JP2004239014A - Immersion method for pile and its device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直径300〜1000mm程度のコンクリート杭を地中に沈設する方法及びその装置に関し、さらに詳しくは、排出する排土量をほぼ零にするようにした技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンクリート基礎杭を地中に沈設する場合、杭の中空孔内にスパイラルオーガを挿入し、杭下端部の地層をスパイラルオーガで掘削し、排土しながら杭を沈下させることが、従来、通常行われている技術である。
【0003】
この場合、スパイラルオーガで、杭の中空孔内の掘削土をすべて排出し、排出後に杭の中空孔を通ってセメントミルクを杭底に供給し、支持層と杭下端とを一体化する。このような従来の杭の沈設方法では、スパイラルオーガによって掘削する土砂をすべて地上に排出処理していた。近年、このような土木工事における排土等の廃棄処理場が枯渇し、排土の排出処理が問題となり、また、処理費用も高騰しつつある。
【0004】
上記問題点を解決し、杭の沈設を容易にすると共に、掘削に伴う排土の量を極力削減し、排土処理費用の高騰を防止する技術開発が行われている。
【0005】
例えば、まず、沈設すべきコンクリート杭の外径と一致する径のオーガドリルを用いて、杭の埋設深度まで地中を掘進し、オーガを逆転して掘削土を地上に排出しないようにオーガドリルを引上げ、一方、杭軸方向に貫通する注入孔を肉厚内に設けたコンクリート杭の下端に掘削用羽根を取付けておき、注入孔から圧力水又は泥水及び圧縮空気を注入しながらコンクリート杭をオーガ掘進跡に回転沈下させる技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
この技術では、コンクリート杭として肉厚内を杭軸方向に貫通する注入孔を備えた杭を用い、注入孔の上端に流体供給管を連結し、注入孔を通って杭の下端に、圧縮空気、圧力水、泥水又はセメントミルクを供給する。
【0007】
この技術では、杭の沈下によって排除される土砂は、泥土状となって杭の中空孔に進入し杭内を上昇してくるが、排除される土砂の大部分は杭の中空孔内に留まって圧密され、その一部のみが杭の上端から溢出する。従って、排土量が著しく減少し、排土処理費用が激減する。なお、泥土の一部は杭の外周面と地層との間に進入し、滑材の作用をなすので杭の沈下が容易になる。
【0008】
また、プレストレストコンクリート杭の縦緊張材として中空PC鋼棒を用い、杭下端に掘削羽根を取付け、流体供給管に圧縮空気及び圧力水を供給して中空PC鋼棒内を通って杭下端から噴射させ、杭に回転力を付与して杭を地中に沈下させ、杭下端が支持層に到達後、セメントミルクを圧入しながら杭をさらに回転沈下させ、杭先端と支持層地盤と一体化させる技術がある(例えば、特許文献2参照。)。この技術は、プレストレストコンクリート杭の縦緊張材として中空PC鋼棒を用いる。
【0009】
これらの従来技術では、杭の頭部に杭に回転力を与えるキャップを取付け、流体供給管から圧縮空気及び圧力水を供給して杭下端から噴射しつつ、杭に回転力を付与して杭を地中に沈下させる。圧縮空気及び圧力水は、杭下端の地層を柔弱化し、杭を回転させると掘削羽根は杭のコンクリート肉厚壁部分に相当する地層を攪拌し、杭の沈下を容易にする。
【0010】
杭の沈下によって排除される土砂は、泥土状となって杭の中空孔に進入し、大部分は杭の中空部内に留まり、その一部が杭の上端から溢出する。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−194732号公報(第2−4頁、図1)
【特許文献2】
特開2002−97639号公報(第2−4頁、図1)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術のようなコンクリート杭の肉厚内に流体供給管を設けた特殊な杭を用いることなく、これらの技術よりもさらに排土量を少なくした、杭の沈設方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コンクリート杭を地中に沈設するに当たり、杭の下端外周にフリクションカッタを備えると共に杭の下端面を塞ぐ大きさでカッタ刃物を下面に装着した円板を備えておき、杭の中空孔内にオーガドリルを挿入し、該オーガドリルは前記円板を貫通して下端に掘削刃を備え、前記円板と係合する係合部を備え、杭内の下端近傍に長さ数mの螺旋羽根を備え、掘削刃近傍に開口する流体通路を軸内に内蔵し、かつ杭とは別の回転及び推力を付与可能としておき、軟質地盤では杭とオーガドリルを一体に回転させながら杭を地中に進入させ、硬質地盤では、オーガドリルに杭とは別の回転及び推力を付加して杭下端より下方の地盤掘削を行いつつ杭を地中に進入させることを特徴とする杭の沈設方法である。
