JP3833200B2

JP3833200B2 - 切梁ジャッキ

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Publication number: JP3833200B2
Application number: JP2003303684A
Authority: JP
Inventors: 隆信永野; 一美下田
Original assignee: INTERNATIONAL LABORATORY CORPORATION; Obayashi Corp
Current assignee: INTERNATIONAL LABORATORY CORPORATION; Obayashi Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP2004108143A

Description

本発明は切梁式土留工法などに用いて有用な切梁ジャッキに関する。

基礎の根掘りを開削工法で行う場合、隣接地盤の変形を抑制するため鋼矢板などにより土留壁を仮設するが、掘削に伴い土留壁が変形するのを押さえるために、切梁を架設する切梁土留工法が知られている。

この切梁は、土留壁に緩みなく架設しなければならないため、従来からキリンジャッキと称されるジャッキを用いてこの切梁に軸力を導入するようにしている。また、地盤の悪いところでは、土留壁の変形を押さえるため、油圧ジャッキを用いて設計軸力の40％〜80％の荷重を切梁に導入するプレロード工法が用いられている。

最近では、切梁部材が大型化するにしたがいプレロード工法を必要としない場合でも、切梁の緩みを取ることができる軸力を導入するため、油圧ジャッキが使用されることが多くなった。

切梁に軸力を導入するため油圧ジャッキを用いた場合、油圧ジャッキで押し広げたスペースにプレートを挿入して使用していた油圧ジャッキを外すか、切梁解体時まで油圧ジャッキを設置したままにするかが選択されるが、プレート挿入方式は切梁解体時にプレートをガス等で切断したとき、瞬間に軸力が開放されるため危険を伴うことがあることから、油圧ジャッキを用いて撤去時にはジャッキを緩めて安全確実に切梁を撤去することが多い。

しかし、切梁解体時まで油圧ジャッキを設置しておくと、油圧ジャッキの長期リースのコスト、或は、買取りコストがかかることとなって、油圧ジャッキで切梁に軸力を導入する方式は、コスト高につくという難点がある。

そこで本発明では、掘削が進んで隣接地などによる設計土圧が作用したときには大きな軸力が切梁に作用するが、掘削初期に切梁に導入する軸力は、設計土圧が作用する時に比べ遙かに小さいもので足りる点に着目し、設計土圧が作用するときにはそれに耐える十分な軸力を切梁に導入することが可能な、油圧式ではない低コストの切梁ジャッキを提供することを、その課題とする。

両外端部を切梁に接合させるための接合部を具備した伸縮管体を、剛性の底を有する大径管にその管に密に遊挿される底を有する小径管を挿入して形成すると共に、該伸縮管体の内部に、その内部を二室に区分する移動可能な隔壁状の弁体を設ける一方、一方の室の内壁面に離型膜層を設け該離型膜層を有する室に弁を具備したモルタル等の注入硬化材の注入口を設けると共に、他方の室に金属製や鉱物製のほぼ球体状乃至粒体状の硬質充填材を供給，排出するための弁付き給排口を設けてジャッキ体に形成し、該ジャッキ体を前記接合部において切梁に接合するとき、他方の室に所要量の硬質充填材を給排口から収容してその弁を閉じると共に、一方の室にその注入口から未硬化の硬化材を注入しその注入圧力により切梁に軸力を導入し、硬化した前記注入材と前記硬質充填材の耐力によって土圧に抵抗させ、前記切梁の解体時には他方の室の給排口弁を開けて硬質充填材を排出させるようにしたことを特徴とするものである。

本発明では、他方の室に硬質充填材を予め収容し、一方の室に未硬化の硬化材を注入するとき、一面に硬質充填材の圧力を受ける一方、他面に注入硬化材による圧力を受ける隔壁状弁体が管内でこじれた姿勢になって注入硬化材が他方の室に洩れることがないようにするため、ジャッキ体の有効長両端の間に、その両端間の距離を仮に固定するロッド部材を架設すると共に、このロッド部材に、このジャッキ体にモルタルが注入される圧力によって伸長される機能を具備させることにより、仮に固定したこのジャッキ体の有効長を仮拘束するようにした。

