JP2935632B2 - 鋼管矢板壁構築工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木分野で用いる鋼管
矢板壁構築工法に係り、特に、土留め構造に適した鋼管
矢板壁構築工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】土留め工事は、周知のように、掘削の際
の地盤の変形や沈下を極力抑えるための工事であるが、
近年、地下空間有効利用の要請等に伴い、さまざまな現
場諸条件に対応した土留め壁の構築工法を開発すること
が必要になってきた。

【０００３】土留め壁をその壁体材料に着目して分類す
ると、打設矢板壁、地下連続壁、柱列式地下連続壁、安
定液固化壁、プレハブ鋼製壁等に大別され、矢板壁のう
ち、鋼管矢板壁は、軟弱地盤等における大規模掘削に適
した土留め壁で、最近では、湾岸部での工事に用いられ
ることが多い。

【０００４】鋼管矢板壁を構築するには、鋼管矢板の鉛
直度を確認しながら、ディーゼルハンマー、バイプロハ
ンマーあるいはドロップハンマー等で鋼管矢板を打ち込
むのが一般的であるが、近年の振動あるいは騒音規制を
クリアすべく、ディーゼルハンマーに防音カバーを取り
付けたり、ウオータージェットを併用して低振動化、低
騒音化を図っている。

【０００５】しかしながら、市街地に近いところでは振
動あるいは騒音規制がきわめて厳格なため、打込工法で
施工すること自体がほとんど不可能であるのが現状であ
る。

【０００６】一方、上述の騒音の問題を回避するため
に、予め掘削した孔内に鋼管矢板を建て込む工法が考え
られるが、その場合には、鋼管矢板同士の連結部分にお
いて止水性が低下してしまうという別の問題を生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況に鑑み、本
願と同一の出願人は、静粛性および止水性の両方を具備
した新規な鋼管矢板壁構築工法を開発し、その工法にお
いては、まず、鋼管矢板の連結部を取り囲むようにして
所定のシートを当該鋼管矢板に取り付ける一方、前記鋼
管矢板を建て込むための孔を地盤内に掘削するととも
に、当該掘削と同時に、先行して建て込まれた隣接する
鋼管矢板のシートを破って当該シート内側の充填材を取
り出し当該隣接する鋼管矢板の連結部の内部を露出させ
る。次いで、前記隣接する鋼管矢板の連結部に前記鋼管
矢板の連結部を嵌め込みながら前記鋼管矢板を前記孔内
に建て込む。次いで、前記シートの内側に所定の充填材
を充填し、前記隣接する鋼管矢板の連結部と前記鋼管矢
板の連結部との間の空間および前記鋼管矢板の周囲に所
定の硬化材を注入する。

【０００８】しかしながら、掘削位置を、先行して建て
込まれた鋼管矢板に近づけすぎると、その鋼管矢板の連
結部を誤って破損し、その結果、連結部における止水性
が低下してしまうおそれがある一方、掘削位置を先行鋼
管矢板から遠ざけすぎると、その鋼管矢板のシート内側
の充填材を十分な程度に崩落させることができず、その
結果、後の建込工程の際に、残留した充填材が邪魔にな
って連結部同士をスムーズに嵌合させることができない
という問題を生じていた。

【０００９】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、静粛性および止水性の両方を具備するととも
に、掘削の精度を改善して連結部の破損を回避しかつ後
の建込を容易にした鋼管矢板壁構築工法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の鋼管矢板壁構築工法は請求項１に記載した
ように、鋼管矢板に互いに反対側となるように設けられ
た２つの連結部のうち、一方の連結部を取り囲むように
して所定のシートを当該鋼管矢板に取り付ける一方、前
記鋼管矢板を建て込むための孔を一次掘削する工程と、
当該一次掘削工程と同時に、先行して建て込まれた隣接
する鋼管矢板の一方の連結部に取り付けられたシートを
破って当該シート内側の充填材を取り出す工程と、前記
隣接する鋼管矢板の一方の連結部の内部に残留した前記
充填材を除去して当該内部を露出させるとともに、該一
方の前記連結部をガイドとして二次掘削を行う工程と、
前記隣接する鋼管矢板の一方の連結部に前記鋼管矢板の
他方の連結部を嵌め込みながら前記鋼管矢板を前記孔内
に建て込む工程と、前記鋼管矢板の一方の連結部を取り
囲むように取り付けられた前記シートの内側に所定の充
填材を充填する工程と、前記隣接する鋼管矢板の一方の
連結部と前記鋼管矢板の他方の連結部との間の空間およ
び前記鋼管矢板の周囲に所定の硬化材を注入する工程と
を含むものである。

