(57)【要約】【課題】鋼管矢板としては継手としてＨ鋼の雄継手や雌継手を設けた鋼管矢板を使用することで、従来の鋼管矢板よりも継手強度を増すことになり、その結果、密閉空間が止水効果を発揮し、止水工による水質汚染が縮小され、経済効果も増し環境対策となり、しかも水中締切や鋼管矢板の水中切断作業を必要とせず、鋼管矢板を無駄にすることなく有効に活用できる鋼管矢板基礎工法を提供する。【解決手段】起振機２０の下方に複数個のチャックを設けたチャック盤２１が設けられていて、起振機２０とチャック盤２１の間はヤットコ用の柱体２３で所定長さ分離間させて連結した打設装置を使用し、起振機２０は水面上に位置させ、ヤットコ用の柱体２３の長さ分だけチャック盤２１を水中に押し下げて、鋼管矢板上端２４を水中の水底地盤上近くにまで下降させるように鋼管矢板を打ち込む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管矢板は、継手としてＨ鋼の雄継手や雌継手を設け、Ｈ鋼雄継手はＨ鋼雌継手のフランジ内側面とウエブ面に囲繞された空間に嵌合可能であるように多少小振りなものとし、継手を嵌合しながら複数本の鋼管矢板を組み合わせてなる鋼管矢板基礎工法において、起振機の下方に複数個のチャックを設けたチャック盤が設けられていて、起振機とチャック盤の間はヤットコ用の柱体で所定長さ分離間させて連結した打設装置を使用し、起振機は水面上に位置させ、ヤットコ用の柱体の長さ分だけチャック盤を水中に押し下げて、鋼管矢板上端を水中の水底地盤上近くにまで下降させるように鋼管矢板を打ち込むことを特徴とした鋼管矢板基礎の施工法。
【請求項２】
鋼管矢板は、鋼管相互を各鋼管の周面にフランジ端縁が結合するＨ鋼のつなぎ部材で一体的に連結したＨ鋼連結型鋼管に、継手としてＨ鋼の雄継手や雌継手を設け、Ｈ鋼雄継手はＨ鋼雌継手のフランジ内側面とウエブ面に囲繞された空間に嵌合可能であるように多少小振りなものとし、継手を嵌合しながら複数本の鋼管矢板を組み合わせてなる鋼管矢板基礎工法において、鋼管の中心線に垂直な面を想定して、２本の鋼管の中心点を結ぶ線をＸ軸とし、起振機の下方に複数個のチャックを設けたチャック盤が設けられていて、該チャックが前記並列させた鋼管を、Ｘ軸に関して対称な箇所で把持し得るようになっている打設装置を使用し、起振機とチャック盤の間はヤットコ用の柱体で所定長さ分離間させて連結し、起振機は水面上に位置させ、ヤットコ用の柱体の長さ分だけチャック盤を水中に押し下げて、鋼管矢板上端を水中の水底地盤上近くにまで下降させるように鋼管矢板を打ち込むことを特徴とした鋼管矢板基礎の施工法。
【請求項３】
鋼管矢板は、先に鋼管矢板上端を水面上に位置させて下端を水中の水底地盤中に打ち込んで継手を嵌合しながら組み合わせ、その状態から打設装置を使用して一ピースづつ下降させて打ち込む請求項１または請求項２記載の鋼管矢板基礎の施工法。
【請求項４】
打設装置には、ＣＥＣ規格（ＣＥＣ−Ｌ−３３−Ａ−９３）において生分解率が９０％以上あり、鉱物油系油圧作動油と比較して生分解性が優れた生分解性油圧作動油を使用する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の鋼管矢板基礎の施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中構造物の施工方法として鋼管矢板基礎の施工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来・地盤掘削時の土留め工法には鋼矢板が用いられてきた。鋼矢板より長尺で断面剛性の大きい鋼管矢板は、昭和３８年に日本で初めて矢板式岸壁に用いられた。その後、昭和４１年に鋼管矢板の特性を生かした鋼管矢板基礎が、溶鉱炉の基礎に採用された。
【０００３】
