(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工機械が乗り入れる軟弱地盤の敷地の地盤中に埋設され、頭部が地盤面付近に位置する翼付きの杭と、施工機械が乗り入れる軟弱地盤の敷地の地盤面上に敷設される敷板からなり、該敷板は杭の埋設位置に表面側が凹となった凹部が形成され、該凹部に連結用開口が設けられていると共に、杭に設けられた突起の存在によりまたは杭の頭部により該凹部において敷板は支持され、かつ、凹部の連結用開口部において敷板の上から杭頭に螺合して固定される止め具もしくは杭頭周面に螺合して固定される止め具の存在により敷板の浮き上がりが拘束されている施工機械支持用仮設地盤。
【請求項２】
敷板の埋設位置に翼付き杭が挿入可能な開口が存在し、かつ、請求項１記載の杭の埋設位置に表面側が凹となった凹部が形成されている構造が、敷板の開口に、表面側が凹となった凹部が形成された連結材が敷板の表面側から嵌合し、敷板に着脱自在に一体化している請求項１記載の施工機械支持用仮設地盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は軟弱な地盤上で地盤工事を行う場合に、工事用重機や車両その他の施工機械の進入による工事対象地盤への影響を低減する施工機械支持用仮設地盤、及びその構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
軟弱な地盤上で地盤工事を行う場合には施工機械の進入と施工中の揚重による地盤の局部的な沈下を防止する上で、地盤面上に鉄板等の敷板を敷設する、もしくは固化材との攪拌・混合により表層地盤を地盤改良する、あるいは両者を併用することが行われる。
【０００３】
しかしながら、いずれの方法も地盤表面や表層部分のみを強化する方法であることから、施工機械が移動する領域における上載荷重がその下の地盤に均等に分散して支持されるとは限らず、施工機械の荷重や揚重時の積載荷重によって地盤が沈下したり、側方へ流動しようとする。
【０００４】
このため、施工機械が移動する領域の周辺に既に深度の大きい溝（溝壁）を形成しているか、地中連続壁を構築している場合には地盤の沈下や流動によって溝（溝壁）や連続壁を崩壊、もしくは変形させる等の障害を発生させる可能性がある。
【０００５】
また周辺地盤に深い溝（溝壁）が形成されている場合にはその溝（溝壁）の存在により施工地盤の拘束が低下しているため、地盤の緩みが生じ易く、それに伴って施工機械が傾斜し、転倒する危険性がある。
この他、表層地盤の地盤改良を伴う方法によれば、工事終了後に地盤を工事前の状況に復帰させるには固結体を除去することが必要になり、残土処理の問題が発生する。
【０００６】
この発明は上記背景より、施工機械が移動する領域周辺の施工済みの構築物に影響を与えない仮設地盤を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の施工機械支持用仮設地盤では、施工機械が乗り入れる軟弱地盤の敷地の地盤中に埋設され、頭部が地盤面付近に位置する翼付きの杭と、施工機械が乗り入れる軟弱地盤の敷地の地盤面上に敷設される敷板からなり、該敷板は杭の埋設位置に表面側が凹となった凹部が形成され、該凹部に連結用開口が設けられていると共に、杭に設けられた突起の存在によりまたは杭の頭部により該凹部において敷板は支持され、かつ、凹部の連結用開口部において敷板の上から杭頭に螺合して固定される止め具もしくは杭頭周面に螺合して固定される止め具の存在により敷板の浮き上がりが拘束されている。
このようにすることにより、工事中の施工機械の荷重を分散させて地盤に作用させ、地盤の局部的な沈下や流動とそれに伴う施工済みの構築物の崩壊や変形を防止し、工事終了後に地盤を現状に復帰させることを可能にする。
【０００８】
