JP2018123670A - 回転圧入鋼管杭の流体噴射装置及び鋼管杭の回転圧入工法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管杭の回転圧入を補助するための流体を供給し噴射する流体供給パイプの設置の容易化、自由度の向上を図り、もって流体補助回転圧入工法の効率化を図る。【解決手段】鋼管杭１０に装備され、当該鋼管杭の回転圧入を補助するための流体を供給し噴射する回転圧入鋼管杭の流体噴射装置１は、流体供給源に接続され、流体供給源からの流体を給送する流路を形成し、該流体の噴射口が設けられ、鋼管杭の長手方向に沿って延設される流体供給パイプ（２０，３０）を複数本備える。少なくとも２本の流体供給パイプ（２０，３０）は、互いに独立分離して並列に設けられる並列パイプであるとともに、共にその外周面が鋼管杭の内周面に接して鋼管杭内に設置されている。この並列パイプは、互いに噴射口からの噴射方向、噴射口の鋼管杭の長手方向に沿った深さ位置又は接続される流体供給源が異なるという自由度を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、回転圧入鋼管杭の流体噴射装置及びこれを用いた鋼管杭の回転圧入工法に関する。

従来、鋼管杭の回転圧入工法において鋼管杭先端の掘削ビットの冷却や鋼管杭の周面摩擦低減のため、鋼管杭に水やエアー等（滑材含む）の流体を供給し地盤に噴射する流体噴射装置を装備することが行われている（特許文献１）。
鋼管杭に取り付けられ流体噴射位置まで流体を供給する配管の利用方法としては、配管を鋼管杭に溶接して鋼管杭と一緒に土中に残置する方法や、鋼管杭打設完了後に配管のみ引抜回収し再利用する方法などがある。
特許文献２，３には、２重管により水と空気を別々に供給し、水と空気を同位置から同方向へ噴射する装置が記載されている。（特許文献２，３はウォータージェット併用による鋼矢板圧入）

特許第４２４２２５１号公報 特開２００４−６０１６３号公報 実用新案登録第３０３９５５８号公報

しかしながら、鋼管杭を回転圧入する際には、掘削ビットにより環状に地盤を掘削して鋼管杭内に地盤が残ることを考慮すると、径が大きくなる傾向がある多重管は、特に３系統以上の流路を構成しようとするとき、鋼管杭の内周面からの突出量が大きくなり、鋼管杭の回転圧入の際の抵抗量や掘削量が増大する。また、流体を噴射する方向や深さ位置を任意に異ならせることが難しく、流体を噴射する方向や深さ位置を異ならせた構成としても複雑化や大型化することが避け難いとともに、一旦そのような構成を一体的に構成すると流体を噴射する方向や深さ位置を独立して調整したり、独立して任意に変更したりすることができないという問題がある。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、鋼管杭の回転圧入を補助するための流体を供給し噴射する流体供給パイプの設置の容易化、自由度の向上を図るとともに、回転圧入の際の抵抗量や掘削量を削減し、もって流体補助回転圧入工法の効率化を図ることを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、鋼管杭に装備され、当該鋼管杭の回転圧入を補助するための流体を供給し噴射する回転圧入鋼管杭の流体噴射装置において、
流体供給源に接続され、前記流体供給源からの流体を給送する流路を形成し、該流体の噴射口が設けられ、前記鋼管杭の長手方向に沿って延設される流体供給パイプを複数本備え、
少なくとも２本の前記流体供給パイプは、互いに独立分離して並列に設けられる並列パイプであるとともに、共にその外周面が前記鋼管杭の内周面に接して前記鋼管杭内に設置されており、
前記並列パイプは、互いに前記噴射口からの噴射方向、前記噴射口の前記鋼管杭の長手方向に沿った深さ位置又は接続される流体供給源が異なる回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。
噴射方向は、流体供給パイプの設置位置における鋼管杭の径方向に対する相対角度で定まる。

