鋼管矢板の施工方法および構造体
【課題】 岩盤上に軟弱地盤が存在するような場合でも、鋼管矢板を打設して地盤に固定することができ、作業性に優れる鋼管矢板の施工方法およびこれを用いた構造体を提供する。
【解決手段】 孔１３ａよりケーシング１１ａを抜き取りつつ、ケーシング１１ａ内（孔１３ａ内）に土砂支持部材である超凝結遅延型モルタル１５を充填する。超凝結遅延型モルタル１５は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで充填される。鋼管矢板５ａは、超凝結遅延モルタル充填部の間に挟まれた位置に形成され、鋼管矢板５ａの間に挟まれた位置の超凝結遅延モルタル充填部に鋼管矢板５ｂが設置される。
【解決手段】 孔１３ａよりケーシング１１ａを抜き取りつつ、ケーシング１１ａ内（孔１３ａ内）に土砂支持部材である超凝結遅延型モルタル１５を充填する。超凝結遅延型モルタル１５は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで充填される。鋼管矢板５ａは、超凝結遅延モルタル充填部の間に挟まれた位置に形成され、鋼管矢板５ａの間に挟まれた位置の超凝結遅延モルタル充填部に鋼管矢板５ｂが設置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に硬い地盤である岩盤等の上に、土砂等が堆積したような軟弱地盤が存在する場合に好適な、鋼管矢板の施工方法およびこれを用いた構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地山が崩壊することのない岩盤のみの地盤の場合、鋼管矢板を打設するためには、ケーシングを用いた全周回転掘削機等を用いて地盤を削孔し、ケーシングを抜き取った後に、鋼管矢板を孔に挿入して順次鋼管矢板を設置する方法が採用される。鋼管矢板は、地盤との隙間に充填されるモルタル等で固定される。この際、隣り合う鋼管矢板同士は、鋼管矢板側方に設けられた継手同士を互いに嵌合して設置される。したがって、継手部を含めた鋼管矢板が挿入可能な外径の孔を、地盤へ削孔する必要がある。
【０００３】
一方、地盤によっては、鋼管矢板を固定することが可能な硬い地盤である岩盤上に、堆積土砂等の堆積層（軟弱地盤）が存在する場合がある。この場合、同様な方法で鋼管矢板を打設しようとすると、ケーシングを抜き取った際に、上部の堆積層の土砂が孔内に流れ落ち、孔を埋めてしまう場合がある。これを防止するため、全周回転掘削機等で削孔した孔にケーシングを引き抜きながら砂等を投入して地山崩壊を防止する。しかし、岩盤部に形成された孔内へ投入した砂等は、上方からの鋼管矢板の挿入に対して周囲に逃げ場がなく、砂等がますます締まり、挿入が困難となる。また、仮に挿入ができても、その後、鋼管矢板周囲にセメントミルク等を充填することが困難であり、地盤に鋼管矢板を固定することが困難である。
【０００４】
このような、削孔後の土砂の孔内への流入を防ぐための方法としては、例えば、掘削孔内のケーシング内に基礎杭を挿入し、基礎杭とケーシングとの間に充填材を充填した後、ケーシングを上昇させる基礎杭の施工方法がある（特許文献１）。
【０００５】
また、岩盤層に全周回転掘削機で削孔後、ケーシングを引き抜くとともに、掘削孔内に粘土モルタルを充填する方法がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−６０２３
【特許文献２】特開２００２−２０１６３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載の方法は、基礎杭のように単独で設置されるものであれば良いが、鋼管矢板のように、互いに隣接する鋼管矢板同士を継手で接合する必要がある場合には、そもそもケーシング同士が重なり合うため、ケーシングを抜き取る前に隣り合う鋼管矢板を嵌合設置することは不可能である。
【０００８】
また、特許文献２のような方法では、粘土モルタルがケーシングと置換されるため、充填された粘土モルタル部には土砂等が流入することはないが、そもそも粘土モルタルは強度が弱く、鋼管矢板を岩盤に固定するためには強度不足である。一方、高強度のモルタルを充填したのでは、鋼管矢板自体を挿入することができなくなるため望ましくない。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、岩盤上に軟弱地盤が存在するような場合でも、鋼管矢板を打設して地盤に固定することができ、作業性に優れる鋼管矢板の施工方法およびこれを用いた構造体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】
【００１０】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、鋼管矢板の施工方法であって、後打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて地盤に第１の孔を形成する工程（ａ）と、前記第１の孔よりケーシングを引き抜くとともに、前記第１の孔の内部に、土砂支持部材を設ける工程（ｂ）と、前記後打ち鋼管矢板打設予定部と隣り合う先打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて前記第１の孔と端部が重なるように地盤に第２の孔を形成する工程（ｃ）と、前記第２の孔の内部のケーシング内に先打ち鋼管矢板を設置し、前記先打ち鋼管矢板とケーシングとの隙間および前記先打ち鋼管矢板の内部に第１のモルタルを充填し、前記第２の孔よりケーシングを引き抜く工程（ｄ）と、前記第１の孔の内部の前記土砂支持部材に対して、後打ち鋼管矢板を打設する工程（ｅ）と、を具備することを特徴とする鋼管矢板の施工方法である。
【００１１】
前記後打ち鋼管矢板打設予定部および／または前記先打ち鋼管矢板打設予定部の地盤は、岩盤上に軟弱地盤が形成された地盤であり、前記工程（ａ）は、前記岩盤と前記軟弱地盤との境界近傍まで前記土砂支持部材が設けられることが望ましい。
【００１２】
前記工程（ｄ）は、前記第１のモルタルの充填前に、前記先打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第１の継手の内部に棒状部材を挿入し、前記第１の継手の内部への前記第１のモルタルの浸入を抑制し、前記工程（ｅ）の前に、前記棒状部材を撤去し、前記工程（ｅ）は、前記後打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第２の継手と前記第１の継手とが嵌合するように前記後打ち鋼管矢板を打設することが望ましい。
【００１３】
前記土砂支持部材は超凝結遅延型モルタルであってもよい。この場合、前記超凝結遅延型モルタルは、前記工程（ｃ）および前記工程（ｄ）に要する日数の２倍以上の凝結遅延性を有し、かつ、最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上であってもよく、また、前記超凝結遅延型モルタルには、後打ち鋼管矢板用骨材および増粘剤が添加されていてもよい。
【００１４】
前記土砂支持部材は、鉛直方向に連通する複数の仕切りにより区画された構造体であり、前記構造体の上方には蓋が形成設けられ、前記工程（ｅ）の後、前記構造体の内部に第２のモルタルを充填してもよい。この場合、前記構造体の前記仕切りには、水平方向に貫通する複数の流通孔が設けられ、前記第１のモルタルは先打ち鋼管矢板用骨材を含み、前記先打ち鋼管矢板用骨材の大きさが、前記流通孔よりも大きいことが望ましい。
【００１５】
第１の発明によれば、第１の孔にはケーシングを引き抜くとともに土砂支持部材が設けられ、これと隣接する第２の孔は、ケーシング内に先打ち鋼管矢板を設置した後にモルタルを充填してケーシングを抜き取るため、隣り合うケーシング同士が干渉することがなく、隣接する鋼管矢板を効率良く打設することができる。また、後打ち鋼管矢板を土砂支持部材に打設するため、後打ち鋼管矢板打設部位に土砂等が流入することがない。なお、先打ち鋼管矢板用のケーシングは、土砂支持部材の一部を除去するように設置（削孔）されるため、鋼管矢板同士を接合することが可能である。
【００１６】
また、土砂支持部材を岩盤と軟弱地盤との境界近傍まで設ければ、より確実に土砂の流入（岩盤側の孔内への土砂の流入）を防ぐことができる。
【００１７】
また、先打ち鋼管矢板へのモルタルの充填前に、鋼管矢板側面の継手内に棒状部材を挿入しておくことで、継手内へモルタルが流入することを防ぎ、継手が閉塞することを防ぐことができる。このため、後打ち鋼管矢板の打設時に、互いの継手を嵌合させることができる。
