JP2017002629A - オーガ併用鋼矢板圧入工法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の鋼矢板圧入引抜機を使用して、多様な継手ピッチの鋼矢板を、鋼矢板圧入時におけるオーガによる同時掘削を併用して圧入するオーガ併用鋼矢板圧入工法を提供する。【解決手段】同一の鋼矢板圧入引抜機５０を使用して、継手ピッチが異なるＵ型の鋼矢板１を、該鋼矢板１の継手ピッチに応じて直径が異なるオーガケーシング２を使用するオーガ２５による同時掘削を併用して、相互に継手を噛合させて連続して圧入する。【選択図】図２

Description

本発明は、同一の鋼矢板圧入引抜機を使用して、多様な継手ピッチの鋼矢板、特には継手ピッチにおいて２００ｍｍ程度以上の差異を有する複数のＵ型の鋼矢板を、鋼矢板圧入時におけるオーガによる同時掘削を併用して、鋼矢板の継手を相互に噛合させて連続して圧入するオーガ併用鋼矢板圧入工法に関する。

近年、各種土木基礎工事等における鋼矢板の圧入・引抜工事においては、振動，騒音の発生が少ない静荷重型の鋼矢板圧入引抜機が採用されている。圧入される鋼矢板として種々のタイプが提供されているが、現在わが国で広く普及しているのはＵ形の鋼矢板であり（非特許文献１参照）、継手ピッチ４００ｍｍのＵ形の鋼矢板が主として使用されている。加えて、近時は継手ピッチ５００ｍｍ，６００ｍｍの幅広のＵ形の鋼矢板も使用されるようになっている。

そのため、出願人は上記した継手ピッチの異なる鋼矢板を単独で圧入・引抜可能な汎用性を有する静荷重型の鋼矢板圧入引抜機を提供している（特許文献１）。この鋼矢板圧入引抜機は、チャック装置として鋼矢板の継手ピッチに対応した複数のチャック装置を装備するとともに、該複数のチャック装置をチャックフレームに、それぞれ着脱自在に装着可能とし、クランプ装置で先頭の鋼矢板を含む既設の鋼矢板をクランプすることにより台座を既設の鋼矢板上に定置させて、チャック装置に圧入する鋼矢板を挿通してチャックするとともに、該先頭の鋼矢板の開放された継手に、圧入する鋼矢板の継手を噛合させた状態において、チャックフレームに装着された前記複数のチャック装置は、いずれも鋼矢板圧入引抜機の他の部材と干渉することがない構成を採用することによって、多様な継手ピッチの鋼矢板を圧入・引抜することが可能である。

静荷重型の鋼矢板圧入引抜機は、特許文献１に示すように、既設の鋼矢板上に定置された台座の下方に複数のクランプ部材からなるクランプ装置を設けて、このクランプ装置により既設の鋼矢板をクランプすることによって反力を得て、チャック装置によりチャックした鋼矢板を圧入引抜シリンダによって地盤に圧入・引抜している。そのため、硬質地盤等において、鋼矢板を圧入するために必要とする圧入引抜シリンダによる圧入力が、既設杭から得られる反力を上回ったときには（圧入力＞既設杭からの反力）、鋼矢板を圧入できないこととなる。このような場合には、鋼矢板の圧入と同時にオーガによる圧入地盤の掘削を併用することによって、土圧による圧入抵抗を軽減して、既設杭から得られる反力以下の圧入力で鋼矢板の圧入を可能としている。

鋼矢板圧入時におけるオーガによる同時掘削は、Ｕ型の鋼矢板の凹部にオーガケーシングを抱持して、鋼矢板とオーガケーシングをチャック装置でチャックするとともに、オーガケーシングの先端と鋼矢板の先端を係合し、オーガケーシング内に挿通したスクリューロッドの先端に装着したオーガ（オーガヘッド）によって圧入地盤の掘削を行っている。オーガによる同時掘削の目的は硬質地盤等における土圧による圧入抵抗を軽減させることにあるため、可能な限り、圧入する鋼矢板の断面範囲の全域を掘削することが望ましい。更に、圧入した鋼矢板の周辺摩擦抵抗力を低下させるような過度の掘削とならないように留意する必要がある。

同時掘削におけるオーガケーシングは、圧入する鋼矢板と密接した状態でチャック装置でチャック可能であることが求められ、前記したように鋼矢板のウエブとフランジ間に形成される凹部に抱持された状態でチャックされる。よって、同時掘削において使用可能なオーガケーシングの直径は鋼矢板の継手ピッチによって決定されることとなる。そのため、圧入する鋼矢板の継手ピッチに応じて使用するオーガケーシングの直径を選択し、異なる継手ピッチを有するそれぞれの鋼矢板に抱持可能な最大サイズの直径を有するオーガケーシングを選択して使用することが望ましい。

しかしながら、鋼矢板の継手ピッチに応じて、鋼矢板の凹部に抱持可能なオーガケーシングを使い分けるためには、直径の異なる複数のオーガケーシングを予め装備しておく必要があり、部品点数が増加し、作業現場への搬入・搬出の手間も増加する。一方、鋼矢板の凹部に抱持可能でありさえすれば、オーガケーシングの直径サイズに関係なく掘削することが可能である。そのため、現状では、経済性の観点からオーガケーシングに汎用性を持たせ、１本のオーガケーシングで継手ピッチが異なる鋼矢板に対応することに主眼が置かれており、鋼矢板の継手ピッチに応じて、異なる直径を有するオーガケーシングを使い分けることは行われていない。即ち、前者の経済性の利点が後者の利点よりも大きかったのである。

よって、汎用性を有するオーガケーシングとして、圧入する鋼矢板の中で、継手ピッチが最小の鋼矢板で抱持可能な直径を有するオーガケーシングを大きい継手ピッチを有する鋼矢板の圧入時にも使用していた。具体的には、最も使用頻度の多い継手ピッチ４００ｍｍの鋼矢板で抱持可能な最大の直径（直径３１８．５ｍｍ）を有するオーガケーシングを、継手ピッチ５００ｍｍ，６００ｍｍの鋼矢板の圧入時にも汎用品として共用していた。

