JPS59173424A - 鋼材の打ち込み方法 - 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】 例えば高層ビルの基礎や道路を構築する町の建設ｆロジ
エクト、また例えば港や運河の拡張などの水中の建設プ
ロジェクトにおいては、鋼材の列すなわち個々のシート
パイルを頻繁に所定の深さまで地下層に打ち込まなけれ
ばならない。しかしながら、この打ち込みに必要な深場
を得る場合、この深さをしばしば得られない場合がある
。なぜなら、その歩１層構造内のほんのわずかな深さの
所に岩石層が存在する場合があシ、この岩石層が所定の
深さ以上のシートパイルの打ち込みを阻止するからであ
る。

軟弱な地盤について理論的に決定された打ち込み深さに
達することなく、シート・ぐイルの充分な支持が得られ
るように、このシートパイルの下端が岩石層内に固定で
きる際には、この岩石層によって制限される打ち込み深
さは重要なものとならない。シートパイルの下縁がシャ
ープになっているならば、比較的軟らかい岩石層の所に
おいて、確実な支持が得られるのに充分な深さまで過度
の困難を伴うことなく、通常のようにしてシート・クイ
ルの下縁を打ち込むことができる。しかしながら、硬い
岩石層の場合には、このような簡単な打ち込みをもはや
できなくなる・なぜなら、打ち込みが試みられたとき、
シートパイルの下端は側方に曲がってしまうためでおる
。

このような困難な地下層構造のためのシートパイル構築
方法が知られている。この方法においては、もはやシー
トパイルを打ち込むのではなく、シー）　ｐ４イルは岩
石層内に爆破によって形成した壕にセットされるととも
に、ここでコンクリートによって固められる。この方法
は非常に困難であるとともに費用がかかるものとなる。

々ぜなら、通常断面Ｖ字状の壕を発破によ多形成するた
めには、発破の後に壕が埋められることがないように岩
石層を覆う粗石等を全て取シ除かなければならないから
である。この目的のため、壕の傾斜壁の角度を約１８度
にする必要がある。７字状の層内にシート・母イルを位
置付けて固定した後には、シートパイルの最終的な安定
を確保するため、苦労して取シ除いた粗石を再び埋め戻
す必要がしばしは生じる。

岩石層内にシート・ぐイルの下端を打ち込むために、こ
の打ち込み前に岩石層内に穴をあけ、この穴内に装薬を
挿入して爆破させることによシ゛、穴の周囲の岩石層を
粉砕してシートパイルの拐ち込み抵抗を小さくする方法
が知られている。

この方法においては、上記穴内に装薬が満され、その結
果、この装薬が爆破されたときには、穴の回シの岩石層
が粉砕されるばかシではなく、装薬′の急激な燃焼によ
るガスの膨張のために上方に開口した漏斗状の空間が形
成されることになる。しかしながら、このことは上述の
方法で岩石層内に壕が爆破によ多形成されると、シート
パイルが適尚な固定手段をとることなく、爆破によシ露
出しだ岩石層内に単に挿入されるのみかあるいはさらに
打ち込まれることを意味している。この固定手段は付加
的な手段、例えばセメントあるいは化学的生成物によっ
て得なければならない。したがって、この方法において
も複雑なものとなる。

海及び内陸の運河建設プロジェクトにおいて、上述した
タイプの爆破技術はまだ有益なものであるが、しかしこ
のよシな有利な条件は一般に町の建設プロジェクトには
存在しない。例えば地下鉄のトンネルなどの交通ルート
の建設においては、通常穴の中では爆破を実施すること
ができない。なぜなら、この爆破は隣接する建物に損害
をもたらすからである。他方、シートパイルが長くかつ
岩盤的な地下層がないならば、打ち込み作業によっても
損害をもたらすことになる。このため、例えば仕切シ壁
などを構築するなどの他の複雑な手順がしばしば用いら
れることになる。

この発明は岩石層内に鋼材の下端を打ち込む方法にあシ
、この方法では打ち込む前に岩石層内にボアホールを穿
設し、このホール内の装薬を爆破させる。

この発明の課題は、付加的な手段を必要とせず、打ち込
み作業が完了した後、直ちに鋼材もしくは鋼材の列の□
固定を確実になすことができ、また密度の大きい領域に
おいても適用することのできる上述したタイプの方法を
提供することにある。

