JP2659593B2 - 地中連続壁の鉄筋籠溶接工法及び該工法に用いる水中溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は地中連続壁の鉄筋篭溶接工法及び該工法に
用いる水中溶接装置に関するものであり、特に、各鉄筋
篭を強固に結合して剛性を向上するとともに、施工を容
易にした地中連続壁の鉄筋篭溶接工法及び該工法に用い
る水中溶接装置に関するものである。

［従来の技術］ 地中壁連続工法は、地盤に長孔を掘削しつつ、該長孔
の掘削壁面の崩壊を防止するためにベントナイト微粉末
等を水に溶解した安定液を注入し、該長孔に安定液を充
満させた後に鉄筋篭を設置してコンクリートを打設す
る。そして、該コンクリートにて前記安定液を排出せし
めて地中壁を構築し、該地中壁の長手方向へ前記工程を
連続的に施工して地中壁を連設するものである。

第13図は前記工法により構築した地中連続壁基礎
（１）を示し、（２）は鉄筋篭（３）にコンクリートを
打設した先行地中壁であり、地中壁（４）（５）（６）
を順次施工して形成したものである。尚、（７）（７）
（７）（７）はコンクリート打設時の仕切板である。

前記地中壁連続工法に於て、既設の地中壁と該地中壁
へ接続する地中壁との接合強度を向上するために、隣接
する鉄筋篭の端部を結合する方法は種々のものが提案さ
れているが、之等のうちでは溶接工法によるものが最も
高い結合強度を得ることができる。

特開昭62−253816に示されたものは、鉄筋篭の長手方
向に配設された左右の水平鉄筋の端部内側に夫々ガイド
レールを上下方向へ配設して平行に対峙させ、該ガイド
レールに沿って昇降する台車の左右両側に溶接トーチを
設けて夫々水平鉄筋の端部に対向させている。そして、
この鉄筋篭の端部と溶接すべき他の鉄筋篭の端部とを重
合するとともに、前記台車を昇降させて重合部位を連続
的に溶接するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した従来の地中壁連続工法に於て、先行鉄筋篭と
後行鉄筋篭との水平鉄筋端部を重合させてコンクリート
を打設するものは、鉄筋が結合されていないので強度上
の問題がある。又、継手金具によって連結するものは結
合作業が煩雑であるとともに、鉄筋篭の寸法誤差や建込
み誤差によって結合が困難となることがある。

一方、溶接によるものに於ては、一般に溶接する双方
の鋼材が密着しているか、或は可及的に近接しているこ
とが高品質の溶接を行う上で必要である。しかし、特開
昭62−253816に示されたものは、溶接すべき双方の鉄筋
篭の端部を密着させる措置を講じておらず、溶接が不完
全となる虞れがある。

又、実施例では鉄筋篭の端部に夫々Ｓ字形とＬ字形の
継手金具を固着し、該Ｓ字形継手とＬ字形継手とを嵌合
させたうえで溶接する例が紹介されており、この方法に
よれば溶接部分の水平鉄筋を相互に接近させることがで
きる。しかし、先行鉄筋篭の継手へ後行鉄筋篭の継手を
嵌合させつつ、該後行鉄筋篭を所定位置へ建込む作業は
高度の施工精度を要求される。又、鉄筋篭の製作寸法誤
差や変形並びに建込み誤差によって前記嵌合作業に困難
性を生ずる場合があり作業性に問題がある。

