JP2020037857A - Construction method of steel pipe pile - Google Patents

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Abstract

To provide a construction method of a steel pipe pile which can enhance construction performance to the ground having a riprap layer or a boulder layer.SOLUTION: This steel pipe pile driving method for driving a steel pipe pile 1 into the ground having a riprap layer and/or a boulder layer by using a vibration pile driving machine 3 comprises a process for arranging a high-pressure water jet nozzle 7 which can inject high-pressure water 11 having water pressure exceeding 50 MPa at a tip external peripheral part of the steel pipe pile 1, stopping vibration pressure-insertion when the steel pipe pile arrives at least at the riprap 15 layer or the boulder layer at the vibration pressure-insertion of the steel pipe pile 1, imparting a preset vertical load suitable for regulating the movement of ripraps 15 or boulders by a tip of the steel pipe pile 1, and crushing the ripraps 15 or the boulders by injecting the high-pressure water 11 from the high-pressure water jet nozzle 7.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、振動杭打設機によって、地盤に鋼管杭を打ち込む打設方法に関し、特に捨石層あるいは転石層を有する地盤に対して好適な鋼管杭の施工方法に関する。   The present invention relates to a method of driving a steel pipe pile into the ground by a vibrating pile driving machine, and more particularly to a method of constructing a steel pipe pile suitable for a ground having a rubble layer or a boulder layer.

鋼管杭の打設方法としては、打撃工法、振動工法、圧入工法がある。
しかし、捨石層あるいは転石層を有する地盤においては、貫入抵抗が高くなることから杭を損傷させてしまうリスクが大きいことや、杭からの力を受けた捨石や転石が動いてしまい鉛直方向に力がうまく伝わらないことから、いずれの工法でも打設が困難となる。
Methods for placing steel pipe piles include a hitting method, a vibration method, and a press-fitting method.
However, in the ground having a rubble layer or a boulder layer, there is a high risk of damaging the pile due to high penetration resistance, and rubble and boulder rocks receiving the force from the pile move and the vertical force is applied. Is not transmitted well, and it becomes difficult to cast in any of the methods.

このような問題に対する解決方法としては、アースオーガを用いた先行掘削工法により、杭径以上の径で捨石層や転石層を掘削後、その部分を砂置換し、あらためて杭を打設する方法がとられている。
また、他の方法として、特許文献1では、杭先端に耐摩耗鋼を取り付けることにより、打設性能を向上する方法が提案されている。
As a solution to such a problem, a method of excavating a rubble layer or a boulder layer with a diameter larger than the pile diameter by using an advance drilling method using an earth auger, replacing the part with sand, and driving a pile again. Has been taken.
As another method, Patent Literature 1 proposes a method of improving the driving performance by attaching wear-resistant steel to the tip of a pile.

特許第3735225号公報Japanese Patent No. 3735225

アースオーガを用いた先行掘削工法では、先行掘削用や、掘削した捨石、土運搬の機材が必要となり、施工スペースやコストが増大し、また、砂置換後にあらためて杭打設機械をセットして杭を打ち込むことから、施工期間も長くなるという問題がある。   The advance drilling method using the earth auger requires equipment for advance drilling, excavated rubble, and soil transportation, which increases construction space and cost. , There is a problem that the construction period becomes longer.

また、特許文献1では、杭先端に耐摩耗鋼を取り付けることにより、打設時の杭自身の耐久性は向上するものの、杭からの力を受けた捨石や転石が動いてしまい鉛直方向に力がうまく伝わらないという問題は解消されていない。そのため、特に港湾構造基礎や根固めに使われている捨石マウンドのように、捨石層が表層にあるケースでは施工困難となる。   In addition, in Patent Document 1, although the durability of the pile itself at the time of driving is improved by attaching wear-resistant steel to the tip of the pile, rubble and boulders receiving the force from the pile move and the vertical force is applied. The problem of not being transmitted well has not been solved. Therefore, construction becomes difficult especially in the case where the rubble layer is on the surface, such as the rubble mound used for the foundation of the harbor structure and the solidification.

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、捨石層あるいは転石層を有する地盤への施工性を高めることができる鋼管杭の施工方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method of constructing a steel pipe pile capable of improving the workability on a ground having a rubble layer or a boulder layer.

(1)本発明に係る鋼管杭の施工方法は、捨石層及び/又は転石層を有する地盤に振動杭打設機によって鋼管杭を打設する方法であって、
前記鋼管杭の先端外周部に50MPa超えの水圧の高圧水を噴射が可能な高圧ウォータジェットノズルを配設し、前記鋼管杭を振動圧入するに際して、
前記鋼管杭の先端が、少なくとも前記捨石層又は転石層に至った時には、振動圧入を停止し、前記鋼管杭の先端によって捨石又は転石の移動を規制するのに適切な予め設定された鉛直荷重を前記鋼管杭の先端に付与すると共に、前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射して前記捨石又は転石を破砕する工程を備えたことを特徴とするものである。
(1) The method of constructing a steel pipe pile according to the present invention is a method of placing a steel pipe pile on a ground having a rubble layer and / or a boulder layer by a vibration pile driving machine,
A high-pressure water jet nozzle capable of injecting high-pressure water having a water pressure of more than 50 MPa is disposed on the outer periphery of the tip of the steel pipe pile, and when the steel pipe pile is subjected to vibration press-fitting,
When the tip of the steel pipe pile reaches at least the rubble layer or the boulder layer, vibration press-fitting is stopped, and a preset vertical load suitable for restricting the movement of rubble or the boulder by the tip of the steel pipe pile is applied. The method further comprises a step of crushing the rubble or the boulders by applying high-pressure water from the high-pressure water jet nozzle to the tip of the steel pipe pile.