この基礎形式は、支持層の深い軟弱な地盤における確実な施工性が評価され、昭和４４年に橋梁基礎として、石狩河口橋の基礎に採用された。鋼管矢板基礎は、水中基礎において仮締切り兼用方式（仮設の締切り壁を本体壁として採用する方式）が開発されたことにより、現在までに１０００基を超える基礎が建設されている。
【０００４】
鋼管矢板基礎は、鋼管矢板を現場で、図７に示すような円形（ａ）、小判形、（ｂ）、矩形（ｃ）の閉鎖形状に連続して打ち込み、鋼管矢板の頭部に頂版を設けて結合することにより、鋼管矢板個々の剛性ばかりでなく井筒全体としての剛性を持たせ、大きな水平抵抗と鉛直支持力を期待できる基礎構造物である。鋼管矢板基礎の特徴を、以下に列挙する。
１．施工的には鋼管杭と同様な機械化施工や急速施工が可能である。
２．設計的にはケーソンと杭の中間的な考え方が用いられる。
３．仮締切り兼用工法を取り得る。
【０００５】
３．の仮締切り兼用工法は、水中に橋梁基礎を施工する場合、鋼管矢板基礎が仮締切り壁と基礎本体とを兼用した工法であり、他の工法に比べ工期が短縮でき、鋼管矢板の高剛性により施工時の安全性が極めて高いという特徴を有する。
【０００６】
鋼管矢板井筒基礎は、例えば、図９に示すように橋脚１１の基礎とする場合、複数本の鋼管矢板１２を小判形に組み合わせて並べ、小判形の内部が閉鎖空間となるように締め切り、該小判形の内部に下層から敷砂１３、底版コンクリートの打設により底版１４、頂版コンクリートの打設により頂版１５を順に施工し、鋼管矢板１２の内部には中詰コンクリート１６を充填する。
【０００７】
発明者は先に、継手を嵌合しながら複数本の鋼管矢板を閉鎖形状に組み合わせてなる鋼管矢板井筒基礎において、鋼管矢板としては、従来の鋼管矢板よりも全体の強度を増すことになり、その結果、密閉空間が止水効果を発揮し、止水工による水質汚染が縮小され、経済効果も増し環境対策となり、しかも、継手の降伏耐力を高めることで、継手のせん断耐力を著しく向上させることができる鋼管矢板井筒基礎として下記特許文献のものを提案した。
【特許文献１】特開２００４−１９７４０３号公報
【０００８】
この特許文献は、図７に示すように、Ｈ鋼連結型鋼管矢板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Ｈ鋼雄継手７、Ｈ鋼雌継手８を設けるＨ鋼連結型鋼管矢板を使用する。
【０００９】
前記Ｈ鋼連結型鋼管矢板の１ユニットは、図８に示すように、Ｈ鋼連結型鋼管矢板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Ｈ鋼雄継手７、Ｈ鋼雌継手８を設けるようにした。
【００１０】
このＨ形鋼４は形鋼圧延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。圧延形鋼を利用する場合はフランジ４ａの左右端縁を鋼管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とで四方を囲繞した密閉空間５を形成する。図中４ｂはウエブである。
【００１１】
前記Ｈ鋼雄継手７、Ｈ鋼雌継手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。Ｈ鋼雄継手７はＨ鋼雌継手８に対して多少小振りなものとする。
【００１２】
Ｈ鋼雄継手７とＨ鋼雌継手８との嵌合は、Ｈ鋼雌継手８のフランジ８ａ間にＨ鋼雄継手７のフランジ７ａが入り込み、さらにフランジ７ａの先端はＨ鋼雌継手８のウエブ８ｂに近接し、フランジ７ａ、８ａ、ウエブ７ｂ、８ｂで囲繞された密閉空間が形成できる。
【００１３】
図７は前記Ｈ鋼連結型鋼管矢板１をもって円形の井筒になるように組み合わせたものである。
【００１４】
このようにＨ鋼連結型鋼管を用いることにより、施工性、環境への影響、水平耐力の視点から下記作用が得られる。
（１）２本同時打設が可能
