JP4717281B2

JP4717281B2 - 鋼製連壁部材継手部におけるソイルセメントの固結防止装置及び固結防止方法

Info

Publication number: JP4717281B2
Application number: JP2001240188A
Authority: JP
Inventors: 紘一郡司; 上　　周史; 富雄相馬
Original assignee: Tenox Corp
Current assignee: Tenox Corp
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: JP2003055960A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は固結前のソイルセメントの地中連続壁中に互いに連結しながら鋼製連壁部材を挿入して鋼製連壁部材入りの地中連続壁を施工する際に、鋼製連壁部材を挿入した時点で施工が中断した場合に、その先行する鋼製連壁部材の継手部と後から挿入される鋼製連壁部材の継手部の連結を可能にするソイルセメントの固結防止装置、及びそれを用いたソイルセメントの固結防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
壁状に構築されるソイルセメントの地中連続壁と、その中に挿入される鋼製連壁部材から構成される鋼製地中連続壁の施工はソイルセメントの地中連続壁の構築後、その固結前に挿入されている鋼製連壁部材の継手部に隣接する鋼製連壁部材の継手部を連結しながら、挿入することにより行われる。
【０００３】
地中連続壁の全構築区間の施工が１日で完了する場合は継手部におけるソイルセメントの固結の問題は生じないが、例えば日没や機械の故障その他の理由により地中連続壁の全構築区間の中途で１日の作業を終了させる場合、あるいは１日の内で一時的に作業を中断させる必要がある場合には、鋼製連壁部材を挿入した時点で施工を終了させることになるため、後から挿入される鋼製連壁部材に連結される継手部の回りが泥水等の非硬化性の液体で満たされていない限り、その隣接する鋼製連壁部材の挿入時に継手部周辺のソイルセメントが固結している可能性がある。
【０００４】
継手部周辺のソイルセメントが固結していれば、隣接する鋼製連壁部材の継手部との連結が行えないため、施工再開後の鋼製連壁部材の挿入に先立ち、挿入されている鋼製連壁部材の継手部周辺のソイルセメントを除去することが必要になる。
【０００５】
ソイルセメントの固結の問題に対し、出願人は継手部の形状に関係なく、先行する鋼製連壁部材の継手部周辺のソイルセメントを除去する装置と方法を先に提案している（特開2001−152443号）。
【０００６】
これは地中連続壁を構築する掘削攪拌装置のエンドレスチェーンに装着される爪を利用して継手部が凹形状と凸形状のいずれの場合にも、連結に必要な箇所のソイルセメントを除去する方法であるが、降下する爪の衝撃力等の力を利用して強制的に除去するため、先行する鋼製連壁部材の継手部がＴ形状等、凸形状（雄型継手）である場合には既に固結しているソイルセメントを破壊することなく、継手部の回りのソイルセメントのみを部分的に除去することが難しい。
【０００７】
この発明は上記背景より、特に継手部が凸形状である場合に、ソイルセメントの除去を要することなく、隣接する鋼製連壁部材の挿入を可能にする装置と方法を提案するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１では挿入済みの鋼製連壁部材の継手部の上方の延長線上に設置されるシリンダと、継手部を包囲し得る断面形状の包囲部を有し、シリンダのピストンロッドに接続される昇降部材から固結防止装置を構成し、昇降部材を継手部に沿って昇降させることにより、凸形状の継手部周辺のソイルセメントが固結することを防止する。
【０００９】
昇降部材は固結防止装置が設置される鋼製連壁部材に隣接する鋼製連壁部材の挿入時までの間、ピストンロッドの往復動により昇降を続けることにより、継手部周辺のソイルセメントを流動性を有する、固結しない状態に保つ。