(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、研磨材を混入した高圧水を噴射することを特徴とするものである。 (2) Further, in the apparatus according to the above (1), high-pressure water mixed with an abrasive is injected.

(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記鋼管杭を所定の深度まで打設したのち、前記高圧ウォータジェットノズルから噴射する噴射材を水からセメントに切り替えて、杭先端地盤にセメントを噴射して地盤改良を行うことを特徴とするものである。 (3) Further, in the above-mentioned (1) or (2), after the steel pipe pile is driven to a predetermined depth, the injection material injected from the high-pressure water jet nozzle is switched from water to cement, It is characterized in that cement is injected into the pile tip ground to improve the ground.

(4)また、上記(3)に記載のものにおいて、杭先端地盤の地盤改良完了後に、前記高圧ウォータジェットノズルを鋼管杭の先端外周部から取り外し、取り外した前記高圧ウォータジェットノズルを前記鋼管杭の外周面に沿って引き上げながら、杭周面地盤にセメントを噴射して、地盤改良を行うことを特徴とするものである。 (4) In the above-mentioned (3), after the ground improvement of the pile tip ground is completed, the high-pressure water jet nozzle is removed from the outer peripheral portion of the tip of the steel pipe pile, and the removed high-pressure water jet nozzle is connected to the steel pipe pile. The cement is injected into the ground surrounding the pile while raising along the outer peripheral surface of the pile to improve the ground.

(5)また、上記(1)乃至(4)に記載のものにおいて、高圧水を前記鋼管杭の内側斜め下方に向けて噴射するようにしたことを特徴とするものである。 (5) Further, in the above-mentioned (1) to (4), high-pressure water is injected obliquely downward inside the steel pipe pile.

(6)また、上記(1)乃至(4)に記載のものにおいて、前記高圧ウォータジェットノズルを複数配設して前記鋼管杭の内側斜め下方と、前記鋼管杭の外側斜め下方にそれぞれ向けて高圧水を噴射することを特徴とするものである。 (6) Further, in the above-mentioned (1) to (4), a plurality of the high-pressure water jet nozzles are disposed so as to be directed diagonally downward inside the steel pipe pile and diagonally downward outside the steel pipe pile. It is characterized by injecting high-pressure water.

(7)また、上記(1)乃至(6)に記載のものにおいて、前記高圧ウォータジェットノズルの噴射口が鋼管杭先端から上方100mmまでの間に位置して配置されていることを特徴とするものである。 (7) Further, in the above-mentioned (1) to (6), the injection port of the high-pressure water jet nozzle is arranged to be located at a distance of up to 100 mm from the tip of the steel pipe pile. Things.

本発明においては、鋼管杭の先端外周部に50MPa超えの水圧の高圧水を噴射可能な高圧ウォータジェットノズルを配設し、前記鋼管杭を振動圧入するに際して、
少なくとも捨石層又は転石層に至った時には、振動圧入を停止し、前記鋼管杭の先端によって前記捨石又は転石の移動を規制するのに適切な予め設定された鉛直荷重を付与すると共に、前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射して前記捨石又は転石を破砕する工程を備えたことにより、前記捨石又は転石が動かないように抑え込むことができ、前記捨石又は転石を確実に破砕することができるので、前記捨石層又は転石層を有する地盤への施工性を高めることができる。また、前記捨石又は転石を確実に破砕することで、前記鋼管杭を鉛直方向に打設することができ、安定した基礎構造を構築することができる。
In the present invention, a high-pressure water jet nozzle capable of injecting high-pressure water with a water pressure of more than 50 MPa is disposed on the outer periphery of the tip of the steel pipe pile, and when the steel pipe pile is subjected to vibration press-fitting,
At least when reaching the rubble layer or the boulder layer, the vibration press-fitting is stopped, and a vertical load suitable for restricting the movement of the rubble or the boulder is given by the tip of the steel pipe pile, and the high-pressure water is applied. By providing the step of crushing the rubble or boulder by jetting high-pressure water from a jet nozzle, the rubble or boulder can be suppressed so as not to move, and the rubble or boulder can be reliably crushed. The workability on the ground having the rubble layer or the boulder layer can be improved. Further, by reliably crushing the rubble or the boulder, the steel pipe pile can be driven in the vertical direction, and a stable foundation structure can be constructed.

実施の形態の鋼管杭の施工方法に用いる機器の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of the apparatus used for the construction method of the steel pipe pile of embodiment. 実施の形態で施工対象とする地盤の一例の説明図である。It is an explanatory view of an example of the ground used as a construction object in an embodiment. 実施の形態に係る鋼管杭の施工方法の説明図である。It is explanatory drawing of the construction method of the steel pipe pile which concerns on embodiment. 実施の形態に係る鋼管杭の他の態様の施工方法の説明図である。It is explanatory drawing of the construction method of the other aspect of the steel pipe pile which concerns on embodiment. 実施の形態に係る高圧ウォータジェットノズルの噴射口の配置の検討結果を示すグラフである。It is a graph which shows the examination result of arrangement of the injection mouth of the high pressure water jet nozzle concerning an embodiment. 実施の形態の鋼管杭の施工方法に用いる高圧ウォータジェットノズルの噴射口の配置を説明する説明図である。なお、図6(a)は、図6(b)の矢視A−A図である。It is explanatory drawing explaining the arrangement | positioning of the injection opening of the high pressure water jet nozzle used for the construction method of the steel pipe pile of embodiment. FIG. 6A is an AA view of FIG. 6B.

