JP7214261B1 - トレミー管及びその連結構造並びにトレミー管の引抜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】引き抜き時における芯材への引っ掛かりを防止するトレミー管及びその連結構造を提供する。
【解決手段】所定の管径と長さ寸法を有する中空管体の一端に、中空管体より径大の中空筒状の雌ジョイントを固着するとともに、中空管体の他端に、中空管体より径大の径大部を有する中空筒状の雄ジョイントを固着してなるトレミー管において、雄ジョイントの径大部の外周面端部から雌ジョイント方向の中空管体の外周面に向けて傾斜したガイドスロープ面を形成し、雄ジョイントの径大部と中空管体の管径の差に起因する上向段差を解消したトレミー管を提供する。
【選択図】図１３

Description

本発明は安定液を使用して掘削し、芯材を建て込んだ地中孔内に挿入して、安定液と置換しつつ流動化材料を打設するために用いるトレミー管及びその連結構造並びにトレミー管の引抜方法に関し、特にはトレミー管の引き抜き時における芯材への引っ掛かりを防止するものである。

従来から場所打ち杭や地中連続壁等の構築物の基礎工事、或いは地盤改良工事等において、泥水等の安定液を使用して数十～百数十メートルの地中孔を掘削し、鉄筋やＨ型鋼等の芯材を連結して所定長さとして地中孔内に建て込んだ後に、トレミー管を相互に連結しつつ芯材に沿って地中孔内に挿入し、安定液と置換しつつ生コンクリートやソイルセメント等の流動化材料を順次打設する工法が従来より採用されている。

トレミー管は、所定の管径と長さ寸法を有する管体であり、掘削した地中孔の深さに応じて所定長さとなるように順次連結し、芯材を建て込んだ地中孔内に挿入することにより、地中孔内に流動化材料を打設するために使用する。具体的にはトレミー管から流し込んだ高比重の流動化材料を、掘削孔内に満たされた低比重の安定液と置換することにより、流動化材料を打設する。このとき流動化材料と安定液との混合を防ぐため、トレミー管の先端が常に打設する流動化材料の天端より下方にあるように、トレミー管の先端を流動化材料の天端から２ｍ～３ｍだけ深く貫入した状態を保持するように制御している。そして、流動化材料を打設した分だけ地上方向に上昇する流動化材料の天端に合わせて、トレミー管を引き抜いて地上で取外し、全長を短くしながら打設を行う。この貫入深さとの関係から、全長３ｍや６ｍのトレミー管が多く使用されている。

図１６は出願人の提供した特許文献１に示す従来のトレミー管７０の全体斜視図、図１７はその正面図である。トレミー管７０は、所定の管径と長さ寸法を有する中空管体３０の一端に、中空管体３０より径大の中空筒状の雌ジョイント４０を固着するとともに、中空管体３０の他端に、中空管体３０より径大の径大部２１を有する中空筒状の雄ジョイント２０を固着してなる。なお、径大部２１の端部は、中空管体３０方向に向けて徐々に管径を絞った傾斜部２１ａとして形成している。具体的には図１７に示すように、中空管体３０の一端部３１を雌ジョイント４０内に挿入して溶接して固着するとともに、中空管体３０の他端部３３を雄ジョイント２０の径大部２１内に挿入して溶接して固着している。

そのため、［中空管体３０の管径＜雌ジョイント４０の管径］となるため、中空管体３０と雌ジョイント４０の連結部には、両者の管径差に起因する下向段差４５が形成されている。同様に、［中空管体３０の管径＜雄ジョイント２０の径大部２１（より具体的には傾斜部２１ａ）の管径］となるため、中空管体３０と雄ジョイント２０の連結部には、両者の管径差に起因する上向段差２５（図１８，図２０等参照）が形成されている。

図１６，図２０等に示すように、雌ジョイント４０は、その開放端部に切欠凹部４３を穿設し、その内周面に円周状の溝部４４を形成するとともに、溝部４４に連通する開口部４６を外周面に開口している。また、図１７，図１８，図２０等に示すように雄ジョイント２０の径大部２１には嵌合部２２が連設されており、この嵌合部２２は径大部２１より小径であって雌ジョイント４０に嵌合可能であるとともに、外周面上に係合凸部２３を突設するとともに、外周面に円周状の溝部２４を形成している。

そのため、図２１に示すように、一のトレミー管７０の雌ジョイント４０に、他のトレミー管７０ａの雄ジョイント２０を挿入して固着することにより、複数本のトレミー管７０，７０ａを相互に連結して所定長さとすることが可能である。そのため、トレミー管７０，７０ａの長さピッチ毎にトレミー管連結部７７が存在することとなる。

トレミー管７０の連結は、図１９に示すように一のトレミー管７０の所定の箇所にトレミーバンド６１を密接状態に装着し、その縁部の下端面を地中孔（図示略）の開口縁部に架設した支持部材６２の上面に係止させて支持させる。トレミーバンド６１は、アングル材を円形状に曲成して半円状に分割し、両者を一端部で開閉自在に軸支するとともに、他端部をピン６３により固定できるようにしたものであり、トレミー管７０の雌ジョイント４０の下向段差４５に連設した中空管体３０の円周部に密接状態に装着される。支持部材６２は、トレミーバンド６１を介してトレミー管７０の重量を仮に支え、又トレミー管７０の動きを静止させる目的で使用するもので、トレミー管７０のトレミー管連結部７７において連結及び切り離し作業時に、地中孔内に挿入したトレミー管７０の重量を仮に支えるとともに、トレミー管７０を静止させ、流動化材料の打設作業を安全に確実に施工するために使用するものである。

次に、雄ジョイント２０を下向きとしてクレーンのフック（図示略）に吊支した他のトレミー管７０ａの雄ジョイント２０の嵌合部２２を、矢印δに示すようにトレミー管７０の雌ジョイント４０内に挿通させるとともに、係合凸部２３を切欠凹部４３に係合させる。この係合状態で溝部２４と溝部４４とが対面して一致する。そして、図１９に示すように複数本のワイヤを捻り合わせて可撓性を保持したまま強度を高めた部材で構成された棒状体からなる連結具６５の一端に付設された把手６５ａを利用して連結具６５を開口部４６内に差し込み、連結具６５をトレミー管７０の雌ジョイント４０の溝部４４と、トレミー管７０ａの雄ジョイント２０の嵌合部２２の溝部２４との間に位置させる。併せて、雄ジョイント２０の嵌合部２２に設けたシール部材用溝部２７内にＯリングからなるシール部材（図示略）を嵌め込んでおく。

