(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口する土留め鋼管単体を、連結部材によって上下方向に連結して形成された土留め鋼管であって、前記連結部材は前記土留め鋼管単体が連結される方向に穴径の長い形状の取付穴を有するとともに、前記土留め鋼管単体を固定するボルトを係脱可能に支持する切欠部が前記取付穴に連続して複数設けられていることを特徴とする土留め鋼管。
【請求項２】
前記切欠部は、前記取付穴の長手方向に対して垂直な方向であって、前記取付穴の長手方向の中心線に対して同じ側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の土留め鋼管。
【請求項３】
前記切欠部の上下方向の幅は、前記取付穴側に開口する側で最も広く、前記取付穴から離れるに従って狭くなることを特徴とする請求項１または２記載の土留め鋼管。
【請求項４】
前記ボルトが挿入されるナットは、前記土留め鋼管単体に溶接されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の土留め鋼管。
【請求項５】
前記ボルトはワッシャを介してナットに挿入されており、前記ワッシャと前記連結部材との間に空隙を生じていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の土留め鋼管。
【請求項６】
１つの前記連結部材について前記切欠部が２つ設けられているときに、上側に位置する切欠部は、前記取付穴の上端よりも下方に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の土留め鋼管。
【請求項７】
前記土留め鋼管単体の連結部分のいずれか１箇所に遮蔽板が取り付けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の土留め鋼管。
【請求項８】
両端が開口する土留め鋼管単体を、連結部材によって上下方向に連結して形成された土留め鋼管であって、前記連結部材は前記土留め鋼管単体が連結される方向に穴径の長い形状の取付穴を有するとともに、前記土留め鋼管単体を固定するボルトを係脱可能に支持する切欠部が前記取付穴に連続して複数設けられた土留め鋼管を、前記ボルトが前記切欠部に係止された状態で地中に埋設し、土留め鋼管内での作業終了後に、前記切欠部に対する前記ボルトの係止を解除した状態で土留め鋼管を引き上げることを特徴とする土留め工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木工事において地下作業の際に用いられる土留め鋼管と、この土留め鋼管を用いた土留め工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木工事において地下作業を行うにあたって、土留め鋼管が用いられている。作業者は、地中に埋設された土留め鋼管内に入って作業を行うが、土留め鋼管を埋設するために穴を掘る作業を考慮すると、土留め鋼管の面積は狭い方が好ましい一方で、作業者が作業するスペースを確保するという観点からは、面積は広い方が好ましく、比較的狭い面積であっても、作業性に優れた土留め鋼管が求められている。
【０００３】
また、土留め鋼管は、地下作業を行う際には不可欠であることから、一旦地中に埋設した土留め鋼管を、作業の終了時に引き上げて再利用できると、新たに土留め鋼管を組み立てる作業が不要となり、作業の効率化が図れるとともに、資源の有効利用にも資することとなる。
【０００４】
土留め鋼管の一例が、特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の土留め鋼管は、平面形状が円弧状のセグメントを複数組み合わせて円形の環状体としたものであり、セグメントは内層体とその外周面に一体として形成された凹凸のない外層体とから構成され、内層体には周方向の両端に縦フランジが設けられ、上下方向には水平フランジが設けられている。
【０００５】
