セカントパイル壁の設計・施工技術

セカント杭壁は、基礎ピットの杭囲い工法の一つです。鉄筋コンクリート杭と無筋コンクリート杭を切断・閉塞し、杭同士を連結して壁を形成することで、杭と杭の間で一定のせん断力を伝達し、土留めしながら効果的に止水効果を発揮します。地下水位が高く、敷地が狭い地域に適しています。

セカントパイル壁の設計

理論的には、隣接する普通コンクリート杭と鉄筋コンクリート杭が連結して壁を形成するため、杭壁に応力が加わり変形する際に、普通コンクリート杭と鉄筋コンクリート杭は連成効果を発揮します。鉄筋コンクリート杭の場合、普通コンクリート杭の存在は曲げ剛性を高め、これを等価剛性法を用いて計算に考慮することができます。

しかし、実地調査の結果、掘削底部にひび割れが発生しているにもかかわらず、平コンクリート杭の剛性への寄与率はわずか15%程度にとどまっていることが分かりました。そのため、曲げモーメントが大きい場合は、平コンクリート杭の剛性を考慮する必要はありません。一方、曲げモーメントが小さい場合は、杭列の変形計算において、平コンクリート杭の剛性寄与を適切に考慮し、鉄筋コンクリート杭の剛性に1.1～1.2の剛性向上係数を乗じることができます。

セカント杭壁の建設

平杭は、あらかじめ超遅延コンクリートで打設し、平杭の初期打設前にケーシングドリルの切削能力を利用して、隣接する平杭のコンクリート交差部を切削し、その後、肉杭を打設することで、隣接する杭の閉塞を実現します。

単割杭壁の施工手順は次のとおりです。

（a）ガードドリルの設置：位置決めガイド壁が十分な強度になったら、クレーンを使用してドリルを所定の位置に移動し、メインホストパイプホルダーの中心がガイド壁の穴の中心に位置するようにします。

(b) 単孔杭施工：防護筒の第1セクション（深さ1.5m～2.5m）の圧入と同時に、アークバケットが防護筒から土砂を取り出し、土砂を掴みながら第1セクションが完全に圧入されるまで（通常、防護筒の接続を容易にするため、地上に1m～2mの余裕を持たせる）、垂直性を検査します。検査合格後、第2防護筒を接続し、設計杭底標高に達するまでこのサイクルを繰り返します。

(c) 鉄筋ケージの吊り上げ：杭Bについては、孔内検査に合格した後に鉄筋ケージを設置する。この際、鉄筋ケージの標高は適正でなければならない。
（d）コンクリート注入：孔内に水がある場合は、水中コンクリート注入工法を使用する必要があります。孔内に水がない場合は、乾式孔灌流工法を使用し、振動に注意してください。

（e）ドラムの杭への引き込み：コンクリートを流し込む際に防護シリンダーを引き抜き、防護ドラムの底がコンクリート表面から2.5m以上下になるように注意する。

杭列構築プロセスは次のとおりです。

閉塞杭の列の場合、施工工程はA1→A2→B1→A3→B2→A4→B3の順となります。

具体的な主要指標:

杭Aのコンクリート遅延時間を決定するには、杭Aと杭Bの単独杭形成に必要な時間tを決定した後、次の式に従って杭Aのコンクリート遅延時間を計算する必要があります。

T=3t+K

計算式: K — 予備時間、通常は 1.5t。

杭Bの孔形成過程において、杭Aのコンクリートは完全に固化せず流動状態にあるため、杭Aと杭Bの交差部から杭Bの孔に流れ込み、「パイプサージ」を形成する可能性があります。その対策は以下の通りです。

（a）杭Aのコンクリートスランプを14cm未満に制御する。

（ｂ）ケーシングは穴の底から少なくとも1.5m下に挿入されなければならない。

(c) 杭Aのコンクリート上面が沈下するかどうかをリアルタイムで観察する。沈下が確認された場合は、杭Bの掘削を直ちに中止し、防護筒を可能な限り押し下げながら、杭Bに土砂または水を充填する（杭Aのコンクリート圧力とバランスをとる）ことで、「パイプサージ」が止まるまで掘削する。

その他の対策:

地中の障害物に遭遇した場合、セカント杭壁には鋼製ケーシングが採用されているため、作業者は環境が安全であると判断された時点で穴を下ろして障害物を取り除くことができます。
杭頭ケーシングを上方に引き抜く際に、設置した鋼製ケージを巻き取ることが可能です。柱Bのコンクリート骨材の粒度を小さくする対策や、鋼製ケージの底部に鋼製ケージ自体より若干小さい薄鋼板を溶接することで、浮上防止性能を高める対策も選択可能です。

割杭壁の施工においては、平コンクリート杭の凝結時間管理に留意するだけでなく、隣接する平コンクリート杭と鉄筋コンクリート杭の施工時間配置にも留意するとともに、杭の鉛直度合いを管理し、コンクリート杭の強度が過度に増大して鉄筋コンクリート杭が施工不能になることを防止する必要があります。あるいは、完成した平コンクリート杭の垂直偏差が大きいために鉄筋コンクリート杭との接着効果が悪く、基礎ピットの漏水さえも止水できず、破損する事態を招く可能性があります。したがって、割杭壁の施工には合理的な配慮を行い、施工記録を作成し、円滑な施工に努める必要があります。閉塞杭の孔形成精度を設計および関連仕様の要求に適合させるため、全工程で孔形成精度管理を実施する必要があります。杭形成機に2本の線状柱を吊り下げて南北および東西防護筒の外壁の垂直度を検査し、2本の傾斜計を使用して孔の垂直度を検査することができます。逸脱が見つかった場合は、速やかに修正および調整を行う必要があります。

地下連続壁の施工と同様に、全周ケーシングセカント杭の施工においても、掘削前にガイドウォールを設置する必要があります。ガイドウォールは、掘削された閉塞杭の平面位置制御を満たすとともに、建設機械のプラットフォームとして機能し、孔の崩落を防止し、セカント杭の杭頭ケーシングの垂直性を確保し、全周ケーシング掘削の円滑な作業を確保します。ガイドウォールの施工要件は、地下連続壁の関連要件に準じます。