JP2012087494A - 斜杭貫入用架台、および該架台を用いた斜杭埋設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡易で貫入装置の設置も容易である斜杭貫入用架台を提供することを課題とする。
【解決手段】杭（１）を地盤に貫入する貫入装置（５）を、杭が地面に対して傾斜する姿勢で支持する斜杭貫入用架台（１０）であって、杭が貫通可能な孔（１２ａ）が設けられた板状の基板（１２）を有し、杭が貫通可能な孔（１５ａ）が設けられた板状の部材で、一方の板面と他方の板面とが成す角が０度より大きく、基板に一端側を軸として回動可能に連結された傾斜板（１５）を備え、基板と傾斜板とを所定の角度に配置して保持する仮受け部材（１８）を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、土木、建築用の基礎部材である杭を地盤に傾斜した姿勢で埋設する際に用いる斜杭貫入用架台および、該架台を用いた斜杭埋設方法に関する。

土木や建築の分野において、構造物の基礎として地盤に杭を埋設することが行われている。杭の種類や杭の埋設方法にはいくつもの種類があるが、例えばその中で、管状である鋼管杭を回転させながら地盤に貫入する回転貫入鋼管杭工法がある。鋼管杭には、杭の本体である鋼管の先端部に所定の形状に形成された先端翼が取り付けられる。そして鋼管杭を回転させることにより地盤中で先端翼に推進力が発生し、地盤深くへ鋼管杭を貫入させていくことができる。

鋼管杭は地盤の深さ方向を長手方向として埋設されるのが基本であり、鉛直である他、鋼管杭に傾斜をつけて埋設させることもある。鉛直に埋設する杭を直杭、傾斜をつけて埋設する杭を斜杭と呼ぶこともある。斜杭は地震時等で生じる水平方向の変位を効果的に抑制することができ、耐震構造物の基礎として採用される場合がある。

杭の埋設は、該杭を把持、回転および地盤に押し込む（貫入させる）機能を有する貫入装置を地面に設置して行われる。従って、斜杭を埋設する際には、何らかの手段により貫入装置を所定の角度に傾けて地面に設置する必要がある。例えば特許文献１には、貫入装置の下に互い違いに重ねたくさびを配置し、その一方を撤去することで貫入装置を傾斜させる技術が開示されている。すなわちくさびの傾斜を利用して貫入装置を傾けるというものである。特許文献２には、貫入装置の脚部のそれぞれに伸縮式ジャッキ（合計４台）を設置し、その伸縮量を調整することで貫入装置を傾斜させる技術が開示されている。

特許第３７３７４２１号公報 特許第４０８４６７７号公報

ところが、特許文献１に記載のようなくさび形状の架台を用いると、その設置に際して、設置のためだけに１つ多くのくさびと、これを引き抜くための重機を配置する必要がある等の問題があった。
また、特許文献２に記載の架台では、伸縮式ジャッキが４台必要であり、架台の製作費用が大きくなる傾向にあった。また、４台のジャッキを個別に伸縮させるための油圧装置を別途用意する必要があり、費用や手間が大きかった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、構造が簡易で貫入装置の設置も容易である斜杭貫入用架台を提供することを課題とする。また、該架台を用いた斜杭埋設方法を提供する。

以下、本発明について説明する。ここでは分かり易さのため、図面で示した参照符号を合わせて付記するが本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、杭（１）を地盤に貫入する貫入装置（５）を、杭が地面に対して傾斜する姿勢で支持する斜杭貫入用架台（１０）であって、杭が貫通可能な孔（１２ａ）が設けられた板状の基板（１２）を有し、杭が貫通可能な孔（１５ａ）が設けられた板状の部材で、一方の板面と他方の板面とが成す角が０度より大きく、基板に一端側を軸として回動可能に連結された傾斜板（１５）を備え、基板と傾斜板とを所定の保持角度に配置して保持する仮受け部材（１８）を具備する、斜杭貫入用架台である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の斜杭貫入用架台（１０）において、仮受け部材（１８）は棒状の部材で一端が基板（１２）又は傾斜板（１５）に回動可能に配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の斜杭貫入用架台（１０）において、傾斜板（１５）の面のうち、基板（１２）に面する側とは反対側の面に突起状のストッパー（１５ｂ）が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の斜杭貫入用架台（１０）において、基板（１２）と傾斜板（１５）との所定の保持角度は、基板の板面と傾斜板の板面のうち、互いに対向しない板面同士が平行となる角度であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の斜杭貫入用架台（１０）を、基板（１２）が地面側となるように設置する過程と、仮受け部材（１８）により、傾斜板（１５）の上面と地面とを平行にする過程と、貫入装置（５）を傾斜板上に載置して、杭（１）を貫入装置に建て込む過程と、仮受け部材による保持を解除して杭の傾斜角度を調整する過程と、を含む、斜杭埋設方法である。

