特開 2024-103911 鋼管を地盤に埋め込む用の治具及び鋼管を地盤に埋め込む方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024103911

(43)【公開日】2024-08-02

(54)【発明の名称】鋼管を地盤に埋め込む用の治具及び鋼管を地盤に埋め込む方法

(51)【国際特許分類】

   E01F 7/00 20060101AFI20240726BHJP

【ＦＩ】

E01F7/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007867

(22)【出願日】2023-01-23

(71)【出願人】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】594116334

【氏名又は名称】筑豊金網工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】野▲崎▼ 裕介

(72)【発明者】

【氏名】田中 淳一

(72)【発明者】

【氏名】西島 武良

【テーマコード（参考）】

2D001

【Ｆターム（参考）】

2D001PA06

2D001PC03

2D001PD06

2D001PD10

2D001PD11

(57)【要約】

【課題】防護柵の支柱構造の強度を低コストで高める。
【解決手段】両端が開口した基礎鋼管１１を地盤に埋め込む用の治具５０であって、基礎鋼管１１の一方の開口１１ｂから基礎鋼管１１内に挿入される押圧部５１と、押圧部５１に設けられていて一方の開口１１ｂの側で基礎鋼管１１の縁に載置される鍔部５３と、を備え、所定の工具によって鍔部５３の側から力が加えられて基礎鋼管１１を基礎地盤Ｇに押し込む用に供され、鍔部５３とは反対の側で押圧部５１は、基礎鋼管１１内の基礎地盤Ｇを押圧する。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

両端が開口した鋼管を地盤に埋め込む用の治具であって、
前記鋼管の一方の開口から前記鋼管内に挿入される柱状部と、
前記柱状部に設けられていて前記一方の開口の側で前記鋼管の縁に載置される鍔部と、
を備え、
所定の工具によって前記鍔部の側から力が加えられて前記鋼管を前記地盤に押し込む用に供され、前記鍔部とは反対の側で前記柱状部は、前記鋼管内の地盤を押圧することを特徴とする治具。

【請求項2】

前記柱状部は、前記鋼管の内面と少なくとも部分的に接触することを特徴とする請求項１に記載の治具。

【請求項3】

真ん中に前記鍔部の側から前記柱状部に向かって凹に形成されていて、前記工具が係合する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の治具。

【請求項4】

請求項１に記載の治具を用いて両端が開口した鋼管を地盤に埋め込む方法であって、
前記治具を前記鋼管の一方の開口から前記柱状部を挿入し、前記鍔部において前記鋼管の前記一方の開口の縁に載置し、
前記鍔部の側から前記治具に所定の工具を接触させて、前記工具により前記鋼管に力を加え、前記鍔部とは反対の側で前記柱状部が前記地盤を押圧しつつ、前記鋼管を前記地盤に押し込む
ことを特徴とする鋼管を地盤に埋め込む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼管を地盤に埋め込む用の治具及び当該治具を用いて鋼管を地盤に埋め込む方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、落石や土砂等を捕捉するために傾斜面や崖等の法尻に設置された防護柵が知られている。防護柵は、複数の支柱と、支柱の間に張設された防護ネットを備える（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載された防護柵の支柱は、複数の支柱は、山の斜面に所定の間隔をおいて立設されて、１つの支柱列を構成している。支柱列は、山のほぼ同じ高さに設置されている。各支柱は、地中に埋設される埋設管と、下部が埋設管に挿入されて、地中から地上まで延びる支柱本体と、を備える。埋設管と支柱本体との間に経時硬化性の充填材が注入されている。

【0004】

特許文献１においては、地盤斜面を削孔し、この削孔内に埋設管を設置し、埋設管を設置した後、埋設管内に支柱本体の下部領域を挿入し、次いで、埋設管と支柱本体との間、及び、埋設管と削孔との間に液状の充填材を注入することにより支柱を設置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－７６５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１の埋設管は中空であり、強度が低く、そのため、埋設管の内側には充填材を充填して、埋設管の強度を補償している。特許文献１では、支柱を設置する工程において、地盤を削孔し、充填材を充填する等の作業があり、支柱の設置コストが高くなっていた。

