JP2021099006A - 連続壁構築方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】支持地盤の耐力低下を抑制し、鋼管杭の支持力性能を確保することができる連続壁構築方法を提供する。【解決手段】本発明に係る連続壁構築方法は、コンクリート又は石材で構築された既存構造物１が設置された地盤に複数の鋼管杭３を隣接させて打設して連続壁を構築する連続壁構築方法であって、鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置５を用いて、先端にビット７を備えた先行切削用鋼管９により、既存構造物１を打ち抜く既存構造物打抜き工程と、該既存構造物打抜き工程の後、支持層まで到達する前に先行切削用鋼管９を引き上げる先行切削用鋼管引上げ工程と、後行の鋼管杭３を鋼管杭圧入装置５に取り付けて、鋼管杭３を地盤中の所定の支持層まで回転圧入または圧入する後行鋼管杭打設工程と、を備えたことを特徴とするものである。【選択図】 図１
Description
本発明は、河川や堤防等の護岸構造や、道路擁壁構造等のコンクリート又は石材で構築された既存構造物の改修または補強を行うための施工法に関し、前記既存構造物が設置された地盤に複数の鋼管杭を隣接させて打設して連続壁を構築する連続壁構築方法に関する。
特許文献１に開示された「護岸の連続構築方法および河川の拡幅工法」は、鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置を用いて、先端にビットを備えた切削用鋼管杭をコンクリート護岸に打ち抜いて圧入して鋼管杭列を構築する方法である。
先端にビットを備えた切削用鋼管杭を用いることにより、切削能力が増し、コンクリートなどの既存構造物や障害物を破壊できるメリットがある。
先端にビットを備えた切削用鋼管杭を用いることにより、切削能力が増し、コンクリートなどの既存構造物や障害物を破壊できるメリットがある。
特許文献１の方法では、杭としての支持力を得るため、コンクリートなどの既存構造物を打ち抜いたのち、所定の地中深度まで施工（回転圧入による）を継続する必要がある。
しかしながら、先端にビットを有する鋼管杭を圧入すると、回転施工するビットにより支持地盤が乱され、地耐力が低下し、鋼管杭の支持力性能が低下することが懸念される。
しかしながら、先端にビットを有する鋼管杭を圧入すると、回転施工するビットにより支持地盤が乱され、地耐力が低下し、鋼管杭の支持力性能が低下することが懸念される。
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、支持地盤の耐力低下を抑制し、鋼管杭の支持力性能を確保することができる連続壁構築方法を提供することを目的としている。
（１）本発明に係る連続壁構築方法は、コンクリート又は石材で構築された既存構造物が設置された地盤に複数の鋼管杭を隣接させて打設して連続壁を構築する連続壁構築方法であって、
鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置を用いて、先端にビットを備えた先行切削用鋼管により、前記既存構造物を打ち抜く既存構造物打抜き工程と、
該既存構造物打抜き工程の後、支持層まで到達する前に前記先行切削用鋼管を引き上げる先行切削用鋼管引上げ工程と、
後行の鋼管杭を鋼管杭圧入装置に取り付けて、該鋼管杭を地盤中の所定の支持層まで回転圧入または圧入する後行鋼管杭打設工程と、を備えたことを特徴とするものである。
鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置を用いて、先端にビットを備えた先行切削用鋼管により、前記既存構造物を打ち抜く既存構造物打抜き工程と、
該既存構造物打抜き工程の後、支持層まで到達する前に前記先行切削用鋼管を引き上げる先行切削用鋼管引上げ工程と、
後行の鋼管杭を鋼管杭圧入装置に取り付けて、該鋼管杭を地盤中の所定の支持層まで回転圧入または圧入する後行鋼管杭打設工程と、を備えたことを特徴とするものである。
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記後行の鋼管杭は、先端部のみ又は全部が耐摩耗鋼によって形成されていることを特徴とするものである。
本発明においては、鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置を用いて、先端にビットを備えた先行切削用鋼管により、前記既存構造物を打ち抜く既存構造物打抜き工程と、該既存構造物打抜き工程の後、支持層まで到達する前に前記先行切削用鋼管を引き上げる先行切削用鋼管引上げ工程と、後行の鋼管杭を鋼管杭圧入装置に取り付けて、該鋼管杭を地盤中の所定の支持層まで回転圧入または圧入する後行鋼管杭打設工程と、を備えたことにより、地盤中の支持力において、従来の切削用鋼管杭のように先端のビットによって地盤を乱すことなく、鋼管杭を打設することができ、鋼管杭の支持力を確保することが可能となる。
