JP2017071907A - Device to reduce penetration resistance, penetration structure of steel pipe pile, and construction method for steel pipe pile - Google Patents
Device to reduce penetration resistance, penetration structure of steel pipe pile, and construction method for steel pipe pile Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法に関する。 The present invention relates to a penetration resistance reducing device, a steel pipe pile penetration structure, and a steel pipe pile construction method.
従来、鋼管杭の打設方法として、打撃、バイブロハンマを使用した振動、回転圧入を使用して地盤に鋼管杭を貫入させる方法があるが、杭の貫入が進むに従って、鋼管杭の内部に進入して詰まった土と杭内面の摩擦力が大きくなって貫入抵抗となり、最終的に杭先端部が閉塞される欠点がある。そして、閉塞によって貫入抵抗が大きくなることから、例えば特許文献1に示されるような施工性の低下を抑制する杭の打設する方法が知られている。
Conventionally, as a method of placing steel pipe piles, there is a method of penetrating the steel pipe pile into the ground using hammering, vibration using a vibro hammer, and rotary press-fitting, but as the pile penetrates, it enters the inside of the steel pipe pile. As a result, the friction force between the clogged soil and the inner surface of the pile increases, resulting in penetration resistance, and finally the pile tip is blocked. And since penetration resistance becomes large by obstruction | occlusion, the method to drive the pile which suppresses the fall of workability | operativity as shown, for example in
特許文献1には、鋼管矢板の内面に据え付けた加振機を使用して、振動伝達部を介して鋼管矢板に振動を加えることで、鋼管杭の先端や爪に付着した土砂を振り落とし、鋼管杭の閉塞抑制や鋼管矢板の嵌合性を高める構成について記載されている。
In
しかしながら、従来の杭の施工方法では、以下のような問題があった、
すなわち、特許文献1では、加振機を使用して振動伝達部を介して鋼管矢板を振動させる打設構造であるため、加振機に必要な加振力が大きいことから、この加振力のエネルギーを低減することが求められていた。
また、特許文献1の場合には、加振力の大きな加振機の反力装置や、加振機を吊り下げるためのクレーンが必要となり、施工に係る装置類が大掛かりになるという問題があり、その点で改善の余地があった。
However, the conventional pile construction method has the following problems:
That is, in
Moreover, in the case of
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構造により管内土の閉塞抵抗を抑制して貫入抵抗を低減させることで施工性を向上させることができ、さらに杭打設に必要な装置の小型化を図ることができる貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to improve the workability by reducing the penetration resistance by suppressing the clogging resistance of the pipe soil with a simple structure. It is an object of the present invention to provide a penetration resistance reducing device, a steel pipe pile penetration structure, and a steel pipe pile construction method capable of downsizing a necessary device.
上記目的を達成するため、本発明に係る貫入抵抗低減装置は、杭打設装置によって地盤に貫入される鋼管杭に装着され、該鋼管杭の貫入抵抗を低減する貫入抵抗低減装置であって、振動ロッドと、該振動ロッドを下方に向けて延在するように連結させた加振機と、前記加振機を前記鋼管杭に対して着脱可能に装着する装着部と、前記加振機と前記装着部との間に介在される防振部と、を備え、前記加振機が前記鋼管杭に装着された状態で、前記振動ロッドが前記鋼管杭の内側に挿通されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the penetration resistance reducing device according to the present invention is a penetration resistance reducing device that is attached to a steel pipe pile that is penetrated into the ground by a pile driving device, and reduces the penetration resistance of the steel pipe pile, A vibration rod, a vibrator connected to the vibration rod so as to extend downward, a mounting portion for detachably mounting the vibrator on the steel pipe pile, and the vibrator A vibration isolator interposed between the mounting portion and the vibration rod is inserted into the steel pipe pile in a state where the vibration exciter is attached to the steel pipe pile. It is said.
また、本発明に係る鋼管杭の貫入構造は、上述した貫入抵抗低減装置が、地盤に貫入する前記鋼管杭の上部に装着されていることを特徴としている。 Moreover, the penetration structure of the steel pipe pile which concerns on this invention is equipped with the penetration resistance reduction apparatus mentioned above to the upper part of the said steel pipe pile penetrated into the ground.
また、本発明に係る鋼管杭の施工方法は、上述した鋼管杭の貫入構造を用いた鋼管杭の施工方法であって、前記加振機を前記鋼管杭に装着し、前記振動ロッドを前記鋼管杭の内側に挿通させる工程と、前記加振機を駆動させて、その駆動力により前記振動ロッドを振動させる工程と、前記鋼管杭に対して、打撃の付与、振動の付与、または回転圧入を行うことによって前記鋼管杭を打設する工程と、を有することを特徴としている。 Moreover, the construction method of the steel pipe pile which concerns on this invention is a construction method of the steel pipe pile using the penetration structure of the steel pipe pile mentioned above, Comprising: The said vibration exciter is attached to the said steel pipe pile and the said vibration rod is attached to the said steel pipe. The step of inserting the inside of the pile, the step of driving the vibration exciter and vibrating the vibrating rod by the driving force, and applying the hammer, applying the vibration, or rotational press-fitting to the steel pipe pile And a step of placing the steel pipe pile by performing.
