JP2004100395A - Method and body for supporting weight-dropping device, method and pile head base for pile push-in test, and construction method for bearing pile foundation - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、戸建て住宅や鉄筋コンクリート造等の建物を建設する際の支持杭基礎の施工方法に関し、特に、施工地盤の硬さや締まりの程度を調査するための標準貫入試験に使用される重錘落下装置の支持方法及びその支持体、施工地盤に埋設した支持杭の支持力等を確認するための杭の押込み試験方法、並びに、支持杭の杭頭に設けられる杭頭台座に関する。
【0002】
【従来の技術】
戸建て住宅や鉄筋コンクリート造等の建物基礎の種類として、建物地面に基礎部材を敷設してなる直接基礎、所定深さまで鋼管等の支持杭を埋設してなる支持杭基礎、建物地盤を掘り起こして硬質な支持層に改良する地盤改良基礎等がある。これらの中でも、支持杭基礎は、直接基礎を施工することができない軟弱地盤に適用でき、また地盤改良基礎に比較して短工期、低コストに抑えることができるため、頻繁に採用され施工されている。
【0003】
図11に示すように、一般的に支持杭基礎の施工は以下の工程で行なわれる。
(a)杭地盤の調査:標準貫入試験等によって地盤の土質種類や硬度等を調査する。支持杭基礎の適用可否、杭タイプ、杭径、杭長さ、杭配置等を決定する。
(b)杭の建て込みと固定:支持杭を杭芯に合わせて重機で吊り込み、杭先端部付近を振れ止め装置に固定する。
(c)杭の埋設 :杭の鉛直性を確認後に杭打ち機等によって埋設する。
(d)杭の接続 :杭の接続が必要な時、順次接続して延長する。
(e)杭の埋設完了:所定の深さまで埋設を終了させた後、圧入を加えて杭頭を被蓋する。
(f)杭の施工確認:杭の押込み試験(鉛直載荷試験)によって杭の支持力等を確認する。
【0004】
上記の施工工程の内、工程(a)で行なわれる杭地盤の調査試験としては、例えば標準貫入試験がある。この試験は、ボーリングロッドを挿入するための掘削孔を掘削する重機と、その掘削重機とは独立した別体の標準貫入試験装置とを使用し、掘削重機による所要深さの掘削孔の掘削と標準貫入試験装置によるボーリングロッドの打撃貫入とを交互に繰り返すことによって行なわれていた(例えば、特許文献1参照。)。また工程(f)で行なわれる杭の押込み試験では、試験杭の押込みの際、試験杭の周囲4箇所に反力杭を打ち込んで試験杭の上方に梁を渡し、試験杭と梁との間にジャッキを配置することによって押込み反力を得ていた(例えば、特許文献2参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−5534号公報(第3−5頁、第1図)
【特許文献2】
特開昭57−100210号公報(第2−3頁、第1−2図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、工程(a)では、掘削重機とは別体に標準貫入試験装置の支持フレームを組立て、掘削孔に挿入されたボーリングロッドを打撃するように重錘を落下させる重錘落下装置をその支持フレームで支持して標準貫入試験を行なっていたため、支持フレームの組立作業や、重錘落下装置の支持作業を行なう手間が掛かっていた。また工程(f)では、反力杭を埋設する等、押込み反力を得るための装置を設置する手間が掛かっていた。よって、支持杭基礎の施工工程(a)〜(f)を完了させるのに必要な作業工数が多く掛かるため、支持杭基礎の施工コストが高くなる問題点があった。
【0007】
そこで、本発明の課題は、上記従来の問題点を解消し、杭地盤の調査を行なうための試験の内、特に標準貫入試験に使用される構成機器を簡素化でき、設置作業の手間を軽減することができる重錘落下装置の支持方法とその支持部材を提供し、さらに、押込み反力を得る際の手間を省くことができる杭の押込み試験方法を提供することにある。さらに、これらの省力化等によって、施工コストを抑えることができる支持杭基礎の施工方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1の発明による重錘落下装置の支持方法は、ボーリングロッドの上端に設けたノッキングヘッドを打撃するために、標準貫入試験に基づく規定高さで支持されたキャッチャーから前記試験に基づく規定重量の重錘を自由落下させる重錘落下装置の支持方法であって、重機に昇降自在に設けられた昇降部に、支持体を介して、前記キャッチャーを連結し、前記昇降部を上昇させて、前記キャッチャーを規定高さで支持させることを特徴とする。
【0009】
また請求項2の発明による重錘落下装置の支持方法は、昇降部が、重機に立設された柱状フレームに沿って昇降自在に設けられ、ボーリングロッドを挿入する掘削孔を掘削するための掘削ヘッドを着脱可能とするモータであることを特徴とする。
【0010】
また請求項3の発明による重錘落下装置用支持体は、請求項1または請求項2に記載の昇降部に着脱可能で、下端に、ボーリングロッドの上端に設けたノッキングヘッドを打撃するためのキャッチャーを連結可能な支持部と、前記ボーリングロッドを挿入する掘削孔を掘削するための掘削ヘッドを連結可能な連結部と、を備えて構成される。
【0011】
また請求項4の発明による杭の押込み試験方法は、測定対象となる試験杭の上方に、上端を固定した加圧用ジャッキを配設し、前記加圧ジャッキにより試験杭に押圧力を下向きに作用させ、その試験杭の沈下量を測定する杭の押込み試験方法であって、試験杭を打設できる重機に加圧用ジャッキの上端を固定させたことを特徴とする。
【0012】
さらに請求項5の発明による杭の押込み試験方法は、重機を試験杭に跨がせ、前記重機の本体部底面に加圧用ジャッキの上端を固定させたことを特徴とする。
【0013】
また請求項6の発明による杭の押込み試験方法は、重機が、掘削用オーガを回転埋設するオーガ推進機を昇降自在に備えた柱状フレームを有してなり、前記柱状フレーム下端面に加圧用ジャッキの上端を固定し、試験杭に作用する押圧力が、埋設した掘削用オーガの引き抜き反力を含むものであることを特徴とする。
【0014】
また請求項7の発明による杭頭台座は、請求項4乃至請求項6の何れかに記載の試験杭と加圧用ジャッキとの間に配置される台座部を有し、前記台座部に、試験杭の沈下量を測定するゲージを受ける受台部を設けて構成される。
【0015】
さらに請求項8の発明による杭頭台座は、台座部が杭頭を被覆するキャップ状に形成され、受台部が台座部に突設されて構成される。
【0016】
また請求項9の発明による支持杭基礎の施工方法は、建物の支持杭基礎の施工方法であって、請求項1又は請求項2に記載された重錘落下装置の支持方法を使用して標準貫入試験を行ない、その試験結果によって、支持杭を施工する地盤の硬さや締まりの程度を調査する杭地盤の調査工程と、請求項4乃至請求項6の何れかに記載された杭の押込み試験方法を使用して杭の押込み試験を行ない、その試験結果によって、埋設した支持杭の支持力を確認する杭の施工確認工程と、を含み、前記杭地盤の調査工程と、前記杭の施工確認工程とに共通の重機を使用することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1〜図4は本発明に係る重錘落下装置の支持方法及び支持体を使用してなる標準貫入試験装置の一実施形態を示す。本発明は、従来の技術で示した図11の支持杭基礎の施工工程を示すフローチャートにおいて、工程(a)の杭地盤の調査に使用される。図1に示すように、本標準貫入試験装置1aは、支持アーム4によって支持された柱状フレーム3とその柱状フレーム3に沿って昇降自在に設けられた昇降部5とを備えてなる自走式重機(以下、単に「重機」とする)7を利用し、その昇降部5に重錘落下装置9を支持して構成されている。
