JPH0274717A - シートパイル打込み工事方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、シートパイルを地中に打込む工事方法に係り
、特に長尺で大形なシートパイルを打込むのに好適なシ
ートパイル打込み工事方法に関するものである。

［従来の技術］ この種従来の技術では、通常振動法によってシートパイ
ルを地盤に打込んでいた。振動法によってシートパイル
を地中に打込む場合は、これに加える振動と共に、地盤
からその反力を受け、シートパイルの端部に亀裂や曲げ
といった損傷や変形の他、座屈による変形を受ける。シ
ートパイルは、薄い板状のものであるから、硬い地盤に
打込もうとすると簡単に曲ってしまい、終いには打込み
不可能になるといった問題点があった。

この問題点に対応する方法として、−船釣にはバイブロ
ハンマーのパワーアップ手段を採ったため、騒音、振動
もこれに伴って増大し、大きな公害問題となっていた。

本件発明者は、前記問題点を解消する目的で比較的低騒
音、低振動で地盤を容易に掘削できる工事方法、及びこ
れに用いる掘削管について、既に関連の提案を行ってい
る。その方法及び掘削管を応用すれば、シートパイル打
込みにある程度の効果が得られるものである。

そのｌは、先端に尖鋭なツースを突設した鋼製中空の掘
削管の中心部分から、該掘削管より径の細いパイロット
管を下方に突出させ、そのパイロット管の先端に、基端
より外径の太い鋼管で形成された先端刃を設けた掘削管
を用い、パイロット管の外周側に地盤の緩みを作り掘削
して行く工事方法で、前記パイロット管の中空部分に高
圧水噴射用のノズルと送水配管を収納し、高圧水のジェ
ット噴射により掘削管先端刃の地盤圧大抵抗を減少させ
、低振動、低騒音、省力化を図ったものである（特開昭
８３−６５７９４号公報参照）。

その２は、先端内周面に尖鋭なツースを下方に向けて突
設した鋼製中空の掘削管を用い、該掘削管にバイブロハ
ンマーにより振動を与えて地中に推進させ、同管内に土
砂が充填されたところでこれを引抜くことにより、その
跡に穴を残すようにした工事方法で、低振動、低騒音、
省力化を図ったものである（特開昭５９−２１３８９１
号公報参照）。

その３は、先端に尖鋭なツースを突設した鋼製中空の掘
削管の、適宜な位置に通水孔を空けておき、送水管を用
いて高圧水を先端から噴出させながら、掘削管を推進し
て地盤に埋設し、同管内に土砂を充填させて引抜くこと
により、その跡に穴を残すようにした工事方法で、砂れ
き、泥岩等に対応できるようにしながら低振動、低騒音
、省力化を図ったものである（特開昭６０−４３５１７
号公報参照）。

前記掘削管及びそれらを用いた工事方法により、地盤を
掘削し、緩んだ掘削孔にシートパイルを打込むのが従来
の技術である。

［発明が解決しようとする課題］ 前記三種類の地盤掘削工法１こあっては、三者三様の得
失を存している。すなわち、従来の技術その１の例では
、掘削管の内外壁面及び先端面の何れの面においても、
地盤圧大抵抗が小さくできるため、軟岩、硬岩の地盤状
態に適応させて、−度に太径の穴を掘削するのに好適で
あるが、地盤が細砂の様な締まり易い土質の場合、掘削
管を引抜いた跡の穴に、シートパイルを打設する際等、
排除体積の不足や打設振動で土砂が締まることにより打
設不可能になるといった問題点があった。

従来の技術その２０例では、掘削管の内外壁面で土圧の
排除がなされ、地盤圧入抵抗が小さ（なるので、狭い空
間での地盤掘削と、土砂の排除に好適であるが、掘削管
の先端面圧大抵抗が大きいため、Ｎ値（丸鋼の先端につ
けた抵抗体を地中に圧入して、地層の抵抗を推定し、そ
れより地層の強度を表示する値）が５０を越える硬い地
盤は掘削不可能、従ってシートパイル打設も不可能とい
った問題点があった。

従来の技術その３の例は、前記その２の例における掘削
管に、高圧水の噴射構造を付加し、掘削管の先端から高
圧水を噴射させながら掘削を行うので、硬岩に近いＮ値
が５０越える地盤の掘削可能であるが、この工法単独で
は、掘削跡にシートパイルを打設する十分な排除体積の
築造ができ難いといった問題点があった。