【００１１】また、本発明の鋼管矢板壁構築工法は、請
求項１の掘削工程において、非硬化型の安定液を前記孔
内に注入しながら掘削を行うとともに、請求項１の注入
工程において、前記非硬化型の安定液を前記硬化材に置
換するようにしたものである。

【００１２】また、本発明の鋼管矢板壁構築工法は、請
求項１の充填材を請求項２の非硬化型の安定液よりも比
重の重い材料としたものである。

【００１３】また、本発明の鋼管矢板構築工法は、請求
項３の充填材を電炉スラグとしたものである。

【００１４】

【作用】本発明の鋼管矢板壁構築工法においては、ま
ず、これから建て込む鋼管矢板の一方の連結部を取り囲
むようにして所定のシートをその鋼管矢板に取り付け
る。

【００１５】一方、かかる取付工程とは別に、シートを
取り付けた鋼管矢板を建て込むための孔を一次掘削す
る。孔壁の崩壊が予想される場合には、ベントナイト安
定液などの非硬化型の安定液を孔内に注入しながら掘削
を行う。

【００１６】一次掘削工程においては、掘削と同時に、
先行して建て込まれた隣接する鋼管矢板のシートを破り
取ってシート内側の充填材を崩落させる。

【００１７】次に、隣接する鋼管矢板の一方の連結部の
内部に残留した充填材を除去してその内部を露出させる
とともに、かかる連結部をガイドとして二次掘削を行
う。

【００１８】次に、隣接する鋼管矢板の一方の連結部に
これから建て込もうとする鋼管矢板の他方の連結部を嵌
め込みながら、この鋼管矢板を孔内に建て込む。

【００１９】次に、建込が終了した鋼管矢板に取り付け
たシートの内側に所定の充填材を充填する。

【００２０】次に、２つの鋼管矢板の連結部の間に形成
された空間および鋼管矢板の周囲に所定の硬化材を注入
し、硬化材を硬化させる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の鋼管矢板壁構築工法の実施例
について、添付図面を参照して説明する。

【００２２】図１は、本実施例の鋼管矢板壁構築工法の
手順をフローチャートで示したものである。

【００２３】かかる工法に用いる鋼管矢板１は、図２
(a) に示すように、外径が例えば1.5m、長さが50m 程度
の鋼管本体２に連結部３および連結部４を設けてあり、
それぞれ、鋼管本体２の長手軸線に沿った長尺部材であ
る。

【００２４】他方の連結部としての連結部３および一方
の連結部としての連結部４は、鋼管本体２の長手軸線を
挟んで互いに反対側に設けてあり、連結部３は、一対の
アングル５を先端を外方に向けて並設してあり、連結部
４は、一対のアングル６を先端を向かい合わせにして並
設してある。

【００２５】かかる鋼管矢板１は、一方の鋼管矢板１の
連結部４のアングル６に、それに隣接する鋼管矢板１の
連結部３のアングル５を係止することにより、隣接する
鋼管矢板１を相互に連結できるようになっている。

