JP2565025Y2 - 杭打設工法等に用いられる高圧流体噴射用ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、所謂ウォータジェット
併用の杭打設工法等に用いられる高圧流体噴射用ノズル
に係り、詳しくは、導水管の先端側に脱着可能に装着さ
れるジェットノズルと呼ばれるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、矢板杭や鋼管杭等の杭を地盤に
打ち込む際、工事現場において発生する騒音や振動を最
小限に抑えるべく、及び、杭を硬質地盤にも容易に打ち
込めるようにすべく、ウォータジェット併用の杭打設工
法が提案されている。このウォータジェット併用の杭打
設工法は、図９及び図１０に杭打設装置として振動杭打
機１０を使用した場合の一例が示される如くに、導水管
２２の先端にノズルホルダー８０を介して高圧流体噴射
用ノズル（以下単にノズルと称す）７０を装着するとと
もに、鋼矢板２０等の杭に導水管２２（ここでは２本）
を緊締バンドあるいは溶接接合等の適宜の固定手段（図
示省略）により取り付け、この導水管２２が取り付けら
れた鋼矢板２０を、図１０に示される如くに、クレーン
等にフック１２を介して吊持された振動杭打機１０のチ
ャック１４に挟持させて杭打ち場所に立て、振動杭打機
１０を作動させて鋼矢板２０に上下方向の振動を与えつ
つ下降させるとともに、高圧流体供給装置１５から吐出
される高圧水をホース１７及び分配管２４を介して２本
の導水管２２に導く。

【０００３】それにより、ノズル７０の噴射口７２から
杭打ち込み方向に向けて高圧水が噴射され、鋼矢板２０
と地盤との間にジェット水の水壁が形成されるので、た
とえ硬質地盤であっても杭２０を容易に打設できる。そ
して、鋼矢板２０の所定深さまでの打ち込みが完了する
と、振動杭打機１０を鋼矢板２０から離し、高圧流体供
給装置１５から導水管２２への高圧水圧送を停止させ、
しかる後、使用した導水管２２を他の杭（鋼矢板２０）
の打設に再使用すべく、導水管２２の固定手段を緩める
か外すかして鋼矢板２０を地盤中に残したまま導水管２
２をクレーン等で引っ張り上げて鋼矢板２０から切り離
すようにされる。

【０００４】なお、ウォータジェット併用の杭打設装置
に使用される杭打機は、上記振動杭打機だけでなく、圧
入式、及び衝撃式（ディーゼルハンマー等）のものも使
用される。また、ウォータジェットは、上記のように杭
を打設するときだけに限らず、杭を引き抜く場合に、杭
の周辺の地盤を緩めるためにも使用する。その際には、
ノズルを装着した導水管のみ、あるいはノズルを装着し
た導水管を補強材（型鋼等）に取り付けて使用する。

【０００５】さらに、上記した例において、鋼矢板２０
に取り付けられた導水管２２は鋼矢板２０とともに地盤
中に埋め込まれたまままで放置される場合もあるし、ま
た、パイロット杭（ダミー杭，先導杭）と呼ばれる、通
常の杭を打ち込み易くするためにその打設に先立って硬
質地盤に打ち込まれ、適当な穴を穿設した後引き抜かれ
るものに取り付けられる導水管２２は、パイロット杭に
固定されたままでそれと一緒に引き抜かれ、再使用に供
される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述の如く
のウォータジェット併用の杭打設工法において、導水管
２２の先端に円筒状のノズルホルダー８０を介して装着
されるノズル７０は、図７及び図８にその一例が詳細に
示される如くに、内周部に中心軸線に沿って貫通する所
定の口径の噴射口７２が形成され、後端側の外周部にノ
ズルホルダー８０に形成された雌ねじ部に螺合する雄ね
じ部３６が形成されるとともに、先端側の外周部に、一
般的な片口スパナやボックススパナ９０の凹形頭部９５
が嵌め合わせられる装着・脱着用のナット状の嵌合壁面
部（ここでは断面正方形）７４が形成されている。１し
かしながら、上記のように外周部にボックススパナ等が
嵌合する装着・脱着用の嵌合壁面部が形成された従来の
ノズルにあっては、それが導水管とともに地盤中に打ち
込まれるとき、導水管の最先端に位置していることか
ら、地盤の摩擦抵抗や硬質物との衝突等により摩耗・損
耗を受け易い。そして、通常、導水管等は再使用に供さ
れるので、ノズルが大きく摩耗・損耗したときには、こ
のノズルだけをノズルホルダーから外して交換する必要
がある。