これにより図２１に示すように、雌ジョイント４０の切欠凹部４３内に、雄ジョイント２０の嵌合部２２の係合凸部２３が侵入して、両者が結合する。同時に嵌合部２２の外周面に形成された溝部２４と雌ジョイント４０の内周面に形成された溝部４４が対面することによって形成される円環状の孔部内に可撓性を有する棒状体からなる連結具６５が環状に収納され、トレミー管７０の雌ジョイント４０に、トレミー管７０ａの雄ジョイント２０を気密封止下に連結することができる。

このとき、両トレミー管７０，７０ａは、連結具６５の作用によって連結方向に相互に係脱不能に係合している。よって、両トレミー管７０，７０ａに連結方向に離反する方向の力が作用しても、強度部材で構成された連結具６５の保持している剛性によって雄ジョイント２０の嵌合部２２と雌ジョイント４０とが抜けることがなくなり、謂わば連結具６５は両トレミー管７０，７０ａの抜けを防止するストッパとしての作用をもたらす。

また、係合凸部２３と切欠凹部４３が相互に係合することによって、円周方向においても相互に係脱不能に係合している。よって、両トレミー管７０，７０ａに円周方向に離反する力が作用しても、強度部材で構成された係合凸部２３と切欠凹部４３との係合によって、相互に連結したトレミー管７０，７０ａがそれぞれ単独で回動することがない。そのため、連結具６５を溝部２４と溝部４４の間から押し出すように作用することがなく、連結具６５の開口部４６からの抜け落ちを防止することができる。よって、雄ジョイント２０の嵌合部２２と雌ジョイント４０とが切り離されることがなくなり、謂わば連結具６５及び係合凸部２３と切欠凹部４３は両トレミー管７０，７０ａの円周方向における抜けを防止するストッパとしての作用をもたらす。

一方、両トレミー管７０，７０ａを切り離す場合には、作業員が把手６５ａを利用して連結具６５を開口部４６から引き抜いて、上方に位置する他のトレミー管７０ａをクレーンで吊り上げることにより、その雄ジョイント２０の嵌合部２２が、下方に位置する一のトレミー管７０の雌ジョイント４０から容易に離反し、係合凸部２３と切欠凹部４３の係合も解かれる。従って、連結具６５を開口部４６から挿脱し、係合凸部２３と切欠凹部４３を係脱するだけの操作を行うことによって、トレミー管７０，７０ａを相互に連結し、切り離すことができる。

次に、安定液を使用して掘削した地中孔５５内における芯材５０とトレミー管７０の配置状況の概要を図１４に基づいて説明する。図において、地中孔５５は安定液を使用して所定深さに掘削した地中連続壁を構築するためのエレメントである。この図は安定液を満たして掘削を完了した地中孔５５内に、複数のＨ型鋼５１を相互に連結して所定長さとした芯材５０を一定間隔で建て込んだ後に、前記した構成の複数のトレミー管７０を相互に連結して所定長さとして各芯材５０間に挿入した地中孔５５の平面図を示している。

地中孔５５に建て込む芯材５０は、輸送長さを超える場合は、連結することが必要となり、具体的には略１０ｍの長さの芯材５０を相互に連結して所定長さとしている。重量物であるＨ型鋼５１を相互に連結するため、図１５に示すように所定長さの複数のＨ型鋼５１の両フランジ５１ａとウェブ５１ｂを長手方向において当接させ、それぞれ表裏両面に所定面積の鋼製の添接板５２を配置して挟持し、必要数のボルト５３，ナット５４で連結して、所定長さの芯材５０としている。そのため、芯材５０の長さピッチ毎に芯材連結部５７が存在することとなる。このことは芯材５０がＨ型鋼５１ではなく、他の素材である場合も同様である。

地中孔５５内の鉛直方向に建て込んだＨ型鋼５１からなる芯材５０の芯材連結部５７において、Ｈ型鋼５１の表面からは、添接板５２やボルト５３，ナット５４が水平方向に突出している。そのため、所定長さに連結したトレミー管７０は、添接板５２やボルト５３，ナット５４が水平方向に突出した状態の芯材５０間に挿入して流動化材料を打設し、打設作業の進行とともに地上に引き抜く必要がある。

特開２０１１－６９９９号公報 特開２０１７－８９２３４号公報

トレミー管を使用して流動化材料の打設作業を効率よく行うためには、トレミー管の地中孔への挿入作業及び地中孔からの引き抜き作業の双方を円滑に行う必要がある。具体的には次の４つの作業を速やかに、確実に行う必要がある。
作業１：挿入作業時におけるトレミー管相互の連結作業。
作業２：地中孔内へのトレミー管の挿入作業。
作業３：地中孔内からのトレミー管の引き抜き作業。
作業４：引き抜き作業時におけるトレミー管相互の切り離し作業。

特許文献１にかかるトレミー管７０によれば、雌ジョイント４０への雄ジョイント２０の嵌合部２２の挿脱及び連結具６５の開口部４６内への差し込み・引き抜きによって、ワンタッチでトレミー管７０，７０ａを相互に連結し、又切り離す作業を行うことができるため、「作業１」，「作業４」を速やかに、確実に行うことができる。

「作業２」に関して、トレミー管７０は雌ジョイント４０と中空管体３０との間に、両者の管径差に起因する下向段差４５を有しており、この下向段差４５は挿入方向に位置しているため、引っ掛かりの原因となることが懸念される。しかしながら、挿入作業時の地中孔５５内に存在する泥水等の安定液は、低比重で清水に近い状態であり、又地中孔５５内に挿入したトレミー管７０や芯材５０の先端は固定されていないため、挿入作業時に下向段差４５が芯材５０の芯材連結部５７に衝接することがあったとしても、衝接時の圧力によって両者の相対的な位置関係が変化して引っ掛かりが未然に防止されることが多い。

