JP6452299B2 - 仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法に関する。

海や河川等では橋脚の基礎を水底面下に設けなくてはならない。このような基礎として、鋼管に継手が備えられた鋼管矢板と呼ばれる部材により構成される鋼管矢板基礎が用いられる。

鋼管矢板基礎は、図５及び図６に示すように、複数の鋼管矢板１０を継手部１１で連結した状態で順次、円形、小判形、長方形型等各種平面形状となるように、その下端を水底１の地盤に所定の深さに打込み、水底１から水面まで距離に応じて鋼管矢板１０を連結部１５で縦に連結しながら、最上段の鋼管矢板１０の上端を水面上まで立ち上げ、並設し、継手部１１にモルタル等を充填することにより鋼管矢板１０で区画された井筒内を仮締切とし、前記仮締切内の水底を掘削した後、下層から敷砂２、コンクリートの底盤３、橋脚４を順に形成する仮締切兼用鋼管矢板工法により施工される（特許文献１参照）。

鋼管矢板１０は、杭打機を用いて、油圧ハンマ等による打撃によって地中に設置する打撃工法、バイブロハンマによって振動を付与しつつ地中に設置する振動工法、杭体の中空部を掘削しながら地中に設置する中掘工法等により建て込み施工され、仮締切の設計長さ程度までコンクリートを打設した後、水中切断機によって水中の所定位置で切断される。

このように仮締切兼用鋼管矢板工法による鋼管矢板基礎は、鋼管矢板が基礎杭と仮締切用の周壁部を兼ねるため、橋脚基礎の建設等で、二重締切工法等のほかの工法に比べて、施工時の安全性が高く、工期も大幅に短縮できる等の特長を有している。

ところで、円形、小判形、長方形型等各種平面形状、例えば図６に示すような小判形の周壁部Ｓで構成される仮締切の中央に、鋼管矢板１０を並設することで構成される隔壁部Ｗを備える場合がある。隔壁部Ｗを構成する鋼管矢板１０は、橋脚４の鉄筋及びコンクリートの打設前に、小判形の周壁部Ｓを構成する鋼管矢板１０より低い高さで切断して撤去される。

しかし、周壁部Ｓを構成する鋼管矢板１０も、隔壁部Ｗを構成する鋼管矢板１０も、連結部１５で縦に連結する施工タイミングや、上端部の処理の施工を容易にするために、一旦は同じ高さにまで建込む必要がある。

また、鋼管矢板の打込みには、図１１に示すようなパイラー４０が用いられることがある。パイラー４０は、すでに建込まれた鋼管矢板１０の頂部に配設され、次の鋼管矢板１０を圧入し、圧入し終えた鋼管矢板１０の頂部に移動することを繰り返して、複数の鋼管矢板１０を並設していく。従って、順次打込まれる鋼管矢板１０の頂部は、パイラー４０が沿って移動するため、その上端が略同じ高さに揃えられている必要がある。

このように、隔壁部Ｗは、仮締切を構成するものではなく、さらに最終的には撤去するにもかかわらず、一旦周壁部Ｓと同じ高さまで設置しなれければならないため、この撤去費や材料費が工事のコストアップにつながっていた。

特開２０１３−１７７７８７号公報

本発明の課題は、鋼管矢板で構成される井筒内に隔壁部を有する場合に、前記隔壁部を構成する鋼管矢板の切断撤去費及び材料費の低減が可能な仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法を提供することにある。

本発明に係る仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法の特徴構成は、鋼管矢板を打設して井筒を形成する鋼管矢板打設工工程と、前記井筒内を掘削する井筒内掘削工程と、を備えた仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法であって、前記鋼管矢板打設工工程は、鋼管矢板を連結して構成された複数の周壁部構成部材を地中に打設して前記井筒を構成する周壁部を形成する周壁部形成工程と、前記周壁部形成工程に前後して、または並行して、鋼管矢板及びヤットコ杭を連結して構成された複数の隔壁部構成部材を、前記鋼管矢板と前記ヤットコ杭との連結箇所が地中に埋まるまで打設して、前記周壁部内を区画する隔壁部を形成する隔壁部形成工程とを含み、前記井筒内掘削工程に前後して、または並行して、前記隔壁部構成部材を構成する前記ヤットコ杭を撤去するヤットコ杭撤去工程を備え、前記井筒内掘削工程は、前記鋼管矢板と前記ヤットコ杭との連結箇所まで掘削する点にある。

