JP7558601B2 - 掘削ガイド装置 - Google Patents

Description

本発明は建築現場における土留め壁の施工に使用する掘削ガイド装置に関する。

一般に、ビル等の建物を建てる際には、敷地を所定深さに掘削する掘削工事が行われ、また、この掘削工事を行うには、必ず、土留工事が必要となる。土留工事は、掘削工事を行うとき、周囲地盤が崩壊したり、周囲地盤からの土砂や水が流出したりすることが多いことから、作業に危険性を伴うことも多いので、それらを保護するために、掘削した側面を保護するために必須の工事である。そして、土留工事が必要な場合は、工事現場の土質、地下水位、周辺の建築物や地盤上の荷重等を充分検討して工事方法を決めることが必要となる。

従来より、土留工事としては次のような工法が知られている。すなわち、最も一般的な工法として、親杭・横矢板工法が挙げられる。この親杭・横矢板工法として、まず、地中に親杭としてのＨ型鋼を同じ所定間隔で直列状に埋めこみ、そのＨ型鋼間に人力で複数枚の横矢板を隙間なく填め込んでいく土留め壁が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１６－２０４８３４号公報 特開２００８－２０８５９９号公報

しかし、上記特許文献１に開示された技術では、複数本のＨ型鋼を埋め込んでおいて、それらのＨ型鋼間に多数枚の横矢板を嵌め込むので、敷地を所定深さに掘削しなければならず、その掘削作業が大掛かりとなり、Ｈ型鋼間に複数枚の横矢板を隙間なく填め込むための準備段階に多くの手間と時間が掛かる、という問題がある。

また、所定深さに掘削しなければならないが、地質が悪く地盤が脆かったり、土砂の圧力が強すぎたりする場所には不向きである、という問題もある。例えば、現場が河の近くであった場合等には、現場敷地を掘るうちに水が流出し、作業が困難となる。

さらに、Ｈ型鋼間に人力で複数枚の横矢板を隙間なく填め込んで行くための技能が必要となるが、そのような技能を身に付けた熟練の矢板職人が少なくなっており、作業が思うように捗らない、という問題や、横矢板に適した木材の入手が困難となっているうえ、大きな建設現場になればなるほど、夥しい数の矢板が必要となるので、横矢板の入手が一層困難となっている、という問題も生じている。

さらに、土留めとしてセメントを使用したものが特許文献２等で存在するが、この場合では、セメントの使用量が多く、費用が高くなり、施工時間も多くなる。本発明では、敷地の地質に関係なく、また敷地を深堀りすることなく土留め壁を容易に形成することができる建築現場における土留め壁の施工において予定した位置に正確に杭用穴を掘削できる掘削ガイド装置を提供することを目的とする。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、Ｈ型鋼を有する複数の親杭の間の所定位置にセメントミルクを注入するための新たな杭用穴を掘削するための掘削ドリルの下端に連結される掘削ガイド装置であって、軸方向中心部に中間箇所に軸支部が形成されたガイド本体と、前記軸支部に装着する２つのブレード保持材と、ブレード材とを備え、前記ブレ―ド保持材は半円アーチ状の軸受部と該軸受部の幅方向両端より外方に延在する連結板部と、前記軸受部の所定位置から径方向に延在するブレード取付板部とからなり、両前記ブレード保持材は、両前記軸受部が前記ガイド本体の前記軸支部を挟持して前記連結板部同士が固着具にて固着され、且つ前記ブレード材は、前記ブレード取付板部に固着具を介して固着され、両前記ブレード保持材同士が前記軸支部に装着された状態で、両前記ブレード取付板部同士は、両前記軸受部によって構成される円の直径の延長上に位置するように設定され、
２つの両前記ブレード材は、前記ガイド本体の前記軸支部の直径中心に対して略点対称の位置関係となるよう両前記ブレード取付板部に装着され、両前記ブレード材のそれぞれの先端部分は隣接する前記両Ｈ型鋼の各々の両フランジとウェブによって構成される空隙に挿入されると共に前記Ｈ型鋼の両前記フランジ又は前記ウェブに当接できるようにセットされるものとし、前記ガイド本体の前記軸支部に装着された両前記ブレード保持材は、前記掘削ドリルの回動によって回動すると共に前記ブレード材が前記Ｈ型鋼のフランジに当接したときには、両前記ブレード保持材の回動が停止し、両前記ブレード保持材と前記軸支部とが空転する構成としてなることを特徴とする掘削ガイド装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１に記載の掘削ガイド装置において、前記ブレード材は、長手方向において種々の異なる長さのものが準備されてなることを特徴とする掘削ガイド装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２に記載の掘削ガイド装置において、２つの前記ブレード材は、長手方向に異なる長さのものが使用されてなることを特徴とする掘削ガイド装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１又は２に記載の掘削ガイド装置において、２つの前記ブレード材は、２つの前記ブレード材は長手方向に同一長さのものが使用されてなることを特徴とする掘削ガイド装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、掘削ガイド装置の２個のブレード材の先端は親杭のＨ型鋼の両フランジの間に入り込み、ブレード材の先端はＨ型鋼のフランジ又はウェブに近接又は当接する。そして、両親杭のＨ型鋼間に中間壁穴部を掘削するときには、掘削ドリルが回転する共に掘削ガイド装置自体も回転しようとするが、両ブレード材が両Ｈ型鋼のフランジに当接することで掘削ガイド装置はガイド本体の軸支部に対して空転することとなり、掘削ドリルの軸芯は、隣接する両親杭のＨ型鋼によって一定の位置に維持され、付近の側壁の側壁穴部に影響されることなく、正確に中間壁の中間壁穴部を掘削することができる。このように、掘削開始から掘削ドリル，ループヘッド及び先端掘削機構部等の進行方向を正確に維持するための案内としての役目をなすものである。さらに、掘削ガイド装置のブレード材は、掘削作業において土や、注入するセメントミルクを回転可動範囲内において撹拌する役目も有している。