特許第５４６０４４３号公報

ＪＩＳ Ａ ５５２８ 熱間圧延鋼矢板

鋼矢板圧入時におけるオーガによる同時掘削によって掘削した土砂は、オーガケーシング内をスクリューロッドによって地上方向に搬送され、オーガケーシングの周部に適宜の間隔で穿設された複数の排土口の内、地上に露出している排土口から地上に排出される。そのため、掘削によってオーガケーシング内に充填された土砂が排土口から排出されない限り、オーガによる掘削は進行しない。よって、オーガによる掘削を効率的に行うためには、掘削した土砂をスムーズに排出する必要があり、掘削効率は掘削した土砂の排土効率として捉えることができる。

オーガで掘削した土砂のオーガケーシング内の通過面積は、オーガケーシングの内径断面積からスクリューロッドの断面積を差し引いた面積となる。この通過面積が大きいほど排出する土砂の通過抵抗が小さくなり、通過面積が小さいほど通過抵抗が大きくなる。通過抵抗が大きくなると、スクリューロッドの回転数を落として、オーガ駆動装置の駆動トルクを大きくする必要があるため、回転数の低下により排出時間が長くかかることとなり、排土効率が悪くなる。

同一の駆動力を有するオーガ駆動装置でオーガ掘削を行う場合、オーガケーシングの直径を大きくする方が排土抵抗が小さく、その分だけ、オーガ駆動装置の掘削力を増大させることができるため、相対的に掘削及び排土の時間が短くなり、オーガによる掘削を併用する圧入時間の短縮が図れる。具体的には、継手ピッチが５００ｍｍの鋼矢板の圧入に際して、継手ピッチが４００ｍｍの鋼矢板に抱持可能な最大直径を有するオーガケーシング（直径３１８．５ｍｍ）を使用してオーガによる掘削を併用するよりも、継手ピッチが５００ｍｍの鋼矢板が抱持可能な最大直径を有するオーガケーシング（直径３５５．６ｍｍ）を使用してオーガによる掘削を併用する方が格段に排土時間が短くなり、工期を短縮することができる。

従来の鋼矢板の圧入時におけるオーガの同時掘削においては、専ら経済性に重きがおかれており、技術的関心はオーガケーシングを汎用品として共用化することによる掘削の可否であり、施工速度の向上による工期短縮については技術的課題とされていなかった。即ち、継手ピッチの異なる複数の鋼矢板を連続して、オーガによる同時掘削を併用して圧入する際の重点は、オーガケーシングの共用による経済性の向上であって、同時掘削が可能で鋼矢板を圧入することができればよく、経済性を犠牲にした施工効率については特別の関心は払われていなかった。

近時はオーガ併用鋼矢板圧入工法への関心が高まるとともに、施工対象も従来の土留基礎工事にとどまらず、新たな対象に広がっている。とりわけ、地震や津波等の災害に起因する復旧工事や対策工事等の緊急性を伴う工事、例えば堤防造築工事や堤防改築工事等においてオーガ併用鋼矢板圧入工法が注目されている。これらの工事は、その性質上緊急性を要するため、新たな課題として、施工条件に応じて異なる継手ピッチの鋼矢板から選択した種々の継手ピッチを有する鋼矢板を時間的にできる限り早期に施工することが求められるようになってきた。

しかしながら、経済性に重きをおき、鋼矢板の継手ピッチにかかわらず汎用性を有するオーガケーシングを共用する従来工法では、施工効率は重きをおいた課題として認識されていなかったために、近時の工期短縮の要求に対応することが困難であった。そして、緊急性のある工事では今後、益々工期短縮の要求が高まると思われる。

そこで、本発明は、同一の鋼矢板圧入引抜機を使用して、多様な継手ピッチの鋼矢板を、鋼矢板圧入時におけるオーガによる同時掘削を併用して、鋼矢板の継手を相互に噛合させて連続して圧入するオーガ併用鋼矢板圧入工法において、前記した新たな課題である掘削時の排土効率の向上による工期短縮のための施工効率の追求を、従来の課題であるオーガケーシングの共用による経済性の追求とのバランスをとって充足する新たなオーガ併用鋼矢板圧入工法を提供することを目的とする。

出願人は、同一の鋼矢板圧入引抜機において、複数のチャック装置を交換して使用することにより、多様な継手ピッチを有する鋼矢板に対応可能とした特許文献１に着目し、オーガ併用鋼矢板圧入工法においても、鋼矢板の継手ピッチに応じて複数のチャック装置を使い分けるとともに、直径の異なるオーガケーシングを鋼矢板圧入引抜機で使用するチャック装置単位で複数装備して使用すれば、前記した新たな課題である掘削時の排土効率の向上による施工効率の追求と、オーガケーシングの共用による経済性の追求の双方をバランスよく実現できることに想到した。即ち、本発明は複数のチャック装置毎に直径の異なるオーガケーシングを装備するとの着想に基づく。

本発明は、上記課題を解決するために、同一の鋼矢板圧入引抜機を使用して、継手ピッチが異なるＵ型の鋼矢板を、該鋼矢板の継手ピッチに応じて直径が異なるオーガケーシングを使用するオーガによる掘削を併用して、相互に継手を噛合させて連続して圧入することを特徴とするオーガ併用鋼矢板圧入工法を基本として提供する。

そして、Ｕ型の鋼矢板として、継手ピッチが４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍを使用し、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板を圧入する際のオーガケーシングとして、該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有するオーガケーシングを使用し、継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を圧入する際のオーガケーシングとして、継手ピッチが５００ｍｍの鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有するオーガケーシングを使用する。