仮に引っ掛かりが生じた場合でも、地上から順次連結して挿入するトレミー管７０を多様な方向に揺動させることにより、下向段差４５と芯材連結部５７との相対的な位置関係を修正することが可能であり、容易に離脱することができる。また、雄ジョイント２０と中空管体３０との間の上向段差２５は、挿入方向に位置していないため挿入作業時における引っ掛かり現象は生じない。そのため、特許文献１にかかるトレミー管７０によれば、「作業２」を速やかに、確実に行うことができる。

これに対し、安定液と置換する流動化材料の打設に応じて、相互に連結したトレミー管７０を順次地上に引き抜く「作業３」は、トレミー管７０の先端が常に打設済みの高比重の流動化材料の天端より下方にあるように、その先端を流動化材料の天端から２ｍ～３ｍだけ深く貫入した状態を保持するように制御し、トレミー管７０の先端及び芯材５０の先端は打設済みの高比重の流動化材料によって把持された状態下で行われるため、前記した「作業２」と大きく事情を異にする。また、トレミー管７０は、打設済みの流動化材料への貫入深さの関係から、全長３ｍや６ｍの全長の短いトレミー管７０が多く使用されているため、トレミー管連結部７７が多数存在することとなる。

「作業３」は、トレミー管７０は雄ジョイント２０と中空管体３０との間に、両者の管径差に起因し、引き抜き方向に位置する上向段差２５を有しているため、作業状況によっては、上向段差２５が芯材５０の芯材連結部５７に引っ掛かってしまうことがある。特に、近時は、ソイルセメント等の流動化材料の利用用途が拡大し、従来の仮設構造物への利用から、本体構造物へ利用する事例が増加し、それに対応するため、流動化材料による構築物への要求能力が高くなっている。そのため、地中孔５５に建て込む芯材５０の数量が増加するとともに、そのサイズも大型化している。その結果、地中孔５５内に建て込んだ芯材５０間の間隙（クリアランス）が狭くなってきている。また、打設する高比重の流動化材料からの側圧により、先端部を固定されていない芯材５０が揺動したり、トレミー管７０が芯材５０方向に揺動することもある。加えて、Ｈ型鋼５１に代わる新たな素材の芯材５０も提供されており、芯材５０の間隔はより狭くなる方向にあり、「作業３」のトレミー管７０を引き抜く環境は従前より厳しさを増している。

なお、下向段差４５を有する雌ジョイント４０は、上向段差２５を有する雄ジョイント２０に連結されているため、雌ジョイント４０が引き抜き作業時における引っ掛かりの原因となることはない。

そのため、図２２，図２３に示すように、相互に連結したトレミー管７０，７０ａを矢印βに示すように地上方向へ引き抜く「作業３」において、中空管体３０と雄ジョイント２０との間の上向段差２５が、芯材連結部５７の添接板５２や水平方向に突出しているボルト５３やナット５４に引っ掛かることによって、流動化材料の打設作業が中断してしまう。このとき、トレミー管７０の先端は既に打設済みの流動化材料の中に貫入されており、芯材５０とともに高比重の流動化材料に把持されているため、地上からのトレミー管７０の位置修正は困難を伴い、場合によっては引っ掛かり（上向段差２５の芯材連結部５７への係合）を解消することができなかったり、解消のために長時間を要することがある。

流動化材料は時間とともに硬化が始まり流動性を失っていくため、上向段差２５の芯材連結部５７への引っ掛かりによって、打設作業が中断されると、引っ掛かり解消に費やす時間が固化体である構築物の製品不良の原因となる。即ち、品質のよい固化体を構築するためには所定の時間内に打設を完了することが肝要であり、引っ掛かりの解消に費やす時間は直接的に品質に影響することとなる。また、最終的に引き抜き不能となってトレミー管７０を回収できない場合は、施工不能に陥いることとなる。

加えて、「作業３」は流動化材料を打設して構築する構築物の多様化に伴って、その内容が質的に大きく変化している。即ち、地中孔に建て込む芯材の数量が増加し、大型化し、芯材間の間隙（クリアランス）が狭くなってトレミー管の挿入スペースが減少する等々、作業環境が厳しさを増しており、これらの作業環境の下で地中孔内に建て込んだ芯材へのトレミー管の連結部の干渉，引っかかりを防止して、流動化材料を打設後の地中孔から円滑に引き抜き、「作業３」を速やかに円滑に実施することが喫緊の解決課題となっている。

そこで、本発明は「作業３」を巡る近時の厳しい作業環境の下でも、地中孔内に建て込んだ芯材へのトレミー管の連結部の干渉，引っかかりを防止して、流動化材料を打設後の地中孔から円滑に引き抜くことが可能なトレミー管及びその連結構造並びにトレミー管の引抜方法を提供することを課題とする。

上記課題に関連して、流動化材料の打設に伴うトレミー管の引き抜き作業時の引っ掛かり防止手段として、トレミー管の本体外面に角部や段差部があっても、トレミー管の引き抜き作業時の引っ掛かり防止手段として、トレミー管の本体外面に、半径方向に張り出すように湾曲した部材を付設する手段が特許文献２に開示されている。しかしながら、この手段はトレミー管の直径を拡大する手段であり、前記した芯材間のトレミー管の挿入スペースの減少に伴う引っ掛かりを防止するという本発明の解決課題とは逆行する手段であり、本発明の解決課題を解決することはできない。

従来より６インチの管径のトレミー管が使用されており、本発明者は引っ掛かり防止手段の研究過程において、管径を５インチ以下の小口径化することを検討した。しかしながら、トレミー管を使用した流動化材料の打設は流動化材料の自重による打設であり、管径５インチのトレミー管による出願人の打設実績は地中孔の深度が２０ｍ程度の低深度に止まり、それ以上の深度となると管径５インチのトレミー管では打設不能となる怖れがある。また、トレミー管の管径を小口径化したとしても、引っ掛かりの原因となる上向段差は存在することに変わりない。そのため、本発明では現在使用され、高深度の地中孔への打設実績を有する管径６インチのトレミー管をベースとして、課題解決手段を検討することとした。

そこで、本発明者は、「作業１」「作業２」「作業４」を充足する特許文献１にかかるトレミー管に基づいて、引き抜き時の引っ掛かり原因となっている上向段差について鋭意研究の結果、上向段差に起因する引っ掛かりを防止することに止まらず、芯材に対するトレミー管の相対的な位置関係を上向段差を利用して修正する着想を得て、近時の「作業３」を巡る厳しい作業環境下において前記した解決課題を解決する手段として本発明に想到した。