【００２６】図２(b) は、鋼管矢板１と同様の構造を持
つ鋼管矢板１a 、１b を互いに連結させた様子を示した
ものである。

【００２７】次に、図１のフローチャートを参照しなが
ら、本実施例の鋼管矢板壁構築工法の手順を説明する。

【００２８】なお、本実施例では、説明の便宜上、鋼管
矢板１b 、１c ・・を、既に建て込んだ鋼管矢板１a に
順次隣接させて建て込んでいくものとし、鋼管矢板１a
、１b 、１c ・・・は、図２で説明した鋼管矢板１と
同じ構造のものであって、鋼管矢板１と同一の部分につ
いては鋼管矢板１の各部の符号にa, b, c ・・・を付し
て表現することとする。

【００２９】図１でわかるように、本実施例の鋼管矢板
構築工法においては、まず、これから建て込もうとする
鋼管矢板１b の一方の連結部としての連結部４b を取り
囲むようにしてシート１１b を鋼管矢板１b に取り付け
る（ステップ１０１）。

【００３０】図３は、鋼管矢板１b にシート１１b を取
り付けた様子を示したものである。

【００３１】同図でわかるように、シート１１b には、
これを補強するロープ１２b をシート１１b の両縁に設
けてあり、ロープ１２b の手前に押さえ板１３b をあて
て鋲１４b をアングル６b に打ち込むことにより、シー
ト１１b を鋼管矢板１b に取り付けてある。この状態で
は、シート１１b の内側に長手方向の中空空間が形成さ
れている。

【００３２】一方、上述したシートの取付工程とは別
に、シート１１b を取り付けた鋼管矢板１b を建て込む
ための孔２１b を一次掘削する（図１、ステップ１０
２）。

【００３３】図４は、孔２１b の掘削ラインを破線で示
したものである。

【００３４】なお、一次掘削においては、鋼管矢板１a
の連結部４a を誤って破損しないように、連結部４a か
ら若干離れたところを掘削する。

【００３５】掘削は、例えばアースドリルを用いて行
い、ケリーバーの先端に取り付けたドリリングバケット
を回転させて削孔する。なお、掘削にあたっては、孔壁
の崩壊を防止するため、非硬化型の安定液としてのベン
トナイト安定液、ポリマー安定液等を孔内に注入しなが
ら行うのがよい。

【００３６】また、孔２１b の掘削ライン（破線）が、
先行して建て込まれた鋼管矢板１aの周囲に充填された
硬化材２３a に及んでいることからわかるように、本工
程では、地盤を掘削すると同時に、硬化材２３a の一部
も削り取る。

【００３７】同様に、孔２１b の掘削ラインが、鋼管矢
板１a のシート１１aおよびシート１１a の内部空間に
充填してあった充填材２２a に及んでいることからわか
るように、本工程では、地盤を掘削すると同時にドリリ
ングバケット等でシート１１a を破り取ってシート１１
a 内側の充填材２２a をある程度崩落させる（図１、ス
テップ１０３）。

【００３８】図５は、一次掘削後、孔２１b が形成され
た様子を示したものである。

【００３９】同図でわかるように、充填材２２a は、シ
ート１１a が破られて崩落するが、掘削ラインを連結部
４a から若干遠ざけたため、その一部は、連結部４a の
内部に残留している。なお、孔２１b の内部は、ベント
ナイト安定液３１b で満たされている。

【００４０】次に、連結部４a 内に残留した充填材２２
a を除去して連結部内部を露出させるとともに、当該連
結部４a をガイドとして二次掘削を行う（ステップ１０
４）。

【００４１】図６は、二次掘削の掘削ライン２０b を破
線で示したものである。

【００４２】同図でわかるように、二次掘削の中心位置
は、一次掘削の中心位置よりも若干、連結部４a 側に寄
せてあるとともに、余分な掘削を避けるため、その掘削
径を一次掘削の掘削径よりも若干小さくしてある。

【００４３】二次掘削においては、上述したように、連
結部４a をガイドとした掘削を行うが、具体的には、例
えば、アースドリルの昇降に追従して連結部４a の内部
あるいは外部と摺動自在なガイド機構をアースドリルの
回転軸線から所定距離だけオフセットした位置に取り付
けておき、このガイド機構を連結部４a に嵌合させなが
らアースドリルを作動させる。また、かかるガイド機構
に、連結部４a 内に残留する充填材２２a をかき出して
除去する機能を持たせておけば、充填材の除去も同時に
進めることができる。

