JP2024052063A - Pile driving method - Google Patents

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佳勝 渡辺
Yoshikatsu Watanabe
将憲 菅
Masanori Suga
ガイキ スウ
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Abstract

To provide a pile driving method which can reinforce a pile head part of a pile driven into a ground, and can improve driving of a pile when the pile is retained at a high level.SOLUTION: A pile driving method incudes: a first driving step S2 of driving a steel pipe pile 1 into a ground 30 up to a position where a spiral blade 13 reaches a ground surface 31 while driving the steel pipe pile 1 into the ground while rotating a connection jig 10 in one direction by a driving machine 20; and a second driving step S3 of further driving the steel pipe pile 1 until a pile head part 1b in an exposed state is stored in a recessed part 32, while forming the recessed part 32 on the ground surface by compacting the ground by the spiral blade 13 while rotating the connection jig 10 in one direction by the driving machine 20, after the first driving step.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、建物等を支持する杭の打設工法に係り、特に、地盤に打ち込まれた杭の杭頭部を補強する打設工法に関する。 The present invention relates to a method for driving piles to support buildings, etc., and in particular to a method for reinforcing the heads of piles driven into the ground.

従来、この種の杭の打設工法としては、埋設された杭の周縁領域を除去して、杭を露出させるステップと、除去した領域の底部に補強層を形成するステップと、補強層に当接する鍔部材を露出された杭に取り付けるステップと、を含む(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of pile driving method includes the steps of removing the peripheral area of the buried pile to expose the pile, forming a reinforcing layer at the bottom of the removed area, and attaching a flange member that abuts against the reinforcing layer to the exposed pile (see, for example, Patent Document 1).

特開2011-69187号公報JP 2011-69187 A

ところで、構成の杭の打設工法は、杭頭部の地盤を排土するため、残土処分費が発生する。また、杭頭部(基礎直下)周辺地盤が埋め戻し地盤であるため、水平耐力に問題がある。 However, the pile driving method described above requires the removal of soil from the pile head, which incurs costs for disposal of the soil. In addition, the ground around the pile head (directly below the foundation) is backfilled, which creates problems with horizontal bearing capacity.

さらに、たとえば鋼管杭を地盤に打ち込む際、地盤の状態が強固で、打設機による地盤への打ち込みが不能となり、所定の深さまで鋼管杭を打ち込むことができず、高止まり状態で鋼管杭を切断して終了する場合がある。 Furthermore, for example, when driving a steel pipe pile into the ground, the ground may be so hard that the driving machine is unable to drive the pile into the ground, and the steel pipe pile may not be driven to the required depth, resulting in the steel pipe pile being cut off at a high depth and the work ending there.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、地盤に打ち込まれた杭の杭頭部を補強することができ、杭が高止まりしたときに杭の打ち込みを改善することができる杭の打設工法を提供する。 The present invention was made in consideration of these problems, and provides a pile driving method that can reinforce the head of a pile driven into the ground and improve the driving of the pile when the pile remains high.

前記課題に鑑みて、本発明に係る杭の打設工法は、地盤に打設機で杭を打設する杭の打設工法であって、前記打設機は、前記杭の上端部に接続される接続治具を有しており、前記接続治具は、前記杭の上端部を挿入するための下方開口を有し、上方が閉じた円筒状の治具本体と、前記治具本体の外周面から外方に突出し、前記杭の軸線まわりの一方向に回転したとき前記治具本体外周の土を下方に押し込み、前記一方向に対して逆方向に回転したときに、前記治具本体外周の土を上方に掻き出す螺旋翼と、を備えている。 In view of the above problems, the pile driving method of the present invention is a pile driving method in which a pile is driven into the ground by a driving machine, the driving machine having a connection jig connected to the upper end of the pile, the connection jig having a lower opening for inserting the upper end of the pile, a cylindrical jig body closed at the top, and a helical blade protruding outward from the outer periphery of the jig body, which pushes soil on the outer periphery of the jig body downward when rotated in one direction around the axis of the pile, and scrapes out soil on the outer periphery of the jig body upward when rotated in the opposite direction to the one direction.

前記打設工法は、前記打設機で、前記螺旋翼が地表に到達する位置まで前記杭を前記地盤に打ち込む第1打設工程と、前記第1打設工程後、前記打設機で、前記接続治具を前記一方向に回転させながら、前記螺旋翼で前記地盤を締め固めることにより前記地表に陥凹部を形成しつつ、前記陥凹部に杭頭部が露出した状態で収容されるまで前記杭をさらに打ち込む第2打設工程と、を含むことを特徴とする。 The casting method includes a first casting step in which the casting machine drives the pile into the ground to a position where the helical blade reaches the ground surface, and a second casting step in which, after the first casting step, the casting machine rotates the connection jig in the one direction while compacting the ground with the helical blade to form a depression in the ground surface, and further drives the pile until the pile head is contained in the depression with the pile head exposed.

前記のごとく構成された本発明の杭の打設工法は、第1打設工程では、杭を地盤に打ち込みつつ、螺旋翼を地表に到達させることができる。続いて、第2打設工程では、打設機で、接続治具を一方向に回転させながら、螺旋翼で地盤を締め固めつつ、杭がさらに打ち込まれるので、杭周面の地盤の密度が高まることにより、杭周面の摩擦力が高められ、杭の引き抜き力を高めることができる。杭頭部に隣接して地盤に埋設された杭の部分は、締め固められた地盤により、支持されるので、地盤に対する杭の支持力を高めることができる。この結果、排土しながら打設したものに比べて、杭の鉛直支持力を高めることができ、水平移動を抑制することができる。なお、第1打設工程では、打設機で杭を地盤に打ち込むとき、杭の種類に合わせて接続治具を一方向に回転させながら打ち込むようにしてもよい。 In the pile driving method of the present invention configured as described above, in the first driving step, the helical blade can reach the ground surface while driving the pile into the ground. Then, in the second driving step, the driving machine rotates the connection jig in one direction while compacting the ground with the helical blade and driving the pile further, so that the density of the ground around the pile increases, increasing the frictional force around the pile and increasing the pull-out force of the pile. The part of the pile buried in the ground adjacent to the pile head is supported by the compacted ground, so that the support force of the pile against the ground can be increased. As a result, the vertical support force of the pile can be increased and horizontal movement can be suppressed compared to a pile that is driven while removing soil. In the first driving step, when the driving machine drives the pile into the ground, the connection jig may be rotated in one direction according to the type of pile.

さらに、陥凹部は、螺旋翼で前記地盤を締め固めることにより前記地表に形成されるので、たとえば、雨水等が陥凹部に溜ったとしても、地盤に浸み込み難く、緩むことが無いため、杭の支持状態を安定して保持することができる。なお、第1打設工程の前に、前記杭を地盤に鉛直に立設し、前記杭の前記上端部を前記治具本体の下方開口に挿入し、前記接続治具に前記杭を装着する装着工程を含んでもよく、第1打設工程の途中に、この装着工程を含んでもよい。したがって、「前記打設機で、前記螺旋翼が地表に到達する位置まで前記杭を前記地盤に打ち込む」とは、第1打設工程において、接続治具が装着されていない状態で、杭を地盤に打ち込む場合も含まれ、杭の打ち込み量(地表から突出した杭の部分の高さ)を規定した打ち込み動作のことを意味する。 Furthermore, since the depression is formed on the ground surface by compacting the ground with the helical blade, even if rainwater or the like accumulates in the depression, it is difficult for it to seep into the ground and does not loosen, so the support state of the pile can be stably maintained. Note that, before the first casting step, a mounting step of erecting the pile vertically in the ground, inserting the upper end of the pile into the lower opening of the jig body, and mounting the pile to the connecting jig may be included, or this mounting step may be included during the first casting step. Therefore, "driving the pile into the ground with the driving machine to a position where the helical blade reaches the ground surface" includes the case where the pile is driven into the ground in the first casting step without the connecting jig being mounted, and means a driving operation that specifies the driving amount of the pile (the height of the part of the pile protruding from the ground surface).

より好ましい態様としては、前記第2打設工程において、前記杭の打ち込み力が、所定値以上になったときに、前記打設機で、前記接続治具を逆回転させることにより、前記締め固めた地盤に対して前記螺旋翼の螺旋形状により生じる推進力を杭に下方に加えながら、前記杭を地盤に打ち込む。 In a more preferred embodiment, in the second driving step, when the driving force of the pile reaches or exceeds a predetermined value, the driving machine rotates the connection jig in the reverse direction, thereby driving the pile into the ground while applying a downward thrust force to the pile generated by the spiral shape of the helical blade against the compacted ground.

