JP6076305B2

JP6076305B2 - 鋼矢板の打設工法および鋼矢板とその打設装置

Info

Publication number: JP6076305B2
Application number: JP2014199742A
Authority: JP
Inventors: 健二五味
Original assignee: 株式会社五味組
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP2016069894A

Description

本発明は、硬岩や玉石層や大きな転石層の地層に於いて、土砂崩壊を防止するための山留め用の鋼矢板による連続壁造成を可能とする鋼矢板の打設工法および鋼矢板とその打設装置に関するものである。

鋼矢板を打込むためには鋼矢板打込み用の削孔を予め形成し、該削孔内に鋼矢板を打込むこととなるが、硬岩や大きな転石層の地層に対しては、オーガスクリュー削孔は不可能であり、先端にダウンザホールハンマを装着した削孔機で地層を叩き砕いて削孔することとなる。

ダンザホール削孔機は、通常、基端の削孔機に円筒削孔軸を延設し、円筒削孔軸先端にダウンザホールハンマを装着した専用機（図示せず）と、基端の削孔機にアースオーガスクリューを装着したオーガ削孔機の先端のスクリューヘッドをダウンザホールハンマに置換した削孔機とがある。

これらのダンザホール削孔機もしくはアースオーガスクリュー削孔機を用いて鋼矢板を連続的に打込み、鋼矢板相互を継手で接続して鋼矢板山留め壁を形成するためには、鋼矢板打込み用の削孔を先行掘削し、この孔を砂等で埋め戻してその後鋼矢板を打設する。

図１９〜図２１に示すが、下記特許文献は、硬岩地層に対して、１台の土木基礎機械によって、連続ラップ削孔の形成と、ラップ削孔内への鋼矢板の連続打設を可能とするものとして提案されたものであり、図１８〜図２０に示すように、慣用のダウンザホールハンマ３´を備えた削孔軸２を接続した振動オーガ機１で単独削孔Ｃ１を形成し、次いで、削孔軸２と鋼矢板把持用チャック１０とを交換して鋼矢板Ｐを振動打込みし、次いで、セクションガイド５を有するダウンザホールハンマ３を備えた削孔軸２をチャック１０と交換して振動オーガ機に接続し、ダウンザホールハンマ３のセクションガイド５を既設鋼矢板ＰのセクションＰＥに係合案内して既削孔Ｃ１にラップ削孔Ｃ２を形成し、次いで、削孔軸２とチャック１０とを交換して新設鋼矢板Ｐを既設鋼矢板ＰのセクションＰＥと係合して振動打込み、連続ラップ削孔Ｃ２の形成と削孔内への鋼矢板の打込みを、１台の振動オーガ機１によって繰返し施工する。
特開２００４−２３２４５９号公報

このように特許文献１における振動オーガ機１は、ダウンザホールハンマ３を備えた削孔軸２を接続したもので、オーガ本体１１と、スイベル部１４との間に、振動部１３を介在固定した振動オーガ機１の出力軸１４ｂに、着脱機構部Ｐ１４を介してダウンザホールハンマ削孔軸２、及び鋼矢板把持用チャック１０を交換取付け可能とし、オーガ本体１１の駆動モータＭ１１と、振動部１３の駆動モータＭ１３とは別個独立の駆動系統として、オーガ作業機の機能と、振動杭打機の機能とを兼備したものである。

削孔軸２による削孔作業と、振動機による鋼矢板打込み作業との切換えは、振動オーガ機１の出力軸１４ｂへの、削孔軸２とチャック１０との交換取付けで可能となる。

前記特許文献１は、ダウンザホールハンマで鋼矢板を打込むための鋼矢板打込み用の削孔を形成し、この削孔内に鋼矢板を打込むという２段階の工程を経ねばならない。

そのため削孔作業と、振動機による鋼矢板打込み作業との切換が必要であり、削孔作業用の慣用のダウンザホールハンマ３´とセクションガイド５を有する特殊ダウンザホールハンマ３との交換が必要となる。また、振動オーガ機の出力軸への、削孔軸とチャックとの交換取付けを行わなければならない。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ダウンザホールハンマで削孔をしながら後工程ではなく同時に鋼矢板を打込むことができ、施工の合理化を図ることができる画期的な鋼矢板の打設工法および鋼矢板とその打設装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は鋼矢板の打設工法としては、第１に、掘削軸下部に設けるダウンザホールハンマに鋼矢板下端部の掛止手段を設け、鋼矢板下端にはこの掛止手段が着脱自在に掛止する被掛止手段を設け、吊り下げるダウンザホールハンマに下端を掛止して鋼矢板を沿わせ、また、鋼矢板下端には打撃用のシューを履かせ、打撃用のシューは鋼矢板の左右の継手のうち、既設の鋼矢板に対して接続する継手は覆わずにこれと反対側の継手までを覆い、鋼矢板は既設の鋼矢板に継手接続しながらダウンザホールハンマによる掘削に沿わせて打設すること、第２に鋼矢板上端は掘削軸上部または上方に設けるホールド手段で挟持することを要旨とするものである。

