JP2018168664A

JP2018168664A - 芯材の建込み方法

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Publication number: JP2018168664A
Application number: JP2017069078A
Authority: JP
Inventors: 工藤　守; Mamoru Kudo; 守工藤
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-11-01
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: JP6866031B2

Abstract

【課題】削孔内に挿入された芯材の高さや位置の精度を向上させることのできる芯材の建込み方法を提供する。
【解決手段】削孔２内に、芯材１を、その天端が定規材５から所定の高さになるまで挿入した後、芯材１と同形状の建込み用杭８を芯材１の頭部に着脱可能に取付け、この芯材１が取付けられた建込み用杭８を、芯材１の天端が予め設定した深さになるまで削孔２内に再挿入し、しかる後に、削孔２内の固化剤が硬化した後に芯材１を建込み用杭から切り離す芯材の建込み方法において、再挿入後に、定規材５の所定の位置から計測した建込み用杭８の天端の高さと水平面内での特定位置までの距離のいずれか一方もしくは両方が、所定の範囲内にあるか否かを判定する工程を設けて、高さと特定位置までの距離のいずれか一方が、所定の範囲を超え場合には、芯材１が取付けられた建込み用杭８を引き上げて、再度削孔内２に建込むようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、予め設けられた削孔にＨ形鋼杭などの芯材を建込む方法に関するものである。

従来、地中連続壁は、山留め線に沿って形成された削孔内にＨ形鋼杭などの芯材を建込む際には、削孔の地上側に削孔の径よりも広いピットを設けるとともに、ピット周縁部の地上に定規材を井桁状に設置し、この井桁状の定規材に倣って芯材の建込みを行っていた。
ところで、削孔内には、掘削時にソイルセメントなどの固化材が投入されるので、削孔の長さよりも短い芯材であっても、芯材と固化材とが結合するため、地中連続壁の強度は高くなる。そこで、芯材としては、長さが削孔の長さよりも短い芯材が用いられている。
しかし、長さが削孔の長さよりも短い芯材を用いた場合には、芯材が削孔内に完全に入ってしまうと、芯材天端がピット内の汚泥で覆われ、芯材の位置を確認することが困難であるだけでなく、建込み後に吊り替えを行う際に、天端高さの誤差が出やすいという問題点があった。
そこで、芯材の長さが削孔の長さよりも短い場合には、天端が定規材近傍まで芯材を建て込んだ後、芯材の頭部に、芯材と同形状の建込み専用の冶具（建込み用杭）を着脱可能に取付け、この建込み用杭が取付けられた芯材を削孔内に建込む方法が行われている（例えば、特許文献１参照）。
なお、建込み用杭が取付けられた芯材を削孔内への挿入は、定規材を基準として、芯材の天端の位置と建込み用杭の天端の位置までの距離を計測し、建込み完了時における建込み用杭の天端が所定量下降するまで行う。
また、建込み用杭は、芯材を取付けたまま翌日の作業まで残置し、ソイルセメントが硬化していることを確認してから、芯材を切り離し回収する。

特開平１０−１２１４６６号公報

ところで、削孔内のソイルセメントや泥土は粘性が一様でないため、下降時に芯材に作用する抵抗が上下方向とは異なる方向（捩じれや傾斜が起きる方向）に作用する。したがって、建込み用杭を取付けて芯材を建て込んだ場合でも、芯材の建込み高さや位置がバラついてしまっていた。
一方、前記特許文献１では、建込み用杭の天端を地盤上に配置したスケールに当てて、芯材の位置決めをしながら、芯材を削孔に挿入しているとの記載があるが、芯材の位置決めをしながら芯材を挿入すると、１本の芯材の建込みに多大な時間がかかってしまうため、実際には、建込み用杭がまっすぐに下降しているか否かを目視しながら、建込み用杭の天端が所定量下降するまで吊り下ろしていた。
しかしながら、建込み用杭の天端の下降量を管理しただけでは、芯材挿入後の建込み用杭の高さや位置がばらついてしまうといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、削孔内に挿入された芯材の高さや位置の精度を向上させることのできる芯材の建込み方法を提供することを目的とする。

