JP2640419B2 - 杭頭処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は杭頭処理装置に係り、特
に場所打ち杭の杭頭処理を安全かつ迅速に精度良く施工
できるようにした杭頭処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】場所打ち杭の掘削では孔壁の崩落防止の
ために掘削対象地盤の地質に応じてケーシングチューブ
を貫入させながら掘削したり、孔内を泥水で満した状態
で掘削したりしている。後者の掘削方法の場合、泥水中
に浮遊している細粒土分が時間とともに沈降して孔底部
に堆積し、スライムが形成される。このスライムが孔底
部に堆積した状態でコンクリート打設を行うと杭先端部
分にスライムが残り、杭の支持力が著しく低下してしま
う。そこで、通常は掘削が終了した後、コンクリート打
設開始までに孔底部に堆積したスライムの除去処理作業
を行っている。

【０００３】しかしながら、トレミー管によるコンクリ
ート打設の間にもコンクリート天端面にスライムが沈降
する。そこで、通常場所打ち杭施工では設計杭頭レベル
に対して所定高さ（通常５０〜１００ｃｍ程度）の余盛
コンクリートを打設してスライムを多量に含む杭天端部
分のコンクリート部分を除去する杭頭処理作業が行われ
ている。この杭頭処理作業では杭頭部分に健全な強度を
有するコンクリートを露出させ、さらに調整はつりによ
り適正な設計杭頭レベルを確保するようになっている。
杭頭処理作業には以下のような種々の方法が実施、開発
されている。

【０００４】従来、杭頭処理作業に良く用いられたのが
コンクリートブレーカーによるはつり工法である。この
はつり工法では根切り工事の完了後、ブレーカーやピッ
クなどのコンクリート破砕機により余盛コンクリート部
分を破砕し、主鉄筋を露出させ、杭頭を所定の設計杭頭
レベルに整えるようになっている。このブレーカーによ
るはつり工法はブレーカーを使用する際にコンプレッサ
等から発生する騒音が問題となるため、騒音防止の観点
から静的破砕材による杭頭処理も良く行われるようにな
ってきた。

【０００５】静的破砕材は設計杭頭レベルの鉄筋に取着
された樹脂パイプ内に膨張材を充填し、この膨張材の硬
化時の膨張圧を利用してコンクリートを破砕しようとい
うものである。この方法によれば杭頭処理作業における
騒音の発生を防止できるが、樹脂パイプをあらかじめセ
ットする時間がかかるとともに掘削時に掘削機が接触し
て樹脂パイプを破損してしまうおそれがある。さらにこ
の方法では破砕作用の広がりを完全にはコントロールで
きないので、杭頭が過度に割れすぎてしまうおそれもあ
る。この場合には所定の方法で杭頭を補強しなければな
らない。また、所定位置まで割れなかった場合には後か
ら調整はつりを行わなければならなかった。

【０００６】そこで、コンクリートが硬化する前にスラ
イムを多く含む余盛コンクリートを除去する方法が開発
されている。この余盛コンクリートを除去する方法とし
てはバキュームポンプで吸引する方法がある。この方法
によれば、打設直後に杭頭位置の余盛コンクリートを完
全に除去できるので、設計杭頭レベルを割り出すための
調整はつりも容易に行える。

【発明が解決しようとする課題】ところで、根切り工事
実施前にバキュームポンプを用いて杭頭処理作業を行う
には地表面から余盛コンクリートを吸い上げて除去しな
ければならない。たとえば地表面から杭頭までの深さが
３ｍ以下の浅場の場合にはバキュームポンプに連結され
たサクションホースの先端に塩ビ管を取り付け、この塩
ビ管を地表面から作業員が操作して杭頭部分の余盛コン
クリートを吸い上げるようになっている。