本発明では、鋼管杭を地盤に貫入させる際に、装着部によって鋼管杭に加振機を装着して,加振機に連結された振動ロッドを鋼管杭の内側に挿通させて配置させ、鋼管杭の自重を加振機の反力として、加振機により振動ロッドのみを振動させながら鋼管杭を地盤に貫入させることができる。このとき、振動ロッドの先端を鋼管杭の先端付近に位置させることで、鋼管杭の管内に進入した土を振動ロッドで緩めながら鋼管杭を貫入させることが可能となる。そのため、鋼管杭内の閉塞を抑えることができ、鋼管杭の貫入抵抗を低減させ、施工効率を向上させることができる。
そして、本発明では、加振機と鋼管杭に装着される装着部との間に防振部が設けられているので、加振機の振動が鋼管杭や杭打設装置には伝達されず、振動ロッドのみを振動させることが可能となることから、加振力のエネルギーを低減することができる。
しかも、鋼管杭の貫入抵抗を抑えることで、鋼管杭の打設に必要な杭打設装置の打設動力(例えば、振動、落下、及び回転圧入による動力)を小さくすることができ、杭打設装置の小型化を図ることができる。
In the present invention, when the steel pipe pile is penetrated into the ground, a vibration exciter is attached to the steel pipe pile by the attachment portion, and the vibration rod connected to the vibration exciter is inserted and arranged inside the steel pipe pile. Using the weight of the pile as a reaction force of the shaker, the steel pipe pile can be penetrated into the ground while only the vibrating rod is vibrated by the shaker. At this time, by positioning the tip of the vibration rod in the vicinity of the tip of the steel pipe pile, it is possible to penetrate the steel pipe pile while loosening the soil that has entered the pipe of the steel pipe pile with the vibration rod. Therefore, obstruction | occlusion in a steel pipe pile can be suppressed, the penetration resistance of a steel pipe pile can be reduced, and construction efficiency can be improved.
And in this invention, since the vibration isolator is provided between the vibration exciter and the attachment part with which a steel pipe pile is mounted | worn, the vibration of a vibration exciter is not transmitted to a steel pipe pile or a pile driving device. Since only the vibrating rod can be vibrated, the energy of the exciting force can be reduced.
Moreover, by suppressing the penetration resistance of steel pipe piles, it is possible to reduce the driving power (for example, power due to vibration, dropping, and rotary press-fitting) of the pile driving device necessary for the steel pipe pile driving. The installation apparatus can be reduced in size.
また、本発明では、加振機を装着部によって鋼管杭に装着して、鋼管杭に対して加振機の反力を取る簡単な反力支持構造となるうえ、振動ロッドが鋼管杭よりも小径であって加振機自体を小型化できることから、加振機とは別で設けられる大掛かりな反力装置が不要となり、また打設中のクレーンが不要になる利点がある。 Further, in the present invention, the vibration exciter is attached to the steel pipe pile by the attachment portion, and a simple reaction force support structure for taking the reaction force of the vibration exciter against the steel pipe pile is obtained, and the vibration rod is more than the steel pipe pile. Since it is small in diameter and the shaker itself can be reduced in size, there is an advantage that a large reaction force device provided separately from the shaker is unnecessary, and a crane during placement is unnecessary.
また、本発明では、鋼管杭の圧入に加え、振動ロッドによる振動を付与する構成であるが、振動する振動ロッドが鋼管杭内に位置し、鋼管杭の内部の地盤のみに振動を与えることから、鋼管杭自体を打撃やバイブロハンマで貫入する場合に比べて騒音や振動を小さく抑えることができる。 In addition, in the present invention, in addition to the press-fitting of the steel pipe pile, it is a configuration that gives vibration by the vibration rod, but the vibrating rod that vibrates is located in the steel pipe pile and gives vibration only to the ground inside the steel pipe pile. The noise and vibration can be reduced compared to the case where the steel pipe pile itself is struck or penetrated by a vibro hammer.
また、本発明に係る貫入抵抗低減装置は、前記加振機は、前記鋼管杭の内側に配置されていることが好ましい。 In the penetration resistance reducing device according to the present invention, it is preferable that the vibration exciter is disposed inside the steel pipe pile.
この場合には、鋼管杭の外側に加振機が設けられないので、打設構造全体としてコンパクト化を図ることができ、施工スペースを小さくすることができる。
また、本発明では、加振機が鋼管杭の内側に位置して鋼管によって覆われた防音壁が構成されることから、防音効果を得ることができる。
In this case, since a vibration exciter is not provided outside the steel pipe pile, the entire placing structure can be made compact, and the construction space can be reduced.
Moreover, in this invention, since the sound exciter is located inside a steel pipe pile and the soundproof wall covered with the steel pipe is comprised, the soundproof effect can be acquired.
また、本発明に係る貫入抵抗低減装置は、前記装着部は、前記鋼管杭の内面に固定される添接板であり、該添接板に対して前記加振機が前記防振部を介して着脱可能に装着されていてもよい。 Further, in the penetration resistance reducing apparatus according to the present invention, the mounting portion is an attachment plate fixed to the inner surface of the steel pipe pile, and the vibration exciter passes through the vibration isolation portion with respect to the attachment plate. And may be detachably attached.