本発明は、地中連続壁の芯材を予め掘削された削孔に、天端が地上に設けられた定規材から所定の高さになるまで建込む第１の工程と、前記芯材と同形状の建込み用杭を前記芯材の頭部に着脱可能に取付ける第２の工程と、前記芯材が取付けられた建込み用杭を、前記芯材の天端が予め設定した深さに達するまで前記削孔内に挿入する第３工程と、前記削孔内の固化剤が硬化した後に前記芯材を前記建込み用杭から切り離す第４の工程とを有する芯材の建込み方法において、前記第３の工程と第４の工程との間に、前記定規材の所定の位置から計測した、前記芯材が取付けられた建込み用杭の天端の高さと水平面内での特定位置までの距離のいずれか一方もしくは両方が、所定の範囲内にあるか否かを判定する判定工程を設けるとともに、前記高さと前記特定位置までの距離のいずれか一方が、所定の範囲を超えた場合には、前記芯材が取付けられた建込み用杭を引き上げて、再度前記芯材を前記削孔内に建込むことを特徴とする。
このように、芯材が取付けられた建込み用杭の挿入後に、芯材が、予定の建込み位置にまっすぐにかつ所定の深さに挿入されてか否かを判定する工程を設けて、芯材の建込み精度を管理するようにしたので、地中連続壁を精度よく構築することができる。
また、前記判定工程では、前記建込み用杭の複数箇所の天端高さの平均値と予め設定された基準高さとの差と、前記水平面内での複数の特定位置までの距離の平均値と予め設定された基準距離との差のいずれか一方または両方が、所定の範囲内にあるか否かを判定するようにしたので、芯材を所定の位置でかつ所定の高さに確実に建込むことができる。
また、本発明は、前記第１の工程では、前記芯材に建込み用杭を取付けた時点での芯材の天端の高さである前記所定の高さｈ₁を計測し、前記第２の工程では、前記芯材に取付けた建込み用杭の天端の前記定規材からの高さｈ₂を計測し、前記第３の工程では、前記建込み用杭の天端の高さＨが、Ｈ＝ｈ₂−（ｈ₁＋ｄ）になるまで、前記芯材が取付けられた建込み用杭を前記削孔内に挿入することを特徴とする（但し、ｄは、芯材の天端の建て込み予定深さ）。
これにより、芯材に建込み用杭を取付けたときに、芯材と建込み用杭との間に隙間が生じた場合でも、芯材の天端を予め設定した深さに位置させることができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

芯材の建込み前の状態を示す図である。芯材の仮固定状態を示す図である。芯材への建込み用杭の取付け例を示す図である。建込み用杭に取付けられた芯材の挿入方法を示す図である。芯材の建込み状態の判定方法の一例を示す図である（高さずれ）。芯材の建込み状態の判定方法の一例を示す図である（位置ずれ）。芯材の建込み状態の判定方法の一例を示す図である（回転）。

実施の形態
本実施の形態について、図１〜図７を参照して説明する。
まず、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、地中連続壁を構成するための芯材１を挿入するための削孔２を掘削するとともに、削孔２の地面Ｇ側に、幅1.0m、深さ1.5m程度の、削孔２の径よりも広いピット３を設ける。そして、このピット３の周縁部に、複数のガイド受部材４を所定の間隔で設置し、その上に、ガイド定規５を設置する。
なお、削孔２は、山留め線に沿って設けられる。また、ガイド受部材４は、隣接する２つの削孔２，２間に設置される。以下、削孔２の配列方向である山留め線に沿った方向を通り方向、通り方向に垂直な方向を幅方向という。
ガイド受部材４は、長さ方向が幅方向延長するＨ形鋼等の板状の部材で、ピット３を跨ぐように、かつ、地面Ｇとは反対側の板面４Ｓが水平になるように設置される。また、ガイド定規５は、長さ方向が削孔２の配列方向である長尺状の板材で、ガイド受部材４上のピット３の両側に配置される。ガイド定規５としては、Ｈ形鋼などが好適に用いられる。
なお、芯材１としては、長さが25m程度の長尺状のＨ形鋼が好適に用いられる。この芯材１は、図１（ｃ）に示すように、ガイド受部材４とガイド定規５とにより作られる、平面視井桁の内部の削孔２に建て込まれる。本例では、上から見た時のＨ形鋼のフランジ１Ｆの延長方向が通り方向、ウェブ１Ｗの延長方向が幅方向となるように、芯材１を削孔２内に挿入する。