【００１８】
また、土砂支持部材が超凝結遅延型モルタルであれば、後打ち鋼管矢板設置部に土砂支持部材を充填し、先打ち鋼管矢板を設置した後でも、超凝結遅延型モルタルの硬化が進行していないため後打ち鋼管矢板の設置が容易である。また、設置後は超凝結遅延型モルタルの硬化が進行し、高い強度で鋼管矢板を固定することができる。この際、超凝結遅延型モルタルの凝結遅延性は、少なくとも先打ち鋼管矢板の施工日数の２倍（後打ち鋼管矢板の両側分の施工期間）であれば、先打ち鋼管矢板設置後でも超凝結遅延型モルタルの効果が進行せず、後打ち鋼管矢板の打設が容易である。また、超凝結遅延型モルタルの最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、確実に鋼管矢板を地盤に固定することができる。
【００１９】
超凝結遅延型モルタルには、後打ち鋼管矢板用骨材が添加されていればより強度を高くすることができ、また増粘剤が添加されていれば、長時間の保持により骨材が下方に沈降することを抑制することができる。
【００２０】
また、土砂支持部材として、鉛直方向に連通する複数の孔（複数の仕切り）を有する構造体を用い、上部に蓋を形成することで、上方からの土砂の流入を防ぐことができるとともに、当該構造体に対して後打ち鋼管矢板を打設すれば、後打ち鋼管矢板を確実に打設することができる。この際、構造体にモルタルが充填されれば、後打ち鋼管矢板を確実に地盤に固定することができる。
【００２１】
また、構造体の仕切りに水平方向に貫通する複数の流通孔が形成されれば、モルタル充填時に、モルタルが流通孔を通ることで、より確実に構造体内部に充填させることができる。この際、先打ち鋼管矢板打設時に使用されるモルタルに先打ち鋼管矢板用骨材を含み、先打ち鋼管矢板用骨材が流通孔よりも大きければ、先打ち鋼管矢板打設時に先打ち鋼管矢板用骨材が流通孔に詰まり、モルタルが構造体内部に侵入することを抑制することができる。なお、後打ち鋼管矢板用骨材を用いる場合には、後打ち鋼管矢板用骨材は流通孔よりも小さい。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明にかかる鋼管矢板の施工方法によって施工される構造体であって、前記土砂支持部材に設けられる前記後打ち鋼管矢板と、前記第１のモルタルによって固定される前記先打ち鋼管矢板とが交互に形成されることを特徴とする構造体である。
【００２３】
第２の発明によれば、岩盤上に堆積土砂等が存在する場所でも、確実に鋼管矢板が地盤に固定され、隣り合う各鋼管矢板同士が確実に接合された構造体を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、岩盤上に軟弱地盤が存在するような場合でも、鋼管矢板を打設して地盤に固定することができ、作業性に優れる鋼管矢板の施工方法およびこれを用いた構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】構造体１を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。
【図２】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシングを貫入する工程を示す図。
【図３】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシングを抜きながら超凝結遅延型モルタルを充填する工程を示す図。
【図４】鋼管矢板の施工方法を示す図で、超凝結遅延型モルタルの充填が完了した状態を示す図。
【図５】鋼管矢板の施工方法を示す図で、さらに隣接する部位にケーシングを貫入する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシング内に鋼管矢板を設置する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図７】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシングを抜きながらモルタルを充填する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図８】鋼管矢板の施工方法を示す図で、超凝結遅延型モルタルに鋼管矢板を打設する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図９】鋼管矢板の打設が完了した状態を示す図。
【図１０】構造体の平面図であり、鋼管矢板の打設順序を示す図。
【図１１】超凝結遅延型モルタルに代えて構造体２５を設置した状態を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＨ−Ｈ線断面図。
【図１２】構造体２５に鋼管矢板を打設する工程を示す図。
【図１３】図１２（ｂ）のＫ−Ｋ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態にかかる鋼管矢板の施工方法等について説明する。図１は、本発明にかかる構造体１を示す図であり、図１（ａ）は構造体１の立面図、図１（ｂ）は構造体１の平面図である。構造体１は、主に、鋼管矢板５、底版９、腹起し７等により形成される。
【００２７】
地盤３が掘削され、複数の鋼管矢板５が円形に配列される。地盤３は、下方が岩盤３ｂであり、岩盤３ｂの上方に堆積土砂等の軟弱地盤３ａが形成される。鋼管矢板５は岩盤３ｂの深さまで設けられる。構造体１の鋼管矢板５で囲まれた範囲の底部には底版９が設けられる。また、円形に配列された鋼管矢板５の内面には、補強部材である腹起し７が円形に設置される。なお、詳細は後述するが、鋼管矢板５同士は継手によって接合される。また、鋼管矢板の配列は円形に限られず、矩形等さまざまな形状に適用可能である。
【００２８】
次に、構造体１の施工方法を説明する。図２は、ケーシング１１ａを設置した状態を示す立面図である。まず、地盤３を岩盤３ｂに達するように、全周回転掘削機によってケーシング１１ａを用いて孔１３ａを掘削する。ケーシング１１ａ内部の土砂等は排出される。したがって、ケーシング１１ａの下端が岩盤３ｂに達し、また、ケーシング１１ａの上端は軟弱地盤３ａよりも上方に達する。
【００２９】
次に、図３に示すように、孔１３ａよりケーシング１１ａを抜き取りつつ（図中矢印Ａ方向）、ケーシング１１ａ内（孔１３ａ内）に土砂支持部材である超凝結遅延型モルタル１５を充填する。超凝結遅延型モルタル１５は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで充填される。すなわち、超凝結遅延モルタル１５は、岩盤３ｂおよび軟弱地盤３ａの下方の一部に充填される。軟弱地盤３ａ部分は、ケーシング内部の掘削土あるいは別途投入する砂にて埋め戻される。なお、超凝結遅延型モルタル１５の充填は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで行えばよく、境界よりもやや低い高さまででもよい。
【００３０】
なお、超凝結遅延モルタル１５としては、凝結遅延材としてグルコン酸やグルコヘプトン酸、オキシカルボン酸、などが用いられ、例えばグルコン酸を０．３〜１．５％程度モルタルに添加すれば良い。グルコン酸を０．３％添加すれば、約２００時間の凝結遅延性を得ることができる。なお、凝結遅延性とは、モルタルの生成後凝結が開始されるまでの時間を指す。
【００３１】
以上のような超凝結遅延モルタル１５の充填部位（孔１３ａの掘削位置）は後打ち鋼管矢板打設予定部に形成される。すなわち、詳細は後述するが、後打ち鋼管矢板が打設される部位となる。同様の工程を繰り返し、図４に示すように、所定間隔をあけて後打ち鋼管矢板を打設する部位（後打ち鋼管矢板打設予定部）に超凝結遅延モルタル１５が充填される。なお、後打ち鋼管矢板打設予定部同士の間隔は、後述する先打ち鋼管矢板が打設可能な距離だけあけられる。すなわち、後打ち鋼管矢板打設予定部の間が先打ち鋼管矢板打設予定部となる。なお、以下の図面では、中央の超凝結遅延モルタル１５のみを図示し、間隔をあけて両隣に形成される部分については図示を省略する。
【００３２】
図５はケーシング１１ｂを設置した状態を示す図で、図５（ａ）は立面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図５（ａ）に示すように、前述した先打ち鋼管矢板打設予定部（後打ち鋼管矢板打設予定部の隣）の地盤３に、全周回転掘削機によってケーシング１１ｂを用いて孔１３ｂを掘削する。ケーシング１１ｂも下端が岩盤３ｂまで達し、上端が地盤３上に露出する。この際、図５（ｂ）に示すように、孔１３ａの一部と孔１３ｂの一部が互いに重なり合うように、孔１３ｂが形成される。なお、ケーシング１１ｂ内の土砂やモルタル等は排出される。
