(57)【要約】【課題】地下水位よりも低い箇所からケーシングセグメントを打ち込む場合、マイクロパイル工法の施工効率を高める上で有利な止水装置を提供すること。【解決手段】止水装置１０は、筐体１２とシール部材１４と開閉弁１６とを備えている。筐体１２は、下側筐体２２と、下側筐体２２の上に着脱可能に連結される上側筐体２４とを備え、下側筐体２２は、ケーシングセグメント打設面１８に設置される筐体下部２６と、筐体下部２６の上に着脱可能に連結される筐体上部２８とを備えている。開閉弁１６は、筐体上部２８の上部に配置されている。シール部材１４は上側筐体２４の内部に配置されている、シール部材１４は環状を呈し、その外周部が上側筐体２４の内周部に水密に取着され、その内周部がケーシングセグメントの外周面に水密に接触可能に設けられている。【選択図】図２
2016180233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロパイル工法で用いられる止水装置であって、
筐体と、シール部材とを備え、
前記筐体は、ケーシングセグメント打設箇所に設置され、前記筐体の上方およびケーシングセグメント打設面に開放状でケーシングセグメント外径よりも大きい内径を有してケーシングセグメント打設方向に延在する内部空間を有し、
前記シール部材は環状を呈し、その外周部が前記筐体の内周部に水密に取着され、その内周部がケーシングセグメントの外周面に水密に接触可能に設けられ、
前記筐体に、前記シール部材の内側に位置する内側空間と、前記シール部材が設けられた箇所を除いた残りの前記内部空間の部分とにより、前記筐体の上方および前記ケーシングセグメント打設面に開放状のケーシングセグメント挿通空間が形成され、
さらに、前記ケーシングセグメント挿通空間を上下に分断可能な開閉弁が設けられている、
ことを特徴とするマイクロパイル工法で用いられる止水装置。
【請求項２】
前記筐体は、上部に前記開閉弁が取着され前記ケーシングセグメント打設面に設置される下側筐体と、前記開閉弁の上に着脱可能に連結される上側筐体とを備え、
前記シール部材は前記上側筐体に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロパイル工法で用いられる止水装置。
【請求項３】
前記下側筐体は、前記ケーシングセグメント打設面に着脱可能に設置される筐体下部と、前記筐体下部の上に着脱可能に連結される筐体上部とを備え、
前記開閉弁は、前記筐体上部の上部に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項２記載のマイクロパイル工法で用いられる止水装置。
【請求項４】
前記筐体下部には、充填材供給用ホースの挿通孔が開閉可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項３記載のマイクロパイル工法で用いられる止水装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、前記筐体に取着され前記ケーシングセグメント挿通空間を上下に仕切るケースと、前記ケースの内部に移動可能に配設される板部を有する弁体と、前記弁体を移動させる弁体駆動部とを備え、
前記ケースに、ケーシングセグメント相互を連結するケーシングセグメント外径よりも大きい外径を有する継手部材が挿通可能な大きさの孔が形成され、
前記板部に、前記孔の内径以上の寸法の内径の開口が形成され、
前記弁体駆動部により開放位置に前記弁体が移動されると、前記ケースの孔と前記弁体の開口とが合され、前記弁体駆動部により遮断位置に前記弁体が移動されると、前記ケースの孔が前記弁体の板部で閉塞される、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか1項記載のマイクロパイル工法で用いられる止水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロパイル工法で用いられる止水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロパイル工法は、直径３００ｍｍ以下の小径の場所打ち杭の総称であり、コンパクトな施工設備で足りること、狭い空間で施工できること、既設構造物の機能を停止することなく施工できることなどの理由から、既設構造物の耐震補強や地盤補強、斜面の安定化などをはじめとする様々な用途に用いられている。
