JP2005200910A - 基礎杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基礎杭の施工能率の向上を図る。
【解決手段】最先の既製杭１ａの下端部に掘削ヘッド２を設け、最先既製杭１ａ内に送液パイプ４を挿入して掘削ヘッド２に接続し、最先既製杭１ａを回転圧入機１０で回転させつつ地盤中所定位置まで圧入掘進した後、後続の既製杭を順次先に圧入掘進させた既製杭に接続すると共に送液パイプ４を接続延長して、最後の既製杭１ｃにヤットコ５を離脱可能に接続するようにし、全既製杭１ａ〜１ｃを夫々所定地盤まで到達させて基礎杭Ｐを形成した後、ヤットコ５を最後の既製杭１ｃから離脱させて撤去し、それ以外は地盤中に埋め殺しにする。
【選択図】図３

Description

本発明は構造物の構築に先立って実施される基礎杭の施工方法に関するものである。

従来の基礎杭の施工方法として、例えば特許文献１に記載されたものがある。これは、基礎杭を構成する複数の中空状既製杭のうち最先の既製杭の下端部に掘削ヘッドを設けると共に、この既製杭の内部に送液パイプを挿入して掘削ヘッドに接続し、この最先の既製杭を回転圧入機により回転させて、送液パイプより掘孔液を注入しながら地盤中に圧入掘進し、任意位置まで掘進したならば、最先既製杭に後続の既製杭を順次接続すると共に、送液パイプを接続延長し、全製杭を夫々所定地盤まで到達させた後、送液パイプを最先の既製杭から分離して回収する方法である。
特許第２５１９８５１号

上記特許文献１の施工方法では、既製杭を送液パイプと共に順次継ぎ足しながら所定地盤まで到達させた後、送液パイプを最先既製杭の送液パイプから分離して回収するため、その分離回収する作業に非常な手間と時間がかかり、基礎杭の施工作業能率を低下させていた。

本発明は、上記の課題に鑑み、全既製杭を所定地盤まで到達させた後、最後の既製杭に接続するヤットコのみ撤去し、それ以外は地盤中に残しておくようにすることによって、基礎杭の施工能率の向上を図った施工方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の基礎杭の施工方法は、基礎杭Ｐを構成する１本又は２本以上の中空状既製杭１ａ又は１ａ〜１ｃのうち最先の既製杭１ａの下端部に掘削ヘッド２を設けると共に、この最先既製杭１ａ内に送液パイプ４を挿入して掘削ヘッド２に接続し、この最先既製杭１ａを回転圧入機１０で回転させつつ地盤中所定位置まで圧入掘進した後、１本の既製杭１ａを用いる時はこの既製杭１ａにヤットコ５を離脱可能に接続して、このヤットコ５を回転圧入機１０で回転させつつ既製杭１ａと共に地盤中に圧入掘進し、２本以上の既製杭１ａ〜１ｃを用いる時は後続の既製杭を順次先に圧入掘進させた既製杭に接続すると共に送液パイプ４を接続延長して、最後の既製杭１ｃにヤットコ５を離脱可能に接続するようにし、而して全既製杭を夫々所定地盤まで到達させて基礎杭Ｐを形成した後、ヤットコ５を既製杭から離脱させて撤去し、それ以外は地盤中に埋め殺しにすることを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載の基礎杭の施工方法において、各既製杭１ａ〜１ｃの内部には送液パイプ４を既製杭１ａ〜１ｃの中心部に保持するためのパイプ保持手段８を設けていることを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２に記載の基礎杭の施工方法において、ヤットコ５を撤去した後、このヤットコ５内に挿入されていた送液用補助パイプ４ａを施工基面ＧＬで切断して撤去することを特徴とする。

請求項４は、請求項１〜３の何れかに記載の基礎杭の施工方法において、全既製杭１ａ〜１ｃを夫々所定地盤まで到達させた後、最先既製杭１ａの先端部分を根固めするセメントミルクＭ等の硬化材を前記送液パイプ４によって最先既製杭１ａの先端部に注入することを特徴とする。