従来型鋼管矢板では鋼管杭を１本ずつ打設する必要があるが、Ｈ鋼連結型鋼管矢板では施工前に２本の鋼管杭とＨ鋼が溶接で繋がれているため、２本同時に打設することが可能になる。これにより、施工時間が大幅に短縮できる。施工手間の低減率の一例として、周径、同肉厚の鋼管杭を用いたＨ鋼連結型鋼管矢板と従来型鋼管矢板を施工した場合、従来型鋼管矢板を使用する場合の打設手間を１００％とするとＨ鋼連繕型鋼管矢板では４９％に減少する。
【００１５】
（２）施工時の鉛直精度の向上
従来型鋼管矢板は、鋼管杭を１本ずつ打設するため、鉛直精度を保つにはかなりの注意と施工経験が必要である。しかし、Ｈ鋼連結型鋼管矢板は、施工前に２本の鋼管が連結されていることで鉛面精度が向上し、鋼管矢板および鋼管矢板基礎の施工時において、継手管がせりあったり外れたりする可能性が無くなり、施工精度が向上する。また、先に打設したＨ鋼連結型鋼管矢板の継手をガイドとして、後で打設するＨ鋼連結型鋼管矢板の継手を嵌合しながら打込むことができ、より精度を向上させることができる。
【００１６】
（３）止水処理剤の削減
鋼管矢板および鋼管矢板基礎を施工する際、継手管内にモルタルや薬液を注入し、止水処理を施す必要がある。しかし、Ｈ鋼連結型の場合はＨ鋼のつなぎ部材に止水処理を施す必要が無い。よって、単純に止水処理剤の注入量を半分に減らすことができ、止水処理剤（モルタルや薬液）の流出による水質汚染を縮小できる。止水処理剤の注入量を従来型鋼管矢板の48％に削減できる。これにより、従来型鋼管矢板よりも環境にやさしいものとなる。
【００１７】
（４）単位長さ当りの曲げ剛性の増加
従来型鋼管矢板では、継手部がずれるため十分に曲げ剛性を考慮できないが、Ｈ鋼連結型鋼管矢板の鋼管同士はＨ鋼のつなぎ部材で連結されるので、適切に鋼管杭と溶接されていれば、曲げ剛性を十分考慮できる。よって、単位長さ当りの曲げ剛性は、従来型鋼管矢板よりも増加する。従来型鋼管矢板の並列方向の単位長さ当りの曲げ剛性は９．４７×１０４（k N・m2/m）、Ｈ鋼連結型鋼管矢板の並列方向の単位長さ当りの曲げ剛性は１．３５×１０５（k N・m2/m）となり、４３％増加する。よって、Ｈ鋼連結型鋼管矢板の鋼管径および肉厚を縮小し、鋼材料の削減が可能となる。また、曲げ剛性の増加により水平耐力の増加が見込まれる。
【００１８】
鋼管矢板基礎としてＨ鋼連結型鋼管矢板を用いる掲合、継手部分に応力集中が発生する可能性がある。この継手部分においてもＨ鋼雄継手とＨ鋼雌継手の嵌合として剛性を高めることができ、鋼管矢板を矩形などに繋ぎ合わせた（井筒）模型鋼管矢板基礎として十分な強度を得ることができる。
【００１９】
（５）任意の断面形状に閉合可能
使用するＨ鋼連結型鋼管矢板は、Ｈ鋼雄継手はＨ鋼雌継手のフランジ内側面とウエブ面に囲繞された空間に嵌合するものであり、従来型の鋼管矢板のように継手部分の接合の自由度がないが、これらＨ鋼雄継手はＨ鋼雌継手の突出する向きに適宜角度をつけることで、任意の形状の鋼管矢板基礎の施工が可能となる。
【００２０】
（６）土砂流出の防止
港湾構造物としてＨ鋼連結型鋼管矢板を用いた場合、矢板背面の裏込め地盤が波浪等の影響によって湾内に流出する可能性が長期的になくなる。すなわち、背面地盤が土砂流出の影響によって陥没することを防止できる。
【００２１】
また、発明者は、前記Ｈ鋼連結型鋼管矢板に対して杭打抜専用の構成部材を溶接する必要無く、しかも多種類の連結鋼管に順応し得る、結鋼管杭の把持技術を下記特許文献において提案した。
【特許文献２】特開２００６−２９９５６２号公報
【００２２】
これは図６に示すように、図外の起振機の下部に固着されているベース板１８の下側（本図（Ａ）において紙面の手前側）に、スライド機構１９を介して４組のチャック２２Ａ〜２２Ｄが配設されている。
【００２３】
