JP3251906B2 - 回転圧入式杭工法及び管杭貫入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤に杭を回転圧
入する回転圧入式杭工法及び管杭貫入装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の技術としては、開端杭に回転と荷重
を付与して地盤に該杭を貫入して行く杭の回転圧入工法
と、地盤に圧入する管杭の中にオーガーロッドを回転さ
せて土を掘削しながら該管杭を貫入して行く中堀工法が
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べた杭の
回転圧入工法は、杭に回転と荷重を付与するのみの施工
であるので、軟弱な層の施工は行えるが、土が管杭内を
上がるため、土は該管杭内のある程度のところで閉塞効
果を受けるようになり、抵抗が大きくなって施工速度が
鈍化する。、また堅い中間層を抜くときや、堅い支持層
への根入をするときや、杭径が大きい場合は、モーター
の許容トルクが地盤を抜くだけの力を出せない状態とな
り、施工能率が下がってしまうことが知られており、こ
うした問題を打開するために施工機械を大きくしなけれ
ばならなかった。また、中掘工法は、オーガーロッドが
回転して管杭には回転は付与されず圧入のみで施工され
るが、この場合、オーガーロッドにより上昇される廃棄
土砂が出るし、管杭周囲の軟弱な地盤はほとんど改良さ
れないので杭の支持力が出にくいなどの問題を持つもの
であった。また、常に管杭内を掘削しなければならない
ため、周面摩擦は周面固定液などを使用しなければ小さ
くなってしまうという問題もあった。

【０００４】本発明は以上のような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであって、その目的は、地盤の軟弱
な層においては土を管杭の外側に強制排土して地盤の圧
密化、締固を行い、地盤の堅い層においては短時間に掘
削推進を行うことを可能とした回転圧入式杭工法及び管
杭貫入装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために本発明の回転圧入式杭工法は、中堀工法を併用
し、地盤の軟弱な層においては、管杭を掘削回転圧入す
ると共に、該管杭内に土が進入しないようにして掘削さ
れた土を前記管杭の周囲に強制排土するようにし、地盤
の堅い中間層や支持層などにおいては、中堀を行うとと
もに、掘削された土が前記管杭内に進入するようにして
なることを特徴としている。

【０００６】また、開端してなる管杭本体の先端側外に
掘削羽根を設けてなる管杭の内部に、該管杭の回転とは
別に回転制御される、下方から適宜な長さの螺旋状羽根
を設けてなる中堀用のオーガーを挿入しておき、地盤の
軟弱な層においては前記管杭を掘削回転圧入させて前記
掘削羽根により土を掘削しながら、該土を前記管杭本体
の周囲に強制排土して行くと共に、前記オーガーの回転
を停止圧入あるいは非掘削回転圧入させて前記管杭内に
土が進入しないようにし、中間層や支持層など地盤の堅
い層においては前記オーガーを掘削回転させて、掘削し
た土を前記管杭内に進入させるようにしてなることを特
徴とする回転圧入式杭工法もよい。

【０００７】また、管杭貫入装置の発明は、開端し且つ
下方外側に地盤を掘削する掘削羽根を有する管杭と、こ
の管杭の中に挿入されたオーガー軸に、該オーガー軸の
下方に中掘り用の螺旋状羽根を適宜な長さで有するオー
ガーと、前記管杭を回転させる管杭駆動部と、前記オー
ガーを正逆回転させることのできるオーガー駆動部とか
らなり、地盤の軟弱な層においては、前記管杭を掘削回
転圧入させて前記掘削羽根により土を掘削しながら該土
を前記管杭本体の周囲に強制排土して行くと共に前記オ
ーガーの回転を停止圧入あるいは非掘削回転圧入させて
前記管杭内に土が進入しないようにし、中間層や支持層
など地盤の堅い層においては、前記オーガーを掘削回転
させて掘削した土を前記管杭内に進入させるようにし、
管杭貫入完了後には前記オーガーを該管杭から引き抜よ
うにしてなることを特徴とする。オーガーの引抜には掘
削回転させながら、あるいは停止した状態でまたは非掘
削回転させながら引き抜くを含むものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】＜実施の形態１＞図１は本発明の
実施の形態を示す管杭貫入装置及び施工手順である。管
杭貫入装置１は、管杭２とオーガー３と、該管杭２とオ
ーガー３をそれぞれ回転駆動するためのダブルドーナッ
ツ型のオーガーマシン（モーター）（図示せず）からな
っている。 オーガーマシンは管杭２を回転させる管杭
駆動部（図示せず）とオーガー３を正逆回転させること
にできるオーガー駆動部（図示せず）からなっている。
管杭２は、開端した管杭本体８の下方外側に地盤を掘削
する掘削羽根４を有している。オーガー３は、管杭２の
中に挿入されたオーガー軸５に、中掘り用の螺旋状羽根
６をオーガー軸５の下方に適宜な長さで設けてなってい
る。螺旋状羽根６は掘削羽根４とは逆巻きとなってい
る。オーガー軸５の螺旋状羽根６上方適宜な部位には、
オーガー３の鉛直性を保つためのスタビライザー７が適
宜な数設けられている。