【０００７】ところが、ノズルの摩耗・損耗は通常その
先端だけではなく側面にも及ぶので、ノズルを何回か使
用するうちに、上記嵌合壁面部が摩耗・損耗して変形し
たり角がとれて丸くなってくる。このように嵌合壁面部
が摩耗・損耗すると、それを脱着する際、スパナ類が嵌
合壁面部に噛み合わず、適正に嵌合しなくなるので、ノ
ズルの脱着が困難となり、ノズル交換に難渋し、ノズル
だけでなく導水管、ノズルホルダーも再使用ができなく
なるといった不具合が生じるとともに、それを避けるべ
く、ノズルが大きく摩耗・損耗する以前にノズル交換を
行うようにすると、ノズルの使用回数が大幅に低下する
とともに、ノズル交換頻度が高くなるため、杭打設に伴
う施工コストが上昇してしまうといった問題が生じる。

【０００８】一方、上記した導水管、ノズルホルダー、
ノズルの外径は、通常、それらの側面摩擦抵抗を最小限
にすべく同一とされていて、導水管を前述したパイロッ
ト杭に取り付ける場合には、導水管の外側面をパイロッ
ト杭に押し当てた状態で溶接により接合するのが一般的
である。ところが、パイロット杭は打ち込み終了後にお
いても導水管を切り離さないで接合したままで再使用さ
れるものであるから、上記のようして導水管が接合され
たもとでは、ノズルもその外側面がパイロット杭に押し
当てられたままとなり、その嵌合外壁面部にスパナ類を
適正に当てがうことができなくなってノズルの脱着、交
換が困難となるという問題もあった。

【０００９】かかる点に鑑み本考案は、スパナ類が嵌め
合わせられる装着・脱着用の嵌合壁面部が地盤の摩擦抵
抗等による摩耗・損耗を受け難くなるようにして、導水
管等からの脱着を容易に行えるようにされ、併せてその
使用耐久回数の増加を図れるとともに、導水管が杭に接
合されたままでもスパナ類でノズルの脱着、交換を容易
に行えるようにされた、杭打設工法等に用いられる高圧
流体噴射用ノズルを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本考案に係る杭打設工法等に用いられる高圧流体噴
射用ノズルは、導水管の先端側に脱着可能に装着され、
外部の高圧流体供給装置から上記導水管を介して圧送さ
れる高圧流体を地盤中に噴射させながら打ち込まれる、
杭打設工法等に用いられるものであって、上記高圧流体
を上記導水管の長手方向に沿って噴射する噴射口が形成
されるとともに、この噴射口内に、角棒状のスパナ類の
頭部が嵌め合わせられる装着・脱着用の嵌合壁面部が形
成されていることを特徴としている。

【００１１】本考案の高圧流体噴射用ノズルにおいて、
嵌合内壁面部の形状は、特に限定はされないが、汎用さ
れている頭部断面形状が六角形や正方形の棒スパナに対
応させた形状となすことが望ましい。なお、本考案に係
る高圧流体噴射用ノズルは、導水管の先端側に取り付け
られた状態で地盤中に打ち込まれるのであるが、その打
ち込み作業には、各種の杭打設装置、例えば、振動式、
圧入式、衝撃式のもの等を使用できる。また、導水管に
取り付けられる本考案に係るノズルは、上記のように杭
を打設するときだけに限らず、杭を引き抜く場合に、杭
の周辺の地盤を緩めるためにも使用され、その際には、
当該ノズルを装着した導水管のみ、あるいはノズルを装
着した導水管を補強材（型鋼等）に取り付けて使用す
る。

【００１２】さらに、パイロット杭と呼ばれる、通常の
杭を打ち込み易くするためにその打設に先立って硬質地
盤に打ち込まれ、適当な穴を穿設した後引き抜かれるも
のに取り付けられる導水管及びノズルは、そのパイロッ
ト杭に固定されたままでそれと一緒に引き抜かれ、再使
用に供される。

【００１３】

【作用】上述の如くの構成とされた本考案に係る杭打設
工法等に用いられる高圧流体噴射用ノズルでは、装着・
脱着用の嵌合壁面部が噴射口内に形成されているので、
噴射口から噴射される高圧流体による多少の摩耗は受け
るものの、ノズル外周部に形成された従来の嵌合壁面部
に比して、地盤の摩擦抵抗等による摩耗・損耗は極めて
受け難くなる。

