特許 5975709 地下構造物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5975709

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】地下構造物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/38 20060101AFI20160809BHJP

【ＦＩ】

   E02D5/38

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-92986(P2012-92986)

(22)【出願日】2012年4月16日

(65)【公開番号】特開2013-221302(P2013-221302A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2015年4月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】399044964

【氏名又は名称】神崎 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100082740

【弁理士】

【氏名又は名称】田辺 恵基

(72)【発明者】

【氏名】神崎 徹

【審査官】 神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３０６９３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ５／２２−１３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤中に略円筒形状に上下方向に延びる地下構造物の製造方法において、
所定の特性でなる第１の土を上記地盤中に略円筒形状に延びる筒状部の内側へ投入することにより下層部を形成する下層部形成工程と、
略円筒形状でなり発泡スチロールにより形成され、水平方向にほぼ沿う回転軸を中心に上記筒状部の内側において回転する際、上記筒状部の内壁面に接触して回転が抑止される仕切材を、上記下層部の上部に配置する仕切材配置工程と、
上記仕切材の上部に上記第１の土とは異なる特性でなる第２の土を投入することにより上層部を形成する上層部形成工程と
を有する地下構造物の製造方法。

【請求項2】

上記筒状部は、下端部に地盤を掘削する刃先が設けられ、回転駆動機によって回転される円筒状回転伝達部である
請求項１に記載の地下構造物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は地下構造物の製造方法に関し、特に、ビルディングなどの建造物に使用された支持杭を撤去した後に行われる埋戻作業の際に適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

従来、地盤が掘削され形成された掘削孔に、土に固化材と水とを混練し流動化させた流動化処理土を打設し、当該流動化処理土の上に建設発生土でなる埋戻土を埋め戻すことにより、層状に構成された地下構造物を形成し、地盤を元に近い状態に戻す埋戻作業が行われている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２２１３６９公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような埋戻作業においては、流動化処理土と埋戻土とが互いに直接接触しているため、流動化処理土に埋戻土が混ざってしまい、流動化処理土と埋戻土との境界付近における地下構造物の品質を安定化させることができない可能性があるため、品質を安定化させることが望ましい。

【0005】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、品質を向上し得る地下構造物の製造方法を提案しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる問題を解決するため本発明の地下構造物の製造方法においては、地盤３中に略円筒形状に上下方向に延びる地下構造物１の製造方法において、所定の特性でなる第１の土１４を地盤３中に略円筒形状に延びる筒状部１０又は３８の内側へ投入することにより下層部１１を形成する下層部形成工程と、略円筒形状でなり発泡スチロールにより形成され、水平方向にほぼ沿う回転軸５０を中心に筒状部１０又は３８の内側において回転する際、筒状部１０又は３８の内壁面に接触して回転が抑止される仕切材１２を、下層部１１の上部に配置する仕切材配置工程と、仕切材１２の上部に第１の土１４とは異なる特性でなる第２の土１５を投入することにより上層部１３を形成する上層部形成工程とを設けるようにした。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第２の土が衝突した衝撃力によって仕切材が回転することを抑止することにより、第２の土と第１の土とを物理的に分離し、第２の土と第１の土との境界付近における両者の混ざり合いを低減することができるので、品質を向上し得る地下構造物の製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】地下構造物の全体構成を示す略線図である。

【図2】仕切材の構成を示す斜視図である。

【図3】撤去作業の様子を示す略線図である。

【図4】埋戻作業の様子（１）を示す略線図である。

【図5】埋戻作業の様子（２）を示す略線図である。

【図6】埋戻作業の様子（３）を示す略線図である。

【図7】埋戻作業の様子（４）を示す略線図である。

【図8】仕切材に埋戻土が衝突する様子を示す略線図である。

【図9】他の実施の形態による仕切材の構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

【0010】

（１）実施の形態
図１において、１は全体として、ビルディングなどの建造物に使用された支持杭を撤去するために地盤３が掘削されて形成された掘削孔１０に、埋戻作業により土等が埋め戻されることにより形成された地下構造物を示している。

【0011】

地下構造物１は、地表２から下方向に向かってほぼ鉛直に延設する円筒形状でなる掘削孔１０に、下方から上方へ向かって、下層部１１、仕切材１２及び上層部１３が層状に順次配置されている。

【0012】

下層部１１は、建築発生土に固化材と水とを混練し流動化させた土である流動化処理土１４が充填されている。上層部１３は、改良土又は土砂等である埋戻土１５が充填されている。

【0013】

仕切材１２は、下層部１１と上層部１３との間に位置することにより、当該下層部１１と上層部１３とを物理的に分離している。

【0014】

図２に示すように、仕切材１２は中実円柱形状でなり、円形の下底面２０と、当該下底面２０と同等の直径の円形でなり下底面２０と平行な上底面２２と、下底面２０の外周から当該下底面２０に対し直角に立設し、上底面２２に対し直角となるよう当該上底面２２の外周に接する周側面２４とを有している。

