JP2016079745A - 削孔方法及び場所打ち杭の構築方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】狭隘な敷地で拡径部を有する孔を掘削できる方法を提供する。
【解決手段】場所打ち杭を構築するための孔を掘削する削孔方法であって、高圧噴射ノズル54を有するロッド52を地盤に挿入して回転させながら高圧噴射ノズル54から安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤を削孔する。
【選択図】図4

Description

本発明は、杭の孔を形成する削孔方法及び場所打ち杭の構築方法に関する。
狭隘で低空頭の条件下での場所打ち杭の施工では、BH(TBH)工法による削孔を実施するのが主流となっている。一方、狭隘で低空頭という制約のない現場での節付きの場所打ち杭の施工として、節部の掘削に専用のバケットをケリーバーに装着したアースドリル機を使用して削孔を実施することが知られている。
また、場所打ち杭の施工方法ならびに削孔方法とは技術分野が異なるが、地盤改良工法として、高圧液を噴射して地盤を切削するとともに切削土砂と硬化材とを混合・攪拌して地盤硬化体を造成する工法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3264887号公報
BH(TBH)工法により部分的に拡径した拡径部を有する孔を掘削することは困難であり、一方、上記アースドリル機を用いたアースドリル工法では、狭隘で低空頭の条件下での施工には対応できない。従って、両工法では、狭隘で低空頭の条件下で節付き場所打ち杭を構築することが困難である。
また、特許文献1に記載の工法は、切削土砂と硬化材とを混合・攪拌する技術であり、掘削土砂を排土する、即ち削孔する技術とは異なる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、狭隘で低空頭の条件下で、部分的に拡径した拡径部を有する杭孔を掘削することに対応可能な削孔方法を提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の削孔方法は、杭を構築するための孔を形成する削孔方法であって、噴射ノズルを有するロッドを地盤に挿入して回転させながら前記噴射ノズルから安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤を掘削することを特徴とする。
また、本発明の削孔方法は、部分的に拡径した節部を有する場所打ち杭を構築するための孔を形成する削孔方法であって、噴射ノズルを有するロッドを地盤に挿入して回転させながら前記噴射ノズルから安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤の前記節部を構築する位置を掘削することを特徴とする。
さらに、本発明の場所打ち杭の構築方法は、部分的に拡径した節部を有する場所打ち杭を構築する方法であって、前記場所打ち杭を構築するための孔を掘削する工程と、掘削した前記孔内に鉄筋籠を建て込む工程と、前記鉄筋籠を建て込んだ前記孔内にコンクリートを打設する工程とを備え、前記削孔する工程では、噴射ノズルを有するロッドを地盤に挿入して回転させながら前記噴射ノズルから安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤の前記節部を構築する位置を掘削することを特徴とする。
本発明によれば、狭隘で低空頭の条件下で、部分的に拡径した拡径部を有する杭孔を掘削することに対応可能な削孔方法を提供できる。
一実施形態に係る構築方法により構築された場所打ち杭を示す立断面図である。 場所打ち杭の施工手順を示す立断面図である。 場所打ち杭の施工手順を示す立断面図である。 場所打ち杭の施工手順を示す立断面図である。 場所打ち杭の施工手順を示す立断面図である。 場所打ち杭の施工手順を示す立断面図である。 場所打ち杭の施工手順を示す立断面図である。
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係る構築方法により構築された場所打ち杭10を示す立断面図である。この図に示すように、場所打ち杭10は、粘土層2より深層側の砂層1に位置する一部分(以下、節部12という)が、それよりも上側の部分(以下、軸部14という)に対して拡径された節付きの鉄筋コンクリート造の杭である。また、節部12の上部は、上方にかけて次第に径が小さくなる円錐台形状に形成されている。
ここで、本実施形態の場所打ち杭10の施工は、場所打ち杭10の上方に鉄道の駅舎等の既設構造物が存在する低空頭(例えば、作業床から上方の構造物までの高さが5〜10m)で、場所打ち杭10の近傍(例えば、離隔距離が5〜20m)に鉄道のホーム等の既設構造物が存在する狭隘の条件下で実施する。以下、場所打ち杭10の施工について説明する。
図2〜図7は、場所打ち杭10の施工手順を示す立断面図である。まず、図2に示すように、粘土層2に釜場6を構築して釜場6にサンドポンプ7を設置する。また、ボーリングマシン60を設置する。このボーリングマシン60は、狭隘で低空頭の敷地での使用に適した小型の掘削機械であり、先端に掘削翼64が接続され該先端から安定液(例えば、ベントナイト安定液やポリマー安定液)を吐出するロッド62を備えている。
ロッド62は、作業床から上方の構造物までの高さよりも長さが小さい複数のロッドが接続された構成である。また、掘削翼64は、ロッド62から放射方向に延びる翼部に掘削ビットが設けられた構成である。
このボーリングマシン60により、ロッド62を伸長させながら砂層1に達するまで削孔する。本工程での削孔径は、ガイドパイプ8の直径よりも僅かに大きい径とする。次に、クレーンによりガイドパイプ8をその先端が砂層1の近傍に達するように孔内に建て込む。