【0014】
本発明は、地上に排出する排土量を殆ど零とした杭の沈設方法を達成するものである。通常の軟質地盤では、杭先端に設けたカッタ刃物付き円板とフリクションカッタにより、地中を掘削しつつ地盤を圧密し、フリクションカッタにより杭周囲に隙間を設けて杭の沈下を容易にし、また、場合に応じて、高圧水、泥水及び圧縮空気のうち1又は複数をオーガドリルの軸に設けた流体通路を通って下端掘削部に噴出させて沈設を容易化させつつ杭を沈下させる。従って、排出土は全く生じない。
【0015】
硬質地盤では、オーガドリルを先行させて掘削し、掘削泥土は杭中に進入させる。この泥土は、量が多ければ杭の上端から溢出するが、硬地盤でのみ穿孔掘削し、軟地盤では泥土を杭内に進入させないから、通常は、溢出する量は殆どない。従って、排土量を殆ど零か又は最小限に留めることが出来る。
【0016】
本発明においても、従来と同様に、杭下端が支持層に到達した後、セメントミルクを支持層に加圧注入しながら杭をさらに沈下させ、杭下端近傍を支持層及び杭周囲の地盤と一体化させ、杭を固定する。この場合、流体通路はオーガドリルの軸内に設けられているから、杭の肉厚内に貫通孔を設けた杭を使用する必要はない。
【0017】
上記本発明方法を好適に実施をすることが出来る本発明の装置は、コンクリート杭を回転沈下させる杭施工機と、該杭施工機とは別に杭内のオーガドリルに回転力及び推力を付与するオーガ駆動部とを備えたことを特徴とする杭の沈設装置である。
【0018】
この装置では、杭下端面を塞ぐ大きさの円板カッタを備え、該円板カッタと係合する係合部をオーガドリルの先端近傍に設け、該係合部はオーガドリルを逆回転させると係合解除する結合構造とした。この円板カッタは、杭を回転沈下させる工程では掘削に寄与すると共に、杭下端の蓋として作用し、排土を杭の中空孔内に進入させない。オーガドリルを杭下端より下方に先行させて地盤を掘削する場合は、この円板カッタはオーガドリルと共に掘削に寄与すると共に、杭の下端面から離脱して杭の中空孔を開口させ、杭の中空孔内に泥土を誘導する。従って、掘削能力拡大に貢献し、杭の沈下を容易にする。
【0019】
誘導された泥土は圧密されながら杭内のオーガドリルの螺旋羽根により杭の中空孔内を上昇する。螺旋羽根は長さ数mとし、中空孔内に進入した泥土を圧密し、積極的に排土する作用を減殺している。
【0020】
杭を支持層に設定した後は、円板カッタはオーガドリルから離脱させて杭先端部地中に残置する。
【0021】
また、オーガドリル軸に、オーガドリルの先端に設けた噴射ノズルに連通する流体通路を内蔵した。この噴射ノズルは、泥水、高圧水、圧縮空気、セメントミルクなどの噴出口として活用することが出来る。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0023】
図1は本発明方法の実施工程を示す杭の沈設装置1を示すものである。この沈設装置1はコンクリート杭100を回転沈下させる杭施工機10と、コンクリート杭100内に挿入したオーガドリル40に回転力を与える旋回駆動部31とオーガドリル40を下方に押す推力を付与するジャッキ32とからなるオーガ駆動部30を、吊り下げ装置11に取り付けている。杭施工機10は、コンクリート杭100の頭部に取付装置20を介して結合される。
【0024】
コンクリート杭100は、下端部にフリクションカッタ110を装着している。フリクションカッタ110は、杭の下端部外周に、外周から垂下するように取り付けられた複数枚の円弧板状のカッタであって、杭を回転させると、杭の下端より下方の地盤中に杭の外径より少し大きいリング状の空所を形成し、杭の外周に隙間を生ずるので、杭と地盤との摩擦をなくし、杭の沈下を容易にさせるカッタである。
【0025】
また、コンクリート杭100の下端の開口を塞ぐ円板60を備え、この円板60は下面に掘削刃物61を装着している。この円板60は杭100に取り付けられているのではなく、後述のようにオーガドリル軸に係合している。
【0026】
コンクリート杭100の中空孔内に挿入されているオーガドリル40は、頂部をオーガドリル駆動部30に結合され、下端に掘削刃物50を備える。また、先端近傍に軸に直角に突出する突出腕42、43を備え、この突出腕42が円板60に係着する。オーガドリル40が正回転の時、円板60がオーガ軸と一体になって回転する。このとき円板60は、突出腕42を介してオーガドリル40の軸方向推力を受けると共に、突出腕43を介して回転力を受け、地盤の切削に寄与する。オーガドリル40を逆回転すると、突出腕43が円板60とオーガドリル40との係合が解除され、円板60は地中に残置される。
【0027】
