(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
外周に継ぎ手を有する鋼管矢板を圧入装置のチャック装置によりチャック状態とし、鋼管矢板の内側に、下部周縁に位置する掘削体を設けたケーシングを上方から挿入し、ケーシングの上部の回転駆動装置によりケーシングを駆動回転させ、ケーシング内に土砂を残したままケーシングの掘削体により地盤を掘緩め、掘緩めた地盤に前記圧入装置により前記鋼管矢板を圧入し、前記掘削体はケーシングの周縁下方と鋼管矢板の継ぎ手下方との間を、放射方向に、掘削体に取付けたシリンダのロッドの伸縮駆動により横軸回動させて地盤を掘緩めると共に、前記鋼管矢板の周縁下方に位置する前記掘削体を、前記継ぎ手の下方部分にて、放射方向の外側へ突出移動させて、継ぎ手の下方のみの地盤を掘緩め、継ぎ手の下方の地盤を掘緩めた後、次の継ぎ手の下方に至る間、鋼管矢板の周縁下方に掘削体を退避させて、鋼管矢板および継ぎ手の下方の地盤だけを掘緩めて行う前記鋼管矢板の圧入を可能とした鋼管矢板圧入方法。
ケーシングの下部周縁の所定位置に、該ケーシングの放射方向に出入り自在に設けられた掘削体と、前記ケーシングの上部内周にチャックするチャック装置と、該チャック装置に接続して前記ケーシングを前記掘削体と共に駆動回転する回転駆動装置と、前記ケーシングの外周に嵌合させる、外周に継ぎ手を有する鋼管矢板と、該鋼管矢板の下部をチャックする鋼管用チャック装置および鋼管矢板を圧入する鋼管圧入用シリンダを有する圧入装置とからなる鋼管矢板圧入装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
公知例のうちの前者の打設工法では、作業現場における騒音あるいは振動の発生という課題がある。
前記公知例のうち中掘静圧圧入工法では、打設に際する圧入圧力には限界があるので、硬質地盤では鋼管矢板を圧入できないという課題がある。
また、公知の中掘圧入工法では、ケーシング内を掘削により発生した残土
の排出処理が必要となるという課題がある。
残土の処理は、大変であり、費用が嵩み、鋼管矢板の設置コストを上昇させる。
本願は、鋼管矢板を圧入する方法を工夫し、掘削残土を発生させずに、硬質地盤での鋼管矢板の圧入作業も可能にするようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1の発明は、外周に継ぎ手を有する鋼管矢板を圧入装置のチャック装置によりチャック状態とし、鋼管矢板の内側に、下部周縁に位置する掘削体を設けたケーシングを上方から挿入し、ケーシングの上部の回転駆動装置によりケーシングを駆動回転させ、ケーシング内に土砂を残したままケーシングの掘削体により地盤を掘緩め、掘緩めた地盤に前記圧入装置により前記鋼管矢板を圧入し、前記掘削体はケーシングの周縁下方と鋼管矢板の継ぎ手下方との間を、放射方向に、掘削体に取付けたシリンダのロッドの伸縮駆動により横軸回動させて地盤を掘緩めると共に、前記鋼管矢板の周縁下方に位置する前記掘削体を、前記継ぎ手の下方部分にて、放射方向の外側へ突出移動させて、継ぎ手の下方のみの地盤を掘緩め、継ぎ手の下方の地盤を掘緩めた後、次の継ぎ手の下方に至る間、鋼管矢板の周縁下方に掘削体を退避させて、鋼管矢板および継ぎ手の下方の地盤だけを掘緩めて行う前記鋼管矢板の圧入を可能とした鋼管矢板圧入方法としたものである。
請求項2の発明は、ケーシングの下部周縁の所定位置に、該ケーシングの放射方向に出入り自在に設けられた掘削体と、前記ケーシングの上部内周にチャックするチャック装置と、該チャック装置に接続して前記ケーシングを前記掘削体と共に駆動回転する回転駆動装置と、前記ケーシングの外周に嵌合させる、外周に継ぎ手を有する鋼管矢板と、該鋼管矢板の下部をチャックする鋼管用チャック装置および鋼管矢板を圧入する鋼管圧入用シリンダを有する圧入装置とからなる鋼管矢板圧入装置としたものである。
請求項3の発明は、
前記回転駆動装置は、前記ケーシング内に挿入しうる外径で構成すると共に、前記チャック装置と一体状の構成とした鋼管矢板圧入装置としたものである。
請求項4の発明は、
前記回転駆動装置は、前記ケーシングの上部に装着し、回転駆動装置の回転出力軸により前記ケーシングの上部内周にチャックしたチャック装置ごと前記ケーシングを駆動回転させる構成とした鋼管矢板圧入装置としたものである。
