JP3625877B2 - 杭打設工法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、所謂ウォータージェット併用の杭打設工法に係り、より詳しくは、杭の先端部付近に高圧流体噴射用ノズルを取り付け、このノズルから高圧流体を地盤中に噴射させながら杭を打ち込むようにした工法に関する。
【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、ウォータージェット併用の杭打設工法が提案されている。
【0003】
このウォータージェット併用の杭打設工法は、図11に示される如くに、セット金具71付き取付プレート72及び連結プレート74が取り付けられるとともに、ホース79が接続された分配管78がそれらの上端部に連結された例えば2本の導水鋼管75,75の先端部にそれぞれアダプター76を介して高圧流体噴射用ノズル(アダプター付きノズル)77を装着したもの(以下、全体を配管材70と称す)を、杭(ここでは鋼矢板)80にセットし、かつ、上方に引き上げることにより配管材70全体をその杭80から切り離すことができるように、アダプター付きノズル77を止め具81のU字状の押さえ部と杭80のコーナー部との間に緩く挟むようになす。なお、取り付けプレート71の上部と杭80の上端部と(図において一点鎖線で示される部位H)は後述する振動杭打機60のチャックにより挟圧保持され、それにより杭打込時には配管材70が杭80に固定される。
【0004】
そして、この配管材70がセットされた杭80を、図12に示される如くに、適宜の杭打設装置、例えば、クレーン65等にフックを介して吊持された振動杭打機60のチャックに挟持させて杭打ち場所に建て、振動杭打機60を作動させて杭80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(ジェットポンプ)50から吐出される高圧水をホース79及び分配管78を通じて2本の導水鋼管75,75に導く〔図12(A)〕。
【0005】
それにより、ノズル77の噴射口から杭打ち込み方向に向けて高圧水が噴射され、杭80と地盤との間にジェット水の水壁が形成され、たとえ硬質地盤であっても杭80を容易に打ち込むことが可能となる。この場合、振動杭打機60のチャックにより配管材70の取り付けプレート71の上部と杭80の上端部とが挟圧保持されているので、配管材70と杭80とが実質的に一体に地盤中に打ち込まれる。
【0006】
そして、杭80の所定深さまでの打ち込みが完了すると〔図12(B)〕、振動杭打機60のチャックを杭80及び配管材70から離し、ジェットポンプ50から導水鋼管75への高圧水圧送を停止させ、しかる後、使用した配管材70を他の杭(杭80)の打設に再使用すべく、打設が完了した杭80を地盤中に残したまま配管材70全体をクレーン等で引っ張り上げて配管材70を鋼矢板20から切り離すようにされ〔図12(C)〕、その後、配管材70を次の杭80にセットし〔図12(D)〕、以下上記と同様にして次の杭80を打設するようにされる。
【0007】
なお、上述した例では、一本の杭80にアダプター付きノズル77(及び導水鋼管75)を2個使用しているが、アダプター付きノズルの個数は地盤の性質や杭の寸法形状等に応じて適宜選定すればよい。
【0008】
また、杭80に取り付けられた配管材70は杭80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配管材70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。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記した如くのウォータージェット併用の杭打設工法において、使用される配管材70は一本の杭に対応してその寸法形状が設定されるので、一本の杭を打設した後その杭の上に継ぎ足すように2本目、3本目、─の杭を打ち込むことはできない。つまり、先に打ち込まれた杭に配管材70がセットされたままであると、次に打ち込むべき杭を先の杭の上部に継ぎ足すことができないとともに、配管材70全体が杭と共に地盤中に打ち込まれるので、2本目以降の杭を打ち込むと配管材70を引っ張り上げることができなくなり、それを再利用することが不可能になるという問題があった。