杭下端面を塞ぐ大きさの円板60を取付け、この円板60はオーガドリルを逆回転させてオーガドリル軸から離脱する結合機構を備えている。
【0028】
オーガドリル40は、螺旋羽根41を装着している。この螺旋羽根41は、オーガドリルの先端側のコンクリート杭中空部内に長さ数m、例えば5m程度取り付けられている。
【0029】
また、オーガドリル40は軸が二重管構造となっており、流体通路を形成している。そして、オーガドリル40の先端の掘削刃物50の近傍に、噴射ノズル51を備えている。
【0030】
本発明方法は、軟質地盤では杭100とオーガドリル40を一体に軸周りに回転させながら杭100を地中に進入させ、硬質地盤では、オーガドリル40に杭100とは別の回転及び推力を付加して杭下端より下方の地盤掘削を行って杭100を進入させる。
【0031】
軟質地盤では、円板60が杭底の開口を塞いでおり、杭と一体となって掘削沈下するので排土を生じない。硬質地盤の場合にのみ円板60が杭の下端から杭内に排土を導入する。従って、全体として排土は著しく減少し、地上に排出する量は殆ど零となる。
【0032】
上記杭施工機10とコンクリート杭100の頭部とを結合する取付装置20について図2を参照して説明する。図2では、杭駆動装置10の下部フランジ12と取付装置20の上部フランジ25とを離して示しているが、実際は結合されている。取付装置20は、短管21の下部に係止部材23を備えている。コンクリート杭100の頂部スリーブ107に係止角棒108を溶接にて取付け、この係止角棒108に係止部材23を係止させる。係止部材23は、入り組んだ切欠22を備え、切欠22は係止角棒108を係止し、駆動装置10が正回転するとき係止角棒108を介して回転トルクを杭100に伝達し、逆方向に回転すると、杭100との係止を解除する形状となっている。短管21に設けられている窓24は杭100内を上昇してきた排土が杭内に収納しきれなくなった場合に溢出させる排出口である。
【0033】
図3は円板60を説明する説明図で、杭100の下方から見た図である。円板60は、杭100の下端の中空孔開口を塞ぐ円板であって、底面に刃物61を装着している。中心に、オーガドリルの軸44が通る孔62が設けられており、この孔62の周囲に、点対称に一対の切欠63が設けられている。オーガドリルの軸44から突出した腕43はこの切欠63を通って円板60の下側に位置し、その位置で回動し、刃物61の背面に当接している。オーガドリルの軸44から突出したもう一つの腕42は、切欠63を通らない大きさに形成されており、円板60の上面に当接し、オーガドリル40が円板60を押下げるとき作用する。オーガドリル40が正回転するとき、円板60をオーガドリル40と一体に回転させ、切削を行う。オーガドリル40が逆回転すると、腕43は切欠63を通って上方に抜け出すことができ、円板60とオーガドリル40の係合が解除される。
【0034】
オーガドリル40の軸44は二重管となっており、同時に2種類の流体を杭先端地中に供給することができる。例えば、二重管が形成する通路のうち、外側を圧縮空気の通路、内側を圧力水、泥水又はセメントミルクの通路とすればよい。
【0035】
本発明の杭の沈下工程は次の通りである。
【0036】
掘削地盤が軟弱地盤の場合は、カッタ刃物円板60が杭100の先端部を開口を塞いだ状態で、杭100とオーガドリル40とカッタ刃物円板60を一体に回転させ、杭100を地盤中に沈下させる。このとき、オーガドリル40の先端刃物50、円板60の切削刃物61が杭100と共に回転して地盤を掘削し、杭100のフリクションカッタ110が杭100の周縁を案内するリング状の空洞を形成するので、杭100は掘削地盤を圧密しながら沈下する。
【0037】
この沈下のときに、オーガドリル40の先端部から圧縮空気及び圧力水を供給し、これを杭100下端から噴射しながら杭100に回転力を付与して杭を地中に沈下させると好適である。圧縮空気の圧力は0.7MPa(7kgf/cm2)以上、圧力水の圧力は10MPa(100kgf/cm2)以上とするとよい。
【0038】
施工地盤が軟質地盤の場合は、円板60が杭下端の開口を閉塞した状態で杭を沈設するので、排土を生ずることはなく、地盤を圧密状態とすることができ、杭の支持力機構上有利となる。
【0039】
杭100の下端が硬質地盤に到達して杭100の沈設が至難となってきた状態で、オーガドリル40にオーガ駆動部30から杭100とは別に、図4に示すように、推力102及び回転103を与え、掘削用カッタ刃物円板60を杭100の下端から離反させて下方に先行させ、オーガドリル40の切削先端刃物50、円板60の下面の切削刃物61を杭の下端から先行させて地盤の掘削を行う。このとき、高圧水や圧縮空気の噴出104を行う。そして掘削土をオーガドリル40の先行掘削部から杭100の中空孔内に矢印105で示すように導入し、オーガドリル40の螺旋羽根41によって上方に押し上げながら、杭100を沈設させる。杭中空部に掘削土が堆積することになる。