隔壁部のうち、従来鋼管矢板で構成されていた地中に建て込まれていない不要な部分をヤットコ杭で構成することで、その分の鋼管矢板の材料費や、鋼管矢板の切断撤去費が不用となる。また、撤去した該ヤットコ杭は、別の仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工現場で再利用することができるので、工事全体のコストダウンにも寄与することができる。

本発明によれば、鋼管矢板で構成される井筒内に隔壁部を有する場合に、前記隔壁部を構成する鋼管矢板の切断撤去費及び材料費の低減が可能な仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法を提供することができる。

鋼管矢板打設工工程の説明図 井筒の断面図 隔壁部を構成するヤットコ杭を撤去する説明図 井筒内の施工の説明図 橋脚の概略図 井筒の平面図 （ａ）は鋼管矢板の説明図、（ｂ）は継手部の説明図 （ａ）はヤットコ杭の説明図、（ｂ）は継手部の説明図 鋼管矢板とヤットコ杭の説明図 ディスタントピースの説明図 パイラーを用いた鋼管矢板の建て込みの説明図

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、本発明による仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法に用いられる鋼管矢板１０及びヤットコ杭２０について説明する。

図７（ａ）に示すように、鋼管矢板１０は、筒状本体１２と該筒状本体１２の外周に中心を基準として対向する位置に筒状本体１２の長手方向へ延びるように取り付けられた一対の継手部１１（１１ａ，１１ｂ）を備えている。継手部１１ａ，１１ｂは、筒状本体１２より小径の一対の鋼管で構成され、夫々平面視で約１８０度位相がずれた位置に案内溝１１ｃ，１１ｄが長手方向に沿って形成されている。

図７（ｂ）に示すように、隣り合う継手部１１ａ，１１ｂ同士は、互いの案内溝１１ｃ，１１ｄに対して、該継手部１１ａ，１１ｂの案内溝１１ｃ，１１ｄの側縁部を挿入しあうことによって互いに係合される。

図８（ａ）に示すように、ヤットコ杭２０は、筒状本体２２と該筒状本体２２の外周に中心を基準として対向する位置に筒状本体２２の長手方向へ延びるように取り付けられた一対の継手部２１（２１ａ，２１ｂ）を備えている。ヤットコ杭２０の筒状本体２２は、鋼管矢板１０の筒状本体１２と略同径に形成されており、長手方向の下端には鋼管矢板１０の筒状本体１２の上端に差し込んで連結するための複数の内ガイド部材２３が内面に立設されている。また、ヤットコ杭２０の筒状本体２２の上端部には、ヤットコ杭２０を吊り上げるクレーンのフックが引っ掛けられる吊り金具（図示せず）が一体的に設けられている。なお、ヤットコ杭２０と鋼管矢板１０の連結は、上述のような内ガイド部材２３に替えて、鋼管矢板１０の上端に外接するような筒状の外ガイド部材を備えてもよく、この外ガイド部材に鋼管矢板１０の筒状本体１２の上端を差し込むことで、鋼管矢板１０とヤットコ杭２０とが連結されてもよい。

継手部２１ａ，２１ｂは、鋼管矢板１０の継手部１１ａ，１１ｂと略同径に形成されている。継手部２１ａ，２１ｂには、それぞれ、鋼管矢板１０の継手部１１ａ，１１ｂに形成された案内溝１１ｃ，１１ｄと同じ構成の案内溝２１ｃ，２１ｄが形成されている。

