(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記へらが、前記斜め部材に対して着脱可能であり、前記鋼管矢板および前記鋼管継手の平面形状に応じて交換されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の土べら落とし治具。
前記鉛直部材に可動式の板部材が設けられ、前記板部材に作用する水流の抵抗が、へら先端の土べら方向への押付力に変換されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の土べら落とし治具。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、人力で掘削する方法では、単位作業量が少ないうえ、土べらの落下による事故の発生、水の懸濁による周辺環境汚染や水深の増加に伴う作業効率の低下などの問題があった。
【0006】
また、へらやウォータージェットのノズルを取り付けた支柱をガイドに沿って吊り降ろす方法では、水深が深い場合に複数の位置で支柱を支持することができず、へら先端の反力確保が困難であった。また、腹起し材にガイドを取り付けるため、作業ごとに不安定な腹起し材上でのガイドの盛替えを要し安全上大きな問題があった。さらに、鉛直下方向への力の調整ができないため、硬質な土層や高粘度土層への対応が困難であった。
【0007】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、簡易な設備でへら先端の反力を確保でき、大深度においても容易かつ確実に作業を行うことができる土べら落とし治具および土べら落とし方法である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述した目的を達成するために第1の発明は、鋼管矢板と鋼管継手とで囲まれる部分の土べら落とし治具であって、鉛直部材と、前記鉛直部材の下端部付近に土べら側に傾斜するように接続された斜め部材とからなる本体部と、前記鉛直部材の背面に設けられた重量調整可能な重錘と、前記鉛直部材の上端部に設けられた複数の吊環と、前記斜め部材の下端部付近に設けられたへらと、を具備し、前記吊環による吊り位置の調整および前記重錘の重量調整を行うことにより、前記へらが前記鋼管矢板に任意の水平力で押し付けられるように水平力を確保することを特徴とする土べら落とし治具である。
【0009】
第1の発明では、土べら落とし治具の本体部を、鉛直部材の下端部付近に土べら側に傾斜するように接続された斜め部材を設けて構成する。また、鉛直部材の上端部に設けた吊環によって吊り位置の調整を行うとともに、鉛直部材の背面に設けた重錘の重量調整を行って、へらが鋼管矢板に押し付けられるように水平力を確保する。これにより、土べら落とし治具を上下移動させて土べらを落とす際に、鋼管矢板井筒基礎の腹起し材に本体部が干渉することがなくなる。また、へらの先端の反力不足による土べらの取り残しが防止され、大深度においても容易かつ確実に土べら落とし作業を行うことができる。
【0010】
前記へらの刃口は、前記鋼管矢板および前記鋼管継手の外周面の形状に合わせたアール形状の切欠き部を有することが望ましい。
へらの刃口に、鋼管矢板および鋼管継手の外周面に合わせたアール形状の切欠き部を設ければ、切欠き部が鋼管継手の両側の鋼管矢板に引っ掛かって治具の回転を防ぐため、効率的に土べら落とし作業を行うことができる。また、アール形状の切欠き部分が鋼管矢板壁面に隙間なく引っ掛かることにより、鋼管矢板壁面に付着した土べら落とし作業も同時に行うことができる。
【0011】
前記へらは、前記斜め部材に対して着脱可能であり、前記鋼管矢板および前記鋼管継手の平面形状に応じて交換されることが望ましい。
鋼管矢板および鋼管継手の平面形状に応じてへらを交換すれば、井筒の平面部とコーナー部などの平面形状の異なる箇所にも対応が可能となる。
【0012】
前記鉛直部材に可動式の板部材が設けられ、前記板部材に作用する水流の抵抗が、へら先端の土べら方向への押付力に変換されてもよい。
