JP4806375B2

JP4806375B2 - 立坑仮壁構築方法

Info

Publication number: JP4806375B2
Application number: JP2007126402A
Authority: JP
Inventors: 常松向谷; 敏嗣堀崎; 利博岡
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2027-05-11
Also published as: JP2008280768A

Description

本発明は、地盤を掘削して縦方向へ延びる掘削坑を形成し、掘削坑に養生充填材を充填するとともに建て込み杭材を建て込んで立坑仮壁を構築する立坑仮壁構築方法に関する。

地盤を掘削して縦方向へ延びる掘削坑を形成し、掘削坑にソイルモルタルを充填し、下部杭材を掘削坑の下方に建て込んだ後、上部杭材を掘削坑の上方に建て込んで立坑を構築する立坑構築方法がある（特許文献１参照）。この立坑構築方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。下部杭材の頂部を支持部材で支持し、支持部材とともに下部杭材を掘削坑の下方へ向かって建て込む。下部杭材を掘削坑に建て込んだ後、支持部材を下部杭材から外し、支持部材を掘削坑から引き抜く。次に、上部杭材を掘削坑に建て込み、下部杭材の頂部と上部杭材の底部とを縦方向へ所定寸法離間させた状態で、上部杭材の頂部を地上において固定し、下部杭材の頂部と上部杭材の底部との離間状態を維持する。ソイルモルタルを所定期間養生固結させた後、上部杭材の頂部の固定を解除する。この立坑構築方法は、下部杭材の頂部と上部杭材の底部との間に杭材が存在しないソイルモルタルのみの領域を作ることができ、下部杭材と上部杭材との間にシールド機がそのまま通過可能な領域を形成することができる。
特開平５−１８７１８４号公報

前記特許文献１に開示の立坑構築方法は、掘削坑の下方に建て込まれた下部杭材を建て込み位置において保持固定する手段がなく、掘削坑に充填されたソイルモルタルが養生するまでの間に下部杭材がモルタル中を徐々に沈降するから、下部杭材を掘削坑の建て込み位置に設置することができないばかりか、下部杭材の頂部と上部杭材の底部との離間寸法が一定せず、シールド機が通過可能な一定形状の領域を作ることができない場合がある。また、この立坑仮壁構築方法は、下部杭材の姿勢を安定させることができず、掘削坑に充填されたソイルモルタルが養生するまでの間に下部杭材が掘削坑において不用意にずれ動き、掘削坑に下部芯材を直立させた状態で設置することができない場合がある。この立坑構築方法は、上部杭材とその下方に連なる下部杭材との位置決めが難しく、上部杭材の直下に下部杭材を位置させることができない場合がある。

本発明の目的は、杭材を掘削坑の建て込み位置に直立させた姿勢で設置することができ、杭材の間にシールド機が通過可能な一定形状の領域を作ることができる立坑仮壁構築方法を提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、地盤を掘削して縦方向へ延びる掘削坑を形成し、掘削坑に養生充填材を充填するとともに縦方向に建て込み杭材を建て込んで立坑仮壁を構築する立坑仮壁構築方法である。

前記前提における本発明の特徴は、建て込み杭材が、互いに離間対向する対向端部を有して軸方向へ並ぶ第１杭材および第２杭材と、第１杭材の反対端部から第２杭材に向かって軸方向へ延びていて該第２杭材の所定の位置に達する鋼線と、第２杭材に取り付けられて鋼線を支持可能かつ該鋼線を切り離し可能な鋼線第１支持部材と、第１および第２杭材に跨ってそれら杭材に取り外し可能に取り付けられた杭材支持部材とから形成され、第２杭材を下にした状態で建て込み杭材を起立させた後、杭材支持部材を第１および第２杭材から取り外しつつ、建て込み杭材を掘削坑に建て込む杭材建て込み工程と、充填材を養生させた後、鋼線を鋼線第１支持部材から切り離して該鋼線を掘削坑から引き抜く鋼線引き抜き工程とを有することにある。

本発明の一例としては、建て込み杭材が、第１および第２杭材の対向端部の間に配置されたコンクリート杭材と、第１杭材に取り付けられて鋼線を摺動可能に支持する鋼線第２支持部材とを含み、鋼線が、コンクリート杭材の内部を軸方向へ貫通しつつ、鋼線第１支持部材と鋼線第２支持部材との間において緊張した状態にある。

本発明の他の一例としては、第１および第２杭材が、互いに並行離間して軸方向へ延びる第１および第２対向壁と、それら対向壁の間に位置して軸方向へ延びる連結壁とを有するＨ形綱であり、第１対向壁と連結壁との交点に形成された第１角部および第２角部と、第２対向壁と連結壁との交点に形成されて第１角部に対向する第３角部および第２角部に対向する第４角部とを備え、鋼線が、第１角部に配置された第１鋼線と、第２角部に配置された第２鋼線と、第３角部に配置された第３鋼線と、第４角部に配置された第４鋼線とから形成されている。

本発明の他の一例としては、立坑仮壁構築方法が、杭材建て込み工程によって建て込み杭材を所定の位置まで建て込んだ後、第１杭材の上方から継ぎ足し杭材を建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程を含み、継ぎ足し杭材建て込み工程では、鋼線が継ぎ足し杭材の長さ分だけ延ばされ、該継ぎ足し杭材の反対端部から第２杭材の所定の位置に達している。

本発明の他の一例としては、継ぎ足し杭材が、互いに並行離間して軸方向へ延びる第１および第２対向壁と、それら対向壁の間に位置して軸方向へ延びる連結壁とを有するＨ形綱であり、第１対向壁と連結壁との交点に形成された第１角部および第２角部と、第２対向壁と連結壁との交点に形成されて第１角部に対向する第３角部および第２角部に対向する第４角部とを備え、継ぎ足し杭材では、第１鋼線が第１角部に配置され、第２鋼線が第２角部に配置され、第３鋼線が第３角部に配置され、第４鋼線が第４角部に配置されている。

