JP2017095972A - 注入管および既設矢板の引抜き方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設の地中構造物に沿わせて精度よく建て込むことが可能な注入管および注入管を用いた既設矢板の引抜き方法を提供する。
【解決手段】基端部近傍に充填材流入口および先端部１２の端面に充填材吐出口１２１を備える、地中の空洞部に充填材を充填するための注入管１であって、充填材吐出口１２１が取外し自在な蓋部材４にて閉塞されるとともに、先端部１２の端面が、管軸に対して傾斜するよう形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、既設矢板の引抜き跡に生じた地山の空洞部を充填するための注入管および既設矢板の引抜き方法に関する。

地中に複数の鋼矢板を連続打設して仮設土留め壁を構築し地盤の掘削作業等を行った場合において、不要となった鋼矢板を引抜くと引抜き跡が空洞となることから地盤が緩みやすく、周辺の構造物や地中埋設物に対して沈下やクラック等の悪影響を及ぼす可能性が生じる。このため、掘削作業が終了した後、鋼矢板を引抜かずに放置する、もしくは鋼矢板の引抜き跡に充填材を充填する等の対策が講じられている。

例えば、引用文献１には、鋼矢板の引抜き跡に充填材を充填するための、鋼矢板の引抜き方法が開示されている。具体的には、注入管を収納可能な溝部が備えられている鋼矢板を地中に打設して仮設土留め壁を構築し、掘削作業等の工事を行う。そして工事終了後、注入管を鋼矢板の溝部に沿わせるようにして地中に貫入した上で、注入管の先端から充填材を吐出しつつ鋼矢板と注入管を引抜き、鋼矢板の引抜き跡に充填材を充填する。このような方法は、鋼矢板と注入管を個別に地中へ貫入できるため作業性に優れている。

特開平０３−２２４９１２号公報

しかし、上記の方法では仮設土留め壁を構築する際、あらかじめ注入管を収納可能な溝部を設けた鋼矢板を製作しておく必要があり多大なコストを要する。また、上記の方法を、溝部が備えられていない既設の鋼矢板に採用すると、既設の鋼矢板に沿わせて注入管を貫入することが困難であるだけでなく、地中に建て込んだ注入管が鋼矢板に沿った状態となっているか否かを確認することができない。

一方で、既設の鋼矢板を先行して引抜き、引抜き跡に注入管を貫入して充填材を充填する方法も考えられる。しかし、このような方法では、鋼矢板を引抜く際に引抜き跡の壁面が崩壊する恐れがあり、地盤の緩みを抑制するために必要な量の充填材を充填できない可能性が生じる。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、既設の地中構造物に沿わせて精度よく建て込むことが可能な注入管および注入管を用いた既設矢板の引抜き方法を提供することである。

かかる目的を達成するため、本発明の注入管は、基端部近傍に充填材流入口および先端部の端面に充填材吐出口を備える、地中の空洞部に充填材を充填するための注入管であって、前記充填材吐出口が取外し自在な蓋部材にて閉塞されるとともに、前記先端部の端面が、管軸に対して傾斜するよう形成されることを特徴とする。

上記の注入管によれば、注入管の先端部に管軸に対して傾斜させた端面を設けることで、管軸方向の押圧力により地中に貫入する注入管は、土圧の作用を受けてその先端部が端面の背面側に押し付けられるようにして進行する。したがって、既設の地中構造物に対して先端部の端面が背を向けるようにして注入管を配置し、管軸方向の押圧力により地中に貫入させるのみの簡略な方法にて、注入管を既設の地中構造物に対して精度よく沿わせて配置することが可能となる。また、先端部の端面が管軸と直交している場合と比較して、貫入抵抗が大幅に減少するため、注入管の貫入作業を容易に行うことが可能となる。