【００３３】
図６はケーシング１１ｂ内に鋼管矢板５ａを設置した状態を示す図で、図６（ａ）は立面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図６に示すように、ケーシング１１ｂ内に先打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ａを挿入する。鋼管矢板５ａは、図６（ｂ）に示すように、両端に継手１９ａが設けられる。継手１９ａは、鋼管矢板５ａの長手方向に沿って鋼管矢板外面の対向する位置に一対設けられる。継手１９ａは一部が開口したＣ字断面形状の部材である。
【００３４】
次に、図７に示すように、ケーシング１１ｂと鋼管矢板５ａとの隙間および鋼管矢板５ａ内部に第１のモルタルであるモルタル２１を充填しつつ、モルタル２１固化前にケーシング１１ｂを引き抜く（図中矢印Ｄ方向）。したがって、モルタル２１は、鋼管矢板５ａと孔１３ｂ（岩盤３ｂ）との隙間および鋼管矢板５ａ内部に充填される。モルタル２１の充填の際には、あらかじめ継手１９ａ内部に棒状部材２３が挿入される。したがって、継手１９ａ内部にはモルタル２１は充填されない。モルタル２１は、例えば、超凝結遅延モルタル１５の充填高さと略同じ程度の高さまで充填されればよい。以上により、鋼管矢板５ａが設置される。
【００３５】
なお、棒状部材２３は、円形断面のみではなく、継手１９ａのスリット部が埋まらないような凸部を有してもよく、また、後述する継手１９ｂが継手１９ａと嵌合可能なように、モルタルの非充填部を形成できるような断面形状のものを用いればよい。また、棒状部材２３の外周には、モルタルとの剥離部材を設けておくことが望ましい。
【００３６】
次に、図８（ａ）に示すように、モルタル２１が固化した後、後打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ｂを超凝結遅延モルタル１５内に挿入する（図中矢印Ｅ方向）。鋼管矢板５ｂの挿入に当たっては、あらかじめ、継手１９ａ内の棒状部材を撤去し、図８（ｂ）に示すように、鋼管矢板５ｂの継手１９ｂと鋼管矢板５ａの継手１９ａとを嵌合させるように挿入する。なお、軟弱地盤３ａにおいては、鋼管矢板５ｂの挿入時に、挿入部位に埋め戻した掘削土あるいは砂等が容易に周囲に逃げることができるため、鋼管矢板５ｂを容易に挿入することができる。また、岩盤３ｂにおいては、超凝結遅延モルタル１５の凝結前であり、まだ流動性を有する状態であるため、鋼管矢板５ｂの挿入は容易である。
【００３７】
なお、超凝結遅延モルタル１５の凝結遅延性としては、上述のように、少なくとも両隣に鋼管矢板５ａを設置後、鋼管矢板５ｂを設置するまでに凝結しなければよい。このため、少なくとも、鋼管矢板５ａの打設工数の２倍（２本の鋼管矢板５ａを打設するまでの期間）以上の凝結遅延性を有すれば良い。たとえば、鋼管矢板５ａの打設日数がおよそ４日である場合には、８日間以上（約２００時間）の凝結遅延性を有すれば良い。また、鋼管矢板５ｂを確実に固定するためには、少なくとも、最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上である必要がある。例えば、グルコン酸０．３％の添加では、最大５０Ｎ／ｍｍ２程度が可能である。なお、鋼管矢板の打設順序や工程等に応じて、凝結遅延性（凝結遅延材の添加量）は適宜調整すれば良い。
【００３８】
図９は、以上の工程により、鋼管矢板５ａ、５ｂが設置された状態を示す図である。超凝結遅延モルタル１５が所定の凝結遅延後に凝結して固化することで、鋼管矢板５ｂも岩盤３ｂに固定される。以上により、鋼管矢板５ａ、５ｂが打設される。
【００３９】
次に、各鋼管矢板の打設順序を説明する。図１０は、鋼管矢板５ａ、５ｂが打設された状態を示す図である。先打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ａは、前述のように、先打ち鋼管矢板打設予定部である鋼管矢板打設予定部２４ａに打設され、後打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ｂは後打ち鋼管矢板打設予定部である鋼管矢板打設予定部２４ｂに打設される。鋼管矢板打設予定部２４ａと鋼管矢板打設予定部２４ｂとは交互に設定される。鋼管矢板の打設は、例えば、隣り合う数本のグループに分けて行ってもよい。たとえば、図１０のグループＩについて施工後、グループＩＩ、グループＩＩＩ、・・・、グループＩＸの順に施工してもよい。いずれにしても、鋼管矢板５ａと鋼管矢板５ｂとが交互に形成されれば良い。
【００４０】
例えば、Ｔ位置の鋼管矢板打設予定部２４ｂに、超凝結遅延モルタル１５を充填（第１工程）し、超凝結遅延モルタル１５充填部で挟まれたＳ位置の鋼管矢板打設予定部２４ａに鋼管矢板５ａを打設した後（第２工程）、Ｖ位置の鋼管矢板打設予定部２４ｂに、超凝結遅延モルタル１５を充填し（第３工程）、Ｕ位置の鋼管矢板打設予定部２４ａに鋼管矢板５ａを打設する（第４工程）。次に、鋼管矢板５ａで挟まれた超凝結遅延モルタル１５充填部であるＴ位置に鋼管矢板５ｂを打設する（第５工程）。以上のように、一つずつ円周方向に構築してもよい。
【００４１】
いずれにしても、鋼管矢板５ａは、所定の間隔をあけて形成された鋼管矢板５ｂの打設位置予定部の超凝結遅延モルタル充填部の間に挟まれた位置に形成され、鋼管矢板５ａの間に挟まれた位置の超凝結遅延モルタル充填部に鋼管矢板５ｂを設置すれば良い。以上を繰り返すことで、超凝結遅延モルタルによって固定される鋼管矢板５ｂとモルタル２１によって固定される鋼管矢板５ａとが交互に形成される。
【００４２】
本実施の形態にかかる鋼管矢板の施工方法によれば、下部に岩盤３ｂ上に軟弱地盤３ａが形成される部位においても、確実に鋼管矢板を設置することができる。特に、土砂支持部材が用いられ、埋め戻した掘削土や砂等が岩盤内の孔へ崩れ落ちることによる、孔の閉塞がない。このため、岩盤部における鋼管矢板の挿入作業や、鋼管矢板の固定を確実に行うことができる。なお、軟弱地盤においては、周囲に容易に土砂が流動可能であるため、孔が埋まってしまっても、鋼管矢板の挿入には問題がない。
【００４３】
また、土砂支持部材が超凝結遅延モルタルであるため、上方からの土砂を支持し、岩盤における孔内への土砂の流入を防ぐことができるとともに、鋼管矢板５ｂの打設時には、凝結が遅延しているため鋼管矢板５ｂの挿入が容易であり、その後、所定強度以上で凝結するため、鋼管矢板５ｂが確実に固定される。すなわち、超凝結遅延モルタルは、隣り合う２本の鋼管矢板５ａの打設の間は凝結が開始しないため、鋼管矢板５ｂ打設時に超凝結遅延モルタルが凝結することがなく、凝結後は、鋼管矢板５ｂの固定に十分な強度を発現するため、鋼管矢板が確実に固定される。
【００４４】
なお、超凝結遅延モルタルには、骨材を添加してもよい。この場合、長時間にわたって保持される間に骨材が下部に沈殿しないように、増粘剤を添加することが望ましい。増粘剤としては、例えばスルホン基を有する芳香族化合物および／またはその塩と、アルキルトリメチルアンモニウム塩の複合体、セルロース系高分子、ベントナイトやセピオライトなどの粘土鉱物などが使用できる。
【００４５】
次に、第２の実施の形態にかかる、鋼管矢板の施工方法について説明する。なお、本実施の形態において、図２〜図９と同様の構成については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態と略同様であるが、土砂支持部材として、超凝結遅延モルタルに代えて、構造体２５を用いる点で異なる。
【００４６】
図１１（ａ）は、構造体２５を用いた工程を示す図で、図３に対応する図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＧ−Ｇ線断面、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。構造体２５は、図１１（ｂ）に示すように、内部にハニカム断面構造を有する筒部材である。すなわち、構造体２５は、長手方向に設けられた複数の仕切り２７によって仕切られた、複数の孔２９が連通する部材である。構造体２５は、外径がケーシング１１ａの内径よりもわずかに小さい。構造体２５の外面の孔は後打ち鋼管矢板用骨材よりも大きく、先打ち鋼管矢板用骨材よりも小さければ良い。また、構造体２５内部の孔２９の形状は、６角形でなくてもよく、四角形や丸形などいずれでも良い。構造体２５は、セラミックス製やモルタル製などの部材である。
