JP2002047648A - 場所打ちコンクリート杭工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 場所打ちコンクリート杭工法において孔壁保
護を確実に行う。 【解決手段】 泥水を逆循環させつつ掘削可能な掘削機
２０を用い、その掘削機によりケーシング１０を回転挿
入する工程と、掘削機により泥水を逆循環させつつケー
シングの下方を掘削する工程と、掘削孔内にコンクリー
トを打設してコンクリート杭を形成する工程と、掘削機
によりケーシングを回転させつつ引き抜く工程とを有す
る。あるいは、泥水を正循環および逆循環させつつ掘削
可能な掘削機を用い、泥水を正循環させつつケーシング
設置のための一次掘削工程と、掘削機によるケーシング
の回転挿入工程と、泥水を逆循環させつつケーシングの
下方をさらに掘削する二次掘削工程と、掘削孔内にコン
クリートを打設してコンクリート杭を形成する工程とを
有する。所定長のケーシングを順次継ぎ足しつつ回転挿
入していき、ケーシングの最先端には掘削刃を設けてお
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は場所打ちコンクリー
ト杭を施工するための工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ボーリング機械を使った
場所打ちコンクリート杭の代表的な工法として、掘削孔
内に泥水を満たして孔壁の保護を行うとともに泥水循環
により掘削土砂の排出を行うというものがある。そのよ
うな工法は泥水の循環方式によりさらに２通りに分類さ
れる。すなわち、泥水を掘削機のロッドを通して掘削孔
の底部に供給し、地表部でオーバーフローさせた泥水か
ら土砂を分離排出して循環させるという正循環（ないし
順循環）方式のものと、逆に、掘削孔の底部からロッド
を通して泥水とともに土砂を吸い上げ、地表部で泥水か
ら土砂を分離排出して掘削孔に注入するという逆循環
（リバース）方式のものである。前者の代表的なものに
いわゆるＢＨ工法（大口径ボーリングマシン工法）があ
り、後者の代表的なものにいわゆるＴＢＨ工法などの小
型リバースサーキュレーション工法がある。

【０００３】ところで、場所打ちコンクリート杭工法は
いずれにしても地盤に掘削孔を形成するものであるため
多少なりとも地盤を緩めることがあり、したがって周辺
地盤に対する悪影響が懸念されるような場合には何らか
の対策が必要である。

【０００４】図１２はそのような対策を必要とする場合
の一例を示すもので、鉄道の既存の軌道１に近接して小
型リバースサーキュレーション工法により場所打ちコン
クリート杭２を施工するに際し、口元ケーシング３の下
方に対して薬液注入による地盤改良を施して改良地盤４
を設け、そのうえで掘削を行うことで孔壁崩壊を確実に
防止し、以て軌道１の支持地盤の変状を確実に防止する
ようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、場所打
ちコンクリート杭の施工に際して事前に薬液注入等によ
る地盤改良を施すことで周辺地盤に対する悪影響は回避
できるが、薬液注入等の地盤改良等が近接構造物の変状
を引き起こすこともあり、また、そのような地盤改良工
事はそれ自体が多大の費用を要するものであるし、当然
にその分の工期も必要であり、そのため、薬液注入によ
る地盤改良によらずとも周辺地盤に対する悪影響を確実
に防止することのできる有効な工法の開発が望まれてい
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の場所打
ちコンクリート杭工法は、泥水を逆循環させつつ掘削可
能な掘削機を用い、該掘削機に孔壁保護のためのケーシ
ングを連結して、該掘削機により該ケーシングを孔壁保
護対象領域に回転挿入する工程と、前記掘削機より前記
ケーシングを取り外してロッドおよびビットを装着し、
前記掘削機により泥水を逆循環させつつ前記ケーシング
の下方を掘削して掘削孔を形成する工程と、掘削孔内に
コンクリートを打設してコンクリート杭を形成する工程
と、前記掘削機に前記ケーシングを再び連結して該掘削
機により該ケーシングを回転させつつ引き抜く工程とを
有することを特徴とするものである。