【００１０】
継手部周辺のソイルセメントが流動性を維持することで、固結している場合のように隣接する鋼製連壁部材の挿入に先立ってソイルセメントを除去する必要がなくなり、中断時間の長短に関係なく、施工の再開後、即座に隣接する鋼製連壁部材の挿入作業を開始することができ、中断を挟みながらも施工能率の向上が図られる。
【００１１】
昇降部材の昇降操作は先行する鋼製連壁部材の挿入が完了した時点から開始されるが、昇降部材の昇降速度が大きくなる程、昇降部材の上昇時に包囲部の先端部（下端部）内の空間が瞬間的に真空に近い状態、または負圧の状態になり、流動性を有している昇降部材周辺のソイルセメントが包囲部の内部に入り込もうとし、包囲部の内部と継手部との間に隙間があれば、この隙間でソイルセメントか固結する可能性がある。
【００１２】
この場合には請求項２に記載のように地上から供給される流体（液体、もしくは気体）が通過し、先端部から流体を放出する流路部を包囲部に隣接して形成、もしくは添設等により包囲部に一体化させ、流路部を通じてその先端部から水や泥水等の流体を噴射等、放出することにより、包囲部の内部へのソイルセメントの流入を阻止することが行われる。流路部は昇降部材の一部として包囲部に隣接して形成される他、昇降部材とは別体のパイプ等が昇降部材に添設されることにより昇降部材と一体となって包囲部と共に昇降する。
【００１３】
ソイルセメントの流入は上記の通り、昇降部材の上昇時に起こり得ることから、流路部の先端部からの流体の放出は主として昇降部材の上昇時に行われるが、流体を昇降部材の上昇時にのみ放出する場合と、上昇時と降下時に放出する場合のいずれの場合も、ポンプによる流体の放出を昇降部材の昇降の動作と連動させることができるため、ソイルセメントの流入を防止する上で最適となるよう、放出の時期や速度を制御することができる。
【００１４】
流体の放出速度は流路部の断面積や流路部の先端部に形成される放出口の大きさによって、または流路部に接続され、流体を供給するポンプの圧力によって自由に変えられる。
【００１５】
流路部にはその上端部から流体が供給される。昇降部材とは別体のパイプが流路部として添設される場合にはパイプ自体が可撓性、または伸縮性を有していれば、パイプをポンプまで延長させ、ポンプから直接流路部の先端部まで流体を供給することもできるが、流路部が昇降部材の一部として包囲部に隣接して形成される場合には請求項３に記載のように流路部の上端部に流体を供給するためのポンプに接続された供給管が接続される。
【００１６】
請求項１の固結防止装置を用いた方法では請求項４に記載のように継手部を包囲するように継手部の周囲に固結防止装置の昇降部材を配置し、ピストンロッドを往復動させて昇降部材を昇降させることにより、継手部周辺のソイルセメントを固結しない状態に保つことが行われる。
【００１７】
請求項２，３の固結防止装置を用いた方法では請求項５に記載のように継手部を包囲するように継手部の周囲に固結防止装置の昇降部材を配置し、一時的に、もしくは継続的に流路部の先端部から流体を放出しつつ、昇降部材を昇降させることにより、ソイルセメントを包囲部内に流入させることなく、固結しない状態に保つことが行われる。
【００１８】
特に昇降部材の上昇時に継手部周辺のソイルセメントが包囲部の内部に入り込む可能性がある場合には請求項６に記載のように昇降部材の上昇時に流路部からの流体の放出が行われる。この場合、流体を常に放出する場合より流体使用量の節減が図られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
請求項１の固結防止装置１は図３−(a) ，(b) に示すようにソイルセメントの地中連続壁９中に挿入済みの鋼製連壁部材10と互いに連結される鋼製連壁部材10’を挿入し、鋼製連壁部材10入りの地中連続壁９を施工する方法において、図１に示すように先行して挿入されている鋼製連壁部材10の、後から挿入される側の凸形状の継手部10ａの周辺のソイルセメントの固結を防止する装置である。
【００２０】