また、本発明では、区分された一方の室に、離型層を設けるか又は設けないで、硬化材注入口に接続された袋状の柔軟容器を配設し、この容器に硬化材を注入して硬化させるようにしてもよい。ここで、柔軟容器とは、伸縮自在のフレキシブル容器も含む概念である。このようにすると、切梁解体時に硬化した注入硬化材の除去が容易になる。また、上記の柔軟容器を一方の室に配置する場合、上記の隔壁状弁体は、前記容器の一部とし形成したり、或は、別体に形成することができるが、いずれの形態とするかは任意である。

本発明では、切梁に作用する大きな軸力を、伸縮管体の中に充填した鋼球などの硬質充填材と硬化したモルタル等の硬化材によって支持させるように非油圧式の切梁ジャッキを構成したので、油圧ジャッキのような精密なシリンダ加工や油洩れ防止の精密なシール構造が不要となり、ジャッキの製造手間を省力化するのみならず、ジャッキ自体、並びに、切梁工法の大幅なコスト低下に寄与する。
また、土圧等によって切梁が大きな軸力を受けているとき、本発明ジャッキは鋼球や硬化モルタルのような固体による対抗力を発揮する構造であるから、油圧ジャッキのように油洩れなどによって圧力が抜けるというようなことは全く生じない。

次に本発明ジャッキの実施形態の一例を図に拠り説明する。図１は本発明ジャッキをプレロードジャッキとして切梁に接合したジャッキアップ（加圧）時の要部の正断面図、図２は図１の本発明ジャッキのジャッキダウン（減圧）時の要部の正断面図、図３は本発明ジャッキを土留壁の切梁に適用した一例の正面図、図４は仮拘束用のロッド部材を用いた本発明ジャッキの要部の正面図、図５は図４のＸ−Ｘ矢視における大径管側の断面図、図６は図４のＹ−Ｙ矢視における小径管側の断面図、図７は仮拘束用のロッド部材の一例の正面図、図８は図７におけるＺ部の拡大図である。

図１，図２において、１は、一例として径が約500mmφの短かい大径鋼管、２は前記管１にテレスコピック状に密に遊挿される小径の鋼管で、両鋼管１，２は、管１が200〜350mm程度、管２が300〜450mm程度の長さに整えられ、伸縮可能な管体に形成されている。

上記の伸縮管体を形成する前記両管１，２は、それぞれの外端面に底板３，４を取付けて底を塞ぎ、この底板３，４には、後に述べる切梁との接合部となる台座５，６、又は、接合用の補助部材51，61（図４参照）が取付けられている。

前記大径の管１に一側をインサート（挿入）された小径の管２の内部には、外周面にＯ-リング7aを具備した隔壁状の移動可能な弁体７が装着され、上記伸縮管体を可変容量の二つの室Ａ，Ｂに区画している。なお、図における弁体７の左側面には取手（図示せず）を設けて、室Ｂに対するこの弁体７の着脱操作を容易にすることが望ましい。Ｏ-リング7aは、室Ｂに注入されるモルタルがＡ室側へ洩れるのを防ぐためのものであるから、弁体７の厚さや、必要シール圧などによって２個以上を設けることもある。

一方、大径の管１の上部には、一方の室Ａに、ここでは様々な球径の鋼球８を硬質充填材の一例として給排するためのボールバルブ9aを有する硬質充填材の給排口９が設けられている。本発明では、鋼球８に代え、鉱物製の球状体や粒状体（砂を含む）を用いることができる。これらは、鋼球８と併用できること勿論である。また、鋼球８などによる硬質充填材の外径は同一であってもよく、同一径のものを用いる方が、準備する上で、或は、コスト的に有利である。

前記小径の管２の内面には、例えば、グリス油膜やテフロン（登録商標）塗膜などによる離型膜層10が形成されている。そして、この管２の上部には、室Ｂの内部に注入される硬化材の一例として遅硬化モルタル11を注入するための弁付注入口12が設けられている。なお、13は、注入口12に並行して設けられた弁付パイプによるエア抜きパイプ、12a，13aは前記注入口12とエア抜きパイプ13にそれぞれ設けた開閉弁である。以上の管１，２からエア抜きパイプ13までの構成により本発明に用いるジャッキ体の一例を形成する。