本発明の他の一例として、鋼線第１支持部材には、高周波誘導加熱コイルが設置され、鋼線引き抜き工程では、高周波誘導加熱コイルが鋼線に渦電流を発生させて該鋼線自体を発熱破断させることで、該鋼線を鋼線第１支持部材から切り離す。

本発明にかかる立坑仮壁構築方法によれば、養生充填材が養生するまでの間、掘削坑の下方に位置する第２杭材が鋼線によって支持されるから、第２杭材が充填材中を沈降することはなく、第２杭材を掘削坑の建て込み位置に確実に設置することができる。また、第１杭材の対向端部と第２杭材の対向端部との離間寸法を一定に保持することができ、第１杭材と第２杭材との間にシールド機が通過可能な一定形状の領域を作ることができる。立坑仮壁構築方法は、第２杭材が鋼線によって支持されるから、第２杭材の姿勢を安定させることができ、第２杭材が掘削坑において不用意にずれ動くことはなく、第２杭材を掘削坑の建て込み位置に直立させた姿勢で設置することができる。立坑仮壁構築方法は、第１杭材とそれの下方の連なる第２杭材との位置決めが容易であり、第１杭材の直下に第２杭材を確実に位置させることができる。この立坑仮壁構築方法は、杭材支持部材によってそれら杭材どうしを連結することで、第１杭材の起立動作に第２杭材を連動させることができ、それら杭材を直状に並べた状態でそれら杭材を同時かつ容易に起立させることができる。

建て込み杭材が第１および第２杭材の対向端部の間に配置されたコンクリート杭材と第１杭材に取り付けられて鋼線を摺動可能に支持する鋼線第２支持部材とを含む立坑仮壁構築方法は、コンクリート杭材を介して第１杭材と第２杭材とが連結されることで、第２杭材が掘削坑において不用意にずれ動くことはなく、第１杭材に対する第２杭材の位置ずれを防ぐことができ、第１杭材の直下に第２杭材を確実に位置させることができる。

第１および第２杭材がＨ形綱であり、鋼線が第１〜第４鋼線から形成された立坑仮壁構築方法は、一対の鋼線がＨ形綱の対角線に位置するとともに、他の一対の鋼線がＨ形綱の対角線に位置するから、掘削坑から鋼線を引き抜くときの力が第１杭材や第２杭材に偏って作用することはなく、掘削坑に建て込まれた第１および第２杭材の鋼線引き抜き時におけるずれ動きを防ぐことができる。この立坑仮壁構築方法は、第１および第２杭材を掘削坑の建て込み位置に直立させた姿勢で確実に設置することができ、第１杭材の直下に第２杭材を確実に位置させることができる。

杭材建て込み工程によって建て込み杭材を建て込んだ後、第１杭材の上方から継ぎ足し杭材を建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程を含む立坑仮壁構築方法は、継ぎ足し杭材を用いることで、第１杭材と第２杭材とを地中の深い箇所まで建て込むことができ、第１杭材と第２杭材との間に形成される領域を継ぎ足し杭材の長さに応じた所定の深さに作ることができる。

継ぎ足し杭材がＨ形綱であり、第１〜第４鋼線が継ぎ足し杭材の角部に配置された立坑仮壁構築方法は、一対の鋼線がＨ形綱の対角線に位置するとともに、他の一対の鋼線がＨ形綱の対角線に位置するから、掘削坑からそれら鋼線を引き抜くときの力が第１および第２杭材や継ぎ足し杭材に偏って作用することはなく、掘削坑に建て込まれたそれら杭材の鋼線引き抜き時におけるずれ動きを防ぐことができる。この立坑仮壁構築方法は、第１および第２杭材と継ぎ足し杭材とを掘削坑の建て込み位置に直立させた姿勢で確実に設置することができ、継ぎ足し杭材の直下に第１杭材を確実に位置させることができるとともに、第１杭材の直下に第２杭材を確実に位置させることができる。

高周波誘導加熱コイルが鋼線に渦電流を発生させて鋼線自体を発熱破断させる立坑仮壁構築方法は、渦電流によって鋼線自体が発熱するから、外部熱源から鋼線に熱を加える場合と比較し、鋼線を確実に破断させることができ、第１支持部材からの鋼線の切り離し不能を防ぐことができる。

添付の図面を参照し、本発明に係る立坑仮壁構築方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。図１は、建て込み杭材１０Ａの一例を示す図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線端面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線端面図であり、図４は、鋼線第１支持部材２３の一例を示す図である。図１では、軸方向を矢印Ｌ１で示す。この立坑構築方法は、掘削機を利用して地盤を掘削し、地表１１から地中１２に向かって縦方向へ延びる掘削坑１３を作るとともに、その掘削坑１３にソイルモルタル１４（養生充填材）を充填し、掘削坑１３に建て込み杭材１０Ａと継ぎ足し杭材２４とを建て込んで立坑仮壁１５を構築する（図１５参照）。立坑仮壁構築方法に使用する建て込み杭材１０Ａは、第１杭材１６および第２杭材１７と、第１および第２杭材１６，１７を支持する一対の杭材支持板１８（杭材支持部材）と、第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２と、それら鋼線１９，２０，２１，２２を支持する鋼線第１支持部材２３とから形成されている。なお、この立坑仮壁構築方法では、建て込み杭材１０Ａの他に、継ぎ足し杭材２４が使用される（図８参照）。

第１杭材１６と第２杭材１７とは、それら杭材１６，１７の一方の端部２５，２６（対向端部）どうしが軸方向へ所定寸法離間対向した状態で軸方向へ直状に並んでいる。第１および第２杭材１６，１７の端部２５，２６の間には、杭材１６，１７が存在しない空間２７が形成されている。第１および第２杭材１６，１７と継ぎ足し杭材２４とは、軸方向へ長いＨ形綱であり、互いに並行離間して軸方向へ延びる第１および第２対向壁２８，２９と、それら対向壁２８，２９の間に位置して軸方向へ延びる連結壁３０とを有する。それら杭材１６，１７，２４は、第１対向壁２８と連結壁３０との交差箇所（交点）に形成された略直角の第１角部３１と、第１対向壁２８と連結壁３０との交差箇所（交点）に形成されて第１角部３１の反対側に位置する略直角の第２角部３２と、第２対向壁２９と連結壁３０との交差箇所（交点）に形成されて第１角部３１に対向する略直角の第３角部３３と、第２対向壁２９と連結壁３０との交差箇所（交点）に形成されて第２角部３２に対向する略直角の第４角部３４とを有する。