マイクロパイル工法では、まず、先端外周部が外側削孔用カッターとされた１番目のケーシングセグメントの内部に、先端に削孔ドリルが取着された１番目のロッドを挿通させ、それら１番目のケーシングセグメントとロッドとを回転させつつ、また、水を注入しつつ削孔していく。そして、所定の深さ毎に、ケーシングセグメントの端部に次のケーシングセグメントを継ぎ足すと共に、ロッドの端部に次のロッドを継ぎ足し、ケーシングセグメントとロッドとを回転させ、また、水を注入しつつ所定の深さまで削孔していく削孔工程が行なわれる。
なお、複数のケーシングセグメントが継ぎ足されることでケーシングが構成される。
【０００３】
次に、削孔工程後、削孔ドリルをロッドと共にケーシングから引き抜く工程が行なわれる。
次に、補強材をケーシングの内部にケーシングの全長にわたって配設する補強材配設工程が行なわれる。
次に、ケーシングの内部にグラウト材を充填するグラウト材充填工程が行なわれる。
次に、グラウト材を加圧注入しつつケーシングを引き抜く工程が行なわれ、次に、ケーシングを、グラウト材が加圧充填されたグラウト材の中に所定量押し戻す工程とが行なわれ、グラウト材が硬化されることで、グラウト材による地盤接合部を有する杭体が得られる。
最後に、杭体の杭頭部を構造物に連結する構造物連結工程が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０１０３８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、既設構造物の底版からケーシングセグメントを地盤に打ち込む場合、既設構造物の底版が地下水位よりも低い場合、既設構造物の底版にケーシングセグメントが貫通した時点から地下水が既設構造物の底版上に侵入する。
この場合、侵入した地下水を排出しつつマイクロパイル工法を施工することもできるが、施工効率が落ちる。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、地下水位よりも低い箇所からケーシングセグメントを打ち込む場合、マイクロパイル工法の施工効率を高める上で有利な止水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため請求項１記載の発明は、マイクロパイル工法で用いられる止水装置であって、筐体と、シール部材とを備え、前記筐体は、ケーシングセグメント打設箇所に設置され、前記筐体の上方およびケーシングセグメント打設面に開放状でケーシングセグメント外径よりも大きい内径を有してケーシングセグメント打設方向に延在する内部空間を有し、前記シール部材は環状を呈し、その外周部が前記筐体の内周部に水密に取着され、その内周部がケーシングセグメントの外周面に水密に接触可能に設けられ、前記筐体に、前記シール部材の内側に位置する内側空間と、前記シール部材が設けられた箇所を除いた残りの前記内部空間の部分とにより、前記筐体の上方および前記ケーシングセグメント打設面に開放状のケーシングセグメント挿通空間が形成され、さらに、前記ケーシングセグメント挿通空間を上下に分断可能な開閉弁が設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記筐体は、上部に前記開閉弁が取着され前記ケーシングセグメント打設面に設置される下側筐体と、前記開閉弁の上に着脱可能に連結される上側筐体とを備え、前記シール部材は前記上側筐体に配置されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記下側筐体は、前記ケーシングセグメント打設面に着脱可能に設置される筐体下部と、前記筐体下部の上に着脱可能に連結される筐体上部とを備え、前記開閉弁は、前記筐体上部の上部に取り付けられていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記筐体下部には、充填材供給用ホースの挿通孔が開閉可能に設けられていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記開閉弁は、前記筐体に取着され前記ケーシングセグメント挿通空間を上下に仕切るケースと、前記ケースの内部に移動可能に配設される板部を有する弁体と、前記弁体を移動させる弁体駆動部とを備え、前記ケースに、ケーシングセグメント相互を連結するケーシングセグメント外径よりも大きい外径を有する継手部材が挿通可能な大きさの孔が形成され、前記板部に、前記孔の内径以上の寸法の内径の開口が形成され、前記弁体駆動部により開放位置に前記弁体が移動されると、前記ケースの孔と前記弁体の開口とが合され、前記弁体駆動部により遮断位置に前記弁体が移動されると、前記ケースの孔が前記弁体の板部で閉塞されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載のマイクロパイル工法によれば、地下水位よりも下方に位置する箇所でケーシングセグメントを地盤に打ち込む際、地下水の底版上への侵入を阻止でき、ケーシングセグメントの打ち込みを効率良く行なう上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、ケーシングセグメント打設面に設置された下側筐体の内部は、ケーシングセグメント外径よりも大きい内径を有してケーシングセグメント打設方向に延在する内部空間となっている。