【0018】
重機7としては、モータの回転駆動によって鋼管等からなる支持杭を回転埋設する杭打ち機が使用されている。柱状フレーム3は、大径の長尺鋼管によって柱状に形成されてなり、水平に整地された地盤55に対して垂直をなすように、この重機7の本体部8に立設されている。柱状フレーム3には、その側面に昇降部5の昇降用レール3aが設けられている。昇降用レール3aには、昇降部5として、重機7の装備するウィンチによって昇降自在に形成された支持杭の回転埋設用のモータ6が、駆動軸6aを下方に向けて設けられている。モータ6としては、正逆回転可能な電動モータが使用される。モータ6の駆動軸6aには、ボーリングロッド11の上端に設けたノッキングヘッド12を打撃するために、重錘15を所要高さから自由落下させる重錘落下装置9が、支持体13を介して支持されている。また、ボーリングロッド11の挿入先端には、中空サンプラ52が設けられている。
【0019】
図2及び図3に示す重錘落下装置9は、JISA1219規格に規定された標準貫入試験に使用されるものである。重錘落下装置9は、重さ63.5kgの重錘15と、重錘15の上部を着脱自在に係止する係止手段を備えたキャッチャー17と、重錘15の芯部とキャッチャー17の芯部とに設けられた両貫通孔15c,17bに挿通されるガイドロッド19と、ガイドロッド19の下端に重錘15の貫通孔15cよりも大径の円柱形に形成されたノッキングヘッド12と、キャッチャー17の上部に設けられキャッチャー17を吊り下げるための吊下げワイヤ21とから構成されている。なお、ガイドロッド19とボーリングロッド11とは、ノッキングヘッド12を介して取り外し可能に形成されている。
【0020】
重錘15は、円柱形状の重錘本体15aとその上部端面に突設した係止凸部15bとから構成されている。係止凸部15bには、その上部全周に溝部25が形成されている。キャッチャー17は、係止凸部15bに嵌合する係止凹部17aを備えている。ガイドロッド19は、ボーリングロッド11と略同一径に形成されている。ガイドロッド19の下端のノッキングヘッド12から所要高さの位置には、ボーリングロッド11よりも一回り太径に形成された円柱形状のリリースカップリング部23が設けられている。ノッキングヘッド12には、重錘15による打撃を検出する打撃検出センサ14が設けられている。打撃検出センサ14の検出信号の出力部は、計測装置(図示略)に接続されている。
【0021】
キャッチャー17には、係止手段として、重錘15の溝部25を係止するようにスプリング27で内側に付勢されたフック29が設けられている。フック29は、貫通孔17bに挿通されたガイドロッド19の表面と接触する接触部29aを備えている。フック29は、リリースカップリング部23をキャッチャー17が通過する際、リリースカップリング部23に接触した接触部29aが外側に押圧され爪部29bを開いて、重錘15の溝部25の係止を外すように形成されている。また、キャッチャー17には、ストッパピン31の挿抜によってフック29の開閉動作を規制するロック機構が装備されている。
【0022】
図4の支持体13は、六角柱形のボルト部33と、そのボルト部33の一端面全周に亘って外方に突設されたフランジ部35とから構成されている。ボルト部33は、モータ6の駆動軸6aに設けられた六角柱形凹部(図示略)に着脱自在に嵌着するように六角柱形に形成されている。フランジ部35には、キャッチャー17を連結可能に形成した支持部が設けられている。支持部は、吊下げワイヤ21を吊り下げるため、フランジ部35に穿設した2つの吊下孔37である。
【0023】
さらに、支持体13には、標準貫入試験を行なう際にボーリングロッド11を挿入する掘削孔43を掘削するための掘削ヘッド39を連結する連結部46が設けられている。連結部46は、掘削ヘッド39を接続するジョイント40と、ジョイント40をフランジ部35に装着する装着部47とから構成されている。ジョイント40は、ボーリングロッド11と略同一径の短尺棒体からなり、その一端には掘削ヘッド39の基端に刻設された雄ネジ部39aに螺合する雌ネジ部40aを備え、他端には軸対称位置且つ軸線と直交する方向に突設された2つの突起体45を備えている。
【0024】
装着部47は、フランジ部35の下面に対して軸線を合わせ垂直に当接したジョイント40を軸回りに回転させる際に、回転による突起体45の移動を案内する案内部47aと、モータ6の駆動力を掘削ヘッド39に伝える駆動力伝達部47bとから構成されている。さらに、装着部47には、掘削ヘッド39の雄ネジ部39aと同一径の雄ネジ部を備えジョイント40の雌ネジ部40aに接続されたボーリングロッド11を装着できるようになっている。
【0025】
次に、上記構成の装置1aによって行なわれる標準貫入試験の手順と共に、重錘落下装置9の支持方法を説明する。
(1)掘削ヘッド39の基端に連結部46のジョイント40を螺合する。モータ6の駆動軸6aに連結した支持体13の下面に対して軸線を合わせてジョイント40を垂直に当接し、ジョイント40の突起体45を案内部47aに沿って駆動力伝達部47bまで回転させて、モータ6に支持体13を介して掘削ヘッド39を装着する。
(2)揺れ止め装置50によって鉛直性を確保しながら、その掘削ヘッド39によってボーリングロッド11を挿入するための掘削孔43を所要深さ、例えば支持層56まで掘削する。
(3)支持体13からジョイント40に螺合したまま掘削ヘッド39を取り外す。先端に中空サンプラ52を設けたボーリングロッド11の他端に、他のジョイント40を螺合し、掘削ヘッド39と同様にそのボーリングロッド11をモータ6に支持体13を介して装着する。
【0026】
(4)モータ6の昇降によってボーリングロッド11を掘削孔43に挿入し、先端を掘削孔43底面に当接させる。
(5)ボーリングロッド11を掘削孔43に挿入した状態で、ボーリングロッド11から支持体13を取り外し、ジョイント40に替えてガイドロッド19を螺着する。
(6)重錘15の溝部25にキャッチャー17のフック29を掛け、重錘15をキャッチャー17に係止する。ストッパピン31を差し込んでフック29の開閉動作を規制し係止状態を保持する。
(7)支持体13の吊下孔37に吊下げワイヤ21を掛けて、モータ6を上昇させて、重錘15とキャッチャー17とを吊り上げ、モータ6に支持体13を介して重錘落下装置9のキャッチャー17を連結する。
(8)モータ6の下降と共にガイドロッド19の上端を重錘15とキャッチャー17の両貫通孔15c,17bに挿通し、ノッキングヘッド12上部に配置する。ストッパピン31を抜き取ってフック29の開閉動作を自在とし、係止状態を保持する。
【0027】
(9)モータ6を上昇させ重錘15とキャッチャー17とを吊り上げ、リリースカップリング部23に接触した接触部29aを外側に押圧し爪部29bを開く。
(10)爪部29bの開動作によって係止状態を解除し、規定高さH1(=750mm)から重錘15を自由落下させノッキングヘッド12を打撃する。モータ6を下降させ、キャッチャー17のフック29を重錘15の溝部25に掛け、重錘15をキャッチャー17に係止する。
(11)(9)と(10)とを繰り返すと共に、ボーリングロッド11を300mm貫入させるために要する打撃回数を、ノッキングヘッド12に設けた打撃検出センサ14の検出信号を利用し計測装置によって記録計数する。標準貫入試験の規格に基づいて、杭地盤の軟硬や締まり具合の相対値を観測し、杭地盤の調査を行なう。また中空サンプラで採取した土試料によって土質を確認する。
