JP4947459B2

JP4947459B2 - 杭芯材施工方法

Info

Publication number: JP4947459B2
Application number: JP2006140478A
Authority: JP
Inventors: 伸人熊井
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: JP2007309014A

Description

本発明はヤットコを用いた杭芯材の施工方法に関するものである。

従来、地中に土留め用の連続壁を構築する場合、地中にセメントミルクを注入してオーガスクリューにて掘削を行ない、セメントミルクと掘削土壌とを攪拌しながら掘削が必要深さまで進めば、オーガスクリューを引き上げてつぎの掘削位置で掘削を行なうようにするとともに、オーガスクリューを引き上げた掘削溝では、この掘削溝を満たしているセメントミルクと掘削土壌とが混合している混練物が硬化しない前にＨ形鋼などからなる杭芯材を建て込むようにしている。そして、建て込んだ杭芯材が掘削溝方向に適正に並び、深さも杭芯材の上端部が地表近くの地中部分で設定された深さ位置に揃うようにするために、建て込み前に杭芯材の上端部に短寸のヤットコを連結していて、地上に表れているヤットコを掘削溝の混練物が硬化する前に位置調整して地上でこのヤットコを支持するようにしている。

このようなヤットコにあっては短寸のＨ形鋼から形成して杭芯材の上端部にボルト結合したり、また、杭芯材が鋼管である場合には同様に短寸の鋼管からなるヤットコをその杭芯材の上端部に配し、杭芯材の上端部に設けたナット部分に前記ヤットコ側からねじ棒を螺合させることで両者を結合する方法を提案されている（特許文献１参照）。
特開２００１−０７３３６７号公報（段落番号００１５、図３）

上述した杭芯材の建て込みは、杭芯材の上端部の位置を地表近くの地中（例えば１ｍ位地表から下がった位置）にする施工である。
一方、図４に示すように地中構築物Ａが、地表側から一階層部分Ｂの構築幅よりその下に連続して構築される二階層部分Ｃの構築幅が小さく設計されることがある。この場合、地中構築物Ａ全体の周りの地盤を支える土留め用の杭芯材Ｄを一階層部分の周囲で地表に達する状態で配置するとともに、一階層部分の地盤を掘削する前に二階層部分に対応した深さで二階層部分の周りの地盤を支える土留め用の杭芯材Ｅも配置する二段土留めが行なわれている。
このような二段土留めを行なう際、一般的には二階層部分の周りに配置されることになる杭芯材を、二階層部分の周囲の地盤を支える芯材長さのみとはせずに地上までに達する長さにして建て込んで、一階層部分の地盤の掘削に伴なってこの杭芯材を切断したり、特殊なヤットコを使用して建て込むようにしていた。

しかしながら、二階層部分に対応した杭芯材を一階層部分の地盤の掘削に伴なって切断することは一階層部分の地盤の掘削作業自体を煩雑にするという問題がある。また、特殊なヤットコを用いる場合、その特殊なヤットコ自体が専用設備であるために工費を引き上げるという問題がある。
そこで本発明は上記事情に鑑み、杭芯材の上端部の高さ位置を地上近くとはせずに地中の深い位置にして杭芯材を建て込むに際して、上述したように地上まで達する余剰の杭芯材を継ぎ足すことなく、また専用設備である特殊なヤットコを用いずに建て込むことを課題とし、杭芯材の切断作業を無くして省力化や工費の削減を目的とするものである。

