JPH0629510B2 - コンクリ−ト杭基礎工法及びこれに用いる装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は杭先端部を旋回し且つ回転ロッドから掘削液を
噴出しながら打込む一般的な杭基礎工法及び該工法に用
いる装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、杭基礎工法としては、ドロップハンマー又はディ
ーゼルハンマー等で杭頭部を直接打撃して杭を設置する
工法、或いはバイブロハンマーの振動及び共振の力を利
用して杭を設置する工法が採用されているが、これらの
方法はその施工時に騒音及び振動を伴うため、屡々公害
問題の原因となっている。

そこで、最近では、杭の設置地盤を掘削した後、セメン
トミルク等を注入して杭を建て込むセメントミルク注入
工法や、中空杭の中空部にスクリューオーガ等を挿入し
て杭先端の地盤を掘削し、その掘削土を杭内部を通して
杭外部へ排出しながら、杭を地盤中に沈設させる中掘工
法が施工されるようになった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの工法は無振動，無騒音工法であるので、公害問
題の解消には寄与するものの、前者のセメントミルク注
入工法は、地盤の掘削、セメントミルクの注入及び杭の
建て込みの各工程が同時に行なわれず、そのため、施工
に多大の時間がかかる上に、掘削孔壁が崩壊し易く、然
も杭の継ぎ足しが困難で、近年の杭の長尺化の傾向に対
応するには不向きである。一方、後者の中掘工法は、杭
を設置すべき地盤をオーガでかき乱すため、杭の外周と
地盤との間の周辺摩擦力が失われ、更に掘削土の削り屑
であるスライムの処理が充分に行なわれず、そのスライ
ムの蓄積等で杭先端の地盤が軟化し、その結果、打撃工
法に比して充分な支持力を期待できないという問題点が
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述のような従来技術の問題点を解決し、施工
に際しては無振動，無騒音で、然も施工が確実でしかも
安定した杭基礎の施工法と、この工法に用いる装置を提
供することを目的としてなされたもので、その工法の構
成は、杭打ちしようとする位置に、有底円筒形状で底板
裏面に掘削用爪を装着し外周にスクリューを設けた筒状
沓体を設置し、該沓体内に、中空コンクリート杭の先端
部を回転自由に遊嵌すると共に、前記中空コンクリート
杭に回転ロッドを挿入して該回転ロッドを前記沓体に適
宜手段により係合させ、該回転ロッドに回転を付与して
前記沓体のみを回転させることにより、当該沓体の掘削
用爪とスクリューによって掘進させ、前記杭を回転させ
ずに沈設させることを特徴とするものであり、また、こ
の工法を実施するための装置の構成は、有底円筒形状で
底板裏面に掘削用爪を複数個放射状に装着すると共に筒
部外周にスクリューを巻装定着し、前記底板の中央に円
孔を設けると共に該円孔内に十字形状の土砂止め金具を
配設し、前記底板の上面中央に円空部を有する鍔付き円
筒を設け、筒部内の前記鍔付き円筒から適宜距離離隔し
た上部に矩形状の透孔を有する隔板を配設してその裏面
に前記透孔の長辺方向に下方に向けて下部ガイド部材を
設ける一方、表面に前記透孔の長辺方向に上方に向けて
上部ガイド部材を設け、前記底板の上面と隔板の裏面の
間に前記透孔の２つの長辺の中央部に頂点を位置させた
等辺山形状の止金を中心対称になるように前記鍔付き円
筒の鍔を切り込んで溶接すると共にそれらの上端部を前
記隔板の裏面に溶接して成り、中空コンクリート杭の先
端部に回転自在に被嵌する筒状沓体と、導水管を内蔵し
たロッドに、前記導水管に連通する導水孔を有し下端部
に凹陥部を設けると共に該凹陥部に前記導水孔を閉塞で
きるゴム製等の開閉弁を装着した嵌合筒を一体に連設
し、該嵌合筒に、長さがその径より大きく巾が前記径よ
り狭く且つ前記隔板の矩形孔の長手方向に挿通できると
共に前記導水孔に連通する透孔を有する作動板を設けて
成り、該作動板を前記沓体の止金に係合させて該沓体を
一体に回転させるようにした回転ロッドとから成ること
を特徴とするものである。