本発明によれば、斜杭の埋設において、斜杭貫入用架台の構造を簡易とすることができ、また、貫入装置の設置も容易となる。

１つの実施形態にかかる斜杭貫入用架台により斜杭が埋設される一場面を模式的に表した図である。 斜杭貫入用架台の平面図（図２（ａ））および正面図（図２（ｂ））である。 斜杭貫入用架台の傾斜板の角度を変更した場面を説明する図である。 杭の埋設方法を説明する図であり、図４（ａ）は傾斜板の上面を地面に対して平行とした姿勢、図４（ｂ）は貫入装置を載置した姿勢を表す。

本発明の上記した作用および利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

図１は、１つの実施形態にかかる斜杭貫入用架台１０の上に位置合わせ板８を介して貫入装置５が設置され、ここに鋼管杭１が把持されている一場面を模式的に表わした図である。図１は、鋼管杭１を鉛直方向に対して角度θ傾けて地盤に貫入する例である。
貫入装置５は、鋼管杭１を把持、回転および地盤に押し込む（貫入させる）機能を有する装置である。また、位置合わせ板８は、貫入装置５をここに乗せることにより貫入装置５の位置合わせがなされるように構成された板状の部材である。
鋼管杭１は概ね次のように地盤に貫入される。すなわち、鋼管杭１は本体である杭本体２、およびその下端に配置される先端翼３を備えている。鋼管杭１は、傾けられるべき角度（θ）に傾けられた貫入装置５に把持される。貫入装置５に把持された鋼管杭１は、貫入装置５により回転力および押込力を与えられて地盤中に貫入される。このとき貫入装置５は、斜杭貫入用架台１０の上に設置されることで、所定角度θに傾けられている。以下、詳しく斜杭貫入用架台１０について説明する。

図２には斜杭貫入用架台１０の平面図（図２（ａ））、および正面図（図２（ｂ））を示した。平面図は図１の紙面上から見た図、正面図は図１の方向から見た図である。ここで、図２は、傾斜板１５の上面が基板１２に対して角度θで傾けられた姿勢を表している。

斜杭貫入用架台１０は、基礎部材１１、装置設置部材１４および仮受け部材１８を備えている。
基礎部材１１は斜杭貫入用架台１０の基礎となる部材で、その大部分は板状の基板１２により構成されている。基板１２には、図２（ｂ）からわかるように、その板厚方向に貫通する円形の孔１２ａが設けられている。孔１２ａは、斜杭の埋設をする場合であっても、その内側を鋼管杭１が貫通することができる十分な大きさを有している。
また、基礎部材１１の基板１２の一方の面側の端部には軸受１３が配置されている。軸受１３は後述する回動軸１７を回動可能に受けることができるように構成される部材である。

装置設置部材１４は、その上面に位置合わせ板８を介して貫入装置５が載せられる部材で、その大部分は板状の傾斜板１５により構成されている。傾斜板１５には、図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるように、その板厚方向に貫通する円形の孔１５ａが設けられている。孔１５ａは、斜杭の埋設をする場合であっても、その内側を鋼管杭１が貫通することができる十分な大きさを有している。
また、傾斜板１５の板面の一方と他方とのなす角は０度より大きい所定の角度を有している。そして、図１、図２（ｂ）からわかるように、傾斜板１５の面のうち基板１２に対向する側の面が基板１２の板面に重なることにより、傾斜板１５の他方の板面（貫入装置が載置される側の面）と地面とのなす角がθとなるように構成されている。