杭の埋設と回収を円滑に行う上で、杭には回転を伴う圧入による埋設と、逆回転を伴う引き抜きによる回収を容易に行える翼付きの杭が使用される。翼の形状や軸方向の配置位置、配置数、あるいは連続的であるか不連続であるか等は問われず、杭の先端位置にのみ翼を一段形成することもある。また翼は必ずしも螺旋状のような曲面状である必要はなく、平板状の場合もある。
【０００９】
杭が翼付き杭であることで、杭は周面摩擦力に加え、翼の下面に作用する地盤反力によって地盤に支持されるため、敷板上の荷重に対する支持能力が高まり、例えば杭の先端側から頭部側へかけて翼の縁が杭の周面から大きくなるように突出させれば、支持能力が更に増大する。
【００１０】
特に回転を与えることで排土を要せずに直接的に地中に埋設することができ、杭の周辺地盤を乱すことがないため、高い支持力が得られる。また回転によって地中に埋設することができ、逆回転による引き抜きによって回収が行えるため、施工がし易く、施工効率が向上する。
【００１１】
杭は工事期間中の施工機械の荷重と揚重時の荷重を地盤に伝達すればよいため、必ずしも先端が支持層に到達する必要はなく、杭が支持する荷重は周面摩擦力によって浅層地盤から深層地盤に亘り、分散して支持される。杭は基本的に敷地面積に応じて複数本埋設されるが、極めて狭隘な敷地であるような場合には１本で足りることもある。
【００１２】
敷板上の荷重が杭を通じて地盤の深度方向に分散することで、工事中の施工機械の荷重は杭と杭の中間位置では敷板から直接表層地盤へ伝達された後に、更に周辺の杭に荷重が分散して伝達され、杭の埋設位置では深度方向に分散して地盤に伝達される。また複数本の杭に支持される場合は平面上も分散して伝達されるため、局部的な荷重の作用とそれによる地盤の沈下や流動が抑制され、既に構築済みの溝（溝壁）の崩壊や連続壁の変形が防止される。
【００１３】
本発明では地盤の局部的な沈下や流動を防止する上で、攪拌・混合による地盤改良をしないため、工事終了後には杭を引き抜き、敷板と共に回収することで、地盤を工事前の状況に復帰させることができ、残土の問題も発生しない。また、請求項１に記載したように、敷板を挟んで止め具を杭に接合することで敷板の横滑りと浮き上がりを防止する。
【００１４】
即ち、請求項１に記載したように、杭に設けられた突起の存在によりまたは杭の頭部により該凹部において敷板は支持され、かつ、凹部の連結用開口部において敷板の上から杭頭に螺合して固定される止め具もしくは杭頭周面に螺合して固定される止め具の存在により敷板は横滑りに対して拘束される。
【００１５】
また、敷板が杭によって横滑りに対して拘束されると共に、敷板の浮き上がりが拘束され、敷板の安定性がより向上する。施工機械の移動時等の敷板の安定性が確保される。
【００１６】
敷板を杭の埋設位置で杭に支持させる上では原則として、杭の埋設後に敷板の敷設が行われるが、請求項２に記載のように敷板の、杭の埋設位置に杭が挿通可能な開口を形成すれば、杭の埋設前に敷板の敷設が行えるため、仮設地盤の施工開始時からその対象地盤面を保護することが可能になる。
【００１７】
また、請求項２に記載のように敷板の開口に、表面側が凹となった凹部が形成された連結材を敷板の表面側から嵌合し、敷板に着脱自在に一体化する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の仮設地盤１は図１，図２に示すように施工機械が乗り入れる敷地の地盤中に埋設され、頭部が地盤面付近に位置する１本、もしくは複数本の杭２と、地盤面上に敷設される敷板４から構成される。
【００１９】
杭２と敷板４の材料は特に限定されないが、繰り返しての使用に耐える上では鋼製、または鉄製がよい。杭２の全長は少なくとも２ｍ程度あればほとんどの地盤に対応できるが、それより長い場合もある。
杭２には埋設の作業効率と、仮設地盤１上での建設工事終了後の回収の作業効率の面より、図示するように翼付き杭が使用されるが、翼付き杭の場合で２〜５ｍ程度が好ましい。２ｍを超える場合はねじ式継手等により繋ぎながら埋設することもある。