【０００９】施工手順を図１により説明する。図中大き
い回転矢印は管杭２の回転方向を示し、小さい回転矢印
はオーガー３の回転方向を示す。最初の軟弱層への圧
貫入は、管杭２は掘削回転（正回転）し、オーガー３は
非掘削回転（正回転）させる。あるいはオーガー３は停
止しておくのもよい。掘削羽根４により掘削された土
は、管杭２の周りに強制排土され、軟弱層の圧密化、
締固、間隙水の排水等が促され地盤の改良及び管杭２の
支持力を強めて行く。このとき、オーガーの螺旋の向き
に対して、掘削羽根４は逆回転のため、土はオーガー３
に押し戻されるので、管杭２内には入らない。（図１の
） 堅く薄い層である中間層に達したら、管杭２はそのまま
掘削回転（正回転）し、オーガー３は掘削回転（逆回
転）させる。掘削された土はオーガー３により管杭２内
部に積極的に導き入れられる。これにより、貫入抵抗が
著しく低減され、低トルクで短時間容易に中間層への貫
入が推進される。（図１の） 中間層を過ぎ軟弱層への圧貫入は、管杭２は掘削回転
（正回転）し、オーガー３は非掘削回転（正回転）させ
る。あるいはオーガー３は停止しておくのもよい。掘削
羽根４により掘削された土は、オーガー３に押し戻され
るので管杭２の周りに強制排土され、軟弱層の圧密
化、締固、間隙水の排水等が促され地盤の改良及び管杭
２の支持力を強めて行く。このとき、オーガーの螺旋の
向きに対して、掘削羽根４は逆回転のため、土はオーガ
ー３に押し戻されるので、管杭２内には入らない。（図
１の） 堅い支持層への貫入は、管杭２はそのまま掘削回転（正
回転）し、オーガー３は掘削回転（逆回転）させオーガ
ー３と掘削羽根４とによる掘削を行い根入をする。ある
いは支持層に掘削羽根４が入るところまで行う。根入完
了あるいは掘削羽根４が支持層入ったら、オーガー３を
逆回転したまま引き上げ管杭２から引き抜く。また、オ
ーガー３を正回転させたまま引き上げることにより、土
を管杭内に落としてしまうことができ、土砂の処理をし
ないですむ。また、オーガー３を回転させずに引き抜く
のもよいことはいうまでもない。オーガー３の螺旋状羽
根６の長さは、土が管杭頭より外に出ないようにするた
めに、最大でも管杭本体内径の５倍程度の長さまでとす
るのがよい。（図１の）

【００１０】

【発明の効果】本発明の回転圧入式杭工法は以上のよう
になっているので、次に述べるような効果を奏する。本
発明は、回転圧入工法と中堀工法を併用したので、地盤
の軟弱な層においては、掘削された土は管杭内に入らな
いよう阻止することにより管杭の周囲に強制排土し、軟
弱な層を圧密化、締固、間隙水の排出等の地盤改良と管
杭の支持力の強化を実現し、堅い層においては、中堀に
よって掘削された土を管杭内に進入させて先端抵抗を減
らして管杭の貫入性をよくするので、施工時間を短時間
にできると共に駆動機構も小さくでき装置のコストダウ
ン化を実現する。また、管杭の貫入そのものにより強い
支持力と地盤改良が実現されるので、杭貫入後にセメン
トミルクなどによる根固めなどの補強を施さなくてよ
く、これらのプラントなどの設備を必要としないもので
ある。

