特許 7477415 アンカー材及びそれを用いるドレーン工法

(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】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】アンカー材及びそれを用いるドレーン工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/10 20060101AFI20240423BHJP

【ＦＩ】

E02D3/10 103

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020160874

(22)【出願日】2020-09-25

(65)【公開番号】P2022053962

(43)【公開日】2022-04-06

【審査請求日】2023-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000222668

【氏名又は名称】東洋建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】弁理士法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】本保 寿拡

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】実開平０５－０１０５２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－０９２５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１４７７４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５４－１４９８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２２６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４４４９８４８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １／００－３／１１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングを利用して軟弱地盤に打設されるドレーン材の、打設時に前記ケーシングの内部に挿通されて前記ケーシングの先端から突出する部位に取り付けられた状態で、前記ケーシングの先端側に設置されるアンカー材であって、
２つの面を有する板状をなし、一方の面が前記ケーシングの打設方向へ向けられると共に、他方の面が前記ケーシング側へ向けられた状態で、前記ケーシングの先端から突出した前記ドレーン材の先端に取り付けられる本体部と、
該本体部の前記他方の面側に設けられ、前記ケーシングの貫入時に該ケーシングの先端と前記本体部との間で圧縮される弾性体と、を含むことを特徴とするアンカー材。

【請求項2】

前記弾性体が、前記ケーシングの先端の互いに異なる位置に接触する複数の板バネであることを特徴とする請求項１記載のアンカー材。

【請求項3】

前記複数の板バネは、前記本体部の一部が切り起こし加工されて形成されていることを特徴とする請求項２記載のアンカー材。

【請求項4】

ケーシングを利用して軟弱地盤にドレーン材を打設するドレーン工法であって、
前記ドレーン材の打設時に、前記ケーシングの内部に挿通されて前記ケーシングの先端から突出する前記ドレーン材の部位に取り付けて、前記ケーシングの先端側に設置するアンカー材として、２つの面を有する板状をなし、一方の面を前記ケーシングの打設方向へ向けると共に、他方の面を前記ケーシング側へ向けた状態で、前記ケーシングの先端から突出した前記ドレーン材の先端に取り付ける本体部と、該本体部の前記他方の面側に、前記ケーシングの貫入時に該ケーシングの先端と前記本体部との間で圧縮されるように設けた弾性体とを含むアンカー材を使用することを特徴とするドレーン工法。

【請求項5】

前記弾性体として、前記ケーシングの先端の互いに異なる位置に接触する複数の板バネを設けることを特徴とする請求項４記載のドレーン工法。

【請求項6】

前記複数の板バネを、前記アンカー材の前記本体部の一部を切り起こし加工することで形成することを特徴とする請求項５記載のドレーン工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軟弱地盤に打設されるドレーン材に取り付けられるアンカー材と、それを用いるドレーン工法とに関するものである。

【背景技術】

【0002】

軟弱地盤の改良のために、ペーパードレーンやプラスチックドレーンなどの帯状をしたドレーン材を、その先端にアンカー材を取り付けた状態で、ケーシングを利用して軟弱地盤に打設するドレーン工法では、ケーシングの引き抜きの際に共上がりと呼ばれる現象が発生することがある。すなわち、ケーシング内に土砂が浸入してドレーン材が拘束されることなどに起因して、地盤内に定着されるはずのアンカー材がケーシング先端に付着するなどして、ケーシングと共にドレーン材が引き上がってしまう現象である。このような現象が発生してしまうと、ドレーン材を打ち直す必要があるため、共上がりを防止する対策が必要となる。例えば特許文献１には、ケーシング内に設置した撮影手段によりドレーン材の様子を撮影することで、ドレーン材の共上がりを監視する工法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－６１０７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

又、具体的な共上がりの防止策として、ドレーン材に取り付けて地盤内に残置するアンカー材の受圧面積を大きくすることなどが挙げられるが、ケーシングの貫入時における抵抗力の増加に繋がるため、拡大できる大きさに限界があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ドレーン材の共上がりを防止して施工効率を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

【0006】

（１）ケーシングを利用して軟弱地盤に打設されるドレーン材の、打設時に前記ケーシングの内部に挿通されて前記ケーシングの先端から突出する部位に取り付けられた状態で、前記ケーシングの先端側に設置されるアンカー材であって、２つの面を有する板状をなし、一方の面が前記ケーシングの打設方向へ向けられると共に、他方の面が前記ケーシング側へ向けられた状態で、前記ケーシングの先端から突出した前記ドレーン材の先端に取り付けられる本体部と、該本体部の前記他方の面側に設けられ、前記ケーシングの貫入時に該ケーシングの先端と前記本体部との間で圧縮される弾性体と、を含むアンカー材（請求項１）。