【0007】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、防護柵の支柱構造の強度を低コストで高めることができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、鋼管を地盤に埋め込む用の本発明に係る治具は、両端が開口した鋼管を地盤に埋め込む用の治具であって、前記鋼管の一方の開口から前記鋼管内に挿入される柱状部と、前記柱状部に設けられていて前記一方の開口の側で前記鋼管の縁に載置される鍔部と、を備え、所定の工具によって前記鍔部の側から力が加えられて前記鋼管を前記地盤に押し込む用に供され、前記鍔部とは反対の側で前記柱状部は、前記鋼管内の地盤を押圧する特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る治具の一態様において、前記柱状部は、前記鋼管の内面と少なくとも部分的に接触する。

【0010】

また、本発明に係る治具の一態様において、真ん中に前記鍔部の側から前記柱状部に向かって凹に形成されていて、前記工具が係合する凹部が形成されている。

【0011】

さらに、上記課題を解決するために、上記治具を用いて両端が開口した鋼管を地盤に埋め込む方法において、前記治具を前記鋼管の一方の開口から前記柱状部を挿入し、前記鍔部において前記鋼管の前記一方の開口の縁に載置し、前記鍔部の側から前記治具に所定の工具を接触させて、前記工具により前記鋼管に力を加え、前記鍔部とは反対の側で前記柱状部が前記地盤を押圧しつつ、前記鋼管を前記地盤に押し込むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、防護柵の支柱構造の強度を低コストで高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施の形態に係る支柱構造を有する防護柵が設置された状態を一部断面にして示す正面図である。

【図2】支柱構造の下端部を拡大した断面図である。

【図3A】本発明に係る治具の斜視図である。

【図3B】図３ＡにおけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図4】基礎地盤に基礎鋼管を埋め込む工程を示す図である。

【図5】アンカーを基礎地盤に打設する工程を示す図である。

【図6】基礎地盤に支柱鋼管を埋め込む工程を示す図である。

【図7】モルタルを基礎鋼管の開口から充填する工程を示す図である。

【図8】モルタルを支柱鋼管の開口から充填する工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率等が異なる部分が含まれている場合がある。

【0015】

＜防護柵の構成＞
本実施の形態に係る防護柵１は、斜面を転がり落ちてくる落石や土砂等が道路や住宅等に流出することを防ぐための構造物である。防護柵１は、例えば、斜面の山側において傾斜方向に交差するように設置されている。なお、防護柵１の用途は、落石や土砂等を捕捉することに限定されず、例えば、雪崩による雪の流出を防ぐためにも用いられる。

【0016】

図１は、本実施の形態に係る支柱構造１０を有する防護柵１が設置された状態を一部断面にして示す正面図である。本実施の形態に係る防護柵１は、複数の支柱構造１０と、ネット（防護網）３０と、を備える。本発明に係る防護柵１の支柱構造１０は、その下端部が、防護柵１Ａが設置される現場の基礎地盤Ｇに埋設されて立設されている。

【0017】

（支柱構造）
複数の支柱構造１０は、互いに所定の間隔をあけて設けられている。図２は、支柱構造１０の下端部を拡大した断面図である。支柱構造１０は、基礎鋼管鋼管１１と、アンカー１３と、支柱鋼管１５と、モルタル部１７と、を備える。基礎鋼管１１は両端において、２つの開口１１ａ，１１ｂを有している。基礎鋼管１１が基礎地盤Ｇに埋め込まれた状態において、開口１１ａは、基礎地盤Ｇ内に位置し、開口１１ｂは、地上側に位置する。基礎鋼管１１は、例えば、平面視円形又は略円形の鋼管により形成されている。なお、基礎鋼管１１は、平面視三角形状、四角形状等の多角形状に形成されていてもよい。