この土留め鋼管によると、従来のセグメントではその外周が波状であるために圧入が困難であったのに対して、凹凸のない外層体を設けたことによって、圧入時の抵抗を小さくすることにより圧入を可能としている。しかし、この土留め鋼管では、圧入は確かに容易になるものの、一旦埋設された状態から再利用のために引き上げようとすると、水平方向に広がりを持つ水平フランジに対して上下方向の引っ張り圧がかかり、水平フランジが曲がってしまうため、再利用は不可能である。
【０００６】
このような状況を踏まえて、本発明者は、土留め鋼管を引き上げる際の初期荷重を軽減して引き上げ時の土留め鋼管の変形を防止し、再利用を可能にすることを目的とした土留め鋼管を発明し出願している。この発明は、上下方向に開口する土留め鋼管単体を、連結部材によって上下方向に連結して形成された土留め鋼管において、連結部材は、土留め鋼管単体が連結される方向に穴径の長い形状の取付穴を有するものである。
このような、連結される方向に穴径の長い形状の取付穴を有することに関連するものが、特許文献２に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平３―２４４７９０号公報
【特許文献２】実開昭５８−１０９４２号公報
【０００８】
しかし、特許文献２において長穴を設けることとしたのは、連結されるパネルの間に土砂が入っても、各パネルを連結する穴は長穴であるために、穴に入った土砂を排除しやすくなって、止めピンによる連結が不可能になることを防止するためであり、特許文献２に記載された構造から、本発明者が目的とする、土留め鋼管を引き上げる際の初期荷重の軽減を実現することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮して更なる改良を加えたものであって、一旦地中に埋設した後、作業の終了時に引き上げる際の初期荷重を軽減することによって変形を防止することができるため、再利用が可能であり、新たに土留め鋼管を組み立てる作業が不要となって、作業の効率化が図れるとともに、資源の有効利用にも有効な土留め鋼管と、この土留め鋼管を用いた土留め工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するために、本発明の土留め鋼管は、両端が開口する土留め鋼管単体を、連結部材によって上下方向に連結して形成された土留め鋼管であって、前記連結部材は前記土留め鋼管単体が連結される方向に穴径の長い形状の取付穴を有するとともに、前記土留め鋼管単体を固定するボルトを係脱可能に支持する切欠部が前記取付穴に連続して複数設けられていることを特徴とする。
【００１１】
連結部材は土留め鋼管単体が連結される方向に穴径の長い形状の取付穴を有するとともに、土留め鋼管単体を固定するボルトを係脱可能に支持する切欠部が取付穴に連続して複数設けられていることにより、土留め鋼管を埋設するときは、ボルトを切欠部に係止して、連結部材によって土留め鋼管単体を上下方向に隙間なく連結した状態で埋設することができるとともに、土留め鋼管内での作業終了後に土留め鋼管を引き上げるときは、切欠部に対するボルトの係止を解除すると、連結されている土留め鋼管単体が上段側から順次上方にずれ、このときに土留め鋼管単体の周囲に密着していた土砂が一旦離れるため、土砂による接触圧が低減し、初動荷重が小さい状態で土留め鋼管を引き上げることができる。
【００１２】
本発明においては、前記切欠部は、前記取付穴の長手方向に対して垂直な方向であって、前記取付穴の長手方向の中心線に対して同じ側に設けられていることが好ましい。
切欠部が、取付穴の長手方向に対して垂直な方向であって、取付穴の長手方向の中心線に対して同じ側に設けられていると、取付穴の長手方向に対して垂直な方向に連結部材を移動させるだけで、切欠部に対するボルトの係脱を実現することができ、係脱操作を簡便に行うことができる。
【００１３】
本発明においては、切欠部の上下方向の幅は、前記取付穴側に開口する側で最も広く、前記取付穴から離れるに従って狭くなることが好ましい。
切欠部の上下方向の幅が、取付穴側に開口する側で最も広くなっていることにより、連結部材を移動してボルトを切欠部に係止する際にボルトがスムーズに切欠部内に入るようになるとともに、切欠部の上下方向の幅が、取付穴から離れるに従って狭くなっているため、ボルトは切欠部に入った状態でしっかりと係止されるようになる。また、切欠部に対するボルトの係止を解除する際にも、ボルトが切欠部から抜けやすいため操作しやすい。
