JPH01310012A - 深礎杭の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明の方法は深礎杭の構築方法に関し、特に大規模な
地滑り防止用大径深礎杭や大形高架橋等の橋脚用基礎杭
および大形海洋構造物の基礎杭などの深礎杭を構築する
ための方法に係る。

従来の技術 深礎杭の構築方法としては、人力やシールド推進掘削を
含む種々の機械掘削によって地盤を掘削しつつ、坑壁面
を矢板や鋼板製のライナープレートあるいはスチールセ
グメント、コンクリートセグメントで逐次支持する方法
などの他に、コンクリート逆巻きなどの手段によって坑
壁面を保護し、その崩壊を防止して所望の竪状を作り、
内部空間にコンクリート等を充填する方法が用いられて
おり、本発明では前述の方法を一括して円筒形土留支保
工法という。

さて、前記円筒形土留支保工法について、具体例をあげ
ると、特開昭８３−７４１８号公報記載のようにベント
ナイト溶液を用いるか、あるいは用いることなく地中に
掘削した竪状に鉄筋滝を挿入し、コンクリートを打設し
て中空または中実の深礎杭をつくる方法が採用されてい
る。

また、地滑り杭を構築する場合などには、セグメントあ
るいはライナープレートを用い鋼製シールド防護竪状を
設け、該竪状壁面の充分な防護を行ったのち、鉄筋籠を
挿入しコンクリートを打設する方法が用いられ、その他
、ケーソンあるいはケーシングをそのまま基礎杭として
利用する方法も知られている。

発明が解決しようとする課題 従来の方法は、すべて強度維持に棒状鉄筋を利用する場
合が多く、鉛直荷重や水平荷重が大きくなった場合、鉄
筋を多段に設けることが必要になり、配筋限界を超える
ことが珍しくない。

その対策として極厚の型鋼や大径の棒鋼を用いることも
あるが、コンクリートとの付着性に問題が生じ易くスタ
ッドを多数植設する必要があるなど、コスト高になると
云う課題がある。

また、大径鋼管を施設現地で溶接方法によって製造し建
込む方法は、溶接コストや加工費に多額の工費を要する
と云う問題点がある。

本発明の方法は、大きな鉛直荷重に耐えると共に強大な
水平荷重や剪断力に対し充分な耐力を備え、さらに構築
費用が低額で済む深礎杭の構築方法を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段 本発明は前記課題を解決し、目的を達成する深礎杭の構
築方法であって、次ぎの（ａ）〜（Ｄにかかる手段をそ
の要旨とする。

（ａ）円筒形土留支保工法により竪状を掘削したのち、
該竪坑内に継手を有する鋼矢板を継手連結してなる環状
壁を内股し、ついで該環状壁内部空間にコンクリートを
充填して前記鋼矢板にプレストレスを付与したのち、円
筒形土留支保工と環状壁間にコンクリートを充填する深
礎杭の構築方法。

（ｂ）円筒形土留支保工法により竪状を掘削したのち、
該竪坑内に双腕継手を有する箱型鋼矢板を継手連結して
なる環状壁を内設し、ついで該環状壁内部空間にコンク
リートを充填して前記箱型鋼矢板にプレストレスを付与
したのち１円筒形土留支保工と環状壁間に続いて環状壁
内腔の順にコンクリートを充填する深礎杭の構築方法。

（ｃ）円筒形土留支保工法により竪状を掘削したのち、
該５坑北部に環状壁形成用継手を有する鋼矢板を鉛直方
向に案内する上部ガイドリングを架設すると共に坑底に
前記鋼矢板下端を位置保定する金具を有する下部ガイド
リングを固設し、ついで前記竪状の長袖方向の任意部分
に適宜数の中間ガイドを設け、前記上部ガイドリング、
中間ガイドおよび下部ガイドリングによって姿勢保持し
つつ単位鋼矢板間隔をへだてて先行鋼矢板を分散配列し
たのち、ついで後行鋼矢板を前記先行鋼矢板と継手連結
しつつ建込んで環状壁を構築し、次に該環状壁内部空間
にコンクリートを充填して、前記鋼矢板にプレストレス
を付与したのち、円筒形土留支保工と環状壁間にコンク
リートを充填する前記ａ、ｂ記載の深礎杭の構築方法。