次に、図２（ａ）に示すように、芯材１の頭部に吊り冶具６を取付け、吊り冶具６に取付けたワイヤロープ７を図示しないクレーンに接続して芯材１を吊り上げ、芯材１を削孔２の上部まで運搬した後、芯材１を、掘削時に投入された固化材により泥土化されている削孔２内に吊り下ろして挿入する。
このとき、図２（ｂ）に示すように、ガイド定規５の上面５ａ（以下、高さ基準面という）から測った芯材１の天端部１ａの高さｈ₁が、予め設定された高さがｈ₁になるまで芯材１を挿入した後、芯材１をガイド定規５に図示しない固定手段を用いて仮固定する。なお、仮固定位置は、高さ基準面と同じ高さ（ａ＝０）であってもよい。仮固定後、ワイヤロープ７と吊り冶具６とは、芯材１から取り外される。
次に、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、仮固定された芯材１に、芯材１と同形状のＨ形鋼から成る建込み用杭８を着脱可能に取付ける。
具体的には、建込み用杭８のウェブ８Ｗの下端部と、芯材１側のウェブ１Ｗの上端部とを、２枚のプレート１１，１２で挟み込むとともに、２枚のプレート１１，１２と芯材１側の上端側とに予め形成しておいた接合用穴１１ｓ，１２ｓ，１ｓに、係止ロッド１３を挿入することで、建込み用杭８に芯材１を取付け、接合用穴１１ｓ，１２ｓ，１ｓから係止ロッド１３を引き抜くことで、芯材１を建込み用杭８から切り離すようにすればよい。
なお、２枚のプレート１１，１２は、建込み用杭８のウェブ８Ｗに固定される。
また、係止ロッド１３の挿入と引き抜きとは、プレート１２に取付けられて、係止ロッド１３を水平方向に移動させるロッド移動装置１４を用いればよい。ロッド移動装置１４としては、例えば、モータと、モータの回転を直線運動に変換する変換機構とを備えたものや、シリンダー装置とリンク機構とを組み合わせたものなど、周知のスライド装置を用いることができる。