本実施の形態に係る鋼管杭の施工方法の説明に先立って、鋼管杭の施工方法に用いられる機器について概説する。
鋼管杭1の振動圧入に用いる振動杭打設機3は、図1に示すように、鋼管杭1の上部にチャッキング部5を介して取り付けられて、鋼管杭1に振動を付与して杭周辺の摩擦力・先端抵抗力を低減させて鋼管杭1を地中に貫入施工するものである。
Prior to the description of the method for constructing a steel pipe pile according to the present embodiment, equipment used for the method for constructing a steel pipe pile will be outlined.
As shown in FIG. 1, the vibration pile driving machine 3 used for press-fitting the steel pipe pile 1 is attached to the upper part of the steel pipe pile 1 via the chucking portion 5 to apply vibration to the steel pipe pile 1 and to pile the pile. The steel pipe pile 1 is penetrated into the ground by reducing peripheral frictional force and tip resistance.

また、鋼管杭1の先端外周部には、図1に示すように、高圧ウォータジェットノズル7が配設されている。
高圧ウォータジェットノズル7は、50MPa超えの水圧の高圧水(例えば、50MPa超え、300MPa以下)を噴射可能なものであり、鋼管杭1の先端外周部に着脱可能に配設されている。本実施の形態では、4個の高圧ウォータジェットノズル7が鋼管杭1の外周の90°離れた位置に設けられている。
As shown in FIG. 1, a high-pressure water jet nozzle 7 is provided on the outer periphery of the tip of the steel pipe pile 1.
The high-pressure water jet nozzle 7 is capable of jetting high-pressure water having a water pressure of more than 50 MPa (for example, more than 50 MPa and 300 MPa or less), and is detachably provided on the outer periphery of the tip of the steel pipe pile 1. In the present embodiment, four high-pressure water jet nozzles 7 are provided at positions 90 ° apart on the outer periphery of the steel pipe pile 1.

鋼管杭1の振動圧入時に、高圧ウォータジェットノズル7が破損するのを防止するため、鋼管杭1の先端部には、円筒状の保護部材9が設けられ、高圧ウォータジェットノズル7ができるだけ土砂等に接触しないようにしている。   In order to prevent the high-pressure water jet nozzle 7 from being damaged during the press-fitting of the steel pipe pile 1, a cylindrical protection member 9 is provided at the tip of the steel pipe pile 1. Avoid contact with

配設する高圧ウォータジェットノズル7の数は、4個に限られず、例えば杭径が小さいものであれば1個、2個でもよい。また、3個でもよく、または4個以上を離散的に配置してもよい。
また、後述するように、高圧ウォータジェットノズル7から高圧水11を噴射する場合には、振動を停止して行うので、杭径に対して高圧ウォータジェットノズル7の数が少ない場合には、高圧水11を噴射した後、少し鋼管杭1を回転させて高圧水11を噴射するようにすればよい。
The number of high-pressure water jet nozzles 7 to be arranged is not limited to four, and may be one or two if the pile diameter is small, for example. Further, three or four or more may be discretely arranged.
Further, as will be described later, when the high-pressure water jet nozzle 7 injects the high-pressure water 11, the vibration is stopped. Therefore, when the number of the high-pressure water jet nozzles 7 is smaller than the pile diameter, After injecting the water 11, the steel pipe pile 1 may be slightly rotated to inject the high-pressure water 11.

高圧ウォータジェットノズル7からの高圧水11の噴き出し方向に関し、鉛直下方に向けて噴き出すようにしてもよいが、鋼管杭1の内側に向けて噴射するようにしてもよい。内側に向けて噴射することで、鋼管杭1の内部に捨石または転石が詰まることなく、スムーズな杭の打設が可能となる。もっとも、高圧水11の吹き出し角度θは、杭軸方向に対し杭中心方向に30°以内とすることが望ましい(図1参照)。   With respect to the direction in which the high-pressure water 11 is ejected from the high-pressure water jet nozzle 7, the high-pressure water 11 may be ejected vertically downward, or may be ejected toward the inside of the steel pipe pile 1. By injecting inward, the pile can be smoothly driven without rubble or boulder clogging the inside of the steel pipe pile 1. However, it is desirable that the blowing angle θ of the high-pressure water 11 be within 30 ° in the pile center direction with respect to the pile axis direction (see FIG. 1).

また、複数の高圧ウォータジェットノズル7を取り付ける場合は、高圧水11の吹き出し方向を、内側と外側の交互になるようにしてもよい。
ただし、内側と外側の交互に向けた高圧ウォータジェットの噴射方向が大きく異なる場合、捨石又は転石が十分破砕されず鋼管杭の回転圧入が困難になる。一方で、内側と外側の交互に向けた高圧ウォータジェットの噴射方向の違いが少ない場合、捨石又は転石の破砕箇所が重なってしまい、不効率な施工となる。そこで内側と外側の交互に向けた高圧ウォータジェットの鋼管杭円半径方向に対する噴射方向の角度差が10°〜30°以内とすることが望ましい。
Further, when a plurality of high-pressure water jet nozzles 7 are attached, the blowing direction of the high-pressure water 11 may be alternately between the inside and the outside.
However, when the injection directions of the high-pressure water jets directed alternately between the inside and the outside are largely different, the rubble or the boulders are not sufficiently crushed, and it becomes difficult to rotationally press-fit the steel pipe piles. On the other hand, if the difference in the jet direction of the high-pressure water jets directed alternately between the inside and the outside is small, the crushed portions of the rubble or the boulders overlap, resulting in inefficient construction. Therefore, it is desirable that the angle difference between the inside and outside of the high pressure water jet in the injection direction with respect to the radial direction of the steel pipe pile be within 10 ° to 30 °.