したがって、シール部材が組み付けられた上側筐体を取り外すと、ケーシングセグメントの継手部材の外径よりも大きい内径の孔を、下側筐体を通してケーシングセグメント打設箇所にあけることができ、ケーシングセグメントの打ち込み作業前の準備作業を効率良く行なう上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、止水装置の筐体を設置する際、重量が大きく、場所をとる開閉弁が組み付けられた筐体上部が取り外された筐体下部のみをケーシングセグメント打設箇所に設置できる。したがって、筐体下部をケーシングセグメントの所定の箇所に簡単に設置する上で有利となり、止水装置の筐体を所定の箇所に効率良く設置する上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、ケーシングセグメントの継手部材の外径よりも大きい内径の孔をケーシングセグメント打設箇所にあけた場合、ケーシングセグメント打設面に最も近い箇所から、孔の内周面とケーシングの外周面との間の環状の隙間に充填材を充填する作業を効率良く行なう上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、簡単な構成の開閉弁によりケーシングセグメント挿通空間の開閉を確実に行なう上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】上側筐体を取り除いた止水装置の平面図である。
【図２】止水装置の断面正面図である。
【図３】ケースの平面図である。
【図４】弁体の平面図である。
【図５】マイクロパイル工法を施工する際の止水装置の設置状態の説明図である。
【図６】マイクロパイル工法を施工する際の止水装置の使用状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１、図２に示すように、マイクロパイル工法で用いられる止水装置１０は、筐体１２と、シール部材１４と、開閉弁１６とを備えている。
筐体１２は、ケーシングセグメント打設箇所に設置され、筐体１２の上方およびケーシングセグメント打設面１８に開放状でケーシングセグメント外径およびケーシングセグメントを連結する継手部材よりも大きい内径を有してケーシングセグメント打設方向に延在する内部空間１２Ａを有している。
筐体１２は、下側筐体２２と、下側筐体２２の上に着脱可能に連結される上側筐体２４とを備えている。
さらに、下側筐体２２は、ケーシングセグメント打設面１８に設置される筐体下部２６と、筐体下部２６の上に着脱可能に連結される筐体上部２８とを備えている。
筐体下部２６には、ホース挿通孔３０が開閉可能に設けられている。
【００１１】
開閉弁１６は、筐体上部２８の上部に配置されている。
図１、図３、図４に示すように、開閉弁１６は、ケース３２と、弁体３４と、弁体駆動部３６とを備えている。
ケース３２は水平面上に延在して筐体１２を上下に仕切っており、ケース３２は、筐体上部２８の上部および上側筐体２４の下部に水密に結合されている。
ケース３２は扁平な矩形板状を呈し、一体の幅をもって水平方向に延在しており、ケース３２の内部は弁体３４が水密に直線移動する移動路となっている。
筐体上部２８の直上に位置するケース３２の箇所には、下側筐体２２の内部と上側筐体２４の内部とに連通する連通孔３２０２が形成されている。連通孔３２０２は、ケーシングセグメント外径およびケーシングセグメントを連結する継手部材の外径よりも大きい内径を有している。
弁体３４は長方形状の板部を有し、板部は、連通孔３２０２の内径以上の寸法の内径の開口３４０２と、連通孔３２０２を閉塞する閉塞板部３４０４とを有している。
弁体駆動部３６は、ケース３２で支持された雌ねじ部３２０４と、雌ねじ部３２０４に螺合する雄ねじ部材３６０２とを備えている。雄ねじ部材３６０２の長手方向の一端は弁体３４に連結され、雄ねじ部材３６０２の長手方向の他端にハンドル３６０４が取着されている。
したがって、ハンドル３６０４を回転操作することで雄ねじ部材３６０２が回転しつつ軸方向に移動し、弁体３４は、開口３４０２が連通孔３２０２に合わされる開放位置と、弁体３４の閉塞板部３４０４で連通孔３２０２を閉塞し後述するケーシングセグメント挿通空間１２Ｂを遮断する遮断位置との間で往復直線移動される。