【０００７】請求項２の発明の場所打ちコンクリート杭
工法は、泥水を正循環および逆循環させつつ掘削可能な
掘削機を用い、該掘削機により泥水を正循環させつつ孔
壁保護対象領域に掘削孔を形成する一次掘削工程と、前
記掘削機のロッドに孔壁保護のためのケーシングを連結
して、該掘削機により該ケーシングを前記掘削孔内に回
転挿入する工程と、前記ロッドより前記ケーシングを取
り外してビットを装着し、該掘削機により泥水を逆循環
させつつ前記ケーシングの下方をさらに掘削して掘削孔
を延長する二次掘削工程と、掘削孔内にコンクリートを
打設してコンクリート杭を形成する工程とを有すること
を特徴とするものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明の場所打ちコンクリート杭工法において、所定長のケ
ーシングを地表において順次継ぎ足しつつ回転挿入して
いくとともに、該ケーシングの最先端には掘削刃を設け
ておくことを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１〜図
６を参照して説明する。本第１実施形態の工法は、図１
２に示したように既存の軌道１に近接する位置に小型リ
バースサーキュレーション工法により場所打ちコンクリ
ート杭２を施工するに際し、従来のように薬液注入によ
る地盤改良を施すことに代えて、図６に示すようなケー
シング１０を用いて孔壁保護を行うようにしたものであ
り、かつ、そのケーシング１０の地盤に対する挿入と引
き抜きを小型リバースサーキュレーション掘削機２０
（以下、単に掘削機２０と略す）自体で行うようにした
ものである。

【００１０】まず、そのケーシング１０について図６を
参照して説明する。これは（ａ）に示す先端ケーシング
１０ａと、（ｂ）に示す中間ケーシング１０ｂと、
（ｃ）に示す継手部材１０ｃからなり、先端ケーシング
１０ａの基端（上端）に所要本数の中間ケーシング１０
ｂを多段に継ぎ足すことで全体として所望長さのケーシ
ング１０を構成し、最上段の中間ケーシング１０ｂを継
手部材１０ｃを介して上記の掘削機２０に連結可能とし
たものである。

【００１１】それら先端ケーシング１０ａ、中間ケーシ
ング１０ｂ、継手部材１０ｃはいずれも鋼管を主材とし
て製作されたもので、先端ケーシング１０ａの先端部に
は所望の掘削刃１１およびコンポジット１２が設けら
れ、中間ケーシング１０ｂの先端部には先端ケーシング
１０ａおよび他の中間ケーシング１０ｂを連結するため
のソケット部１３が一体に設けられ、継手部材１０ｃは
掘削機２０に連結するためのフランジ１４とその周囲に
設けられた補強リブ１５を有するものである。そして、
それら先端ケーシング１０ａ、中間ケーシング１０ｂ、
継手部材１０ｃのそれぞれには、互いに皿ボルトにより
連結するためのボルト孔１６と、互いに嵌合して相互の
相対回転を拘束するための突起１７と切欠１８がそれぞ
れ対応する位置に形成されている。

【００１２】なお、このケーシング１０の内径は施工す
るべき杭２の外径よりやや大きい程度で良い。また、先
端ケーシング１０ａおよび中間ケーシング１０ｂの長さ
は通常の掘削機が取り扱える範囲であれば適宜で良い
が、たとえば先端ケーシング１０ａは４ｍ程度、中間ケ
ーシング１０ｂは２ｍ程度とすることが現実的であり、
ケーシング１０の全長を最適に設定するうえで必要であ
れば１ｍ程度の長さの中間ケーシング１０ｂを併用すれ
ば良い。

