JP2008101373A

JP2008101373A - 土留め工事用硬化剤注入管および土留め工法

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Publication number: JP2008101373A
Application number: JP2006283721A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yamashita; 伸一山下; Daichi Yamashita; 大地山下
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Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2026-10-18
Also published as: JP4897985B2

Abstract

【課題】この発明は、硬化剤注入管の土留め部材への取付けを短時間で実施でき、簡易でコストのかからない土留め工法を提供することを目的とする。
【解決手段】上述の課題を解決するため、この発明の土留め工事用硬化剤注入管１は、土留め部材３０に当接する平面状の土留め部材取り付け面６と、複数の液体を独立に送り込む複数の流路７，８とを有し、複数の分割ロッド３に分割されており、分割ロッド３同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士７，８をつなぐように接続する接続部材５を有するものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、鋼矢板などで土留めを行いながら地中に水道管、ガス管、側溝、カルバートボックス等を埋設する土留め工事の施工に関するものである。

地中に水道管、ガス管、カルバートボックス、下水管、側溝等を埋設する工事においては、まず溝の両壁を構成すべき位置に簡易矢板、鉄板、シートパイル等の土留め部材を設置して溝壁が崩れるのを防止した上で、地面を掘削して溝を形成し、溝内での水道管等の敷設作業が行われる。敷設作業が終了し溝を埋めなおした後に、土留め部材は地中から引き抜かれる。しかし、地中には土留め部材の体積分の空隙が生じることになる。この空隙の問題はこれまでほとんど検討されていない。この空隙を埋めるために周囲の土砂が移動し、さまざまな問題が生じうる。例えば、時間とともに溝内に充填した砂や土砂が空隙を埋めるために移動し、溝の上に敷かれた舗装面が沈下して、道路表面にくぼみを生じる。また、溝の外の土砂が移動することにより、溝の両側の地盤状態に変動をきたし、近くの建造物に影響を与えうる。さらに、周囲の地下水の状態が変われば、広範囲での影響も発生する。地下水は最も通りやすいところに水路を形成するので、土留め部材の引き抜きによって生じた空隙や、それを埋めるために移動した土砂によってできた水の通りやすい場所に新たな水路を形成し、周囲の地下水の流れが大きく変動する。この地下水の状態の変動によってそれまで保たれていた周囲の地盤の地圧のバランスがくずれ、地盤沈下等の地盤変動が生じ、そこに建造されている塀や建物等を変形させることになる。

そこで、シートパイルによる空隙を生じさせないために、シートパイルを引き抜かず、施工後も地中へ残すことが考えられる。しかし、地中に残されたシートパイルは時間とともに酸化・腐食により消失し、いずれは上述のような問題が生じることに変わりがない。また、シートパイルの素材である金属が土壌や地下水等を汚染することになる。シートパイルを使い捨てにすることは資源としても無駄な消費である。

引用文献１（特開昭６４−５８７１３）には、鋼矢板の引抜き時に土砂を落下させて空隙を埋めることが記載されている。引用文献２（特開昭５７−１０８３１１）および引用文献３（特開昭５７−１０８３１２）には「地盤圧密剤」を注して空洞を埋めることが、引用文献４（特開昭４９−４９４０４）には、「充填材」を注入することが記載されている。さらに、引用文献５（特開２００５−２９０９６３）には、硬化剤を注入することが記載されている。
特開昭６４−５８７１３特開昭５７−１０８３１１特開昭５７−１０８３１２特開昭４９−４９４０４特開２００５−２９０９６３

特許文献１に記載の方法は実施が不可能なものである。土砂を地中に埋め戻すにあたっては、約２５ｃｍごとに点圧器で点圧を行い、さらに水をかけてしめ固めなければならない。しかし、鋼矢板の引抜き跡に入れられた土砂に対して点圧を行うことはできない。また、鋼矢板の引抜き中や引抜き直後に地中に水を供給すれば、かえって地盤沈下を加速させることになる。点圧も水しめも行われない土砂は空隙が多く、地盤変動を防止することができない。

特許文献２および特許文献３には「地盤圧密剤」が記載されているが、これらの文献には「地盤圧密剤」についての具体的な説明は一切なく、結局、どのように実施すべきかは不明である。特許文献４の「充填材」についても同文献中に記載はなく、どのように実施すべきかは不明である。

特許文献５には、土留め部材、硬化剤注入管、作業手順、硬化剤の種類などが具体的に示されており、初めて、実施可能な技術が提示されている。しかし、同文献に記載されている硬化剤注入管は円柱状のものである。特許文献１から特許文献４に記載された管もすべて円柱状である。

しかし、円柱状の形状の土硬化剤注入管を留め部材への取付けを行うことには困難を伴う。図１３は円柱状の硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図である。鋼矢板などの土留め部材を施工業者自身が所有している場合は少なく、通常は、施工時にレンタル業者より借り受け、施工終了後に返却する。したがって、硬化剤注入管の土留め部材への取り付けも施工現場で行われる。鋼矢板を地面に置き、その上に硬化剤注入管をのせてから固定する。しかし、円柱状の硬化剤注入管は転がりやすい。鋼矢板は２０ｍもの長さを有するものあり、これを完全に水平な状態で保持できる場所が施工現場に常にあるわけではない。したがって、硬化剤注入管の取付けが完了するまで、作業者が硬化剤注入管を手で押さえていなくてはならない。また、建て込みや引抜きをおこなう機械のチャックが鋼矢板の中央部の面をつかむために使用されるので、硬化剤注入管は鋼矢板の側面に取り付けることが好ましいが、側面は傾斜しているので、円柱状の硬化剤注入管の取り付け作業はより困難となる。

