JP4150521B2 - 土留め壁の構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式圧入施工機械を用いた土留め壁の構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路擁壁等の土留め壁は、Ｌ型擁壁で代表されるコンクリート擁壁が主流であった。
しかし、近接施工や現況交通、周辺環境への影響等、施工条件の厳しい場所では通常のコンクリート擁壁の設置が困難であり、その場合は鋼管矢板、鋼矢板、箱型矢板、Ｈ型矢板等の矢板や地下連続壁を自立させた構造の土留め壁が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術には次のような課題があった。
第１に、施工条件の厳しい場所で、壁高の高い土留め壁に対し、グランドアンカーを採用した場合、削孔用のボーリングマシンを設置する仮設足場が連続的に必要となり、工期が長くなるとともに、工費も高くなる。
第２に、近接施工や現状交通、周辺環境への影響などの、施工条件の厳しい場所では、仮設足場自体の設置場所が無く、土留め擁壁自体の施工が不可能となっていた。
本発明は上記課題を鑑みてなされるものであり、仮設足場の設置場所が無い等、厳しい施工条件における施工を可能とするとともに、工期および工費を抑えることができる土留め壁の構築方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題に対し、請求項１の発明は、例えば図１〜図４に示すように、既設杭または矢板（例えば、矢板２等）から反力を取って、新たに杭または矢板（例えば、矢板２等）を圧入するとともに、該既設杭または矢板（例えば、矢板２等）上を移動して既設杭または矢板（例えば、矢板２）に隣接する位置に新たに杭または矢板を順次圧入していくとともに、新たな杭または矢板の圧入角度を変更可能な自走式圧入施工機械１を用いた土留め壁５０の構築方法であって、
前記自走式圧入施工機械１は、圧入すべき新たな杭または矢板（例えば、矢板２）を着脱自在に掴むとともに昇降することでその新たな杭または矢板（例えば、矢板２）を圧入するチャック部８と、前記チャック部８の昇降方向を変更するように旋回可能な傾斜マスト部５と、を備え、
前記自走式圧入施工機械１により土留め壁５０となる矢板壁２ａを既設杭または矢板（例えば、矢板２）から反力を取りながら新たな杭または矢板（例えば、矢板２）を前記既設杭または矢板に沿って圧入していくことにより構築し、
かつ、前記自走式圧入施工機械１により既設杭または矢板（例えば、矢板２）から反力を取りながら前記矢板壁２ａの変位を抑制する斜杭３を前記矢板壁２ａに対して斜めに圧入し、前記斜杭３と前記矢板壁２ａとを接合することを特徴としている。
【０００５】
請求項１の発明の土留め壁の構築方法によれば、自走式圧入施工機械１を用いることにより、矢板壁２ａを既設杭または矢板２から反力を取りながら新たな杭または矢板２を圧入してゆき、既設杭または矢板２から反力を取りながら矢板壁２ａの変位を抑制する斜杭３を矢板壁２ａに対して斜めに圧入し、斜杭３と矢板壁２ａとを接合することにより土留め壁５０を構築できる。これにより、矢板壁２ａを構築するとともに、斜杭３によって、矢板壁２ａの変位を抑制することができる土留め壁５０を効率良く構築することができる。すなわち、土留め壁５０を構成する矢板２と、該土留め壁５０を補強する斜杭３とを圧入する機構を兼用することにより、機械の所要スペースを抑えることができ、仮設足場の設置場所が無い等の狭所においても、グランドアンカー（斜杭３）を備えた土留め壁５０を施工する工期の短縮と工費の節減が可能となる。
【０００６】
請求項２の発明は、例えば、図３および図４に示すように、請求項１記載の土留め壁の構築方法において、前記矢板壁２ａの構築中において、前記自走式圧入施工機械１により複数の前記矢板２を圧入した後に、前記斜杭３を斜めに圧入することを繰り返すことにより、間隔をあけて複数の前記斜杭３を斜めに圧入することを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明によれば、矢板壁２ａの構築中において、自走式圧入施工機械１により複数の矢板２を圧入した後に、斜杭３を斜めに圧入することを繰り返すことにより、複数の矢板２の圧入と、間隔をあけて複数の斜杭３を圧入する作業とを連続的に行うことができる。自走式圧入施工機械１は、後進が難しい特徴があるので、矢板２と斜杭３とを分けて施工する機械であれば、矢板壁２ａの構築後に、斜杭３を圧入する為に、再び機械を配置するか、機械が複数必要となるが、同一の機械により、複数の矢板２と、複数の斜杭３を斜めに圧入する作業とを連続して行うことにより、１台の自走式圧入施工機械１で、効率よく土留め壁５０を構築することができる。