本発明は、その課題を解決するために、請求項１により、所定の管径と長さ寸法を有する中空管体の一端に、中空管体より径大の中空筒状の雌ジョイントを固着するとともに、中空管体の他端に、中空管体より径大の径大部を有する中空筒状の雄ジョイントを固着してなるトレミー管において、中空管体の外周面に、テーパー面を形成した環状のスペーサを固着することにより、雄ジョイントの径大部の外周面端部から雌ジョイント方向の中空管体の外周面に向けて傾斜したガイドスロープ面を形成し、雄ジョイントの径大部と中空管体の管径の差に起因する上向段差を解消したトレミー管を基本として提供する。

請求項２により、スペーサを複数に分割して中空管体の外周面に固着した構成を、請求項３により、スペーサと雄ジョイントの径大部及び中空管体との接合部を段差のないように切削した構成を、請求項４により、一のトレミー管の雌ジョイントに、他のトレミー管の雄ジョイントを挿入して固定することにより、複数本のトレミー管を所定長さに連結する構成を提供する。

また、請求項５により、雄ジョイントは、径大部と、径大部に連設した嵌合部からなり、嵌合部は径大部より小径であって外周面上に係合凸部を突設するとともに、外周面に円周状の溝部を形成してなり、雌ジョイントは、その開放端部に切欠凹部を穿設し、その内周面に円周状の溝部を形成するとともに、該内周面の溝部に連通する開口部を外周面に開口してなる構成を提供する。更に、請求項６により、請求項５記載のトレミー管を使用し、トレミー管を相互に連結する際に、一のトレミー管の雌ジョイント内に、他のトレミー管の嵌合部を挿入し、雌ジョイントの切欠凹部と雄ジョイントの係合凸部を結合するとともに、雌ジョイントの内周面の溝部と雄ジョイントの嵌合部の外周面の溝部によって形成される円環状の孔部内に、複数本のワイヤを捻り合わせて構成された可撓性を有する棒状体からなり、一端に前記開口部に収納可能な把手を付設した連結具を環状に挿脱自在に収納することによって、トレミー管相互を円周方向及び連結方向の双方向において係脱不能に連結するトレミー管の連結構造を提供する。

更に、請求項７により、請求項６記載のトレミー管の連結構造を使用して、所定長さに連結したトレミー管を、安定液を使用して掘削し、複数の芯材を連結して所定長さとした芯材を建て込んだ地中孔内に、芯材に沿って順次挿入し、トレミー管から流動化材料を供給して安定液と置換しつつ順次引き抜くトレミー管の引き抜き方法において、トレミー管の雄ジョイントの芯材連結部への引っ掛かりをガイドスロープ面によって防止するトレミー管の引き抜き方法を提供する。

そして、請求項８により、ガイドスロープ面によって、芯材連結部へのトレミー管の雄ジョイントの引っ掛かりに起因するトレミー管の引き抜き不能を解消する方法を、請求項９により、複数の芯材を相互に添接板を介してボルト連結して所定長さの芯材とした方法を、請求項１０により、トレミー管の引抜き時に、雄ジョイントが芯材連結部に衝接した場合に、ガイドスロープ面によってトレミー管を芯材連結部から離反する方向に付勢し、トレミー管の雄ジョイントの芯材連結部への引っ掛かりを防止する方法を提供する。

以上記載した本発明にかかるトレミー管は、雄ジョイントの径大部の外周面端部から雌ジョイント方向の中空管体の外周面に向けて傾斜したガイドスロープ面を形成したことによって、雄ジョイントの径大部と中空管体の管径の差に起因する上向段差を物理的に解消した。このガイドスロープ面によって、トレミー管の引抜作業における芯材連結部への上向段差に起因するトレミー管の引っ掛かりを防止することができる。更に、トレミー管の引抜き時に、雄ジョイントが芯材連結部に衝接した場合に、ガイドスロープ面によってトレミー管を芯材連結部から離反する方向に付勢することができ、芯材に対するトレミー管の相対的な位置関係を修正することができる。これにより、引き抜き作業時におけるトレミー管の芯材連結部への引っ掛かりによって、流動化材料の打設作業が中断されたり、引っ掛かり解消作業に時間を費やすことがなくなり、流動化材料の硬化に伴う構築物の製品不良や、最終的にトレミー管の引き抜き不能となり、施工不能に陥ることを防止することができる。

特に、地中孔に建て込む芯材の数量の増加や大型化に伴って芯材間の間隙（クリアランス）が狭くなり、トレミー管の挿入スペースが減少する等々、その内容が質的に大きく変化し、厳しさを増している作業環境の中でも、トレミー管の引き抜き作業（「作業３」）を速やかに、円滑に行うことができる。その結果、安定液を使用して掘削し、芯材を建て込んだ地中孔内にトレミー管を挿入して、安定液と置換しつつ流動化材料を打設する作業に要求される前記した「作業１」「作業２」「作業４」を速やかに円滑に実施できることはもとより、引っ掛かりの防止が課題となっていた「作業３」をも速やかに、円滑に実施することが可能となった。

本発明にかかるトレミー管の全体斜視図。 本発明にかかるトレミー管の正面図。 トレミー管の雄ジョイント部分の斜視図。 トレミー管の雄ジョイント部分の正面図。 トレミー管の連結方法を示す説明斜視図。 トレミー管の連結部の斜視図。 トレミー管の連結部の断面図。 スペーサの（Ａ）底面図，（Ｂ）正面図，（Ｃ）斜視図。 雄ジョイントへのスペーサの装着方法を示す斜視図。 雄ジョイントへのスペーサの装着方法を示す斜視図。 雄ジョイントへのスペーサの装着方法を示す斜視図。 ガイドスロープ面の作用を示す要部断面図。 ガイドスロープ面の作用を示す要部断面図。 トレミー管と芯材の配置状態を示す要部平面図。 芯材の連結状態を示す要部斜視図。 従来のトレミー管の全体斜視図。 従来のトレミー管の正面図。 従来のトレミー管の雄ジョイント部分の正面図。 従来のトレミー管の連結方法を示す説明斜視図。 従来のトレミー管の連結部の断面図。 従来のトレミー管の連結部の斜視図。 従来のトレミー管の芯材への引っ掛かり状態を示す説明斜視図。 従来のトレミー管と芯材への引っ掛かり状態を示す部分断面図。

