JP2617267B2

JP2617267B2 - 鋼管杭の岩盤定着工法

Info

Publication number: JP2617267B2
Application number: JP5026481A
Authority: JP
Inventors: 森幸嶋井; 啓介大津
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1997-06-04
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JPH06240669A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤をその下方の岩盤
まで掘削し、鋼管杭をその岩盤に定着するための方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤下の岩盤に鋼管杭を定着させるた
め、従来は、図１８−２２で示す様な工法を行ってい
た。すなわち、打ち込むべき鋼管杭（本杭）よりも一廻
り大きいケーシング１を地盤（例えば堆積土層）２中を
岩盤３直前まで打ち込む（図１８）。そして、岩盤３中
を掘削機４により掘削し（図１９）、岩盤中に穿孔され
た掘削孔５内に固結剤（例えばモルタル）Ｆを注入する
（図２０）。所定量の固結剤Ｆが注入された後に、ケー
シング２の内部空間を介して本杭６を打ち込む（図２
１）。ここで本杭６の打ち込みは、該杭６が掘削孔５の
底部５Ｂに当接するまで行われる。杭打ち込みが完了し
た後、所謂「養生期間」だけ放置する。養生期間経過
後、ケーシング１を矢印Ｕで示す方向に引き抜く（図
１）。この時点においては、本杭（鋼管杭）６は既に固
結剤Ｆにより岩盤３に固定されている。

【０００３】しかし、この様な従来技術ではケーシング
の使用が必要不可欠であるため、上述した様な多数の複
雑な工程を行わなければならず、それに伴う各種不都合
が存在する。特に、ケーシング引き抜き及びそれに先立
つ「養生期間」が施工時間の約６０−７０％を占めてお
り、施工に長時間を要する主要因となっていた。

【０００４】また特開昭５７−１７４５２９号公報には
鋼管杭の先端にノズルを設け、そのノズルから固結剤を
注入する技術が開示されている。しかしながら、かかる
公知技術では、鋼管杭を固定するために比較的に多量の
固結剤を必要とし、またいわゆる球根を構築するもので
あるから岩盤との定着には不向きである。

【０００５】また、特開平３−１０３５９２号公報に
は、掘削装置において、削孔機をケーシングに穿孔させ
て挿入する鋼管杭の中堀を行い、その後にケーシングを
圧入する技術が開示されている。しかしながらかかる公
知技術では、鋼管杭を岩盤に定着させることはできな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、ケーシングを用いることなく鋼管杭を脆弱地盤の
下方の岩盤に簡単かつ容易に定着させることができる鋼
管杭の岩盤定着工法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、脆弱地
盤下の岩盤に鋼管杭を定着させるための鋼管杭の岩盤定
着工法において、先端部分にビットを取り付けて鋼管表
面よりも半径方向外側の部分も掘削可能に構成した鋼管
杭により岩盤を切削しながら回転・押込んで岩盤に鋼管
杭より大きい掘削孔を穿設し、その穿設した掘削孔と鋼
管杭との間をシール手段でシールし、次いで鋼管杭の内
部から固結剤を供給して前記掘削孔と鋼管杭との間の空
間に固結剤を充填し、もって鋼管杭を岩盤に一体的に結
合するようになっている。

【０００８】さらに本発明によれば、鋼管杭のみでは岩
盤に貫入出来ない場合に、鋼管杭の中堀を行うようにな
っている。

【０００９】ここで「地盤」なる文言は通常の地盤のみ
ならず、脆弱な地盤、その他を包含するものとして用い
られている。なお、脆弱な地盤とはビット等を使用して
掘削しなくても鋼管杭を打ち込む事が出来るが、鋼管杭
の定着を保証する程度の強度或いは保持力は有していな
い地盤を意味しており、例えば、堆積土の層等が該当す
る。

