JP2004116018A - 低振動・低騒音砂杭造成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大幅に拡径された高品質かつ強固な締固め砂杭をスムーズに施工することができる低振動・低騒音の砂杭造成方法を提供する。
【解決手段】中空管の引き抜きと再貫入を繰り返して中空管を段階的に引き抜いて行くことにより所定径に拡径された締固め砂杭を造成する方法であって、中空管を軟弱地盤へ貫入する初期段階では、中空管１を昇降自在に吊持するリーダー下部に取付けた水平方向に開閉自在のキャッチホーク６で螺旋歯５を抱持するようにし、また締固め砂杭の造成過程における貫入孔の狭窄状態又は崩落による狭窄部分の土壌あるいは崩落土壌は中空管と共に回転する上記螺旋歯で破砕しながら下方へ移動させ、成型ローラ４により貫入孔の孔壁へ押し付けて締固めるようにしてなることを特徴とする。
【選択図】図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低振動・低騒音で砂杭造成用中空管より大幅に拡径され、かつ強固に締固められた砂杭を造成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に特開２００１−３２２５６号公報で、中空管の軟弱地盤への貫入方法として、起振機（バイブロハンマー）を使用せず、油圧ロータリードライブにより中空管をその円周方向に回転させて低振動・低騒音で砂杭を造成する工法を提案した。
【０００３】
この工法では、中空管下端に偏心して取付けた空転自在の成型ローラを備え、中空管貫入時に該ローラによって掘削孔径を中空管径よりも大きく開削して、砂杭を造成するが、重量物である該ローラと該ローラ先端の掘削ビットが中空管の軸心に対し傾斜して取付けられているため、中空管がその円周方向に回転すると、その下方では味噌摺り運動（小旋回運動）をするので、中空管の貫入初期段階では、砂杭の造成位置が定まらない等の問題があり、また中空管の引抜き最終段階でも同様の運動が発生して、安定した品質の砂杭を造成できない場合があった。
【０００４】
さらに、中空管貫入時に掘削された土砂は、偏心した上記成型ローラによって側方へ移動転圧され締固められるが、特に軟弱な地盤では、時間の経過と共にときには掘削孔が一部崩落・崩壊して、土砂が成型ローラの上側に堆積し、砂杭造成過程における引抜き操作が困難となることもあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記工法を改良したもので、下端に偏心ローラを備えた中空管の貫入初期段階での砂杭打設位置のずれが生じることがなく、また中空管貫入時に開削した掘削孔が狭窄状態となったり崩落・崩壊した場合でも、中空管の引抜きが容易で、大幅に拡径された高品質かつ強固な締固め砂杭をスムーズに施工することができる低振動・低騒音の砂杭造成方法を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、中空管の下方に寄せてその外周面に螺旋歯を取付け、中空管を昇降自在に吊持するリーダーの下部には水平方向に開閉自在のキャッチホークを取付けて上記螺旋歯を抱持可能に構成する。そして、中空管の軟弱地盤への貫入の初期段階には、キャッチホークを閉方向に旋回させて上記螺旋歯を抱持して、中空管下端の味噌摺り運動による打設位置のずれを防止する。
【０００７】
また、中空管の回転貫入に伴い、掘削ビットと成型ローラにより中空管より大径の掘削孔が開削された後、砂杭造成過程で中空管を引抜く際に、貫入時に形成された掘削孔が時間経過により狭窄状態あるいは一部が崩壊して土砂が成型ローラ上側の中空管と掘削孔との間隙に堆積した場合でも、該ローラ上方に形成された上記螺旋歯がこの土砂を再度破砕し、破砕された土砂は成型ローラが偏心していることにより形成される隙間に入り込み、該ローラで効率良く側方へ移動転圧し締固めることができるので、中空管の引抜き抵抗が大きく低減し、引抜きが容易となるのである。
以下、本発明法の実施形態を図により説明する。
【０００８】
【発明実施の形態】
図１は、本発明法に使用する砂杭造成用中空管の下半部の説明図で、この中空管１は上方に設置した駆動モータ（図示せず）によりその円周方向に正逆回転自在に構成されている。
【０００９】
２は中空管１下端に下方へ向けて取付けた砂排出管で、中空管１と連通し、該砂排出管２は中空管１より細径で、中空管１の軸心に対して一方へ折曲するように傾斜させて連設され、該排出管２の下端には更に下向きに掘削ビット３が該排出管２の傾斜した側と反対側に寄せてその一部又は全部が中空管１より外方へ突出するように固定されている。
【００１０】