本発明は上記課題を考慮してなされたもので、杭芯材の上端部の高さ位置が地中となるように杭芯材を地上から掘削溝中に配置する杭芯材施工方法において、
形鋼の下端部に油圧チャックなどからなる把持部を有したヤットコを、前記把持部で杭芯材の上端部を把持して掘削溝中の設定高さに配置したときにヤットコの前記形鋼の上端部側が地上に位置する長さにし、
前記ヤットコから把持部で把持した杭芯材の上端部にかけて吊支部材が渡されて、前記吊支部材の一端側をヤットコの形鋼の上端部側に着脱可能に接続するとともに、吊支部材の他端側を杭芯材の上端部に設けた接続部材に螺合接続し、
前記杭芯材を把持したヤットコを揚重機で揚重して、ヤットコと杭芯材とを、セメントミルクと土壌とが混じった未硬化状態の混練物で満たされている掘削溝に吊り降ろし、
前記吊り降ろしを一旦止めてから、地上にて、前記ヤットコの形鋼を降下可能に支持して予め設定されている位置に案内し且つ前記吊支部材の降下を可能にして対応するガイド部材を組み上げて、
ヤットコを前記ガイド部材に案内させながら再びヤットコと杭芯材との掘削溝への吊り降ろしを行ない、
前記吊支部材の前記ガイド部材への係止により杭芯材の上端部を地中の設定高さに位置させて前記吊支部材を地上側で固定してから、吊支部材の前記一端側をヤットコの前記形鋼の上端部から外すとともにヤットコの把持部による杭芯材の把持を解除して、このヤットコをガイド部材に案内させながら吊り上げ、前記吊支部材により杭芯材を吊支し、
杭芯材が自沈しない硬化状態に混練物が硬化してから、前記吊支部材と杭芯材との螺合接続を解除して吊支部材を掘削溝から引き上げることを特徴とする杭芯材施工方法を提供して、上記課題を解消するものである。

そして、本発明においては、上記ヤットコの形鋼の上端部に、バイブロハンマーの本体などからなり振動を発生させることが可能な重量振動体を連結し、上記杭芯材に建て込みに際して杭芯材に重量振動体の重量からなる荷重、または前記荷重と振動とを加えるものとすることが良好である。

本発明によれば、ヤットコは形鋼の下端部に油圧チャックなどからなる把持部を有したものであり、このヤットコの前記形鋼として杭芯材と同じ形鋼を使用し、把持部については、杭芯材の建て込みで通常に用いられるバイブロハンマーを重量物で振動を発生させる本体の部分と油圧チャックの部分とに分けて、その油圧チャックを形鋼の一端部に連結することで長尺なヤットコが現場にて得ることができる。よって、ヤットコを、工事現場での資材と通常に使用する工事機器の部品とで構成されるため、工費を引き上げることがない。
また、ヤットコの下端部にある上記把持部で杭芯材を把持し、その杭芯材を掘削溝の深い位置まで下げて配置してから杭芯材を離すことができ、二段土留め杭の下段側の杭芯材として従来のように地上まで達する長尺の形鋼を建て込む必要がない。よって、余剰の形鋼を後で切断して撤去する作業が無くなる。
そして、吊支部材をヤットコの形鋼の上端部側に着脱可能にして接続し、杭芯材の上端部の接続部材に螺合接続するようにして、前記形鋼から杭芯材に渡しているので、杭芯材を建て込んでからこの吊支部材を地上で固定することにより、地中深くに配置されている杭芯材を吊支状態で支持して混練物の硬化を待つことができるなどの効果を奏する。

さらに請求項２の発明においては、上記ヤットコの形鋼の上端部に重量振動体を連結するものである。そのため、杭芯材の自重で沈み込みを行なわせるばかりでなく、重量振動体の重量が加わった状態や振動が加わった状態で杭芯材を沈み込みこませる方法も選択でき、混練物が多少硬化しても杭芯材を適正に配置できる。そのため、杭芯材の建て込み作業ができる時間が混練物の未硬化状態中のみに限定されない。即ち、建て込み作業の時間的余裕が大きくなる。