また、前記方法において、次ぎの（ｄ）〜（ｊ）を用途
に応じて使用する方法を包摂する。

（ｄ）片側のフランジの両端に継手を備えたＨ形鋼矢板
を用いる深礎杭の構築方法。

（ｅ）片側の７ランジの両端に継手を備えた角鋼管矢板
を用いる深礎杭の構築方法。

（ｆ）外周面の両側に縦設継手を備えた丸鋼管矢板を用
いる深礎杭の構築方法。

（ｇ）直線型鋼矢板の半裁体からなる双腕継手を備えた
箱型鋼矢板を用いる深礎杭の構築方法。

（ｈ）両側面にガイド継手を備えた着脱自在なスポーク
を有する上部ガイドリングを用いて、先行鋼矢板を建込
み、該スポークを逐次脱着しつつ後行鋼矢板を建込む深
礎杭の構築方法。

（ｉ）円筒形土留支保工に周設された環状ビームと該環
状ビームに突出固着した直管状雄ガイドからなる中間ガ
イドと鋼矢板のフランジ中央の任意個所に縦設されたス
リットを有する管状雌ガイドを摺動嵌合させつつ先行鋼
矢板を建込む深礎杭の構築方法。

（ｊ）直線型鋼矢板線の半裁体からなる継手を備えた鋼
矢板を用いる深礎杭の構築方法。

作用 本発明の方法は、円筒形土留支保工法により５坑を掘削
し坑壁崩壊を効果的に防護し、ついで該竪状内に鋼矢板
を継手連結してなる環状壁を内設すると共に該環状壁内
部空間にコンクリートを充填するので、該環状壁には強
いプレストレスがかかり、継手縦方向の溶接を必要とす
ることなく水平荷重に対し強い耐力を備えさせることが
できる。

また、円筒形土留支保工法により５坑を掘削したのち、
該竪状内に双腕継手を有する箱型鋼矢板を継手連結して
なる環状壁を内設し、ついで該環状壁内部空間にコンク
リートを充填して前記箱型鋼矢板にプレストレスを付与
したのち、円筒形土留支保工と環状壁間に続いて環状壁
内腔の順にコンクリートを充填するにおいては、前記箱
型鋼矢板が二重壁を構成するので、さらに剪断力や曲げ
に対して強い耐力を発揮する。

また、円筒形土留支保工法により５坑を掘削したのち、
該５坑上部に環状壁形成用継手を有する鋼矢板を鉛直方
向に案内する上部ガイドリングを架設すると共に坑底に
前記鋼矢板下端を位置保定する金具を有する下部ガイド
リングを固設し、ついで前記５坑の長袖方向の任意部分
に適宜数の中間ガイドを設け、前記上部ガイドリング、
中間ガイドリングおよび下部ガイドリングによって姿勢
保持しつつ単位鋼矢板間隔をへだてて先行鋼矢板を分散
配列したのち、ついで後行鋼矢板を前記先行鋼矢板と継
手連結しつつ建込んで環状壁を構築し、次に該環状壁内
部空間にコンクリートを充填して、前記鋼矢板にプレス
トレスを付与したのち１円筒形土留支保工と環状壁間に
コンクリートを充填する前記深礎杭の構築方法において
は、鋼矢板がガイドリングによって正確に姿勢保持され
、予定位置に精密に建込まれるため、強度的に信頼性の
高い深礎杭を構築することができる。

また、単位鋼矢板間隔をへだてて、先行鋼矢板を分散配
列したのち、後行鋼矢板を継手連結しつつ建込んで環状
壁を構築するので、形状的に狂いが少なく安全な作業を
行うことができる。

さらに片側のフランジの両端に継手を備えたＨ形鋼矢板
を用いる方法は、Ｈ形鋼が大量生産により、経済的に製
造可能でありコスト的に有利であるため、目的に応じて
採用する。

