JPH0321719A - 杭打ち工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） この発明は、地盤耐力を補強する土木作業として採用さ
れる杭打ち工法に関するものであって、特に設計値どお
りの既成杭の埋入が保証され、且つ騒音公害、振動公害
、ミルク公害を発生させずに既成杭を土中に埋入する新
規な施工方法を提供しようとするものである。

（従来技術） 都市部での土木作業では、その作業過程で発生する騒音
公害あるいは振動公害、それに土砂、廃液等のＩｅｉ聚
処理等が大きな社会問題となり、それまでのディーゼル
ハンマーや振動ハンマーを使用した既成杭の打込み工法
の採用が難しくなり、それらに代わってリバースサーキ
ュレイション工法やドーナツオーガエ法、あるいは中掘
り打撃工法等が開発、実用化されている。

しかし、リバースサーキュレイション工法やドーナツオ
ーガエ法等では、大量の水や土砂、あるいはベントナイ
ト溶液の混入されたソイルセメント等の廃棄処理の問題
が解決されておらず、また、中掘り打撃工法では、コン
クリートパイルのような肉厚のある既成杭に不向きであ
るといった難点があること等から、本願出願人は、既に
特願昭６　１−１　３８７７　１号発明として開発済み
となっているケイシングと既成杭との組合わせによる新
規な杭打ち工法の開発に成功し、それら従前までのもの
の工法では実現し得なかった成果を上げることに成功し
た．ところが、この新規な工法においても、ケーシング
を所定深さまで打ち込んで土砂を排出したとしても、そ
の底の部分に地下水と共に土砂が回り込んで溜まってし
まうことがあり、この現象が起きてしまったケイシング
内にセメントミルクを注入して既成杭を落し込んでも、
その先端は、当然回り込んだ土砂までしか落ち込んでい
けず、既成杭の所定打ち込み深さを実現しようとすれば
、土砂が回り込んだ部分（時によっては２〜３ｍにも達
する）を突き抜くために適宜杭打ち機で打設、埋入しな
ければならないこととなり、余計な作業を強いられるだ
けではなく、この段階で騒音公害あるいは振動公害を惹
き起こしてしまうことになりかねない。

そこで、既成杭を確実に計算値どおりの深さまで埋入し
ようとする場合、このような現象にぶつかることを想定
して、予め計算値以上にケイシングを押し進めて深めの
竪坑を形成するようにするか、好ましいことではないが
、公害問題を回避せざるを得ないために、そのような現
象にぶつかってしまった既成杭については、止むを得ず
所定深さまで達しない状況のまま、地上に突出状となっ
てしまっている既或杭の頭を切断、処理して対処せざる
を得なかった。

これらの対策では、施工効率上からいっても不経済であ
ることは言うまでもなく、また、何よりも設計値どおり
の耐力の実現できない杭が生じてしまうという重大な問
題を残すことになるため、更に改良された工法の開発が
望まれていた． この発明は、以上のような情勢に鑑み、更に一層改良、
開発を押し進めてきた結果、芸にきて遂にその成果を得
るに至ったものであり、その構成を以下において詳述し
ようとするものである． （発明の構成） その施工工程を図面においてモデル的に示す代表的な実
施例からも明確に理解されるように、この発明の杭打ち
工法は、次のような工程からなるものである． ［第１工程］ スパイラルオーガ１の掘進によって所定深さの竪坑を形
成する工程である． スパイラルオーガ１の回転、堀進時には、必要があれば
従前とおりその堀臀ヘッドの先端がち圧縮空気を噴出さ
せて堀翳土の排出を円滑ならしめ、掘製効率を高めるよ
う配慮する。

また、この工程を終えたところで、スパイラルオーガ１
は引き抜かれて、駆動装置３がら外されると共に、駆動
装置３そのものもリーダー（図中省略）から取り外され
、ゲーシング用の駆動装置３′に着け変えられる。

［第２工程コ スパイラルオーガ１を引き抜いた後、先端に脱着自在の
掘削刃１１が装着されたケイシング２を回転させ、且つ
、ケイシング２の先端からはエアもしくは高圧水を噴出
させながら、該ケーシング２を前記第１工程によって形
成された竪坑９内に強制的に埋入させる工程である。

