JPH0657942B2 - 既製杭の沈設工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、既製杭の低公害沈設工法のうち、プレボーリ
ング工法の改良に関するものであり、既製杭を小規模な
設備により施工できる方法を提供するものである。

（従来の技術） 従来、既製杭の低公害沈設工法には、セメントミルク工
法に代表されるプレボーリング工法がある。このプレボ
ーリング工法では、沈設する杭の外径より大きな口径の
孔を機械的に掘削する必要があるため、大きな回転トル
クと推進力を要し、大きな施工機械を必要としている。
また、プレボーリング工法の場合、オーガースクリュー
などで掘削し孔中にセメントミルク等の固結剤を注入置
換するが、スライムの沈降などにより、充分な先端支持
力が得難く、さらに、オーガーなどの掘削機械による排
土量が多いため、その処理が問題となつている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記した様な従来技術における欠点の解消を
図つたもので、小型の施工機械で、排土量が少なく、先
端支持力、周辺摩擦力が大きくとれる既製杭の施工法を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、掘削ビツトを先端に有する切削ロツドを回転
させ、ビツト部より掘削液を100kg/cm²以上の高圧で噴
射しながら降下させ、土壌を噴射流により掘削混合攪拌
せしめて、地中に流動性をもつた泥状の掘削孔を形成
し、所定の深度に達したのち、掘削液を根固め液に切り
換え、ビツト部側方よりさらに高圧で水平噴射させなが
ら、掘削ロツドを回転、下降もしくは引上げ、掘削孔底
部に上記掘削孔より大きな径をもつ根固め部を形成し、
その後、掘削ロツドを回収し、しかる後、この孔中に既
製杭を挿入し、沈設する既製杭の沈設工法に関するもの
である。

本発明で用いる掘削ビツトは、水平方向にもしくは水平
方向と下方とに掘削液を噴射できる噴射孔を有してお
り、また、掘削ビツトの径は掘削液の循環をスムーズに
し周辺地盤の自立安定を保つ範囲で設定されるものであ
り、掘削ロツドより多少大きな外径を有しておれば充分
である。

高圧噴射流による地盤の掘削は、機械掘りとは異なり、
ビツト径を大きくしても、ビツトからの噴射流によつて
広範に地盤を攪拌・流動化するので、掘削抵抗がきわめ
て小さく、大きな回転トルクや推進力を必要としないの
で、小型の機械で容易に大きな径の孔を掘削することが
できる。噴射圧力は、１００Kg/cm²以上の圧力を必要と
する。土壌を流動化するに必要な噴射圧力は、周辺地盤
の土質により異なり、ゆるい砂質土層ややわらかい粘性
土層では100〜200Kg/cm²、よく締つた砂質土層や硬い粘
性土層では200Kg/cm²以上の噴射圧力が必要である。

掘削液の圧力を上記範囲に設定すれば、容易に杭沈設可
能な領域を流動化することができる。

また、噴射流による掘削性が悪い洪積粘性土層や、孔壁
安定性の悪い砂礫層を掘孔する場合は、高い掘削エネル
ギーが必要とされるため、掘削速度を遅くする必要が生
ずるが、この様な地盤を効率よく流動化し安定させるに
は、攪拌羽根を補助的に設置すれば土壌の攪拌効果が改
善され、掘孔能率を落すことなく施工することが可能と
なる。

本発明で用いる掘削液は、特に限定することはなく、水
・循環泥水またはベントナイト泥水等の地盤安定液、あ
るいはセメントミルク、水ガラス、石灰等を含む固結性
流動液などが用いられる。地盤の流動化を促進するため
に、必要に応じ粘性土には、界面活性剤を砂質土には、
水酸化マグネシウム、シリカゾルなどのチキソトロピー
付与剤、メチルセルロースなどの水溶性糊料を適宜配合
するとよい。

本発明では、所定の深さまで高圧噴射流により、掘削孔
を掘削流動化したのち、その底部に該掘削孔より大きな
径の根固め部を形成する。

掘削孔底部の根固め部の径は、概ね杭径の1.5倍、長さ
は杭径の1.5倍以上にわたり造成するのが好ましい。

根固め部の造成は、ビツト部側方より、高圧で根固め液
を水平噴射させながら掘削ロツドを回転、降下もしくは
引き上げながら行なう。

根固め部を掘削孔より拡大する方法は、噴射圧力を高め
るか、噴射孔の回転数を小さくし、上昇あるいは下降速
度を遅くすれば、噴射流による掘削攪拌距離が長くなる
ので、容易に、目的とする外径の拡大された根固め部が
得られる。

ここで用いる根固め液としては、施工完了後硬化して強
度を発現するセメントミルクなどのセメント系硬化液を
用いる。

杭の沈設は、流動化された孔中に既製杭を建て込み、自
重を利して挿入したのち圧入・回転高周波バイブレーシ
ヨンもしくはこれらの組合せにより行なう。杭は、流動
化した上粒子を押しのけながら沈設される。その際、杭
の回転や高周波バイブレーシヨンによる微振動は、圧入
の補助手段として用いられる。粘性土層への圧入には回
転が、砂質土層への圧入には微振動が特に効果的であ
る。