【0007】

本項に記載のアンカー材は、ケーシングを利用して軟弱地盤にドレーン材を打設するドレーン工法に用いられるものであり、ドレーン材の打設時にケーシングの内部に挿通されてケーシングの先端から突出するドレーン材の部位に取り付けられた状態で、ケーシングの先端側に設置され、２つの面を有する板状の本体部と弾性体とを含んでいる。板状の本体部には、ドレーン材が通されるスリットなどが設けられて、ケーシングの先端から突出したドレーン材の先端に取り付けられ、その一方の面がケーシングの先端位置で打設方向へと向けられると共に、他方の面がケーシング側へ向けられる。更に、本体部の、打設方向へ向けられる面とは反対側の面には、ケーシングの貫入時にケーシングの先端に接触して押圧される位置に弾性体が設けられる。このため、弾性体は、ケーシングの貫入時に、押し込まれるケーシングの先端と地盤からの反力を受ける本体部との間で圧縮され、反発力が蓄積される。

【0008】

そして、設計深度に達してケーシングが引き抜かれ始めた直後に、弾性体は、ケーシングの先端から受けていた押し込み力がなくなるため、蓄積されていた反発力が本体部を起点として解放され、元の形状へと復帰する。このときの復元力は、ケーシングから受けていた押し込み力と反対の方向、すなわち、ケーシングの引き抜き方向と同じ方向に作用するため、ケーシングの先端から弾性体が離れるように作用する。従って、弾性体を介して、ケーシングの先端からアンカー材が能動的に離脱することとなる。これにより、ケーシングの先端に対するアンカー材の付着が防止されると共に、ドレーン材の共上がりが防止されるものとなり、延いては、ドレーン材を打ち直す必要がないため、ドレーン工法の施工効率が向上されるものである。しかも、アンカー材と共に施工で使用されるケーシングやドレーン材には、従来から使用していたものが用いられるため、コストアップが抑制されるものである。

【0009】

（２）上記（１）項において、前記弾性体が、前記ケーシングの先端の互いに異なる位置に接触する複数の板バネであるアンカー材（請求項２）。
本項に記載のアンカー材は、本体部に設けられる弾性体が、ケーシングの先端の互いに異なる位置に接触する複数の板バネであることで、それら複数の板バネの各々が、ケーシングの貫入時に反発力を蓄積する。そして、複数の板バネは、蓄積した反発力を、ケーシングの引き抜き時に、ケーシングの先端に接触する複数の異なる位置で解放して、ケーシングの先端からアンカー材を効果的に離脱させるものである。このため、板バネという単純な機構を利用しながらも、ケーシングの先端へのアンカー材の付着やドレーン材の共上がりが、より効果的に防止されるものとなる。

【0010】

（３）上記（２）項において、前記複数の板バネは、前記本体部の一部が切り起こし加工されて形成されているアンカー材（請求項３）。
本項に記載のアンカー材は、本体部の一部が切り起こし加工されることにより、本体部に弾性体としての複数の板バネが形成されたものである。これにより、別部材の板バネが本体部に取り付けられる場合と比較して、材料費が抑制されるため、コストアップがより抑制されるものとなる。

【0011】

（４）ケーシングを利用して軟弱地盤にドレーン材を打設するドレーン工法であって、前記ドレーン材の打設時に、前記ケーシングの内部に挿通されて前記ケーシングの先端から突出する前記ドレーン材の部位に取り付けて、前記ケーシングの先端側に設置するアンカー材として、２つの面を有する板状をなし、一方の面を前記ケーシングの打設方向へ向けると共に、他方の面を前記ケーシング側へ向けた状態で、前記ケーシングの先端から突出した前記ドレーン材の先端に取り付ける本体部と、該本体部の前記他方の面側に、前記ケーシングの貫入時に該ケーシングの先端と前記本体部との間で圧縮されるように設けた弾性体とを含むアンカー材を使用するドレーン工法（請求項４）。

【0012】

（５）上記（４）項において、前記弾性体として、前記ケーシングの先端の互いに異なる位置に接触する複数の板バネを設けるドレーン工法（請求項５）。
（６）上記（５）項において、前記複数の板バネを、前記アンカー材の前記本体部の一部を切り起こし加工することで形成するドレーン工法（請求項６）。
そして、（４）～（６）項に記載のドレーン工法は、各々、上記（１）～（３）項のアンカー材を用いて実行されることで、上記（１）～（３）項のアンカー材と同等の作用を奏するものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明は上記のような構成であるため、ドレーン材の共上がりを防止して施工効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係るアンカー材の構成の一例を示す斜視図である。