また、鋼矢板圧入引抜機として、下方にクランプ装置を配設した台座と、台座上にスライド自在に配備されたスライドベースと、スライドベース上に回動自在に配備されたターンテーブルと、ターンテーブル上に立設されたガイドフレームと、ガイドフレームに昇降自在に装着されて鋼矢板圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に形成されたチャックフレームと、チャックフレーム内に旋回自在に装備されるとともにＵ型の鋼矢板及びオーガケーシングを挿通してチャック可能な第１チャック装置又は第２チャック装置を、それぞれ着脱自在に装備した鋼矢板圧入引抜機を使用して、オーガによる掘削と鋼矢板圧入引抜シリンダを併用してＵ型の鋼矢板を相互に継手を噛合させて連続して地盤内に圧入するとともに、鋼矢板の圧入時に、オーガケーシングの先端部と鋼矢板の先端を係合することにより、鋼矢板の先端部とオーガケーシングの先端部の位置がずれないように一体に保つ。

更に、第１チャック装置に、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板及び該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第１オーガケーシングを挿通して、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入するとともに、第２チャック装置に、継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板及び継手ピッチが５００ｍｍの鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第２オーガケーシングを挿通して継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入する。

そして、それぞれ相互に継手を噛合させて圧入した複数の既設の鋼矢板の内、先頭の鋼矢板を含む既設のＵ型の鋼矢板をクランプ装置で掴むことにより台座を既設のＵ型の鋼矢板上に定置させた状態において、第１チャック装置に継手ピッチが４００ｍｍの圧入するＵ型の鋼矢板及び第１オーガケーシングを挿通してチャックし、又は第２チャック装置に継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍの圧入するＵ型の鋼矢板及び第２オーガケーシングを挿通してチャックするとともに、先頭のＵ型の鋼矢板の開放された継手に、圧入するＵ型の鋼矢板の継手を噛合させて圧入し、継手ピッチが６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を圧入する際には、第２オーガケーシングを鋼矢板の圧入施工の進行方向に偏心させて抱持する。

本発明にかかるオーガ併用鋼矢板圧入工法によれば、鋼矢板圧入引抜機のチャックフレームに鋼矢板の継手ピッチに対応した複数のチャック装置を着脱自在に装着可能としているため、鋼矢板圧入引抜機のチャック装置を交換して使用することができる。そして、複数のチャック装置にそれぞれ継手ピッチの異なる鋼矢板と、該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径のオーガケーシングをチャックすることが可能となる。そのため、鋼矢板の継手ピッチに応じた排土効率のよい直径サイズを有するオーガケーシングを使用して圧入時におけるオーガによる掘削を行うことができる。

従来工法における、圧入対象としての全てのサイズの継手ピッチの鋼矢板に共通して使用可能な直径を有するオーガケーシングを汎用品として共用することに代えて、複数のチャック装置を同一の鋼矢板圧入引抜機で使用する本発明では、チャック装置を単位として複数のチャック装置毎にオーガケーシングの直径サイズを選択することによって、圧入する鋼矢板の継手ピッチに応じて排土効率を向上させることができ、オーガ併用鋼矢板圧入工法における施工効率を向上させて工期短縮を実現することができる。

具体的には、継手ピッチ４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍの各サイズの鋼矢板を、オーガによる掘削を併用して同一の鋼矢板圧入引抜機によって圧入する際に、チャック装置を継手ピッチ４００ｍｍの鋼矢板用の第１チャック装置と、継手ピッチ５００ｍｍ，６００ｍｍ用の第２チャック装置の２つのチャック装置を使用する。そして、第１チャック装置に、継手ピッチ４００ｍｍの鋼矢板及び該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第１オーガケーシングを挿通して、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入するとともに、第２チャック装置に、継手ピッチ５００ｍｍ又は６００ｍｍの鋼矢板及び継手ピッチ５００ｍｍの鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第２オーガケーシングを挿通して継手ピッチ５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入することができる。

これによって、継手ピッチ４００ｍｍの鋼矢板をオーガによる掘削を併用して圧入可能な鋼矢板圧入引抜機を使用して、継手ピッチ５００ｍｍ，６００ｍｍの鋼矢板をオーガによる同時掘削を併用して圧入できるとともに、掘削時の排土効率を向上させることができる。即ち、継手ピッチ４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍのいずれの鋼矢板も排土効率よくオーガによる掘削を行うことができ、従来より工期を短縮することができて、オーガケーシングの共用による経済性の追求と、掘削時の排土効率の向上による工期短縮のための施工効率の追求の双方をバランスよく実現することができる。そのため、地震や津波等の災害に起因する復旧工事や対策工事等の緊急性を伴う工事、例えば堤防造築工事や堤防改築工事等に対応することが可能となる。

本発明にかかるオーガ併用鋼矢板圧入工法の要部を示す工程説明図。 オーガケーシングと鋼矢板の装着状態を示す鋼矢板圧入引抜機の側面図。 第１チャック装置の斜視図。 第１チャック装置のチャックフレームへの組付状態を示す斜視図。 第１チャック装置のチャックフレームへの装着状態を示す斜視図。 第２チャック装置の斜視図。 第２チャック装置のチャックフレームへの組付状態を示す斜視図。 第２チャック装置のチャックフレームへの装着状態を示す斜視図。 Ｕ形の鋼矢板の平面図。 Ｕ形の鋼矢板の施工状態を示す平面図。 Ｕ形の鋼矢板の斜視図。 オーガケーシングとオーガ掘削機の装着状態を示す斜視図。 オーガケーシングの要部斜視図。 オーガケーシングと鋼矢板の装着方法を示す説明図。 オーガケーシングと鋼矢板の装着状態を示す説明図。 （ａ）はオーガケーシングと鋼矢板の装着状態を示す斜視図、（ｂ）は同平面図。 （ａ）はオーガケーシングと鋼矢板の装着状態を示す斜視図、（ｂ）は同平面図。 （ａ）はオーガケーシングと鋼矢板の装着状態を示す斜視図、（ｂ）は同平面図。