請求項２の発明では、ブレード材６３は、長手方向において種々の異なる長さのものが準備されることにより、ブレード保持材をガイド本体から外すことなくブレード材のみの交換を行うことができる。請求項３の発明では、２つのブレード材は長手方向に異なる長さのものが使用されることより、隣接する両親杭の両Ｈ型鋼の中間より一方のＨ型鋼側に偏った位置となる中間壁穴部の掘削に好適である。請求項４の発明では、２つのブレード材は長手方向に同一長さのものが使用されることにより、隣接する両親杭間の両Ｈ型鋼の中心に位置する中間壁穴部の掘削に好適である。

（Ａ）は本発明に係る土留め壁の一部を示す要部斜視図、（Ｂ）は土留め壁の要部縦断正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ1－Ｘ1矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸ2－Ｘ2矢視断面図、（Ｅ）は（Ｂ）の(α)部拡大図である。 （Ａ）は土留め施工領域における土留め壁の横断平面略示図、（Ｂ）は（Ａ）の(β)部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の(γ)部拡大図、（Ｄ）は単位壁体において中間壁を１個とした要部横断平面略示図である。 （Ａ）～（Ｃ）は親杭の構造を示す横断平面図及び縦断正面図である。 （Ａ）～（Ｃ）は側壁及び中間壁の構造を示す横断平面図及び縦断正面図である。 親杭の施工を示す工程１～工程３の図である。 親杭の施工が完了するまでを示す工程４～工程６の図である。 側壁の施工が完了するまでの工程７～工程１０の図である。 中間壁の施工が完了するまでの工程１１～工程１４の図である。 （Ａ）は掘削ガイド装置の分解斜視図、（Ｂ）は掘削用ドリルの下方の一部と掘削ガイド装置とを連結した状態の斜視図である。 （Ａ）は掘削用ドリルに掘削ガイド装置を装着した正面図、（Ｂ）は掘削ガイド装置を分解した正面図、(Ｃ)は掘削ガイド装置の要部断面図、（Ｄ）は掘削ガイド装置と掘削用ドリルの連結部分の断面図である。 （Ａ）～（Ｃ）は掘削ガイド装置の使用状態を示す図である。

以下に、図面に基づいて本発明における土留め壁と、土留め壁施工方法と、掘削ガイド装置の実施形態について説明する。まず、土留め壁から説明し、次いで土留め壁施工方法と、掘削ガイド装置を説明する。土留め壁は、閉鎖囲い壁状に施工されている〔図２(Ａ)参照〕。具体的には、最初に土留め施工領域Ａが設定される。該土留め施工領域Ａとは、土留め壁を施工する土地，敷地に土留め壁を施工するための領域を設定することである〔図２(Ａ)参照〕。土留め壁を構成する親杭Ｂ1，側壁４及び中間壁５は土留め施工領域Ａの領域境界線に沿って施工される〔図２(Ａ)参照〕。

土留め施工領域Ａは、Ｘ方向及びＹ方向に沿う直線部分と複数の角部とによって構成される〔図２(Ａ)参照〕。該土留め施工領域Ａを決定するＸ方向の線を領域境界線Ｊxとし、Ｙ方向の線を領域境界線Ｊyとする。また、土留め施工領域Ａには、外に向かう角部である出隅角部Ｔo、内側に向かって凹む角部である入隅角部Ｔiが存在する。

ここで、発明の説明を行う上で、便宜上、方向を示す文言としてＸ方向及びＹ方向を用いており、原則として土留め施工領域Ａの横方向をＸ方向とし、領域境界線Ｊxを横方向線とし、また、縦方向をＹ方向とし、領域境界線Ｊyを縦方向線とている(図２参照)。しかし、Ｘ方向及びＹ方向については、Ｘ方向を縦方向とし、Ｙ方向を横方向と置き換え、領域境界線Ｊxを縦方向線とし、領域境界線Ｊyを横方向線としても構わない。

また、土留め施工領域Ａに土留め壁を施工する構造物として前述した親杭Ｂ1と、側壁４と、中間壁５とが存在する〔図１(Ａ)，（Ｂ），（Ｃ），図２，図４（Ｃ）等参照〕。そして、土留め施工領域Ａの領域境界線に沿って親杭Ｂ1が所定間隔をおいて配置され、土留め施工領域Ａの領域境界線に沿って配列された複数の親杭Ｂ1においてそれぞれの隣接する親杭Ｂ1，Ｂ1間に側壁４，４と２つ又は１つの中間壁５とが形成されている。