請求項５は、請求項１〜４の何れかに記載の基礎杭の施工方法において、基礎杭打設完了後、施工基面ＧＬを所要深さ掘削して、基礎構造物Ｋを築造するにあたり、最後の既製杭１ｃの上端から突出する送液パイプ部分１３を切断して撤去することを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、基礎杭Ｐを形成した後に、ヤットコ５を最後の既製杭１ａ又は１ｃから離脱させて撤去し、送液パイプ４は全て掘削ヘッド２と共に地盤中に埋め殺しにするから、従来の施工方法によるような送液パイプを分離回収する作業が不要で、基礎杭Ｐの施工能率を向上させることができる。また、送液パイプ４が一種の鉄筋の作用を果たすことから、地盤支持力を高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、各既製杭１ａ〜１ｃの内部に送液パイプ４を既製杭１ａ〜１ｃの中心部に保持するパイプ保持手段８を設けているから、送液パイプ４の接続を容易且つ的確に行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、補助パイプ４ａを施工基面ＧＬで切断して撤去することにより、施工基面ＧＬ上に不要な突起物が無くなって、基礎杭打設後の作業に支障を来すようなことがない。

請求項４に係る発明によれば、支持層Ｔなどにしっかりと根固めされて定着された堅固な基礎杭Ｐを形成することができる。

請求項５に係る発明によれば、基礎杭打設完了後、基礎構造物Ｋを築造するにあたり、最後の既製杭１ｃの上端から突出する送液パイプ部分１３を切断撤去することによって、基礎構造物Ｋの築造作業に支障を来すようなことがなくなる。

以下に本発明に係る基礎杭の施工方法の好適な実施形態を図面に基づいて説明すると、図１の(a) 及び(b) は施工順序の初期段階を示す説明図、図２の(a) 〜(d) は次の複数の段階を示す説明図、図３の(a) 〜(c) は最終段階を示す説明図、図４は基礎杭打設完了後に基礎構造物を築造しようとする状態を示す説明図である。本発明の施工方法を実施するにあたっては、先ず図１の(a) に示すように、基礎杭を構成する、夫々鋼管杭からなる複数本（この実施形態では３本）の中空状既製杭１ａ〜１ｃのうち最先の既製杭１ａの下端部に掘削ヘッド２を溶接によって取り付けると共に、この最先既製杭１ａの内部に送液パイプ４を挿入して、この送液パイプ４の下端部を掘削ヘッド２に接続する。

掘削ヘッド２は、図５の(a) 及び(b) に示すように、両端が閉塞された円筒状本体２ａを両側一対の取付台板２ｂ，２ｂを介して最先既製杭１ａの下端部中央に同心状に固定し、これら円筒状本体２ａ及び両取付台板２ｂ，２ｂの下端部に多数の掘削刃２ｃを取り付けてなるもので、円筒状本体２ａの中心部を送液パイプ４の先端部分が貫通し、この円筒状本体２ａの中心部を貫通した送液パイプ４の先端部ノズル６を形成し、このノズル６には、送液パイプ４からは掘削液等を放出するが、常時は外圧によってノズル６を閉鎖するゴム製の弁７が設けられている。

図６の(a) 及び(b) から分かるように、各既製杭１ａ〜１ｃの内部にはその上下両端部に夫々、送液パイプ４を各既製杭１ａ〜１ｃの中心部に保持するためのパイプ保持手段８が設けられている。各パイプ保持手段８は、各既製杭１ａ〜１ｃが挿通可能な鋼製の保持リング８ａと、この保持リング８ａの外周面に放射状に突設され、先端部が各既製杭１ａ〜１ｃの内周面に溶接で固着された複数本（この実施形態では３本）の鋼製支持アーム８ｂとからなるもので、保持リング８ａに各既製杭１ａ〜１ｃを挿通させて保持するようになっている。

基礎杭の施工にあたって各既製杭１ａ〜１ｃどうしの接続は溶接によって行う。即ち、図６の(a) 及び(b) に示すように、先に地盤中に所定位置まで圧入された例えば最先既製杭１ａの上端に後続の既製杭１ｂの下端を突き合わせて、その突き合わせ端面に沿って周方向に溶接することによって先の既製杭１ａと後の既製杭１ｂとを接合する。この溶接部をＷ１で示す。

また、各送液パイプ４の端部どうしの接続は、溶接によって行うが、ネジによって行うこともできる。図６の(a) 及び(b) には溶接による接続方法を示している。即ち、先に地盤中に圧入された例えば最先既製杭１ａの送液パイプ４の上端部と、後続の既製杭１ａの送液パイプ４の下端部とにわたって鋼製の接続管９を嵌合させ、この接続管９の両端部を双方の送液パイプ４，４に対し溶接することによって、図６の(b) に示すように送液パイプ４どうしを一体的に可能に接続する。この溶接部をＷ４で示す。

