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臨海・港湾技術

鋼管矢板高耐力継手「Super Junction」

高強度モルタルと異形鉄筋により継手耐力向上

Super Junctionは、鋼管矢板基礎に用いる鋼管を連結させる継手で、継手材に山形鋼を用い継手内に異形鉄筋を配置したものです。その継手空間には高強度モルタルを充填し、モルタルと異形鉄筋のせん断抵抗によって継手せん断耐力を向上させたものです。

特許登録中
建設技術審査証明

図版:鋼管矢板基礎とSuper Junctionの概要図

鋼管矢板基礎とSuper Junctionの概要図

キーワード

継手、鋼管矢板、せん断剛性、せん断耐力、縞鋼板、高耐力、止水、施工性向上
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従来技術との比較

従来工法には、スリットを設けた継手管を鋼管本体に溶接して継手管の隙間にモルタルを充填する「P-P継手」、鋼管本体に内面縞鋼管および連結部材を溶接して継手管の隙間に高強度モルタルを充填する「ハイパーウェルSP」などがあります。それらに比べ「Super Junction」は継手空間寸法を大きくすることにより、継手空間内の掘削・洗浄を容易かつ確実にし、所定の品質を確保できる継手です。その構造は、アングル材を組み合わせた広幅継手構造として鋼管全体に異形鉄筋を溶接し、継手空間内に高強度モルタルを充填します。異形鉄筋と高強度モルタルとのせん断抵抗により、せん断特性が向上する構造となっています。

P-P継手の構造図

  • 継手のせん断特性は、継手管とモルタルとの付着による。
  • 仮締切り部はスリットからのモルタル漏れを防止するために、袋詰めモルタルを使用。

図版:P-P継手の構造図

ハイパーウェルSP

  • 内面縞鋼管と高強度モルタルとのせん断抵抗により、せん断特性が向上。
  • P-P継手と比較して継手形状が大きく、広い付着面積を確保。
  • 仮締め切り部はスリットからのモルタル漏れを防止するために袋詰めモルタルを使用。

図版:ハイパーウェルSP

Super Junctionの構造図

  • 異形鉄筋と高強度モルタルとのせん断抵抗により、せん断特性が向上。
  • 継手空間が大きいため、継手空間の掘削・洗浄を容易かつ確実に行える。
  • 仮締切り部はモルタル漏れを防止するために、シール用ホースを使用。

図版:Super Junctionの構造図

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特長・メリットココがポイント

高いせん断力の確保

継手空間寸法(200mm×400mm)が大きく、継手空間内の掘削・洗浄作業が容易となりモルタルを確実に充填できます。その継手内に配置した異形鉄筋と継手空間内に充填した高強度モルタルとのせん断抵抗によって、従来継手(P-P継手)に比べて高いせん断耐力を得ることができます。よって、鋼管矢板基礎の鋼管矢板本数を削減でき、平面寸法を縮小できるとともに、工費・工期の縮減が可能となります。

図版:設計に用いるSuper Junctionのせん断特性

設計に用いるSuper Junctionのせん断特性

適用実績

図版:羽田空港D滑走路

羽田空港D滑走路

場所:東京都大田区

施工時期:2010年10月

発注者:国土交通省関東地方整備局

接続部に適用

学会論文発表実績

  • 「広幅高耐力継手の開発 ─その1 施工性実証試験─」,第41回地盤工学研究発表会,2006年

岩盤掘削「パイプドリル工法」

基礎地盤を乱さず、確実に岩盤・転石を切削

岩盤掘削工法において、全周回転式掘削機を用いた従来技術で施工の場合、ケーシング内に重鎮(チゼル等)を自由落下させ岩盤を破砕するという方法が一般的でした。しかし、止水性を確保する必要がある場合は、チゼルによる破砕では基礎岩盤を痛めるという問題がありました。また、地下水位の高い地盤における水中掘削や、大水深での掘削では、チゼルによる破砕は掘削効率が大きく低下するという課題もありました。そこで、全周回転式掘削機の回転力・押し込み力を確実にパイプドリル掘削機へ伝達し、岩盤に亀裂を与えずに掘削することを可能としたのが、このパイプドリル工法です。

