JPH0442492B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明における芯材引抜工法は、ソイルセメン
ト土留壁を築造して、地盤を開削する地下工事に
おいて、工事終了後仮土留壁の芯材を施工した位
置に放置できない工事や、経済上より芯材を回収
し再利用を計る場合に利用する。

〔従来の技術〕

従来行われている芯材引抜工法では、芯材を引
抜くために、芯材の表面に以下のような表面処理
を行うことが実施されてきた。そのあるものは、
鋼材の表面に融点の低い蝋状のワツクスを塗布す
るもので、芯材となる鋼材に蝋状のワツクス、例
えば市販品名ハイスライドワツクスのTAP−１
やTAP−２あるいはPS−5000などを厚さが１mm
より２mmになるように事前に塗布しておき、ソイ
ルセメント孔内に建て込まれた芯材を工事終了後
ワツクスの滑り効果を利用して芯材を引抜くもの
であり、またあるものは芯材になる鋼材に予じめ
親水性ウレタン樹脂被膜を厚み１mm程度に吹き付
けておき、長期間土中に埋設されている間にモル
タル中のアルカリと反応してウレタン材がゼラチ
ン状に変化し、芯材引抜時に潤滑効果を発揮させ
て引抜を容易にして引抜くものである。

またあるものは芯材となる鋼材を抱き合せて使
用する工法で、第７図を参照して、ソイルモルタ
ル孔６に建込まれた抱合せ鋼材８の斜線部に底蓋
を設けて中空部Ｈをつくり、破砕薬９を装填して
発破をかけ、その時発生する発破ガスの力を利用
して、予じめ余裕を持たせてあつたフランヂ部分
のゆるみ効果で芯材の縁を切つて引抜を容易にす
る工法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

地盤改良手段として施工する連続地中壁には、
地盤をソイルセメントに改良する工法と、泥水固
化工法や、モルタル置換工法、コンクリートに置
き替える工法がある。いづれの場合も芯材を取り
巻いている土留壁材は強度が高く、引抜き時の周
辺摩擦抵抗が異常に大きいため、芯材の引抜き回
収が極めて困難か、または不可能になることが多
く経験されている。

従来工法では、前述の蝋状ワツクス工法は、塗
布する厚さが１mmより２mmと薄いので、建込みさ
れた芯材の傷や変形、曲り、反り等が起きると周
辺摩擦抵抗が異常に増し、20ｍ以下の短杭であつ
ても引抜き不能になる場合もある。抱き合せ鋼材
の発破による縁切り工法ではフランヂの重なり部
分が杭全長にわたつて空隙がないと鋼材の移動、
縁切りが不十分になり引抜きが難しい。

親水性ウレタン樹脂被膜を吹き付ける工法は、
吹き付け厚が１mmと薄いため蝋状ワツクス工法と
同じ理由で引抜きが難しい。また予め以上のよう
な鋼材表面処理がなされた芯材ではなく、無処理
のまま建込まれた芯材に強力な引抜機を用いて大
きな引抜荷重をかけても、芯材となつている鋼材
自身の断面破壊が起り、引きちぎれてしまつて、
引抜き不能になることもしばしば経験されてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

本願第１項記載の発明は、まだ固まつていない
ソイルセメントと芯材の密度差については、建込
まれる芯材が、地盤改良されたソイルセメントの
中で浮き上がることなく、自重により埋設される
ことを条件とする。これは孔内のソイルセメント
密度が芯材の密度より高いと芯材の浮き上がり現
象を生じる。このような浮き上がり現象が起きた
場合に、無理に外力を加えて押し込むと、芯材の
下端に水平移動を生じ、芯材に曲りや反りを誘発
させることになる。芯材に曲りや反りを生じる
と、引抜時に芯材と固結したソイルモルタルとが
直接することになり、ソイルモルタルを破壊しな
いと芯材は引抜けなくなる。従つてソイルモルタ
ル密度は芯材の密度より小さくするが、その範囲
を1.05ｇ／cm³より２ｇ／cm³にすることによつて、
芯材自体の自重でソイルモルタル中への建込みが
容易になり、芯材に曲りや反りを生じさせないこ
とは芯材の引抜に当つて引抜抵抗を可能な限り小
さくするために極めて重要である。

