JP4845537B2 - 水中構造物用杭打ち工法 - Google Patents

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Description

本発明は、岸壁の拡張工事や防波堤延長工事などの護岸構造物やその他の水中構造物を構築する際の杭打ち工法に関するものである。
岸壁等の護岸構造物の拡張工事などにおいては、水面上から矢板やコンクリート杭等の杭打ちを行ない、当該矢板や杭を基点として、拡張すべき構造物を構築している。
例えば特許文献１（特開平９−１３３４３号公報）においては、既存岸壁から離れた位置に鋼管杭を打ち込み、当該杭で支持された桟橋を構築したり（図１５）、既存岸壁から離れた位置に鋼矢板を打ち込み、矢板の後背部分を充填物で埋めたり（図２）する手段が開示されている。
また特許文献２（特開２００１−２６２５３３号公報）には、既存岸壁から離れた位置に鋼杭を打ち込み、前記杭にプレキャストブロックを連結設置して岸壁を拡張する手段が開示されている。
このように岸壁等の拡張工事においては水中に矢板や杭を打ち込み、構造物の構築基点としており、その打ち込み手段は、特許文献３（特開２００３−３２８３５７号公報）に示されているようにハイブロハンマーで直接水中地面に打ち込みを行なっている。
特開平９−１３３４３号公報。 特開２００１−２６２５３３号公報。 特開２００３−３２８３５７号公報。
水中地盤への杭打ち込みにおいて、特許文献１の図１５に記載されているように、岸壁等の臨海構造物は、波による侵食対策として、構造物と水中地面との境界に、捨石（砕石）を施している。
この捨石層に対して杭打ちを行う場合には、特に先端を尖らしたコンクリート杭を、振動を付与しながら捨石層を通過させ、後に打撃を加えることで杭打ちが可能であるが、矢板や鋼管杭やＨ鋼杭等の場合には、杭打ち箇所の捨石層を除去する必要がある。
前記の捨石層の除去は、クラムシェルバケット等によって捨石を掬い取るものであるが、捨石層は捨石全体が固められているものではないので、ある程度の広い範囲で除去する必要があり、水中杭打ち作業においては、捨石層除去が大きな負担となる。
そこで本発明は、捨石層が存在する水中地面に対する杭打ちが効率的に実施できる新規な水中構造物用杭打ち工法を提案したものである。
本発明に係る水中構造物用杭打ち工法は、石層が存在する水中地面に対して、適宜なケーシングパイプ内に、先方を細径とし基方をケーシングパイプ内径に近い外径を有するスパイラル拡幅部を備えた掘削ロッドを先端に設けた掘削装置を使用し、掘削ビットの先方がケーシングパイプ先端より突出し、スパイラル拡幅部の大径部分がケーシングバイプの下端開口部の近傍に位置させた状態で、ケーシングパイプ上部を密閉し、高圧空気をケーシング内に圧入して、パイプ内海水をパイプ先端から吐き出しながらケーシングパイプと掘削ロッドを回転させて捨石層に押入し、ケーシングパイプが捨石層を貫通したら掘削ロッドを引き抜き、しかる後ケーシングパイプ内に砂を投入し、ケーシングパイプを引き抜いて杭打ち箇所の捨石層を砂層に置換し、当該箇所に所定の杭打ちを行なうことを特徴とするものである。
また前記掘削ロッドのスパイラル拡幅部に掘削用ビット部を設け、ケーシングパイプ下端面にも掘削用のビット部を設け、捨石層及び捨石層下の地面を掘削しながらケーシングパイプを押入することを特徴とするものである。
従って所定の掘削機能を備えた掘削機に前記掘削装置を装着し、杭打ちすべき捨石層が存在する水中地面に対して掘削を行なうと、掘削ロッドで捨石層を押し拡げるようにし、同時にケーシングパイプ内を高圧状態とするので、ケーシングパイプ内の海水がケーシングパイプ先端開口部から吐き出されるので、掘削ロッドの掘削進行（捨石の押し拡げ又は捨石粉砕）によってケーシングパイプ内への捨石の侵入を阻止しながら、ケーシングパイプが捨石層中を貫通し、杭打ち箇所の捨石層を砂層に置換できるもので、砂層に置換された箇所においては、常法手段で容易に杭打ちが可能となるものである。
本発明工法は上記の通りであるから、捨石層が存在する水中地面に対して、杭の種別を考慮することなく容易に杭打ちができるものである。
次に本発明工法の実施形態について説明する。本発明工法に使用する掘削装置は、所定の掘削機１に装着するケーシングパイプ２と、掘削ロッド３と、掘削機１の掘進機構１３との連結体４から構成される。