【００１４】
本発明においては、前記ボルトが挿入されるナットは、前記土留め鋼管単体に溶接されていることが好ましい。
ボルトが挿入されるナットは、土留め鋼管単体に溶接されていることにより、土留め鋼管単体に固定されたナットがボルトの周囲を固める構造となるため、土留め鋼管が引き上げられる際にボルトが受ける剪断力を弱めることができ、土留め鋼管の引き上げ作業に対しても強固な構造となる。
【００１５】
本発明においては、前記ボルトはワッシャを介して前記ナットに挿入されており、前記ワッシャと前記連結部材との間に空隙を生じていることが好ましい。
ワッシャと連結部材との間に空隙を生じていることにより、切欠部に対するボルトの係脱動作の際の接触抵抗が小さくなり、ボルトの係脱操作を行いやすい。
【００１６】
本発明においては、１つの前記連結部材について前記切欠部が２つ設けられているときに、上側に位置する切欠部は、前記取付穴の上端よりも下方に設けられていることが好ましい。
２つの切欠部をこのように形成することにより、切欠部に対するボルトの係止を解除すると、連結部材が落下して、上側に位置するボルトは縦長の取付穴の上端側に接するようになり、また、下側に位置するボルトは、縦長の取付穴の途中であって、切欠部が設けられていない場所に位置するようになる。
本発明における連結部材は、縦長の取付穴を挟んで非対称に切欠部が設けられていることから、重心が取付穴の長手方向の中心線上になく、ボルトの係止が解除された状態では、連結部材が重心を回転中心として回転しやすい状況を生じている。このような状況のもとで、上側に位置する切欠部が、取付穴の上端と同じ高さに設けられていると、ボルトの係止が解除された状態では、下側に位置するボルトは、取付穴の途中であって、下側の切欠部が設けられている場所に位置することになる。そうすると、連結部材が回転することによって、下側に位置するボルトは切欠部側に入り込むようになり、この位置で連結部材の回転が停止するため、連結部材が土留め鋼管単体の連結方向に対して斜めになって、土留め鋼管を引き上げる際に支障をきたすこととなる。
【００１７】
しかし、本発明のように、上側に位置する切欠部が、取付穴の上端よりも下方に設けられていると、切欠部に対するボルトの係止が解除されたときには連結部材が下側にずれ、これに伴って、下側に位置するボルトは、取付穴の途中であって切欠部が設けられていない場所に位置するようになるため、このような問題を生じることがない。
【００１８】
本発明の土留め鋼管においては、土留め鋼管単体の連結部分のいずれか１箇所に遮蔽板が取り付けられていることが好ましい。
遮蔽板が取り付けられていることにより、土留め鋼管を埋設した後、土留め鋼管内に作業者が入って作業を行う必要があるときに、上方からの落下物による危険を回避することができる。
【００１９】
本発明の土留め工法は、両端が開口する土留め鋼管単体を、連結部材によって上下方向に連結して形成された土留め鋼管であって、前記連結部材は前記土留め鋼管単体が連結される方向に穴径の長い形状の取付穴を有するとともに、前記土留め鋼管単体を固定するボルトを係脱可能に支持する切欠部が前記取付穴に連続して複数設けられた土留め鋼管を、前記ボルトが前記切欠部に係止された状態で地中に埋設し、土留め鋼管内での作業終了後に、前記切欠部に対する前記ボルトの係止を解除した状態で土留め鋼管を引き上げることを特徴とする。
【００２０】
この工法によると、土留め鋼管内での作業終了後に、切欠部に対するボルトの係止を解除した状態で土留め鋼管を引き上げると、連結されている土留め鋼管単体が上段側から順次上方にずれ、土留め鋼管単体の周囲に密着していた土砂が一旦離れるため、土砂による接触圧が低減し、初動荷重が小さい状態で土留め鋼管を引き上げることができる。そのため、引き上げ作業時に土留め鋼管に過大な力がかかることが無く、変形しにくいため、土留め鋼管の再利用が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、土留め鋼管を一旦地中に埋設した後、作業の終了時に引き上げて再利用することができるため、新たに土留め鋼管を組み立てる作業が不要となり、作業の効率化が図れるとともに、資源の有効利用にも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の土留め鋼管と土留め工法を、その実施形態に基づいて説明する。