【０００７】しかし、杭頭が深場（地表面から杭頭まで
の深さが３ｍ以上）の場合には図６に示したように杭孔
内にタラップ５０を設置し、作業員５１が杭頭位置まで
降りていき、サクションホース５２の筒先５２ａを操作
して余盛コンクリート５３を吸い上げて除去する。この
作業に際しては、作業員の墜落防止のために所定の安全
設備５４、５５を備える必要があるとともに、地盤によ
っては酸欠の危険があるので、必要に応じて所定の送風
換気を行わなければならない。

【０００８】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、作業員が杭孔内に入ること
なく杭頭処理作業を行えるようにした杭頭処理装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は地表部に設置された掘削機に搭載された掘
削用回転体下端に取着され、該掘削用回転体の移動操作
により杭孔内の所定位置に移動可能な回転軸と、該回転
軸の下端に装着され杭体コンクリートの表面に当接した
状態で前記回転軸を回転させて前記杭体コンクリートの
表面を均す杭天端均し部と、前記回転軸に対して相対回
転可能に支持され前記回転軸を長手方向に沿って覆う円
筒形状をなす回転軸カバーと、該回転軸カバーの長手方
向に沿って支持され筒先が前記杭天端均し部近傍に位置
し、他端が前記地表部に設置されたバキュームポンプに
接続され、該バキュームポンプの運転により前記筒先近
傍の余盛コンクリートを吸引可能なサクションパイプと
を備えたものである。また、他の発明として前記構成に
おいて、前記回転軸カバーの長手方向に沿って屈曲可能
な支持フレームを介して支持されサクションパイプとを
備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、地表部に設置された掘削機に
搭載された掘削用回転体下端に該掘削用回転体の移動操
作により杭孔内の所定位置に移動可能な回転軸を取着
し、さらに該回転軸の下端に杭体コンクリートの表面に
当接した状態で前記回転軸を回転させて前記杭体コンク
リートの表面を均す杭天端均し部を装着し、前記回転軸
に対して相対回転可能に、前記回転軸を長手方向に沿っ
て円筒形状の回転軸カバーで覆い、筒先が前記杭天端均
し部近傍に位置するようにし、他端が前記地表部に設置
されたバキュームポンプに接続され、該バキュームポン
プの運転により前記筒先近傍の余盛コンクリートを吸引
可能なサクションパイプを前記回転軸カバーに固着支持
させたので、前記掘削機の掘削用回転体を所定位置に移
動させて杭頭の余盛コンクリートをサクションパイプを
介して除去できる。また、前記構成において、前記回転
軸カバーの長手方向に沿って屈曲可能な支持フレームを
介してサクションパイプを支持することにより、前記杭
天端均し部位置での余盛コンクリートを万遍なく除去す
ることができる。

【００１１】

【実施例】以下において、本発明による杭頭処理装置の
一実施例を添付図面を参照して説明する。図１は本発明
による杭頭処理装置１の全体を示したもので、地表位置
に配置された杭掘削用に使用されるアースドリル掘削機
のブームに回転可能に吊持され、アースドリルに搭載さ
れたケリードライブ機構（図示せず）により回転可能な
掘削用回転体たるケリーバ２の下端に吊持されるように
なっている。この杭頭処理装置１は上端にジョイント部
の形成された回転軸３と、この回転軸３の下端に固着さ
れた杭天端均し部４と、回転軸３において回転可能に支
持された回転軸カバー５と、回転軸カバー５の側面に沿
って支持フレーム１４を介して取り付けられたサクショ
ンパイプ６とから構成されている。

【００１２】回転軸３は図１に示したように上端に四角
形の箱形ジョイント７が形成され、この箱形ジョイント
７内にケリーバ２の下端が収容され、連結ピン８で固定
されるようになっている。これによりアースドリルのブ
ーム（図示せず）を起伏旋回運転して杭頭処理装置１を
杭孔内の所定位置に移動できるとともに、ケリーバ２の
回転駆動により回転軸３を所定回転数及び回転トルクで
回転させることが可能である。回転軸３は丸鋼材からな
り、下端には杭天端均し部４が固着されている。この杭
天端均し部４は十字形に組み立てられた平鋼からなる天
端均しプレート１０と、その外周位置に立設された側面
プレート１１とから構成されている。なお、本実施例で
は杭天端均し部４は回転軸３の下端に溶接接合により堅
固に固着されているが、回転軸３が回転する際に傾いた
場合でも杭天端均し部４がコンクリートの表面に平らな
状態で接することができるように杭天端均し部４を回転
軸３の下端において、回転軸３の回転が伝達できるよう
なヒンジ構造として回転軸３に装着しても良い。