また、長い硬化剤注入管であれば複数のロッドに分割し、鋼矢板の上で各ロッドを接続した後に取り付けることになる。通常の硬化剤注入管で用いられるネジ式の接続方式であると、６以上のネジ山を係合させる必要がある。ロッドをパイレーン等の工具でつかんで回転させる必要があるが、そのためには、ロッドと鋼矢板の間に当て板をおいてパイレーンを回転させるための空間を確保することになる。全部のロッドを接続したら、当て板を取り除き、硬化剤注入管を鋼矢板に押し当て、溶接によって固定する。この作業の全期間中、硬化剤注入管が転がらないように、複数の作業者が手で硬化剤注入管を手で押さえていなくてはならない。

この発明は、硬化剤注入管の土留め部材への取付けを短時間で実施でき、簡易でコストのかからない土留め工法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、この発明の土留め工事用硬化剤注入管は、硬化剤を送り込む流路を有し、複数の部分に長さ方向に分割されている硬化剤注入管であり、分割された硬化剤注入管同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士をつなぐように接続する接続部材を有するものである。さらに、硬化剤注入管には、土留め部材に当接する平面状の土留め部材取り付け面が備えられていることが好ましく、外形が概ね多角柱状であり、特に四角柱状であることが好ましい。

この発明の土留め工法は、硬化剤を送り込む流路を有し、複数の部分に長さ方向に分割されている硬化剤注入管であり、分割された硬化剤注入管同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士をつなぐように接続する接続部材を有する土留め工事用硬化剤注入管を土留め部材に取り付けて地中に建て込んで土留めを行う工法であって、分割された硬化剤注入管同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士をつなぐように接続して土留め工事用硬化剤注入管を土留め部材に取り付け、土留め部材の引抜き時には硬化剤を硬化剤注入管の流路を介して地中に注入しながら引抜を行い、土留め部材の引抜き跡の空隙を硬化剤で充填するものである。これに加えて、土留め工事用硬化剤注入管が土留め部材に当接する平面状の土留め部材取り付け面を有するものであり、土留め部材取り付け面を土留め部材に当接させて土留め工事用硬化剤注入管を土留め部材に取り付けるものであることが好ましい。さらに、土留め部材が中央面とその中央面の両端につながった側面とを有する鋼矢板であり、側面に土留め工事用硬化剤注入管を取り付けることが好ましい。また、土留め部材が長さ方向に複数の部分部材に分割されており、部分部材に分割ロッドを取り付けてから地中に建て込み、直前に建て込まれた部分部材の上部に次の部分部材を溶接により接続するとともに直前に建て込まれた部分部材の分割ロッドに次の分割ロッドを軸方向に挿し込んで接続した上で次の部分部材に取り付けてさらに地中に建て込んでいくようにしてもよい。

この発明は、硬化剤注入管の土留め部材への取付けを短時間で実施できるという効果を有する。地面が傾斜した場所や狭い場所でも実施できるという効果を有する。

この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は土留め工事用硬化剤注入管の概略を示す正面図である。土留め工事用硬化剤注入管１はその長さ方向について分割されている。この例においては１基の先端部材２と、それに続く３基の中間ロッド３と、最上段に位置するスイベル４に分割されている。そして、その間には接続部材５が設けられている。

図２は土留め工事用硬化剤注入管の先端部材を示す断面図である。先端部材２および中間ロッド３は土留め部材に当接する平面状の土留め部材取り付け面６を有する。他の面は曲面上に形成することも可能であるが、外形を多角柱状にするのが好ましい。本例では、四角柱状の外形を有する。

また、先端部材２および中間ロッド３は内部に複数の独立した流路を有する。本例では、２種類の薬液を独立して送り込めるように２つの流路７，８を備えた二重管構造になっているが、さらに三重管以上にしてもよい。先端部材２は、その側面に吐出口９を備えており、硬化剤を横方向に吐出できるようになっている。本例では、平面状の土留め部材取り付け面６を除く面にそれぞれ一つずつ直径８〜１０ｍｍの吐出口９が設けられている。

吐出口９の近くには栓１０と、栓１０を上方向に付勢する付勢部材１１が設けられている。栓１０は硬度の高いプラスチックを素材としている。付勢手段１１も長期間土中にあっても劣化しないようにプラスチック製であり、０．５ｋｇ程度の加重で下がるようになっている。栓１０の上面に大気圧がかかっている状態で、栓１０は吐出口９を塞ぐ位置にある（図２ａ）。