請求項5の発明は、
前記掘削体は、前記ケーシングの下部内周に設けた取付部に軸により回動自在に取付けると共に、前記ケーシングに設けた出入り用シリンダにより前記ケーシングの周縁内側下方から前記継ぎ手の下方まで進退させる構成とした鋼管矢板圧入装置としたものである。
請求項6の発明は、前記出入り用シリンダおよび前記回転駆動装置は、前記掘削体を前記継ぎ手の下方部分でだけ放射方向に進退させて地盤を掘緩める構成とした鋼管矢板圧入装置としたものである。
【発明の効果】
【0006】
請求項1の発明では、ケーシング4内に土砂を残したまま、ケーシング4の周縁下方を掘削体3で掘緩めているので、掘削残土を発生させずに鋼管矢板2を圧入でき、しかも、ケーシング4の周縁下方は掘削体3で掘緩められているから、鋼管矢板2の圧入圧力も従来に比し低くでき、圧入作業を容易にできるだけでなく、硬質地盤の作業も可能となって、作業可能範囲を広げることができ、鋼管矢板2の周縁下方を掘削体3で掘緩めているので、一層、硬質地盤の作業も可能にでき、さらに、鋼管矢板2の周縁下方を掘削体3で掘緩めると共に、継ぎ手1の下方の地盤を掘緩めるので、一層、硬質地盤の作業も可能にすることができ、くわえて、鋼管矢板2および継ぎ手1の下方の地盤のみを掘緩めるので、鋼管矢板2の外周辺の地盤強度を低下させず、鋼管矢板2の水平方向の荷重に対する支持剛性を低下させることがない。
請求項2の発明では、ケーシング4内の土砂を残したまま鋼管矢板2の周縁下方を掘削体3で掘緩めているので、掘削残土を発生させずに鋼管矢板2を圧入でき、しかも、鋼管矢板2の周縁下方は掘削体3で掘緩められているから、硬質地盤の作業も従来に比し硬い地盤での作業も可能となり、作業可能範囲を広げることができる。
請求項3の発明では、
ケーシング4内に回転駆動装置20とチャック装置22を設けているので、周辺作業スペースを広くでき、狭い作業現場での作業も可能にできる。
請求項4の発明では、
ケーシング4の上部に汎用的に普及している回転駆動装置20を配置して、ケーシング4を駆動回転させることもできるので、ケーシング4の内径の制限を受けずに回転駆動装置20を選択装着でき、装置コストを低減できる。
請求項5の発明では、
掘削体3の進退機構を簡単に構成でき、故障あるいは破損を防止でき、作業効率を向上させることができる。
請求項6の発明では、継ぎ手1の下方部分のみを掘緩めるので、周辺の地盤強度を低下させず、鋼管矢板2の水平方向の荷重に対する支持剛性を低下させることがない。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明は、少なくとも、一対の継ぎ手1を有する鋼管矢板2の圧入工法に関するものであり、該圧入方法および該方法を実施する装置の例を図により説明する。
前記継ぎ手1は前記鋼管矢板2を相互に連結するものであればよく、
図2に一例を示すが、継ぎ手1の形状および数等は本願の要件ではない。
鋼管矢板2の内側には下部に掘削体(掘削ビット)3を有するケーシング4を上方から挿入する。ケーシング4は、鋼管矢板2内に上方から挿入しうる外径に形成する。
【0009】
次に、ケーシング4を回転させることにより、掘削体3をケーシング4と一体回転させてケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩め(掘崩し)ながら、ケーシング4を地盤に静圧圧入させる。
即ち、単に、ケーシング4を圧入すると、土砂抵抗が発生して相当の圧入圧力を必要とするが、予め、掘削体3によりケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩めているので、圧入圧力を軽減させて圧入作業を行える。
【0010】
掘削体3は、ケーシング4の周縁下方から鋼管矢板2の周縁下方までの地盤を掘緩められるように、ケーシング4の内周よりも内側に位置する内周位置から外周を越えて鋼管矢板2の周縁下方および継ぎ手1の周縁下方までの間出入り自在構成とし、ケーシング4の周縁下方から継ぎ手1の周縁下方までの地盤を掘緩めるように構成する。
【0011】
この場合、継ぎ手1は鋼管矢板2の一部外周に設けられているだけであるので(