この場合には、予め添接板を鋼管杭の内面に取り付けておくことで、その装着部を鋼管杭の内面に対して簡単に着脱することができる。そのため、貫入抵抗低減装置を鋼管杭に対して設けたり、交換する作業の効率化を図ることができる。 In this case, the attachment part can be easily attached to and detached from the inner surface of the steel pipe pile by attaching the attachment plate to the inner surface of the steel pipe pile in advance. Therefore, the penetration resistance reducing device can be provided on the steel pipe pile or the efficiency of the work of exchanging can be improved.
また、本発明に係る貫入抵抗低減装置において、前記装着部は、前記防振部から側方に向けて突出して前記鋼管杭の上部に外嵌する張出治具を有していてもよい。 Moreover, the penetration resistance reduction apparatus which concerns on this invention WHEREIN: The said mounting part may have an overhang | projection jig | tool which protrudes toward the side from the said vibration proof part and fits the upper part of the said steel pipe pile.
この場合には、加振機に防振部を介して設けられた張出治具を鋼管杭の上部に外嵌させる構成であるため、装着時の位置決めを容易に行うことができる。 In this case, since the overhanging jig provided on the vibration exciter via the vibration isolator is externally fitted to the upper portion of the steel pipe pile, positioning at the time of mounting can be easily performed.
また、本発明に係る貫入抵抗低減装置において、前記装着部は、前記鋼管杭の径方向の一端が前記防振部を介して前記加振機に固定され、前記径方向の他端に把持部を備えて前記径方向に沿って伸縮する伸縮装置であってもよい。 Further, in the penetration resistance reducing device according to the present invention, the mounting portion is configured such that one end in the radial direction of the steel pipe pile is fixed to the shaker via the vibration isolating portion, and a gripping portion is provided at the other end in the radial direction. The expansion-contraction apparatus which expands and contracts along the said radial direction may be sufficient.
この場合には、例えば油圧の動力により伸縮装置を駆動させて把持部を径方向に伸張させて鋼管杭の内面に押し付けることで、加振機を鋼管杭に固定することができるため、鋼管杭に対してボルト締結を行うといった手間のかかる作業が不要になる。また、鋼管杭の内面のいずれの箇所にも把持部を把持させることが可能となるので、固定時における位置決め作業を容易に行うことができる。 In this case, for example, the exciter can be fixed to the steel pipe pile by driving the expansion / contraction device by hydraulic power and extending the gripping portion in the radial direction and pressing it against the inner surface of the steel pipe pile. This eliminates the need for troublesome work such as bolt fastening. Moreover, since it becomes possible to hold | grip a holding part to any location of the inner surface of a steel pipe pile, the positioning operation | work at the time of fixation can be performed easily.
また、本発明に係る鋼管杭の貫入構造は、前記鋼管杭の上端に対して同軸に連結可能な外殻鋼管を有し、前記加振機は、前記外殻鋼管の内側に配置されていることが好ましい。 Moreover, the penetration structure of the steel pipe pile which concerns on this invention has an outer shell steel pipe which can be coaxially connected with respect to the upper end of the said steel pipe pile, and the said vibration exciter is arrange | positioned inside the said outer shell steel pipe. It is preferable.
本発明に係る鋼管杭の貫入構造では、予め外殻鋼管の内側に加振機を装着しておくことで、貫入する鋼管杭に対して外殻鋼管を着脱することで貫入抵抗低減装置を着脱することができる。 In the penetration structure of the steel pipe pile according to the present invention, the penetration resistance reducing device can be attached / detached by attaching / detaching the outer shell steel pipe to / from the steel pipe pile to be penetrated by attaching a vibration machine to the inner side of the outer shell steel pipe in advance. can do.
また、本発明に係る鋼管杭の貫入構造は、前記鋼管杭の上端開口を閉塞する蓋部材が設けられていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the penetration structure of the steel pipe pile which concerns on this invention is provided with the cover member which obstruct | occludes the upper end opening of the said steel pipe pile.
この場合、鋼管杭の打設中において鋼管杭の上端開口が蓋部材で閉塞されるので、加振機や振動ロッドから発生される騒音を抑えることができ,優れた防音効果を発揮することで、市街地や夜間等の制約の多い条件でも施工することができる。 In this case, since the upper end opening of the steel pipe pile is closed by the lid member during the placement of the steel pipe pile, the noise generated from the vibration exciter and the vibrating rod can be suppressed, and an excellent soundproofing effect can be achieved. In addition, it can be applied even under restrictive conditions such as urban areas and nighttime.
本発明の貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法によれば、簡単な構造により管内土の閉塞抵抗を抑制して貫入抵抗を低減させることで施工性を向上させることができ、さらに杭打設に必要な装置の小型化を図ることができる。 According to the penetration resistance reducing device, the steel pipe pile penetration structure, and the steel pipe pile construction method of the present invention, the workability is improved by suppressing the block resistance of the soil in the pipe and reducing the penetration resistance with a simple structure. In addition, it is possible to reduce the size of the apparatus required for pile driving.