図３は土留め工事用硬化剤注入管の中間ロッド３を示す断面図である。先端部材２と同様に四角柱状の形状であり、土留め部材に当接する平面状の土留め部材取り付け面６を有する。また、内部は二重管構造であり、独立した二つの流路７，８を有する。中間ロッド３およびスイベル４は土留め部材に当接する平面状の土留め部材取り付け面６を有する。他の面は曲面上に形成することも可能であるが、外形を多角柱状にするのが好ましい。本例では、四角柱状の外形を有する。

図４は土留め工事用硬化剤注入管の硬化剤導入部４を示す断面図である。硬化剤導入部５はスイベル形式のものではなく、中間ロッド３に対して回転しないものとしている。二つの硬化剤導入口１２，１３が設けられており、ホースを取り付けることができるようになっている。

先端部材２の上端部、中間ロッド３の両端部および硬化剤導入部４の下端部にはそれぞれ接続部材挿入口１４が形成されている。この接続部材挿入口１４は、径が大きい第１の円孔１５と、その奥の径の小さい第２の円孔１６よりなる。第１の円孔１５の内周面にはＯリング１７が設けられている。

図５は、接続部材５を示す断面図である。接続部材５は太い円柱状の基部１８と、基部１８の両側より突出する細い円柱状の突起部１９よりなる。基部１８の外径は接続部材挿入口１４の第１の円孔１５の内径とほぼ同じであり、突起部１９の外径は接続部材挿入口１４の第２の円孔１６の内径とほぼ同じである。また、突起部１９の長さは第２の円孔１６の深さとほぼ同じである。したがって、接続部材５を接続部材挿入口１４に軸方向に挿し込むことによって、接続部材５の片側と接続部材挿入口１４ははめ込むことができる。

接続部材５の中心には、基部１８と突起部１９を通した第１の孔２０が貫通している。また、基部１８の外辺付近にも複数の第２の孔２１が通っている。また、突起部１９の外周にはＯリング２２が設けられている。

ついで、この土留め工事用硬化剤注入管１を使用した土留め工法について説明する。図６は土留め工事用硬化剤注入管の取付け作業を示す斜視図である。土留め部材として鋼矢板３０を使用する。鋼矢板３０は、広い中央面３１と、その中央面３１の両側の側面３２を有するが、ここでは、土留め工事用硬化剤注入管１を中央面３１に取り付ける場合について説明する。

鋼矢板３０を施工現場の地面に置く。地面は完全に水平である必要はなく、多少の凹凸や傾斜があってもよい。中央面３１の上で先端部材２および中間ロッド３を接続する。接続作業は、先端部材２から行ってもよく、また、最上段の中間ロッド３から行っても良い。たとえば、まず、鋼矢板３０の先端部に先端部材２を置き、この先端部材２の上端の接続部材挿入口１４に接続部材５の片側を挿入する。ついで接続部材５の反対側と中間ロッド３の接続部材挿入口１４を係合させる。このようにして、先端部材２および中間ロッド３を回転させることなく、長さ方向での挿し込みだけで簡単に接続することができる。２本目以降の中間ロッド３も同様にして接続していく。最上段の中間ロッド３まで接続する。ただし、鋼矢板の建て込みの際、機械のチャックは中央面３１の上端部を保持するので、中央面３１に硬化剤注入管１を取り付ける場合、中最上段の間ロッド３は鋼矢板３０の上端よりやや下側までしか取り付けることはできない。

最上段の中間ロッド３まで接続したら、各接続箇所の両側に固定金具２３を取り付けて溶接を行う。図７は接続箇所を示す断面図である。固定金具２３はＬ字状の断面を有する金具であり、相互に垂直な二つの面を有する。一方の面が鋼矢板３０に当接し、他の面が工事用硬化剤注入管１の側面に当接することによって、鋼矢板３０と工事用硬化剤注入管１を安定した状態で固定する。固定金具２３を鋼矢板３０および工事用硬化剤注入管１に溶接することによって、工事用硬化剤注入管１は鋼矢板３０に取り付けられる。

以上、先端部材２および中間ロッド３は接続部材によって、簡単に接続される。接続部材５の第１の孔２１は中心部の流路７同士を連絡し、第２の孔２２は外周部の流路８同士を連絡する。したがって、この接続によって、先端部材２から最上段の中間ロッド３まで、２本の連続した流路が形成される。先端部材２および中間ロッド３は平面状の土留め部材取り付け面６によって鋼矢板３０と接しているので取付け作業中に転がることはなく、作業者が押さえている必要がない。また、十分に広い当接面があるので接続作業中も安定しており、鋼矢板３０の長さ方向に沿って真直ぐに接続していくことができる。

硬化剤注入管１の鋼矢板３０への取り付けが完了したら、鋼矢板３０を埋設工事を行う場所の両側に建て込んでいく。建て込み作業は、たとえば鋼矢板を地中に圧入する通常の装置を使用して行うことができる。

ここで、鋼矢板の配置について説明する。土留めとして設置する鋼矢板の全てに硬化剤注入管を取り付けることは必ずしも必要ではなく、硬化剤注入管付き鋼矢板と硬化剤注入管が取り付けられていない通常の鋼矢板を併用してもよい。たとえば、硬化剤注入管が取り付けられた鋼矢板に続いて硬化剤注入管が取り付けられていない鋼矢板が２基又は３基設置され、また硬化剤注入管が取り付けられた鋼矢板が設置されるという繰り返しで配置してもよい。硬化剤注入管１から注入された硬化剤が到達する距離の範囲内であれば硬化剤注入管が取り付けられた鋼矢板を設置することができる。