【００１３】上記のケーシング１０を用いて杭２を施工
する場合の作業手順を図１〜図５を参照して説明する。
なお、本第１実施形態により施工する杭２は鉄骨および
鉄筋を芯材とする径１〜２ｍ程度のコンクリート杭であ
って、図５に示すような地中構造物１９の支持杭として
設けられるものであり、その地中構造物１９の底盤より
地表までの間は泥水固化による埋め戻しを行うものとす
る。なお、地中構造物１９がない場合は、地表部まで鉄
骨および鉄筋等を芯材とするコンクリート杭を施工す
る。また、図１〜図４に示しているように、口元深礎２
１の底部からほぼ杭頭までの領域（図中Ｈで示す範囲、
本第１実施形態はＨ＝約７ｍ）を上記のケーシング１０
による孔壁保護対象領域としている。

【００１４】まず、図１に示すように作業ステージ２２
を設置し、深礎工法により口元深礎２１を掘削する。

【００１５】図２に示すように、上記の掘削機２０を設
置してそれに継手部材１０ｃを介して先端ケーシング１
０ａを連結し、掘削機２０自体によりケーシング１０を
地盤中に回転挿入する。先端ケーシング１０ａのほぼ全
長を回転挿入したら、先端ケーシング１０ａと継手部材
１０ｃとの間に中間ケーシング１０ｂを継ぎ足し、さら
に回転挿入する。

【００１６】図３に示すように所要本数の中間ケーシン
グ１０ｂを継ぎ足してケーシング１０を孔壁保護対象領
域Ｈに設置したら、最上段の中間ケーシング１０ｂと継
手部材１０ｃとの連結を解いて継手部材１０ｃを中間ケ
ーシング１０ｂから取り外し、かつ掘削機２０から継手
部材１０ｃを取り外して、図４に示すように掘削機２０
にロッド２３およびビット２４を取り付ける。そして、
地中に設置されたケーシング１０（中間ケーシング１０
ｂおよび先端ケーシング１０ａ）内を通して掘削機２０
による本来の掘削工程、すなわち小型リバースサーキュ
レーション工法により泥水を逆循環させつつケーシング
１０の下方に対する掘削を行う。

【００１７】所定深度まで掘削が完了したら、Ｈ形鋼お
よび鉄筋等の芯材を挿入し、図５に示すように杭頭位置
までコンクリートを打設して杭２を形成するとともに、
その上部は泥水固化による埋め戻しを行う。なお、地中
構造物１９がない場合は、泥水固化による埋め戻し部分
は鉄骨および鉄筋等の芯材を挿入し、コンクリートを打
設する。

【００１８】その後、掘削機２０に継手部材１０ｃを連
結してそれをケーシング１０の最上段の中間ケーシング
１０ｂに再び連結し、その掘削機２０自体によりケーシ
ング１０を回転させつつ引き抜き、以上で作業が完了す
る。

【００１９】上記工法によれば、従来の薬液注入による
地盤改良に代えてケーシング１０による孔壁保護を行う
こととしたので、確実な孔壁保護が可能であって周辺地
盤の変状を確実に防止できることはもとより、薬液注入
による場合に比較して工費を大きく削減でき、工期短縮
も図ることができる。しかも、ケーシング１０の回転挿
入と引き抜きを小型リバースサーキュレーション掘削機
２０自体で行うので、従来一般のケーシング打ち込み工
法による場合のようにそのための専用機材を必要としな
いし、振動や騒音の点でも有利である。また、ケーシン
グ１０としては先端ケーシング１０ａに所定長の中間ケ
ーシング１０ｂを多段に連結して継手部材１０ｃにより
掘削機２０に連結する構成のものを採用し、かつ先端ケ
ーシング１０ａには掘削刃１１を設けているので、ケー
シング１０全長が長大な場合であってもその挿入および
引き抜きを汎用の掘削機により支障なく容易に行うこと
が可能である。