【図2】図１のアンカー材がドレーン材と共にケーシングにセットされた状態を示しており、（ａ）がケーシングの先端近傍の簡易断面図、（ｂ）がアンカー材近傍の拡大イメージ図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るドレーン工法のケーシング及びドレーン材の打設工程を示すイメージ図であり、（ａ）が打設中の状態、（ｂ）が設計深度まで打設した状態である。

【図4】本発明の実施の形態に係るドレーン工法のケーシングの引き抜き工程を示すイメージ図であり、（ａ）が引き抜き開始の状態、（ｂ）が引き抜き中の状態である。

【図5】施工中のアンカー材近傍の拡大イメージ図であり、（ａ）がケーシングの打設中の状態、（ｂ）がケーシングの引き抜き開始直後の状態である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体にわたって、同一部分若しくは対応する部分は、同一の符号で示している。
図１は、本発明の実施の形態に係るアンカー材１０の構成を概略的に示している。このアンカー材１０は、従来のアンカー材と同様に、図２（ａ）に示すように、ケーシング５０によって軟弱地盤ＳＧ（図３及び図４参照）に打設される、ペーパードレーンやプラスチックドレーンなどの帯状のドレーン材４０の先端に取り付けられ、軟弱地盤ＳＧ中に残置されるものである。

【0016】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係るアンカー材１０は、板状の本体部１２と、本実施形態では複数の板バネ３２により形成される弾性体３０とで大略構成されている。本体部１２は、本実施形態では平面視で２つの長辺及び２つの短辺を有する矩形の板状をなし、２つの面１２ａ及び１２ｂを有している。そして、それら２つの面１２ａ及び１２ｂ間を貫通して、平面視矩形の長辺と平行に延在する２つのスリット１４が設けられている。これら２つのスリット１４は、帯状のドレーン材４０が巻き通されることで、アンカー材１０をドレーン材４０の先端に固定するための部位である。又、本実施形態の本体部１２は、その平面視矩形の長辺両端側が僅かに折り曲げられ、面１２ｂ側へと傾いた翼部１６、１８が形成されている。本体部１２は、軟弱地盤ＳＧ（図３及び図４参照）内への定着性の観点から、従来の標準サイズのアンカー材よりも大きいものが好ましく、敢えて一例を挙げるとすれば、これに限定されるものではないが、短辺が１４０ｍｍ、長辺が１８０ｍｍ、厚さが３．２ｍｍ程度である。

【0017】

弾性体３０は、上述したように本実施形態では複数（４つ）の板バネ３２により形成されており、本体部１２の片側の面１２ｂに設けられている。板バネ３２の各々は、本体部１２に固定された基端部３４と、基端部３４から斜め上方へ延びたバネ部３６とを有しており、バネ部３６の先端側が上下方向に揺動可能になっている。本実施形態では、２つのスリット１４を挟むような位置に２つずつ、バネ部３６同士が向かい合う向きで、スリット１４の延在方向と平行に４つの板バネ３２が設けられている。又、このような板バネ３２は、本体部１２の一部が切り起こし加工されることで形成されてもよく、本体部１２とは別部材のものであってもよい。

【0018】

切り起こし加工の場合は、例えば、本体部１２に平面視コの字状の切り込みが入れられ、そのコの字の開口部分に相当する部位が折り曲げられることで、その折り曲げによって本体部１２から起こされた部分がバネ部３６に相当し、折り曲げの根元部分が基端部３４に相当するものとなる。又、別部材の場合は、例えば、折り曲げ加工された１枚の板部材の、折り曲げ位置を境にした一方の板状部が本体部１２に固定されることで、その一方の板状部により基端部３４が形成され、折り曲げ位置を境にしたもう一方の板状部によりバネ部３６が形成されるものとなる。なお、弾性体３０（板バネ３２）が具備する復元力（反発力）の強さは、例えば、本体部１２の大きさや本体部１２への土の付着力などを考慮して決定すればよい。