側壁４の一部と中間壁５の一部同士が幅方向(水平方向)にて交わり部分を有し、これらが連続状に繋がることにより土留め施工領域Ａに土留め壁が構成される。そして、隣接する両親杭Ｂ1，Ｂ間に構成される側壁４と中間壁５によって構成される部分的な壁体を単
位壁体Ｂ2と称することにする(図２参照)。

親杭Ｂ1は、親杭穴部１と、杭芯としてのＨ型鋼２と、コンクリート支持部３とから構成され〔図３(Ａ)参照〕、親杭穴部１にＨ型鋼２が埋め込まれ〔図３(Ｂ)参照〕、コンクリート支持部３によってＨ型鋼２が親杭穴部１に固定支持される〔図３(Ｃ)参照〕。親杭Ｂ1の施工において、まず土留め施工領域Ａにおいて親杭Ｂ1を施工しようとする位置に、Ｈ型鋼２が打ち込まれるための親杭穴部１が掘削される（図５の工程２参照）。

Ｈ型鋼２の地面への打ち込みが作業を容易とするために、掘削作業機のドリル軸により、Ｈ型鋼２のＨ型の断面形状よりも大きな内径となる親杭穴部１が掘削される。該親杭穴部１にＨ型鋼２が直立状に挿入される〔図３(Ｂ)，（Ｃ），図６工程５参照〕。Ｈ型鋼２の全長は、親杭穴部１の深さ全長よりも僅かに長いものが使用され、Ｈ型鋼２は親杭穴部１に完全に打ち込まれた状態において、Ｈ型鋼２の上方先端部分は親杭穴部１の開口から僅かに突出するようにしている。

親杭穴部１の開口と底面とに亘る全深長においてその底面から親杭穴部１の全深長の略中間箇所までの部分にコンクリート支持部３が設けられている〔図１(Ｂ)，（Ｄ），図３（Ｂ），（Ｃ）参照〕。該コンクリート支持部３は、Ｈ型鋼２をその長手方向の底部から中間の位置までの部分をコンクリート内に埋め込むように被覆し、且つコンクリート支持部３の外周及び底面は、親杭穴部１の内周及び底部に密接し、Ｈ型鋼２が親杭穴部１に確実に固定支持される構成となっている〔図１(Ａ)，（Ｂ），（Ｄ）参照〕。

コンクリート支持部３は、親杭穴部１内に注入した液体状のセメントミルクが固化することによって形成されるものである。そして、親杭穴部１には、前記コンクリート支持部３上に掘削時に排土して開口部周辺に盛られた盛土を、親杭穴部１の開口を塞ぐようにするまで埋め戻される〔図３(Ｃ)，図６工程６参照〕。このような構成の親杭Ｂ1が前記土留め施工領域Ａの領域境界線Ｊx及び領域境界線Ｊyに沿って所定間隔をおいて施工される〔図２(Ａ)参照〕。

次に、隣接する親杭Ｂ1，Ｂ1間に施工される単位壁体Ｂ2について、側壁４の施工を説
明する。側壁４は原則として２つ施工される〔図１(Ａ)，（Ｂ），（Ｃ）参照〕。該側壁４は、側壁穴部４１と該側壁穴部４１に注入されたセメントミルクが固化した側壁コンクリート部４２とから構成される。側壁４は略円筒状である〔図１(Ａ)，（Ｃ），図２（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）参照〕。

さらに、側壁４の円筒状の外形の一部は、親杭Ｂ1のＨ型鋼２の両フランジ２１，２１間の空隙Ｓに入り込んでおり、その側壁４の空隙Ｓに入り込んだ部分はＨ型鋼２のウェブ２２に当接又は近接するように構成されている〔図１(Ａ)，（Ｃ），図２参照〕。また、側壁穴部４１は、親杭穴部１と一部同士が必然的に交じり合う構造となる〔図１（Ｂ），図４(Ａ)，（Ｂ），図７工程８，工程９等参照〕。

側壁４は、親杭Ｂ1の深さよりも浅く設定されている。具体的には、親杭部Ｂの深さに対して、側壁４の深さは略半分より僅かに多い程度である〔図１(Ｂ)，（Ｅ），図４（Ａ），（Ｂ）参照〕。そして、側壁４の下方と、親杭Ｂ1のコンクリート支持部３の上方とは深さ方向(又は上下方向)において交わる部分を有するものである〔図１(Ａ)，（Ｂ），（Ｃ），（Ｅ）参照〕。

親杭Ｂ1と側壁４における上記構成について換言すると、側壁４の深さ寸法は、親杭穴部１の開口からコンクリート支持部３の上端までの深さ寸法よりも大きくなっている(図１参照)。つまり、親杭穴部１の開口からコンクリート支持部３の上端までの深さ寸法をＨ1とし、側壁４の側壁コンクリート部４２又は側壁穴部４１の深さをＨ2とすると、
Ｈ2＞Ｈ1である。