本発明の注入管は、前記蓋部材が鍔部を備えており、該鍔部が、少なくとも前記先端部の端面における最も基端部寄りの縁部から外方へ突出することを特徴とする。

上記の注入管によれば、地中に貫入した注入管を引抜き方向へ移動させると鍔部に土圧が作用するため、注入管から蓋部材を容易に取り外すことが可能となる。

本発明の既設矢板の引抜き方法は、地中に打設された既設矢板に対して、前記注入管を前記先端部の端面が背を向けた状態で外周面を沿わせつつ地中に貫入し、前記先端部が前記既設矢板の下端面と同一または下端面より下方に到達するよう、前記注入管を建て込む工程と、前記蓋部材を前記注入管から取り外す工程と、前記充填材吐出口より充填材を吐出させながら、前記注入管を前記既設矢板とともに地中より引抜く工程と、を備えることを特徴とする。

上記の既設矢板の引抜き方法によれば、注入管は、先端部に作用する土圧によって先端部における端面の背面側に位置する既設矢板に押しつけられながら直進することから、注入管を確実に既設矢板に沿わせて設置することができ、既設矢板の引抜き跡に生じる空隙部に対して効率よく充填材を充填することが可能となる。

本発明の既設矢板の引抜き方法は、前記蓋部材が、前記注入管の少なくとも前記先端部の端面における最も基端部寄りの縁部から外方へ突出する鍔部を備えており、前記蓋部材を取り外す工程では、前記注入管を管軸周りに反転させた上で引抜き方向に移動させることを特徴とする。

上記の既設矢板の引抜き方法によれば、注入管を、管軸周りに反転させて蓋部材に備えた鍔部を既設矢板側に移動させた上で引抜き方向に移動させることで、蓋部材の鍔部と既設矢板の下端面が当接するか否かを確認できる。これにより、検知機器等を用いることなく、地中に位置する注入管が先端部まで既設矢板に沿って配置されていることを評価することが可能となる。

本発明によれば、管軸に対して傾斜させた端面を注入管の先端に設けることで、注入管を先端部の端面における背面側に位置する既設の地中構造物に、確実に沿わせて建て込むことが可能となる。また、この注入管を既設矢板の引抜き方法に採用することで、既設矢板の引抜き跡に生じる空隙部に対して確実に注入管の充填材吐出口を配置することができ、既設矢板の引抜き跡を確実に充填材で充填することが可能となる。

注入管の全体概要を示す図である。 注入管の先端部に取り付ける蓋部材の詳細を示す図である。 注入管の先端部に取り付ける蓋部材の他の事例を示す図である。 既設矢板の引抜き方法を示す図である（その１）。 既設矢板の引抜き方法を示す図である（その２）。 既設矢板を引抜く際の圧入引抜機を示す図である。 既設矢板を引抜く際の圧入引抜機の他の事例を示す図である。

本発明の注入管は、既設の地中構造物に沿わせて建込み、地山に生じた空洞部に充填材を充填する際に用いられるものであり、充填対象となる空洞部はいずれの原因で生じたものでもよく、また、注入管の地中への貫入方向も、鉛直方向、水平方向等いずれにも採用することが可能である。本実施の形態では、注入管を、地中に打設された既設矢板に沿わせて鉛直方向に貫入させ、既設矢板を撤去する際の引抜き跡に生じる空隙部に対して充填材を充填する場合を事例として、図１〜図７を参照して以下に説明する。

注入管１は、図１で示すように、仮設土留め壁Ｗを構成する既設矢板２のウェブ２１に、固定部材３を介して取り付けられる中空パイプであり、基端部１１の端面が充填材流入口１１１として機能している。また、注入管１の先端部１２は、図２（ｂ）で示すように、端面が管軸に対して傾斜する傾斜面に形成されるとともに充填材吐出口１２１として機能しており、注入管１の中空部は充填材Ｍの流路となっている。なお、充填材吐出口１２１は上記の構成に限定されるものではなく、注入管１の先端部１２の一部分に孔を形成したものであってもよい。

そして、充填材吐出口１２１として機能する先端部１２の端面には、図２（ａ）で示すように、充填材吐出口１２１を塞ぐための蓋部材４が取り付けられている。蓋部材４は、注入管１を地中に貫入する際に充填材吐出口１２１から中空部へ土砂が流入することを防止するため、および注入管１を地中に貫入した際に土圧を効率よく受けるために設けるものであり、充填材吐出口１２１を閉塞することが可能で、取外し自在となる構造を有しており、かつ、先端部１２の端面を全体に一様な傾斜面に形成できるものであれば、いずれの形状よりなるものであってもよい。