この間の工程を略図的に示す第１図（口）の工程図に表
されている． ケイシング２は、上下端とも密封状に閉鎖した構造を採
用するものであり、第２〜４図にその最も代表的な実施
例が示されている．即ち、第２図の一部を省略した分解
正面図に示されているように、ケイシング２上端には、
巻締め装ｙ！．４の下端中央に形成されたキャプ兼用接
続部４１が、該ケイシング２に対して脱着自在に嵌合さ
れるもので、同接続部４１に切り欠いた逆Ｌ字形の接続
用切込み４２，４２，・・・・・・をケイシング２上端
付近外周の嵌合片２１，２１・・・・・・に嵌合させ、
ジョイント軸４３をケイシング用駆動装置３′に接続し
て少し回転することにより、ジョイント軸４３と接続さ
れたキャップ兼用接続部４１が回動して該巻締め装置４
と該ケイシング２とが離脱不能な状態に接続される。（
離脱させるときには、ジョイント軸４３即ちキャップ兼
用接続部４１を少し逆回転させる．） 図中においては表示を省略しているが、キャップ兼用接
続部の４１の内面であって、接続用切込み４２，４２，
・・・・・・より上方位置に０リングのような密封部材
が装着されていて、ケイシング２外周面との間の密着横
造が実現されるもので、この密＠梢逍は、後述するヘッ
ド金具５の平面図である第３図、および同図中Ａ〜Ａｌ
ｔｆｉ面図である第４図に示された密封部材５５の装着
′！ｒ４造と同様にして形成されるものである。

なお、巻締めアーム４４は、キャグ兼用接続部４１に対
してフリーな楕遣、即ち、ケイシング用駆動装置３′に
よってジョイント軸４３およびそれに接続されたキャッ
プ兼用接続部４ｌが回動しても二の巻締めアーム４４が
回動しない組合わせ構造に形成されている．図中、４５
は巻締めロー１６を掛け渡すための滑車を示している． 一方、ケイシング２の下端には、脱着自在且つ密着状に
ヘッド金具５が接続される．ヘッド金具５は、その上部
構造がＬ字状に切り掛かれた接続用切込み５２．５２・
・・・・・を有する接続部５１に形成され、該接続部５
１の接続用切込み５２，５２．・・・・・・をケイシン
グ２の下端近傍外周に形成した嵌合片２２，２２，・・
・・・・に回転、嵌合することにより、ケイシング２下
端にヘッド金具５が離脱不能に接続される。

（ヘッド金具５を離脱させるときには、ケイシング２を
逆回転させて引き上げることにより実施される．） 接続部５１の内面、接続用切込み５　２　，　．５　２
　，・・・・・形成位置よりやや下方には、第４図縦断
面図に示されているように、ケイシング２との密封梢造
を実現するための密封部材５５が装着される． ヘッド金具５の下端横造は、適宜掘削刃５３が形成され
る共に、上記上部楕造との境目に弁５４が配置され、上
下端とも密封状となったケイシング２内に圧縮空気もし
くは圧力水を送り込んで該弁５４から噴出させ、竪坑９
内へのケイシング２の圧入を円滑に進めるよう機能させ
るものである。

