JPS6160924A - 地中貫入部材の打込み、引抜き工法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は杭などの地中貫入部材の打込み、引抜き工法
に関し、特に複合振動を利用した地中出入部材の打込み
、引抜き工法に関する。

（従来技術と問題点） 周知のように、鋼管、Ｈ鋼、コンクリート類などの杭や
、あるいは鋼矢板などの地中貫入部材を地中に打設する
工法として振動工法がある。

この種の工法では、一般的に鉛直発振機が用いられ、こ
れにより発生した上下往復振動を地中貫入部材に与え、
囚人部材の周面摩擦力を極力減少させ、且つ、起振力に
よって発振はおよび貫入部材に生じた慣性力を利用して
地盤中に貫入する。

ところが、鉛直発振機による地中貫入部材の打込みは、
地盤が軟弱な粘性土質あるいは砂質なとでは、貫入も容
易で短時間で打込むことかできる。

しかし、ＩＩ！Ｉ盤が硬い場合や、上記地質であっても
中間に比較的硬い層が存在する地盤では、貫入が困難と
なり七しく時間がかかる。

この解決法として、従来はウォータージェットやオーガ
ー等によるプレポーリング工法を採用するなど補助工法
を併用するか、大型の鉛直発振（震を使用して所定の深
度まで貫入部材を打込んでいたが、この方法では打設儂
械が大型化し、また、経済的不利益が大きくなる。

そこで、本願出願人は、ずでに特願昭５５−８８６４５
＠公報で上下振動と捩じり振動とが合成された複合振動
を加えることで、地中貫入部材の打込み、引抜きが困ｆ
、Ｉｌな地盤でも、容易にこれを可能とする工法を開示
している。

しかしながら、この工法でも次のような問題があった。

すなわち、この工法で使用している発振観は、偏心錘を
有する発振軸を上下二段に配しているため、鉛直方向の
長さが一段分だけ余分に長くなり、従ってこの部分に相
当する長さだけ杭長が犠牲にされていた。

（発明の目的） この発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、本発明に係る工
法では、発振機の発振軸を同一平面内に配置することで
、上記杭長の問題を解消し、施工能力を高めるとともに
、また、？７Ｌ周而摩略力の減少を計るため、杭先端に
杭径Ｊ：りもね「大径の尖端形状リブを取（ｊけ、地盤
への破壊日入の増大Ｊ３よびリブの地盤切崩しによる杭
周面塗１察力の減少、さらに捩じり振動による繰返し剪
断攪乱作用をより効果的にして、粘性土質の地盤強度の
低減化を計り、複合振りｊ発振機の性能を発揮さヒ、施
工能力をさらに高めることができる工法の提供にある。

（発明の構成） 上記目的を達成りるため、この発明は地中貫入部材の打
込み、引抜き゛工法において、地中貫入部材の上端に偏
心錘を有する４本の発振軸を同一平面に配置し、一方の
対角線上の一対の発振軸は他方の発振軸の偏心錘に対す
る相対位置を自在に変更できる複合振動発振機を連結し
、地中Ｕ１人部材の打込み、引抜きが国難になった１、
′Ｉに、前記複合振動発振機の駆動を止めることなく遠
隔操作で前記一方の対角線上の発振軸の偏心錘の相対位
置を変更して、地中貫入部材に上下および捩じり方向の
合成された振動を加え、地中に貫入部材を打込み、若し
くは地中より貫入部材を引き抜くことを特徴とする。

（実　施　例） 以下、この発明の好適な実施例について添附図面を参照
にして詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る地中１入部材の打込み困難な地
盤における打込み方法を示す図である。

地盤１０は、中間部分に硬い地盤層１２があって、その
下方に支持層１４が存在する。

同図において、１６は地中貫入部材などを懸吊する移動
式のベースマシンであって、吊りワイヤｉａ、ｗｉ衝器
２０を介して複合振動発振機２２を吊り下げている。

地中貫入部材はこの実施例では、円筒形の鋼管杭２４が
使用され、下端には杭２／１より若干大径に形成され、
先端が先鋭な十字形に形成され、抗の外方に突出するリ
ブを有するコーン２６が１■着され、上端は連結具２８
を介して上記複合振動発振機２２に接続されている。

上記複合振動発振機２２は、本願出願人ににり待願ｎｉ
ｌ　５９−１３　（３８１号で開示したものであって、
概略の構成は、偏心錘を有し、それぞれ個別に回転自在
に支承心れた４個の発振軸を前後方向に配設された一対
ｆつの軸心が同方向となり且つ、それぞれの軸心が平行
となるように前後左右に平面的に配置し、これらの発振
軸のいずれか１つを駆動軸どし、前後対の発ｆ！軸はそ
れぞれ同方向に回転させると・ともに、一方の前後対に
対して他方を逆方向に回転さｕｌざらにそれぞれの発振
軸の回転数が同一となるように構成してものであって。