【0028】
この実施形態の重錘落下装置の支持方法によれば、昇降部5を備えた任意の重機を利用してキャッチャー17を支持することが可能となる。よって、標準貫入試験装置の構成を簡素化できると共に、従来のような支持フレーム等が不要となって設置作業を簡単にできる。また、昇降部5として重機7のモータ6を使用し、このモータ6に支持体13を介してキャッチャー17を支持したので、重機7を標準貫入試験の構成機器として兼用することによってその構成を簡素化できる。また、構成機器の搬入搬出作業、支持フレーム等の組立作業及び重錘落下装置9の支持作業等の設置作業の手間を軽減することができる。
【0029】
また、支持体13に、重錘落下装置9を吊り下げる吊下孔37と、掘削ヘッド39及びボーリングロッド11を共通して連結する連結部46を設けたので、モータ6を回転駆動用機器としてだけでなく重錘落下装置9の吊り下げ用の部品としても使用することができ、構成部品の点数を減らすことができる。さらに、連結部46を、掘削ヘッド39とボーリングロッド11とを共通して接続可能に形成したジョイント40と、支持体13のフランジ部35にジョイント40を装着する装着部47とから構成し、ジョイント40を支持体13に当接した状態で回転させて装着部47に装着する機構としたので、予め掘削ヘッド39とボーリングロッド11とにジョイント40を夫々接続しておけば、装着端を同一形状に変換することができ、簡単な回転操作で着脱及び相互の交換を行なうことができる。さらに、杭地盤の調査工程の省力化によって支持杭基礎の施工コストを減少させることができる。
【0030】
図5及び図6は本発明に係る杭の押込み試験方法を使用してなる杭の押込み試験装置の一実施形態を示す。本発明は、従来の技術で示した図11の支持杭基礎の施工工程フローチャートにおいて、工程(f)の杭の施工確認に使用され、JGS1811(地盤工学会基準)に規定された杭の押込み試験に使用されるものである。本杭の押込み試験装置1bは、試験杭への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭の沈下量を記録すると共に、試験杭への載荷荷重ごとに荷重付与時間経過後の試験杭の沈下量をグラフ表示できる杭の押込み試験装置において、試験杭への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭の沈下量を入力される入力部を3回線としたことを特徴として構成されている。
【0031】
つまり、本装置1bは、試験杭60への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭の沈下量を入力する3回線の入力部を備えると共にこれらを記録し加えて試験杭60への載荷荷重ごとに荷重付与時間経過後の試験杭60の沈下量をグラフ表示する記録装置76を備え、対象となる試験杭60の上方に押圧力を作用させるための加圧用ジャッキ64を杭頭台座70を介して配設し、試験杭60を打設できる重機7を試験杭60に跨がせ、重機7の本体部底面8aに加圧ジャッキ64の上端を固定するように構成されている。
【0032】
重機7は、図1で示した杭地盤の調査で使用されたものと同一の自走式の杭打ち機である。加圧ジャッキ64には、最大30トンの加圧能力を備えた試験用油圧ジャッキが使用され、ワゴン車に積載できる程度の大きさで小型に形成されている。また加圧ジャッキ64には、載荷荷重量を電気信号に変換して出力する機能を備えたジャッキ駆動用のジャッキポンプ68が接続されている。
【0033】
試験杭60としては、建物敷地に重機7によって回転埋設された複数の支持杭のうち、押込み試験の適用条件を最適に満たす支持杭が選択される。尚、支持杭には、鋼管の先端に螺旋翼を設けてなるSMD杭が使用されている。試験杭60の杭頭には杭頭台座70が載置されている。地面から頭出しされた試験杭60の上部には、杭バンド72が固着されている。杭バンド72は、鋼製のバンド72aと、バンド72aの4箇所から放射状に突設された受け台72bとからなり、バンド72aのボルト接合によって試験杭60に締着されている。杭バンド72の受け台72bには、ゲージ74が設置されている。ゲージ74は、円柱形のゲージ本体74aと、ゲージ本体74aから軸線を一致させて突設した小径の可動棒74bとからなり、ゲージ本体74aに対する可動棒74bの伸縮量、すなわち杭バンド72の移動量から試験杭60の沈下量を電気信号に変換して出力可能に形成されている。ジャッキポンプ68から電気信号に変換して出力された載荷荷重データ、荷重時間データ、並びに、ゲージ74から出力された試験杭の沈下量データは、記録装置76に入力され記録される。
【0034】
次に、上記構成の装置1bによって行なわれる杭の押込み試験方法を、その手順と共に説明する。
(1)支持杭の埋設完了後、加圧ジャッキ64を測定対象となる試験杭60の杭頭上部に杭頭台座70を介して配設する。杭頭に杭バンド72を締着する。
(2)試験杭60の沈下と共に移動する杭バンド72の移動量を測定するためのゲージ74を設置する。
(3)重機7を試験杭60に跨がせて試験杭60上に配置する。
(4)重機7の本体部底面8aに加圧ジャッキ64の上端を固定する。
(5)加圧ジャッキ64をジャッキポンプ68によって作動させ、試験杭60に鉛直下向きの押圧力を作用させる。
(6)試験杭60への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭60の沈下量を記録装置76の3つの入力部に夫々入力して記録し、試験杭60への載荷荷重ごとに、荷重付与時間経過時の試験杭60の沈下量を表示部によってグラフ表示する。この装置1bの試験結果から、例えば、沈下量が試験杭60の呼び径の1%以下の場合を合格とする判定基準に基づき支持杭の支持力を確認したり、荷重−変位関係や極限支持力を求めることができる。尚、記録装置76にプリンター装置を接続し、載荷荷重、荷重付与時間及び沈下量を印刷出力しても良い。
【0035】
従って、この実施形態の試験方法によれば、従来のように試験杭の周囲に複数の反力杭及び梁を設ける必要がなくなり、簡易に試験を行なうことができる。また本装置1bによれば、記録装置76の入力部76aを3回線としたので、本装置1bの部品点数を減らし、本装置1bを安価に提供することができる。さらに、支持杭の確認工程の簡易化及び部品点数削減によって支持杭基礎の施工コストを低減させることができる。
【0036】
図7は、本発明に係る支持杭基礎の施工方法の一実施形態を示す施工工程説明図である。全工程(1)〜(7)において、共通して使用されている重機79は、その本体部に立設された柱状フレーム78と、その柱状フレーム78の一方側面に支持杭を回転埋設すると共に昇降自在な昇降部として設けたモータ77と、他方側面に掘削用オーガ80をねじ込むと共に昇降自在に設けたオーガ推進機81とを備えてなる自走式オーガ併用杭打ち機である。例えば、株式会社小松製作所製のオーガ併用杭打ち機「BA100」は、同様のタイプのオーガ併用杭打ち機として好適に使用できる重機である。この重機を使用した場合、モータ77はストローク長6525mmで昇降可能に、またオーガ推進機81はストローク長5400mmで昇降可能に夫々構成される。さらに柱状フレーム78もストローク長1100mmで上下にスライド可能に構成される。モータ77の駆動軸6aは、回転埋設する支持杭を連結可能に形成されると共に、図4に示した支持体13を装着できるように形成されている。
【0037】
この重機79を用いて行なわれる支持杭基礎の施工工程の手順を図7(1)〜(6)に示す各工程の内容と共に説明する。