【0010】
また、配管材70には鋼管75が使用されているので、杭から引き上げて切り離す際等に折れ曲げられたり傷つけられたりし易く、再利用率が低くなるとともに、コスト的にも不利であった。
かかる点に鑑み本発明は、先に打設された杭の上に継ぎ足して2本目以降の杭を打ち込むことができるとともに、使用される配管類の再利用率を高めることができてコスト的にも有利となるウォータージェット併用の杭打設工法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく、本発明に係る杭打設工法は、杭の先端部付近にアダプター付きの高圧流体噴射用ノズルを切り離し可能に取り付け、外部の高圧流体供給装置から高圧流体を可撓性を有するホースを通じて前記アダプター付きノズルに直接導き、該ノズルから高圧流体を地盤中に噴射させながら前記杭を打ち込み、杭打設完了後に前記アダプター付きノズルを前記杭から切り離すべく上方に引っ張り上げるようにされる。
【0012】
より好ましい具体例としては、前記アダプター付きノズルを概略U字状の押さえ部を持つ止め具と前記杭との間に挟むようにして取り付けるとともに、前記アダプターに前記止め具を押し拡げる拡開手段を設け、該アダプター付きノズルの引き上げ時に前記拡開手段により前記止め具を押し拡げるようにして前記アダプター付きノズルを前記杭から切り離すようになすことが挙げられる。
【0013】
前記アダプター付きノズルに設けられる拡開手段としては、前記アダプターの周面に設けられる断面先細り形状の楔状片、あるいは、基端部が前記アダプター付きノズルを前記杭に取り付けている止め具より上方部位にて枢支されていて、前記アダプター付きノズルの引き上げ時に前記止め具を押し拡げるように回動せしめられる拡開レバー等が挙げられる。
【0014】
【作用】
上述の如くの構成とされた本発明に係る杭打設工法においては、杭打込時に高圧流体を可撓性を有するホースを介してアダプター付きノズルに直接導くようにされる。言い換えれば、本発明では、前述した鋼管を用いた配管材は使用せず、アダプター付きノズルを杭の先端部付近に取り付け、そこに可撓性ホースを接続しただけの簡単な構成で杭打ち込み作業を行う。
【0015】
従って、予め打ち込まれる杭の長さ(複数本を継ぎ足して打ち込む場合はその杭の本数分以上の長さ)を見込んだ長さのホースを用意しておき、さらに好ましくは、所要本の杭の打設完了後にアダプター付きノズルを引っ張り上げるために、該アダプター付きノズルに前記ホースと同程度の長さを有するロープ等を繋いでおけば、複数本の杭を順次継ぎ足して打ち込む場合には地上のホースを杭の沈下量に合わせて地盤(穴)内に送り出して最深部に位置するアダプター付きノズルにホースを通じて高圧流体を供給することができ、また、所要本の杭の打設完了後には、アダプター付きノズルに繋がれたロープを引っ張ることでアダプター付きノズル(及びホース)を杭から切り離して引き上げることが可能となり、アダプター付きノズルを何度でも再利用することが可能となる。
【0016】
このようにされることにより、ウォータージェット併用の杭打設工法において従来は不可能であった、先に打設された杭の上に継ぎ足して2本目以降の杭を打ち込むことが可能となり、また、折れ曲がったり傷つきやすい鋼管を使用した配管材が不要となる結果、アダプター付きノズルの再利用率を高めることができてコスト的にも有利となる。
【0017】
それに加えて、アダプターに止め具を押し拡げる拡開手段を設け、アダプター付きノズルの引き上げ時に拡開手段により止め具を押し拡げるようにしてアダプター付きノズルを前記杭から切り離すようにすることにより、アダプター付きノズルを小さな引っ張り力で容易に杭から切り離すことができ、アダプター付きノズルの再利用率を一層高めることができる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明に係る杭打設工法により地盤中に打ち込まれる杭(鋼矢板)の先端部を示している。
本例の杭打設工法においては、杭85の先端部中央付近にアダプター11付きの高圧流体噴射用ノズル10が切り離し可能に取り付けられる。
【0019】