【０００８】
請求項３の発明は、例えば、図４に示すように、請求項１又は２に記載の土留め壁の構築方法において、前記斜杭３が少なくとも先端部に螺旋状のスクリュー３ａを備える回転圧入杭（例えば、回転圧入鋼管杭３１）とされ、該回転圧入杭（例えば、回転圧入鋼管杭３１）を回転しながら圧入することを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明によれば、斜杭が少なくとも先端部に螺旋状のスクリュー３ａを備える回転圧入杭３１であり、この回転圧入杭３１を回転しながら圧入するので、スクリュー３ａの向きに応じて回転しながら回転圧入杭３１を円滑に圧入できる。また、例えば、矢板壁２ａには水平方向（図４矢印Ｆ）に土圧が加わって、斜杭３が引き抜かれるような力が加わる。このような力に対して、通常の斜杭３では、斜杭３と土砂との摩擦による抵抗だけだが、スクリュー３ａを備える回転圧入杭３１を用いることにより、回転圧入杭３１と土砂との摩擦による抵抗だけでなく、スクリュー３ａ上の土砂の荷重がかかる。さらに、スクリュー３ａにより土砂を持ち上げるような力が作用する場合、支持層Ｐ内では、このスクリュー３ａにより持ち上げられるような力が作用した土砂と、周囲の土砂との間に生じる剪断力に対する応力により、高い引き抜き抵抗力を得ることができ、背土圧に対応することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る土留め壁の構築方法について説明する。まず、本実施の形態における土留め壁の構築方法に用いられる自走式圧入施工機械１について説明する。図１は、本実施の形態における自走式圧入施工機械１の主要部を示す図であり、図２（ａ）は、図１の自走式圧入施工機械を矢印Ａ方向からみた側面図であり、図２（ｂ）は、図１の自走式圧入施工機械を矢印Ｂ方向からみた側面図である。自走式圧入施工機械１は、先に圧入した矢板２（杭）を着脱自在に掴んで該矢板２から反力を取る既設杭掴持部７と、圧入すべき矢板２を着脱自在に掴むとともに、昇降して掴んだ矢板２を圧入するチャック部８と、既設杭掴持部７，…に設けられて、チャック部８を昇降自在に支持するとともに、斜めに傾斜自在な傾斜マスト部５と、既設杭掴持部７に、左右に向きを変えられるように旋回自在に設けられたマスト部９とにより、主要部が構成されている。
【００１１】
既設杭掴持部７には、この既設杭掴持部７に対して前後動（図１の矢印Ｃ方向）が自在であるスライド部７２が設けられ、このスライド部７２にはマスト部９が、スライド部７２上で左右に向きを変えるように旋回自在に取り付けられている。さらに、既設杭掴持部７の下部には、先に圧入された筒状の矢板２（鋼管矢板）にその内側から押し開くようにして固定されるクランプ７１，…を備えている。
【００１２】
そして、マスト部９の前面には旋回座６が設けられており、この旋回座６には、傾斜マスト部５が、左右に傾斜するように旋回自在となるように取り付けられている。さらに、マスト部９及び傾斜マスト部５の外側には、マスト部９に対して傾斜マスト部５を旋回駆動する駆動手段として、油圧シリンダ１０，１０が旋回座６の両側に取り付けられている。
【００１３】
チャック部８は、矢板２または斜杭３を把持する把持部８１を備え、傾斜マスト部５の前面に上下動自在に取り付けられ、チャック部８の上部に備えた油圧シリンダ８２によって上下に駆動されて昇降するようになっている。
【００１４】
なお、従来の自走式圧入施工機械と、本実施の形態の自走式圧入施工機械との主な違いは、従来は、マスト部の前面に上下動が可能なチャック部が取り付けられているが、本実施の形態の自走式圧入施工機械１は、マスト部９とチャック部８との間に、傾斜マスト部５を、マスト部９に対して旋回自在となるように備えている。したがって、傾斜マスト部５が傾斜することにより、チャック部８がマスト部９に対して傾斜し、チャック部８は上下動可能であるので、垂直方向の杭または矢板２および斜杭３の圧入が可能となる点である。
【００１５】