鋼矢板とその打設装置としては、第１に、掘削軸下部に設けるダウンザホールハンマで、鋼矢板下端部の掛止手段を設けたダウンザホールハンマによる打設装置と、下端には前記掛止手段が着脱自在に掛止する被掛止手段を設け、また、打撃用のシューを履かせた鋼矢板とからなり、打撃用のシューは鋼矢板の左右の継手のうち、既設の鋼矢板に対して接続する継手は覆わずにこれと反対側の継手までを覆うこと、第２に、掘削軸上部に鋼矢板上端のホールド手段を設けること、第３に、ダウンザホールハンマに設ける鋼矢板下端部の掛止手段は掛止め用フックであり、鋼矢板下端に設けるに被掛止手段はこのフックが掛止める窓穴であり、フックは下向きで、窓穴下辺に掛止し、窓穴は下辺と上辺間にフックの挿入および抜き出し用幅空間を確保したこと、第４に、ダウンザホールハンマに設ける鋼矢板下端部の掛止手段はダウンザホールハンマに遊嵌するリングに突設することを要旨とするものである。

請求項１および請求項３記載の本発明によれば、ダウンザホールハンマによる掘削を行うとともに、ダウンザホールハンマで円形の掘削孔が形成され（打設しようとする鋼矢板の内側位置）、その周辺位置で掛止手段で鋼矢板下端がダウンザホールハンマで引き込まれ、鋼矢板の打設が同時に行われる。

ダウンザホールハンマは、大量の圧縮空気により駆動されるピストン運動により、先端ビットが最大１分間に７００回以上（８００回〜１２００回）も打撃を行い掘削を行うが、その打撃力を鋼矢板に伝えることができる。

鋼矢板の打設はダウンザホールハンマが鋼矢板に与える振動を用いて行うので、ダウンザホールハンマで円形の掘削孔が形成され、その周辺で鋼矢板が撃ち込まれていく。この鋼矢板の打ち込み箇所はダウンザホールハンマでの掘削孔内ではないが、掘削孔を拡大するように、もしくは掘削孔形成により緩んでいる地盤に行うものなので、硬岩や大きな転石層の地層などでも鋼矢板を打設することができる。

また、鋼矢板下端には打撃用のシューを履かせることにより鋼矢板下端での打撃掘削ができ、鋼矢板を効果的に打設することができる。特に打撃用のシューはビットとしての役割があり、ダウンザホールハンマのビットがダウンザホールハンマを介して打撃され、それとともに打撃用のシューのビットが打撃を行う。

また、打撃用のシューの存在が既設の鋼矢板に継手接続しながらの鋼矢板の打設に支障がないように配慮したものである。

請求項５記載の本発明によれば、掛止め用フックとこのフックが掛止める窓穴との関係で、窓穴は下辺と上辺間にフックの挿入および抜き出し用幅空間を確保することで準備段階としてダウンザホールハンマに鋼矢板をセットし易く、また、打設終了後は鋼矢板を残してダウンザホールハンマを引き上げることができる。

請求項６記載の本発明によれば、ダウンザホールハンマに設ける鋼矢板下端部の掛止手段はダウンザホールハンマに遊嵌するリングに形成することにより、ダウンザホールハンマは回転駆動されながら鋼矢板を回転させずに掛止することができる。その結果、ダウンザホールハンマの激しい振動打撃を無理なく掛止手段に伝え、その結果として、鋼矢板に損傷を与えることなく振動打撃力を伝達できる。

請求項４記載の本発明によれば、掘削軸上部に鋼矢板上端のホールド手段を設けることで、鋼矢板を安定して打ち込むことができる。

以上述べたように本発明の鋼矢板の打設工法および鋼矢板とその打設装置は、ダウンザホールハンマで削孔をしながら後工程ではなく同時に鋼矢板を打込むことができ、施工の合理化を図ることができる画期的なものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の鋼矢板とその打設装置の１実施形態を示す正面図、図２は同上側面図、図３は斜視図、図４は平面図、図５は底面図、図６は図５のＡ−Ａ線矢視図である。

図中２０はダウンザホールハンマ（ビット）［ダウンザホールハンマの打撃部分］、２１は鋼矢板で、本発明はダウンザホールハンマ２０に鋼矢板２１下端部への掛止手段を設け、鋼矢板２１の下端にはこの掛止手段が着脱自在に掛止する被掛止手段を設けた。