２本の鋼管２、２の中心点を結ぶ線をＸ軸とし、該２本の鋼管の中心点間の中央の点を座標原点０と名付ける。前記４組のチャックは、平面図形において座標原点に関して対称に配置されている。
【００２４】
チャック２２Ａとチャック２２Ｄとは座標原点０に関して対称に配設され、チャック２２Ｂとチャック２２Ｃとも座標原点０に関して対称に配設されている。
【００２５】
さらに、チャック２２Ａ、２２Ｃとチャック２２Ｂ、２２Ｄとは、Ｘ軸に関して対称を成している。
【００２６】
このようにすれば、チャックを介して連結鋼管杭に加えられる重力荷重および杭打荷重の合力の作用線が、該連結鋼管杭の中心線と一致する。
【００２７】
このため、連結鋼管杭に対して、その長手方向に、均一な杭打抜力が与えられ、該連結鋼管杭を正しい方向に効率良く打ち込み、または引き抜くことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
前記従来の鋼管矢板井筒基礎の施工では、鋼管矢板を現場で打設して円形、小判形、長方形などの井筒状の閉鎖断面を形成し、この井筒の頭部に頂版を設けて剛結することにより、鋼管矢板単独の剛性のみならず全体としての剛性を持たせ、所定の水平抵抗・鉛直支持力が得られるようとする。
【００２９】
橋脚における従来の鋼管矢板基礎の構造と標準的な施工方法は、図１０に示すように、概略、次のような手順で施工が行われる。
（１）橋脚の設置箇所に作業台・導材を設置し、鋼管矢板１０１を導枠１０２を利用して打設する。外周の鋼管矢板１０１により円形等の閉鎖断面の井筒１０３が形成される。井筒１０３の内部には、必要に応じて、隔壁鋼管矢板や中打ち単独杭が打設される。
【００３０】
（２）井筒１０３の頭部に支保工１０５を設置し、外周鋼管矢板１０１の継手の止水工・外周鋼管矢板の中詰めコンクリート工を行った後、井筒１０３内を掘削し、底面の敷砂（砂利）上に底盤コンクリート１０４を打設する。
【００３１】
（３）井筒１０３内に支保工１０５（腹起し、切梁、火打ち梁）を設置しながら井筒１０３内の水を段階的に汲み上げ、井筒１０３内をドライアップする。
【００３２】
（４）井筒１０３の内面の頂版部位置にコネクタ１０６を取付け、頂版部の鉄筋を配置した後、頂版コンクリート１０７を打設する。頂版コンクリート１０７打設後、支保工１０５を解体撤去すると共に、躯体外周に鋼製型枠と足場支保工を組み、躯体コンクリート１０８を順次打設する。
【００３３】
（５）頂版コンクリート１０７の上部を埋め戻し、井筒１０３内に水を注入した後、水中切断機を外周の鋼管矢板１０１内に挿入して鋼管矢板１０１を基礎本体部の上端で切断し、鋼管矢板１０１の仮締切り部を引き抜く。
【００３４】
（６）仮設材を撤去することにより、鋼管矢板基礎本体部の頭部に下部が一体的に剛結された上部躯体（橋脚）が完成する。
【００３５】
しかし、前記のような従来の鋼管矢板基礎の構造および施工方法の場合、次のような課題があった。
【００３６】
上部躯体の構築のため井筒内を掘削してドライアップするため、井筒内に支保工が必要となり、コストおよび工期が増加する。
【００３７】
上部躯体を施工する際に型枠の足場を井筒内に組む必要があり、この作業スペースを確保するため、井筒の径が必要以上に大きくなる。
【００３８】
さらに、頂版コンクリートの上部を埋め戻し、井筒内に水を注入した後、水中切断機で鋼管矢板を基礎本体部の上端で切断するという作業が必要となる。
【００３９】
このように鋼管矢板の水中切断作業を行うことは、非常な手間を要し、また、切断される上部部分に鋼管矢板の無駄が生じ、水中切断機の水中への油漏れなど環境汚染のおそれもある。
【００４０】
なお、従来型鋼管矢板ではなく、前記Ｈ鋼連結型鋼管矢板を使用する場合でも前記問題点は同様にある。また、Ｈ鋼連結型鋼管矢板では従来型鋼管矢板のように中切断機を挿入して基礎本体部の上端で切断することができないので、外側からの断機となり、難しい作業を強いられる。