後述するように、本発明の施工方法では、高圧ウォータジェットノズル7への供給材を水からセメント25に切り替えて、セメント25を噴射して地盤改良を行う態様(図4(d)参照)も考えられるので、このような態様の場合には、外側に向けて噴射する高圧ウォータジェットノズル7がある方が広範囲に地盤改良することが可能となるので好ましい。
高圧水の噴き出し方向としては、鉛直下方、鋼管杭の内方、鋼管杭の外方の3態様が考えられるが、これら3つのうちのいずれか一つの方向、いずれか2つ方向、または3つ全ての方向としてもよい。
As will be described later, in the construction method of the present invention, a mode in which the material supplied to the high-pressure water jet nozzle 7 is switched from water to cement 25 and the ground is improved by injecting the cement 25 (see FIG. 4D). It is conceivable that, in such an embodiment, a high-pressure water jet nozzle 7 that jets outward is preferable because ground improvement can be performed over a wide range.
As the direction of the high-pressure water jetting, three modes, that is, vertically downward, inside of the steel pipe pile, and outside of the steel pipe pile are considered, but any one of these three directions, any two directions, or three directions All directions may be used.

高圧ウォータジェットノズル7には、噴射水を供給するための供給配管13が接続されている。
供給配管13からは、通常は、水が供給されるが、捨石15や転石の切削力を高めるために、水に研磨材を混入するようにしてもよい。
研磨材としては、硅砂の適用が考えられるが、その他の材料としては、鉄鋼スラグ、スチールグリット、溶融アルミナ、ガーネットなどの適用も考えられる。
また研磨材としては、研磨材粒子の硬度300〜2000(HK、ヌープ硬さ)、D50(JIS Z 8815で規定される、粉体状物質の粒径分布を測定するために行うふるい分け試験方法において、当該粉体状物質の頻度の累積が50%になる粒子径)粒径200μm〜1000μmの材料が好適である。
The high-pressure water jet nozzle 7 is connected to a supply pipe 13 for supplying jet water.
Normally, water is supplied from the supply pipe 13, but an abrasive may be mixed into the water in order to increase the cutting force of the rubble 15 and the boulders.
Silica sand can be used as the abrasive, but other materials such as steel slag, steel grit, fused alumina, and garnet can also be used.
In addition, as the abrasive, the hardness of abrasive particles 300-2000 (HK, Knoop hardness), D50 (specified by JIS Z 8815, a sieving test method to measure the particle size distribution of powdery substances) The particle size at which the cumulative frequency of the powdery substance becomes 50%) A material having a particle size of 200 μm to 1000 μm is preferable.

なお、高圧ウォータジェットノズル7からは、地盤改良に用いるセメント25等を噴射することもできる。   The high-pressure water jet nozzle 7 can also inject cement 25 or the like used for ground improvement.

高圧ウォータジェットノズル7は、鋼管杭1を施工した後回収する場合は、保護部材9に着脱可能に取り付けてもよい。例えば、高圧ウォータジェットノズル7を保護部材9にロックピンや点付け溶接で仮付けしておき、施工した後に地上からウォータジェットのホースを引くことで、保護部材9から剥がれるようにしておいてもよい。   The high-pressure water jet nozzle 7 may be detachably attached to the protective member 9 when collecting after the steel pipe pile 1 is constructed. For example, the high-pressure water jet nozzle 7 may be temporarily attached to the protection member 9 by a lock pin or spot welding, and after construction, the water jet hose may be pulled off from the ground by pulling a water jet hose from the ground. Good.

次に施工方法について具体的に説明する。
本実施の形態が対象とする捨石層及び/又は転石層を有する地盤への鋼管杭の施工例としては、図2に示すように、捨石15によって形成された捨石マウンド17の上に構築された護岸19において、護岸19よりも海側の捨石マウンド17を貫通して支持層21まで補強用の鋼管杭1を施工する場合が挙げられる。以下の説明では、図2に示したような捨石15による捨石層23を有する地盤に鋼管杭1を施工する場合について説明する。
Next, the construction method will be specifically described.
As an example of the construction of a steel pipe pile on the ground having a rubble layer and / or a boulder layer targeted by the present embodiment, as shown in FIG. 2, the steel pipe pile was constructed on a rubble mound 17 formed by rubble 15. In the revetment 19, there is a case where the steel pipe pile 1 for reinforcement is constructed by penetrating the rubble mound 17 on the sea side from the revetment 19 to the support layer 21. In the following description, the case where the steel pipe pile 1 is constructed on the ground having the rubble layer 23 of the rubble 15 as shown in FIG. 2 will be described.