【００４４】図７は、二次掘削終了後の様子を示したも
のであり、同図でわかるように、シート１１a がさらに
破られているとともに、連結部内４a に残留していた充
填材２２a が除去され、連結部４a の内部は、ベントナ
イト安定液３１bに露出していることがわかる。

【００４５】また、孔２０b は孔２１b と一体になり、
真円ではなくやや横に膨らんだ形状をなしている。

【００４６】次に、隣接する鋼管矢板１a の連結部４a
にこれから建て込もうとする鋼管矢板１b の他方の連結
部としての連結部３b を嵌め込みながら、鋼管矢板１b
を孔２１b および孔２０b 内に建て込む（図１、ステッ
プ１０５）。

【００４７】図８は、鋼管矢板１b の建込を終了した時
点での様子を示したものである。

【００４８】次に、鋼管矢板１b に取り付けたシート１
１b の内側に充填材２２b を充填する（ステップ１０
６）。

【００４９】充填材２２b には、ベントナイト溶液の比
重（通常、1.0 乃至1.3 の範囲）よりも比重が大きな材
料、例えば砕石、高炉スラグ（比重2.5 程度）あるい
は、もっと比重の大きな材料として、電炉スラグ（比重
3.5 ）やコンクリートの重量骨材として知られる鉄、磁
鉄鉱、砂鉄、褐鉄鉱等（比重2.4 乃至8 ）を用いるのが
好ましい。

【００５０】図９は、充填材の充填を終了した時点での
様子を示したものである。

【００５１】次に、鋼管矢板１a の連結部４a と鋼管矢
板１b の連結部３b との間に形成された空間および鋼管
矢板１b の周囲にベントナイトモルタル２３b を注入
し、ベントナイト安定液３１b をベントナイトモルタル
２３b で置換する（ステップ１０７）。

【００５２】図１０は、ベントナイト安定液３１b をベ
ントナイトモルタル２３b に置換した後の状態を示した
ものである。なお、同図中、４１、４２および４３は、
ベントナイトモルタルを注入するための配管位置を示し
たものである。

【００５３】かかる配管位置でわかるように、鋼管矢板
１b がモルタルの注入圧力によって傾かないように留意
する。

【００５４】これで、鋼管矢板１b に関する一連の工程
は終了するが、引き続き鋼管矢板１c の建込等を行う場
合には、ステップ１０１と同様、鋼管矢板１c の一方の
連結部としての連結部４c を取り囲むようにしてシート
１１c を鋼管矢板１c に取付け、ステップ１０２と同
様、鋼管矢板１c を建て込むための孔２１c を一次掘削
する。そして、ステップ１０３と同様、一次掘削と同時
にドリリングバケット等でシート１１b を破り取ってシ
ート１１b 内側の充填材２２b をある程度崩落させ、引
き続いて、ステップ１０４と同様、連結部４b 内部の充
填材２２b を除去して内部を露出させるとともに、連結
部４b をガイドとして二次掘削を行う。

【００５５】以下、詳細な説明は省略するが、上述した
と同様、ステップ１０５乃至１０７の工程を順次繰り返
し行えばよい。

【００５６】かくして、図１のステップ１０１乃至ステ
ップ１０７を必要なだけ繰り返して複数の鋼管矢板を建
て込むことにより、所望の長さ、例えば数100m にわた
る鋼管矢板壁を構築することができる。

【００５７】鋼管矢板壁構築後は、腹起こし、切り梁等
を適宜設けながら鋼管矢板壁で囲まれた領域を掘削し、
所定の構造物を構築する。構造物を構築した後は、埋め
戻し等の作業を経て、必要ならば、構築した鋼管矢板壁
を撤去する。

