JPH076190B2 - 杭の施工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、芯材としての既製杭を建込んで基礎杭を施工
する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、無振動、無騒音杭打ち工法と称される既成杭の建
込み工法は、削孔し、その中にモルタルを充填してから
杭を建込むものである。この場合、掘削中の孔壁の崩壊
防止、建込む杭と支持地盤との結合、建込む杭の芯位置
の確保などに留意しなければならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の施工法は前記のようにモルタルを充填してから杭
を建込むものであるから、杭を挿入するのにモンケンな
どによる打撃を全く必要としないわけではなく、完全な
無振動、無騒音と言えない場合が多い。このようなモン
ケンなどによる打ち込みは、杭の損傷を招いたり、真直
精度にも悪影響を与えるおそれがある。

また、掘削中の孔壁の崩壊を防止するために、鋼管ケー
シングを建込むケーシング工法も知られている。これ
は、例えばオーガスクリューなどの外側にケーシングを
配して該オーガスクリューでの掘削と同時にケーシング
を挿入していく。しかし、ケーシング引き抜き時に孔壁
が崩壊するのは防げず、さらにケーシング内に精度良く
杭を配置固定する確立された技術もなかった。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、孔壁を圧
密することで孔壁の崩壊を完全に防止できるとともにモ
ルタルを介して既製杭と地盤の一体化が得られ、しかも
大深度の掘削が可能で支持地盤と既製杭との結合もモン
ケンなどによる打撃なしに得られ、さらに精度良く既製
杭の建込みができる杭の施工法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、外周面を上下方向の
旋回溝形成部と肉厚な転圧部とに区画したカッティング
ヘッドを有し、ケーシング本体及び該ヘッドは二重壁の
中空内部に送気管兼用の送液管を設け、その下端をカッ
ティングヘッドの下端に注出口として臨ませ、また、こ
の部分にダウンザホールハンマーを装着可能とした回転
ケーシングを使用し、該回転ケーシングの建込みととも
にケーシング内部をケーシング上端開口から挿入する掘
削バケット等の掘削手段で掘削、排土して、孔壁を圧密
しながら所定深度まで掘削し、次いで該ケーシング内に
外周にスペーサーを設けた既成杭を芯材として建込み、
前記カッティングヘッドの先端よりモルタル等の固化材
を注出して孔内を充填し、このモルタル等の固化材の充
填度に応じてケーシングを引き抜くことを要旨とするも
のである。

〔作用〕

本発明によれば、ケーシングを回転させながら建込む時
に、そのヘッドの下端面のカッタービットで削られた土
砂はヘッドの外側に押出され一部はその外周面の転圧部
で孔壁に圧密される。また、残りの土砂は旋回溝形成部
の溝に導かれて上昇しつつ転圧部により孔壁に圧密され
る。

このように孔壁が圧密されることで、ケーシング周面の
摩擦が除去され、大深度の掘削が可能となり、また不透
水層が形成できるので地下水の流速が速いところでも場
所打ち杭の施工が可能となる。

さらに、前記圧密作用に加えて、注出口を閉じ送液管を
送気管としてこのダウンザホールハンマーに圧搾空気を
供給することによりカッタービットとダウンザホールハ
ンマーの併用掘削を行い、硬質の地盤も効率のよい掘削
が可能となる。

また、該ケーシング内に建込む芯材としての既成杭は外
周に設けたスペーサーによりケーシング内で所定の位置
を確保でき、さらにケーシングがガイドとなって精度の
高い設置ができる。

杭と孔壁間にモルタル等の固化材を注入することで、打
撃を加えることなく杭と地盤は一体化するが、圧密した
孔壁とモルタル等の固化材により杭は地盤中に一層強固
にセットされる。

そして、ケーシングの引き抜きは、モルタル等の固化材
の充填度に応じて行われるので、このケーシングが存在
していた位置にも無理なく確実にモルタル等の固化材を
充填することができる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の杭の施工法の１実施例を示す１部切欠
いた正面図であるが、先に本発明工法で用いる装置につ
いて説明する。

図中２は鋼管による二重壁のケーシング本体、１はこの
ケーシング本体２の先端に嵌合しボルト止めで固定する
カッティングヘッドである。

第８図〜第10図に示すように該カッティングヘッド１は
ケーシング本体２と同じく二重壁の短尺筒体からなり、
その上端にはケーシング本体２への嵌合継手３を形成
し、下端面にはカッタービット４を植設する。

カッティングヘッド１の外周面は凹部に突条５を設けそ
の間を旋回溝６とした旋回溝形成部と肉厚でケーシング
本体２より僅かに外側に突出する転圧部７とに区画形成
するが、図示の例ではこの旋回溝形成部と転圧部７とは
それぞれ一対ずつ対向するように形成した。