そして、コンクリート支持部３と側壁４の側壁コンクリート部４２との上下方向(深さ方向)における交わり箇所を交わり部９０とすると、該交わり部９０の上下方向における交わり寸法ｈは、
ｈ＝Ｈ2－Ｈ1である。
ここで、親杭Ｂ1のコンクリート支持部３と側壁４の側壁コンクリート部４２との上下方向(深さ方向)における交わり寸法ｈは〔図１(Ｂ)，（Ｅ）参照〕、具体的には親杭Ｂ1の深さを約１０ｍ程度とすると、交わり部９０の交わり寸法ｈは約１ｍ程度である。

つまり、親杭Ｂ1のコンクリート支持部３の上方部分と、側壁４の下方部分とが上下方
向における交わり部９０を有し、コンクリート支持部３と側壁４の側壁コンクリート部４２との深さ方向(又は上下方向)における一部同士が連続して繋がる部分となる。また、交わり部９０の交わり寸法ｈは、上記数値に限定されず、親杭穴部１及び側壁穴部４１の深さ寸法の大小に応じて適宜変更され、約０．５ｍ程度乃至約２ｍ程度とすることもある。

ここで、側壁４の側壁穴部４１の掘削及びセメントミルクの注入作業は、親杭Ｂ1のコンクリート支持部３の施工のためのセメントミルクが完全に固化する前で、まだ流体状のときに行われる。つまり、コンクリート支持部３のコンクリート部分がまだ固化に至らず液状状態であり、側壁４を形成するセメントミルクと混ざり合うことができる状態のときに、側壁４における側壁穴部４１と該側壁穴部４１へのセメントミルク注入作業が行われる。

これによって、親杭Ｂ1のコンクリート支持部３と、側壁４のセメントミルクの固化に
よって形成される側壁コンクリート部４２が混ざり合ってコンクリート支持部３と側壁４の側壁コンクリート部４２が一体化する〔図１，図４(Ｂ)，（Ｃ）参照〕。

また、親杭Ｂ1の親杭穴部１に盛土が埋め戻された箇所と、側壁４とは交わることにな
る。ここで親杭Ｂ1の親杭穴部１に埋め戻された盛土と、側壁４の側壁穴部４１にセメン
トミルクが注入される過程で、そのセメントミルクが親杭穴部１側にも流れ込み、親杭穴部１内に埋め戻された盛土と側壁穴部４１に注入されたセメントミルクとが混ざり合う。

そして、親杭穴部１内で且つコンクリート支持部３の上方に側壁穴部４１に注入されたセメントミルクが盛土と混ざり合ってモルタル状態となり、これが固化されて、コンクリート支持部３の上方にも該コンクリート支持部３と略同一直径の円筒状壁部が構成されることになる。この円筒状壁部はモルタル状のものであり、コンクリート支持部３とは性質が異なるものの、十分な強度を有しており、前記円筒状壁部と側壁４とが上下方向に連続的に交じり合うこととなり、親杭Ｂ1と側壁４とが連続する壁部を構成することになる。

次に、中間壁５の深さは、前記側壁４の深さと同一又は略同一としている〔図１（Ａ），（Ｂ），図４(Ｃ)参照〕。また、中間壁５の外径は、側壁４の外径よりも大きく形成されている。さらに中間壁５の上下方向に直交する断面と、側壁４の上下方向に直交する断面とは交わるように構成されている。つまり、側壁４と中間壁５とは上下方向に連続して部分的に交じり合う構造である。

中間壁５は、中間壁穴部５１と中間壁コンクリート部５２とから構成され、まず、中間壁穴部５１が掘削され、該中間壁穴部５１にセメントミルクが注入されて、このセメントミルクが固化して中間壁コンクリート部５２が形成されることによって中間壁５が形成されるものである〔図４(Ｃ)，図８工程１２～工程１４参照〕。

ここで、中間壁５の中間壁穴部５１の掘削及びセメントミルクの注入作業は、前記側壁穴４１の側壁コンクリート部４２の施工のためのセメントミルクが完全に固化する前で、まだ流体状のときに行われる。つまり、側壁コンクリート部４２のコンクリート部分がまだ固化に至らず液状状態であり、中間壁５を形成するセメントミルクと混ざり合うことができる状態のときに、中間壁５における中間壁穴部５１と該中間壁穴部５１へのセメントミルク注入作業が行われる。

これによって側壁４の側壁コンクリート部４２と、中間壁５の中間壁コンクリート部５２のセメントミルクの固化によって形成される中間壁コンクリート部５２が混ざり合って側壁４の側壁コンクリート部４２と中間壁５の中間壁コンクリート部５２が一体化する。

単位壁体Ｂ2において、前記中間壁５は、該中間壁５の両側に位置する両側壁４，４の
間に２個形成されたり〔図１，図２(Ａ)～（Ｃ）参照〕、又は１個形成される〔図２(Ｄ)参照〕。単位壁体Ｂ2において中間壁５が２個形成される場合では、この２個の中間壁５
，５同士が深さ方向(上下方向)に沿って交わるようにして形成されている。ここで、中間壁５の中間壁穴部５１を掘削するときには、掘削ガイド装置６が使用されることもある。