【００５８】従来の鋼管矢板壁工法は、打込工法で行う
と騒音や振動がひどく、建込工法で行うと止水性が低下
するというように一長一短があったが、本実施例の鋼管
矢板壁およびその構築工法では、上述したように、所定
のシートを予め鋼管矢板の一方の連結部に取付け、その
内部に充填材を充填しておくことによって、連結部内に
モルタルが浸入するのを防止し、モルタルが硬化した後
にその充填材を取り除いてからその中に次の鋼管矢板の
他方の連結部を嵌合させるようにしたので、連結部近傍
にモルタル等が固着して連結部同士の嵌合が妨げられる
ことがなくなり、連結部同士をスムーズに嵌合させて次
の鋼管矢板を容易に建て込むことができる。

【００５９】このように、建込の際にほとんど摩擦や抵
抗がないため、騒音や振動は発生しなくなり、きわめて
静粛性の高い工法となる。

【００６０】また、次の鋼管矢板を建て込んだ後、先行
した鋼管矢板の一方の連結部と次の鋼管矢板の他方の連
結部との間に生じた空隙にモルタルを充填するようにし
たので、連結部における止水性を格段に向上させること
ができる。

【００６１】静粛性および止水性に優れた土留め工法と
して地中連続壁工法がよく知られているが、後で撤去が
必要な場合には、本実施例の鋼管矢板壁工法が最適な工
法となる。

【００６２】また、本願と同一の出願人による鋼管矢板
壁工法では、連結部の破損を回避しつつ止水性を低下さ
せないために、削孔位置の精度について十分な配慮が必
要であったが、本実施例の鋼管矢板壁工法では、まず、
連結部からある程度離れた位置で一次掘削を行い、その
後、連結部内に残留する充填材を除去しながら、連結部
をガイドとして二次掘削するようにしたので、二次掘削
においては、ドリリングバケット等の回転中心が連結部
から所定の位置に位置決めされ、連結部を破損すること
なく、高精度の掘削を行うことが可能となる。

【００６３】また、充填材として、孔内に注入する安定
液の比重よりも大きな充填材を選んだので、シート内側
に充填する際に安定液内にスムーズに沈み、途中で詰ま
ることなく、シート内側に充填することができる。

【００６４】また、本実施例では、硬化材としてベント
ナイトモルタルを用いたが、所定の強度と止水性をもつ
材料、例えば、通常のモルタルあるいはコンクリートで
もよい。

【００６５】また、本実施例では、鋼管矢板の連結部を
図２に示すような形状としたが、連結した状態で内部に
モルタルを充填できる空間が形成されるのであれば、ど
んな形状の連結部でもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の鋼管矢板壁
構築工法は、鋼管矢板に互いに反対側となるように設け
られた２つの連結部のうち、一方の連結部を取り囲むよ
うにして所定のシートを当該鋼管矢板に取り付ける一
方、前記鋼管矢板を建て込むための孔を一次掘削する工
程と、当該一次掘削工程と同時に、先行して建て込まれ
た隣接する鋼管矢板の一方の連結部に取り付けられたシ
ートを破って当該シート内側の充填材を取り出す工程
と、前記隣接する鋼管矢板の一方の連結部の内部に残留
した前記充填材を除去して当該内部を露出させるととも
に、該一方の連結部をガイドとして二次掘削を行う工程
と、前記隣接する鋼管矢板の一方の連結部に前記鋼管矢
板の他方の連結部を嵌め込みながら前記鋼管矢板を前記
孔内に建て込む工程と、前記鋼管矢板の一方の連結部を
取り囲むように取り付けられた前記シートの内側に所定
の充填材を充填する工程と、前記隣接する鋼管矢板の一
方の連結部と前記鋼管矢板の他方の連結部との間の空間
および前記鋼管矢板の周囲に所定の硬化材を注入する工
程とを含むので、無振動無騒音でかつ止水性の高い土留
め壁を構築することができるとともに、高精度の掘削を
行うことが可能となり、連結部の破損を回避しなおかつ
後の建込作業の作業性を改善することができる。