【００４７】
構造体２５の仕切り２７には、水平方向に隣接する孔２９同士を連通する流通孔３１が複数形成される。さらに、構造体２５の上方には、蓋１７ａが複数設けられる。蓋１７ａは、ゴム製や樹脂製などで良く、構造体２５上方の孔２９を塞ぐように設置される。
【００４８】
構造体２５は、ケーシング１１ａを抜き取る際（図中矢印Ｆ方向）、ケーシング１１ａ内に挿入され、孔１３ａ内に挿入される。構造体２５は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで設けられる。また、一番下側に設置された蓋１７ａは、境界部と同一かわずかに下方側に来るように設置される。
【００４９】
その後、図５〜図７と同様の手順で両隣に鋼管矢板５ａを打設する。なお、この際、構造体２５の一部は孔１３ｂ掘削時に切除される。また、鋼管矢板５ｂの固定に用いられるモルタル２１には、先打ち鋼管矢板用骨材が添加される。先打ち鋼管矢板用骨材の大きさは、構造体２５の流通孔３１の径よりも大きい。したがって、モルタル２１が構造体２５内部に流入することがない。
【００５０】
両隣の鋼管矢板５ａが固定されたのち、図１２（ａ）に示すように構造体２５上に鋼管矢板５ｂを配置し、鋼管矢板５ｂを打設する（図中矢印Ｊ方向）。鋼管矢板５ｂは、軟弱地盤３ｂにおいては、埋め戻した掘削土や砂等が周囲に容易に移動できるため、挿入が容易である。また、岩盤３ｂにおいては、鋼管矢板５ｂの先端が構造体２５の仕切り２７を破壊しながら挿入される。なお、蓋１７ａは、鋼管矢板５ｂの先端で同様に切断または破断される。
【００５１】
図１２（ｂ）に示すように、鋼管矢板５ｂが完全に挿入されると、構造体２５（鋼管矢板５ｂの内部および外周部）に第２のモルタルであるモルタル２２が充填される。
【００５２】
図１３は図１２（ｂ）のＫ−Ｋ線断面図である。図１３に示すように、モルタル２２は、構造体２５の流通孔３１を通り、全孔２９内に充填される。すなわち、鋼管矢板５ｂは、モルタル２２によって固定される。構造体２５は、鋼管矢板５ｂの打設に伴い、多くの部位が破損するが、これらの破片はモルタル２２と一体に固化し、鋼管矢板５ｂは確実に固定される。なお、モルタル２２に後打ち鋼管矢板用骨材が含まれる場合には、後打ち鋼管矢板用骨材の大きさを流通孔３１よりも小さくしておけばよい。
【００５３】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、超凝結遅延モルタルを用いないため、超凝結遅延モルタルの凝結時間等を気にすることもない。このため、温度や工程等に基づいて、凝結遅延材の添加量等を制御したり管理したりする必要がない。
【００５４】
また、構造体２５は、上方に蓋１７ａが形成されるため、上方からの土砂を確実に支持し、構造体２５ｂ内部（岩盤における孔１３ａ内）に土砂が流入することを防止することができる。特に、蓋１７ａが複数形成されるため、より確実に土砂を支持することができる。
【００５５】
構造体２５は、セラミックス製やモルタル製であり、鋼管矢板５ｂによって容易に破壊できる。このため、鋼管矢板５ｂの打設時には、鋼管矢板５ｂの先端部によって、構造体の２５の蓋１７ａ、仕切り２７が破壊され、構造体２５内部に鋼管矢板５ｂが挿入される。このため、鋼管矢板５ｂの打設の際に、土砂等による悪影響がない。また、構造体２５は、内部に多くの空間（孔２９）が形成されているため、破壊された破片等は、これらの空間に押しのけられる。したがって、鋼管矢板５ｂの打設が容易である。
【００５６】
構造体２５の仕切り２７には、流通孔３１が設けられるため、鋼管矢板５ｂ打設後にモルタル２２が構造体２５全体に充填される。したがって、鋼管矢板５の固定を確実に行うことができる。
【００５７】
また、流通孔の大きさは、隣接する鋼管矢板５ａの設置および固定に用いられるモルタル２１に添加される先打ち鋼管矢板用骨材よりも小さい。したがって、構造体２５の一部が切除された状態でモルタル２１が充填されても、先打ち鋼管矢板用骨材が流通孔３１に詰まるため、モルタル２１が構造体２５内部に流入して空間を埋めてしまうことがない。また、流通孔の大きさは、モルタル２２に含まれる後打ち鋼管矢板用骨材よりも大きい。したがって、モルタル２２が流通孔に詰まることがない。
【００５８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例また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。
【符号の説明】
【００５９】
１………構造体
３………地盤
３ａ………軟弱地盤
３ｂ………岩盤
５、５ａ、５ｂ………鋼管矢板
７………腹起し
９………底版
１１ａ、１１ｂ………ケーシング
１３ａ、１３ｂ………孔
１５………超凝結遅延型モルタル
１７、１７ａ………蓋
１９ａ、１９ｂ………継手
２１………モルタル
２３………棒状部材
２４ａ、２４ｂ………鋼管矢板打設予定部
２５………構造体
２７………仕切り
２９………孔
３１………流通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に硬い地盤である岩盤等の上に、土砂等が堆積したような軟弱地盤が存在する場合に好適な、鋼管矢板の施工方法およびこれを用いた構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地山が崩壊することのない岩盤のみの地盤の場合、鋼管矢板を打設するためには、ケーシングを用いた全周回転掘削機等を用いて地盤を削孔し、ケーシングを抜き取った後に、鋼管矢板を孔に挿入して順次鋼管矢板を設置する方法が採用される。鋼管矢板は、地盤との隙間に充填されるモルタル等で固定される。この際、隣り合う鋼管矢板同士は、鋼管矢板側方に設けられた継手同士を互いに嵌合して設置される。したがって、継手部を含めた鋼管矢板が挿入可能な外径の孔を、地盤へ削孔する必要がある。
【０００３】
一方、地盤によっては、鋼管矢板を固定することが可能な硬い地盤である岩盤上に、堆積土砂等の堆積層（軟弱地盤）が存在する場合がある。この場合、同様な方法で鋼管矢板を打設しようとすると、ケーシングを抜き取った際に、上部の堆積層の土砂が孔内に流れ落ち、孔を埋めてしまう場合がある。これを防止するため、全周回転掘削機等で削孔した孔にケーシングを引き抜きながら砂等を投入して地山崩壊を防止する。しかし、岩盤部に形成された孔内へ投入した砂等は、上方からの鋼管矢板の挿入に対して周囲に逃げ場がなく、砂等がますます締まり、挿入が困難となる。また、仮に挿入ができても、その後、鋼管矢板周囲にセメントミルク等を充填することが困難であり、地盤に鋼管矢板を固定することが困難である。
【０００４】
このような、削孔後の土砂の孔内への流入を防ぐための方法としては、例えば、掘削孔内のケーシング内に基礎杭を挿入し、基礎杭とケーシングとの間に充填材を充填した後、ケーシングを上昇させる基礎杭の施工方法がある（特許文献１）。
【０００５】
また、岩盤層に全周回転掘削機で削孔後、ケーシングを引き抜くとともに、掘削孔内に粘土モルタルを充填する方法がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−６０２３
【特許文献２】特開２００２−２０１６３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載の方法は、基礎杭のように単独で設置されるものであれば良いが、鋼管矢板のように、互いに隣接する鋼管矢板同士を継手で接合する必要がある場合には、そもそもケーシング同士が重なり合うため、ケーシングを抜き取る前に隣り合う鋼管矢板を嵌合設置することは不可能である。
【０００８】
また、特許文献２のような方法では、粘土モルタルがケーシングと置換されるため、充填された粘土モルタル部には土砂等が流入することはないが、そもそも粘土モルタルは強度が弱く、鋼管矢板を岩盤に固定するためには強度不足である。一方、高強度のモルタルを充填したのでは、鋼管矢板自体を挿入することができなくなるため望ましくない。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、岩盤上に軟弱地盤が存在するような場合でも、鋼管矢板を打設して地盤に固定することができ、作業性に優れる鋼管矢板の施工方法およびこれを用いた構造体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】