請求項２記載の発明は、前記並列パイプは、互いに前記噴射口からの噴射方向が異なる請求項１に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項３記載の発明は、前記並列パイプは、互いに前記噴射口の前記鋼管杭の長手方向に沿った深さ位置が異なる請求項１又は請求項２に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項４記載の発明は、前記並列パイプは、互いに接続される流体供給源が異なっているとともに、供給する流体物質が異なる請求項１、請求項２又は請求項３に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項５記載の発明は、前記並列パイプを構成する独立パイプのそれぞれを前記鋼管杭の内周面に固定するための固定具を備える請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項６記載の発明は、前記固定具は、前記独立パイプの外周面に固着され、前記鋼管杭の内周面に接触して前記独立パイプを自身の中心軸回りに回転しないように係止する係止部材を有する請求項５に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項７記載の発明は、前記並列パイプの前記固定具による固定構造は、前記鋼管杭に対して前記並列パイプを引き上げることにより固定解除が可能にされ、これにより前記並列パイプを破壊することなく回収可能であり、
前記並列パイプを構成する独立パイプのそれぞれには、当該パイプの長手方向に引き上げ力を加えるための吊り環が付設されている請求項５又は請求項６に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項８記載の発明は、前記複数本の流体供給パイプのそれぞれは、前記流体供給源に接続される部分と、前記噴射口が設けられる部分との間に、当該流体供給パイプの中心軸回りに回転可能に又は同中心軸回りの任意角度で流路を接続する流路継手を有する請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項９記載の発明は、前記流体供給パイプは、前記噴射口に至るまでの逆止弁部品及び／又はノズル部品を着脱可能に連結する接続構造を有する請求項１から請求項８のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項１０記載の発明は、前記鋼管杭の回転に伴う前記流体供給源と前記流体供給パイプとの相対回転を許容するための前記鋼管杭の上端に設置可能な回転流路継手を備え、前記複数本の流体供給パイプのそれぞれは、当該回転流路継手を介して前記流体供給源に接続される請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項１１記載の発明は、前記複数本の流体供給パイプのそれぞれと前記回転流路継手とを接続するホースを備える請求項１０に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項１２記載の発明は、前記並列パイプを構成する独立パイプ同士を、軸方向の任意の相対位置で結束固定する取外し可能な結束具を備える請求項１から請求項１１のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項１３記載の発明は、前記鋼管杭の内周面に固着されて、前記並列パイプに対して前記鋼管杭の周方向に隣接配置された防護壁部材を備え、
前記並列パイプから見て前記防護壁部材に近い前記周方向は、前記鋼管杭の下端に固定された掘削ビットにより特定される掘削方向であり、
前記並列パイプは、前記防護壁部材を介さず互いに隣接して配置された請求項１から請求項１２のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項１４記載の発明は、前記鋼管杭の内周面に固着されて、前記並列パイプの先端部に対して前記鋼管杭の長手方向に隣接配置された防護壁部材を備える請求項１から請求項１３のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置である。

請求項１５記載の発明は、請求項１から請求項１４のうちいずれか一に記載の流体噴射装置を装備した鋼管杭の回転圧入工法であって、
前記流体噴射装置により流体を噴射しながら前記鋼管杭を地盤に回転圧入する流体補助回転圧入工程を実行する鋼管杭の回転圧入工法である。

請求項１６記載の発明は、前記並列パイプの一端部に車輪を装着し、
地盤への圧入前の横倒しに置かれた前記鋼管杭の一端開口に、前記並列パイプの前記一端部を挿入し、前記車輪を前記鋼管杭の内周面に接地させて前記鋼管杭の内部を他端開口の方へ向かって長手方向に走行させることにより、当該一端部を当該他端開口近傍に導入し、
その後、前記車輪を前記一端部から取り外し、
その後、前記並列パイプを前記鋼管杭内周面に固定し、
その後、前記流体補助回転圧入工程を実行する請求項１５に記載の鋼管杭の回転圧入工法である。

本発明の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置によれば、流体供給パイプを複数本備え、そのうち少なくとも２本の流体供給パイプは、互いに独立分離して並列に設けられる並列パイプであるとともに、共にその外周面が鋼管杭の内周面に接して鋼管杭内に設置されるから、２重管を用いることなく少なくとも２系統の流路を確保でき、鋼管杭への設置が容易であり、独立して噴射口の方向や位置を自由に選択できる。
その結果、鋼管杭の内周面からの流体供給パイプの突出量を小さく抑え、従って鋼管杭の回転圧入の際の抵抗量や掘削量を減らすことができ、地盤状況等に応じて適切な位置、方向に噴射口を設けることができ、流体補助回転圧入工法の効率化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る回転圧入鋼管杭の側視図である。 本発明の一実施形態に係る回転圧入鋼管杭の上面図である。 本発明の一実施形態に係る流体噴射装置の流体供給パイプの上端部とホースとの接続部分を示す側視図である。 本発明の一実施形態に係る回転圧入鋼管杭の底面図(a)、及び本発明の他の一実施形態に係る回転圧入鋼管杭の底面図(b)である。 本発明の一実施形態に係る流体供給パイプの下端部を含む部分の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る流体供給パイプの下端部の鋼管杭に対する配置図である。 本発明の一実施形態に係る流体供給パイプの固定構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る流体供給パイプの固定構造を示すパイプ中心軸に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態に係る流体供給パイプの結束構造を示すパイプ中心軸に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態に係り、流体供給パイプの回転圧入鋼管杭への設置工程を示す側視図である。 本発明の一実施形態に係り、流体供給パイプの回転圧入鋼管杭への設置工程を示す側視図である。 本発明の一実施形態に係り、流体供給パイプの下端部とこれに取り付けられた車輪ユニットの構造図である。 本発明の一実施形態に係り、流体供給パイプの回転圧入鋼管杭への設置工程を示す側視図である。 本発明の他の一実施形態に係る流体供給パイプの下端部を含む部分の斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る流体供給パイプの固定構造を示すパイプ中心軸に垂直な断面図である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