ざらに片影のフランジの両端に継手を備えた角鋼管矢板
を用いる場合は、双腕継手を用いる場合よりも、強度的
にはやや不利であるものの、経済性の点で有利であるた
め、設計目的に応じて利用する。

また、外周面の両側に縦設継手を備えた丸鋼管矢板を用
いる方法は、強い引張力が作用する場合には歪が生じや
すいため不利であるが、それ以外は１価格も安く作業性
もよいので、本発明の実施に有利に利用可能である。

次ぎに、直線型鋼矢板の半裁体からなる双腕継手を備え
た箱型鋼矢板を用いる方法では、全強継手であるため、
極めて力学的に強靭であり、加えて二重壁構造なので、
水平方向や鉛直方向からの荷重に対しての耐力が大きく
、大形構造物に対する適応性が大である。

また、両側面にガイド継手を備えた着脱自在なスポーク
を有する上部ガイドリングを用いて、先行鋼矢板を建込
み、該スポークを逐次脱着しつつ後行鋼矢板を建込む方
法は、鋼矢板の保持が確実で、継手係合が容易であるの
みならず、さらに上部ガイドリングとして作業性も良い
ので、経済的な建設が期待出来る。

さらに、円筒形土留支保工に周設された環状ビームと該
原状ビームに突出固着した直管状雄ガイドからなる中間
ガイドと鋼矢板のフランジ中央の任意個所に縦設された
スリットを有する管状雌ガイドを摺動嵌合させつつ先行
鋼矢板を建込む方法は、鋼矢板の鉛直方向における案内
の信頼性が高く、継手の嵌合不良を生ずることが無いの
で。

作業効率を向上させ、工期を短縮出来る。

また、直線型鋼矢板の半裁体からなる継手を備えた鋼矢
板を用いる方法は、その強靭性によって、充分に高いプ
レストレスを付与出来るので。

目的達成に有効である。

以下図面に基づき具体的に説明する。

実施例 第１図（Ａ）は円筒形±留支保工法のうちの、シールド
工法により鋼製シールド防護５坑１（以下５坑と云う）
を地山２に穿設している状況を示す概略説明図で、３は
反力受けのガイドウオール、４は鋼製シールドで、５は
掘削推進用ジヤツキ、６はその刃先リングである。

第１図（Ｂ）は穿設が完了し、所定の深さまで鋼製シー
ルド４によって防護された５坑１に双腕継手を有する箱
型鋼矢板（以下単に箱型鋼矢板と云う）を建込む状況を
示す概略説明図であって、７は該５坑１の坑底に打設さ
れたコンクリート底盤で、８はその上に設けられた下部
ガイドリングである。

９はガイドウオール３の上部に載置された上部ガイドリ
ングで１０は中間ガイド、１１は箱型鋼矢板！２を建込
み中のクローラ−クレーン、１３はＭ込みの終了した箱
型鋼矢板を示す。

第１図（Ｃ）は前記箱型鋼矢板１２．１３等を逐次継手
連結して構成した環状壁１４の内部空間１４ａにトレミ
ーｖ１５によりコンクリートを打設している状況を示す
概略説明図で、該内部空間１４ａにコンクリートを打設
し硬化した後、前記環状壁１４と鋼製シールド４との間
隙１８にトレミー管！７からコンクリートを打設する。

これによって、環状壁１４には内側から外側に強い静圧
力が働きプレストレスが発生し、ついで外側から内側に
向かっても締め付は力が作用して環状壁１４とコンクリ
ートの一体性が高められる。

次に、第１図（Ｄ）は環状壁１４の内腔にトレミー管１
８からコンクリートを充填している状況を示す概略説明
図で、この１程によって大径深礎杭１９が完成する。該
環状壁１４はコンクリートの充填によって、鉛直方向お
よび水平方向の耐力が増加するほか、形態は安定化し防
錆効果が向上する。

第２図は本発明にがかる双腕継手を有する箱型鋼矢板１
２の平面図で、角鋼管本体１２ａのフランジの延長方向
に沿って、継手１２ｂ〜１２ｅが溶着されている。

このように、角鋼管本体１２ａの両側にあたかも、双腕
をのばしたように、構成している継手を本発明では双腕
継手と云い、環状壁を構成するため、継手１２ｂと１２
ｃに比して継手１２ｄと１２ｅは短く構成されている。