【００１２】
図２に示すように、シール部材１４は上側筐体２４の内部に配置されている、
シール部材１４は環状を呈し、その外周部が上側筐体２４の内周部に水密に取着され、その内周部がケーシングセグメントの外周面に水密に接触可能に設けられている。
筐体１２に、シール部材１４の内側の内側空間と、シール部材１４の下方の内部空間１２Ａとによりケーシングセグメント打設面１８に連通するケーシングセグメント挿通空間１２Ｂが形成されている。シール部材１４の下方のケーシングセグメント挿通空間１２Ｂは、下側筐体２２の内部で形成されているため、ケーシングセグメント外径およびケーシングセグメントを連結する継手部材よりも大きい内径を有している。
開閉弁１６は、開放位置で開口３４０２、連通孔３２０２を介してケーシングセグメント挿通空間１２Ｂを筐体１２内で上下に連通させ、遮断位置で閉塞板部３４０４によりケーシングセグメント挿通空間１２Ｂを筐体１２内で遮断する。すなわち、開閉弁１６は、ケーシングセグメント挿通空間１２Ｂを上下に分断可能に設けられている。
【００１３】
つぎに止水装置１０の使用方法について説明する。
図５に示すように、本実施の形態では、コンクリート底版４２、コンクリート側壁４４を有する既存構造物４６をマイクロパイル工法で補強する場合について説明する。
コンクリート底版４２は地下水位４８よりも低い箇所に位置しており、コンクリート底版４２に孔をあけた時点で地下水がコンクリート底版４２上に侵入してくる。
なお、図５において符号５２は、コンクリート底版４２上に搬入されたケーシングセグメント削孔機（マイクロパイル削孔機）、符号５４はケーシングセグメント、符号５６はケーシングセグメント５４を連結する継手部材を示し、図６において符号５８は先端に削孔ドリル５８Ａが取着されたロッド、符号６０は補強材を示している。
【００１４】
まず、図６（Ａ）に示すように、ケーシングセグメント打設面１８となるコンクリート底版４２の上面に、筐体下部２６を取り外し可能で水密に設置する。
次に、図６（Ｂ）に示すように、開閉弁１６が組み付けられた筐体上部２８を筐体下部２６に組み付け、コンクリート底版４２の上面に下側筐体２２を設置する。
次に、図６（Ｃ）に示すように、開閉弁１６を開放位置にし、連通孔３２０２、開口３４０２を介してカッター６２によりコンクリート底版４２に、ケーシングセグメント５４を連結する継手部材５６の外径よりも大きい内径の孔６４を貫設する。
コンクリート底版４２に孔６４が貫設された時点から地下水は下側筐体２２の内部に侵入しており、孔６４が貫設されたならば、図６（Ｄ）に示すように、開閉弁１６を遮断位置とする。これにより、地下水は下側筐体２２の内部に満たされた状態に留まり、下側筐体２２の外側に漏れ出すことはない。
【００１５】
次に、図６（Ｅ）に示すように、ケース３２の上に上側筐体２４を取り付ける。
次に、図６（Ｆ）に示すように、開閉弁１６を開放位置にし、シール部材１４を通してケーシングセグメント５４を下方に挿入するとともに、ケーシングセグメント５４の内部に、先端に削孔ドリル５８Ａが取着されたロッド５８を挿通する。
ケーシングセグメント５４をシール部材１４に挿通させると、ケーシングセグメント５４の外周面とシール部材１４の内周部とは水密に接触するため、筐体１２の外側に地下水が漏れ出すことはない。
ケーシングセグメント５４は継手部材５６により、ロッド５８は不図示の継手部材により継ぎ足されつつコンクリート底版４２の下方の地盤中に打ち込まれる。詳細には、ケーシングセグメント５４の上端にキャップが水密に被せられ、このキャップを通しケーシングセグメント５４の先端に水を供給しつつ、また、ケーシングセグメント５４およびロッド５８を回転させ、先頭のケーシングセグメント５４先端のカッター５４Ａおよびロッド５８先端の削孔ドリル５８Ａにより削孔しつつケーシングセグメント５４は地中に打ち込まれていく。
【００１６】
複数のケーシングセグメント５４が継ぎ足されることでケーシング５４０２が構成され、先頭のケーシングセグメント５４が軟弱層を通過して荷重支持層に至ったならば、削孔ドリル５８Ａをロッド５８と共に引き抜き、補強材６０をケーシング５４０２の内部にケーシング５４０２の全長にわたって配設する。
次に、ケーシング５４０２の内部にグラウト材を充填するグラウト材充填工程が行なわれ、次に、グラウト材を加圧注入しつつケーシング５４０２を引き抜く工程が行なわれ、次に、ケーシング５４０２を、グラウト材が加圧充填されたグラウト材の中に所定量押し戻す工程とが行なわれ、グラウト材が硬化されることで、グラウト材による地盤接合部を有する杭体が得られる。
