JP2773034B2 - 鋼管杭の回転圧入工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、土木建築物の基
礎となる地盤部分の補強を行う鋼管杭の回転圧入工法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】土木建築工事において、建築物の基礎と
なる地盤部分の支持力については古くから重要性が認識
されており、地盤に対して高い支持力を得るために鋼管
杭等を使用した地盤の補強工法が各種開発されている。

【０００３】このような鋼管杭等を使用した地盤の補強
方法としては、例えば図８に示すような切放しのストレ
ート形状を有し、地中への打設が容易であってしかも価
格が安い鋼管杭１００を使用し、この鋼管杭１００をハ
ンマによって打撃して打ち込む工法、回転圧入による工
法、オーガモンケンによる工法等が知られている。また
図９に示すような先端部分に刃１０１Ａを設け、上から
の圧入力が小さくても木ねじ効果で貫入がスムースなス
クリュウ鋼管杭１０１を使用し、このスクリュウ鋼管杭
１０１を回転圧入する工法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋼管杭
を使用すると、打設後の長期支持力に劣ること、砂質地
盤では初期沈下が起こりやすいこと、硬質地盤への打設
に不向きであること等の問題がある。そして、この鋼管
杭を使用したハンマ打撃工法によれば、安価であるが騒
音や振動が発生し易いこと、回転圧入工法によれば土中
支持力の測定が不的確であること、オーガモンケン工法
によれば掘削に伴って残土がでやすく、また圧密効果や
精度が得られ難いこと等の問題を生じている。

【０００５】また、スクリュウ鋼管杭１０１を使用すれ
ば、杭の製作コストが高くつくこと、運搬や保管が面倒
であること、貫入時に鋼管先端周辺の地層を荒らすか
ら、直立性を保持しにくいこと、杭の周辺が沈下し易い
こと等の問題がある。そして、スクリュウ鋼管杭１０１
を使用した回転圧入工法によれば、先端周辺の地層を荒
らすから、土中支持力が脆弱で精度的に誤差を生じやす
いこと等の問題を有している。

【０００６】そこで、この発明は、上記した事情に鑑
み、初期沈下が起こり難く土中支持力に安定性があると
ともに、硬質地盤への貫入が容易であり、しかも運搬・
保管・現場加工が容易であり、さらに鋼管先端周辺の地
層を荒らさず直立性を保持し易いばかりか圧密効果や精
度が得やすい鋼管杭の回転圧入工法を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち請求項１の発明は、
先端部分に刃を突設した杭を使用し、この杭の軸芯を鉛
直方向に沿わせて直立させ、この直立した杭を回転させ
ながら土中へ圧入し、所定の深度に前記杭先端部分が到
達したら回転動作を停止し、圧入のみによって前記杭を
土中にさらに貫入させるものである。

【０００８】また、請求項２の発明は、先端部分に刃を
突設した杭を使用し、この杭の軸芯を鉛直方向に沿わせ
て直立するとともにこの杭の近傍にオーガを起立させ、
所定の深さまで前記オーガを挿入するとともに前記杭を
回転させながら土中へ圧入し、所定の深度に前記杭先端
部分が到達したら回転動作を停止するとともに圧入のみ
によって前記杭を土中にさらに貫入させ、前記挿入して
いたオーガを抜き出すものである。

【０００９】また、この請求項３の発明は、杭を最終深
さまで貫入させたときにその杭の先端が到達している部
分の支持力を測定して所定の用紙に表示するものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下この発明の一実施例について
添付図面を参照しながら説明する。なおここでは説明を
分かりやすくするため、まずこの発明の工法に使用する
杭回転圧入装置から説明する。

【００１１】図１は、この発明に係る鋼管杭の回転圧入
工法に使用する杭回転圧入装置の要部を示す説明図であ
る。この杭回転圧入装置は、ゴムクローラ走行式のもの
であって、図示外のアウトリガで地盤にしっかりと直立
固定されたリーダ（起伏自在）１の両側に油圧オーガ機
構２と回転用油圧モータ３付きの圧入機４とを備えてい
る。なお、図中符号５はオーガ、６は刃６Ａ付の鋼管杭
（詳細についてはこの出願人によって既に出願されてい
る鋼管杭を参照されたい）を示すものである。