【0018】

アンカー１３は、鋼製の棒状部材により形成されている、例えば、鉄筋鋼である。アンカー１３は、基礎鋼管１１の中心又は略中心を通るように基礎地盤Ｇに埋め込まれている。アンカー１３が基礎地盤Ｇに打設された状態において、一方の端部１３ａは、基礎鋼管１１の開口１１ａを超えており、他方の端部１３ｂは、基礎鋼管１１の開口１１ｂから地上側に所定の量だけ、後述する支柱鋼管１５内に突出している。具体的には、アンカー１３の他方の端部１３ｂは、後述する支柱鋼管１５に形成された貫通孔１５ｃと同じ高さに位置する又は貫通孔１５ｃの下側に位置する。

【0019】

支柱鋼管１５は、例えば、平面視円形又は略円形の鋼管により形成されている。支柱鋼管１５の外径は、基礎鋼管１１の外径よりも小さい。支柱鋼管１５は、２つの開口１５ａ，１５ｂを有している（図５参照）。なお、支柱鋼管１５は、平面視三角形状、四角形状等の多角形状に形成されていてもよい。

【0020】

支柱鋼管１５は、地上に突出していて、各支柱構造１０における支柱鋼管１５に後述する防護網３０が支持されている。支柱鋼管１５は、一方の開口１５ａの側で部分的に基礎鋼管１１とアンカー１３との間に地中に設けられていて、他方の開口１５ｂの側で地上に突出している。支柱鋼管１５には貫通孔１５ｃが形成されている。貫通孔１５ｃは、基礎地盤Ｇから所定の高さ位置にあるように形成されている。貫通孔１５ｃの高さ位置は、防護柵１の規模に応じて適宜設定することができる。

【0021】

モルタル部１７は、モルタルＭを充填材とした部分であり、モルタルＭを固化することにより形成されている。モルタル部１７は、基礎鋼管１１の上端部の一部と、支柱鋼管１５の内部を、貫通孔１５ｃが形成されている位置まで設けられている。アンカー１３は、モルタル部１７内に埋設されている。モルタル部１７よりも下側において基礎鋼管１１は、基礎地盤Ｇの土砂によって充填されている。基礎鋼管１１の内側に充填されている土砂は、例えば、基礎鋼管１１の外側の基礎地盤Ｇの土砂に比べて、密に圧縮されて固められている。

【0022】

（ネット）
ネット３０は、防護柵１の支柱鋼管１５全体にわたって面状に張り渡されている。ネット３０は、例えば、高強度金網により形成されているが、これに限定されず、所定の強度を有していれば、繊維製のネット、リング状に編んだ特殊金網等であってもよい。

【0023】

（支柱構造の構築）
防護柵１の支柱構造１０の構築に用いられる本発明に係る治具５０は、両端が開口した基礎鋼管１１を地盤に埋め込む用の治具５０であって、基礎鋼管１１の一方の開口１１ｂから基礎鋼管１１内に挿入される押圧部５１と、押圧部５１に設けられていて一方の開口１１ｂの側で基礎鋼管１１の縁に載置される鍔部５３と、を備え、所定の工具によって鍔部５３の側から力が加えられて基礎鋼管１１を基礎地盤Ｇに押し込む用に供され、鍔部５３とは反対の側で押圧部５１は、基礎鋼管１１内の基礎地盤Ｇを押圧することを特徴とする。以下、本実施の形態に係る治具５０の構成についてまず説明する。

【0024】

図３Ａは、本発明に係る治具５０の斜視図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。治具５０は、例えば、鋼材等の金属材料により平面視円形又は略円形に形成された部材である。治具５０は、押圧部（柱状部）５１と、鍔部５３と、を有する。押圧部５１と鍔部５３とは、一の材料により形成されていても、互いに別々の材料により形成されて一体に接合されていてもよい。なお、治具５０は、金属製に限らず、例えば、樹脂等により形成されていてもよい。

【0025】

押圧部５１は、円柱状に形成されている。押圧部５１の外径は、基礎鋼管１１の内径と同じ又は略同じであり、基礎鋼管１１に挿入可能である。具体的には、押圧部５１の外径は、基礎鋼管１１に挿入された状態において、基礎鋼管１１の内面と少なくとも部分的に、好ましくは、周面の大部分にわたって接触するように選択されている。治具５０の中心を通る軸線５０ｘに沿った治具５０、特に押圧部５１の寸法は、特に限定されないが、どの程度、支柱鋼管１５を基礎鋼管１１に挿入するかによって適宜設定される。