該掘削ガイド装置６の構造及び使用法については後述する。１組の単位壁体Ｂ2におい
て、中間壁５が１個の場合では、単位壁体Ｂ2における両側の親杭Ｂ1，Ｂ1のＨ型鋼２，
２の間隔は狭くなるように構成される。単位壁体Ｂ2内に中間壁５が１個の場合は、土留
め施工領域Ａが比較的小規模の場合に多く用いられる。

親杭Ｂ1，単位壁体Ｂ2を構成する側壁４及び中間壁５は、以上述べたような配列にて、土留め施工領域ＡのＸ方向における領域境界線Ｊxと、Ｙ方向における領域境界線Ｊyに沿って配置される(図２参照)。そして、出隅角部ＴoにおけるＸ方向側に配列された親杭Ｂ1のＨ型鋼２の内方側のフランジ２１の端縁は、つまり、土留め施工領域Ａの内方に位置するフランジ２１の土留め施工領域Ａの外方側に位置する端縁は、領域境界線Ｊxと領域境界線Ｊyとの交差点に位置する(図２参照)。

また、出隅角部ＴoにおけるＹ方向側に配列された親杭Ｂ1のＨ型鋼２の内方側のフランジ２１の端縁は、つまり、土留め施工領域Ａの内方に位置するフランジ２１の土留め施工領域Ａの外方側に位置する端縁は、領域境界線Ｊxと領域境界線Ｊyとの交差点から所定距離離れた位置に配置される。土留め施工領域Ａにおける領域境界線Ｊx及び領域境界線Ｊyに沿って配置される親杭Ｂ1のＨ型鋼２の内方側のフランジ２１は、それぞれが配置される領域境界線Ｊx及び領域境界線Ｊyに沿いながら一列状に揃うようにして配置される(図２参照)。

土留め施工領域Ａの出隅角部Ｔoにおける領域境界線Ｊx側に位置する親杭Ｂ1のＨ型鋼２に対して、領域境界線Ｊx側で親杭Ｂ1に最も近い位置に存在する側壁４は、そのまま領域境界線Ｊxに沿ってＨ型鋼２の両フランジ２１，２１間に納まる(図２参照)。また、領域境界線Ｊy側で領域境界線Ｊx側の親杭Ｂ1に最も近い位置に存在する領域境界線Ｊy側の側壁４はそれ以外の中間壁５，側壁４の直線状の列に対して領域境界線Ｊx側の親杭Ｂ1のＨ型鋼２に向かって傾斜するように配列され、Ｈ型鋼２の両フランジ２１，２１間に収まる構成とする。

また、土留め施工領域Ａの領域境界線Ｊxと領域境界線Ｊyとによる入隅角部Ｔiに位置する親杭Ｂ1のＨ型鋼２については、該Ｈ型鋼２のウェブ２２がＸ方向とＹ方向に対して４５度傾斜して配置されている〔図２(Ａ)，（Ｃ）参照〕。入隅角部Ｔiに位置する親杭Ｂ1のＨ型鋼２のフランジ２１，２１には、領域境界線Ｊxと領域境界線Ｊyにおける入隅角部Ｔiに最も近い位置の側壁４，４が収まるように構成されている。

以上述べた土留め施工領域Ａの側壁４及び中間壁５については、略円筒状とした中間壁５の直径(外径)は、略円筒状とした側壁４の直径(外径)と同等以上とすることが好ましく、好適には中間壁５の直径(外径)は、側壁４の直径(外径)よりも大きくすることが最も好適である。さらに、土留め施工領域Ａにおいて出隅角部Ｔoにおける親杭Ｂ1に対して隣接するＹ方向に配列される側壁４と親杭Ｂ1のＨ型鋼２との間に隙間ができる場合が生じることもある。この場合には、補助的に側壁４を増設し、親杭Ｂ1と側壁４との間の隙間を埋めることもある〔図２（Ａ），(Ｂ)参照〕。

次に、土留め壁の施工方法及び必要な装置について説明する。施工に関する説明の前に、土留め壁の施工に必要な装置について説明する。主に使用される装置としては、リーダレス杭打機Ｃであり、該リーダレス杭打機Ｃは、車体７と、掘削装置８とからなる。車体７は、操縦室を有する本体部７１に履帯７２を備えて自走することができる車両であり、本体部７１には伸縮するブーム７３を備えている(図５参照)。

掘削装置８は、掘削ドリル８１と、該掘削ドリル８１を軸周方向に回動させるオーガ８２と、該掘削ドリル８１の先端に装着される先端掘削機構部８３と、ループヘッド８４を備えている。先端掘削機構部８３は、掘削ドリル８１に交換自在に取付けられるようになっている。先端掘削機構部８３の上方には、必要に応じて掘削ガイド装置６が設けられることもある(図１１参照)。

ループヘッド８４は、掘削ドリル８１に設けられているスクリュー状の外径および先端掘削機構部８３の外径よりも大きな外径に形成されており、このループヘッド８４の下端部（先端部）にも掘削刃（図略）が装着されている。ループヘッド８４は、スクリュー状に形成されており、先端掘削機構部８３の掘削刃及びループヘッド８４の掘削刃により掘り起こされた土が上方に導かれるようになっている。

