JP2017223066A - 杭施工管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】杭の建て込み前の貫入試験で孔底の支持強度が所定値に満たなかった場合に、その杭孔の再掘削及び再判定を行い、深度が増した杭孔に再掘削前の深度に対応する既製杭や鉄筋籠を利用して低コストで能率よく杭施工を行える杭施工管理方法を提供する。【解決手段】地盤Ｇに設定深度の杭孔Ｈ１を形成後、該杭孔Ｈ１内への杭の建て込み前に、縦筒状の外側ケーシング３内に、下方突出する貫入軸４を一体化したノッキングブロック５１と、ドライブハンマー５２と、ドライブハンマー５２の吊上げ機構８とを備える貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を用い、孔底Ｈｂ１に着底させた該貫入軸４が所定深さまで貫入するのに要する打撃回数から支持強度を判定する。支持強度が所定値に満たない場合に杭孔Ｈ１を更に深く再掘削して支持強度を再判定し、所定値以上に達した場合に元の杭長さに対して深度増加分の長さを継ぎ足し調整した杭を建て込む。【選択図】図６

Description

本発明は、プレボーリング工法、アースドリル工法、オールケーシング工法等により、地盤に穿設した杭孔内に既製杭や場所打ち杭を建て込む杭施工管理方法に関する。

従来より、プレボーリング工法による既製杭の施工では、三点式杭打機等のリーダに沿って昇降するオーガーマシンに取り付けたスクリューロッドを回転駆動しつつ下降させることにより、地盤を掘削して想定される地下深部の支持層に達する深さの杭孔を形成したのち、スクリューロッドを引き上げつつ、ソイルセメント等の根固め液を注入し、続いて孔周固定液を杭孔の上部まで注入し、該スクリューロッドを抜出したのち、オーガーマシンＡに連結用ロッドを介してＰＨＣ杭やＰＲＣ杭の如き既製杭を連結し、この既製杭を杭孔に挿入して埋め込むのが一般的である。

一方、場所打ち杭の施工にはケリーバ式アースドリル工法が汎用されている。この工法では、アースドリル機のケリーバに連結した軸掘バケットによって地盤を掘削・排土し、その掘削孔にスタントパイプを圧入し、孔内にベントナイト液等の安定液を注入しつつ、交換した径小の軸掘バケットにて掘削・排土し、想定される地下深部の支持層に達する深さの杭孔を形成し、この杭孔に鉄筋籠及びトレミー管を挿入し、エアー導入によるスライムの排出後、コンクリートを打設し、トレミー管及びスタントパイプを引抜く、という手順で場所打ち杭を建て込む。なお、拡底杭施工として、杭孔の底部を拡底バケットで拡大した上で、場所打ち杭を建て込むことも多い。また、他の場所打ち杭工法として、ケーシングを反復回転させながら地盤に圧入したのち、内側の土砂をハンマーグラブで掘削し、孔内に鉄筋籠を挿入後、ケーシングを抜きながらコンクリートを打設するオールケーシング工法、掘削ビットを回転させて地盤を切削し、発生する土砂を孔内水とともに地上に排出することで削孔し、土砂から分離した水を孔内に循環させて孔壁を保護し、孔内に鉄筋籠を立て込んでコンクリートを打設するリバース工法等も知られる。

これら工法による建て込み完了後の杭の支持強度が充分であるか否かは一般的に載荷試験によって判定できるが、それによって支持強度不足が判明した場合は杭施工のやり直しに多大な労力と時間及びコストを費やすことになるため、掘削形成した杭孔について杭先端の支持力が充分であるか否かを杭建て込み前に判定できれば理想的である。従来、このような観点から、掘削部材の回転駆動用モータの電流値から掘削負荷の変化を捉え、この掘削負荷の増大によって杭孔が地盤深部の硬い支持層に達したことを確認する方法が提案されている（特許文献１〜３）。

しかしながら、回転駆動用モータの電流値から掘削負荷の変化を捉える方法では、掘孔が深くなるに伴い、掘削部材と孔壁との摩擦抵抗が大きくなることで、支持層に達していなくとも掘削負荷が著しく増大したり、掘削部位で滑りが発生することで、逆に支持層に達していても掘削負荷が減少したり、更には作業者の掘削作業の巧拙によっても掘削負荷は大きく変動するから、支持層への到達を確認する指標として信頼性に乏しい。従って、一般的には、専ら施工予定地での試験ボーリングにて得られた地質試料のデータに基づき、所定の深度まで掘孔することで支持層に届いたものとみなすのが普通であるが、施工予定地全体の地下深部が一様な層序で均質であるとは限らず、地歴によっては局所的に支持層の深さが異なったり、支持層自体の硬さの違いが大きかったりすることも多々あるため、個々の杭孔の底部が実際に充分な杭先端の支持力を有するとは言えない。

そこで、本発明者は先に、杭施工管理方法として、地盤に設定深度の杭孔を形成後、該杭孔内への杭の建て込み前に、杭孔内に貫入試験機を配置して貫入試験を行い、その結果から孔底の支持強度を判定し、その支持強度が所定値以上である場合に該杭孔に杭を建て込むようにすることを提案している（特許文献４）。その貫入試験機は、縦筒状のケーシング内に、該ケーシングの下端から下方突出する貫入軸を一体化したノッキングブロックと、該ノッキングブロックを自由落下によって打撃するドライブハンマーと、落下後のドライブハンマーを吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構とを備えており、着底させた貫入軸が孔底から所定深さまで貫入するのに要する打撃回数（Ｎ値）から孔底の支持強度を判定するものであり、国際標準のＮ値での管理を行えるので測定値の高い信頼評価が得られる。また、本発明者は、このような貫入試験機として、クレーンのワイヤで吊下げて杭孔に出入させる吊下げ式のもの（特許文献５）、アースオーガのスクリューロッドやアースドリルのケリーバ等の掘削ロッドに、その杭孔を掘削後の掘削先部材に代えて連結する掘削ロッド連結式のもの（特許文献６）、アースオーガにおけるスクリューロッドの先端側中空ロッド内やアースドリルにおける軸堀りバケット又は拡底バケットの中空ロッド内に組み込んだ掘削部材の中空ロッド内蔵型のもの（特許文献７）を提案している。

特開平５−２８００３１号公報 特開２０００−２４５０５８号公報 特開２００３−７４０４５号公報 特許第５９４８４３５号公報 特願２０１６−０７１８４５号 特願２０１６−０７８３０２号 特許第５９３２１７８号公報

前記の杭施工管理方法において、杭の建て込み前の貫入試験機による判定で孔底の支持強度が所定値に満たなかった場合、場所を代えて新たに杭孔を形成するか、あるいは杭孔を更に深く掘削し、再度の貫入試験を行うことを、支持強度が所定値以上になるまで繰り返すことになる。しかるに、場所を代えて新たに杭孔を形成することは、建造物の設計変更を要したり、大幅な施工コスト増大や工期延長を招くことから、極めて困難である。従って、支持強度が所定値以上になるまで杭孔を更に深く掘削する方法が現実的であるが、施工現場に搬入されている既製杭や場所打ち杭用鉄筋籠は最初の設定した杭孔深度に対応する長さであるため、再掘削で深度が増した杭孔には適用できない。また、これら既製杭や鉄筋籠として予め長さの種々異なるものを用意することは、コスト面及び作業効率面より無駄が大き過ぎて到底無理である。

本発明は上述の事情に鑑みて、杭の建て込み前の貫入試験機による判定で孔底の支持強度が所定値に満たなかった場合に、その杭孔の再掘削及び再判定を行い、該支持強度が所定値以上になった段階で杭を建て込むが、深度が増した杭孔に対して再掘削前の深度に対応する既製杭や鉄筋籠を利用して低コストで能率よく杭施工を行うことを可能とする杭施工管理方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る杭施工管理方法は、地盤Ｇに設定深度の杭孔Ｈ１を形成後、該杭孔Ｈ１内への杭の建て込み前に、
縦筒状のケーシング（外側ケーシング）３内に、該ケーシング３の下端から下方突出する貫入軸４を一体化したノッキングブロック５１と、該ノッキングブロック５１を自由落下によって打撃するドライブハンマー５２と、落下後のドライブハンマー５２を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構８とを備えてなる貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３を用い、
杭孔Ｈ１内に配置させた貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３の貫入軸４を孔底Ｈｂ１に着底させ、該貫入軸４が孔底Ｈｂ１から所定深さまで貫入するのに要する打撃回数から孔底Ｈｂ１の支持強度を判定し、その支持強度が所定値に満たない場合に、該杭孔Ｈを更に深く再掘削して、再掘削後の孔底Ｈｂ２の支持強度を貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３によって同様にして判定し、該支持強度が所定値以上に達した場合に、元の杭長さに対して再掘削による深度増加分の長さを継ぎ足し調整した杭を該杭孔Ｈ２に建て込むことを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１の杭施工管理方法において、建て込む杭が既製杭であり、設定深度の杭孔Ｈ１に対応する長さの杭本体Ｐ１に、再掘削による深度増加分に対応する短尺杭部材Ｐ２を継ぎ足し連結し、この連結した杭ＰＡを再掘削後の杭孔Ｈ２に建て込むことを特徴としている。