鉛直部材に設けた板部材に作用する水流の力を押付力に変換すれば、へらをより確実に鋼管矢板に押し付けることができる。
【0013】
前記へらに補助掘削装置が設けられてもよい。
へらにウォータージェット、バイブレータ、圧縮空気排出機構、オーガ等のスクリュー、カッターヘッド等の補助掘削装置を設ければ、硬質な土層や高粘性土層の土べらや、鋼管矢板および鋼管継手に固着した土べらをより容易に落とすことが可能となる。
【0014】
第2の発明は、鋼管矢板と鋼管継手とで囲まれる部分の土べら落とし方法であって、鉛直部材と、前記鉛直部材の下端部付近に土べら側に傾斜するように接続された斜め部材とからなる本体部と、前記鉛直部材の背面に設けられた重量調整可能な重錘と、前記鉛直部材の上端部に設けられた複数の吊環と、前記斜め部材の下端部に設けられたへらと、を具備する土べら落とし治具を用い、前記吊環による吊り位置の調整および前記重錘の重量の調整を行うことにより、前記へらが前記鋼管矢板に任意の水平力で押し付けられるように水平力を確保して、前記鋼管矢板と前記鋼管継手とで囲まれた部分の土べらを落とすことを特徴とする土べら落とし方法である。
【0015】
第2の発明では、鉛直部材の下端部付近に土べら側に傾斜するように斜め部材を接続した本体部を有する土べら落とし治具を用い、鉛直部材の上端部に設けた吊環によって吊り位置の調整を行うとともに、鉛直部材の背面に設けた重錘の重量調整を行って、へらが鋼管矢板に押し付けられるように水平力を確保する。これにより、土べら落とし治具を上下移動させて土べらを落とす際に、鋼管矢板井筒基礎の腹起し材に本体部が干渉することがなくなる。また、へらの先端の反力不足による土べらの取り残しが防止され、大深度においても容易かつ確実に土べら落とし作業を行うことができる。
【0016】
水中でカメラを用いて前記土べらの付着状況を確認しつつ、前記土べらを落としてもよい。
赤外線カメラ等により濁水中で土べらの付着状況を確認すれば、より確実に土べらを落とすことができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、簡易な設備でへら先端の反力を確保でき、大深度においても容易かつ確実に作業を行うことができる土べら落とし治具および土べら落とし方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、土べら落とし治具1の概要を示す図である。
図1(a)は、土べら落とし治具1の正面図である。
図1(b)は、土べら落とし治具1の側面図である。
図1(c)は、へら31の正面図である。
【0020】
図1(a)、
図1(b)に示すように、土べら落とし治具1は、本体部3、重錘5、吊り治具9、へら11、水平力発生部19等からなる。
図1(c)に示すへら31は、へら11と交換されるアタッチメントである。
【0021】
図1(a)、
図1(b)に示すように、本体部3は、鉛直部材3a、斜め部材3b、補強部材26等からなる。斜め部材3bは、鉛直部材3aの下端部4付近に、土べら側すなわち鉛直部材3aの前面24側に傾斜するように接続される。本体部3は、H鋼を用いて形成される。補強部材26は、鉛直部材3aの下端部4の背面25側に設けられる。
【0022】
重錘5は、鉛直部材3aの背面25の補強部材26上に設けられる。重錘5は、重量の調整が可能である。吊り治具9は、鉛直部材3aの上端部7に固定される。吊り治具9は、複数(図では2つ)の吊環8を有する。吊り治具9に設けられた吊環8のうち、吊環8aは鉛直部材3aの前面24側に位置し、吊環8bは鉛直部材3aの背面25側に位置する。吊り治具9は、両側面に鉛直方向の補強リブ10を有する。
【0023】
へら11は、本体部3の斜め部材3bの下端部27付近に設けられる。へら11は、斜め部材3bに対して着脱可能である。へら11は、鋼製であり、刃口13にアール形状の切欠き部15を有する。へら11は、背面37に、斜め部材3bの軸方向の補強リブ29を有する。補強リブ29は、例えば、背面37の3ケ所に設けられる。補強リブ29は、へら11に先行して土べらを割裂させる先行掘削刃としての機能も有する。