この態様によれば、上述した杭の打設工法では、一方向に接続治具を回転させながら、杭を打ち込むと、地盤が締め固められるため、杭の打ち込み抵抗が上昇し、杭をそれ以上打ち込めないことが想定される。そこで、杭の打ち込み力が、所定値以上になったときに、接続治具を逆回転させることにより、螺旋翼の螺旋形状に起因した(すなわちネジの効果による)推進力を杭の下方の地盤に加えながら、杭を地盤にさらに打ち込むことができる。杭の打ち込みが進んだ後、一方向に接続治具を再度回転させてもよく、その際に掻き出された土を陥凹部に投入してもよい。なお、この逆回転により、螺旋翼で締め固められた地盤の一部の土が掻き出しされる。 According to this aspect, in the pile driving method described above, when the connecting jig is rotated in one direction while driving the pile, it is assumed that the ground is compacted, so that the resistance to driving the pile increases and the pile cannot be driven any further. Therefore, when the driving force of the pile reaches or exceeds a predetermined value, the connecting jig is rotated in the opposite direction, so that the pile can be driven further into the ground while applying a driving force caused by the helical shape of the helical blade (i.e., the screw effect) to the ground below the pile. After the pile has been driven, the connecting jig may be rotated in the same direction again, and the soil scooped out at that time may be dumped into the depression. This reverse rotation scoops out some of the soil from the ground that was compacted by the helical blade.

より好ましい態様としては、前記第2打設工程後に、前記陥凹部内において、前記杭頭部を埋設することにより、前記地盤に対する前記杭の支持を補強する補強部材を設ける。 In a more preferred embodiment, after the second driving step, the pile head is buried in the recess to provide a reinforcing member that reinforces the support of the pile against the ground.

この態様によれば、補強部材を設けることにより、鉛直方向および水平方向に対する杭の移動を、補強部材で拘束し、地盤に対する杭の支持を補強することができる。このような補強部材は、陥凹部に砕石を充填し、砕石を締め固めることにより、形成してもよく、陥凹部に、コンクリートを流し込み、これを固めてもよい。 According to this aspect, by providing a reinforcing member, the movement of the pile in the vertical and horizontal directions can be restrained by the reinforcing member, and the support of the pile on the ground can be reinforced. Such a reinforcing member can be formed by filling the depression with crushed stone and compacting the crushed stone, or by pouring concrete into the depression and allowing it to harden.

本発明に係る杭の打設工法に用いられる前記接続治具は、前記した杭の打設工法に用いられ、前記杭は、木杭またはコンクリート杭であり、前記治具本体には、前記杭の前記上端部を挿入した状態で、前記上端部の端面に当接する当接部材が設けられており、前記当接部材は、軸受を介して、前記治具本体に回転自在に取り付けられている。 The connection jig used in the pile driving method of the present invention is used in the pile driving method described above, the pile is a wooden pile or a concrete pile, the jig body is provided with an abutment member that abuts against the end face of the upper end of the pile when the upper end is inserted, and the abutment member is rotatably attached to the jig body via a bearing.

この態様によれば、接続治具を用いることにより、第2打設工程で、接続治具を一方向に回転させたとしても、第1打設工程で打ち込まれた木杭またコンクリート杭を、第2打設工程において、回転することなく、地盤に打ち込むことができる。 According to this aspect, by using the connection jig, even if the connection jig is rotated in one direction in the second casting step, the wooden pile or concrete pile driven in the first casting step can be driven into the ground in the second casting step without rotating.

ところで、上述した如く、木杭またコンクリート杭は、回転させずに地盤に打ち込まれる(貫入させる)。このため、第2打設工程において、締め固められた地盤の土により、それ以上打ち込めない(すなわち、高止まりする)場合がある。このような場合には、高止まりした木杭またはコンクリート杭を切断することがあった。しかしながら、このような場合であっても、接続治具を逆回転させれば、螺旋翼が、螺旋翼の螺旋形状に起因して(すなわちネジの効果により)、杭の打ち込み方向に、接続治具とともに杭に推進力を付与することができるため、高止まりした木杭またはコンクリート杭を地盤にさらに押し込むことができる。 As mentioned above, the wooden or concrete pile is driven (penetrated) into the ground without being rotated. For this reason, in the second casting step, the compacted soil of the ground may prevent the pile from being driven any further (i.e., the pile may stop at a high level). In such cases, the wooden or concrete pile that has stopped at a high level may have to be cut off. However, even in such cases, if the connecting jig is rotated in the reverse direction, the helical blade can impart a driving force to the pile together with the connecting jig in the driving direction of the pile due to the helical shape of the helical blade (i.e., due to the screw effect), so that the wooden or concrete pile that has stopped at a high level can be pushed further into the ground.

前記接続治具の好ましい態様としては、前記した杭の打設工法に用いられる前記接続治具であり、前記杭は、先端翼が形成された鋼管杭であり、前記治具本体には、前記鋼管杭に形成された凸部に係合する係合溝部が形成されており、前記先端翼により前記杭が貫入する回転方向に、前記一方向が一致するように、前記螺旋翼が形成されている。 A preferred embodiment of the connection jig is a connection jig used in the pile driving method described above, in which the pile is a steel pipe pile with a tip wing formed thereon, an engagement groove portion is formed in the jig body that engages with a protrusion formed in the steel pipe pile, and the helical wing is formed so that the one direction coincides with the rotation direction in which the tip wing penetrates the pile.

この態様によれば、接続治具を用いることにより、第1打設工程において、接続治具の係合溝部に係合された鋼管杭は、接続治具とともに、一方向に回転する。これにより、先端翼により杭が貫入する方向(すなわち、一方向)に回転し、鋼管杭の貫入は、先端翼により促進される。 According to this aspect, by using the connection jig, in the first driving step, the steel pipe pile engaged with the engagement groove of the connection jig rotates in one direction together with the connection jig. As a result, the tip blade rotates the pile in the direction of penetration (i.e., in one direction), and the penetration of the steel pipe pile is promoted by the tip blade.

さらに、第2打設工程では、一方向(杭が貫入する方向)に回転させた接続治具により、地盤が締められるとともに、先端翼により鋼管杭の貫入は促進される。ここで、鋼管杭が高止まりした場合であっても、接続治具を逆回転させれば、螺旋翼の螺旋形状に起因したネジの効果で、杭の打ち込み方向に、接続治具とともに杭に推進力を付与することができるため、高止まりした鋼管杭を地盤にさらに押し込むことができる。なお、この場合には、先端翼により、鋼管杭が引き抜き方向に推進力が作用するが、鋼管杭に対して、打ち込み力を作用させているため、抜けあがることはなく、正転と逆転を繰り返すことで、鋼管杭を支障なく、地盤にさらに打ち込むことができる。 Furthermore, in the second driving step, the ground is tightened by the connection jig rotated in one direction (the direction in which the pile penetrates), and the tip blades promote the penetration of the steel pipe pile. Here, even if the steel pipe pile becomes stuck high, by rotating the connection jig in the opposite direction, the screw effect caused by the helical shape of the helical blades can impart a driving force to the connection jig and the pile in the driving direction of the pile, so that the stuck steel pipe pile can be pushed further into the ground. In this case, the tip blades apply a driving force to the steel pipe pile in the direction of pulling it out, but since a driving force is being applied to the steel pipe pile, it will not come out, and by repeating forward and reverse rotation, the steel pipe pile can be driven further into the ground without hindrance.

本発明の杭の打設工法によれば、地面に打ち込まれた杭の杭頭部の杭周辺摩擦力を増大することができ、杭の鉛直支持力、水平支持力を向上でき、補強することができる。 The pile driving method of the present invention can increase the frictional force around the pile head of a pile driven into the ground, improving and reinforcing the vertical and horizontal bearing capacity of the pile.