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る鋼管矢板壁構築工法の手順を示
したフローチャート。

【図２】(a)は、本実施例に係る鋼管矢板壁構築工法に
用いる鋼管矢板の横断面図、(b)は、２つの鋼管矢板を
連結させた状態を示した図。

【図３】鋼管矢板の連結部にシートを取り付けた様子を
示した図。

【図４】鋼管矢板を建て込むための孔を一次掘削するラ
インを示した図。

【図５】一次掘削を完了した状態を示した図。

【図６】鋼管矢板を建て込むための孔を二次掘削するラ
インを示した図。

【図７】二次掘削を完了した状態を示した図。

【図８】掘削した孔内に鋼管矢板を建て込んだ様子を示
した図。

【図９】建て込んだ鋼管矢板のシートの内側に充填材を
充填した様子を示した図。

【図１０】２つの鋼管矢板の連結部と連結部の間に生じ
た空間および鋼管矢板の周囲にベントナイトモルタルを
注入した様子を示した図。

【符号の説明】

１ 鋼管矢板３ 連結部（他方の連結部） ４ 連結部（一方の連結部） １１ シート ２２ 充填材 ２３ ベントナイトモルタル（硬化材） ３１ ベントナイト溶液（非硬化型の安定液） １０１ シート取付工程 １０２ 一次掘削工程 １０３ 充填材取出工程 １０４ 二次掘削工程 １０５ 建込工程 １０６ 充填材充填工程 １０７ 硬化材注入工程

フロントページの続き (72)発明者 北村 仁 大阪市中央区北浜東４―33 株式会社大 林組 大阪本店内 (72)発明者 長尾 均 大阪市中央区北浜東４―33 株式会社大 林組 大阪本店内 (72)発明者 池田 恭二 大阪市中央区北浜東４―33 株式会社大 林組 大阪本店内 (72)発明者 谷垣 三雄 大阪市北区梅田２―２―25 五洋建設株 式会社 大阪支店内 (72)発明者 木本 和博 大阪市北区梅田２―２―25 五洋建設株 式会社 大阪支店内 (72)発明者 中田 康雄 大阪市北区東天満２丁目６番２号 丸五 基礎工業株式会社 関西支店内 (56)参考文献 特開 昭54−48911（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−156625（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 5/00 - 5/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管矢板に互いに反対側となるように設
   けられた２つの連結部のうち、一方の連結部を取り囲む
   ようにして所定のシートを当該鋼管矢板に取り付ける一
   方、前記鋼管矢板を建て込むための孔を一次掘削する工
   程と、 当該一次掘削工程と同時に、先行して建て込まれた隣接
   する鋼管矢板の一方の連結部に取り付けられたシートを
   破って当該シート内側の充填材を取り出す工程と、 前記隣接する鋼管矢板の一方の連結部の内部に残留した
   前記充填材を除去して当該内部を露出させるとともに、
   該一方の連結部をガイドとして二次掘削を行う工程と、 前記隣接する鋼管矢板の一方の連結部に前記鋼管矢板の
   他方の連結部を嵌め込みながら前記鋼管矢板を前記孔内
   に建て込む工程と、 前記鋼管矢板の一方の連結部を取り囲むように取り付け
   られた前記シートの内側に所定の充填材を充填する工程
   と、 前記隣接する鋼管矢板の一方の連結部と前記鋼管矢板の
   他方の連結部との間の空間および前記鋼管矢板の周囲に
   所定の硬化材を注入する工程とを含むことを特徴とする
   鋼管矢板壁構築工法。
2. 【請求項２】 前記掘削工程は、非硬化型の安定液を前
   記孔内に注入しながら掘削を行うとともに、前記注入工
   程は、前記非硬化型の安定液を前記硬化材に置換するよ
   うにした請求項１記載の鋼管矢板壁構築工法。
3. 【請求項３】 前記充填材を前記非硬化型の安定液より
   も比重の重い材料とした請求項２記載の鋼管矢板壁構築
   工法。
4. 【請求項４】 前記充填材を電炉スラグとした請求項３
   記載の鋼管矢板壁構築工法。