【0040】
硬質地盤においては、カッタ刃物円板60を杭100の下端から離反させ地盤の掘削を先行させ、スパイラルオーガ40によって掘削土砂を上方に押し上げることができるので、硬質地盤においても、杭100の沈設が円滑である。
【0041】
泥状化した排出土は杭100の中空孔内を上昇するが、大部分は杭100内に留まり、余剰の分のみ杭100の頭部から溢出して排出する。従って、スパイラルオーガを杭の中空部に挿入して杭の中空部の全断面を掘削し排土をすべて杭外に排出する従来の技術と比較して、排土量は著しく減少する。また杭100の外面を上昇する泥状化した排土や圧縮空気は、杭と地層との摩擦を低減し、杭の沈下を容易にする。なお、掘削抵抗が大きい場合には、高圧水に加え圧縮空気を同時に噴出させながら、掘削を行う。
【0042】
図5は、再び軟質地盤に到達したとき、オーガドリル40の推力を解除し、独自の回転を止め、杭100と一体化させて杭100の回転101による沈下を進める工程を示している。
【0043】
図6は別の実施例の杭100の下端部の詳細を示す縦断面図で、軟弱地盤中で杭を沈下させている状態を示し、図7はその底面図である。また、図8は図6の実施例の硬質地盤中における沈下工程を示す図である。図9は、図8の円板60の上面図である。図6、図8ではオーガドリル40の二重管及び噴射ノズル51、52及びその噴射53、54を詳細に示している。
【0044】
また、オーガドリル40の軸から突出している腕45は、図1で示した2個の腕42、43に代わり1個となっており、円板60にハウジング66を設け、ハウジング66内にストッパ67を設け、円板60の下面とハウジング66の底面が、腕45の上下の移動を規制するようになっている。円板60とオーガドリル40との結合方式は、図1の方式でも図6の方式でもよく、またその他の形式でもよく、この形式は問わない。要はオーガドリル40の正回転のとき、オーガドリル40と円板60とが一体に作動し、オーガドリル40の逆回転のとき両者の係合が容易に解除されさえすればよい。図9において、腕45が円板60の切欠65を通って係着する機構は、図3に示した腕43と切欠63の関係と同様である。
【0045】
前述の従来工法においては、杭中空部を通して掘削土砂を上方に搬送する手段を採用しているので、地盤状況によって掘削土が地上に排出される場合があったが、本発明方法ではオーガドリルの上下によって杭先端部を自由に開閉させ、沈下が困難な硬質地盤の時だけ排土を杭内に誘導するようにコントロールすることができるので、地上への土砂の排出量をなくするか、又は著しく減少させることができる。
【0046】
また、従来工法では、杭製造時において杭壁厚中にパイプ又は穴あきPC鋼棒を埋込んで置く必要があり、杭は特別受注生産によらなければならなかったが、本発明方法ではこれを必要とせず、既存杭を使用することができる。
【0047】
杭の沈設能率は、従来工法の杭に回転を与えて摩擦力を低減する手段に加えて、杭先端地盤をカッタ刃物円板を用いて掘削することを併用しているので、従来よりも掘削効率が向上する。
【0048】
杭下端が支持層に到達したら、圧縮空気と圧力水の供給を止め、流体通路を通って根固め液としてセメントミルクを注入しながら杭を回転沈下させる。セメントミルクの濃度は水セメント比で概ね60%程度が好適である。このときセメントミルクは杭下端の支持層を固化させると共に、杭の外周部の隙間内も上昇して支持層と杭との一体化に寄与する。
【0049】
支持層中に杭先端を埋設後、カッタ刃物円板60を杭先端部に当接させ、杭100の先端部を閉塞した状態とし、杭に回転を与えながら二重管構造のオーガドリルの心管から根固め液を100kg/cm2以上の高圧で噴射し、杭下方の地盤及びフリクションカッタ間を通して、杭外周面にセメントミルクを充填させる。
【0050】
根固め液及び杭周固定液には、膨張材を添加したセメントミルクを使用することによって、根固めを強固にし、杭周面摩擦力度を向上させることができる。
【0051】
根固め液及び杭周固定液の注入が完了すると、支持層地盤と杭先端が一体化したセメントミルク硬化体が形成され、支持力を発現させる。オーガドリルを逆回転させて、カッタ刃物円板60からオーガドリル40を抜き取り、逆回転の状態でオーガドリルを完全に引抜く。そして杭上端の治具を取り外し、杭施工を完了する。
【0052】
本発明は、従来工法と比べ、根固め液及び杭周固定液のセメントミルク注入は、杭先端部を閉塞した状態で可能であり、注入効率が高い。
【0053】
【発明の効果】
本発明によれば、肉厚内に流体供給管を設けた特殊なコンクリート杭を用いることなく、地上への排土量を殆ど零にした、杭の沈設方法を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の装置の説明図である。