建込み用杭８の取付け後には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、建込み用杭８の天端の高さｈ₂を計測する。
芯材１の天端と建込み用杭８の下端との間に隙間がなければ、建込み用杭８の長さをＬとすると、高さ基準面から測った芯材１の天端の高さがｈ₁なので、建込み用杭８の取付け後の建込み用杭８の天端部８ａの高さはＬ＋ｈ₁となる。しかし、実際には、接合用穴１ｓの穴位置のばらつきや、建込み用杭８の取付け前の芯材１の傾きなどのため、芯材１の天端と建込み用杭８の下端との間に隙間が生じる。
そこで、本例では、建込み用杭８の取付け後に、建込み用杭８の天端の高さｈ₂を計測するようにしている。
ｈ₂の計測後には、建込み用杭８頭部に吊り冶具６’を取付け、吊り冶具６’に取付けたワイヤロープ７’を図示しないクレーンに接続する。そして、芯材１の仮固定を外して、芯材１が取付けられた建込み用杭８を吊り下ろすことで、芯材１を、再び、削孔２内に挿入する。挿入深さは、建込み後の芯材１の天端の位置が、高さ基準面であるガイド定規５の上面５ａから所定の深さｄになるように、芯材１が取付けられた建込み用杭８を削孔２内に挿入する。
前述したように、芯材１に建込み用杭８を取付けた時点での芯材１の天端部１ａの高さはｈ₁であるので、予め設定された芯材１の天端の基準面からの深さをｄとすれば、芯材１が取付けられた建込み用杭８を、ｐ＝ｈ₁＋ｄだけ削孔２内に挿入すれば、芯材１の天端の位置を所定の深さｄに位置させることができる。なお、挿入後の芯材１の天端の位置は計測できないので、建込み用杭８の高さＨを計測し、Ｈ＝ｈ₂−（ｈ₁＋ｄ）となったときに、芯材１の天端が所定の深さｄに達したとして、芯材１が取付けられた建込み用杭８の挿入を終了する。
そして、建込み用杭８をガイド定規５に図示しない固定手段を用いて仮固定した後、ガイド定規５から建込み用杭８の天端の高さと建込み用杭８の水平位置とを計測し、建込み用杭８に取付けられた芯材１が、予定の建込み位置にまっすぐにかつ所定の深さに挿入されたか否かを判定する。
この判定を、以下、杭位置判定という。本例では、杭位置判定を、複数本の芯材１を、建込み用杭８を用いて削孔２に挿入した後に行うようにしている。
杭位置判定については、後述する。
杭位置判定で、良状態と判定された場合には、建込み用杭８を、芯材１を取付けたままの状態で翌日の作業までガイド定規５に仮固定しておき、ソイルセメントが硬化していることを確認してから、芯材１を建込み用杭８から切り離して、建込み用杭８を回収する。なお、プレート１１，１２、係止ロッド１３、及び、ロッド移動装置１４も建込み用杭８とともに回収される。
芯材１の切り離しは、ロッド移動装置１４を稼働して、係止ロッド１３を、芯材１及びプレート１１，１２から引き抜いた後、建込み用杭８の仮固定を外して、建込み用杭８を吊り上げればよい。
また、係止ロッド１３の引き抜きは、図３（ｃ）の状態にある係止ロッド１３を、ロッド移動装置１４により、同図の矢印の反対方向へ移動させて図３（ｂ）の状態にすればよい。
また、杭位置判定で不良状態と判定された場合には、芯材１を取付けた建込み用杭８を一旦吊り上げた後に吊り下ろして、芯材１を、再度、削孔２内に挿入してから、杭位置判定を行う。
なお、建込み用杭８の吊り上げ位置は、前記の芯材１の取付位置とすればよい。

ここで、杭位置判定について説明する。
本例では、杭位置判定としては、高さずれ判定と位置ずれ判定とを行う。
芯材１が取付けられた建込み用杭８は、所定深さ削孔２内に挿入されているので、芯材１及び建込み用杭８が傾いている場合には、高さ基準面であるガイド定規５の上面５ａから計測した建込み用杭８の天端の高さは低くなる。
そこで、建込み用杭を用いて削孔２に挿入した芯材１の建込み深さが所定の範囲内に入っているか否かを、芯材１を取付けた建込み用杭８の天端の高さＨを用いて判定する。
高さずれ判定は、図５（ａ）に示すように、建込み用杭８の一方のフランジ８Ｆ₁の両端部Ｐ₁₁，Ｐ₁₂の天端高さＨ₁₁，Ｈ₁₂と他方のフランジ８Ｆ₂の両端部Ｐ₂₁，Ｐ₂₂の天端高さＨ₂₁，Ｈ₂₂（図示せず）の平均値Ｈ_Favと予め設定された基準高さＨ₀との差ΔＨ_F＝｜Ｈ_Fav−Ｈ₀｜が所定の閾値Ｋ_H内にあるときには、芯材１の挿入状態が良状態であると判定する。また、ΔＨ_Fが閾値Ｋ_Hを超えた場合に、建込み用杭８に取付けられた芯材１が、傾いて挿入された不良状態であると判定する。
あるいは、図５（ｂ）に示すように、ウェブ８Ｗの両端部Ｑ₁，Ｑ₂の天端高さＨ₁，Ｈ₂の平均値Ｈ_Wavと予め設定された基準高さＨ₀との差ΔＨ_W＝｜Ｈ_Wav−Ｈ₀｜が所定の閾値Ｋ_H内にあるときには、芯材１の挿入状態が良状態であると判定し、ΔＨ_Wが閾値Ｋ_Hを超えた場合に不良状態であると判定してもよい。
なお、閾値Ｋの値は、芯材１の長さと建込み用杭８の長さ等により適宜決定すればよい。例えば、芯材１の長さが25m、建込み用杭８の長さ2.5mであれば、Ｋ_H＝20cm程度とすればよい。