次に、本実施の形態における土留め壁の構築方法について説明する。本実施の形態における土留め壁の構築方法を用いて、例えば、図３に示すように、複数の矢板２（杭）を、係止部２０において係合した状態で順次圧入するとともに、この列状に配置された複数の矢板２，…により形成された矢板壁２ａの一方の面に、斜杭３を、矢板２上部に隣接する位置から所定間隔で、矢板２の長尺方向に対して傾斜して圧入する作業を行う。
【００１６】
矢板２を圧入する場合は、傾斜マスト部５を垂直な状態にして、従来と同様に把持部８１により矢板２を掴んだ状態として、チャック部８の油圧シリンダ８２で矢板２を掴んだ状態のチャック部８を下降させて、矢板２を地盤に圧入する。
【００１７】
一方、斜杭３を圧入する場合は、既設の矢板２，…をクランプ７１，…により掴持するとともに、チャック部８が上昇した状態で、油圧シリンダ１０，１０が相対する方向に動作することによって、油圧シリンダ１０，１０と連結した旋回座６が旋回動作して、旋回座６に係合している傾斜マスト部５が傾斜する。そして、チャック部８に備える油圧シリンダ８２が地盤方向に斜めに下降することにより、把持部８１にて斜杭３を把持したチャック部８を下降させて、斜杭３が矢板２に対して傾斜した状態で地盤に圧入される。
【００１８】
そして、この斜杭３が圧入された状態で、既設矢板２と斜杭３とを、結合部材３２にて締結した後、コンクリートＤを流して固めて、斜杭３と矢板壁２ａとを接合する。
【００１９】
なお、該自走式圧入施工機械には、傾斜マスト部５を持たずに、既設杭から反力を取って、ほぼ垂直に杭を圧入するとともに、既設杭上を自走可能なものが知られており、この例と同様にして、本自走式圧入施工機械１は自走する。
【００２０】
ところで、チャック部８本体に対して把持部８１を回転駆動させることで、把持した斜杭３を回転させながら圧入することができる。そのような構成とすれば、例えば、図４に示すように、先端に螺旋状のスクリュー３ａを備えた回転圧入鋼管杭３１（回転圧入杭）を用いることができる。このような回転圧入鋼管杭３１をスクリュー３ａの向きに応じて回転しながら圧入するものとすれば、回転圧入鋼管杭３１を円滑に圧入できる。また、矢板壁２ａには水平方向（図４矢印Ｆ方向）に土圧が加わって、斜杭３が引き抜かれるような力が加わる。このような力に対して、通常の斜杭３では、斜杭３と土砂との摩擦による抵抗だけだが、スクリュー３ａを備える回転圧入鋼管杭３１を用いることにより、スクリュー３ａ上の土砂の荷重がかかる。さらに、スクリュー３ａにより土砂を持ち上げるような力が作用する場合、支持層Ｐ内では、スクリュー３ａにより持ち上げられるような力が作用した土砂と、周囲の土砂との間に生じる剪断力に対する応力により、高い引き抜き抵抗力を得ることができ、背土圧に対応することができる。
【００２１】
本実施の形態における土留め壁の構築方法によれば、先に圧入した矢板２（既設矢板）上を移動して既設矢板２に隣接する位置に新たに矢板２を順次圧入することができる。また、矢板２，…により形成される矢板壁２ａの前部分及び後部分のうちの少なくとも一方の部分に斜杭３を圧入することができ、垂直方向と傾斜方向とに杭を圧入する機構を兼用できる。これにより、矢板壁２ａを構築するとともに、斜めに圧入される斜杭３によって、矢板壁２ａの変位を抑制することができる土留め壁５０を効率良く構築することができ、高さが高くても安定的に立設される土留め壁５０を構築する作業が容易となる。また、仮設足場の設置場所が無い等の狭所においても、グランドアンカー（斜杭３）を有する土留め壁５０の施工を可能とすることができ、工期を短縮できるとともに工費を抑えることができる。
【００２２】
さらに、傾斜マスト部５は、マスト部９の前面に設けられている旋回座６を介してマスト部９に接続されているので、傾斜マスト部５の旋回動作が、マスト部９や既設杭掴持部７の制約を受けることがない。また、マスト部９の外部に油圧シリンダ１０を備えているので、マスト部９及び傾斜マスト部５による油圧シリンダ１０の大きさの制約がなく、大きな駆動力を備えることが可能となり、傾斜マスト部５の傾斜角度を大きくすることができるとともに、傾斜マスト部５の傾斜状態を保持できる。
【００２３】
なお、土留め壁５０の構築において、矢板２や斜杭３を圧入して設置するので、打撃工法や中掘工法によって構築する場合に比べ、振動、騒音を抑え、施工スペースや、コストを軽減することができる。
【００２４】