【0015】

仕切材１２は、横方向の幅である外径が７４０［ｍｍ］、下底面２０から上底面２２までの高さである厚みが５００［ｍｍ］に形成されているため、薄板の円板状ではなく、十分な厚みを有する形状となっている。

【0016】

また仕切材１２は、発泡スチロールにより構成されているため、安価であると共に、厚みを大きく形成したとしても軽量であり作業者により運搬がし易く作業性が高い。また、発泡スチロールは任意の形状を容易に形成されることができる。

【0017】

さらに発泡スチロールでなる仕切材１２は、年月が経過したとしても風化することなく、下層部１１と上層部１３とを物理的に分離し続けることができると共に、埋戻作業を行い一旦製造された地下構造物１を再掘削する際には、掘削工具に容易に破壊されることより、再掘削の際の障害にならないようにすることができる。

【0018】

また、地下構造物１を後に再掘削する際、仕切材１２は埋戻土１５及び流動化処理土１４とは明らかに色及び硬度が異なる物体であるため、作業する際の目印になり易く、再掘削している場所が適切であると作業者が容易に確認することができる。

【0019】

以上の構成でなる地下構造物１を製造する際、作業者は、以下に述べる作業手順に従って、撤去対象杭１００の撤去作業及び当該撤去対象杭１００を撤去する際に削孔した掘削孔１０の埋戻作業を行う。

【0020】

図３に示すように、回転駆動機３４は、切削用の爪が取り付けられた先端刃先部３６の上部に無底円筒形状でなる回転伝達筒部３８を順次継ぎ足して装着していき、当該回転駆動機３４の回転力を先端刃先部３６に伝達することにより、地盤３を切削しながら当該先端刃先部３６を地中深く進めて行く。

【0021】

所定深度までの削孔が完了すると、クローラクレーン３０は、掘削工具４０により撤去対象杭１００を掴み取り、掘削孔１０の外部へ排出することにより、撤去対象杭１００の撤去が完了する。

【0022】

その後図４に示すように、トレミー管でなる打設装置４２の先端を回転伝達筒部３８の内部へ挿入し、ミキサー車３１が当該打設装置４２を通して所定の打ち止め高さまで流動化処理土１４を打設することにより下層部１１を形成する。

【0023】

続いて図５に示すようにクローラクレーン３０は、仕切材１２を回転伝達筒部３８内側へ投入する。仕切材１２は、未硬化状態である流動化処理土１４の表面の上部に、下底面２０（図２）が接触するように載置される。

【0024】

ここで、回転伝達筒部３８の内径は８９０［ｍｍ］となっている。このため仕切材１２の外径（７４０［ｍｍ］）は回転伝達筒部３８の内径よりも１５０［ｍｍ］だけ小さく形成されている。

【0025】

このように仕切材１２は、回転伝達筒部３８の内壁面との間に僅かな間隙を有するため、投入されて落下する途中で回転伝達筒部３８の内壁面に引っかかってしまうことなく、流動化処理土１４の上面に確実に到達することができる。

【0026】

仕切材１２が流動化処理土１４の上面に載置されると、作業者は、先端に錘を付けたメジャーを回転伝達筒部３８内に鉛直に垂らしていき、仕切材１２の上底面２２（図２）に当該錘が接触した深さを測定することにより、流動化処理土１４の打ち止め高さが予め設計された深度となっていることを確認する。

【0027】

ここで、従来の埋戻作業において流動化処理土１４の打ち止め高さを確認する際、先端に錘を付けたメジャーを回転伝達筒部３８内に垂らしていき、当該錘が流動化処理土１４の表面に接触しても、流動化処理土１４は液状であるため、当該流動化処理土１４の内部まで錘が大きな抵抗なく入り込んでしまう。このため従来の埋戻作業では、流動化処理土１４の打ち止め高さを確認しにくかった。

【0028】

これに対し本実施の形態による埋戻作業では、回転伝達筒部３８内に垂らされた錘が、固体でなる仕切材１２の上底面２２に接触し、それ以上下方へ降りていかない。このため作業者は、錘が仕切材１２に接触したか否かを容易に判断することができ、容易かつ正確に流動化処理土１４の打ち止め高さを確認することができる。

【0029】

続いて図６に示すように、ショベルカーでなる埋戻機３２は、回転伝達筒部３８内に改良土又は土砂等でなる埋戻土１５を投入する。埋戻土１５は、仕切材１２の上底面２２（図２）に衝突し、回転伝達筒部３８の内側に充填されていく。