請求項３の発明は、上記請求項２の杭施工管理方法において、杭本体Ｐ１がコンクリート杭であり、その下端に短尺杭部材Ｐ２としての鋼管杭Ｐ２Ａ〜Ｐ２Ｃを継ぎ足し連結する構成としている。

請求項４の発明は、上記請求項１の杭施工管理方法において、建て込む杭が鉄筋籠を利用する場所打ち杭であり、設定深度の杭孔Ｈ１に対応する長さの鉄筋籠本体Ｆ１に、再掘削による深度増加分に対応する長さの籠延長部Ｆ２を継ぎ足し構築し、この延長した鉄筋籠ＦＣを再掘削後の杭孔Ｈ２に挿入し、生コンクリートＣを打設して場所打ち杭ＰＢとすることを特徴としている。

請求項５の発明は、上記請求項１の杭施工管理方法において、籠延長部Ｆ２が一端側に主筋張出部ｒ１ａを有する短尺の鉄筋籠部材Ｆ２０からなり、この鉄筋籠部材２０の各主筋張出部ｒ１ａを鉄筋籠本体Ｆ１の主筋ｒ１下部に重ねて繋ぎ止める構成としている。

請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかの杭施工管理方法において、貫入試験機Ｍ１が吊下げ式であり、該貫入試験機Ｍ１をクレーンのワイヤＷで吊下げて杭孔Ｈ１，Ｈ２に出入させる構成としている。

請求項７の発明は、上記請求項１〜５のいずれかの杭施工管理方法において、貫入試験機Ｍ２が掘削ロッド連結式であり、杭孔Ｈ１，Ｈ２を掘削後の掘削先部材（先端ロッド部材Ｒｈ，軸堀りバケットＢ１，拡底バケットＢ２）に代えて該貫入試験機Ｍ２を連結して杭孔Ｈ１，Ｈ２に出入させる構成としている。

請求項８の発明は、上記請求項１〜５のいずれかの杭施工管理方法において、貫入試験機Ｍ３が掘削部材の中空ロッド内蔵型であり、掘削後の杭孔Ｈ１，Ｈ２内に掘削先部材（先端ロッド部材Ｒｈ）を挿入した状態で該貫入試験機Ｍ３を作動させて貫入試験を行う構成としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る杭施工管理方法では、地盤Ｇに設定深度の杭孔Ｈ１を形成後、該杭孔Ｈ１内への杭の建て込み前に、杭孔Ｈ１内に配置させた特定の貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３の貫入軸４を孔底Ｈｂ１に着底させて孔底Ｈｂ１の支持強度を判定するが、その支持強度が所定値に満たない場合に、該杭孔Ｈ１を更に深く再掘削し、再掘削後の孔底Ｈｂ２の支持強度を貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３で同様にして判定し、該支持強度が所定値以上に達した場合に、元の杭長さに対して再掘削による深度増加分の長さを継ぎ足し調整した杭を該杭孔Ｈ２に建て込むようにしている。従って、この杭施工管理方法によれば、掘削した設定深度の杭孔Ｈ１の孔底Ｈｂ１の支持強度が不足しても、場所を代えて新たに杭孔を形成する必要はなく、同じ杭孔Ｈ１の再掘削と再判定を行うことで対応できるから、建造物の設計変更、大幅な施工コスト増大や工期延長等を回避できる上、設定深度の杭孔Ｈ１用として予め準備している既製杭Ｐや場所打ち杭用の鉄筋籠Ｆを杭本体Ｐ１や鉄筋籠本体Ｆ１として長さ不足分だけ簡単に継ぎ足す形で利用できるから、資材コストが嵩まず、且つ能率よく杭の建て込み作業を行える。なお、再掘削と再判定は、所定値以上の支持強度が得られるまで繰り返し行える。

請求項２の発明によれば、既製杭の施工において、再掘削で深くなった杭孔Ｈ２に対し、元の設定深度の杭孔Ｈ１に対応する長さの杭本体Ｐ１に短尺杭部材Ｐ２を継ぎ足し連結した杭ＰＡを建て込むから、再掘削の掘削深さを短尺杭部材Ｐ２の長さに対応させることにより、同じ寸法形状の短尺杭部材Ｐ２を利用して一律な杭施工管理を行える。

請求項３の発明によれば、請求項２の杭施工管理方法において、コンクリート杭からなる杭本体Ｐ１に対し、その下端に短尺杭部材Ｐ２としての鋼管杭２０を継ぎ足し連結するから、その継ぎ足し連結の作業を容易に迅速に行える。また、該鋼管杭２０の鋼管原材として長尺のものを用意しておけば、この鋼管原材から杭孔Ｈ１の再掘削による深度増加に対応する長さ分を切り取って該鋼管杭２０に利用できる。

請求項４の発明によれば、場所打ち杭の施工において、再掘削で深くなった杭孔Ｈ２に対し、元の設定深度の杭孔Ｈ１に対応する長さの鉄筋籠本体Ｆ１に籠延長部Ｆ２を継ぎ足し構築して建て込むから、該再掘削による深度増加に容易に対応できる。

請求項５の発明によれば、籠延長部Ｆ２が一端側に主筋張出部ｒ１ａを有する短尺の鉄筋籠部材Ｆ２０からなり、この鉄筋籠部材Ｆ２０の各主筋張出部ｒ１ａを鉄筋籠本体Ｆ１の主筋ｒ１下部に重ねて繋ぎ止めるから、再掘削後の杭孔Ｈ２に対応した長さの鉄筋籠を極めて容易に構築できる上、再掘削の掘削深さを短尺の鉄筋籠部材Ｆ２０の長さに対応させることで、同じ寸法形状の鉄筋籠部材Ｆ２０を利用して一律な杭施工管理を行える。

請求項６の発明によれば、貫入試験機Ｍ１が吊下げ式であるから、クレーンのワイヤＷで吊下げて杭孔Ｈ１，Ｈ２に能率よく出入操作できると共に、該貫入試験機Ｍを容易に製作できるという利点がある。

請求項７の発明によれば、貫入試験機Ｍ２が掘削ロッド連結式であるから、杭孔Ｈ１，Ｈ２の掘削に用いたアースオーガＡＡのスクリューロッドＲｓやアースドリル機ＡＤのケリーバＫ等を利用して、その掘削先部材（先端ロッド部材Ｒｈ，軸堀りバケットＢ１，拡底バケットＢ２）に代えて該貫入試験機Ｍ２を連結することで、杭孔Ｈ１，Ｈ２に能率よく出入操作できると共に、該貫入試験機Ｍ２を容易に製作できるという利点がある。

請求項８の構成によれば、貫入試験機Ｍ３が掘削部材の中空ロッド内蔵型であり、杭孔Ｈ１，Ｈ２を掘削した掘削部材、例えばアースオーガＡＡのスクリューロッドＲｓ、アースドリル機ＡＤのケリーバＫに連結した軸堀りバケットＢ１や拡底バケットＢ２等を該杭孔Ｈ１，Ｈ２から抜出することなく、引き続いて貫入試験による孔底Ｈｂ１，Ｈｂ２の支持強度の判定を行えるから、杭施工の途中に貫入試験工程を挟むにも関わらず作業能率が非常に良好となる。