本実施の形態に係る鋼管杭の施工方法を図3に基づいて説明する。
鋼管杭1を振動圧入するに際して、鋼管杭1の先端が捨石層23に至った時には、振動杭打設機3の振動を停止し、鋼管杭1の先端によって捨石15の移動を規制するのに適切な予め設定した鉛直荷重に設定する。そして、当該鉛直荷重を、捨石層及び/又は転石層へ鋼管杭1の先端から付与する。
なお、鋼管杭1の先端が捨石層23に至ったかどうかは、杭の貫入抵抗の増加によって知ることができる。また、鋼管杭の打設に先立って行われる事前調査によって、どの程度の深度に捨石層23があるかが予め分かっている場合には、深度と貫入抵抗の両方によって捨石層23に至ったことを知ることができる。
A method for constructing a steel pipe pile according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the steel pipe pile 1 is subjected to vibration press-fitting, when the tip of the steel pipe pile 1 reaches the rubble layer 23, the vibration of the vibration pile driving machine 3 is stopped, and the movement of the rubble 15 is regulated by the tip of the steel pipe pile 1. Set an appropriate preset vertical load. Then, the vertical load is applied to the rubble layer and / or the boulder layer from the tip of the steel pipe pile 1.
Whether or not the tip of the steel pipe pile 1 has reached the rubble layer 23 can be known from an increase in the penetration resistance of the pile. In addition, if the depth of the rubble layer 23 is known in advance by a preliminary survey conducted prior to the installation of the steel pipe pile, the rubble layer 23 was reached by both the depth and the penetration resistance. You can know.

鉛直荷重の設定と当該鉛直荷重の捨石層及び/又は転石層への付与は、捨石15が動かないように抑え込んで、高圧水11を噴射したときに、捨石15を確実に破砕できるようにするためである。
したがって、鉛直荷重としては、捨石層23を構成する捨石15の大きさ等によって適切な荷重を予め設定しておけばよく、鋼管杭1の自重であってもよいし、それよりも大きな荷重であってもよく、その場合には付加ウェイトを用いればよい。
The setting of the vertical load and the application of the vertical load to the rubble layer and / or the boulder layer suppresses the rubble 15 from moving so that when the high-pressure water 11 is injected, the rubble 15 can be crushed reliably. That's why.
Therefore, as the vertical load, an appropriate load may be set in advance according to the size of the rubble 15 constituting the rubble layer 23, and may be the own weight of the steel pipe pile 1 or a load larger than that. In that case, an additional weight may be used.

捨石15の移動を規制した状態で、高圧ウォータジェットノズル7から高圧水11を噴射して、捨石15を破砕する(図3(a)参照)。高圧ウォータジェットノズル7の設置数が少ない場合には、鋼管杭1を少し回転させて高圧水11を噴射することで、鋼管杭1の先端に沿った全周に亘る捨石15を破砕することができる。なお、高圧水11によって捨石15を完全に破砕しなくても、振動圧入によって破壊できる程度の亀裂を入れるようにしてもよい。
高圧水11によって捨石15の破砕、亀裂入れができると、振動杭打設機3の振動を再開して、捨石層23の振動圧入を行う(図3(b)参照)。ある程度、圧入すると再び振動杭打設機3の振動を停止し、上述の予め設定された鉛直荷重を付与することによって捨石15を押さえて高圧水11を噴射する(図3(c)参照)。このような動作を、捨石層23を通過するまで繰り返す。
With the movement of the rubble 15 regulated, the high-pressure water jet nozzle 7 injects the high-pressure water 11 to crush the rubble 15 (see FIG. 3A). When the number of high-pressure water jet nozzles 7 is small, it is possible to crush the rubble 15 over the entire circumference along the tip of the steel pipe pile 1 by slightly rotating the steel pipe pile 1 and injecting the high-pressure water 11. it can. In addition, even if the rubble 15 is not completely crushed by the high-pressure water 11, a crack that can be broken by vibration press-fitting may be formed.
When the rubble 15 is crushed or cracked by the high-pressure water 11, the vibration of the vibrating pile driving machine 3 is restarted, and the rubble layer 23 is subjected to vibration press-fitting (see FIG. 3B). When the press-fitting is performed to some extent, the vibration of the vibrating pile driving machine 3 is stopped again, and the high-pressure water 11 is injected by pressing the rubble 15 by applying the above-described preset vertical load (see FIG. 3C). Such an operation is repeated until the rubble layer 23 is passed.

前述したように、高圧水11の噴射方向としては、鉛直下方でもよいが、鋼管杭1の内側に向けて配置することで、杭の内部に捨石15または転石が詰まることなく、スムーズな杭の打設が可能となる。
また、鋼管杭1先端外側に複数の高圧ウォータジェットノズル7を取り付け、高圧水11の噴射方向を鋼管杭1の内側と外側の交互に向けて噴射するようにしてもよい。
As described above, the injection direction of the high-pressure water 11 may be vertically downward, but by arranging it toward the inside of the steel pipe pile 1, the pile is not clogged with the rubble 15 or the boulder, so that the pile is smooth. Casting becomes possible.
Further, a plurality of high-pressure water jet nozzles 7 may be attached to the outer side of the tip of the steel pipe pile 1 so that the high-pressure water 11 is jetted in a direction of alternating between the inside and the outside of the steel pipe pile 1.

