(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設された鋼矢板の引き抜き後に地盤に生じる空隙部を締め固める地盤締固め工法であって、
先端部に水噴射ノズルを有するロッドを前記空隙部を含む地盤もしくはその近傍の地盤に、水を噴出しながら所要位置まで穿孔貫入する貫入工程と、前記貫入工程において地盤に貫入された前記ロッドを引き上げつつ前記水噴射ノズルから水を噴射して、そのノズル周りの地盤を押し崩すとともに、この押し崩された地盤を下部から順に水締めによって締固める締固め工程とよりなり、
前記ロッドが、吊下げ用の挿入穴を有する基端側部片と、前記ノズルを有する先端側部片との中間部に中間部片を継ぎ足し可能に構成されている
ことを特徴とする地盤締固め工法。
【請求項２】
前記ロッドによる穿孔は、前記ロッドを上下動させながら行われる請求項１に記載の地盤締固め工法。
【請求項３】
前記締固め工程における前記ロッドの引き上げは、前記ロッドを上下動させながら行われる請求項１または２に記載の地盤締固め工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として土留め止水用の構造物を構成する鋼矢板の抜き取りに伴う周辺地盤の緩みや崩壊を防止するための地盤締固め工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生活環境の変化や環境整備などの推進に伴い、市街地等において地下鉄道の建設や、共同溝工事などの地下工事が多く行われるようになっている。
【０００３】
一般に、地下工事を行うにあたっては、掘削部への土砂崩れや浸水を防止するために、掘削部の路線に沿う両側の地盤に鋼矢板を打ち込んで土留め壁を構築するという方法が実施されている。通常、この土留め壁を構成する鋼矢板は、他の工事現場等で再使用されるため、地下工事の終了に伴い地盤から抜き取られる。
【０００４】
このように地盤から鋼矢板が抜き取られた結果、地盤には隙間が生じるため、周辺地盤の緩みや崩壊を招き、引いては近接構造物を傾斜させるという不具合が発生する。従来、このような不具合を回避するために、隙間が生じた地盤の表層部に水を流して締め固めたり、地盤にセメントミルクを注入したり、あるいは地盤に打ち込まれている鋼矢板を抜き取らずに埋め殺ししたりするなどの手段が講じられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鋼矢板の抜き取りに伴い生じた地盤の隙間に対して、表層部のみを水で締め固めたとしても、周辺地盤の緩みや崩壊を防ぐには不十分であり、所望の効果を得ることができないという問題点がある。また、地盤に打ち込まれている鋼矢板を引き抜かずに埋め殺ししたのでは多大の損害を被るとともに、地下水脈を分断させてしまう恐れがあるという問題点がある。また、地盤にセメントミルクを注入するという手段でも、地下水脈の分断という問題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、鋼矢板の抜き取りに伴う周辺地盤の緩みや崩壊を防止することができる地盤締固め工法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による地盤締固め工法は、
打設された鋼矢板の引き抜き後に地盤に生じる空隙部を締め固める地盤締固め工法であって、
先端部に水噴射ノズルを有するロッドを前記空隙部を含む地盤もしくはその近傍の地盤に、水を噴出しながら所要位置まで穿孔貫入する貫入工程と、前記貫入工程において地盤に貫入された前記ロッドを引き上げつつ前記水噴射ノズルから水を噴射して、そのノズル周りの地盤を押し崩すとともに、この押し崩された地盤を下部から順に水締めによって締固める締固め工程とよりなり、
前記ロッドが、吊下げ用の挿入穴を有する基端側部片と、前記ノズルを有する先端側部片との中間部に中間部片を継ぎ足し可能に構成されている
ことを特徴とするものである（第１発明）。
【０００８】
本発明によれば、打設された鋼矢板の抜き取りに伴い生じる地盤の空隙部は水締めによって締め固められるので、鋼矢板の抜き取りに伴う周辺地盤の緩みや崩壊を防止でき、これによって近接構造物が傾斜するといった不具合を解消することができる。また、ロッドの貫入行程では、例えばスクリューオーガ等によって予め地盤を穿孔する必要がないので、作業効率が向上するという効果を奏する。しかも、水ジェットを利用して地盤を穿孔するため、低振動、低騒音であり、さらに狭い場所においても施工することができるので、近接施工が可能になるという利点がある。さらに、このロッドの穿孔貫入に際して使用されるロッド先端部に設けられた水噴射ノズルを貫入後に行われる水締めのためにそのまま使用するので、この地盤締固め工法を合理的に施工することができる。また、鋼矢板の抜き取りに伴い生じる空隙部の深さに応じてロッドの長さを容易に調整することができるので、地盤の締め固めを確実に行うことができるという効果を奏する。
【００１０】
前記発明において、前記ロッドによる穿孔は、前記ロッドを上下動させながら行われるのが好ましい（第２発明）。このようにすれば、前記ノズルから噴射される水による地盤の穿孔がよりスムーズに行われるという効果を奏する。
【００１１】