まず、本発明の一実施形態の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置１につき説明する。
図１、図２等に示すように流体噴射装置１は、鋼管杭１０に装備されるものである。鋼管杭１０は、杭回転圧入引抜機によって地盤に回転圧入されるものである。回転圧入工法に関する技術は従来のものであるが、その要点を言及すると次の通りである。杭回転圧入引抜機は、上下動及び把持部が回転する杭チャック装置を備え、同杭チャック装置により鋼管杭１０の外周部を外側から把持して圧入力と回転力を加える。鋼管杭１０は同杭チャック装置に挿入される形で把持される。杭回転圧入引抜機は、既設の鋼管杭の上端を内側から把持するクランプ装置を備えており、同クランプ装置により既設の鋼管杭の上端を把持して回転圧入の際の反力を得る。杭回転圧入引抜機は、同クランプ装置により固定されるベースに対して油圧力により同杭チャック装置の上下動及び把持部の回転動を行う。
このような回転圧入用の鋼管杭１０としては、先端部に掘削ビット１１が固定されており、杭回転圧入引抜機による回転圧入に伴い掘削ビット１１が環状に地盤を掘削して地盤に鋼管杭１０の侵入空間を切り開く。

流体噴射装置１は、以上のような鋼管杭の回転圧入工法において鋼管杭１０の先端の掘削ビット１１の冷却や鋼管杭１０の周面摩擦低減などにより鋼管杭１０の回転圧入を補助するために、鋼管杭１０に水やエアー等（滑材含む）の流体を供給し地盤に噴射する。
本実施形態の流体噴射装置１は、ウォーターポンプ、エアコンプレッサー等の流体供給源（不図示、鋼管杭の外に設置）に接続される複数本の流体供給パイプを備える。本実施形態では、複数本の流体供給パイプは次の構成である。
まず、互いに独立分離して並列に設けられる並列パイプ（２０，３０）を備える。独立パイプ２０と独立パイプ３０とによって並列パイプ（２０，３０）が構成される。
独立パイプ２０は単管である。すなわち、独立パイプ２０は、他の流体供給パイプを内部に配置していたり、他の流体供給パイプの内部に配置されていたりしない。
一方、独立パイプ３０の内部には流体供給パイプが配置されており、独立パイプ３０とその内部パイプ４０（図３，図５において破線で図示）により２重管の形態となっている。
独立パイプ２０と独立パイプ３０とは、互いに独立している。すなわち、一方が他方の内部に配置されることはなく、互いに外部の配管である。
独立パイプ２０と独立パイプ３０とは、分離している。したがって、互いの相対的位置を自由に変更できる。

独立パイプ２０と独立パイプ３０の特徴は、他の流体供給パイプの内部に配置されていないことである。したがって、独立パイプ２０及び独立パイプ３０は共にその外周面が鋼管杭１０の内周面に接して鋼管杭１０内に設置されている。
以上のように本実施形態において流体供給パイプは３本で構成される。すなわち、独立パイプ２０と、独立パイプ３０と、独立パイプ３０内の内部パイプ４０である。
これら３本の流体供給パイプはそれぞれ、上端部が流体供給源に接続され、流体供給源からの流体を給送する流路を形成し、下端部に該流体の噴射口が設けられ、鋼管杭１０の長手方向に沿って延設される。
独立パイプ２０は、その内部に流路を形成し、この流路に給送する流体として水が適用される。
独立パイプ３０は、その内部に流路を形成する。但し、内部パイプ４０の設置空間が除かれる。この流路に給送する流体として空気が適用される。
内部パイプ４０は、その内部に流路を形成し、この流路に給送する流体として水が適用される。

以上のような構成の並列パイプ（２０，３０）を備える流体噴射装置１によれば、２重管を用いることなく少なくとも２系統の流路を確保できる。本実施形態では、２重管を用いているが、２重管を用いない場合、すなわち、上記内部パイプ４０を排した場合でも、２系統の流路を確保できる。独立パイプ２０及び独立パイプ３０のうちいずれか一方又は双方に対して、１本の内部パイプを設置した場合、３〜４系統の流路を確保できる。例えば、１本の外管の内部に２本の内管を設置した場合、その外径が大きくなり、鋼管杭の内周面からの流体供給パイプの突出量が大きくなるため、鋼管杭の回転圧入の際の抵抗量や掘削量が増大する事となる。
また、３系統の流路を確保するために１本の外管の内部に２本の内管を設置した場合、独立して噴射口の方向や位置を自由に選択できる構成とすることは困難である。
また、独立パイプ２０と独立パイプ３０とは分離しており、互いの相対的位置を自由に変更できるから、独立して噴射口の方向や位置を自由に選択できる。
本発明は、少なくとも２本が並列パイプである。したがって本実施形態に拘わらず、独立パイプを３本有した３並列パイプの構成や、それ以上の並列数の構成を実施してもよい。