捨石層23を通過すると、振動杭打設機3の振動を再開して、支持地盤まで回転貫入する(図3(d)参照。)
振動圧入が完了すると、高圧ウォータジェットノズル7を杭先端から取り外して、供給配管13と共に引き上げて施工を完了する。
After passing through the rubble layer 23, the vibration of the vibratory pile driving machine 3 is restarted, and the pile penetrates into the supporting ground (see FIG. 3D).
When the vibration press-fitting is completed, the high-pressure water jet nozzle 7 is removed from the tip of the pile, pulled up together with the supply pipe 13, and the construction is completed.

以上のように、本実施の形態の鋼管杭の施工方法によれば、捨石15が動かないように抑え込むことができ、捨石15を確実に破砕することができるので、捨石層23を有する地盤への施工性を高めることができる。また、捨石15を破砕することで、鋼管杭1を鉛直方向に打設することができ、安定した基礎構造を構築することができる。
なお、上記の説明は捨石層23がある地盤への鋼管杭1の施工について述べたが、転石層のある地盤への施工でも同様である。
As described above, according to the steel pipe pile construction method of the present embodiment, the rubble 15 can be suppressed so as not to move, and the rubble 15 can be reliably crushed. Workability can be improved. In addition, by crushing the rubble 15, the steel pipe pile 1 can be driven in the vertical direction, and a stable foundation structure can be constructed.
Although the above description has described the construction of the steel pipe pile 1 on the ground with the rubble layer 23, the same applies to the construction on the ground with the boulder layer.

なお、捨石層23を通過する際に、高圧水11を使用した場合、周囲の地盤が水圧で乱されることから、鋼管杭1の支持力(支持力=先端支持力+杭と地盤周面摩擦力)が弱くなることも考えられる。
この問題に対しては、所定の深度まで杭を打設したのち、高圧ウォータジェットノズル7への供給材を水からセメント25に切り替えて、杭先端地盤にセメント25を噴射して地盤改良を行うことで、杭の先端支持力が増大できる。
杭先端地盤にセメント25を噴射する際には、鋼管杭1を杭中心軸周りに回転させながら、セメント25を噴射して、地盤改良を行うことで、鋼管杭1の周辺地盤全体の支持力性能を増大することができる。
When the high pressure water 11 is used when passing through the rubble layer 23, the surrounding ground is disturbed by the water pressure, so that the supporting force of the steel pipe pile 1 (supporting force = tip supporting force + pile and ground peripheral surface) (Frictional force) may be weakened.
To solve this problem, after the pile is driven to a predetermined depth, the material supplied to the high-pressure water jet nozzle 7 is switched from water to cement 25, and the cement 25 is injected into the pile tip ground to improve the ground. Thereby, the tip supporting force of the pile can be increased.
When the cement 25 is injected into the pile tip ground, the cement 25 is injected while rotating the steel pipe pile 1 around the center axis of the pile to improve the ground, thereby supporting the entire ground around the steel pipe pile 1. Performance can be increased.

また、所定の深度まで鋼管杭1を打設し(図4(a)〜(c)参照)、高圧ウォータジェットノズル7への供給材を水からセメント25に切り替えて、杭先端地盤にセメント25を噴射して地盤改良を行ったのち、高圧ウォータジェットノズル7を鋼管杭1の先端より取り外し、引き上げながら、杭周面地盤にセメント25を噴射して、地盤改良を行うようにしてもよい(図4(d)参照)。
これによって、鋼管杭1と地盤周面の摩擦力が増大し、鋼管杭1の先端支持力をより一層高めることができる。
なお、地盤の乱れが生じるのは、基本的には高圧水11を噴射した箇所だけであるため、杭周面地盤にセメント25を噴射して、地盤改良を行う区間は、高圧水11を噴射した区間、例えば捨石層23のある区間のみとしてもよい。
Further, the steel pipe pile 1 is driven to a predetermined depth (see FIGS. 4A to 4C), and the material supplied to the high-pressure water jet nozzle 7 is switched from water to cement 25, and the cement 25 is placed on the pile tip ground. After the soil is improved by injecting the cement, the high-pressure water jet nozzle 7 may be removed from the tip of the steel pipe pile 1 and the soil may be improved by injecting the cement 25 into the pile surrounding ground while raising the pile (FIG. FIG. 4D).
Thereby, the frictional force between the steel pipe pile 1 and the peripheral surface of the ground increases, and the tip supporting force of the steel pipe pile 1 can be further increased.
In addition, since the disturbance of the ground occurs basically only at the location where the high-pressure water 11 is sprayed, the section where the cement 25 is sprayed on the pile surrounding ground and the ground is improved is sprayed with the high-pressure water 11. For example, only the section with the rubble layer 23 may be used.

杭先端地盤や杭周面にセメント25を噴射して地盤改良を行うことが想定される場合には、高圧ウォータジェットノズル7から杭外側に向けて噴射できるようにすることで、広範囲に地盤改良することが可能となる。   When it is expected that the cement will be improved by injecting the cement 25 to the pile tip ground or the pile peripheral surface, the high-pressure water jet nozzle 7 can be sprayed toward the outside of the pile to improve the ground in a wide range. It is possible to do.

なお、上記の説明では、捨石層23を通過する際に高圧水11を噴射するようにしたが、捨石層23や転石層以外に、支持地盤など硬い層に鋼管杭1を打設する際、高圧水11を噴射するようにしてもよく、本発明はこれを排除するものではない。   In the above description, the high-pressure water 11 is injected when passing through the rubble layer 23. However, when the steel pipe pile 1 is cast into a hard layer such as a supporting ground, in addition to the rubble layer 23 and the boulder layer, High-pressure water 11 may be injected, and the present invention does not exclude this.