【図2】実施例の部分図である。
【図3】円板の説明図である。
【図4】沈下工程の説明図である。
【図5】沈下工程の説明図である。
【図6】別の実施例の杭下端部の縦断面図である。
【図7】図6の底面図である。
【図8】図6の実施例の沈下工程の縦断面図である。
【図9】円板の上面図である。
【符号の説明】
1 杭の沈設装置
10 杭施工機
10 杭駆動装置
11 吊り下げ装置
12 下部フランジ
20 取付装置
21 短管
22 切欠
23 係止部材
24 窓
25 上部フランジ
30 オーガ駆動部
31 旋回駆動部
32 ジャッキ
40 オーガドリル
41 螺旋羽根
42、43 腕
44 オーガドリルの軸
45 腕
50 掘削刃物
51、52 噴射ノズル
53、54 噴射
60 円板
61 切削刃物
62 孔
63 切欠
65 切欠
66 ハウジング
67 ストッパ
100 コンクリート杭
101 回転
102 推力
103 回転
105 矢印
107 頂部スリーブ
108 係止角棒
110 フリクションカッタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for laying a concrete pile having a diameter of about 300 to 1000 mm in the ground, and more particularly to a technique for reducing the amount of discharged soil to substantially zero.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when laying a concrete foundation pile in the ground, it is usual to insert a spiral auger into the hollow hole of the pile, excavate the stratum at the bottom of the pile with a spiral auger, and settle the pile while discharging the soil. Technology.
[0003]
In this case, all the excavated soil in the hollow hole of the pile is discharged by the spiral auger, and after discharge, cement milk is supplied to the pile bottom through the hollow hole of the pile to integrate the support layer and the lower end of the pile. In such a conventional pile laying method, all the earth and sand excavated by the spiral auger is discharged to the ground. In recent years, waste disposal sites such as earth removal in such civil engineering work have been depleted, and disposal of the earth removal has become a problem, and the disposal cost has been rising.
[0004]
Technical developments have been made to solve the above problems, to facilitate the laying of piles, to reduce the amount of earth removal accompanying excavation as much as possible, and to prevent a rise in earth removal processing costs.
[0005]
