JP5923439B2

JP5923439B2 - 連壁構築方法

Info

Publication number: JP5923439B2
Application number: JP2012255140A
Authority: JP
Inventors: 忠山本; 加藤　英男; 英男加藤; 雅也清水; 石川　潤; 潤石川; 行博中谷; 小滝　裕; 裕小滝
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: JP2014101710A

Description

本発明は、連壁構築方法に関する。

従来、地中壁を構築する方法として、鋼製地中連続壁工法と呼ばれるものがある。鋼製地中連続壁工法は、地盤を掘削した掘削部に、Ｈ形形状の鋼材のフランジの両端部に雄継手もしくは雌継手を設けた鋼製連壁部材を、一方の部材の雌継手に他方の部材の雄継手を挿入して相互に連結しつつ複数建込むものである（例えば、特許文献１参照）。

鋼製地中連続壁工法としては、安定液掘削工法によって安定液で満たしつつ掘削を行った掘削部に、鋼製連壁部材を建込んだ後、コンクリートを自然流下により打設して安定液と置換等する工法がある。また、掘削部を掘削しつつ原位置土撹拌工によりソイルモルタルを造成し、その中に鋼製連壁部材を建込む工法も知られている。

前者の工法では、コンクリートを後充填するため鋼製連壁部材を建込む期間が限定されず、例えば数日を要してもよいという利点があるが、コンクリートを流動させ充填性を高める目的から鋼製連壁部材の雄継手をフランジ高さ方向に断続的に設けるので、コンクリートにクラック等が生じた場合に、断続的に設けた雄継手の間を通って水が漏れだす恐れがある。

また、後者の工法では、鋼製連壁部材の雄継手を断続的に設ける必要が無く止水性を確保しやすい利点があるが、ソイルモルタルが固化するまでに部材を建込む必要があるので、道路規制等で施工可能期間が限定されると施工が難しくなる。

特開２００１−２５４３５２号公報

そこで、これらの工法の利点を組み合わせたものとして、安定液掘削工法により安定液で満たしつつ掘削を行った掘削部に、鋼製連壁部材を建込んだ後、安定液をソイルモルタル（流動化処理土）で置換する工法が考えられる。

この工法は、ソイルモルタルを後充填するため鋼製連壁部材を建込む期間が限定されない。また、鋼製連壁部材の雄継手をフランジ高さ方向に連続的に設けて前記の止水性の問題も回避できる。しかし、この工法では、安定液とソイルモルタルとの比重差が小さいため、ソイルモルタルを自然流下させてもソイルモルタルと安定液とがうまく置き換わらず、充填不良が生じる恐れがある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、ソイルモルタル等の充填材の充填不良を容易に防ぐことができる連壁構築方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達するための本発明は、安定液で満たしつつ地盤を掘削した掘削部に、連壁部材を建込む工程（ａ）と、充填材をポンプ圧送して前記掘削部に打設し、前記安定液と置き換えて充填する工程（ｂ）と、を具備し、前記連壁部材は、一対のフランジとウェブからなり、前記フランジの端部に連結に用いる雄継手もしくは雌継手を備えたものであり、前記工程（ａ）において、連壁部材を、一方の連壁部材の雌継手の内側に他方の連壁部材の雄継手を挿入して相互に連結しつつ建込み、前記工程（ｂ）において、隣り合う前記連壁部材の前記ウェブで挟まれた空間のそれぞれにトレミー管を挿入し、ポンプ圧送によって前記トレミー管より前記充填材の打設を行い、比重を前記安定液より大きく、かつ前記充填材より小さい値に調整したおもりを用いて、前記安定液と前記充填材の置き換え状況を確認することを特徴とする連壁構築方法である。

本発明では、ポンプ圧送により充填材を打設し安定液と置き換えるので、ソイルモルタル等、充填材の比重が安定液よりそれほど大きくない場合でも、確実に充填材を安定液と置き換えて充填することができ、充填材の充填不良を防ぐことができる。また、自然流下では打設し難い狭隘な部分への打設も可能となる。