それら支持板１８には、軸方向へ長い矩形の綱板が使用されている。支持板１８は、第１および第２杭材１６，１７に跨り、空間２７を挟んでそれら杭材１６，１７の端部２５，２６に達している。支持板１８は、それら杭材１６，１７の端部２５，２６において対向壁２８，２９に当接し、固定手段（ボルトおよびナットによる固定）によって杭材１６，１７の対向壁２８，２９に取り外し可能に取り付けられている。支持板１８は、それら杭材１６，１７をその軸方向から支持し、杭材１６，１７どうしを連結することで、第１杭材１６の起立動作に第２杭材１７を連動させる。

第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２には、ＰＣ綱撚線が使用されている。それら鋼線１９，２０，２１，２２は、杭材１６，１７に沿って軸方向へ延びている。第１鋼線１９は、それら杭材１６，１７の第１角部３１に配置され、第２鋼線２０は、それら杭材１６，１７の第２角部３２に配置されている。第３鋼線２１は、それら杭材１６，１７の第３角部３３に配置され、第４鋼線２２は、それら杭材１６，１７の第４角部３４に配置されている。第１および第４鋼線１９，２２はＨ形綱（第１および第２杭材１６，１７）の対角線に位置し、第２および第３鋼線２０，２１はＨ形綱（第１および第２杭材１６，１７）の対角線に位置している。それら鋼線１９，２０，２１，２２は、第１杭材１６の他方の端部３５（反対端部）から杭材１６の端部２５（対向端部）を越え、さらに、空間２７を通って第２杭材１７の端部２６に達している。それら鋼線１９，２０，２１，２２は、第１杭材１６の端部３５の側に位置する端部分３６が杭材１６の端部３５から軸方向外方に延出している。

鋼線第１支持部材２３は、４個のそれが第２杭材１７の端部２６に配置され、杭材１７の連結壁３０における第１〜第４角部３１，３２，３３，３４に固定手段（溶接による固定またはボルトおよびナットによる固定）によって固定されている（図２参照）。第１支持部材２３は、鋼線１９，２０，２１，２２を固定支持する固定部３７と、鋼線１９，２０，２１，２２を支持部材２３から切り離す高周波誘導加熱コイル３８とから形成されている。第１支持部材２３では、鋼線１９，２０，２１，２２の一部が固定部３７に挿入され、鋼線１９，２０，２１，２２が固定部３７に抜脱不能に支持されている。第１支持部材２３の高周波誘導加熱コイル３８には、配線３９を介して高周波発生装置（図示せず）が接続されている。高周波誘導加熱コイル３８に高周波発生装置から高周波電圧を印加すると、コイル３８に高周波電流が流れ、高周波電流と鎖交する方向へ磁束が発生する。発生した磁束がコイル３８に対向する鋼線１９，２０，２１，２２の部位４０に作用すると、鋼線１９，２０，２１，２２の部位４０に渦電流が発生し、それによって鋼線１９，２０，２１，２２自体が発熱（ジュール熱）する。発熱した鋼線１９，２０，２１，２２の部位４０では、鋼線１９，２０，２１，２２の強度が著しく低下する。鋼線１９，２０，２１，２２に張力をかけた状態で、それら鋼線１９，２０，２１，２２の部位４０が高温に発熱すると、部位４０に作用する張力によって鋼線１９，２０，２１，２２が部位４０おいて破断し、鋼線１９，２０，２１，２２が第１支持部材２３から切り離される。

図５〜図７は、建て込み杭材１０Ａを掘削坑１３に建て込む杭材建て込み工程の説明図であり、図８，９は、継ぎ足し杭材２４を掘削坑１３に建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程の説明図である。図１０は、図９のＣ−Ｃ線端面図である。図６では、縦方向を矢印Ｌ２で示す。建て込み杭材１０Ａを掘削坑１３に建て込む前の準備として、掘削機（図示せず）を使用して地盤を掘削し、縦方向へ延びる掘削坑１３を作り、その掘削坑１３にソイルモルタル１４（養生充填材）を充填する。あわせて、図１の建て込み杭材１０Ａを用意する。それらの準備が完了した後、クレーン４１の玉掛け４２で杭材１０Ａの端部（第１杭材１６の端部３５）を支持し、クレーン４１によって杭材１０Ａを垂直に起立させて空中に吊り上げる（杭材起立工程）。第１および第２杭材１６，１７の端部２５，２６には支持板１８が取り付けられているから、第１杭材１６を起立させると、それに連動して第２杭材１７が起立する。この立坑仮壁構築方法は、支持板１８を利用することで、第２杭材１７を容易に起立させることができる。杭材１０Ａは、クレーン４１によって空中に吊り上げられた状態で掘削坑１３の上方に搬送される。

クレーン４１に保持された建て込み杭材１０Ａでは、第１杭材１６が上方に位置し、杭材１６の下方に第２杭材１７が位置する。杭材１０Ａを掘削坑１３の上方に搬送した後、クレーン４１によって杭材１０Ａを徐々に下降させ、杭材１０Ａをその下端部（第２杭材１７の反対端部４３）から掘削坑１３に建て込む。図６に示すように、第２杭材１７の端部２６を地上に露出させた状態で一時杭材１０Ａの建て込みを停止し、支持板１８をそれら杭材１６，１７の端部２５，２６から取り外す（支持板撤去工程）。杭材１６，１７から支持板１８を取り外した後は、再び杭材１０Ａを徐々に下降させ、杭材１０Ａを掘削坑１３に建て込む。図７に示すように、建て込み杭材１０Ａの大部分を掘削坑１３に建て込み、第１杭材１６の端部３５を地上に露出させた状態で、杭材１０Ａの建て込みを再び停止する。このとき、固定手段４４によって地上に露出する杭材１７の端部３５を地表１１において固定し、杭材１０Ａの掘削坑１３における沈降を防ぐ。次に、クレーン４１の玉掛け４２で継ぎ足し杭材２４の端部４５（反対端部）を支持し、クレーン４１によって杭材２４を垂直に起立させて空中に吊り上げる。継ぎ足し杭材２４は、クレーン４１によって空中に吊り上げられた状態で第１杭材１６の上方に搬送される。