前記発振軸の中間に回転力を伝達するとと６に、発振軸
の運転中に遠ＶＡ操作で−・方の対角線上に位置する一
対の発ＪＪｒ１軸を所定の角度だけ回転さけ、他方の対
角線上に位置する一対の発振軸に対づる位相差を調整で
さる動力伝達部を介在さけたことを特徴としている。

この発振ぼ２２の複合振動の発生原理を第２図に示ず。

同図にＪ３いては、同じ重ｆＱＯ）侭心踵Ｗを何づる４
個の発振軸Ａ　　、Ａ’　　、Ｂ　　、Ｂ’が、ｉｉ１
′Ｉ俊方向に配設された一対（ＡとＢ　　、Ａ’と８’
）の軸心が同方向となり、且つそれぞれの軸心が平行と
なるように前後・左右に平面的に配置されており、各発
振＠Ａ　　、Ａ’　　、Ｂ　　、Ｂ’は、それぞれ矢印
方向に同一回転数で回転する。

すなわち、前（ｐ対（Ａと８’　　、ＢとＡ′）の発振
軸は同方向に回転し、左右の発振軸（ＡとＢ　。

Ａ′とＢ’）では回転方向が逆になっている。

ここで、対角線上に位置する発ｌ！ｉ軸ＡとＡ′を主発
振軸、ＢとＢ′を従発振軸と呼び、主発振軸に対して従
発振軸の位相角、すなわら偏心錘の位置が適宜角度に設
定できるものとする。

まず、主発振軸Ａ　、Ａ’と従発振軸Ｂ　　、Ｂ’の位
相角が同一の場合（位相差が雰）、各発振軸Ａ、Ａ’　
　、Ｂ　　、Ｂ’は、第１図（ａ−１＞、（ａ　−２）
、（ａ−３＞、（ａ−４＞に示す状態で回転する。

この時の偏心＆ｉｌ！Ｗの遠心力による起振力は、捩じ
り方向の起振力が、同図（ａ−２＞、　　＜ａ　−４）
に承りように逆方向に作用して零となるため、ｌ−下方
向にのみ作用りる。

次に主発振軸Ａと八′と進発振軸ＢとＢ′の位相差がπ
（１８０°）の場合には、各偏心ｔ！Ｉ！　Ｗは第１図
（ｃ−１＞、（ｃ−２＞、（ｃ−３＞。

（ｃ−４）に承り状態で回転する。

この場合には、上下方向の起振力は、同図（Ｃ−１）、
（ｃ−３）に示ずように、方向が逆で大きざが等しく変
＋ＪＪするため、互いに打ち消し合って零となる。

しかし、捩じり方向の起振力は、同図（ｃ−２）、　　
（ｃ−４）に示すように同一方向となり、左右の発振＠
（Ａど［（、Ａ′と８’）の合力と＜Ｋる。

さらに、主発振＠Ａ、Ａ’と従発振軸Ｂ、８′の位相差
がπ／２　＜９０”　）の場合には、各痛心ＩＩ！　Ｗ
　）ま第　１　図　＜１ｌ−１）、　　　（ｂ−２）、
　　　（ｂ−３）、（ｂ−４）に示り状ｆぶで回転１ｙ
る。

この場合には、上下方向の起振力と捩じり方向の起振力
は、位相差が零またはπの時と比べて据幅は小さくなる
が、同一の周期すなりら上］・方向の起振力が最大とな
るとぎ、捩じり方向の起振力も最大となるように変動す
る。

さらにまた、位相差がＯくθ〈π／２の場合には、上下
方向の起振力が主となり、一方、これがπ／２くθくπ
の場合には、捩じり方向の起振力が主となる複合撮動が
発生する。

この複合振動モードは、位相差θの選択によって任意に
設定でき、地盤の性状に応じて適宜振動モードが得られ
る。

鋼管杭２４を打込むには、鋼管杭２４のコーン２６が硬
い地盤層１２に到達するまでは、従来の工法と同じよう
に上下往復振動Ｘで行なう。

そして、鋼管杭２４の先端今２６が硬い地ｌｆｆ１２に
突き当たり、打込が困難な状態になった時に、地上に設
置された制御装置３０によって上記複合振動Ｒ［１ｊ１
２２の駆動を停止することなく操作し、発振い２２の一
方の対角線上の発振軸の偏心錘の相対位置を変更して、
上下往復振動Ｘと、捩じり往復振動Ｙとが合成された複
合振動Ｚが鋼管ｖＬ２４に加えられるようにする。

ここで、複合振！ＦＪＩＺの振動モードは、硬い地盤層
１２に適合したものに設定され、このことにより、上下
往復振；ｊｈ　Ｘは、発振機２２および鋼管杭２４の慣
性力を先端コーン２６に伝え、地盤層１２を破壊して杭
２４を貫入させ、且つ、上下往復振動Ｘによって抗２４
の周面ＩＩ！ｒＭ抵抗を大幅に低減さμる。