さて、流体噴射装置１のその他の構成部分につきさらに説明する。
図１、図２に示すようにスイベルジョイント５０は、流体供給源からの各ホース（不図示）が接続される各流路継手５１を有する上部５２と、パイプ２０，３０，４０の上端部に接続されるホース２１，３１，４１が接続される下部５３とが相対回転する回転流路継手である。スイベルジョイント５０は、鋼管杭１０の回転に伴う流体供給源と流体供給パイプ（２０，３０，４０）との相対回転を許容するためのものである。
スイベルジョイント５０は、鋼管杭１０の上端に架設された架台５４に支持されて、鋼管杭１０の上端開口の中央部に配置されている。このようにしてスイベルジョイント５０は、鋼管杭１０の上端に設置可能である。
複数本の流体供給パイプ（２０，３０，４０）のそれぞれは、スイベルジョイント５０を介して流体供給源に接続される。
また、流体噴射装置１は、複数本の流体供給パイプ（２０，３０，４０）のそれぞれとスイベルジョイント５０とを接続するホース２１，３１，４１を備える。ホース２１，３１，４１により、流体供給パイプ（２０，３０，４０）とスイベルジョイント５０とを無理なく接続可能である。
なお、スイベルジョイント５０の上部５２に一端が固定されたサポートアーム５５は、
各流路継手５１に接続する流体供給源からの各ホースを保持するためのものである。サポートアーム５５の自由端に掛け金５６が設けられており、これにホースが掛けられ、鋼管杭１０に干渉しないように、鋼管杭１０の外径より外に保持される。

図１、さらに詳細を図７，図８に示す固定バンド６１，６２は、独立パイプ２０，３０のそれぞれを鋼管杭１０の内周面に固定するための固定具である。図７，図８に示すように、固定バンド６１，６２は、独立パイプ２０，３０のそれぞれに設けられた固定バンド保持用の周溝２２，３２に掛けられ、鋼管杭１０の内周面に一端部が溶接される片持ちタイプである。固定バンド６１，６２は周溝２２，３２に落ち込み、独立パイプ２０，３０の外径から突出せず、鋼管杭１０の回転圧入時の抵抗にならない。
また、図８に示すように独立パイプ２０，３０の外周面にパイプ用台座（係止部材）６３，６４が固着されている。パイプ用台座６３，６４のパイプ受け面６３a、６４aが、周溝２２，３２の部分のパイプ外周面に溶接により固着されている。固定バンド６１，６２により押されられることで、鋼管受け面６３ｂ，６４ｂは鋼管杭１０の内周面に座り、独立パイプ２０，３０が自身の中心軸回りに回転しないように保持する。これにより、噴射方向Ａ，Ｂ，Ｃを一定方向に保持しておくことができる。また、独立パイプ２０，３０が回転しようとすると、パイプ用台座６３，６４が固定バンド６１，６２に当たりその回転を止める。
独立パイプ２０，３０を軸方向に引けば、固定バンド６１，６２が変形し、独立パイプ２０，３０が固定バンド６１，６２から離脱可能である。
すなわち、並列パイプ（２０，３０）の固定バンド６１，６２による固定構造は、鋼管杭１０に対して並列パイプ（２０，３０）を引き上げることにより固定解除が可能にされ、これにより並列パイプ（２０，３０）を破壊することなく回収可能である。このような固定構造は、鋼管杭１０の内周面に両端部が溶接される両持ちタイプの固定バンドによっても可能である。この場合、独立パイプ２０，３０を引き上げることで固定バンドを切り、独立パイプ２０，３０を固定バンドから離脱させる。この場合も周溝２２，３２を適用し、周溝２２，３２に固定バンドを掛けて固定しておくことで、独立パイプ２０，３０の引き上げ力が周溝２２，３２で固定バンドに確実に伝わり固定バンドを切ることができる。
図１、図３に示すように独立パイプ２０，３０のそれぞれの上端部には、当該パイプの長手方向に引き上げ力を効率よく加えるための吊り環２３，３３が付設されている。この吊り環２３，３３に吊りフックを引っ掛ける等して独立パイプ２０，３０を引き上げて回収する。

図１に示すように独立パイプ２０は、先端からパイプ２０a、パイプ２０ｂ、パイプ２０ｃ、・・・というように複数のパイプを連接した分解式であり、延長が可能である。これは、独立パイプ２０の先端位置の変更への対応、長さの異なる鋼管杭１０への対応、鋼管杭１０が継ぎ足されて長くなることへの対応などの対応力を得るために有効である。また、分解することで人手による持ち運びや取扱いを容易にする、損傷した部分のみを交換できるなどの利点がある。
独立パイプ３０も、先端からパイプ３０a、パイプ３０ｂ、パイプ３０ｃ、・・・というように複数のパイプを連接した分解式であり、同様である。独立パイプ３０内には内部パイプ４０が配置されている。この内部パイプ４０も独立パイプ３０と同じ個所で分解する分解式である。