前記アダプター11は、図2及び図3に示される如くに、内部に通路11aを有する概略円筒形の本体部11Aの前端に前記ノズル10が一体的に螺合せしめられ、前記本体部11Aの後端に螺合せしめられた継手22を介して高圧水供給用の可撓性を有したホース20の先端部が連結されている。このホース20は杭85の何本分かの充分な長さを有し、打ち込まれる杭85に追随できるように、地上に置かれた巻き取り機55(後述する図6参照)等に巻回されて必要に応じて繰り出せるようにされており、その後端部は高圧水供給装置であるジェットポンプ50に接続されている。
【0020】
前記アダプター11は、その中央部において、両端部が杭85に溶接接合された概略U字状の押さえ部を持つ止め具30により杭85との間に挟まれるようにして切り離し可能に保持されている(後述)。アダプター11の中央部(止め具30)より後端側の上面には支持凸部12が突設されていて、この支持凸部12にU字状係止片13がボルト・ナット14を介して回動自在に支持されている。前記U字状係止片13には後述するように杭打設完了後にアダプター11付きノズル10を引き上げるべく前記ホース20と同様に充分な長さを有するロープ24の先端部が繋がれている。
【0021】
そして、前記アダプター11の中央部より前端側の止め具30近傍には、上面と左右面の3ヵ所に平坦な取付面が形成されていてそこにそれぞれ断面先細り形状の楔状片15,15,15が固着されている。各楔状片15は、図2に加えて図3を参照すればよくわかるように、それらの先端部は前記止め具30のU字状押さえ部の内径より小なる径の円周上に位置し、それらの後端部は前記止め具30のU字状押さえ部の外径より大なる径の円周上に位置するようにされており、アダプター付きノズル10が後方に向けて引っ張られると、該楔状片15,15,15が止め具30の内側に入り込んでそれを押し拡げるように作用し、それにより、止め具30の杭85への溶接接合部位が破壊又は剥離して外れ、アダプター付きノズル10が杭85から切り離される。
【0022】
このような構成のもとで、アダプター付きノズル10が取り付けられた杭85を打設する際には、図4に示される如くに、杭85の上端部を適宜の杭打設装置、例えば、クレーン65等にフックを介して吊持された振動杭打機60のチャックに挟持させて杭打ち場所に建て、振動杭打機60を作動させて杭85に上下方向の振動を与えつつ下降させるとともに、ジェットポンプ50から吐出される高圧水をホース20を通じてアダプター付きノズル10に導く。この場合、ホース20は打ち込まれる杭85に追随するように、地上に置かれた巻き取り機55から必要に応じて繰り出される。
【0023】
それにより、ノズル10の噴射口10aから杭打ち込み方向に向けて高圧水が噴射され、杭85と地盤との間にジェット水の水壁が形成され、たとえ硬質地盤であっても杭85を容易に打ち込むことが可能となる。この場合、アダプター付きノズル10は止め具30により杭85に保持されているので、アダプター付きノズル10とそれに連結されたホース20及びロープ24は杭85と共に地盤中に打ち込まれる。
【0024】
そして、杭85の所定深さまでの打ち込みが完了すると(図5)、振動杭打機60のチャックを杭85から離し、高圧流体供給装置50からアダプター付きノズル10への高圧水圧送を停止させ、しかる後、打ち込むべき杭85が1本だけでよい場合は、使用したアダプター付きノズル10を他の杭(杭85)の打設に再使用すべく、図6に示される如くに、打設が完了した杭85を地盤中に残したまま、アダプター付きノズル10に繋がれたロープ24をクレーン65で杭打機60を介して引っ張って、アダプター付きノズル10を引き上げる。
【0025】
これにより、アダプター11に設けられた楔状片15,15,15の作用により、図8に示される如くに、止め具30のU字状押さえ部が押し拡げられて止め具30の杭85への溶接接合部位が破壊又は剥離して外れ、アダプター付きノズル10が杭85から切り離され、アダプター付きノズル10(及びホース20)が地上に引き出され、次に打ち込むべき杭85にセットされて再利用に供される。
【0026】