本願第２項発明は、上記目的達成のため、本願
第１項発明における樹脂発泡体をポリスチレン、
ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニール、アクリロニトリル・ブタジエン
共重合体、スチレン・アクリロニトリル共重合
体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共
重合体とし、密度の小さい樹脂発泡体を貼り付け
用の材料として用い、その厚みを変えて鋼材に貼
り付けることにより芯材の密度を調節する。さら
に第３項記載の鋼材に貼り付ける樹脂発泡体の厚
みが６mmより15mmの物を使用するが、この厚みは
芯材と周囲のソイルモルタルとの縁切りのために
必要なものであり、６mmより薄いと縁切り効果が
あまり期待できなくなり、また15mmより厚いと縁
切り幅が大きくなりすぎて地盤の強度改良上から
好ましくないからである。

第４項記載の構造をもつ芯材の製作にはまづ樹
脂発泡体を一時的に固定する目的で粘稠状のグリ
ースを鋼材に塗り付け樹脂発泡体を圧し着けて貼
り付ける。樹脂発泡体は予め鋼材断面に合せて裁
断加工しておく。また樹脂発泡体の継ぎ目のすべ
ては粘着テープで固定し鋼材全体を袋状に包み込
む。

第５項記載の粘稠状グリース塗布に使用するグ
リースとしては、樹脂発泡体を鋼材に取り付ける
際、樹脂発泡体が鋼材から脱落しない程度に粘着
性があるものであればよく、樹脂発泡体を貼り付
け、その継ぎ目を粘着テープで固定するまでの粘
着材として使用する。

第６項記載の粘稠状グリースとしては、25℃に
おける稠度が200ないし500であり、また滴点が95
℃ないし300℃である性質を有する粘稠性グリー
スであれば、グリースの基油として鉱物油あるい
は合成油もしくはシリコン油など耐水性がある油
脂類であればいずれでもよく、基油の種類は何ら
本発明を限定するものではない。

第７項記載の被覆鋼材の密度は、2.1ton／m³よ
り3.8ton／m³に調整することが望ましく、前述し
た作用効果からまだ固まらないソイルモルタルよ
り大きい密度の被覆鋼材を製作する。一般的にま
だ固まらないソイルモルタルの密度は1.05ton／
m³より1.8ton／m³であり、モルタル混合による地
盤改良が均一に行われない状態で芯材を建込んで
も容易に芯材の自重で自然沈降が可能な被覆鋼材
の密度範囲を設定する。

本願第８項発明の芯材先端沓は薄鋼板を芯材先
端を被覆する形に作成し、芯材建込み時に取り付
ける。薄鋼板の厚みは1.6mmより2.3mmとし、芯材
の大きさや重量に応じて使い分けることが好まし
いが、この薄鋼板の厚みとか重量については特に
限定しなければならない範囲はなく、本発明に使
用する先端沓を規定するものではない。

〔作用〕

本願第１項発明における密度差の作用を示すも
のとして、第４図はソイルモルタル孔２に建込ま
れた芯材の模式図で、ソイルモルタル３の密度を
G_Aとし、芯材１の密度をG_Bとすると、今G_A＞G_B
の関係になつたとき、芯材１は自重のみによる自
然建込みができず、押込み力Ｐを加えなければソ
イルモルタル孔２に芯材１の建込みができない。
外力を加えて芯材１を押込むと、芯材１とまだ固
まらないソイルモルタルとの間に浮力に見合う反
力Ｆが働くことになるが、芯材１には弾性がある
ため芯材下端が水平方向に移動することになる。
これが建込まれた芯材１の曲りや反り１ａとなつ
て、芯材１の引抜き時に芯材側部が固結したソイ
ルモルタル３ａと直接接することになつて、ソイ
ルモルタルの破壊を起こさないと芯材１の引抜き
ができず、結果的には芯材１の引抜きが不可能に
なる。従つて芯材１を変形なしに建込むためには
G_A＜G_Bなる関係が必要になる。

本願第２項発明の樹脂発泡体は、芯材となる鋼
材とソイルモルタルとの間に介在して鋼材とソイ
ルモルタルが直接接触するのを防ぐと共に、樹脂
被覆鋼材の密度を2.1ton／m³より3.8ton／m³とな
るよう調節するのに役立つ。芯材引抜き時に固結
したソイルモルタルが芯材に直接触れていると、
摩擦抵抗が増し、芯材の引抜き力が増加する。ま
た樹脂発泡体は芯材と固結したソイルモルタルの
強度より小さいため、芯材引抜き時の外力に対し
ての抵抗が小さく、樹脂発泡体自身の破壊効果に
より芯材が引抜き易くなる。