【００１２】なおこの実施例では、図７に示すように、
鋼管杭６の先端部分は周面内部に底蓋６Ｂを溶着させて
おり、この底蓋６Ｂに刃６Ａが溶着・立設されている。
なおこの実施例では底蓋６Ｂが鋼管杭６の内径Ｄの半分
の深さ（Ｄ／２）に設けてあり、また刃６Ａの高さは内
径寸法Ｄと同一になっているが、勿論これらに限定され
るものではない。

【００１３】次に、この実施例の杭回転圧入装置を使用
した鋼管杭の回転圧入工法について説明する。ここで先
ず、予め杭を建込もうとする地盤の支持力（Ｎ値）を適
宜の間隔で計測して記録しておく（一般的に住宅等の建
築に際して地質調査が必須である）。例えばリーダ１に
付設のウインチ等で鋼管杭６を引き上げたのち、チャッ
クで杭天側を掴んで建て込もうとする所望の位置（杭
芯）に直立状態で建て上げる（図３参照）とともに、鋼
管杭６の下部を振止（図略）にセットする。ここで、こ
の杭を圧入しようとする杭芯位置ごとに事前にボーリン
グ調査が行われ、所要の支持力が得られる深さが決定さ
れている。先ずここで、鋼管杭６の杭芯方向が鉛直であ
るか否かを確認する。

【００１４】次に、油圧オーガ機構２を作動し、鋼管杭
６の杭芯近傍にセットしたオーガ５を回転させながら捻
じ込み、所定の深さ（通常、例えば鋼管杭６の圧入深さ
の半分程度）まで土中に押し込んでリーダ１を含む装置
全体をしっかりと固定する。

【００１５】このようにして、オーガ５を地中にねじ込
んだならば、オーガ５をそこに一時的に残しておいたま
ま、回転用油圧モータ３付きの圧入機４を作動させ、オ
ーガ５により反力を取りつつ鋼管杭６を圧入していく。
なお、この鋼管杭６を圧入する場合には、図２に示す表
面側の土質が柔らかい土壌（以下、軟質地層とよぶ）Ｓ
を鋼管杭６の先端が進行するときには圧入動作だけでよ
い。

【００１６】また鋼管杭６の先端がこの軟質地層Ｓを通
過し、図２に示す中間質土壌（以下、中間質地層とよ
ぶ）Ｍを進行するときに圧入動作だけではうまくいかな
くなったところから、回転用油圧モータ３を作動しこの
油圧モータ３で鋼管杭６を回転させながら圧入を行う
（図４参照）。

【００１７】またさらに、この鋼管杭６の先端部分が中
間質地層Ｍを通過して図２に示す硬質土壌（以下、硬質
地層とよぶ）Ｈに到達したならば、再度圧入動作のみに
よって鋼管杭６を最終的に押し込む（図４参照）。なお
この鋼管杭６を圧入する場合に成柱深さよりも鋼管杭６
が短いときには振止７を利用して（ジョイント）溶接に
より適宜継ぎ足していけばよい（図５参照）。また、オ
ーガの方も、着脱機構等の適宜の手段によって、ねじ込
む深さによって継ぎ足すような構成としても構わない。

【００１８】最後に油圧オーガ機構２を逆回転させてオ
ーガ５を地中から引き上げるが、このオーガ５のねじ込
み動作及び引き上げ動作は油圧オーガ機構２の回転動作
とともに、この油圧オーガ機構２自体をリーダ１に設け
たチェーンによって強制的に上下方向に移動させてお
り、これによってオーガ５のねじ込み動作及び引き上げ
動作が一層確実に行われるようになっている。

【００１９】また、この鋼管杭６を最終深度まで打ち込
んだのち圧力のみにて降伏荷重を確認し、所定の支持耐
力が得られているか否かを確認するとともに、回転用油
圧モータ３付きの圧入機４側に付設したロードセンサな
どの荷重計測装置によって所定深度での土壌の支持力を
自動的に計測し、装置本体に設けたプリンタで即座にプ
リントアウトする（必要によっては記憶装置を設けてそ
のデータを記憶しておく）。

【００２０】これによって、所望の地中に杭を成柱する
ことができるから、次の場所へ装置本体を移動させてか
ら同様の操作・作業を繰り返せば、他の場所でも地中に
杭を成柱することができる。