転圧部７は断面形状が、回転方向に対して先細となる匂
玉状に形成してテーパー面7aを有するものとし、このテ
ーパー面7aを介して掘削土砂を回転により外方に押圧出
来るようにしてある。

前記突条５のうちの数個は途中を切断し、砂利等を逃す
横溝８を形成する。

これら、ケーシング本体２及びヘッド１は二重壁の中空
内部に送液管10を設け、その下端をヘッド１の下端に注
出口９として臨ませる。また、この送液管10の上端には
スイベル装置11を取付けて、ここにモルタル等の固化材
の製造プラント12からの送液管13を接続可能とする。

なお、送液管10は送気管としても使用出来るものであ
り、この送液管10の下部にエアーで駆動するダウンザホ
ールハンマー（エアーハンマー）22を装着する。

前記ケーシング本体２の下端とカッティングヘッド１の
上端とにそれぞれ嵌合継手部を設ける。この嵌合継手部
は、ケーシング本体２の下端外周に周方向に間隔をあけ
て複数の凹部を、また、カッティングヘッド１の上端外
周に周方向に間隔をあけて複数の凸部をそれぞれ形成
し、これら凹部と凸部とを嵌合させてケーシング本体２
とカッティングヘッド１とを着脱自在に取付けるもので
ある。

そして、通常のカッティングヘッド１とダウンザホール
ハンマー（エアーハンマー）22を有するカッティングヘ
ッド１とを取替える。

このダウンザホールハンマー（エアーハンマー）22は、
カッティングヘッド１の送液管10下端の注出口９を閉
じ、送液管10を送気管として圧搾空気を供給することに
よりカッティングヘッド１部分を圧搾空気により振動さ
せるものである。

このように本発明では、カッティングヘッド１の掘削の
他に、ダウンザホールハンマー22による併用掘削も可能
としたものである。

図中14はケーシング建込み機であり、モータと減速機及
びこれらにより回転するケーシングチャック機構からな
るケーシング駆動部15を昇降ジャッキ16を脚としてこれ
で支承する。

第11図〜第13図は鋼管、Ｈ型鋼、コンクリートパイルな
どの既製杭17の外周に取り付けるスペーサー18を示し、
これは半円形の帯金を組合わせてボルト・ナット18bで
結合するバンドタイプであり、第13図に示すようにケー
シング本体２内に既製杭17を挿入した時に中心に位置し
かつ適宜な間隔を保持できるような縦の鍔板18aを放射
状に突設した。

次に、このような装置を用いて行う本発明工法について
説明する。

第２図〜第７図は各工程を示す縦断正面図で、前記ケー
シング建込み機14のケーシング駆動部15に、チャック機
構でケーシング本体２の外周を固定するようにケーシン
グ本体２をセットし、モータを始動すれば減速機を介し
てチャック機構が回転し、該チャック機構で押えられた
ケーシング本体２及びその先端のカッティングヘッド１
も一方向にゆっくりと回転する。

第２図に示すようにヘッド１の下端面はカッタービット
４もしくはダウンザホールハンマー22で地盤を切削し、
地盤中へ切込まれていく。

このカッタービット４での切削土砂や石くずは、ヘッド
１の外側へ押し出され、その一部はヘッド１の転圧部７
で孔壁に圧密される。また残りの土砂等は旋回溝６に沿
って上昇しつつ転圧部７によって孔壁に圧密される。

昇降ジャッキ16はフリーとなっており、このようにして
ヘッド１及びケーシング本体２が地盤に建込まれていく
と、自重でケーシング駆動部15も下降するが、その最下
位まで達すると、チャック機構を一度ゆるめて昇降ジャ
ッキ16を伸して駆動部15を押し上げ、再度ケーシング本
体２の上部をチャック機構で固定して同様の動作を繰返
す。

一方、ヘッド１内で輪切りにされた土砂はハンマーグラ
ブや他の掘削バケット等の掘削手段19をケーシング本体
２内へ上方から吊下し、これで掘削、排土する。

前記孔壁の圧密についてさらに説明すると、カッティン
グヘッド１は、回転ケーシング本体２の先端に結合する
ものであるから、カッタービット４及びダウンザホール
ハンマー22で切削された土砂の一部はすぐに孔壁に圧密
される。通常、ボイド率はローム層では約60〜70％、砂
層では約35〜45％、礫層では約25〜35％であるが本発明
のヘッド１によれば、各地層の圧密限界近くまで圧密し
て、不透水層を形成できるものである。また、ケーシン
グ本体２の先端部のみで土砂圧密作用を行うものである
からケーシング本体２の周面に対する掘削時の摩擦抵抗
を減じ効率的な削孔を実現でき、さらに、土砂の転圧部
はケーシング本体２の全長に設けることなく先端のヘッ
ド１にのみあるので、ケーシングの回転に際して余分は
負荷をかけることがないものとなり、大深度の掘削を可
能とする。