また、これと同時に捩じり往復振動Ｙは、杭２４の先端
コーン２６が、地！１１ｇ１Ｚ１２をｇＪ断破壊するよ
うに作用し、これらの相乗作用により、硬い地盤層１２
に対しても容易に且つ短時間に鋼管杭２４を貫入できる
。

そして、鋼管杭２４が所定の支持層１４に到達すると打
込が終了する。

なお、上述した実施例のように、地盤１０の深度方向の
中間に、硬い地盤層１２が存在する場合には、杭２４の
打込みに先立って地質調査して確認しても良いが、例え
ば杭２４の口入ｍ＠連続的に測定しておき、硬い地盤層
１２に抗２４が到達すると貫入司が変化するため、これ
を検知して、７．ＩＩ卯装置３０を上述のように操作し
てもよい。

一方、地１１０中に打込まれた鋼管杭２４を引き抜くに
は、第３図に示ツ方法で行なう。

同図に示す状態は、ｍ管杭２４が、例えば粘土層の如き
引抜きが難しい地盤１０に打込まれている状態であって
、まず、ＷＩ管杭２４の抗頭に、第１図と同じようにベ
ースマシン１６に吊り下げられた複合振動発振機２２を
Ｍ活貝２８によって接続する。

しかる後に、複合撮動発振１１！１２２を駆動し、鋼管
杭２４に上下往復振動Ｘと捩じり往復振動Ｙとが合成さ
れた複合振動２を加えながら上方に引き抜くと、容易に
引き仮くことができる。

この場合においても、複合振動Ｚの振動モードは、杭２
４が打込まれている地盤１０の性状に合せて設定する。

さて、上述の如＜　ｂｖ成された本発明の方法において
は、１ｉｌｆｆ杭２４の打込み、引抜きを容易且つ短時
間に施工できるとともに、杭２４を打込み中に複合振動
発振機２２による複合振＠２の振動モードを、発振８１
２２の駆動を停止することなく広範囲且つ任意に設定で
８るので、抗２４の貫入状態や地盤性状の変化などの施
工条件に応じて、最も能率が向上づる状態で施工できる
。

また、上述したように鋼管杭２４の先端にコーン２６を
ｖｔ着することによって、地盤の破１２１！貫入量を増
大できるとともに、コーン２６の外周りブの地盤切崩し
による杭周面摩涼力の低減、ざらに、捩じり往復振動Ｙ
による剪断撹乱作用が増加し、粘性土などの地１ｍ強度
の低減がなされ、複合振動発振機２２の打込み性能はさ
らに向上する。

なお、上記実施例では、地中貫入部材として鋼管杭２４
を例示したが、この発明の実施例はこれに限られるもの
ではなく、コンクリート杭、鋼矢板などであってもよい
。

特に、鋼矢板の打込み、引抜きに適用すると以下の作用
効果が得られる。

ずなわら、鋼矢板の打込み、引抜き作業では、地盤の性
状以外に隣接鋼矢板との噛合いが必要となり、上下振動
Ｘのみによって打込み、引１友くと、噛合部分の異常、
噛合部の固着、共上りなどの障害が発生して、作業が困
難になることもあるが、これらの障害は捩じり往Ｉ振動
Ｙを加えた複合振動２によって排除でき、作業を円滑に
行なうことも可能にする。

（発明の効果） 以上、実施例で詳細に説明したように、この発明に係る
地中貫入部材の打込み、引抜き工法によれば、地中貫入
部材の打込み、引抜きが難しい地盤であっても、遠隔操
作により打込み、引抜き作業を停止することな（、地盤
性状に適合した振動モードで長大な貫入部材の打込み、
引抜き作業が可能となり、作業能率を大幅に向上できる
などの作用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による杭の打込時を示すものであって
、同図（ａ　）は全体図、同図（ｂ）は要部拡大図であ
る。 第２図は複合撮動発′！Ｊｊｔ機の原Ｉ！Ｉ！説明図で
ある。 第３図はこの発明による杭の引抜時の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼管、Ｈ鋼等の杭や鋼矢板等の地中貫入部材の打込み、
   引抜き工法において、該地中貫入部材の上端に偏心錘を
   有する４本の発振軸を同一平面に配置し、一方の対角線
   上の一対の発振軸は他方の発振軸の偏心錘に対する相対
   位置を自在に変更できる複合振動発振機を連結し、該地
   中貫入部材の打込み、引抜きが困難になった時に、該複
   合振動発振機の駆動を止めることなく遠隔操作で該一方
   の対角線上の発振軸の偏心錘の相対位置を変更して、該
   地中貫入部材に上下および捩じり方向の合成された振動
   を加え、地中に該貫入部材を打込み、もしくは地中より
   該貫入部材を引き抜くことを特徴とする地中貫入部材の
   打込み、引抜き工法。