なお、本実施の形態における土留め壁５０の構築方法では、既設矢板２と斜杭３とを、結合部材３２により締結した後、コンクリートＤを流し込んで固めることで矢板壁２ａと斜杭３とを接合することとしたが、これに限定するものではなく、要は、矢板壁２ａと斜杭３とを接合可能な接合方式であればよい。
【００２５】
また、斜杭３は、側方からの土圧Ｆに対して引き抜かれる側に配置することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、圧縮される側に配置してもよい。さらに、施工の手順としては、矢板２を連続して圧入し、矢板壁２ａを完成した後に、斜杭３を圧入施工してもよい。
【００２６】
なお、本実施の形態における土留め壁５０の構築方法では、垂直方向に矢板２を圧入することとしたが、杭でもよく、土留め壁を構築可能であればよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の土留め壁の構築方法によれば、自走式圧入施工機械を用いて、順次杭または矢板を圧入するとともに、既設杭または矢板から反力を取りながら矢板壁の変位を抑制する斜杭を矢板壁に対して斜めに圧入して、土留め壁を容易に構築することが出来る。また、既設杭または矢板上を移動して既設杭または矢板に隣接する位置に新たに杭または矢板を順次圧入することができる。したがって、土留め壁を構成する杭または矢板と、該矢板壁を補強する斜め方向の斜杭（アンカー）とを圧入可能で、かつ自走可能な自走式圧入施工機械を用いるので、仮設足場の設置が不要となる。これにより、仮設足場の設置作業が不要となり、工期および工費の削減に貢献するだけでなく、仮設足場の設置場所が無い等の狭所においても、グランドアンカー（斜杭）を備えた土留め壁の施工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る土留め壁の構築方法に用いる自走式圧入施工機械の実施の形態の例を示す正面図である。
【図２】図１に示す自走式圧入施工機械の側面図であり、（ａ）は図１の矢印Ａ方向からみた側面図であり、（ｂ）は図１の矢印Ｂ方向からみた側面図である。
【図３】本発明に係る土留め壁の構築方法を用いて、矢板壁を構成する杭または矢板と該矢板壁の変位を抑制する斜杭とを圧入した例を示す図であり、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】本発明に係る土留め壁の構築方法を用いて、矢板壁を構成する杭または矢板と、該矢板壁の変位を抑制する斜杭としての回転圧入鋼管杭とを圧入した例を示す図であり、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１ 自走式圧入施工機械
２ 矢板（杭）
３ 斜杭
３ａ スクリュー
２ａ 矢板壁
３１ 回転圧入鋼管杭（回転圧入杭）
５０ 土留め壁

Claims (3)

1. 既設杭または矢板から反力を取って、新たに杭または矢板を圧入するとともに、該既設杭または矢板上を移動して既設杭または矢板に隣接する位置に新たに杭または矢板を順次圧入していくとともに、新たな杭または矢板の圧入角度を変更可能な自走式圧入施工機械を用いた土留め壁の構築方法であって、
   前記自走式圧入施工機械は、圧入すべき新たな杭または矢板を着脱自在に掴むとともに昇降することでその新たな杭または矢板を圧入するチャック部と、前記チャック部の昇降方向を変更するように旋回可能な傾斜マスト部と、を備え、
   前記自走式圧入施工機械により土留め壁となる矢板壁を既設杭または矢板から反力を取りながら新たな杭または矢板を前記既設杭または矢板に沿って圧入していくことにより構築し、
   かつ、前記自走式圧入施工機械により既設杭または矢板から反力を取りながら前記矢板壁の変位を抑制する斜杭を前記矢板壁に対して斜めに圧入し、前記斜杭と前記矢板壁とを接合することを特徴とする土留め壁の構築方法。
2. 前記矢板壁の構築中において、前記自走式圧入施工機械により複数の前記矢板を圧入した後に、前記斜杭を斜めに圧入することを繰り返すことにより、間隔をあけて複数の前記斜杭を斜めに圧入することを特徴とする請求項１記載の土留め壁の構築方法。
3. 前記斜杭が少なくとも先端部に螺旋状のスクリューを備える回転圧入杭とされ、該回転圧入杭を回転しながら圧入することを特徴とする請求項１又は２に記載の土留め壁の構築方法。

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