ここで、本工程での削孔は、安定液を使用した正循環方式の工法を用いる。つまり、ロッド62を回転させて掘削翼64で掘削した土砂を、ロッド62の先端から吐出させた安定液を正循環させることにより生じる孔内の上昇流によって孔口まで運び、釜場6に設置されたサンドポンプ7によって孔外へ排出する。そして、排出した土砂はプラントへ送る。
次に、図3〜図5に示すように、節部12を形成するための拡径孔22を形成する。本工程では、地盤改良工法の一種であるジェットグラウト工法(高圧噴射攪拌工法)の原理を用いて削孔する。本工程で使用する高圧噴射装置50は、狭隘で低空頭の敷地での使用に適した小型の機械であり、先端に高圧噴射ノズル54が接続され該先端から安定液(例えば、ベントナイト安定液やポリマー安定液)と圧縮空気とを横方向へ噴射するロッド52を備えている。このロッド52は、作業床から上方の構造物までの高さよりも長さが小さい複数のロッドが接続された構成である。
本工程では、ロッド52を伸長させて高圧噴射ノズル54を拡径孔22の形成位置まで下降させる。そして、ロッド52及び高圧噴射ノズル54を軸心周り(鉛直軸周り)に回転させながら安定液と圧縮空気とを水平方向へ高圧で噴射させることにより削孔する。なお、高圧噴射ノズル54から安定液及び圧縮空気を噴射する圧力は、地盤の硬度や節部12の直径等に応じて地盤を掘削するのに適した大きさ(例えば、安定液は10〜30MPa、圧縮空気は0.5〜1.0MPa)に設定する。ここで、安定液(例えば、ベントナイト安定液やポリマー安定液)は、水よりも比重が大きく、粘性も高いことから、水を用いる場合に比して、土砂を孔口まで効果的に押し上げることができ、効率よく削孔することができる。さらに、圧縮空気を噴射することにより、より一層、土砂を孔口まで効果的に押し上げることができ、より一層、効率的に削孔することができる。
まず、図3に示すように、小径(例えば、φ80〜150mm)の孔24を拡径部22の底部まで掘削する。次に、図4に示すように、該孔24をガイドにして高圧噴射ノズル54を下降若しくは上昇又は上下動させつつロッド52及び高圧噴射ノズル54を軸心周り(鉛直軸周り)に回転させながら安定液と圧縮空気とを水平方向へ高圧で噴射させることにより、孔24を、軸部14の直径の2倍以上に拡径して拡径孔22を形成する。ここで、拡径孔22の頭部22Hを、下側にかけて次第に径が大きくなるように、即ち、円錐台形状に形成する。
次に、図5に示すように、サンドポンプ3を、低空頭対応型のミニクレーン4により拡径孔22の底部まで吊り下し、該サンドポンプ3により、拡径孔22の底部に残った土砂を排土する。また、釜場6を埋め戻す。
次に、図6に示すように、鉄筋籠5をミニクレーン4により孔内に建て込む。本工程では、エレメントを接続して鉄筋籠5を下方へ伸長させながら、鉄筋籠5を孔内に建て込む。次に、図7に示すように、トレミー管11を孔内に挿入して孔内にコンクリートを打設する。
以上説明したように、本実施形態に係る杭を構築するための削孔方法では、高圧噴射ノズル54を有するロッド52を地盤に挿入して回転させながら高圧噴射ノズル54から安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤に掘削孔を形成する。この方法によれば、アースドリル掘削機等の高さと幅が大きい大型掘削機を使用することなく、高さと幅が小さく低空頭かつ狭隘の条件に対応できる高圧噴射装置50により、拡径孔22を形成することが可能である。
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、拡径部を有する孔の拡径部を掘削する例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、拡径部の無い杭孔を掘削するのにも適用できる。また、上述の実施形態では、場所打ち杭の構築方法を例に挙げて本発明を説明したが、既製杭を打設するための杭孔等を掘削するのにも適用できる。
1 砂層、2 粘土層、3 サンドポンプ、4 ミニクレーン、5 鉄筋籠、6 釜場、7 サンドポンプ、8 ガイドパイプ、9 クレーン、10 場所打ち杭、11 トレミー管、12 節部、14 軸部、22 拡径孔、22H 頭部、24 孔、50 高圧噴射装置、52 ロッド、54 高圧噴射ノズル、60 ボーリングマシン、62 ロッド、64 掘削翼

Claims (3)

  1. 杭を構築するための孔を形成する削孔方法であって、
    噴射ノズルを有するロッドを地盤に挿入して回転させながら前記噴射ノズルから安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤を掘削する削孔方法。
  2. 部分的に拡径した節部を有する場所打ち杭を構築するための孔を形成する削孔方法であって、
    噴射ノズルを有するロッドを地盤に挿入して回転させながら前記噴射ノズルから安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤の前記節部を構築する位置を掘削する削孔方法。
  3. 部分的に拡径した節部を有する場所打ち杭を構築する方法であって、
    前記場所打ち杭を構築するための孔を掘削する工程と、掘削した前記孔内に鉄筋籠を建て込む工程と、前記鉄筋籠を建て込んだ前記孔内にコンクリートを打設する工程とを備え、
    前記削孔する工程では、噴射ノズルを有するロッドを地盤に挿入して回転させながら前記噴射ノズルから安定液と圧縮空気とを横方向に噴射させることにより、地盤の前記節部を構築する位置を掘削する場所打ち杭の構築方法。
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