【００１０】また、固結剤としてはモルタル、セメント
ミルク、その他が挙げられる。

【００１１】

【００１２】

【作用】上述した様な構成を具備する本発明の鋼管杭の
岩盤定着工法によれば、先ず地盤の下方の岩盤直前まで
鋼管杭を下降する。或いは、岩盤が地表に露出している
様な現場においては、地表の岩盤の所定位置に鋼管杭を
設置する。この鋼管杭は、先端部分にビットを取り付け
て鋼管表面よりも半径方向外側の部分も掘削可能に構成
されているので、この鋼管杭を回転しつつ押し込む事に
より岩盤を掘削（或いは切削）する事が出来る。

【００１３】ここで、鋼管杭の回転及び押込のみでは岩
盤の掘削が不可能な場合には、ダウンザホールハンマを
用いて鋼管杭の中堀を行う。すなわち、鋼管杭の先端よ
りも先行させつつ、リバースサーキュレーション方式に
より中堀を行い、それと同時に、鋼管杭を回転しつつ押
し込む事により岩盤を掘削するのである。

【００１４】所定の深さまで岩盤が掘削されたならば、
掘削孔と鋼管杭との間をシール手段でシールする。この
ようにして上方の脆弱な地盤から岩盤中の掘削孔内に土
等が落下するのを防止し、或いは注入された固結剤が拡
散して浪費されてしまうのを防止する。そして岩盤を鋼
管杭との間に固結剤を注入する。そして、この固結剤が
硬化する事により、鋼管杭は岩盤に定着する。

【００１５】この様に本発明によれば、ケーシングを用
いずに、先端部分にビットを取り付けて鋼管表面よりも
半径方向外側の部分も掘削可能に構成した鋼管杭がケー
シング及び掘削工具として機能する。従って、ケーシン
グを省略できるのである。

【００１６】また、ケーシングを省略できる結果、従来
技術におけるケーシング引き抜き工程に該当する作業が
不必要となる。そのため、養生期間の経過を待つ必要が
無くなり、固結剤を注入した時点で岩盤定着作業が完了
する。これにより、作業時間が大幅に（６０−７０％）
短縮される。

【００１７】

【実施例】以下、図１−１７を参照して、本発明の実施
例について説明する。

【００１８】図１−３は本発明の鋼管杭の岩盤定着工法
の概要を示している。先ず、図１で示す様に、鋼管杭１
０を堆積土層（地盤）２中を岩盤３の直前まで回転しつ
つ押し込む。ここで、鋼管杭１０の先端部にはドラグビ
ット１２−Ａが取り付けられ、鋼管杭１０の半径方向外
方の部分も掘削出来る様に構成されている。なお、図示
されてはいないが、地表に岩盤が露出している様な場合
には、上記の工程は不要となる。

【００１９】鋼管杭１０の先端が岩盤３に接したなら
ば、地上に設けた部材（図１−３では図示せず）により
鋼管杭１０を回転しつつ更に押し込む。ここで、鋼管杭
１０の先端にはドラグビット１２−Ａが設けられている
ので、岩盤３に掘削孔１４が穿孔される（図２）。な
お、図１４−１７で示す様に、ドラグビット１２−Ａは
鋼管杭１０の半径方向内側をも掘削或いは切削可能に構
成されている。

【００２０】鋼管杭１０の回転・押込のみでは、岩盤３
を掘削或いは切削する事が不可能な場合には、図示しな
いダウンザホールハンマを用いて鋼管杭３の中堀を行
う。この中堀は、鋼管杭１０の先端よりも先行して岩盤
を掘削するような態様で行われる。