本発明の一実施の形態に係る連続壁構築方法は、図１に示すように、コンクリート又は石材で構築された既存構造物１が設置された地盤に複数の鋼管杭３（図１（ｃ）（ｄ）参照）を隣接させて打設して連続壁を構築する連続壁構築方法であって、既存構造物打抜き工程と（図１（ａ）参照）、先行切削用鋼管引上げ工程と（図１（ｂ）参照）、後行鋼管杭打設工程と（図１（ｃ）（ｄ）参照）、を備えている。
以下、各工程を詳細に説明する。
なお、既存構造物１は、河川や堤防等の護岸構造や、道路擁壁構造等のコンクリート又は石材で構築されたものであり、本発明は、これらの既存構造物１の改修または補強を行うために行うものである。
以下、各工程を詳細に説明する。
なお、既存構造物１は、河川や堤防等の護岸構造や、道路擁壁構造等のコンクリート又は石材で構築されたものであり、本発明は、これらの既存構造物１の改修または補強を行うために行うものである。
＜既存構造物打抜き工程＞
既存構造物打抜き工程は、鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置５を用いて、先端にビット７を備えた先行切削用鋼管９により、既存構造物１を打ち抜く工程である（図１（ａ）参照）。
既存構造物１は、前述したように、河川や堤防等の護岸構造や、道路擁壁構造等のコンクリート又は石材で構築されたものである。
既存構造物打抜き工程は、鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置５を用いて、先端にビット７を備えた先行切削用鋼管９により、既存構造物１を打ち抜く工程である（図１（ａ）参照）。
既存構造物１は、前述したように、河川や堤防等の護岸構造や、道路擁壁構造等のコンクリート又は石材で構築されたものである。
既存構造物打抜き工程の施工範囲は、コンクリートや石材で構築した既存構造物１の打ち抜きだけに留まらず、支持力盤の直前まで施工してもよい。
なお、先行切削用鋼管９に設けられているビット７は、コンクリート又は石材で構築された既存構造物１を打ち抜くことができるものであり、刃先となる超硬合金あるいはダイヤモンドチップとこれを保持する鋼製の台金から構成される突起状の部材のようなものをいう。
なお、先行切削用鋼管９に設けられているビット７は、コンクリート又は石材で構築された既存構造物１を打ち抜くことができるものであり、刃先となる超硬合金あるいはダイヤモンドチップとこれを保持する鋼製の台金から構成される突起状の部材のようなものをいう。
＜先行切削用鋼管引上げ工程＞
先行切削用鋼管引上げ工程は、既存構造物打抜き工程の後、支持層まで到達する前に先行切削用鋼管９を引き上げる工程である（図１（ｂ）参照）。
先行切削用鋼管９を引き上げた後は、先行切削用鋼管９を鋼管杭圧入装置５から取り外す。
先行切削用鋼管引上げ工程は、既存構造物打抜き工程の後、支持層まで到達する前に先行切削用鋼管９を引き上げる工程である（図１（ｂ）参照）。
先行切削用鋼管９を引き上げた後は、先行切削用鋼管９を鋼管杭圧入装置５から取り外す。
＜後行鋼管杭打設工程＞
後行鋼管杭打設工程は、後行の鋼管杭３を鋼管杭圧入装置５に取り付けて、鋼管杭３を地盤中の所定の支持層まで回転圧入または圧入する工程である（図１（ｃ）（ｄ）参照）。
後行鋼管杭打設工程で用いる鋼管杭圧入装置５は、既存構造物打抜き工程で用いたものと同じものであってもよいし、別の装置であってもよい。
後行鋼管杭打設工程は、後行の鋼管杭３を鋼管杭圧入装置５に取り付けて、鋼管杭３を地盤中の所定の支持層まで回転圧入または圧入する工程である（図１（ｃ）（ｄ）参照）。
後行鋼管杭打設工程で用いる鋼管杭圧入装置５は、既存構造物打抜き工程で用いたものと同じものであってもよいし、別の装置であってもよい。
後行鋼管杭打設工程で用いる鋼管杭３には、先行切削用鋼管９のように既存構造物１を打ち抜く機能を有するようなビット７は設けられていない。
なお、後行鋼管杭打設工程で用いる鋼管杭３は、先行切削用鋼管９の外径よりも小径のものを用いてもよく、この場合には、打設した後行の鋼管杭３の周囲にセメントミルク等を注入し地盤抵抗力を増大させるようにしてもよい。
なお、上述したように先行切削用鋼管９に対して、外径の小さい後行の鋼管杭３を用いる場合、この後行の鋼管杭３の先端または周面、あるいはその両方に、羽形状部材を単数段もしくは複数段設けてもよい。このようにすることで、鋼管杭３の支持力がさらに増大する効果が得られる。
なお、後行鋼管杭打設工程で用いる鋼管杭３は、先行切削用鋼管９の外径よりも小径のものを用いてもよく、この場合には、打設した後行の鋼管杭３の周囲にセメントミルク等を注入し地盤抵抗力を増大させるようにしてもよい。