【００４１】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、鋼管矢板としてはＨ鋼連結型鋼管矢板を使用することで、従来の鋼管矢板よりも継手強度を増すことになり、その結果、密閉空間が止水効果を発揮し、止水工による水質汚染が縮小され、経済効果も増し環境対策となり、しかも水中締切や鋼管矢板の水中切断作業を必要とせず、鋼管矢板を無駄にすることなく有効に活用できる鋼管矢板基礎工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、鋼管矢板は、継手としてＨ鋼の雄継手や雌継手を設け、Ｈ鋼雄継手はＨ鋼雌継手のフランジ内側面とウエブ面に囲繞された空間に嵌合可能であるように多少小振りなものとし、継手を嵌合しながら複数本の鋼管矢板を閉鎖形状に組み合わせてなる鋼管矢板井筒基礎工法において、起振機の下方に複数個のチャックを設けたチャック盤が設けられていて、起振機とチャック盤の間はヤットコ用の柱体で所定長さ分離間させて連結した打設装置を使用し、起振機は水面上に位置させ、ヤットコ用の柱体の長さ分だけチャック盤を水中に押し下げて、鋼管矢板上端を水中の水底地盤上近くにまで下降させるように鋼管矢板を打ち込むことを要旨とするものである。
【００４３】
請求項２記載の本発明は、鋼管矢板は、鋼管相互を各鋼管の周面にフランジ端縁が結合するＨ鋼のつなぎ部材で一体的に連結したＨ鋼連結型鋼管に、継手としてＨ鋼の雄継手や雌継手を設け、Ｈ鋼雄継手はＨ鋼雌継手のフランジ内側面とウエブ面に囲繞された空間に嵌合可能であるように多少小振りなものとし、継手を嵌合しながら複数本の鋼管矢板を閉鎖形状に組み合わせてなる鋼管矢板基礎工法において、鋼管の中心線に垂直な面を想定して、２本の鋼管の中心点を結ぶ線をＸ軸とし、起振機の下方に複数個のチャックを設けたチャック盤が設けられていて、該チャックが前記並列させた鋼管を、Ｘ軸に関して対称な箇所で把持し得るようになっている打設装置を使用し、起振機とチャック盤の間はヤットコ用の柱体で所定長さ分離間させて連結し、起振機は水面上に位置させ、ヤットコ用の柱体の長さ分だけチャック盤を水中に押し下げて、鋼管矢板上端を水中の水底地盤上近くにまで下降させるように鋼管矢板を打ち込むことを要旨とするものである。
【００４４】
請求項１および請求項２記載の本発明によれば、継手としてＨ鋼の雄継手や雌継手を設けた鋼管矢板またはＨ鋼連結型鋼管矢板を使用することにより、応力集中が発生する可能性がある継手部分においても剛性を高めることができ、鋼管矢板を矩形などに繋ぎ合わせた（井筒）模型鋼管矢板基礎として十分な強度を得ることができ、また、この鋼管矢板を押し込むのに適した打設装置で鋼管矢板上端を水中の水底地盤上近くにまで下降させるように鋼管矢板を打ち込むことができ、これにより水中締切や鋼管矢板の水中切断作業を必要としないですむ。
【００４５】
また、水中に入るのはヤットコ用の柱体とその先のチャック盤の部分だけであり、起振機は水面上に位置しているので、油漏れ等での水質汚染のおそれも少ない。
【００４６】
請求項３記載の本発明は、鋼管矢板は、先に鋼管矢板上端を水面上に位置させて下端を水中の水底地盤中に打ち込んで継手を嵌合しながら組み合わせ、その状態から打設装置を使用して一ピースづつ下降させて打ち込むことを要旨とするものである。
【００４７】
請求項３記載の本発明によれば、鋼管矢板は先に鋼管矢板上端を水面上に位置させて下端を水中の水底地盤中に打ち込んで継手を嵌合しながら組み合わせ、その状態から打設装置を使用して一ピースづつ下降させて打ち込むことで、その後、鋼管矢板上端を水中の水底地盤上近くにまで下降させるように鋼管矢板を継手での連結状態を保ちながら打ち込むことが容易かつ確実に行うことができる。