図2)、前記掘削体3は、継ぎ手1の下方の部分だけを掘緩められるように構成すると、不必要に鋼管矢板2の周辺の地盤を崩さないですみ、地盤強度を低下させず、好適である。
例えば、継ぎ手1の下方手前位置から鋼管矢板2の外径を越えて継ぎ手1の下方まで突出拡大して地盤を掘緩め、継ぎ手1の下方の部分を通過すると、鋼管矢板2の外径周縁下方位置に一旦退避して掘緩め、次の、継ぎ手1の下方で突出拡大して地盤を掘緩め、これを反復する。
【0012】
上記の掘削体3による掘緩めは、地盤の硬さ、湿り気等の諸条件により、鋼管矢板2とケーシング4を圧入できる程度に行うとよい。
即ち、掘削体3は、継ぎ手1と鋼管矢板2とケーシング4のそれぞれの周縁下方だけを掘緩め、ケーシング4内の土砂を排出させないでケーシング4内に残したまま、鋼管矢板2を圧入させて、鋼管矢板2内を土砂で充填することにより、鋼管矢板2の起立姿勢の耐力を向上させ、さらに、鋼管矢板2の周囲の地盤を必要以上に掘緩めずにすみ、この点でも、起立姿勢の保持強度を向上させられる。
【0013】
したがって、軟弱地盤で鋼管矢板2の圧入が容易な場合には、継ぎ手1に向けて掘削体3を突出させなくてもすむ場合がある一方で、硬質地盤の場合では、継ぎ手1の下方を掘削体3により掘緩めることで、鋼管矢板2の圧入作業を可能にすることがあり、掘削体3を出入りさせることで、作業範囲を広げられる。
【0014】
なお、ケーシング4による圧入掘緩め作業と、鋼管矢板2の圧入作業の順序は任意であり、ケーシング4による圧入掘緩め作業と鋼管矢板2の圧入作業とをほぼ同時に行ってもよく、また、ケーシング4による圧入掘緩め作業を鋼管矢板2の圧入作業に先行させて行ってもよい。
【0015】
また、ケーシング4は自重および掘削体3の掘緩めで圧入させても良い。
以下、具体的に実施例を説明すると、
図1において、10は地上走行車であり、走行装置(クローラ)11の上方にテーブル12を設ける。テーブル12に設けたステー14の先端にはリーダー15を装着する。リーダー15には上下動自在に上下支持部16を取付け、上下支持部16には吊設体17の上部を取付け、吊設体17の下部には回転駆動装置20を設ける。
【0016】
回転駆動装置20は、モーターにより構成し、回転駆動装置20の回転出力軸21は下方に突出させて、回転出力軸21によりチャック装置22を回転するように設ける。チャック装置22はチャック体23をケーシング4の内周に当接させて固定し、回転駆動装置20の駆動によりケーシング4を駆動回転させる。
【0017】
チャック装置22の構成は、回転駆動装置20の駆動力をケーシング4に伝達するように、回転出力軸21とケーシング4を固定状態に連結させられればよい。24はチャック体23を出入りさせる楔状のガイド体、25はチャック体23を上下させるチャック用シリンダ、26はチャック用フレームであり、前記回転出力軸21に取付ける。
【0018】
前記ケーシング4の下部には、掘削体3を放射方向に出入り自在に設ける。掘削体3はケーシング4の下部内周に設けた取付部28に軸29により回動自在に取付ける。掘削体3には出入り用シリンダ30のロッド31を取付け、出入り用シリンダ30の上部はケーシング4の内周に設けたシリンダ取付部32に固定状態に取付ける。
【0019】
掘削体3はケーシング4の下端周縁の下方の地盤を掘削するのに必要な強度を確保しつつ、ケーシング4の直径方向の厚さおよび回転方向の幅を小さく形成する。
即ち、掘削体3が、不必要に鋼管矢板2の周辺の地盤を崩さないようにすると共に、鋼管矢板2内に土砂を残して排土工程を省略するために、小型に形成する。
【0020】
前記リーダー15の下部には、鋼管矢板2を圧入する圧入装置40を設ける。圧入装置40は四角枠形状の支持フレーム41に支脚42を設けて地盤上に設置する。支持フレーム41は左右の左右フレーム43と前後フレーム44とにより構成する。
【0021】
前記支持フレーム41には、鋼管矢板2を固定する鋼管用チャック装置50を設ける。鋼管用チャック装置50はチャック用フレーム51に鋼管矢板2の外周に当接させて固定するチャック体52を設ける。53はチャック体52を出入りさせる楔状のガイド体、54はチャック体52を上下させるチャック用シリンダである。