【0019】

次に図２（ａ）を参照すると、ドレーン材４０の打設に使用されるケーシング５０の先端側近傍が図示されており、打設するための準備として、ケーシング５０の後端側（図中上側）からケーシング５０内部に挿通されたドレーン材４０が、ケーシング５０の内部を透過して示されている。そして、ケーシング５０の先端５０ａから外側に出た位置には、本体部１２のスリット１４にドレーン材４０が巻き通されることで、ドレーン材４０の先端に固定されたアンカー材１０が配置されている。このとき、アンカー材１０は、本体部１２の一方の面１２ａを図中下側（ケーシング５０の貫入方向）へ向けると共に、本体部１２の他方の面１２ｂを図中上側（ケーシング５０側）へ向けた状態になっている。そして、ドレーン材４０が弛まないように図中上方側で固定されていることで、アンカー材１０は、その本体部１２の面１２ｂ側がケーシング５０の先端５０ａに当接している。なお、図２（ａ）では、アンカー材１０の弾性体３０の図示を省略している。

【0020】

ここで、アンカー材１０の弾性体３０は、上述したようにドレーン材４０及びアンカー材１０がケーシング５０にセットされた状態で、ケーシング５０の先端５０ａに接触するような位置に設けられている。すなわち、図２（ｂ）に示すように、本実施形態において弾性体３０を構成する板バネ３２のバネ部３６が、ケーシング５０の先端５０ａに接触するようになっている。より詳しくは、４つの板バネ３２のバネ部３６は、図１に示したような夫々の設置位置に応じて、ドレーン材４０が突出しているケーシング５０の先端開口部の環状縁部分（５０ａ）の、互いに異なる位置に接触する。なお、図２（ｂ）及び後述する図５では、ケーシング５０の先端５０ａ近傍の形状を簡略化して図示している。

【0021】

続いて、図３～図５を参照して、上述したアンカー材１０を用いて実行する、本発明の実施の形態に係るドレーン工法について説明する。本説明は、水上の作業台船６０から水中の軟弱地盤ＳＧに、ドレーン材４０を打設する場合を例にして説明する。
まず、施工現場に応じて、ドレーン材４０の打ち込み計画深度を設定した後、作業台船６０を、ドレーン材４０を設計位置へ打設するための適切な位置へ移動させる。そして、図２に示したように、ケーシング５０の先端５０ａに、ドレーン材４０の先端に取り付けた状態のアンカー材１０を設置した状態で、図３（ａ）に示すように、作業台船６０のヤグラ６２からケーシング５０を貫入して、ドレーン材４０を水中の軟弱地盤ＳＧへ打設する。この際、貫入深度が徐々に深くなるケーシング５０に追従するように、リール６４を介してドレーン材４０を繰り出していく。

【0022】

このようにしてケーシング５０が軟弱地盤ＳＧ中へ貫入されていく状況下で、アンカー材１０は、図５（ａ）に示すような状態になる。すなわち、図中に下方向矢印で示すような、貫入されるケーシング５０の先端５０ａから受ける押し込み力と、図中に上方向矢印で示すような、本体部１２が軟弱地盤ＳＧから受ける反力とにより、弾性体３０が圧縮される。より詳しくは、弾性体３０を構成する４つの板バネ３２の各々のバネ部３６が、本体部１２に押し付けられるようにして、基端部３４と平行になる。そして、アンカー材１０が図５（ａ）のような状態のままで、図３（ｂ）に示すように、ドレーン材４０が計画深度に打設されるまで、ケーシング５０を軟弱地盤ＳＧへ貫入する。

【0023】

ドレーン材４０を計画深度に打設したら、図４（ａ）に示すように、軟弱地盤ＳＧからのケーシング５０の引き抜きを開始する。すると、ケーシング５０からアンカー材１０への押し込み力がなくなるのと同時に、本体部１２が軟弱地盤ＳＧから受ける反力もなくなるため、図５（ｂ）に示すように、弾性体３０が圧縮状態から解放されて元の形状へと復帰する。より詳しくは、弾性体３０を構成する４つの板バネ３２の各々のバネ部３６が、基端部３４を基点として本体部１２から起き上がり、図中に上方向矢印で示すような復元力を発揮する。これによって、アンカー材１０がケーシング５０の先端５０ａから離脱する。以降は、例えば図示しないドレーン検知器などでドレーン材４０の共上がりの有無を確認しながら、図４（ｂ）に示すように、ケーシング５０の引き抜きを続行する。そして、軟弱地盤ＳＧに打設したドレーン材４０を切り離すために、適切な位置でドレーン材４０を切断する。

【0024】

なお、上記の例では、水上の作業台船６０から、水中の軟弱地盤ＳＧにドレーン材４０を打設する場合を例にして説明したが、本発明の実施の形態に係るドレーン工法は、これに限定されることなく、地上の軟弱地盤ＳＧに対するドレーン材４０の打設にも適用できるものである。又、本発明の実施の形態に係るドレーン工法は、ケーシング５０の貫入時や引き抜き時に、ケーシング５０の内部に注水してケーシング５０内を水で満たすことで、水圧によってケーシング５０内への土砂の浸入を防止するようにしてもよい。更に、ドレーン工法で用いる本発明の実施の形態に係るアンカー材１０も、図１や図２に示した構成に限定されるものではない。

