JP4384771B2 - 人工地盤の施工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原地盤の上方に構築される人工地盤の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車道、ペデストリアンデッキ等を含む本設構造物としての人工地盤や、建築土木工事における作業用構台等の仮設構造物としての人工地盤を構築する際には、原地盤に対して多数の杭や大掛かりな基礎を設置するための工事が必要であり、また原地盤上に作業ヤードや資機材搬送経路を確保する必要があり、したがって大規模な人工地盤を構築する際には既存構造物の撤去を含めて原地盤に対する様々な工事が不可欠である。また、丘陵地や山間部に人工地盤を構築する場合には、樹木の伐採や除根、表土の撤去や移動、搬送道路の設置等を伴う大規模な造成工事を予備工事として行う必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、人工地盤を構築する際には原地盤に対する工事も不可欠であることから、必然的に工費が嵩みかつ工期も長くかかるものとなる。また、丘陵地や山間部に人工地盤を構築するに際しては、自然環境保護の観点から原地盤をそのまま残したいという要請もあり、それを可能とする有効適切な手段の開発が望まれていた。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は、原地盤に対する工事を最少限度とすることのできる人工地盤の施工方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原地盤上に突出させて配列せしめた杭の上部にデッキブロックを相互に連結して架設してなる人工地盤を構築するための施工方法であって、以下の条件（ｄ）,（ｅ）,（ｆ）のもとで、施工済みの人工地盤上からの作業によって以下の工程（ａ）,（ｂ）,（ｃ）を繰り返し実施して人工地盤を延長していくものである。
（ａ）杭孔を有するデッキブロックを分割してあるいは一括して施工済みのデッキブロックに連結するとともに、該デッキブロックの下方に設置した補助ステーにより施工済みの杭に対して仮支持する工程。
（ｂ）前記デッキブロックの杭孔に杭を挿通せしめてその先端部を原地盤に支持せしめ上部を杭孔内に位置せしめる工程。
（ｃ）前記杭の上部をデッキブロックに接合する工程。
（ｄ）前記杭として鋼管を主体とする鋼管杭を採用し、前記デッキブロックとして工場製作された鋼製ブロックを採用する。
（ｅ）前記各工程を実施するための施工機械としてクローラークレーンを採用し、該クレーラークレーンからカウンタウエイトを撤去して該クローラークレーンを施工済みの人工地盤上に配置するとともに、該クローラークレーンを稼働させる際には該クローラークレーンを施工済みの人工地盤に対して連結固定することにより、該クローラークレーンが受ける作業反力を施工済みの人工地盤に負担せしめる。
（ｆ）前記杭の施工を、前記デッキブロックの杭孔の上部に設置した全周回転掘削機により行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１〜図６は本実施形態の施工方法により構築される人工地盤の構造を示し、図７〜図１４はその人工地盤を丘陵地に構築する場合の施工手順を示すものである。
【００１０】
上記の人工地盤は、原地盤に突出させて配列せしめた多数の鋼管杭Ｐの上部に、多数の鋼製ブロック（デッキブロック）Ｄを連結して架設することで、全体として格子状の平面形状に構築されたものである。なお、後述の施工方法と対応させるために、図１では一部の鋼管杭Ｐには１〜６の添字を付してあり、一部の鋼製ブロックＤについては１〜６（５については５−１および５−２）の添字を付してその範囲を矢印で示してある。
【００１１】
上記の鋼管杭Ｐは、図６に示すように、先端にビット１を有する鋼管２を主体とし、その鋼管２を支持層３に達するように回転圧入し、先端部に根固めコンクリート４を充填するとともに、必要に応じて鋼管２内全体に原地盤排土５を埋め戻してなるものである。
【００１２】