つぎに本発明を図１から図３に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明の杭芯材施工方法により杭芯材１を掘削溝２に建て込む例を示していて、杭芯材１はＨ形鋼であり、この杭芯材１の上端部の高さ位置が地中となるように掘削溝２の長さ方向に沿って定間隔に配置されるものである。掘削溝２は従来手法と同様にしてオーガスクリューで掘削されていて、セメントミルクと掘削土壌との混練物で満たされている。
本発明では掘削溝２に杭芯材１を建て込んで設定された深さ位置に配置するに際してヤットコ３が用いられる。このヤットコ３は、杭芯材１と同じＨ形鋼４の下端部５に杭芯材１を把持する把持部６を設けたものである。そして、前記把持部６が杭芯材１の上端部７を把持することでヤットコ３と杭芯材１とが一体的となる。なお、ヤットコ３でのＨ形鋼４のフランジ部分と杭芯材１のフランジ部分とは直列状態にして並ぶように配置される。この後、クローラクレーンなどの揚重機でヤットコ３を揚重し、このヤットコ３に把持された杭芯材１を掘削溝２の上方位置に移動させ、吊り降ろすことにより杭芯材１を掘削溝２の内へ位置させるようにしている。ヤットコ３と杭芯材１との組み合わせの長さが長く、一体物として吊り上げることが困難な場合の建て込みについては後述した。

ヤットコ３の上記把持部６は、土留め工事の現場で通常に使用されるバイブロハンマーの本体８から分けられた油圧チャック９であって、上述したようにこの油圧チャック９を前記Ｈ形鋼４の下端部５に固定し、バイブロハンマーを動作させる場合と同じように外部からの油圧制御によって把持部６が杭芯材１の上端部７のウエブ部分を把持したり把持解除したりする。
また、ヤットコ３のＨ形鋼４として用いる鋼材は長尺材であり、ヤットコ３で杭芯材１を把持して掘削溝２に建て込んだときにヤットコ３の上端部、即ち、前記Ｈ形鋼４の上端部１０側が地上に位置する長さに設定されている。図示した実施の形態の例ではヤットコ３で吊り込む杭芯材１は、二段土留め杭を構築するに際して下層側の構築物の周囲の地盤を支持するための下段側の土留め杭（図４参照）の杭芯材であって、杭芯材１を建て込んだときにその杭芯材１の上端部７が設定された地中での高さ位置となるように、そして、Ｈ形鋼４の上端部１０が掘削溝内に潜ることなく地上に表れるようにＨ形鋼４の長さが設定されている。

さらに上記ヤットコ３の把持部６が杭芯材１の上端部７を把持して一体となるヤットコ３と前記杭芯材１とには棒状の吊支部材１１が渡されていて、ヤットコ３のＨ形鋼４の両フランジそれぞれに沿うようにして配置している。この吊支部材１１にはねじ式鋼棒が用いられていて、図示するようにヤットコ３のＨ形鋼４の上端部１０側のフランジ外方に設けた支持部材１２に着脱可能にして吊支部材１１の一端側が取り付けられているとともに、杭芯材１にあってはその上端部７のフランジ外方に筒状のナットからなる接続部材１３が設けられていて、この接続部材１３に前記吊支部材１１の他端が螺合接続されている。
そして、後述するように吊支部材１１は掘削溝２の内部に建て込まれた杭芯材１を吊支して支持するものであり、杭芯材１を吊支状態で支持するのに十分な強度を有している。また、吊支部材１１の一端側がヤットコ３側の支持部材１２に着脱可能に取り付けられ、杭芯材１側の接続部材１３には螺合接続していることから、後述のように建て込みしてから吊支部材１１にて杭芯材１を支持し、ヤットコ３側の支持部材１２から前記吊支部材１１を外してヤットコ３を引き上げ、上記混練物が硬化して杭芯材１の沈み込みが生じなくなった後に吊支部材１１を接続部材１３に対して抜け方向に軸回転して外すことで、吊支部材１１を混練物が固まっている掘削溝２から抜くことができるものである。このように吊支部材１１にあっては掘削溝２から抜くものであるため、他の位置での杭芯材１の建て込みに際して繰り返し使用できる。