本発明の杭施工管理方法に用いる吊下げ式の貫入試験機の一例を示す全体の斜視図である。 同貫入試験機の内部を示し、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線の矢視断面図である。 同貫入試験機におけるハンマーケーシングの内部を示し、（ａ）は落下位置にあるドライブハンマーを吊上げ機構のクランプ部でドライブハンマーを把持した状態、（ｂ）は吊上げ機構によって上限位置へ持ち上げたドライブハンマーを開放した状態、のそれぞれ縦断正面図である。 同貫入試験機による貫入試験操作を示し、（ａ）貫入試験機を杭孔内に着底させた状態、（ｂ）は貫入軸を孔底に貫入させた状態、のそれぞれ縦断正面図である。 同貫入試験機を用いたプレボーリング工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値以上であった場合の工程を（ａ）〜（ｇ）の順に示す概略縦断面図である。 同プレボーリング工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値未満であった場合の貫入試験以降の工程を（ａ）〜（ｆ）の順に示す概略縦断面図である。 同プレボーリング工法で用いるＰＨＣ杭を示し、（ａ）は下部の正面図、（ｂ）は下部の縦断面図、（ｃ）は底面図である。 同ＰＨＣ杭に対する第一構成例の鋼管杭の継ぎ足し連結を示し、（ａ）は連結前の分解斜視図、（ｂ）は連結後の正面図、（ｃ）は連結部の縦断面図である。 同鋼管杭の下端部構造を示し、（ａ）は下端板が外嵌型である縦断面図、（ｂ）は下端板が内嵌型である縦断面図である。 同ＰＨＣ杭に対する第二構成例の鋼管杭の継ぎ足し連結を示し、（ａ）は連結前の分解斜視図、（ｂ）は連結後の正面図である。 同ＰＨＣ杭に対する第三構成例の鋼管杭の継ぎ足し連結を示し、（ａ）は連結前の分解斜視図、（ｂ）は連結後の正面図、（ｃ）は連結部の縦断面図である。 継ぎ足し用鋼管杭の変形例を示し、（ａ）は外周にスクリュー羽根を設けた鋼管、（ｂ）は外周に一定間隔置きに環状羽根を設けた鋼管、のそれぞれ正面図である。 同貫入試験機を用いたケリーバ式アースドリル工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値以上であった場合の工程を（ａ）〜（ｋ）の順に示す概略縦断面図である。 同アースドリル工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値未満であった場合の貫入試験以降の工程を（ａ）〜（ｅ）の順に示す概略縦断面図である。 鉄筋籠本体に対する鉄筋籠部材の継ぎ足し連結を示し、（ａ）は連結前の正面図、（ｂ）は主筋同士の繋ぎ留め状態を示す側面図である。 同貫入試験機を用いたオールケーシング工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値以上であった場合の工程を（ａ）〜（ｈ）の順に示す概略縦断面図である。 同オールケーシング工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値未満であった場合の貫入試験以降の工程を（ａ）〜（ｅ）の順に示す概略縦断面図である。 プレボーリング工法に用いるアースオーガを示し、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）はスクリューロッドに掘削ロッド連結式の貫入試験機を連結した状態の要部の側面図である。 ケリーバ式アースドリル機を示し、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）はケリーバに掘削ロッド連結式の貫入試験機を連結した状態の要部の側面図である。 中空ロッド内蔵型の貫入試験機を組み込んだアースオーガ用スクリューロッドの先端ロッド部材を示し、（ａ）は掘削時、（ｂ）は試験準備時、（ｃ）は試験開始時のそれぞれ縦断側面図である。 中空ロッド内蔵型の貫入試験機を用いたプレボーリング工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値以上であった場合の工程を（ａ）〜（ｇ）の順に示す概略縦断面図である。 同プレボーリング工法による杭施工において、貫入試験による孔底の支持強度が所定値未満であった場合の貫入試験以降の工程を（ａ）〜（ｆ）の順に示す概略縦断面図である。

以下に、本発明に係る杭施工管理方法の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、各実施形態において共通する構成部分には同一符号を附している。

図１〜図４は、本発明の杭施工管理方法で使用する貫入試験機の一例である吊下げ式の貫入試験機Ｍ１を示す。この貫入試験機Ｍ１は、図１及び図２に示すように、縦筒状の外側ケーシング３内に筒状のハンマーケーシング５が昇降自在に装填されており、外側ケーシング３の上側テーパーキャップ３１に設けた上端側開口部３１ａから棒軸状の吊支部材６が、同下側テーパーキャップ３２に設けた下端側開口部３２ａから貫入軸４が各々垂直に突出すると共に、上端側開口部３１ａの周囲の筒口部３１ｂと吊支部材６の上部との間、ならびに下端側開口部３２ａの周囲の筒口部３２ｂと貫入軸４の中間部との間に、これら上端側開口部３１ａ及び下端側開口部３２ａを外部に対して封止するベローズ筒体７Ａ，７Ｂがそれぞれ装着されている。また、外側ケーシング３の下部には、上下の径大のパイプリング３３ａ，３３ｂを複数本（図では４本）のパイプ支柱３３ｃで連結した支脚３３が、下側パイプリング３３ｂを外側ケーシング３の下端より低位とするように、上部側で放射状に配置するブラケット３３ｄを介して固設されている。

そして、この杭孔用貫入試験装置Ｍ１では、クローラクレーンのブーム等より垂下するワイヤ（図示省略）の下端に吊持したフックＨｏに対し、吊支部材６の上端に連結した吊り金具６１に通したワイヤ製の掛け輪６２を掛けることにより、装置全体を吊り下げて杭孔Ｈ（図４参照）に対する入出を行う一方、杭孔Ｈへの着底時に装置全体が支脚３３によって直立姿勢を保つようになっている。

吊支部材６は、図２（ａ）で示すように、下端を枢支ピン６３を介してハンマーケーシング５の上端に枢着連結しているが、外側ケーシング３の内側に位置する中間部に円形フランジ状のストッパー６０が設けてあり、このストッパー６０を介して装置吊下げ時の外側ケーシング３を上側テーパーキャップ３１の内側において支承するように構成されている。そして、この装置吊下げ状態では、嵌入軸４の先端が支脚３３の下端つまり下側のパイプリング３３ｂに対して同レベルもしくは若干高位になるように設定されている。また、図２（ａ）（ｂ）で示すように、外側ケーシング３の内周には、上下方向に沿う平行２条の凸条より構成されるガイドレール３３が周方向複数箇所（図では４カ所）に等配形成され、ハンマーケーシング５の外周の上下部に突設した嵌合キー５３が各ガイドレール３３に摺動自在に嵌合している。なお、貫入軸４は、鋼製であって先端が開口した筒軸状をなすが、地質試料を採取できるように、先端側がシューと二つ割り可能なスプリットバーレル（図示省略）より構成されるサンプラー４１になっている。

更に、外側ケーシング３の内側上部には取付板３４が固設されており、この取付板３４の下面側とハンマーケーシング５の上端との間に、ハンマーケーシング５内の後述する油圧シリンダー８０（図３参照）に対する作動油の給排路を構成する二重管式の２本の伸縮配管８１，８１が介装されている。また、該取付板３４の下面側には、外側ケーシング３に対するハンマーケーシング５の下降量を計測するエンコーダー９が取り付けられ、該エンコーダー９から延出する計測コード９ａがハンマーケーシング５の上端に止着されている。そして、外側ケーシング３の取付板３４と上側テーパーキャップ３１との間には、各伸縮配管８１の上端側に接続する油圧ホースｈと、エンコーダー８用の電気配線ｅが配設されている。なお、上側テーパーキャップ３１には上端側開口部３１ａの両側にホース接続用の筒軸部３１ｃが上方へ突設されており、両筒軸部３１ｃ，３１ｃに外部の油圧供給源（図示省略）に繋がる油圧ホースｈ１，ｈ２がアダプタａを介して接続され、その一方の油圧ホースｈ２は二重構造の間にエンコーダー９用の電気配線ｅを挿通させている。また、取付板３４の中央には透孔３４ａが形成され、吊支部材６が該透孔３４ａを貫通している。

上下のベローズ筒体７Ａ，７Ｂは、ゴムや半硬質合成樹脂等の可撓性材料によって全体的に同径の蛇腹状に形成されており、外側ケーシング３内でのハンマーケーシング５の昇降に伴い、一方が伸長するのに対応して他方が収縮する。しかして、両ベローズ筒体７Ａ，７Ｂは共に、伸長時に細長い筒形になるが、水圧で押し潰されるのを防ぐために、内側には各襞（谷部）ごとに保形用の金属リング７１が嵌装されている。また、これらベローズ筒体７Ａ，７Ｂの両端部は、上下のテーパーキャップ３１，３２の筒口部３１ｂ，３２ｂならびに吊支部材６及び貫入軸４に対し、締結バンドの如き留め具７２によって液密に止着されている。

ハンマーケーシング５は、図３に示すように、下端にノッキングブロック５１が固着され、内部に該ノッキングブロック５１を自由落下によって打撃するドライブハンマー５２と、落下後のドライブハンマー５２を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構８とを内蔵しており、該ノッキングブロック５１の下面に貫入軸４が上端の円板部４ａで固着している。その吊上げ機構８は、油圧シリンダー８０の伸縮ロッド８０ａの先端部に固着した下向き二股状の枢支枠８２に、一対のクランプアーム８３，８３が垂直面内で揺動自在に枢着されると共に、該油圧シリンダー８０の下端外周部に、下向きに開口して内周下部を下方へ拡大する環状テーパー面８４ａとする短円筒状の把持解除筒８４が固着されている。また、各クランプアーム８３は、各下端に内向きの係止爪８３ａを備え、上端部の外面側が上方斜めの傾斜面８３ｂになっている。そして、両クランプアーム８３，８３は、相互の対向する上端部間に介在するコイルスプリング８５により、互いの係止爪８３ａ，８３ａが接近する閉方向に付勢されている。なお、吊上げ機構８の油圧シリンダー８０から導出する２本の油圧ホースｈ，ｈは、各々上側の伸縮配管８１に接続している。一方、ドライブハンマー５２の上面中央には、頂部を径大の裁頭円錐部５２ｂとする係止軸５２ａが植設されている。