以下図面に基づいて本発明にかかるトレミー管及びその連結構造並びにトレミー管の引抜方法の実施形態を説明する。図１は本発明にかかるトレミー管５の全体斜視図、図２はその正面図、図３はトレミー管の雄ジョイント２０部分の斜視図、図４はその正面図である。本発明は図１６～図２３に示す従来のトレミー管７０をベースとして、本発明の解決課題を解決する手段を付加したものである。そのため、前記した従来のトレミー管７０と同一の構成については、同一の符号を付して改めて説明する。

トレミー管５は、所定の管径と長さ寸法を有する中空管体３０の一端に、中空管体３０より径大の中空筒状の雌ジョイント４０を固着するとともに、中空管体３０の他端に、中空管体３０より径大の径大部２１を有する中空筒状の雄ジョイント２０を固着してなる。具体的には図２に示すように、中空管体３０の一端部３１を雌ジョイント４０内に挿入して溶接して固着するとともに、中空管体３０の他端部３３を雄ジョイント２０の径大部２１内に挿入して溶接して固着している。

そのため、［中空管体３０の管径＜雌ジョイント４０の管径］となるため、中空管体３０と雌ジョイント４０との連結部には、両者の管径差に起因する下向段差４５が形成されている。同様に、［中空管体３０の管径＜雄ジョイント２０の径大部２１の管径］となるため、中空管体３０と雄ジョイント２０の径大部２１との連結部には、両者の管径差に起因する上向段差２５が形成されることを避けることができない。

図１，図７等に示すように、雌ジョイント４０は、その開放端部に切欠凹部４３を穿設し、その内周面に円周状の溝部４４を形成するとともに、内周面の溝部４４に連通する開口部４６を外周面に開口している。また、図２，図３，図４等に示すように雄ジョイント２０の径大部２１には嵌合部２２が連設されており、この嵌合部２２は径大部２１より小径であって雌ジョイント４０に嵌合可能であるとともに、外周面上に係合凸部２３を突設するとともに、外周面に円周状の溝部２４を形成している。

そのため、図７に示すように、一のトレミー管５の雌ジョイント４０に、他のトレミー管５ａの雄ジョイント２０を挿入して固着することにより、複数本のトレミー管５を所定長さに連結することが可能である。トレミー管５の連結に際しては、一のトレミー管５の一端に固着した雌ジョイント４０を上方に位置させ、この雌ジョイント４０に他のトレミー管５ａの他端に固着した雄ジョイント２０の嵌合部２２を挿入することにより連結する。よって、図７に示すように連結されたトレミー管５，５ａにおける連結部は雌ジョイント４０の上に雄ジョイント２０が連結されている。

トレミー管５の連結は、図５に示すように一のトレミー管５の所定の箇所にトレミーバンド６１を密接状態に装着し、その縁部の下端面を地中孔（図示略）の開口縁部に架設した支持部材６２の上面に係止させて支持させる。トレミーバンド６１は、アングル材を円形状に曲成して半円状に分割し、両者を一端部で開閉自在に軸支するとともに、他端部をピン６３により固定できるようにしたものであり、トレミー管５の雌ジョイント４０の下向段差４５に連設した中空管体３０の円周部に密接状態に装着する。支持部材６２は、トレミーバンド６１を介してトレミー管５の重量を仮に支え、又トレミー管５の動きを静止させる目的で使用するもので、トレミー管５のトレミー管連結部７において連結及び切り離し作業時に、地中孔内に挿入したトレミー管５の重量を仮に支えるとともに、トレミー管５を静止させ、流動化材料の打設作業を安全に確実に施工するために使用するものである。

次に、雄ジョイント２０を下向きとしてクレーンのフック（図示略）に吊支した他のトレミー管５ａの雄ジョイント２０の嵌合部２２を、矢印δに示すようにトレミー管５の雌ジョイント４０内に挿通させるとともに、係合凸部２３を切欠凹部４３に係合させる。この係合状態で溝部２４と溝部４４とが対面して一致する。そして、図５に示すように複数本のワイヤを捻り合わせて可撓性を保持したまま強度を高めた部材で構成された棒状体からなる連結具６５の一端に付設された把手６５ａを利用して連結具６５を開口部４６内に差し込み、連結具６５をトレミー管５の雌ジョイント４０の溝部４４と、トレミー管５ａの雄ジョイント２０の嵌合部２２の溝部２４との間に位置させる。併せて、雄ジョイント２０の嵌合部２２に設けたシール部材用溝部２７内にＯリングからなるシール部材（図示略）を嵌め込んでおく。

これにより雌ジョイント４０の切欠凹部４３内に、雄ジョイント２０の嵌合部２２の係合凸部２３が侵入して、両者が結合する。同時に嵌合部２２と雌ジョイント４０の円周面に沿って形成された溝部２４と、溝部４４内に形成される円環状の孔部内に可撓性を有する棒状体からなる連結具６５が環状に収納され、トレミー管５の雌ジョイント４０に、トレミー管５ａの雄ジョイント２０を気密封止下に連結することができる。

このとき、両トレミー管５，５ａは、連結具６５の作用によって連結方向に相互に係脱不能に係合している。よって、両トレミー管５，５ａに連結方向に離反する方向の力が作用しても、強度部材で構成された連結具６５の保持している剛性によって雄ジョイント２０の嵌合部２２と雌ジョイント４０とが抜けることがなくなり、謂わば連結具６５は両トレミー管５，５ａの抜けを防止するストッパとしての作用をもたらす。

また、係合凸部２３と切欠凹部４３が相互に係合することによって、円周方向においても相互に係脱不能に係合している。よって、両トレミー管５，５ａに円周方向に離反する力が作用しても、強度部材で構成された係合凸部２３と切欠凹部４３との係合によって、相互に連結したトレミー管５，５ａがそれぞれ単独で回動することがない。そのため、連結具６５を溝部２４と溝部４４の間から押し出すように作用することがなく、連結具６５の開口部４６からの抜け落ちを防止することができる。よって、雄ジョイント２０の嵌合部２２と雌ジョイント４０とが切り離されることがなくなり、謂わば連結具６５及び係合凸部２３と切欠凹部４３は両トレミー管５，５ａの円周方向における抜けを防止するストッパとしての作用をもたらす。