【００１３】回転軸カバー５は、上面カバー５ａが図２
に示したように回転軸３の上部位置に形成されたつば状
の支持フランジ１２にボールベアリング１３を介して回
転自在に支持された中空の円筒管から構成されている。
したがってケリーバ２の回転により回転軸３が回転した
場合にも回転軸カバー５は回転軸３とともに共回りする
ことがない。この回転軸カバー５の側部には支持フレー
ム１４を介してサクションパイプ６が固定支持されてい
る。このサクションパイプ６は地表に設置されたバキュ
ームポンプ（図４においては例示的にバキュームポンプ
車２０が示されている。）から延設されたサクションホ
ース１５の先端に連結された鋼管または塩ビ管からなる
固定管で、筒先６ａは杭天端均し部４内まで延長され、
杭天端均しプレート１０と側面プレート１１上端との間
に位置している。これにより杭天端均し部４内に取り込
まれた余盛コンクリートを効率よく吸引することができ
る。

【００１４】また、回転軸カバー５表面の所定位置には
コンクリート排出口５ｂが形成されている。このコンク
リート排出口５ｂは回転軸カバー５の下端から進入した
スライムコンクリートを排出するための開口で上端位置
の回転支持部にコンクリートが付着して回転に支障が生
じないようにするために設けられている。さらに回転軸
カバー５の表面には下端から上端にかけて所定間隔の目
盛５ｃが刻まれている。これにより地表面から延出して
いる回転軸カバー５の所定目盛５ｃをレベル等で視準し
て杭天端レベルを随時確認することができる。このため
余盛コンクリート除去作業を中断することなく検尺作業
を行うことができる。

【００１５】以上に述べた回転軸３と回転軸カバー５は
２〜２．５ｍの基本長さで製造されており、地表面から
杭頭位置までの深さに応じて所定長さに接合できるよう
に端部加工されている。この接合にはジョイントピン構
造が用いられており、各接続部分は簡単に着脱できるよ
うになっている。これにより各種の深さにある杭頭位置
の杭頭処理ができ、また部材の現場への搬入作業も容易
になる。なお、前記回転軸３と回転軸カバー５の基本長
さは運搬の便を考慮して任意の長さに設定できることは
言うまでもなく、また各部の接合構造も前述のジョイン
トピン構造以外にも着脱が容易で、確実な接合が図れる
ものであればネジ接合等種々の接合構造を採用すること
ができる。

【００１６】回転軸カバー５の下端に固着された杭天端
均し部４は十字形に組み立てられた天端均しプレート１
０と天端均しプレート１０の先端に固着された円筒形状
の側面プレート１１とから構成されている。天端均しプ
レート１０を杭天端のコンクリート表面に当接した状態
で回転させると、天端均しプレート１０がコンクリート
表面を均す駆動式トロウェルの役割を果たし、杭天端を
おおよそ平坦に均すことができる。さらにケリーバ２を
吊持するブーム（図示せず）を旋回させることにより杭
天端均し部４を杭外周縁から所定の被りを取って円周状
に配筋された主鉄筋２４に囲まれた範囲で自由に移動さ
せることができる。このとき回転軸カバー５の側面には
サクションパイプ６が回転軸カバー５の長手方向に沿っ
て支持フレーム１４を介して支持されている。このサク
ションパイプ６は上部位置でバキュームポンプのサクシ
ョンホース１５に接続され、孔口付近で若干の移動を許
した状態で保持されているため回転軸３が回転しても回
転軸カバー５は共回りしない。また、回転軸カバー５の
下端の内周面にはスペーサ金具５ｄが固着されている。
このスペーサ金具５ｄにより回転軸３が回転する際の振
動等により回転軸カバー５の下端が回転軸３に衝突する
のを防止することができる。