この吊上げ機構８では、ハンマーケーシング５内でドライブハンマー５２が落下位置にあるとき、油圧シリンダー８０のピストンロッド８０ａを伸長させることにより、図３（ａ）で示すように、両クランプアーム８３，８３の係止爪８３ａ，８３ａのテーパ面８３ｂ，８３ｂがドライブハンマー５２の係止軸５２ａの裁頭円錐部５２ｂに接触し、傾斜誘導作用によって両クランプアーム８３，８３がコイルスプリング８５の付勢に抗して開くことで、両係止爪８３ａ，８３ａが裁頭円錐部５２ｂの下側に係合する。そして、この係合状態でピストンロッド８０ａを収縮作動させることで、ドライブハンマー５を把持して吊り上げるが、ピストンロッド８０ａが上限位置まで来た際に、図３（ｂ）に示すように、両クランプアーム８３，８３の上端部の傾斜面８３ｂ，８３ｂが把持解除筒８４のテーパ面８４ａに接触し、傾斜誘導作用によって両クランプアーム８３，８３がコイルスプリング８５の付勢に抗して強制的に開くため、把持解除されたドライブハンマー５２が自由落下してハンマーケーシング５の底端のノッキングブロック５１を打撃し、その打撃力によってハンマーケーシング５が下動し、それだけ貫入軸４が下がることになる。

従って、この貫入試験機Ｍ１は、クローラクレーンのブーム等を介してワイヤで吊り下げ、図４（ａ）に示すように地盤Ｇに穿設した杭孔Ｈ内に挿入して着底させ、吊り下げていたワイヤを弛緩させて自立させることにより、外側ケーシング内のハンマーケーシング２が自重降下し、貫入軸４の先端が孔底Ｈｂに接当する。そして、この状態で該貫入試験機Ｍ１を駆動して、前記ドライブハンマー５２による打撃を繰り返すことにより、図４（ｂ）で示すように貫入軸４が孔底Ｈｂの地盤に貫入してゆくから、該貫入軸４が孔底Ｈｂから所定深さまで貫入するのに要する打撃回数を計測し、その打撃回数に基づいて杭底Ｈｂの地盤の支持強度が所定値以上であるか否かを判定できる。

ドライブハンマー５２の打撃回数（Ｎ値）は油圧シリンダー８０の作動を司る地上側の油圧駆動制御装置（図示省略）によってカウントされ、孔底地盤への貫入軸４の貫入量はハンマーケーシング５の下降量としてエンコーダー９で計測される。そして、エンコーダー９による計測信号は、電気配線ｅを通して地上の自動計測装置（図示省略）に送られ、１打撃当たりの沈下量つまり貫入軸４の地盤Ｇに対する貫入量及び累計貫入量が打撃回数（Ｎ値）と共に記録・表示される。なお、ＪＩＳ Ａ １２１９で規定される標準貫入試験では、質量６３．５±０．５ｋｇのドライブハンマーを７６±１ｃｍ自由落下させてノッキングブロックを打撃し、外径５１±１ｍｍ，内径３５±１ｍｍの貫入軸が地盤に３０ｃｍ貫入するのに要する打撃回数をＮ値として表すから、この貫入試験機Ｍ１でも上記標準貫入試験に準拠して支持強度をＮ値として掌握すればよい。

上記吊下げ式の貫入試験機Ｍ１を用いた杭施工管理方法として、まずプレボーリング工法による第一実施形態の杭施工について、図５及び図６で示す工程順に説明する。この杭施工では、図５（ａ）：三点式杭打機等のリーダ（図示省略）に沿って昇降するオーガーマシンＡにスクリューロッドＲｓを取り付け、該スクリューロッドＲｓを回転駆動しつつ下降させることによって地盤Ｇを掘削し、同（ｂ）：想定される地下深部の支持層Ｇｈに達する深さの杭孔Ｈ１を形成したのち、同（ｃ）：スクリューロッドＲｓを引き上げつつ、ソイルセメント等の根固め液Ｌｓを注入し、同（ｄ）：続いて孔周固定液Ｌｆを杭孔Ｈの上部まで注入し、該スクリューロッドＲｓを抜出したのち、同（ｅ）：前記三点式杭打機や別のクレーン等のワイヤＷで吊り下げた貫入試験機Ｍ１を杭孔Ｈ１内へ挿入して孔底Ｈｂ１に着底させ、ワイヤＷの弛緩状態で前述した杭底地盤の支持強度を測定する。そして、該支持強度が所定値以上であれば、同（ｆ）：オーガーマシンＡに連結用ロッドＲｊを介してＰＨＣ杭やＰＲＣ杭の如き既製杭Ｐを取り付け、この既製杭Ｐを杭孔Ｈ１に挿入し、同（ｇ）：該杭孔Ｈ１の底まで埋め込んで既製杭Ｐの建て込みを完了する。

しかるに、例えば図６（ａ）で示すように、地下深部の支持層Ｇｈが当初の想定よりも深い位置にあり、杭孔Ｈ１が該支持層Ｇｈに達していないこと等で、前記貫入試験機Ｍ１にて測定した杭底地盤の支持強度が所定値に満たなかった場合には、本発明の杭施工管理方法を適用する。すなわち、貫入試験機Ｍ１を抜出した杭孔Ｈ１に対し、図６（ｂ）：再びスクリューロッドＲｓを挿入して掘削することにより、より深い杭孔Ｈ２を形成したのち、該スクリューロッドＲｓを引上げつつ根固め液Ｌｓを追加注入し、同（ｃ）：再掘削後の杭孔Ｈ２に再びワイヤＷで吊り下げた貫入試験機Ｍ１を挿入して着底させ、前記同様にして杭底地盤の支持強度を測定する。そして、該杭孔Ｈ２が当初の想定より深い位置にあった支持層Ｇｈに達していること等で、該支持強度が所定値以上であれば、同（ｄ）：当初想定の杭孔Ｈ１用の既製杭Ｐを杭本体Ｐ１として、該杭本体Ｐ１に短尺杭部材Ｐ２を継ぎ足し連結した既製杭ＰＡを用い、同（ｅ）：再掘削後の杭孔Ｈ２に前記同様にして該既製杭ＰＡを挿入し、同（ｆ）：該杭孔Ｈ２の底まで埋め込んで既製杭ＰＡの建て込みを完了する。

なお、この再掘削後の杭孔Ｈ２でも測定した杭底地盤の支持強度が所定値に満たなかった場合は、該支持強度が所定値以上になるまで同様の再掘削と再測定を繰り返せばよい。ただし、その繰り返しには当然にコスト及び時間の両面から限度があるため、通常、数回程度の再掘削・再測定で支持強度不足であれば、その場所は杭施工に不適と判断して施工位置を変更することになる。

再掘削後の杭孔Ｈ２に挿入する既製杭ＰＡは、上述のように当初想定の杭孔Ｈ１に対応する既製杭Ｐを杭本体Ｐ１とし、この杭本体Ｐ１に短尺杭部材Ｐ２を継ぎ足して再掘削後の杭孔Ｈ２に対応する長さにしたものであるが、該杭本体Ｐ１が例えばＰＨＣ杭やＰＲＣ杭の如きコンクリート杭である場合、短尺杭部材Ｐ２として鋼管杭を継ぎ足し連結するのが簡易である。

すなわち、ＰＨＣ杭やＰＲＣ杭の如きコンクリート杭では、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、コンクリート筒体１１の下端に、その端面に接当する円環状の鋼製端板１２と、外周面を周回する鋼製の補強バンド１３とが固着されている。そして、鋼製端板１２には、周方向に等配する複数箇所（図では９箇所）に、ねじ孔１２ａと、その両側に配置する鋼線孔１２ｂとが設けられている。一方、短尺杭部材Ｐ２に用いる鋼管杭としては、特に構造的な制約はないが、溶接又は／及びボルト止めによる継ぎ足し連結に適するものとして、図８に示す鋼管杭Ｐ２Ａ、図１０示す鋼管杭Ｐ２Ｂ、図１１に示す鋼管杭Ｐ２Ｃ等を例示できる。

鋼管杭Ｐ２Ａは、図８（ａ）の如く、上端外周に垂止めリング２０ａを固着した鋼管２０と、その上端に嵌着する連結リング部材２１と、同下端に嵌着する底プレート２２とで構成されている。その連結リング部材２１は、鋼管２０の上端開口部に内嵌させる縦円環状のリング部２１ａの上端に、横円環状のフランジ部２１ｂが一体に固着してなり、フランジ部２１ｂには杭本体Ｐ１における鋼製端板１２の各ねじ孔１２ａに対応するボルト挿通孔１２ａが穿設されている。また、底プレート２２は、縦円環状のリング部２２ａの下端に横円環状のフランジ部２２ｂが一体に固着してなる。そして、杭本体Ｐ１に鋼管杭Ｐ２Ａを継ぎ足し連結するには、連結リング部材２１のフランジ部２１ｂを杭本体Ｐ１の鋼製端板１２に接合してボルト２３を介して固定し、この連結リング部材２１のリング部２１ａに鋼管２０の上端側を外嵌したのち、鋼製端板１２と連結リング部材２１のフランジ部２１ｂとの接合部の外周側を溶接し、次いで該フランジ部２１ｂの外周縁と垂止めリング２０ａと上端周縁とを溶接し、最後に鋼管２０の下端開口部に底プレート２２を嵌合して溶接固着すればよい。