複数本の流体供給パイプ２０，３０，４０のそれぞれは、流体供給源に接続される上端部と、噴射口が設けられる下端部との間に、当該流体供給パイプの中心軸回りに回転可能に又は同中心軸回りの任意角度で流路を接続する流路継手を有する。なお、独立パイプ３０と内部パイプ４０とは２重管用の流路継手で共通化して実施する。
すなわち、パイプ２０aとパイプ２０ｂとの接続に用いる流路継手である。また、パイプ３０aとパイプ３０ｂとの接続に用いる流路継手であり、この場合、内部パイプ４０の継手構造も一体にされる。
例えば、パイプ２０aとパイプ２０ｂとの接続を、パイプ２０aの一端部に設けたネジ部と、パイプ２０ｂの一端部に設けたネジ部との螺合締結とすると、しっかり締結した際のパイプ２０aとパイプ２０ｂとの中心軸回りの接続角度を任意に選べない。
したがって、流体供給パイプの噴射口が設けられる下端部において噴射口の噴射方向を所定方向としている場合、流体供給源に接続される上端部においてホースの接続方向を所定方向としている場合などは、噴射方向が変わってしまう、ホースの延出方向が変わってしまうという不都合、それらの方向を変えなければパイプ２０aとパイプ２０ｂとをしっかり締結できないという不都合がある。
そのため、流体供給パイプの中心軸回りに回転可能に流路を接続する回転流路継手か、又は同中心軸回りの任意角度で流路を接続する流路継手を適用する。

図５、図６等に示すように、独立パイプ２０の下端部は、噴射口２６に至るまでに逆止弁部品２４、ノズル部品２５が接続されている。すなわち、この場合、ノズル部品２５が噴射口２６を構成する。独立パイプ２０は、このような逆止弁部品２４及びノズル部品２５を着脱可能に連結する接続構造２７を有する。接続構造２７としては、ネジ式等の配管継手構造を適宜に適用すればよい。逆止弁部品２４を排して、ノズル部品２５を直接に接続構造２７に接続可能である。独立パイプ２０の下端部に、適宜必要な流路部品を装着して実施でき、ノズルの交換なども容易である。
図５に示すように内部パイプ４０の下端部も同様に噴射口４６に至るまでに逆止弁部品４４、ノズル部品４５が接続されており、接続構造４７に着脱可能である。
接続構造２７は、独立パイプ２０の下端部に切られた雄螺子が、締結ナット、逆止弁部品２４の上部接続口の順で螺入した構造であるので、逆止弁部品２４及びノズル部品２５を軸回り回転させて噴射方向Ａを調整し、上記締結ナットを逆止弁部品２４側に締結して噴射方向Ａを固定することができる。
接続構造４７についても同様である。すなわち、接続構造４７は、内部パイプ４０の下端部に切られた雄螺子が、締結ナット、逆止弁部品４４の上部接続口の順で螺入した構造であるので、逆止弁部品４４及びノズル部品４５を軸回りに回転させて噴射方向Ｂを調整し、上記締結ナットを逆止弁部品４４側に締結して噴射方向Ｂを固定することができる。この調整機構の具体的構成は一例である。
特に、噴射口３６と噴射口４６との間に、噴射方向Ｃと噴射方向Ｂとを相対的に回転させる機構を設けることによって、噴射方向Ｃと噴射方向Ｂとを互いに独立して調整することができる。

図６に示すように、掘削ビットを保持するリング部材１２に穿設された孔１２ａを介して、噴射口２６が鋼管杭１０の径方向外方に向けられている。すなわち、噴射口２６からの噴射方向Ａが、鋼管杭１０の径方向外方である。
図５に示すように、噴射口４６が鋼管杭１０の周方向に向けられている。すなわち、噴射口４６からの噴射方向Ｂが、鋼管杭１０の周方向である。
独立パイプ３０の下端部に設けられた噴射口３６からの噴射方向Ｃは、図５に示すように鋼管杭１０の周方向である。なお、独立パイプ３０の下端部についても、逆止弁部品やノズル部品を着脱可能に連結する接続構造を設けて置き、適宜に接続して機能を変更してもよい。

鋼管杭の長手方向に沿った深さ位置については、深い方から噴射口２６、噴射口４６、噴射口３６の順であり、異なっている。
接続される流体供給源については、独立パイプ２０は高圧水ポンプ、内部パイプ４０は高圧水ポンプ、独立パイプ３０はエアコンプレッサーであるが、独立パイプ２０が接続される高圧水ポンプと、内部パイプ４０が接続される高圧水ポンプは共通でもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、能力や機能の異なるポンプを接続したりできる。独立パイプ２０と内部パイプ４０とで供給する流体物質（混合物の組成など）を異ならせてもよい。