上記した図６の(a) 及び(b) に示すような方法による溶接接合によれば、各送液パイプ４の端部どうし簡単容易に接合できると共に、溶接時に接続管９によって双方の送液パイプ４，４が位置規制されるため、接合部で曲がりを生じることがなく、直線状態が確実に維持される。尚、後述するヤットコ５には送液用の補助パイプ４ａが使用されるが、この補助パイプ４ａと既製杭１ａ〜１ｃ側の送液パイプ４との接続も、送液パイプ４の場合と同様に溶接又はねじによって行う。

既製杭１ａを地盤中に圧入掘進する回転圧入機１０は、図１の(b) に示すように、クローラークレーン式自走杭打機１９に支持されている。尚、高架高速道路を築造するに当たって、高架築造部分が河川に沿う場合には、その築造部分を河川底に打設する必要がある。この場合には、前記自走杭打機１９は河川に設置した図示しないスパット形台船に搭載された状態で施工作業が行われる場合がある。同図において、２０は支持ステー２１と支持アーム２２を介して垂直支持されるリーダで、このリーダ２０に沿って昇降自在に回転圧入機１０が装備されている。この回転圧入機１０は、周知構造のもので、リーダ２０の上端部に設けられたアーム２３にピストンロッド２４ａが取り付けられた左右一対の昇降用油圧シリンダユニット２４に懸吊支持された昇降体２５と、この昇降体２５に一体的に取り付けられた回転圧入機本体２６とからなるもので、この回転圧入機本体２６により既製杭１ａを掴持して回転させながら地盤中に圧入するようになっている。

次に、本発明に係る基礎杭の施工方法について図１〜図４を中心に適宜他の図面を参照しながら説明する。

先ず図１の(a) に示すように、最先の既製杭１ａを地上に横置した状態でその下端部に掘削ヘッド２を取り付け、この最先既製杭１ａの内部に送液パイプ４を挿入して、その下端部を掘削ヘッド２に接続する。また、この送液パイプ４の上端部にスイベル装置Ｓを取り付ける。このスイベル装置Ｓは、既製杭１ａ〜１ｃの打設時にこの既製杭１ａ〜１ｃと共に一体回転する送液パイプ４に水等の掘孔液Ｎあるいはセメントミルク等の硬化材Ｍを供給するためのもので、リーダ２０側に支持されていて、最上位の送液パイプ４の上端部に対し着脱可能となっている。

こうして送液パイプ４を挿入配備した最先の既製杭１ａを図示しないクレーンによって図１の(b) に示す回転圧入機１０の真上に吊り上げ、その位置で既製杭１ａを下降させて回転圧入機本体２６に吊り込みセットした後、この最先の既製杭１ａを回転させながら、掘削ヘッド２の先端部にあるノズル６より掘孔液Ｎを注入しつつ、この最先既製杭１ａを地盤中に圧入掘進してゆく。

この最先既製杭１ａを所定位置まで圧入掘進したならば、図２の(a) に示すように、次の既製杭１ｂを吊り込んで、この既製杭１ｂ内の送液パイプ４を、地盤中にある既製杭１ａ内の送液パイプ４に接続し、またスイベル装置Ｓを最先既製杭１ａの送液パイプ４から次の既製杭１ｂの送液パイプ４に付け替える。それから、最先の既製杭である下段側既製杭１ａに次の既製杭である上段側既製杭１ｂを溶接により接続し、そして上段側既製杭１ｂを回転圧入機１０で掴持して、下段側既製杭１ａと一体に回転させながら圧入掘進してゆく。

図２の(b) に示すように両既製杭１ａ，１ｂを所定位置まで掘進したならば、更に次の既製杭１ｃを吊り込んで、この既製杭１ｃ内の送液パイプ４を、地盤中にある既製杭１ｂ内の送液パイプ４に接続し、そしてスイベル装置Ｓを既製杭１ｂの送液パイプ４から既製杭１ｃの送液パイプ４に付け替えた後、その既製杭１ｃを地盤中の既製杭１ｂに溶接によって接続し、掘孔液Ｎを注入しつつ、新たに上段側となった既製杭１ｃを回転圧入機１０で掴持して、図２の(c) ，(d) に示すように中段側既製杭１ｂ及び下段側既製杭１ａと一体に回転させながら圧入掘進してゆく。