【００１０】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、鋼管矢板の施工方法であって、後打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて地盤に第１の孔を形成する工程（ａ）と、前記第１の孔よりケーシングを引き抜くとともに、前記第１の孔の内部に、土砂支持部材を設ける工程（ｂ）と、前記後打ち鋼管矢板打設予定部と隣り合う先打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて前記第１の孔と端部が重なるように地盤に第２の孔を形成する工程（ｃ）と、前記第２の孔の内部のケーシング内に先打ち鋼管矢板を設置し、前記先打ち鋼管矢板とケーシングとの隙間および前記先打ち鋼管矢板の内部に第１のモルタルを充填し、前記第２の孔よりケーシングを引き抜く工程（ｄ）と、前記第１の孔の内部の前記土砂支持部材に対して、後打ち鋼管矢板を打設する工程（ｅ）と、を具備することを特徴とする鋼管矢板の施工方法である。
【００１１】
前記後打ち鋼管矢板打設予定部および／または前記先打ち鋼管矢板打設予定部の地盤は、岩盤上に軟弱地盤が形成された地盤であり、前記工程（ａ）は、前記岩盤と前記軟弱地盤との境界近傍まで前記土砂支持部材が設けられることが望ましい。
【００１２】
前記工程（ｄ）は、前記第１のモルタルの充填前に、前記先打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第１の継手の内部に棒状部材を挿入し、前記第１の継手の内部への前記第１のモルタルの浸入を抑制し、前記工程（ｅ）の前に、前記棒状部材を撤去し、前記工程（ｅ）は、前記後打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第２の継手と前記第１の継手とが嵌合するように前記後打ち鋼管矢板を打設することが望ましい。
【００１３】
前記土砂支持部材は超凝結遅延型モルタルであってもよい。この場合、前記超凝結遅延型モルタルは、前記工程（ｃ）および前記工程（ｄ）に要する日数の２倍以上の凝結遅延性を有し、かつ、最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上であってもよく、また、前記超凝結遅延型モルタルには、後打ち鋼管矢板用骨材および増粘剤が添加されていてもよい。
【００１４】
前記土砂支持部材は、鉛直方向に連通する複数の仕切りにより区画された構造体であり、前記構造体の上方には蓋が形成設けられ、前記工程（ｅ）の後、前記構造体の内部に第２のモルタルを充填してもよい。この場合、前記構造体の前記仕切りには、水平方向に貫通する複数の流通孔が設けられ、前記第１のモルタルは先打ち鋼管矢板用骨材を含み、前記先打ち鋼管矢板用骨材の大きさが、前記流通孔よりも大きいことが望ましい。
【００１５】
第１の発明によれば、第１の孔にはケーシングを引き抜くとともに土砂支持部材が設けられ、これと隣接する第２の孔は、ケーシング内に先打ち鋼管矢板を設置した後にモルタルを充填してケーシングを抜き取るため、隣り合うケーシング同士が干渉することがなく、隣接する鋼管矢板を効率良く打設することができる。また、後打ち鋼管矢板を土砂支持部材に打設するため、後打ち鋼管矢板打設部位に土砂等が流入することがない。なお、先打ち鋼管矢板用のケーシングは、土砂支持部材の一部を除去するように設置（削孔）されるため、鋼管矢板同士を接合することが可能である。
【００１６】
また、土砂支持部材を岩盤と軟弱地盤との境界近傍まで設ければ、より確実に土砂の流入（岩盤側の孔内への土砂の流入）を防ぐことができる。
【００１７】
また、先打ち鋼管矢板へのモルタルの充填前に、鋼管矢板側面の継手内に棒状部材を挿入しておくことで、継手内へモルタルが流入することを防ぎ、継手が閉塞することを防ぐことができる。このため、後打ち鋼管矢板の打設時に、互いの継手を嵌合させることができる。
【００１８】
また、土砂支持部材が超凝結遅延型モルタルであれば、後打ち鋼管矢板設置部に土砂支持部材を充填し、先打ち鋼管矢板を設置した後でも、超凝結遅延型モルタルの硬化が進行していないため後打ち鋼管矢板の設置が容易である。また、設置後は超凝結遅延型モルタルの硬化が進行し、高い強度で鋼管矢板を固定することができる。この際、超凝結遅延型モルタルの凝結遅延性は、少なくとも先打ち鋼管矢板の施工日数の２倍（後打ち鋼管矢板の両側分の施工期間）であれば、先打ち鋼管矢板設置後でも超凝結遅延型モルタルの効果が進行せず、後打ち鋼管矢板の打設が容易である。また、超凝結遅延型モルタルの最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、確実に鋼管矢板を地盤に固定することができる。
【００１９】
超凝結遅延型モルタルには、後打ち鋼管矢板用骨材が添加されていればより強度を高くすることができ、また増粘剤が添加されていれば、長時間の保持により骨材が下方に沈降することを抑制することができる。
【００２０】
また、土砂支持部材として、鉛直方向に連通する複数の孔（複数の仕切り）を有する構造体を用い、上部に蓋を形成することで、上方からの土砂の流入を防ぐことができるとともに、当該構造体に対して後打ち鋼管矢板を打設すれば、後打ち鋼管矢板を確実に打設することができる。この際、構造体にモルタルが充填されれば、後打ち鋼管矢板を確実に地盤に固定することができる。
【００２１】
また、構造体の仕切りに水平方向に貫通する複数の流通孔が形成されれば、モルタル充填時に、モルタルが流通孔を通ることで、より確実に構造体内部に充填させることができる。この際、先打ち鋼管矢板打設時に使用されるモルタルに先打ち鋼管矢板用骨材を含み、先打ち鋼管矢板用骨材が流通孔よりも大きければ、先打ち鋼管矢板打設時に先打ち鋼管矢板用骨材が流通孔に詰まり、モルタルが構造体内部に侵入することを抑制することができる。なお、後打ち鋼管矢板用骨材を用いる場合には、後打ち鋼管矢板用骨材は流通孔よりも小さい。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明にかかる鋼管矢板の施工方法によって施工される構造体であって、前記土砂支持部材に設けられる前記後打ち鋼管矢板と、前記第１のモルタルによって固定される前記先打ち鋼管矢板とが交互に形成されることを特徴とする構造体である。
【００２３】
第２の発明によれば、岩盤上に堆積土砂等が存在する場所でも、確実に鋼管矢板が地盤に固定され、隣り合う各鋼管矢板同士が確実に接合された構造体を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、岩盤上に軟弱地盤が存在するような場合でも、鋼管矢板を打設して地盤に固定することができ、作業性に優れる鋼管矢板の施工方法およびこれを用いた構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】構造体１を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。
【図２】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシングを貫入する工程を示す図。
【図３】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシングを抜きながら超凝結遅延型モルタルを充填する工程を示す図。
【図４】鋼管矢板の施工方法を示す図で、超凝結遅延型モルタルの充填が完了した状態を示す図。
【図５】鋼管矢板の施工方法を示す図で、さらに隣接する部位にケーシングを貫入する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシング内に鋼管矢板を設置する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図７】鋼管矢板の施工方法を示す図で、ケーシングを抜きながらモルタルを充填する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図８】鋼管矢板の施工方法を示す図で、超凝結遅延型モルタルに鋼管矢板を打設する工程を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図９】鋼管矢板の打設が完了した状態を示す図。
【図１０】構造体の平面図であり、鋼管矢板の打設順序を示す図。