〔発明の作用〕

即ち、本発明は底板裏面に掘削用爪を装着し外周にスク
リューを設けた有底円筒形状の沓体に、中空コンクリー
ト杭の先端部を遊嵌し、前記杭に回転ロッドを挿入する
と共に該回転ロッドを前記沓体に係合させ、該回転ロッ
ドを回転させることにより沓体を回転させて、該沓体の
掘削用爪とスクリューにより掘進させ、コンクリート杭
を沈設させるもので、振動や騒音がなく、また、セメン
トミルク工法や中掘工法における欠点がなく、コンクリ
ート杭を沈設することができる。

〔実施例〕

次に本発明工法の実施例を本発明装置の一例の図に拠り
説明する。

図において、１は有底円筒形状の沓本体で、底板２の裏
面に掘削用爪３を複数個放射状に装着すると共に筒部４
の外周に外径とピッチの比が１：0.3乃至１：0.8の範囲
のスクリュー５を1.0乃至2.5巻程度巻き付け溶着してあ
る。６は前記底板２の中央部に設けた円孔で、該円孔６
内に十字形状の土砂止め金具７を設けてある。８は底板
２の上面中央に設けた円空部8bを有する鍔付き円筒、8a
はその鍔、９は筒部４内の前記鍔付き円筒８から適宜距
離離隔した上部に配設した隔板で、中央部に略矩形状の
透孔10を設けてある。

11，11は前記底板２の上面と隔板９の裏面の間に前記透
孔10の２つの長辺の中央部に頂点を位置させて配設した
等辺山形状の止金で、中心対称になるように前記鍔付き
円筒８の鍔8aを切り込んで溶接すると共にそれらの上端
部を前記隔板９の裏面に溶接してある。

12は前記隔板９の裏面に前記透孔10の長辺方向に下方に
向けて設けた下部ガイド部材、13は前記隔板９の表面に
前記透孔10の長辺方向に上方に向けて設けた上部ガイド
部材、14，15は前記止金11，11の個々の両外側面で前記
下部ガイド部材12の下部付近に当る部位に設けたストッ
パで、ストッパ14は後述する回転ロッドＢの正転時にそ
の作動板が抜け出すのを防止するためのもの、ストッパ
15は同じく逆転時に前記作動板が抜け出すのを防止する
ためのものであり、16は鍔付き円筒８の内壁に設けたＯ
リング嵌合溝で、以上により筒状沓体Ａを構成する。

21は導水管22を内蔵したロッド、23は該ロッド21に連設
した嵌合筒で、前記導水管22に連通する導水孔24を有し
下端部に凹陥部25を設けると共に該凹陥部25に前記導水
孔24を閉塞できるゴム製等の開閉弁26を装着してある。
27は前記嵌合筒23に設けた作動板で、長さが嵌合筒23の
直径より大きく巾が前記直径より狭くて、前記隔板８の
矩形上の透孔９の長手方向に挿通できると共に前記導水
孔24に連通する透孔(図示せず)を設けてあり、また、28
は嵌合筒23の下端側外周に設けたＯリング嵌合溝で、Ｏ
リング29を嵌合して鍔付き円筒８との面をシールするよ
うになっていて、以上21乃至28により回転ロッドＢを構
成し、この回転ロッドは、その嵌合筒23を沓体Ａの透孔
10及び円空部を通し下端部を沓体Ａの底板２上に載置し
て、ロッド21を回転すれば、作動板27の長手方向両端部
が沓体Ａの止金11，11に係合し、該沓体Ａを一体に回転
させるようになっている。

而して、上記沓体Ａと回転ロッドＢにより本発明コンク
リート杭基礎工法用の装置を構成するのであるが、この
装置を用いて施工する工法について説明すれば、次の通
りである。