４は上記砂排出管２の外周に空転自在に軸支された下向き裁頭円錐形の成型ローラで、該ローラ４は中空管１より外側に膨出し、中空管１がその円周方向に回転すると、下端ローラ４は砂排出管２と共に偏心回転し、軟弱地盤中ではその摩擦抵抗によりスリップしたり中空管１と反対方向に回動する。
【００１１】
５は中空管１の下方へ寄せてその外周面に取付けた所定ピッチの螺旋歯で、その歯の高さは成型ローラ４の最外側の回転軌跡よりやや内側となるようにし、該歯５の中空管１の軸心方向での長さは中空管１の全長の１／３〜１／５程度の長さを有している。
【００１２】
６は中空管１を昇降自在に吊持する砂杭造成装置のリーダー（図示せず）の下部に取付けられてシリンダ駆動により水平旋回して互いに接近・離反するようにしたキャッチホークで（図２〜３参照）、中空管１の上記螺旋歯５部分を多少の遊びをもって抱持可能で、その内側面は螺旋歯５を抱持した際に該螺旋歯５が上下に移動しやすくするためにナイロンのような滑り易い材質で構成されている。なお、７は上記キャッチホーク６を構成する２本の保持アームである。
【００１３】
しかして、まず中空管１を軟弱な原地盤８に貫入して行く場合には、中空管１を正回転させ、貫入の初期段階ではキャッチホーク６を閉めて螺旋歯５を抱持しながら行い、これにより中空管１下端部の味噌摺り運動を防止する（図４）。
中空管１の貫入が進み、地上部分にある中空管１が味噌摺り運動をしなくなった時点でキャッチホーク６を開いて中空管１への抱持を解除し、更に所定深度まで中空管１を回転貫入して行く（図５参照）。
【００１４】
中空管１を回転貫入して行く過程では、ビット３により掘削土を取り込み、成型ローラ４により側方に移動転圧し締固め、これにより貫入孔９を保持しながら中空管１より大径のしっかりした孔壁を有する貫入孔９が開削されて行く。
【００１５】
なお、貫入（ただし、再貫入を除く）の段階では、成型ローラ４の回転軌跡より内側にある螺旋歯５は中空管１貫入に特別寄与するものではない。
【００１６】
上記のようにして中空管１が設計深度に到達したら、中空管１内に所定量の砂を投入し、今度は中空管１を逆回転させ、同時に該管１内に圧縮空気を吹き込みながら中空管１を地盤８中の所定高さまで引抜いて行き、排出管２下端から砂を排出し、該排出管２より下方に開削された貫入孔９中に排出砂を充填する（図６参照）。
【００１７】
次に、中空管１内を圧気状態に保持し、かつ逆回転を維持しながら、再度所定高さまで貫入する（図７）。この再貫入により、直下の砂は押し潰されて締固められると同時に外側に広がって拡径され、成型ローラ４によりその近傍側方へ向けて押し付け、これにより造成中の砂杭１０の拡径と締固めが行われる。
【００１８】
なお、中空管１に螺旋歯５を取付けた本工法では、前記した特開２００１−３２２５６号公報の方法とは異なり、再貫入の際も中空管１引抜き時と同様に中空管１の逆回転を継続する。これは、中空管１を正回転に戻すと、もし貫入孔９の孔壁が崩落するような場合に、正回転では崩落土を上方（排出方向）へ移動させる作用が生じるからで、逆回転を維持することにより、崩落土を螺旋歯５で破砕しながら下方へ移動させ、中空管１引抜き時に再度成型ローラ４により孔壁に押し付けて孔壁を締固めるようにしているためである。
【００１９】
次に、所定径に締固め拡径された砂杭１０の最深部が形成されたら、再び中空管１内に砂を供給し、中空管１を逆回転のまま所定高さまで引抜いて行き、同時に下方から砂を排出しながら開削された孔９中に充填し、その後上記と同様の操作で中空管１の再貫入を行う（図８〜９）。
【００２０】
このように、中空管１は逆回転を保持したまま、中空管１の引抜きと再貫入操作を繰返しながら、中空管１を段階的に軟弱地盤８から引抜いて行くのである。なお、造成中の砂杭１０の杭頭が地表に近付くにつれて、中空管１の貫入開始時と同様に中空管１下方が再び味噌摺り運動を惹起することとなるので、この場合も再度キャッチホーク６を閉めて、地表に頭を出して来た螺旋歯５を抱持し、以後砂杭１０の造成完了までその状態を保持し、中空管１の横ぶれを防止するようにする（図８〜１０）。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の砂杭造成方法は上述のようにしてなり、次の効果を有する。
（１）砂杭造成用中空管より外側に突出した下端の掘削ビットと偏心した成型ローラにより、中空管より大径で上下及び横方向にも強固に締固められた高品質の砂杭を低振動・低騒音で効率良く造成して行くことができ、しかも中空管貫入時に開削された貫入孔の孔壁も締固められているので自立性が高く、造成された砂杭とあいまって強固な地盤が形成される。
【００２２】