以下、本発明の実施の形態による貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a penetration resistance reducing device, a steel pipe pile penetration structure, and a steel pipe pile construction method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1及び図2(a)に示すように、本実施の形態による貫入抵抗低減装置1は、杭打設装置によって打撃や振動の付与、または回転圧入を行うことにより、地盤に貫入される鋼管杭2に装着され、この鋼管杭2の貫入抵抗を低減するための装置である。ここで、前述の杭打設装置としては、打撃の場合には鋼管杭2の上端に錘を落下させる杭打機であり、振動の場合には例えばバイブロハンマ等の振動圧入装置であり、回転圧入の場合には回転圧入装置が採用される。
鋼管杭2は、例えば直径1000mmで上下端が開口する筒状の鋼管からなり、複数本が杭軸O方向に溶接により接合されて、同軸線上に継ぎ足されることにより地盤に打設される。
(First embodiment)
As shown in FIG.1 and FIG.2 (a), the penetration
The
貫入抵抗低減装置1は、振動ロッド3と、振動ロッド3を下方に向けて延在するように連結させた加振機4と、振動ロッド3が鋼管杭2内に位置するように、加振機4を鋼管杭2に着脱可能に装着する添接板5(装着部)(図2(b)参照)、加振機4と添接板5との間に介在される防振部6と、を備えている。
The penetration
ここで本実施形態では、鋼管杭2と振動ロッド3の各中心軸は共通軸上に配置されている。以下、この共通軸を杭軸Oといい、杭軸O方向に沿う鋼管杭2の貫入先端側を下側といい、貫入基端側を上側という。また、鋼管杭2を杭軸O方向から見た平面視において、杭軸Oに直交する方向を径方向といい、杭軸O回りに周回する方向を周方向という。
Here, in this embodiment, each central axis of the
加振機4は、例えば鋼矢板の打設等に使用される周知の油圧式のバイブロハンマ等が採用され、下面側で振動ロッド3の上端を着脱可能に接続するロッド接続部41を有している。加振機4は、側面4aに鋼管杭2の外部に設置される油圧ポンプ等から延びる油圧ホース42が接続されており、これにより加振機4を駆動し、接続される振動ロッド3を杭軸O方向に沿う上下方向に振動させる。そして、加振機4は、上述した防振部6及び添接板5とともに鋼管杭2の内側に配置することが可能な大きさとなっている。ロッド接続部41には、振動ロッド3をボルト43(図3参照)で接続するための雌ねじ(図示省略)が形成されている。
The
振動ロッド3は、例えば外径寸法100mmの鋼製管が使用され、ロッド先端3a(下端)が円錐形をなしている。振動ロッド3は、中心軸は杭軸Oに一致するように設けられている。振動ロッド3は、杭軸O方向に継ぎ足すことで延長され、ロッド先端3aが鋼管杭2の下端2a付近に位置する長さ寸法に設定されている。
また、振動ロッド3は、図3に示すように、上端3bに貫通孔を有する接続プレート31が固定されており、この接続プレート31を加振機4のロッド接続部41に対向させてボルト43によって接合されている。
For example, a steel pipe having an outer diameter of 100 mm is used as the
Further, as shown in FIG. 3, the
図1及び図2(a)に示すように、防振部6は、弾性を有するゴム製の防振ゴム61と、防振ゴム61の一端に固定され加振機4に固定される内側固定板62と、防振ゴム61の他端及び添接板5に挟持されて固定される外側固定板63と、を備えている。防振部6は、加振機4の側面4aに固定され、加振機4を挟んだ両側で互いに対向する位置に配置されている。なお、防振ゴム61は、径方向から見た側面視で円形あるいは矩形等、とくに形状には限定されることはない。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2A, the
内側固定板62及び外側固定板63は、鋼板からなり、それぞれが全体にわたって側面視で防振ゴム61よりも外側に向けて張り出している。内側固定板62は、防振ゴム61よりも張り出す外周部にボルト孔が貫通して設けられ、そのボルト孔を通して固定ボルト64で加振機4の側面4aに固定されている。外側固定板63は、防振ゴム61よりも外側に張り出す外周部にボルト孔が貫通して設けられ、そのボルト孔を通して添接板5を介して固定ボルト65で鋼管杭2の内面2bに固定されている。そのため、鋼管杭2には、固定ボルト65が挿通可能なボルト穴を形成しておく。
The
添接板5は、図2(a)、(b)に示すように、鋼管杭2の内面2bに固定され、外側固定板63と略同形状をなす鋼材からなり、外側固定板63のボルト孔に対応する位置に同様のボルト孔が貫通して設けられている。添接板5の外面5aには、鋼管杭2の内面2bとの離間寸法に相当するスペーサ51が設けられている。スペーサ51には、添接板5のボルト孔に対応する位置に同様のボルト孔が貫通して設けられている。そして、スペーサ51を介して鋼管杭2に固定されている添接板5に対して加振機4が防振部6を介して着脱可能に装着されている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
次に、具体的な鋼管杭2の施工方法について説明する。
先ず、図4(a)に示すように、不図示の杭打設装置を鋼管杭2の打設位置となる地盤G上に設置し、最初に打設する鋼管杭2をセットする。そして、例えば地組み等により振動ロッド3、加振機4、防振部6、及び添接板5を一体に組み付けておいた貫入抵抗低減装置1をクレーン(図4ではクレーンの吊ワイヤWのみが示されている)によって吊り下げ、図4(b)に示すように鋼管杭2の上端開口部から内側に進入させて所定の位置に配置する。このとき、振動ロッド3のロッド先端3aが鋼管杭2の下端2aに対して所定の位置(図4(b)、(c)では、ロッド先端3aが鋼管杭2の下端2aより浅い位置)になるように鋼管杭2内の所定の位置に固定される。図4(c)に示すように、高所作業車等を使用して、図1に示す防振部6の外側固定板63と鋼管杭2とを添接板5やスペーサ51を介して固定ボルト65で固定することで、貫入抵抗低減装置1が鋼管杭2の上部に装着されて打設準備が完了となる。