継ぎ足し杭材２４を第１杭材１６の上方に搬送した後、クレーン４１によって杭材２４を徐々に下降させ、杭材２４の端部４６と第１杭材１６の端部３５とを当接させる。次に、固定手段（溶接による固定またはボルトおよびナットによる固定）によってそれら杭材１６，２４の端部３５，４６どうしを連結するとともに（杭材連結工程）、鋼線１９，２０，２１，２２を継ぎ足し杭材２４の長さ分だけ延ばす（鋼線延長工程）。延長された鋼線１９，２０，２１，２２は、図９に示すように、継ぎ足し杭材２４の端部４５から第２杭材１７に向かって延び、杭材２４と杭材１６とを超え、さらに、空間２７を通って杭材１７の端部２６に達している。第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２の延長部分は、継ぎ足し杭材２４の第１〜第４角部３１，３２，３３，３４に配置され、杭材２４に沿って縦方向へ延びている。図１０に示すように、第１および第４鋼線１９，２２はＨ形綱（継ぎ足し杭材２４）の対角線に位置し、第２および第３鋼線２０，２１はＨ形綱（継ぎ足し杭材２４）の対角線に位置している。鋼線１９，２０，２１，２２の端部分３６は、継ぎ足し杭材２４の端部４５を超え、端部４５の縦方向外方に延出している。

ここで、鋼線１９，２０，２１，２２の延長には、第１杭材１６の端部３５から縦方向外方に延出する端部分３６に新たな延長鋼線を溶接によって接続する方法、または、あらかじめ第１杭材１６の端部３５から延出する端部分３６に所定の長さを確保しておき、延長鋼線を用いることなく、端部分３６を継ぎ足し杭材２４の端部４５まで伸ばす方法がある。杭材１６，２４の端部３５，４６どうしを連結するとともに鋼線１９，２０，２１，２２を延長した後は、第１杭材１６の端部３５から固定手段４４を外し、クレーン４１によって継ぎ足し杭材２４を徐々に下降させ、杭材１０Ａ，２４を掘削坑１３に建て込む。継ぎ足し杭材建て込み工程は、第１および第２杭材１６，１７の全体と継ぎ足し杭材２４の大部分とを地中１２に建て込み、継ぎ足し杭材２４の端部４５のみを地上に露出させた状態で終了する。継ぎ足し杭材建て込み工程が終了すると、杭材２４の大部分が掘削坑１３に埋没し、杭材２４の端部４５のみが地上に露出する（図１１参照）。

図１１，１２は、掘削坑１３から鋼線１９，２０，２１，２２を引き抜く鋼線引き抜き工程の説明図であり、図１３は、立坑仮壁１５の完成図である。図１４は、図１３のＤ−Ｄ線端面図である。なお、図１１，１２では、クレーン４１や油圧ジャッキの図示を省略している。鋼線引き抜き工程では、固定手段４７によって地上に露出する杭材２４の端部４５を地表１１において固定し、杭材１０Ａ，２４の掘削坑１３における沈降を防ぐ。鋼線引き抜き工程では、端部４５を地表１１において固定した状態で、ソイルモルタル１４を所定期間養生し、モルタル１４を養生した後、それら鋼線１９，２０，２１，２２を掘削坑１３（ソイルモルタル１４）から引き抜く。ソイルモルタル１４を養生すると、モルタル１４が固結し、モルタル１４によってそれら杭材１０Ａ，２４が掘削坑１３に固定される。

鋼線引き抜き工程では、鋼線１９，２０，２１，２２の地上に露出する端部分３６をクレーン４１の玉掛け４２または油圧ジャッキで支持しつつ、クレーン４１または油圧ジャッキで鋼線１９，２０，２１，２２を矢印Ｌ３で示す縦方向上方へ引っ張り、鋼線１９，２０，２１，２２を緊張状態に保持する。次に、鋼線第１支持部材２３の高周波誘導加熱コイル３８に高周波発生装置から高周波電圧を印加する。コイル３８に高周波電圧を印加すると、コイル３８に発生した磁束により、コイル３８に対向する鋼線１９，２０，２１，２２の部位４０に渦電流が発生し、部位４０が発熱して高温になる。この立坑仮壁構築方法では、コイル３８に対向する鋼線１９，２０，２１，２２の部位４０が高温に発熱するとともに、部位４０に作用する張力によって部位４０が瞬時に破断し、鋼線１９，２０，２１，２２が第１支持部材２３から切り離される。この立坑仮壁構築方法では、渦電流によって鋼線１９，２０，２１，２２自体が発熱するから、第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２が確実に破断し、それら鋼線１９，２０，２１，２２を第１支持部材２３から確実に切り離すことができる。

鋼線１９，２０，２１，２２が第１支持部材２３から切り離されると、ソイルモルタル１４の抵抗に抗って鋼線１９，２０，２１，２２が掘削坑１３から徐々に引き上げられ、鋼線１９，２０，２１，２２全体が掘削坑１３から地上に引き抜かれる。第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２を引き抜いた後は、継ぎ足し杭材２４の端部４５から固定手段４７を取り外す。なお、鋼線引き抜き工程では、第１および第４鋼線１９，２２が掘削坑１３から同時に引き抜かれ、第２および第３鋼線２０，２１が掘削坑１３から同時に引き抜かれる。鋼線を引き抜くと、図１４に示すように、第１および第２杭材１６，１７の間にソイルモルタル１４のみの領域４８が形成された立坑仮壁１５が構築される。