【0025】

例えば、弾性体３０は、板バネ３２に限定されるものではなく、別形状のバネやゴムなどで構成されてもよい。又、本体部１２における弾性体３０の取り付け位置や取り付け方向は、弾性体３０がケーシング５０の先端５０ａに接触し、かつ、弾性体３０がスリット１４を介して本体部１２に取り付けられるドレーン材４０に干渉しなければ、任意である。更に、板状の本体部１２の形状や大きさも任意であり、例えば、翼部１６、１８が形成されていなくてもよく、又、従来から用いられている板状のアンカー材を本体部１２として利用してもよい。

【0026】

さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係るアンカー材１０は、図３及び図４に示すように、ケーシング５０を利用して軟弱地盤ＳＧにドレーン材４０を打設するドレーン工法に用いられるものであり、図１及び図２に示すように、ドレーン材４０の打設時にケーシング５０の先端５０ａから突出するドレーン材４０の部位に取り付けられ、板状の本体部１２と弾性体３０とを含んでいる。板状の本体部１２には、ドレーン材４０が通されるスリット１４などが設けられ、その一方の面１２ａがケーシング５０の先端位置で打設方向へと向けられる。更に、本体部１２の、打設方向へ向けられる面１２ａとは反対側の面１２ｂには、ケーシング５０の貫入時にケーシング５０の先端５０ａに接触して押圧される位置に弾性体３０が設けられる。このため、弾性体３０は、ケーシング５０の貫入時に、図５（ａ）に示すように、押し込まれるケーシング５０の先端５０ａと地盤ＳＧからの反力を受ける本体部１２との間で圧縮され、反発力が蓄積される。

【0027】

そして、設計深度に達してケーシング５０が引き抜かれ始めた直後に、弾性体３０は、ケーシング５０の先端５０ａから受けていた押し込み力がなくなるため、図５（ｂ）に示すように、蓄積されていた反発力が本体部１２を起点として解放され、元の形状へと復帰する。このときの復元力は、ケーシング５０から受けていた押し込み力と反対の方向、すなわち、ケーシング５０の引き抜き方向と同じ方向に作用するため、ケーシング５０の先端５０ａから弾性体３０が離れるように作用する。従って、弾性体３０を介して、ケーシング５０の先端５０ａからアンカー材１０を能動的に離脱させることができる。これにより、ケーシング５０の先端５０ａに対するアンカー材１０の付着を防止することができると共に、ドレーン材４０の共上がりを防止することができ、延いては、ドレーン材４０を打ち直す必要がないため、ドレーン工法の施工効率を向上させることが可能となる。しかも、アンカー材１０と共に施工で使用するケーシング５０やドレーン材４０には、従来から使用していたものを用いることができるため、コストアップを抑制することもできる。

【0028】

又、本発明の実施の形態に係るアンカー材１０は、図１及び図２に示すように、本体部１２に設けられる弾性体３０が、ケーシング５０の先端５０ａの互いに異なる位置に接触する複数の板バネ３２であることで、それら複数の板バネ３２の各々が、ケーシング５０の貫入時に反発力を蓄積する。そして、複数の板バネ３２は、蓄積した反発力を、ケーシング５０の引き抜き時に、ケーシング５０の先端５０ａに接触する複数の異なる位置で解放して、ケーシング５０の先端５０ａからアンカー材１０を効果的に離脱させることができる。このため、板バネ３２という単純な機構を利用しながらも、ケーシング５０の先端５０ａへのアンカー材１０の付着やドレーン材４０の共上がりを、より効果的に防止することが可能となる。

【0029】

更に、本発明の実施の形態に係るアンカー材１０は、複数の板バネ３２が、本体部１２の一部が切り起こし加工されて形成されたものであることで、別部材の板バネ３２が本体部１２に取り付けられる場合と比較して、材料費を抑制することができるため、コストアップをより抑制することが可能となる。
一方、本発明の実施の形態に係るドレーン工法は、上述したような本発明の実施の形態に係るアンカー材１０を用いて実行されることで、本発明の実施の形態に係るアンカー材１０と同等の作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0030】

１０：アンカー材、１２：本体部、３０：弾性体、３２：板バネ、４０：ドレーン材、５０：ケーシング、５０ａ：先端、ＳＧ：軟弱地盤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】