前記第１発明または第２発明において、前記締固め工程における前記ロッドの引き上げは、前記ロッドを上下動させながら行われるのが好ましい（第３発明）。このようにすれば、前記ノズルから噴射される水による地盤の水締めをより確実に行うことができるという効果を奏する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による地盤締固め工法の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１には、本発明の一実施形態に係る地盤締固め工法の施工状態図が示されている。また、図２には、本実施形態で使用されるロッドの構造を説明するための要部縦断面図（ａ）および（ａ）におけるＡ矢視図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００１５】
本実施形態の地盤締固め工法で使用される主な機器としては、次のようなものが挙げられる。すなわち、図１に示されるように、土留め壁６を構成する鋼矢板５を挟持し地盤４から引き抜く機能を備えた油圧駆動式のサイレントパイラー３と、このサイレントパイラー３との協働で鋼矢板５を引き抜き、この引き抜かれた鋼矢板５を図示省略される鋼矢板置場に移動させるラフテレンクレーン１と、鋼矢板５が引き抜かれた地盤４の締め固めに供するロッド１０と、このロッド１０を操作するためのラフテレンクレーン２などである。その他、図示省略するが、水槽や、この水槽内の水を圧送するためのグラウトポンプ等も使用される。なお、本実施形態では、これらの機器の移動・設置・施工を容易にするために、作業地盤はあらかじめ整地されている。
【００１６】
前記２基のラフテレンクレーン１，２は共に、作業半径や地耐力などを考慮して作業地盤における好適な場所に配置されている。また、前記サイレントパイラー３は、抜き対象の鋼矢板５を挟持した状態で、その抜き対象の鋼矢板５に隣接して打設されている数枚の鋼矢板５に反力をとるように設置されている。その他、前記水槽や、前記グラウトポンプも鋼矢板置場、ラフテレンクレーン１，２の作業半径などを考慮して設置されている。
【００１７】
前記ロッド１０は、図２（ａ）に示されるように、吊下げ用の挿入穴１１ａを有する基端側ロッド（基端側部片）１１と、ノズル１３ａを具備する先端側ロッド（先端側部片）１３と、両者を繋ぐ厚肉筒状の中間ロッド（中間部片）１２とを備えて構成されている。
【００１８】
前記中間ロッド１２には、その一端部に六角中空状の軸頚１２ａが設けられるとともに、他端部に六角孔１２ｂが設けられている。また、前記基端側ロッド１１には、圧送された水が供給される給水口１１ｃが設けられるとともに、この給水口１１ｃと接続され、中間ロッド１２の軸頚１２ａが嵌入される六角孔１１ｂが設けられている。また、前記先端側ロッド１３には、中間ロッド１２の六角孔１２ｂに嵌入する軸頚１３ｂがノズル１３ａの背面に設けられており、この軸頚１３ｂは、中間ロッド１２の軸頚１２ａと同じ形状と大きさで、ノズル１３ａ内部と連通されている。
【００１９】
前記ノズル１３ａは、先細円筒形状とされている。このノズル１３ａには、図２（ｂ）に示されるように、主に軸線方向に沿って水を噴射させるための中央ノズル孔１６がその中心部分に穿設され、更に軸線に対して下方４５°方向に水を噴射させるための周辺ノズル孔１７がその中央ノズル孔１６の周囲に等分配置されるように複数箇所（４箇所）穿設されている。本実施形態では、これらノズル孔１６，１７，１７，１７，１７から噴射される水の量や圧力を調節することによって、地盤４を穿孔したり、あるいはノズル１３ａ周りの地盤４を押し崩して水締めしたりするようにされている。
【００２０】
基端側ロッド１１と中間ロッド１２とは、基端側ロッド１１の六角孔１１ｂと中間ロッド１２の軸頚１２ａとが嵌り合うことで接続され、ピン１５にて両者が固定されている。また、同様に、中間ロッド１２と先端側ロッド１３とは、中間ロッド１２の六角孔１２ｂと先端側ロッド１３の軸頚１３ｂとが嵌り合うことで接続され、ピン１５'にて両者が固定されている。
【００２１】
このように構成されるロッド１０においては、基端側ロッド１１と中間ロッド１２との間（あるいは中間ロッド１２と先端側ロッド１３との間）に別体の中間ロッド１２を介挿し継ぎ足すことでロッド１０の長さ調節が行われる。また、本実施形態では、グラウトポンプの駆動で水槽内の水を給水口１１ｃに圧送するようにされており、この給水口１１ｃに圧送された水を中間ロッド１２の軸頚１２ａおよび中空部１２ｃ、並びに先端側ロッド１３の軸頚１３ｂを介してノズル１３ａ内部に供給し中央ノズル孔１６および周辺ノズル孔１７，１７，１７，１７から噴射するようにされている。
【００２２】
次に、本実施形態の地盤締固め工法に基づく施工について図１および図３を参照しつつ説明する。本施工は、鋼矢板５の抜取り作業、ロッド１０の貫入作業および地盤４の締固め作業により成される。
【００２３】
まず、鋼矢板５の抜取り作業は、次のようにして行われる。すなわち、図１に示されるように、土留め壁６の一側（図では右側）部における鋼矢板５をサイレントパイラー３を用いて地盤４から引き上げると同時に、ラフテレンクレーン１でその鋼矢板５を吊り上げ・補助し、サイレントパイラー３とラフテレンクレーン１との協働によりその鋼矢板５を地盤４から引き抜く。そして、地盤４から引き抜かれた鋼矢板５をラフテレンクレーン１で鋼矢板置場に移動・載置する。