本発明に係る杭の打設工法の第1実施形態で用いる鋼管杭を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のA-A線断面図である。1A and 1B show a steel pipe pile used in a first embodiment of a pile driving method according to the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along line A-A of (a). 図1に示す鋼管杭を打ち込むための打設機と接続する接続治具を示し、(a)は正面図、(b)は中央縦断面図である。2A and 2B show a connection jig to be connected to a driving machine for driving the steel pipe pile shown in FIG. 1, in which FIG. 2A is a front view and FIG. 2B is a central longitudinal sectional view. (a)、(b)はそれぞれ接続治具の変形例の正面図である。13A and 13B are front views of modified examples of the connecting jig. 本発明に係る杭の打設工法で用いる打設機を示し、(a)は左側面図、(b)は正面図である。1A and 1B show a pile driving machine used in the pile driving method according to the present invention, in which FIG. 本発明に係る杭の打設工法の第1実施形態の各工程を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing each step of a first embodiment of a pile driving method according to the present invention. FIG. 図5に示す各工程に続く各工程を示す模式図である。6A to 6C are schematic diagrams showing steps subsequent to the steps shown in FIG. 5 . 図6に示す各工程に続く各工程を示す模式図である。7A to 7C are schematic diagrams showing steps subsequent to the steps shown in FIG. 6 . 本発明に係る杭の打設工法の第2実施形態の各工程を示す模式図である。5 is a schematic diagram showing each step of a second embodiment of the pile driving method according to the present invention. FIG. 図8に示す各工程に続く各工程を示す模式図である。9A to 9C are schematic diagrams showing steps subsequent to the steps shown in FIG. 8 . 図9に示す各工程に続く各工程を示す模式図である。10A to 10C are schematic diagrams showing steps subsequent to the steps shown in FIG. 9 .

以下、本発明に係る杭の打設工法の第1実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る杭の打設工法で用いる鋼管杭を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のA-A線断面図である。 The first embodiment of the pile driving method according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Figure 1 shows a steel pipe pile used in the pile driving method according to this embodiment, where (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along line A-A in (a).

先ず、本実施形態に係る杭の打設工法で用いる鋼管杭1について、図1を参照して詳細に説明する。鋼管杭1は、鋼製のパイプ材2で形成され、地盤に対して鉛直に打ち込まれ、たとえば建物等の基礎を支持するものである。パイプ材2の両端部は溶接等で閉じられているが、開口のままでもよい。鋼管杭1の一端部(下端部)には、鋼板で形成された螺旋状の先端翼3が溶接等で固着されている。ただし、先端翼3は、螺旋形状に限定されるものではなく、鋼管杭の先端に傾斜した一対の半円板を固着した翼などであってもよく、鋼管杭1の貫入を促す形状のものであれば、先端翼3の形状は、特に限定されるものではない。 First, the steel pipe pile 1 used in the pile driving method according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG. 1. The steel pipe pile 1 is formed of a steel pipe material 2 and is driven vertically into the ground to support the foundation of a building or the like. Both ends of the pipe material 2 are closed by welding or the like, but may be left open. A spiral tip wing 3 made of a steel plate is fixed to one end (lower end) of the steel pipe pile 1 by welding or the like. However, the tip wing 3 is not limited to a spiral shape and may be a wing with a pair of inclined semicircular plates fixed to the tip of the steel pipe pile, and the shape of the tip wing 3 is not particularly limited as long as it has a shape that promotes the penetration of the steel pipe pile 1.

螺旋状の先端翼3は、パイプ材2の外周面に沿って、旋回しながら上昇するように固着されている。具体的には、鋼管杭1を打設機で一方向に回転したとき、鋼管杭1を地中に進入させるような正方向螺旋翼となっている。たとえば、鋼管杭1を鉛直に立て、平面視で一方向(時計回り)に回転させたとき、鋼管杭1が先端翼3により地中に貫入するように、螺旋状に傾斜している。先端翼3は、おおよそ1周分形成されているが、複数周分形成されていてもよい。 The spiral tip wing 3 is fixed so that it rises while rotating along the outer periphery of the pipe material 2. Specifically, it is a positive spiral wing that drives the steel pipe pile 1 into the ground when the steel pipe pile 1 is rotated in one direction by a driving machine. For example, when the steel pipe pile 1 is set vertically and rotated in one direction (clockwise) in a plan view, the steel pipe pile 1 is inclined spirally so that the tip wing 3 penetrates the ground. The tip wing 3 is formed for approximately one revolution, but may be formed for multiple revolutions.

鋼管杭1の上部の杭頭部1bには、外周面から外側に向けて突出する凸部4が形成されている。凸部4は、矩形の鋼板で形成されており、杭頭部1bの外周面に軸方向に沿って溶接等で固着されている。凸部4は、後述する接続治具10の治具本体に形成された係合溝部14に係合するようになっている。なお、係合用の凸部4は、外周の複数個所に形成されていてもよい。たとえば、凸部4が2個の場合は、平面から見たとき、軸の対角位置に形成されていると好ましい。なお、鋼管杭1の内周面に凸部4を設けて、鋼管杭1の内部に接続治具10の一部が挿入され、その挿入された部分に、係合溝部14を設けてもよい。このように、鋼管杭1の凸部4と、接続治具10の係合溝部14とが、回転方向に係合するのであれば、その位置は限定されるものではない。 The pile head 1b at the top of the steel pipe pile 1 has a convex portion 4 that protrudes outward from the outer periphery. The convex portion 4 is made of a rectangular steel plate and is fixed to the outer periphery of the pile head 1b along the axial direction by welding or the like. The convex portion 4 is adapted to engage with an engagement groove portion 14 formed in the jig body of the connection jig 10 described later. The engagement convex portions 4 may be formed at multiple locations on the outer periphery. For example, when there are two convex portions 4, it is preferable that they are formed at diagonal positions on the axis when viewed from above. The convex portion 4 may be provided on the inner periphery of the steel pipe pile 1, and a part of the connection jig 10 may be inserted inside the steel pipe pile 1, and the engagement groove portion 14 may be provided in the inserted portion. In this way, the position of the convex portion 4 of the steel pipe pile 1 and the engagement groove portion 14 of the connection jig 10 is not limited as long as they engage in the rotational direction.

つぎに、鋼管杭1を地盤に打ち込むための打設機と接続するための接続治具10について、図2を参照して説明する。図2において、接続治具10は、鋼管杭1の上端部1aを挿入するための下方開口11を有し、上方が閉じた円筒状の治具本体12と、を備えている。さらに、接続治具10は、治具本体12の外周面から外方に突出し、鋼管杭1の軸線まわりの一方向に回転したとき治具本体12外周の土を下方に押し込み、一方向に対して逆方向に回転したときに、治具本体12外周の土を上方に掻き出す螺旋翼13と、を備えている。なお、治具本体12の螺旋翼13は、鋼管杭1の先端翼3の螺旋方向とは、逆方向となっている。 Next, the connection jig 10 for connecting to a driving machine for driving the steel pipe pile 1 into the ground will be described with reference to FIG. 2. In FIG. 2, the connection jig 10 has a lower opening 11 for inserting the upper end 1a of the steel pipe pile 1, and a cylindrical jig body 12 with a closed upper end. Furthermore, the connection jig 10 has a helical blade 13 that protrudes outward from the outer periphery of the jig body 12 and pushes the soil on the outer periphery of the jig body 12 downward when rotated in one direction around the axis of the steel pipe pile 1, and scrapes the soil on the outer periphery of the jig body 12 upward when rotated in the opposite direction. The helical blade 13 of the jig body 12 is in the opposite spiral direction to the tip blade 3 of the steel pipe pile 1.

すなわち、治具本体12の螺旋翼13は、たとえば鋼板で形成され、円筒状の治具本体12の外周を時計方向(一方向)に周回しながら上昇するような形状をしており、治具本体12に溶接等で固着されている。ここで、螺旋翼13は、円筒状の治具本体12の外周面の法線方向に沿った翼幅が、治具本体12の先端側から基端側に進むに従って広くなる形状を有している。これにより、螺旋翼13により形成された陥凹部32を、駒形(楔型または円錐状)の空間を有した形状にすることができる。なお、螺旋翼13の形状はこれに限定されるものではなく、たとえば、螺旋翼13の形状は、翼幅が同じ幅となる形状であってもよい。このような治具本体12を時計方向に回転させると、治具本体12の外周の土を下方に押し込み、反時計方向(逆回転)に回転すると、治具本体12の外周の土を上方に掻き出し、この逆回転により、締め固めた地盤に対して螺旋翼の螺旋形状に起因した推進力を杭に下方に加える。接続治具10は、治具本体12の上部に、後述する打設機20に接続するための小径の接続部12aが設けられている。 That is, the helical blade 13 of the jig body 12 is formed of, for example, a steel plate, and has a shape that rises while circling the outer periphery of the cylindrical jig body 12 in a clockwise direction (one direction), and is fixed to the jig body 12 by welding or the like. Here, the helical blade 13 has a shape in which the wing width along the normal direction of the outer periphery of the cylindrical jig body 12 becomes wider as it proceeds from the tip side to the base side of the jig body 12. This allows the recess 32 formed by the helical blade 13 to have a shape with a space in the shape of a rhombus (wedge shape or cone shape). Note that the shape of the helical blade 13 is not limited to this, and for example, the shape of the helical blade 13 may be a shape in which the wing width is the same. When such a jig body 12 is rotated clockwise, the soil on the outer periphery of the jig body 12 is pushed downward, and when rotated counterclockwise (reverse rotation), the soil on the outer periphery of the jig body 12 is scraped upward, and this reverse rotation applies a driving force due to the spiral shape of the helical blade downward to the pile against the compacted ground. The connecting jig 10 has a small-diameter connecting part 12a on the upper part of the jig body 12 for connecting to a driving machine 20 described later.

