JP2001336379A - 硬質地盤に対するケーシングの直接打設方法及び装置 - Google Patents
硬質地盤に対するケーシングの直接打設方法及び装置Info
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Abstract
筒状杭体が地すべり用抑止杭やあらゆる鋼管等に使用出
来、打設装置から任意に離隔部位を選択出来、自在に打
設出来るようにし、又、孔曲り等生じた場合にも補正し
易く作業能率が絶大なケーシングの打設を行う。 【解決手段】硬質地盤に対し、打設装置7を設置し架台
を切土にセットし、トランシット・下げ振りにより鉛直
性の確認を行ってエアーラインやキャップタイヤケーブ
ルを接続した状態でエアーハンマー杭芯に合わせ、トラ
ンシット・下げ振り等で直角に2方向よりケーシングの
鉛直確認を行いダウンザホールハンマーにより打設を行
い、この際、掘削機構により回転掘削を行い、圧入装置
を筒状杭体8´の外側から圧接して又、突起部を筒状杭
体の外面8´に付設し、鉛直の推進を行いケーシング8
´の離隔部位l1 ,l2 ,l3 …任意に選択出来、打設
工事を行う。
Description
や、肉厚のコンクリート杭や鋼管矢板等のケーシングを
硬質地盤や岩盤層に対し掘削と建込みを直接的に行う技
術分野に属する。
の鋼管や既製のコンクリート杭や鋼管矢板等のケーシン
グを直接的に打撃する施工や圧入する施工のみでは完全
に近く打設施工不能となる硬質地盤や岩盤地層に対する
打設方法に対処する技術がさまざまに改良研究され、例
えば、特開平9−302654号公報発明に見られる如
く、ケーシングの中空部に内にダウンザホールドリルを
挿入した三点支持式杭打機を用いて、又は、ブームクレ
ーン式の先端にリーダーを垂下する方法を介しての相伴
クレーンにより回転反力を取り、直接打設を行う中堀工
法もあった。
となるような硬質地盤や岩盤層に対してはケーシング建
込みに先行して強化型スクリュー式掘削機や全回転型オ
ールケーシング掘削機やダウンザホールドリル等の掘削
機により杭の全長分の先行掘削を行った後、ケーシング
を建込み、グラウトを行う工法や孔に置換材を投入し、
打撃施工を行う等の施工方法が行われいた。
来態様の技術による地盤に対する直接打設を行う工法に
おいては、第一に三点支持式杭打機、又は、クレーンブ
ーム式先端からリーダーを垂下するような様式の態様で
は相伴クレーンに回転反力として直接打設を行う中堀工
法ではあるものの、ケーシングの機台の中心位置より打
設部位が一定であり、離隔部位が自在にとれないという
最大の欠点があり、強化型スクリュー式掘削によれば、
杭体の孔曲り等の修正する場合が施工的に極めて煩瑣と
なる不都合さがあり、又、ダウンザホールドリル等の掘
削機による先行掘削を行った後にケーシングの建込みと
グラウト充填を行う施工が極めて煩雑となる不具合があ
った。
等の手法も手順的に施工が極めて煩瑣であるというデメ
リットもあった。
打機又はブームクレーン式の先端からリーダーを垂下
し、該リーダーを介して回転反力を確保するべく該三点
支持式杭打機の上部の旋回体とリーダーが固設されてい
る構造上の制約やブームクレーン式先端から挿着するリ
ーダーの重量負荷、及び、該リーダー固定による機械重
量の増加に起因する相伴クレーンの作業半径の縮少によ
り重機設置位置とケーシングとの離隔が限定されるため
に、海上や河川内や湖沼内や山間傾斜地等における現場
の地理的条件により機台設置位置による制約が生じる場
合、重機の足場の確保を図るべく鋼製の作業構台の架設
や築島工や切土工や盛土等の構築等の付帯工事の増大が
不可避的に発生し、施工期間の長期化や能率の低下やコ
スト高となる不利点があった。
工法の場合、掘削とケーシングの建込みの2工程に伴う
工程が不可避的に発生し、そのうえ、軟弱層と硬質地盤
の両地盤及び岩盤層にはケーシングによる孔壁保護を行
わねばならず、併せて、これらの施工工程期間の長期化
の原因ともなる不都合さもあった。
基づく、鋼管矢板に代わる、ケーシング及び軟弱層と硬
質地盤及び岩盤層の互層地盤に対する堅坑掘削等の一般