55は鋼管用チャック装置50を上下させる鋼管圧入用シリンダであり、シリンダフレーム56に吊設している。
【0022】
鋼管圧入用シリンダ55は、チャック用フレーム51を下降させると、鋼管矢板2を圧入させるが、鋼管矢板2を装着していない状態で、チャック用フレーム51を上昇させると、支持フレーム41および支脚42ごと圧入装置40を持ち上げて、圧入装置40の運搬移動状態にする。
【0023】
図8、
図9は他の実施例であり、前記回転駆動装置20のチャック装置22をケーシング4の上部に挿入してチャックし、ケーシング4を回動させるものである。
60はペンダントロープであり、リーダー15を水平状態から起立させるときに使用する。61は回転駆動部吊りワイヤーである。
【0024】
また、鋼管矢板2内の土砂を排出させないで残したまま圧入させることを前提とするので、回転駆動装置20がケーシング4の上部に載置されるようにチャック装置22をケーシング4の上部に挿入してチャックし、同様に、回転駆動装置20も掘削体3に対して所定距離置いたケーシング4の上部所定位置の内周でチャック装置22によりチャックさせる。
【0025】
図10、
図11は他の実施例であり、作業船65に前記テーブル12を設け、テーブル12に設けたステー14の先端にはリーダー15を装着し、リーダー15にはケーシング4の回転駆動装置20を設ける。
また、リーダー15の下部には鋼管矢板2を圧入する圧入装置40を設けている。
【0026】
(実施例の作用)
地上走行車10あるいは作業船65により圧入装置40を鋼管矢板2の設置現場に運搬し、この圧入装置40の鋼管用チャック装置50に別途用意したクレーン(図示省略)により鋼管矢板2を吊設しながら装着してチャック固定する。
【0027】
次に、図示しないクレーンにより回転駆動装置20およびチャック装置22を吊設して上方からケーシング4内に挿入する。
【0028】
次に、ケーシング4の上部に、チャック装置22により回転駆動装置20とケーシング4とを固定状態にして回転駆動装置20の駆動力が伝達されるようにする。
次に、鋼管矢板2の上方から回転駆動装置20を装着したケーシング4を挿入する。
【0029】
なお、ケーシング4の鋼管矢板2への挿入と、ケーシング4への回転駆動装置20の装着順序は問わない。
ケーシング4の下部には掘削体3を設けているので、回転駆動装置20によりケーシング4を回転させると、掘削体3が回転してケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩め(掘崩し)る。
即ち、予め、掘削体3によりケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩めているので、通常の静圧圧入作業に比し、ケーシング4を容易に圧入させられる。
【0030】
なお、ケーシング4の圧入と並行して鋼管矢板2の圧入作業を行うが、理解を容易にするため、先ず、ケーシング4の圧入作業について説明する。
【0031】
掘削体3は、ケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩められるように、ケーシング4の下端周縁下方に位置させると共に、ケーシング4の外周面を越えた外側部分まで出入り自在に取り付けられているから、掘削体3は地盤の状態に応じてケーシング4の内側周縁下方からケーシング4の外周面を越えた外側部分まで出入り(進退)させて、地盤を掘緩める。
即ち、従来の中掘圧入工法では、ケーシング4の内周内側部分だけを掘削しているから、ケーシング4の内周内側部分には地盤は存在しないが、ケーシング4の周縁下方には地盤が存在し、このケーシング4の周縁下方の地盤の存在により圧入抵抗が増大して圧入できないことがあるが、このような作業現場でも、本願では、予め、掘削体3によりケーシング4の下端周縁下方の地盤を掘緩めることにより、ケーシング4(鋼管矢板2)の圧入作業を可能にする。
【0032】
また、ケーシング4内の土砂を排出させないで圧入するので、後述する鋼管矢板2内には土砂が残り、鋼管矢板2には内周と外周から土砂抵抗によって支持された状態で起立することになって、特に水平方向からの荷重に対する起立姿勢の耐力を向上させられる。
【0033】