For example, first, using an auger drill having the same diameter as the outer diameter of the concrete pile to be laid, dig into the ground to the burial depth of the pile, and reverse the auger to prevent the excavated soil from discharging to the ground. On the other hand, drilling wings are attached to the lower end of the concrete pile having an injection hole penetrating in the pile axis direction in the thickness, and the concrete pile is injected while injecting compressed water or muddy water and compressed air from the injection hole. There is a technique of rotating and sinking at the auger track (for example, see Patent Document 1).
[0006]
In this technology, a pile with an injection hole that penetrates through the thickness in the axial direction of the pile is used as a concrete pile, a fluid supply pipe is connected to the upper end of the injection hole, and compressed air is passed through the injection hole to the lower end of the pile. Supply pressure water, muddy water or cement milk.
[0007]
In this technology, the sediment removed by the settlement of the pile becomes muddy and enters the hollow hole of the pile and rises in the pile, but most of the removed soil remains in the hollow hole of the pile. And only a part of it spills out of the top of the pile. Therefore, the amount of earth removal is remarkably reduced, and the earth removal processing cost is drastically reduced. A part of the mud enters between the outer peripheral surface of the pile and the stratum and acts as a sliding material, so that the pile is easily settled.
[0008]
In addition, a hollow PC steel rod is used as a longitudinal tendon for the prestressed concrete pile, a drilling blade is attached to the lower end of the pile, compressed air and pressure water are supplied to the fluid supply pipe, and the air is injected from the lower end of the pile through the hollow PC steel rod. Then, the pile is settled in the ground by applying a rotational force to the pile, and after the bottom end of the pile reaches the support layer, the pile is further rotated and settled while pressuring cement milk, and integrated with the pile tip and the support layer ground There is a technology (for example, refer to Patent Document 2). This technique uses hollow PC steel bars as longitudinal tendons for prestressed concrete piles.