上記の鋼製ブロックＤは、図２および図３に示すように、Ｈ形鋼からなる縦横の主桁６，７と副桁８、および鋼板からなる床版９、補強リブ１０からなるものである。図示例の鋼製ブロックＤは、複数のユニットが工場あるいは現場で溶接ないしボルト締結されることで１つの鋼製ブロックを構成するものとされている。たとえば、図１に示している鋼製ブロックＤ６は５つのユニット（ａ）〜（ｅ）が一体に連結されて構成されているものである。そして、各鋼製ブロックＤどうしは、主桁６どうしがボルト締結されかつ床版９どうしが溶接されることで順次連結されて上記の鋼管杭Ｐの上部に架設され、それにより人工地盤全体が構築されるものである。なお、各鋼製ブロックＤは、汎用性の高い一般車両たとえば１０ｔ積みトラックで運搬可能な形状および重量となっており、一般道路を規制なしで通行可能であり、特殊車両も必要としないものとなっている。
【００１３】
上記の鋼製ブロックＤの所定位置（鋼製ブロックＤ６にあってはそのユニット（ａ））には、図４に示すように杭孔１１が設けられているとともに、その周囲には鋼板からなるダイヤフラム１２および補強材１３，１４，１５が設けられており、図５に示すようにその杭孔１１に鋼管杭Ｐを挿通せしめ、環状の接合板１６とダイヤフラム１２および補強板１５，１７とによって鋼管杭Ｐの上部を鋼製ブロックＤに対し溶接して接合した後に、杭孔１１は床版９ａにより塞がれるようになっている。
【００１４】
上記構造の人工地盤を丘陵地の谷部に構築する場合の施工手順を図７〜図１４を参照して説明する。以下で説明する施工手順は、施工済みの人工地盤上からの作業によって以下の工程を繰り返すことにより、人工地盤を順次延長していくことを主眼とするものである。
【００１５】
図７は、斜線を付して示している鋼管杭Ｐ１，Ｐ３および鋼製ブロックＤ１，Ｄ３が在来工法により既に施工され、本実施形態の施工方法により鋼管杭Ｐ２，Ｐ４および鋼製ブロックＤ２，Ｄ４，Ｄ５−１，Ｄ５−２の施工が既に施工されており、さらに、鋼製ブロックＤ６の一部であるユニット（ａ），（ｂ），（ｃ）が鋼製ブロックＤ４に対して既に連結されている状態を示しており、以下の施工手順はその状態から鋼製ブロックＤ６のユニット（ｄ），（ｅ）および鋼管杭Ｐ６を施工する場合を例にとって説明するものである。
【００１６】
まず、図７に示すように施工済みの人工地盤上に施工機械であるクローラークレーン２０を進入させて図８に示すように鋼管杭Ｐ４の直上位置に配置する。クローラークレーン２０としては汎用のもので良いが、これを稼働させる際には施工済みの人工地盤に対して連結固定して作業反力を人工地盤に負担させることとし、したがって汎用のクローラークレーンに設けられているカウンタウエイトは撤去してその荷重を軽減せしめておく。なお、クローラクレーンは事前にカウンターウエイトを撤去するために必要な旋回ベアリングの補強を施しておく。そのクローラークレーン２０には台車２１を牽引させ、その台車２１には杭施工機械である全周回転掘削機２２と、その駆動源である油圧ユニット２３を積載しておく。全周回転掘削機２２は汎用の杭施工機械のなかで最軽量のものである。
【００１７】
図８に示すようにクローラークレーン２０を鋼管杭Ｐ４の直上位置に固定したら、図９に示すように鋼製ブロックＤ６のユニット（ｄ），（ｅ）を台車２４に積載して搬送し、それらユニット（ｄ），（ｅ）を順次をクローラークレーン２０により吊り上げて施工済みのユニット（ａ）〜（ｃ）に連結し、補助ステー２５により施工済みの鋼管杭Ｐ４に対して仮支持せしめる。ユニット（ｄ），（ｅ）のユニット（ａ）〜（ｃ）に対する連結は、主桁６，７および副桁８どうしをボルト締結し、床版９どうしを溶接することで行う。
【００１８】
次に、図１０に示すように、クローラークレーン２０により全周回転掘削機２２を吊り上げ、鋼製ブロックＤ６のユニット（ａ）に設けてある杭孔１１の上部に設置して固定し、それと油圧ユニット２３とを油圧配管により接続する。
【００１９】
図１１に示すように鋼管杭Ｐ６の主体となる鋼管２を台車２６に積載して搬送し、それをクローラークレーン２０により吊り上げて全周回転掘削機２２に挿入する。そして、全周回転掘削機２２により鋼管２をチャッキングし、必要に応じて鋼管２の上部に所要本数の他の鋼管２を継ぎ足して溶接し、全周回転掘削機２２により鋼管２の先端部を位置決めする。
【００２０】
図１２に示すように、全周回転掘削機２２によって鋼管２の先端部を原地盤Ｇに対し回転圧入せしめていく。その際の回転反力および圧入反力は施工済みの人工地盤が支障なく負担し得る。そして、クローラークレーン２０から吊り下げたハンマグラブ２７により鋼管２内を掘削してベッセル２８に排土する。
【００２１】
図６に示したように鋼管２の先端部を支持層３に達するまで圧入したら、図１３に示すように鋼管２内にトレミー管２９を配置し、クローラークレーン２０から吊り下げた生コンホッパ３０により鋼管２内にコンクリートを打設して図６に示したように先端部の根固めを行う。その後、トレミー管２９を撤去し、ベッセル２８内の排土を鋼管２内に埋め戻せば鋼管杭Ｐ６の施工が完了する。