また、複数本の杭85を継ぎ足して打設する場合には、1本目の杭85が打ち込まれた(図5の状態)後、アダプター付きノズル10はそのまま1本目の杭85に取り付けた状態で、図7に示される如くに、2本目の杭85の上端部を前記杭打機60のチャックに挟持させてそれを適宜の継手等を利用して1本目の杭85の上端部に連結する。そして、一本目と同様に、杭打機60を作動させて、連結された2本の杭85,85に上下方向の振動を与えつつ下降させるとともに、ジェットポンプ50から吐出される高圧水をホース20を通じてアダプター付きノズル10に導く。この場合もホース20は打ち込まれる2本の杭85,85に追随するように、地上に置かれた巻き取り機55から必要に応じて繰り出される。
【0027】
それにより、1本目と同様に、ノズル10の噴射口10aから杭打ち込み方向に向けて高圧水が噴射され、杭85と地盤との間にジェット水の水壁が形成され、たとえ硬質地盤であっても2本の杭85を容易に打ち込むことが可能となる。この場合、アダプター付きノズル10は止め具30により1本目の杭85の先端部に保持されているので、アダプター付きノズル10とそれに連結されたホース20及びロープ24は2本の杭85,85と共に地盤中に打ち込まれる。
【0028】
そして、2本の杭85,85の所定深さまでの打ち込みが完了すると、前述した1本目と同様に、振動杭打機60のチャックを杭85から離し、ジェットポンプ50からアダプター付きノズル10への高圧水圧送を停止させ、しかる後、打ち込むべき杭85が2本でよい場合は、使用したアダプター付きノズル10を他の杭(杭85)の打設に再使用すべく、前述と同様に打設が完了した2本の杭85,85を地盤中に残したまま、アダプター付きノズル10に繋がれたロープ24をクレーン65で杭打機60を介して引っ張って、アダプター付きノズル10を引き上げ、打ち込むべき杭85が3本以上である場合は、2本目と同様にして3本目以降の杭85を打ち込むようにされる。
【0029】
上述のように、本例の杭打設工法においては、杭85の打込時に高圧流体を可撓性を有するホース20を介してアダプター11付きのノズル10に直接導くようにされる。言い換えれば、従来のように鋼管を用いた配管材は使用せず、アダプター付きノズル10を杭85の先端部付近に取り付け、そこに可撓性ホース20を接続しただけの簡単な構成で杭打ち込み作業を行うようにされる。
【0030】
ここで本例では、予め打ち込まれる杭85の長さ(複数本を継ぎ足して打ち込む場合はその杭の本数分以上の長さ)を見込んだ長さのホースを用意し、さらに、所要本の杭85の打設完了後にアダプター付きノズル10を引っ張り上げるために、該アダプター付きノズル10に前記ホース20と同程度の長さを有するロープ24を繋いでおくようにされるので、複数本の杭85を順次継ぎ足して打ち込む場合には地上のホース20を杭の沈下量に合わせて地盤(穴)内に送り出して最深部に位置するアダプター付きノズル10にホース20を通じて高圧流体を供給することができ、また、所要本の杭85の打設完了後には、アダプター付きノズル10に繋がれたロープ24を引っ張ることでアダプター付きノズル10(及びホース20)を杭85から切り離して引き上げることが可能となり、アダプター付きノズル10を何度でも再利用することが可能となる。
【0031】
このようされることにより、ウォータージェット併用の杭打設工法において従来は不可能であった、先に打設された杭の上に継ぎ足して2本目以降の杭を打ち込むことが可能となり、また、折れ曲がったり傷つきやすい鋼管を使用した配管材が不要となる結果、アダプター付きノズルの再利用率を高めることができてコスト的にも有利となる。
【0032】
それに加えて、アダプター11に止め具30を押し拡げる楔状片15からなる拡開手段を設け、アダプター付きノズルの引き上げ時にその楔状片15により止め具30を押し拡げるようにしてアダプター付きノズル10を杭85から切り離すようにされるので、アダプター付きノズル10を小さな引っ張り力で容易に杭85から切り離すことができ、アダプター付きノズル10の再利用率を一層高めることができる。
【0033】
なお、アダプター11を杭85に保持するための止め具として、図9(A)に示される如くの2つ割り構造の止め具31を用いたり、図9(B)に示される如くに適宜の箇所に破断し易くするための切欠溝32a,32a,32aを形成した止め具32を用いたりすることにより、アダプター付きノズル10の杭85からの切り離しが一層容易となる。
【0034】