更に、粘性を有する安定液中に没入した鉄筋篭には所
謂マツドフイルムと呼ばれる泥状の被膜が形成され、溶
接が不完全となる場合もある。

そこで、溶接すべき鉄筋篭の重合部位を強固に溶接で
きるようにするとともに、鉄筋篭の建込みに高精度を要
求せず施工を容易確実なものとして作業性及び作業能率
を改善した鉄筋篭溶接工法並びに該工法に用いる水中溶
接装置を提供するために解決せられるべき技術的課題が
生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記目的を達成するために提案せられた
ものであり、地盤に長孔を掘削して先行鉄筋篭を設置
し、該長孔にコンクリートを打設して先行の地中壁を形
成した後、該先行の地中壁の長手方向に隣接して後行の
長孔を掘削して該後行の長孔に後行鉄筋篭を設置し、該
後行鉄筋篭の端部と前記先行鉄筋篭の端部とを結合した
後、該後行の長孔にコンクリートを打設する工程を順次
反復して地中壁を形成する際に、先行鉄筋篭の後端部へ
後行鉄筋篭の前端部を溶接する地中連続壁の鉄筋篭溶接
工法に於て、鉄筋篭の両端部へ夫々継手鋼材を固設し、
先行鉄筋篭の継手鋼材へ連接すべき後行鉄筋篭の継手鋼
材を重合させるとともに、プレスジヤツキ等の押圧手段
によつて前記継手鋼材の重合部位を押圧し、密着させて
溶接することを特徴とする地中連続壁の鉄筋篭溶接工
法、並びに側面に溶接トーチを突設した水中溶接機であ
つて、該溶接トーチ近傍に上記継手鋼材の重合部位を押
圧し、圧接させるプレスジヤツキを設けた地中連続壁の
鉄筋篭溶接工法に用いる水中溶接装置並びに、上記継手
鋼材の重合部位近傍に上下方向へガイドレールを配設
し、該ガイドレールに水中溶接機を係合して上下動自在
とし、継手鋼材の重合部位を連続的に溶接できるように
した水中溶接装置、並びに上記プレスジヤツキの先端部
位に回動自在の押圧ローラを枢着し、該押圧ローラにて
継手鋼材の重合部位を押圧するように形成した水中溶接
装置、並びに上記押圧ローラを磁石にて形成したことを
特徴とする水中溶接装置、及び上記水中溶接装置の溶接
トーチ近傍に水噴射ノズルを配設し、継手鋼材の溶接部
位に付着した泥状被膜等を溶接前に除去できるように形
成した水中溶接装置を提供せんとするものである。

［作用］ 請求項（１）記載の発明は、地中連続壁の鉄筋篭の長
手方向両端部に鋼板等の継手鋼材を固設し、既設の先行
鉄筋篭の継手鋼材へ後行鉄筋篭の継手鋼材を重合させて
設置する。該重合部位は、鉄筋篭の寸法誤差や建込み精
度によつて密着或は溶接に適当な程度に接近しない場合
が多いが、該重合部位の側方にプレスジヤツキ等の拡縮
手段を設けて押圧し密着させる。然る後に、該重合部位
の継手鋼材を溶接すれば先行鉄筋篭と後行鉄筋篭とは強
固に結合される。

請求項（２）記載の発明は、側面に溶接トーチを突設
した水中溶接機の該溶接トーチ近傍にプレスジヤツキを
設けて水中溶接装置を形成している。該水中溶接装置は
溶接トーチとプレスジヤツキを一体的に組合せているの
で、該装置を適宜手段により支持し、上述した先行鉄筋
と後行鉄筋との重合部位の側方へ設置すれば、前記プレ
スジヤツキによつて鉄筋の重合部位を押圧して継手鋼材
を圧接し溶接トーチにて溶接できる。

請求項（３）記載の発明は、上記継手鋼材の近傍にガ
イドレールを上下方向に配設し、上記水中溶接装置を該
ガイドレールに係合して上下動自在としている。依っ
て、継手鋼材の重合部位をプレスジヤツキにて押圧し、
溶接トーチによつて溶接しつつ上或は下へ移動すると鉄
筋篭の継手鋼材は連続的に溶接される。

請求項（４）記載の発明は、上記水中溶接装置のプレ
スジヤツキの先端部位に回動自在な押圧ローラを取付
け、該押圧ローラにて継手鋼材を押圧するように形成し
ているので、継手鋼材を圧接しつつ上下に移動する際
に、走行抵抗が小となり駆動力が減小するとともに水中
溶接装置の移動が円滑となる。

請求項（５）記載の発明は、上記押圧ローラをマグネ
ツトにて形成したので、継手鋼材の密着作用が向上し、
プレスジヤツキの押圧力によつて鉄筋篭の端部に変形ひ
ずみが生じた場合でも重合部位の密着性を維持できる。

請求項（６）記載の発明は、水中溶接装置の溶接トー
チ近傍に水噴射ノズルを配設している。該水噴射ノズル
は水中ポンプからの水の圧送により高圧水流を噴射し、
前記溶接トーチに対向する継手鋼材に付着した泥状被膜
等の汚れを除去して溶接を確実に行うことができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を別紙添付図面の第１図乃
至第12図に従って説明する。第１図乃至第３図に於て
（10）は水中溶接装置である。該水中溶接装置（10）は
第１図の正面図に示すように、本体（11）の左右両側の
上下に油圧作動のプレスジヤツキ（12）（12），（12）
（12）を突設している。前記プレスジヤツキ（12）（1
2），（12）（12）は夫々先端部に押圧ローラ（13）（1
3）（13）（13）を上下方向回動自在に枢着し、後述す
る溶接作業時に当該水中溶接装置（10）が上下に円滑に
移動できるように形成されている。又、前記押圧ローラ
（13）（13）（13）（13）は外周部を磁石（14）（14）
（14）（14）にて形成し、継手鋼材（15）（16），（1
5）（16）の圧着性を強化している。