【００１７】図３はサクションパイプ６の支持フレーム
１４の変形例を示したものである。この支持フレーム１
４は中間位置のヒンジ１４ａで屈曲可能なアーム構造か
らなり、折曲げ状態では回転軸カバー５に最も近い位置
となり、伸長状態では杭天端均し部４の側面フレーム１
１に接する位置になる。このようにアームを任意に屈曲
させることにより杭天端均し部４内のスライムコンクリ
ートを確実に吸引して取り除くことができる。このとき
支持フレーム１４をヒンジ１４ａで屈曲させる方法とし
ては地上部付近に駆動ジャッキを設け、ロッドの伸縮に
より支持フレーム１４先端位置のサクションパイプ６を
回動させるようにしても良い。また地上にいる作業員が
引き綱等によりサクションパイプ６位置を適宜移動させ
るようにする程度でも十分効果がある。

【００１８】図４は本発明による杭頭処理装置１を使用
して場所打ち杭の杭頭処理を行っている状態を示した説
明図である。同図において、地表位置にはバキュームポ
ンプ車２０が配置されており、このバキュームポンプ車
２０により杭頭位置の余盛コンクリート２１を吸引除去
するようになっている。杭孔壁には孔口２２ａの崩落を
防止するためのスタンドパイプ２３が設置されており、
杭体位置には既にコンクリートが打設された状態が示さ
れている。この状態でアースドリルのケリーバ２の下端
に取着された杭頭処理装置１を孔内２２に下降させる。
余盛コンクリート２１を吸引する際の杭天端均し部４の
位置は使用するバキュームポンプ車２０の吸引能力によ
って異なるが、一般にはコンクリート表面に杭天端均し
部４の一部が没する程度にコンクリート表面に押しつけ
た状態でサクションパイプ６の筒先６ａがコンクリート
表面に接する程度にし、コンクリートを吸引するのに伴
い、ケリーバ２を操作して杭天端均し部４の位置を変え
ていくことが好ましい。このとき回転軸カバー５の側面
には目盛５ｃが付されているので、地表位置に据え付け
たレベル（水平視準機）２５により目盛５ｃを視準して
杭天端均し部４の高さを随時確認することができる。こ
の状態でケリーバ２を吊持するブーム（図示せず）を起
伏旋回させて余盛コンクリート２１を吸引しながら円周
状に配筋された主鉄筋２４で囲まれた部分を移動させ
る。これにより杭孔内の余盛コンクリート２１を連続的
に除去することができる。

【００１９】図５は設計杭頭レベルまで余盛コンクリー
ト２１を取り除いた状態を示した部分断面図である。こ
の状態で杭天端均し部４の天端均しプレート１０を余盛
コンクリート２１上に載置し、ケリーバ２を回転させ
る。これにより天端均しプレート１０が回転トロウェル
として機能し、杭天端を平坦に均すことができる。この
とき杭天端均し部４の側面プレート１１を主鉄筋２４に
接触させることにより、側面プレート１１の回転振動が
主鉄筋２４に伝わり、主鉄筋２４と孔壁との間に残って
いる余盛コンクリート２１を揺すり、余盛コンクリート
２１の一部が主鉄筋２４の内側位置に崩れ落ちる。この
とき天端均しプレート１０の回転により杭天端均し部４
内に堆積した余盛コンクリート２１を崩してサクション
パイプ６により吸引することができる。なお、杭完成後
の杭頭レベル調整が必要となることが予想される場合に
は、この杭天端均し部４で杭頭天端のレベル調整を行う
作業を設計杭頭レベルより所定高さ分残して終了させ、
コンクリート硬化後に再度レベル測定を行って所定の調
整はつりを行うようにしても良い。