ここにおいて、本発明の目的は、前述のようなシートパ
イルを打込むうえでの、それぞれの従来工法の問題点に
鑑み、これらを解決できるシートパイル打込み工事方法
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、前記本発明の目的は、先端に尖鋭なツースを
、先端中央部にパイロット管を設けた掘削管の先端から
、高圧水を噴射させながら、予め地盤のシートパイル打
込み位置に、該掘削管を打設する第１の工程と、前記掘
削管を引抜いた跡に、先端に尖鋭なツースを取付けた掘
削管を抜き差しして管内に入った土砂を他所に排除し、
地中に排除体積を作る第２の工程と、前記第２の工程で
掘削管を引抜いた跡に、第２の工程の掘削管に高圧水の
噴射を付加した掘削管と、シートパイルを抱合せて打設
し、該掘削管のみ引抜く第３の工程からなることを特徴
とするシートパイル打込み工事方法によって達成される
。

［作　　　用コ 上記のような工程によるシートパイル打込み工事方法に
よれば、地盤に硬い部分があって、シートパイル単独で
打設不可能の場合、第１の工程によって、硬い地盤を掘
削して緩めることができる。又、地盤に細砂部分があり
、極めて締り易く、第１の工程で掘削した跡に大きな排
除体積を築造でき難い場合、第２の工程により排除体積
を確保できる。更に、従来の方法とは全く異なる、シー
トパイルと掘削管を抱き合せて地盤に打込む第３の工程
を遂次用いることにより、如何なる状態の地盤にも、容
易にシートパイルを打込むことが可能となる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図は、本工事方法に適用される工程を詳述するため
の説明図である。第１の工程においては、掘削管ｌとし
てパイロット管と高圧水噴射ノズルを備えた第１の掘削
管ＩＡを地盤に打設する。第２の工程においては、掘削
管ｌとして先端にツースを備えた第２の掘削管ＩＢを打
設する。第３の工程においては、掘削管として、第２の
掘削管に高圧水噴射バイブを付加した第３の掘削管ＩＣ
使用し、該第３の掘削管ＩＣとシートパイルを抱合せて
地盤に打込み、第３の掘削管ＩＣを引抜いて工事を完了
するが、それらの工事は、第１図に示す状態で行われる
。

すなわち、本発明によるシートパイル打込み工事では、
シートパイルを打込む予定地盤Ｇを先ずパワーシロベル
等により浅く掘削して、掘削管１を垂直に支える掘削定
規６を設置する。

そして、クレーン７で吊り下げたバイブロパイルハンマ
ー３によって、掘削管１の上端に設けられたエンドグリ
ップ５を把持し、掘削管１を地盤Ｇに垂直に立て、この
状態で同掘削管１に振動を与えつつ、地中に推進させて
行く。第１〜第３の掘削管は、全て鋼管を用いており、
エンドグリップはＨ鋼等を同掘削管１に溶接して形成す
る。掘削管１の抜き差しはクレーン７によって行われ、
バイブロハンマー３はクレーン７のフック９に吊り揚げ
られ、掘削管１のエンドグリップ５は、バイブロハンマ
ー３のチャック機構８により把持されている。

ここにおいて、第１図と第２図の工程説明図を併用して
、本発明の第１の工程について述べる。第２図（ａ）は
第１の工程の説明図、　（ｂ）は第１の掘削管ＩＡを示
す一部破断側面図である。図にお０て、−点鎖線で示し
たのは、打設する予定のシートパイル１０である。掘削
管ｌＡの先端側の中心軸上に、本管より径の細いパイロ
ット管２を配置し、その先端刃１１を本管の先端より更
に先に突出させる。本管の先端とパイロット管２の先端
は鋭いツースを持っている。そして、パイロット管２は
中空で先端内部に高圧水噴射用送水管１２と噴射ノズル
１３を備えている。前記掘削管ＩＡをバイブロハンマー
３で振動させ、高圧水を噴射しながら、第２図（ａ）に
示した地盤位＠Ｇ１、Ｇ２に推進させて行く、ある程度
の深さまで推進したところでこれを地中から引抜（こと
によって、間管ＩＡに詰まった土砂を排除し、地盤に穴
を残すことができる。掘削管の抜き差しは必要に応じて
繰返えすものとする。第１の工程によれば、掘削管ＬＡ
の工大抵抗を軽減でき、掘削管ＩＡの土庄排除作用と相
俟って、軟らかい地盤は勿論、硬い地盤にも容易に穴を
掘削できるものである。