図８（ｂ）に示すように、隣り合う継手部２１ａ，２１ｂ同士は、互いの案内溝２１ｃ，２１ｄに対して、該継手部２１ａ，２１ｂの案内溝２１ｃ，２１ｄの側縁部を挿入しあうことによって互いに係合される。

鋼管矢板１０の筒状本体１２を長手方向に溶接で連結して、井筒の周壁部Ｓを形成するための周壁部構成部材が構成される。なお、筒状本体１２の両端に設けた機械継手によって長手方向に連結することもある。ヤットコ杭２０の内ガイド部材２３を鋼管矢板１０の筒状本体１２の上端に差し込むことで鋼管矢板１０とヤットコ杭２０とを連結して、井筒を区画する隔壁部Ｗを形成するため隔壁部構成部材が構成される。

鋼管矢板１０同士の溶接または機械継手による連結の作業性、及び、鋼管矢板１０とヤットコ杭２０との連結の作業性を考慮し、鋼管矢板１０の継手部１１ａ，１１ｂは筒状本体１２の上下両端部まで形成されておらず、ヤットコ杭２０の継手部２１ａ，２１ｂも同様に筒状本体２２の上下両端部まで形成されていない。

図９に示すように、ヤットコ杭２０の下端の内ガイド部材２３を鋼管矢板１０の筒状本体１２の上端に差し込んで連結した連結部１６の側方には、鋼管矢板１０の継手部１１ｂとヤットコ杭２０の継手部２１ｂとの間を同形状の継手部材で連続させるため、図１０に示すような、ディスタントピース１４が隅肉溶接やスポット溶接等によって継手部１１ｂ及び継手部１１ｂが取り付く筒状本体１２に、または、継手部２１ｂ及び継手部２１ｂが取り付く筒状本体２２に取り付けられる。なお、鋼管矢板１０同士を連結したときの、上下の鋼管矢板１０の継手部１１ａ，１１ｂ同士の間にも同様にディスタントピース１４が設けられる。
ディスタントピース１４は、鋼管矢板１０の継手部１１ａ，１１ｂやヤットコ杭２０の継手部２１ｂと同径の鋼管で構成され、継手部１１ａ，１１ｂの案内溝１１ｃ，１１ｄや、継手部２１ｂの案内溝２１ｄに連なるような案内溝１４ｄが備えられている。

なお、ディスタントピース１４は溶接によって継手部１１ａ，１１ｂ，２１ｂや筒状本体１２，２２に取り付けられる構成に限らず、継手部１１ａ，１１ｂ，２１ｂや、筒状本体１２，２２に対してボルトやナットのような締結機構等によって取り付けられる構成であってもよい。
また、ディスタントピース１４は、必ずしも鋼管矢板１０やヤットコ杭２０と別体である必要はなく、例えばヤットコ杭２０の継手部２１ｂが、筒状本体２２の下端より下方に延出形成された態様であってもよい。

以上のように構成された鋼管矢板１０及びヤットコ杭２０を用いて、仮締切兼用鋼管矢板基礎は、仮設構台設置工程、導材設置工程、鋼管矢板打設工工程、鋼管矢板継手止水工工程、外周鋼管矢板内掘削及び中詰めコンクリート工工程、井筒内掘削工程、支保工設置工程、底盤コンクリート工工程、頂版コンクリート工工程、躯体コンクリート工工程、鋼管矢板切断撤去工工程、仮設構台撤去工工程等の各工程によって施工される。

仮設構台設置工程では、仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工予定地で、クローラークレーンにバイブロハンマをセットし、支持杭を順次打設する等の方法で、仮設構台を設置し、仮設構台を順次覆工して構台５（図１参照）が設置される。

導材設置工程では、架設された構台５上に導枠据付位置の芯出しを行い、構台５上よりクローラークレーンによって導枠を設置し、導杭と固定とする。

鋼管矢板打設工工程では、油圧ハンマ等による打撃によって地中に設置する打撃工法、バイブロハンマによって振動を付与しつつ地中に設置する振動工法、杭体の中空部を掘削しながら地中に設置する中掘工法等によって、鋼管矢板１０が地中の所定位置に建て込まれて井筒が形成される。