(1)杭地盤の調査:図1〜図4に示した重錘落下装置9の支持方法を使用して標準貫入試験を行ない、杭地盤を調査する。この時、標準貫入試験装置1cは、図1〜図4で示した装置1aの重機7を重機79に置き換えることによって構成される。尚、装置1cの他の構成、標準貫入試験の実施手順及び重錘落下装置9の支持方法は、装置1aのものと同様である。本工程によれば、装置1aを使用した場合と同様の作用効果を得ることができる。
(2)杭の建て込みと固定:支持杭2を杭芯に合わせ、重機79の装備したウィンチ(図示略)で吊り込み、杭先端部付近を、振れ止め装置50に固定する。
(3)杭の埋設 :支持杭2の鉛直性を確認後にモータ77によって回転埋設する。
(4)杭の接続 :支持杭2の接続が必要な時、順次接続して延長する。
(5)杭の埋設完了:所定の深さまで支持杭2の埋設を終了させた後、圧入を加えて杭頭を被蓋する。
(6)杭の施工確認:図5及び図6で示した杭の押込み試験方法を使用して杭の押込み試験を行ない、杭の支持力等を確認する。この時、押込み試験装置1dは、図5で示した装置1bの重機7を重機79に置き換えることによって構成される。尚、装置1dの他の構成及び杭の押込み試験の実施手順は、装置1bのものと同様である。本工程によれば、装置1bを使用した場合と同様の作用効果を得ることができる。
【0038】
この上記実施形態の支持杭の施工方法によれば、工程(1)杭地盤の調査における標準貫入試験装置の構成の簡素化及び工程(6)支持杭の確認における杭の押込み試験の簡易化を実現できると共に、工程(1)杭地盤の調査から工程(6)支持杭の確認まで、一連の支持杭の施工工程の全てを1台の重機を共通して使用して行うことができる。よって建物の支持杭基礎の施工作業における手間を省き、その施工コストを抑えることができる。
【0039】
図8は、図7の施工工程説明図のうち、工程(6)支持杭の確認の別の実施形態を示す杭の押込み試験装置1eの要部拡大図である。本装置1eは、対象となる試験杭60の上方に押圧力を作用させるための加圧用ジャッキ64を杭頭台座85を介して配設し、図7の重機79の柱状フレーム78を鉛直状態を保ちながらスライドさせて試験杭60の上方に配置し、柱状フレーム78の下端面78aに加圧ジャッキ64の上端を固定するように構成されている。また、柱状フレーム78の側面に昇降自在に設けられたオーガ推進機81によって、掘削用オーガ80が所要深さH2までねじ込まれるように回転埋設されている。
【0040】
図9に示すように、杭頭台座85は、試験杭60と加圧用ジャッキ64との間に配置される台座部85aと、図5のゲージ74の可動棒74bを受ける受台部85bとから構成されている。台座部85aは、円形状の厚鋼板の全周に壁体を立設したキャップ形状に形成されている。杭頭台座85は試験杭60の杭頭を被覆するように装着されている。受台部85bはL字鋼材からなり、その一方平面と台座部85aの上面とが同一面上となるように壁体から突設されている。ゲージ74は、そのゲージ本体74aの軸線が試験杭60の埋設方向に一致すると共に、可動棒74bが受台部85bの上側面に当接するように、地面上に配置したゲージ基台87に調整アーム88を介して固定されている。
【0041】
次に、上記構成の装置1eによって行なわれる杭の押込み試験方法を、その手順と共に説明する。
(1)支持杭の埋設完了後、加圧ジャッキ64を測定対象となる試験杭60の杭頭上部に杭頭台座85を介して配設する。
(2)試験杭60の沈下と共に移動する杭頭台座70の移動量を測定するためのゲージ74を受台部85bに設置する。
(3)重機79の柱状フレーム78を試験杭60の上方に配置する。
(4)掘削用オーガ80をオーガ推進機81によって地中にねじ込むように所要深さH2まで埋設する。
(4)柱状フレーム78の下端面78aに加圧ジャッキ64の上端を固定する。
(5)加圧ジャッキ64をジャッキポンプ68によって作動させ、埋設した掘削用オーガ80の引き抜き反力からなる押圧力を、試験杭60に作用させる。
(6)試験杭60への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭60の沈下量を記録装置76の3つの入力部76aに夫々入力して記録し、試験杭60への載荷荷重ごとに、荷重付与時間経過時の試験杭60の沈下量を表示部によってグラフ表示する。この装置1eの試験結果から、装置1bと同様に、支持杭の支持力を確認したり、荷重−変位関係や極限支持力を求めることができる。尚、例えば、掘削用オーガ80の所要深さH2を4000mmとした場合、掘削用オーガ80の引き抜き反力により、重機79の約11000kgの自重に対して、約30000kgの杭の押込み力を得られることが確認されている。
【0042】
従って、この実施形態の杭の押込み試験方法によれば、図5の装置1bを使用した杭の押込み試験方法と同様の効果を得ることができる。さらに、オーガ推進機81を備えた柱状フレーム78を有してなる重機79を使用し、柱状フレーム78の下端面78aに加圧用ジャッキ64の上端を固定して、埋設した掘削用オーガ80の引き抜き反力を試験杭60に作用させる押圧力としたので、重機79の自重が足りない場合であっても、より大きな押圧力を試験杭60に作用させることができる。
【0043】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成や手順を適宜に変更して実施することも可能である。
(1)キャッチャー17を支持する昇降部を備えた重機としては、杭打ち機に限らず、クレーン車等の昇降部を備えた重機を使用しても良い。この場合には、任意の重機を利用してキャッチャー17を支持することが可能となる。よって、標準貫入試験装置の構成機器として利用できる重機の選択範囲を拡大することができる。
(2)ボーリングロッド11は、掘削孔43が崩壊するおそれのある地盤においては、地孔に限らず、予め埋設した鋼管に挿入しても良い。
(3)モータ6,77は、電動モータに限らず、油圧モータでも良い。
(4)吊下げワイヤ21は、ワイヤに限らず、チェーン等他の折り曲げ自在な部材で形成しても良い。
(5)試験杭60は、SMD杭に限らず、他の羽付き杭や、RC杭等の既製杭等でも良い。
(6)杭頭台座85は、図10に示すように、台座部85aに切り欠き部85cを設けたり、受台部85bを2箇所等の複数箇所に設けて構成しても良い。
【0044】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1の発明によれば、昇降部を備えた任意の重機を利用してキャッチャーを支持することが可能となる。よって、標準貫入試験装置の構成を簡素化できると共に、従来のような支持フレーム等が不要となって設置作業の手間を軽減できる。
【0045】
請求項2,3の発明によれば、掘削孔の掘削重機を標準貫入試験装置の構成機器として利用することができ、標準貫入試験装置の構成を簡素化できる。
【0046】
請求項4の発明によれば、従来のように試験杭の周囲に複数の反力杭及び梁を設ける必要がなくなり、簡易に杭の押込み試験を行なうことができる。
【0047】
請求項5の発明によれば、試験杭の上に重機を跨がせるだけの簡単な作業で、杭の押込み試験を行なうことができる。
【0048】
請求項6の発明によれば、掘削用ローガの引き抜き反力を押込み力とすることができ、より大きな押込み力を杭に作用させることができる。
【0049】
請求項7の発明によれば、台座部にゲージの受台部を設けることによって杭頭台座を構成したので、受台部を上下方向に位置決めする手間を省くことができ、ゲージの設置作業を容易にできる。
【0050】
請求項8の発明によれば、台座部をキャップ状に形成したので、杭頭台座を杭頭から外れ難くすることができる。