また、上記のように比重を調整したおもりを、安定液と充填材の置き換え時に安定液内に吊りおろすと、充填材の天端に浮くので、おもりの高さ位置により置き換え状況を確認できる。こうして充填材の置き換え状況を把握しつつこれに応じて充填材の打設量を制御することで、充填材の充填不良を防ぐことができる。

前記工程（ｂ）において、前記おもりを用いて、前記フランジと前記掘削部の側面との間で、前記安定液と前記充填材の置き換え状況を確認することが望ましい。
この場合、フランジの外側の掘削部側面との間が狭隘になると充填不良が起こりやすいので、この部分で上記のようにしておもりを用いて置き換え状況を確認、把握し、これに基づき充填材の打設量を制御することで充填不良を防止できる。

また、前記連壁部材は、一対の前記フランジ間に補強部材を設けたものであり、前記工程（ｂ）において、補強部材の間もしくは補強部材とウェブの間に、その間隔より細いトレミー管を挿入することが望ましい。
このように連壁部材に補強部材がある場合には、細いトレミー管を連壁部材の補強部材の間等に配置し、充填材を容易に充填することができる。

前記補強部材の下端部が、厚さ方向に円弧状の断面を有することが望ましい。
こうして、引っかかりなどのトレミー管の引き上げ時のトラブルを防ぐことができる。

前記充填材として、ソイルモルタルもしくは流動化処理土を用い、前記フランジと前記ウェブに孔が設けられることが望ましい。また前記工程（ｂ）の後に、前記フランジの孔が閉鎖されることも望ましい。
充填材としてソイルモルタルや流動性処理土を用いると、継手を連壁部材の高さ方向に連続的に設けることができ、充填材としてコンクリートを用いる場合に対し、継手部分での止水性能を高めることができる。

本発明により、ソイルモルタル等の充填材の充填不良を容易に防ぐことができる連壁構築方法を提供することができる。

鋼製連壁部材１ａ、１ｂを示す図孔１７、ねじ防護リング２１、止水キャップ２９を示す図連壁構築方法を示す図連壁構築方法を示す図検尺用おもり４０を示す図鋼製連壁１を示す図

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態の連壁構築方法で用いる鋼製連壁部材１ａ、１ｂ（連壁部材）を示す図である。

鋼製連壁部材１ａ、１ｂは、１対のフランジ５、７の幅方向の中央部分をウェブ３により接続したＨ形形状を有し、フランジ５、７の幅方向の両端部にそれぞれ継手が設けられる。鋼製連壁部材１ａでは雄継手９ａが設けられ、鋼製連壁部材１ｂでは雌継手９ｂが設けられる。本実施形態では、雄継手９ａがＴ字状に形成され、雌継手９ｂが円周の一部を切欠いた形状を有する。また、雄継手９ａ、雌継手９ｂは、フランジ高さ方向に連続して設けられる。これらの鋼製連壁部材１ａ、１ｂは、鋼製連壁部材１ｂの雌継手９ｂ内に鋼製連壁部材１ａの雄継手９ａを挿入することで連結できる。

鋼製連壁部材１ａのウェブ３には孔１１が設けられ、フランジ５、７にはそれぞれ孔１７、１８が設けられる。孔１７は、フランジ面のウェブ３の両側にあたる箇所で、フランジ高さ方向に１列ずつ設けられる。ウェブ３の孔１１と、フランジ５の孔１７とは、鋼製連壁部材１ａの高さ方向に沿って千鳥状に配置される。孔１８も同様にして配置される。

さらに、鋼製連壁部材１ａのフランジ５には、鉄筋の連結に用いるための連結用カプラ１９が設けられている。連結用カプラ１９は、フランジ面のウェブ３の両側にあたる箇所で、フランジ高さ方向に２列ずつ設けられる。

連結用カプラ１９に対応する位置では、フランジ５、７を接続する補強部材２０が設けられる。補強部材２０には例えば鋼板が用いられ、これが連結用カプラ１９の位置に合わせて、部材１ａの高さ方向に断続的に取り付けられる。なお、補強部材２０は、後述するトレミー管の引き上げ時の引っかかり等を防ぐべく、下端部を加工したり丸鋼を取り付けたりして、下端部の厚さ方向の断面を円弧状に滑らかに形成してもよい。