実施例 本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。

まず、杭沈設位置に掘削機本体を移動し、掘削ロツドを
杭芯に合わせた。

次に、第１図に示す様に、表層部掘削を掘削ロツド１に
取り付けたオーガービツト２により深さ１ｍ行ない、表
層部のガラ、木片などの障害物を取り除いた。

この掘削孔に第２図に示すように水頭保持、泥水処理の
ため５００mmφの鋼管を圧入し、ケーシング３とした。
このケーシングには、泥水を循環するための泥水ポンプ
４を取り付け、次に掘削ロツド１（外径８５mmφ）に掘
削ビツト５（外径２００mm）を取り付け、スイベル６を
通して循環した泥水を掘削液として、掘削ビツトに設置
した二つの噴射孔より、水平方向および下方に噴射しな
がら、所定の深度18.5ｍまで掘削した。

この時、掘削ロツド１の回転数を４０rpm、掘進速度0.5
〜2.0ｍ／分で行なつた。掘削液の噴射量は７０／分
程度であり、噴射圧力は１００〜２００Kg/cm²であつ
た。

掘孔中、掘孔内の土粒子の流動化を高め、杭の沈設を容
易にするため、掘削ビツトの上部に、攪拌羽根９（径４
００mm）を取り付けた。

所定深度（18.5ｍ）まで掘進した後、掘削液を根固め液
に切り換え、噴射圧力を２３０〜２５０Kg/cm²の高圧で
水平方向噴射孔から噴射し、掘削ロツドの回転数３rp
m、引き上げ速度１０cm／分で、掘削孔底部に根固め部
を所定長さ（1.2ｍ）について造成した。（第３図参
照）。

根固め液には、水、セメント比６０％のセメントミルク
に、ブリージング防止剤を対セメント比１％を添加した
液を用いた。

根固め部を造成した後、第４図に示すように掘削ロツド
および掘削ビツト５を回収した。この時掘削液や根固め
液は噴射しなかつた。

杭の沈設は、４００mmφの杭10を掘削杭に挿入した。本
例では７ｍ付近まで杭の自重のみによつて杭を挿入し、
その後は、回転圧入によつて１８ｍの深度まで杭を沈設
した。（第５、第６図） （発明の効果） 本発明は、以上のように掘削ロツドより大きい径の掘削
ビツトを先端に有する掘削ロツドを回転させ、ビツト部
より掘削液を１００Kg/cm²以上の高圧で噴射しながら下
降させ、土壌を噴射流により掘削混合攪拌せしめて、地
中に流動性をもつた泥状の孔を形成し、所定の深度に達
したのち、掘削液を根固め液に切り換え、ビツト部側方
よりさらに高圧で、水平噴射させながら掘削ロツドを回
転下降もしくは引き上げて掘削孔底部に該掘削孔より大
きな径の根固め部を形成し、その後、掘削ロツドを回収
し、しかる後、この孔中に既製杭を挿入し、沈設するこ
とを特徴とする既製杭の沈設工法に関するものである。

本発明の工法によれば、掘削液を１００Kg/cm²以上の高
圧で噴射しながら掘削するので、従来の工法のように大
きなトルクを必要とせず、掘削トルクが小さく、しかも
噴射した掘削液も容易に循環しうるので、通常のボーリ
ングと同様小型機械で長距離を容易に掘進することがで
きる。

また、本発明の工法は、従来工法のように掘削孔内をセ
メントミルクや泥水に完全に置換する必要もなく、杭が
沈設に必要な範囲の地盤を流動化させるのみであるから
杭施工に伴なう排土量は少なく、その処理が経済的であ
る。

さらに、支持地盤中に、セメントミルク等を噴射し、根
固め球根を造成するが、この造成課程では、地盤中のシ
ルトや粘度などの細粘土や比重の軽い粒子が高圧力で吐
出されるセメントミルク等に追い出され、掘削孔を上昇
し置換されるので、孔底にスライムが沈澱することが少
なく、拡大された根固め部は、地盤中の砂および礫の空
隙をセメントミルク等が充填したモルタルあるいはコン
クリート状となるため、硬化後強度の高いものとなり、
杭先端部を地盤に定着して、強固な支持力を発揮する。

また、拡大された球根部を造成するにあたり、従来の工
法のように、拡翼ビツトを用いる必要もなく、小径のビ
ツトで杭径より大きな径の球根状物が形成できる利点が
ある。従つて、強度に寄与しないスライムを除去し、直
径の大きな球根物を造成することによつて、杭の支持力
を大きく発揮させることが出来る。

また、加えて掘削液にセメントミルクなどの固結性の液
を使用すれば、杭沈設後流動化された掘削孔中は固化し
て、杭とその周辺地盤とが強固に結合されて、大きな杭
周辺摩擦力が発現される。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は、この発明の一実施例における施工
手順を示す説明図であり、第６図は、本発明により施工
された杭の完成図を示す。図中、１は掘削ロツド、２は
オーガービツト、３はケーシング、４は泥水循環ポン
プ、５は掘削ビツト、６はスイベル、７は根固め部、８
は噴射孔、９は攪拌羽根、10は既製杭、Ｇは地盤、Ｃは
根固め液、Ｋは掘削液を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削ロツドより大きい径の掘削ビツトを先
   端に有する掘削ロツドを回転させ、ビツト部より掘削液
   を１００Kg/cm²以上の高圧で噴射しながら下降させ、土
   壌を噴射流により掘削混合攪拌せしめて、地中に流動性
   をもつた泥状孔を形成し、所定の深度に達したのち、掘
   削液を根固め液に切り換え、ビツト部側方よりさらに高
   圧で水平噴射させながら掘削ロツドを回転し、下降もし
   くは引上げ、掘削孔底部に、上部掘削孔より大なる径を
   もつ根固め部を形成し、その後掘削ロツドを回収し、し
   かる後、この孔中に既製杭を挿入し、沈設することを特
   徴とする既製杭の沈設工法