【0051】
請求項9の発明によれば、前記杭地盤の調査工程と、前記杭の施工確認工程とに共通の重機を使用したので、建物の支持杭基礎の施工作業における手間を省き、その施工コストを抑えることができる。また、杭地盤の調査工程における標準貫入試験装置の構成の簡素化及び支持杭の確認工程における杭の押込み試験の簡易化とによって、支持杭基礎の施工コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す、標準貫入試験装置の正面図である。
【図2】重錘落下装置の構成を示す要部拡大図である。
【図3】重錘落下装置の内部構造を示す拡大断面図である。
【図4】連結部の構成を示す、(a)は全体分解斜視図、(b)はA視図、(c)はB−B端面図である。
【図5】本発明の一実施形態を示す、杭の押込み試験方法を使用してなる杭の押込み試験装置の正面図である。
【図6】杭バンドの構成を示す、図5の杭の押込み試験装置のC視図である。
【図7】本発明の一実施形態を示す、支持杭基礎の施工方法の工程説明図である。
【図8】本発明の別の実施形態を示す、杭の押込み試験方法を使用してなる杭の押込み試験装置の正面図である。
【図9】本発明の一実施形態を示す、(a)は杭頭台座の斜視図、(b)はD−D断面図である。
【図10】図9の杭頭台座の変更例を示す斜視図である。
【図11】従来の支持杭基礎の施工工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1a,1c・・標準貫入試験装置、2・・支持杭、1b,1d,1e・・杭の押込み試験装置、3,78・・柱状フレーム、5・・昇降部、6,77・・モータ、6a・・駆動軸、7,79・・自走式重機、8a・・本体部底面、11・・ボーリングロッド、12・・ノッキングヘッド、13・・支持体、15・・重錘、17・・キャッチャー、37・・支持部としての吊下孔、39・・掘削ヘッド、43・・掘削孔、46・・連結部、47・・装着部、55・・地盤、60・・試験杭、64・・加圧用ジャッキ、68・・ジャッキポンプ、70・・杭頭台座、72・・杭バンド、74・・ゲージ、76・・記録装置、76a・・入力部、78a・・柱状フレームの下端面、80・・掘削用オーガ、81・・オーガ推進機、85・・杭頭台座、85a・・台座部、85b・・受台部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for constructing a support pile foundation when constructing a detached house or a building such as a reinforced concrete structure, and in particular, a weight drop used in a standard penetration test for investigating the hardness and tightness of a construction ground. The present invention relates to a method of supporting a device, a support body thereof, a method of testing a pile indentation for confirming a supporting force of a support pile embedded in a construction ground, and a pile head pedestal provided at a pile head of the support pile.
[0002]
[Prior art]
As the types of building foundations such as detached houses and reinforced concrete structures, there are direct foundations with foundation members laid on the building ground, support pile foundations with steel pipes and other supporting piles buried to a predetermined depth, and hard There is a ground improvement foundation for improving the support layer. Among them, the support pile foundation is frequently adopted and constructed because it can be applied to soft ground where the foundation cannot be directly constructed, and it can be shortened in construction period and cost compared to the ground improvement foundation. I have.
[0003]
As shown in FIG. 11, construction of a support pile foundation is generally performed in the following steps.
(A) Investigation of pile ground: Investigate the soil type and hardness of the ground by a standard penetration test and the like. Determine the applicability of the support pile foundation, pile type, pile diameter, pile length, pile arrangement, etc.
(B) Piling and fixing of piles: The supporting pile is suspended by heavy equipment in alignment with the core of the pile, and the vicinity of the tip of the pile is fixed to the steady rest device.
(C) Pile burial: After confirming the verticality of the pile, bury it with a pile driver.
(D) Connection of piles: When connection of piles is necessary, connect them sequentially and extend them.
(E) Pile burying completion: After burying is completed to a predetermined depth, press-fit is applied to cover the pile head.
(F) Confirmation of pile construction: The pile's bearing capacity and the like are confirmed by a pile indentation test (vertical loading test).
[0004]