また、ループヘッド８４と先端掘削機構部８３とは同一軸に装着されており、この軸は、取付ボルトを介して掘削ドリル８１に着脱自在に取付けられている。ここで、特に図示しないが、前記ループヘッド８４の周りにはループ材が装着されることがあり、これによって、側壁穴部４１の施工のおいて親杭Ｂ1のＨ型鋼２にループヘッド８４が直接、接触することを防止することもある。

次に、土留め壁の施工について説明する。土留め壁を施工する領域を決定するために、Ｘ方向及Ｙ方向に沿う直線部分と複数の角部とによって構成される土留め施工領域Ａを設定する(図２参照)。土留め施工領域Ａにおける直線部分は、前述したように、Ｘ方向に沿う領域境界線Ｊxとし、Ｙ方向に沿う領域境界線Ｊyとする。そして、領域境界線Ｊxと領域境界線Ｊyとの交差する出隅角部Ｔoと入隅角部Ｔiとが設定される。

土留め施工領域Ａの領域境界線Ｊx及び領域境界線Ｊyに掘削装置８の掘削ドリル８１及びループヘッド８４，先端掘削機構部８３によって、親杭穴部１を掘削する〔図５工程１，工程２参照〕。次いで、親杭穴部１の上下方向における全深長の底部から中間箇所までセメントミルクを注入する〔図５工程３参照〕。セメントミルクの注入は、管状の掘削ドリル８１を介して地上からポンプを介して前記ループヘッド８４及び先端掘削機構部８３からセメントミルクを噴出する。ループヘッド８４及び先端掘削機構部８３は、セメントミルクを噴出できるように噴射口が設けられたものが使用される。

次に、親杭穴部１にＨ型鋼２を挿入し、親杭穴部１を掘削した時に生じた盛り土を親杭穴部１に埋め戻して親杭Ｂ1を構成する〔図６工程４，工程５参照〕。Ｈ型鋼２は可能な
限り正確に垂直状の親杭穴部１に埋め込まれ、Ｈ型鋼２の上方は、親杭穴部１の開口から僅かに突出するように設定される。このようにして、親杭Ｂ1を土留め施工領域Ａの領域
境界線Ｊx及び領域境界線Ｊyに沿って所定間隔に施工して配置する〔図６工程６参照〕。

次に、側壁４を施工する工程に移る。具体的には、隣接する親杭Ｂ1，Ｂ1間で且つそれぞれのＨ型鋼２の両フランジ２１，２１間の空隙Ｓに、側壁４の一部が収まり且つ該側壁４の下方の一部が親杭Ｂ1のセメントミルク注入部分つまり固化するとコンクリート支持部３となる部分の上方箇所と交わるようにして側壁穴部４１を掘削する〔図７工程７，工程８参照〕。

そして、側壁穴部４１にセメントミルクを注入して円筒状の側壁コンクリート部４２を施工する〔図７工程９，工程１０参照〕。このような側壁４をすべての親杭Ｂ1の両フラ
ンジ２１，２１間の空隙Ｓに収まるように施工する。このとき、親杭Ｂ1の幅方向両側に
は側壁４，４の幅方向の一部が両フランジ２１，２１間の両空隙に収まる構造となる。ここで、側壁４の施工は、側壁穴部４１の掘削及びセメントミルクの注入工程は、親杭Ｂ1
のコンクリート支持部３を構成するセメントミルクが固化する前の柔軟な状態のときに行われる。

側壁４の施工工程において、側壁穴部４１は、親杭部Ｂの親杭穴部１と幅方向の一部同士が交わる。そして、親杭穴部１には、コンクリート支持部３の上面に盛土が埋め戻されているが、親杭穴部１に埋め戻された盛土は、極めて柔軟にほぐされた状態なので、側壁穴部４１に注入するセメントミルクは、親杭穴部１側に流入し、埋め戻された盛土の適宜に混ざり合い、モルタル状態となって固化する。このため、側壁４と親杭Ｂ1とは強固に
交じり合い、壁体を構成してゆくものとなる。

次に、中央壁５を施工する工程に移る。まず、隣接する親杭Ｂ1，Ｂ1間に位置する両側壁４，４間に該側壁４の側壁穴部４１と同等深さで且つ側壁穴部４１と直径方向に交わるようにして中間壁穴部５１を掘削する〔図８工程１１，工程１２参照〕。次いで、該中間壁穴部５１にセメントミルクを注入する。中間壁穴部５１内でセメントミルクが固化すると中間壁コンクリート部５２が形成され、前記側壁４の側壁コンクリート部４２と幅方向の一部同士が交わるようにして中間壁５の施工を完了する〔図８工程１３，工程１４参照〕。ここで、中間壁５の施工に後述する掘削ガイド装置６が使用されることもある。