図１５は、この立坑構築方法によって作られた立坑仮壁１５のユニット４９の一例を示す図であり、図１６は、杭材１６，１７の間の領域４８を通るシールド装置５０を模式的に示す図である。前記各工程をトンネルの進行方向と交差する方向へ繰り返すことで、図１５に示すように、複数の杭材１６，１７，２４，５１から形成された１つのユニット４９を作ることができる。ユニット４９では、それら杭材１６，１７，５１に囲繞されたソイルモルタル１４のみの円形の領域４８が形成されている。なお、ユニット４９の両側に位置する杭材５１は、１本のＨ形綱を使用しており、前記各工程によって建て込まれたものではなく、掘削坑１３に単に建て込んだものである。また、地上に露出する継ぎ足し杭材２４の端部４５や杭材５１の端部は、それら杭材２４，５１の建て込み終了後に切断される。

この立坑仮壁構築方法では、杭材１６，１７どうしの離間寸法Ｌ４（図１３参照）を調節することで、領域４８を円形にすることができるのみならず、領域４８を他の形状にすることもできる。図１６に示すように、トンネルの進行方向へ各ユニット４９を隣接させることで、杭材１６，１７，５１に囲繞された円形の領域４８をトンネルの進行方向へ並べることができる。この立坑仮壁構築方法によって作られた立坑仮壁１５では、杭材１６と杭材１７との間にそれら杭材１６，１７が存在しないソイルモルタル１５のみの領域４８が形成されるから、ユニット４９においてシールド機５０がそのまま通過可能な円形の領域４８を容易に作ることができ、シールド機５０の通過領域を確保するための杭材の切断、撤去（鏡切り）を行う必要はない。

この立坑仮壁構築方法は、ソイルモルタル１４が養生するまでの間、掘削坑１３の下方に位置する第２杭材１７が鋼線１９，２０，２１，２２によって支持されるから、第２杭材１７がソイルモルタル１４中を沈降することはなく、第２杭材１７を掘削坑１３の建て込み位置に確実に設置することができる。また、第１杭材１６の対向端部２５と第２杭材１７の対向端部２６との離間寸法を一定に保持することができ、第１杭材１６と第２杭材１７との間にシールド機５０が通過可能な一定形状の領域４８を確実に作ることができる。

この立坑仮壁構築方法は、第２杭材１７が鋼線１９，２０，２１，２２によって支持されるから、第２杭材１７の姿勢を安定させることができ、第２杭材１７が掘削坑１３において不用意にずれ動くことはなく、第２杭材１７を掘削坑１３の建て込み位置に直立させた姿勢で確実に設置することができる。立坑仮壁構築方法は、第１杭材１６とそれの下方の連なる第２杭材１７との位置決めが容易であり、第１杭材１６の直下に第２杭材１７を確実に位置させることができる。立坑仮壁構築方法は、支持板１１８によってそれら杭材１６，１７どうしを連結することで、第１杭材１６の起立動作に第２杭材１７を連動させることができ、それら杭材１６，１７を直状に並べた状態でそれら杭材１６，１７を同時かつ容易に起立させることができる。

立坑仮壁構築方法は、各鋼線がそれら杭材１９，２０，２１，２２の第１〜第４角部３１，３２，３３，３４に配置されることで、一対の鋼線１９，２２が杭材１６，１７，２４の対角線に位置するとともに、他の一対の鋼線２０，２１が杭材１６，１７，２４の対角線に位置するから、それら鋼線１９，２０，２１，２２を掘削坑１３から引き抜くときの力が杭材１６，１７，２４に偏って作用することはなく、掘削坑１３の建て込み位置におけるそれら杭材１６，１７，２４の不用意なずれ動きを防ぐことができる。立坑仮壁構築方法は、継ぎ足し杭材２４を建て込むことで、第１杭材１６と第２杭材１７とを地中１２の深い箇所に位置させることができ、第１杭材１６と第２杭材１７との間に形成される領域４８を継ぎ足し杭材２４の長さに応じた所定の深さに作ることができる。

図１７は、建て込み杭材１０Ｂの他の一例を示す図であり、図１８は、図１７のＥ−Ｅ線端面図である。図１９は、図１７のＦ−Ｆ線端面図である。図１７では、軸方向を矢印Ｌ１で示す。なお、図１のＡ−Ａ線端面図と図１４のＤ−Ｄ線端面図とは、この建て込み杭材１０Ｂの端面を示す端面図として援用することができ、図９のＣ−Ｃ線端面図は、継ぎ足し杭材２４の端面を示す端面図として援用することができる。建て込み杭材１０Ｂは、第１杭材１６および第２杭材１７と、それら杭材１６，１７の間に位置するプレキャストコンクリート杭材５２（コンクリート杭材）と、第１および第２杭材１６，１７を支持する一対の杭材支持板１８（杭材支持部材）と、第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２と、それら鋼線１９，２０，２１，２２を支持する鋼線第１支持部材２３および鋼線第２支持部材５３とから形成されている。なお、第１および第２杭材１６，１７は図１のそれらと同一であり、継ぎ足し杭材２４は図８のそれと同一であるから、図１や図８のそれらと同一の符号を付すことで、それら杭材１６，１７，２４の説明は省略する。また、支持板１８や第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２、鋼線第１支持部材２３は、図１のそれらと同一であるから、図１のそれらと同一の符号を付すことで、それらの説明は省略する。

プレキャストコンクリート杭材５２は、角柱状を呈し、プレストレスを与えながら作られた一定強度を有する角柱状のコンクリート柱である。コンクリート杭材５２は、第１杭材１６と第２杭材１７との間に配置され、一方の端部５４が杭材１６の端部２５（対向端部）に固定手段（図示せず）によって連結され、他方の端部５５が杭材１７の端部２６（対向端部）に固定手段（図示せず）によって連結されている。建て込み杭材１０Ｂでは、第１および第２杭材１６，１７とコンクリート杭材５２とが軸方向へ直状に並んでいる。第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２の第１支持部材２３と第２支持部材５３との間に延びる部材間部分５６は、コンクリート杭材５２の内部に埋設され、コンクリート杭材５２を軸方向へ貫通している。