本発明による、仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法は、前記鋼管矢板打設工工程に、鋼管矢板１０を連結して構成された複数の周壁部構成部材を地中に打設して井筒を構成する周壁部Ｓを形成する周壁部形成工程と、前記周壁部形成工程に前後して、または並行して、鋼管矢板１０及びヤットコ杭２０を連結して構成された複数の隔壁部構成部材を地中に打設して、周壁部Ｓ内を区画する隔壁部Ｗを形成する隔壁部形成工程とを含んでいる。

具体的には、図１及び図２に示すように、前記周壁部形成工程では、クローラークレーン及び杭打機３０を構台５、覆工板６上に正しく据付け安定を確認後、補助クレーンを用いて周壁部構成部材を構成する下側の鋼管矢板１０ｂ（１０）とオーガヘッド・スクリューを杭打機３０に取り付ける。その後導材に鋼管矢板１０ｂ（１０）の位置を保持し、ガイドを取り付け、鋼管矢板１０ｂ（１０）を所定の位置に建て込む。鋼管矢板１０ｂ（１０）を掘削・沈設後、同じく周壁部構成部材を構成する上側の鋼管矢板１０ａ（１０）を建て込む。上下の鋼管矢板１０（１０ａ，１０ｂ）を連結部１５で溶接し、継手部１１間にディスタントピース１４を溶接後、鋼管矢板１０（１０ａ，１０ｂ）を所定の深度まで掘削・沈設する。同様の作業を繰り返し、一本ずつ鋼管矢板１０を掘削・沈設し、井筒を構成する周壁部Ｓを完成させる。なお、鋼管矢板１０（１０ａ，１０ｂ）の先端根固めは１〜２本の間隔をあけて実施し、最終的に全本数根固めする。

前記周壁部形成工程に前後して、または並行して、実施される前記隔壁部形成工程では、クローラークレーン及び杭打機３０を構台５、覆工板６上に正しく据付け安定を確認後、補助クレーンを用いて隔壁部構成部材を構成する鋼管矢板１０とオーガヘッド・スクリューを杭打機３０に取り付ける。その後導材に鋼管矢板１０の位置を保持し、ガイドを取り付け、鋼管矢板１０を所定の位置に建て込む。鋼管矢板１０を掘削・沈設後、隔壁部構成部材を構成するヤットコ杭２０を建て込む。ヤットコ杭２０の下端の内ガイド部材２３を鋼管矢板１０の筒状本体１２の上端に差し込んで連結し、継手部１１と継手部２１の間にディスタントピース１４を溶接後、鋼管矢板１０及びヤットコ杭２０を所定の深度まで掘削・沈設する。水底１から水中に、また水中から水面上に配置され、のちに切断・撤去される鋼管矢板１０については、ヤットコ杭２０を用いてすでに沈設された鋼管矢板１０と連結し、先述の各種施工方法にてヤットコ杭２０を所定の深度まで沈設する。同様の作業を繰り返し、一本ずつ鋼管矢板１０及びヤットコ杭２０を掘削・沈設し、井筒を区画する隔壁部Ｗを完成させる。なお、鋼管矢板１０及びヤットコ杭２０の先端根固めは１〜２本の間隔をあけて実施し、最終的に全本数根固めする。

図２に示すように、前記周壁部形成工程によって完成した周壁部Ｓと、前記隔壁部形成工程によって完成した隔壁部Ｗの杭頭高さは同じに設定されている。

前記鋼管矢板継手止水工工程では、鋼管矢板１０の継手部１１や、ヤットコ杭２０の継手部２１内の土砂が、ウォータージェットにより排出される、モルタルプラントを用いて継手部１１，２１管内にモルタルが注入される。

前記外周鋼管矢板内掘削及び前記中詰めコンクリート工工程では、クローラークレーンにハンマグラブを吊り下げ所定の深さまで管内掘削しエアリフトで管内清掃後中詰めコンクリートが打設される。井筒内の導材をクローラークレーンにて、一括搬出・撤去する。