しかして、底プレート２２は、図８（ｂ）では鋼管２０にリング部２２ａを外嵌しているが、該リング部２２ａを鋼管２０に内嵌する形でもよい。外嵌型の底プレート２２では、図９（ａ）に示すように、鋼管２０の外周面とリング部２２ａの上端周縁とを溶接ｂする。また、内嵌型の底プレート２２では、図９（ｂ）に示すように、鋼管２０の外周下端部とフランジ部２２ｂの上面側とを溶接ｂする。なお、この底プレート２２については、次に説明する鋼管杭Ｐ２Ｂ及び鋼管杭Ｐ２Ｃでも同様である。

鋼管杭Ｐ２Ｂは、図１０（ａ）の如く、鋼管２０と、その上端に固着する連結用ほぞ部材２４と、前記同様の底プレート２２とで構成されている。その連結用ほぞ部材２４は、横円環状のベース部２４ａの中央に縦円筒状のほぞ部２４ｂが一体に突設されてなる。そして、杭本体Ｐ１に対する鋼管杭Ｐ２Ｂの継ぎ足し連結は、連結用ほぞ部材２４のベース部２４ａを鋼管２０の上端に溶接固着した状態で、同図（ｂ）で示すように、そのほぞ部２４ｂを鋼管２０の内側に嵌入し、鋼製端板１２とベース部２４ａとの接合部の外周側を溶接固着すればよい。

鋼管杭Ｐ２Ｃは、図１１（ａ）の如く、鋼管２０と、その上端に固着する横円環状で若干径大の端板２５と、前記同様の底プレート２２とで構成されており、端板２５の上面外周側には環状溝２５ａが設けてある。そして、杭本体Ｐ１に対する鋼管杭Ｐ２Ｃの継ぎ足し連結は、端板２５を外周下縁側で鋼管２０の上端に溶接固着した状態で、該端板２５を杭本体Ｐ１の鋼製端板１２に合接し、その鋼製端板１２の外周部を端板２５の環状溝２５ａ部分で溶接固着すればよい。

これら鋼管杭Ｐ２Ａ〜Ｐ２Ｃに用いる鋼管２０は、予め施工現場に長尺の鋼管原材を搬入しておき、その鋼管原材から上記再掘削による杭孔Ｈ２の深さ増大に応じた長さ分を切り取り、連結リング部材２１、底プレート２２、連結用ほぞ部材２４、端板２５等と組み合わせて鋼管杭Ｐ２Ａ〜Ｐ２Ｃを形成するようにすれば、再掘削による深さの違いに対応できる。一方、再掘削の掘削深さを一律とし、その掘削深さに対応する長さの同じ鋼管２０の複数本を予め用意しておけば、再掘削が必要になった時に迅速に対応できる。

また、鋼管本体２０は、鋼管杭Ｐ２Ａ〜Ｐ２Ｃでは単なる円筒状として示しているが、杭としての耐引抜き力を高めるために、その外周に、例えば図１２（ａ）で示すような螺旋羽根２０ｂを設けたり、同図（ｂ）で示すように環状フランジ２０ｃを所定間隔置きに設ける等、種々の付設形態を採用可能である。なお、杭本体Ｐ１に短尺杭部材Ｐ２を継ぎ足し連結する手段として、上記の溶接又は／及びボルト止め以外に、例えば、杭本体Ｐ１と短尺杭部材Ｐ２の接合部の外周に、分割形で外周テーパ状の係止リングを両者Ｐ１，Ｐ２間に亘って嵌合し、その外側に内周テーパー状の締付リングを強制的にスライド圧嵌させて連結部を固定する方法等、種々の機械的連結方式も採用可能である。

次に、上記吊下げ式の貫入試験機Ｍ１を用いた杭施工管理方法として、ケリーバ式アースドリル工法による第二実施形態の杭施工について、図１３及び図１４で示す工程順に説明する。この杭施工では、図１３（ａ）：アースドリル機のケリーバＫに連結した軸掘バケットＢ１によって地盤上位の軟弱層Ｇｓを掘削・排土し、同（ｂ）：その掘削孔にスタントパイプＰｓを圧入し、同（ｃ）：杭内にベントナイト液等の安定液Ｌｓを注入しつつ、交換した径小の軸掘バケットＢ２にて掘削・排土し、同（ｄ）：想定される地下深部の硬質支持層Ｇｈに達する深さの杭孔Ｈ１を形成する。そして、同（ｅ）：軸掘バケットＢ２を抜出後の杭孔Ｈ１内に、アースドリル機のブームを利用してワイヤＷで吊り下げた貫入試験機Ｍ１を挿入して孔底Ｈｂ１に着底させ、ワイヤＷの弛緩状態で前述した杭底地盤の支持強度を測定し、該支持強度が所定値以上であれば、同（ｆ）：該貫入試験機Ｍ１の抜出後の杭孔Ｈ１内に鉄筋籠Ｆを建て込み、同（ｇ）：鉄筋籠Ｆの内側にトレミー管Ｔｐを挿入し、同（ｈ）：エアーＡの導入によってスライムＳを排出し、同（ｉ）：生コンＣを打設しつつ、その打ち上げに伴ってトレミー管Ｔｐを引き抜いてゆき、（ｋ）：最後にスタントパイプＰｓを引抜き、場所打ち杭ＰＢの建て込みを完了する。

しかるに、この工法においても、例えば図１４（ａ）で示すように、地下深部の支持層Ｇｈが当初の想定よりも深い位置にあり、杭孔Ｈ１が該支持層Ｇｈに達していないこと等で、前記貫入試験機Ｍ１にて測定した杭底地盤の支持強度が所定値に満たなかった場合には、本発明の杭施工管理方法を適用する。すなわち、貫入試験機Ｍ１を抜出した杭孔Ｈ１に対し、図１４（ｂ）：安定液Ｌｓを追加注入しつつ、再びケリーバＫに連結した軸掘バケットＢ２にて掘削・排土することにより、より深い杭孔Ｈ２を形成し、同（ｃ）：再掘削後の杭孔Ｈ２に再びワイヤＷで吊り下げた貫入試験機Ｍ１を挿入して孔底Ｈｂ２に着底させ、前記同様にして杭底地盤の支持強度を測定する。そして、該杭孔Ｈ２が当初の想定より深い位置にあった支持層Ｇｈに達していること等で、該支持強度が所定値以上であれば、同（ｄ）：当初想定の杭孔Ｈ１用として準備していた鉄筋籠Ｆを鉄筋籠本体Ｆ１として、この鉄筋籠本体Ｆ１に籠延長部Ｆ２を継ぎ足し構築して長くした鉄筋籠ＦＣを用い、同（ｅ）：再掘削後の杭孔Ｈ２に該鉄筋籠ＦＣを建て込み、以降は図１３（ｇ）〜（ｋ）と同様の手順で場所打ち杭ＰＢの建て込みを完了する。

再掘削後の杭孔Ｈ２に建て込む鉄筋籠ＦＣは、上述のように当初想定の杭孔Ｈ１に対応する鉄筋籠Ｆである鉄筋籠本体Ｆ１に籠延長部Ｆ２を継ぎ足すことで、再掘削後の杭孔Ｈ２に対応する長さにする。この継ぎ足しには、鉄筋籠を構成する主筋、フープ筋、補強リング等の個々の部材を杭施工の現場で鉄筋籠本体Ｆ１に組み付けてゆく方法も採用できるが、予め籠形態とした短い鉄筋籠部材を用意しておき、この鉄筋籠部材を鉄筋籠本体Ｆ１に継ぎ足し連結する方法によれば、その継ぎ足しを簡単に行えるので再掘削が必要になった時に迅速に対応できる。更に、再掘削の掘削深さを一律とし、鉄筋籠部材の籠延長部Ｆ２を該掘削深さに応じた長さに設定しておけば、再掘削への対応をより迅速に行える。

すなわち、図１５（ａ）に示すように、鉄筋籠本体Ｆ１（鉄筋籠Ｆ）は、一般的に、環状に配置する長手方向の多数本の主筋ｒ１と、これら主筋ｒ１の環状束に所定ピッチで外嵌する多数本のフープ筋ｒ２と、該主筋ｒ１の環状束の内側に距離を置いて配置する複数本の補強リングｒ３とを主構成材として、これらを番線で結束して構築されている。一方、籠延長部Ｆ２とする鉄筋籠部材Ｆ２０は、図示の如く全長が短いだけで、鉄筋籠本体Ｆ１と同様に主筋ｒ１、フープ筋ｒ２、補強リングｒ３とを主構成材として構築されるが、鉄筋籠本体Ｆ１に対する継ぎ足し連結のために各主筋ｒ１が上方へ延びる主筋張出部ｒ１ａを有している。そして、各主筋張出部ｒ１ａを鉄筋籠本体Ｆ１の主筋ｒ１の下部に重ね、図５（ｂ）の如く複数箇所（図では３箇所）で番線ｊで結束することにより、該鉄筋籠部材Ｆ２０を鉄筋籠本体Ｆ１に継ぎ足し連結する。

なお、鉄筋籠本体Ｆ１の主筋ｒ１に重ねる主筋張出部ｒ１ａの長さＬは、主筋ｒ１の径をＤとして、Ｌ＞４５Ｄとすることで、充分な連結強度を確保できる。また、番線ｊとしては１０＃以上のものが好適である。