【００２０】次に、図７〜図１１を参照して第２実施形
態を説明する。本第２実施形態により施工する杭２は鉄
筋コンクリート杭であり、またケーシング１０を引き抜
くことなくそのまま埋め殺すようにし、ケーシング１０
の回転挿入に先立ちそのための一次掘削を行うようにし
た点で第１実施形態と相異している。

【００２１】本第２実施形態では、図７に示すように口
元深礎２１を施工した後、図８に示すように第１実施形
態と同様の小型リバースサーキュレーション掘削機２０
を設置し、まず孔壁保護対象領域Ｈに対する一次掘削を
行う。この一次掘削に際しては掘削機２０本来の逆循環
による掘削ではなく、泥水経路を切り替えて正循環によ
る掘削すなわちＢＨ工法により掘削を行うこととし、そ
れに対応させて泥水比重も１．４程度に設定する。

【００２２】孔壁保護対象領域Ｈに対する一次掘削が完
了したら、図９に示すようにロッド２３の先端に継手部
材１０ｃを介してケーシング１０を連結し、掘削機２０
自体によりケーシング１０を回転挿入する。その際、第
１実施形態と同様に所定長の先端ケーシング１０ａおよ
び中間ケーシング１０ｂを継ぎ足しつつ回転挿入してい
く。なお、ケーシング１０としては第１実施形態におけ
るものをそのまま用いることでも良いのであるが、本第
２実施形態ではケーシング１０を引き抜くことなくその
まま埋め殺してしまうことから、図示しているように各
ケーシング１０ａ，１０ｂをそのまま溶接してしまって
も良い。

【００２３】ケーシング１０の設置後、ロッド２３から
ケーシング１０を取り外してビット２４を取り付け、図
１０に示すようにケーシング１０を通してその下方に対
する二次掘削を行う。この二次掘削は小型リバースサー
キュレーション掘削機２０による本来の掘削、すなわち
泥水を逆循環させる小型リバースサーキュレーション工
法により行うこととし、泥水もそれに合わせて適正なも
のに入れ替える。

【００２４】所定深度まで掘削した後、図１１に示すよ
うに鉄筋籠２５を挿入し、トレミー管２６を用いてコン
クリートを打設して杭２を完成させる。ケーシング１０
はそのまま埋め殺してしまえば良い。

【００２５】本第２実施形態によっても第１実施形態と
同様の効果が得られるとともに、ケーシング１０の回転
挿入に先立って一次掘削を行うのでケーシング１０の設
置をより容易に行い得るし、その一次掘削を掘削機２０
によるＢＨ工法により行うので一次掘削の際の孔壁保護
も万全である。

【００２６】以上で本発明の実施形態を説明したが、以
上の実施形態はあくまで一例であって本発明はこれら実
施形態に限定されるものでは勿論なく、本発明の主旨を
逸脱しない範囲で、たとえば掘削機の形式や仕様、作業
工程の細部等に関しては適宜の設計的な変更を行い得る
ことは当然である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明の場所打ちコンクリート
杭工法は、泥水を逆循環させつつ掘削可能な掘削機を用
い、その掘削機自体によりケーシングを孔壁保護対象領
域に回転挿入した後、掘削機により泥水を逆循環させつ
つケーシングの下方を掘削して掘削孔を形成してコンク
リート杭を形成し、掘削機自体によりケーシングを回転
させつつ引き抜くようにしたので、ケーシングによる確
実な孔壁保護が可能であって従来の薬液注入等による地
盤改良を不要とでき、しかもケーシングの設置と引き抜
きを掘削機自体により行うので他の機材が不要であり、
したがって従来に比べて工費削減、工期短縮を実現する
ことができ、周辺地盤の変状を確実に防止する必要のあ
る場合に適用して最適である。