本実施例では、継手として直線型鋼矢板の半裁体を採用
している例を示す。

この箱型鋼矢板Ｉ２は水平方向の引張りや曲げに対して
非常に強い耐力を持っており、しかも、作業性がよいの
で本発明の目的に対して最も適応した機能を有する。

次に、第３図〜第１１図に従って、本発明方法の詳細を
説明する。

第３図、第４図は上部ガイドリング９の概略平面図およ
び正面図で、２０ａ〜２１）ｈは着脱自在なスポークで
、符合２１．２２で代表せしめる接続金具と符合２３ａ
、２３ｂ、２４ａ、２４ｂで代表せしめる嵌合継手を備
えている。

該嵌合継手２３ａ、２３ｂ　（以下嵌合継手は符合２３
として代表せしめる）は前記箱型鋼矢板１２が直線型鋼
矢板の半裁体からなる継手を備えている場合は、同じ継
手を用いる。

次に、２５は入面角錐体をなした外枠、２６はセンター
ボールであって、前記スポーク２０ａ〜２０ｈと接続金
Ａ２１．２２を介して上部ガイドリング９はあたかも、
断面車輪状をなした簾状体に組立られている。

そこで、前述の打１図（Ｂ）に示すように上部ガイドリ
ング９をガイドウオール３の上に該上部ガイドリング９
のセンターボール２６が５坑ｌの中心軸心と一致するよ
うに載詮すると各スポーク２０ａ〜２０ｈの嵌合継手２
３は第５図に示すように、各々の箱型鋼矢板２７の建込
み予定位置に対応するように位置決めされる。

従って、各スポーク２０ａ〜２０ｈのそれぞれ嵌合継手
２３と符合２７で代表される箱型鋼矢板を逐次継手嵌合
すると第５図のように、各スポーク２０ａ〜２０ｈのそ
れぞれの間に箱型鋼矢板２７が配列できる。

前記嵌合継手２３の寸法は、該箱型鋼矢板２７と全く同
寸法に構成されているので、該箱型鋼矢板２７は単位箱
型鋼矢板間隔を隔てて建込まれることになり、これを本
発明では先行鋼矢板を分散配列すると云う。

第６図は先行鋼矢板を分散配列したのち、第５図におけ
るスポーク２０ｈを取外した状態を示す概略平面図で、
破線２８は先行鋼矢板２７ａと２７ｂとの間に継手嵌合
しつつ建込まれた後行鋼矢板を示す。

同様にして、スポーク２０ａ〜２０ｈを逐次脱着するこ
とにより、センターボール２８を支承しつつ後行鋼矢板
２８を建込むことが出来る。

第７図は前述のような手順で構築した環状壁１４と中間
ガイドｌＯを示す概略平面図であって、中間ガイド１０
は第８図に示すように鋼製シールド４に固着された環状
ビーム２８にアーム３０を介して突設された直管状雄ガ
イド３１から構成されており、該中間ガイド１０は先行
鋼矢板２７のフランジ中央に任意長さ縦設されているス
リット３２を有する管状雌ガイド３３と摺動嵌合するこ
とが可能である。

前記中間ガイドｌＯは５坑１の深さが、たとえば７０ｍ
の場合、１６ｍ、２４ｍの深さの位置に設けられるので
、嵌合における位置合わせを円滑に実施するためには、
たとえば先行鋼矢板２７の内側フランジ３４に照準板３
５を固着し、レーザー３６で位置決めおよび姿勢制御す
るなどの手段を採用する。

つぎに、第９図は下部ガイドリング８の概略平面図で、
該下部ガイドリング８は第１０図、第１１図の概略部分
断面図に示すように、符合３７で示す円形平鋼板と符合
３８で代表せしめる溝型鋼からなる位置決め補強フレー
ムと符合３８で代表せしめる鋼矢板案内摺動ガイド（以
下単に摺動ガイドという）を備えている。