なお、上述したように先行切削用鋼管９に対して、外径の小さい後行の鋼管杭３を用いる場合、この後行の鋼管杭３の先端または周面、あるいはその両方に、羽形状部材を単数段もしくは複数段設けてもよい。このようにすることで、鋼管杭３の支持力がさらに増大する効果が得られる。
なお、羽形状部材は、羽外径が先行切削用鋼管９の外径以下とすれば、施工時の抵抗が少なく後行の鋼管杭３の施工がスムーズとなる。一方、十分な支持力増大効果を得るためには、羽外径が後行の鋼管杭３の外径の10％以上大きいことが望ましい。
また、羽外径が先行切削用鋼管９の外径より大きい場合、コンクリートや石材で構築された既存構造物１の再打ち抜きの際に、抵抗力が生じ、施工上はデメリットとなる。しかし、この場合、既存構造物打抜き工程で既存構造物１に形成された打抜き孔の内面に、例えば螺旋溝のような凹部形状が形成されることから、セメントミルク等による一体化がより強固となる利点もある。
なお、後行の鋼管杭３は、先端部のみ又は全部が耐摩耗鋼によって形成されたものであることが好ましい。
耐摩耗鋼を使用することで、既存構造物打抜き工程で既存構造物１に形成された打抜き孔に再貫入する際に、杭の損傷を防止できる。
使用する耐摩耗鋼としては、表面ブリネル硬さ（JIS Z 2243 :2018試験による）が公称値で340（±30）以上のものを用いることが望ましい。
また、耐摩耗鋼の加工性、溶接性を考慮すると、表面ブリネル硬さ（JIS Z 2243：2018試験による）が公称値で600以下のものとするのがよい。
耐摩耗鋼を使用することで、既存構造物打抜き工程で既存構造物１に形成された打抜き孔に再貫入する際に、杭の損傷を防止できる。
使用する耐摩耗鋼としては、表面ブリネル硬さ（JIS Z 2243 :2018試験による）が公称値で340（±30）以上のものを用いることが望ましい。
また、耐摩耗鋼の加工性、溶接性を考慮すると、表面ブリネル硬さ（JIS Z 2243：2018試験による）が公称値で600以下のものとするのがよい。
耐摩耗鋼を鋼管杭３の先端に用いる場合の態様としては、例えば図２に示すように、耐摩耗鋼で形成され、鋼管杭３の先端の湾曲沿うように湾曲した板状体１１を鋼管杭３の先端に所定の間隔で固定するようにすればよい。
この場合、板状体１１の形成方法としては、鋼管杭３の断面形状に合わせて所定の曲面加工を施した耐摩耗鋼を所定の長さで分割するようにすればよい。
この場合、板状体１１の形成方法としては、鋼管杭３の断面形状に合わせて所定の曲面加工を施した耐摩耗鋼を所定の長さで分割するようにすればよい。
本実施の形態によれば、先行する既存構造物打抜き工程では先端にビット７を有する先行切削用鋼管９を用い、後行の後行鋼管杭打設工程では、既存構造物１を打ち抜く機能を有するビット７を有していない鋼管杭３を用いるようにしているので、地盤を乱すことなく鋼管杭３を打設することができ、地盤中の支持力において、従来の切削用鋼管杭のように先端のビット７によって地盤を乱すことなく、鋼管杭３を打設することができ、鋼管杭３の支持力を確保することが可能となる。
また、後行の鋼管杭３の先端部または全部に耐摩耗鋼を使用することで、一旦切削した、コンクリートや石材で構築された既存構造物１に再貫入する際に、杭の損傷を防止できる。
また、後行の鋼管杭３の先端部または全部に耐摩耗鋼を使用することで、一旦切削した、コンクリートや石材で構築された既存構造物１に再貫入する際に、杭の損傷を防止できる。
なお、本発明は、河川や堤防等の護岸構造や、道路擁壁構造等のコンクリート又は石材で構築された既存構造物の改修または補強を行うための連続壁施工法に関するものであるが、例えばコンクリート製の基礎スラブなどの障害物が土中に存在する状況において鋼管基礎杭を離散的に打設する際にも適用できる。
１ 既存構造物
３ 鋼管杭
５ 鋼管杭圧入装置
７ ビット
９ 先行切削用鋼管
１１ 板状体
３ 鋼管杭
５ 鋼管杭圧入装置
７ ビット
９ 先行切削用鋼管
１１ 板状体
Claims (2)
- コンクリート又は石材で構築された既存構造物が設置された地盤に複数の鋼管杭を隣接させて打設して連続壁を構築する連続壁構築方法であって、
鋼管杭を回転圧入できる鋼管杭圧入装置を用いて、先端にビットを備えた先行切削用鋼管により、前記既存構造物を打ち抜く既存構造物打抜き工程と、
該既存構造物打抜き工程の後、支持層まで到達する前に前記先行切削用鋼管を引き上げる先行切削用鋼管引上げ工程と、
後行の鋼管杭を鋼管杭圧入装置に取り付けて、該鋼管杭を地盤中の所定の支持層まで回転圧入または圧入する後行鋼管杭打設工程と、を備えたことを特徴とする連続壁構築方法。 - 前記後行の鋼管杭は、先端部のみ又は全部が耐摩耗鋼によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の連続壁構築方法。
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