掘削体3は、ケーシング4の下部内周に設けた取付部28に軸29により回動自在に取付け、掘削体3には出入り用シリンダ30のロッド31を取付け、出入り用シリンダ30の上部はケーシング4の内周に固定状態に取付けているので、出入り用シリンダ30のロッド31を縮小させると、掘削体3は突出し、出入り用シリンダ30のロッド31を伸長させると、掘削体3は引っ込む。
【0034】
次に、ケーシング4の圧入と同時あるいは圧入後に、鋼管矢板2を圧入装置40により圧入する。
このとき、例えば、地盤がそれほど硬くないときには、ケーシング4の周縁下方を掘削体3で地盤を掘緩めた後に、圧入装置40で鋼管矢板2を圧入する。
【0035】
また、地盤が硬く鋼管矢板2を圧入できないときには、掘削体3を、ケーシング4の周縁下方から鋼管矢板2の周縁下方にまで出入り用シリンダ30により突出移動させて、回転駆動装置20によりケーシング4ごと掘削体3を駆動回転させて、鋼管矢板2の周縁下方の地盤を掘緩めてから、鋼管矢板2を圧入する。
【0036】
また、地盤が硬く鋼管矢板2の圧入の際に、継ぎ手1
の変形破損の虞があるときは、掘削体3を継ぎ手1の下方まで移動させて地盤を掘緩めてから、圧入する。
この場合、継ぎ手1の位置を予め設定し、鋼管矢板2の全周の地盤を掘緩めずに、継ぎ手1の下方部分手前にて、放射方向の外側に掘削体3を突出移動させて駆動回転させて、継ぎ手1の下方の地盤だけを掘緩め、一旦、鋼管矢板2の内周内側に退避させ、次の継ぎ手1の下方までケーシング4を回転させ、継ぎ手1の下方部分手前にて、放射方向の外側に掘削体3を突出移動させて掘緩め、これを反復して、鋼管矢板2を圧入すると、不必要な掘緩め作業を不要とし、地盤強度を低下さ
せず、好適である。
【0037】
さらに、掘削体3による掘り緩め方法は任意であり、地盤の状態によって掘削体3の出入り位置と回転数とケーシング4の下降速度を変更させて行う。
したがって、鋼管矢板2および/または継ぎ手1の周縁下方を掘削体3を一回転のみならず複数回回転させたり、あるいは、鋼管矢板2および/または継ぎ手1の周縁下方で掘削体3を正逆回転させて、掘緩めてもよい。
【0038】
前記鋼管矢板2の圧入は、鋼管矢板2の外周を圧入装置40のチャック用シリンダ54を縮小させてチャック体52を下降させてチャックし、この状態で、鋼管圧入用シリンダ55を伸長させて圧入させ、所定距離下降させると、圧入装置40のチャック体52は鋼管矢板2を一旦離し、鋼管矢板2の上の部分をチャックして圧入し、これを反復する。
この場合、鋼管矢板2の下端位置と掘削体3との上下関係は任意であるが、継ぎ手1の下方に掘削体3が位置するときには、鋼管矢板2を掘削体3の深さまで圧入せず、継ぎ手1と掘削体3との当接は回避して、破損を防止するように、出入り用シリンダ30および鋼管圧入用シリンダ55を制御する。
【0039】
鋼管矢板2を所定深さまで圧入すると、ケーシング4ごと回転駆動装置20を吊り上げる。
【0040】
次に、鋼管圧入用シリンダ55によりチャック用フレーム51を上昇させて、圧入装置40全体を一旦地盤から離し、既設の鋼管矢板2の継ぎ手1に、次の鋼管矢板2の継ぎ手1を合わせられる位置の上方にまで地上走行車10あるいは作業船65により圧入装置40を移動させ、鋼管圧入用シリンダ55によりチャック用フレーム51を下降させて、圧入装置40全体を地盤上面に設置し、鋼管矢板2を圧入装置40に装着し、前記作業順序による圧入作業を反復して行う。
【0041】
図8、
図9の他の実施例では、回転駆動部吊りワイヤー61により回転駆動装置20のチャック装置22をケーシング4の上部に挿入してチャックし、このケーシング4を圧入装置40に装着した鋼管矢板2に上方から挿入し、鋼管矢板2内で前記したようにケーシング4および掘削体3を回転させて地盤を掘緩めて、鋼管矢板2を圧入する。
そのため、ケーシング4の上部に汎用的に普及している回転駆動装置20を配置して、ケーシング4を駆動回転させることもでき、ケーシング4の内径の制限を受けずに回転駆動装置20を選択装着でき、装置コストを低減できる。
【0042】
このように、予め、掘削体3により鋼管矢板2および/または継ぎ手1の周縁下方の地盤を掘緩めているので、圧入装置40による圧入する際の圧入圧力を軽減させて圧入作業を行える。