【0026】

鍔部５３は、押圧部５１に一体に形成された円環状の部分である。鍔部５３は、押圧部５１の軸線５０ｘに沿った一方の端部に設けられていて、押圧部５１の外周面から径方向外側に突出している。鍔部５３の外径は、基礎鋼管１１の外径よりも大きい。治具５０の押圧部５１が基礎鋼管１１に挿入された状態において、治具５０は鍔部５３において、基礎鋼管１１の開口１１ｂの縁に載置されるようになっている。

【0027】

治具５０は、凹部５５を有する。凹部５５は、軸線５０ｘに対して同心状に形成されており、鍔部５３の側から押圧部５１に向かって軸線５０ｘに沿って凹に形成されている。凹部５５は、止まり孔として形成されている。凹部５５は、後述する、打設用ブレーカー（工具）Ｂが係合する部分である。

【0028】

基礎鋼管１１を基礎地盤Ｇに埋め込む方法は、治具５０を基礎鋼管１１の一方の開口１１ｂから押圧部５１を挿入し、鍔部５３において基礎鋼管１１の一方の開口１１ｂの縁に載置し、鍔部５１の側から治具５０に打設用ブレーカーＢを接触させて、打設用ブレーカーＢにより基礎鋼管１１に力を加え、鍔部５３とは反対の側で押圧部５１が基礎地盤Ｇを押圧しつつ、基礎鋼管１１を基礎地盤Ｇに押し込むことを特徴とする。以下に、図４から図８を用いて、防護柵１を設置する工程について説明する。

【0029】

図４は、基礎地盤Ｇに基礎鋼管１１を埋め込む工程を示す図である。治具５０は、基礎鋼管１１を基礎地盤Ｇに押し込む際に使用される。本実施の形態に係る防護柵１を設置する現場において、所定の間隔をあけて基礎鋼管１１を、例えば、打設用ブレーカー等を用いて基礎地盤Ｇに埋め込む（鋼管埋込み工程）。まず、基礎鋼管１１を埋め込みたい場所に基礎鋼管１１を立てて支持し、治具５０を基礎鋼管１１に開口１１ｂの側に設置する。

【0030】

打設用ブレーカーＢの先端を治具５０の凹部５５に挿入し、打設用ブレーカーＢを駆動して、基礎鋼管１１を開口１１ａの側から基礎地盤Ｇに押し込んでいく。基礎地盤Ｇに押し込むに連れて、基礎鋼管１１の内部には開口１１ａの側から基礎地盤Ｇの土砂が入り込んでくる。さらに、打設用ブレーカーＢにより基礎鋼管１１を押し込んでいくと、治具５０の押圧部５１が基礎鋼管１１内に入り込んでくる土砂に接触する。

【0031】

押圧部５１が基礎鋼管１１内の土砂に接触した状態において、打設用ブレーカーＢにより基礎鋼管１１をさらに基礎地盤Ｇにことにより、基礎鋼管１１内における土砂は、開口１１ａの側から入り込もうとする土砂は、その土砂を開口１１ｂの側から押圧している押圧部５１により圧縮される。これにより、基礎鋼管１１内の土砂は、圧縮されて固められる。また、基礎鋼管１１内へ進入しようとする土砂の一部は、基礎鋼管１１の外側に留まらざるを得ず、これにより、基礎鋼管１１の開口１１ａの外側の土砂も固められる。

【0032】

基礎鋼管１１の開口１１ｂが基礎地盤Ｇの土面と同一平面又は略同一平面に達するまで基礎鋼管１１が基礎地盤Ｇ内に押し込まれると打設用ブレーカーＢを停止して、治具５０を基礎鋼管１１から取り外す。基礎鋼管１１内に入り込んだ基礎地盤Ｇの土砂の土面は、治具５０による押圧により、基礎鋼管１１の外側における基礎地盤Ｇの土面よりも地中側に下がった位置にある。これにより、基礎鋼管１１の内側には、空所Ｓが確保されている。