上記課題は、爆発の衝撃波のみが岩石層に作用し、これ
に対し爆発物の燃焼による岩石層へのガス膨張作用を大
幅に減少させるように、装薬の構成分及び処分量が決め
られたこの発明に。

より達成される。

この発明のさらに具体例においては、装薬を収容したコ
ンテナがボアホール内に挿入され、このコンテナの容積
は装薬の容積と比較して大きな丸のとなっている。

この発明によれば、ボアホール内が完全に装薬で満され
る公知の方法に対して、比較的小量の装薬のみが使用さ
れ、との装薬はその爆発時、岩石層に側方からの衝撃効
果を充分に生起することができる。しかし、燃焼から生
じる膨張ガスは、ボアホールに近い岩石層を粉砕するほ
どこの岩石層に作用することなく、コンテナ内での初期
的な膨張が可能となるコンテナ内の充分に大きな容積内
で膨張することとなる。大量の岩石層のため、下方に作
用することのない膨張ガスはそれ故、通常の爆発による
漏斗状の□凹みを生起させることなく、ピアホール内の
上方は向けてコンテナから抜は出ることとなる。この発
明によれば、ボアホールに近い岩石層は吹き飛ばされず
０．５　ｃｍよ）も小さな粒子に粋砕される。

このような岩石層内には特別困難なくまた鋼材の下端が
曲がったシする危険もなく、この鋼材を打ち込むことが
できる。打ち込み中にずれる岩石の粒子は、爆破によっ
てゆるくなった地下層の締固めを生起させ、この結果鋼
材は地下層内にしっかシと確実に保持される。

好ましくは、１枚の鋼材のために所定の間隔を存して互
いに隣接した２つのボアホールが設けられ、各がアホ了
ル内には装薬を収容した少なくとも１個のコンテナが挿
入される。そして、装薬は両ボアホール内で同時に爆発
される。また、両ポアホール間の間隔はその直径の約１
０倍が好まし゛い。この結果、岩石層への衝撃波の作用
は、かなり強められ、ボアホール間に位置した実質的に
完全な岩石構造はゆるめられる。

この結果、シートパイルなどの平たい幅広の鋼材を容易
に打ち込むことができる。

同様にして、この原理はまたシートパイル壁の構築にお
いても使用することができる。ここでは、ボアホールは
シートパイル壁の側方の方向に所定の間隔を存して穿設
され、少なくとも隣接した２つのがアホールの装薬は同
時に爆発される。

これに関して、装薬を収容したコンテナが異なる深さの
少なくとも２つの領域で互いに隣接したボアホール内に
配置されるならば、特に有利なものとなる。これら領域
は垂直方向にオーバラップされるべきで−ある。このオ
ーバラップ０は重要である。なぜなら、衝撃波の伝播は
装薬の横断面に依存し、垂直方向の影響は生じない。

隣接したボアホールの各領域において、装薬を備えだコ
ンテナの上下に雷管が配置されかつこれら雷管が同時に
起爆されるならば、各ボアホール内には反対方向に作用
する衝撃波の前面波が生起され、これによって、所望の
効果がかなり強化される。なぜなら、衝撃波社互いに付
加的に作用し、これにより使用される装薬の量を減少さ
せることができる。

上記領域は、隣接したボアホールの深さを異ならしてこ
れらポアホールを交互に穿設することによシ簡単に得る
ことができる。

この発明の方法は、交通ルートの建設において今日頻繁
に必要とされる２　０　ｐｎもしくはそれ以上の平らな
シート・クイルを、近隣の建物に損害を与えることのな
い小さな振動の、１回の作業によって打ち込むことがで
きるという利点を有している。

打ち込むことができない岩石層が存在するならば、この
発明の方法はシート・ぐイルの壁の側方保持に効果的に
用いることができる。シートパイルの壁を立てた後、す
なわち個々のシート・ぐイルを打ち込んだ後には、シー
トパイルの壁の上端を移動しないように固定する必要が
ある。