鋼製連壁部材10は地中連続壁９の長さ方向の両側に継手部10ａ，10ｂを有し、隣接する鋼製連壁部材10，10の対向する継手部10ａ，10ｂの一方の継手部10ａが例えば図示するような略Ｔ形状等の凸形状（雄型継手）をし、それに嵌合する他方の継手部10ｂが略Ｃ形状や溝形状等の凹形状（雌型継手）をする。
【００２１】
鋼製連壁部材10は図３−(a) に示すように両側の継手部10ａ，10ｂが同一形状の形と、(b) に示すように異なる形状の形があり、前者の場合は両側の継手部10ａ，10ｂが凸形状の鋼製連壁部材10と、両側の継手部10ａ，10ｂが凹形状の鋼製連壁部材10が交互に連結され、後者の場合は凸形状の継手部10ａが施工方向進行側を向き、凹形状の継手部10ｂが施工方向後方側を向いて挿入される。(a) と(b) のいずれの場合も、本発明の固結防止装置１は施工方向進行側が凸形状の継手部10ａを有する鋼製連壁部材10に使用される。図４に図３の立面を示す。
【００２２】
固結防止装置１は図１に示すように挿入済みの鋼製連壁部材10の上に載置され、施工方向進行側の継手部10ａの上方の延長線上に設置されるシリンダ２と、シリンダ２のピストンロッド３に接続され、継手部10ａに沿って昇降する昇降部材４から構成され、昇降部材４は図２に示すように継手部10ａを包囲し得る断面形状、例えばＣ型チャンネル状の包囲部4aを有する。包囲部4aは継手部10ａの形状に対応した例えば溝形状に形成される。固結防止装置１は鋼製連壁部材10の各継手部10ａ毎に独立し、鋼製連壁部材10の幅方向に並列して設置される。
【００２３】
図面では昇降部材４の上昇時に包囲部4a内にソイルセメントが流入することを防止するために、包囲部4aに隣接し、地上から供給される泥水等、水を主体とした流体、もしくは水その他の流体が通過し、先端部から流体を放出する流路部4bを有する昇降部材４を用いた請求項２の固結防止装置１を示している。流路部4bの先端部のいずれかの部分は開放し、放出口4cとなる。
【００２４】
流路部4bは図１，図２に示すように昇降部材４の一部として包囲部4aに隣接して形成される場合と、昇降部材４とは別体の、可撓性、または伸縮性を有するパイプ等が包囲部4aに添設されることにより昇降部材４と一体化する場合がある。
【００２５】
前者の場合は昇降部材４の流路部4bにポンプ５に接続された供給管６が接続され、後者の場合、パイプは流路部4bに流体を供給するポンプ５に直接接続される場合と、ポンプ５に接続された供給管６に接続される場合がある。前者の場合の供給管６は昇降部材４の昇降に追従しながら流体を供給できるよう、適度な可撓性、または伸縮性を有する。
【００２６】
流路部4bの形成や添設による流体の放出は主として包囲部4a内へのソイルセメントの流入を防止する目的で行われ、流入は昇降部材４の上昇時に起こり易いことから、少なくとも昇降部材４の上昇時に行われればよいが、降下時に放出すれば、包囲部4aの先端部に存在するソイルセメントをその位置から排除し、上昇時の流入を確実に防止できる効果があるため、上昇時と降下時に流体を放出することもある。
【００２７】
また流体の放出は流路部4bの先端部から単純に吐出するように行われる場合と、流路部4bの先端部に存在するソイルセメントを強制的に排除するために噴射するように行われる場合がある。前者の場合でも昇降部材４の上昇時には吐出される流体が昇降部材４に対して相対的に速度を持って放出されるため、噴射の場合に近い効果がある。
【００２８】
流体を放出する流路部4bの先端部の放出口4cは昇降部材４の軸方向を向いて形成される他、ソイルセメントを包囲部4aの先端部から効果的に排除するために、図１−(b) に示すように昇降部材４の軸方向より傾斜した方向を向いて形成される。
【００２９】
流体が泥水や水等の液体の場合、昇降部材４の上昇時に放出口4cから放出された流体は上昇後の昇降部材４の降下に伴い、包囲部4aの上端部側が負圧になることで包囲部4aを通じて上昇しようとし、昇降部材４の降下時を含めて継続的に放出されれば次第に地上へ流出するようになる。
【００３０】