【００１１】また、管杭内に挿入した中掘り用のオーガ
ーを軟弱な層においては、管杭内に掘削した土が進入し
ないように機能させ、堅い層においてはオーガーを掘削
回転させ、土を管杭内に進入させる工法は、掘削された
土が積極的にオーガーにより管杭内に持ち上げられて行
くので、上記工法の効果に加えて、土詰まりによる抵抗
が生じない、且つ、オーガーそのものが堅い層を掘削推
進するので、短時間に堅い層の貫通や支持層への根入を
実現すると共に、より低トルクで施工できるので施工機
械のより小型化を実現し、リース料などコストの削減を
はかるという効果を奏する。さらに、管杭貫入完了後に
おいてオーガーは掘削回転、停止状態あるいは非掘削回
転させながら引き抜く。特に非掘削回転させながらの引
き抜きは進入させた土を落としながらの引き抜きとな
り、土は管内に残す廃棄土砂がでない工法を実現する。
また、堅い層などに遭遇した場合など、一時的にオーガ
ーを掘削回転させるものであって、常に管内を掘削する
ものではないので、周面摩擦が小さくなることもなく、
従来のような周面固定液などを準備しなくてよく経済的
である。

【００１２】また、管杭貫入装置の発明は、正逆転でき
るオーガーを管杭内に有し且つ該オーガーの螺旋状羽根
がオーガー軸の下方に適宜な長さを持って設けられてな
るものであるので、上記工法の効果に加えて、オーガー
の上方に詰められて行く土はある程度のところで閉塞効
果を受けて詰まるので、土が管杭に留まり杭頭より外に
出ることがなく、廃棄土砂を生じさせないという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す管杭貫入装置及び施
工工程図。

【符号の説明】

１――――管杭貫入装置 ２――――管杭 ３――――オーガー ４――――掘削羽 ５――――オーガー軸 ６――――螺旋状羽根 ７――――スタビライザー ８――――管杭本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−163724（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203019（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−3788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−73620（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 7/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開端してなる管杭本体の先端側外に掘削
   羽根を設けてなる管杭の内部に、該管杭の回転とは別に
   回転制御される、下方から適宜な長さの螺旋状羽根を設
   けてなる中堀用のオーガーを挿入しておき、地盤の軟弱
   な層においては前記管杭を掘削回転圧入させて前記掘削
   羽根により土を掘削しながら、該土を前記管杭本体の周
   囲に強制排土して行くと共に、前記オーガーの回転を停
   止圧入あるいは非掘削回転圧入させて前記管杭内に土が
   進入しないようにし、中間層や支持層など地盤の堅い層
   においては前記オーガーを掘削回転させて、掘削した土
   を前記管杭内に進入させるようにしてなることを特徴と
   する回転圧入式工法。
2. 【請求項２】 開端した管杭本体の下方外側に地盤を掘
   削する掘削羽根を有する管杭と、この管杭の中に挿入さ
   れたオーガー軸に、該オーガー軸の下方に中堀り用の螺
   旋状羽根を適宜な長さで有するオーガーと、前記管杭を
   回転させる管杭駆動部と、前記オーガーを正逆回転させ
   ることができるオーガー駆動部とからなり、地盤が軟弱
   な層においては、前記管杭を掘削回転圧入させて前記掘
   削羽根により土を掘削しながら該土を前記管杭本体の周
   囲に強制排土して行くと共に、前記オーガーの回転を停
   止圧入あるいは非掘削回転圧入させて前記管杭内に土が
   進入しないようにし、地盤の堅い中間層や支持層などに
   おいては、前記オーガーを掘削回転させて掘削した土を
   前記管杭内に進入させるようにし、管杭貫入完了後には
   前記オーガーを該管杭から引き抜くようにしてなること
   を特徴とする管杭貫入装置。