図６（Ｇ）は、ケーシング５４０２を、グラウト材が加圧充填されたグラウト材の中に所定量押し戻す工程が行なわれた後の状態を示しており、ケーシング５４０２の上端は上側筐体２４の上方に位置している。
【００１７】
次に、図６（Ｈ）に示すように、ホース挿通孔３０（図２参照）からホースＨを筐体１２の内部に挿入し、ホースＨを介して孔６４の内周面とケーシング５４０２の外周面との間の環状の隙間および下側筐体２２の内周面とケーシング５４０２の外周面との間の環状の隙間に充填材６６を充填する。
この充填材６６の充填により、コンクリート底版４２にあけられた孔６４は、ケーシング５４０２と充填材６６とにより水密に閉塞され、以後、孔６４から地下水がコンクリート底版４２上に侵入してくることはない。
次に、図６（Ｉ）に示すように、コンクリート底版４２から突出したケーシングセグメント５４および筐体１２をコンクリート底版４２から取り外し、杭頭鋼管６８をケーシング５４０２の上端に取り付け、杭体の杭頭部を構造物に連結する構造物連結工程が行なわれ、１本のマイクロパイルの打ち込みが終了する。このような作業を繰り返して行なうことで複数本のマイクロパイルが設けられ、既存コンクリート構造物の補強がなされる。
【００１８】
したがって、本実施の形態による止水装置１０を用いると、地下水位４８よりも下方に位置する箇所でケーシングセグメント５４を地盤に打ち込む際、地下水のコンクリート底版４２上への侵入を阻止できるので、ケーシングセグメント５４の打ち込みを効率良く行なう上で有利となる。
また、上側筐体２４を下側筐体２２に対して着脱可能に設けたので、上側筐体２４を取り外した状態で、ケーシングセグメント５４の継手部材５６の外径よりも大きい内径の孔６４を下側筐体２２を通してコンクリート底版４２にあけることができ、ケーシングセグメント５４の打ち込み作業前の準備作業を効率良く行なう上で有利となる。
また、重量が大きく、場所をとる開閉弁１６が組み付けられた筐体上部２８を、筐体下部２６に対して着脱可能に設けたので、図６（Ａ）に示すように、筐体上部２８が取り外された筐体下部２６のみをコンクリート底版４２上の所定の箇所に簡単に設置でき、止水装置１０の筐体１２を所定の箇所に効率良く設置する上で有利となる。
また、ケーシングセグメント打設面１８に最も近い筐体下部２６にホース挿通孔３０を開閉可能に設けたので、孔６４の内周面とケーシング５４０２の外周面との間の環状に隙間に充填材６６を充填する作業を効率良く行なう上で有利となる。
【００１９】
なお、実施の形態では、ケーシングセグメント５４相互を連結する継手部材５６が、ケーシングセグメント５４の端部外周面に結合される構成であり、継手部材５６の外径はケーシングセグメントの外径よりも大きい。そのため、コンクリート底版４２に、ケーシングセグメント５４の外径よりも大きい内径の孔を形成している。しかしながら、ケーシングセグメント５４相互を連結する継手部材５６が、ケーシングセグメント５４の端部内周面に結合され、ケーシングセグメント５４の連結部が、連結部以外の他の箇所のケーシングセグメント５４の外径と同じ寸法になる場合には、ケーシングセグメント５４の外径よりも大きい内径の孔６４を形成する必要はなくなる。この場合には、カッター６２を用いず最初からケーシングセグメント５４を筐体１２の内部に挿通し、ケーシングセグメント５４の先端のカッターと、ロッド５８先端の削孔ドリル５８Ａとによりコンクリート底版４２に孔６４をあけてもよい。この場合には、筐体１２は、上側筐体２４と、筐体上部２８と、筐体下部２６とに分割可能に構成しなくともよく、また、シール部材１４は、筐体上部２８に設けられていてもよく、筐体下部２６に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００２０】
１０  止水装置
１２  筐体
１４  シール部材
１６  開閉弁
２２  下側筐体
２４  上側筐体
２６  筐体下部
２８  筐体上部
３０  ホース挿通孔
３２  ケース
３４  弁体
３６  弁体駆動部
４２  コンクリート底版
４４  コンクリート側壁
４６  既存構造物
４８  地下水位
５４  ケーシングセグメント
５６  継手部材
【図１】
2016180233.tif 000003
【図２】
2016180233.tif 000004
【図３】
2016180233.tif 000005
【図４】
2016180233.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016180233.tif 000008