JP3754336B2 - 二重管埋設杭装置並びに施工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地盤に回転圧入、圧入、打撃等により埋設する埋設杭に係り、詳しくは地盤と杭との間に生じる負の摩擦力（ネガティブフィクション）の低減対策や腐食防止対策を施した埋設杭の埋設杭装置並びに埋設杭の施工方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
図５に示すように、地盤沈下を生じる場所に打設された杭には、地盤上方の軟弱層が沈下することにより、杭上方では杭を沈めようとする下向きの摩擦力（負の摩擦力）が働いて杭を下方に移動させようとし、一方、堅固な支持基盤に到達している杭下方では、負の摩擦力に反発して上向きの摩擦力（正の摩擦力）が働く。そのため、負の摩擦力と正の摩擦力がぶつかり合って、摩擦力が負から正に変化する中立点には、大きな荷重が掛かるという現象が生じる。
【０００３】
ここで、地中に埋設される杭にかかる負の摩擦力を解消するため、設計の時点で沈下の恐れがある地盤を調査検討し、施工において負の摩擦力対策工法をとることが行われてきた。
【０００４】
負の摩擦力対策工法として、鋼管杭やＰＨＣ杭などの既製杭では瀝青材の塗布が一般的に行われている。これは事前に既製杭の負の摩擦力が発生する部位の外周面に特殊アスファルト［商品名：スリップレイヤーコンパウンド（ＳＬコンパウンド）］を塗布したもので、一般的にはＳＬ杭と呼ばれている。
【０００５】
また、岸壁や汚染地域などに鋼管杭を打設する場合、塩分や薬品による酸化反応により鋼管が腐食する問題がある。このような腐食から杭を守るため、杭表面に耐食性の高い合成樹脂製部材（ポリエチレンまたはウレタンエラストマー）を被覆した杭が用いられてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
杭表面に保護層を設けた杭において、例えば、杭の運搬や移動の際、杭同士を連結する際などに、これらの保護層（ＳＬコンパウンドやポリエチレンコーティング）を剥離するなどのキズをつけると、負の摩擦力あるいは腐食を回避するという所定の性能が得られなくなる。
【０００７】
特に回転圧入杭の場合においては、杭頭部とオーガーチャッキング部を係合して回転を付与する方式（トップドライブ方式）と、図６で示す杭胴体部を把持して回転を付与する方式（ボディドライブ方式）があり、特にボディドライブ方式の場合には、保護層をチャック機構で把持しなければならなくなるが、ＳＬコンパウンドの場合は把持力を大きくしても、図７で示すようにＳＬコンパウンドによってチャック部分が滑ってしまい回転力を付与できず、また保護層を傷めてしまうなどの問題があった。
【０００８】
これを改善するため、保護層を有する鋼管杭に保護外管を取付けて保護外管ごと鋼管杭を埋設し、鋼管杭が所定深さに到達した後に保護外管を引き上げて取り外すことも考えられる。
【０００９】
しかし、この場合、保護層の下端部の位置まで保護外管が地盤に圧入されることから、鋼管杭の周囲に保護外管分の空隙ができてしまい、埋設管杭のみ圧入した場合に比べて空隙の分だけ若干支持力が低下する。
また、空隙を土砂またはモルタル等で埋め戻す工程も必要となるため、この空隙はできるだけ少ない方が望ましい。
【００１０】
本発明は以上のような従来技術を改善するためになされたものであって、保護層を損傷させることなく、かつ地盤に確実に埋設することを可能とする二重管埋設杭装置並びに埋設杭の施工方法を提供する。
【００１１】
【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次に述べるような構成となっている。
【００１２】