しかしながら、前記第１の工程を実施した後、掘削管Ｉ
Ａを引抜いた跡に、シートパイル１０をそのまま打設し
ようとしても不可能な場合が生じる。例えば、地盤に細
砂層部分があり、高圧水で攪拌されても、直ぐに締って
しまう場合等である。地中に一旦排除体積を築造しても
、次にシートパイル打設に入るとその打設振動で地盤が
締まって打設不可能になる。

前記のような場合、第２の工程により地盤に大きな排除
体積を作り、シートパイルの打設を容易にする。第３図
（ａ）及び（ｂ）を用いて第２の工程を説明する。第３
図（ａ）は工程説明図、　（ｂ）は第２の工程に使用す
る掘削管ＩＢの側面図である。掘削管ＩＢの先端には突
起状のツース４が設けられており、細砂地盤への打込み
が容易である。第３図に示す第１の工程で掘削管ＩＡを
引抜いた跡Ｇ１、Ｇ２に、掘削管ＩＢをバイブロハンマ
ー３で振動を与えながら打込んで行（。掘削管ＩＢをあ
る程度の深さまで打込んだところで、−旦間管ＩＢをク
レーン７によってできるかぎり振動を与えないようにし
て地中から引抜（。この時、掘削管ＩＢは管中に砂を充
満したまま引抜かれ、掘削管ＩＢを引抜いた跡Ｇ１、Ｇ
２には穴が残る。この第２の工程では、水を使用しない
ので、第１の工程により破壊して緩めた細砂、その他を
容易に間管ＩＢ内に満たし、他の場所に排除できる。

すなわち、掘削跡Ｇ１、Ｇ２にはシートパイルを打込む
のに十分な排除体積が築造される。

次が、前記第２の工程で築造された掘削跡Ｇ１、Ｇ２に
シートパイルを打込む第３の工程である。工事の必要上
、例えば長さ２５ｍ以上、幅５０ｃｍ以上と大型のシー
トパイル打込みの必要がある場合、打込み地盤が予め緩
められ、ある程度の排除体積を確保してあっても、従来
の水を使用したジェットパイプロ工法では、土質が細砂
の場合粒子が非常に小さく、また比重も大きいので、噴
射された高圧水に攪拌された砂が再び締ったり、水圧が
吸収されてしまい、シートパイルと砂の間の縁を切るこ
とが難しく、変形や損傷による打込みの困難性が残る。

そこで、第３の工程においては、シートパイル１０と掘
削管ＩＣを抱合わせて、打込みを行う。第４図（ａ）は
工程説明図、　（ｂ）はその状態斜視図、　（Ｃ）は第
３の工程に使用する掘削管ｌＣの側面図である。ここに
おいても、第１図と第４図を併用して説明する。図にお
いて、先ずクレーン７によりシートパイル１０を図示し
た位置に吊り込み、そのままバイブロパイルハンマー３
で容易に打込める位置まで打込んで自立させる。打込み
深さはシートパイルの全長のおよそｌ／２〜３７４程度
とし、静かに仮打込みする。

次に、掘削管ＩＣをバイブロパイルハンマー３でチャッ
キングしたまま、先に仮打ちしたシートパイル１０に添
わせるように、地盤Ｇ３の位置に打込む。そして、打込
み定規６の上方５０〜１５０ｃｍまでの部分の２個所で
シートパイルバンドで固定し、シートパイルＩＯと掘削
管ＩＣを一体化させる。固定位置は工事の状態に合せて
適宜とする。

前記掘削管ＩＣは、第１１　第２の工程で使用した掘削
管と同様に、バイブロパイルハンマー３によって把持す
ることができるエンドグリップ５が設けられている。又
、下端には尖鋭なツース４を備え、側端に高圧水の噴射
のための高圧パイプ１４を育している。