【００１４】そのため、装着・脱着用の嵌合壁面部が摩
耗・損耗によって変形したり角がとれて丸くなることが
極めて効果的に回避され、脱着時にスパナ類を嵌合壁面
部に適正に嵌合させ得、それによってノズル交換を容易
に行え、併せて、ノズルの使用耐久回数が大幅に増加
し、さらに、導水管が杭に接合されたままでもスパナ類
でノズルの脱着、交換を容易に行え、その結果、杭打設
に伴う施工コストの上昇が抑えられる。

【００１５】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図４は、本考案に係る高圧流体噴射用ノズル３
０が適用された鋼矢板形のパイロット杭４５を示してい
る。このパイロット杭４５は、通常の杭（鋼矢板２０）
を打ち込み易くするためにその打設に先立って硬質地盤
に打ち込まれ、適当な穴を穿設した後引き抜かれるもの
で、通常の断面コ字形もしくはハット形で両側端縁に同
種の杭を横並びに連設するための折り返し係合縁部２６
が設けられた鋼矢板２０の先端に強張力鋼からなる先導
補強杭部材２５を取り付けたものである。

【００１６】この先導補強杭部材２５は、鋼矢板２０に
おける折り返し係合縁部２６がなく、それを縦方向に通
し得る程度の間隔があけられた左右一対の並列板縁部２
７が突設され、かつ、この先導補強杭部材２５の先端に
は図示はされていないが、補強のため耐摩耗性の優れた
タンガロイ肉盛溶接が施されている。そして、上記パイ
ロット杭４５における鋼矢板２０の底面と側面とで形成
される左右のコーナー部分に、前述した図９及び図１０
に示されるものと同じ鋼管からなる２本の導水管２２が
上端部で分配管２４に接続された状態でそれぞれタップ
付け溶接により接合されており、この導水管２２の先端
部に、図１、図２に示される如くに、ノズルホルダー４
０の後端嵌挿部４１が溶接により水密的に接合され、こ
のノズルホルダー４０の先端側に、図６に詳細に示され
る如くの、本実施例の高圧流体噴射用ノズル３０が脱着
可能に装着されている。

【００１７】なお、上記導水管２２、ノズルホルダー４
０、及びノズル３０は、側面摩擦抵抗を軽減すべく、同
一外径とされていて、その外径はここでは４０〜５０ｍ
ｍ程度とされている。また、杭に取り付けられる導水管
２２の本数はここでは２本とされているが、その本数は
地盤の硬度（Ｎ値）応じて増設してもよい。ただし、導
水管２２に高圧水を供給する高圧流体供給装置の吐出能
力には限界があるので、導水管２２を増設する場合には
それに合わせて適宜高圧流体供給装置を増設することが
望ましい。さらに、ノズル３０の先端は地盤の硬度等に
応じて杭４５の先端から０〜１０ｍｍ程度上側に離隔さ
せることが望ましい。

【００１８】上記導水管２２の先端側に円筒状のノズル
ホルダー４０を介して脱着可能に装着されるノズル３０
には、その後端側に上記ノズルホルダー４０の先端側内
周に形成された雌ねじ部４２（図２）に螺合する雄ねじ
部３６が形成され、また、その中心軸線を通るように噴
射口３２が穿孔され、さらに、その先端部には補強のた
めタンガロイ肉盛り溶接部３７が噴射口３２の先端部を
包囲するように環状に設けられている。

【００１９】上記ノズルホルダー４０に形成された雌ね
じ部４２とノズル３０に形成された雄ねじ部３６とは、
それらが管用テーパねじ（ＰＴねじ）で形成されている
と、杭打ち込み時にノズルホルダー４０の雌ねじ部４２
が損傷し易く、それらの螺合部から水漏れが発生するお
それがあるので、本例ではそれらが管用平行ねじ（ＰＦ
ねじ）で形成され、かつ、ノズルホルダー４０の先端部
とノズル３０後部との間には、それらの密着性を高め、
緩み止めと水漏れ防止を図るため、Ｏリング３９が介装
されている。

【００２０】そして、ノズル３０の噴射口３２は、後端
側から順次、漏斗状壁面部、狭窄筒状壁面部、嵌合壁面
部３５、及び短円筒状壁面部が連ねられて形成されてい
る。上記嵌合壁面部３５は、噴射口３２の一部を構成す
るとともに、図３に示される如くにその断面形状が正六
角形とされていて、ノズル３０をノズルホルダー４０に
対して装着・脱着する際、図１に示される如くの汎用の
六角棒スパナ６０における断面正六角形状の頭部６５が
ノズル先端側から挿入されて嵌め合わせられるようにな
っている。