図１から図３に、本発明の実施形態に係る土留め鋼管が作製される手順を示す。
図１は、土留め鋼管を構成する土留め鋼管単体が作製される手順を示しており、図１（ａ）に示す上下方向に開口する円形状鋼管１を、図１（ｂ）に示すようにその中心にて２分する。この分割によって得られた半円状鋼管２の間に、図１（ｃ）に示すように、板材３を挟み込むようにして連結して、平面視したときに小判状となる土留め鋼管単体４が形成される。この土留め鋼管単体４には、その内周側に、他の土留め鋼管単体４と連結するための連結部材５が設けられている。半円状鋼管２と板材３との連結は、溶接によって行うことができる。
なお、土留め鋼管単体４の形状は図示したものに限定されず、用途に応じてその形状は適宜選択される。
【００２３】
図２に、連結部材５の詳細を示す。
図２（ａ）は、連結部材５が複数設けられた土留め鋼管単体４を示しており、連結部材５が設けられる位置と個数は、図示したものに限定されず、状況に応じて適宜選択される。
なお、土留め鋼管単体４の幅Ａに対して、長さＢはその１．５倍以上となるように作製されている。これは、地中には下水道管やガス管等が数多く埋設されており、このような埋設物を避けて狭い領域で作業を行う必要があり、作業者の肩幅によって幅Ａを定めたときに、着座での作業を可能とするために必要なスペースを確保するためである。
連結部材５は、図２（ｂ）において詳細に示すように、上下方向、すなわち、土留め鋼管単体４が連結される方向に長い形状を有している。図２（ｂ）においては、上下方向に長い矩形状のものを示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、上下方向に長軸を有する楕円形であってもよい。
【００２４】
連結部材５には取付穴６が設けられ、この取付穴６は上下方向、すなわち、土留め鋼管単体４が連結される方向に、穴径の長い形状となっている。取付穴６に連続して、土留め鋼管単体４が連結される方向に対して垂直な方向、すなわち、取付穴６の長手方向に対して垂直な方向に連結部材５を切り欠いて形成された切欠部７、８が設けられている。ここでは、２つの切欠部７、８を設けたものを示しており、上側に位置する切欠部７は、取付穴６の上端９よりも下方に設けられている。また、一点鎖線で示す取付穴６の長手方向の中心線Ｃに対して同じ側（図２（ｂ）では右側）に、２つの切欠部７、８が設けられている。
【００２５】
切欠部７、８は、土留め鋼管単体４を固定するボルトを係脱可能に支持する機能を有するものであるが、この機能の詳細については後に詳述する。切欠部７、８の上下方向の幅は、ボルトの係脱の際に通過するボルトを固定するナットの径に基づいて定められるものであり、取付穴６側に開口する側の幅ｂが最も広く、取付穴６から離れるに従って狭くなり、最遠側の幅ａが最も狭い。また、取付穴６は、上側に位置する切欠部７より上方側の長さｃに比べて、下方側の長さｄが長くなるように形成されている。
【００２６】
図３（ａ）は、図２に示す土留め鋼管単体４を、連結部材５によって上下方向に連結したものを示し、図３（ｂ）はその連結部分の詳細を示し、図３（ｃ）は連結部分の断面を示している。
土留め鋼管単体４の内周側に設けられた連結部材５の切欠部７、８にボルト１０、１１がそれぞれ係止され、このボルト１０、１１のねじ溝と同じねじ溝を有するナット１２、１３が土留め鋼管単体４に溶接されており、上下方向に隣り合う土留め鋼管単体４は、ボルト１０、１１がワッシャ１４、１５を介してナット１２、１３に挿入されることによって固定されて隙間無く連結されている。この方法により複数の土留め鋼管単体４を上下方向に連結することによって土留め鋼管２０が形成される。連結される土留め鋼管単体４の数は、工事において掘削される深さに応じて適宜定められる。
【００２７】
ナット１２、１３の溶接は、土留め鋼管単体４の一部に内周面１６と外周面１７とを貫通する穴を空けて、土留め鋼管単体４の外周面１７に至るまでの深さを有するナット１２、１３を形成し、このナット１２、１３を土留め鋼管単体４の外周面１７側で溶接することによって行われる。こうすることにより、溶接部Ｄは土留め鋼管単体４の外周面１７側に存在することになり、後述する連結部材５の取付穴６内でのボルト１０、１１の操作の際に、溶接部Ｄがボルト１０、１１の動きを阻害することがない。