また、上述の例においては、アダプター11に設けられる拡開手段として、アダプター11の周面に設けられる断面先細り形状の楔状片15が用いられているが、それに限られることはなく、拡開手段として、例えば、図10に示される如くの、基端部がアダプター付きノズル10を杭85に取り付けている止め具30より上方部位にてボルト36により枢支されていて、アダプター付きノズル10の引き上げ時に止め具30を押し拡げるように回動せしめられる、てこの原理を応用した概略L字形の拡開レバー37を用いるようにしてもよい。
【0035】
さらに、上述した例では、一本の杭85にアダプター付きノズル10を1個だけ取り付けているが、アダプター付きノズル10の個数は地盤の性質や杭の寸法形状等に応じて適宜選定すればよく、複数個取り付けた場合でも、上記と同様な作用効果が得られることは勿論である。
また、本発明の杭打設工法は、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る杭についても同様に適用できる。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明に係る杭打設工法によれば、ウォータージェット併用の杭打設工法において従来は不可能であった、先に打設された杭の上に継ぎ足して2本目以降の杭を打ち込むことが可能となり、また、折れ曲がったり傷つきやすい鋼管を使用した配管材が不要となる結果、アダプター付きノズルの再利用率を高めることができてコスト的にも有利となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る杭打設工法により地盤中に打ち込まれる杭(鋼矢板)の先端部を示す斜視図。
【図2】図1に示される如くにアダプター付きノズルの詳細を示す側面図。
【図3】図1に示される如くにアダプター付きノズルの詳細を示す正面図。
【図4】本発明の杭打設工法における杭打ち込み開始状態の説明に供される図。
【図5】本発明の杭打設工法における杭打ち込み完了状態の説明に供される図。
【図6】本発明の杭打設工法におけるアダプター付きノズル引き上げ工程の説明に供される図。
【図7】本発明の杭打設工法において2本目の杭打ち込み工程の説明に供される図。
【図8】図1に示されるアダプター付きノズルの杭からの切り離し工程の説明に供される斜視図。
【図9】アダプター付きノズルの止め具の他の例を示す図。
【図10】アダプター付きノズルに設けられる拡開手段の他の例を示す図。
【図11】従来の杭打設工法に用いられる配管材を杭にセットした状態で示す斜視図。
【図12】従来の杭打設工法の各工程の説明に供される図。
【符号の説明】
10−ノズル
11−アダプター
13−U字状係止片
15−楔状片
20−ホース
24−ロープ
50−ジェットポンプ
60−振動杭打機
65−クレーン
85−杭(鋼矢板)
Claims (3)
- 杭の先端部付近にアダプター付きの高圧流体噴射用ノズルを切り離し可能に取り付け、外部の高圧流体供給装置から高圧流体を可撓性を有するホースを通じて前記アダプター付きノズルに直接導き、該ノズルから高圧流体を地盤中に噴射させながら前記杭を打ち込み、杭打設完了後に前記アダプター付きノズルを前記杭から切り離すべく上方に引っ張り上げるようにした杭打設工法であって、前記アダプター付きノズルを概略U字状の押さえ部を持つ止め具と前記杭との間に挟むようにして取り付けるとともに、前記アダプターに前記止め具を押し拡げる拡開手段を設け、該アダプター付きノズルの引き上げ時に前記拡開手段により前記止め具を押し拡げるようにして前記アダプター付きノズルを前記杭から切り離すようにしたことを特徴とする杭打設工法。
- 前記拡開手段として、前記アダプターの周面に断面先細り形状の楔状片が設けられている、請求項1記載の杭打設工法に用いられるアダプター付きノズル。
- 前記拡開手段として、基端部が前記アダプター付きノズルを前記杭に取り付けている止め具より上方部位にて枢支されていて、前記アダプター付きノズルの引き上げ時に前記止め具を押し拡げるように回動せしめられる拡開レバーが設けられている、請求項1記載の杭打設工法に用いられるアダプター付きノズル。
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