ダウンザホールハンマ２０は周知のごとく、硬質岩盤を掘削するために用いられるダウンザホールハンマ掘削装置で、クレーンから吊り下げられた掘削軸（ロッド）の下端に接続されたエアハンマー装置と、エアハンマー装置を作動させるための圧縮空気を発生するコンプレッサと、ロッドを回転させるモータとを備え、エアハンマー装置による打撃とロッドの回転を受けて、打撃と回転の相乗作用により地盤を掘削するビットとから構成される。

鋼矢板２１は、シートバイルと称せされるもので、側端部に継手２１ａ、２１ｂを有する。

ダンザホール削孔機は、通常、基端の削孔機に円筒削孔軸を延設し、円筒削孔軸先端にダウンザホールハンマを装着した専用機（図示せず）と、基端の削孔機にアースオーガスクリューを装着したオーガ削孔機の先端のスクリューヘッドをダウンザホールハンマに置換した削孔機とがある。いずれの場合も低空頭打設機をもってなる削孔機である。

ダウンザホールハンマ２０に設ける掛止手段は、掛止め用フック２２であり、鋼矢板２１の下端に設ける被掛止手段はこのフック２２が掛止める窓穴２４である。

図８〜図１１に示すように、ダウンザホールハンマ２０に設ける掛止め用フック２２はダウンザホールハンマ２０の胴体部の凹部２０ａに遊嵌するリング２３に一定の巾と長さをもって下向きにＬ字鉤状に突出形成するものであり、外側上辺部をアール状（テーパー）２２aとして角部を無くした。

図９においてαは溶接個所であり、前記リング２３は半割のものを合わせてダウンザホールハンマ２０に嵌める。前記凹部２０ａはリング２３の周方向への回転を許容する。

前記のごとく、ダウンザホールハンマ２０は掘削軸を介して回転駆動されるものであり、ダウンザホールハンマ２０が回転してもダウンザホールハンマ２０に設ける掛止め用フック２２は非回転であり、鋼矢板２１を非回転状態で掛止することができる。

鋼矢板２１の下端に設ける窓穴２４は前記フック２２が掛止めるものとして一定の横幅を有し、下辺と上辺間にフック２２の挿入および抜き出し用の上下幅空間を確保した。

図１２〜図１５に示すように鋼矢板２１の下端には肉厚硬質金属による打撃用のシュー２５を履かせる。このシュー２５はダウンザホールハンマ２０のビットと同じく超硬ビット（円筒形）が無数に入っており、掘削ビットとして機能する。打撃用のシュー２５は鋼矢板２１の下端に溶接等で固定し、鋼矢板２１の回収時に一緒に回収する。

打撃用のシュー２５は鋼矢板２１の左右の継手２１ａ、２１ｂのうち、既設の鋼矢に対して接続する継手と反対側の継手までを覆い、既設の鋼矢に対して接続する継手はシュー２５の外側に位置させる。

図１５〜図１８に示すように掘削軸上部または上方に鋼矢板２１の上端へのホールド手段２８を設ける。

ホールド手段２８は、掘削軸上部に設ける場合は雄軸２９ａと雌軸２９ｂを有する軸継手２９を掘削機の駆動装置と掘削軸上端の間に介在させてこれに設けるものであり、鋼矢板２１の上端を挟み込む二股フランジと止めボルトからなるチャック装置３０をリング３１に設けたもので、このリング３１を軸継手２９に回動自在に嵌めた。

次に、使用法について説明する。ダウンザホールハンマ２０は掘削軸の下部に設けて吊り下げるものであり、このダウンザホールハンマ２０に鋼矢板２１の下端部を掛止させて沿わせて掘削軸に鋼矢板２１を沿わせる。

なお、鋼矢板２１の上端はホールド手段２８で掘削軸上部に挟持させる。

このようにしてダウンザホールハンマ２０による掘削に沿わせて鋼矢板２１を打設し、掘削孔は砂等で充填する。

最初の鋼矢板２１以外は既設の鋼矢板に対して継手接続しながら順次鋼矢板２１を打設するので、ダウンザホールハンマ２０の回転に対する反力を鋼矢板に取ることもできる。

前記ダウンザホールハンマ２０はこれを拡径ビットのものを使用することも可能であり、その場合のダウンザホールハンマ２０による掘削孔は鋼矢板２１の打設箇所を取り込むような大きな径とすることができ、打撃用のシュー２５を省略することもできる。

また、本発明はアウターケーシングの使用を排除するものでなく、その場合の鋼矢板２１下端部への掛止手段はアウターケーシングの下端よりも下に位置し、アウターケーシングよりも外側に突出して、アウターケーシングの外側に配置する鋼矢板を掛止する。