【００４８】
請求項４記載の本発明は、打設装置には、ＣＥＣ規格（ＣＥＣ−Ｌ−３３−Ａ−９３）において生分解率が９０％以上あり、鉱物油系油圧作動油と比較して生分解性が優れた生分解性油圧作動油を使用することを要旨とするものである。
【００４９】
請求項４記載の本発明によれば、生分解性油圧作動油を使用することで油漏れ等での水質汚染のおそれもなく、環境に易しいものとなる。
【発明の効果】
【００５０】
以上述べたように本発明の鋼管矢板基礎工法は、鋼管矢板としては継手としてＨ鋼の雄継手や雌継手を設けた鋼管矢板を使用することで、従来の鋼管矢板よりも継手強度を増すことになり、その結果、密閉空間が止水効果を発揮し、止水工による水質汚染が縮小され、経済効果も増し環境対策となり、しかも水中締切や鋼管矢板の水中切断作業を必要とせず、鋼管矢板を無駄にすることなく有効に活用できるものである。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
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は本発明の鋼管矢板基礎工法の第１実施形態を示す側面図、図２は同上平面図、図３は図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【００５２】
図中１はＨ鋼連結型鋼管矢板であり、これは前記図１０に示したように、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Ｈ鋼雄継手７、Ｈ鋼雌継手８を設けるものである。
【００５３】
このＨ形鋼４は平行するフランジと鋼管２、２とで四方を囲繞した密閉空間５を形成する。
【００５４】
前記Ｈ鋼雄継手７、Ｈ鋼雌継手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。Ｈ鋼雄継手７はＨ鋼雌継手８に対して多少小振りなものとする。
【００５５】
Ｈ鋼雄継手７とＨ鋼雌継手８との嵌合は、Ｈ鋼雌継手８のフランジ８ａ間にＨ鋼雄継手７のフランジ７ａが入り込み、さらにフランジ７ａの先端はＨ鋼雌継手８のウエブ８ｂに近接し、フランジ７ａ、８ａ、ウエブ７ｂ、８ｂで囲繞された密閉空間５が形成できる。
【００５６】
図５は本発明で使用する打設装置の起振機２０とチャック盤２１とを示すもので、起振機２０はその中に加振シリンダユニットが設けられている。この加振シリンダユニットは、偏心重錘式と往復ピストンシリンダ式とがあるがそのいずれでもよい。
【００５７】
ちなみに、往復ピストンシリンダ式の場合は図示は省略するが、慣性錘の重心を通る中心線上にロッドの軸心がくるように慣性錘の内部に振動シリンダ及び定位シリンダが組み込まれ、振動シリンダと定位シリンダとの間にロッドが配設され、振動シリンダに圧力流体の給排を行う切換弁が設けられ、定位シリンダにこの定位シリンダまたは振動シリンダのいずれかのロッドに応動して定位シリンダ内の制御室内へ圧力流体の給排を行う応動制御弁が設けられ、慣性錘に定位シリンダのピストンが制御室内の圧力流体の圧縮によりまたは制御室に連通して設けたアキュムレータによりあるいは定位シリンダ内に設けたスプリングにより剛性低く支えられ、定位シリンダ又は振動シリンダのロッド下端に杭をつかむチャックが設けられていて、この構成によれば、他の建設機械による下引きおよび上引きが可能であり、比較的軽量の機械装置によって大きい杭打込力が得られる。
【００５８】
チャック盤２１は、図６に示すように、起振機２０の下部に固着されているベース板１８の下側（本図（Ａ）において紙面の手前側）に、スライド機構１９を介して４組のチャック２２Ａ〜２２Ｄが配設されている。
【００５９】
２本の鋼管２、２の中心点を結ぶ線をＸ軸とし、該２本の鋼管の中心点間の中央の点を座標原点０と名付ける。前記４組のチャックは、平面図形において座標原点に関して対称に配置されている。