【００２４】
一方、ロッド１０の貫入作業は、次のようにして行われる。すなわち、図３（ａ）に示されるように、ロッド１０をラフテレンクレーン２（図示省略）で吊り下げ、ノズル１３ａの噴射口を鋼矢板５の引き抜きに伴い形成される地盤４の空隙部２１もしくはその近傍に向けて垂下させる。なお、符号２３で示されるのは、後述する地盤４の締固め作業時における補給用の盛り土であって、この盛り土２３は、ロッド１０の貫入作業時から予め準備されている。次いで、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ノズル１３ａから水を噴射させながらロッド１０を引き下げて、前記空隙部２１が存在する深さまでその空隙部２１周りの地盤４を穿孔する。この際、水噴射による穿孔をより効率良く行うために、ロッド１０を上下動させながら引き下げる。
【００２５】
こうして、ロッド１０の貫入後における地盤４の締固め作業は、次のようにして行われる。すなわち、図３（ｄ）に示されるように、前記貫入作業にて地盤４に貫入されたロッド１０を引き上げつつノズル１３ａから水を噴射させることにより、ノズル１３ａ周りの地盤４を押し崩すとともに、この押し崩された地盤４を下部から順に水締めによって締め固める。この際、水締めをより確実に行うために、ロッド１０を上下動させながら引き上げる。そして、この水締めによる締固め作業が地盤４の表層部分にまで差し掛かるとロッド１０周りの地盤４が崩落し、ノズル１３ａ周りの空隙に盛り土２３が一機に供給されるので、引き続き水締めによる締固め作業を行い、また必要であるならば砂利、砕石、砂等の骨材を補給しながら地表面まで水締めを行うことで、図３（ｅ）に示されるように、締固め作業が完了する。
【００２６】
ここで、図３（ａ）〜（ｃ）で示されるロッド１０の貫入作業では、穿孔効率を上げるために、グラウトポンプからの送水圧を２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２にして大量の水を主にノズル１３ａの軸線方向に噴射させるようにされている。一方、図３（ｄ）（ｅ）で示されるロッド１０による地盤４の締固め作業では、ノズル１３ａ周りの地盤を均等に押し崩すとともに、確実な水締めを行う観点から、ノズル１３ａから周辺の地盤４に対して均等に水を噴射させるとともに、この噴射された水を地上に噴き上げさせないようにするのが好ましいため、グラウトポンプからの送水圧を１０〜２０ｋｇ／ｃｍ２として、また噴射水量も貫入作業時における噴射水量よりも低く抑えられている。
【００２７】
本実施形態では、作業効率を上げるため、図１に示されるように、地盤４の締固め作業を鋼矢板５の抜取り作業に追随させて同時平行で行うようにされている。ただし、その締固め作業が隣で行われる鋼矢板５の抜取り作業によって阻害されないようにするために、ロッド１０に対して鋼矢板５を先行させた状態で、両者を同じ速度で引き抜くようにされている。
【００２８】
本実施形態によれば、鋼矢板５の抜取り作業に追随させて地盤４の締固め作業を繰り返し行うことによって、図１に示されるように、鋼矢板５が打設されていた地盤４には、締め固められた砂等でなる締固め壁２５が形成される。したがって、鋼矢板５の抜き取りに伴う周辺地盤の緩みや崩壊を防止でき、これによって近接構造物が傾斜するといった不具合を回避することができる。
【００２９】
なお、本発明者らは、本発明の効果を確認するために、鋼矢板５を抜き取る前の地盤４を基準に、鋼矢板５を抜き取った日の３日後から一定期間、本実施形態による締固め壁２５が形成された領域の地盤４と何らの処置も施されていない領域の地盤４とにおけるそれぞれの水平変位量および水準変位量を計測した。その結果、何らの処置も施されていない領域の地盤４と比較して、本実施形態による締固め壁２５が形成された領域の地盤４では、水平変位量および水準変位量ともに著しく少く、本発明の地盤締固め工法が有効であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る地盤締固め工法の施工状態図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態で使用されるロッドの構造を説明するための要部縦断面図で、図２（ｂ）は、（ａ）におけるＡ矢視図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態におけるロッドの貫入作業および地盤の締固め作業を説明するための図である。
【符号の説明】
１，２          ラフテレンクレーン
３              サイレントパイラー
４              地盤
５              鋼矢板
６              土留め壁
１０            ロッド
１１            基端側ロッド
１１ａ          挿入穴
１２            中間ロッド
１３            先端側ロッド
１３ａ          ノズル
２１            空隙部
【図１】
0003973401.tif 000002
【図２】
0003973401.tif 000003
【図３】
0003973401.tif 000004