【0033】

図５は、アンカー１３を基礎地盤Ｇに打設する工程を示す図である。次いで、基礎地盤Ｇに埋め込まれた基礎鋼管１１の内側にアンカー１３を打設する（打設工程）。アンカー１３は、例えば、削孔機等を用いて、地上側の端部が基礎鋼管１１から地上側に突出しているように基礎地盤Ｇに打設する。

【0034】

図６は、基礎地盤Ｇに支柱鋼管１５を埋め込む工程を示す図である。次いで、支柱鋼管１５にアンカー１３を通すように、基礎鋼管１１とアンカー１３との間の空所（隙間）Ｓに支柱鋼管１５を設置する（鋼管設置工程）。具体的には、支柱鋼管１５の一方の端部を基礎鋼管１１の内側の空所Ｓに設置する。この場合、アンカー１３が支柱鋼管１５の中心又は略中心に位置するように支柱鋼管１５を設置することが好ましい。

【0035】

図７は、モルタルＭを基礎鋼管１１の開口１１ｂから充填する工程を示す図である。次いで、地上側に開口している基礎鋼管１１の開口１１ｂから空所ＳにモルタルＭを開口１１ｂから充填する（第１充填工程）。これにより、基礎鋼管１１と支柱鋼管１５との間の隙間は、モルタルにより充填された状態になる。

【0036】

図８は、モルタルＭを支柱鋼管１５の開口１５ｂから充填する工程を示す図である。次いで、支柱鋼管１５の開口１５ｂからモルタルＭを支柱鋼管１５の内側に充填する（第２充填工程）。アンカー１３の地上側の端部がモルタルＭ内に埋没するまでモルタルＭを充填する。さらに、支柱鋼管１５の貫通孔１５ｃから外部に流出するまでモルタルＭを充填する。

【0037】

モルタルＭが固化してモルタル部１７が形成されば支柱構造１０が構築される。最終的に各支柱構造１０にネット３０を取り付けて防護柵１が完成する。

【0038】

以上のような治具５０により支柱構造１０を構築すれば、防護柵１の設置現場にある基礎地盤Ｇを、モルタルＭ等を用いて改良等することなく、基礎地盤Ｇを固めることができ、強度の高い支柱構造１０を低コストで構築することができる。基礎地盤Ｇに埋め込まれる基礎鋼管１１にモルタルＭ等の充填材を充填する必要がないため、モルタルＭの固化を待つ必要がないので、施工期間を短縮することができる。

【0039】

さらに、押圧部５１の直径は、基礎鋼管１１の内径と略同じであり、周方向において接触しているので、基礎鋼管１１を基礎地盤Ｇに押し込む際に押圧部５１と基礎鋼管１１との間における土砂のすり抜けを可能な限り抑制することができる。これにより、基礎鋼管１１内の土砂をより効果的に圧縮して固めることができる。

【0040】

さらに、押圧部５１により、基礎鋼管１１の外側の、開口１１ａの下側の基礎地盤Ｇにも押圧力が作用し、基礎鋼管１１の開口１１の外側周辺の土砂も圧縮して固めることができる。これにより、基礎鋼管１１を直接的に支持する基礎地盤Ｇの強度も向上する。

【0041】

さらに、打設用ブレーカーＢの先端を治具５０の凹部５５に挿入して、打設用ブレーカーＢを駆動することができるので、基礎鋼管１１を安定的に基礎地盤Ｇに押し込むことができる。

【0042】

＜その他＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。例えば、上記実施の形態において、押圧部５１は、平面視円形であったが、基礎鋼管１１の断面形状に対応していればよく、基礎鋼管１１が多角形であった場合、押圧部５１も同様に多角形状に形成されている。

【符号の説明】

【0043】

１・・・防護柵、１０・・・支柱構造、１１・・・基礎鋼管（鋼管）、１３・・・アンカー、１５・・・支柱鋼管、５０・・・治具、５１・・・押圧部（柱状部）、５３・・・鍔部、５５・・・凹部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】