一方、両トレミー管５，５ａを切り離す場合には、作業員が把手６５ａを利用して連結具６５を開口部４６から引き抜いて、上方に位置する他のトレミー管５ａをクレーンで吊り上げることにより、その雄ジョイント２０の嵌合部２２が、下方に位置する一のトレミー管５の雌ジョイント４０から容易に離反し、係合凸部２３と切欠凹部４３の係合も解かれる。従って、連結具６５を開口部４６から挿脱し、係合凸部２３と切欠凹部４３を係脱するだけの操作を行うことによって、トレミー管５，５ａを相互に連結し、切り離すことができる。上記した本発明にかかるトレミー管５，５ａの構成は、前記した特許文献１にかかる従来のトレミー管７０，７０ａと同一である。

なお、トレミー管５，５ａの連結に際しては、一のトレミー管５の雌ジョイント４０の上に、他のトレミー管５ａの雄ジョイント２０を連結するようにしている。これは流動化材料の打設時に雄ジョイント２０が案内する流動化材料を雌ジョイント４０で受ける構造となっているためである。また、雄ジョイント２０を上にして連結することで、雌ジョイント４０の内部を目視した状態で連結作業を行うことができるためである。

雌ジョイント４０及び雄ジョイント２０は、中空管体３０を挿入して溶接する構成上、一定の厚みを保持する必要があり、中空管体３０との間の下向段差４５及び上向段差２５が形成されることは避けられない。また、トレミー管５に先端閉塞が生じ、流動化材料の重量がトレミー管５にかかった場合にもトレミー管連結部７が切り離されない強度が要求される。そのため、雌ジョイント４０及び雄ジョイント２０は、構成上及び強度保持のためにも中空管体３０よりも径大に構成するとともに、所定の肉厚を保持する必要がある。

下向段差４５は、トレミーバンド６１を支持するためにも必要であり、又トレミー管５の引き抜き時の引っ掛かりの原因となることはない。一方、上向段差２５はトレミー管５の引き抜き時に引っ掛かりの原因となるため、雄ジョイント２０の径大部２１の端部は、中空管体３０方向に向けて徐々に管径を絞った傾斜部２１ａとして形成し、上向段差２５の幅を小さくするようにしている。しかしながら、径大部２１が、一定の厚みを保持する必要があることに変わりなく、上向段差２５を消滅させるほど、即ち、傾斜部２１ａを中空管体３０と同一径となるまで管径を絞ることは、強度維持の観点からも選択できない。即ち、中空管体３０と雄ジョイント２０の固着を溶接により行っているため、雄ジョイント２０を直接過度に切削すると、雄ジョイント２０の強度低下を起こすこととなるためである。よって、雄ジョイント２０の径大部２１は、傾斜部２１ａによって管径を絞ってはいるものの、中空管体３０との連結部には一定の厚みを保持することが必要不可欠であり、トレミー管５の引き抜き時の芯材連結部５７への引っ掛かりの原因となる上向段差２５が形成されることを避けられない。

本発明の特徴的構成は、雄ジョイント２０の径大部２１（より具体的には傾斜部２１ａ）の外周面端部２１ｂから、雌ジョイント４０方向の中空管体３０の外周面に向けて徐々に傾斜したテーパー面を有するガイドスロープ面１０を形成し、雄ジョイント２０の径大部２１と中空管体３０の管径の差に起因する上向段差２５を物理的に解消すること、即ち、上向段差２５を雄ジョイント２０とは別体のガイドスロープ面１０で充填し、段差を解消することにある。

ガイドスロープ面１０は、上向段差２５に連続した中空管体３０の外周面に、テーパー面を形成した環状のスペーサ１５を溶接して固着することによって形成する。その工程を図８～図１１に基づいて説明する。図８は２分割した一方のスペーサ１５の（Ａ）底面図，（Ｂ）正面図，（Ｃ）斜視図である。スペーサ１５の底面１５ａは一定の肉厚寸法を有し、先端に向けて徐々に薄肉となるテーパー面を有する外周面と、同一径の内周面を有する。実施形態では、２分割したスペーサ１５を２つ使用し、相互に連結して環状のスペーサ１５を形成するが、３分割，４分割等他の複数分割であってもよいし、均等に分割しなくともよい。また、分割することなく予め環状としておいてもよい。要すれば、スペーサ１５は、トレミー管５とは別部材であって、上向段差２５を物理的に解消するとともに、ガイドスロープ面１０を形成することが可能な部材であればよい。

環状に連結したスペーサ１５の底面１５ａは、上向段差２５を構成する雄ジョイント２０の径大部２１における傾斜部２１ａの外周面端部２１ｂと中空管体３０との管径差と略同じ幅寸法の円弧状平面を形成し、先部１５ｂは中空管体３０の管径より僅かに大きい管径の先鋭面に形成されている。この２分割したスペーサ１５を図９の矢印αに示すように、雄ジョイント２０の上向段差２５に嵌合し、必要箇所を溶接する。図１０は上向段差２５に２分割したスペーサ１５の一方を固着した状態の斜視図であり、スペーサ１５を固着した側の上向段差２５は解消され、固着していない側の上向段差２５はそのまま残っている。上向段差２５に固着した環状のスペーサ１５は、雄ジョイント２０及び中空管体３０との接合部における溶接肉盛部やバリを図１１に示すように、作業者Ｐがグラインダ１７で切削することによって除去し、スペーサ１５によって形成されるガイドスロープ面１０と雄ジョイント２０の径大部２１における傾斜部２１ａ及び中空管体３０との接合部を物理的な段差がないように一体に切削加工する。なお、本発明でいう物理的な段差がないとは、芯材連結部５７において、引っ掛かりの原因とならない程度に平滑となっている状態をいい、目視や手触りによって確認すればよい。