以下図面に基づいて本発明にかかるオーガ併用鋼矢板圧入工法の実施形態を説明する。本発明において、オーガによる圧入時の同時掘削を併用して圧入する鋼矢板は、現在わが国で最も普及している「Ｕ型の鋼矢板１」（以下、単に「鋼矢板１」という）であり、中でも継手ピッチＰにおいて２００ｍｍ程度以上の差異を有する複数の鋼矢板１を対象とする。

本実施形態において、鋼矢板１ａ，１ｂ，１ｃをまとめて鋼矢板１といい、第１オーガケーシング２ａ，第２オーガケーシング２ｂをまとめてオーガケーシング２といい、第１チャック装置３ａ，第２チャック装置３ｂをまとめてチャック装置３という。また、チャック装置３における挿通孔３１ａ，３１ｂをまとめて挿通孔３１と、チャック部３２ａ，３２ｂをまとめてチャック部３２と、チャックリングギア３３ａ，３３ｂをまとめてチャックリングギア３３と、フランジ３４ａ，３４ｂをまとめてフランジ３４という。

鋼矢板１は、図９，図１０に示すように、ほぼＵ形の断面形状を有しており、ウエブ１１の両端に所定の配置角度θを有するフランジ１２が連接されており、フランジ１２の開放端部に継手１３が形成されている。鋼矢板１は、ウエブ１１が中立軸Ｌ１と平行に延びて、フランジ１２は継手ピッチＰにより配置角度θが変化する。よって、ウエブ１１とフランジ１２によって囲繞された領域に凹部１４が形成される。そして、継手１３を相互に噛合させて図１０に示すように連続して圧入する。そのため、圧入後の鋼矢板壁の中立軸Ｌ２上に継手１３が位置している。鋼矢板１の継手ピッチＰは、従来４００ｍｍのものが主として使用されており、近時は５００ｍｍ，６００ｍｍの幅広のものも使用されるようになっている。本発明も、わが国において主流となっている継手ピッチＰが４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍの鋼矢板１を具体的な圧入対象としている。

図２は、オーガケーシング２と鋼矢板１の装着状態を示す鋼矢板圧入引抜機５０の側面図である。図において、５０は鋼矢板圧入引抜機であって、５１は台座、５２はクランプ装置であり、台座５１の下部に配設されて、既設の鋼矢板１５をクランプして鋼矢板圧入引抜機５０を定置するとともに、既設の鋼矢板１５から反力を得ている。図示例では、３本のクランプ部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃを台座５１の下面に形成されたクランプガイドに沿って幅方向に摺動自在に装備している。

このクランプ装置５２の本数，形状，間隔，方向等を変更或いは調節することによって、既設の鋼矢板１５の継手ピッチＰのサイズが２００ｍｍ程度以上の差異を有していたとしても既設の鋼矢板１５をクランプして鋼矢板圧入引抜機５０を定置することができる。具体的には、継手ピッチＰが４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍのいずれか、或いはこれらの継手ピッチＰの組み合わせからなる既設の鋼矢板１５であってもクランプ装置５２でクランプすることが可能である。

Ｆは鋼矢板圧入引抜機５０の進行方向を示す。台座５１には鋼矢板圧入引抜機５０の直進方向Ｆに沿ってスライドベース５３が、圧入する鋼矢板１の継手ピッチＰ以上の距離を摺動自在に配備されている。このスライドベース５３上にはターンテーブル５４が垂直軸（図示略）を中心として回動自在に配備され、ターンテーブル５４上には、その先端に設けた軸受部５５に軸支された支持アーム５６を介してガイドフレーム５７が立設されている。このガイドフレーム５７は、一端が支持アーム５６に軸支された傾動シリンダ（図示略）の伸縮によって軸受部５５の水平軸を中心として傾動可能となっている。

ガイドフレーム５７には昇降体５８が昇降自在に装着されている。昇降体５８の両側には左右一対の鋼矢板圧入引抜シリンダ５９が取り付けられていて、この鋼矢板圧入引抜シリンダ５９の一端が軸受部５５に軸支されており、昇降体５８を上下方向に昇降駆動するように構成されている。昇降体５８の下方にはチャックフレーム４が形成されており、このチャックフレーム４内に、継手ピッチＰの異なる鋼矢板１及び直径の異なるオーガケーシング２を、それぞれ挿通孔３１（図３，図６参照）内に挿通して一体にチャック可能な複数のチャック装置３を着脱自在に装備する。なお、２８はオーガ掘削機２７へ動力源としての圧油を供給するための油圧ホース巻取機である。

図３は、複数のチャック装置３を構成する第１チャック装置３ａの斜視図、図４は、そのチャックフレーム４への組付状態を示す斜視図、図５は、その装着状態を示す斜視図である。第１チャック装置３ａは、継手ピッチＰが４００ｍｍの鋼矢板１ａと鋼矢板１ａの凹部１４に抱持可能な最大直径（具体的には直径３１８．５ｍｍ）を有する第１オーガケーシング２ａを挿通可能な挿通孔３１ａ（３１）と、挿通孔３１ａ（３１）に挿通した鋼矢板１ａと第１オーガケーシング２ａを一体としてチャックして固定するチャック部３２ａ（３２）と、挿通孔３１ａ（３１）の外周部を囲繞するように第１チャック装置３ａの上端部に設置されたチャックリングギア３３ａ（３３）と、チャックリングギア３３ａ（３３）の下部に設置されたリング状のフランジ３４ａ（３４）を有している。チャック部３２ａ（３２）は固定チャック爪と可動チャック爪及び可動チャック爪を動作させるシリンダ装置からなる公知の構成である。

この第１チャック装置３ａをチャックフレーム４内に旋回自在に装備する。チャックフレーム４は内周面に溝部４１が穿設されるとともに、半円状のフロントカバー４２が脱着可能である。図４に示すようにフロントカバー４２を取り外した状態で第１チャック装置３ａのフランジ３４ａ（３４）をチャックフレーム４の溝部４１に嵌合させ、その後同様にしてフロントカバー４２の溝部４１にフランジ３４ａ（３４）を嵌合させてからボルト等の締結具を使用して、フロントカバー４２をチャックフレーム４に固着する。チャックフレーム４内に装着された第１チャック装置３ａは、昇降体５８に装備されたチャック旋回モータの駆動軸に連結されたピニオンギア（図示略）が第１チャック装置３ａのチャックリングギア３３ａ（３３）と噛合するように配置されており、チャックフレーム４内で旋回可能である。