接続治具10は、円筒状の治具本体12を構成する外周壁に、下方に開口する係合溝部14が形成されている。係合溝部14は、下方の入り口部分の幅が小さく、上方の奥部分の幅を大きく形成されており、鋼管杭1の凸部4が挿入され、凸部4に係合溝部14が係合するようになっている。係合溝部14は、治具本体12の螺旋翼13の始まる前の外周壁の部分から上方に形成され、螺旋翼13の終わりの下方の外周壁まで形成されている。 The connecting jig 10 has an engagement groove 14 that opens downward formed in the outer peripheral wall that constitutes the cylindrical jig body 12. The engagement groove 14 is formed so that the width of the lower entrance portion is small and the width of the upper inner portion is large, and the protrusion 4 of the steel pipe pile 1 is inserted and the engagement groove 14 engages with the protrusion 4. The engagement groove 14 is formed upward from the part of the outer peripheral wall before the start of the helical blade 13 of the jig body 12, and is formed up to the outer peripheral wall below where the helical blade 13 ends.

接続治具10の治具本体12には、下方開口11の上部に、鋼管杭1の上端部1aを挿入した状態で上端部1aの端面に当接する当接部材15が設けられている。当接部材15は軸受(図示せず)およびスラストベアリング17を回して治具本体12に回転可能に取り付けられている。具体的には、当接部材15は治具本体12の下方開口11の内径より僅かに小さい外径の円盤で形成されており、円盤の中心が軸受けを構成する中心軸16で回転自在に支持されている。また、当接部材15の上面と治具本体12の下面との間に、スラストベアリング17が設置されている。さらに、当接部材15の外周面と、治具本体12の内周面との間に、Oリング(パッキング)18が位置しており、スラストベアリング17に塵埃が侵入するのを防止している。 The jig body 12 of the connection jig 10 is provided with an abutment member 15 at the top of the lower opening 11, which abuts against the end surface of the upper end 1a of the steel pipe pile 1 when the upper end 1a is inserted. The abutment member 15 is rotatably attached to the jig body 12 by rotating a bearing (not shown) and a thrust bearing 17. Specifically, the abutment member 15 is formed of a disk with an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the lower opening 11 of the jig body 12, and the center of the disk is rotatably supported by a central shaft 16 that constitutes a bearing. In addition, a thrust bearing 17 is installed between the upper surface of the abutment member 15 and the lower surface of the jig body 12. Furthermore, an O-ring (packing) 18 is located between the outer peripheral surface of the abutment member 15 and the inner peripheral surface of the jig body 12 to prevent dust from entering the thrust bearing 17.

上述した接続治具10の変形例について、図3を参照して説明する。図3は、接続治具の変形例の正面図である。図3(a)に示される接続治具10Aは、2つの係合溝部14A、14Bを有するものである。接続治具10Aを構成する治具本体12Aは、下端部に2つの係合溝部を有するため、螺旋翼13が上方に移動した位置に形成されている。この接続治具10Aでは、係合溝部が2つあるため、鋼管杭1との接続状態が安定する特長を有している。 A modified example of the above-mentioned connection jig 10 will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a front view of a modified connection jig. The connection jig 10A shown in FIG. 3(a) has two engagement grooves 14A, 14B. The jig body 12A constituting the connection jig 10A has two engagement grooves at its lower end, so the helical blade 13 is formed in a position moved upward. This connection jig 10A has the advantage that the connection state with the steel pipe pile 1 is stable because it has two engagement grooves.

また、図3(b)に示される接続治具10Bは、治具本体12Bの上下方向の長さが大きく設定されている。この接続治具10Bでは、螺旋翼13の上部が長いため、地盤の地表から深い位置まで土を締め固め、陥凹部を形成することができ、陥凹部を砕石等の補強部材で埋設して地盤に対する鋼管杭1の支持を、より強力に安定して補強することができる。なお、図2および図3では、螺旋翼13は、治具本体12、12A、12Bを一周して形成されているが、2周以上形成されてもよい。 The connection jig 10B shown in FIG. 3(b) has a large vertical length of the jig body 12B. In this connection jig 10B, the upper part of the helical blade 13 is long, so the soil can be compacted from the ground surface to a deep position, forming a depression, which can be filled with reinforcing materials such as crushed stone to more strongly and stably reinforce the support of the steel pipe pile 1 to the ground. Note that, although the helical blade 13 is formed around the jig body 12, 12A, 12B once in FIG. 2 and FIG. 3, it may be formed around two or more times.

つぎに、地盤に鋼管杭1を打設する打設機20について、図4を参照して説明する。図4は、地盤に鋼管杭1を打設する打設機20として、重機の正面図と左側面図を示している。 Next, the driving machine 20 for driving the steel pipe pile 1 into the ground will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 shows a front view and a left side view of a heavy machine as the driving machine 20 for driving the steel pipe pile 1 into the ground.

図4において、打設機20は、車台20Aの上に操縦室、エンジンルームを備えている。車台20Aにはアーム21が垂直状態に保持されており、アーム21は油圧シリンダにより、傾斜状態あるいは水平状態に角度を変えることができる構成となっている。アーム21には、昇降ヘッド22が上下動可能に装着されている。昇降ヘッド22には、鋼管杭1を接続するための接続治具10が下方に連結固定され、治具本体12を旋回させるための油圧モータ等の駆動部(図示せず)が組み込まれている。昇降ヘッド22の下方に接続治具10を装着し、治具本体12の下方開口11に鋼管杭1の上端部1aを挿入して保持する。そして、昇降ヘッド22を上下に昇降させて接続治具10に下方に向けて打ち込み力を加え、必要に応じて治具本体12を回転させることで鋼管杭1を地盤に打ち込むことができるように構成されている。 In FIG. 4, the driving machine 20 is equipped with a driver's room and an engine room on the chassis 20A. The chassis 20A holds an arm 21 in a vertical position, and the arm 21 is configured to be able to change its angle to an inclined or horizontal state by a hydraulic cylinder. The lifting head 22 is attached to the arm 21 so that it can move up and down. The lifting head 22 has a connecting jig 10 for connecting the steel pipe pile 1 connected and fixed to the lower part, and a drive unit (not shown) such as a hydraulic motor for rotating the jig body 12 is built in. The connecting jig 10 is attached below the lifting head 22, and the upper end 1a of the steel pipe pile 1 is inserted and held in the lower opening 11 of the jig body 12. The lifting head 22 is raised and lowered up and down to apply a driving force downward to the connecting jig 10, and the jig body 12 is rotated as necessary to drive the steel pipe pile 1 into the ground.

前記の如く構成された鋼管杭1を、接続治具10を用いて打設する、第1実施形態の杭の打設工法について、図5から図7を参照して以下に説明する。なお、第1実施形態の杭の打設工法は、先端翼3を有する鋼管杭(貫入鋼管杭)1に適用するものであり、後述する第2実施形態の杭の打設工法は、先端翼を有さない木杭またはコンクリート杭に適用するものである。 The pile driving method of the first embodiment, in which the steel pipe pile 1 configured as described above is driven using a connection jig 10, will be described below with reference to Figures 5 to 7. Note that the pile driving method of the first embodiment is applied to a steel pipe pile (penetrating steel pipe pile) 1 having a tip wing 3, while the pile driving method of the second embodiment described below is applied to a wooden pile or concrete pile without a tip wing.