本発明の埋設管の施工方法は、上述した課題を解決するために、外周に保護層を有しかつ係止片が突設された杭本体と、前記係止片と係合自在な係止片受けを内周面軸方向に複数有し、かつ内周面と前記杭本体の保護層とが間隔を有する保護外管とからなるとともに、前記保護外管の内周面に複数の円弧状板材を取り付けることにより前記係止片受けを形成し、さらに当該円弧状板材と前記杭本体の保護層との間で間隔を設けた二重管埋設杭装置をクレーンで吊り下げて回転駆動装置に設置し、前記杭本体の係止片を前記保護外管の係止片受けに係合させ、前記保護外管の側部を回転駆動装置におけるチャック機構で把持し、前記回転駆動装置を駆動することにより、二重管埋設杭装置を回転させて杭本体を地盤中に回転圧入し、前記保護外管が地盤に圧入されないように、前記杭本体の係止位置を段階的に調節して二重管埋設杭装置を延長しつつ杭本体を埋設し、前記杭本体が所定位置まで埋設された状態で、前記回転駆動装置におけるチャック機構を解除して前記保護外管を取り外し、新たな二重管埋設杭装置をクレーンで吊り下げ、既に埋設された前記杭本体に新たな杭本体を継ぎ足し、その新たな杭本体の係止片を前記保護外管の係止受けに係合させることにより、上記工程を繰り返すことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明を適用した二重管埋設杭装置は、上記埋設管の施工方法に適用される二重管埋設杭装置であって、少なくともチャック機構が把持される保護外管の側部に対応した内周面に前記複数の円弧状板材が取り付けられている。このとき、前記係止片移動溝の溝側面には凹部と凸部とが交互に連続してなるくし歯状の係止片受けが設けられていてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の二重管埋設杭装置を用いた埋設杭の地盤への埋設施工手順を示した図である。本発明の二重管埋設杭装置１は、地盤に回転圧入される杭本体２と、この杭本体２の外周を囲い覆う保護外管３とから構成される。
【００１５】
図２は、二重管埋設杭装置１を構成する杭本体２の正面図である。杭本体２の外周表面には、埋設時において地盤と杭本体２との間に生じる負の摩擦力低減対策あるいは腐食防止対策が必要とされる箇所に保護層４が設けられている。この保護層４は、アスファルト製部材等の瀝青部材など、あるいはポリエチレン又はウレタンエラストマー等の腐食防止部材で構成される。
【００１６】
また、杭本体２の外周の上端部および杭中間部には、保護外管３と係合させるために係止片５が一対突設されている。また、最初に圧入される杭本体２の先端には、螺旋状の掘削羽根６が設けられる（図１参照）。
【００１７】
図３は保護外管３の正面図であり、図４は図３の各断面図である。
図３に示す保護外管３は、保護外管本体７の内周面に係止片受け８となる複数の円弧状板材９を取付けて構成される。
【００１８】
円弧状板材９は、幅方向が保護外管本体７の内周に沿うように湾曲する長方形板材であり、軸方向の一辺は凹部９ａと凸部９ｂとが交互に連続するくし歯状となっている。円弧状板材の凹部９ａの幅Ｗは、係止片５の長さａよりも大きく設定され（ａ＜Ｗ）、係止片５が円弧状板材の凹部９ａに係合できるようになっている。
【００１９】
また保護外管本体７は、内周面に取り付けた円弧状板材９と杭本体２の保護層４とが接触しないようにその内径が設定される（図４ｃ参照）。したがって、杭本体２の保護層４と、保護外管本体７および円弧状板材９とが接触することなく、保護層４の損傷が防止される。
なお、保護外管本体７にはクレーン吊下げ用のフック１０が適宜設けられている。
【００２０】
保護外管３は、圧入方向への回転の際、係止片５と円弧状板材の凹部９ａとが係合するように円弧状板材９のくし歯状部分を向け、かつ係止片５の幅ｂより広い係止片移動幅Ｌ（ｂ＜Ｌ）をおいて、複数の円弧状板材９を保護外管本体７の内周面に取付けることで構成される。