図３（ｃ）において、ナット１２、１３の連結方向の厚みは、連結部材５の厚みと土留め鋼管単体４の厚みとを合わせたものよりも大きく、ワッシャ１４、１５の径は、ナット１２、１３の径よりも大きい。そのため、ワッシャ１４、１５と連結部材５との間には、空隙１８、１９を生じている。この空隙１８、１９の作用については、後に詳述する。
【００２８】
図４に基づいて、連結部材５の機能を説明する。
図４（ａ）は、上下方向に連結する上部土留め鋼管単体４ａと下部土留め鋼管単体４ｂとが互いに隙間無く連結された状態を示しており、上側に位置するボルト１０は上部土留め鋼管単体４ａに固定され、下側に位置するボルト１１は下部土留め鋼管単体４ｂに固定されている。この状態でボルト１０、１１は切欠部７、８によって係止されており、ボルト１０とボルト１１との上下方向の間隔は、切欠部７と切欠部８との上下方向の間隔に等しくなるように固定されるため、この状態で上部土留め鋼管単体４ａを上方に引き上げても、上部土留め鋼管単体４ａと下部土留め鋼管単体４ｂとは互いに隙間無く連結された状態のままである。
【００２９】
この連結部材５に対して、その一方の側面Ｅを、上部土留め鋼管単体４ａと下部土留め鋼管単体４ｂとの連結方向に垂直な方向、すなわち取付穴６の長手方向に対して垂直な方向に、図４（ｂ）に示すように叩くなどして力を加えると、矢印方向に連結部材５が移動して、切欠部７、８に対するボルト１０、１１の係止が解除され、ボルト１０、１１は取付穴６内に位置するようになる。この連結部材５の移動に際して、図３（ｃ）に示したように、ワッシャ１４、１５と連結部材５との間には、空隙１８、１９を生じているため、ワッシャ１４、１５と連結部材５との間の接触抵抗が小さくなっており、連結部材５の一端を叩くなどの簡単な操作だけでボルト１０、１１の係脱操作を行うことができる。
【００３０】
また、図２（ｂ）に示したように、切欠部７、８の上下方向の幅は、取付穴６側に開口する側の幅ｂが最も広く、取付穴６から離れるに従って狭くなり、最遠側の幅ａが最も狭くなっているため、ボルト１０、１１を切欠部７、８に係止する際にボルト１０、１１がスムーズに切欠部７、８内に入るようになるとともに、ボルト１０、１１は切欠部７、８に入った状態でしっかりと係止されるようになる。また、切欠部７、８に対するボルト１０、１１の係止を解除する際にも、ボルト１０、１１が切欠部７、８から抜けやすくなり、係脱操作がしやすい。
【００３１】
上記の操作を行うと、連結部材５は図４（ｃ）に示すように、上部土留め鋼管単体４ａと下部土留め鋼管単体４ｂとの連結方向下方に落下して、上側に位置するボルト１０は、取付穴６の上端９側に接するようになり、また、下側に位置するボルト１１は、取付穴６の途中であって、切欠部７、８が設けられていない場所に位置するようになる。連結部材５が自然に落下しにくいときは、連結部材５の上端面を叩くなどして落下させることができる。
【００３２】
この状態から図４（ｄ）に示す状態のように土留め鋼管を引き上げると、上側に位置するボルト１０は、連結部材５を押し上げながら上方に移動する。ボルト１０、１１は、縦長の取付穴６内に位置しているため、ボルト１０とボルト１１との上下方向の間隔は可変であり、このとき、下側に位置するボルト１１はそのままの位置に留まるため、上側に位置するボルト１０と下側に位置するボルト１１との間隔が広がり、この間隔に相当する長さだけ、上部土留め鋼管単体４ａと下部土留め鋼管単体４ｂとの間に隙間を生じる。上部土留め鋼管単体４ａと下部土留め鋼管単体４ｂとの間に隙間を生じさせる構造としたことによる作用効果は、後の土留め工法の説明の際に詳述する。
【００３３】
土留め鋼管を引き上げる際には、ボルト１０、１１は引き上げによる剪断力を受けることになるが、ボルト１０、１１が挿入されるナット１２、１３は、土留め鋼管単体４に溶接されており、このナット１２、１３がボルト１０、１１の周囲を固める構造となるため、土留め鋼管が引き上げられる際にボルト１０、１１が受ける剪断力を弱めることができ、土留め鋼管の引き上げ作業に対しても強固な構造となる。
【００３４】