次に、掘削ガイド装置６について説明する。該掘削ガイド装置６は、中間壁５の施工において、掘削ドリル８１，ループヘッド８４及び先端掘削機構部８３の掘削装置８にて中間壁穴部５１を掘削するときの先端掘削機構８３の位置決めの役目をなす(図１１参照)。また、掘削開始からは掘削ドリル８１，ループヘッド８４及び先端掘削機構部８３の進行方向を正確に維持するための案内としての役目をなすものである。

つまり、中間壁穴部５１を掘削装置８にて掘削するときに中間壁穴部５１に、掘削ドリル部８１は、近接する側壁４の側壁穴４１の方向に偏って近づかないようにして、中間壁穴部５１を正確な位置に掘削する役目をなすものである。さらに、掘削ガイド装置６のブレード材６３は、掘削作業において土や、注入するセメントミルクを可動範囲内において撹拌する役目も有している。

掘削ガイド装置６は、ガイド本体６１と、２つのブレード保持材６２と、２つのブレード保持材６２とから構成される(図９，図１０参照)。ガイド本体６１は、軸支部６１ａと連結凸部６１ｂと被連結部６１ｃを有する。前記軸支部６１ａには、２つの前記ブレード保持材６２が装着される。

また前記連結凸部６１ｂは、掘削ドリル８１の下端に連結する役目をなすものであり、断面が円形状又は多角形等に形成されている。掘削ドリル８１の下端には、連結凸部６１ｂが挿入する被連結孔８１ａが形成されている。そして、連結凸部６１ｂが掘削ドリル８１の被連結孔８１ａに挿入し、ボルト・ナット等の固着具６４にて固着される。また、ガイド本体６１の被連結部６１ｃには、掘削装置８のループヘッド８４及び先端掘削機構部８３等を連結する役目を有するものである〔図１０(Ａ)，（Ｂ）参照〕。

ブレード保持材６２は、略半円アーチ状の軸受部６２ａと該軸受部６２ａの幅方向両端より外方に延在する連結板部６２ｂと、前記軸受部６２ａの所定位置から径方向に延在するブレード取付板部６２ｃとから構成される。両ブレード保持材６２，６２は、両軸受部６２ａ，６２ａが前記ガイド本体６１の軸支部６１ａを挟持する〔図９(Ａ)参照〕。

両軸受部６２ａ，６２ａが対称的に合わさって構成される円形内周の内径は、軸支部６１ａの外径に略等しく設定される。そして、前記連結板部６２ｂ，６２ｂ同士がボルト・ナット等の固着具６４にて固着され、両ブレード保持材６２，６２がガイド本体６１の軸支部６１ａに回動自在に装着される。前記連結板部６２ｂ及び前記ブレード取付板部６２ｃには、ボルト・ナット等の固着具６４用のボルト孔が形成されている。

ブレード材６３は、ブレード保持材６２に対して交換できるように取付けられる。また、ブレード材６３は長手方向に直交する断面形状が略Ｔ字状に形成されている。ブレード材６３は、その長手方向一方側に前記ブレード取付板部６２ｃへの取付のためのボルト・ナット等の固着具６４用のボルト孔が形成されている。

ブレード材６３は、ブレード保持材６２のブレード取付板部６２ｃにボルト・ナット等の固着具６４を介して固着される。ここで、ブレード取付板部６２ｃ，６２ｃ同士の連結説において、ボルト孔を縦方向に配列することで、ボルト・ナット等の固着具６４についても、縦方向の配列となり、掘削作業時の土の抵抗を少なくすることができる。

両ブレード保持材６２，６２がガイド本体６１の軸支部６１ａに装着された状態では、両ブレード取付板部６２ｃ，６２ｃ同士は、両軸受部６２ａの断面円形の直径の延長上に位置するように設定される。つまり、軸支部６１ａの断面直径中心に対して略点対称となるように両ブレード取付板部６２ｃ，６２ｃが設けられ、両ブレード取付板部６２ｃ，６２ｃに装着される２つのブレード材６３，６３も略点対称の位置関係となる。

ブレード材６３は、長手方向において種々の異なる長さのものが準備される。そして、掘削ガイド装置６に２つのブレード材６３が装着される。そして、中間壁５が２個とした場合では、隣接する両親杭Ｂ1，Ｂ1の間に中間壁５が２つの場合では、それぞれの中間壁５は、隣接する両親杭Ｂ1，Ｂ1間の両Ｈ型鋼２，２の中心から偏った位置に設けられることとなる。

そのため、２つのブレード材６３，６３は長手方向に異なる長さのものが使用されることになる。つまり、一方の中間壁５が両Ｈ型鋼２，２の中間より一方のＨ型鋼２側に偏った位置に施工され、他方の中間壁５は他方のＨ型鋼２側に偏った位置に施工されるため、２つのブレード材６３，６３の長さを異なるものとして、両方の先端が両Ｈ型鋼２，２に当接することができるようにしたものである。また、隣接する両親杭Ｂ1間の間に中間壁
５が１つの場合では、該中間壁５は隣接する両親杭Ｂ1，Ｂ1間の両Ｈ型鋼２，２の中心に位置することとなり、２つのブレード材６３は長手方向に同一長さのものが使用される。