Next, the concrete construction method of the
First, as shown to Fig.4 (a), the pile placing apparatus not shown is installed on the ground G used as the placement position of the
なお、このように縦置きに配置した鋼管杭2に対して貫入抵抗低減装置1を装着する取付方法に制限されることはなく、図5(a)、(b)に示すように打設する鋼管杭2を横置きにした状態で貫入抵抗低減装置1を装着する方法であってもかまわない。つまり、搬送台車Fを使用して加振機4に振動ロッド3を取り付けた貫入抵抗低減装置1を水平方向に搬送させて、鋼管杭2の内側に進入させて、所定の位置で貫入抵抗低減装置1を鋼管杭2に装着する。その後、貫入抵抗低減装置1が装着された横置きの鋼管杭2を、所定の貫入位置において縦置きに設置し、打設準備が完了となる。このように、横置きの鋼管杭2に対して貫入抵抗低減装置1を装着する場合には、高所での組立作業がなくなり、施工効率を向上させることができる。
In addition, it does not restrict | limit to the attachment method which mounts the penetration
次に、鋼管杭2の内側で貫入抵抗低減装置1の加振機4を駆動して振動ロッド3に振動を伝達して地盤に貫入させ、杭打設装置によって支持層に到達するまで打設する。このときの杭打設装置による打設工法としては、図6に示す打撃工法、図7に示すバイブロハンマ工法、および図8に示す回転圧入工法などを採用することができる。
Next, the
打撃工法の場合には、図6に示すように、鋼管杭2の杭頭部に錘11を落とすため、加振機4の上端4bの位置を鋼管杭2の上端2cよりも低くなるように配置する。
バイブロハンマ工法の場合には、図7に示すように、バイブロハンマ12によって鋼管杭2の杭頭部を把持して振動を加えるため、加振機4の上端4bの位置を鋼管杭2の上端2cより低くなるように配置する。
なお、打撃工法やバイブロハンマ工法において、鋼管杭2の上端2cを通過させる油圧ホース42(図1参照)が施工の妨げになる場合には、鋼管杭2の上部を貫通するホース孔(図示省略)を形成し、このホース孔に油圧ホース42を通過させればよい。
In the case of the impact method, as shown in FIG. 6, the
In the case of the vibratory hammer method, as shown in FIG. 7, the
In addition, when the hydraulic hose 42 (see FIG. 1) that allows the
回転圧入工法の場合には、図8に示すように、回転圧入機13のチャックによって鋼管杭2の外周面を把持するため、鋼管杭2の杭頭部の位置に制限がなく、加振機4の上端4bが鋼管杭2の上端から突出していてもよい。
なお、回転圧入工法では、鋼管杭2の回転とともに貫入抵抗低減装置1も回転するため、油圧ホース42にスイベルジョイント(図示省略)が設けられている。
In the case of the rotary press-fitting method, as shown in FIG. 8, since the outer peripheral surface of the
In the rotary press-fitting method, since the penetration
また、図1に示すように、打設される鋼管杭2は、貫入深度によって複数本を順次継ぎ足していく必要があるが、この継ぎ足し(接続)作業の際に、貫入抵抗低減装置1の盛り替えを行う。すなわち、貫入した鋼管杭2の上部から貫入抵抗低減装置1を振動ロッド3とともにクレーンで吊り上げながら取り外し、新たに継ぎ足した鋼管杭2の内部に貫入抵抗低減装置1を装着する。このとき、振動ロッド3は、貫入抵抗低減装置1とともに取り外さずに、加振機4のロッド接続部41で切り離して鋼管杭2内に残しておき、その残置した振動ロッド3の上端に継ぎ足す振動ロッド3を接続することも可能である。
In addition, as shown in FIG. 1, it is necessary to sequentially add a plurality of steel pipe piles 2 to be placed in accordance with the penetration depth. Change. That is, the penetration
なお、鋼管杭2の貫入中の振動ロッド3のロッド先端3aの位置は、図4(b)等では鋼管杭2の下端2aよりも浅い位置としているが、これに限らず、図6〜図8に示すように鋼管杭2の下端2aよりも深い位置であってもよい。この場合、鋼管杭2の貫入中に、加振機4により振動ロッド3を振動させることで、鋼管杭2内に進入する土砂(図6〜図8の符号Ga)及び鋼管杭2の直下の地盤(符号Gb)を緩めることができる。そのため、貫入される鋼管杭2に作用する鉛直方向の貫入抵抗を小さくすることができる。
さらに具体的に振動ロッド3のロッド先端3aの位置は、鋼管杭2の下端2aに極力近く、上限値は鋼管杭2の下端2aから鋼管杭2の外形寸法の2倍だけ離れた位置であることが効果的である。
In addition, although the position of the rod front-end |
More specifically, the position of the
次に、振動ロッド3が目標深度に到達した後、及び鋼管杭2が杭到達目標深度に到達した後に、例えば外側固定板63を添接板5から切り離して貫入抵抗低減装置1を鋼管杭2からクレーンで吊り上げることで、振動ロッド3を振動させた状態のまま鋼管杭2の内部から引き抜く。そうすると、振動ロッド3を引抜いた部分の土砂に空隙ができ、周辺の地盤が落ち込み、さらにその地盤を振動ロッド3の振動によって突き固めることで、緩んでいた地盤中の密度が回復し、鋼管杭2の直下の地盤Gbおよび鋼管杭2内に進入した土砂Gaの強度を回復することができる。そして、振動ロッド3を鋼管杭2から完全に引き上げることで、施工が完了となる。