本実施形態の連結部材５では、図４（ｃ）において一点鎖線で示す、取付穴６の長手方向の中心線Ｃに対して同じ側に切欠部７、８が設けられていることから、縦長の取付穴６を挟んで左右非対称な構造となっている。そのため、その重心が取付穴６の長手方向の中心線Ｃ上になく、ボルト１０、１１の係止が解除された状態では、連結部材５が重心を回転中心として回転しやすい状況を生じる。
上側に位置する切欠部７が、取付穴６の上端９と同じ高さに設けられていると、ボルト１０、１１の係止が解除された状態では、下側に位置するボルト１１は、取付穴６の途中であって、下側の切欠部８が設けられている場所に位置することになる。そうすると、連結部材５がその斜め下側に示した白抜き矢印の方向に回転することによって、下側に位置するボルト１１は下側の切欠部８側に入り込むようになり、その状態で連結部材５の回転が停止する。そのため、連結部材５が土留め鋼管単体４の連結方向に対して斜め方向に傾くようになって、土留め鋼管２０を引き上げる際に支障をきたすこととなる。
【００３５】
しかし、本実施形態における連結部材５では、上側に位置する切欠部７は、取付穴６の上端９よりも下方に設けられているため、ボルト１０、１１の係止が解除されたときには連結部材５が下方にずれ、これに伴って、下側に位置するボルト１１は、取付穴６の途中であって、切欠部７、８が設けられていない場所に位置するようになるため、下側に位置するボルト１１は切欠部８側に入り込む余地がない。従って、ボルト１０、１１が図４（ｃ）に示す場所に位置することによって、連結部材５の回転を阻止することとなり、連結部材５は土留め鋼管単体４の連結方向に沿う方向で維持され、傾くことがない。
【００３６】
なお、上部土留め鋼管単体４ａを引き上げると、下側に位置するボルト１１は、図４（ｄ）に示すように、取付穴６の途中であって、切欠部８が設けられている場所に位置するようになるが、このときは、連結部材５にも上方向きに引張力が作用しており、この引張力によって連結部材５の回転は阻止されるため、問題を生じない。
【００３７】
図５に、土留め鋼管の他の実施形態を示す。
図５（ａ）に示すように、土留め鋼管２０は、複数の土留め鋼管単体４を連結部材５によって上下方向に連結することによって形成されており、土留め鋼管単体４の連結部分の一箇所に、遮蔽板２１が取り付けられている。遮蔽板２１は、土留め鋼管単体４の連結部分の面の一部を覆うに必要な面積を有している。図５（ｂ）は、遮蔽板２１の詳細を示しており、遮蔽板２１は、図５（ｃ）に示す、曲がり部２３を有する取り付け棒２２によって土留め鋼管単体４に取り付けられている。遮蔽板２１の取り付けは、例えば、土留め鋼管単体４の互いに対向する位置に２つの穴を設け、この穴に取り付け棒２２を差し込み、遮蔽板２１の一端を曲がり部２３に接触させて固定することによって可能であり、遮蔽板２１は、取り付け棒２２を支軸として開閉自在な構造となっている。
【００３８】
以下に、上述した土留め鋼管を用いた土留め工法について説明する。
図６に、本実施形態の土留め鋼管を地下に埋設する手順を示す。
図６（ａ）において、土留め鋼管２０は地表面３０上で組み立てられ、図６（ｂ）のように、吊り上げ兼用掘削機３１によって掘削した後、図６（ｃ）のように、土留め鋼管２０を地中に挿入する。目的埋設深さ３２まで吊り上げ兼用掘削機３１によって掘削が可能であるときは、土留め鋼管２０の下端が目的埋設深さ３２に合致するように土留め鋼管２０を挿入する。また、吊り上げ兼用掘削機３１による目的埋設深さ３２までの掘削が不可能であるときは、掘削可能な深さまで土留め鋼管２０を挿入した後、図６（ｄ）に示すように、吸引機３３を用いて土砂を吸引して土留め鋼管２０を目的埋設深さ３２まで挿入する。
【００３９】
図７は、図６に示す吸引機３３を用いても除去できない石や木などの異物が存在する場合の作業手順を示しており、図７（ａ）とその詳細図である図７（ｂ）に示すように、土留め鋼管２０内に作業者３４が入って、目的埋設深さ３２に達するまで上記の異物を除去する。除去された異物は、廃出容器３５に入れられて吊り上げ兼用掘削機３１により土留め鋼管２０外に廃出される。この作業の際には、遮蔽板２１が作業者３４の上方を覆うように設置されており、異物の廃出作業に伴う落下物による事故を防止している。その後、図７（ｃ）に示すように、吊り上げ兼用掘削機３１によって土留め鋼管２０に上方から圧力を加えて、目的埋設深さ３２に達するまで土留め鋼管２０を挿入して挿入作業を完了する。