の硬質地盤や岩盤に対する打設と建込みの問題点を解決
すべき技術的課題とし、当該硬質地盤や岩盤の互層地盤
等に対する打設を掘削と回転圧入によりスムーズに行
え、設計通りにケーシングの打設も行えるようにして建
設産業における土木技術利用分野に益する優れた硬質地
盤に対するケーシングの直接打設方法と該方法に直接使
用する装置を提供せんとするものである。
請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前述課題を
解決するために、ケーシングの中空部にシャフト状の掘
削機構を挿入し、そして、少なくとも該ケーシングの圧
入作業を行うと共に掘削作業を行うようにする硬質地盤
に対するケーシングの直接打設方法であって、上記掘削
機構をケーシングの少なくとも一部に連係して回転反力
を該ケーシングに対する係合から確保し、該掘削機構及
びケーシングを吊設するブーム式クレーンの所定位置か
ら異なる離隔部位に該ケーシングを打設するようにする
ことを基幹とし、打設地盤の表面上に設置した圧入装置
により上記ケーシングの外周面を内向きに把持して貫入
抵抗により打設が困難となる場合には該ケーシングに押
圧力を付与して打設を推進させるようにもし、上記ケー
シングの打設姿勢に設計姿勢と打設方向が相違した場合
には所定に該ケーシングを引き揚げて設計姿勢にして再
打設を行うようにもし、上記ケーシングの外周面に突起
部を形成して該ケーシングを掘削機構の回転に対し固定
して掘削を行うようにもし、クローラに付設した機台に
旋回自在に立設したクレーンの先端からケーシングを吊
設し、併せて該ケーシングに形成した中空部に掘削機構
を挿入して硬質地盤に対するケーシングの直接打設装置
であって、上記クレーンがブーム式クレーンでり、その
設置位置から異なる離隔部位に上記ケーシングの打設を
行えるようにされていることを他の基幹とし、上記掘削
機構がその外側のケーシングに係合して回転反力を確保
されているようにし、上記掘削機構がその上部に駆動装
置を介してクレーン先端から吊設され、而して該駆動機
構がケーシングに係合されて回転反力を確保されている
ようにし、又、ケーシングに補正装置が付設されている
ようにもし、該ケーシングに付設されている補正装置が
ケーシングの圧入引抜装置とされているようにもした技
術的手段を講じたものである。
鋼管やコンクリート杭体や鋼管矢板等のケーシングを硬
質地盤や岩盤地層等に打設するに際し、該ケーシングの
内部の中空部にシャフト状の掘削機構を挿入し、該掘削
機構を吊設クレーンの中途部に駆動装置を設け、該駆動
装置を中空部の外側に設けたケーシングの所定部位に少
なくとも連結、或いは、咬合、把持、或いは、回転方向
の干渉により係合し、掘削機構を回転方向に固定し、回
転反力をケーシングから確保し、旋回するブーム式クレ
ーン装置により異なる離隔部位に該ケーシングを掘削及
び、回転を介し推進して直接的に打設にするようにし、
その際、打設地盤の表面に設置した圧入装置によりケー
シングの外周面を圧接して打設するようにし、貫入抵抗
により打設が困難となる場合には該ケーシングに押圧力
を付与して打設を推進するようにし、打設プロセスにお
いて、打設姿勢において打設方向が相違した場合には該
ケーシングを引き揚げて正規の設計姿勢にして再打設を
行うようにもし、又、掘削機構をケーシングに係合させ
た駆動装置によりクレーンブーム式に吊設してその回転
反力をケーシングから確保するようにし、その際、該ケ
ーシングの外周面には突起部を設けて地盤に固設するよ
うにし、或いは、該ケーシングに対し、その中空部に挿
入した掘削機構を係合して回転反力を確保しながら、回
転掘削を行うようにもし、設計打設姿勢を補正する場合
には圧入と引抜を反復して行うようにして、設計通りの
ケーシングの直接打設が行えるようにしたものである。
実施しようとする形態を図14を除いた図面を参照して
説明すれば以下の通りである。
が、他の地すべり用抑止杭、建築用の既製コンクリート
杭のケーシングに対しての適用も可能であることは勿論
のことである。
施した硬質地盤2に対し、クローラ3に360度旋回自