次に、上記吊下げ式の貫入試験機Ｍ１を用いた杭施工管理方法として、オールケーシング工法による第三実施形態の杭施工について、図１６及び図１７で示す工程順に説明する。この杭施工では、図１６（ａ）：穿孔位置の地上にチュービング装置ＴＭを配置し、クレーンのワイヤＷで吊り下げた鋼製のケーシングチューブＣＴを該チュービング装置ＴＭにセットし、同（ｂ）：該ケーシングチューブＣＴを揺動又は／及び全周回転しながら地中に圧入しつつ、その内側をハンマーグラブＨＧによって掘削及び排土してゆき、同（ｃ）：ケーシングチューブＣＴの継ぎ足しと掘削・排土の継続により、想定される地下深部の支持層Ｇｈに達する深さの杭孔Ｈ１を形成し、ハンマーグラブＨＧや沈殿バケット（図示省略）で孔底処理を行ったのち、同（ｄ）：クレーンのワイヤＷで吊り下げた貫入試験機Ｍ１をケーシングチューブＣＴ内へ挿入して孔底Ｈｂ１に着底させ、ワイヤＷの弛緩状態で前述した杭底地盤の支持強度を測定する。そして、該支持強度が所定値以上であれば、同（ｅ）：該貫入試験機Ｍ１の抜出後のケーシングチューブＣＴ内に鉄筋籠Ｆを建て込み、同（ｆ）：鉄筋籠Ｆの内側にトレミー管を挿入し、同（ｇ）：生コンＣを打設しつつ、その打ち上げに伴ってケーシングチューブＣＴ及びトレミー管Ｔｐを引き抜いてゆき、同（ｈ）：最終的に場所打ち杭ＰＢの建て込みを完了する。

しかるに、この工法においても、例えば図１７（ａ）で示すように、地下深部の支持層Ｇｈが当初の想定よりも深い位置にあり、杭孔Ｈ１が該支持層Ｇｈに達していないこと等で、前記貫入試験機Ｍ１にて測定した杭底地盤の支持強度が所定値に満たなかった場合には、本発明の杭施工管理方法を適用する。すなわち、貫入試験機Ｍ１を抜出した杭孔Ｈ１に対し、図１７（ｂ）：再びケーシングチューブＣＴの継ぎ足しとハンマーグラブＨＧによる掘削及び排土を行うことにより、より深い杭孔Ｈ２を形成し、同（ｃ）：再掘削後の杭孔Ｈ２に再びワイヤＷで吊り下げた貫入試験機Ｍ１を挿入して孔底Ｈｂ２に着底させ、前記同様にして杭底地盤の支持強度を測定する。そして、該杭孔Ｈ２が当初の想定より深い位置にあった支持層Ｇｈに達していること等で、該支持強度が所定値以上であれば、同（ｄ）：前記第二実施形態と同様に杭孔Ｈ１用の鉄筋籠Ｆである鉄筋籠本体Ｆ１に籠延長部Ｆ２を継ぎ足した長い鉄筋籠ＦＣを用い、同（ｅ）：再掘削後の杭孔Ｈ２に該鉄筋籠ＦＣを建て込み、以降は図１６（ｆ）〜（ｈ）と同様の手順で場所打ち杭ＰＢの建て込みを完了する。

なお、場所打ち杭の施工方法として、上記第二実施形態のケリーバ式アースドリル工法と第三実施形態のオールケーシング工法を例示したが、本発明の杭施工管理方法はリバース工法や深礎工法等の鉄筋籠を用いる他の場所打ち杭施工法にも適用可能である。また、杭底地盤の支持強度を測定する貫入試験機としては、上記第一〜第三実施形態では吊下げ式の貫入試験機Ｍ１を例示したが、この吊下げ式以外に既述のように掘削ロッド連結式や掘削部材の中空ロッド内蔵型のものがあり、本発明の杭施工管理方法ても吊下げ式以外の貫入試験機を支障なく使用できる。

しかして、掘削ロッド連結式や中空ロッド内蔵型の貫入試験機でも、縦筒状のケーシング内に、下方突出する貫入軸を一体化したノッキングブロックと、該ノッキングブロックを自由落下によって打撃するドライブハンマーと、落下後のドライブハンマーを吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構とを備え、着底させた貫入軸が孔底に所定深さまで貫入するのに要する打撃回数から孔底の支持強度を判定する、という基本構成は例示した吊下げ式と同様である。図１８及び図１９で掘削ロッド連結式の貫入試験機Ｍ２を、図２０で中空ロッド内蔵型の貫入試験機Ｍ３をそれぞれ例示するが、掘削ロッド連結式の貫入試験機については既述の特許文献６（特願２０１６−０７８３０２号）に、中空ロッド内蔵型の貫入試験機については既述の特許文献７（特許第５９３２１７８号公報）に、それぞれ詳細な開示があるため、ここでは細部にわたる説明は省略する。

図１８（ａ）はプレボーリング工法に用いるアースオーガＡＡを示す。このアースオーガＡＡは、三点支持式杭打ち機の垂直に保持されたリーダＬｅにオーガーマシンＡＭが昇降可能に装着され、該オーガーマシンＡＭにスクリューロッドＲｓが上端部で保持されている。このスクリューロッドＲｓは、直線状の中空ロッドＲの周囲に略全長にわたって螺旋羽根Ｓｃが形成されたもので、先端側が下端に掘削刃Ｅを備える独立の短い先端ロッド部材Ｒｈより構成されている。しかして、図１８（ｂ）に示すように、地盤Ｇに杭孔Ｈを形成後、その孔底の支持強度を判定するために、スクリューロッドＲｓの下端に連結していた先端ロッド部材Ｒｈに代えて、掘削ロッド連結式の貫入試験機Ｍ２を該スクリューロッドＲｓの下端に連結して用いるようになっている。

図１９（ａ）はケリーバ式アースドリル工法に用いるアースドリル機ＡＤを示す。このアースドリル機ＡＤは、ブームＢｏ及びフロントフレームＦを備えた走行式クレーンよりなり、斜め前方へ張出するフロントフレームＦの先端にケリードライブ装置ＫＤが保持され、ブームＢｏによって巻上げロープＷを介して吊持されたケリーバＫが該ケリードライブ装置ＫＤに上下動可能に挿通しており、ケリードライブ装置ＫＤの下位には、一対のホースリールＨｒを設置したロータリーテーブルＲＴが取り付けられ、このロータリーテーブルＲＴには油圧用及び電気配線用のロータリーカップリング（図示省略）が設けてある。そして、ケリーバＫの下端に実線で示す軸堀りバケットＢ１や仮想線で示す拡底バケットＢ２を連結し、地盤Ｇの掘孔や掘孔後の拡底掘削を行うようになっている。しかして、図１９（ｂ）に示すように、地盤Ｇに杭孔Ｈを形成後、その孔底の支持強度を判定するために、ケリーバＫの下端に連結していた軸堀りバケットＢ１や拡底バケットＢ２に代えて、掘削ロッド連結式の貫入試験機Ｍ２を該ケリーバＫの下端に連結して用いるようになっている。なお、Ｐｓは既述の第二実施形態の杭施工で説明〔図１３（ｂ）参照〕したスタントパイプである。

掘削部材の中空ロッド内蔵型の貫入試験機は、図１８（ａ）で示すスクリューロッドＲｓの中空状をなす先端ロッド部材Ｒｈ内に組み込まれたり、図１９（ａ）で示す軸堀りバケットＢ１や拡底バケットＢ２の中空軸部内に組み込まれるものである。その具体例として、スクリューロッドＲｓの先端ロッド部材Ｒｈ内に該貫入試験機を組み込んだものを図２０（ａ）〜（Ｃ）に示す。

図示の如く、先端ロッド部材Ｒｈは、円筒状の中空ロッド１００内に貫入試験機Ｍ３を内蔵しており、該中空ロッド１００の上端板１０１に連結用凸型ブロック１１０が突設される一方、下端板１０２の中央に丸孔状の開口部１０３が形成されると共に、常時は該開口部１０３を図示省略したばねの付勢によって下方側から閉鎖する可動封板１０４が取り付けられている。また、中空ロッド１００の外周には全長にわたって螺旋羽根Ｓｃが固設されると共に、該螺旋羽根Ｓｃの下縁に複数の掘削刃Ｅが突設されている。そして、中空ロッド１００の下端側には側方へ開口するグラウト放出口１０５を備え、中空ロッド１００内には連結用凸型ブロック１１０の中心孔１１０ａからグラウト放出口１０５に至るグラウト配管１２０が設けてある。

貫入試験機Ｍ３は、中空ロッド１００内に同心状に配設固定された円筒状の外側ケーシング３内に、円筒状のハンマーケーシング５が昇降自在に装填されると共に、該ハンマーケーシング５の下端から突出する貫入軸４が垂下している。そして、ハンマーケーシング５の下端と中空ロッド１００の下端の開口部１０３との間には、貫入軸４を取囲む形で、ゴムや半硬質合成樹脂等の可撓性材料からなる伸縮可能なベローズ筒体７Ｃが装着されている。なお、図示を省略するが、ハンマーケーシング５内には、既述した吊下げ式の貫入試験機Ｍ１と同様に、ノッキングブロック５１及びドライブハンマー５２と吊上げ機構８（図３参照）を備える。