【００２１】
つまり、係止片移動幅Ｌをおいて円弧状板材９を保護外管本体７の内周面に取付けることにより、保護外管３の内周には、保護外管軸方向に延長する係止片移動溝１１が形成される。
また、円弧状板材９のくし歯状部分が係止片移動溝１１の溝側面を構成しており、円弧状板材の凹部９ａが係止片受け８となる。
【００２２】
そして、係止片移動溝１１と係止片５が対応するように杭本体２を上から保護外管３に挿入し、保護外管３を圧入方向に回転させることで杭本体２の係止片５と保護外管３の係止片受け８（凹部９ａ）とを係合させる（図４ｃ参照）。これにより杭本体２が保護外管３に係止され、二重管埋設杭装置１となる。
【００２３】
すなわち、本発明の二重管埋設杭装置１を圧入方向へ回転させた場合、杭本体２の係止片５が保護外管３の係止片受け８に係合して、杭本体２は保護外管３と一体となって回転するようになっている。
【００２４】
一方、本発明の二重管埋設杭装置１に圧入方向とは逆方向の回転を与えた場合、係止片５と係止片受け８との係合が解除される。
このとき係止片５は、保護外管軸方向に延長する係止片移動溝１１に沿って移動自在であり、再度所定の位置で係止片５を係止片受け８に係合させることで、二重管埋設杭装置１における杭本体２の係止位置を段階的に調節することができる。
【００２５】
本発明の二重管埋設杭装置１は上記のように構成されており、以下に示すような手順で杭本体２（埋設杭）が地盤１２に回転圧入される。
【００２６】
（１）まず埋設杭施工箇所の地盤１２上に、二重管埋設杭装置２を回転圧入するため、保護外管３の側部をチャック機構で把持して回転させるボディドライブ方式の回転駆動装置１３を設置する。そして、二重管埋設杭装置１をクレーン１４等で吊り下げて回転駆動装置１３に設置する［図１ａ］。
勿論、常に二重管埋設杭装置１を予め組み立てて回転駆動装置１３に設置する必要はなく、杭本体２と保護外管３とを別々にクレーンで吊り下げて回転駆動装置１３に設置してもよい。
【００２７】
（２）回転駆動装置１３を駆動して、二重管埋設杭装置１を回転させて掘削羽根６付きの杭本体２を地盤１２に回転圧入する。このとき、保護外管３が地盤１２に圧入されないように、二重管埋設杭装置１における杭本体２の係止位置を段階的に調節することで、二重管埋設杭装置1を適宜延長しつつ作業を行なう［図１ｂ］。
【００２８】
（３）杭本体２が所定位置まで埋設された状態で、回転駆動装置１３のチャック機構（図示を省略する）を解除して保護外管３を取り外す。そして、新たに二重管埋設杭装置１をクレーンで吊り下げ、既に埋設された杭本体２に新たな杭本体２を溶接等で継ぎ足す［図１ｃ］。
その後、回転駆動装置１３に保護外管３を再度設置し、杭本体２を地盤１２に圧入する［図１ｄ］。
【００２９】
（４）上記（３）の工程を、杭本体２が支持地盤層に到達するまで繰り返す。ここで、構造物の根入れ部分は土砂を取り除くことが前提となるため、構造物の根入れ深さまで保護外管３を地盤に圧入してもよい［図１ｅ］。杭本体２が支持地盤層に到達した後は、保護外管３および回転駆動装置１３を撤去、回収して作業を終了する。
これらの一連の作業により、回転駆動装置１３のチャック機構により保護層４を傷つけずに、先端が支持地盤層に食い込んだ埋設杭を得ることができる［図１ｆ］。
【００３０】
以上の実施形態により本発明を説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、杭本体が保護層を全く有しない部位については、保護外管をセットすることなく杭本体を回転駆動装置で直接把持し、杭本体に保護層がある部位のみ保護外管を用いてもよい。また、杭本体の円周上に等間隔をおいて、杭本体に係止片を２個以上設けるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の二重管埋設杭装置では杭本体を保護外管で係止するため、回転駆動装置は保護外管を把持でき、これらの部材との接触による保護層の損傷が防止される。特に保護外管内周面と杭本体の保護層とが直接接触しないため、杭本体の保護層の損傷が著しく減少する。