例えば、図２（ａ）では蓋部材４に、充填材吐出口１２１に嵌合するゴムキャップを採用しており、図２（ｂ）で示すように、注入管１に充填材Ｍが流入した際の押圧力、もしくは注入管１の内方から長尺棒にて押圧することにより取外しが可能な構成を有している。

図３（ａ）では蓋部材４に、先端部１２の端面全面を外側から閉塞するよう配置される板材を採用しており、注入管１の先端部１２における端面の最も下端側の縁部に配置された点溶接やヒンジ等の取付手段４１を介して、先端部１２の端面に取り付けられている。また、蓋部材４は、注入管１の先端部１２における端面の最も基端部１１、つまり上端側の縁部から、外方に突出する鍔部４２を有しており、図３（ｂ）で示すように、地中に建て込んだ注入管１を引抜き方向に移動させると、この鍔部４２に下向きの土圧が作用するため、蓋部材４は取付手段４１を支点として回動し、先端部１２の端面から取り外された状態となる。

これら蓋部材４は注入管１の先端部１２に設置されると、いずれも先端部１２の端面を閉塞するだけでなく管軸に対して傾斜する一様な傾斜面となり、注入管１を地中に貫入する際には土圧の受圧面となる。これにより、管軸方向の押圧力により地中に貫入する注入管１は、先端部１２の端面に作用する土圧の水平成分により、先端部１２の端面における背面側に押し付けられながら進行することとなり、地中に貫入する際に生じやすい注入管１の鉛直軸に対する傾斜方向を、先端部１２の端面と直交する鉛直面内に制御できる。

したがって、図２（ａ）及び図３（ａ）で示すように、既設矢板２のウェブ２１に対して先端部１２の端面が背を向けるようにして注入管１を地中に貫入すれば、注入管１は、既設矢板２に押し付けられながら地中を進行することとなるため、確実に既設矢板２に沿わせた状態で建て込むことができる。また、注入管１の先端部１２の端面を管軸に対して傾斜する傾斜面とすることで、注入管１を地中に貫入させる際に、先端部１２の端面が管軸と直交している場合と比較して貫入抵抗を大幅に減少できるため、注入管１の地中への貫入作業を容易に行うことができる。

なお、図３で示した板材よりなる蓋部材４において、鍔部４２は必ずしも設ける必要はなく、設ける場合に鍔部４２は、注入管１の先端部１２における端面より大きい面積を有していればいずれの形状でもよい。また、取付手段４１の配置位置も注入管１の先端部１２における端面の縁部であればいずれでもよい。しかし、上述したような図３（ａ）で示す構成にすると、地上にて注入管１における先端部１２の位置を容易に評価することができる。

具体的には、地中に建て込んだ注入管１の蓋部材４を取り外す際に、注入管１を管軸周りに反転させて、蓋部材４の鍔部４２を既設矢板２のウェブ２１側に向けて配置する。そして、注入管１を引抜き方向に移動させると、先端部１２まで既設矢板２に沿って建て込まれていれば、図３（ｃ）で示すように、鍔部４２がウェブ２１の下端面に当接する。これにより、注入管１の建込作業を行う作業者は、蓋部材４の鍔部４２が既設矢板２のウェブ２１に当接した衝撃により、注入管１が先端部に至るまで既設矢板２に沿っていることを確認したうえで、さらに、注入管１を引抜き方向に移動させて蓋部材４を取り外すことができる。

このように、蓋部材４の取外し動作を行うことにより、既設矢板２に対する注入管１の先端部１２の位置を容易に評価することが可能となる。なお、この方法にて注入管１における先端部１２の位置確認を行う場合には、注入管１を引抜き方向に移動させた際に、鍔部４２に作用する土圧のみでは蓋部材４が回動しない程度の強度をもって、注入管１に対して蓋部材４を取り付けておくとよい。