【００２１】上記のような構成を有するパイロット杭４
５の施工は、前述した図１０に示される従来のウォータ
ジェット併用の杭打設工法と同様に、導水管２２が溶接
接合されたパイロット杭４５を、振動杭打機１０のチャ
ック１４に挟持させて杭打ち場所に建て、振動杭打機２
０を作動させて鋼矢板２０に上下方向の振動を与えつつ
下降させるとともに、高圧流体供給装置１５から吐出さ
れる高圧水をホース１７及び分配管２４を介して２本の
導水管２２に導き、ノズル３０の噴射口３２から杭打ち
込み方向に向けて高圧水を噴射させて、杭４５と地盤と
の間にジェット水の水壁を形成しながら打ち込む。

【００２２】そして、杭４５の所定深さまでの打ち込み
が完了すると、パイロット杭４５を挟持したままの振動
杭打機１０をクレーン等で引き上げ、使用したパイロッ
ト杭４５を再使用に供する。ここで、パイロット杭４５
に使用したノズル３０が大きく摩耗・損耗している場合
には、そのノズル３０のみをノズルホルダー４０から外
して新しいものに交換する。ノズル３０の脱着・装着作
業は、振動杭打機１０の作動及び高圧流体供給装置１５
から導水管２２への高圧水圧送を停止させたもとで、図
１に示される如くに、ノズル３０の先端側から六角棒ス
パナ６０の頭部６５を噴射口３２内に挿入して、嵌合壁
面部３５に嵌め合わせて回転させる。それにより、ノズ
ル３０がノズルホルダー４０から外される。続いて、新
しいノズル３０の嵌合壁面部３５に上記六角棒スパナ６
０の頭部６５を嵌合させて回転させることにより、ノズ
ル３０の雄ねじ部３６がノズルホルダー４０の雌ねじ部
４２に螺合せしめられてノズル３０がノズルホルダー４
０に装着され、次の杭打作業に供される。

【００２３】上述の如くの構成とされた本実施例のノズ
ル３０において、装着・脱着用の嵌合壁面部３５は、噴
射口３２内に形成されているので、噴射口３２から噴射
される高圧流体による多少の摩耗は受けるものの、ノズ
ル外周部に形成された従来の嵌合壁面部に比して、杭打
ち込み時における地盤の摩擦抵抗等による摩耗・損耗は
極めて受け難くなる。

【００２４】また、噴射口３２内に嵌合壁面部３５が形
成されていることから、パイロット杭４５のように導水
管２２が杭に直接接合されている場合でも、角棒状のス
パナ類の頭部を容易に嵌合壁面部３５に嵌め合わせるこ
とができる。そのため、装着・脱着用の嵌合壁面部３５
が摩耗・損耗によって変形したり角がとれて丸くなるこ
とが極めて効果的に回避され、脱着時にスパナ類を嵌合
壁面部に適正に嵌合させ得、それによってノズル交換を
容易に行え、併せて、ノズルの使用耐久回数が大幅に増
加し、さらに、導水管２２が杭に接合されたままでもス
パナ類でノズルの脱着、交換を容易に行え、その結果、
杭打設に伴う施工コストが上昇が抑えられる。

【００２５】図５は、本考案に係る高圧流体噴射用ノズ
ル３０を通常の鋼矢板２０に適用したもので、この例で
は、上述の例と同様に２本の導水管２２の頂部を分配管
２４で連結するとともに、その先端にノズルホルダー４
０を介して３０を装着するが、各導水管２２は、複数の
取着金具５１及びストッパ５２で鋼矢板２０の底面と側
面とで形成される左右のコーナー部分に取り付けられて
いる。すなわち、取着金具５１は、導水管２２、ノズル
ホルダー４０、ノズル３０を上方へ引き抜くことができ
る程度の押圧力をもって導水管２２の側周面に当接する
円筒面部とこの円筒面部の両端に設けられた、鋼矢板２
０の底面及び側面に溶接接合された接合面部とからなっ
ており、また、ストッパ５２は、Ｌ字形とされていて、
一方の面部が鋼矢板２０の底面にボルト５４で取り外し
可能に止められ、他方の面部が２本の導水管２２を連結
する分配管２４に当接するようにされている。