これは通常アンカーによって遅され、このアンカーはシ
ート・ぐイルの壁の上端から下方に向は約４５°傾いて
延びている。このタイプのアンカー保持は、特にシート
・母イルの壁が一方の側に大きな土庄を受けたシ、また
地層構造のため打ち込み状態でその下端のみが固定され
ている場合に用いられる。これらの条件は堤防の防護や
運河の埠頭を構築する場合、非常に頻繁に生じる。この
場合、岩石層は水と陸との間の境界に存在する。この発
明の方法においては、打ち込まれたシート・ぐイルを囲
む地層の再圧縮が打ち込み中に生じるという事実の結果
として、今までの方法で可能であっｆたもの以上に非常
に大きな保持力を生起する。

以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は地下層の断面構造を示しておシ、この地下層内
の鋼材はこの発明の実施例によシ打ち込まれるようにな
っている。地表１の直下には比較的軟らかな軟質層２が
あシ、この軟質層２は打ち込みに対する抵抗が小さい。

また、軟質層２の次には硬質の岩石層３が続いておシ、
この岩石層３の上面は参照符号４で示されている。矢印
５は岩石層３内に打ち込まれる鋼材の深さを表わしてい
る。

第１図は、既にピアホール６がポーリングされ、岩石層
３内に突き進んだポアホールの領域にコンテナ７が配置
されている。このコンテナ７はその内部に収容された装
薬８を備えている。

コンテナ７内の装薬８のセンタリングのためには、一般
に何ら特別の用心を必要としない。

なぜなら、通常コード（ｃｏｒｄｓ　）形状で配置され
ている装薬８はコンテナ７の壁に対して支持されている
かあるいはコンテナ７の中心に位置付けられているかど
うかは、予備発ぼうの効果について何等重要なことでは
ない。しかしながら、何等かの理由によシ、装薬８のセ
ンタリングが必要であれば、適当なスペーサを用いれば
よい＠膨張空間として充分に大ぎなガス空間をコンテナ
２内に得ることは、唯一の重要事項である。この膨張空
間が小さくなればなるほど、装薬８によって？アホール
６周囲の岩盤をよシ粉砕つまシ発破できる傾向にあ夛、
もし膨張空間が完全に欠如しているならば、発破の効果
のみが生起されることになる。

コンテナ７は好ましくはプラスチック材料で形成される
べきであシ、如何なる場合においても金属で形成される
べきものではない。装薬８の爆発後、コンテナ７の一部
が打ち込まれる鋼材の領域に残っていても、プラスチッ
クの残留物は打ち込み作業に決して妨げとはな咬ないが
、これに対し金属の破片は打ち込み作業を妨害するもの
となる。最善の方法においては、コンテナ７はポリ塩化
ビニール（ＰＶＣ）のパイプを所定長に順次切断し、こ
の所定長の切断パイプ両端を適当なキャップにより閉塞
して構成される。

この種の・母イブとしては廉価な市販の排水・ぐイゾを
使用することができる。

コンテナ７を所定の位置に落下させるためには、チーー
プがポアホール６のポーリングに伴って降下され、この
チーーブは軟質層２領域のボアホール６内にコンテナ７
が位置付けられるのを防止する。この手段は、岩石層３
が水面下に位置する場合、特に必要となる。コンテナ７
が上記チー−ブを通じて導き入れられた後、このチーー
プは直ちに取シ外かれる。な゛お、これによシ、ボアホ
ール６内が再びゆるい物質で満されても、このことは発
破の効果に何等悪影響を及ぼすものではない。

単一のコンテナ７の代わシに、複数のコンテナ７を順次
積み上げて配置することもでき、また幾つ力）、の装薬
を１個のコンテナ７内に装填することもできる。

爆破前におけるボアホール６の直径は、約３５ないし６
５咽が好ましい。爆破試験の経験からその大きさが決定
される装薬８の爆発の後、一般にその軸線に沿うボアホ
ール６０回９、直径約５００＋ｍｎの範囲の内部構造が
上記爆発によって破砕される。