掘削機１は、既存のもので、走行機体１１にリーダマスト１２を組み込み、このリーダマスト１２に回転駆動を付与する掘進機構１３を装着すると共に、掘進機構１３を吊下げ機構によって吊下げ保持しているものである。
ケーシングパイプ２は、適宜な径の鋼管で、下先端にビット部２１を形成したものである。
掘削ロッド３は、先端部分に先方を細径とし、基方をケーシングパイプ２の内径に近い外径としたスパイラル拡幅部３１を備えると共に、前記スパイラル拡幅部３１の周面及び端面に掘削用ビット部３２を設けたものである。
連結体４は、掘進機構１３と、ケーシングパイプ２及び掘削ロッド３とを連結するもので、掘進機構１３に連結する連結軸部４１と、傘状でケーシングパイプ２の上端を密閉連結するパイプ連結部４２と、連結軸部４１と反対側に突出させたロッド連結部４３と、本体と一緒に回転せずにフリー状態の注入口と本体内に設けた通路を備え、パイプ連結部４２の内方に吐出口を備えた空気圧入部４４を備えたものである。
而して前記の掘削装置の掘削ロッド３におけるスパイラル拡幅部３１の大径部分がケーシングバイプ２の下端開口部の近傍に位置するように、連結体４３で前記ケーシングパイプ２と掘削ロッド３を、掘進機構１３に連結装着するものである。
掘削装置（ケーシングパイプ２及び掘削ロッド３）を装着した掘削機１を、岸壁Ａ上に位置させたり又は浮き船Ｂに載せ、掘削装置を捨石層Ｃが存在する杭打ち箇所に臨ませ、掘削ロッド３の先端を捨石層Ｃの上面に位置させる。
そして別置コンプレッサー（図示せず）と空気圧入部４４の注入口とを連結し、高圧空気を供給しながらケーシングパイプ２と掘削ロッド３を回転させて捨石層に押入する（掘進機構１３の下降による自重沈下による）。
そうすると掘削ロッド３はスパイラル拡幅部３１で捨石を押し拡げ、且つケーシングパイプ２のビット部２１と掘削ロッド３の掘削用ビット部３２で邪魔になる捨石は粉砕され、同時にケーシングパイプ２内には高圧空気が供給され続けるので、捨石の一部や粉砕された微片は、ケーシングパイプ２内の海水によって押し出される（図３イ）。
前記の掘削圧入を行い、ケーシングパイプ２が捨石層Ｃを貫通して通常地面Ｄに達したら（図３ロ）、ケーシングパイプ２と連結体４との連結を解除し、掘進機構１３を引上げて掘削ロッド３をケーシングパイプ２から引き抜く（図３ハ）。
掘削ロッド３を引き抜いたらケーシングパイプ２内に砂Ｅを投入し（図３ニ）、ケーシングパイプ２を引き抜く。前記の砂投入とケーシングパイプ２の引き抜きは同時進行でも良い。
ケーシングパイプ２を引き抜くと杭打ち箇所の捨石層Ｃを砂Ｅの層に置換されることになるので、当該箇所に所望の杭Ｆを適宜な手段で打ち込み、所定の水中構造物の基点とするものである。
尚前記実施形態においては、ケーシングパイプと掘削ロッドの一体回転駆動を行なう例を示したが、使用する掘削機に対応して、ケーシングパイプと掘削ロッドが別々に回転駆動するようにしても良い。
本発明の実施形態の説明図（工事全体の説明図）。 同掘削装置の説明図。 同工程説明図。
符号の説明
１ 掘削機
１１ 走行機体
１２ リーダマスト
１３ 掘進機構
２ ケーシングパイプ
２１ ビット部
３ 掘削ロッド
３１ スパイラル拡幅部
３２ 掘削用ビット部
４ 連結体
４１ 連結軸部
４２ パイプ連結部
４３ ロッド連結部
４４ 空気圧入部
Ａ 岸壁
Ｂ 浮き船
Ｃ 捨石層
Ｄ 通常地面
Ｅ 砂
Ｆ 杭

Claims (2)

  1. 捨石層が存在する水中地面に対して、適宜なケーシングパイプ内に、先方を細径とし基方をケーシングパイプ内径に近い外径を有するスパイラル拡幅部を備えた掘削ロッドを先端に設けた掘削装置を使用し、掘削ビットの先方がケーシングパイプ先端より突出し、スパイラル拡幅部の大径部分がケーシングバイプの下端開口部の近傍に位置させた状態で、ケーシングパイプ上部を密閉し、高圧空気をケーシング内に圧入して、パイプ内海水をパイプ先端から吐き出しながらケーシングパイプと掘削ロッドを回転させて捨石層に押入し、ケーシングパイプが捨石層を貫通したら掘削ロッドを引き抜き、しかる後ケーシングパイプ内に砂を投入し、ケーシングパイプを引き抜いて杭打ち箇所の捨石層を砂層に置換し、当該箇所に所定の杭打ちを行なうことを特徴とする水中構造物用杭打ち工法。
  2. 掘削ロッドのスパイラル拡幅部に掘削用ビット部を設け、ケーシングパイプ下端面にも掘削用ビット部を設け、捨石層及び捨石層下の地面を掘削しながらケーシングパイプを圧入する請求項１記載の水中構造物用杭打ち工法。
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