前述のシートパイルｌＯと一体化した掘削管ＩＣを、バ
イブロパイルハンマー３により更に両者の頭部上面が略
一致するところまで打込む。

エンドグリップ５の上端には、シートパイル１０の上端
部を上から咥え込む一対の突起１５が溶接されており、
掘削管ＩＣの突起１５がシートパイル１０の上端部を押
さえ込む状態で、両者の上端部が略一致したところで打
込みを一旦停止する。

ここでチャック機構８を一時開放して、掘削管１ｃを放
し、シートパイル１０と掘削管ｌＣを一緒にチャッキン
グする。−棒体されたシートパイルＩＯと掘削管ＩＣを
、バイブロパイルハンマー３によりエンドグリップ６に
振動を加えて所定の深さまで打込む。高圧パイプ１４は
土質に対応した吐出量の高圧水を噴射させ、排土を容易
にする。又、工程途中で必要があれば、バキューム装置
１６により水と共に土砂を吸い出す作業を付加する。シ
ートパイルＩＯを所定の位置に所定の深さまで打込んだ
ところで、チャック機構８のチャックを解き、次のシー
トパイルを次の打込み予定地盤位ｆｔＧ４に吊込み、自
立させた後、掘削管ＩＣを引抜き次の打設に移るもので
ある。掘削管ＩＣの引抜きはシートパイル１０と離れる
までバイブロパイルハンマー３により静かに振動を加え
ながら行う。シートパイルｌＯが離れた後は振動させな
い。この時、間管ＩＣのエンドグリップ５に設けられた
突起Ｉ５の下方は開いているので、シートパイル１０は
打込み位置に打設したままとなる。

以上述べた第１〜第３の打込み工程を遂次行うことによ
り、何れの工程でも、単独では打設不可能であった、細
砂層を含んだ地盤への、シートバイルルの打込みが容易
に可能となる。因に第５図は、本件発明者が本発明の打
込み工事方法による試験的シートパイル打込みを行った
地盤の柱状図と、これに対応する貫入試験の結果をＮ値
６０まで示したものである。この地盤は深さおよそ５ｍ
−１５ｍは生砂、およそ１５ｍ〜２０ｍは細砂、その他
、大きな石を含んだ砂礫、小石混りの細砂、ローム層等
が混在している。深さ２２ｍ以降では貫入試験のＮ値は
６０を越え、測定値から外挿すると深さ２５ｍではＮ値
約１５０となる。上記地盤柱状図は本件発明者が国補工
事としてシートパイル施工を行った土質の一例である。

前記第５図に示した地盤においては、砂の粒子が極めて
小さ（、比重の大きい細砂部分と、砂礫部分が混在して
おり、工事上必要とする長さ２５ｍ１　幅５０ｃｍのシ
ートパイルの単独打込みは不可能であった。それだけで
はな（、先に述べた第１１　　第２、　第３の工程を単
独で用いである程度の排除体積を築造した後も、シート
パイル単独では打込み不可能であった。これはシートパ
イル打込みの際、細砂が高圧水等で撹拌されても、直ぐ
に締って、摩擦抵抗を減少させることができなかったた
めと考えられる。上記工事に本発明の工事方法を用いた
実際例を示すと、シートパイル寸法は上記の通り長さ２
５ｍ１　幅５０　ｃ　ｒｒｈ　第１の工程に用いた掘削
管ｌＡの管径が２７０φ、第２の工程に用いた掘削管Ｉ
Ｂの管径が２７０φ、第３の工程に用いた掘削管ＩＣの
管径が２７０φで、日平社製６０ｐｓのバイブロパイル
ハンマー１台と、１５０ｋｇ／ｃｍ２のジェットポンプ
１台を用い、深さ２５ｍまで容易にシートパイルを打込
むことができた。第１及び第２の工程は、従来の工法を
用いるが、この工法は従来例で述べたように、工事が容
易であると共に低振動、低騒音である。

第３の工程もこれに準じるもので、極めて低振動である
。例として、第６図及び第７図、第８図、第９図に、従
来のジェットバイプロ工法及び本件発明者が本発明の第
３の工程でシートパイルを打込んだ場合の振動試験結果
を示す。

音響側盤社製の０Ｖ−２５Ｂ型公害用振動計を使用し、
振動レベルを記録したチャートより転記したデータであ
る。シートパイルはＶＬ型の長さ２５ｍのものを使用し
、打設条件はほぼ同様とした。但し本発明で使用したジ
ェットポンプは１５０ｋｇ／ｃｍ２が１台、従来例では
、同型２台であった。地盤深度２０〜２５ｍ付近におけ
る測定結果である。