【００２２】
そこで、図１４に示すように全周回転掘削機２２を台車２１に戻し、図５に示したように、鋼管杭Ｐ６の上端部を鋼製ブロックＤ６に対して溶接、ボルト締め等により接合し、必要に応じて鋼管杭Ｐ６の上端部を切断除去し、鋼製ブロックＤ６の杭孔１１を塞ぐように床版９ａを取り付け、補助ステー２５を撤去する。以上により鋼製ブロックＤ６および鋼管杭Ｐ６の施工が完了したので、その鋼製ブロックＤ６に対し新たな鋼製ブロックＤのユニット（ａ）〜（ｃ）を連結すれば図８と同様の状態になるから、以降は以上の手順を繰り返し、人工地盤を延長していく。
【００２３】
上記の施工方法によれば、作業のほぼ全てを施工済みの人工地盤上から行うものであり、また原地盤Ｇでの作業は殆ど不要であって鋼管杭Ｐを設置するべき位置に樹木や障害物がある場合のみにそれを撤去することで足りる。したがって、従来のように原地盤Ｇに対する全面的な造成等の作業を実質的に不要とでき、工費削減と工期短縮を図ることができるし、丘陵部や山間部に人工地盤を設ける場合には原地盤Ｇをほぼ現状のまま残して自然環境を維持することが可能となる。
【００２４】
また、上記の施工方法では、杭として十分な支持力を確保し得る鋼管杭Ｐを採用したので、たとえば仮設作業構台の場合に採用されるＨ形鋼による場合に比較すればその設置間隔を十分に大きくでき、したがって大規模な人工地盤を少ない本数の鋼管杭Ｐにより支持することでき、その分、原地盤Ｇに対する影響をより一層軽減することができる。また、上記の施工方法ではデッキブロックとして工場製作した鋼製ブロックＤを採用したので、その鋼製ブロックＤはたとえばＰＣ版等のコンクリート製のものに比較して遙かに軽量で十分な強度を確保でき、またボルト締結あるいは溶接により容易にかつ確実に連結できるから、施工性および構造安全性に優れる。
【００２５】
さらに、上記の施工方法では、クローラークレーン２０や全周回転掘削機２２等の汎用の施工機械を用いることのみで施工可能であるし、それら施工機械を施工済みの人工地盤に対して固定してその作業反力を施工済みの人工地盤に負担させるので、通常のように施工機械自体に作業反力を負担させる必要がなく、したがって施工機械からカウンタウエイトを撤去してその施工機械自体の軽量化を図ることができ、その分、施工時に人工地盤にかかる積載荷重を軽減することが可能である。
【００２６】
なお、上記実施形態はあくまで一例であって本発明はその実施形態に限定されるものでは勿論ない。たとえば、上記実施形態ではデッキブロックとしての鋼製ブロックＤをユニット（ａ）〜（ｅ）から構成してユニット（ａ）〜（ｃ）とユニット（ｄ）〜（ｅ）とに分割して施工するようにしたが、上記実施形態における鋼製ブロックＤ全体を一括施工することでも勿論良いし、各鋼製ブロックＤが十分に小形軽量で取り扱いが容易であるような場合には複数の鋼製ブロックＤを予め連結してからそれを一括施工することでも勿論良い。但し、デッキブロックを施工済みのデッキブロックに連結する際には、該デッキブロックの下方に設置した補助ステーにより施工済みの杭に対して仮支持する必要はある。
その他、本発明の主旨を逸脱することなく実質的に全ての作業を施工済みの人工地盤上から行う限りにおいて、デッキブロックや杭の形態や構造、使用する施工機械、施工手順等は、構築するべき人工地盤の形態や規模、原地盤の状況に応じて適宜変更して良いことは言うまでもない。たとえば、人工地盤の形態としては、上記実施形態のように格子状とすることに限らず直線状としても勿論良いし、上記実施形態のように格子状の人工地盤を構築したうえでそれに囲まれる部分に同様に鋼製ブロックを連結して連続した平面状の人工地盤としても勿論良い。
但し、本発明においては各工程を実施するための施工機械としてクローラークレーンを採用し、該クレーラークレーンからカウンタウエイトを撤去して該クローラークレーンを施工済みの人工地盤上に配置するとともに、該クローラークレーンを稼働させる際には該クローラークレーンを施工済みの人工地盤に対して連結固定することにより、該クローラークレーンが受ける作業反力を施工済みの人工地盤に負担せしめる必要はある。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、施工済みの人工地盤上からの作業によって杭およびデッキブロックを施工て人工地盤を延長していき、特に、デッキブロックを施工済みのデッキブロックに連結する際には該デッキブロックの下方に設置した補助ステーにより施工済みの杭に対して仮支持するので、作業のほぼ全てを実質的に施工済みの人工地盤上のみから行うことが可能であり、また原地盤に対する作業を最少限度とすることができ、したがって、在来工法に比べて工費削減と工期短縮を図ることができるし、人工地盤を構築することに伴う原地盤に対する影響を大きく軽減することができる。