鋼製連壁部材１ｂでも同様に、孔１１、１７、１８、連結用カプラ１９、補強部材２０が設けられる。

図２（ａ）は孔１７付近を拡大して示す図である。図２（ａ）に示すように、孔１７は、内周面がねじ切り加工され、雌ねじ１７ａ（ねじ部）が形成される。

この孔１７には、図２（ｂ）に示すねじ防護リング２１、および図２（ｃ）に示す止水キャップ２６の取付けが可能である。

図２（ｂ）に示すように、ねじ防護リング２１は、孔１７よりも径が大きい頭部２３と、外周面に雄ねじ２５ａが形成された本体２５とからなる。また、頭部２３および本体２５を貫通する孔２４が設けられる。ねじ防護リング２１は、本体２５の雄ねじ２５ａと孔１７の雌ねじ１７ａとを螺合することにより、孔１７に取付可能である。また、取外しも可能である。

図２（ｃ）に示すように、止水キャップ２６は、孔１７よりも径が大きい頭部２８と、外周面に雄ねじ２９ａが形成された本体２９とからなる。止水キャップ２６は、本体２９の雄ねじ２９ａと孔１７の雌ねじ１７ａとを螺合することにより、上記と同じく孔１７に取付可能である。また、取外しも可能である。

次に、図３〜６を参照し、上記の鋼製連壁部材１ａ、１ｂを用いて鋼製連壁（連壁）を構築する連壁構築方法について説明する。

鋼製連壁を構築するには、まず、図３（ａ）に示すように、安定液掘削工法により、掘削部３９を安定液４１で満たしつつ地盤１００を掘削する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、鋼製連壁部材１ａ、１ｂを、一方の部材１ｂの雌継手９ｂに他方の部材１ａの雄継手９ａを挿入して相互に連結しつつ掘削部３９に建込む。ここで、鋼製連壁部材１ａ、１ｂのフランジ５の孔１７には、予めねじ防護リング２１を前記したように取り付けておく。なお、図３（ｂ）は鋼製連壁部材１ａ、１ｂの孔１７、１８の高さの断面を示している。以降の図４（ａ）、図４（ｂ）、図６においても同様である。

また、充填材であるソイルモルタルを打設するため、掘削部３９にトレミー管４３を複数配置する。各トレミー管４３は、鋼製連壁部材１ａ、１ｂの端部の補強部材２０、２０同士の間で、フランジ５、７の内側の部分に配置される。これらの補強部材２０、２０の間隔は例えば２４０ｍｍ程度であり、トレミー管４３としてはこの間隔より所定幅だけ細い、例えば外径１５０ｍｍ程度、内径１３０ｍｍ程度と通常より細径のものを用い、挿入および引抜容易としておく。ただし、トレミー管４３の配置箇所や大きさはこれに限らない。例えばトレミー管４３の配置箇所はフランジ５、７の内側において最も広くトレミー管４３の挿入に余裕がある箇所とすればよく、補強部材２０とウェブ３の間に、その間隔より細いトレミー管４３を挿入するようなケースも考えられる。

以上のようにして鋼製連壁部材１ａ、１ｂを建込みトレミー管４３を配置した後、モルタルポンプを用いてソイルモルタルを圧送しトレミー管４３より打設する。図４（ａ）では、この際のモルタルポンプ３１等の配置を説明のため示している。ここではモルタルポンプ３１から２つの流路３３を分岐させてそれぞれトレミー管４３に接続し、各流路３３を介してソイルモルタルを圧送しトレミー管４３から打設するようにしている。こうして、図４（ｂ）に示すように、ソイルモルタル４５を安定液４１と置き換えて充填する。なお、モルタルポンプ３１の配置や流路３３の分岐等は図４（ａ）で示したものに限らず、様々な形態をとりえる。

従来のように充填材としてコンクリートを用いる場合は、通常自然流下により打設を行い安定液と置き換えるが、本実施形態では、安定液４１（例えば比重１．０〜１．１程度）に比べ比重がそれほど大きくないソイルモルタル４５（例えば比重１．６程度）を充填材として用いるので、自然流下では安定液４１とうまく置き換わらない恐れがある。そこで本実施形態では、上記のようにソイルモルタル４５をポンプ圧送して打設することにより、安定液４１と確実に置き換えるようにしている。