而して、下段側の、即ち最先の既製杭１ａが支持層Ｔ（図３参照）に到達したならば、上段側既製杭１ｃの上端部に既製杭１ａ〜１ｃと同径のヤットコ５を離脱可能に接続し、このヤットコ５内には送液用補助パイプ４ａを挿入して既製杭１ｃの送液パイプ４に接続すると共に、スイベル装置Ｓをこの既製杭１ｃ内の送液パイプ４からヤットコ５内の補助パイプ４ａに付け替え、そして掘孔液Ｎをセメントミルク等の硬化材Ｍに切り換え、掘削ヘッド２の先端部よりセメントミルク等の硬化材Ｍを吐出して、支持層Ｔの掘削土と混合攪拌しながら、図３の(a) に示すように支持層Ｔの手前側から支持層Ｔの内部までの所要長さＬに亘って根入れし、この図３の(a) に示すように上段側既製杭１ｃの上端が地盤内の所定位置Ｑに達するまで圧入する。

上記のように上段側既製杭１ｃの上端が地盤内の所定位置Ｑに達したならば、支持層Ｔの手前側から支持層Ｔ内部までの所定長さＬに亘って根入れした最先既製杭１ａの先端部に根固め部分２８を形成し、こうしてセメントミルク等の硬化材Ｍによる根固め部分２８が硬化すると、所要本数の（この実施形態では上中下３本の）既製杭１ａ〜１ｃからなる、先端部が支持層Ｔに根固めされて定着された堅固な基礎杭Ｐが地盤中に形成されることになる。

最後の既製杭である上段側既製杭１ｃの上端にヤットコ５を離脱可能に接続するには、図７に示すように、ヤットコ５の下端部に、Ｌ字状の係合突起２９をその先端係合部２９ａが半径方向外向きに突出するように一対設け、上段側既製杭１ｃの上端部にはヤットコ５側の両係合突起２９，２９が夫々係合する一対のＬ字状係合凹部３０，３０を設けておく。而して、ヤットコ５を上段側既製杭１ｃに接続する際には、図９に示すようにヤットコ５を上段側既製杭１ｃの真上に持ち来し、その位置から降下して両係合突起２９，２９の先端係合部２９ａ，２９ａを上段側既製杭１ｃの係合凹部３０，３０に突入させた後、ヤットコ５を回転圧入機１０によって掘削回転方向に回転させると、各係合突起２９の先端係合部２９ａが係合凹部３０，３０の被係合部３０ａに係合して、ヤットコ５は既製杭１ａに対し接続される。またヤットコ５を上段側既製杭１ｃから離脱させるには、ヤットコ５を逆転させて上動させることにより、ヤットコ５は上段側既製杭１ｃから容易に離脱することができる。

このヤットコ５内のの送液用補助パイプ４ａと上段側既製杭１ｃ内の送液パイプ４との接続は、送液パイプ４どうしの接続と同じく溶接によって行う。この場合も、図６の(a)
及び(b) に示すように、既製杭１ｃ側の送液パイプ４の上端部と後続の既製杭１ａ側の送液パイプ４の下端部とにわたって接続管９を嵌合させ、この接続管９の両端部を双方の送液パイプ４、４に溶接するとよい。

図３の(a) に示すように既製杭１ａ〜１ｃからなる基礎杭Ｐが地盤中に形成されたならば、同図の(b) に示すようにヤットコ５を最後の既製杭である上段側既製杭１ｃから取り外して撤去し、補助パイプ４ａ、これに接続した複数本の送液パイプ４、及び掘削ヘッド２は、既製杭１ａ〜１ｃと共に地盤中にそのまま残しておく。ヤットコ５を取り外す時は、図７から分かるように、ヤットコ５を掘削回転方向と逆方向に回転させた後、引き上げることによって、上段側既製杭１ｃから簡単に離脱させて取り外しことができる。

上記のようにヤットコ５を最後の既製杭１ｃから離脱させて撤去した後、施工基面ＧＬから上方に突出している補助パイプ４ａを、図３の(c) に示すように施工基面ＧＬすれすれのところでガス切断して撤去し、これによって基礎杭打設作業が完了する。尚、補助パイプ４ａの施工基面ＧＬから突出して切断撤去される部分を図３の(c) に１１で示している。このように補助パイプ４ａを施工基面ＧＬで切断して撤去しておけば、施工基面ＧＬ上に不要な突起物が無くなって、基礎杭打設後の作業に支障を来すようなことがない。

図４は基礎杭Ｐを形成した施工基面ＧＬ上に基礎構造物Ｋを築造する際の施工方法を示したもので、施工基面ＧＬを所要範囲に亘り所要深さＤだけ掘削して凹所１２を形成し、この凹所１２内で最後の既製杭１ｃの上端から突出する送液パイプ４の突出部分１３をガス切断して撤去する。この送液パイプ４の切断位置は図示のように既製杭１ｃの上端より所要深さだけ下方の位置とする。この場合、既製杭１ｃ内には土砂が詰まっているため、適当な深さまで掘削する。