図６は、複数のチャック装置３を構成する第２チャック装置３ｂの斜視図、図７は、そのチャックフレーム４への組付状態を示す斜視図、図８は、その装着状態を示す斜視図である。第２チャック装置３ｂは、継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂ及び継手ピッチＰが６００ｍｍの鋼矢板１ｃと鋼矢板１ｂの凹部１４に抱持可能な最大直径（具体的には直径３５５．６ｍｍ）を有する第２オーガケーシング２ｂを挿通可能な挿通孔３１ｂ（３１）と、挿通孔３１ｂ（３１）に挿通した鋼矢板１ｂ又は鋼矢板１ｃと第２オーガケーシング２ｂを一体としてチャックして固定するチャック部３２ｂ（３２）と、挿通孔３１ｂ（３１）の外周部を囲繞するように第２チャック装置３ｂの上端部に設置されたチャックリングギア３３ｂ（３３）と、チャックリングギア３３ｂ（３３）の下部に設置されたリング状のフランジ３４ｂ（３４）を有している。チャック部３２ｂ（３２）は固定チャック爪と可動チャック爪及び可動チャック爪を動作させるシリンダ装置からなる公知の構成である。

この第２チャック装置３ｂを、前記した第１チャック装置３ａと同様にしてチャックフレーム４内に旋回自在に装備する。よって、チャックフレーム４は、第１チャック装置３ａと第２チャック装置３ｂの双方を着脱自在に装備可能であり、圧入する鋼矢板１の継手ピッチＰに対応して使用するチャック装置３を選択するとともに、チャック装置３に応じて使用するオーガケーシング２を変更して使用することが可能である。

次に、第１チャック装置３ａで鋼矢板１ａとともにチャックする第１オーガケーシング２ａと、第２チャック装置３ｂで鋼矢板１ｂ又は鋼矢板１ｃとともにチャックする第２オーガケーシング２ｂの構成について説明する。第１オーガケーシング２ａと第２オーガケーシング２ｂは直径及び内径を異にする以外は同一の構成を有している。オーガケーシング２は図１３に示すように所定長さの中空筒状体であり、外周部の一端部に所定の厚みを保持して相対向して径方向に伸びるとともに上下方向に延長する一対の長大な固定板２１が突設されている。この固定板２１は、チャック装置３のチャック部３２でチャックするための部材である。この固定板２１の反対方向におけるオーガケーシング２の他端部には、所定の厚みを保持して、固定板２１と直交する方向に伸びるとともに上下方向に延長する一対の長大な密接板２２が一定間隔で突設されている。この密接板２２は鋼矢板１の凹部１４を構成するフランジ１２の内面に当接してオーガケーシング２と鋼矢板１の位置決めを行うためのものである。

オーガケーシング２の先端部における密接板２２の外側に位置する外周面には、それぞれガイド板２３が突設されている。ガイド板２３は所定の厚みを保持した直方体状であり、一端部に切欠部２３ａが形成されている。図１４はオーガケーシング２と鋼矢板１の装着方法を示す説明図であり、図に示すように、鋼矢板１の凹部１４にオーガケーシング２が位置するように、鋼矢板１のウエブ１１にオーガケーシング２の密接板２２を当接させて、鋼矢板１の先端部における一対のフランジ１２の内面に突設した所定厚みを有する係合板１６（１６ａ，１６ｂ）をオーガケーシング２のガイド板２３の切欠部２３ａに挿通することによって両者を係合させて、オーガケーシング２と鋼矢板１の先端部を固定する。これは掘削精度を高めるために、鋼矢板１の圧入とオーガ２５による掘削を同時に行う場合、鋼矢板１の先端部とオーガケーシング２の位置がずれないように一体に保つためである。

図１２に示すように、オーガケーシング２の上端部にはオーガ掘削機２７（アースオーガ）が装着されるとともに、オーガ掘削機２７に連結されたスクリューロッド２４が挿通されている。スクリューロッド２４の上昇及び下降手段はオーガ掘削機２７に内蔵されているシリンダーの上下動若しくはオーガケーシング２を掴んだ鋼矢板圧入引抜機５０の昇降体５８の上下動で行う。なお、オーガ２５の径はオーガケーシング２の直径より拡径・縮径可能なものを使用することにより、オーガケーシング２の直径より広い範囲で掘削が可能であり、オーガケーシング２の直径に応じた掘削範囲を有するオーガ２５を選択し、適宜交換して使用するものであり、第１オーガケーシング２ａではその直径（３１８．５ｍｍ）よりも大きく拡径するオーガ２５を使用し、又、第２オーガケーシング２ｂではその直径（３５５．６ｍｍ）よりも大きく拡径するオーガ２５を使用する。

図１２に示すように、オーガケーシング２の周部には適宜の間隔で複数の排土口２６が穿設されており、鋼矢板１の圧入時におけるオーガ２５による同時掘削によって掘削した土砂は、オーガケーシング２内をスクリューロッド２４によって地上方向に搬送され、地上に露出している排土口２６から地上に排出される。そして、オーガケーシング２の直径が長く、断面積が広い程、排土はスムーズに行われることとなり、排土効率が高くなる。なお、図１３〜図１８においては、排土口２６の図示は省略してある。