ボアホール６の外径から上記破砕された領域の境界まで
、鋼材が打ち込まれる際には岩石層３の締固めが漸進的
に減少する。鋼材はボアホール６を中心として打ち込ま
れる。例えば、シートパイルの壁のために、相互に隣接
した２個のがアホールがその中の１個のシートパイルの
ためにダーリングさ゛れ、これらボアホールの中心は打
ち込み中シート・クイルの外縁の領域にほぼ位置付けら
れている。この場合、装薬８は両ボアホール内で同時に
爆発され、この結果、衝撃波の重ね合せによシ、この衝
撃波の効果は最適の方向に意図的に増強されることにな
る。

鋼材から壁を構築する場合において、その手順は同じで
ある。ここで、隣接したボアホール６のグ〃−ノにおい
て、その装薬８は同時に爆発される。

第２図は例えばシートパイルの壁の構築において、この
発明の方法が特に有利となる実施例を示している。ここ
で再び、岩石層３及び軟質層２から々る地下層の断面が
示されている。軟質層２は粗石、砂もしくは比較的柔ら
かい土壊層かう成っている。このような地盤内にボアホ
ール６＆、６ｂの列が一様な間隔で形成されている。ボ
アホール６ａは矢印５で示される深さまで延びてお少、
これに対しボアホール６ｂは岩石層３内に？アホール６
ａよシも浅く穿設されている。また、これらボアホール
６ｂは全て同じ深さに形成されているとともに、ボアホ
ール６ａとがアホール６ｂとは交互に形成されている。

ここで、ボアホール６ａの深さは約１１ｍであシ、これ
に対し？アホール６ｂの深さは約７ｍにしかすぎない。

シートパイルが打ち込まれる深さはボアホール６ａの深
さに相当する。

各ボアホー／Ｉ／６ａ、６ｂの底には、第１図に関して
既に説明したように、任意にチーーブを一時的に挿入し
た状態で、その内部に装薬８を収容した１個もしくはそ
れ以上のコンテナ７が入れられる。装薬８が位置付けら
れた隣り合うボアホール６ａ、６ｂの領域９，１０は相
互にオーパラツノしておシ、このオー／（う、ツノ部分
は約１　ｖｎであることが好もしい。

シートパイルを水中において組み立てる場合には、浮上
防止ブレーキをコンテナ７に取シ付けることができる。

このコンテナ７の浮上防止ブレーキは、コンテナ７がが
アホール６内に押し込まれている間、このコンテナ７に
近接して位置し、コンテナ７にボアホール６から外へ出
ようとする動きが生じた時、拡開してボアホール６内に
コンテナ７を固定する。一時的なチーーブを取シ除いた
後、ボアホール６内には軟質層２の粗石が崩れ落ちるが
、これはその後の爆発に悪影響を与えるものではない。

この実施例では発破は次のようにして実施される。まず
、？アホール６ａの互いに隣接した少なくとも２力所以
上の領域１０に位置する装薬８と、ボアホール６ｂの互
いに隣接した少なくとも２力所以上の領域９に゛位置す
る装薬８とが爆破される。この結果、互いにオーバラツ
ノする領域９，１０がそれぞれ爆破されることになる。

この実施例では、ボアホール・６ａ内の装薬８が最初に
爆破され、そしてこの後ピアホール６ｂ内の装薬８が爆
破される。

好ましくは、ボアホール６の各領域９．ＩＱにおいて、
その上部及び底部に１個ずつ雷管が配置され、１つのボ
アホール６内の雷管は同時に起爆される。この結果、各
ボアホール内において、互いに反対方向に伝播される衝
撃波の前波面が生起され、また両衝撃波の付加作用の結
果として火薬の量を減少させることができる。

第２図においては、深さの異なる２つの領域９、ＺＯの
みが示されているが、勿論３つあるいはそれ以上の領域
に分けてもよく、この場合、これら領域は相互にオーバ
ラップされる。