第３項記載の貼り付け材料は厚さ６mmより15mm
の物を使用するが、鋼材が曲つていると、第４図
において芯材に引抜き力をかけた場合、曲つた部
分１ａで固結したモルタル３ａと競り合うことに
なり、従来の施工法であるハイスライドワツクス
工法のように薄い被膜しかない場合や、吹付けウ
レタン工法のように１mm程度の被膜の場合は、芯
材と固結したソイルモルタルとの間に余裕ができ
ず、芯材は固結したソイルモルタルと接触するこ
とになり摩擦抵抗が増加する。特に現場施工時の
芯材建込み作業では芯材自身の許容範囲の製品誤
差があり、現場での取り扱い上から生じた歪もあ
る。更に古材を使用した場合は歪も特に大きいた
め、建込まれた芯材は程度の差はあつても第４図
に近い形でおさまつていると考えてよい。このよ
うな状況から芯材の被覆厚さは短尺材の場合は６
mmから、 長尺材や大きい断面の場合は15mmが適当である。

第４項記載の被覆材料の貼り付けは、鋼材の断
面に合わせて各接触面ごとに樹脂発泡体が裁断加
工されており、鋼材に密着して貼り着けることに
よつて鋼材と樹脂発泡体との空隙をなくし、まだ
固まらないソイルモルタルの侵入を防ぐ。又樹脂
発泡体単体の継ぎ目は粘着テープで固定されてい
るのでその継ぎ目からのまだ固まらないソイルモ
ルタルの侵入を防ぎ、確実に鋼材とソイルモルタ
ルの縁を切る作用をすることができる。

第５項記載の粘稠性グリースの塗布は、使用す
る鋼材の断面に合せて裁断加工された樹脂発泡体
を鋼材に一時的に貼り付ける糊の役目を果し、発
泡体同士の継ぎ目を粘着テープで固定するまでの
間粘着材の役目を果す。又塗布された粘稠性グリ
ースは芯材引抜き時に、鋼材と樹脂発泡体の粗面
摩擦に対して潤滑剤としての働きをなし、芯材の
縁切り時や、芯材引き上げ時に小さい力で引き上
げることを可能にする作用をなす。ここにおいて
粘稠性グリースの代りに鋼材表面に対して、樹脂
発泡体を良好に接着させる作用をもつ接着剤で貼
り付けた場合には、芯材引き上げ時に地中に残置
してくる樹脂発泡体と鋼材との離れが悪く、その
ため引き抜き時に樹脂発泡体自体を破壊して引き
抜かなければならなくなり、これはそれだけ引き
抜き力を増大させることとなつて、本発明の如く
可能な限りに引抜き力を小さくして、引抜きを容
易にすることと反する結果になる。

すなわち本発明においては粘稠性のグリース状
であることが樹脂発泡体を鋼材表面に貼り付ける
ための粘着材としては極めて大切な作用をなすも
のである。

第６項記載のグリースの性質は特に本発明を実
施するについて極めて重要である。すなわち本発
明におけるような樹脂発泡体で鋼材を被覆するこ
となく、単に蝋状のワツクスを１mmないし２mmの
厚さに塗布した鋼材を芯材として用いる場合に
は、まだ固まらないソイルモルタル中に芯材を建
込むときにワツクスがソイルモルタルによつて鋼
材の表面から容易に剥ぎ取られることなく、鋼材
表面に塗られたままの状態で芯材を引き抜くまで
の間変化することなく留つていなければ芯材の引
き抜き時に潤滑作用をなさなくなるので、建込み
時の剥落防止を考慮して容易に脱落しないような
固さとしての蝋状であることが要求される。しか
しながら本発明のグリースはそのような蝋状の固
化体をなすよりもむしろ稠度と滴点が適当な範囲
内であつて、粘稠状もしくはバター状の粘稠性を
もつものが極めて好ましい。それはその上から樹
脂発泡体を鋼材に圧し着けて貼り付けるのに容易
であり、しかも一旦貼り付けられれば、発泡体の
密度が小さいため鋼材表面から脱落することな
く、ソイルモルタル中に鋼材と一体となつて沈降
するととなる。しかもこの程度に軽く粘着させて
おくにも拘らず、一旦ソイルモルタル中に建込を
開始すれば、周囲の流動性のあるソイルモルタル
の拘束圧力によつて、密度の小さい樹脂発泡体は
鋼材表面に一体となつて貼り付いている状態のま
まソイルモルタル中に沈んでいき、決してソイル
モルタルによつて樹脂発泡体が鋼材表面から剥ぎ
取られることはない。さらにこのようなグリース
の粘稠性もしくはバター状で、しかも軽い粘着性
によつて鋼材表面に貼り付けられている樹脂発泡
体は、芯材の引抜き時には容易にそのまま地中に
残置されて鋼材のみが引き抜かれることとなる
が、樹脂発泡体と鋼材との縁切りは極めて容易
に、ほとんどの力を必要をすることなく行われ
る。この点樹脂接着剤、たとえば酢酸ビニール樹
脂を酢酸エチル溶剤に溶解した接着剤とか、合成
ゴムをトロール溶解などに溶解した接着剤などを
用いて、樹脂発泡体を鋼材に接着した芯材を用い
る場合には、鋼材と樹脂発泡体との間の引き離し
に相当の力が必要となり、このため強く鋼材表面
に接着しているものでは、逆に樹脂発泡体そのも
のの部材破壊が起り、従つて以後の引き抜き力が
増大して、それだけ引き抜きにくくなる欠点が出
るので、本発明に用いる樹脂発泡体貼り付け用の
粘着材は請求項６記載のグリース状物質を使用す
ることが特に大切である。