また、装置設置部材１４の傾斜板１５の端部のうち、上記した軸受１３の側の端部にも軸受１６が設けられている。軸受１６は後述する回動軸１７を回動可能に受けることができ、上記した基礎部材１１の軸受１３と同軸となるように構成されている。

また、図２（ａ）からわかるように傾斜板１５は、軸受１６が配置される辺に直交する２つの辺の辺間の距離が基礎部材１１のこれに対応する辺間の距離に対して若干短く形成されている。これにより後述する仮受け部材１８が基板１２上に配置され、仮受け部材１８が傾斜板１５を保持することができる。

装置設置部材１４の傾斜板１５の面のうち、基板１２と向かい合わせとなる側とは反対側の面で、軸受１６側とは反対側の端部には、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるようにストッパー１５ｂが設けられてもよい。ストッパー１５ｂは、傾斜板１５の面から突出するように具備される部材である。すなわち、ストッパー１５ｂは、図１からわかるように傾斜板１５が傾斜した場合でも、位置合わせ板８が滑ることを防止するように、該位置合わせ板８を引っ掛けることができるように構成されている。

ここで、基礎部材１１と装置設置部材１４とは、共通の回動軸１７を軸受１３、および軸受１６で受けることにより、この軸１７を中心に互いに回動可能とされている。

仮受け部材１８は、傾斜板１５の板面のうち、基板１２と向かい合う面とは反対側の面、すなわち、貫入装置５が載置される面が、地面と平行となる姿勢で傾斜板１５を保持する手段である（図３（ｂ）参照）。本実施形態の仮受け部材１８は、断面が矩形の棒状部材で、図２からわかるように、その一端が傾斜板１５の側面のうち、上記した対向する辺間の距離が基板１２より短く形成された側面に回動可能に取り付けられている。また、仮受け部材１８は所定の姿勢で回動が禁止されるように構成されている。これにより仮受け部材１８により傾斜板１５が適切に保持される。
仮受け部材１８は、傾斜板１５の一方の側面と、その反対側の他方の側面のそれぞれに設けられている。

仮受け部材１８の傾斜板１５への回動可能な固定手段は特に限定されるものではない。例えばボルトによる固定を挙げることができる。このときには例えば、ボルトを緩めることにより仮受け部材１８の回動を許容し、ボルトを締め付けることにより仮受け部材１８の回動を禁止することができる。

以上のような斜杭貫入用架台１０によれば、少なくとも２つの姿勢を取ることができる。図３に例を示した。図３（ａ）の姿勢は、図１、図２にもあらわれているように、傾斜板１５の上面が地面に対してθの角度で傾斜した姿勢である。このときには、仮受け部材１８は例えば傾斜板１５の傾斜方向に沿って配置され、傾斜板１５の一方の面が基板１２の上面に沿って接するように配置されている。この姿勢は実際に杭を貫入するときの姿勢である。

一方、図３（ｂ）の姿勢は、傾斜板１５の上面が地面と概ね平行である姿勢である。このときには、仮受け部材１８は、その回動軸側端部とは反対側端部が基板１２の上面に接するように配置され、これにより傾斜板１５が保持されている。この姿勢は後述するように、杭を貫入するための準備において用いられる姿勢である。

このように、斜杭貫入用架台１０によれば、図３に示した２つの姿勢を容易に変更することができる。また、その構造も簡易的である。

ここで上記した斜杭貫入用架台１０に備えられ各構成部材は、貫入装置５を支えることができる十分な強度を有している。

本実施形態では仮受け部材１８として、傾斜板１５の一方の側面と他方の側面のそれぞれに１つずつ部材を配置したが、貫入装置５を保持するための強度、安定性をさらに向上させる観点から、傾斜板の一方、および他方の側面のそれぞれに複数の部材を配置してもよい。