上記ジャッキ体において、離型膜層10は、室Ｂに注入されて硬化したモルタルを当該室Ｂから離脱させ易くするためのものであるが、この目的のため本発明では室Ｂ内に、柔軟な袋状の容器（図示せず）を配置する構成とすることもできる。この袋状の容器を配置すれば、前記膜層10は設けなくてもよいが、離型膜層10を設けておけば袋ごとの硬化モルタルの離型が行い易くなる。また、柔軟容器を室Ｂに配置する場合には、前記弁体７を柔軟容器の一部として形成しておくことが望ましい。構成部品数が増えるのを押さえることができるからである。このことは、前記弁体７と室Ｂの柔軟容器を別体に形成することを排除するものではない。更に、袋状の容器を室Ｂ内に設ける場合には、弁体７のＯ−リング7aも不用になる。注入モルタルは袋状容器内に収容されるため、室Ａ側に洩れるおそれがなくなるからである。

また、上述した本発明切梁ジャッキでは、隔壁状弁体７の厚さを図示した例より大きくしたり、或は、当該弁体７の室Ａ側の面または室Ｂ側の面もしくは両室Ａ，Ｂの面に、一例として中空短円筒状のダミー室（図示せず）を設けることにより、室Ａ及び／又は室Ｂに収容，充填される硬質充填材及び／又は硬化材の使用量を減じると共に、切梁ジャッキ全体の自重を軽減することができる。

以上により、非油圧式の本発明切梁ジャッキIJの一例を形成するので、次にその操作態様について説明する。
図３に例示するように、掘削地に鋼矢板を打込むなどして形成した左右の土留壁DWに腹起しBMを介して水平姿勢で架設される切梁CB₁，CB₂の間に、鋼球８の給排口９から室Ａに鋼球８を入れてバルブ9aを閉じた本発明ジャッキIJを挿入し、注入口12からセメントミルク11（モルタル11）を室Ｂに注入充填することにより切梁CB₁，CB₂に軸力を導入する。

ここで、注入するモルタル11には遅硬化性のものを用い、本発明ジャッキIJを形成する伸縮管体によるジャッキ体に作用するモルタルの注入圧によって十分な軸力が得られるように、モルタル11を室Ｂに注入するが、掘削が進んでいない初期には土留壁DWには周囲の土圧や水圧はそれほどかかっていないので、前記モルタル11の注入充填は容易かつスムーズにできる。

やがて注入したモルタル11は硬化する一方、掘削が進んで土留壁に大きな土圧等がかかるようになると、硬化した室Ｂのモルタル11と室Ａに収容された硬質充填材（鋼球８）の耐圧縮強度によって十分な軸力を発揮させることができる。

切梁CB₁，CB₂の撤去時には、図２に示すように室Ａに封じ込めていた鋼球８を、バルブ9aを徐々に開けて室Ａ，Ｂを区画していた弁体７を軸力に押させて図３の左方へ移動させることにより鋼球８をその給排口９から排出するので、切梁CB₁，CB₂に作用していた軸力を徐々に開放することができる。鋼球８を放出したあと、移動弁体７を室Ｂから外し、該室Ｂ内の硬化したモルタル11を除去すれば、本発明ジャッキIJは元の姿に戻る。室Ｂ内の硬化モルタルは、その内面に形成した離型膜層10の作用で、前記弁体７と一緒に、或は、別個に容易に当該室Ｂから塊のまま排出できる。

以上に述べた本発明切梁ジャッキにおいては、鋼球８を室Ａに先に入れてバルブ9aを閉じ、この状態で切梁CB₁とCB₂の間に本発明ジャッキIJを挿入してから、室Ｂにモルタル11を注入充填して切梁CB₁とCB₂に軸力を導入している。実際には、まず本発明ジャッキIJの台座５，６外面を含む有効長を、切梁CB₁とCB₂の間の距離より少し小さくなるように、台座５，６の間に架設したタイロッド（図示せず）によって予め調整しておき、この長さの本発明ジャッキIJを切梁CB₁とCB₂の間に挿入してから前記タイロッドを暖めで当該ジャッキIJの長さを少し伸ばし、ジャッキIJの両端を切梁CB₁とCB₂とに接近させてから室Ｂにモルタル11を注入している。しかし、このセット手順を採ると、タイロッドを緩めたとき、鋼球８をいれた室Ａの体積が少し増えるので該室Ａに収容した鋼球８が重力の作用により室Ａ内の下側に偏在することになり、この状態を支える弁体７が室Ｂへのモルタル注入圧を受けて「こじれ」（傾き）を生じ、この結果モルタル11が室Ａ側へ漏出することがわかった。