鋼矢板３０の建て込み時において、先端部材２内の付勢部材１１は栓１０を上方向に押しており、栓１０によって吐出口９は閉じられている。したがって、土砂が硬化剤注入管１の中に入り込むことはない。

次に、鋼矢板３０の撤去方法について説明する。引抜きを行う鋼矢板３０の硬化剤注入管１の上端に硬化剤導入部４を取り付ける。硬化剤導入部４の硬化剤導入口１２，１３に硬化剤ホースを接続する。鋼矢板３０は端から順次引き抜くが、硬化剤注入管１により地中に硬化剤を注入しながら行う。

鋼矢板３０の引抜き跡を迅速に充填するためには、硬化剤としては２液を混合するゲルタイムの短いものが好ましい。
瞬結性の硬化剤の例について説明する。Ａ液として水ガラス（ＪＩＳ３号ケイ酸ナトリウム）８０リットルに水１２０リットルを加えたものを用意する。Ｂ液としては、高炉セメントＢ種に無機系懸濁型水ガラス系グラウト用硬化剤を加えたものを用意する。例えば、高炉セメントＢ種５０Ｋｇ、ＹＭＳ４５（三興コロイド化学株式会社）１０Ｋｇおよび１７８．７リットルを混合してＢ液とする。ＹＭＳ４５は硫酸カルシウムと水酸化カルシウムを主成分とする薬剤である。このＡ液とＢ液を１対１で使用することにより、また、高炉セメントＢ種５０Ｋｇ、ＹＭＳ９０（三興コロイド化学株式会社）５Ｋｇおよび１８１．４リットルを混合してＢ液とすると、２０℃でのゲルタイムが１〜２分、４週強度０．５〜１Ｎ／ｍｍ²となる。これらの硬化剤は、毒物や劇物を含まない安全性の高い無公害薬剤である。
ついで、緩結性の硬化剤の例について説明する。高炉セメントＢ種５０Ｋｇ、ベントナイト１０Ｋｇ、セメントミルク凝結硬化促進剤であるＹＭＳ２０００（三興コロイド化学株式会社）４Ｋｇおよび１７７．８リットルを混合する。これによって、流動性消失時間が３０〜４０分、４週強度０．７１Ｎ／ｍｍ²となる。

ホースより硬化剤が硬化剤注入管１に注入されると、硬化剤の圧力によって栓１０が下方向に押し下げられ、吐出口９が開放される。本例においては、栓１０の位置よりも下方の側壁に小さなエア抜き穴２５が設けられている。したがって、栓１０はスムーズに下方へ移動し、先端部材２の側壁に横向きに設けられた吐出口９は確実に開放される。二つの流路７，８を通ってきた２種類の薬液（Ａ液、Ｂ液）は先端部材２内で混合され、吐出口９より横向きに地中に注入される。

硬化剤注入管１より地中に注入された硬化剤は、先に引き抜かれた鋼矢板および硬化剤注入管付き鋼矢板自体によってできる空隙を埋める。したがって、空隙に起因する地中の土壌の移動や地下水の水路の変化に伴う地盤状態の変動が発生しない。

引き抜きが完了したら、硬化剤導入部４とホースを取り外し、次に引き抜く鋼矢板に取り付ける。以下、同様の作業を繰り返して、全ての鋼矢板を撤去する。なお、工事用硬化剤注入管１は全ての鋼矢板に取り付けておいてもよく、また、工事用硬化剤注入管の付いた鋼矢板と工事用硬化剤注入管の付いていない鋼矢板を一つおきに交互に使用してもよい。

ついで、硬化剤注入管１を鋼矢板３０の側面３２に取り付ける例について説明する。図８は硬化剤注入管の側面への取付け作業を示す斜視図である。まず、地面に置かれた鋼矢板３０の側面３２で、硬化剤注入管１の接続部材５が取り付けられる位置の下側に、固定金具２３を溶接していく。固定金具２３が一列に取り付けられたら、この固定金具２３の上で硬化剤注入管１を組み立てていく。まず、先端部材２と中間ロッド３を接続部材５によって接続する。接続は、長さ方向への挿し込みによって簡単に行える。以下、中間ロッド３を同様の手順で接続していく。最上段の中間ロッド３まで接続したら、硬化剤注入管１の接続箇所と固定金具２３を溶接により固定する。さらに、接続箇所の上側にも固定金具２３を取り付けて溶接する。このようにして、硬化剤注入管１は鋼矢板３０の側面３２に取り付けられる。

鋼矢板３０の側面３２は傾斜しているので、円柱状の硬化剤注入管では取付けが極めて困難である。また、パイレーンを使用するための当て板を置く事もできないので、ネジ式の接続方法は使用できない。本例では、四角柱状の硬化剤注入管１を使用しているので、作業は容易であり、しかも強固に固定することができる。