このように最後の既製杭１ｃの上端から基礎構造物Ｋの築造範囲内に突出する送液パイプ部分１３を切断して撤去することにより、基礎構造物Ｋの築造作業に支障を来すようなことがない。図４において、１４は凹所１２の壁面１２ａが崩れないようにを突っ張り支持する支持枠を示す。

以上説明したような基礎杭Ｐの施工方法によれば、全ての既製杭１ａ〜１ｃを夫々所定地盤まで到達させて基礎杭Ｐを形成した後に、ヤットコ５を最後の既製杭１ｃから離脱させて撤去し、補助パイプ４ａ及び送液パイプ４は掘削ヘッド２と共に地盤中に埋め殺しにするから、従来の施工方法によるような送液パイプを分離回収する作業が不要となって、基礎杭Ｐの施工能率を向上させることができる。また、送液パイプ４が一種の鉄筋の作用を果たすと共に、掘削ヘッド２が硬化材Ｍによる根固めの際に、この硬化材Ｍに絡んで、地盤支持力を一層高めることができる。

また、既製杭１ａ〜１ｃどうしの接続及び送液パイプ４どうしの接続、また送液パイプ４と補助パイプ４ａとの接続を夫々溶接によって行うため、それらの接続作業が簡単容易となって、基礎杭Ｐの施工能率をより一層向上させることができる。

以上の実施形態では、３本の既製杭１ａ〜１ｃを使用したが、本発明の施工方法では、１本の既製杭１ａを使用して基礎杭Ｐを造成したり、２本あるいは３本以上使用して基礎杭Ｐを造成することもできる。

(a) 及び(b) は施工順序の初期段階を示す説明図である。 (a) 〜(d) は次の複数の段階を示す説明図である。 (a) 〜(c) は最終段階を示す説明図である。 基礎杭打設後に基礎構造物を築造しようとする状態を示す説明図である。 (a) は最先既製杭の下端部の掘削ヘッド部分の正面図、(b) は(a) を９０度回転した状態の側面図である。 (a) は送液パイプどうしの接合方法を説明する斜視図、(b) は送液パイプどうし及び既製杭どうしを夫々接合した状態の断面図である。 ヤットコと上段側既製杭との接続方法を示す斜視図である。

符号の説明

Ｐ 基礎杭
１ａ〜１ｃ 既製杭
２ 掘削ヘッド
４ 送液パイプ
４ａ 補助パイプ
５ ヤットコ
８ パイプ保持手段
１０ 回転圧入機
Ｎ 掘孔液
Ｍ 硬化材

Claims (5)

1. 基礎杭を構成する１本又は２本以上の中空状既製杭のうち最先の既製杭の下端部に掘削ヘッドを設けると共に、この最先既製杭内に送液パイプを挿入して掘削ヘッドに接続し、この最先既製杭を回転圧入機で回転させつつ地盤中所定位置まで圧入掘進した後、１本の既製杭を用いる時はこの既製杭にヤットコを離脱可能に接続して、このヤットコを回転圧入機で回転させつつ既製杭と共に地盤中に圧入掘進し、２本以上の既製杭を用いる時は後続の既製杭を順次先に圧入掘進させた既製杭に接続すると共に送液パイプを接続延長して、最後の既製杭にヤットコを離脱可能に接続するようにし、而して全既製杭を夫々所定地盤まで到達させて基礎杭を形成した後、ヤットコを既製杭から離脱させて撤去し、それ以外は地盤中に埋め殺しにすることを特徴とする基礎杭の施工方法。
2. 各既製杭の内部には送液パイプを既製杭の中心部に保持するためのパイプ保持手段を設けている請求項１に記載の基礎杭の施工方法。
3. ヤットコを撤去した後、このヤットコ内に挿入されていた送液用補助パイプを施工基面で切断して撤去することを特徴とする請求項１又は２に記載の基礎杭の施工方法。
4. 全既製杭を夫々所定地盤まで到達させた後、最先既製杭の先端部分を根固めするセメントミルク等の硬化材を前記送液パイプによって最先既製杭の先端部に注入することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の基礎杭の施工方法。
5. 基礎杭打設完了後、施工基面を所要深さ掘削して、基礎構造物を築造するにあたり、最後の既製杭の上端から突出する送液パイプ部分を切断して撤去することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基礎杭の施工方法。
   

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