図１、図４及び図５に示すように防護壁部材７０が鋼管杭の内周面に固着されている。
防護壁部材７０は、並列パイプ（２０，３０）に対して鋼管杭１０の周方向に隣接配置されており、鋼管杭１０の回転圧入に伴う土砂等の衝突から並列パイプ（２０，３０）を防護する。そのため、図４に示すように防護壁部材７０は、並列パイプ（２０，３０）に対して鋼管杭１０の回転方向Ｒで前方に隣接する。すなわち、図４に示すように並列パイプ（２０，３０）から見て防護壁部材７０に近い周方向Ｒ１は、鋼管杭１０の下端に固定された掘削ビット１１により特定される掘削方向Ｒ２である。これらの方向Ｒ，Ｒ１，Ｒ２が同方向である。また、防護壁部材７０は、図４(a)に示されるように独立パイプ２０、独立パイプ３０に対して個別に設けられるものではない。したがって、並列パイプ（２０，３０）、すなわち、独立パイプ２０と独立パイプ３０とは、防護壁部材を介さず互いに隣接して配置されている。これに対して図４(b)に示す配置例にあっては、防護壁部材７０は、独立パイプ２０、独立パイプ３０に対して個別に設けられる。独立パイプ２０と独立パイプ３０との間に防護壁部材を配置すると、独立パイプ２０と独立パイプ３０とを後述の結束具８０により結束して一体的にする、一体的にして設置したり、回収したりすることが難しくなる。その代り図４(b)に示すように独立パイプ２０と独立パイプ３０とを周方向に任意の長さで離して配置することができ、配置の自由度が増す。

図５に示すように、独立パイプ２０の先端部には、長手方向に隣接して防護壁部材７１が設置されている、同様に独立パイプ３０の先端部には、長手方向に隣接して防護壁部材７２が設置されている。これにより、圧入方向下方からの土砂等の衝突から並列パイプ（２０，３０）を防護する。

図１、図９に示すように結束具８０により、並列パイプを構成する独立パイプ２０、３０同士を軸方向の任意の相対位置で結束固定する。これにより、独立パイプ２０と独立パイプ３０との相対的な軸方向位置、噴射方向（各パイプ自身の中心軸回りの回転角）を固定できる。並列パイプ（２０，３０）を鋼管杭１０に設置する前から、鋼管杭１０の外での作業において、このような結束具８０を用いて結束しておくことで、独立パイプ２０と独立パイプ３０との相対的な軸方向位置、噴射方向を地盤状況等に応じた所望の位置、方向に固定でき、作業性が良好である。
並列パイプ（２０，３０）を鋼管杭１０から回収した際には、結束具８０も共に回収されるもので、回収後必要により結束具８０を取り外し、独立パイプ２０、独立パイプ３０を再利用することができる。そのため、結束具８０は取り外し可能なものとする（図示ではボルト、ナットにより取り外し可能）。

次に、鋼管杭の回転圧入工法につき説明する。
流体補助回転圧入工程を実施する前に次のようにして並列パイプを鋼管杭１０に設置する。
図１０に示すように並列パイプ（２０，３０）をクレーンにより吊り上げ、地盤への圧入前の横倒しに置かれた鋼管杭１０の上端開口付近まで移動させる。
次に図１１(a)に示すように並列パイプ（２０，３０）の一端部に車輪９１を装着する。本実施形態では、車輪９１を装着する一端部は、噴射口（２６，３６，４６）を有する下端部とする。また、作業性を良好とするために、図１２に示すように噴射口（２６，３６，４６）を有する下端部が挿入されて保持されるホルダー部９２と、ホルダー部９２と一体の車輪支持部９３とを備える車輪ユニット９０を適用する。
このホルダー部９２に並列パイプ（２０，３０）の下端部を挿入することで、車輪９１の車軸が並列パイプ（２０，３０）の略中心軸上に配置される。また、並列パイプ（２０，３０）の下端部がホルダー部９２により覆われ保護される。そのため、噴射口（２６，３６，４６）をすべて覆う大きさのホルダー部９２を適用することが好ましい。

次に図１１(a)(b)に示すようにクレーンにより並列パイプ（２０，３０）を下降させながら、車輪９１を鋼管杭１０の内周面に接地させ、さらに並列パイプ（２０，３０）を下降させて、鋼管杭１０の内部を下端開口の方へ向かって長手方向に車輪９１を走行させる。さらに図１３(a)に示すようにクレーンの吊フックを吊り環２３，３３から外した後は、人手により鋼管杭１０の内部を下端開口の方へ向かって長手方向に車輪９１を走行させる。以上の車輪９１の走行により、並列パイプ（２０，３０）の下端部を鋼管杭１０の下端開口近傍に導入する。