【図１１】超凝結遅延型モルタルに代えて構造体２５を設置した状態を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＨ−Ｈ線断面図。
【図１２】構造体２５に鋼管矢板を打設する工程を示す図。
【図１３】図１２（ｂ）のＫ−Ｋ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態にかかる鋼管矢板の施工方法等について説明する。図１は、本発明にかかる構造体１を示す図であり、図１（ａ）は構造体１の立面図、図１（ｂ）は構造体１の平面図である。構造体１は、主に、鋼管矢板５、底版９、腹起し７等により形成される。
【００２７】
地盤３が掘削され、複数の鋼管矢板５が円形に配列される。地盤３は、下方が岩盤３ｂであり、岩盤３ｂの上方に堆積土砂等の軟弱地盤３ａが形成される。鋼管矢板５は岩盤３ｂの深さまで設けられる。構造体１の鋼管矢板５で囲まれた範囲の底部には底版９が設けられる。また、円形に配列された鋼管矢板５の内面には、補強部材である腹起し７が円形に設置される。なお、詳細は後述するが、鋼管矢板５同士は継手によって接合される。また、鋼管矢板の配列は円形に限られず、矩形等さまざまな形状に適用可能である。
【００２８】
次に、構造体１の施工方法を説明する。図２は、ケーシング１１ａを設置した状態を示す立面図である。まず、地盤３を岩盤３ｂに達するように、全周回転掘削機によってケーシング１１ａを用いて孔１３ａを掘削する。ケーシング１１ａ内部の土砂等は排出される。したがって、ケーシング１１ａの下端が岩盤３ｂに達し、また、ケーシング１１ａの上端は軟弱地盤３ａよりも上方に達する。
【００２９】
次に、図３に示すように、孔１３ａよりケーシング１１ａを抜き取りつつ（図中矢印Ａ方向）、ケーシング１１ａ内（孔１３ａ内）に土砂支持部材である超凝結遅延型モルタル１５を充填する。超凝結遅延型モルタル１５は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで充填される。すなわち、超凝結遅延モルタル１５は、岩盤３ｂおよび軟弱地盤３ａの下方の一部に充填される。軟弱地盤３ａ部分は、ケーシング内部の掘削土あるいは別途投入する砂にて埋め戻される。なお、超凝結遅延型モルタル１５の充填は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで行えばよく、境界よりもやや低い高さまででもよい。
【００３０】
なお、超凝結遅延モルタル１５としては、凝結遅延材としてグルコン酸やグルコヘプトン酸、オキシカルボン酸、などが用いられ、例えばグルコン酸を０．３〜１．５％程度モルタルに添加すれば良い。グルコン酸を０．３％添加すれば、約２００時間の凝結遅延性を得ることができる。なお、凝結遅延性とは、モルタルの生成後凝結が開始されるまでの時間を指す。
【００３１】
以上のような超凝結遅延モルタル１５の充填部位（孔１３ａの掘削位置）は後打ち鋼管矢板打設予定部に形成される。すなわち、詳細は後述するが、後打ち鋼管矢板が打設される部位となる。同様の工程を繰り返し、図４に示すように、所定間隔をあけて後打ち鋼管矢板を打設する部位（後打ち鋼管矢板打設予定部）に超凝結遅延モルタル１５が充填される。なお、後打ち鋼管矢板打設予定部同士の間隔は、後述する先打ち鋼管矢板が打設可能な距離だけあけられる。すなわち、後打ち鋼管矢板打設予定部の間が先打ち鋼管矢板打設予定部となる。なお、以下の図面では、中央の超凝結遅延モルタル１５のみを図示し、間隔をあけて両隣に形成される部分については図示を省略する。
【００３２】
図５はケーシング１１ｂを設置した状態を示す図で、図５（ａ）は立面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図５（ａ）に示すように、前述した先打ち鋼管矢板打設予定部（後打ち鋼管矢板打設予定部の隣）の地盤３に、全周回転掘削機によってケーシング１１ｂを用いて孔１３ｂを掘削する。ケーシング１１ｂも下端が岩盤３ｂまで達し、上端が地盤３上に露出する。この際、図５（ｂ）に示すように、孔１３ａの一部と孔１３ｂの一部が互いに重なり合うように、孔１３ｂが形成される。なお、ケーシング１１ｂ内の土砂やモルタル等は排出される。
【００３３】
図６はケーシング１１ｂ内に鋼管矢板５ａを設置した状態を示す図で、図６（ａ）は立面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図６に示すように、ケーシング１１ｂ内に先打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ａを挿入する。鋼管矢板５ａは、図６（ｂ）に示すように、両端に継手１９ａが設けられる。継手１９ａは、鋼管矢板５ａの長手方向に沿って鋼管矢板外面の対向する位置に一対設けられる。継手１９ａは一部が開口したＣ字断面形状の部材である。
【００３４】
次に、図７に示すように、ケーシング１１ｂと鋼管矢板５ａとの隙間および鋼管矢板５ａ内部に第１のモルタルであるモルタル２１を充填しつつ、モルタル２１固化前にケーシング１１ｂを引き抜く（図中矢印Ｄ方向）。したがって、モルタル２１は、鋼管矢板５ａと孔１３ｂ（岩盤３ｂ）との隙間および鋼管矢板５ａ内部に充填される。モルタル２１の充填の際には、あらかじめ継手１９ａ内部に棒状部材２３が挿入される。したがって、継手１９ａ内部にはモルタル２１は充填されない。モルタル２１は、例えば、超凝結遅延モルタル１５の充填高さと略同じ程度の高さまで充填されればよい。以上により、鋼管矢板５ａが設置される。
【００３５】
なお、棒状部材２３は、円形断面のみではなく、継手１９ａのスリット部が埋まらないような凸部を有してもよく、また、後述する継手１９ｂが継手１９ａと嵌合可能なように、モルタルの非充填部を形成できるような断面形状のものを用いればよい。また、棒状部材２３の外周には、モルタルとの剥離部材を設けておくことが望ましい。
【００３６】
次に、図８（ａ）に示すように、モルタル２１が固化した後、後打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ｂを超凝結遅延モルタル１５内に挿入する（図中矢印Ｅ方向）。鋼管矢板５ｂの挿入に当たっては、あらかじめ、継手１９ａ内の棒状部材を撤去し、図８（ｂ）に示すように、鋼管矢板５ｂの継手１９ｂと鋼管矢板５ａの継手１９ａとを嵌合させるように挿入する。なお、軟弱地盤３ａにおいては、鋼管矢板５ｂの挿入時に、挿入部位に埋め戻した掘削土あるいは砂等が容易に周囲に逃げることができるため、鋼管矢板５ｂを容易に挿入することができる。また、岩盤３ｂにおいては、超凝結遅延モルタル１５の凝結前であり、まだ流動性を有する状態であるため、鋼管矢板５ｂの挿入は容易である。
【００３７】
なお、超凝結遅延モルタル１５の凝結遅延性としては、上述のように、少なくとも両隣に鋼管矢板５ａを設置後、鋼管矢板５ｂを設置するまでに凝結しなければよい。このため、少なくとも、鋼管矢板５ａの打設工数の２倍（２本の鋼管矢板５ａを打設するまでの期間）以上の凝結遅延性を有すれば良い。たとえば、鋼管矢板５ａの打設日数がおよそ４日である場合には、８日間以上（約２００時間）の凝結遅延性を有すれば良い。また、鋼管矢板５ｂを確実に固定するためには、少なくとも、最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上である必要がある。例えば、グルコン酸０．３％の添加では、最大５０Ｎ／ｍｍ２程度が可能である。なお、鋼管矢板の打設順序や工程等に応じて、凝結遅延性（凝結遅延材の添加量）は適宜調整すれば良い。
【００３８】
図９は、以上の工程により、鋼管矢板５ａ、５ｂが設置された状態を示す図である。超凝結遅延モルタル１５が所定の凝結遅延後に凝結して固化することで、鋼管矢板５ｂも岩盤３ｂに固定される。以上により、鋼管矢板５ａ、５ｂが打設される。
【００３９】
次に、各鋼管矢板の打設順序を説明する。図１０は、鋼管矢板５ａ、５ｂが打設された状態を示す図である。先打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ａは、前述のように、先打ち鋼管矢板打設予定部である鋼管矢板打設予定部２４ａに打設され、後打ち鋼管矢板である鋼管矢板５ｂは後打ち鋼管矢板打設予定部である鋼管矢板打設予定部２４ｂに打設される。鋼管矢板打設予定部２４ａと鋼管矢板打設予定部２４ｂとは交互に設定される。鋼管矢板の打設は、例えば、隣り合う数本のグループに分けて行ってもよい。たとえば、図１０のグループＩについて施工後、グループＩＩ、グループＩＩＩ、・・・、グループＩＸの順に施工してもよい。いずれにしても、鋼管矢板５ａと鋼管矢板５ｂとが交互に形成されれば良い。