この結果、流体が包囲部4aの下端部と上端部との間に満たされたときには昇降部材４の上昇時には包囲部4aの下端部側が負圧になることで流体が逆流して降下し、包囲部4aの先端部におけるソイルセメントを排除しようとし、流体を供給して放出する場合と同様の効果が生ずるため、必ずしも流路部4bを通じて継続的に流体を供給する必要はなくなる。
【００３１】
シリンダ２は挿入済みの鋼製連壁部材10の上端上に直接、もしくは上端から距離をおき、鋼製連壁部材10から浮いた状態で設置される支持部材７のブラケット7a等に上端部において軸が鉛直方向等、継手部10ａの軸方向を向いて連結され、吊り支持される。鋼製連壁部材10が鉛直に対して傾斜して挿入される場合はその傾斜に応じた角度が付いて連結される。
【００３２】
シリンダ２の上端部は昇降部材４の昇降時の偏心による曲げモーメントをブラケット7aに加えないよう、水平軸回りに、もしくは任意の軸の回りに回転自在にブラケット7aに連結される。
【００３３】
図１ではシリンダ２の下端と、上昇したときの昇降部材４の上端との間に距離を確保し、上昇した昇降部材４の上端を鋼製連壁部材10の上端以上に位置させるために、鋼製連壁部材10に支持される架台８上に支持部材７を支持させているが、架台８は支持部材７に一体化し、省略される場合もある。
【００３４】
図１ではまた、支持部材７と架台８を共にプレートを溶接等により組み立てて構成しているが、架台８が鋼製連壁部材10上に載置される形をし、支持部材７がシリンダ２の上端部を安定して吊り支持し得る形をしていれば、それぞれの形態は一切問われない。
【００３５】
架台８は鋼製連壁部材10の上端が地中連続壁９の上端から露出しない場合は地中連続壁９の幅方向両側間に架設される、図示しない受け部材上に設置され、露出、もしくは突出する場合は鋼製連壁部材10の上端上に直接設置されるか、または露出しない場合と同様に受け部材上に設置される。
【００３６】
昇降部材４は上昇時に上端が鋼製連壁部材10の上端以上のレベルに位置し、降下時に下端が鋼製連壁部材10の下端以下のレベルに位置すればよいことから、鋼製連壁部材10の長さと同等程度の長さ乃至鋼製連壁部材10の長さより昇降する距離分、すなわちピストンロッド３のストローク分程度短い長さを持つ。
【００３７】
昇降部材４は昇降によって鋼製連壁部材10の上端と下端間を移動するため、昇降部材４の昇降する距離は任意に設定できるが、ソイルセメントの流入を防止する上では昇降部材４の下端が鋼製連壁部材10の下端部寄りの区間で昇降すれば十分であるため、数10cm〜１ｍ前後程度の範囲が適当である。
【００３８】
昇降部材４の上端部はピストンロッド３に直接、または上端部に接続されたアーム4dを介して間接的に、シリンダ２と同様に水平軸回りに、もしくは任意の軸の回りに回転自在に連結される。
【００３９】
固結防止装置１は前記のように鋼製連壁部材10の各継手部10ａ毎に独立して設置されるが、並列する２個の固結防止装置１，１の昇降部材４，４の昇降は独立して、または連動して行われる。連動させる場合は両昇降部材４，４の上昇と降下を同時に行う場合と、一方の昇降部材４の上昇時に他方の昇降部材４が降下するように交互に昇降させる場合がある。
【００４０】
昇降部材４の上昇時に流路部4bから流体を噴射させる場合、支持部材７に働く昇降部材４の上昇時の反力と噴射時の反力は互いに逆向きになるため、噴射による架台８と支持部材７の安定性が阻害されることはないが、昇降部材４の降下時に流体を噴射させる場合は反力が同一向きになるため、噴射時の反力に対し、架台８と支持部材７の安定性を図る上では交互に昇降させる方がよい。
【００４１】
また両昇降部材４，４を交互に昇降させれば、鋼製連壁部材10の先端部に常に流体が放出される状態になり、ソイルセメントが昇降部材４の包囲部4a内に流入しにくい状況が得られるため、流入防止の面からも両昇降部材４，４を交互に昇降させる方がよい。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１，請求項４では挿入済みの鋼製連壁部材の継手部の上方の延長線上に設置されるシリンダと、シリンダのピストンロッドに接続され、継手部を包囲し得る断面形状の包囲部を有する昇降部材から固結防止装置を構成し、昇降部材を継手部に沿って昇降させるため、継手部周辺のソイルセメントを固結しない状態に保つことができる。