【００２８】請求項２の発明の場所打ちコンクリート杭
工法は、泥水を正循環および逆循環させつつ掘削可能な
掘削機を用い、その掘削機により泥水を正循環させつつ
孔壁保護対象領域にケーシング設置のための一次掘削を
行った後、掘削機自体によりケーシングを回転挿入し、
掘削機により泥水を逆循環させつつケーシングの下方を
二次掘削してコンクリート杭を形成するようにしたの
で、上記と同様の効果が得られることに加え、一次掘
削、ケーシングの回転挿入、二次掘削の全てを掘削機自
体により行うので、極めて効率的かつ合理的である。

【００２９】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明の場所打ちコンクリート杭工法において、所定長のケ
ーシングを地表において順次継ぎ足しつつ回転挿入して
いくとともに、ケーシングの最先端には掘削刃を設けて
おくので、ケーシング全長が長大であるような場合にも
その設置や引き抜き作業を掘削機自体により支障なく容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の工法を示すもので、
口元深礎を掘削した状態を示す図である。

【図２】 同、掘削機によるケーシングの回転挿入工程
を示す図である。

【図３】 同、ケーシングの回転挿入が終了した状態を
示す図である。

【図４】 同、掘削機による掘削工程を示す図である。

【図５】 同、コンクリート杭が形成された状態を示す
図である。

【図６】 同工法において使用するケーシングの一例を
示す図である。

【図７】 本発明の第２実施形態の工法を示すもので、
口元深礎を掘削した状態を示す図である。

【図８】 同、掘削機による一次掘削工程を示す図であ
る。

【図９】 同、掘削機によるケーシングの回転挿入工程
を示す図である。

【図１０】 同、掘削機による二次掘削工程を示す図で
ある。

【図１１】 同、コンクリート打設直前の状態を示す図
である。

【図１２】 従来一般の薬液注入を伴う場所打ちコンク
リート杭工法の一例を示す図である。

【符号の説明】

２ 場所打ちコンクリート杭 １０ ケーシング １０ａ 先端ケーシング １０ｂ 中間ケーシング １０ｃ 継手部材 １１ 掘削刃 ２０ 掘削機（小型リバースサーキュレーション掘削
機） ２３ ロッド ２４ ビット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉武 邦夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D041 AA01 DA03 EA02 EA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 場所打ちコンクリート杭を施工するに際
   し、泥水を逆循環させつつ掘削可能な掘削機を用い、該
   掘削機に孔壁保護のためのケーシングを連結して、該掘
   削機により該ケーシングを孔壁保護対象領域に回転挿入
   する工程と、前記掘削機より前記ケーシングを取り外し
   てロッドおよびビットを装着し、前記掘削機により泥水
   を逆循環させつつ前記ケーシングの下方を掘削して掘削
   孔を形成する工程と、掘削孔内にコンクリートを打設し
   てコンクリート杭を形成する工程と、前記掘削機に前記
   ケーシングを再び連結して該掘削機により該ケーシング
   を回転させつつ引き抜く工程とを有することを特徴とす
   る場所打ちコンクリート杭工法。
2. 【請求項２】 場所打ちコンクリート杭を施工するに際
   し、泥水を正循環および逆循環させつつ掘削可能な掘削
   機を用い、該掘削機により泥水を正循環させつつ孔壁保
   護対象領域に掘削孔を形成する一次掘削工程と、前記掘
   削機のロッドに孔壁保護のためのケーシングを連結し
   て、該掘削機により該ケーシングを前記掘削孔内に回転
   挿入する工程と、前記ロッドより前記ケーシングを取り
   外してビットを装着し、該掘削機により泥水を逆循環さ
   せつつ前記ケーシングの下方をさらに掘削して掘削孔を
   延長する二次掘削工程と、掘削孔内にコンクリートを打
   設してコンクリート杭を形成する工程とを有することを
   特徴とする場所打ちコンクリート杭工法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の場所打ちコンク
   リート杭工法であって、所定長のケーシングを地表にお
   いて順次継ぎ足しつつ回転挿入していくとともに、該ケ
   ーシングの最先端には掘削刃を設けておくことを特徴と
   する場所打ちコンクリート杭工法。