（２）中空管の下方外周に螺旋歯が設けられていることにより、開削された貫入孔の一部が時間経過と共に狭窄状態となったり崩落が生じた場合でも、その狭窄部分の土壌や崩落土壌を該螺旋歯で破砕しながら下方へ移動させ、成型ローラで貫入孔の孔壁へ押し付け締固めるので、前記した従来法のように成型ローラ上側に土砂が堆積して中空管の引抜き操作ができなくなるという問題も生じることがなく、円滑に中空管を引抜くことができ、しかも貫入孔開削後は砂杭造成完了時まで中空管は逆回転操作を保持するので、崩落土壌等は上記の如く常に下向きに移動して孔壁の締固めに利用されるから、地表に排土されて来ることもない。
【００２３】
（３）下端に偏心して設けられた重量物の成型ローラの存在により、中空管の貫入初期段階や引抜きの最終段階に生起される回転中空管の味噌摺り運動は中空管下方へのキャッチホークによる抱持によって防止されるので、砂杭打設位置のずれが生じることがなく、最初から最後まで品質良好な安定した砂杭を造成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法に使用する砂杭造成用中空管の下半部とキャッチホークとを示す側面説明図である。
【図２】キャッチホークが閉じて中空管の螺旋歯部分を抱持している状態を示す正面説明図である。
【図３】キャッチホークが開いて中空管への抱持を解除した状態を示す正面説明図である。
【図４】本発明に係る砂杭造成方法を実施している一過程を示す説明図であって、中空管が軟弱地盤に貫入を開始した状態を示している。
【図５】本発明に係る砂杭造成方法を実施している一過程を示す説明図であって、設計深度までの貫入が完了した状態を示している。
【図６】本発明に係る砂杭造成方法を実施している一過程を示す説明図であって、中空管の引抜きを開始している状態を示している。
【図７】本発明に係る砂杭造成方法を実施している一過程を示す説明図であって、中空管を所定高さまで再貫入している状態を示している。
【図８】本発明に係る砂杭造成方法を実施している一過程を示す説明図であって、再度中空管を所定高さまで引抜いている状態を示している。
【図９】本発明に係る砂杭造成方法を実施している一過程を示す説明図であって、再び中空管を所定高さまで再貫入している状態を示している。
【図１０】本発明に係る砂杭造成方法を実施している一過程を示す説明図であって、砂杭造成が完了した状態を示している。
【符号の説明】
１−砂杭造成用中空
２−傾斜した砂排出管
３−掘削ビット
４−成型ローラ
５−螺旋歯
６−キャッチホーク
７−保持アーム
８−軟弱地盤
９−貫入孔
１０−造成砂杭

Claims (3)

1. 砂杭造成用中空管をその円周方向に正逆回転自在に構成し、該中空管の下端には該中空管に対して一方へ折曲した砂排出管が連通連設され、該排出管の外周には空転自在に取付けられた成型ローラを備え、該排出管の下端一側には掘削ビットが固定され、上記中空管の下方外周面には上記成型ローラの最外側の回転軌跡より内側に形成された螺旋歯が取付けられてなる砂杭造成装置を使用し、軟弱地盤への中空管の貫入に当っては、該中空管の回転により、掘削土を上記掘削ビットで取り込み、成型ローラで側方へ移動転圧して締固めて貫入孔を保持しながら中空管より大径の貫入孔を開削して行き、また中空管の引き抜きに当っては、該中空管内に所定量の砂を投入し、圧縮空気を吹き込みながら該中空管を所定高さまで引き抜くことにより中空管内の砂を上記排出管から排出して該排出管より下方の開削孔に充填し、次いで再度所定高さまで貫入して、成型ローラで側方及び下方へ転圧を行うことにより砂杭の拡径と下方及び側方への圧縮締固めを行い、この中空管の引き抜きと再貫入を繰り返して中空管を段階的に引き抜いて行くことにより所定径に拡径された締固め砂杭を造成する方法であって、中空管を軟弱地盤へ貫入する初期段階では、中空管を昇降自在に吊持するリーダー下部に取付けた水平方向に開閉自在のキャッチホークで螺旋歯を抱持するようにし、また締固め砂杭の造成過程における貫入孔の狭窄状態又は崩落による狭窄部分の土壌あるいは崩落土壌は中空管と共に回転する上記螺旋歯で破砕しながら下方へ移動させ、上記成型ローラにより貫入孔の孔壁へ押し付けて締固めるようにしてなることを特徴とする特徴とする低振動、低騒音砂杭造成方法。
2. 前記貫入孔を開削後、砂杭造成過程における中空管の引き抜き及び再貫入の全過程にわたり、中空管は貫入孔開削時とは逆方向に回転させるようにした請求項１記載の低振動、低騒音砂杭造成方法。
3. 前記中空管の貫入孔からの引き抜きの最終段階においても前記キャッチホークで螺旋歯を抱持するようにした請求項１又は２記載の低振動、低騒音砂杭造成方法。

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