前記左右のプレスジヤツキ（12）（12），（12）（1
2）の可動部（17）（17），（17）（17）はプレート（1
8）（18）にて夫々連結し、該プレート（18）（18）の
外側には上から磁力線或は放射線による溶接部の探傷装
置（19）（19）、及び溶接トーチ（20）（20）、水噴射
ノズル（21）（21）を一列に配列するとともに探傷装置
（19）（19）と溶接トーチ（20）（20）の先端部は、押
圧ローラ（13）（13）（13）（13）に当接する継手鋼材
（15）（16），（15）（16）の直近へ位置するように突
設されている。

一方、第２図の平面図及び第３図の側面図に示すよう
に、本体（11）の背面には走行装置（22）（22）が突設
されている。該走行装置（22）（22）は第２図に示すよ
うに駆動ローラ（23）と２分割した転動ローラ（24）
（24）とを前後平行に対峙させ、該ローラ（23）（24）
（24），（23）（24）（24）にてＩビーム状のガイドレ
ール（25）を挟圧し、本体（11）に内装する駆動機構
（図示せず）によつてガイドレール（25）上を上下に走
行するものである。

次に、当該水中溶接装置（10）による地中連続壁の鉄
筋篭溶接工法を説明する。第４図に示す既設の地中壁
（26）の鉄筋篭（27）の水平鉄筋（28）（28）…は上下
に多数並設されており、該鉄筋（28）（28）…の端部に
は継手鋼材（15）（15）が溶接されて仕切板（29）から
前方の工区へ突出している。前記継手鋼材（15）（15）
は鋼製のプレートであり、同図に示すように、予め内側
方向へ屈曲しておく。従って、後行鉄筋篭（30）を建込
む際に、先行鉄筋篭（27）の継手鋼材（15）（15）と後
行鉄筋篭（30）に固設した継手鋼材（16）（16）が干渉
することはなく、後行鉄筋篭（30）を容易に所定位置へ
建込むことができる。尚、仕切板（29）の外側中央部位
にはＩビーム状のガイドレール（25）を上下方向へ配設
してある。

後行鉄筋篭（30）を建込み後、続いて溶接作業に移行
する。先ず、水中溶接装置（10）の走行装置（22）（2
2）を前記ガイドレール（25）に係合させる。そして、
第２図に示すように水中溶接装置（10）のプレスジヤツ
キ（12）（12），（12）（12）を伸長させると、押圧ロ
ーラ（13）（13）（13）（13）が先行鉄筋篭（27）の継
手鋼材（15）（15）を外方へ押圧し、変形させて後行鉄
筋篭（30）の継手鋼材（16）（16）へ圧接する。

後行鉄筋篭（30）は継手鋼材（16）（16）が先行鉄筋
篭（27）の継手鋼材（15）（15）に接触できる範囲であ
れば、多少建込み位置がずれていても溶接は可能であ
る。従って、先行鉄筋篭（27）並びに後行鉄筋篭（30）
の建込みには、継手金具を嵌合させる工法に必要とされ
るような高精度の作業は不要であり施工が容易である。

ここで、継手鋼材（15）（16）の形状を説明すれば、
第５図に示すように、水平鉄筋（28）（28）…の端部を
鋼製プレートにて上下方向に連結して形成しているが、
之に限定されるべきではなく、第６図乃至第８図に示す
ように形成してもよい。第６図に於て先行鉄筋篭（27）
の水平鉄筋（28）（28）…は仕切板（29）を貫通して後
行鉄筋篭（30）側へ突出しており、その先端部位に継手
鋼材（31）を固着している。第７図に示す例は、後行鉄
筋篭（30）の継手鋼材（32）の外側表面に突起（33）
（33）…を設け、コンクリートへの付着力を強化してい
る。第８図の例は後行鉄筋篭（30）継手鋼材を上下に分
割して複数の分割継手（34）（34）…として溶接時のひ
ずみによる応力の発生を防止している。