[0009]
In these prior arts, a cap that gives a rotational force to a pile is attached to the head of the pile, and compressed air and pressure water are supplied from a fluid supply pipe and jetted from a lower end of the pile, and a rotational force is applied to the pile to apply a rotational force to the pile. Sink into the ground. The compressed air and the pressurized water soften the stratum at the bottom of the pile, and when the pile is rotated, the excavating blades agitate the stratum corresponding to the concrete thick wall portion of the pile and facilitate the settlement of the pile.
[0010]
The sediment removed by the settlement of the pile becomes muddy and enters the hollow hole of the pile, most of which stays in the hollow part of the pile, and a part thereof overflows from the upper end of the pile.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-194732 (pages 2-4, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-97639 (pages 2-4, FIG. 1)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention does not use a special pile having a fluid supply pipe in the thickness of a concrete pile as in the above-described conventional technique, and further reduces the amount of soil removal compared to these techniques, thereby providing a pile setting method and apparatus. It is intended to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, when laying a concrete pile in the ground, it is provided with a friction cutter provided on the outer periphery of the lower end of the pile and a disk having a cutter blade attached to the lower surface with a size sufficient to cover the lower end face of the pile, and the hollow of the pile is provided. An auger drill is inserted into the hole, the auger drill penetrates the disc, has a cutting edge at the lower end, has an engaging portion for engaging with the disc, and has a length of several meters near the lower end in the pile. The spiral blade is provided inside the shaft, and a fluid passage opening near the excavation blade is built in the shaft, and it is possible to apply a different rotation and thrust to the pile.In soft ground, the pile and the auger drill are rotated integrally and piled. In the hard ground, piles are characterized by adding a different rotation and thrust to the auger drill and excavating the ground below the lower end of the pile while advancing the pile into the ground. It is a sinking method.
[0014]
The present invention achieves a method of laying a pile with almost no soil discharge to the ground. In ordinary soft ground, a disc with a cutter blade and a friction cutter provided at the tip of the pile are used to consolidate the ground while excavating the ground, and a gap is provided around the pile with the friction cutter to facilitate settlement of the pile, In some cases, one or more of high-pressure water, muddy water and compressed air are ejected to a lower excavation part through a fluid passage provided in the auger drill shaft, and the pile is settled while facilitating settlement. Therefore, no discharged soil is generated.
[0015]
In hard ground, drilling is performed with an auger drill ahead, and drilling mud enters the pile. If the amount of the mud is large, it overflows from the upper end of the pile. However, since the drilling and excavation is performed only on the hard ground and the mud does not enter the pile on the soft ground, the amount of the mud usually overflows little. Therefore, the amount of earth removal can be almost zero or minimized.
[0016]
In the present invention, similarly to the related art, after the lower end of the pile reaches the support layer, the pile is further settled while cement milk is injected into the support layer under pressure, and the lower end of the pile is integrated with the support layer and the ground around the pile. And fix the pile. In this case, since the fluid passage is provided in the shaft of the auger drill, it is not necessary to use a pile provided with a through hole in the thickness of the pile.
[0017]
The apparatus of the present invention that can suitably carry out the above-described method of the present invention provides a pile construction machine that rotates and sinks a concrete pile, and imparts rotational force and thrust to an auger drill in the pile separately from the pile construction machine. A pile setting device, comprising: an auger driving unit.
[0018]
In this device, a disk cutter having a size to close the lower end surface of the pile is provided, and an engaging portion that engages with the disk cutter is provided near the tip of the auger drill, and the engaging portion rotates the auger drill in a reverse direction. A coupling structure for releasing the engagement was adopted. The disc cutter contributes to excavation in the process of rotating and sinking the pile, and also acts as a lid at the lower end of the pile, and does not allow the earth to be discharged into the hollow hole of the pile. When excavating the ground with the auger drill preceding the lower end of the pile, this disk cutter contributes to the excavation together with the auger drill, separates from the lower end surface of the pile and opens the hollow hole of the pile, Induce mud in the hollow hole. Therefore, it contributes to the excavation capacity expansion and facilitates the settlement of the pile.