鋼矢板の建て込みの際、機械のチャックは中央面３１の上端部を保持するので、中央面３１に硬化剤注入管１を取り付ける場合、中間ロッド３は鋼矢板の上端よりやや下側までしか取り付けることはできない。したがって、中間ロッド３の上端が地上に出るように鋼矢板３０を建て込むと、上端部がある程度地上に突出することとなる。しかし、側面３２は機械のチャックに使用されないので、中間ロッド３は鋼矢板３０上端まで、あるいはある程度上部に突出させた状態でも、取り付けることができる。鋼矢板３０のほとんど全てを地中に挿入することができる。

ついで、複数の異なる深さで硬化剤を注入する方法について説明する。図９は複数の異なる深さで硬化剤を注入する方法を示す斜視図である。ここでは、長い硬化剤注入管１ａと短い硬化剤注入管１ｂの２本が取り付けられている。長い硬化剤注入管１ａはこれまでの例で説明ものと同様に鋼矢板３０の下端まで伸びており、吐出口９ａはその下端部に位置する。一方、短い硬化剤注入管１ｂは長い硬化剤注入管１ａの半分程度の本数の中間ロッド３を有しており、鋼矢板の長さの約半分である。吐出口９ｂは鋼矢板の長さの約半分の位置にある。

これによって、吐出口９ａへ続く流路と吐出口９ｂへ続く流路はそれぞれ独立したものとなる。この鋼矢板を引抜くとき、長い硬化剤注入管１ａと短い硬化剤注入管１ｂのそれぞれ上部に硬化剤導入部４とホースを接続する。そして、吐出口９ａと吐出口９ｂの両方から同時に硬化剤を注入しながら鋼矢板を引き抜く。これによって、硬化剤の注入時間を約１／２に短縮することができる。

以上、２箇所の深さに吐出口９を設けた例を説明したが、３箇所でもよい。この場合、３系統の流路を設けた硬化剤注入管を用いる。鋼矢板の長さをＬとすると、吐出口９は鋼矢板の最下端、最下端からＬ／３の位置、および最下端から２・Ｌ／３の位置、に設ける。これによって注入時間を約１／３に短縮することができる。

複数の異なる深さで硬化剤を注入するためには、２箇所以上の深さに吐出口９を設けた多段式の硬化剤注入管を使用しても良い。図１０および図１１は多段式硬化剤注入管の例を示す断面図である。図１０ａの例では、長さ方向に渡って同一の太さの四角柱となっている。内部には２本の独立した硬化剤の流路７ａ，７ｂが設けられている。中心部の流路７ａは先端部まで延びており、先端部に設けられた吐出口９ａにつながっている。外周部の流路７ｂは先端部から約Ｌ／２の位置（Ｌは鋼矢板の長さ）にある吐出口９ｂにつながっている。図１０ｂの例では、３系統の流路が同一の硬化剤注入管内に設けられており、それぞれは鋼矢板の最下端の吐出口９ａ、最下端からＬ／３の位置（最上端から２Ｌ／３の位置）の吐出口９ｂ、および最下端から２Ｌ／３の位置（最上端からＬ／３の位置）の吐出口９ｃにつながっている。なお、図示は省略しているが、図１に示す硬化剤注入管と同様に、複数の部分に長さ方向に分割されており、分割された硬化剤注入管同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士をつなぐように接続する接続部材を有する。また、接続箇所に固定金具を当てて、硬化剤注入管を鋼矢板に取り付けるもの同様である。各吐出口９には１本の流路７がつながっているので、セメントミルクなど１液の硬化剤を使用する。たとえばセメントミルク凝結硬化促進剤であるＹＭＳ２０００を加えた硬化剤が使用できる。

図１１の例も、内部は３本の独立した硬化剤の流路７ａ，７ｂ，７ｃが設けられていて、それぞれが、最下端の吐出口９ａ、最下端からＬ／３の位置（最上端から２Ｌ／３の位置）の吐出口９ｂ、および最下端から２Ｌ／３の位置（最上端からＬ／３の位置）の吐出口９ｃにつながっている。この硬化剤注入管の外形は、上部３分の１の部分が太くなっており、これに続く中間部ではやや細くなり、下部３分の１の部分では最も細くなっている。

さらに、鋼矢板を分割して設置する方法について説明する。図１２は鋼矢板を分割して設置する方法を示す概略図である。施工場所によって上部に橋などの障害物２４が存在し、長い鋼矢板をそのまま打ち込めない場合がある。そこで、障害物２４の下の限られたスペースでも建て込みができる程度の短い断片に鋼矢板を分割する。まず、最初の鋼矢板の断片に先端部材２と中間ロッド３を取り付け、この断片を建て込む。

ついで、先に建て込んだ断片の上に、次の断片を置き、溶接によって接続する。また、先の断片に取り付けられた中間ロッド３の上端に、新たな中間ロッド３を軸方向に挿し込んで接続する。そして、この新たな中間ロッド３を固定金具２３と溶接によって鋼矢板の断片に取り付ける。このとき、鋼矢板は垂直に立った状態であるが、中間ロッド３は接続部材５を介した挿し込みによって簡単に接続することができる。また、中間ロッド３は四角柱状の外形であるために、鋼矢板へ押し当て位置決めするのが容易であり、取り付けにもさほど困難はない。中間ロッド３を取り付けたら、この新たな鋼矢板も地中へ挿入する。以上、同様の作業を繰り返し、必要な深さまで鋼矢板を建て込んでいく。