鋼線第２支持部材５３は、第１杭材１６の端部２５に配置され、杭材１６の連結壁３０における第１〜第４角部３１，３２，３３，３４に固定手段（溶接による固定またはボルトおよびナットによる固定）によって固定されている（図１７参照）。第２支持部材５３は、楔であり、第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２をその周方向から圧着し、それら鋼線１９，２０，２１，２２を支持している。ただし、鋼線１９，２０，２１，２２は第２支持部材５３において摺動可能かつ第２支持部材５３から抜脱可能である。ゆえに、第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２の端部分３６を軸方向外方へ強く引っ張ると、それら鋼線１９，２０，２１，２２が第２支持部材５３の抵抗に抗って支持部材５３を摺動し、鋼線１９，２０，２１，２２が支持部材５３から徐々に引き抜かれる。なお、鋼線１９，２０，２１，２２の第１支持部材２３と第２支持部材５３との間の部材間部分５６は、軸方向外方へ引っ張られた状態でそれら支持部材２３，５３に支持されている。ゆえに、部材間部分５６は、第１支持部材２３と第２支持部材５６との間において緊張した状態にある。

図２０〜図２２は、建て込み杭材１０Ｂを掘削坑１３に建て込む杭材建て込み工程の説明図であり、図２３，２４は、継ぎ足し杭材２４を掘削坑１３に建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程の説明図である。図２０では、縦方向を矢印Ｌ２で示す。建て込み杭材１０Ｂを掘削坑１３に建て込む前の準備は、上述したとおりであるから、その説明は省略する。ただし、この立坑仮壁構築方法では、図１８に示す建て込み杭材１０Ｂが使用される。建て込み前の準備が完了した後、クレーン４１の玉掛け４２で杭材１０Ｂの端部（第１杭材１６の反対端部３５）を支持し、クレーン４１によって杭材１０Ｂを垂直に起立させて空中に吊り上げる（杭材起立工程）。第１および第２杭材１６，１７の端部２５，２６には支持板１８が取り付けられ、さらに、コンクリート杭材５２がそれら杭材１６，１７の端部２５，２６に連結されているから、第１杭材１６に続いて第２杭材１７を容易に起立させることができる。杭材１０Ｂは、起立した状態でクレーン４１によって掘削坑１３の上方に搬送される。

杭材１０Ｂを掘削坑１３の上方に搬送した後、クレーン４１によって杭材１０Ｂを徐々に下降させ、杭材１０Ｂをその下端部（第２杭材１７の反対端部４３）から掘削坑１３に建て込む。図２１に示すように、第２杭材１７の端部２６を地上に露出させた状態で一時杭材１０Ｂの建て込みを停止し、支持板１８をそれら杭材１６，１７から取り外す（支持板撤去工程）。杭材１６，１７から支持板１８を取り外した後は、再び杭材１０Ｂを掘削坑１３に建て込む。図２２に示すように、建て込み杭材１０Ｂの大部分を掘削坑１３に建て込み、第１杭材１６の端部３５のみを地上に露出させた状態で、杭材１０Ｂの建て込みを再び停止する。このとき、固定手段４４によって地上に露出する杭材１６の端部３５を地表１１において固定する。次に、クレーン４１の玉掛け４２で継ぎ足し杭材２４の端部４５（反対端部）を支持し、クレーン４１によって杭材２４を垂直に起立させて空中に吊り上げる。継ぎ足し杭材２４は、クレーン４１によって杭材１６の上方に搬送される。

継ぎ足し杭材２４を第１杭材１６の上方に搬送した後、クレーン４１によって杭材２４を徐々に下降させ、杭材２４の端部４６と第１杭材１６の端部３５とを当接させた後、固定手段によってそれら杭材１６，２４の端部３５，４６どうしを連結するとともに（杭材連結工程）、鋼線１９，２０，２１，２２を継ぎ足し杭材２４の長さ分だけ延ばす（鋼線延長工程）。鋼線１９，２０，２１，２２の延長方式は、図１に示す実施例と同一である。延長された鋼線１９，２０，２１，２２は、図２４に示すように、継ぎ足し杭材２４の端部４５から第２杭材１７に向かって延び、杭材２４と杭材１６とを超え、さらに、杭材５２を貫通して杭材１７の端部２６に達している。第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２の延長部分は、継ぎ足し杭材２４の第１〜第４角部３１，３２，３３，３４に配置され、杭材２４に沿って縦方向へ延びている。第１および第４鋼線１９，２２はＨ形綱（継ぎ足し杭材２４）の対角線に位置し、第２および第３鋼線２０，２１はＨ形綱（継ぎ足し杭材２４）の対角線に位置している。鋼線１９，２０，２１，２２の端部分３６は、継ぎ足し杭材２４の端部４５を超え、端部４５の縦方向外方に延出している。杭材１６，２４の端部３５，４６どうしを連結するとともに鋼線１９，２０，２１，２２を延長した後は、第１杭材１６の端部２５から固定手段４４を外し、クレーン４１によって継ぎ足し杭材２４を徐々に下降させ、杭材１０Ｂ，２４を掘削坑１３に建て込む。継ぎ足し杭材建て込み工程が終了すると、杭材１０Ｂ，２４の大部分が掘削坑１３に埋没し、杭材２４の端部４５のみが地上に露出する（図２５参照）。

図２５，２６は、掘削坑１３から鋼線１９，２０，２１，２２を引き抜く鋼線引き抜き工程の説明図であり、図２７は、立坑仮壁１５の完成図である。図２８は、図２７のＧ−Ｇ線端面図である。なお、図２５〜図２７では、クレーン４１や油圧ジャッキの図示を省略している。鋼線引き抜き工程では、固定手段４７によって地上に露出する継ぎ足し杭材２４の端部４５を地表１１において固定し、杭材１０Ｂ，２４の掘削坑１３における沈降を防ぐ。鋼線引き抜き工程では、端部４５を地表１１において固定した状態で、ソイルモルタル１４を所定期間養生し、モルタル１４を養生した後、それら鋼線１９，２０，２１，２２を掘削坑１３（ソイルモルタル１４）から引き抜く。ソイルモルタル１４を養生すると、モルタル１４が固結し、モルタル１４によってそれら杭材１０Ｂ，２４が掘削坑１３に固定される。