【００６０】
チャック２２Ａとチャック２２Ｄとは座標原点０に関して対称に配設され、チャック２２Ｂとチャック２２Ｃとも座標原点０に関して対称に配設されている。
【００６１】
さらに、チャック２２Ａ、２２Ｃとチャック２２Ｂ、２２Ｄとは、Ｘ軸に関して対称を成している。
【００６２】
このようにすれば、チャックを介して連結鋼管杭に加えられる重力荷重および杭打荷重の合力の作用線が、該連結鋼管杭の中心線と一致する。
【００６３】
図５の例は従来型として起振機２０とチャック盤２１は、図９に示すように、起振機２０にチャック盤２１が直接ボルト固定されたものを示したが、本発明は起振機２０とチャック盤２１の間はヤットコ用の柱体２３で所定長さ分離間させて連結した。
【００６４】
このヤットコ用の柱体２３は起振機２０の振動を効率良くチャック盤２１に伝えるべく、太さと剛性を備えるものであり、上端には起振機２０へのボルト締結用の結合フランジ２３ａを、下端にはチャック盤２１へのボルト締結用の結合フランジ２３ｂを形成した。
【００６５】
また、ヤットコ用の柱体２３の長さは、水中の水底地盤αと水面βとの長さ、すなわち、水深を考慮してそれに相当するものを選択するものとする。
【００６６】
前記Ｈ鋼連結型鋼管矢板１は、Ｈ鋼雌継手８のフランジ８ａ間にＨ鋼雄継手７のフランジ７ａが入り込み、さらにフランジ７ａの先端はＨ鋼雌継手８のウエブ８ｂに近接し、フランジ７ａ、８ａ、ウエブ７ｂ、８ｂで囲繞された密閉空間５が形成できるようにして円形の井筒になるように組み合わせたものである。
【００６７】
Ｈ鋼連結型鋼管矢板１は、鋼管矢板上端２４を水面β上に位置させて下端を水中の水底地盤α中に打ち込んで継手を嵌合しながら組み合わせている。
【００６８】
このような井筒に組み合わせた状態から、打設装置を使用して一ピースづつ下降させて打ち込むが、その際、起振機２０は水面β上に位置させ、ヤットコ用の柱体２３の長さ分だけチャック盤２１を水中に押し下げて、鋼管矢板上端２４を水中の水底地盤上β近くにまで下降させるようにＨ鋼連結型鋼管矢板１を打ち込む。
【００６９】
井筒を構成するＨ鋼連結型鋼管矢板１のすべてを打ち込むと、地中に鋼管矢板井筒基礎が形成できる。
【００７０】
なお、起振機２０とチャック盤２１からなる打設装置には、ＣＥＣ規格（ＣＥＣ−Ｌ−３３−Ａ−９３）において生分解率が９０％以上あり、鉱物油系油圧作動油と比較して生分解性が優れた生分解性油圧作動油を使用する。
【００７１】
この生分解性油圧作動油には、昭和シェル石油株式会社の商品名「Ｓｈｅｌｌ  Ｎａｔｕｒｅｌｌｅ  ＨＦ−Ｅ」「シェルナチュラーレＨＦ−Ｅ」が好適である。
【００７２】
このような生分解性油圧作動油を使用することで、機械から油漏れした場合、天然のバクテリアにより生分解され、環境汚染を防止できる。
【００７３】
図５は本発明の第２実施形態を示すもので、鋼管矢板１′Ｈ鋼連結型鋼管矢板ではなく通常の１本のみの鋼管であり、これは図１１に示したように鋼管２の周面にＨ鋼雄継手７、Ｈ鋼雌継手８を設けるものである。
【００７４】
Ｈ鋼雄継手７とＨ鋼雌継手８との嵌合は、Ｈ鋼雌継手８のフランジ８ａ間にＨ鋼雄継手７のフランジ７ａが入り込み、さらにフランジ７ａの先端はＨ鋼雌継手８のウエブ８ｂに近接し、フランジ７ａ、８ａ、ウエブ７ｂ、８ｂで囲繞された密閉空間が形成できる。
【００７５】
鋼管矢板１′を打設する打設装置としては起振機２０とチャック盤２１との間にヤットコ用の柱体２３を前記第１実施形態のように介在させたものであれば、特に、 ベース板１８の下側のチャックの配置は問わない。
【００７６】