鋼管杭1の打設工法は、図5(a)、(b)に示すように、鋼管杭1を地盤30に鉛直に立設し、鋼管杭1の上端部1aを接続治具10の治具本体12の下方開口11に挿入し、接続治具10に鋼管杭1を装着する(装着工程S1)。この装着工程S1では、鋼管杭1の上部の外周面に形成された凸部4を、接続治具10の係合溝部14に挿入して係合し、たとえば鋼管杭1を回転させることで、凸部4を係合溝部14の入り口部分から奥部分に移動させ、鋼管杭1を接続治具10に吊り下げることができる。なお、杭が木杭やコンクリート杭の場合には、木杭およびコンクリート杭に凸部4を設けないため、木杭およびコンクリート杭を立てた状態で、接続治具10の下方開口11を降下させ、接続治具10を上方から接続治具10に装着する。なお、杭が木杭やコンクリート杭の場合には、木杭やコンクリート杭に、凸部4を設けないため、接続治具10の係合溝部14に、木杭やコンクリート杭は係合しない。なお、杭を吊るワイヤーに再度テンションを掛けることで、打設位置の微調整を可能にする。 As shown in Figures 5(a) and (b), the method of driving the steel pipe pile 1 involves vertically erecting the steel pipe pile 1 on the ground 30, inserting the upper end 1a of the steel pipe pile 1 into the lower opening 11 of the jig body 12 of the connecting jig 10, and attaching the steel pipe pile 1 to the connecting jig 10 (attaching step S1). In this attachment step S1, the convex portion 4 formed on the outer peripheral surface of the upper part of the steel pipe pile 1 is inserted into and engaged with the engagement groove portion 14 of the connecting jig 10, and for example, by rotating the steel pipe pile 1, the convex portion 4 can be moved from the entrance portion of the engagement groove portion 14 to the inner portion, and the steel pipe pile 1 can be hung on the connecting jig 10. In addition, in the case of wooden piles or concrete piles, since the convex portion 4 is not provided on the wooden piles and concrete piles, the lower opening 11 of the connecting jig 10 is lowered with the wooden piles and concrete piles erected, and the connecting jig 10 is attached to the connecting jig 10 from above. In addition, if the pile is a wooden pile or a concrete pile, the wooden pile or the concrete pile does not have a protrusion 4, so the wooden pile or the concrete pile does not engage with the engagement groove 14 of the connection jig 10. In addition, by applying tension again to the wire that suspends the pile, it is possible to fine-tune the casting position.

この装着工程S1のあと、図5(b)、(c)に示すように、第1打設工程S2に進み、打設機20で鋼管杭1を地盤30に打ち込みつつ、接続治具10の螺旋翼13を地表31に到達させる。ただし、螺旋翼13が地表に到達する位置まで鋼管杭1を地盤30に打ち込むことができるのであれば、たとえば、別の一般の接続治具を装着した(接続治具10を装着しない)状態で、打設機20を用いて鋼管杭1をその位置まで打設し、その後、第2打設工程S3を行う前に、接続治具10を装着し、第2打設工程S3を実行してもよい。さらに、第1打設工程S2の途中まで、別の一般の接続治具を装着した(接続治具10を装着しない)状態で、打設機20を用いて鋼管杭1を地盤30に打ち込み、その後、打ち込んだ状態の鋼管杭1に対して、上述した装着工程を実施し、螺旋翼13が地表に到達する位置まで鋼管杭1を地盤30に打ち込んでもよい。 After this attachment step S1, as shown in Figures 5(b) and (c), the first driving step S2 is carried out, in which the driving machine 20 drives the steel pipe pile 1 into the ground 30 while the helical blade 13 of the connection jig 10 reaches the ground surface 31. However, if the steel pipe pile 1 can be driven into the ground 30 to a position where the helical blade 13 reaches the ground surface, for example, the driving machine 20 may be used to drive the steel pipe pile 1 to that position with another general connection jig attached (without the connection jig 10 attached), and then the connection jig 10 may be attached and the second driving step S3 may be carried out before carrying out the second driving step S3. Furthermore, the steel pipe pile 1 may be driven into the ground 30 using the driving machine 20 with another general connection jig attached (without the connection jig 10) until halfway through the first driving step S2, and then the above-mentioned attachment step may be carried out on the driven steel pipe pile 1, driving the steel pipe pile 1 into the ground 30 until the helical blade 13 reaches the ground surface.

なお、この第1打設工程S2では、杭が鋼管杭1の場合に、接続治具10を一方向に回転させながら実施する。先端翼3で掘られた地盤30の土30aは柔らかい状態となっている。打設機20の昇降ヘッド22で、接続治具10を介して鋼管杭1に下方への打ち込み力F1を加えて地盤30に貫入させる。 In addition, in this first casting process S2, if the pile is a steel pipe pile 1, the connection jig 10 is rotated in one direction while the process is carried out. The soil 30a of the ground 30 excavated by the tip blade 3 is in a soft state. The lifting head 22 of the casting machine 20 applies a downward driving force F1 to the steel pipe pile 1 via the connection jig 10, causing it to penetrate into the ground 30.

なお、杭が木杭やコンクリート杭の場合には、木杭およびコンクリート杭に、凸部4を設けないため、接続治具10の係合溝部14に、木杭およびコンクリート杭は係合しないため、接続治具10を回転させないで実施してもよい。ただし、接続治具10を回転させたとしても、接続治具10には、治具本体12に回転自在に取り付けられた当接部材15が設けられているため(図2(b)参照)、接続治具10を回転させたとしても、木杭およびコンクリート杭は回転しない。 When the piles are wooden or concrete, the wooden and concrete piles do not have the protrusions 4, and therefore the wooden and concrete piles do not engage with the engagement grooves 14 of the connection jig 10, so the connection jig 10 may be performed without rotating. However, even if the connection jig 10 is rotated, the wooden and concrete piles will not rotate because the connection jig 10 is provided with the abutment members 15 rotatably attached to the jig body 12 (see FIG. 2(b)).

続く第2打設工程S3では、図6(a)に示すように、第1打設工程S2後、打設機20で、接続治具10を一方向(CW)にさらに回転させながら、螺旋翼13で地盤30を締め固めることにより地表31に陥凹部32を形成しつつ、陥凹部32に杭頭部が露出した状態で収容されるまで鋼管杭1をさらに打ち込む。 In the subsequent second casting step S3, as shown in FIG. 6(a), after the first casting step S2, the driving machine 20 further rotates the connection jig 10 in one direction (CW) while compacting the ground 30 with the helical blades 13 to form a depression 32 in the ground surface 31, and further drives the steel pipe pile 1 into the depression 32 until the pile head is contained in an exposed state.

なお、第2打設工程S3において、接続治具10では、治具本体12の下方開口11に上端部を挿入した鋼管杭1は、回転自在に取り付けられた当接部材15に当接しているが、鋼管杭1は凸部4が接続治具10の係合溝部14と係合し、鋼管杭1は接続治具10とともに回転するため、当接部材15の回転自在の機能は不要となっている。したがって、杭として鋼管杭1のみを使用する場合は、接続治具10の下方開口11の内部に位置する当接部材15、スラストベアリング17、Oリング18は不要となる。 In the second casting step S3, the steel pipe pile 1, whose upper end has been inserted into the lower opening 11 of the jig body 12 of the connection jig 10, abuts against the abutment member 15 attached so as to be freely rotatable. However, the protrusion 4 of the steel pipe pile 1 engages with the engagement groove 14 of the connection jig 10, and the steel pipe pile 1 rotates together with the connection jig 10, so the rotatable function of the abutment member 15 is unnecessary. Therefore, when only the steel pipe pile 1 is used as the pile, the abutment member 15, thrust bearing 17, and O-ring 18 located inside the lower opening 11 of the connection jig 10 are unnecessary.