鋼線引き抜き工程では、鋼線第１支持部材２３の高周波誘導加熱コイル３８に高周波発生装置から高周波電圧を印加する。鋼線１９，２０，２１，２２では、その部材間部分５６が緊張状態にあるから、鋼線１９，２０，２１，２２のコイル３８に対向する部位４０に張力が作用している。コイル３８に高周波電圧を印加すると、コイル３８に発生した磁束により、鋼線１９，２０，２１，２２のコイル３８に対向する部位４０に渦電流が発生し、部位４０が高温に発熱するとともに、部位４０に作用する張力によって部位４０が瞬時に破断し、鋼線１９，２０，２１，２２が第１支持部材２３から切り離される。この立坑仮壁構築方法では、鋼線１９，２０，２１，２２の部材間部分５６が緊張状態にあり、さらに、渦電流によって鋼線１９，２０，２１，２２自体が発熱するから、鋼線１９，２０，２１，２２の部位４０が確実に破断し、鋼線１９，２０，２１，２２を第１支持部材２３から確実に切り離すことができる。

鋼線１９，２０，２１，２２を第１支持部材２３から切り離した後、クレーン４１の玉掛け４２または油圧ジャッキで鋼線１９，２０，２１，２２の端部分３６を支持して鋼線１９，２０，２１，２２を縦方向上方へ引っ張る。第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２は、第２支持部材５３を摺動しつつ、杭材５２や支持部材５３から徐々に引き抜かれてそれらから離脱し、鋼線１９，２０，２１，２２全体が掘削坑１３から地上に引き抜かれる。第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２を引き抜いた後は、継ぎ足し杭材２４の端部４５から固定手段４７を取り外す。なお、鋼線引き抜き工程では、第１および第４鋼線１９，２２が掘削坑１３から同時に引き抜かれ、第２および第３鋼線２０，２１が掘削坑１３から同時に引き抜かれる。鋼線１９，２０，２１，２２を引き抜くと、図２７に示すように、第１および第２杭材１６，１７の間に領域４８が形成された立坑仮壁１５が構築される。

前記各工程をトンネルの進行方向と交差する方向へ繰り返すことで、複数の杭材１６，１７，２４，５２，５１から形成された１つのユニット４９を作ることができる。ユニット４９では、それら杭材１６，１７，５１に囲繞された円形の領域４８が形成されている（図１５参照）。なお、図１５に示すユニット４９と異なるところは、領域４８にコンクリート杭材５２が存在している点にある。トンネルの進行方向へ各ユニット４９を隣接させることで、杭材１６，１７，５１に囲繞された円形の領域４８をトンネルの進行方向へ並べることができる。この建て込み杭材１０Ｂを使用する立坑仮壁構築方法は、図１の建て込み杭材１０Ａを使用する立坑仮壁構築方法が有する効果に加え、以下の効果を有する。コンクリート杭材５２を介して第１杭材１６と第２杭材１７とが連結されることで、第２杭材１７が掘削坑１３において不用意にずれ動くことはなく、第１杭材１６に対する第２杭材１７の位置ずれを確実に防ぐことができ、第１杭材１６の直下に第２杭材１７を確実に位置させることができる。

それら図示の立坑仮壁構築方法では、継ぎ足し杭材２４を使用して立坑仮壁１５を構築しているが、継ぎ足し杭材２４を使用せずに立坑仮壁１５を構築することもできる。この場合の立坑仮壁構築方法の一例を説明すると、以下のとおりである。図１の建て込み杭材１０Ａまたは図１７の建て込み杭材１０Ｂを掘削坑１３の上方に搬送した後、クレーン４１によって杭材１０Ａまたは杭材１０Ｂを徐々に下降させ、杭材１０Ａ，１０Ｂを掘削坑１３に建て込む。第２杭材１７の端部２６を地上に露出させた状態で一時杭材１０Ａ，１０Ｂの建て込みを停止し、支持板１８をそれら杭材１０Ａ，１０Ｂから取り外す（支持板撤去工程）。杭材１０Ａ，１０Ｂから支持板１８を取り外した後は、再び杭材１０Ａ，１０Ｂを掘削坑１３に建て込む。建て込み杭材１０Ａ，１０Ｂの大部分を掘削坑１３に建て込み（杭材建て込み工程）、第１杭材１７の端部３５を地上に露出させた状態で、杭材１０Ａ，１０Ｂの建て込みを終了する。次に、固定手段４４によって地上に露出する杭材１７の端部３５を地表１１において固定する。

第１杭材１７の端部３５を地表１１において固定した状態で、ソイルモルタル１４を所定期間養生し、モルタル１４を養生した後、第１〜第４鋼線１９，２０，２１，２２を第１支持部材２３から切り離し、それら鋼線１９，２０，２１，２２を掘削坑１３から引き抜く（鋼線引き抜き工程）。ソイルモルタル１４を養生すると、モルタル１４が固結し、モルタル１４によってそれら杭材１０Ａ，１０Ｂが掘削坑１３に固定される。鋼線１９，２０，２１，２２を引き抜くと、第１および第２杭材１６，１７の間に円形の領域４８が形成された立坑仮壁１５が構築される。