Next, after the
次に、上述した貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法の作用について説明する。
本実施の形態では、図1に示すように、鋼管杭2を地盤に貫入させる際に、鋼管杭2に添接板5によって加振機4を装着して加振機4に連結された振動ロッド3を鋼管杭2内に配置させる。そして、鋼管杭2の自重を加振機4の反力として、加振機4より振動ロッド3のみを振動させながら鋼管杭2を地盤に貫入させることができる。このとき、図6〜図8に示すように、振動ロッド3を鋼管杭2の先端付近に位置させることで、鋼管杭2の管内に進入した土(土砂Ga)を振動ロッド3で緩めながら鋼管杭2を貫入させることが可能となる。そのため、鋼管杭2内の閉塞を抑えることができ、鋼管杭2の貫入抵抗を低減させ、施工効率を向上させることができる。
Next, the effect | action of the penetration resistance reduction apparatus mentioned above, the penetration structure of a steel pipe pile, and the construction method of a steel pipe pile is demonstrated.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, when the
また、本実施の形態では、加振機4と鋼管杭2に装着される添接板5との間に防振部6が設けられているので、加振機4の振動が鋼管杭2や杭打設装置には伝達されず、振動ロッド3のみを振動させることが可能となることから、鋼管杭2の振動音を抑え、かつ鋼管杭2の貫入構造として安定性をもたせることができる。
しかも、鋼管杭2の貫入抵抗を抑えることで、鋼管杭2の打設に必要な杭打設装置の打設動力(例えば、振動、落下、及び回転圧入による動力)を小さくすることができ、杭打設装置の小型化を図ることができる。
Moreover, in this Embodiment, since the
Moreover, by suppressing the penetration resistance of the
また、本実施の形態では、加振機4を添接板5を用いて鋼管杭2に対してボルトで装着して、鋼管杭2に対して加振機4の反力を取る簡単な反力支持構造となるうえ、振動ロッド3が鋼管杭2よりも小径であって加振機4自体を小型化できることから、加振機4とは別で設けられる大掛かりな反力装置が不要となり、また打設中のクレーンが不要になる利点がある。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態では、鋼管杭2を回転圧入で施工する際、振動ロッド3による振動を付与する構成であるが、振動する振動ロッド3が鋼管杭2内に位置し、鋼管杭2の内部の地盤のみに振動を与えることから、鋼管杭2自体を打撃やバイブロハンマで貫入する場合に比べて振動を小さく抑えることができる。
Furthermore, in this Embodiment, when constructing the
また、本実施の形態の貫入抵抗低減装置1では、加振機4が鋼管杭2の外側に設けられない構成となることから、打設構造全体としてコンパクト化を図ることができ、施工スペースを小さくすることができる。しかも、このように加振機4が鋼管杭2の内側に位置して鋼管によって覆われた防音壁が構成されることから、防音効果を得ることができる。
Moreover, in the penetration
さらにまた、本実施の形態では、予め添接板5を鋼管杭2の内面2aに取り付けておくことで、外側固定板63を添接板5から簡単に着脱することができる。そのため、貫入抵抗低減装置1を鋼管杭2に対して設けたり、交換する作業の効率化を図ることができる。
Furthermore, in this embodiment, by attaching the
上述のように本実施の形態による貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法では、簡単な構造により管内土の閉塞抵抗を抑制して貫入抵抗を低減させることで施工性を向上させることができ、さらに杭打設に必要な装置の小型化を図ることができる。 As described above, the penetration resistance reducing device, the steel pipe pile penetration structure, and the steel pipe pile construction method according to the present embodiment have a simple structure that suppresses the clogging resistance of the soil in the pipe and reduces the penetration resistance. In addition, it is possible to reduce the size of the device required for pile driving.
次に、本発明の貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, other embodiments of the penetration resistance reducing device, the steel pipe pile penetration structure, and the steel pipe pile construction method of the present invention will be described based on the attached drawings, but the same as the first embodiment described above. Alternatively, the same reference numerals are used for the same members and parts, and the description thereof is omitted, and a configuration different from the first embodiment will be described.