在な機台4を載置し、該機台4にブーム式クレーン4´
を傾斜旋回自在に立設し、該ブーム式クレーン4´の先
端から滑車を介し、ワイヤー6により打設機としてのバ
イブロハンマー5(駆動装置16´)を吊設し、而し
て、導材支持杭9を該切土工1を施した部分に臨ませセ
ットし、図2に示す様に該導材部材9にロッドハンマー
8を所定位置にセットし臨ませて、エアライン11及び
キャップタイヤケーブル等を接続してエアーハンマーの
先端を杭芯に合致させ、図2,3に示す様にトランシッ
ト・下げ振り等で直角2方向よりケーシング8´の鉛直
度の確認を行う。
ケーシングとしての鋼管矢板8´の打設態様であり、こ
の時、図4に示すケーシングとしての鋼管矢板8´の態
様に於ては、導材部材9に対しては、(例えば、ブルマ
ン社製)10をして固定し、又、鋼管矢板8´は継ぎ手
部13を介し、具体的に屈曲が自在であるが、相互に連
結固定した態様をとる。
いについては、図5に示すように取り合わされているも
のである。
いては、図6に示す様にされている。
をして切土工1に形成した専用井戸14に建込みし、次
いで、図8に示す様に、ケーシング8´にダウンザホー
ルハンマー15をドリルロッド16と共に専用井戸14
に打撃掘削用ビット17を縮径状態で建込む。
リルロッド16の建込み及び、引き抜きは図9に示す様
にされ、当該図9の(イ)に示す様に、ダウンザホール
ハンマー15の先端部に拡縮機構を有するボタンビット
17を縮径状態にして引き抜き、又、(ロ)に示す様に
掘削時には拡径状態にして掘削を行うが、ボタンビット
17の構造については、周公知のものである。
とドリルロッド16の建込みに際しては、図9の
(イ),(ロ)と共に、交互に用いて両者の建込みと引
き抜きを行うものである。
0によるケーシング8´との相互クランプは図10の側
面図(ハ)〜(ヘ)、及び、その平断面図の図11の
(ト)〜(リ)に示す通りである。
0側のクランパの突起部21及びケーシング8´側の突
起部22による部分的係合(ト)や(チ)に示す様に、
掘削機構20から突出しているクランパ23によるケー
シング8´のクランプによる図11の(リ)に示すよう
にケーシング8´の強度剛性を利用して他方のクランパ
24によりクランプ挾持して掘削機構20による打設と
回転反力を確保することが出来るようにし、又、図10
の(ホ)に示すように掘削機構20の突起部25を掘削
機構20のノッチ26に係合してケーシング8´に係合
させたり、又、当該図10の(ヘ)に示すように、掘削
機構20とケーシング8´とをボルト締め27を介し
て、固定するようにしたり、又、掘削装置20に対して
は図12に示す様に駆動装置5の中心から下方にシャフ
ト状の掘削機構28をケーシング8´の中空部に配設し
て回転掘削をケーシング8´の推進掘削と同時に行うよ
うにすることも可能である。
ては、図13の(ヌ),(ル)に示す様に、この出願の
発明における打設装置7が従来の三点支持式又は、ブー
ム式クレーン先端からリーダーを垂下させる方法により
相伴クレーンを回転反力として直接打設を行う中堀工法
と違って打設装置7の中心からl1 ,l2 ,l3 …等の
離隔部位を相互に異ならせた任意の部位にケーシング8
´の打設をすることが出来、これに対し、図14に示す
様な従来の三点支持式杭打ち機7´等ではリーダー29
の部位が(オ),(ワ),(カ)に示すように固定され
ているために、当該(オ),(ワ),(カ)に示す様に
離隔部位lが固定した打設態様とは著しく異なり、打設
部位が選択的に行える自由度がある。
含む)が打設中途で異なるような場合は、ブーム式クレ
ーン4をしてケーシング8´を引き上げ、再度設計打設
姿勢で打設するようにもする。
著しい新規性、進歩性を有する利点である。
示す様に地盤2に対しリング状の圧入装置30を掘削機
構20の直下にセットし、ケーシング8´に外側から圧
接させ、該ケーシング8´の外周面8´´´に所定ピッ
チを介して設けた突起部31を介し(ヨ)に示すように
掘削機構20と圧入装置30の作用により、又、当該態
様は鉛直度補正の場合にも使用出来るものであり、
(タ),(レ),(ソ)に示す様に、ケーシング8´を