【００４０】
例えば、Ｔ位置の鋼管矢板打設予定部２４ｂに、超凝結遅延モルタル１５を充填（第１工程）し、超凝結遅延モルタル１５充填部で挟まれたＳ位置の鋼管矢板打設予定部２４ａに鋼管矢板５ａを打設した後（第２工程）、Ｖ位置の鋼管矢板打設予定部２４ｂに、超凝結遅延モルタル１５を充填し（第３工程）、Ｕ位置の鋼管矢板打設予定部２４ａに鋼管矢板５ａを打設する（第４工程）。次に、鋼管矢板５ａで挟まれた超凝結遅延モルタル１５充填部であるＴ位置に鋼管矢板５ｂを打設する（第５工程）。以上のように、一つずつ円周方向に構築してもよい。
【００４１】
いずれにしても、鋼管矢板５ａは、所定の間隔をあけて形成された鋼管矢板５ｂの打設位置予定部の超凝結遅延モルタル充填部の間に挟まれた位置に形成され、鋼管矢板５ａの間に挟まれた位置の超凝結遅延モルタル充填部に鋼管矢板５ｂを設置すれば良い。以上を繰り返すことで、超凝結遅延モルタルによって固定される鋼管矢板５ｂとモルタル２１によって固定される鋼管矢板５ａとが交互に形成される。
【００４２】
本実施の形態にかかる鋼管矢板の施工方法によれば、下部に岩盤３ｂ上に軟弱地盤３ａが形成される部位においても、確実に鋼管矢板を設置することができる。特に、土砂支持部材が用いられ、埋め戻した掘削土や砂等が岩盤内の孔へ崩れ落ちることによる、孔の閉塞がない。このため、岩盤部における鋼管矢板の挿入作業や、鋼管矢板の固定を確実に行うことができる。なお、軟弱地盤においては、周囲に容易に土砂が流動可能であるため、孔が埋まってしまっても、鋼管矢板の挿入には問題がない。
【００４３】
また、土砂支持部材が超凝結遅延モルタルであるため、上方からの土砂を支持し、岩盤における孔内への土砂の流入を防ぐことができるとともに、鋼管矢板５ｂの打設時には、凝結が遅延しているため鋼管矢板５ｂの挿入が容易であり、その後、所定強度以上で凝結するため、鋼管矢板５ｂが確実に固定される。すなわち、超凝結遅延モルタルは、隣り合う２本の鋼管矢板５ａの打設の間は凝結が開始しないため、鋼管矢板５ｂ打設時に超凝結遅延モルタルが凝結することがなく、凝結後は、鋼管矢板５ｂの固定に十分な強度を発現するため、鋼管矢板が確実に固定される。
【００４４】
なお、超凝結遅延モルタルには、骨材を添加してもよい。この場合、長時間にわたって保持される間に骨材が下部に沈殿しないように、増粘剤を添加することが望ましい。増粘剤としては、例えばスルホン基を有する芳香族化合物および／またはその塩と、アルキルトリメチルアンモニウム塩の複合体、セルロース系高分子、ベントナイトやセピオライトなどの粘土鉱物などが使用できる。
【００４５】
次に、第２の実施の形態にかかる、鋼管矢板の施工方法について説明する。なお、本実施の形態において、図２〜図９と同様の構成については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態と略同様であるが、土砂支持部材として、超凝結遅延モルタルに代えて、構造体２５を用いる点で異なる。
【００４６】
図１１（ａ）は、構造体２５を用いた工程を示す図で、図３に対応する図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＧ−Ｇ線断面、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。構造体２５は、図１１（ｂ）に示すように、内部にハニカム断面構造を有する筒部材である。すなわち、構造体２５は、長手方向に設けられた複数の仕切り２７によって仕切られた、複数の孔２９が連通する部材である。構造体２５は、外径がケーシング１１ａの内径よりもわずかに小さい。構造体２５の外面の孔は後打ち鋼管矢板用骨材よりも大きく、先打ち鋼管矢板用骨材よりも小さければ良い。また、構造体２５内部の孔２９の形状は、６角形でなくてもよく、四角形や丸形などいずれでも良い。構造体２５は、セラミックス製やモルタル製などの部材である。
【００４７】
構造体２５の仕切り２７には、水平方向に隣接する孔２９同士を連通する流通孔３１が複数形成される。さらに、構造体２５の上方には、蓋１７ａが複数設けられる。蓋１７ａは、ゴム製や樹脂製などで良く、構造体２５上方の孔２９を塞ぐように設置される。
【００４８】
構造体２５は、ケーシング１１ａを抜き取る際（図中矢印Ｆ方向）、ケーシング１１ａ内に挿入され、孔１３ａ内に挿入される。構造体２５は、岩盤３ｂと軟弱地盤３ａとの境界近傍まで設けられる。また、一番下側に設置された蓋１７ａは、境界部と同一かわずかに下方側に来るように設置される。
【００４９】
その後、図５〜図７と同様の手順で両隣に鋼管矢板５ａを打設する。なお、この際、構造体２５の一部は孔１３ｂ掘削時に切除される。また、鋼管矢板５ｂの固定に用いられるモルタル２１には、先打ち鋼管矢板用骨材が添加される。先打ち鋼管矢板用骨材の大きさは、構造体２５の流通孔３１の径よりも大きい。したがって、モルタル２１が構造体２５内部に流入することがない。
【００５０】
両隣の鋼管矢板５ａが固定されたのち、図１２（ａ）に示すように構造体２５上に鋼管矢板５ｂを配置し、鋼管矢板５ｂを打設する（図中矢印Ｊ方向）。鋼管矢板５ｂは、軟弱地盤３ｂにおいては、埋め戻した掘削土や砂等が周囲に容易に移動できるため、挿入が容易である。また、岩盤３ｂにおいては、鋼管矢板５ｂの先端が構造体２５の仕切り２７を破壊しながら挿入される。なお、蓋１７ａは、鋼管矢板５ｂの先端で同様に切断または破断される。
【００５１】
図１２（ｂ）に示すように、鋼管矢板５ｂが完全に挿入されると、構造体２５（鋼管矢板５ｂの内部および外周部）に第２のモルタルであるモルタル２２が充填される。
【００５２】
図１３は図１２（ｂ）のＫ−Ｋ線断面図である。図１３に示すように、モルタル２２は、構造体２５の流通孔３１を通り、全孔２９内に充填される。すなわち、鋼管矢板５ｂは、モルタル２２によって固定される。構造体２５は、鋼管矢板５ｂの打設に伴い、多くの部位が破損するが、これらの破片はモルタル２２と一体に固化し、鋼管矢板５ｂは確実に固定される。なお、モルタル２２に後打ち鋼管矢板用骨材が含まれる場合には、後打ち鋼管矢板用骨材の大きさを流通孔３１よりも小さくしておけばよい。
【００５３】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、超凝結遅延モルタルを用いないため、超凝結遅延モルタルの凝結時間等を気にすることもない。このため、温度や工程等に基づいて、凝結遅延材の添加量等を制御したり管理したりする必要がない。
【００５４】
また、構造体２５は、上方に蓋１７ａが形成されるため、上方からの土砂を確実に支持し、構造体２５ｂ内部（岩盤における孔１３ａ内）に土砂が流入することを防止することができる。特に、蓋１７ａが複数形成されるため、より確実に土砂を支持することができる。
【００５５】
構造体２５は、セラミックス製やモルタル製であり、鋼管矢板５ｂによって容易に破壊できる。このため、鋼管矢板５ｂの打設時には、鋼管矢板５ｂの先端部によって、構造体の２５の蓋１７ａ、仕切り２７が破壊され、構造体２５内部に鋼管矢板５ｂが挿入される。このため、鋼管矢板５ｂの打設の際に、土砂等による悪影響がない。また、構造体２５は、内部に多くの空間（孔２９）が形成されているため、破壊された破片等は、これらの空間に押しのけられる。したがって、鋼管矢板５ｂの打設が容易である。
【００５６】
構造体２５の仕切り２７には、流通孔３１が設けられるため、鋼管矢板５ｂ打設後にモルタル２２が構造体２５全体に充填される。したがって、鋼管矢板５の固定を確実に行うことができる。
【００５７】
また、流通孔の大きさは、隣接する鋼管矢板５ａの設置および固定に用いられるモルタル２１に添加される先打ち鋼管矢板用骨材よりも小さい。したがって、構造体２５の一部が切除された状態でモルタル２１が充填されても、先打ち鋼管矢板用骨材が流通孔３１に詰まるため、モルタル２１が構造体２５内部に流入して空間を埋めてしまうことがない。また、流通孔の大きさは、モルタル２２に含まれる後打ち鋼管矢板用骨材よりも大きい。したがって、モルタル２２が流通孔に詰まることがない。
【００５８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例また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。
【符号の説明】
【００５９】
１………構造体
３………地盤
３ａ………軟弱地盤
３ｂ………岩盤
５、５ａ、５ｂ………鋼管矢板