この第２実施形態のように、単管としての鋼管矢板１′であっても、Ｈ鋼雌継手８のフランジ８ａ間にＨ鋼雄継手７のフランジ７ａが入り込み、さらにフランジ７ａの先端はＨ鋼雌継手８のウエブ８ｂに近接し、フランジ７ａ、８ａ、ウエブ７ｂ、８ｂで囲繞された密閉空間が形成できるようにして円形の井筒になるように組み合わせたものに対して、打設装置を使用して一ピースづつ下降させて打ち込むが、その際、起振機２０は水面β上に位置させ、ヤットコ用の柱体２３の長さ分だけチャック盤２１を水中に押し下げて、鋼管矢板上端２４を水中の水底地盤上β近くにまで下降させるように鋼管矢板１′を打ち込むことにより地中に鋼管矢板井筒基礎が形成できる。
【００７７】
以上述べた実施形態では鋼管矢板井筒基礎を形成する場合について説明したが、本発明は井筒のような締切の鋼管矢板基礎以外の解放形の鋼管矢板基礎、例えば、桟橋や構台等にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の鋼管矢板基礎工法の第１実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明の鋼管矢板基礎工法の第１実施形態を示す平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】本発明の鋼管矢板基礎工法の第２実施形態を示す側面図である。
【図５】打設装置のヤットコ用の柱体を除いた側面図である。
【図６】打設装置のチャック盤部分の説明図である。
【図７】Ｈ鋼連結型鋼管矢板による鋼管矢板井筒基礎の１例を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態で使用するＨ鋼連結型鋼管矢板の１ユニットを示す平面図である。
【図９】橋脚基礎の施工に用いる鋼管矢板井筒基礎の一部切り欠いた正面図である。
【図１０】従来の橋脚の鋼管矢板基礎の施工方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態で使用するＨ鋼連結型鋼管矢板の１ユニットを示す平面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…Ｈ鋼連結型鋼管矢板                １′…鋼管矢板
２…鋼管
４…Ｈ形鋼                            ４ａ…フランジ
４ｂ…ウエブ
５…密閉空間                          ５ａ…鋼管
７…Ｈ鋼雄継手                        ８…Ｈ鋼雌継手
７ａ、８ａ…フランジ                  ７ｂ、８ｂ…ウエブ
１１…橋脚                            １２…鋼管矢板
１３…敷砂                            １４…底版
１５…頂版                            １６…中詰コンクリート
１８…ベース板                        １９…スライド機構  
２０…起振機                          ２１…チャック盤
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ…チャック
２３…ヤットコ用の柱体                ２３ａ、２３ｂ…結合フランジ
２４…鋼管矢板上端
１０１…鋼管矢板                      １０２…導枠
１０３…井筒                          １０４…底盤コンクリート
１０５…支保工                        １０６…コネクタ
１０７…頂版コンクリート              １０８…躯体コンクリート
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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