【0030】

このとき、図８（ａ）に示すように仕切材１２の上底面２２の中央部分に埋戻土１５が衝突した場合、仕切材１２は回転することなくその姿勢をほぼ保つ。

【0031】

一方、図８（ｂ）に示すように仕切材１２の上底面２２の外周近傍に埋戻土１５が衝突すると、埋戻土１５の衝撃力により、水平方向に沿って仕切材１２の中心を通る回転軸５０（図８において紙面に垂直な方向に延びる）を中心として仕切材１２が回転しようとする。

【0032】

このとき仕切材１２は、図８（ｂ）において、回転軸５０を軸として反時計回りに若干回転し、右側の周側面２４の下端部と、左側の周側面２４の上端部とが回転伝達筒部３８の内壁面に当接して引っ掛かるため、それ以上の回転が抑止される。

【0033】

このように仕切材１２は、回転伝達筒部３８の内壁面に掛止されるため、埋戻土１５が中央部分以外の位置に衝突したとしても、姿勢をほぼ一定に保つことができる。

【0034】

これにより仕切材１２は、埋戻土１５が投入されている際、流動化処理土１４と埋戻土１５とを物理的に分離し、当該流動化処理土１４と埋戻土１５との境界付近における両者の混ざり合いを低減することができ、かくして流動化処理土１４の強度を保ち、地下構造物１の品質を向上させることができる。

【0035】

これに対し、例えばベニヤ板のように厚みが薄い仕切材を用いた場合、埋戻土１５を投入する際、当該埋戻土１５が仕切材に衝突する衝撃力により、仕切材がバタフライ弁のように回転してしまったり、破損したりしてしまい、埋戻土１５が流動化処理土１４の表面に落下してしまう可能性があった。

【0036】

また、例えば塩化ビニールシート等のシート状の仕切材を用いる場合、投入してから丸まってしまったり、端部が折れてしまったりするため、流動化処理土１４と埋戻土１５とを物理的に分離するように流動化処理土１４の表面全体をシート状の仕切材で覆うことが困難だった。

【0037】

さらにシート状の仕切材の表面に埋戻土１５を投入すると、シート状の仕切材は変形し易いため形状が崩れ、仕切材から埋戻土１５が流れ出て、流動化処理土１４に混入してしまう可能性があった。

【0038】

これに対し本実施の形態による仕切材１２は、十分な厚みを有するため、埋戻土１５が上底面２２に衝突した際、回転伝達筒部３８の内壁面に掛止されて回転を抑止されると共に、埋戻土１５の衝撃力により破損しにくくなされている。

【0039】

さらに仕切材１２は、シート状ではなく十分な厚みを有する発泡スチロールであるため、回転伝達筒部３８内側に投入されてから形状が変化せずに流動化処理土１４の上面に到達すると共に、埋戻土１５の衝撃力が加わっても変形しにくくなされている。

【0040】

ところで、流動化処理土１４に埋戻土１５が混ざり込まないようにするためには、流動化処理土１４を打設した後所定時間待機し、当該流動化処理土１４の表面が硬化した後に埋戻土１５を投入することも考えられる。

【0041】

しかしながらその場合、流動化処理土１４が硬化する（通常３日程度要する）まで待機しなければならないため、埋戻作業が極めて非効率的になり、作業効率が悪化してしまう。

【0042】

これに対し本実施の形態による埋戻作業では、流動化処理土１４を打設した後に、当該流動化処理土１４が硬化する前に仕切材１２を投入し、埋戻土１５を投入するため、作業効率を保ちつつ、地下構造物１の品質を向上させることができる。

【0043】

また上述したように、仕切材１２の外径は、回転伝達筒部３８の内径よりも僅かに小さく形成されている。

【0044】

ここで、仕切材１２の外径は、回転伝達筒部３８の内径を上限として可能な限り大きい方が回転伝達筒部３８の内壁面と仕切材１２との間隙を小さくすることができるため、当該間隙を通って埋戻土１５が流動化処理土１４の表面に落下しにくくなり、流動化処理土１４と埋戻土１５とを物理的に分離することができる。

【0045】

しかしながら仕切材１２の外径が大き過ぎると、回転伝達筒部３８に仕切材１２を投入する際、回転伝達筒部３８の内壁面に仕切材１２が引っかかってしまい、流動化処理土１４の表面まで降りていかない可能性がある。

【0046】

このため仕切材１２は、流動化処理土１４の表面まで確実に降下し、且つ埋戻土１５と流動化処理土１４とを物理的に可能な限り分離する外径に設計されている。

【0047】

図６に示した埋戻土１５の充填が完了した後は、図７に示すように、クローラクレーン３０が回転伝達筒部３８及び先端刃先部３６を引き抜く。その後所定時間が経過することにより、流動化処理土１４が硬化し、地下構造物１が完成する。