鋼矢板の引き抜きは、硬化剤注入管１より地中に硬化剤を注入しながら行う。鋼矢板の断片１個分が地上に出たら、硬化剤注入および引き抜きを中断する。断片間の溶接箇所を切り離すとともに、中間ロッド３間の接続箇所も切り離す。残った中間ロッド３に硬化剤導入部４とホースを取り付けて、再度、硬化剤注入および引き抜きを行う。このように、各断片について引き抜きと切断を繰り返しながら、全ての鋼矢板を撤去する。

以上、簡易な装置および作業で、土留め工事を行うことができる。鋼矢板の引き抜きによる空隙が残らないので、地番変動が生じることが防止される。建て込みに水を使用しないので、施工場所を水浸しにすることがない。硬化剤注入管の設置においてボーリングマシン等を必要としないので、これらの設備を使用するためのレンタル料も不要になる。発電機も小型のもので済むので、エネルギーの消費も小さく、排気ガスも少なくなる。回収した鋼矢板は再利用されるので、資源の無駄な消費も生じない。

この発明の第１の実施例について説明する。図１４はこの実施例の硬化剤注入管を示す概念図である。中間ロッド３ａ、３ｂは平行に設けられた２本の円柱状のパイプである。それぞれのパイプ３ａ、３ｂが独立した硬化剤の流路を形成する。この中間ロッド３ａ、３ｂは長さ方向に分割されている。そして、長さ方向に差し込むことによって接続する接続部材によって接続される。この接続部材は、図５に示すものとほぼ同じであるが、各接続箇所においてそれぞれのパイプ３ａ、３ｂに対して１つずつ使用され、流路は１つのみである。そして、接続箇所にはブレ止め部材５ａが取り付けられる。

そして、接続箇所にはブレ止め部材５ａが取り付けられる。ブレ止め部材５ａは略直方体状の外形を有し、パイプ３ａ、３ｂを収容するための２本の孔５ｂが貫通している。このブレ止め部材５ａによってパイプ３ａ、３ｂの相互の位置関係が固定され、鋼矢板の建て込み時などにおけるパイプ３ａ、３ｂのブレを防止する。

先端部材２は略直方体状の外形を有し、特に最先端部の面は斜めに切り取られた形状に形成されており、建て込み時に土中を進行しやすくなっている。先端部材２において二つの流路は合流し、それぞれのパイプ３ａ、３ｂを通ってきた液体が混合されるようになっている。側面に３つの吐出口を横方向に有する。

図１５は第１の実施例における中央面への硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図、図１６は硬化剤注入管の溶接方法を示す概念図である。まず、先端部材２と中間ロッド３ａ、３ｂを接続部材を介して長さ方向に差し込むことによって、ワンタッチで接続する。そして、中間ロッド３ａ、３ｂの他端部にブレ止め部材５ａを取り付ける。ブレ止め部材５ａも、パイプ３ａ、３ｂを孔５ｂに通すようにして取り付けることができる。そして、先端部材２およびブレ止め部材５ａを鋼矢板３０に溶接する。先端部材２およびブレ止め部材５ａは略直方体状であり、平面状の土留め部材取り付け面を有するので、簡単かつ確実に取り付けることができる。

ついで、次の中間ロッド３ａ、３ｂを接続する。また、追加した中間ロッド３の上部にブレ止め部材５ａを取り付ける。中間ロッド３同士の接続も、接続部材を介して長さ方向に差し込むことによって、ワンタッチで行える。ネジ式でないので中間ロッド３同士を回転する必要がないので、このように先端部から順次接続することができる。レンチなどの工具も特に要しない。

図１７は第１の実施例における側面への硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図である。まず、先端部材２と中間ロッド３ａ、３ｂを接続部材を介して長さ方向に差し込むことによって、ワンタッチで接続する。そして、中間ロッド３ａ、３ｂの他端部にブレ止め部材５ａを取り付ける。先端部材２およびブレ止め部材５ａを鋼矢板３０の側面３２に溶接する。さらに、次の中間ロッド３を継ぎ足しながら、順次溶接して、鋼矢板３０の側面３２に取り付けて行く。鋼矢板３０の側面３２は傾斜しているが、中間ロッド３同士の接続も、接続部材を介して長さ方向に差し込むことによって、ワンタッチで行える。ネジ式でないので中間ロッド３同士を回転する必要がないので、このように先端部から順次接続することができる。図１７のように鋼矢板３０の側面３２に取り付けると、建て込み時に機械のチャック部に干渉しないので、鋼矢板３０の最上部まで中間ロッド３を取り付けることができる。したがって、鋼矢板３０のほとんど全部を地中に打ち込むことができ、地上に突き出る部分がほとんどない。