(第2の実施の形態)
図9および図10に示すように、第2の実施の形態による貫入抵抗低減装置1および鋼管杭の貫入構造Tは、貫入される鋼管杭2の上端2cに対して同軸に連結可能な外殻鋼管20が設けられ、貫入抵抗低減装置1の加振機4が外殻鋼管20の内側に配置された構成となっている。第2の実施の形態では、貫入抵抗低減装置1の構成は上述した第1の実施の形態と同様の構成である。
外殻鋼管20は、加振機4が内側に収容される高さ寸法で設けられている。外殻鋼管20には、鋼管杭2の上部に外嵌するとともに、複数のボルト孔が貫通した鋼製の連結筒21が溶接により固定されている。連結筒21は、外殻鋼管20より大径で、外殻鋼管20の下端から下方に向けて延び、鋼管杭2に対して着脱自在にボルト22で固定される。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 9 and 10, the penetration
The outer
第2の実施の形態の場合には、外殻鋼管20を鋼管杭2に対して着脱する構成となるので、鋼管杭2と貫入抵抗低減装置1との着脱が不要となり、かつ着脱作業を鋼管杭2の外側から容易に行うことができることから、作業時間のさらなる短縮を図ることができる。
In the case of 2nd Embodiment, since it becomes the structure which attaches and detaches the outer
なお、鋼管杭2と外殻鋼管20との連結構造は、第2の実施の形態に限定されることはなく、他の構造であってもよい。例えば、連結筒21は全周にわたって設けられるものに限定されず、周方向に沿って部分的に設けられるものであってもよい。さらに、連結筒21が外殻鋼管20に溶着されているが、分離された添接板材であってもよい。この場合、添接板材を鋼管杭2と外殻鋼管20とにわたって当接して双方にボルト固定する構成となる。
In addition, the connection structure of the
(第3の実施の形態)
図11〜図13に示すように、第3の実施の形態による貫入抵抗低減装置1Aは、防振部6の外側固定板63から側方に向けて突出して鋼管杭2の上部に外嵌する張出治具7(装着部)を備えた構成となっている。張出治具7は、一対の防振部6のそれぞれの外側固定板63から径方向に向けて突出する張出片71と、張出片71の突出端から下方に向けて延びる垂下片72と、からなるL形状をなしている。そして、張出治具7は、対向位置にある一対の垂下片72、72同士の離間距離が鋼管杭2の外径に一致するように設定されている。張出治具7は、鋼管杭2に外嵌した状態で、張出片71が鋼管杭2の上端2cに上方から当接し、垂下片72が鋼管杭2の外側に位置して垂下片72と鋼管杭2とがボルト73により着脱可能に接合される。
(Third embodiment)
As shown in FIGS. 11 to 13, the penetration
第3の実施の形態の場合には、加振機4に防振部6を介して設けられた張出治具7を鋼管杭2の上部に外嵌させるといった簡単な構成により貫入抵抗低減装置1Aを鋼管杭2に着できる構成である。すなわち、張出治具7の張出片71を鋼管杭2の上端に載置させることで、垂下片72と鋼管杭2とのボルト孔(図示省略)の高さが一致するため、装着時の位置決め作業を容易に行うことができる。
In the case of the third embodiment, the penetration resistance reducing device has a simple configuration in which the overhanging
(第4の実施の形態)
図14(a)、(b)に示すように、第4の実施の形態による貫入抵抗低減装置1Bは、上述した第1の実施の形態の添接板5(図2(a)参照)に代えて伸縮装置9(装着部)を設けた構成のものである。伸縮装置9は、加振機4を挟んだ両側に設けられ、鋼管杭2の径方向の一端9aが防振部6を介して加振機4に固定され、径方向の他端9bに把持部91を備えて径方向に沿って伸縮する例えば油圧式や電動式等のジャッキ92を有している。
(Fourth embodiment)
As shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the penetration
この場合には、例えば油圧の動力により伸縮装置9を駆動させて把持部91を径方向に伸張させて鋼管杭2の内面2bに押し付けることで、加振機4を鋼管杭2に固定することができるため、鋼管杭2に対してボルト締結を行うといった手間のかかる作業が不要になる。また、鋼管杭2の内面2bのいずれの箇所にも把持部91を把持させることが可能となるので、固定時における位置決め作業を容易に行うことができる。
In this case, the
以上、本発明による貫入抵抗低減装置、鋼管杭の貫入構造、および鋼管杭の施工方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The embodiment of the penetration resistance reducing device, the steel pipe pile penetration structure, and the steel pipe pile construction method according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, Changes can be made as appropriate without departing from the scope.