【0048】

以上の構成によれば、流動化処理土１４により構成された下層部１１と、当該流動化処理土１４とは異なる特性でなる埋戻土１５により構成された上層部１３との間に、略円筒形状でなり、水平方向にほぼ沿う回転軸５０を中心に回転伝達筒部３８の内側において回転する際、当該回転伝達筒部３８の内壁面に接触して回転が抑止される仕切材１２を配置するようにした。

【0049】

これにより仕切材１２は、埋戻土１５が衝突した衝撃力によって回転することを抑止されることにより、流動化処理土１４と埋戻土１５とを物理的に分離し、当該流動化処理土１４と当該埋戻土１５との境界付近における両者の混ざり合いを低減することができるので、品質を向上し得る地下構造物１の製造方法を実現できる。

【0050】

（２）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、仕切材１２における下底面２０と周側面２４とが直角に接することにより、下底面２０と周側面２４とが接する辺をエッジ形状とする場合について述べた。

【0051】

本発明はこれに限らず、図９に示す仕切材１１２のように、下底面２０と周側面２４とが接する辺のエッジを落とし、丸みをもたせた形状としても良い。

【0052】

この場合、回転伝達筒部３８内に投入された仕切材１１２は、仕切材１２と比べて、落下する際に回転伝達筒部３８の内壁面に引っかかり難くなり、より確実に流動化処理土１４の表面まで到達することができる。

【0053】

また、下底面２０と周側面２４とが接する辺のエッジを落としすぎてしまうと、埋戻土１５が衝突して仕切材１１２が回転しようとした際に、当該下底面２０と当該周側面２４とが接する辺が回転伝達筒部３８の内壁面に十分に当接しない可能性があるが、上底面２２と周側面２４とが接する辺は仕切材１２と同様にエッジ形状に形成されているため、周側面２４の上端部が回転伝達筒部３８の内壁面に当接することにより、仕切材１１２の回転が抑止される。

【0054】

また仕切材は、上底面よりも下底面の方が僅かに小さい直径でなり、全体としてテーパー形状となっていても良い。この場合も、仕切材は落下する際に回転伝達筒部３８の内壁面に引っかかり難くなり、より確実に流動化処理土１４の表面まで到達することができる。

【0055】

さらに上述の実施の形態においては、発泡スチロールにより仕切材１２を形成する場合について述べた。

【0056】

本発明はこれに限らず、例えば中実円柱形状の合成樹脂や中空円筒形状のゴム等、種々の材質により仕切材を形成しても良く、要は厚みを持って形成することが可能で、埋戻土１５が投入された際の衝撃が加わっても大きく変形することなく、且つ年月が経過しても流動化処理土１４及び埋戻土１５と一体化しない材質であれば良い。

【0057】

さらに上述の実施の形態においては、仕切材１２を円柱形状とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば八角柱等の種々の形状でも良く、要は厚みを有し、且つ流動化処理土１４を埋戻土１５から物理的に分離することができると共に、投入された際に回転伝達筒部３８の内壁面に引っかからない形状であれば良い。

【0058】

さらに上述の実施の形態においては、下層部１１を流動化処理土１４により構成し、上層部１３を埋戻土１５により構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば固化材の混合割合が多い流動化処理土により下層部１１を構成すると共に固化材の混合割合が少ない流動化処理土により上層部１３を構成する等、上層部１３及び下層部１１を種々の土により構成しても良く、要は互いに特性が異なる土により上層部１３及び下層部１１を構成すれば良い。

【0059】

さらに上述の実施の形態においては、回転伝達筒部３８を地盤３に立て込んだ状態で、当該回転伝達筒部３８の内側に流動化処理土１４、仕切材１２及び埋戻土１５を投入する場合について述べた。

【0060】

本発明はこれに限らず、回転伝達筒部３８及び先端刃先部３６を引き抜くことにより掘削孔１０が形成された状態で、当該掘削孔１０の内側に流動化処理土１４、仕切材１２及び埋戻土１５を投入しても良い。

【0061】

この場合仕切材１２は、埋戻土１５が衝突して回転しようとした際、筒状部としての掘削孔１０の内壁面に当接し回転が抑止されることとなる。

【符号の説明】

【0062】

１……地下構造物、２……地表、３……地盤、１０……掘削孔、１１……下層部、１２……仕切材、１３……上層部、１４……流動化処理土、１５……埋戻土、２０……下底面、２２……上底面、２４……周側面、３０……クローラクレーン、３１……ミキサー車、３２……埋戻機、３４……回転駆動機、３６……先端刃先部、３８……回転伝達筒部、４０……掘削工具、４２……打設装置、５０……回転軸、１００……撤去対象杭。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】