そこで本発明では、室Ｂへのモルタル注入時に上記のような弁体７のこじれ（傾き）が生じないようにするため、室Ａへの鋼球８を収容した後、室Ｂへのモルタル注入前から注入時までの間、本発明ジャッキIJの有効長を仮に拘束して固定し、鋼球８の偏在や弁体７の傾きを生じさせないための有効手段を講じたので、以下この点について、図４〜図８により説明する。

室Ａに鋼球８を収容した後から室Ｂにモルタルを注入するまでの間、本発明ジャッキIJに採用したその有効長を仮に拘束するロッド部材RMは、次の通りである。即ち、ロッド部材RMは一例として、少なくとも１／２程度の長さにネジ21aを切ったネジ棒21（ジャッキ体より小し短かい）の一端に、その外径よりも大径の鋼塊部22を設け、この鋼塊部22を含むネジ棒21のほぼ半分をパイプ状の鞘部材23に収める一方、他端のネジ部21aにナット部材24を設けて構成する。なお、鞘部材23には、鋼塊部22が図７の右方へ引張力の作用などで強制移動させられると、当該鋼塊部22の大きさに拡張される肉厚，材質のパイプが選択されている。

このロッド部材RMは、鞘部材23の根元側を大径の管１の外周上におて底板３の近くに、少なくとも180度離して２本、好ましくは３本以上を、一例として等ピッチで溶接等により固定する一方、このロッド部材RMの他端側のネジ部21aの先端側を、小径の管２の外周上に前記根元側の固定位置と同じ位相で設けたブラケット25の穴に通し、ナット部材24によりこのブラケット25に支持するようにしている。そして、前記ナット部材24のネジ棒21の上で位置を調整することにより、管１，２によるジャッキ体の有効長さを仮の定長、例えば、切梁CB₁とCB₂の間の距離より少し小さい長さに仮固定する。

ジャッキの有効長さを仮に固定するための拘束用のロッド部材RMは、そのナット部材24のネジ棒21上での位置をブラケット25において調整することによって、本発明ジャッキIJの有効長さを、適用すべき切梁CB₁とCB₂の間の距離に合せて仮固定してからこの状態でジャッキ体の室Ａに所要量の鋼球８を収容するか、又は、室Ａに鋼球８を収容してから室Ａを下に位置付けてジャッキ体を垂直にし、ナット部材24の位置を調整してジャッキ体の長さを仮固定し、この状態でジャッキ体を水平にして切梁CB₁とCB₂の間に挿入し、室Ｂにモルタル11を注入して室Ｂの側の鋼管２を管１に対して進出させ切梁CB₁，CB₂に軸力を導入する。

室Ｂへのモルタル11の注入による管２の進出は、ネジ棒21の根元側の鋼塊部22が鞘部材23を拡張して図７の右方へ移動可能であることにより、許容される。

上記のように本発明切梁ジャッキIJでは、ジャッキ体の有効長を鋼球８を室Ａに収容した状態で仮に固定し、ジャッキ体の内部にモルタル注入圧が加わるとその圧力によって伸長できるように形成したロッド部材RMを取付けたことにより，切梁CB₁とCB₂の間への装着時に室Ｂにモルタル注入圧がかかるまでは、鋼球８を収容した室Ａの容積を変化させないようにジャッキ体の有効長を仮に固定するので、非油圧式のジャッキであっても切梁への装着を容易かつ確実に施工できる。なお、図５，図６において、31，32は管１と底板３、及び、管２と底板４との接合を補強した補強材である。

本発明非油圧式の切梁ジャッキは以上の通りであるから、切梁に作用する大きな軸力に伸縮管体の中に充填した鋼球などの硬質充填材と硬化したモルタル等の硬化材によって対抗させるので、油圧ジャッキのような精密なシリンダ加工や油洩れ防止の精密なシール構造が不要となり、ジャッキの製造手間を省力化するのみならず、ジャッキ自体、並びに、切梁工法の大幅なコスト低下に寄与する。