７………腹起し
９………底版
１１ａ、１１ｂ………ケーシング
１３ａ、１３ｂ………孔
１５………超凝結遅延型モルタル
１７、１７ａ………蓋
１９ａ、１９ｂ………継手
２１………モルタル
２３………棒状部材
２４ａ、２４ｂ………鋼管矢板打設予定部
２５………構造体
２７………仕切り
２９………孔
３１………流通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管矢板の施工方法であって、
後打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて地盤に第１の孔を形成する工程（ａ）と、
前記第１の孔よりケーシングを引き抜くとともに、前記第１の孔の内部に、土砂支持部材を設ける工程（ｂ）と、
前記後打ち鋼管矢板打設予定部と隣り合う先打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて前記第１の孔と端部が重なるように地盤に第２の孔を形成する工程（ｃ）と、
前記第２の孔の内部のケーシング内に先打ち鋼管矢板を設置し、前記先打ち鋼管矢板とケーシングとの隙間および前記先打ち鋼管矢板の内部に第１のモルタルを充填し、前記第２の孔よりケーシングを引き抜く工程（ｄ）と、
前記第１の孔の内部の前記土砂支持部材に対して、後打ち鋼管矢板を打設する工程（ｅ）と、
を具備することを特徴とする鋼管矢板の施工方法。
【請求項２】
前記後打ち鋼管矢板打設予定部および／または前記先打ち鋼管矢板打設予定部の地盤は、岩盤上に軟弱地盤が形成された地盤であり、
前記工程（ａ）は、前記岩盤と前記軟弱地盤との境界近傍まで前記土砂支持部材が設けられることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項３】
前記工程（ｄ）は、前記第１のモルタルの充填前に、前記先打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第１の継手に棒状部材を挿入し、前記第１の継手の内部への前記第１のモルタルの浸入を抑制し、
前記工程（ｅ）の前に、前記棒状部材を撤去し、
前記工程（ｅ）は、前記後打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第２の継手と前記第１の継手とが嵌合するように前記後打ち鋼管矢板を打設することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項４】
前記土砂支持部材は超凝結遅延型モルタルであ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鋼管矢板の施工方法。
【請求項５】
前記超凝結遅延型モルタルは、前記工程（ｃ）および前記工程（ｄ）に要する日数の２倍以上の凝結遅延性を有し、かつ、最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項４記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項６】
前記超凝結遅延型モルタルには、後打ち鋼管矢板用骨材および増粘剤が添加されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項７】
前記土砂支持部材は、鉛直方向に連通する複数の仕切りにより区画された構造体であり、前記構造体の上方には蓋が形成設けられ、前記工程（ｅ）の後、前記構造体の内部に第２のモルタルを充填す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鋼管矢板の施工方法。
【請求項８】
前記構造体の前記仕切りには、水平方向に貫通する複数の流通孔が設けられ、前記第１のモルタルは先打ち鋼管矢板用骨材を含み、前記先打ち鋼管矢板用骨材の大きさが、前記流通孔よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の鋼管矢板の施工方法によって施工される構造体であって、前記土砂支持部材に設けられる前記後打ち鋼管矢板と、前記第１のモルタルによって固定される前記先打ち鋼管矢板とが交互に形成されることを特徴とする構造体。
【請求項１】
鋼管矢板の施工方法であって、
後打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて地盤に第１の孔を形成する工程（ａ）と、
前記第１の孔よりケーシングを引き抜くとともに、前記第１の孔の内部に、土砂支持部材を設ける工程（ｂ）と、
前記後打ち鋼管矢板打設予定部と隣り合う先打ち鋼管矢板打設予定部にケーシングを用いて前記第１の孔と端部が重なるように地盤に第２の孔を形成する工程（ｃ）と、
前記第２の孔の内部のケーシング内に先打ち鋼管矢板を設置し、前記先打ち鋼管矢板とケーシングとの隙間および前記先打ち鋼管矢板の内部に第１のモルタルを充填し、前記第２の孔よりケーシングを引き抜く工程（ｄ）と、
前記第１の孔の内部の前記土砂支持部材に対して、後打ち鋼管矢板を打設する工程（ｅ）と、
を具備することを特徴とする鋼管矢板の施工方法。
【請求項２】
前記後打ち鋼管矢板打設予定部および／または前記先打ち鋼管矢板打設予定部の地盤は、岩盤上に軟弱地盤が形成された地盤であり、
前記工程（ａ）は、前記岩盤と前記軟弱地盤との境界近傍まで前記土砂支持部材が設けられることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項３】
前記工程（ｄ）は、前記第１のモルタルの充填前に、前記先打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第１の継手に棒状部材を挿入し、前記第１の継手の内部への前記第１のモルタルの浸入を抑制し、
前記工程（ｅ）の前に、前記棒状部材を撤去し、
前記工程（ｅ）は、前記後打ち鋼管矢板の側面に長手方向に沿って形成される第２の継手と前記第１の継手とが嵌合するように前記後打ち鋼管矢板を打設することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項４】
前記土砂支持部材は超凝結遅延型モルタルであ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鋼管矢板の施工方法。
【請求項５】
前記超凝結遅延型モルタルは、前記工程（ｃ）および前記工程（ｄ）に要する日数の２倍以上の凝結遅延性を有し、かつ、最終圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項４記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項６】
前記超凝結遅延型モルタルには、後打ち鋼管矢板用骨材および増粘剤が添加されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項７】
前記土砂支持部材は、鉛直方向に連通する複数の仕切りにより区画された構造体であり、前記構造体の上方には蓋が形成設けられ、前記工程（ｅ）の後、前記構造体の内部に第２のモルタルを充填す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鋼管矢板の施工方法。
【請求項８】
前記構造体の前記仕切りには、水平方向に貫通する複数の流通孔が設けられ、前記第１のモルタルは先打ち鋼管矢板用骨材を含み、前記先打ち鋼管矢板用骨材の大きさが、前記流通孔よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の鋼管矢板の施工方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の鋼管矢板の施工方法によって施工される構造体であって、前記土砂支持部材に設けられる前記後打ち鋼管矢板と、前記第１のモルタルによって固定される前記先打ち鋼管矢板とが交互に形成されることを特徴とする構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−９４４３０（Ｐ２０１１−９４４３０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５１０６３（Ｐ２００９−２５１０６３）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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