該摺動ガイド３９は、上部ガイドリング９のスポーク２
０ａ〜２０ｈとの間、すなわち先行鋼矢板２７の建込み
位置に対応して固着されており、実施例では第９図に示
すように４個の案内滑り面を有する突起４０ａ〜４０ｄ
から構成されている。

第１０図において、２７は建込みが終わった箱型鋼矢板
で、２７ｃは建込み途中の箱型鋼矢板を、４１はコンク
リート底盤７に設けられた釜揚を示す。

以上説明したように１本発明の方法は上部ガイドリング
９、中間ガイド１０、下部ガイドリング８を用いて箱型
鋼矢板２７を正確な位置において、姿勢保持を行いなが
ら建込むことが、可能なので、従来の深礎杭のように多
数の支保工や補強材を用いること無く、環状壁１４を迅
速かつ安全に構築できる。

第１２図は前述の方法によって構築した深礎杭１８ａの
概略横断面図２・・、箱型鋼矢板１２を継手連結してな
る環状壁１４の内部空間にコンクリート４２を充填し、
プレストレスを付与した後、ついで環状壁１４と鋼製シ
ールド４を主な構成素材とする円筒形土留支保工４ａと
の間にコンクリート４３を充填し、つぎに環状壁１４の
内腔にコンクリート４４を充填して完成した断面を示す
ものである。

図で明らかなように、双腕継手を有する箱型鋼矢板を用
いた場合は、二重壁構成になる上に、継手に直線鋼矢板
の半裁体を用いるとその全強継手としての機能により、
極めて強靭で信頼性の高い深礎杭をつくることが出来る
。

次ぎに第１３図は角鋼管矢板４５を用いて環状壁１４を
構築した例にかかる概略断面図で、コンクリートの充填
については説明を省略する。

この場合環状壁１９ｂは前記環状壁１９ａにつぐ強度を
有する０図において４８ａ、４Ｅｉｂはフランジの両端
に溶接された継手である。

また、第１４図はＨ形鋼矢板４７を用いてなる深礎杭１
９ｃで、Ｈ形鋼４８の片側の７ランジの両側に継手４！
３ａ、４９ｂが溶接されＨ形鋼矢板４７が構成されてい
る。この例は、さほどに強度が要求されないときは、経
済的な構築が出来る。

つぎに、第１５図は丸鋼管矢板５０を用いた例にがかる
深礎杭１９ｄであって、丸鋼管本体５１の外周面の両側
に継手５２ａ、５２ｂが縦設されている。この例は、強
いストレスを加えた場合に鋼管本体に歪が生じたり、ま
た、継手の溶接に経費がかかるので、設計の際に配慮が
必要である。

しかして、前記深礎杭１９ｂ、１９ｃ、ｌｌｄはいずれ
も、第１図の（Ａ）〜（Ｄ）に示す方法で構築すること
が出来ることは云うまでも無い。

発明の効果 本発明の方法は、円筒形土留支保工法によって掘削した
竪状内に鋼矢板を用いて環状壁を構築し、該環状壁にコ
ンクリート充填によってプレストレスを付与するので、
鉛直荷重や水平荷重に対して非常に耐力の大きい深礎杭
を構築出来る他。