特許登録済

図版:パイプドリル掘削機 土質別刃先形状

パイプドリル掘削機 土質別刃先形状

キーワード

岩盤掘削、硬岩、大口径、岩盤、全旋回、全周回転式掘削機、切削、先行掘削、置換掘削、置換工、連壁、止水壁、
遮水壁、孔壁、鋼管杭、ケーシング、低空頭、特殊3翼ビット、既設構造物、松杭、支障、場所打ち杭
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施工手順、機械構造

本工法は、既存の全周回転式掘削機を用いて行います。パイプドリル掘削機本体は、全周回転式掘削機のファーストチューブと呼ばれる部分に勘合用の凹部を装備し、ケーシングと一体になって回転切削(掘削)を行います。1回の切削(掘削)深さは約400mmで、【パイプドリルによる切削→揚重機によるパイプドリルの回収→ハンマーグラブによる切削土砂の揚土→パイプドリルの再設置】といった作業を繰り返すことによって切削(掘削)を行います。

パイプドリルとファーストチューブとの勘合は、スタビライザを上下する動作と機械的に連動した可動式のピンの格納・張出により行います。掘削時にはスタビライザを下げパイプドリル掘削機のピンを張り出し、ファーストチューブの凹部に挿入し、ケーシングの回転力をこのピンをとおしてパイプドリル掘削機に伝達する構造となっています。

図版:ケーシング回転トルク伝達機構概念図

ケーシング回転トルク伝達機構概念図

図版:パイプドリル工法施工サイクル

パイプドリル工法施工サイクル

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特長・メリットココがポイント

硬質岩盤の低騒音・低振動掘削が可能

硬質岩盤や水中における岩盤掘削の掘削実績を持ち、常に安定した掘削が可能です。また、施工基面に与える振動が少ないため、基礎地盤を損傷することはありません。

  • チゼル破砕に比べ低騒音・低振動での施工が可能
  • 岩盤を破砕せず切削するため、基礎地盤を損傷しない

図版:花崗岩掘削面

花崗岩掘削面

既設近接構造物に配慮した杭施工

鋼管圧入工法の孔壁保持と、リバース工法の排土法を組み合わせ、パワージャッキ、特殊三翼ビット、門型櫓で構成するシステムを採用することにより、既設構造物に近接した場所打ち杭の施工を可能としました。

  • 保護鋼管が孔壁を保持し、既設構造物への影響を防ぐ
  • 低空頭下での施工が可能
  • 低騒音・低振動での施工が可能

図版:低空投下での施工状況

低空投下での施工状況

多種多様な掘削が可能

刃先形状や、ビット種類の変更などにより、多種多様な用途に応じた掘削ができます。また、掘削外径も、全周回転式掘削機の規格に準じたφ1.0m~φ3.0mまでの施工が可能です。

  • 用途に合わせた刃先形状、ビット種類の選択が可能
  • 機構がシンプルで故障が少なくメンテナンスも容易

図版:多様な刃先形状

多様な刃先形状

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適用実績

図版:東海道線新橋・浜松町間環状2号線交差部

東海道線新橋・浜松町間
環状2号線交差部

場所:東京都港区

竣工年:2005年5月

発注者:東日本旅客鉄道

規模:削孔径φ1,800mm 
削孔深度20.7m(最大)
削孔本数4本

図版:倉敷基地プロパン貯槽

倉敷基地プロパン貯槽

場所:岡山県倉敷市

竣工年:2008年12月

発注者:石油天然ガス・金属鉱物資源機構

規模:削孔径φ2,300mm スーパーRD工法の補助工法として先行掘削

図版:敦賀発電所3,4号機

敦賀発電所3,4号機
建設準備工事

場所:福井県敦賀市

竣工年:2011年12月

発注:日本原子力発電

規模:削孔径φ1,500mm 
削孔深度32.5m(最大)
削孔径φ2,000mm 
削孔深度42.0m(最大) 
削孔本数589本
(パイプドリル9基使用)

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