第2打設工程S3では、図6(b)に示すように、鋼管杭1の打ち込み力F1が、所定値以上になったときに高止まりする。このような場合に、打設機20で、接続治具10を逆回転(CCW)させることにより、締め固めた地盤に対して螺旋翼13の螺旋の形状により生じる推進力F2を鋼管杭1の下方に加えて、鋼管杭1を地盤30に打ち込むことができる。鋼管杭1の打ち込み力F1とは、鋼管杭1を地盤30に打ち込むために要する力であり、たとえば荷重計などで測定してもよい。したがって、鋼管杭1の打ち込み力F1が、所定値以上になったときとは、たとえば、鋼管杭1の下端の先端翼3が、地盤30中の異物33に突き当たって鋼管杭1の貫入が困難になったとき、または、螺旋翼13で地盤30を締め固め過ぎて、地盤30に対して鋼管杭1の抵抗が大きくなり過ぎたときである。 In the second driving step S3, as shown in FIG. 6(b), the driving force F1 of the steel pipe pile 1 remains high when it reaches or exceeds a predetermined value. In such a case, the driving machine 20 rotates the connection jig 10 in the reverse direction (CCW), so that the driving force F2 generated by the spiral shape of the helical blade 13 against the compacted ground is applied to the lower part of the steel pipe pile 1, and the steel pipe pile 1 can be driven into the ground 30. The driving force F1 of the steel pipe pile 1 is the force required to drive the steel pipe pile 1 into the ground 30, and may be measured, for example, by a load meter. Therefore, when the driving force F1 of the steel pipe pile 1 reaches or exceeds a predetermined value, for example, when the tip blade 3 at the lower end of the steel pipe pile 1 hits a foreign object 33 in the ground 30, making it difficult to penetrate the steel pipe pile 1, or when the ground 30 is over-compacted by the helical blade 13, causing the resistance of the steel pipe pile 1 to the ground 30 to become too large.

このような場合、打設機20の昇降ヘッド22で接続治具10に打ち込み力F1を付与するとともに、接続治具10を逆回転させ、逆回転している螺旋翼13で鋼管杭1に下方への推進力F2を加えることで異物33を粉砕あるいは移動させ、鋼管杭1が高止まりした状態を回避して、貫入を続けることができる。この結果、鋼管杭1をより深く地中に貫入させることができ、鋼管杭1の貫入状態が安定する。 In such a case, the lifting head 22 of the driving machine 20 applies a driving force F1 to the connection jig 10, and the connection jig 10 is rotated in reverse, and the reverse-rotating helical blade 13 applies a downward propulsive force F2 to the steel pipe pile 1, crushing or moving the foreign object 33, preventing the steel pipe pile 1 from becoming stuck at a high level and allowing penetration to continue. As a result, the steel pipe pile 1 can be penetrated deeper into the ground, and the penetration state of the steel pipe pile 1 becomes stable.

第2打設工程S3により、図6(c)に示されるように、螺旋翼13で地盤を締め固めて陥凹部32を形成し、陥凹部32に杭頭部1bが露出した状態で収容される。杭頭部1bを収容する陥凹部32の周囲の地盤は、締め固められた地盤30bとなる。第2打設工程S3のあと、図7(a)に示されるように、陥凹部32内に砕石等の充填材34が充填され、図7(b)に示されるように、充填材34はタッピングランマ40により締め固められて補強部材35が形成される(補強工程S4)。補強部材35は、陥凹部32内において、杭頭部1bを埋設することにより形成される。補強部材35は、地盤30に対する鋼管杭1の支持を補強するものである。ここで、杭頭部1bを埋設するとは、杭頭部1b全体を埋設する場合ばかりでなく、たとえば、杭頭部1bの一部(たとえば端面)が露出し、それ以外の部分が埋設されていてもよい。締め固められた地盤により、陥凹部32の周囲には補強領域36が形成されるとともに、補強部材35を設けることにより、鋼管杭1の鉛直支持力を高めることができ、水平移動を抑制することができる。 In the second casting step S3, as shown in FIG. 6(c), the spiral blade 13 compacts the ground to form a depression 32, and the pile head 1b is accommodated in the depression 32 in an exposed state. The ground around the depression 32 that accommodates the pile head 1b becomes a compacted ground 30b. After the second casting step S3, as shown in FIG. 7(a), a filler 34 such as crushed stone is filled in the depression 32, and as shown in FIG. 7(b), the filler 34 is compacted by a tapping rammer 40 to form a reinforcing member 35 (reinforcing step S4). The reinforcing member 35 is formed by burying the pile head 1b in the depression 32. The reinforcing member 35 reinforces the support of the steel pipe pile 1 to the ground 30. Here, burying the pile head 1b does not only mean burying the entire pile head 1b, but also means that, for example, a part of the pile head 1b (for example, the end face) is exposed and the other part is buried. The compacted ground forms a reinforcement area 36 around the depression 32, and the provision of a reinforcing member 35 increases the vertical bearing capacity of the steel pipe pile 1 and suppresses horizontal movement.

補強工程S4の後、図7(c)に示されるように、補強部材35の上に、基礎45が安定した状態で構築される(S5)。基礎45を構築する場合、陥凹部32内の空間には土が埋め戻される。杭頭部1bが補強された補強部材35、杭頭部1bの上に構築されるものは基礎に限られるものでなく、建物を構成する躯体としての鋼柱や構造体であってもよい。 After the reinforcing step S4, as shown in FIG. 7(c), a foundation 45 is constructed in a stable state on the reinforcing member 35 (S5). When constructing the foundation 45, the space in the recess 32 is backfilled with soil. The reinforcing member 35 with the pile head 1b reinforced and what is constructed on the pile head 1b are not limited to foundations, but may be steel columns or structures that serve as the framework of a building.

つぎに、先端翼のない木杭またはコンクリート杭を、接続治具10を用いて打設する、第2実施形態の杭の打設工法について、図8から図10を参照して以下に説明する。なお、木杭やコンクリート杭は、図1に示される鋼管杭1とは異なり、木製軸部、コンクリート製軸部を有し、杭頭部1bの凸部4は無く、先端翼3も無い軸体で形成されている。以下、木杭1Aの打設を説明する。 Next, a pile driving method according to a second embodiment, in which a wooden pile or concrete pile without tip wings is driven using a connection jig 10, will be described below with reference to Figures 8 to 10. Note that unlike the steel pipe pile 1 shown in Figure 1, wooden piles and concrete piles have a wooden shaft portion and a concrete shaft portion, and are formed with a shaft body without a convex portion 4 at the pile head 1b and without tip wings 3. Driving a wooden pile 1A will be described below.

木杭1Aの打設工法は、図8(a)、(b)に示すように、木杭1Aを地盤30に鉛直に立設し、木杭1Aの上端部を接続治具10の治具本体12の下方開口11に挿入し、接続治具10に木杭1Aを装着する(装着工程S11)。この装着工程S11では、接続治具10は木杭1Aの上部に接続治具10が被せられた状態となっている。 As shown in Figures 8(a) and (b), the method of driving the wooden pile 1A involves setting the wooden pile 1A vertically in the ground 30, inserting the upper end of the wooden pile 1A into the lower opening 11 of the jig body 12 of the connecting jig 10, and attaching the wooden pile 1A to the connecting jig 10 (attaching step S11). In this attaching step S11, the connecting jig 10 is placed over the top of the wooden pile 1A.

この装着工程S11のあと、図8(b)、(c)に示すように、第1打設工程S12において、打設機20で木杭1Aを地盤30に打ち込みつつ、接続治具10の螺旋翼13を地表31に到達させる。この第1打設工程S12は、杭が木杭1Aであるため、接続治具10を回転させないで実施する。杭が木杭やコンクリート杭の場合、木杭1Aは接続治具10を回転させないで実施するため、地表31から地盤30に直接貫入される。なお、第1打設工程S12では、上述した如く、別の一般の接続治具を装着した(接続治具10を装着しない)状態で、打設機20を用いて鋼管杭1を打設してもよく、その途中まで、これを行い、それ以降、接続治具10を装着して第1打設工程S12を行ってもよい。 After this attachment step S11, as shown in Fig. 8 (b) and (c), in the first casting step S12, the wooden pile 1A is driven into the ground 30 by the casting machine 20 while the spiral blade 13 of the connection jig 10 reaches the ground surface 31. This first casting step S12 is performed without rotating the connection jig 10 because the pile is a wooden pile 1A. In the case of a wooden or concrete pile, the wooden pile 1A is directly penetrated into the ground 30 from the ground surface 31 because the connection jig 10 is not rotated. In the first casting step S12, as described above, the steel pipe pile 1 may be cast using the casting machine 20 with another general connection jig attached (without the connection jig 10 attached), or this may be performed halfway and then the connection jig 10 may be attached to perform the first casting step S12.

続く第2打設工程S13では、図9(a)に示されるように、第1打設工程S12後、打設機20で、接続治具10を一方向(CW)にさらに回転させながら、螺旋翼13で地盤30を締め固めることにより地表31に陥凹部32を形成しつつ、陥凹部32に杭頭部1bが露出した状態で収容されるまで鋼管杭1をさらに打ち込む。 In the subsequent second casting step S13, as shown in FIG. 9(a), after the first casting step S12, the casting machine 20 further rotates the connection jig 10 in one direction (CW) while compacting the ground 30 with the helical blades 13 to form a depression 32 in the ground surface 31, and further drives the steel pipe pile 1 into the depression 32 until the pile head 1b is contained in an exposed state in the depression 32.