【００２０】
杭２の翼2aは杭２本体が鋼製の場合、溶接により後付けされるが、翼2aは図示するように螺旋状に形成される他、円板状のプレートの一部等により平面状にも形成される。杭２は回転圧入により埋設され、逆回転により引き抜かれる。
図１は平坦な板の敷板４を使用した場合の仮設地盤１の構成例を、図２は杭２の埋設位置に表面側が凹となった凹部4aが形成された敷板４を使用した場合の仮設地盤１の構成例を示す。
【００２１】
一枚の敷板４の大きさは一本の杭２に対して一枚の敷板４が支持されるように、もしくは一枚の敷板４が複数本の杭２に支持されるように設定され、敷板４の中心位置、図２の場合は凹部4aの中心に杭２が配置されるように杭２と敷板４の配置位置が決められる。
【００２２】
隣接する敷板４，４は地盤面上に敷板４の幅方向と長さ方向に単純に突き合わせられながら敷き並べられるか、少なくとも一方向に互いに何らかの継手により連係しながら敷き並べられる。
図１は地盤面上に平坦な敷板４を敷設したときに敷板４の背面に杭２頭部の天端が接するように杭２を埋設でき、また敷板４の背面と杭２の天端との間の摩擦力が期待できるような場合に実施される。この場合、敷板４には盲板が使用されるため、杭２の埋設が敷板４の敷設に先行し、杭２を回転圧入し、敷板４を敷設することにより仮設地盤１が構成される。
【００２３】
図１の場合、敷板４の横滑りを防止するために敷板４を杭２の天端にボルト等により着脱自在に連結することもある。
図２の場合、杭２の埋設位置の表層地盤には敷板４の凹部4aが嵌合する溝が予め形成される。例えば敷板４の凹部4aに図７に示すような形で杭２の挿入が可能な開口4bが形成される場合、杭２の埋設は敷板４の敷設の前後を問わないが、凹部4aに開口4bが形成されない場合は、予め表層地盤に杭２の本数分の溝を形成し、溝の位置に杭２を回転圧入した後、敷板４を敷設する、という要領で仮設地盤１の施工が行われる。
【００２４】
以上が一般的な実施の形態であるが、次に本発明の実施例の場合を示す。即ち、図３，図５，図６は凹部4aに杭２との連結のための連結用開口4cを形成し、連結用開口4cにおいて杭２と敷板４を連結することにより敷板４の横滑りと浮き上がりを拘束した本発明の実施例の場合を示す。図３は敷板４の連結用開口4cに杭２の頭部が挿通可能な大きさを与え、連結用開口4cから地表側へ杭２の頭部を突出させることで、敷板４を杭２に水平方向に係合させると共に、図４に示すように杭２の頭部に形成、もしくは固定され、圧入時に杭打ち機に保持される突起2b等が後から敷設される敷板４の下面に接するように杭２の埋設深さと敷板４の凹部4aの深さを調整することで、敷板４上の荷重を杭２に伝達させる場合である。
【００２５】
図３では敷板４の浮き上がりを拘束するために、敷板４の上面に接する位置に止め具３を固定している。ここでは杭２の頭部の外周にねじを切ると共に、環状の止め具３の内周面に雌ねじを切ることで、止め具３を杭２に着脱自在に固定している。
【００２６】
図５は止め具３の下面にボルト状のねじ部3aを形成し、このねじ部3aを杭２の頭部に形成した雌ねじ孔2cに螺合させ、止め具３を杭２に対して着脱自在に固定する場合に、止め具３を敷板４の表面側から連結用開口4cを貫通させて杭２に螺合させ、敷板４を挟んで止め具３を杭２に接合することで敷板４の横滑りと浮き上がりを防止した場合である。敷板４の下面は実質的に杭２の天端に接する。
【００２７】
図６は止め具３の下面に突起3bを形成し、この突起3bを杭２の頭部に形成した孔2dに嵌合させ、止め具３を杭２に対して着脱自在に固定する場合に、止め具３を敷板４の表面側から連結用開口4cを貫通させて杭２に嵌合させ、敷板４を挟んで止め具３を杭２に接合することで敷板４の横滑りと浮き上がりを防止した場合である。この場合も敷板４の下面は実質的に杭２の天端に接する。