ガイドスロープ面１０は、雄ジョイント２０と中空管体３０の管径差、具体的には径大部２１における傾斜部２１ａと中空管体３０の管径差に起因する上向段差２５を解消するために形成するものであり、雌ジョイント４０と中空管体３０の管径差に起因する下向段差４５はそのまま残しておく。複数のトレミー管５，５ａを相互に連結する際には、一のトレミー管５の上方に位置させた雌ジョイント４０に、他のトレミー管５ａの下方に位置させた雄ジョイント２０の嵌合部２２を挿入して連結する。そのため、地中孔からの引き抜き時において、下向段差４５は、トレミー管連結部７の地中孔の底部方向に位置するため、芯材連結部５７に引っ掛かることがなく、引っ掛かりを解消するためのガイドスロープ面１０を必要としないためである。

安定液を使用して掘削した地中孔５５内における芯材５０とトレミー管５，５ａの配置状況は先に説明したとおりであるが、改めて図１４に基づいて、その概要を説明する。図において、地中孔５５は安定液を使用して所定深さに掘削した地中連続壁を構築するためのエレメントである。この図は安定液を満たして掘削を完了した地中孔５５内に、複数のＨ型鋼５１を相互に連結して所定長さとした芯材５０を一定間隔で建て込んだ後に、前記した構成の複数のトレミー管５，５ａを相互に連結して所定長さとしたトレミー管５を各芯材５０間に挿入した地中孔５５の平面図を示している。

地中孔５５に建て込む芯材５０は、輸送長さを超える場合は、連結することが必要となり、具体的には略１０ｍの長さの芯材５０を相互に連結して所定長さとしている。重量物であるＨ型鋼５１を相互に連結するため、図１５に示すように所定長さの複数のＨ型鋼５１の両フランジ５１ａとウェブ５１ｂを長手方向において当接させ、それぞれ表裏両面に所定面積の鋼製の添接板５２を配置して挟持し、必要数のボルト５３，ナット５４で連結して、所定長さの芯材５０としている。そのため、芯材５０の長さピッチ毎に芯材連結部５７が存在することとなる。このことは芯材５０がＨ型鋼５１ではなく、他の素材である場合も同様である。

地中孔５５内の鉛直方向に建て込んだＨ型鋼５１からなる芯材５０の芯材連結部５７において、Ｈ型鋼５１の表面からは、添接板５２やボルト５３，ナット５４が水平方向に突出している。そのため、所定長さに連結したトレミー管５は、添接板５２やボルト５３，ナット５４が水平方向に突出した状態の芯材５０間に挿入して流動化材料を打設し、打設作業の進行とともに地上に引き抜く必要がある。

上記した雄ジョイント２０の上向段差２５にガイドスロープ面１０を形成した本発明にかかるトレミー管５，５ａを所定数使用して、下方に配置した一のトレミー管５の雌ジョイント４０に、上方に配置した他のトレミー管５ａの雄ジョイント２０を連結することにより複数本を相互に連結して所定長さとするトレミー管５，５ａを、安定液を使用して掘削し、複数の芯材５０を連結して所定長さとした芯材５０を建て込んだ地中孔５５内に、芯材５０に沿って順次挿入し、トレミー管５，５ａから流動化材料を供給して安定液と置換しつつトレミー管を順次引き抜くことによって、流動化材料を打設する。

相互に連結したトレミー管５，５ａにおいて、雌ジョイント４０に連結した雄ジョイント２０が上方（引き抜き方向）に位置するため、作業状況によっては何らかの理由で、引き抜き方向に位置する雄ジョイント２０と中空管体３０との間の上向段差２５が、芯材連結部５７に引っ掛かってしまい、引き抜き作業が行えなくなることがある。この場合、一端引き抜き作業を中断させて、地上からトレミー管を回動させたり、揺動させることによって引っ掛かりを解く必要がある。

しかしながら、このとき、相互に連結したトレミー管５，５ａの先端は既に打設済みの流動化材料の中に埋設されているため、地上からのトレミー管５，５ａの位置制御は困難を伴い、場合によっては引っ掛かり（係合）を解消することができないことがある。特に、近時は、ソイルセメント等の流動化材料の利用用途が拡大し、従来の仮設構造物への利用から、本体構造物に利用する事例が増加し、それに対応するためソイルセメント壁等の流動化材料による構築物への要求能力が高くなっている。そのため、地中孔５５に建て込む芯材５０の数量が増加し、芯材５０も大型化する。その結果、芯材５０間の間隙（クリアランス）が狭くなってきている。また、打設する高比重の流動化材料の圧力により、先端部を固定されていない芯材５０が揺動したり、トレミー管５，５ａが芯材５０方向に揺動することもある。加えて、Ｈ型鋼に代わる新たな素材の芯材も提供されており、芯材５０の間隔はより狭くなる方向にあり、トレミー管５，５ａを引き抜く環境は厳しさを増している。

このようなトレミー管５，５ａの引き抜き時に、トレミー管５，５ａの雄ジョイント２０の芯材５０の連結部への引っ掛かりを生じやすい厳しい作業環境の下でも、本発明にかかるトレミー管５，５ａは、引っ掛かりの原因となる上向段差２５を、ガイドスロープ面１０によって解消しており、かつ、ガイドスロープ面１０をテーパー面で形成していることから、ガイドスロープ面１０によって、芯材５０の連結部へのトレミー管５，５ａの雄ジョイント２０の引っ掛かりを防ぐことができ、引っ掛かりに起因するトレミー管５の引き抜き不能を解消することができる。

具体的には、図１２，図１３に示すように、相互に連結したトレミー管５，５ａを矢印βに示すように地上方向への引き抜き作業時において、中空管体３０と雄ジョイント２０が、添接板５２を介して芯材５０，５０を連結し水平方向に突出しているボルト５３に衝接することがある。このとき、相互に連結したトレミー管５，５ａの先端は既に打設済みの流動化材料の中に埋設されて固定された状態にあり、地上からはトレミー管５，５ａの位置制御が困難である。しかしながら、図１２に示すように、上記した芯材５０の芯材連結部５７に衝接するのは、雄ジョイント２０のガイドスロープ面１０であり、衝接時の圧力がガイドスロープ面１０に作用し、図１３の矢印γに示すようにトレミー管５，５ａを芯材５０の芯材連結部５７から離反する方向に付勢する。そのため、トレミー管５，５ａの雄ジョイント２０が芯材５０の芯材連結部５７に引っ掛かることを防止し、芯材の引き抜き作業である「作業３」を速やかに、円滑に実施することができる。