その後、図１３(b)に示すように車輪ユニット９０を並列パイプ（２０，３０）の下端部から取り外す。
その後、図１３(c)に示すように並列パイプ（２０，３０）を鋼管杭１０の内周面に固定する。このとき、上述した固定バンド６１，６２を用い、固定バンド６１，６２を周溝２２，３２に掛け、固定バンド６１，６２の一端部を鋼管杭１０の内周面に溶接することで並列パイプ（２０，３０）を鋼管杭１０の内周面に固定する。
その後、適宜、ホース２１，３１，４１の接続、スイベルジョイント５０の設置及び接続、スイベルジョイント５０から流体供給源までの流路の接続等を行って準備を完了する。
その後、流体補助回転圧入工程を実行する。
流体補助回転圧入工程においては、流体噴射装置１により流体を噴射しながら杭回転圧入引抜機によって鋼管杭１０を地盤に回転圧入する。
流体補助回転圧入工程後、吊り環２３，３３に吊りフックを引っ掛ける等して独立パイプ２０，３０を引き上げ、固定バンド６１，６２から離脱させて回収する。杭回転圧入引抜機の杭チャック装置に連結したワイヤーロープの一端の吊りフックを吊り環２３，３３に引っ掛けて杭チャック装置を上昇させることにより、杭チャック装置の上昇力によって独立パイプ２０，３０を容易に引き上げ回収することができる。

（変形例）
なお、図５に示した独立パイプ３０に噴射口３６が一つ設けられた構成においては、独立パイプ３０を異なる深さ位置に噴射口３６が設けられたパイプに交換することで、噴射口３６の深さ位置を変更することができる。
一方、図１４に示すように独立パイプ３０に２つ以上の噴射口３６を異なる深さ位置に設け、これを選択することで噴射口３６の深さ位置を変更することができる。その選択は、選択しないものに栓をすることで行う。例えば、図１４に示すように噴射口３６に雌螺子を切っておいて、ネジプラグ４９を噴射口３６に螺入することで栓をすることができる。

また、上記においては、独立パイプ２０，３０の回転を防止する係止部材として、パイプ用台座６３，６４を用いたが、同等に機能すれば係止部材の形状、構造等は問わない。
例えば、図１５に示すように、独立パイプ２０，３０の外周面に固着される１対の丸棒６５，６５を係止部材とすることができる。この場合、１対の丸棒６５，６５は、取り付けられる独立パイプ２０，３０の軸方向に平行で、互いに離して配置される。互いに離す距離は、図１５に示すように１対の丸棒６５，６５が双方とも同時に鋼管杭１０の内周面に接触可能な距離とする。１対の丸棒６５，６５の独立パイプ２０，３０への取り付けは、溶接等により行う。
以上のように、パイプ用台座６３，６４、１対の丸棒６５，６５等の係止部材は、独立パイプ２０，３０の外周面に固着され、鋼管杭１０の内周面に接触し、独立パイプ２０，３０を自身の中心軸回りに回転しないように係止する。

（効果）
以上の実施形態によれば、３本の流体供給パイプ２０，３０，４０を備え、そのうち２本の流体供給パイプ２０，３０は、互いに独立分離して並列に設けられる並列パイプであるとともに、共にその外周面が鋼管杭１０の内周面に接して鋼管杭１０内に設置されるから、２重管を用いることなく（内部パイプ４０を排した場合でも）少なくとも２系統の流路を確保でき、鋼管杭１０への設置が容易であり、独立して噴射口の方向や位置を自由に選択できる。
並列パイプを構成する各独立パイプは、小径に構成することが容易であり、鋼管杭１０の内周面に接して設置されるから、鋼管杭１０の内周面からの突出量を小さく抑え（防護壁部材を適用する場合、防護壁部材の突出量も小さく抑え）、従って鋼管杭１０の回転圧入の際の抵抗量や掘削量を減らすことができ、鋼管杭１０の回転圧入施工の効率化を図ることができる。
以上の実施形態にあっては、並列パイプを２本の流体供給パイプにより構成した２並列構成を実施したが、並列パイプを３本の流体供給パイプにより構成した３並列構成、並列パイプを４本の流体供給パイプにより構成した４並列構成、さらにそれ以上の並列数の構成を実施してもよい。その際、並列パイプを単管のみで構成することで流体供給パイプの小径化を極めることが容易である。

１ 流体噴射装置
１０ 鋼管杭
１１ 掘削ビット
１２ リング部材
２０，３０，４０ 流体供給パイプ
２１，３１，４１ ホース
２２，３２ 周溝
２３，３３ 吊り環
２４ 逆止弁部品
２５ ノズル部品
２６ 噴射口
２７ 接続構造
３６ 噴射口
４４ 逆止弁部品
４５ ノズル部品
４６ 噴射口
４７ 接続構造
５０ スイベルジョイント（回転流路継手）
６１，６２ 固定バンド（固定具）
７０ 防護壁部材
８０ 結束具
９０ 車輪ユニット
９１ 車輪
Ａ 噴射方向
Ｂ 噴射方向
Ｃ 噴射方向
Ｒ 回転方向