堀削刃５３は、図示した実施例では２枚の鋼板をＸ字状
に交叉させた最も経済的且つ機能的な横造のものを採用
した例となっているが、必ずしもこの事例のものに限定
されることはなく、最終的に竪坑９底部に捨て置かれる
ことを考慮した経済的且つ機能的なものであればその他
適宜′４：Ｒ造のものの採用も可能である．［第３工程
］ 竪坑９内に埋入させケイシング２の回転を持続しながら
、ケイシング２内に所定量のセメントミルク７を投入し
た後、コンクリート杭または鋼管杭、Ｈ鋼杭等既成杭８
を吊上げ［第１図（ハ）参照コ、ケイシング２内に静か
に挿入してその先端がヘッド金具５に達するまで降下さ
せ、第１図〈二）工程図に示されているような状態を実
現する． 根固め用セメントミルク７の注入時にケイシング２の回
転を持続させる過程は、ケイシング２の変形、破壊を防
止し、該ケイシング２の引き抜きを容易にする上で極め
て重要である。実験結果によれば、１０分以上もの間回
転を停止したまま作業を継続したためにケイシング２が
土圧その他の所為で破壊され、引抜き作業に多大の支障
を来してしまった事例のあることが確認されている． 図中には省略されているが、この既或杭８の吊り上げ、
降下作業は、前記第１工程および第２工程においてスパ
イラルオーガー１およびケイシング２を作動させるとき
に使用する従前までの杭打ち機におけるリーダーが邪魔
になる虞があるため、リーダーの下端適所から上方部分
が傾斜角度で５〜１０度程度油圧シリンダーに支えられ
て傾斜できるような構造を予め従前までの杭打ち機に採
用するようにするのが望ましい 既成杭８の吊り上げ機としては、′３Ｉ１常補助クレー
ンを用意すれば充分であり、適宜クランブやチャック等
台付けによって既成杭８の柱頭を掴み、吊上げ、杭芯に
合わせてケイシング２内に降下させながら、杭打ち機の
側でケイシング２の回転を持続させ続けるようにするも
のである． なお、既成杭８がケイシング２の中央に位置するように
するため、既に開発済みとして示した特願昭６１−１３
８７７１号発明に採用したような仮止め具５その他公知
の泊其の採用が可能である． 第４工程 ケイシング２内に納まった既成杭８の浮き上りを防止し
ながら、それまでの回転方向と逆回転にケイシング２を
回動させてヘッド金具５を離脱した上、ケイシング２を
回転（正回転）させながら静かに引上げる．この工程を
、略図的に第１図（ホ）工程図が示している。

既成杭８の浮き上りを防止する手段としては、杭柱頭に
適宜重りを載置するようにして実施することも可能であ
るが、その他、第３図平面図および第４図縦断面図中に
示されているような爪片５６，５６を弁５４の周辺に傾
斜状に突出させ、対応する既成杭８の先端にこの爪片５
６に噛合し得る突片（図中省略）を形成するようにし、
ケイシング２の引抜き時の回転（正回転）に連れ、その
回転力がセメントミルク７を媒体として既成杭８に伝達
され、既成杭８自体が回転したときに、爪片５６に既成
杭８先端の突片が噛合して浮き上がりを阻止するような
構造を採用することも可能である． また、杭耐力を少しで大きくするために、竪坑９の下部
に坑径を拡大するための拡開堀削刃２３，２３，・・・
・・・をケイシング２の下方外周、嵌合片２２，２２・
・・・・・よりも適宜上方となる位置に形成するように
し、ケイシング２の回転時にはケイシング２の外周面に
添う如く収まっていてその回転に支障を来すことがなく
、他方、逆回転させたとき、即ち、ヘッド金具５を竪坑
９底部に離脱して捨て置く操作をする際に、はじめて刃
２３，２３，・・・・・・の先端が遠心力で外方に拡が
って竪坑９の周壁に食い込み、適宜大きさに竪坑９下部
の周壁を掘削、拡大できるようなものとすることも可能
である。したがって、実施例のようにこの拡開掘削刃２
３，２３．・・・・・・が装備されたケイシング２を採
用した場合には、ヘッド金具５を離脱するための逆回転
操作だけに止どめず、ヘッド金具５自木が離脱された後
にも暫く逆回転を継続するようにする。

ケイシング２を引上げた後、セメントミルク７が地表よ
り下がりすぎている場合（特に、上記したように坑径を
拡大した場合）には、改めて既成杭８の周囲に適宜量の
セメントミルク７を補充することがある。

以上、第１工程ないし第４工程を円滑に逆行することに
よってこの発明の杭打ち工法が完了するものである． （作用効果） 上記のような工程によって実現されるこの発明の杭打ち
工法は、次のような特徴を有するものとなる． まず第一に、従前までのもののように、上下が解放され
たケイシ、ングを採用するのではなく、密封状とされた
ケイシング２を採用し、予めスバイラルオーガ１で先堀
した竪坑９内に該ケイシング２を強制的に圧入して所定
深度まで達するようにするものであり、所定深度に達し
た後、圧縮空気や圧力水の供給を止めても、該ケイシン
グ２の底部から水と共に土砂が逆流してケイシング２内
部に吹き上ることがないことから、セメントミルク７お
よび既成杭８の何れとも正しく設計値どおりの深さまで
達しさせることができるという極めて秀れた特徴を発揮
し得るものになること． したがって、特に崩壊性の激しく、湧水性の強い地層現
場等に大いに威力を発揮することができるものとなる。