こうして蓋部材４が取り外された注入管１には、図４（ｂ）の側面図で示すように、基端部１１に注入ホース５がキャップ６を介して設置され、注入ホース５を介して注入管１に充填材Ｍが供給される。これにより、注入ホース５より供給された充填材Ｍは、注入管１の充填材流入口１１１および中空部を介して充填材吐出口１２１から地中の空隙部へ供給される。

次に、上述する注入管１を用いた既設矢板２の引抜き方法を、蓋部材４に板材を採用した場合を事例に挙げ、図４〜図５を参照して以下に示す。

本実施の形態では、仮設土留め壁Ｗを構成する複数の既設矢板２にハット型鋼矢板を採用したが、既設矢板２は必ずしもこれに限定されるものではなく、Ｕ型鋼矢板や直線形鋼矢板、鋼管矢板等いずれによるものでもよい。また、充填材Ｍについてもいずれの充填材を採用してもよいが、本実施の形態では、無機系のゲル状組成物よりなる遮水材を採用する。

なお、無機系のゲル状組成物よりなる遮水材は、セメント等の固化物を含まず、砂とベントナイトを主材とするもので将来的に地中障害物とならない材料である。その特徴は、無機系材料よりなるため微生物による劣化が生じにくく、充填した空隙部において長期にわたり充填材としての機能を良好に維持することができる。また、ゲル状組成物よりなるため変形追随性に富み、例えば地震等により周辺地盤の変形に伴って地中に生じた空隙部の断面形状が変化しても、充填された遮水材はその形状に倣って変形追随し、この空隙部を常時密実に充填することができる。

まず、図４（ａ）の平面図で示すように、地中に打設されている既設矢板２に沿うようにして、注入管１を地中に建て込む。
注入管１を地中に建て込む際には、図２（ａ）で示すように、先端部１２の端面が既設矢板２に対して背を向けた状態で、外周面が既設矢板２のウェブ２１に沿うよう位置決めし、地中に貫入する。こうして注入管１を、先端部１２の端面に作用する土圧により既設矢板２に押しつけながら直進させ、既設矢板２から離間することなく全長にわたって確実に、既設矢板２に沿わせた状態に建て込む。

注入管１の先端部１２が、既設矢板２の下端面より下方に到達したところで貫入作業を停止し、注入管１の充填材吐出口１２１を塞いでいる蓋部材４を取り外す。
蓋部材４を取り外す方法はいずれでもよいが、本実施の形態では、注入管１の先端部１２の位置を確認可能な、先にも述べた図３（ｃ）で示す方法にて行う。つまり、注入管１を管軸周りに反転させた上で、注入管１を引抜き方向に移動させる。こうして、既設矢板２に対する注入管１の先端部１２の位置を確認しつつ、蓋部材４を取り外す。注入管１を引抜き方向に移動させた際に、蓋部材４の鍔部４２と既設矢板２が当接したことを確認できない場合には、そのまま注入管１を引抜き、再度地中への建込作業を実施する。

上記の作業にて蓋部材４を取外した後、図４（ｂ）で示すように、固定部材３を介して注入管１を既設矢板２のウェブ２１に固定するとともに、注入管１の基端部１１にキャップ６を介して注入ホース５を取り付ける。なお、本実施の形態では、注入管１を３本用意し、一度に３体の既設矢板２各々に注入管１を固定したが、その数量は必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば注入管１を１本のみ用いてもよい。

この後、充填材吐出口１２１から充填材Ｍを吐出させつつ、図４（ｃ）の側面図で示すように、１体の既設矢板２をこれに固定した注入管１とともに一定速度で引き上げる。こうして、図５（ａ）の側面図で示すように、既設矢板２の引抜き跡に生じた空洞部には充填材Ｍが充填される。なお、既設矢板２は必ずしも１本づつ引抜く方法に限定されるものではなく、既設矢板２を複数本づつ引抜いてもよい。