ガイド本体６１に装着されたブレード保持材６２を介して装着されたブレード材６３は、掘削ドリル８１の回動によって回動するガイド本体６１と共に、水平面上を回動することができ、且つブレード材６３がＨ型鋼２のフランジ２１に当接したときには、ブレード保持材６２，６２と共に回動が停止するものである(図１１参照)。

掘削ガイド装置６の２個のブレード材６３の先端は親杭Ｂ1のＨ型鋼２の両フランジ２
１，２１の間に入り込み、ブレード材６３の先端はＨ型鋼２のフランジ２１，２１又はウェブ２２に近接又は当接する。そして、掘削ドリル８１が回転する共に掘削ガイド装置６自体も回転しようとするが、ブレード材６３がフランジ２１，２１に当接することで掘削ガイド装置６はガイド本体６１の軸支部６１ａに対して空転することとなり、掘削ドリル８１の軸芯は、隣接する両親杭Ｂ1のＨ型鋼２によって一定の位置に維持され、付近の側壁４の側壁穴部４１に影響されることなく、正確に中間壁５の中間壁穴部５１を掘削することができる。

掘削ガイド装置６の使用について、説明する。掘削ガイド装置６は、中間壁５の施工時において中間壁穴部５１を正確な位置で垂直を維持しながら掘削する役目をなすものである。掘削ガイド装置６の２つのブレード材６３，６３のそれぞれの先端部分を隣接する親杭Ｂ1，Ｂ1の隣接するＨ型鋼２，２の各々の両フランジ２１，２１とウェブ２２によって構成される空隙Ｓに挿入させる。

このとき、掘削ガイド装置６の両ブレード材６３，６３の先端部分は、Ｈ型鋼２の両フランジ２１，２１又はウェブ２２に当接できるようにセットされる。そして、掘削ドリル８１，ループヘッド８４，先端掘削機構８３により掘削が開始され、両ブレード材６３，６３が両Ｈ型鋼２，２を略案内レール状に使用して、正確な掘削作業を行い、また、中間壁穴部５１に近接する側壁穴４１に影響されることなく、掘削作業を行うことができる。

また、特に、図示しないが、親杭Ｂ1のコンクリート支持部３の上方部分と、側壁４の
下方部分とが上下方向において交わることなく、近接した状態とすることもある。この場合でも、側壁穴部４１にセメントミルクを注入することで、親杭穴部１のコンクリート支持部３の上方の埋め戻された盛土にセメントミルクが流入し、モルタル状態となり、これが固化することで、実質的に親杭Ｂ1と側壁４が一体化することになる。

６…掘削ガイド装置、６１…ガイド本体、６１ａ…軸支部、６２…ブレード保持材、
６２ａ…軸受部、６２ｂ…連結板部、６２ｃ…ブレード取付板部、６３…ブレード、
９０…交わり部。

Claims (4)

1. Ｈ型鋼を有する複数の親杭の間の所定位置にセメントミルクを注入するための新たな杭用穴を掘削するための掘削ドリルの下端に連結される掘削ガイド装置であって、軸方向中心部に中間箇所に軸支部が形成されたガイド本体と、前記軸支部に装着する２つのブレード保持材と、ブレード材とを備え、前記ブレ―ド保持材は半円アーチ状の軸受部と該軸受部の幅方向両端より外方に延在する連結板部と、前記軸受部の所定位置から径方向に延在するブレード取付板部とからなり、両前記ブレード保持材は、両前記軸受部が前記ガイド本体の前記軸支部を挟持して前記連結板部同士が固着具にて固着され、且つ前記ブレード材は、前記ブレード取付板部に固着具を介して固着され、両前記ブレード保持材同士が前記軸支部に装着された状態で、両前記ブレード取付板部同士は、両前記軸受部によって構成される円の直径の延長上に位置するように設定され、
   ２つの両前記ブレード材は、前記ガイド本体の前記軸支部の直径中心に対して略点対称の位置関係となるよう両前記ブレード取付板部に装着され、両前記ブレード材のそれぞれの先端部分は隣接する前記両Ｈ型鋼の各々の両フランジとウェブによって構成される空隙に挿入されると共に前記Ｈ型鋼の両前記フランジ又は前記ウェブに当接できるようにセットされるものとし、前記ガイド本体の前記軸支部に装着された両前記ブレード保持材は、前記掘削ドリルの回動によって回動すると共に前記ブレード材が前記Ｈ型鋼のフランジに当接したときには、両前記ブレード保持材の回動が停止し、両前記ブレード保持材と前記軸支部とが空転する構成としてなることを特徴とする掘削ガイド装置。
2. 請求項１に記載の掘削ガイド装置において、前記ブレード材は、長手方向において種々の異なる長さのものが準備されてなることを特徴とする掘削ガイド装置。
3. 請求項１又は２に記載の掘削ガイド装置において、２つの前記ブレード材は、長手方向に異なる長さのものが使用されてなることを特徴とする掘削ガイド装置。
4. 請求項１又は２に記載の掘削ガイド装置において、２つの前記ブレード材は、２つの前記ブレード材は長手方向に同一長さのものが使用されてなることを特徴とする掘削ガイド装置。

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