位置判定としては、幅方向ずれ判定と通り方向ずれ判定の２種類の判定を行う。
幅方向のずれ判定には、図６（ａ）に示すように、ガイド定規５と建込み用杭８の一方のフランジ８Ｆ₁の両端部Ｐ₁₁，Ｐ₁₂のとの距離ｐ₁₁，ｐ₁₂と、ガイド定規５と他方のフランジ８Ｆ₂の両端部Ｐ₂₁，Ｐ₂₂のとの距離ｐ₂₁，ｐ₂₂の平均値ｐ_Favと予め設定された基準距離ｐ₀との差Δｐ_F＝｜ｐ_Fav−ｐ₀｜が所定の閾値Ｋ_Wよりも大きい場合に、建込み用杭８に取付けられた芯材１が、幅方向にずれて挿入された不良状態であると判定する。
一方、通り方向のずれ判定には、図６（ｂ）に示すように、ガイド受部材４と建込み用杭８の一方のフランジ８Ｆ₁の両端部Ｐ₁₁，Ｐ₁₂との距離ｑ₁₁，ｑ₁₂と、ガイド受部材４と他方のフランジ８Ｆ₂の両端部Ｐ₂₁，Ｐ₂₂との距離ｑ₂₁，ｑ₂₂の平均値ｑ_Favと予め設定された基準距離ｑ₀との差Δｑ_F＝｜ｑ_Fav−ｑ₀｜が所定の閾値Ｋ_Tよりも大きい場合に、建込み用杭８に取付けられた芯材１が、通り方向にずれて挿入された不良状態であると判定する。
なお、閾値Ｋ_W及び閾値Ｋ_Tの値は、削孔２の径、隣接するガイド受部材４の間隔、互いに対向するガイド定規５の間隔、芯材１及び建込み用杭８に用いたＨ形鋼の断面寸法の長さ等により適宜決定すればよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

例えば、前記実施の形態では、建込み用杭８を用いて削孔２に挿入した芯材１が複数本になってから杭位置判定を行ったが、１本挿入毎に行ってもよい。
また、前記実施の形態では、建込み用杭８の天端高さの平均値を、フランジ８Ｆ₁，８Ｆ₂の両端部の４箇所（Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₂₁，Ｐ₂₂）の平均値Ｈ_Favもしくは、ウェブ８Ｗの両端部の２箇所（Ｑ₁，Ｑ₂）の平均値Ｈ_Wavとしたが、平均値を求めるための天端高さの箇所はこれらに限るものではなく、例えば、フランジ８Ｆ₁の一方の端部Ｐ₁₁の天端高さと、端部Ｐ₁₁とＨ形鋼の中心位置に対して点対称な端部Ｐ₂₂の２箇所としてもよいし、ウェブ８Ｗの両端部の２箇所とＨ形鋼の中心位置の３箇所としてもよい。また、フランジ８Ｆ₁，８Ｆ₂の両端部の４箇所とＨ形鋼の中心位置の５箇所としてもよい。但し、計測箇所が多いと、作業時間がかかるので、計測箇所は５〜６箇所とすることが好ましい。
なお、幅方向ずれ判定や通り方向ずれ判定の場合にも、高さずれと同じ計測箇所の平均値を算出するようにすれば、ずれ判定を効率よく行うことができる。