【００４０】
次に、土留め鋼管内での作業が終了して、土留め鋼管を引き上げる工程について説明する。
図８は、土留め鋼管２０が地中に埋設されている状態を示しており、この状態のもとでは、土留め鋼管２０の周囲を取り囲む土砂の接触圧が大きく、このままの状態で土留め鋼管２０を引き上げると、初動荷重が極めて大きくなる。そのため、土留め鋼管２０の引き上げに用いられる引き上げ機に大きな負担がかかるばかりでなく、引き上げ作業によって土留め鋼管２０が大きな歪みを受けて変形し、土留め鋼管２０を再利用することが不可能となる。本発明は、このような状況にも好適に対応することによって、土留め鋼管２０が大きな歪みを受けて変形することを防止し、土留め鋼管２０を再利用することを可能とした点に大きな特徴がある。
【００４１】
土留め鋼管２０を地中に挿入する過程、および土留め鋼管２０が地中に埋設されている状態においては、土留め鋼管２０を構成する土留め鋼管単体４は、図８（ｂ）とその詳細図である図８（ｃ）に示すように、連結部材５によって隙間無く連結されており、この状態でボルト１０、１１は切欠部７、８によって係止されている。
【００４２】
図９（ａ）は、土留め鋼管２０が吊り上げ兼用掘削機３１によって引き上げられている様子を示しており、このときの連結状態を、図９（ｂ）とその詳細図である図９（ｃ）に示す。
土留め鋼管２０を上方に引き上げる際には、図４（ｂ）から（ｄ）において説明したように、切欠部７、８に対するボルト１０、１１の係止を解除すると、上側に位置するボルト１０は、連結部材５を押し上げながら上方に移動する。このとき、下側に位置するボルト１１はそのままの位置に留まるため、上側に位置するボルト１０と下側に位置するボルト１１との間隔が広がり、この間隔に相当する長さだけ、上部土留め鋼管単体４ａと下部土留め鋼管単体４ｂとの間に隙間を生じる。
【００４３】
このような隙間の形成は上側から順に行われ、土留め鋼管２０を構成する最上段にある土留め鋼管単体４が引き上げ作業によって上方にずれ、この土留め鋼管単体４の周囲に密着していた土砂が一旦離れる。次に、土留め鋼管２０を構成する上から２段目にある土留め鋼管単体４が引き上げ作業によって上方にずれ、この土留め鋼管単体４の周囲に密着していた土砂が一旦離れる。このような状況が順次継続して、土留め鋼管２０を構成する最下段にある土留め鋼管単体４が引き上げ作業によって上方に動く。このように、それぞれの土留め鋼管単体４に密着する土砂を順次離脱させながら引き上げるため、初動荷重を極めて小さくすることができる。
【００４４】
また、本実施形態の土留め鋼管単体４は、半円状鋼管２の間に板材３を挟み込むようにして連結して、平面視したときに小判状となる形状を有しているが、この形状を有することは、引き上げ作業の際の初動荷重の低減に有利に働く。すなわち、図２（ａ）に示す幅Ａ、長さＢを同一にして形成した矩形状のものと比べて、両端が半円状となっているため、土留め鋼管単体４の辺の長さが短くなり、土留め鋼管単体４の周囲に密着する土砂の接触圧が小さくなる。そのため、上述した方法で引き上げる際に引き上げ力を小さく抑えることができる。
【００４５】
さらに、連結部材５を土留め鋼管単体４の内周側に設けることによって、土留め鋼管単体４の外周側には連結部材５のような突起物が存在しない平坦な面が確保されるため、引き上げ作業の際に、土留め鋼管単体４の外周側に密着する土砂からの摩擦を抑制することができ、この点からも引き上げ力を小さく抑えることができる。
【００４６】
図１０（ａ）は、上記の手順を経て土留め鋼管２０が全体として地上に引き上げられている状態を示しており、このときの土留め鋼管２０は、図１０（ｂ）に示すように、それぞれの土留め鋼管単体４の間に隙間を生じている。連結部材５は上下方向、すなわち、土留め鋼管単体４が連結される方向に長い形状を有しているため、土留め鋼管２０が引き上げられる際に連結部材５が引っ張り力を受けても破壊されにくい。また、引き上げの際に土留め鋼管２０にかかる力は主に連結部材５が受けるため、土留め鋼管２０の他の部分にかかる力が弱まり、土留め鋼管２０の歪みの発生による変形を防止できる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の土留め鋼管２０を用いると、引き上げの際の初動荷重を極めて小さくすることができ、土留め鋼管２０の変形を防止できるため、一度使用した土留め鋼管２０を再度使用することが可能であり、組み立ての手間を軽減できるとともに、資源の有効利用にも資するものである。