前記井筒内掘削工程では、周壁部Ｓを構成する鋼管矢板１０にコンクリートを中詰めして、鋼管矢板１０の継手部１１にモルタル等の止水材を充填して止水した後に、前記井筒の内部の水を段階的に汲み上げてドライアップし、前記井筒内を掘削する。
本発明による仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法は、前記井筒内掘削工程に前後して、または並行して、クローラークレーンを用いて、図３に示すように、隔壁部Ｗを構成する隔壁部構成部材からヤットコ杭２０を撤去するヤットコ杭撤去工程を備えている。前記ヤットコ杭撤去工程では、鋼管矢板１０とヤットコ杭２０とを分離し、ヤットコ杭２０のみを吊り上げる。

隔壁部Ｗのうち、従来は鋼管矢板１０で構成されていた不要な部分をヤットコ杭２０で構成することで、その分の鋼管矢板１０の材料費や、鋼管矢板１０の切断撤去費が不用となる。また、撤去した該ヤットコ杭２０は、別の仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工現場で再利用することができるので、工事全体のコストダウンにも寄与することができる。

前記支保工設置工程では、周壁部Ｓの内壁面に付着している土砂を、かき落として、井筒内から集土、排出しながら、順次支保工を適当な高さに設置する。

前記底盤コンクリート工工程では、図４に示すように、敷砂２を施工後、コンクリートミキサー車により搬入されたコンクリートをトレミー管を用いて、所定の厚さとなるように打設し、底盤３を形成する。

さらに、前記頂版コンクリート工工程では、底盤３のコンクリート打設後、周壁部Ｓを構成する鋼管矢板１０にコネクタを溶接で取り付け、頂版部の鉄筋の配置した後、コンクリートミキサー車を用いて頂版コンクリートを打設する。

前記躯体コンクリート工工程では、頂版コンクリート打設後、前記支保工を解体撤去するとともに、順次躯体コンクリートを打設して、橋脚４を形成する。

前記鋼管矢板切断撤去工工程では、橋脚４の完成後、型枠、足場支保工を撤去し、井筒に土砂を埋戻して周壁部Ｓの内外圧をバランスさせた後クローラークレーンによって水中切断機を吊り上げて鋼管矢板１０内に挿入し、鋼管矢板１０を所定の深さで切断した後、バイブロハンマで不要な鋼管矢板１０を引き抜いて撤去する。

仮設構台撤去工工程では、クローラークレーンで覆工板６、Ｈ鋼桁等を撤去しバイブロハンマで構台杭を引き抜き撤去する。

上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。

１ 水底
２ 敷砂
３ 底盤
４ 橋脚
１０ 鋼管矢板
１１ 継手部
１２ 筒状本体
１４ ディスタントピース
１５ 連結部
１６ 連結部
２０ ヤットコ杭
２１ 継手部
２２ 筒状本体
３０ 杭打機
４０ パイラー

Claims (1)

1. 鋼管矢板を打設して井筒を形成する鋼管矢板打設工工程と、前記井筒内を掘削する井筒内掘削工程と、を備えた仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法であって、
   前記鋼管矢板打設工工程は、鋼管矢板を連結して構成された複数の周壁部構成部材を地中に打設して前記井筒を構成する周壁部を形成する周壁部形成工程と、
   前記周壁部形成工程に前後して、または並行して、鋼管矢板及びヤットコ杭を連結して構成された複数の隔壁部構成部材を、前記鋼管矢板と前記ヤットコ杭との連結箇所が地中に埋まるまで打設して、前記周壁部内を区画する隔壁部を形成する隔壁部形成工程とを含み、
   前記井筒内掘削工程に前後して、または並行して、前記隔壁部構成部材を構成する前記ヤットコ杭を撤去するヤットコ杭撤去工程を備え、
   前記井筒内掘削工程は、前記鋼管矢板と前記ヤットコ杭との連結箇所まで掘削することを特徴とする仮締切兼用鋼管矢板基礎の施工方法。

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