施工時において、オーガケーシング２と鋼矢板１をチャック装置３でチャックするには、図２に示すように、チャック装置３でオーガケーシング２をチャックした状態において、クレーンで吊支した鋼矢板１の凹部１４にオーガケーシング２が沿うようにチャック装置３の挿通孔３１内に挿通して、鋼矢板１の先端部に形成した係合板１６（１６ａ，１６ｂ）をオーガケーシング２のガイド板２３の切欠部２３ａに係合させるとともに、チャック装置３によって、オーガケーシング２と鋼矢板１をチャック部３２によって一体にチャックする。その後、チャック装置３をチャックフレーム４内で所定の位置まで旋回させて、既設の鋼矢板１５の開放している継手１３と圧入する鋼矢板１の継手１３を相互に噛合させて、オーガ２５による掘削を併用して、鋼矢板圧入引抜シリンダ５９を駆動させて鋼矢板１を圧入する。

図１６（ａ）は、継手ピッチＰが４００ｍｍの鋼矢板１ａと、鋼矢板１ａで抱持可能な最大の直径（直径３１８．５ｍｍ）を有する第１オーガケーシング２ａの装着状態を示す斜視図であり、図１６（ｂ）は同平面図である。図示のように鋼矢板１ａと第１オーガケーシング２ａは、鋼矢板１ａの継手ピッチＰの中心線上に第１オーガケーシング２ａの中心が位置するように装着する。これにより、鋼矢板１ａの圧入時における拡径可能なオーガ２５の同時掘削によって、既設の鋼矢板１５の継手１３と係合する鋼矢板１ａの継手１３を除く範囲を効率的に掘削することができる。その際、鋼矢板１ａと第１オーガケーシング２ａは第１チャック装置３ａによって一体にチャックされ、かつ、第１オーガケーシング２ａの先端に形成したガイド板２３の切欠部２３ａに鋼矢板１ａの係合板１６が係合しているため、両者が離れることがない。

図１７（ａ）は、継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂと、鋼矢板１ｂで抱持可能な最大の直径（直径３５５．６ｍｍ）を有する第２オーガケーシング２ｂの装着状態を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は同平面図である。図示のように鋼矢板１ｂと第２オーガケーシング２ｂは、鋼矢板１ｂの継手ピッチＰの中心線上に第２オーガケーシング２ｂの中心が位置するように装着する。これにより、鋼矢板１ｂの圧入時における拡径可能なオーガ２５の同時掘削によって、既設の鋼矢板１５の継手１３と係合する鋼矢板１ｂの継手１３を除く範囲を効率的に掘削することができる。その際、鋼矢板１ｂと第２オーガケーシング２ｂは第２チャック装置３ｂによって一体にチャックされ、かつ、第２オーガケーシング２ｂの先端に形成したガイド板２３の切欠部２３ａに鋼矢板１ｂの係合板１６が係合しているため、両者が離れることがない。

図１８（ａ）は、継手ピッチＰが６００ｍｍの鋼矢板１ｃと、継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂで抱持可能な最大の直径（直径３５５．６ｍｍ）を有する第２オーガケーシング２ｂの装着状態を示す斜視図であり、図１８（ｂ）は同平面図である。図示のように鋼矢板１ｃと第２オーガケーシング２ｂは、鋼矢板１ｃの継手ピッチＰの中心線上から第２オーガケーシング２ｂの中心が鋼矢板１ｃを連続して圧入するための進行方向Ｆ方向に所定距離だけ偏心させて装着する。そのため、鋼矢板１ｃの先端に形成した係合板１６は、一方が断面Ｖ字上の長尺の係合板１６ａとして、又他方を短尺の係合板１６ｂとして形成してある。この係合板１６ａ，１６ｂが第２オーガケーシング２ｂのガイド板２３の切欠部２３ａと係合することによって、鋼矢板１ｃと第２オーガケーシング２ｂを偏心させて装着することができる。

これにより、鋼矢板１ｃの圧入時における拡径可能なオーガ２５の同時掘削によって、既設の鋼矢板１５の継手１３と係合する鋼矢板１ｃの継手１３を除く範囲を効率的に掘削することができる。その際、鋼矢板１ｃと第２オーガケーシング２ｂは第２チャック装置３ｂによって一体にチャックされ、かつ、第２オーガケーシング２ｂの先端に形成したガイド板２３の切欠部２３ａに鋼矢板１ｃの係合板１６ａ，１６ｂが係合しているため、両者が離れることがない。

オーガ併用鋼矢板圧入工法においては、次の事項が求められている。
ア．鋼矢板１の圧入時におけるオーガ２５の同時掘削によって、可能な限り圧入する鋼矢板１の圧入地盤を掘削すること。
イ．鋼矢板１の圧入方向において、鋼矢板１の圧入時におけるオーガ２５の同時掘削を正確に掘削すること。
ウ．鋼矢板１の圧入時におけるオーガ２５の同時掘削が圧入する鋼矢板１の周辺摩擦抵抗力を低下させるような過度の掘削とならないこと。
エ．鋼矢板１の圧入時におけるオーガ２５の同時掘削の範囲は必要最小限の範囲とすること。

本発明によれば、上記ア〜エに示す事項を充足した上で、鋼矢板１の圧入時におけるオーガ２５の同時掘削における排土効率を向上させて作業効率と経済性の双方をバランスよく実現することができる。そこで、鋼矢板１として、継手ピッチが４００ｍｍの鋼矢板１ａ，５００ｍｍの鋼矢板１ｂ，６００ｍｍの鋼矢板１ｃを圧入する場合を例として、本発明にかかるオーガ併用鋼矢板圧入工法について図１に基づき説明する。

本発明にかかるオーガ併用鋼矢板圧入工法の特徴は、同一の鋼矢板圧入引抜機５０を使用して、継手ピッチＰが異なる（Ｕ型の）鋼矢板１（１ａ，１ｂ，１ｃ）を、鋼矢板１（１ａ，１ｂ，１ｃ）の継手ピッチＰに応じて直径が異なるオーガケーシング２（第１オーガケーシング２ａ，第２オーガケーシング２ｂ）を使用するオーガ２５による掘削を併用して、相互に継手１３を噛合させて連続して圧入するものである。