鋼矢板３０に硬化剤注入管１を取り付けたら、地中に建て込む。そして、埋設工事が終了したら、鋼矢板３０の引く抜きを行う。中間ロッド３ａ、３ｂの最上部に硬化剤導入部４を取り付け、硬化剤導入口１２，１３に硬化剤ホースを接続する鋼矢板３０は端から順次引き抜くが、硬化剤注入管１により地中に硬化剤を注入しながら行う。この実施例では２本の独立したパイプ３ａ、３ｂにより独立した流路を有するので、２液性の硬化剤を使用することができる。たとえば、Ａ液として水ガラス（ＪＩＳ３号ケイ酸ナトリウム）８０リットルに水１２０リットルを加えたものを用意し、Ｂ液としては、高炉セメントＢ種５０Ｋｇ、ＹＭＳ４５（三興コロイド化学株式会社）１０Ｋｇおよび１７８．７リットルを混合したものを用意する。このＡ液とＢ液を１対１で注入する。また、高炉セメントＢ種５０Ｋｇ、ＹＭＳ９０（三興コロイド化学株式会社）５Ｋｇおよび１８１．４リットルを混合してＢ液としてもよい。これらの硬化剤は、毒物や劇物を含まない安全性の高い無公害薬剤である。

この発明の第２の実施例について説明する。図１８はこの実施例の硬化剤注入管を示す概念図である。中間ロッド３は円柱状の外形を有する。内部は、二重管構造になっており、独立した２つの流路７，８が設けられている。

先端部材２は略直方体状の外形を有し、特に最先端部の面は斜めに切り取られた形状に形成されており、建て込み時に土中を進行しやすくなっている。先端部材２において二つの流路は合流し、それぞれ中間ロッド３の独立した２つの流路７，８液体が混合されるようになっている。側面に３つの吐出口を横方向に有する。

先端部材２と中間ロッド３の間の接続、および中間ロッド３同士の間の接続は、図５に示す接続部材４を介して行う。したがって、中間ロッド３を回転させる必要はなく、長さ方向に挿し込むことによってワンタッチで接続することができる。

鋼矢板３０の中央面３１に対しても、側面に対しても、硬化剤注入管を取り付けることができる。先端部材２と中間ロッド３の間の接続、および中間ロッド３同士の間の接続は、図５に示す接続部材４を介して行う。まず、先端部材２と中間ロッド３を接続部材を介して長さ方向に差し込むことによって、ワンタッチで接続する。そして、先端部材２を鋼矢板３０に溶接する。

ついで、次の中間ロッド３を接続する。そして、Ｌ字アングルなどの固定金具２３を介して接続箇所を溶接し、中間ロッド３を鋼矢板３０に固定する。同様の手順で、鋼矢板３０の上端まで中間ロッド３を継ぎ足しながら鋼矢板３０に取り付けていく。中間ロッド３同士の接続も、接続部材を介して長さ方向に差し込むことによって、ワンタッチで行える。ネジ式でないので中間ロッド３同士を回転する必要がないので、このように先端部から順次接続することができる。レンチなどの工具も特に要しない。

このようにして、硬化剤注入管を取り付けた鋼矢板は、第１の実施例と同様に、地中に建て込む。引き抜き時には、最上段の中間ロッド３に硬化剤導入部４を取り付ける。この実施例の硬化剤導入部４は、鋼矢板３０の引き抜きに使用されるパイラーと呼ばれる機械のチャック部に取り付けられている。そして、硬化剤注入管１により地中に硬化剤を注入しながら、鋼矢板の引き抜きを行う。この硬化剤注入管１は、２つの独立した流路７，８を有するので、２液性の硬化剤を使用することができ、第１の実施例に記載した例の硬化剤を使用することができる。

この発明の第３の実施例について説明する。図１９はこの実施例を示す概念図、図２０はこの実施例における鋼矢板の建て込み方法を示す概念図である。この実施例においては、硬化剤注入管１に加えて高圧水注入管４０も土留め部材に取り付けて土留めを行う。鋼矢板が入りにくい土質のときには、高圧水注入管４０より２００ｋｇ／ｃｍ２程度の高圧水を真下に噴出することによって、鋼矢板の建て込みを迅速に行うことができる。

鋼矢板３０の引き抜き時には、硬化剤注入管１により地中に硬化剤を注入し、引き抜き跡の空隙を埋めていく。ここで注入する硬化剤は１液のものである。たとえば、高炉セメントＢ種５０Ｋｇ、ベントナイト１０Ｋｇ、セメントミルク凝結硬化促進剤であるＹＭＳ２０００（三興コロイド化学株式会社）４Ｋｇおよび１７７．８リットルを混合したものを使用することができる。これは、流動性消失時間が３０〜４０分程度の硬化剤である。

この実施例の場合、全ての鋼矢板３０に硬化剤注入管１と高圧水注入管４０を取り付ける。鋼矢板３０の建て込み方法として、振動式杭打ち機で強制振動を加えながら建て込むバイブロハンマー工法と呼ばれるものと、既に建て込まれた鋼矢板を機械がつかみながら反力で鋼矢板３０を地中に圧入するサイレントパイラー工法と呼ばれるものがある。