この時、フランジ５、７の内側のトレミー管４３から打設されたソイルモルタル４５は、フランジ５の孔１７に取り付けたねじ防護リング２１の孔２４（図２参照）を通って、フランジ５の外側の掘削部側面との間の部分４４に流動する。また、フランジ７の孔１８を通って、フランジ７の外側の掘削部側面との間の部分４６に流動する。さらに、ウェブ３の孔１１（図１参照）や高さ方向に断続的に設けた補強部材２０の間を通って、鋼製連壁部材１ａ、１ｂの連結方向（図４（ａ）等の横方向）に流動する。トレミー管４３は、ソイルモルタル４５の天端の上昇に合わせて引き上げつつ打設を行うようにしておく。

また、本実施形態では、適宜、フランジ５、７の外側の掘削部側面との間の部分４４、４６や、フランジ５、７の内側の部分に検尺用おもりを吊りおろし、ソイルモルタル４５の置き換え状況の確認を行うようにしておく。

図５（ａ）は、この検尺用おもり４０を示す図である。検尺用おもり４０は、本体４２と、本体４２の上部に設けられた吊部４９とからなる。本体４２は略球状であり、その直径は前記の部分４４、４６の幅より小さく、該部分４４、４６でも吊りおろし可能になっている。また、本体４２の内部は空洞となっており、この空洞に重量調節材４７が納められる。検尺用おもり４０の比重は、重量調節材４７の量を調節することにより、安定液４１の比重より大きく、ソイルモルタル４５の比重より小さい値に調整される。個々の重量調節材４７は、例えば重量が既知の小径の金属球であるが、これに限ることはない。また、吊部４９には、検尺用ロープ等の吊材が連結される。

図５（ｂ）に示すように、検尺用おもり４０は、吊材４８で吊りつつ安定液４１内に降ろしてゆく。上記した通り、検尺用おもり４０の比重は安定液４１より大きくソイルモルタル４５より小さいので、検尺用おもり４０は、ソイルモルタル４５の天端に浮いた状態で、安定液４１の下端との境界で静止する。従って、このときの吊材４８の降下長から、検尺用おもり４０の高さ位置すなわちソイルモルタル４５の天端の高さ位置がわかる。こうして測定位置でのソイルモルタル４５の置き換え状況をソイルモルタル４５の天端の高さとして確認し、これに基づき各トレミー管４３からのソイルモルタル４５の打設量の制御ができる。

ソイルモルタル４５の打設量は流路３３に設けたボールバルブ３５（図４（ａ）参照）を用いて制御できる。ソイルモルタル４５は、例えばフロー値を１６０ｃｍ以上２４０ｃｍ以下、比重を１．５以上に調整したものとし、充填性、止水性に優れ、体積収縮のないものを用いることが望ましいが、これに限ることはない。

こうして図４（ｂ）に示すようにソイルモルタル４５を充填し、このソイルモルタル４５が固化すると鋼製連壁１が構築される。本実施形態では、さらに鋼製連壁１の内側（図４（ｂ）の下側）の地盤１００を掘削し、次いでフランジ５の外側の部分４４のソイルモルタル４５を除去する。そして、孔１７に取付けていたねじ防護リング２１を取外し、その代わりに止水キャップ２６を前記したように取付け、孔１７を閉鎖して止水性を確保する。この状態を図６に示す。

なお、鋼製連壁１の内側を掘削して形成された空間には、例えばトンネル等の地下躯体が構築され、その際床版の鉄筋等が、連結用カプラ１９に連結される。

以上説明したように、本実施形態では、ポンプ圧送によりソイルモルタル４５を打設し安定液４１と置き換えるので、比重が安定液４１と比べそれほど大きくないソイルモルタル４５でも、確実に安定液４１と置き換えて充填することができ、充填不良を防いで鋼製連壁部材１ａ、１ｂとの一体性を高めることができる。また、自然流下では打設し難い狭隘な部分への打設も可能となる。