地盤2に対し、固定姿勢にし、掘削と圧入を同時に行う
ようにしたり、図16に示す様な(ツ)に示す側面駆動
方式にしたり、(ネ)に示す様な軸回転方式にしたり、
前者の側面駆動方式にあっては、その(ナ)に示す様に
掘削機構20を上部から駆動し、突起部31を介し、シ
ャフト28を回転させ、或いは、当該図16の(ラ)に
示す様に掘削機構20のクランプ30をしてシャフト2
8に圧接させ、該シャフト28を側面から駆動するよう
にすることが出来る。
心から下延する該シャフト28の周囲にスクリュウ32
を設けて掘削剪断を行うようにしたり、又、図18に示
す様に、掘削機構20の中心部から下方に延出する該シ
ャフト28の先端に拡縮自在なボタンビット17を設け
て該ボタンビット17の拡径による回転を介しての剪断
掘削と打設を同時に併行的に行うようにするようにする
態様も採用可能である。
らずバイブロハンマーで先行掘削を行い、中層,深層の
掘削については該バイブロハンマーに反力をとりながら
行う態様も採用可能である。
図19に示す様に、図示しないコンプレッサーにより発
生された高圧で大容量の圧搾空気は図示しないレシーバ
ータンクに連通され、エアーライン11通してドリルロ
ッド16の中空部を通り、エアーハンマーに送られる
と、ボタンビット17により地山を打撃し破砕し、破砕
された地山スライムはくり粉となって、エアーハンマー
15のピストンを駆動したエアーと、ブローしたエアー
とにより孔外に排出される。
の先端の拡径されていたボタンビット17を縮径して図
20に示すようにケーシング8´を地中に残置したもの
に対してドリルロッド16,エアーハンマー15を引き
抜いていく。
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、ブーム
式クレーン4を伸縮自在にする等種々の態様が採用可能
であり、対象となるケーシングは、孔壁保護管のみなら
ず、筒状杭体等にも利用可能である。
に従来態様の筒状杭体が鋼管矢板等に限られていたのを
肉厚等のコンクリート鋼管等の筒状杭体一般に使用出来
るようにしたことにより地すべり用抑止杭等の筒状杭体
等が利用でき、筒状杭体の利用対象が増加し得るという
優れた効果が奏される。又、クレーンの能力範囲内にお
いて、重機足場と杭心間の離隔や高低差に関わらず、大
重量となる大径、長尺の掘削装置の遠隔操作や建築用の
既製コンクリート杭や抑止杭等の肉厚杭の直接打設が行
えるという優れた効果が奏されるものである。
て、機台に設立したブーム式クレーンが360度旋回自
在にされていることにより、硬質地盤や岩盤等の硬質地
盤に対して離隔部位が打設姿勢の設計姿勢の補正を含め
て自在に打設出来る打設の柔軟性が選択自在に出来ると
いう優れた効果が奏される。
化型スクリュー式掘削機や全回転型オールケーシング掘
削機やダウンザホールドリル等の掘削機により杭全長分
の先行掘削を行った後ケーシングの建込みとグラウト充
填を行わずにすみ、充填置換材を後工程で投入すること
なく、結果的に施工が簡単に行われるという優れた効果
が奏される。
出来ることにより、鋼製作業台の架設工、築島工、切土
工、盛土工等の付帯的な施工が省略でき、効率の良いケ
ーシングの打設が行えるという優れた効果が奏される。
業を行う場合に、掘削とケーシングの建込みの2工程化
に伴う工事の長期化が避けられ、能率良く、軟弱地盤と
硬質地盤及び、岩盤層の地盤にはケーシングによる孔中
の保護を行わずにすみ、工程の長期化が避けられ、結果
的にコストダウンが出来、設計通りにケーシングの打設
が行われうという優れた効果が奏される。
高まるという優れた効果が奏される。
の構造状の制約やブーム式クレーン先端から吊設するリ
ーダーのかなりの重量負荷及び、打設装置設備と杭芯と
のリーダーの離隔部位の制限がないために、極めて能率
の良い施工が行われるという優れた効果が奏される。
場合には、ケーシングの外周面を把持して該ケーシング
に押圧力を付与して打設を推進するようにすることも可
能である。
設置状況の側面図である。
面図である。
上面図である。
り合い側面図である。
合い側面図である。