図１に示すように、本発明では、同一の鋼矢板圧入引抜機５０におけるチャックフレーム４で旋回自在にチャックするチャック装置３として、第１チャック装置３ａと第２チャック装置３ｂを交換して使用する。このように第１チャック装置３ａと第２チャック装置３ｂを交換使用すること、及び公知のクランプ装置５２を構成するクランプ部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃを適宜組み替えることによって、継手ピッチＰにおいて２００ｍｍ程度以上の差異を有する複数の鋼矢板１を、同一の鋼矢板圧入引抜機５０を使用して圧入することができる。

そして、チャック装置３は、鋼矢板１とオーガケーシング２を挿通口３１に挿通してチャック部３２によって一体としてチャックすることができる。そして、鋼矢板圧入引抜シリンダ５９の昇降動作によって、鋼矢板１とオーガケーシング２を地中に圧入できるとともに、オーガケーシング２内に挿通したスクリューロッド２４の先端に装着したオーガ２５の回転によって、圧入地盤を圧入時に同時掘削することができる。よって、鋼矢板圧入引抜機５０によれば、オーガ２５による掘削を併用して鋼矢板１を地中に圧入施工することが可能である。

本発明では、チャックフレーム４に第１チャック装置３ａを装着するとともに、第１チャック装置３ａに、継手ピッチが４００ｍｍの鋼矢板１ａ及び鋼矢板１ａの凹部１４に抱持可能な最大直径（直径３１８．５ｍｍ）を有する第１オーガケーシング２ａを挿通して、圧入時におけるオーガ２５による掘削を併用して鋼矢板１ａを地盤内に圧入する。

また、鋼矢板１ａに代えて、継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂ又は継手ピッチＰが６００ｍｍの鋼矢板１ｃをオーガ２５による掘削を併用して同一の鋼矢板圧入引抜機５０で圧入することができる。鋼矢板１ｂを圧入するには、先ずチャック装置３として、第２チャック装置３ｂを選択し、チャックフレーム４に第２チャック装置３ｂを装着するとともに、第２チャック装置３ｂに、継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂ及び鋼矢板１ｂの凹部１４に抱持可能な最大直径（直径３５５．６ｍｍ）を有する第２オーガケーシング２ｂを挿通して、圧入時におけるオーガ２５による掘削を併用して鋼矢板１ｂを地盤内に圧入する。

鋼矢板１ｃを圧入するには、先ずチャック装置３として、第２チャック装置３ｂを選択し、チャックフレーム４に第２チャック装置３ｂを装着するとともに、第２チャック装置３ｂに、継手ピッチＰが６００ｍｍの鋼矢板１ｃ及び継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂの凹部１４に抱持可能な最大直径（直径３５５．６ｍｍ）を有する第２オーガケーシング２ｂを鋼矢板１ｃを連続して圧入するための進行方向Ｆ方向に所定距離だけ偏心させて装着して、圧入時におけるオーガ２５による掘削を併用して鋼矢板１ｃを地盤内に圧入する。即ち、継手ピッチＰが４００ｍｍの鋼矢板１ａは、鋼矢板１ａの凹部１４に抱持可能な最大直径（直径３１８．５ｍｍ）を有する第１オーガケーシング２ａを使用して、又継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂ及び継手ピッチＰが６００ｍｍの鋼矢板１ｃは、鋼矢板１ｂの凹部１４に抱持可能な最大直径（直径３５５．６ｍｍ）を有する第２オーガケーシング２ｂを使用して圧入する。

具体的には、それぞれ相互に継手１３を噛合させて圧入した複数の既設の鋼矢板１５の内、先頭の鋼矢板１５を含む既設の鋼矢板１５をクランプ装置５２で掴むことにより台座５１を既設の鋼矢板１５上に定置させた状態において、第１チャック装置３ａに継手ピッチＰが４００ｍｍの圧入する鋼矢板１ａ及び第１オーガケーシング２ａを挿通してチャックし、又は第２チャック装置３ｂに継手ピッチＰが５００ｍｍの鋼矢板１ｂ又は継手ピッチＰが６００ｍｍの鋼矢板１ｃ及び第２オーガケーシング２ｂを挿通してチャックするとともに、既設の先頭の鋼矢板１５の開放された継手１３に、圧入する鋼矢板１の継手１３を噛合させて連続して圧入する。

なお、鋼矢板１の圧入時には、オーガケーシング２の先端部と鋼矢板１の先端を係合することにより、鋼矢板１の先端部とオーガケーシング２の先端部の位置がずれないように一体に保つようにしている。また、継手ピッチＰが６００ｍｍの鋼矢板１ｃを圧入する際には、第２オーガケーシング２ｂを鋼矢板１の圧入施工の進行方向Ｆに偏心させて抱持するようにしている。

本発明にかかるオーガ併用鋼矢板圧入工法によれば、鋼矢板圧入引抜機のチャックフレームに鋼矢板の継手ピッチに対応した複数のチャック装置を着脱自在に装着可能としているため、鋼矢板圧入引抜機のチャック装置を交換して使用することができる。そして、複数のチャック装置にそれぞれ継手ピッチの異なる鋼矢板と、該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径のオーガケーシングをチャックすることが可能となる。そのため、鋼矢板の継手ピッチに応じた排土効率のよい直径サイズを有するオーガケーシングを使用して圧入時におけるオーガによる掘削を行うことができる。

従来工法における、圧入対象としての全てのサイズの継手ピッチの鋼矢板に共通して使用可能な直径を有するオーガケーシングを汎用品として共用することに代えて、複数のチャック装置を同一の鋼矢板圧入引抜機で使用する本発明では、チャック装置を単位として複数のチャック装置毎にオーガケーシングの直径サイズを選択することによって、圧入する鋼矢板の継手ピッチに応じて排土効率を向上させることができ、オーガ併用鋼矢板圧入工法における施工効率を向上させて工期短縮を実現することができる。