捨石及び転石や土砂との接触により、高圧ウォータジェットノズル7が損傷することを防止するために保護部材9を設けているが、損傷の可能性を低くするために高圧ウォータジェットノズル7の先端にある噴射口を、保護部材9の先端より上方に離して配置することが考えられる。
一方、高圧ウォータジェットノズル7の噴射口から標的物までの距離が大きくなると、破砕能力が低下する懸念がある。そこで、高圧ウォータジェットノズル7の噴射口から標的物までの距離(SOD)と標的物(コンクリート)の破砕深度との関係を実験的に調べた。その結果を示すグラフが図5であり、縦軸が破砕深さ(mm)で横軸がノズル噴射口から標的物までの距離(mm)を示している。
図5に示すように、距離(SOD)が100mmまでは破砕能力が維持される一方で、距離(SOD)が150mm以上では破砕能力が大幅に低減する。
A protection member 9 is provided to prevent damage to the high-pressure water jet nozzle 7 due to contact with rubble, boulders, earth and sand, but at the tip of the high-pressure water jet nozzle 7 to reduce the possibility of damage. It is conceivable to arrange a certain injection port at a position higher than the tip of the protection member 9.
On the other hand, when the distance from the injection port of the high-pressure water jet nozzle 7 to the target increases, there is a concern that the crushing ability may decrease. Therefore, the relationship between the distance (SOD) from the injection port of the high-pressure water jet nozzle 7 to the target and the crushing depth of the target (concrete) was experimentally examined. FIG. 5 is a graph showing the results, in which the vertical axis represents the crushing depth (mm) and the horizontal axis represents the distance (mm) from the nozzle orifice to the target.
As shown in FIG. 5, the crushing ability is maintained up to a distance (SOD) of 100 mm, while the crushing ability is significantly reduced at a distance (SOD) of 150 mm or more.

なお、図5はウォータジェットの吐出圧力を200MPaとした時の結果を示している。吐出圧力が変化すれば、それに応じて破砕深度は変わるが、標的物までの距離(SOD)と標的物(コンクリート)の破砕深度との関係は同様であり、距離(SOD)が100mmまでは破砕能力が維持される傾向にある。
また、標的物を捨石や転石としても、ウォータジェットによる伝達エネルギーは、コンクリートの場合と変わらないことから、同様の傾向と考えてよい。
従って上記の結果から、高圧ウォータジェットによる捨石及び転石の破砕能力を維持するためには、図6に示すように、高圧ウォータジェットノズル7の噴射口の鋼管杭先端(保護部材9の先端先端)から上方への距離Lは、L=100mmまでの間に位置して配置されていることが好ましい。
なお、標的物までの距離(SOD)の下限は理論上0(ゼロ)であるが、実際は回転圧入する鋼管が僅かに傾くこともあることから、10〜20mm程度以上距離をとっておくことが望ましい。
FIG. 5 shows the results when the discharge pressure of the water jet was set to 200 MPa. If the discharge pressure changes, the crushing depth changes accordingly, but the relationship between the distance to the target (SOD) and the crushing depth of the target (concrete) is the same, and crushing up to a distance (SOD) of 100 mm Ability tends to be maintained.
Further, even if the target is rubble or a boulder, the transmitted energy by the water jet is not different from that of concrete, so it may be considered to have the same tendency.
Therefore, from the above results, in order to maintain the crushing ability of rubble and boulders by the high-pressure water jet, as shown in FIG. 6, the tip of the steel pipe pile at the injection port of the high-pressure water jet nozzle 7 (the tip of the protection member 9). It is preferable that the distance L from the upper side be located between L and 100 mm.
Although the lower limit of the distance to the target (SOD) is theoretically 0 (zero), the steel pipe to be press-fitted in rotation may be slightly inclined. desirable.

1 鋼管杭
3 振動杭打設機
5 チャッキング部
7 高圧ウォータジェットノズル
9 保護部材
11 高圧水
13 供給配管
15 捨石
17 捨石マウンド
19 護岸
21 支持層
23 捨石層
25 セメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel pipe pile 3 Vibration pile driving machine 5 Chucking part 7 High-pressure water jet nozzle 9 Protective member 11 High-pressure water 13 Supply pipe 15 Rabbits 17 Ripstone mound 19 Seawall 21 Support layer 23 Ripstone layer 25 Cement

Claims (7)