外側ケーシング３内の上部側には、ケーシング変位手段２００として下向きの伸縮ロッド２０１ａを備える油圧シリンダー２０１が垂設され、その伸縮ロッド２０１ａの先端に下端側を逆円錐状に尖った係止頭部２０３ａとする係止軸２０３が固着される一方、ハンマーケーシング５の上端に周方向に等配配置した４本のクランプアーム２０５が内外方向に傾動自在に枢着されている。そして、係止軸２０３の係止頭部２０３ａよりも上位側には、クランプアーム２０５に対する位置を確認するためのセンサーリング２０４が昇降自在に嵌装されている。また、各クランプアーム２０５の上端には内向きの係止爪２０５ａが形成され、クランプアーム２０５同士がスプリング（図示省略）によって一体に起立方向に付勢されている。なお、図示を省略しているが、外側ケーシング３内の上部側には既述した吊下げ式の貫入試験機Ｍ１と同様にハンマーケーシング５の下降量を計測するエンコーダー〔図２（ａ）参照〕が取り付けられている。

このように先端ロッド部材Ｒｈに貫入試験機Ｍ３を内蔵したスクリューロッドＲＳにおいて、該貫入試験機Ｍ３の不使用時には、図２０（ａ）に示すように、油圧シリンダー２０１の伸縮ロッド２０１がその係止頭部２０３にクランプアーム２０５を係合した状態で収縮しており、これによってハンマーケーシング５が外側ケーシング３内での上方待機位置に保持され、貫入軸４が中空ロッド１００内に納まることで、該中空ロッド１００の下端の開口部１０３が可動封板１０４によって閉鎖されている。従って、スクリューロッドＲＳによる掘削過程で、貫入軸４が地盤や破砕物に触れて損傷する懸念がなく、また掘削で生じた泥砂、砂礫、泥水等が外側ケーシング３内へ入り込むこともない。

一方、杭孔形成後に貫入試験機Ｍ３による測定を行う場合は、図２０（ｂ）に示すように、まず油圧シリンダー２０１のピストンロッド２０１ａを伸長させることにより、係止軸２０３の係止頭部２０３ａで各クランプアーム２０５をばね力の付勢に抗して外側へ押し開き、更に上方待機位置で保持していたハンマーケーシング５を押圧して下動させる。このハンマーケーシング５の下動に伴い、貫入軸４が可動封板１０４を押し開いて開口部１０３から下方へ突出するから、次いで図２０（ｃ）に示すように、油圧シリンダー２０１のピストンロッド２０１ａを急速に短縮させることにより、係止頭部２０３がクランプアーム２５から上方へ離脱し、もって係止解除されたハンマーケーシング５は貫入軸４の先端が孔底に着底するまで自重で降下する。従って、この着底状態で該貫入試験機Ｍ３を駆動することにより、既述した吊り下げ式の貫入試験機Ｍ１と同様に杭底の地盤の支持強度が所定値以上であるか否かを判定できる。

しかして、貫入試験が終了すれば、油圧シリンダー２０１のピストンロッド２０１ａを伸長させることにより、その係止軸２０３の係止頭部２０３ａをクランプアーム２０５の間に割り込ませ、該係止頭部２０３ａに各クランプアーム２０５の係止爪２０５ａを係合させ、この係止状態で油圧シリンダー２０１を短縮作動させることにより、該ハンマーケーシング５を上方待機位置まで持ち上げて保持することができる。

この中空ロッド内蔵型の貫入試験機Ｍ３を用いたプレボーリング工法における杭施工管理方法について、図２１及び図２２で示す工程順に説明する。この杭施工では、図２１（ａ）：三点式杭打機等のリーダ（図示省略）に沿って昇降するオーガーマシンＡにスクリューロッドＲｓを取り付け、該スクリューロッドＲｓを回転駆動しつつ下降させることによって地盤Ｇを掘削し、同（ｂ）：想定される地下深部の支持層Ｇｈに達する深さの杭孔Ｈ１を形成したのち、同（ｃ）：スクリューロッドＲｓを僅かに引き上げて掘削刃Ｅを離底させ、この状態で先端ロッド部材Ｒｈに内蔵する貫入試験機Ｍ３の貫入軸４を下方突出させて孔底Ｈｂ１に着底させ、既述のように杭底地盤の支持強度を測定する。そして、該支持強度が所定値以上であれば、同（ｄ）：スクリューロッドＲｓを引き上げつつソイルセメント等の根固め液Ｌｓを注入し、同（ｅ）：続いて孔周固定液Ｌｆを杭孔Ｈの上部まで注入し、該スクリューロッドＲｓを抜出したのち、同（ｆ）：オーガーマシンＡに連結用ロッドＲｊを介してＰＨＣ杭やＰＲＣ杭の如き既製杭Ｐを取り付け、この既製杭Ｐを杭孔Ｈ１に挿入し、同（ｇ）：該杭孔Ｈ１の底まで埋め込んで既製杭Ｐの建て込みを完了する。

しかるに、例えば図２２（ａ）で示すように、地下深部の支持層Ｇｈが当初の想定よりも深い位置にあり、杭孔Ｈ１が該支持層Ｇｈに達していないこと等で、前記貫入試験機Ｍ３にて測定した杭底地盤の支持強度が所定値に満たなかった場合には、本発明の杭施工管理方法を適用する。すなわち、杭孔Ｈ１に挿入している貫入試験後のスクリューロッドＲｓをそのまま用い、貫入試験機Ｍ３の貫入軸４を退入させた上で、図２２（ｂ）：該杭孔Ｈ１を再掘削することにより、より深い杭孔Ｈ２を形成したのち、同（ｃ）：スクリューロッドＲｓを僅かに引き上げて掘削刃Ｅを離底させた状態で、前回同様に貫入試験機Ｍ３の貫入軸４を孔底Ｈｂ２に着底させて杭底地盤の支持強度を再測定する。そして、該杭孔Ｈ２が当初の想定より深い位置にあった支持層Ｇｈに達していること等で、該支持強度が所定値以上であれば、スクリューロッドＲｓを引上げつつ根固め液Ｌｓ及び孔周固定液Ｌｆを注入したのち、同（ｄ）：当初想定の杭孔Ｈ１用の既製杭Ｐを杭本体Ｐ１として、該杭本体Ｐ１に短尺杭部材Ｐ２を継ぎ足し連結した既製杭ＰＡを用い、同（ｅ）：再掘削後の杭孔Ｈ２に該既製杭ＰＡを挿入し、同（ｆ）：該杭孔Ｈ２の底まで埋め込んで既製杭ＰＡの建て込みを完了する。なお、この杭本体Ｐ１に短尺杭部材Ｐ２を継ぎ足し連結した既製杭ＰＡは、既述の第一実施形態で説明したものと同様である。

以上のように、本発明の杭施工管理方法によれば、掘削した設定深度の杭孔Ｈ１の孔底Ｈｂ１の支持強度が不足しても、場所を代えて新たに杭孔を形成する必要はなく、同じ杭孔Ｈ１の再掘削と再判定を行うことで対応できるから、建造物の設計変更、大幅な施工コスト増大や工期延長等を回避できる上、設定深度の杭孔Ｈ１用として予め準備している既製杭Ｐや場所打ち杭用の鉄筋籠Ｆを杭本体Ｐ１や鉄筋籠本体Ｆ１として長さ不足分だけ簡単に継ぎ足す形で利用できるから、資材コストが嵩まず、且つ能率よく杭の建て込み作業を行える。また、既製杭の施工において再掘削による深度増加分に対応する短尺杭部材Ｐ２を杭本体Ｐ１に継ぎ足し連結して用いたり、場所打ち杭の施工において再掘削による深度増加分に対応する鉄筋籠部材Ｆ２０を鉄筋籠本体Ｆ１に継ぎ足し連結して用いることにより、再掘削による深度増加に容易に対応できると共に、同じ寸法形状の短尺杭部材Ｐ２や鉄筋籠部材Ｆ２０を利用して一律な杭施工管理を行える。

Ｂ１ 軸堀りバケット（掘削先部材）
Ｂ２ 拡底バケット（掘削先部材）
Ｃ 生コンクリート
Ｆ 鉄筋籠
Ｆ１ 鉄筋籠本体
Ｆ２ 籠延長部
Ｆ２０ 鉄筋籠部材
ＦＣ 継ぎ足し連結した鉄筋籠
Ｇ 地盤
Ｈ１，Ｈ２ 杭孔
Ｈｂ１，Ｈｂ２ 孔底
Ｍ１〜Ｍ３ 貫入試験機
Ｐ 既製杭
Ｐ１ 杭本体
Ｐ２ 短尺杭部材
Ｐ２Ａ〜Ｐ２Ｃ 鋼管杭
ＰＡ 継ぎ足し連結した既製杭
ＰＢ 場所打ち杭
Ｒｈ 先端ロッド部材（掘削先部材）
ｒ１ 主筋
ｒ１ａ 主筋張出部
Ｗ ワイヤ
３ 外側ケーシング（ケーシング）
４ 貫入軸
５１ ノッキングブロック
５２ ドライブハンマー
８ 吊上げ機構