コンテナ層内の部位すなわち全ての装薬８が爆発した後
でも、一般的な地層構造に変化を生起することはほとん
どない。これによシ、軟質層２は、外観的にはほとんど
変化のない岩石層３上を覆っているが、しかしながら今
では上記岩石層３内に打ち込みをなすことができる。岩
石層３内に如何なるコンテナ７の残留物が残っていても
、この残留物は後に実施される打ち込みに対して何等悪
影響を与えることはない。な７ぜなら、残留物は打ち込
まれる鋼材によって側方へ強制的に押しやられることに
なるからであシ、シート・クイルの場合においては、上
記残留物はシートパイルの下縁によって切断されること
になるからである。通常のシートパイルは、１０ｃｒｎ
当シ２０ないし４０回の打撃、極端な場合には５０回の
打撃により、岩石層３内の内部構造を打ち砕いてこの岩
石層３内に打ち込まれることがわかっている。

この実施例では、岩石層３上に軟質層２があシ、さらに
この軟質層２上に水がある地゛形について説明したが、
軟質層２がなく岩石層３が露出されている場合にもまた
この発明を実施できるのは勿論である。しかしながら、
このような非常にシンプルな地層構造はまれであり、軟
質層２の存在は通常のケースである。シートパイルを打
ち込むこの発明の方法は特に効果的かつ廉価して実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は岩石層内に装薬を挿入するために？＋７ングさ
れたボアホールを示す概略断面図、第２図はボアホール
の列を示す概略断面図である。 ３・・・岩石層、６・・・ボアホール、７・・・コンテ
ナ、８・・・装薬、９１，１θ・・・領域。 図面の浄書（内容番こ変更なし） 昭和　”５９．久、２１ 特許庁長官　若　杉　和　夫　　　殿 １゜事件の表ガ 特願昭５８−ジ４３６１５号 ２、発明ｏＪ名称 鋼材の打ち込み方法 ３、和正をする者 事件との関係　惰許出１ｆｆｊ人 ビン′フリート・１フ一ゼンストツク ４代ノ２１１人 昭和５９年３月２７日 ６、補正の対象 適正なｆ３＋　ｒ；、委任状およびその訳文、明パ己（
１書、劣１面（２）図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、打ち込み前に、岩石層内に穴を穿設し、この穴内で
   装薬を爆破させて上記岩石層内に鋼材を打ち込む方法に
   おいて、上記装薬は、爆破の衝撃波のみを岩石層に作用
   させ、これに対し、岩石層への爆破の燃焼による膨張ガ
   スの影響を殆んどなくするような構成分及び成分景を有
   していることを特徴とする鋼材の打ち込み方法。 ２、前記穴内には装薬を収容した少なくとも１個のコン
   テナが挿入され、このコンテナの容積は装薬の容積に比
   較して大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の鋼材の打ち込み方法。 ３．１個の鋼材に対して互いに近接した２つの穴亦穿設
   されるとともに、各穴内には装薬を収容した少なくとも
   １個のコンテナが挿入され、両穴内の装薬は同時に爆破
   され、両穴間の距離は穴の直径の略ｌｏ倍であることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の鋼材の打ち込み
   方法。 ４、　鋼材の壁を構築するため、この壁を作る方向に所
   定の間隔を存して複数の穴が穿設され、少なくとも２つ
   の穴内の装薬は同時に爆破されることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の鋼材の打ち込み方法。 ５、隣接した穴内の装薬を収容したコンテナは、深さの
   異なる少なくとも２つの領域に配置されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の鋼材の打ち込み方
   法。 ６、隣接する穴の装薬を備えた領域は垂直方向にオーバ
   ラッグしていることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の鋼材の打ち込み方法。 ７、　前記領域のオーパラツノ部位は少なくとも１ｍあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の鋼材の
   打ち込み方法。 ８　同じ深さの隣接する少なくとも２つの穴内で装薬が
   最初に爆破され、そして上記穴とは深さの異なる隣接し
   た少なくとも２つの穴内で装薬が爆破されることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項記載の鋼材の打ち込み方法
   。 ９、＠接する各領域において、装薬を備えたコンテナの
   上下に雷管が配置され、これら雷管は同時に爆発される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の鋼材の打
   ち込み方法。 １０、前記領域は深さを異ならして交互に穿設された隣
   接する穴によって形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項ないし第９項のいずれか１つの項に記
   載の鋼材の打ち込み方法。