引抜かれた注入管１は、固定部材３による既設矢板２との固定を解除し、図５（ａ）で示すように、地中に貫入されている他の既設矢板２に沿わせて再度貫入し、上記の工程を繰り返す。仮設土留めＷを構成するすべての既設矢板２を撤去すると、図５（ｂ）の平面図で示すように、その引抜き跡のすべてに充填材Ｍが充填され、既設矢板２を引抜いたことに起因する周辺地盤の緩みを生じることはない。

なお、本発明の注入管１および既設矢板２の引抜き方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施の形態では、注入管１に断面視円形状の中空パイプを採用したが、これに限定されるものではなく、例えば断面視角型の中空パイプ等、既設矢板２に対して面で接することの可能な平面部を外周面に有するものであってもよい。

また、既設矢板２に対して注入管１を取り付ける際の高さ位置は、既設矢板２を引抜く際に用いる圧入引抜装置７が各々備えている、既設矢板２を把持するためのチャック８の形状に応じて、適宜変更するとよい。

例えば、図６で示すように、圧入引抜装置７に備えられているチャック８が、既設矢板２のウェブ２１を把持する構造である場合には、チャック８の把持領域を確保するべく、既設矢板２の上端より低い位置に注入管１の上端部を配置する。この場合には、注入管１に連結されている注入パイプ５を圧入引抜装置７の外側に配管するとよい。一方で、図７で示すように、圧入引抜き装置７に備えられているチャック８が、既設矢板２のフランジ２２を把持する構造である場合には、既設矢板２に対して注入管１の上端部をいずれの高さ位置に配置してもよく、注入パイプ５も引抜き装置７を貫通するように配置できる。

また、本実施の形態では、注入管１を引抜き方向に移動させて蓋部材４を取外した後、注入管１を固定部材３にて既設矢板２に固定したが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、図２で示したゴムキャップよりなる蓋部材４を、充填材Ｍの注入による押圧力にて取り外す場合には、注入管１を地中に貫入した後、固定部材３にて既設矢板２に固定し、注入管１に注入パイプ５を連結して充填材Ｍを供給し、蓋部材４を取外してもよい。このとき、ゴムキャップよりなる蓋部材４を備えた注入管１は、先端部１２における端面の最も下端部が、既設矢板２の下端面と同一または下端面より下方に到達するよう、建て込むとよい。

１ 注入管
１１ 基端部
１１１ 充填材注入口
１２ 先端部
１２１ 充填材吐出口
２ 既設矢板
２１ ウェブ
２２ フランジ
３ 固定部材
４ 蓋部材
４１ 取付手段
４２ 鍔部
５ 注入ホース
６ キャップ
７ 圧入引抜き装置
８ チャック
Ｗ 仮設土留め壁
Ｍ 充填材

Claims (4)

1. 基端部近傍に充填材流入口および先端部の端面に充填材吐出口を備える、地中の空洞部に充填材を充填するための注入管であって、
   前記充填材吐出口が取外し自在な蓋部材にて閉塞されるとともに、
   前記先端部の端面が、管軸に対して傾斜するよう形成されることを特徴とする注入管。
2. 請求項１に記載の注入管において、
   前記蓋部材が鍔部を備えており、該鍔部が、少なくとも前記先端部の端面における最も基端部寄りの縁部から外方へ突出することを特徴とする注入管。
3. 請求項１に記載の注入管を用いた既設矢板の引抜き方法であって、
   地中に打設された既設矢板に対して、前記注入管を前記先端部の端面が背を向けた状態で外周面を沿わせつつ地中に貫入し、前記先端部が前記既設矢板の下端面と同一または下端面より下方に到達するよう、前記注入管を建て込む工程と、
   前記蓋部材を前記注入管から取り外す工程と、
   前記充填材吐出口より充填材を吐出させながら、前記注入管を前記既設矢板とともに地中より引抜く工程と、
   を備えることを特徴とする既設矢板の引抜き方法。
4. 請求項３に記載の既設矢板の引抜き方法において、
   前記蓋部材が、前記注入管の少なくとも前記先端部の端面における最も基端部寄りの縁部から外方へ突出する鍔部を備えており、
   前記蓋部材を取り外す工程では、前記注入管を管軸周りに反転させた上で引抜き方向に移動させることを特徴とする既設矢板の引抜き方法。

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