建て込み杭材の一例を示す図。図１のＡ−Ａ線端面図。図１のＢ−Ｂ線端面図。鋼線第１支持部材の一例を示す図。建て込み杭材を掘削坑に建て込む杭材建て込み工程の説明図。建て込み杭材を掘削坑に建て込む杭材建て込み工程の説明図。建て込み杭材を掘削坑に建て込む杭材建て込み工程の説明図。継ぎ足し杭材を掘削坑に建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程の説明図。継ぎ足し杭材を掘削坑に建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程の説明図。図９のＣ−Ｃ線端面図。掘削坑から鋼線を引き抜く鋼線引き抜き工程の説明図。掘削坑から鋼線を引き抜く鋼線引き抜き工程の説明図。立坑仮壁の完成図。図１３のＤ−Ｄ線端面図。立坑仮壁のユニットの一例を示す図。杭材の間の領域を通るシールド装置を模式的に示す図。建て込み杭材の他の一例を示す図。図１７のＥ−Ｅ線端面図。図１７のＦ−Ｆ線端面図。建て込み杭材を掘削坑に建て込む杭材建て込み工程の説明図。建て込み杭材を掘削坑に建て込む杭材建て込み工程の説明図。建て込み杭材を掘削坑に建て込む杭材建て込み工程の説明図。継ぎ足し杭材を掘削坑に建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程の説明図。継ぎ足し杭材を掘削坑に建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程の説明図。掘削坑から鋼線を引き抜く鋼線引き抜き工程の説明図。掘削坑から鋼線を引き抜く鋼線引き抜き工程の説明図。立坑仮壁の完成図。図２７のＧ−Ｇ線端面図。

符号の説明

１０Ａ建て込み杭材
１０Ｂ建て込み杭材
１３掘削坑
１４ソイルモルタル（養生充填材）
１５立坑仮壁
１６第１杭材
１７第２杭材
１８支持板（杭材支持部材）
１９第１鋼線
２０第２鋼線
２１第３鋼線
２２第４鋼線
２３鋼線第１支持部材
２４継ぎ足し杭材
２５端部（対向端部）
２６端部（対向端部）
２８第１対向壁
２９第２対向壁
３０連結壁
３１第１角部
３２第２角部
３３第３角部
３４第４角部
３５端部（反対端部）
３６端部分
３７固定部
３８高周波誘導加熱コイル
４０部位
４３端部（反対端部）
４５端部
４６端部
５２コンクリート杭材
５３鋼線第２支持部材

Claims

地盤を掘削して縦方向へ延びる掘削坑を形成し、前記掘削坑に養生充填材を充填するとともに前記縦方向に建て込み杭材を建て込んで立坑仮壁を構築する立坑仮壁構築方法において、
前記建て込み杭材が、互いに離間対向する対向端部を有して軸方向へ並ぶ第１杭材および第２杭材と、前記第１杭材の反対端部から前記第２杭材に向かって軸方向へ延びていて該第２杭材の所定の位置に達する鋼線と、前記第２杭材に取り付けられて前記鋼線を支持可能かつ該鋼線を切り離し可能な鋼線第１支持部材と、前記第１および第２杭材に跨ってそれら杭材に取り外し可能に取り付けられた杭材支持部材とから形成され、
前記第２杭材を下にした状態で前記建て込み杭材を起立させた後、前記杭材支持部材を前記第１および第２杭材から取り外しつつ、前記建て込み杭材を前記掘削坑に建て込む杭材建て込み工程と、前記充填材を養生させた後、前記鋼線を前記鋼線第１支持部材から切り離して該鋼線を前記掘削坑から引き抜く鋼線引き抜き工程とを有することを特徴とする立坑仮壁構築方法。
前記建て込み杭材が、前記第１および第２杭材の対向端部の間に配置されたコンクリート杭材と、前記第１杭材に取り付けられて前記鋼線を摺動可能に支持する鋼線第２支持部材とを含み、前記鋼線が、前記コンクリート杭材の内部を軸方向へ貫通しつつ、前記鋼線第１支持部材と前記鋼線第２支持部材との間において緊張した状態にある請求項１記載の立坑仮壁構築方法。
前記第１および第２杭材が、互いに並行離間して軸方向へ延びる第１および第２対向壁と、それら対向壁の間に位置して軸方向へ延びる連結壁とを有するＨ形綱であり、前記第１対向壁と前記連結壁との交点に形成された第１角部および第２角部と、前記第２対向壁と前記連結壁との交点に形成されて前記第１角部に対向する第３角部および前記第２角部に対向する第４角部とを備え、前記鋼線が、前記第１角部に配置された第１鋼線と、前記第２角部に配置された第２鋼線と、前記第３角部に配置された第３鋼線と、前記第４角部に配置された第４鋼線とから形成されている請求項１または請求項２に記載の立坑仮壁構築方法。
前記立坑仮壁構築方法が、前記杭材建て込み工程によって前記建て込み杭材を所定の位置まで建て込んだ後、前記第１杭材の上方から継ぎ足し杭材を建て込む継ぎ足し杭材建て込み工程を含み、前記継ぎ足し杭材建て込み工程では、前記鋼線が前記継ぎ足し杭材の長さ分だけ延ばされ、該継ぎ足し杭材の反対端部から前記第２杭材の所定の位置に達している請求項１ないし請求項３いずれかに記載の立坑仮壁構築方法。
前記継ぎ足し杭材が、互いに並行離間して軸方向へ延びる第１および第２対向壁と、それら対向壁の間に位置して軸方向へ延びる連結壁とを有するＨ形綱であり、前記第１対向壁と前記連結壁との交点に形成された第１角部および第２角部と、前記第２対向壁と前記連結壁との交点に形成されて前記第１角部に対向する第３角部および前記第２角部に対向する第４角部とを備え、前記継ぎ足し杭材では、前記第１鋼線が前記第１角部に配置され、前記第２鋼線が前記第２角部に配置され、前記第３鋼線が前記第３角部に配置され、前記第４鋼線が前記第４角部に配置されている請求項４に記載の立坑仮壁構築方法。
前記鋼線第１支持部材には、高周波誘導加熱コイルが設置され、前記鋼線引き抜き工程では、前記高周波誘導加熱コイルが前記鋼線に渦電流を発生させて該鋼線自体を発熱破断させることで、該鋼線を前記鋼線第１支持部材から切り離す請求項１ないし請求項５いずれかに記載の立坑仮壁構築方法。