【００２１】ドラグビット１２−Ａの作用により、掘削
孔１４の内径は鋼管杭１０の外径よりも大きくなる。換
言すれば、掘削孔１４の内壁面と鋼管杭１０の外側表面
の間には、図２において符号１６で示す様な隙間が形成
される事になる。ここで、堆積土層２から堆積土が隙間
１６に侵入する事を防止し、また、後述するセメントミ
ルク注入に際してセメントミルクが堆積土層中に拡散し
て浪費される事を防止するため、シール用のプラグ１８
が鋼管杭１０の外側表面に設けられている。なお、プラ
グ１８の取付位置は、鋼管杭１０の安定のためには杭１
０の先端からどの位の長さまでの範囲を岩盤３中で固定
するべきなのか、換言すれば岩盤３の掘削深さをどの位
にすれば良いのか、に対応して決定される。

【００２２】その後、図３で示す様に、隙間１６に固結
剤、例えばセメントミルクＦ、を充填する。従来はケー
シング引き抜きのためにセメントミルクＦの養生期間だ
け待つ必要があるが、本発明においてはケーシングを使
用しないので、図３で示す段階において鋼管杭１０を岩
盤３に定着するための作業は完了する。その後、セメン
トミルクＦが固結すれば、鋼管杭１０は掘削孔１４内に
て岩盤３中に定着されるのである。

【００２３】図１−３で示す工程を更に詳細に示したの
が図４−１３である。以下、図４−１３を参照して、図
１−３で概説した鋼管杭の岩盤定着工法をより詳細に説
明する。

【００２４】先ず、堆積土層３の地表面Ｓにミニバック
ホー２０を掘削する（図４）。つぎに、ミニバックホー
２０内に架台及びパワーケーシングジャッキ（両者を包
括的に符号２２で表現する；図５）を設置する。これと
同時に、図１−３で符号１０で示した鋼管杭（その先端
にはドラグビット１２Ａが取り付けられている）が準備
される（図６）。

【００２５】次に、図７で示す様に杭打機２４が設置さ
れ、図８で示す様に鋼管杭１０が架台２２を介して打ち
込まれる（或いは、建て込まれる）。この鋼管杭１０の
建て込みは、図１で示す様に杭先端が地下の岩盤（図１
−３では符号３で示す）に到達するまで行われる。

【００２６】杭先端が岩盤に到達したならば、ドラグビ
ット１２−Ａにより岩盤を掘削するため、杭打機２４に
より鋼管杭１０を回転して押し込む（図９）。その管、
図２で示す様な掘削が行われる。

【００２７】岩盤３（図２、３）が所定深さまで掘削さ
れたならば、杭打機２４を撤去し（図１０）、符号２２
で包括的に示されている架台及びパワーケーシングジャ
ッキを撤去する（図１１）。そして、図３で示す固結剤
（例えばセメントミルク）注入を行う。

【００２８】固結剤注入に際しては、図１２で示す様
に、モルタルポンプ２６でトレミー管２７を使用して固
結剤Ｆを注入する。ここで、図３で示す様に、プラグ１
８により固結剤Ｆが堆積土層２中に拡散する事が防止さ
れる。固結剤注入が完了すると、モルタルポンプ２６を
撤去して作業を完了する。

【００２９】岩盤３の掘削作業、固結剤の注入作業につ
いて、図１４−１７を参照して更に説明する。

【００３０】図１４は図２に対応する工程を示してい
る。ここで、簡略化の為、掘削孔１４は垂直孔として示
されており、また、符号１０Ｉは鋼管杭１０の内部空間
を示している。セメントミルクＦの注入に際しては、図
１５で示す様に、この鋼管杭内部空間１０Ｉを介してセ
メントミルクが供給される。なお、図１５中の矢印Ｆｔ
はセメントミルクの流線を示している。図１５から明ら
かな様に、セメントミルクＦは鋼管杭１０の外側表面と
掘削孔１４の内壁面との隙間１６を充填し、セメントミ
ルクＦが固結する事により両者は一体的に結合されるの
である。

【００３１】図１４及び図１５において、岩盤３は鋼管
杭１０の鋼管部分のみが掘削され、内部空間１０Ｉに対
応する部分については掘削されていない。しかし、内部
空間１０Ｉに対応する岩盤について掘削しても良い。図
１６、１７はその様な例を示している。