In the above-mentioned construction process, as a survey test of the pile ground performed in the process (a), there is, for example, a standard penetration test. This test uses a heavy machine to drill a borehole for inserting a boring rod, and a separate standard penetration test device independent of the drilling machine. It has been performed by alternately repeating the impact penetration of a boring rod by a standard penetration test device (for example, see Patent Document 1). In the pile indentation test performed in step (f), when pushing the test pile, the reaction pile is driven into four places around the test pile, and the beam is passed above the test pile. A push-in reaction force is obtained by arranging a jack on the vehicle (see, for example, Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-5534 (page 3-5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-57-100210 (page 2-3, FIG. 1-2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the step (a), the supporting frame of the standard penetration test device is assembled separately from the heavy excavator, and the weight drop device that drops the weight so as to hit the boring rod inserted into the drilling hole is supported by the supporting frame. Since the standard penetration test was carried out by supporting with the frame, it took time to assemble the support frame and support the weight dropping device. Further, in the step (f), it is troublesome to install a device for obtaining a pushing reaction force, such as burying a reaction force pile. Therefore, there is a problem that the construction cost of the support pile foundation is increased because the number of work steps required to complete the construction steps (a) to (f) of the support pile foundation is increased.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to simplify the components used for the standard penetration test among the tests for investigating the pile ground, and to reduce the labor of installation work. It is an object of the present invention to provide a method for supporting a weight falling device and a supporting member for the pile, and to provide a method for testing the pushing of a pile, which can save labor for obtaining a pushing reaction force. It is still another object of the present invention to provide a method for constructing a support pile foundation that can reduce construction costs by saving labor and the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a supporting method of a weight dropping device according to the present invention is supported at a specified height based on a standard penetration test in order to strike a knocking head provided at an upper end of a boring rod. A method of supporting a weight dropping device for free-falling a weight having a prescribed weight based on the test from the catcher, wherein the catcher is connected via a support to an elevating unit provided to be able to move up and down on the heavy equipment. The lift is raised to support the catcher at a specified height.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for supporting a weight dropping device, wherein the lifting portion is provided so as to be able to move up and down along a columnar frame erected on the heavy equipment, and the drilling hole for drilling a drilling hole for inserting a boring rod. The motor is characterized in that the head is detachable.