第７項記載の芯材の密度を2.1ton／m³より
3.8ton／m³に調整することによつて、まだ固まら
ないソイルモルタル中に芯材を容易に建込むこと
ができる。これは前述した理由によるもので、芯
材を容易に精度よく建込むことを可能にしたもの
で、ひいては芯材引抜きを容易になるように作用
する。

本願第８項発明の先端の沓１３は、芯材下端に
装着する樹脂発泡体の防護沓で、芯材建込み時に
地山に当つた場合に、芯材が地山中に貫入して所
定深度までの建込を可能にすることと、芯材の沈
設時に鋼材に貼り付けた樹脂発泡体の剥離防止に
作用する。

〔実施例〕

以下に図面に示す実施例について説明する。

第５図は、アースオーガ穿孔機（図示せず）を
用いて連続地中土留壁を築造したMIP柱列土留
壁２の杭伏図である。MIPの施工方法は土中に
アースオーガーを回転挿入し、同時にアースオー
ガー芯の中空パイプ先端からセメントミルクを注
入しながら、地盤を弛めると共に孔中の土とセメ
ントミルクを混合してソイルセメント孔３を作
り、芯材１となるＨ型鋼やＩ型鋼を建込んで柱列
土留壁を形成するものである。芯材１は工事の都
合により、そのまま放置する残置杭５（斜線がな
い部分）と、芯材を回収する引抜き杭４（斜線の
部分）とがある。

芯材１の透視図で第１図を参照して、芯材１は
ソイルセメント中に建込まれるものである。鋼材
１０がソイルセメントと接触する部分全面にわた
り分割された樹脂発泡体１１を粘着グリース（図
示せず）を用いて貼り付けを行い、その継ぎ目は
第２図に示す粘着テープ１２で全面を固定する。
さらに第３図に示す鋼板製沓１３を芯材先端に取
り付けて芯材の装備を完了する。

この全装備された芯材を既に地盤中に築造され
たソイルセメント孔に静に建込む。ソイルモルタ
ル孔に建て込まれた芯材の模式図である第４図を
参照して、１ａは芯材１の曲り部、２はソイルモ
ルタル孔、３ａは引抜き時に破壊されるソイルモ
ルタル、Ｐは芯材を沈設するための押込み力、Ｆ
は芯材に発生する浮力を示す、鋼材抱き合せ工法
の断面図である第７図を参照して、８は抱き合せ
鋼材、９は破砕薬、Ｈは中空部である。

芯材の引き抜きは振動・騒音の規制を受ける場
所では、油圧ジヤツキや多重式滑車を用いて引き
抜き作業を行うが、振動・騒音が許される場所で
は、バイブロ式引抜機を使用することもある。本
実施例では多重式滑車方式を採用して、芯材の引
抜きを行つた。本現場内での引抜試験の結果は第
６図の表のとおりであるが、この試験はＩ型鋼
450×200×９×14mm長さ18ｍに樹脂発泡体を被覆
してなる芯材を引き抜くに当り、試験杭３本のデ
ータで、引抜き荷重の平均値は116tである。これ
を鋼材の接触面積当りに換算すると3.8t／m²であ
る。第６図において、No.39，No.40，No.41は第５図
のMIP杭伏図に付した一連番号で、第１回目は
芯材の縁切りに要した荷重であり、第２回目は芯
材を構成する鋼材と樹脂発泡体との間に辷りが生
じたため引抜き荷重が低下することを表してい
る。

これは Ｉ型鋼と樹脂発泡体との接着面の縁が切れ
た。

ソイルセメントの曲りにより生ずる抵抗が減
少した。

芯材の曲り、ひねりによる抵抗が減少した。

これらの理由から２回目において芯材が引き抜
かれるのに抵抗する力は、主に側圧により発生す
る樹脂発泡体とＩ型鋼間の摩擦力によるものと考
えられる。樹脂発泡体は変形に対する復元力があ
るため、縁が切れた２回目でも平均116tの引抜き
荷重が必要となつたのである。