捨石層及び/又は転石層を有する地盤に振動杭打設機によって鋼管杭を打設する鋼管杭の施工方法であって、
前記鋼管杭の先端外周部に50MPa超えの水圧の高圧水を噴射が可能な高圧ウォータジェットノズルを配設し、前記鋼管杭を振動圧入するに際して、
前記鋼管杭の先端が、少なくとも前記捨石層又は転石層に至った時には、振動圧入を停止し、前記鋼管杭の先端によって捨石又は転石の移動を規制するのに適切な予め設定された鉛直荷重を前記鋼管杭に付与すると共に、前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射して前記捨石又は転石を破砕する工程を備えたことを特徴とする鋼管杭の施工方法。
A method for constructing a steel pipe pile in which a steel pile is driven by a vibrating pile driving machine on a ground having a rubble layer and / or a boulder layer,
A high-pressure water jet nozzle capable of injecting high-pressure water having a water pressure of more than 50 MPa is disposed on the outer periphery of the tip of the steel pipe pile, and when the steel pipe pile is subjected to vibration press-fitting,
When the tip of the steel pipe pile reaches at least the rubble layer or the boulder layer, the vibration press-fitting is stopped, and a preset vertical load suitable for restricting the movement of the rubble or the boulder by the tip of the steel pipe pile is applied. A method for constructing a steel pipe pile, comprising a step of applying high-pressure water from the high-pressure water jet nozzle to crush the rubble or the boulders, while applying the steel pipe pile to the steel pipe pile.
研磨材を混入した高圧水を噴射することを特徴とする請求項1記載の鋼管杭の施工方法。   The method for constructing a steel pipe pile according to claim 1, wherein high-pressure water mixed with an abrasive is injected. 前記鋼管杭を所定の深度まで打設したのち、前記高圧ウォータジェットノズルから噴射する噴射材を水からセメントに切り替えて、杭先端地盤にセメントを噴射して地盤改良を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼管杭の施工方法。   After the steel pipe pile is driven to a predetermined depth, the injection material injected from the high-pressure water jet nozzle is switched from water to cement, and the soil is improved by injecting cement into the pile tip ground. Item 3. The method for constructing a steel pipe pile according to item 1 or 2. 杭先端地盤の地盤改良完了後に、前記高圧ウォータジェットノズルを鋼管杭の先端外周部から取り外し、取り外した前記高圧ウォータジェットノズルを前記鋼管杭の外周面に沿って引き上げながら、杭周面地盤にセメントを噴射して、地盤改良を行うことを特徴とする請求項3に記載の鋼管杭の施工方法。   After the ground improvement of the pile tip ground is completed, the high-pressure water jet nozzle is removed from the outer peripheral portion of the tip of the steel pipe pile, and the removed high-pressure water jet nozzle is pulled up along the outer peripheral surface of the steel pipe pile, while cementing the pile peripheral ground. The method for constructing a steel pipe pile according to claim 3, wherein the soil is improved by injecting the soil. 高圧水を前記鋼管杭の内側斜め下方に向けて噴射するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の鋼管杭の施工方法。   The method for constructing a steel pipe pile according to any one of claims 1 to 4, wherein high-pressure water is injected obliquely downward inside the steel pipe pile. 前記高圧ウォータジェットノズルを複数配設して前記鋼管杭の内側斜め下方と、前記鋼管杭の外側斜め下方にそれぞれ向けて高圧水を噴射することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の鋼管杭の施工方法。   The plurality of high-pressure water jet nozzles are arranged, and high-pressure water is jetted diagonally downward inside the steel pipe pile and diagonally downward outside the steel pipe pile, respectively. Construction method of the steel pipe pile described in the paragraph. 前記高圧ウォータジェットノズルの噴射口が鋼管杭先端から上方100mmまでの間に位置して配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の鋼管杭の施工方法。   The method for constructing a steel pipe pile according to any one of claims 1 to 6, wherein the injection port of the high-pressure water jet nozzle is located between the tip of the steel pipe pile and 100 mm upward.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114032901A (en) * 2021-11-26 2022-02-11 中交四航工程研究院有限公司 Device for improving construction efficiency of open pile and construction method
CN114908729A (en) * 2022-06-01 2022-08-16 湖北郢都水利水电建设有限公司 Construction method for treating sludge soft foundation by using fir piles
WO2022210804A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 株式会社大林組 Load test method and analysis system
CN117569742A (en) * 2024-01-16 2024-02-20 浙江省第一水电建设集团股份有限公司 Pre-punching air knife device and steel pipe pile driving method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2863487B2 (en) * 1996-03-27 1999-03-03 大豊建設株式会社 Pile pull-out method and device
JP2001152453A (en) * 1999-11-25 2001-06-05 Nakaguro Kensetsu Kk Device and method for pressing-in pile
JP2002129561A (en) * 2000-10-23 2002-05-09 Tomec Corp Construction method for driven pile, jointly using vibration and pressure water injection
JP2004270157A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 Nippon Steel Corp Steel pile and construction method for it
JP2016030925A (en) * 2014-07-28 2016-03-07 大成建設株式会社 Pile driving method and pile

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2863487B2 (en) * 1996-03-27 1999-03-03 大豊建設株式会社 Pile pull-out method and device
JP2001152453A (en) * 1999-11-25 2001-06-05 Nakaguro Kensetsu Kk Device and method for pressing-in pile
JP2002129561A (en) * 2000-10-23 2002-05-09 Tomec Corp Construction method for driven pile, jointly using vibration and pressure water injection
JP2004270157A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 Nippon Steel Corp Steel pile and construction method for it
JP2016030925A (en) * 2014-07-28 2016-03-07 大成建設株式会社 Pile driving method and pile

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022210804A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 株式会社大林組 Load test method and analysis system
CN114032901A (en) * 2021-11-26 2022-02-11 中交四航工程研究院有限公司 Device for improving construction efficiency of open pile and construction method
CN114908729A (en) * 2022-06-01 2022-08-16 湖北郢都水利水电建设有限公司 Construction method for treating sludge soft foundation by using fir piles
CN114908729B (en) * 2022-06-01 2023-05-02 湖北郢都水利水电建设有限公司 Construction method for treating silt soft foundation by fir piles
CN117569742A (en) * 2024-01-16 2024-02-20 浙江省第一水电建设集团股份有限公司 Pre-punching air knife device and steel pipe pile driving method

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