第2打設工程S13では、木杭1Aは地盤30に固く貫入しているため、回転不能の状態となっている。しかしながら、接続治具10では、治具本体12の下方開口11に上端部を挿入した木杭1Aは、回転自在に取り付けられた当接部材15に当接しているため、木杭1Aに対して接続治具10は自由に回転できる。すなわち、木杭1Aを中心として、接続治具10は自由に正逆転できるようになっている。なお、杭として木杭1Aやコンクリート杭のみを用いる場合、接続治具10の治具本体12に形成された係合溝部14は不要である。 In the second casting step S13, the wooden pile 1A is firmly inserted into the ground 30 and is therefore unable to rotate. However, in the connection jig 10, the wooden pile 1A, whose upper end has been inserted into the lower opening 11 of the jig body 12, is in contact with the abutment member 15, which is attached so as to be freely rotatable, so the connection jig 10 can rotate freely relative to the wooden pile 1A. In other words, the connection jig 10 can rotate freely forward and backward around the wooden pile 1A. Note that if only wooden piles 1A or concrete piles are used as piles, the engagement groove 14 formed in the jig body 12 of the connection jig 10 is not necessary.

第2打設工程S13では、図9(b)に示されるように、木杭1Aの打ち込み力F1が、所定値以上になったときに、打設機20で、接続治具10を逆回転(CCW)させることにより、締め固めた地盤の土を螺旋翼13で掻き出しつつ、螺旋翼13の螺旋形状により生じる推進力F2を木杭1Aの下方に加えながら、木杭を地盤30に打ち込む。木杭1Aの打ち込み力F1とは、木杭1Aを地盤30に打ち込むために要する力である。したがって、木杭1Aの打ち込み力F1が、所定値以上になったときとは、たとえば、木杭1Aの下端が、地盤30中の異物33に突き当たって木杭1Aの貫入が困難になったとき、または、螺旋翼13で地盤30を締め固め過ぎて、地盤30に対して木杭1Aの抵抗が大きくなり過ぎたときである。 In the second casting process S13, as shown in FIG. 9(b), when the driving force F1 of the wooden pile 1A reaches or exceeds a predetermined value, the driving machine 20 rotates the connection jig 10 in the reverse direction (CCW), so that the compacted soil of the ground is scraped out by the helical blade 13, while the driving force F2 generated by the helical shape of the helical blade 13 is applied to the bottom of the wooden pile 1A, and the wooden pile is driven into the ground 30. The driving force F1 of the wooden pile 1A is the force required to drive the wooden pile 1A into the ground 30. Therefore, when the driving force F1 of the wooden pile 1A reaches or exceeds a predetermined value, for example, when the bottom end of the wooden pile 1A hits a foreign object 33 in the ground 30, making it difficult to penetrate the wooden pile 1A, or when the ground 30 is over-compacted by the helical blade 13, causing the resistance of the wooden pile 1A to the ground 30 to become too large.

このような場合、打設機20の昇降ヘッド22で接続治具10に打ち込み力F1を付与するとともに、接続治具10を逆回転させ、逆回転している螺旋翼13で木杭1Aに下方への推進力F2を加えることで異物33を移動させ、木杭1Aが高止まりした状態を回避して、貫入を続けることができる。この結果、木杭1Aをより深く地中に貫入させることができ、木杭1Aの貫入状態が安定する。 In such a case, the lifting head 22 of the driving machine 20 applies a driving force F1 to the connection jig 10, and the connection jig 10 is rotated in reverse, and the reverse-rotating helical blade 13 applies a downward driving force F2 to the wooden pile 1A, moving the foreign object 33 and preventing the wooden pile 1A from becoming stuck at a high level, allowing the penetration to continue. As a result, the wooden pile 1A can be penetrated deeper into the ground, and the penetration state of the wooden pile 1A becomes stable.

第2打設工程S13により、図9(c)に示されるように、螺旋翼13で地盤を締め固めて陥凹部32を形成し、陥凹部32に杭頭部1bが露出した状態で収容される。杭頭部1bを収容する陥凹部32の周囲の地盤は、締め固められた地盤30bとなる。第2打設工程S13のあと、図10(a)に示されるように、陥凹部32内に砕石等の充填材34が充填され、図10(b)に示されるように、充填材34はタッピングランマ40により転圧されて補強部材35が形成される(補強工程S14)。締め固められた地盤により、陥凹部32の周囲には補強領域36が形成されるとともに、補強部材35を設けることにより、鋼管杭1の鉛直支持力を高めることができ、水平移動を抑制することができる。 In the second casting step S13, as shown in FIG. 9(c), the spiral blade 13 compacts the ground to form a depression 32, and the pile head 1b is housed in the depression 32 in an exposed state. The ground around the depression 32 that houses the pile head 1b becomes compacted ground 30b. After the second casting step S13, as shown in FIG. 10(a), a filler 34 such as crushed stone is filled into the depression 32, and as shown in FIG. 10(b), the filler 34 is compacted by a tapping rammer 40 to form a reinforcing member 35 (reinforcing step S14). The compacted ground forms a reinforcing area 36 around the depression 32, and the provision of the reinforcing member 35 increases the vertical bearing capacity of the steel pipe pile 1 and suppresses horizontal movement.

補強工程S14の後、図10(c)に示されるように、補強部材35の上に、基礎45が安定した状態で構築される(S15)。基礎45を構築する場合、陥凹部32内の空間には土が埋め戻される。杭頭部1bが補強された補強部材35、杭頭部1bの上に構築されるものは基礎に限られるものでなく、建物を構成する躯体としての鋼柱や構造体であってもよい。 After the reinforcing step S14, as shown in FIG. 10(c), a foundation 45 is constructed in a stable state on the reinforcing member 35 (S15). When constructing the foundation 45, the space in the recess 32 is backfilled with soil. The reinforcing member 35 with the pile head 1b reinforced and what is constructed on the pile head 1b are not limited to foundations, but may be steel columns or structures that serve as the framework of a building.

以上、述べたように、本発明の杭の打設工法によれば、杭の杭頭部1bに合わせて陥凹部32を締め固めた地盤30bで形成し、陥凹部32内に補強部材35を設けることで杭頭部1bを補強し、杭の鉛直支持力を高めることができ、水平移動を抑制することができる。また、杭の高止まり状態が発生したとき、杭の地盤への貫入を改善して貫入状態を安定させることができる。さらに、陥凹部32は締め固めて形成するため、残土排出量を削減でき、残土処分費を低減できる。 As described above, according to the pile driving method of the present invention, a depression 32 is formed in the compacted ground 30b to match the pile head 1b of the pile, and a reinforcing member 35 is provided within the depression 32 to reinforce the pile head 1b, thereby increasing the vertical bearing capacity of the pile and suppressing horizontal movement. In addition, when the pile becomes stuck at a high level, the penetration of the pile into the ground can be improved and the penetration state can be stabilized. Furthermore, because the depression 32 is formed by compaction, the amount of waste soil discharged can be reduced, and the cost of disposing of the waste soil can be reduced.

さらに、本発明の接続治具によれば、接続治具10の係合溝部14に鋼管杭1の凸部4を係合させ、接続治具10とともに鋼管杭1を回転させるため、先端翼3により鋼管杭1の貫入が促進されるとともに、高止まりを改善できる。また、木杭1Aやコンクリート杭の場合には、高止まりが発生しても、接続治具10を逆回転させ、螺旋翼のネジ効果を利用して木杭1Aを回転させることなく、地盤に打ち込むことができる。 Furthermore, according to the connection jig of the present invention, the protrusion 4 of the steel pipe pile 1 is engaged with the engagement groove 14 of the connection jig 10, and the steel pipe pile 1 is rotated together with the connection jig 10, so that the tip blade 3 promotes the penetration of the steel pipe pile 1 and improves the high-level retention. In addition, in the case of wooden piles 1A and concrete piles, even if high-level retention occurs, the connection jig 10 can be rotated in the reverse direction and the screw effect of the helical blade can be used to drive the wooden pile 1A into the ground without rotating it.