而して、第１図及び第２図に示すように継手鋼材（1
5）（16），（15）（16）の重合部位を押圧ローラ（1
3）（13）（13）（13）にて押圧するとプレート（18）
（18）に設けた溶接トーチ（20）（20）、探傷装置（1
9）（19）並びに水噴射ノズル（21）（21）も押圧ロー
ラ（13）（13），（13）（13）と一体的に拡幅し、継手
鋼材（15）（16），（15）（16）の溶接部上に位置す
る。尚、図示は省略するが、本体（11）には水噴射ノズ
ル（21）（21）へ水を圧送する水中ポンプ、溶接トーチ
（20）（20）へ溶接用ワイヤを送出するワイヤ送り装置
及びワイヤリール並びに水噴射用水中ポンプ、及び走行
用の駆動機構が装備されている。又、溶接作業用のシー
ルドガス供給装置は地上に配備し、フレキシブルホース
（35）によつて本体（11）へ供給される。更に、探傷装
置（19）（19）による測定データは電気信号に変換し、
ケーブル（36）を通じて地上の表示装置へ伝送して監視
員によつて監視する。

溶接作業は継手鋼材（15）（16），（15）（16）の上
部から下方へ連続的に施工する。先ず、走行装置（22）
（22）を駆動して水中溶接装置（10）を安定液中へ下降
させ、水噴射ノズル（21）（21）から高圧水を噴射して
溶接すべき部位の泥状被膜を除去し、鋼材の表面を清浄
化する。続いて、走行装置（22）（22）を駆動して水中
溶接装置（10）を徐々に下降させつつ、前述した清浄化
された継手鋼材（15）（16），（15）（16）の圧接部位
を溶接トーチ（20）（20）にて溶接する。之を第９図の
要部横断面図に従って説明する。同図に示すように、溶
接トーチ（20）は二重管構造となつており、内筒（37）
の中心部にはワイヤ送り装置から溶接ワイヤ（38）が送
出されるとともに、シールドガス（Ｇ）を噴出する。内
筒（37）と外筒（39）との間隙からは水噴射用水中ポン
プが圧送する高圧水（ｗ）を噴流させてシールドガスを
遮蔽し、シールド効果を得ている。又、溶接トーチ（2
0）の開口部（40）は継手鋼材（15）（16）の圧接部位
の段差に対応させて段設し、シールド効果の低下を防止
している。依って、前記内筒（37）から溶接部位（41）
間の空間に気相域が形成され、溶接はシールドガス雰囲
気内で行われ、水中であつても気中と同様な状態で溶接
される。

尚、良好な気相域を形成して溶接を確実に行うために
は本実施例の如く溶接部位が平面形状であることが望ま
しく、第10図に示すフレア形グループ溶接や第11図のＴ
継手すみ肉溶接では気相域の形成が困難である。

而して、第１図及び第２図に示すように、押圧ローラ
（13）（13），（13）（13）で継手鋼材（15）（16），
（15）（16）を圧接しつつ順次下方へ移動し、溶接作業
を連続的に行い、溶接トーチ（20）（20）の上方に設け
た探傷装置（19）（19）によつて直ちに亀裂や欠陥の有
無を検査する。そして、異常が発見された場合は、水中
溶接装置（10）を上方へ逆行させて溶接しなおし、再び
下方へ向かい作業を続行して継手鋼材（15）（16），
（15）（16）の下端部で溶接作業を停止する。然る後
に、プレスジヤツキ（12）（12），（12）（12）を収縮
し、継手鋼材（15）（16），（15）（16）の押圧を解除
して走行装置（22）（22）を逆転し、上方へ復帰して工
程を終了する。

尚、この発明は上記一実施例に限定せられるべきでは
なく、第12図に示すようにガイドレール（25）を後行鉄
筋篭（30）に設けてもよい。又、先行鉄筋篭（27）と後
行鉄筋篭（30）との継手鋼材（15）（16），（15）（1
6）の位置関係は、後行鉄筋篭（30）の設置の容易性か
らガイドレール（25）を設けた側の鉄筋篭の継手鋼材を
内側とすることが望ましい。

而して、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限
り種々の改変を為す事ができ、そして、この発明が該改
変せられたものに及ぶことは当然である。

［発明の効果］ この発明は上記一実施例に詳述したように構成したの
で、以下の効果を発揮する。即ち、先行鉄筋篭の継手鋼
材と後行鉄筋篭の継手鋼材をプレスジヤツキ等の押圧手
段によつて圧接して溶接するので、後行鉄筋篭の建込み
誤差の許容範囲が広い。依って、連続壁基礎を構築する
際に既設の先行地中壁の鉄筋篭へ後行鉄筋篭を接合する
作業が容易であり、特に従来の継手部を金具によつて結
合するものは、両側に先行地中壁を配して最終鉄筋篭を
建込む際に各先行鉄筋篭の寸法誤差並びに建込み誤差の
累積によつて結合が極めて困難となることが多いが、機
械的結合が不要な本発明によれば建込みの困難性は全く
生じない。従って、鉄筋篭の製作や建込みの施工管理の
負担が著しく軽減される。