また、岩盤等の硬質の支持地盤20の掘削に対しては、ダ
ウンザホールハンマー22が有効に働くものである。

第３図に示すように支持地盤20に達する所定深度まで掘
削したならば、第４図に示すように、外周にシペーサー
18を上下に取付けた既製杭17を芯材としてケーシング本
体２及びカッティングヘッド１内に該ケーシング本体２
の上端開口より建込む。この建込みはケーシング本体２
をガイドとして精度良く行われ、鍔板18aで既製杭17は
ケーシング本体２内の中心位置にかつケーシング本体２
と適宜な間隔を保持して収まる。

次いで、第５図に示すように送液管10の上端にはスイベ
ル装置11を取付けて、ここにモルタル等の固化材の製造
プラント12からの送液管13を接続し、該プラント12から
送りこむモルタル等の固化材21をヘッド１の下端に注出
口９より注出する。

このモルタル等の固化材21は孔内に底から溜まり、上へ
と充填されていくが、同時に前記建込み時とは逆動作で
ケーシング建込み機14を駆動してケーシング本体２及び
カッティングヘッド１を引き抜く。（第６図参照） このように、ケーシングを引き抜きながら第７図に示す
ように孔の上部までモルタル等の固化材21を注入すれ
ば、施工は完了する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の杭の施工法は、ケーシング本
体先端のカッティングヘッド孔壁を圧密することで孔壁
の崩壊を完全に防止できるとともにケーシング周面の摩
擦が除去され、大深度の掘削が可能となり、また不透水
層が形成できるので地下水の流速が速いところでも場所
打ち杭の施工が可能となるものである。

また、モルタル等の固化材を介して芯材としての既製杭
と地盤の一体化が得られ、しかも大深度の掘削が可能な
ので支持地盤と既製杭との結合も良く、施工手順として
既製杭と孔壁間にモルタル等の固化材を注入すること
で、打撃を加えることなく杭と地盤とが一体化し、圧密
した孔壁とモルタル等の固化材により既製杭は地盤中に
一層強化にセットされる。

さらに、ケーシング内に建込む芯材としての既成杭は外
周に設けたスペーサーによりケーシング内で所定の位置
を確保でき、さらにケーシングがガイドとなって精度の
高い設置ができ、施工精度の良い杭が得られるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の杭の施工法の１実施例を示す一部切欠
いた正面図、第２図〜第７図は各工程を示す縦断正面
図、第８図はカッティングヘッドの側面図、第９図は同
上正面図、第10図は第９図の横断平面図、第11図はスペ
ーサーの斜視図、第12図は同上平面図、第13図はスペー
サーとケーシングの関係を示す平面図である。 １……カッティングヘッド、２……ケーシング本体 ３……嵌合継手、４……カッタービット ５……突条、６……旋回溝 ７……転圧部、7a……テーパー面 ８……横溝、９……注出口 10……送液管 11……スイベル装置、12……プラント 13……送液管、14……ケーシング建込み機 15……ケーシング駆動部 16……昇降ジャッキ、17……既製杭 18……スペーサー、18a……鍔板 18b……ボルト・ナット 19……掘削手段、20……支持地盤 21……モルタル等の固化材、22……ダウンザホールハン
マー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面を上下方向の旋回溝形成部と肉厚な
   転圧部とに区画したカッティングヘッドを有し、ケーシ
   ング本体及び該ヘッドは二重壁の中空内部に送気管兼用
   の送液管を設け、その下端をカッティングヘッドの下端
   に注出口として臨ませ、また、この部分にダウンザホー
   ルハンマーを装着可能とした回転ケーシングを使用し、
   該回転ケーシングの建込みとともにケーシング内部をケ
   ーシング上端開口から挿入する掘削バケット等の掘削手
   段で掘削、排土して、孔壁を圧密しながら所定深度まで
   掘削し、次いで該ケーシング内に外周にスペーサーを設
   けた既成杭を芯材として建込み、前記カッティングヘッ
   ドの先端よりモルタル等の固化材を注出して孔内を充填
   し、このモルタル等の固化材の充填度に応じてケーシン
   グを引き抜くことを特徴とする杭の施工法。