拡縮図であり、(イ)は縮径状態の引き抜き説明断面図
であり、(ロ)は拡径状態の掘削状態説明断面図であ
る。
り、であり、(ハ),(ニ),(ホ),(ヘ)は各態様
の部分側面図である。
図であり、(ト)は突起部の平面図(チ)は内外両面か
らの圧接上面図、(リ)は外面からの圧接上面図であ
る。
部のシャフト駆動装置との取り合い部分側断面図であ
る。
部位の状態図であり、(ヌ)は同側面図、(ル)は同平
面図である。
係説明図であり、(オ),(ワ)は同側面図であり、
(カ)は同上面図である。
態図であり、(ヨ)は同部分側面図、(タ)はその位置
態様の上面図(レ)は他の態様の上面図(ソ)は別の態
様の上面図。
(ツ)は回転方式、(ネ)は側面駆動方式説明図であ
り、(ナ)は該側面駆動方式の1態様の上面図、(ラ)
は同他の態様の上面図。
中空部のシャフト状態の掘削機構がスクリューである状
態図である。
動装置と先端のボタンビットの拡縮部分側断面取合い図
である。
る。
の概略断面図である。
装置) 3 クローラ 4 旋回式機台 6 ワイヤー 29 掘削機構 2 地盤 30 圧入装置 8´´´ 外周面 16´ 駆動装置
Claims (8)
- 【請求項1】孔壁に対するケーシングの中空部にシャフ
ト状の掘削機構を挿入し、少なくとも該ケーシングの圧
入作業を行うと共に掘削作業を行うようにする硬質地盤
に対するケーシングの直接打設方法において、上記掘削
機構をケーシングの少なくとも一部に連係して回転反力
を該ケーシングから確保し、該掘削機構及びケーシング
を吊設するブーム式クレーンの所定位置から異なる離隔
部位に該ケーシングを打設するようにすることを特徴と
する硬質地盤に対するケーシングの直接打設方法。 - 【請求項2】打設地盤の表面上に設置した圧入装置によ
り、上記ケーシングの外周面を内向きに把持して貫入抵
抗により打設が困難となる場合に該ケーシングに押圧力
を付与して打設を推進させるようにすることを特徴とす
る請求項1記載の硬質地盤に対するケーシングの直接打
設方法。 - 【請求項3】上記ケーシングの打設姿勢に設計姿勢と打
設方向が相違した場合には所定に該ケーシングを引き揚
げて設計姿勢で再打設を行うようにすることを特徴とす
る請求項1記載の硬質地盤に対するケーシングの直接打
設方法。 - 【請求項4】上記ケーシングの外周面に突起部を形成し
て該ケーシングを掘削機構の回転に対し固定して掘削を
行うようにすることを特徴とする請求項1,2,3いづ
れか記載の硬質地盤に対するケーシングの直接打設方
法。 - 【請求項5】クローラに付設した機台に旋回自在に立設
したクレーンの先端からケーシングを吊設し、併せて該
ケーシングに形成した中空部に掘削機構を挿入して硬質
地盤に対するケーシングの直接打設装置において、上記
クレーンがブーム式クレーンであって、その設置位置か
ら異なる離隔部位に上記ケーシングの打設を行えるよう
にされていることを特徴とする硬質地盤に対するケーシ
ングの直接打設装置。 - 【請求項6】上記掘削機構がその外側のケーシングに係
合して回転反力を確保されていることを特徴とする請求
項5記載の硬質地盤に対するケーシングの直接打設装
置。 - 【請求項7】上記掘削機構がその上部に駆動装置を介し
てクレーン先端から吊設され、而して該駆動機構がケー
シングに係合されて回転反力を確保されていることを特
徴とする請求項5記載の硬質地盤に対するケーシングの
直接打設装置。 - 【請求項8】上記ケーシングの打設設計姿勢を補正する
装置がケーシングに付設されており、該補正装置がケー
シングの圧入引抜装置とされていることを特徴とする請
求項7記載の硬質地盤に対するケーシングの直接打設装
置。
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JP2000157847A JP3708795B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | ケーシングの打設方法 |
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