又、溶接トーチとプレスジヤツキとを一体的に組込み
水中溶接装置を構成したので、前記プレスジヤツキにて
継手鋼材の重合部位を押圧し、圧接させて確実に溶接で
き、且つ作業性が良好となる。

更に、前記重合部位近傍にガイドレールを上下方向へ
配設し、前記水中溶接装置が前記ガイドレール上を移動
自在とすることによつて溶接作業を連続的に為すことが
でき、作業能率が著しく向上する。

又、前記プレスジヤツキの先端部位に押圧ローラを枢
着することによつて溶接作業時に於ける水中溶接装置の
移動は極めて円滑となるとともに、鉄筋篭の継手鋼材に
損傷を与えることが防止される。

そして、前記押圧ローラを磁石にて形成すれば、継手
鋼材の重合部位の密着性が更に向上し、継手鋼材のひず
み等による溶接不良事故の発生が減少する。

更に、水中溶接機に水噴射ノズルを設けることによ
り、継手鋼材の溶接すべき部位に付着した泥状被膜等の
汚れを除去でき、溶接不良を防止して確実性並びに信頼
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の一実施例を示し、第１図は
水中溶接装置の正面図、第２図は同平面図、第３図は同
側面図、第４図は鉄筋篭の設置状態を示す要部平面図、
第５図乃至第８図は夫々継手鋼材の形状を示す要部側面
図、第９図は溶接トーチの要部を示す一部横断面図、第
10図及び第11図は本発明の水中溶接装置に不適当な溶接
部分の形状例を示す解説図、第12図は他の実施例を示す
要部平面図、第13図は地中連続壁による基礎の平面図で
ある。 （10）……水中溶接装置、（12）……プレスジヤツキ （13）……押圧ローラ、（14）……磁石 （15）（16）……継手鋼材、（20）……溶接トーチ （21）……水噴射ノズル、（25）……ガイドレール （26）……地中壁、（27）……先行鉄筋篭 （30）……後行鉄筋篭、（41）……溶接部位

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地盤に長孔を掘削して先行鉄筋篭を設置
   し、該長孔にコンクリートを打設して先行の地中壁を形
   成した後、該先行の地中壁の長手方向に隣接して後行の
   長孔を掘削して該後行の長孔に後行鉄筋篭を設置し、該
   後行鉄筋篭の端部と前記先行鉄筋篭の端部とを結合した
   後、該後行の長孔にコンクリートを打設する工程を順次
   反復して地中壁を形成する際に、先行鉄筋篭の後端部へ
   後行鉄筋篭の前端部を溶接する地中連続壁の鉄筋篭溶接
   工法に於て、鉄筋篭の両端部へ夫々継手鋼材を固設し、
   先行鉄筋篭の継手鋼材へ連接すべき後行鉄筋篭の継手鋼
   材を重合させるとともに、プレスジャッキ等の押圧手段
   によって前記継手鋼材の重合部位を押圧し、密着させて
   溶接することを特徴とする地中連続壁の鉄筋篭溶接工
   法。
2. 【請求項２】側面に溶接トーチを突設した水中溶接機で
   あって、該溶接トーチ近傍に上記継手鋼材の重合部位を
   押圧し、圧接させるプレスジャッキを設けた請求項
   （１）記載の地中連続壁の鉄筋篭溶接工法に用いる水中
   溶接装置。
3. 【請求項３】上記継手鋼材の重合部位近傍に上下方向へ
   ガイドレールを配設し、該ガイドレールに水中溶接機を
   係合して上下動自在とし、継手鋼材の重合部位を連続的
   に溶接できるようにした請求項（２）記載の水中溶接装
   置。
4. 【請求項４】上記プレスジャッキの先端部位に回動自在
   の押圧ローラを枢着し、該押圧ローラにて継手鋼材の重
   合部位を押圧するように形成した請求項（２）記載の水
   中溶接装置。
5. 【請求項５】上記押圧ローラを磁石にて形成したことを
   特徴とする請求項（４）記載の水中溶接装置。
6. 【請求項６】上記水中溶接装置の溶接トーチ近傍に水噴
   射ノズルを配設し、継手鋼材の溶接部位に付着した泥状
   被膜等を溶接前に除去できるように形成した請求項
   （２）記載の水中溶接装置。