まず、沓体Ａを杭打ちしようとする位置に設置し、打ち
込むべき中空コンクリート杭Ｃに回転ロッドＢを挿入
し、該回転ロッドＢのロッド21を前記杭Ｃに仮固縛して
吊り上げ、杭Ｃの先端部外周に所要長にわたり合成樹脂
製等の滑剤を塗布して沓体Ａに嵌合すると共に先端部を
隔板９上に載置し、ロッド21を杭打ち機の回転機Ｄに結
合した後、回転ロッドＢはそれ自身の重量及び回転機Ｄ
の重量により降下して嵌合筒23の先端部は隔板９の透孔
10を透過し、作動板27が前記透孔10部分に差し掛かる
と、該作動板27は上部ガイド板13に沿って該透孔10を通
り、嵌合筒23は鍔付き円筒８に嵌合する。ここで回転ロ
ッドＢを正転方向に回転させると、作動板27はストッパ
14のやや下の止金11に当接して係合状態となるから、こ
の状態で回転ロッドＢを更に正転方向に回転させれば、
沓体Ａは回転ロッドＢと一体に回転し、該沓体Ａの掘削
用爪３とスクリュー５が付近の土砂を排除しながら掘進
し、杭Ｃは沈下して行く。この杭Ｃの下端部と沓体Ａの
筒部４との間隙には滑剤が介在するため、杭Ｃは静止又
は共周り程度で沈下し、所定の深さまで掘進が進んだ
ら、杭Ｃの頭部を重錘等で10回程度打撃して該杭Ｃの動
的支持力を確認する。場所の都合で上記の方法が採れな
い場合は、沓体Ａを回転させながら導水管22からセメン
トミルクを注入し、地盤を固化，強化することにより、
安定した地盤に建て込んだ杭とすることができる。

尚、前記掘進作業において、必要に応じ導水管22から圧
力水或はセメントミルク等を圧送し、円孔６から噴出さ
せることにより地盤を軟化しながら該作業を行なえば、
作業を円滑に進捗させることができる。

また、杭Ｃの打ち込み中、何らかの理由により杭Ｃを引
き抜く必要が生じた場合は、回転ロッドＢを逆転方向に
回転させると、作動板27が逆転方向のストッパ15のやや
下の止金11に当接し、そのままの状態で前記回転ロッド
Ｂを更に逆転方向に回転させれば、杭Ｃを徐々に引き上
げることができる。

上記のようにして、杭Ｃの打ち込み作業が終わったら、
回転ロッドＢを、正転時には逆転方向へ逆転時には正転
方向へ、約45度回転させながら引き上げると、作動板27
は該回転ロッドＢと一体に回転すると共に沓体Ａの下部
ガイド部材12に沿って矩形状の透孔10から離脱し、沓体
Ａと回転ロッドＢが分離するから、そのまま引き上げ作
業を続行すれば、回転ロッドＢを引き上げることができ
る。そのために、ロッド21の全周にわたって、作動板27
の取付け方向の目印を設けておけば、操作上極めて便利
である。

一方、杭Ｃは、前述のように、その先端部と沓体Ａの筒
部４の内壁との間隙に滑剤が介在し、この滑剤は時間の
経過と共に固化接着するから、終にはＣと沓体Ａは一体
又は一体的となり、安定する。尚、沓体Ａはそのまま埋
め殺しとなる。

更に、本発明においては、１本の杭Ｃを打ち込んだ後、
次の杭を継ぎ足すことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は上述の通りであって、コンクリート杭の先端を
掘削用爪とスクリューを具えた沓体に遊嵌し、該沓体に
回転ロッドを係合して、回転ロッドの回転により地盤を
掘進しながらコンクリート杭を沈下させるようにしたか
ら、杭体の自重と沓体の回転による推力の共働作用で埋
設効率を高くでき、また、従来のように振動や騒音も生
じず、然も、セメントミルク工法や中掘工法の難点も解
消できると共に杭の継ぎ足しも可能であり、無力公害で
安定した杭打ち作業を行なうことができる。