また、本実施形態では仮受け部材１８を傾斜板１５側に回動可能に配置したが、逆に基板１２に一端を回動可能に配置してもよい。この場合には平面視において基板１２の方が傾斜板１５よりも小さくなる。

また、本実施形態では、傾斜板１５を保持する手段を仮受け部材１８のような棒状の部材としたが、これに限定されるものではない。これには例えば伸縮可能なジャッキを基板１２の中に配置し、基板１２の上面から突没させることにより傾斜板１５の保持、および保持の解除をおこなうようにしてもよい。

次に、斜杭貫入用架台１０を例に、これを用いた斜杭埋設方法について説明する。図４に説明図を示した。
斜杭貫入用架台１０を鋼管杭１を貫入すべき位置に基づいて地面に設置する。その際、図４（ａ）に示したように、仮受け部材１８により図３（ｂ）に示したような姿勢として傾斜板１５の上面が地面と平行となるように調整しておく。

次に、図４（ｂ）に示したように、位置合わせ板８および貫入装置５を斜杭貫入用架台１０に載置し、斜杭貫入用架台１０に杭１を把持させる。そして、仮受け部材１８を回動させて傾斜板１５の傾斜方向に沿うように配置し、図１に示した姿勢となるように斜杭貫入用架台１０、杭１を傾斜させる。
以上のような設置が完了したあと、貫入装置５を作動させ、斜杭の貫入を開始する。

このように、斜杭貫入用架台１０を用いた斜杭埋設方法により、容易に、かつ精度よく貫入装置５を傾斜させて斜杭の埋設をおこなうことが可能となる。ここで、傾斜させた斜杭貫入用架台にクレーン等で鉛直に吊るした杭を設置することは困難をともなう。また、杭を把持させた貫入装置をクレーンで吊るして傾斜させた斜杭貫入用架台に設置することはより安全性の高い作業を考慮した場合には回避されるべきである。
かかる観点から本発明の斜杭貫入用架台１０およびこれにより可能となる上記斜杭埋設方法によればいずれの問題も解決することができる。

以上の説明は、鋼管杭を回転して貫入する例について説明したが、杭は鋼管杭に限定されるものではなく、また回転して貫入することにも限定されることはない。すなわち、斜杭貫入用架台は、鋼管杭、回転貫入式以外の斜杭貫入用の架台としても適用できる。

１ 鋼管杭
２ 杭本体
３ 先端翼
５ 貫入装置
８ 位置合わせ板
１０ 斜杭貫入用架台
１１ 基礎部材
１２ 基板
１３ 軸受
１４ 装置設置部材
１５ 傾斜板
１６ 軸受
１８ 仮受け部材

Claims (5)

1. 杭を地盤に貫入する貫入装置を、前記杭が地面に対して傾斜する姿勢で支持する斜杭貫入用架台であって、
   前記杭が貫通可能な孔が設けられた板状の基板を有し、
   前記杭が貫通可能な孔が設けられた板状の部材で、一方の板面と他方の板面とが成す角が０度より大きく、前記基板に一端側を軸として回動可能に連結された傾斜板を備え、
   前記基板と前記傾斜板とを所定の保持角度に配置して保持する仮受け部材を具備する、斜杭貫入用架台。
2. 前記仮受け部材は棒状の部材で一端が基板又は傾斜板に回動可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の斜杭貫入用架台。
3. 前記傾斜板の面のうち、前記基板に面する側とは反対側の面に突起状のストッパーが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の斜杭貫入用架台。
4. 前記基板と前記傾斜板との前記所定の保持角度は、前記基板の板面と前記傾斜板の板面のうち、互いに対向しない板面同士が平行となる角度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の斜杭貫入用架台。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の斜杭貫入用架台を、前記基板が地面側となるように設置する過程と、
   前記仮受け部材により、前記傾斜板の上面と前記地面とを平行にする過程と、
   前記貫入装置を前記傾斜板上に載置して、前記杭を前記貫入装置に建て込む過程と、
   前記仮受け部材による保持を解除して前記杭の傾斜角度を調整する過程と、を含む、斜杭埋設方法。

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