【００２８】
図６の場合は上下方向の嵌合によって止め具３と杭２が互いに連結されるため、突起を杭２の天端に形成し、それが嵌合する孔を止め具３に形成することもできる。いずれの場合も突起3bの断面形状は問われず、円形、多角形その他の任意の形に形成される。
【００２９】
図７は敷板４の、杭２の埋設位置に翼付きの場合の杭２が挿通可能な開口4bを形成し、開口4bに、表面側から凹部5aが形成された連結材５を嵌合させると共に、連結材５を敷板４に接続し、連結材５を杭２に連結することで敷板４を間接的に杭２の頭部に接続した場合を示す。
【００３０】
連結材５の凹部5aの外周は敷板４の開口4bに内接し得る程度の大きさを持ち、連結材５は凹部5a以外の部分において敷板４にボルト６等により着脱自在に接続される。凹部5aには止め具３のねじ部3aや突起3b、または杭２の頭部が挿通する連結用開口5bが形成される。
【００３１】
図７の場合、敷板４に杭２が挿通可能な開口4bが形成されるため、杭２の埋設後に敷板４を敷設する場合と敷板４の敷設後に杭２を埋設する場合のいずれの方法にも対応する。
図８は翼2aを除いた杭２本体の外周面から翼2aの縁（外周）までの距離が杭２本体の先端側から頭部側へかけて次第に大きくなるように、例えば杭２本体から翼の外周までの距離が杭２の先端からの距離に比例して翼が杭２の先端側から頭部側へかけて拡大する形に翼付き杭を形成した場合の例を示す。この場合、回転による埋設と回収がし易い上、翼2aによる杭２周面の摩擦力と支持力が大きくなる利点がある。
【００３２】
図９は図５、または図６に示す要領で敷板４と杭２を連結した図２に示す仮設地盤１上において、切削刃を有する無端チェーンが装着されたカッターポストを支持する、図示しない施工機械を移動させ、無端チェーンを循環させながら、カッターポストの下端部、もしくは地表面付近から固化材液を吐出し、杭２先端の深度より深いソイルセメントの地中連続壁７を仮設地盤１の周辺に構築した場合の様子を示す。
【００３３】
この場合に、更に仮設地盤１上に揚重装置を設置して地中連続壁７の固化前にその中にＨ形鋼等の芯材を挿入し、地中連続壁７を強化する施工を実施したが、地中連続壁７の構築から芯材挿入までの作業を何の障害もなく行え、結果的に杭２先端の深度より深い地盤に対する施工時にも仮設地盤１下の地盤の流動や敷板４の沈下や横滑り等が発生しないことが確認された。
【００３４】
一方、本発明の仮設地盤１との比較のために、杭２に支持されない敷板４を貫通して地中にアンカーを打ち込み、横滑りを拘束して敷き並べた敷板４上に図９に示すソイルセメントの地中連続壁７を構築するための施工機械を移動させ、地中連続壁７の構築を試みたところ、構築中に施工機械の下の土砂が緩み、傾斜したため、施工を中止せざるを得なくなった。
【００３５】
地中連続壁７を山止め壁として利用する場合はその構築後に地中連続壁７に囲まれた領域の地盤に対する根切りが行われるが、本発明では翼付き杭である杭２を逆回転により回収し、敷板４と共に撤去することで容易に施工前の原地盤に復帰させることができるため、地中連続壁７の構築後に滞りなく根切り工事に移行することができる上、根切り工事の実施に与える影響もない。
【００３６】
本発明では、杭に設けられた突起の存在によりまたは杭の頭部により該凹部において敷板は支持され、かつ、凹部の連結用開口部において敷板の上から杭頭に螺合して固定される止め具もしくは杭頭周面に螺合して固定される止め具の存在により敷板の浮き上がりが拘束されている。このように、軟弱地盤の敷地の地盤中に杭を埋設し、敷板を杭の埋設位置において杭に支持させることで、敷板上の荷重を杭を通じて地盤の深度方向に分散させるため、工事中の施工機械の荷重による地盤の局部的な沈下や流動とそれに伴う施工済みの構築物の崩壊や変形を防止することができる。
【００３７】