また、ヤットコ３のＨ形鋼４の上端部１０には重量振動体１４がボルト連結されていて、本実施の形態では前記重量振動体１４が上述したバイブロハンマーの本体８からなるものである。杭芯材１の建て込みに際して掘削溝２を満たす混練物が若干硬化するなどの影響によって、杭芯材１の沈み込みが、杭芯材１にヤットコ３の重量による荷重が加わっている状態のみでは不良となる可能性がある。そのため、本実施の形態では重量振動体１４の重量を荷重として杭芯材１に加えて沈み込みが進むようにし、それでも沈み込みの不良が改善されない場合に重量振動体１４によって振動を発生させ、この振動を荷重とともに杭芯材１に加えて沈み込みを行なわせるようにしているものである。

杭芯材１の建て込みは、まず、上述したようにヤットコ３のＨ形鋼４の下端部に設けられた把持部６で杭芯材１の上端部７を把持して、Ｈ形鋼４のフランジ部分と杭芯材１のフランジ部分との通りが一致するようにヤットコ３と杭芯材１とを一体化するとともに、上記吊支部材１１をＨ形鋼４の上端部１０の支持部材１２から杭芯材１の上端部７の接続部材１３までに渡し、ヤットコ３の上部側に取り付けられている上記重量振動体１４側からクローラクレーンなどの揚重機にて吊り上げ、掘削溝２での杭芯材１を吊り降ろす位置まで移動させてから、杭芯材１の全体を吊り降ろして掘削溝２の内部に降ろすようにする。
なお、ヤットコ３および杭芯材１の組み合わせが長く、一体物として吊り上げることが困難な場合の建て込み方法は、まず、揚重機で直接、杭芯材１を掘削溝２に吊り降ろし、その杭芯材１の上端部７が地上に出るようにして仮受けする。さらに、揚重機でヤットコ３を揚重して仮受けされた前記杭芯材１の上端部７の上に吊り降ろしてから、ヤットコ３の把持部６で杭芯材１の上端部７を把持させ、上記支持部材１２からの吊支部材１１も杭芯材１の上端部７の接続部材１３まで渡して、ヤットコ３と杭芯材１とを一体物とする。そして、仮受けしていた治具などを取り外してから上述したように杭芯材１の全体を掘削溝２の内部に降ろすようにする。

つぎにヤットコ３の把持部６も含めてＨ形鋼４の下端部５が掘削溝２の内部に入った時点で一旦吊り降ろしを止める。この後、図３に示すように掘削溝２の地上部分でガイド部材１５を、Ｈ形鋼４のフランジ部分に対応するようにして組み上げ、そのガイド部材１５でＨ形鋼４のフランジ部分を降下可能に支持する。また、このガイド部材１５は、吊支部材１１も降下移動できる隙間が形成されるように組み上げられる。
ガイド部材１５の設置が終了してから再び揚重機による吊り降ろしを行ない、ガイド部材１５に案内させながらヤットコ３を降下させる。このようにガイド部材１５はヤットコ３が掘削溝２に沿った方向および掘削溝２に直交する方向で予め設定されている位置にヤットコ３が吊り降ろされるように案内するものであり、ヤットコ３が案内されることでその下方の杭芯材１も設定された位置に降りるようになる。