また、検尺用おもり４０の比重を、安定液４１より大きくソイルモルタル４５より小さい値に調整し、これを安定液４１とソイルモルタル４５の置き換え時に、安定液４１内に吊りおろしてソイルモルタル４５の天端に浮かせ、その高さ位置より、安定液４１とソイルモルタル４５との置き換え状況が確認できる。こうして置き換え状況を把握しつつこれに応じてソイルモルタル４５の打設量を制御することで、充填不良を防ぐことができる。

また、本実施形態では、前記のようにして掘削部３９に建込んだ鋼製連壁部材１ａ、１ｂに対し、フランジ５、７の内側のトレミー管４３を用いて充填を行い、ここからフランジ５、７の外側の掘削部側面との間の部分４４、４６にソイルモルタル４５を流動させる。これに合わせて、本実施形態では、この部分４４、４６等で検尺用おもり４０を用いて安定液４１とソイルモルタル４５との置き換え状況を確認、把握し、充填不良が起こりやすい狭隘な部分４４、４６に特に注意しながら打設量の制御を行って充填不良を防止することができる。

また、本実施形態では鋼製連壁部材１ａ、１ｂのフランジ５、７の間に補強部材２０が設けられているので、補強部材２０の間に、その間隔より細いトレミー管４３を挿入し、このトレミー管４３を用いることで容易に充填が行えるようにする。なお、前記したように補強部材２０の下端部の厚さ方向の断面を円弧状として滑らかにしておくと、引っかかりなど、トレミー管４３の引き上げ時のトラブルを防ぐことが容易になる。なお、場合によっては鋼製連壁部材１ａ、１ｂで補強部材２０が省略されるケースもある。

また、本実施形態では、充填材としてソイルモルタル４５を用いたが、流動化処理土を用いてもよい。ソイルモルタル４５や流動化処理土を用いると、前記したように鋼製連壁部材１ａの雄継手９ａをフランジ高さ方向に連続的に設けることができ、コンクリートを用いる場合と比較して、継手部分での止水性能を高めることができる。また、本実施形態では鋼製連壁部材１ａ、１ｂの建込み後に充填材を打設するため、打設前に超音波測定器等を用いて部材建込み精度の確認もできる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１：鋼製連壁
１ａ、１ｂ：鋼製連壁部材
３：ウェブ
５、７：フランジ
９ａ：雄継手
９ｂ：雌継手
１９：連結用カプラ
２０：補強部材
３１：モルタルポンプ
３３：流路
３５：ボールバルブ
３９：掘削部
４０：検尺用おもり
４１：安定液
４３：トレミー管
４５：ソイルモルタル
１００：地盤

Claims

安定液で満たしつつ地盤を掘削した掘削部に、連壁部材を建込む工程（ａ）と、
充填材をポンプ圧送して前記掘削部に打設し、前記安定液と置き換えて充填する工程（ｂ）と、
を具備し、
前記連壁部材は、
一対のフランジとウェブからなり、
前記フランジの端部に連結に用いる雄継手もしくは雌継手を備えたものであり、
前記工程（ａ）において、連壁部材を、一方の連壁部材の雌継手の内側に他方の連壁部材の雄継手を挿入して相互に連結しつつ建込み、
前記工程（ｂ）において、
隣り合う前記連壁部材の前記ウェブで挟まれた空間のそれぞれにトレミー管を挿入し、ポンプ圧送によって前記トレミー管より前記充填材の打設を行い、
比重を前記安定液より大きく、かつ前記充填材より小さい値に調整したおもりを用いて、前記安定液と前記充填材の置き換え状況を確認することを特徴とする連壁構築方法。
前記工程（ｂ）において、前記おもりを用いて、前記フランジと前記掘削部の側面との間で、前記安定液と前記充填材の置き換え状況を確認することを特徴とする請求項１に記載の連壁構築方法。
前記連壁部材は、
一対の前記フランジ間に補強部材を設けたものであり、
前記工程（ｂ）において、補強部材の間もしくは補強部材とウェブの間に、その間隔より細いトレミー管を挿入することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の連壁構築方法。
前記充填材として、ソイルモルタルもしくは流動化処理土を用い、
前記フランジと前記ウェブに孔が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の連壁構築方法。
前記工程（ｂ）の後に、前記フランジの孔が閉鎖されることを特徴とする請求項４に記載の連壁構築方法。