【0024】
図1(c)に示すへら31は、本体部3の斜め部材3bの下端部27付近に設けられる。へら31は、へら11と同様に斜め部材3bに対して着脱可能であり、必要に応じてへら11と交換される。へら31は、鋼製であり、刃口33にアール形状の切欠き部35を有する。へら31は、背面に、斜め部材3bの軸方向の補強リブ39を有する。補強リブ39は、へら31に先行して土べらを割裂させる先行掘削刃としての機能も有する。
【0025】
図2は、
図1(b)に示す水平力発生部19付近の拡大図である。
図2(a)、
図2(b)は、調整穴65aおよび調整穴67bに調整ピンを設置した状態を示す図である。
図2(c)、
図2(d)は、調整穴65bおよび調整穴67dに調整ピンを設置した状態を示す図である。
【0026】
図1(a)、
図2に示すように、水平力発生部19は、一対の板部材17、ピン21、ストッパ23、調整ピン69、調整ピン71、取付用部材63、取付用部材73等からなる。水平力発生部19は、土べら落とし治具1の重心より上方に設けられる。
【0027】
板部材17は、可動式であり、本体部3の鉛直部材3aの両側に1枚ずつ設けられる。板部材17は、鋼板等である。板部材17は、背面75側に取付用部材73が設けられる。鉛直部材3aは、前面24側および背面25側がフランジであるが、必要に応じて板材等により側面28が形成され、側面28の背面25側に取付用部材63が設けられる。取付用部材73は、取付用部材63にピン21によって接合される。板部材17は、ピン21を回転軸として回転可能である。板部材17は、回転時に重錘5に接触しない位置に設けられる。
【0028】
板部材17には、本体部3の鉛直部材3aの側面28に対向する辺の上端部と下端部に、ストッパ23が設けられる。ストッパ23は、円弧状の部材である。ストッパ23aは、板部材17の上端部に、前面77側に突出するように設けられる。ストッパ23aは、4つの調整穴65a、65b、65c、65dを有する。ストッパ23bは、板部材17の下端部に、背面75側に突出するように設けられる。ストッパ23bは、4つの調整穴67a、67b、67c、67dを有する。
【0029】
調整ピン69は、4つの調整穴65のいずれかに、板部材17側から鉛直部材3a側に向けて挿入される。調整ピン69は、調整穴65に対して着脱可能である。調整ピン71は、4つの調整穴67のいずれかに、板部材17側から鉛直部材3a側に向けて挿入される。調整ピン71は、調整穴67に対して着脱可能である。調整ピン69、調整ピン71は、板部材17が回転した時に、重錘5の前面79に当接する長さとする。
【0030】
水平力発生部19は、回転軸であるピン21を中心として、ストッパ23bが設けられた下方部分が、ストッパ23aが設けられた上方部分より重いものとする。水平力発生部19は、板部材17の下方部分が鉛直部材3aの前面24側に傾斜した状態をニュートラルとする。
【0031】
次に、土べら落とし治具1を用いた土べら落とし方法について説明する。
図3は、鋼管矢板43に沿って土べら落とし治具1を吊り降ろしている状態を示す図である。
図4は、吊り位置による土べら落とし治具1の姿勢の検討図である。
【0032】
土べら落とし治具1を用いて土べらを落とす際には、まず、
図3に示すクレーン付き台船41のワイヤ47を土べら落とし治具1の吊り治具9に連結し、土べら落とし治具1を吊り下げる。
【0033】
このとき、
図1に示す土べら落とし治具1の吊環8を適宜選択するとともに、ジブ46の先端位置を鋼管矢板43側に寄せることにより、吊り位置を調整する。
図1に示す土べら落とし治具1は、吊り治具9の吊環8aを用いて吊った場合、
図4の破線61に示すような姿勢となる。また、吊環8bを用いて吊った場合、土べら落とし治具1は、
図4の点線59に示すような姿勢となる。へら11の刃口13を鋼管矢板43に押し付けた状態で、鉛直部材3aが垂直にとなるようにジブ46の先端位置を調整して吊った場合、土べら落とし治具1は、