以上記載した本発明にかかるトレミー管は、雄ジョイントの径大部の外周面端部から雌ジョイント方向の中空管体の外周面に向けて傾斜したガイドスロープ面を形成したことによって、雄ジョイントの径大部と中空管体の管径の差に起因する上向段差を物理的に解消した。このガイドスロープ面によって、トレミー管の引抜作業における芯材連結部への上向段差に起因するトレミー管の引っ掛かりを防止することができる。更に、トレミー管の引抜き時に、雄ジョイントが芯材連結部に衝接した場合に、ガイドスロープ面によってトレミー管を芯材連結部から離反する方向に付勢することができ、芯材に対するトレミー管の相対的な位置関係を修正することができる。これにより、引き抜き作業時におけるトレミー管の芯材連結部への引っ掛かりによって、流動化材料の打設作業が中断されたり、引っ掛かり解消作業に時間を費やすことがなくなり、流動化材料の硬化に伴う構築物の製品不良や、最終的にトレミー管の引き抜き不能となり、施工不能に陥ることを防止することができる。

特に、地中孔に建て込む芯材の数量の増加や大型化に伴って芯材間の間隙（クリアランス）が狭くなり、トレミー管の挿入スペースが減少する等々、その内容が質的に大きく変化し、厳しさを増している作業環境の中でも、トレミー管の引き抜き作業（「作業３」）を速やかに、円滑に行うことができる。その結果、安定液を使用して掘削し、芯材を建て込んだ地中孔内にトレミー管を挿入して、安定液と置換しつつ流動化材料を打設する作業に要求される前記した「作業１」「作業２」「作業４」を速やかに円滑に実施できることはもとより、引っ掛かりの防止が課題となっていた「作業３」をも速やかに、円滑に実施することが可能となった。

５，５ａ…（本発明にかかる）トレミー管
７…（本発明にかかる）トレミー管連結部
１０…ガイドスロープ面
１５…スペーサ
１５ａ…底面
１５ｂ…先部
１７…グラインダ
２０…雄ジョイント
２１…径大部
２１ａ…傾斜部
２１ｂ…外周面端部
２２…嵌合部
２３…係合凸部
２４…溝部
２５…上向段差
２７…シール部材用溝部
３０…中空管体
３１…一端部
３３…他端部
４０…雌ジョイント
４３…切欠凹部
４４…溝部
４５…下向段差
４６…開口部
５０…芯材
５１…Ｈ型鋼
５１ａ…フランジ
５１ｂ…ウェブ
５２…添接板
５３…ボルト
５４…ナット
５５…地中孔
５７…芯材連結部
６１…トレミーバンド
６２…支持部材
６３…ピン
６５…連結具
６５ａ…把手
７０，７０ａ…（従来の）トレミー管
７７…（従来の）トレミー管連結部

Claims (10)

1. 所定の管径と長さ寸法を有する中空管体の一端に、中空管体より径大の中空筒状の雌ジョイントを固着するとともに、中空管体の他端に、中空管体より径大の径大部を有する中空筒状の雄ジョイントを固着してなるトレミー管において、
   中空管体の外周面に、テーパー面を形成した環状のスペーサを固着することにより、
   雄ジョイントの径大部の外周面端部から雌ジョイント方向の中空管体の外周面に向けて傾斜したガイドスロープ面を形成し、雄ジョイントの径大部と中空管体の管径の差に起因する上向段差を解消したことを特徴とするトレミー管。
2. スペーサを複数に分割して中空管体の外周面に固着した請求項１記載のトレミー管。
3. スペーサと雄ジョイントの径大部及び中空管体との接合部を段差のないように切削した請求項１又は２記載のトレミー管。
4. 一のトレミー管の雌ジョイントに、他のトレミー管の雄ジョイントを挿入して固定することにより、複数本のトレミー管を所定長さに連結する請求項１，２又は３記載のトレミー管。
5. 雄ジョイントは、径大部と、径大部に連設した嵌合部からなり、嵌合部は径大部より小径であって外周面上に係合凸部を突設するとともに、外周面に円周状の溝部を形成してなり、
   雌ジョイントは、その開放端部に切欠凹部を穿設し、その内周面に円周状の溝部を形成するとともに、該内周面の溝部に連通する開口部を外周面に開口してなる請求項１，２，３又は４記載のトレミー管。
6. 請求項５記載のトレミー管を使用し、
   トレミー管を相互に連結する際に、一のトレミー管の雌ジョイント内に、他のトレミー管の嵌合部を挿入し、雌ジョイントの切欠凹部と雄ジョイントの係合凸部を結合するとともに、雌ジョイントの内周面の溝部と雄ジョイントの嵌合部の外周面の溝部によって形成される円環状の孔部内に、
   複数本のワイヤを捻り合わせて構成された可撓性を有する棒状体からなり、一端に前記開口部に収納可能な把手を付設した連結具を環状に挿脱自在に収納することによって、
   トレミー管相互を円周方向及び連結方向の双方向において係脱不能に連結するトレミー管の連結構造。
7. 請求項６記載のトレミー管の連結構造を使用して、所定長さに連結したトレミー管を、
   安定液を使用して掘削し、複数の芯材を連結して所定長さとした芯材を建て込んだ地中孔内に、芯材に沿って順次挿入し、トレミー管から流動化材料を供給して安定液と置換しつつ順次引き抜くトレミー管の引き抜き方法において、
   トレミー管の雄ジョイントの芯材連結部への引っ掛かりをガイドスロープ面によって防止することを特徴とするトレミー管の引き抜き方法。
8. ガイドスロープ面によって、芯材連結部へのトレミー管の雄ジョイントの引っ掛かりに起因するトレミー管の引き抜き不能を解消することを特徴とする請求項７記載のトレミー管の引き抜き方法。
9. 複数の芯材を相互に添接板を介してボルト連結して所定長さの芯材とした請求項７又は８記載のトレミー管の引き抜き方法。
10. トレミー管の引き抜き時に、雄ジョイントが芯材連結部に衝接した場合に、ガイドスロープ面によってトレミー管を芯材連結部から離反する方向に付勢し、トレミー管の雄ジョイントの芯材連結部への引っ掛かりを防止する請求項７，８又は９記載のトレミー管の引き抜き方法。

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