【００２１】従って、この実施例によれば、油圧オーガ
機構２と回転用油圧モータ３付きの圧入機４とをリーダ
１に併設しており、静かな（無振動・低騒音）施工が実
現できるとともに、アンカー作用によって大反力が得ら
れるから高支持力が得られるばかりか、作業効率良くス
ピーデイに打杭作業を実現できる。

【００２２】またこの実施例によれば、オーガ５と鋼管
杭６とが相互に接近して平行圧入できるから高止まりの
虞れがない。そして設計耐力深度へ確実に定着させるこ
とができる。

【００２３】また、この実施例によれば、底のある鋼管
杭６によって地中に圧入していくから、底から内部には
土が侵入することがなく、効率的な圧入作用を実現する
ことができる。しかもまた、この実施例の鋼管杭６によ
れば、図７において、ドットＡで示す領域は圧密効果に
よって鋼管杭６の圧入時に土壌が硬く圧縮された状態と
なっており、その上所謂モンロー効果によってその圧密
な土壌の領域が刃６Ａの下方に広がって膨らんでおり、
支持力が一層増大している。

【００２４】

【発明の効果】以上説明してきたようにこの請求項１に
係る発明によれば、先端部分に刃を突設した鋼管杭を使
用し、この鋼管杭の軸芯を鉛直方向に沿わせて直立さ
せ、この直立した鋼管杭を回転させながら土中へ圧入
し、所定の深度に鋼管杭先端部分が到達したら回転動作
を停止し、圧入のみによって鋼管杭を土中にさらに貫入
させるようになっているから、換言すれば鋼管杭であっ
ても従来のような単純な圧入動作でなく回転動作を伴う
圧入作用によって硬質地盤へも所望の深さまで確実に貫
入させることができる。もちろん無排土施工であるから
残土処理のコストが低減できる。

【００２５】またこの請求項２に係る発明によれば、先
端部分に刃を突設した杭を使用しこの杭を回転させなが
ら土中へ圧入する際に、所定の深さまでオーガを捻じ込
みこれによって発生するアンカ作用を利用して、換言す
れば大きな反力を利用しながら圧入するようになってお
り、高い圧入力を利用して、即ち従来の自重のみによる
圧入荷重の数倍の支持力が得られるので、高品質の回転
圧入工法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に使用する鋼管杭の回転圧入装置を示
す要部説明図。

【図２】この発明に係る鋼管杭の地中への貫入状態を示
す説明図。

【図３】この発明に係る鋼管杭の回転圧入工法を示す説
明図。

【図４】同説明図。

【図５】同説明図。

【図６】同説明図。

【図７】この発明に使用する鋼管杭の先端部分を示す断
面図。

【図８】従来の鋼管杭を示す断面図。

【図９】他の鋼管杭を示す断面図。

【符号の説明】

１ リーダ ２ 油圧オーガ機構 ３ 回転用油圧モータ ４ 圧入機 ５ オーガ ６ 鋼管杭 ６Ａ 刃

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部分に刃を突設した杭を使用し、こ
   の杭の軸芯を鉛直方向に沿わせて直立させ、 この直立した杭を回転させながら土中へ圧入し、 所定の深度に前記杭先端部分が到達したら回転動作を停
   止し、 圧入のみによって前記杭を土中にさらに貫入させること
   を特徴とする鋼管杭の回転圧入工法。
2. 【請求項２】 先端部分に刃を突設した杭を使用し、こ
   の杭の軸芯を鉛直方向に沿わせて直立するとともにこの
   杭の近傍にオーガを起立させ、 所定の深さまで前記オーガを挿入するとともに前記杭を
   回転させながら土中へ圧入し、 所定の深度に前記杭先端部分が到達したら回転動作を停
   止するとともに圧入のみによって前記杭を土中にさらに
   貫入させ、 前記挿入していたオーガを抜き出すことを特徴とする鋼
   管杭の回転圧入工法。
3. 【請求項３】 杭を最終深さまで圧入させたときにその
   杭の先端が到達している部分の支持力を測定して所定の
   用紙に表示することを特徴とする請求項１に記載の鋼管
   杭の回転圧入工法。