[0010]
The weight drop device support according to the third aspect of the present invention is detachable from the lifting unit according to the first or second aspect, and has a lower end for hitting a knocking head provided at an upper end of a boring rod. It is provided with a supporting part to which a catcher can be connected, and a connecting part to which a digging head for digging a digging hole for inserting the boring rod can be connected.
[0011]
Further, according to the method of the present invention, a pressing jack having an upper end fixed is disposed above a test pile to be measured, and a pressing force is applied to the test pile downward by the pressing jack. A pile indentation test method for measuring the amount of settlement of the test pile, wherein the upper end of the pressure jack is fixed to a heavy machine capable of placing the test pile.
[0012]
Further, the method for testing the push-in of a pile according to the invention of
[0013]
Further, according to a method for pushing a pile into a pile according to the invention of
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a pile head pedestal having a pedestal portion disposed between the test pile according to any one of the fourth to sixth aspects and the jack for pressurizing. It is provided with a cradle for receiving a gauge for measuring the amount of settlement of the pile.
[0015]
Further, the pile head pedestal according to the invention of claim 8 is configured such that the pedestal portion is formed in a cap shape covering the pile head, and the pedestal portion is protruded from the pedestal portion.
[0016]
The method for constructing a support pile foundation according to the invention of
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of a standard penetration test apparatus using a method for supporting a weight dropping device and a support according to the present invention. The present invention is used for the investigation of the pile ground in the step (a) in the flowchart showing the construction step of the supporting pile foundation shown in FIG. As shown in FIG. 1, the standard
[0018]
As the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Further, the
[0024]
The mounting
[0025]
Next, a method of supporting the
(1) The joint 40 of the connecting
(2) The
(3) The
[0026]
(4) The
(5) With the
(6) The hook 29 of the
(7) The
(8) With the lowering of the
[0027]
(9) The
(10) The locked state is released by the opening operation of the
(11) While repeating (9) and (10), the number of hits required to penetrate the
[0028]
According to the method of supporting the weight dropping device of this embodiment, it is possible to support the
[0029]
Further, since the
[0030]
5 and 6 show an embodiment of a pile indentation test apparatus using the pile indentation test method according to the present invention. The present invention is used for confirming the construction of the pile in the step (f) in the construction pile flowchart of the supporting pile foundation shown in FIG. 11 shown in the prior art, and the pile indentation test specified in JGS1811 (Geotechnical Society of Japan). It is used for The
[0031]
That is, the
[0032]
The
[0033]
As the
[0034]
Next, a method for testing the indentation of a pile performed by the
(1) After the embedding of the support pile is completed, the
(2) A
(3) The
(4) The upper end of the
(5) The
(6) The load applied to the
[0035]
Therefore, according to the test method of this embodiment, it is not necessary to provide a plurality of reaction force piles and beams around the test pile as in the related art, and the test can be performed easily. Further, according to the
[0036]
FIG. 7 is an explanatory view of a construction step showing one embodiment of a method for constructing a support pile foundation according to the present invention. In all the processes (1) to (7), the
[0037]
The procedure of the construction process of the support pile foundation performed by using the
(1) Investigation of pile ground: A standard penetration test is performed using the method of supporting the
(2) Piling and fixation of the pile: The
(3) Embedding the pile: After confirming the verticality of the
(4) Connection of piles: When connection of the support piles 2 is necessary, connect them sequentially and extend them.
(5) Pile burying completion: After burying the
(6) Pile construction confirmation: A pile indentation test is performed using the pile indentation test method shown in FIGS. 5 and 6, and the pile's bearing capacity and the like are confirmed. At this time, the indentation test apparatus 1d is configured by replacing the
[0038]
According to the supporting pile construction method of the above-described embodiment, the process (1) simplification of the configuration of the standard penetration test device in the survey of the pile ground and the process (6) simplification of the pushing test of the pile in the confirmation of the supporting pile can be achieved. In addition to the realization, it is possible to use a single heavy machine to perform all of a series of support pile construction processes from the process (1) surveying the pile ground to the process (6) confirming the support pile. Therefore, it is possible to save time and effort in the construction work of the support pile foundation of the building, and to reduce the construction cost.
[0039]
FIG. 8 is an enlarged view of a relevant part of a pile
[0040]
As shown in FIG. 9, the
[0041]
Next, a method for testing the indentation of a pile performed by the
(1) After completion of the embedding of the support pile, the
(2) A
(3) The
(4) The
(4) The upper end of the
(5) The
(6) The load applied to the
[0042]
Therefore, according to the pile indentation test method of this embodiment, the same effect as the pile indentation test method using the
[0043]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented by appropriately changing the shape, configuration, and procedure of each unit without departing from the spirit of the present invention, as exemplified below. It is.
(1) The heavy equipment having the lifting part supporting the
(2) The
(3) The
(4) The
(5) The
(6) As shown in FIG. 10, the
[0044]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to support the catcher by using any heavy equipment having the elevating unit. Therefore, the configuration of the standard penetration test apparatus can be simplified, and a conventional support frame or the like is not required, so that the installation work can be reduced.