このように、実施形態によれば、第1および第2実施形態のいずれの場合であっても、第2打設工程では、接続治具10を一方向にさらに回転させながら、螺旋翼13で地盤30を締め固めつつ、鋼管杭1(木杭1A)がさらに打ち込まれるので、杭周面の地盤の密度増大により、杭周面の摩擦力が高め、杭の引き抜き力を高めることができる。杭頭部1bに隣接して地盤に埋設された鋼管杭1(木杭1A)の部分は、締め固められた地盤30により支持されるので、地盤30に対する鋼管杭1(木杭1A)の支持力を高めることができる。この結果、排土しながら打設したものに比べて、鋼管杭1(木杭1A)の鉛直支持力を高めることができ、水平移動を抑制することができる。また、陥凹部32は、螺旋翼13で地盤30を締め固めることにより地表31に形成されるので、たとえば、雨水等が陥凹部32に溜ったとしても、雨水等が地盤30に浸み込み難く、緩まないため、鋼管杭1(木杭1A)の支持状態を安定して保持することができる。 Thus, according to the embodiment, in both the first and second embodiments, in the second driving step, the connection jig 10 is further rotated in one direction while the helical blade 13 compacts the ground 30 and the steel pipe pile 1 (wooden pile 1A) is further driven in, so that the frictional force around the pile is increased by the increased density of the ground around the pile, and the pull-out force of the pile can be increased. The part of the steel pipe pile 1 (wooden pile 1A) buried in the ground adjacent to the pile head 1b is supported by the compacted ground 30, so the bearing force of the steel pipe pile 1 (wooden pile 1A) against the ground 30 can be increased. As a result, the vertical bearing force of the steel pipe pile 1 (wooden pile 1A) can be increased and horizontal movement can be suppressed compared to when the steel pipe pile 1 (wooden pile 1A) is driven in while removing soil. In addition, the depression 32 is formed on the ground surface 31 by compacting the ground 30 with the helical blade 13. Therefore, even if rainwater or the like accumulates in the depression 32, the rainwater or the like is unlikely to seep into the ground 30 and will not loosen, so the support state of the steel pipe pile 1 (wooden pile 1A) can be stably maintained.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。本発明は、或る実施形態の構成を他の実施形態の構成に追加したり、或る実施形態の構成を他の実施形態と置換したり、或る実施形態の構成の一部を削除したりすることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design modifications can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention allows the configuration of one embodiment to be added to the configuration of another embodiment, the configuration of one embodiment to be replaced with another embodiment, or part of the configuration of one embodiment to be deleted.

たとえば、陥凹部32内において、杭頭部を砕石で埋設して地盤に対する杭の支持を補強するための補強部材を設ける例を示したが、砕石に限られるものでなく、生コン、モルタル等を用いて補強部材を設けてもよく、たとえば、コンクリートブロックなどのプレキャスト材を補強部材として配置してもよい。 For example, in the example shown, the pile head is buried in crushed stone in the recess 32 to provide a reinforcing member for reinforcing the support of the pile against the ground, but the reinforcing member is not limited to crushed stone, and ready-mixed concrete, mortar, etc. may be used to provide the reinforcing member. For example, precast materials such as concrete blocks may be placed as reinforcing members.

1:鋼管杭(杭)、1A:木杭(杭)、コンクリート杭(杭)、1a:上端部、1b:杭頭部、3:先端翼、4:凸部、10:接続治具、11:下方開口、12:治具本体、13;螺旋翼、14:係合溝部、15:当接部材、17:スラストベアリング、20:打設機、30:地盤、31:地表、32:陥凹部、33:異物、34:充填材(砕石)、35:補強部材、36:補強領域、F1:打ち込み力、F2:推進力 1: Steel pipe pile (pile), 1A: Wooden pile (pile), Concrete pile (pile), 1a: Upper end, 1b: Pile head, 3: Tip wing, 4: Convex part, 10: Connection jig, 11: Lower opening, 12: Jig body, 13: Spiral wing, 14: Engagement groove, 15: Contact member, 17: Thrust bearing, 20: Casting machine, 30: Ground, 31: Ground surface, 32: Depression, 33: Foreign object, 34: Filling material (crushed stone), 35: Reinforcing member, 36: Reinforcing area, F1: Driving force, F2: Driving force

Claims (5)

地盤に打設機で杭を打設する杭の打設工法であって、
前記打設機は、前記杭の上端部に接続される接続治具を有しており、
前記接続治具は、
前記杭の上端部を挿入するための下方開口を有し、上方が閉じた円筒状の治具本体と、
前記治具本体の外周面から外方に突出し、前記杭の軸線まわりの一方向に回転したとき前記治具本体外周の土を下方に押し込み、前記一方向に対して逆方向に回転したときに、前記治具本体外周の土を上方に掻き出す螺旋翼と、を備えており、
前記打設工法は、
前記打設機で、前記螺旋翼が地表に到達する位置まで前記杭を前記地盤に打ち込む第1打設工程と、
前記第1打設工程後、前記打設機で、前記接続治具を前記一方向に回転させながら、前記螺旋翼で前記地盤を締め固めることにより前記地表に陥凹部を形成しつつ、前記陥凹部に杭頭部が露出した状態で収容されるまで前記杭をさらに打ち込む第2打設工程と、を含むことを特徴とする杭の打設工法。
A pile driving method in which piles are driven into the ground using a driving machine,
The driving machine has a connection jig connected to the upper end of the pile,
The connection jig is
A cylindrical jig body having a lower opening for inserting the upper end of the pile and a closed upper portion;
A helical blade protruding outward from the outer peripheral surface of the jig body, which pushes the soil on the outer periphery of the jig body downward when rotated in one direction around the axis of the pile, and scrapes the soil on the outer periphery of the jig body upward when rotated in the opposite direction to the one direction,
The casting method is as follows:
A first driving step of driving the pile into the ground to a position where the helical blade reaches the ground surface by the driving machine;
a second driving step in which, after the first driving step, the driving machine rotates the connecting jig in the one direction while compacting the ground with the helical blade to form a depression in the ground surface, and further drives the pile until the pile head is contained in the depression with an exposed head.
前記第2打設工程において、前記杭の打ち込み力が、所定値以上になったときに、前記打設機で、前記接続治具を逆回転させることにより、前記締め固めた地盤に対して前記螺旋翼の螺旋形状により生じる推進力を前記杭の下方に加えながら、前記杭を地盤に打ち込むことを特徴とする請求項1に記載の杭の打設工法。 The pile driving method according to claim 1, characterized in that, in the second driving step, when the driving force of the pile reaches or exceeds a predetermined value, the driving machine rotates the connection jig in the reverse direction, thereby driving the pile into the ground while applying a driving force generated by the spiral shape of the spiral blade to the bottom of the pile against the compacted ground. 前記第2打設工程後に、前記陥凹部内において、前記杭頭部を埋設することにより、前記地盤に対する前記杭の支持を補強する補強部材を設けることを特徴とする請求項1に記載の杭の打設工法。 The pile driving method according to claim 1, characterized in that after the second driving step, a reinforcing member is provided to reinforce the support of the pile against the ground by burying the pile head in the recess. 請求項1~3のいずれか一項に記載の杭の打設工法に用いられる前記接続治具であり、
前記杭は、木杭またはコンクリート杭であり、
前記治具本体には、前記杭の前記上端部を挿入した状態で、前記上端部の端面に当接する当接部材が設けられており、
前記当接部材は、軸受を介して、前記治具本体に回転自在に取り付けられていることを特徴とする接続治具。
The connection jig used in the pile driving method according to any one of claims 1 to 3,
The pile is a wooden pile or a concrete pile,
The jig body is provided with an abutment member that abuts against an end surface of the upper end portion when the upper end portion of the pile is inserted,
The connecting jig, wherein the abutment member is rotatably attached to the jig body via a bearing.
請求項1~3のいずれか一項に記載の杭の打設工法に用いられる前記接続治具であり、
前記杭は、先端翼が形成された鋼管杭であり、
前記治具本体には、前記鋼管杭に形成された凸部に係合する係合溝部が形成されており、
前記先端翼により前記杭が貫入する回転方向に、前記一方向が一致するように、前記螺旋翼が形成されていることを特徴とする接続治具。
The connection jig used in the pile driving method according to any one of claims 1 to 3,
The pile is a steel pipe pile having a tip wing formed thereon,
The jig body has an engagement groove portion that engages with a convex portion formed on the steel pipe pile,
A connection jig, characterized in that the helical wing is formed so that the one direction coincides with the rotational direction in which the tip wing penetrates the pile.
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