【００３２】
また、本発明の二重管埋設杭装置は、保護外管を回転駆動装置のチャック機構等で把持するので十分な把持摩擦が得られ、施工時において把持部分が滑るということもない。
【００３３】
さらに、本発明の埋設杭の施工方法では、保護外管は杭本体ごと埋設されないため、鋼管杭の周囲に保護外管分の空隙が形成されることもなく、空隙を土砂またはモルタル等で埋め戻す工程は必要ない。
しかも、本発明の埋設杭の施工方法では、保護外管は回収して繰り返し使用できるので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二重管埋設杭装置を用いた埋設杭の地盤への埋設施工手順を示した図である。
【図２】二重管埋設杭装置を構成する杭本体の正面図である。
【図３】二重管埋設杭装置を構成する保護外管の正面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】従来工法における負の摩擦力および正の摩擦力の説明図である。
【図６】従来工法におけるボディドライブ方式の回転駆動装置（埋設推進装置）の説明図である。
【図７】従来工法におけるカラー（把持用冶具）の説明図である。
【符号の説明】
１ 二重管埋設杭装置
２ 杭本体（埋設杭）
３ 保護外管
４ 保護層
５ 係止片
６ 掘削羽根
７ 保護外管本体
８ 係止片受け
９ 円弧状板材
９ａ 凹部
９ｂ 凸部
１０ フック
１１ 係止片移動溝
１２ 地盤
１３ 回転駆動装置（埋設推進装置）
１４ クレーン
ａ 係止片の長さ
ｂ 係止片の幅
Ｗ 円弧状板材の凹部幅
Ｌ 係止片移動幅

Claims (3)

1. 外周に保護層を有しかつ係止片が突設された杭本体と、前記係止片と係合自在な係止片受けを内周面軸方向に複数有し、かつ内周面と前記杭本体の保護層とが間隔を有する保護外管とからなるとともに、前記保護外管の内周面に複数の円弧状板材を取り付けることにより前記係止片受けを形成し、さらに当該円弧状板材と前記杭本体の保護層との間で間隔を設けた二重管埋設杭装置をクレーンで吊り下げて回転駆動装置に設置し、
   前記杭本体の係止片を前記保護外管の係止片受けに係合させ、
   前記保護外管の側部を回転駆動装置におけるチャック機構で把持し、
   前記回転駆動装置を駆動することにより、二重管埋設杭装置を回転させて杭本体を地盤中に回転圧入し、
   前記保護外管が地盤に圧入されないように、前記杭本体の係止位置を段階的に調節して二重管埋設杭装置を延長しつつ杭本体を埋設し、
   前記杭本体が所定位置まで埋設された状態で、前記回転駆動装置におけるチャック機構を解除して前記保護外管を取り外し、
   新たな二重管埋設杭装置をクレーンで吊り下げ、既に埋設された前記杭本体に新たな杭本体を継ぎ足し、その新たな杭本体の係止片を前記保護外管の係止受けに係合させることにより、上記工程を繰り返すこと
   を特徴とする埋設管の施工方法。
2. 請求項１記載の埋設管の施工方法に適用される二重管埋設杭装置であって、少なくともチャック機構が把持される保護外管の側部に対応した内周面に前記複数の円弧状板材が取り付けられていることを特徴とする二重管埋設杭装置。
3. 前記係止片移動溝の溝側面には凹部と凸部とが交互に連続してなるくし歯状の係止片受けが設けられていることを特徴とする請求項２記載の二重管埋設杭装置。

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