図4の実線57に示すような姿勢となる。吊環8やジブ46による吊り位置は、へら11の刃口13を鋼管矢板43に押し付ける水平方向の力が確保され、鉛直方向への力が地盤45の土質に応じたものとなるように調整される。
【0034】
また、吊り位置の調整と同時に、重錘5の重量調整も行う。重錘5の重量は、鉛直方向への力が地盤45の土質に応じたものとなるように調整される。重錘5によっても、土べら落とし治具1の姿勢を調整可能である。
【0035】
さらに、
図2に示す水平力発生部19において、調整ピン69を挿入する調整穴65、調整ピン71を挿入する調整穴67を適宜選定する。これにより、板部材17の回転範囲として、調整ピン69が重錘5の前面79に当接する角度から調整ピン71が重錘5の前面79に当接する角度までが設定される。
【0036】
例えば、
図2(a)、
図2(b)に示すように、調整穴65aに調整ピン69を挿入し、調整穴67bに調整ピン71を挿入した場合、
図2(a)に示す角度から
図2(b)に示す角度までが板部材17の回転範囲となる。
図2(c)、
図2(d)に示すように、調整穴65bに調整ピン69を挿入し、調整穴67dに調整ピン71を挿入した場合、
図2(c)に示す角度から
図2(d)に示す角度までが板部材17の回転範囲となる。
【0037】
土べら落とし治具1を用いて土べらを落とす際には、吊り位置の調整および重錘5の重量調整を行ってへら11が鋼管矢板43に任意の適切な大きさの水平力で押し付けられるように水平力を確保し、水平力発生部19の板部材17の回転範囲を設定した状態で、土べら落とし治具1をワイヤ47で吊り下げる。その後、
図3に示すようにワイヤ47を巻き出して土べら落とし治具1を水中で降下させる。
【0038】
図2に示す水平力発生部19は、上述したように、水流が作用しない状態では、板部材17の下方部分が鉛直部材3aの前面24側に傾斜している。土べら落とし治具1を水中で降下させると、水平力発生部19は、水流によってピン21を中心に回転し、最大で板部材17のストッパ23aの調整穴65に挿入した調整ピン69が重錘5の前面79に当接する角度まで倒れた状態となる。すると、板部材17のウイング効果により、本体部3の鉛直部材3aが鉛直より土べら側すなわち鋼管矢板43側に倒れ、水流の抵抗がへら先端の土べら方向への押付力に変換される。
【0039】
ワイヤ47を巻き出して土べら落とし治具1を降下させると、へら11で土べらが掻き落される。
図5は、へらで土べらを落としている状態を示す図であり、鋼管矢板43の軸方向に垂直な面での断面図を示す。
図5(a)は、へら11で土べら53を落としている状態を示す図である。
図5(b)は、へら31で土べら55を落としている状態を示す図である。
【0040】
図5(a)に示すように、鋼管井筒の平面部の鋼管矢板43の腹の部分および鋼管継手49に付着した土べら53を落とす場合には、斜め部材3bにへら11を取り付けた土べら落とし治具1を用いる。
図1(a)に示すへら11の刃口13に設けられる切欠き部15は、
図5(a)に示すように、鋼管井筒の平面部の鋼管矢板43および鋼管継手49の外周面51の形状に合わせた曲線形状である。
【0041】
鋼管井筒の平面部の鋼管矢板43および鋼管継手49にへら11を押し付けつつ、斜め部材3bにへら11を取り付けた土べら落とし治具1を降下させると、へら11の背面の補強リブ29が、先行掘削刃としてへら11に先行して土べら53を割裂させる。その後、へら11が土べら53を掻き落とす。
【0042】
土べら落とし治具1を一度降下させた後、土べら53が残っている場合は、へら11が鋼管矢板43に押し付けられるように水平力を確保した状態で土べら落とし治具1を上昇させて、へら11で残りの土べら53を掻き落とす。一度の上下移動で全ての土べらを落とせない場合は、同じ個所で土べら落とし治具1を数回上下移動させる。なお、上昇時には、水平力発生部19は、板部材17の重量差と水流によってニュートラル状態に戻る。
【0043】
鋼管井筒のコーナー部の鋼管矢板43の腹の部分および鋼管継手49に付着した土べら55を落とす場合には、土べら落とし治具1の斜め部材3bからへら11を取り外し、