第６図は、従来のジェットバイブロ工法における振動レ
ベルを示すものである。振動は、はぼ７８ｄ　ｂと高い
レベルで持続するが打設不能であった。シートパイル打
設地盤は、後述の国補工事を行った地盤と似た土質構成
の地盤を選択し、測定は打設地点より１０ｍ離れた地点
で行った。

第７図は、第６図と同じ地盤を同じ条件で、本発明の第
３の工程により、シートパイル打設を行った場合の振動
レベル測定結果である。振動レベルはおよそ８０ｄ　ｂ
で打込み可能であった。

第８図、第９図は、先に述べた国補工事を行った際の振
動レベルを示すものである。シートパイル打設条件は第
５図〜第７図と同じである。

第８図は打設地点より１０ｍ離れた地点での測定結果、
第９図は打設地点より１０ｍ離れた前記測定点の対称点
における測定結果である。振動規制法に定める基準値７
５ｄｂより遥かに小さい値で、打設可能である。ただ、
第１１　　第２の工程と異なる点は、従来になかった、
シートパイルに掘削管を添わせ、上端部を一致させて打
込む点である。それに掘削管先端部で土砂を掘削し、そ
の砂を掘削管の上端部排出口から吹上げさせながらシー
トパイルの打設を行うので、掘削管周辺及びシートパイ
ル周辺の土砂が次第に移動して打設を容易にする。この
場合、ウェルバキュームを用いて砂を強制的に排出すれ
ば更に有効である。

この事は、第１の工程で地盤の砂礫層、小石混り砂層等
を含めて、土圧排除工法を用いて地面を容易に緩め、第
２の工程で大きな排除体積を築造し、これに次ぐ第３の
工程では、掘削管とシートパイルを抱き合わせ打込むこ
とにより、掘削管が地中に打込まれた際、一定の面積で
内部と外部の砂の縁を切り、水圧によって破壊された砂
は、水圧によって上方に向って管内部を容易に吹上げ管
上端部に設けた排出口より管外に排出してしまい、シー
トパイル周辺の土砂は管先端部に向かって移動すること
により、摩擦抵抗が減少するためと考えられる。管中に
充填された砂を地表面に抜き上げ他の場所に排出するこ
とにより、打設地盤には更に大きな排除体積が生じ、次
々に影響を及ぼし、大きな石等も容易に逃げ、シートパ
イルの打込み時間が短縮されるものである。

［発明の効果コ 以上の説明から分るように、本発明の工事方法によれば
、従来シートパイルの打込み不可能であった細砂で締り
易い地盤、あるいは砂礫層を含んだ複雑な地盤等におい
ても、地盤の相当に深い所まで、バイブロパイルハンマ
ーどジェットポンプのように比較的簡易な機材によりシ
ートパイルの打込みが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程説明図、第２図（ａ）及び（ｂ）
は本発明の第１の工程の説明図及び使用する掘削管の側
面図、第３図（ａ）及び（ｂ）は第２の工程の説明図及
び使用する掘削管の側面図、第４図（ａ）、　（ｂ）及
び（ｃ）は第３の工程の説明図、その斜視図及び使用す
る掘削管の側面図、第５図は本発明工事方法でシートパ
イルを試験的に打込んだ地盤（１′４造を示す柱状図と
貫入試験結果を示す図表、第６図及び第７図、第８図、
第９図は、従来のジェットパイル工法及び本実施例の振
動試験結果を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シートパイル打込み工事において、先端に尖鋭なツース
   を、先端中央部にパイロット管を設けた掘削管の先端か
   ら高圧水を噴射させながら、予め地盤のシートパイル打
   込み位置に、該掘削管を打設する第１の工程と、前記掘
   削管を引抜いた跡に、先端に尖鋭なツースを取付けた掘
   削管を抜き差しして管内に入った土砂を他所に排除し、
   地中に排除体積を作る第２の工程と、前記第２の工程で
   掘削管を引抜いた跡に、第２の工程の掘削管に高圧水の
   噴射を付加した掘削管と、シートパイルを抱合せて打設
   し、該掘削管のみ引抜く第３の工程からなることを特徴
   とするシートパイル打込み工事方法。