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る杭施工管理方法は、地盤Ｇに設定深度の杭孔Ｈ１を形成後、該杭孔Ｈ１内への設定深度に相当する杭長さの杭の建て込み前に、縦筒状のケーシング（外側ケーシング）３内に、該ケーシング３の下端から下方突出する貫入軸４を一体化したノッキングブロック５１と、該ノッキングブロック５１を自由落下によって打撃するドライブハンマー５２と、落下後のドライブハンマー５２を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構８とを備えてなる貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３を用い、杭孔Ｈ１内に配置させた貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３の貫入軸４を孔底Ｈｂ１に着底させ、該貫入軸４が孔底Ｈｂ１から所定深さまで貫入するのに要する打撃回数から孔底Ｈｂ１の支持強度を判定し、その支持強度が所定値に満たない場合に、該杭孔Ｈを更に深く再掘削して、再掘削後の孔底Ｈｂ２の支持強度を貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３によって同様にして判定し、該支持強度が所定値以上に達した場合に、元の設定深度に相当する杭長さに対して再掘削による深度増加分の長さを継ぎ足し調整した杭を該杭孔Ｈ２に建て込むことを特徴としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る杭施工管理方法では、地盤Ｇに前記設定深度の杭孔Ｈ１を形成後、該杭孔Ｈ１内への設定深度に相当する杭長さの杭の建て込み前に、杭孔Ｈ１内に配置させた特定の貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３の貫入軸４を孔底Ｈｂ１に着底させて孔底Ｈｂ１の支持強度を判定するが、その支持強度が所定値に満たない場合に、該杭孔Ｈ１を更に深く再掘削し、再掘削後の孔底Ｈｂ２の支持強度を貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３で同様にして判定し、該支持強度が所定値以上に達した場合に、元の設定深度に相当する杭長さに対して再掘削による深度増加分の長さを継ぎ足し調整した杭を該杭孔Ｈ２に建て込むようにしている。従って、この杭施工管理方法によれば、掘削した設定深度の杭孔Ｈ１の孔底Ｈｂ１の支持強度が不足しても、場所を代えて新たに杭孔を形成する必要はなく、同じ杭孔Ｈ１の再掘削と再判定を行うことで対応できるから、建造物の設計変更、大幅な施工コスト増大や工期延長等を回避できる上、設定深度の杭孔Ｈ１用として予め準備している既製杭Ｐや場所打ち杭用の鉄筋籠Ｆを杭本体Ｐ１や鉄筋籠本体Ｆ１として長さ不足分だけ簡単に継ぎ足す形で利用できるから、資材コストが嵩まず、且つ能率よく杭の建て込み作業を行える。なお、再掘削と再判定は、所定値以上の支持強度が得られるまで繰り返し行える。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る杭施工管理方法は、地盤Ｇに設定深度の杭孔Ｈ１を形成後、該杭孔Ｈ１内への設定深度に相当する杭長さの杭の建て込み前に、縦筒状のケーシング（外側ケーシング）３内に、該ケーシング３の下端から下方突出する貫入軸４を一体化したノッキングブロック５１と、該ノッキングブロック５１を自由落下によって打撃するドライブハンマー５２と、落下後のドライブハンマー５２を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構８とを備えてなる貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３を用い、杭孔Ｈ１内に配置させた貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３の貫入軸４を孔底Ｈｂ１に着底させ、該貫入軸４が孔底Ｈｂ１から所定深さまで貫入するのに要する打撃回数から孔底Ｈｂ１の支持強度を判定し、その支持強度が所定値に満たない場合に、該杭孔Ｈを更に深く再掘削して、再掘削後の孔底Ｈｂ２の支持強度を貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３によって同様にして判定し、この際、再掘削の掘削深さを一律とし、且つ、その一律の再掘削深さに対応する長さの同じ杭の複数本を予め用意しておき、一律の掘削深さの再掘削により、該支持強度が所定値以上に達した場合に、元の設定深度に相当する杭長さに対して再掘削による一律の掘削深さの深度増加分の予め用意した長さの杭を継ぎ足し調整した杭を該杭孔Ｈ２に建て込むことを特徴としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る杭施工管理方法では、地盤Ｇに前記設定深度の杭孔Ｈ１を形成後、該杭孔Ｈ１内への設定深度に相当する杭長さの杭の建て込み前に、杭孔Ｈ１内に配置させた特定の貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３の貫入軸４を孔底Ｈｂ１に着底させて孔底Ｈｂ１の支持強度を判定するが、その支持強度が所定値に満たない場合に、該杭孔Ｈ１を更に深く再掘削し、再掘削後の孔底Ｈｂ２の支持強度を貫入試験機Ｍ１〜Ｍ３で同様にして判定し、該支持強度が所定値以上に達した場合に、元の設定深度に相当する杭長さに対して再掘削による深度増加分の長さを継ぎ足し調整した杭を該杭孔Ｈ２に建て込むようにしている。従って、この杭施工管理方法によれば、掘削した設定深度の杭孔Ｈ１の孔底Ｈｂ１の支持強度が不足しても、場所を代えて新たに杭孔を形成する必要はなく、同じ杭孔Ｈ１の再掘削と再判定を行うことで対応できるから、建造物の設計変更、大幅な施工コスト増大や工期延長等を回避できる上、設定深度の杭孔Ｈ１用として予め準備している既製杭Ｐや場所打ち杭用の鉄筋籠Ｆを杭本体Ｐ１や鉄筋籠本体Ｆ１として長さ不足分だけ簡単に継ぎ足す形で利用できるから、資材コストが嵩まず、且つ能率よく杭の建て込み作業を行える。なお、再掘削と再判定は、所定値以上の支持強度が得られるまで繰り返し行える。
この際、再掘削の掘削深さを一律とし、且つ、その掘削深さに対応する長さの同じ杭の複数本を予め用意しているため、再掘削が必要になった時に迅速に対応できる。

Claims (8)

1. 地盤に設定深度の杭孔を形成後、該杭孔内への杭の建て込み前に、
   縦筒状のケーシング内に、該ケーシングの下端から下方突出する貫入軸を一体化したノッキングブロックと、該ノッキングブロックを自由落下によって打撃するドライブハンマーと、落下後のドライブハンマーを吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構とを備えてなる貫入試験機を用い、
   杭孔内に配置させた貫入試験機の前記貫入軸を孔底に着底させ、該貫入軸が孔底から所定深さまで貫入するのに要する打撃回数から孔底の支持強度を判定し、その支持強度が所定値に満たない場合に、該杭孔を更に深く再掘削して、再掘削後の孔底の支持強度を前記貫入試験機によって同様にして判定し、
   該支持強度が所定値以上に達した場合に、元の杭長さに対して再掘削による深度増加分の長さを継ぎ足し調整した杭を該杭孔に建て込むことを特徴とする杭施工管理方法。
2. 建て込む杭が既製杭であり、前記設定深度の杭孔に対応する長さの杭本体に、前記再掘削による深度増加分に対応する短尺杭部材を継ぎ足し連結し、この連結した杭を再掘削後の杭孔に建て込むことを特徴とする請求項１に記載の杭施工管理方法。
3. 前記杭本体がコンクリート杭であり、その下端に前記短尺杭部材としての鋼管杭を継ぎ足し連結する請求項２に記載の杭施工管理方法。
4. 建て込む杭が鉄筋籠を利用する場所打ち杭であり、前記設定深度の杭孔に対応する長さの鉄筋籠本体に、前記再掘削による深度増加分に対応する長さの籠延長部を継ぎ足し構築し、この延長した鉄筋籠を再掘削後の杭孔に挿入し、生コンクリートを打設して場所打ち杭とすることを特徴とする請求項１に記載の杭施工管理方法。
5. 前記籠延長部が一端側に主筋張出部を有する短尺の鉄筋籠部材からなり、この鉄筋籠部材の各主筋張出部を鉄筋籠本体の主筋下部に重ねて繋ぎ止める請求項４に記載の杭施工管理方法。
6. 前記貫入試験機が吊下げ式であり、該貫入試験機をクレーンのワイヤで吊下げて杭孔に出入させる請求項１〜５のいずれかに記載の杭施工管理方法。
7. 前記貫入試験機が掘削ロッド連結式であり、杭孔を掘削後の掘削先部材に代えて該貫入試験機を連結して杭孔に出入させる請求項１〜５のいずれかに記載の杭施工管理方法。
8. 前記貫入試験機が掘削部材の中空ロッド内蔵型であり、掘削後の杭孔内に該掘削部材を挿入した状態で該貫入試験機を作動させて貫入試験を行う請求項１〜５のいずれかに記載の杭施工管理方法。

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