図２１はバイブロハンマー工法における硬化剤注入管１と高圧水注入管４０の取り付け位置を示す平面図、図２２は同斜視図である。鋼矢板３０の中央面の内側と外側の中央部（図２１における場所１と場所２）に硬化剤注入管１と高圧水注入管４０を取り付ける。建て込み時には、高圧水注入管４０で高圧水を噴出する。特に鋼矢板が入りにくい場合には、この場所１と場所２に加え、左右の側面（図２１における場所３と場所４）に硬化剤注入管１と高圧水注入管４０を取り付けてもよい。引き抜き時には、各鋼矢板３０ごとに硬化剤を注入する。

図２３はサイレントパイラー工法における硬化剤注入管１と高圧水注入管４０の取り付け位置を示す平面図、図２４は同斜視図である。鋼矢板３０の中央面で内側を向いた面の中央部（図２３における場所１）に硬化剤注入管１と高圧水注入管４０を取り付ける。建て込み時には、高圧水注入管４０で高圧水を噴出する。特に鋼矢板が入りにくい場合には、この場所１に加え、左右の側面（図２１における場所３と場所４）に硬化剤注入管１と高圧水注入管４０を取り付けてもよい。引き抜き時には、各鋼矢板３０ごとに硬化剤を注入する。

この発明のシートパイルは、地中に水道管やガス管等を埋設する工事の施工等シートパイル等の土留め部材により土留めを行いながら行う工事について広く利用できるものである。土留め部材の跡に生じる空隙を残さないので、空隙に起因する地中の土壌の移動や地下水の水路の変化に伴う地盤状態の変動を発生させなることがなく、安全で環境への影響が少ない土留め工事が実現できる。

土留め工事用硬化剤注入管の概略を示す正面図である。先端部材を示す断面図である。中間ロッドを示す断面図である。硬化剤導入部を示す断面図である。接続部材を示す断面図である。中央面への硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図である。接続箇所を示す断面図である。側面への硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図である。複数の異なる深さで硬化剤を注入する方法を示す斜視図である。多段式硬化剤注入管の例を示す断面図である。多段式硬化剤注入管の別の例を示す断面図である。鋼矢板を分割して設置する方法を示す概略図である。円柱状の硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図である。第１の実施例の硬化剤注入管を示す概念図である。第１の実施例における中央面への硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図である。硬化剤注入管の溶接方法を示す概念図である。第１の実施例における側面への硬化剤注入管の取り付け作業を示す斜視図である。第２の実施例の硬化剤注入管を示す概念図である。第３の実施例を示す概念図である。第３の実施例における鋼矢板の建て込み方法を示す概念図である。バイブロハンマー工法における硬化剤注入管と高圧水注入管の取り付け位置を示す平面図である。同斜視図である。サイレントパイラー工法における硬化剤注入管と高圧水注入管の取り付け位置を示す平面図である。同斜視図である。

符号の説明

１．土留め工事用硬化剤注入管
２．先端部材
３．中間ロッド
４．硬化剤導入部
５．接続部材
６．土留め部材取り付け面
７，８流路
９．吐出口
１０．栓
１１．付勢手段
２３．固定金具
３０．鋼矢板
３１．中央面
３２．側面

Claims

硬化剤を送り込む流路を有し、複数の部分に長さ方向に分割されている硬化剤注入管であり、分割された硬化剤注入管同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士をつなぐように接続する接続部材を有する土留め工事用硬化剤注入管。
土留め部材に当接する平面状の土留め部材取り付け面を有する請求項１に記載の土留め工事用硬化剤注入管。
外形が概ね多角柱状である請求項２に記載の土留め工事用硬化剤注入管。
外形が概ね四角柱状である請求項３に記載の土留め工事用硬化剤注入管。
硬化剤を送り込む流路を有し、複数の部分に長さ方向に分割されている硬化剤注入管であり、分割された硬化剤注入管同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士をつなぐように接続する接続部材を有する土留め工事用硬化剤注入管を土留め部材に取り付けて地中に建て込んで土留めを行う工法であって、
分割された硬化剤注入管同士を軸方向に挿し込むことによって各流路同士をつなぐように接続して土留め工事用硬化剤注入管を土留め部材に取り付け、
土留め部材の引抜き時には硬化剤を硬化剤注入管の流路を介して地中に注入しながら引抜を行い、土留め部材の引抜き跡の空隙を硬化剤で充填する土留め工法。
土留め工事用硬化剤注入管が土留め部材に当接する平面状の土留め部材取り付け面を有するものであり、
土留め部材取り付け面を土留め部材に当接させて土留め工事用硬化剤注入管を土留め部材に取り付けるものである請求項５に記載の土留め工法。
土留め部材が中央面とその中央面の両端につながった側面とを有する鋼矢板であり、側面に土留め工事用硬化剤注入管を取り付ける請求項５または請求項６に記載の土留め工法。
土留め部材が長さ方向に複数の部分部材に分割されており、部分部材に分割された硬化剤注入管を取り付けてから地中に建て込み、直前に建て込まれた部分部材の上部に次の部分部材を溶接により接続するとともに直前に建て込まれた部分部材の硬化剤注入管に次の分割された硬化剤注入管を軸方向に挿し込んで接続した上で次の部分部材に取り付けてからさらに地中に建て込んでいく請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の土留め工法。