケース８を溶接し、このケース８内に配設した電線９の端部をＨ型鋼７の下端部に溶接しておき、上端には、適宜、加電用端子を設ければよい。
本発明における地下構造物としては、一般的な建築物のほか、地中に構築するマンホール、管路、立坑等にも適用できることは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、土壌の粘着力が、土壌に含まれている水分の量と関係があることに着目して達成したもので、従来では、まったく考慮されて来なかった土留め杭に接している土壌の表面を薄皮状に乾燥することにより、引き抜き作業において困難であった縁切り作業を容易にすることができるものである。
土留め杭の加熱については、夜間に、長時間、低熱で行えばよいので、費用も安価にできる。
また、土留め杭への電気用端子の取り付けについても、土留め杭の内側の土壌を除去した段階で行えばよいので、土留め杭の内側が露出しているため簡単に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】土壌が水分を含有する飽和度とそのときの土壌の粘着力との関係を表したグラフ図である。
【図２】この発明のこの発明の概念を示す概念図である。左側は、土留め杭を土中に打ち込み、土留め杭の左側の土壌を除去した後、地下構造物を建設し、土留め杭との間を埋め戻したところを示し、右側は、その後の作業を示したもので、土留め杭を加熱し、土留め杭と接触している地盤の表面層を乾燥している様子を示している。
【図３】この発明の実施の形態例の土留め杭を加熱する具体的な方法を示す断面正面図である。
【図４】この発明の実施の形態例の複数の土留め杭を加熱する具体的な方法を示す断面正面図である。
【図５】この発明の実施の形態例の面ヒータの斜視図である。（ａ）図は、板状の面ヒータを示し、（ｂ）図は、二枚の板状の面ヒータを蝶番を介して開閉自在に設けたものを示す。
【図６】この発明の実施の形態例の複数の土留め杭自体を加熱する具体的な方法を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態例に使用する土へら落し装置の斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態例の土留め杭として、Ｈ型鋼等の単杭を使用した場合の杭を加熱する具体的な方法を示す図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図である。
【図９】従来、土留め杭の引き抜き時に、土留め杭の内側面に土壌や土塊が付着している状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      土留め杭                ２      地下構造物
３      埋め戻し土              ４      地盤
４ａ    表面層                  ５      面ヒータ
６      通電性フィルム状体      ７      Ｈ型鋼
８      配線保護用ケース        ９      電線
１１      基板                  １２ｂ    隣の鋼矢板
１３    フック                  １７      掻き落し板
【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】
2005054370.tif 000009
【図８】
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【図９】
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