しかも、隔板の表面に上部ガイド部材、裏面に上部のガ
イド部材をそれぞれ設けてあるため、嵌合筒の沓体への
装着及び離脱を、容易かつ確実に行えることができる。
加えて、筒状沓体に杭体を回転自由に遊嵌させるタイプ
であるから、従来の接合一体化タイプに比べ、芯ずれが
生じるおそれも全くないので、沓体の回転による掘削，
推進に要する動力を効率よく活用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は施工前に装置を組合せた状態を示す正面図、第
２図は施工中の状態を示す正面図、第３図は嵌合筒を装
着した回転ロッドの断面図、第４図は沓体の右半を断面
とした正面図、第５図は沓体，杭及び回転ロッドを組合
せた状態の右半を断面とした正面図、第６図は第５図の
底面図、第７図は第５図のVII−VII線断面図である。 Ａ……沓体、１……沓本体、２……底板、３……掘削用
爪、４……筒部、５……スクリュー、６……円孔、７…
…土砂止め金具、８……鍔付き円筒、９……隔板、10…
…矩形状の透孔、11……山形状止金、12……下部ガイド
部材、13……上部ガイド部材、14，15……ストッパ、16
……Ｏリング溝、 Ｂ……回転ロッド、21……ロッド、22……導水管、23…
…嵌合筒、24……導水孔、25……凹陥部、26……開閉
弁、27……作動板、28……Ｏリング溝、29……Ｏリン
グ、 Ｃ……中空コンクリート杭、 Ｄ……杭打ち機の回転機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】杭打ちしようとする位置に、有底円筒形状
   で底板裏面に掘削用爪を装着し外周にスクリューを設け
   た筒状沓体を設置し、該沓体内に、中空コンクリート杭
   の先端部を回転自由に遊嵌すると共に、前記中空コンク
   リート杭に回転ロッドを挿入して該回転ロッドを前記沓
   体に適宜手段により係合させ、該回転ロッドに回転を付
   与して前記沓体のみを回転させることにより、当該沓体
   の掘削用爪とスクリューによって掘進させ、前記杭を回
   転させずに沈設させることを特徴とするコンクリート杭
   基礎工法。
2. 【請求項２】回転ロッドに導水管を内蔵し、必要に応じ
   て圧力水又はセメントミルク等を地盤内に圧送しながら
   掘進させる特許請求の範囲第１項に記載のコンクリート
   杭基礎工法。
3. 【請求項３】有底円筒形状で底板裏面に掘削用爪を複数
   個放射状に装着すると共に筒部外周にスクリューを巻装
   定着し、前記底板の中央に円孔を設けると共に該円孔内
   に十字形状の土砂止め金具を配設し、前記底板の上面中
   央に円空部を有する鍔付き円筒を設け、筒部内の前記鍔
   付き円筒から適宜距離離隔した上部に矩形状の透孔を有
   する隔板を配設してその裏面に前記透孔の長辺方向に下
   方に向けて下部ガイド部材を設ける一方、表面に前記透
   孔の長辺方向に上方に向けて上部ガイド部材を設け、前
   記底板の上面と隔板の裏面の間に前記透孔の２つの長辺
   の中央部に頂点を位置させた等辺山形状の止金を中心対
   称になるように前記鍔付き円筒の鍔を切り込んで溶接す
   ると共にそれらの上端部を前記隔板の裏面に溶接して成
   り、中空コンクリート杭の先端部に回転自在に被嵌する
   筒状沓体と、導水管を内蔵したロッドに、前記導水管に
   連通する導水孔を有し下端部に凹陥部を設けると共に該
   凹陥部に前記導水孔を閉塞できるゴム製等の開閉弁を装
   着した嵌合筒を一体に連設し、該嵌合筒に、長さがその
   径より大きく巾が前記径より狭く且つ前記隔板の矩形孔
   の長手方向に挿通できると共に前記導水孔に連通する透
   孔を有する作動板を設けて成り、該作動板を前記沓体の
   止金に係合させて該沓体を一体に回転させるようにした
   回転ロッドとから成ることを特徴とするコンクリート杭
   基礎工法用掘削装置。