また工事終了後には杭を引き抜き、敷板と共に回収するのみで、地盤を工事前の状況に復帰させることができる。杭には翼が形成された翼付き杭を使用するため、杭の埋設と回収の作業効率が向上する。また周面摩擦力に加え、翼の下面に作用する地盤反力によって地盤に支持されるため、敷板上の荷重の支持能力が高まる。
更に、請求項２では杭により横滑りを拘束しているので、敷板の安定性が確保され、施工機械の移動時等の敷板の安定性が確保される。
その上に請求項３では、敷板の浮き上がりを杭によって拘束するため、敷板の安定性が向上する。即ち、杭の埋設位置において敷板を杭に支持させることにより敷板の沈下や横滑りが防止されると共に、敷板の浮き上がりが防止されるので敷板の安定性がより向上する。
【００３８】
また、杭に設けられた突起の存在によりまたは杭の頭部により該凹部において敷板は支持され、かつ、凹部の連結用開口部において敷板の上から杭頭に螺合して固定される止め具もしくは杭頭周面に螺合して固定される止め具の存在により敷板の横滑りを杭によって拘束するため、敷板の安定性が確保される。
【００３９】
請求項２では敷板の、杭の埋設位置に杭が挿通可能な開口を形成することで、杭の埋設前に敷板の敷設を行うことを可能にし、仮設地盤の施工開始時から地盤面を保護することができる。
【００４０】
また、請求項２では敷板の開口に凹部が形成された連結材を敷板の表面側から嵌合させ、敷板に一体化させるため、敷板の敷設を杭の埋設に先行させながら、敷板と杭との連結等、敷板の横滑りの拘束作業を容易に行うことができる。
【００４１】
また、いずれの請求項でも横滑りを杭によって拘束し、敷板の浮き上がりを杭によって拘束するため、敷板の安定性が向上し、仮設地盤の端部の上に揚重装置を設置して地中連続壁の固化前にその中にＨ形鋼等の芯材を挿入し、地中連続壁を強化する施工を実施した場合も、地中連続壁の構築から芯材挿入までの作業を何の障害もなく行え、結果的に杭先端の深度より深い地盤に対する施工時にも仮設地盤下の地盤の流動や敷板の沈下や横滑り等が発生しない。
また、いずれの請求項でも敷板は杭の埋設位置に表面側が凹となった凹部が形成されているので、図３，図５，図６に示すように、止め具を敷板の上面より突出させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平坦な敷板を使用した場合の仮設地盤を示した縦断面図である。
【図２】凹部を有する敷板を使用した場合の仮設地盤を示した縦断面図である。
【図３】杭と敷板の連結例を示した縦断面図である。
【図４】図３に示す杭を示した斜視図である。
【図５】杭と敷板の他の連結例を示した縦断面図である。
【図６】杭と敷板の他の連結例を示した縦断面図である。
【図７】敷板に杭が挿通可能な開口を形成した場合の杭と敷板の連結例を示した縦断面図である。
【図８】翼が杭の先端側から頭部側へかけて次第に大きくなるように形成した杭の使用例を示した立面図である。
【図９】図２の仮設地盤を使用して地中連続壁を構築した様子を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１……仮設地盤、２……杭、2a……翼、2b……突起、2c……雌ねじ孔、2d……孔、３……止め具、3a……ねじ部、3b……突起、４……敷板、4a……凹部、4b……開口、4c……連結用開口、５……連結材、5a……凹部、5b……連結用開口、６……ボルト、７……地中連続壁。
【図１】
0003892202.tif 000002
【図２】
0003892202.tif 000003
【図３】
0003892202.tif 000004
【図４】
0003892202.tif 000005
【図５】
0003892202.tif 000006
【図６】
0003892202.tif 000007
【図７】
0003892202.tif 000008
【図８】
0003892202.tif 000009
【図９】
0003892202.tif 000010