図5(b)に示すように、斜め部材3bにへら31を取り付ける。
図1(c)に示すへら31の刃口33に設けられる切欠き部35は、
図5(b)に示すように、鋼管井筒のコーナー部の鋼管矢板43および鋼管継手49の外周面の形状に合わせた曲線形状である。
【0044】
鋼管井筒のコーナー部の鋼管矢板43および鋼管継手49にへら31を押し付けつつ、斜め部材3bにへら31を取り付けた土べら落とし治具1を降下させると、へら31の背面の補強リブ39が、先行掘削刃としてへら31に先行して土べら55を割裂させる。その後、へら31が土べら55を掻き落とす。土べら落とし治具1を一度降下させた後、土べら55が残っている場合は、
図5(a)に示す鋼管井筒の平面部の土べら落としと同様に、土べら落とし治具1を数回上下移動させる。
【0045】
このように、本実施の形態では、鉛直部材3aの下端部4付近に土べら側に傾斜するように斜め部材3bを接続して土べら落とし治具1の本体部3を形成する。これにより、へら11を鋼管矢板43に押し付けつつ土べら落とし治具1を上下移動させて土べらを落とす際に、鋼管矢板43の腹起し材に本体部3が干渉することがなくなる。
【0046】
また、鉛直部材3aの上端部7に設けた吊環8によって吊り位置の調整を行うとともに、鉛直部材3aの背面25に設けた重錘5の重量調整を行う。重錘5の重量を調整すれば、地盤45が硬質な土層や高粘性土層である場合にも対応できるように、鉛直方向への力が調整される。また、吊環8による吊り位置を調整すれば、鉛直方向への力と同時に、へら11やへら31を鋼管矢板43に押し付ける水平方向への力が任意の大きさに調整される。水平方向への力を確保すれば、へら11やへら31の先端の反力不足による土べらの取り残しが防止され、大深度においても容易かつ確実に土べら落とし作業を行うことができる。
【0047】
本実施の形態では、へら11の刃口13の切欠き部15を、鋼管矢板43および鋼管継手49の外周面の形状に合わせたアール形状とする。これにより、土べら53を落とす際に切欠き部15が鋼管継手49の両側の鋼管矢板43に引っかかるため、土べら落とし治具1の回転を防ぎ、効率的に作業を行うことができる。また、アール形状の切欠き部15が鋼管矢板43の壁面に隙間なく引っ掛かることにより、鋼管矢板43の壁面に付着した土べら53を落とす作業も同時に行うことができる。
【0048】
また、へら11およびへら31を、斜め部材3bに対して着脱可能とし、鋼管矢板43および鋼管継手49の平面形状に応じて交換する。これにより、鋼管井筒の平面部とコーナー部などの平面形状の異なる箇所にも対応が可能となる。
【0049】
さらに、鉛直部材3aに可動式の板部材17を有する水平力発生部19を設け、板部材17に作用する水流の抵抗をへら先端の土べら方向への押付力に変換する。これにより、へら11やへら31をより確実に鋼管矢板43に押し付けることができる。
【0050】
なお、本実施の形態では、へら11やへら31に補助掘削装置を設けてもよい。へら11やへら31にウォータージェット、バイブレータ、圧縮空気排出機構、オーガ等のスクリュー、カッターヘッド等の補助掘削装置を設ければ、硬質な土層や高粘性土層の土べらや、固着した土べらをより容易に落とすことが可能となる。但し、ウォータージェットや圧縮空気排出機構を用いる場合は、へら先端の反力不足を防ぐために、土べら方向への十分な押付力を確保する。
【0051】
また、土べら落とし治具1を用いて土べらを落とす際に、赤外線カメラ等を用いて濁水中で土べらの付着状態を確認してもよい。
【0052】
本実施の形態では、吊り治具9に2つの吊環8を設けたが、吊環の数は2つに限らない。また、水平力発生部19のストッパ23に設ける調整穴65、67は4つに限らない。さらに、水平力発生部19の設置は必須ではない。
【0053】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る土べら落とし治具および土べら落とし方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。