また、前記実施の形態では、建込み用杭８のフランジ８Ｆ₁，８Ｆ₂の両端部Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₂₁，Ｐ₂₂の天端高さＨ₁₁，Ｈ₁₂，Ｈ₂₁，Ｈ₂₂を用いて高さずれ判定を行ったが、図７（ａ）に示すように、一方のフランジ８Ｆ₁の両端部Ｐ₁₁，Ｐ₁₂の天端高さＨ₁₁，Ｈ₁₂の差Δｈ＝｜Ｈ₁₁−Ｈ₁₂｜を算出し、この差Δｈが、所定の閾値ｋ_hよりも大きい場合には、建込み用杭８に取付けられた芯材１が、フランジ８Ｆ₁の板面に垂直な軸周りに回転して挿入された不良状態であると判定することができる。
なお、他方のフランジ８Ｆ₂の両端部Ｐ₂₁，Ｐ₂₂の天端高さＨ₂₁，Ｈ₂₂の差を用いてもよい。また、ウェブ８Ｗの両端部Ｑ₁，Ｑ₂の天端高さＨ₁，Ｈ₂の差から、芯材１が、ウェブ８Ｗの板面に垂直な軸周りに回転して挿入された不良状態であると判定することも可能である。
また、図７（ｂ）に示すように、上から見た時の建込み用杭８フランジ８Ｆが回転しているか否かを判定するもので、ガイド定規５と建込み用杭８の一方のフランジ８Ｆ₁の一方の端部Ｐ₁₁との距離ｐ₁₁と他方の端部Ｐ₁₂との距離ｐ₁₂との差ΔＬ_F＝｜ｐ₁₁−ｐ₁₂｜を算出し、この差ΔＬ_Fが、所定の閾値ｋ_Rよりも大きい場合には、建込み用杭８に取付けられた芯材１が、上から見た時に、回転して挿入された不良状態であると判定すればよい。
なお、他方のフランジ８Ｆ₂の両端部Ｐ₂₁，Ｐ₂₂との距離ｐ₂₁，ｐ₂₂の差を用いてもよい。あるいは、ガイド受部材４とウェブ８Ｗの両端部Ｑ₁，Ｑ₂との距離ｑ₁，ｑ₂の差から、芯材１が、上から見た時に、回転して挿入された不良状態であると判定してもよい。

１芯材、２削孔、３ピット、４ガイド受部材、５ガイド定規、
６吊り冶具、７ワイヤロープ、８建込み用杭、
１１，１２プレート、１３係止ロッド、１４ロッド移動装置、Ｇ地面。

Claims

地中連続壁の芯材を予め掘削された削孔に、天端が地上に設けられた定規材から所定の高さになるまで建込む第１の工程と、前記芯材と同形状の建込み用杭を前記芯材の頭部に着脱可能に取付ける第２の工程と、前記芯材が取付けられた建込み用杭を、前記芯材の天端が予め設定した深さに達するまで前記削孔内に挿入する第３工程と、前記削孔内の固化剤が硬化した後に前記芯材を前記建込み用杭から切り離す第４の工程とを有する芯材の建込み方法において、
前記第３の工程と第４の工程との間に、前記定規材の所定の位置から計測した、前記芯材が取付けられた建込み用杭の天端の高さと水平面内での特定位置までの距離のいずれか一方もしくは両方が、所定の範囲内にあるか否かを判定する判定工程を設けるとともに、
前記高さと前記特定位置までの距離のいずれか一方が、所定の範囲を超えた場合には、前記芯材が取付けられた建込み用杭を引き上げて、再度前記芯材を前記削孔内に建込むことを特徴とする芯材の建込み方法。
前記判定工程では、前記建込み用杭の複数箇所の天端高さの平均値と予め設定された基準高さとの差と、前記水平面内での複数の特定位置までの距離の平均値と予め設定された基準距離との差のいずれか一方または両方が、所定の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の芯材の建込み方法。
前記第１の工程では、前記芯材に建込み用杭を取付けた時点での芯材の天端の高さである前記所定の高さｈ₁を計測し、
前記第２の工程では、前記芯材に取付けた建込み用杭の天端の前記定規材からの高さｈ₂を計測し、
前記第３の工程では、
前記芯材の天端の建て込み予定深さをｄとしたときに、
前記建込み用杭の天端の高さＨが、Ｈ＝ｈ₂−（ｈ₁＋ｄ）になるまで、前記芯材が取付けられた建込み用杭を前記削孔内に挿入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の芯材の建込み方法。