【００４３】
継手部周辺のソイルセメントの固結を防止できることで、固結している場合のように継手部周辺のソイルセメントを除去する必要がなくなり、施工の再開後、即座に隣接する鋼製連壁部材の挿入作業を開始することができるため、中断を挟みながらも施工能率の向上が図られる。
【００４４】
請求項２，請求項３，請求項５では地上から供給される流体が通過し、先端部から流体を放出する流路部を包囲部に隣接して包囲部に一体化させ、流路部を通じてその先端部から流体を放出するため、流動性を有している昇降部材周辺のソイルセメントが包囲部の内部への流入を防止し、包囲部内の継手部との隙間で固結することを防止することができる。
【００４５】
請求項３では流路部の上端に流体を供給するためのポンプに接続した供給管を接続するため、流路部が昇降部材の一部として包囲部に隣接して形成される場合にも流路部を通じて流体を供給することができる。
【００４６】
請求項６では流路部からの流体の放出が昇降部材の上昇時に行うため、流体使用量が節減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a) は固結防止装置と鋼製連壁部材の関係を示した立面図であり、(b) のｘ−ｘ線断面図、(b) は(a) の側面図である。
【図２】固結防止装置の昇降部材と鋼製連壁部材の継手部の関係を示した図１−(a) のｙ−ｙ線の平面図である。
【図３】 (a) ，(b) は鋼製連壁部材を挿入した地中連続壁を示した平面図である。
【図４】図３の立面図である。
【符号の説明】
１……固結防止装置、２……シリンダ、３……ピストンロッド、４……昇降部材、4a……包囲部、4b……流路部、4c……放出口、4d……アーム、５……ポンプ、６……供給管、７……支持部材、7a……ブラケット、８……架台、９……地中連続壁、10，10’……鋼製連壁部材、10ａ……継手部、10ｂ……継手部。

Claims

ソイルセメントの地中連続壁中に挿入され、地中連続壁の長さ方向両側の継手部において互いに連結される鋼製連壁部材の凸形状の継手部周辺のソイルセメントの固結を防止する装置であり、挿入済みの鋼製連壁部材の前記継手部の上方の延長線上に設置されるシリンダと、継手部を包囲し得る断面形状の包囲部を有し、シリンダのピストンロッドに接続され、継手部に沿って昇降する昇降部材から構成される鋼製連壁部材継手部におけるソイルセメントの固結防止装置。
昇降部材は、包囲部に隣接し、地上から供給される流体が通過し、先端部から流体を放出する流路部を有している請求項１記載の鋼製連壁部材継手部におけるソイルセメントの固結防止装置。
昇降部材の流路部の上端部に、流体を供給するポンプに接続された供給管が接続されている請求項２記載の鋼製連壁部材継手部におけるソイルセメントの固結防止装置。
ソイルセメントの地中連続壁中に挿入され、地中連続壁の長さ方向両側の継手部において互いに連結される鋼製連壁部材の凸形状の継手部周辺のソイルセメントの固結を請求項１に記載の固結防止装置を用いて防止する方法であり、前記継手部を包囲するように継手部の周囲に固結防止装置の昇降部材を配置し、ピストンロッドを往復動させて昇降部材を昇降させる鋼製連壁部材継手部におけるソイルセメントの固結防止方法。
ソイルセメントの地中連続壁中に挿入され、地中連続壁の長さ方向両側の継手部において互いに連結される鋼製連壁部材の凸形状の継手部周辺のソイルセメントの固結を請求項２、もしくは請求項３に記載の固結防止装置を用いて防止する方法であり、継手部を包囲するように継手部の周囲に固結防止装置の昇降部材を配置し、一時的に、もしくは継続的に流路部の先端部から流体を放出しつつ、ピストンロッドを往復動させて昇降部材を昇降させる鋼製連壁部材継手部におけるソイルセメントの固結防止方法。
流路部からの流体の放出を昇降部材の上昇時に行う請求項５記載の鋼製連壁部材継手部におけるソイルセメントの固結防止方法。