例えば、本実施の形態では、鋼管杭2の上端開口、あるいは第2の実施の形態における外殻鋼管20の上端開口が開放されているが、図15に示すように前記上端開口を閉塞する蓋部材8を設けることで、さらに防音効果を高めるようにしても良い。蓋部材8としては、防音シートを使用した防音カバーや、鋼管杭2の上部に被着可能な鋼材からなる蓋体などを使用することができる。なお、蓋部材8が設けられる場合には、加振機4に接続される油圧ホース42等は、蓋部材8、或いは鋼管杭2に貫通孔(図15では蓋部材8に貫通孔が設けられた状態を示している。)を空けておき、この貫通孔を使用して油圧ホース42を挿通させるようにすれば良い。
For example, in the present embodiment, the upper end opening of the
また、防振部の構成として、上述した実施の形態では防振ゴム61と内側固定板62、外側固定板63とからなる構成としているが、これに限定されることはなく、他の防振材を使用した構成とすることも可能である。
In addition, as a configuration of the vibration isolating portion, in the above-described embodiment, the
さらに、本実施の形態では、振動ロッド3の上端をボルトで着脱可能に接続するロッド接続部41が設けられているが、このようにボルト接続であることに制限されることはない。例えば、図16及び図17に示すように、加振機4の下面側に設けられたチャック44、45によって振動ロッド3の上部を把持して、振動ロッド3を杭軸Oと同軸に接続する構成であってもかまわない。
図16(a)、(b)に示すロッド接続部41Aは、振動ロッド3の外径が大きい場合に適用され、一対のチャック44A、44Bを杭軸を挟んで対向する位置に備え、各チャック44A、44Bで振動ロッド3の筒状の上端部を挟持する構成となっている。
図17(a)、(b)に示すロッド接続部41Bは、振動ロッド3の外径が小さい場合に適用され、一つのチャック45が杭軸Oの位置に備えており、このチャック45で振動ロッド3の中心を通るように固定されているプレート32を挟持する構成となっている。
Furthermore, in this Embodiment, although the
A
The
さらにまた、上述した第3の実施の形態では、張出治具7が周方向の一部(一対の張出片71及び垂下片72)に設けられた構成となっているが、これに限定されることはない。例えば、3つ以上の張出片71及び垂下片72が設けられていても良いし、周方向における部分的に設けられるものではなく、全周にわたって蓋状に設けられていても良い。
Furthermore, in the third embodiment described above, the overhanging
なお、鋼管杭2、振動ロッド3の長さ、径寸法などの構成についても適宜設定することができる。
In addition, about the structure, such as the length of the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
1、1A,1B 貫入抵抗低減装置
2 鋼管杭
2a 下端
2b 内面
2c 上端
3 振動ロッド
3a ロッド先端
4 加振機
4a 側面
5 添接板(装着部)
6 防振部
7 張出治具(装着部)
8 蓋部材
9 伸縮装置(装着部)
9a 伸縮装置9における鋼管杭2の径方向の一端
9b 伸縮装置9における鋼管杭2の径方向の他端
11 錘
12 バイブロハンマ
13 回転圧入機
20 外殻鋼管
21 連結筒
22 ボルト
32 プレート
41,41A,41B ロッド接続部
42 油圧ホース
44,44A,44B チャック
45 チャック
51 スペーサ
61 防振ゴム
62 内側固定板
63 外側固定板
64,65 固定ボルト
71 張出片
72 垂下片
73 ボルト
91 把持部
92 ジャッキ
O 杭軸
T 鋼管杭の貫入構造
G 地盤
Ga 土鋼管杭2内に進入した土砂
Gb 鋼管杭2の直下の地盤
F 搬送台車
DESCRIPTION OF
6
8
9a One end in the radial direction of the
Claims (9)
振動ロッドと、
該振動ロッドを下方に向けて延在するように連結させた加振機と、
前記加振機を前記鋼管杭に対して着脱可能に装着する装着部と、
前記加振機と前記装着部との間に介在される防振部と、
を備え、
前記加振機が前記鋼管杭に装着された状態で、前記振動ロッドが前記鋼管杭の内側に挿通されていることを特徴とする貫入抵抗低減装置。 A penetration resistance reducing device that is mounted on a steel pipe pile that penetrates into the ground by a pile driving device and reduces the penetration resistance of the steel pipe pile,
A vibrating rod;
A vibration exciter coupled so that the vibration rod extends downward;
A mounting portion for detachably mounting the vibrator on the steel pipe pile;
A vibration isolator interposed between the vibration exciter and the mounting portion;
With
The penetration resistance reducing device, wherein the vibration rod is inserted inside the steel pipe pile in a state where the vibration exciter is mounted on the steel pipe pile.
該添接板に対して前記加振機が前記防振部を介して着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項2に記載の貫入抵抗低減装置。 The mounting portion is an attachment plate fixed to the inner surface of the steel pipe pile,
The penetration resistance reducing device according to claim 2, wherein the vibration exciter is detachably attached to the attachment plate via the vibration isolator.
前記加振機は、前記外殻鋼管の内側に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の鋼管杭の貫入構造。 The steel pipe pile has a shell steel pipe that can be coaxially connected to the upper end of the steel pipe pile to be penetrated,
The steel pipe pile penetration structure according to claim 6, wherein the vibration exciter is disposed inside the outer shell steel pipe.
前記加振機を前記鋼管杭に装着し、前記振動ロッドを前記鋼管杭の内側に挿通させる工程と、
前記加振機を駆動させて、その駆動力により前記振動ロッドを振動させる工程と、
前記鋼管杭に対して、打撃の付与、振動の付与、または回転圧入を行うことによって前記鋼管杭を打設する工程と、
を有することを特徴とする鋼管杭の施工方法。 A steel pipe pile construction method using the steel pipe pile penetration structure according to any one of claims 6 to 8,
Attaching the vibration exciter to the steel pipe pile, and inserting the vibrating rod inside the steel pipe pile;
Driving the vibrator and vibrating the vibrating rod by the driving force;
For the steel pipe pile, the step of placing the steel pipe pile by applying impact, applying vibration, or rotating press-fitting,
A method for constructing a steel pipe pile characterized by comprising:
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