揚重機の吊り降ろしによって、上記ガイド部材１５に案内させながらヤットコ３の大半の部分を掘削溝２中に沈み込ませるが、杭芯材１の上端部７が地中の設定された高さ位置に到達したときにヤットコ３の吊り降ろしが止まるように、吊支部材１１にはストッパー１６が取り付けられており、そのストッパー１６がガイド部材１５に係止すれば揚重機の吊り降ろし操作を止め、吊支部材１１の上端部側を上記支持部材１２から外し、ヤットコ３の把持部６に対する油圧制御にて杭芯材１に対する把持解除を行なってから、Ｈ形鋼４をガイド部材１５に案内させながら揚重機にてヤットコ３を吊り上げる。このようにして吊支部材１１により杭芯材１が掘削溝２の設定高さ位置で吊支されることとなる。図３において（ａ）（ｂ）（ｃ）で示す位置のガイド部材１５の部分では、ストッパー１６がそのガイド部材１５に係止し、吊支部材１１で杭芯材１が吊支されている状態を表現しており、（ｄ）で示す位置のガイド部材１５でヤットコ３のＨ形鋼４が案内される状態を表している。（ａ）（ｂ）（ｃ）で示す位置のガイド部材１５の部分では杭芯材１が混練物中に没しているために目視できる状態ではないが、図において説明を容易にするために杭芯材１それぞれが示されている。
混練物が硬化するまで上述した吊支状態を維持し、杭芯材１の沈み込みが生じないことを確認してから、吊支部材１１を接続部材１３に対する抜け方向に軸回転させて外し、吊支部材１１を抜き取れば杭芯材１の建て込みが終了する。
以上の杭芯材１の建て込みを順次繰り返すことで掘削溝の地中に高さ位置と並びとが揃った状態で複数の杭芯材を配置できるようになる。なお、重量振動体１４による荷重および振動の杭芯材への伝達は必要に応じて行なえばよいものである。

本発明に係る杭芯材施工方法の一例を示すもので、（イ）は掘削溝を側方から見た状態で示す説明図、（ロ）は掘削溝に沿った方向から見た状態で示す説明図である。一例において掘削溝に吊り降ろされるヤットコを示す説明図である。一例におけるガイド部材を示す説明図である。二段土留め杭を示す説明図である。

符号の説明

１…杭芯材
２…掘削溝
３…ヤットコ
４…Ｈ形鋼
５…Ｈ形鋼の下端部
６…把持部
７…杭芯材の上端部
１０…Ｈ形鋼の上端部
１１…吊支部材
１２…支持部材
１３…接続部材
１４…重量振動体
１５…ガイド部材
１６…ストッパー

Claims

杭芯材の上端部の高さ位置が地中となるように杭芯材を地上から掘削溝中に配置する杭芯材施工方法において、
形鋼の下端部に油圧チャックなどからなる把持部を有したヤットコを、前記把持部で杭芯材の上端部を把持して掘削溝中の設定高さに配置したときにヤットコの前記形鋼の上端部側が地上に位置する長さにし、
前記ヤットコから把持部で把持した杭芯材の上端部にかけて吊支部材が渡されて、前記吊支部材の一端側をヤットコの形鋼の上端部側に着脱可能に接続するとともに、吊支部材の他端側を杭芯材の上端部に設けた接続部材に螺合接続し、
前記杭芯材を把持したヤットコを揚重機で揚重して、ヤットコと杭芯材とを、セメントミルクと土壌とが混じった未硬化状態の混練物で満たされている掘削溝に吊り降ろし、
前記吊り降ろしを一旦止めてから、地上にて、前記ヤットコの形鋼を降下可能に支持して予め設定されている位置に案内し且つ前記吊支部材の降下を可能にして対応するガイド部材を組み上げて、
ヤットコを前記ガイド部材に案内させながら再びヤットコと杭芯材との掘削溝への吊り降ろしを行ない、
前記吊支部材の前記ガイド部材への係止により杭芯材の上端部を地中の設定高さに位置させて前記吊支部材を地上側で固定してから、吊支部材の前記一端側をヤットコの前記形鋼の上端部から外すとともにヤットコの把持部による杭芯材の把持を解除して、このヤットコをガイド部材に案内させながら吊り上げ、前記吊支部材により杭芯材を吊支し、
杭芯材が自沈しない硬化状態に混練物が硬化してから、前記吊支部材と杭芯材との螺合接続を解除して吊支部材を掘削溝から引き上げることを特徴とする杭芯材施工方法。
上記ヤットコの形鋼の上端部に、バイブロハンマーの本体などからなり振動を発生させることが可能な重量振動体を連結し、上記杭芯材に建て込みに際して杭芯材に重量振動体の重量からなる荷重、または前記荷重と振動とを加える請求項１に記載の杭芯材施工方法。