また、掘削軸上部または上方に鋼矢板２１の上端へのホールド手段２８もこれをアウターケーシングと駆動装置の接続部の上方に設けることになる。

本発明の鋼矢板の打設装置の１実施形態を示す正面図である。本発明の鋼矢板の打設装置の１実施形態を示す側面図である。本発明の鋼矢板の打設装置の１実施形態を示す斜視図である。本発明の鋼矢板の打設装置の１実施形態を示す斜視図である。本発明の鋼矢板の打設装置の１実施形態を示す底面図である。図５のＡ−Ａ線矢視図である。掛止め用フックの斜視図である。掛止め用フックの平面図である。掛止め用フックの正面図である。図９のＡ−Ａ線断面図である。鋼矢板下端に設ける打撃用のシューの底面図である。鋼矢板下端に設ける打撃用のシューの側面図である。鋼矢板下端に設ける打撃用のシューの斜視図である。鋼矢板の配置を示す説明図である。鋼矢板の上端へのホールド手段を設けた本発明の鋼矢板の打設装置の側面図である。鋼矢板の上端へのホールド手段の使用状態を示す斜視図である。鋼矢板の上端へのホールド手段の部材構成を示す斜視図である。鋼矢板の上端へのホールド手段の斜視図である。従来例を示す施工説明図であって、（Ａ）はラップ削孔開始状態を、（Ｂ）は円筒セクションガイド配置状態を、（Ｃ）はセクションガイド付アダプター装着状態を、（Ｄ）は削孔軸２が所定深度まで到達した状態を示す図である。ダウンザホールハンマ削孔機の説明図であり、（Ａ）は慣用のダウンザホールハンマを装着した状態を、（Ｂ）は取換え用のセクションガイドを備えたダウンザホールハンマを示す図である。従来例を示す振動オーガ機の使用説明図であって、（Ａ）は削孔軸の着脱状態を、（Ｂ）は削孔軸の出力軸への接続状態を、（Ｃ）はチャックの着脱状態を、（Ｄ）はチャックを接続した状態を示す図である。

１振動オーガ機（振動オーガ）
２削孔軸（ダウンザホールハンマー削孔軸）
３，３´ ダウンザホールハンマ
４スリーブ
５セクションガイド
６ハンマービット
７アダプター
８円筒セクションガイド
９セクションガイド付アダプター（アダプター、継手）
１０チャック（油圧チャック）
１１オーガ本体（減速機付モータ、油圧オーガ）
１３振動部（バイブロ）
１４スイベル部
１４ａ出力軸受
１４ｂ出力軸（振動オーガ出力軸）
２０ダウンザホールハンマ
２０ａ凹部
２１鋼矢板
２１ａ、２１ｂ継手
２２フック
２２ａアール状（テーパー）
２３リング
２４窓穴
２５シュー
２８ホールド手段
２９軸継手
２９ａ雄軸
２９ｂ雌軸
３０チャック装置
３１リング

Claims

掘削軸下部に設けるダウンザホールハンマに鋼矢板下端部の掛止手段を設け、鋼矢板下端にはこの掛止手段が着脱自在に掛止する被掛止手段を設け、吊り下げるダウンザホールハンマに下端を掛止して鋼矢板を沿わせ、また、鋼矢板下端には打撃用のシューを履かせ、打撃用のシューは鋼矢板の左右の継手のうち、既設の鋼矢板に対して接続する継手は覆わずにこれと反対側の継手までを覆い、鋼矢板は既設の鋼矢板に継手接続しながらダウンザホールハンマによる掘削に沿わせて打設することを特徴とした鋼矢板の打設工法。
鋼矢板上端は掘削軸上部または上方に設けるホールド手段で挟持する請求項１記載の鋼矢板の打設工法。
掘削軸下部に設けるダウンザホールハンマで、鋼矢板下端部の掛止手段を設けたダウンザホールハンマによる打設装置と、下端には前記掛止手段が着脱自在に掛止する被掛止手段を設け、また、打撃用のシューを履かせた鋼矢板とからなり、打撃用のシューは鋼矢板の左右の継手のうち、既設の鋼矢板に対して接続する継手は覆わずにこれと反対側の継手までを覆うことを特徴とする鋼矢板とその打設装置。
掘削軸上部に鋼矢板上端のホールド手段を設ける請求項３記載の鋼矢板とその打設装置。
ダウンザホールハンマに設ける鋼矢板下端部の掛止手段は掛止め用フックであり、鋼矢板下端に設けるに被掛止手段はこのフックが掛止める窓穴であり、フックは下向きで、窓穴下辺に掛止し、窓穴は下辺と上辺間にフックの挿入および抜き出し用幅空間を確保した請求項４記載の鋼矢板とその打設装置。
ダウンザホールハンマに設ける鋼矢板下端部の掛止手段はダウンザホールハンマに遊嵌するリングに突設する請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の鋼矢板とその打設装置。