[0045]
According to the second and third aspects of the present invention, the heavy excavator for the excavation hole can be used as a component device of the standard penetration test device, and the configuration of the standard penetration test device can be simplified.
[0046]
According to the invention of
[0047]
According to the fifth aspect of the present invention, the push-in test of the pile can be performed with a simple operation of merely straddling the heavy equipment on the test pile.
[0048]
According to the invention of
[0049]
According to the invention of
[0050]
According to the invention of claim 8, since the pedestal portion is formed in a cap shape, the pile head pedestal can be hardly detached from the pile head.
[0051]
According to the ninth aspect of the present invention, since a common heavy machine is used for the pile ground surveying step and the pile construction confirmation step, labor for constructing the supporting pile foundation of the building is saved, and the construction cost is reduced. Can be suppressed. Further, the construction cost of the support pile foundation can be suppressed by simplifying the configuration of the standard penetration test device in the pile ground investigation process and simplifying the pile push-in test in the support pile confirmation process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a standard penetration test apparatus showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a configuration of a weight dropping device.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the internal structure of the weight dropping device.
4A and 4B are exploded perspective views, FIG. 4B is an A perspective view, and FIG. 4C is a BB end view showing a configuration of a connecting portion.
FIG. 5 is a front view of a pile indentation test apparatus using a pile indentation test method, showing one embodiment of the present invention.
6 is a C view of the pile indentation test device of FIG. 5 showing the configuration of the pile band.
FIG. 7 is a process explanatory view of a method for constructing a support pile foundation, showing one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a front view of a pile indentation test apparatus using a pile indentation test method according to another embodiment of the present invention.
9A and 9B show one embodiment of the present invention, wherein FIG. 9A is a perspective view of a pile head pedestal, and FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing a modified example of the pile head pedestal in FIG. 9;
FIG. 11 is a flowchart showing a construction process of a conventional support pile foundation.
[Explanation of symbols]
1a, 1c ··· Standard penetration test device, 2 ··· Support pile, 1b, 1d, 1e ··· Pile indentation test device, 3,78 ··· Column frame, 5 ··· Lifting section, 6,77 ·· Motor, 6a drive shaft, 7,79 self-propelled heavy machine, 8a bottom body, 11 boring rod, 12 knocking head, 13 support, 15 weight, 17 Catcher, 37-hanging hole as support, 39-drilling head, 43-drilling hole, 46-connecting part, 47-mounting part, 55-ground, 60-test pile, 64-・ Pressure jack, 68 ・ ・ Jack pump, 70 ・ ・ Pile head pedestal, 72 ・ ・ Pile band, 74 ・ Gauge, 76 80 ··· Drilling auger, 81 ·· Auger propulsion machine, 85 ··
Claims (9)
下端に、
ボーリングロッドの上端に設けたノッキングヘッドを打撃するためのキャッチャーを連結可能な支持部と、
前記ボーリングロッドを挿入する掘削孔を掘削するための掘削ヘッドを連結可能な連結部と、
を備えてなることを特徴とする重錘落下装置用支持体。It is detachable from the elevating unit according to claim 1 or 2,
At the bottom,
A support portion to which a catcher for hitting the knocking head provided at the upper end of the boring rod can be connected,
A connecting portion capable of connecting a drilling head for drilling a drilling hole for inserting the boring rod,
A support for a weight dropping device, comprising:
試験杭を打設できる重機に加圧用ジャッキの上端を固定させたことを特徴とする杭の押込み試験方法。Above the test pile to be measured, a pressure jack with the upper end fixed is arranged, and the pressing jack applies a pressing force downward to the test pile, thereby pushing the pile to measure the settlement amount of the test pile. A test method,
A pushing test method for a pile, characterized in that an upper end of a pressure jack is fixed to a heavy machine capable of placing a test pile.
前記柱状フレーム下端面に加圧用ジャッキの上端を固定し、
試験杭に作用する押圧力が、埋設した掘削用オーガの引き抜き反力を含むものであることを特徴とする請求項4に記載の杭の押込み試験方法。The heavy equipment has a columnar frame provided with an auger propulsion device for rotating and burying an auger for excavation so as to be movable up and down,
Fix the upper end of the pressure jack to the lower end surface of the columnar frame,
The method of testing a pile according to claim 4, wherein the pressing force acting on the test pile includes a pull-out reaction force of the buried excavating auger.
前記台座部に、試験杭の沈下量を測定するゲージを受ける受台部を設けてなることを特徴とする杭頭台座。A pedestal portion arranged between the test pile and the pressure jack according to any one of claims 4 to 6,
A pile head pedestal, wherein a pedestal portion for receiving a gauge for measuring a settlement amount of the test pile is provided on the pedestal portion.
請求項1又は請求項2に記載された重錘落下装置の支持方法を使用して標準貫入試験を行ない、その試験結果によって、支持杭を施工する地盤の硬さや締まりの程度を調査する杭地盤の調査工程と、
請求項4乃至請求項6の何れかに記載された杭の押込み試験方法を使用して杭の押込み試験を行ない、その試験結果によって、埋設した支持杭の支持力を確認する杭の施工確認工程と、を含み、
前記杭地盤の調査工程と、前記杭の施工確認工程とに共通の重機を使用することを特徴とする支持杭基礎の施工方法。A method of constructing a support pile foundation for a building,
Pile ground for conducting a standard penetration test using the method of supporting a weight drop device according to claim 1 or 2, and examining the hardness and the degree of tightness of the ground on which the support pile is to be constructed based on the test results. Investigation process,
A pile indentation test is performed by using the pile indentation test method according to any one of claims 4 to 6, and a pile construction confirmation step of confirming the bearing force of the buried support pile based on the test result. And
A method for constructing a supporting pile foundation, wherein a common heavy machine is used for the pile ground investigation step and the pile construction confirmation step.
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