【００２６】このようにして導水管２２が取り付けられ
た鋼矢板２０は、前述のものと同様にして振動杭打機１
０により地盤中に打ち込まれる。このとき、導水管２２
の浮き上がりがストッパ５２で阻止され、導水管２２は
鋼矢板２０とともに地盤中に打ち込まれる。そして、鋼
矢板２０の所定深さまでの打ち込みが完了すると、振動
杭打機１０を鋼矢板２０から離し、高圧流体供給装置１
５から導水管２２への高圧水圧送を停止させ、しかる
後、使用した導水管２２を他の鋼矢板２０の打設に再使
用すべく、ボルト５４を緩めてストッパ５２を取り外
し、鋼矢板２０を地盤中に残したまま、分配管２４、導
水管２２、ノズルホルダー４０、ノズル３０を一体的に
クレーン等で引っ張り上げて鋼矢板２０から切り離すよ
うにされる。

【００２７】そして、使用したノズル３０が大きく摩耗
・損耗している場合には、そのノズル３０のみをノズル
ホルダー４０から外して新しいものに交換する。ノズル
３０の脱着・装着作業は、鋼矢板２０から引き抜かれた
外された導水管２２の先端に取り付けられたノズルホル
ダー４０に螺合しているノズル３０の先端側から、上述
の例と同様に、六角棒スパナ６０の頭部６５を噴射口３
２内に挿入して、嵌合壁面部３５に嵌め合わせことによ
り行われる。

【００２８】なお、上述した例においては、杭打設装置
として、振動杭打機が使用されているが、その他、圧入
式（リーダー）、衝撃式（ディーゼルハンマー）のもの
等を使用してもよい。また、本考案に係る高圧流体噴射
用ノズルは、上述した例のように杭を打設するときだけ
に限らず、杭を引き抜く場合に、杭の周辺の地盤を緩め
るためにも使用され、その際には、当該ノズルを装着し
た導水管のみ、あるいはノズルを装着した導水管を補強
材（型鋼等）に取り付けて使用するようにされる。

【００２９】

【考案の効果】以上の説明から明らかな如く、本考案に
係る杭打設工法に用いられる高圧流体噴射用ノズルは、
装着・脱着用の嵌合壁面部が噴射口内に形成されている
ので、嵌合壁面部が地盤の摩擦抵抗等による摩耗・損耗
を受け難くされ、嵌合壁面部が杭打ち込み時に変形した
り角がとれて丸くなる事態が極めて効果的に回避され、
そのため、ノズルの脱着・装着を容易に行え、その使用
耐久回数の増加を図れるとともに、導水管が杭に接合さ
れたままでもスパナ類で脱着、交換を容易に行えるとい
う優れた効果がが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のノズルの脱着・装着操作の説明に供さ
れる図。

【図２】実施例のノズル及びノズルホルダーを示す縦断
面図。

【図３】実施例のノズルの底面図。

【図４】実施例のノズルを鋼矢板形のパイロット杭に適
用した状態を示す斜視図。

【図５】実施例のノズルを鋼矢板に適用した状態を示す
斜視図。

【図６】本考案に係るノズルの一実施例を示す斜視図。

【図７】従来のノズルの一例を示す斜視図。

【図８】従来のノズルの脱着・装着操作の説明に供され
る図。

【図９】従来のノズルを鋼矢板に適用した状態を示す斜
視図。

【図１０】ウォータジェット併用の杭打設工法の説明に
供される図。

【符号の説明】

１０−振動杭打機 １５−高圧水供給装置 ２０−鋼矢板 ２２−導水管 ２４−分配管 ３０−ノズル ３２−噴射口 ３５−嵌合壁面部 ３６−雄ねじ部 ４０−ノズルホルダー ４２−雌ねじ部 ４５−パイロット杭 ５１−取着金具 ５２−ストッパ ６０−六角棒スパナ ６５−頭部

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導水管の先端側に脱着可能に装着され、
   外部の高圧流体供給装置から上記導水管を介して圧送さ
   れる高圧流体を地盤中に噴射させながら打ち込まれる、
   杭打設工法等に用いられる高圧流体噴射用ノズルであっ
   て、 上記高圧流体を上記導水管の長手方向に沿って噴射する
   噴射口が形成されるとともに、この噴射口内に、角棒状
   のスパナ類の頭部が嵌め合わせられる装着・脱着用の嵌
   合壁面部が形成されていることを特徴とする高圧流体噴
   射用ノズル。