【００４８】
なお、工事現場の状況によっては、土留め鋼管２０を埋設する深さが比較的浅く、連結される土留め鋼管単体４の数が少なくてすむ場合がある。このような場合には、土留め鋼管２０の周囲に密着する土砂による接触圧が小さいため、土留め鋼管２０を構成する土留め鋼管単体４を連結部材５によって隙間無く連結した状態で引き上げることも可能である。このときは、図４（ａ）に示す状態、すなわち、ボルト１０、１１が切欠部７、８に係止された状態のままで引き上げてもよい。
【００４９】
本発明の土留め工法は、引き上げ作業時に土留め鋼管２０に過大な力がかかって変形することを防止することを目的の一つとしているため、ボルト１０、１１が切欠部７、８に係止された状態のままで引き上げるか、あるいはこれまで説明したように、切欠部７、８に対するボルト１０、１１の係止を解除した状態で引き上げるかは、引き上げ時の初期荷重の大きさを考慮して適宜判断される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、再利用可能な土留め鋼管と、この土留め鋼管を用いた土留め工法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】土留め鋼管を構成する土留め鋼管単体が作製される手順を示す図である。
【図２】連結部材の詳細を示す図である。
【図３】土留め鋼管単体を連結部材によって上下方向に連結した状態を示す図である。
【図４】連結部材の機能を説明する図である。
【図５】土留め鋼管の他の実施形態を示す図である。
【図６】土留め鋼管を地下に埋設する手順を示す図である。
【図７】吸引機を用いても除去できない石や木などの異物が存在する場合の作業手順を示す図である。
【図８】土留め鋼管が地中に埋設されている状態を示す図である。
【図９】土留め鋼管が吊り上げ兼用掘削機によって引き上げられている様子を示す図である。
【図１０】土留め鋼管が全体として地上に引き上げられている状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  円形状鋼管
２  半円状鋼管
３  板材
４  土留め鋼管単体
４ａ  上部土留め鋼管単体
４ｂ  下部土留め鋼管単体
５  連結部材
６  取付穴
７、８  切欠部
９  上端  
１０、１１  ボルト
１２、１３  ナット
１４、１５  ワッシャ
１６  内周面
１７  外周面
１８、１９  空隙
２０  土留め鋼管
２１  遮蔽板
２２  取り付け棒
２３  曲がり部
３０  地表面
３１  吊り上げ兼用掘削機
３２  目的埋設深さ
３３  吸引機
３４  作業者
３５  廃出容器
Ａ  幅
Ｂ  長さ
Ｃ  中心線
Ｄ  溶接部
Ｅ  側面
【要約】
【課題】一旦地中に埋設した後、作業の終了時に引き上げる際の初期荷重を軽減することによって変形を防止することができるため、再利用が可能であり、新たに土留め鋼管を組み立てる作業が不要となって、作業の効率化が図れるとともに、資源の有効利用にも有効な土留め鋼管と、この土留め鋼管を用いた土留め工法を提供する。
【解決手段】  土留め鋼管単体４の内周側に設けられた連結部材５の切欠部７、８にボルト１０、１１がそれぞれ係止され、このボルト１０、１１のねじ溝と同じねじ溝を有するナット１２、１３が土留め鋼管単体４に溶接されており、上下方向に隣り合う土留め鋼管単体４は、ボルト１０、１１がワッシャ１４、１５を介してナット１２、１３に挿入されることによって固定されて隙間無く連結されている。この方法により複数の土留め鋼管単体４を上下方向に連結することによって土留め鋼管２０が形成される。
【選択図】図３【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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