【００２０】なお、以上に述べた杭天端均し部４の形状
は主鉄筋２４に接触した際に主鉄筋２４を傷めないため
に円形とすることが好ましいが、天端均しプレート１０
は平鋼に限られず、回転時にコンクリート表面を平坦に
整形可能な形状であれば良い。たとえば、平鋼を僅かに
傾けて天端均しプレート１０を構成し、コンクリート表
面を均しやすくしても良いし、杭天端均し部４内に崩れ
落ちた余盛コンクリート２１を掻き崩しやすくするため
にアングル材（等辺山形鋼）等を使用したりしても良
い。また、回転軸カバー５を省略して回転軸３に共回り
をしない程度の余裕しろを設けてスペーサリングを遊嵌
させ、このスペーサリングでサクションパイプ６を支持
させることも可能である。この場合には目盛５ｃをサク
ションパイプ６の表面に形成しておくことが好ましい。
なお、杭掘削用の掘削機としてアースドリルを例として
挙げ、以上の説明を行ったが、回転ロッド等の掘削用回
転体機構を備えた掘削機であれば、種々の機械にこの杭
頭処理装置を適用できることは言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、作業員等の危険作業を伴わずに精度の高い杭
頭処理作業を迅速に行うことができ、作業人数の減少、
工期の短縮を実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による杭頭処理装置の一実施例を示した
斜視図。

【図２】図１に示した杭頭処理装置の回転軸カバーの内
部を説明するために一部を切欠いて示した部分断面図。

【図３】サクションパイプの支持フレームの変形例を示
した平面図。

【図４】杭頭処理作業設備及び作業の全体を説明するた
めに示した概略配置図。

【図５】杭頭位置での余盛コンクリート除去作業の状態
を示した状態説明図。

【図６】従来の杭頭処理作業の一例を示した作業状態説
明図。

【符号の説明】

１ 杭頭処理装置 ２ ケリーバ ３ 回転軸 ４ 杭天端均し部 ５ 回転軸カバー ５ｃ 目盛 ６ サクションパイプ １０ 天端均しプレート １１ 側面プレート ２１ 余盛コンクリート ２４ 主鉄筋

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地表部に設置された掘削機に搭載された掘
   削用回転体下端に取着され、該掘削用回転体の移動操作
   により杭孔内の所定位置に移動可能な回転軸と、 該回転軸の下端に装着され杭体コンクリートの表面に当
   接した状態で前記回転軸を回転させて前記杭体コンクリ
   ートの表面を均す杭天端均し部と、 前記回転軸に対して相対回転可能に支持され前記回転軸
   を長手方向に沿って覆う円筒形状をなす回転軸カバー
   と、 該回転軸カバーの長手方向に沿って支持され筒先が前記
   杭天端均し部近傍に位置し、他端が前記地表部に設置さ
   れたバキュームポンプに接続され、該バキュームポンプ
   の運転により前記筒先近傍の余盛コンクリートを吸引可
   能なサクションパイプとを備えたことを特徴とする杭頭
   処理装置。
2. 【請求項２】地表部に設置された掘削機に搭載された掘
   削用回転体下端に取着され、該掘削用回転体の移動操作
   により杭孔内の所定位置に移動可能な回転軸と、 該回転軸の下端に装着され杭体コンクリートの表面に当
   接した状態で前記回転軸を回転させて前記杭体コンクリ
   ートの表面を均す杭天端均し部と、 前記回転軸に対して相対回転可能に支持され前記回転軸
   を長手方向に沿って覆う円筒形状をなす回転軸カバー
   と、 該回転軸カバーの長手方向に沿って屈曲可能な支持フレ
   ームを介して支持され筒先が前記杭天端均し部近傍に位
   置し、他端が前記地表部に設置されたバキュームポンプ
   に接続され、該バキュームポンプの運転により前記筒先
   近傍の余盛コンクリートを吸引可能なサクションパイプ
   とを備えたことを特徴とする杭頭処理装置。