【００２８】
特に、本発明においては、杭として鋼管を主体とする鋼管杭を採用したので、十分な支持力を確保し得て杭の所要本数を削減できるし、デッキブロックとしては工場製作された鋼製ブロックを採用するので、軽量で十分な強度を持たせることができるとともにそれら鋼製ブロックどうしをボルト締結あるいは溶接により容易にかつ確実に連結し得て施工性および構造安全性に優れる。
【００２９】
また、施工機械としてクローラークレーンを用いて、そのクローラークレーンを施工済みの人工地盤上に対して固定して作業反力を施工済みの人工地盤に負担せしめるので、クローラークレーン自体に作業反力を負担させる必要がなく、したがってクローラークレーンからカウンタウエイトを撤去してその施工機械自体の軽量化を図ることにより、施工時に人工地盤にかかる積載荷重を軽減することができる。
【００３０】
さらに、杭の施工を、デッキブロックの杭孔の上部に設置した全周回転掘削機により行うので、杭施工を容易にかつ合理的に行い得るし、全周回転掘削機は汎用の杭施工機械のなかでも最軽量であるので、施工時に人工地盤にかかる積載荷重を軽減できる。また、施工場所が丘陵地や山間部である場合には硬質地盤であることが多く、全周回転掘削機はそのような地盤を施工する際にも最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の施工方法により構築される人工地盤の一例を示す平面図である。
【図２】 同、伏図である。
【図３】 同、鋼製ブロックの断面図である。
【図４】 同、鋼製ブロックの杭孔の周囲を示す図である。
【図５】 同、鋼製ブロックに鋼管杭を接合した状態を示す図である。
【図６】 同、鋼管杭の先端部を示す図である。
【図７】 本発明の施工方法の施工手順を示すもので、施工済みの人工地盤上に施工機械を進入させている状態を示す図である。
【図８】 同、施工済みの人工地盤に施工機械を固定した状態を示す図である。
【図９】 同、鋼製ブロックを取り付けて仮支持した状態を示す図である。
【図１０】 同、杭施工機械を設置している状態を示す図である。
【図１１】 同、鋼管杭を施工している状態を示す図である。
【図１２】 同、鋼管内を掘削している状態を示す図である。
【図１３】 同、鋼管内にコンクリートを打設して根固めを行っている状態を示す図である。
【図１４】 同、新たな鋼製ブロックを取り付けている状態を示す図である。
【符号の説明】
Ｇ 原地盤
Ｐ 鋼管杭（杭）
Ｄ 鋼製ブロック（デッキブロック）
１１ 杭孔
２０ クローラークレーン（施工機械）
２２ 全周回転掘削機（施工機械）
２５ 補助ステー

Claims (1)

1. 原地盤上に突出させて配列せしめた杭の上部にデッキブロックを相互に連結して架設してなる人工地盤を構築するための施工方法であって、以下の条件（ｄ）,（ｅ）,（ｆ）のもとで、施工済みの人工地盤上からの作業によって以下の工程（ａ）,（ｂ）,（ｃ）を繰り返し実施して人工地盤を延長していくことを特徴とする人工地盤の施工方法。
   （ａ）杭孔を有するデッキブロックを分割してあるいは一括して施工済みのデッキブロックに連結するとともに、該デッキブロックの下方に設置した補助ステーにより施工済みの杭に対して仮支持する工程。
   （ｂ）前記デッキブロックの杭孔に杭を挿通せしめてその先端部を原地盤に支持せしめ上部を杭孔内に位置せしめる工程。
   （ｃ）前記杭の上部をデッキブロックに接合する工程。
   （ｄ）前記杭として鋼管を主体とする鋼管杭を採用し、前記デッキブロックとして工場製作された鋼製ブロックを採用する。
   （ｅ）前記各工程を実施するための施工機械としてクローラークレーンを採用し、該クローラークレーンからカウンタウエイトを撤去して該クローラークレーンを施工済みの人工地盤上に配置するとともに、該クローラークレーンを稼働させる際には該クローラークレーンを施工済みの人工地盤に対して連結固定することにより、該クローラークレーンが受ける作業反力を施工済みの人工地盤に負担せしめる。
   （ｆ）前記杭の施工を、前記デッキブロックの杭孔の上部に設置した全周回転掘削機により行う。

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