具体的には、継手ピッチ４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍの各サイズの鋼矢板を、オーガによる掘削を併用して同一の鋼矢板圧入引抜機によって圧入する際に、チャック装置を継手ピッチ４００ｍｍの鋼矢板用の第１チャック装置と、継手ピッチ５００ｍｍ，６００ｍｍ用の第２チャック装置の２つのチャック装置を使用する。そして、第１チャック装置に、継手ピッチ４００ｍｍの鋼矢板及び該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第１オーガケーシングを挿通して、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入するとともに、第２チャック装置に、継手ピッチ５００ｍｍ又は６００ｍｍの鋼矢板及び継手ピッチ５００ｍｍの鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第２オーガケーシングを挿通して継手ピッチ５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入することができる。

これによって、継手ピッチ４００ｍｍの鋼矢板をオーガによる掘削を併用して圧入可能な鋼矢板圧入引抜機を使用して、継手ピッチ５００ｍｍ，６００ｍｍの鋼矢板をオーガによる掘削を併用して圧入できるとともに、掘削時の排土効率を向上させることができる。即ち、継手ピッチ４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍのいずれの鋼矢板も排土効率よくオーガによる掘削を行うことができ、従来より工期を短縮することができて、オーガケーシングの共用による経済性の追求と、掘削時の排土効率の向上による工期短縮のための施工効率の追求の双方をバランスよく実現することができる。そのため、地震や津波等の災害に起因する復旧工事や対策工事等緊急性を伴う工事、例えば堤防造築工事や堤防改築工事等に対応することが可能となる。

１…鋼矢板
１ａ…継手ピッチが４００ｍｍの鋼矢板
１ｂ…継手ピッチが５００ｍｍの鋼矢板
１ｃ…継手ピッチが６００ｍｍの鋼矢板
１１…ウエブ
１２…フランジ
１３…継手
１４…凹部
１５…既設の鋼矢板
１６…係合板
Ｐ…継手ピッチ
２…オーガケーシング
２ａ…第１オーガケーシング
２ｂ…第２オーガケーシング
２１…固定板
２２…密接板
２３…ガイド板
２３ａ…切欠部
２４…スクリューロッド
２５…オーガ
２６…排土口
２７…オーガ掘削機
２８…油圧ホース巻取機
３…チャック装置
３ａ…第１チャック装置
３ｂ…第２チャック装置
３１，３１ａ，３１ｂ…挿通孔
３２，３２ａ，３２ｂ…チャック部
３３，３３ａ，３３ｂ…チャックリングギア
３４，３４ａ，３４ｂ…フランジ
４…チャックフレーム
４１…溝部
４２…フロントカバー
５０…鋼矢板圧入引抜機
５１…台座
５２…クランプ装置
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…クランプ部材
５３…スライドベース
５４…ターンテーブル
５５…軸受部
５６…支持アーム
５７…ガイドフレーム
５８…昇降体
５９…鋼矢板圧入引抜シリンダ

Claims (7)

1. 同一の鋼矢板圧入引抜機を使用して、継手ピッチが異なるＵ型の鋼矢板を、該鋼矢板の継手ピッチに応じて直径が異なるオーガケーシングを使用するオーガによる掘削を併用して、相互に継手を噛合させて連続して圧入することを特徴とするオーガ併用鋼矢板圧入工法。
2. Ｕ型の鋼矢板として、継手ピッチが４００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍを使用し、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板を圧入する際のオーガケーシングとして、該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有するオーガケーシングを使用し、
   継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を圧入する際のオーガケーシングとして、継手ピッチが５００ｍｍの鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有するオーガケーシングを使用する請求項１記載のオーガ併用鋼矢板圧入工法。
3. 鋼矢板圧入引抜機として、下方にクランプ装置を配設した台座と、台座上にスライド自在に配備されたスライドベースと、スライドベース上に回動自在に配備されたターンテーブルと、ターンテーブル上に立設されたガイドフレームと、ガイドフレームに昇降自在に装着されて鋼矢板圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に形成されたチャックフレームと、チャックフレーム内に旋回自在に装備されるとともにＵ型の鋼矢板及びオーガケーシングを挿通してチャック可能な第１チャック装置又は第２チャック装置を、それぞれ着脱自在に装備した鋼矢板圧入引抜機を使用して、オーガによる掘削と鋼矢板圧入引抜シリンダを併用してＵ型の鋼矢板を相互に継手を噛合させて連続して地盤内に圧入する請求項１又は２記載のオーガ併用鋼矢板圧入工法。
4. 鋼矢板の圧入時に、オーガケーシングの先端部と鋼矢板の先端を係合することにより、鋼矢板の先端部とオーガケーシングの先端部の位置がずれないように一体に保つ請求項３記載のオーガ併用鋼矢板圧入工法。
5. 第１チャック装置に、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板及び該鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第１オーガケーシングを挿通して、継手ピッチが４００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入するとともに、
   第２チャック装置に、継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板及び継手ピッチが５００ｍｍの鋼矢板の凹部に抱持可能な最大直径を有する第２オーガケーシングを挿通して、継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を地盤内に圧入する請求項３又は４記載のオーガ併用鋼矢板圧入工法。
6. それぞれ相互に継手を噛合させて圧入した複数の既設の鋼矢板の内、先頭の鋼矢板を含む既設のＵ型の鋼矢板をクランプ装置で掴むことにより台座を既設のＵ型の鋼矢板上に定置させた状態において、第１チャック装置に継手ピッチが４００ｍｍの圧入するＵ型の鋼矢板及び第１オーガケーシングを挿通してチャックし、又は第２チャック装置に継手ピッチが５００ｍｍ又は６００ｍｍの圧入するＵ型の鋼矢板及び第２オーガケーシングを挿通してチャックするとともに、先頭のＵ型の鋼矢板の開放された継手に、圧入するＵ型の鋼矢板の継手を噛合させて圧入する請求項５記載のオーガ併用鋼矢板圧入工法。
7. 継手ピッチが６００ｍｍのＵ型の鋼矢板を圧入する際には、第２オーガケーシングを鋼矢板の圧入施工の進行方向に偏心させて抱持する請求項５又は６記載のオーガ併用鋼矢板圧入工法。

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