この秀れた効果を奏する工法の実現は、従前までのよう
にスパイラルオーガ１に先導させながらケイシング２を
埋入していくというのではなく、ケイシング下部の密着
横造を実現するヘッド金具５に掘削刃５３を装備し、ス
パイラルオーガ１で先堀してしまった竪坑９内をケイシ
ング２単独で再び掘り進む一方、所定深度に達した後に
は、そのヘッド金具５を竪坑９底部に捨て置いてくると
いう独特な手段の採用によってはじめて可能になったも
のである。

第二の特徴は、ヘッド金具５０体は使い捨てとなってそ
の面ではやや不経済となるものの、従前までのようなケ
イシング２内に吹き上った地下水や土砂等を排斥もしく
は突き抜くための特別な作業が一切省け、そのために必
要となる経費や時間との比較において、総合的には極め
て経済的な工法になるということである。

第三の特徴は、各工程とも、どのように条件の悪い現場
、例えば崩壊性が激しく湧水性の強い地層の現場等にお
いても所謂公害源となる程の騒音、振動を発生させる虞
が全くなく、その意味で特に都市部の杭打ち工法に適っ
ているということ． その他、ケイシング２によって完全に杭六周壁の保護が
実現され、どのようなタイプの既成杭８でも挿入可能と
なることから、設計管理上極めて融通性のある杭打ちが
可能となるという特徴を有する等、他の従前までの杭打
ち工法に比べて作業性、安全性、経済性とも秀れた杭打
ちの実現が可能になるものとなっている。

叙上の如く、この発明の杭打ち工法は、その特徴ある工
程によってそれまでのこの種杭打ち工法に比較し、極め
て信頼性が高く、経済的、効率的な杭打ち施工を実施す
ることができるものとなっており、土木施工業者が受け
る恩恵は勿論のこと、社会的評価の点でも高い評価を受
けるものと予想される。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明を代表する実施例に基づくものであり
、第１図は、各工程における中心的な態様によりその施
工工程を示した工程図、第２図は、その施工工程で採用
されるケイシンクの一部を省略した分解正面図、第３図
は、ヘッド金具の平面図、第４図は、Ａ〜Ａ断面図であ
る． １・・・スパイラルオーガ、２・・・ケイシング、３．
３′・・・駆動装置、４・・・同巻締め装置、４１・・
・同キャップ兼用接続部、４２・・・同接続用切込み、
４３・・・同ジョイント軸、４４・・・同巻締めアーム
、５・・・ヘッド金具、５１・・・同接続部、５２・・
・同棲続用切込み、５３・・・同掘削刃、５４・・・同
弁、５６・・・同爪片、６・・・巻締めローブ、７・・
・セメントミルク、８・・・既成杭、９・・・竪坑、Ｇ
・・・地盤。 第 −１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 以下の第１工程ないし第５工程により既成杭を地中に埋
   入する杭打ち工法。 第１工程 スパイラルオーガの掘進によつて所定深さの竪坑を形成
   する工程。 第２工程 スパイラルオーガを引き抜いた後、先端に脱着自在の掘
   削刃が装着されたケイシングを回転させ、且つ、ケイシ
   ング先端からエアもしくは高圧水を噴出させながら、該
   ケーシングを前記第１工程によって形成された竪坑内に
   強制的に埋入させる工程。 第３工程 竪坑内に埋入させケイシングの回転を持続しながら、ケ
   イシング内に所定量のセメントミルクを投入した後、コ
   ンクリート杭または鋼管杭、Ｈ鋼杭等既成杭を吊上げ、
   ケイシング内に静かに挿入してその先端がヘッド金具に
   達するまで降下させる。 第４工程 ケイシング内に納まった既成杭の浮き上りを防止しなが
   ら、それまでの回転方向と逆回転にケイシングを回動さ
   せてヘッド金具を離脱した上、ケイシングを静かに引上
   げる。