[0019]
The induced mud rises in the hollow hole of the pile by the spiral blade of the auger drill in the pile while being compacted. The spiral blade has a length of several meters, and consolidates the mud that has entered the hollow hole to reduce the effect of actively discharging the soil.
[0020]
After setting the pile as the support layer, the disk cutter is detached from the auger drill and left in the ground at the tip of the pile.
[0021]
Further, the auger drill shaft has a built-in fluid passage communicating with the injection nozzle provided at the tip of the auger drill. This injection nozzle can be used as an outlet for muddy water, high-pressure water, compressed air, cement milk, and the like.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 shows a
[0024]
The
[0025]
Further, the
[0026]
The
[0027]
A
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The method of the present invention allows the
[0031]
In the soft ground, the
[0032]
A mounting
[0033]
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the
[0034]
The
[0035]
The pile sinking process of the present invention is as follows.
[0036]
When the excavated ground is soft ground, the
[0037]
At the time of subsidence, it is preferable to supply compressed air and pressure water from the tip of the
[0038]
When the construction ground is soft ground, the pile is laid down with the
[0039]
In a state where the lower end of the
[0040]
In the hard ground, the
[0041]
Although the muddy discharged soil rises in the hollow hole of the
[0042]
FIG. 5 shows a step of releasing the thrust of the
[0043]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the details of the lower end of the
[0044]
The
[0045]
In the above-mentioned conventional method, since the means for transporting the excavated soil upward through the hollow portion of the pile is employed, the excavated soil may be discharged to the ground depending on the ground condition. The tip of the pile can be freely opened and closed by up and down, and it can be controlled to guide soil removal only in hard ground where settlement is difficult, so that the amount of earth and sand discharged to the ground is eliminated, or It can be significantly reduced.
[0046]
Also, in the conventional method, it was necessary to embed a pipe or a perforated PC steel rod in the pile wall thickness during pile production, and the pile had to be produced by special order production. Instead, existing piles can be used.
[0047]
The pile sinking efficiency is improved by excavating the pile tip ground using a cutter blade disk in addition to the method of reducing the frictional force by rotating the pile in the conventional method. Efficiency is improved.
[0048]
When the lower end of the pile reaches the support layer, the supply of compressed air and pressurized water is stopped, and the pile is spun down while cement milk is injected as a consolidation liquid through a fluid passage. The concentration of the cement milk is preferably about 60% in terms of water cement. At this time, the cement milk solidifies the support layer at the lower end of the pile and also rises in the gap at the outer peripheral portion of the pile to contribute to the integration of the support layer and the pile.
[0049]
After the tip of the pile is buried in the support layer, the
[0050]
By using cement milk to which an expanding material is added as the root compaction liquid and the pile peripheral fixation liquid, the root compaction can be strengthened and the pile peripheral surface frictional force can be improved.
[0051]
Upon completion of the injection of the root compaction liquid and the pile fixation liquid, a hardened cement milk body in which the ground of the support layer and the tip of the pile are integrated is formed, and the support force is developed. By rotating the auger drill in the reverse direction, the
[0052]
According to the present invention, the cement milk can be injected with the root compaction liquid and the pile fixation liquid in a state where the tip of the pile is closed, and the injection efficiency is higher than in the conventional method.
[0053]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, without using the special concrete pile in which the fluid supply pipe was provided in the thickness, the pile settling method which made the amount of earth removal on the ground almost zero was realizable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial view of the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a disk.
FIG. 4 is an explanatory view of a settlement step.
FIG. 5 is an explanatory view of a settlement step.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a lower end portion of a pile according to another embodiment.
FIG. 7 is a bottom view of FIG. 6;
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a settlement step of the embodiment of FIG. 6;
FIG. 9 is a top view of the disk.
[Explanation of symbols]
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