上、下部ガイドリングおよび中間ガイドによって、精度
と能率の良い建込みを実施するので、迅速かつ安全、ま
たコスト安に深礎杭を構築することを可使とし、さらに
歪が無く構造的に＠頼性の高い深礎杭の構築を実現する
。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ：）　、　（Ｄ）
は本発明における深礎杭の構築手順説明図、第２図は本
発明にがかる双腕継手を有する箱型鋼矢板の平面図、第
３図、第４図は上部ガイドリングの概略平面図および正
面図、第５図、第６図は上部ガイドリングを用いる箱型
鋼矢板の建込み手順を説明する概略平面図、第７図は環
状壁と中間ガイドリングの相互関係を示す概略平面図、
第８図は中間ガイドと管状雌ガイドを示す概略斜視図、
第９図は下部ガイドリングを示す概略平面図、第１０図
、第１１図は下部ガイドリングの部分詳細説明図、第１
２図、第１３図、８１４図、第１５図は本発明にかかる
深礎杭の概略横断面図である。 １・・・鋼製シールド防護５坑、２・・・地山、３・・
・ガイドウオール、４ｅ・・鋼製シールド、５・・・掘
削推進用ジヤツキ、６−・・刃先リング、７ｍ−−コン
クリート底盤、８ｅ１１１１下部ガイドリング、９・・
・上部ガイドリング、１０・・・中間ガイド、１１−−
・クローラ−クレーン、１２・参・箱型鋼矢板、１２ａ
＊・番角鋼管本体、＋２ｂ〜１２ｅ・・中継子、１３・
・・箱型鋼矢板、！４ｅ−拳環状壁、１４ａ・・・内部
、１５１１争勢ト　し　ミ　−　ｆτ　、　　１６１１
　　・　　・　間隙　、　　１７　φ　　・　　・　　
ト　し　ミ　一管、１８φ・・トレミー管、１９健Ｑ・
深礎杭、１９ａ〜１８ｄ１１１１・深礎杭、２０ａ　〜
２０ｈ　＊　＊−スポーク、２１．２２１１・・接続金
具、２３・・・嵌合継手、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２
４ｂ−−−ｉｆ合継手、２５・φ争外枠、２６・・−セ
ンターボール、２７−−・箱型鋼矢板、２７ａ、２７ｂ
・・・先行鋼矢板、２８−・・後行鋼矢板、２９・・・
環状ビーム、３０・ｍ−アーム、３１−・・直管状雄ガ
イド、３２・Φ・スリット、３３φ・・管状雌ガイド、
３４・・・内側フランジ、３５轡・・照準板、３６会・
・レーザー、３７・争・敷板、３日・・・位置決め補強
フレーム、３９・◆・鋼矢板案内摺動ガイド、４０ａ〜
４０ｄ＠・・突起、４１・・・釜揚、４２・・・コンク
リート、４３・・Φコンクリート、４４・・赤コンクリ
ート、４５−会・角鋼管矢板、４８ａ、　４８ｂ　＊　
＊−継手、４？−−−Ｈ形鋼矢板、４８−−−Ｈ形鋼、
４９ａ、　４９＊　争ｍ継手、５０１１・−丸鋼管矢板
、５１φ会φ丸鋼管、５２ａ、５２ｂ・争・継手。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒形土留支保工法により竪坑を掘削したのち、
   該竪坑内に継手を有する鋼矢板を継手連結してなる環状
   壁を内設し、ついで該環状壁内部空間にコンクリートを
   充填して前記鋼矢板にプレストレスを付与したのち、円
   筒形土留支保工と環状壁間にコンクリートを充填する深
   礎杭の構築方法。
2. （２）円筒形土留支保工法により竪坑を掘削したのち、
   該竪坑内に双腕継手を有する箱型鋼矢板を継手連結して
   なる環状壁を内設し、ついで該環状壁内部空間にコンク
   リートを充填して前記箱型鋼矢板にプレストレスを付与
   したのち、円筒形土留支保工と環状壁間に続いて環状壁
   内腔の順にコンクリートを充填する深礎杭の構築方法。
3. （３）円筒形土留支保工法により竪坑を掘削したのち、
   該竪坑上部に環状壁形成用継手を有する鋼矢板を鉛直方
   向に案内する上部ガイドリングを架設すると共に坑底に
   前記鋼矢板下端を位置保定する金具を有する下部ガイド
   リングを固設し、ついで前記竪坑の長軸方向の任意部分
   に適宜数の中間ガイドを設け、前記上部ガイドリング、
   中間ガイドおよび下部ガイドリングによって姿勢保持し
   つつ単位鋼矢板間隔をへだてて先行鋼矢板を分散配列し
   たのち、ついで後行鋼矢板を前記先行鋼矢板と継手連結
   しつつ建込んで環状壁を構築し、次に該環状壁内部空間
   にコンクリートを充填して、前記鋼矢板にプレストレス
   を付与したのち、円筒形土留支保工と環状壁間にコンク
   リートを充填する請求項１または２記載の深礎杭の構築
   方法。