【００３２】図１６において、内部空間１０Ｉに対応す
る岩盤は、鋼管杭１０内の掘削機３０により掘削され
る。その後、図１７で示す様にセメントミルクＦが注入
されるのである。

【００３３】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば下記のすぐ
れた効果を奏する。（ａ）従来用いていたケーシングが不要なので、ケー
シング引き抜き工程が不要となり、作業が簡略化でき
る。（ｂ）シール手段により、上方の脆弱地盤から掘削孔
内に土砂が落下するのを防止できる。（ｃ）シール手段により、注入した固結剤が流出する
のを防止でき、固結剤を節約できる。（ｄ）したがって脆弱地盤下の岩盤に鋼管杭を定着さ
せる場合に、コストが少なく、時間も短縮でき効果的で
ある。

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例における１工程を示す図。

【図２】図１とは異なる工程を示す図。

【図３】図１、図２とは異なる工程を示す図。

【図４】図１−３の実施例におけるミニバックホーの掘
削工程を示す図。

【図５】図１−３の実施例における架台等の設置工程を
示す図。

【図６】図１−３の実施例における鋼管杭の全体図。

【図７】図１−３の実施例における杭打機設置工程を示
す図。

【図８】図１−３の実施例における鋼管杭の打ち込み
（建て込み）工程を示す図。

【図９】図１−３の実施例における鋼管杭の岩盤掘削工
程を示す図。

【図１０】図１−３の実施例における杭打機撤去工程を
示す図。

【図１１】図１−３の実施例における架台等の撤去工程
を示す図。

【図１２】図１−３の実施例における固結剤注入工程を
示す図。

【図１３】図１−３の実施例における作業完了状態を示
す図。

【図１４】岩盤掘削の１態様を示す図。

【図１５】図１４で示す掘削態様の後の固結剤注入状態
を示す図。

【図１６】岩盤掘削の図１４とは異なる態様を示す図。

【図１７】図１６で示す掘削態様の後の固結剤注入状態
を示す図。

【図１８】従来技術におけるケーシング打ち込み工程を
示す図。

【図１９】従来技術における岩盤掘削工程を示す図。

【図２０】従来技術における固結剤注入工程を示す図。

【図２１】従来技術における本杭打工程を示す図。

【図２２】従来技術におけるケーシング引き抜き工程を
示す図。

【符号の説明】

１・・・ケーシング２・・・地盤（例えば堆積土層）３・・・岩盤４・・・掘削機５、１４・・・岩盤中に穿孔された掘削孔Ｆ・・・固結剤６、１０・・・鋼管杭（本杭）５Ｂ・・・掘削孔の底部１２Ａ・・・ドラグビット１６・・・掘削孔の内壁面と鋼管杭の外側表面との隙間１８・・・シール用のプラグ２０・・・ミニバックホー２２・・・架台及びパワーケーシングジャッキ２４・・・杭打機２６・・・トラックミキサ車１０Ｉ・・・鋼管杭内部空間Ｆｔ・・・注入される固結剤の流線

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】脆弱地盤下の岩盤に鋼管杭を定着させる
ための鋼管杭の岩盤定着工法において、先端部分にビッ
トを取り付けて鋼管表面よりも半径方向外側の部分も掘
削可能に構成した鋼管杭により岩盤を切削しながら回転
・押込んで岩盤に鋼管杭より大きい掘削孔を穿設し、そ
の穿設した掘削孔と鋼管杭との間をシール手段でシール
し、次いで鋼管杭の内部から固結剤を供給して前記掘削
孔と鋼管杭との間の空間に固結剤を充填し、もって鋼管
杭を岩盤に一体的に結合することを特徴とする鋼管杭の
岩盤定着工法。
【請求項２】鋼管杭のみでは岩盤に貫入出来ない場合
に、鋼管杭の中堀を行う請求項１の鋼管杭の岩盤定着工
法。