また、土圧等によって切梁が大きな軸力を受けているとき、本発明ジャッキは鋼球や硬化モルタルのような固体による対抗力を発揮する構造であるから、油圧ジャッキのように油洩れなどによって圧力が抜けるというようなことは全く生じないという、固有の効果がある。

本発明ジャッキをプレロードジャッキとして切梁に接合したジャッキアップ（加圧）時の要部の正断面図図１の本発明ジャッキのジャッキダウン（減圧）時の要部の正断面図本発明ジャッキを土留壁の切梁に適用した一例の正面図拘束用のロッド部材を用いた本発明ジャッキの要部の正面図図４のＸ−Ｘ矢視における大径管側の断面図図４のＹ−Ｙ矢視における小径管側の断面図仮拘束用のロッド部材の一例の正面図図７におけるＺ部の拡大図

符号の説明

IJ 本発明ジャッキ
１大径の鋼管
２小径の鋼管
３，４底板
５，６台座
７移動弁体
８鋼球
９給排口
10 離型膜層
11 モルタル
12 弁付注入口
13 エア抜きパイプ
12a，13a 開閉弁
CB₁，CB₂ 切梁

Claims

両外端部を切梁に接合させるための接合部を具備した伸縮管体を、剛性の底を有する大径管にその管に密に遊挿される底を有する小径管を挿入して形成すると共に、該伸縮管体の内部に、その内部を二室に区分する移動可能な隔壁状の弁体を設ける一方、一方の室の内壁面に離型膜層を設け該離型膜層を有する室に弁を具備したモルタル等の注入硬化材の注入口を設けると共に、他方の室に金属製や鉱物製のほぼ球体状乃至粒体状の硬質充填材を供給，排出するための弁付き給排口を設けてジャッキ体に形成し、該ジャッキ体を前記接合部において切梁に接合するとき、他方の室に所要量の硬質充填材を給排口から収容してその弁を閉じると共に、一方の室にその注入口から未硬化の硬化材を注入しその注入圧力により切梁に軸力を導入し、硬化した前記注入材と前記硬質充填材の耐力によって土圧に抵抗させ、前記切梁の解体時には他方の室の給排口弁を開けて硬質充填材を排出させるようにしたことを特徴とする切梁ジャッキ。
ジャッキ体の有効長両端の間に、固定された両端間の距離がジャッキ体に作用するモルタルの注入圧力によって伸長される機能を具備させたロッド部材を架設することによって仮拘束するようにした請求項１の切梁ジャッキ。
ロッド部材の一端側は、その端部にこのロッド部材より大径の剛性部材による端部塊を形成し、該塊を含むロッド部材を覆うパイプ状の鞘部材に収め、この鞘部材をジャッキ体を構成する管の一方に固定すると共に、当該ロッド部材の他端側は前記ジャッキ体を形成する管の他方に、固定位置を可変にして固定する請求項１の切梁ジャッキ。
ロッド部材の他端側にはネジを形成し、このネジ部を、ジャッキ体を形成する管に固定したブラケットに、ナット部材によって止めるようにした請求項２又は３の切梁ジャッキ。
一方の室には、離型膜層を設けるか又は設けないで、硬化材注入口に接続された袋状の柔軟容器を配設し、該容器に未硬化の硬化材を注入して硬化させるようにした請求項１〜４のいずれかの切梁ジャッキ。
隔壁状の弁体は、袋状の柔軟容器の一部として形成するか、又は、別体として形成した請求項５の切梁ジャッキ。
隔壁状の弁体の硬質充填材が収容される室に面した側、又は、硬化材が注入される室に面した側、若しくは、両室に面した側に、剛性の中空ダミー室を凸出させて形成した請求項１〜６のいずれかの切梁ジャッキ。
硬質充填材は、その径が同一のもの又は互に異なるものを用いた請求項１〜７のいずれかの切梁ジャッキ。
離壁状弁体には取手を付けた請求項１〜８のいずれかの切梁ジャッキ。
ジャッキ体の切梁との接合部は、切梁と接合するための補助部材を有する請求項１〜９のいずれかの切梁ジャッキ。