この復元力があるため、圧縮状態にあつたもの
が膨脹してＩ型鋼部分の空隙を埋めるから、鋼材
を引抜しても止水性を損うことはない。

このことは，，の事項に対し、細心の注
意を払つて施工すれば、引抜き荷重を116tまで近
付けることが可能であることを示している。

ハイスライドワツクスを使つた芯材の引き抜き
結果では170tから200tであつたとの発表例もあ
り、これは単位面積当りでは平均5t／m²となり、
また親水性ウレタン吹き付け工法では実施工が
6t／m²という結果になつている。これらの実施例
に対し本発明によれば3.8t／m³であることから
も、従来工法に比較して、当工法は小さい荷重で
容易に引抜くことを可能にしたもので、引抜きに
際し、芯材に損傷を与えることなく安全に施工で
きる。

〔発明の効果〕

最近の都市計画に基づく構造物の設計や施工に
おいて地下としの普及や拡張が多くなることが予
想される昨今、仮土留用として築造された連続土
留壁の鋼材を工事終了後容易に引抜き、回収する
ことを可能にしたものである。

今後、芯材の引抜きを要求される施工や、建築
工事の施工時に隣接の地権者との申し合せによ
り、引抜きがひつようとなつた場合に、当工法は
極めて効果的である。また引抜き力が小さくなる
ため、小型の引抜機を用意すればよく、工事費の
節減、工期の短縮など多くの効果をもたらすもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は芯材の構造を示す透視図で、第２図は
第１図Ｓ−Ｓ線による芯材の横断面図、第３図は
芯材の先端に取り付ける鋼鈑沓の斜視図。第４図
はソイルモルタル孔に建込まれた芯材の模式図で
ある。第５図はMIP柱列土留壁の杭伏面である。
第６図は本発明の効果を示すもので、芯材の引抜
試験の結果データを示す表である。第７図は公知
の鋼材抱き合せ工法の断面図である。 １……芯材、１０……鋼材、１１……樹脂発泡
体、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続地中ソイルセメント壁に補剛用芯材を建
   込んで築造する連続地中土留壁の施工において、
   孔内のまだ固まらないソイルセメント中に芯材を
   建込むに際し、芯材として用いる鋼材の周囲に予
   め粘稠状もしくはバター状のグリースを塗布した
   後、樹脂発泡体を鋼材の表面が露出しないように
   圧着させた構造よりなる芯材を用い、まだ固まら
   ないソイルセメントと芯材の密度差が1.05ｇ／cm³
   より２ｇ／cm³の範囲になるよう、まだ固まらない
   ソイルセメントの密度を調整することにより、芯
   材の建込みを容易になすとともに、樹脂発泡体の
   被覆効果により芯材と周囲のソイルセメントとの
   縁を切り、さらに芯材の引抜き時にはグリースに
   よる潤滑作用を有効に働かせて、鋼材の引抜を容
   易ならしめることを特徴とする芯材引抜工法。 ２ 第１項記載の芯材引抜工法において、芯材を
   形成する鋼材の周囲に貼り付ける樹脂発泡体は、
   ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
   リエチレン、ポリ塩化ビニール、アクリロニトリ
   ル、ブタジエン共重合体、スチレン・アクリロニ
   トリル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエ
   ン・スチレン共重合体であることを特徴とする芯
   材引抜工法。 ３ 樹脂発泡体の厚みは６mmより15mmであること
   を特徴とする第２項記載の芯材引抜工法。 ４ 鋼材を樹脂発泡体にて被覆した構造よりなる
   ことを特徴とする第１項記載の芯材引抜工法。 ５ 樹脂発泡体の貼り付けに際し、粘稠状もしく
   はバター状の粘着性を有するグリースをあらかじ
   め鋼材の表面に塗布した後、樹脂発泡体を圧着さ
   せて貼り付けることを特徴とする第４項記載の芯
   材引抜工法。 ６ 粘着材としては、25℃における稠度が200な
   いし500であり、滴点が95℃ないし300℃である性
   質をもつ粘稠状もしくはまバター状のグリースで
   あることを特徴とする第５項記載の芯材引抜工
   法。 ７ 樹脂発泡体にて被覆した構造よりなる芯材の
   密度を2.1ton／m³より3.8ton／m³に調整した芯材
   を使用することを特徴とする第１項記載の芯材引
   抜工法。 ８ 第１項記載の芯材引抜工法において、樹脂発
   泡体にて被覆した構造よりなる芯材の先端に沓を
   取り付けることを特徴とする芯材引抜工法。