Claims (16)

1. 鋼管杭に装備され、当該鋼管杭の回転圧入を補助するための流体を供給し噴射する回転圧入鋼管杭の流体噴射装置において、
   流体供給源に接続され、前記流体供給源からの流体を給送する流路を形成し、該流体の噴射口が設けられ、前記鋼管杭の長手方向に沿って延設される流体供給パイプを複数本備え、
   少なくとも２本の前記流体供給パイプは、互いに独立分離して並列に設けられる並列パイプであるとともに、共にその外周面が前記鋼管杭の内周面に接して前記鋼管杭内に設置されており、
   前記並列パイプは、互いに前記噴射口からの噴射方向、前記噴射口の前記鋼管杭の長手方向に沿った深さ位置又は接続される流体供給源が異なる回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
2. 前記並列パイプは、互いに前記噴射口からの噴射方向が異なる請求項１に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
3. 前記並列パイプは、互いに前記噴射口の前記鋼管杭の長手方向に沿った深さ位置が異なる請求項１又は請求項２に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
4. 前記並列パイプは、互いに接続される流体供給源が異なっているとともに、供給する流体物質が異なる請求項１、請求項２又は請求項３に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
5. 前記並列パイプを構成する独立パイプのそれぞれを前記鋼管杭の内周面に固定するための固定具を備える請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
6. 前記固定具は、前記独立パイプの外周面に固着され、前記鋼管杭の内周面に接触して前記独立パイプを自身の中心軸回りに回転しないように係止する係止部材を有する請求項５に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
7. 前記並列パイプの前記固定具による固定構造は、前記鋼管杭に対して前記並列パイプを引き上げることにより固定解除が可能にされ、これにより前記並列パイプを破壊することなく回収可能であり、
   前記並列パイプを構成する独立パイプのそれぞれには、当該パイプの長手方向に引き上げ力を加えるための吊り環が付設されている請求項５又は請求項６に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
8. 前記複数本の流体供給パイプのそれぞれは、前記流体供給源に接続される部分と、前記噴射口が設けられる部分との間に、当該流体供給パイプの中心軸回りに回転可能に又は同中心軸回りの任意角度で流路を接続する流路継手を有する請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
9. 前記流体供給パイプは、前記噴射口に至るまでの逆止弁部品及び／又はノズル部品を着脱可能に連結する接続構造を有する請求項１から請求項８のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
10. 前記鋼管杭の回転に伴う前記流体供給源と前記流体供給パイプとの相対回転を許容するための前記鋼管杭の上端に設置可能な回転流路継手を備え、前記複数本の流体供給パイプのそれぞれは、当該回転流路継手を介して前記流体供給源に接続される請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
11. 前記複数本の流体供給パイプのそれぞれと前記回転流路継手とを接続するホースを備える請求項１０に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
12. 前記並列パイプを構成する独立パイプ同士を、軸方向の任意の相対位置で結束固定する取外し可能な結束具を備える請求項１から請求項１１のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
13. 前記鋼管杭の内周面に固着されて、前記並列パイプに対して前記鋼管杭の周方向に隣接配置された防護壁部材を備え、
    前記並列パイプから見て前記防護壁部材に近い前記周方向は、前記鋼管杭の下端に固定された掘削ビットにより特定される掘削方向であり、
    前記並列パイプは、前記防護壁部材を介さず互いに隣接して配置された請求項１から請求項１２のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
14. 前記鋼管杭の内周面に固着されて、前記並列パイプの先端部に対して前記鋼管杭の長手方向に隣接配置された防護壁部材を備える請求項１から請求項１３のうちいずれか一に記載の回転圧入鋼管杭の流体噴射装置。
15. 請求項１から請求項１４のうちいずれか一に記載の流体噴射装置を装備した鋼管杭の回転圧入工法であって、
    前記流体噴射装置により流体を噴射しながら前記鋼管杭を地盤に回転圧入する流体補助回転圧入工程を実行する鋼管杭の回転圧入工法。
16. 前記並列パイプの一端部に車輪を装着し、
    地盤への圧入前の横倒しに置かれた前記鋼管杭の一端開口に、前記並列パイプの前記一端部を挿入し、前記車輪を前記鋼管杭の内周面に接地させて前記鋼管杭の内部を他端開口の方へ向かって長手方向に走行させることにより、当該一端部を当該他端開口近傍に導入し、
    その後、前記車輪を前記一端部から取り外し、
    その後、前記並列パイプを前記鋼管杭内周面に固定し、
    その後、前記流体補助回転圧入工程を実行する請求項１５に記載の鋼管杭の回転圧入工法。

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