JP5505209B2 - 貫入装置用架台及び杭の貫入方法 - Google Patents

Description

本発明は、杭を地盤に貫入する際に用いる貫入装置を載置するための貫入装置用架台、及び該貫入装置用架台を用いた杭の貫入方法に関する。

土木、建築用の基礎部材として鋼管等からなる杭を地盤に貫入する場合がある。このような杭のうち、地面に対して垂直に貫入する杭を直杭といい、地面に対して傾斜した姿勢で貫入する杭を斜杭という。斜杭は直杭に比べて水平方向に加わる力に対して有効に機能し、杭頭部の水平方向の変位を小さくすることが可能である。そのため、今後、斜杭は耐震設計上、好適に用いられる傾向にある。

上記のような斜杭を貫入する方法として、例えば特許文献１には、回転貫入装置の下に互い違いに重ねたクサビを配置し、その一方を撤去することで回転貫入装置を傾斜させて斜杭を貫入する方法が開示されている。また、特許文献２には、回転貫入装置の架台として伸縮式ジャッキを４台設置し、その伸縮量を調整することで回転貫入装置を傾斜させて斜杭を貫入する方法が開示されている。

特開２００３−１６６２３９号公報 特開２００４−２５７０４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、クサビ形状の架台に関して、回転貫入施工時には１台しか使わないのに、回転貫入装置を傾けるためだけに２台用意することとなり、コスト面で課題がある。また、斜杭の傾斜角度を変更する際、その都度、形状の異なるクサビを用意する必要があることからも、コスト面で問題がある。さらに、互い違いに重ねた２台のクサビの一方を撤去する際、回転貫入装置とクレーンとの間に、重量物であるクサビを引抜くための重機を配置しなければならず、安全性の面で課題が多い。

また、上記特許文献２に開示された技術では、伸縮式ジャッキが４台必要であり、架台の製作コスト面で課題がある。さらに、ジャッキを伸縮させるための油圧装置を別途用意する必要があり、施工コスト面で課題がある。

そこで本発明は、上記問題に鑑み、斜杭の貫入を安価で安全に行うことができる貫入装置用架台、及び杭の貫入方法を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。

第１の本発明は、地盤に杭を貫入させる貫入装置を載置する貫入装置用架台であって、略中央部に杭を通すための第１貫通孔を有し、該第１貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第１床版と、略中央部に杭を通すための第２貫通孔を有し、該第２貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第２床版と、を有し、第１貫通孔及び第２貫通孔が連通するように、第１床版上に第２床版を重ねたまま使用する、貫入装置用架台により、前記課題を解決する。

ここに、「第１床版上に第２床版を重ねたまま使用する」とは、第１床版上に第２床版を重ねた状態で、第２床版上に貫入装置を載置し、第１床版と第２床版とを重ねた状態を維持したまま、該貫入装置によって地盤に杭を貫入することを意味する。

第１の本発明の貫入装置用架台において、第１床版の第２床版側の面、又は第２床版の第１床版側の面において、第１貫通孔又は第２貫通孔の開口部を囲む円上に複数の凸部を有し、第２床版の第１床版側の面、又は第１床版の第２床版側の面において、第２貫通孔又は第１貫通孔の開口部を囲む円上に、凸部と嵌合する凹部を複数有し、凸部と凹部とを嵌合する際の組合せが複数あり、凸部と凹部とを嵌合することによって、平面視における第２床版の第１床版に対する回転を係止することが好ましい。

「第１床版の第２床版側の面、又は第２床版の第１床版側の面において、第１貫通孔又は第２貫通孔の開口部を囲む円上に複数の凸部を有し」とは、第１床版の第２床版側の面に複数の凸部を有する場合、該凸部が、第１床版の第２床版側の面において第１貫通孔の開口部を囲む円上に形成されており、第２床版の第１床版側の面に複数の凸部を有する場合、該凸部が、第２床版の第１床版側の面において第２貫通孔の開口部を囲む円上に形成されていることを意味する。また、「第２床版の第１床版側の面、又は第１床版の第２床版側の面において、第２貫通孔又は第１貫通孔の開口部を囲む円上に、凸部と嵌合する凹部を複数有し」とは、第１床版の第２床版側の面に複数の凸部を有する場合、該凸部と嵌合する凹部が、第２床版の第１床版側の面において第２貫通孔の開口部を囲む円上に形成されており、第２床版の第１床版側の面に複数の凸部を有する場合、該凸部と嵌合する凹部が、第１床版の第２床版側の面において第１貫通孔の開口部を囲む円上に形成されていることを意味する。さらに、「凸部と凹部とを嵌合する際の組合せが複数あり」とは、凸部及び凹部がそれぞれ複数あり、嵌合させる組合せを変えられることを意味する。なお、凹部の数は凸部の数以上であればよく、凹部の数と凸部の数とが一致している必要はない。かかる形態とすることによって、後に詳述するように、第２床版の上面（貫入装置を載置する面。以下、「貫入装置設置面」と表記することがある。）の水平面に対する傾斜角を任意の角度に調整することが容易になる。

本発明において、第２床版の「上面」とは、貫入装置用架台を使用する際に、第２床版の天に向く側の面を意味する。また、貫入装置用架台を使用する際に、第２床版の第１床版が備えられる側（地盤側）の面は、第２床版の「下面」と表記する場合がある。第１床版については、地盤側の面を「下面」と表記し、該下面と反対側（第２床版が備えられる側）の面を「上面」と表記することがある。さらに、第１床版及び第２床版において、上面と下面との間の面を「側面」と表記することがある。

第１の本発明の貫入装置用架台において、第１床版の第２床版側の面、又は第２床版の第１床版側の面において、第１貫通孔又は第２貫通孔の開口部を囲む円上に複数の凸部を有し、第２床版の第１床版側の面、又は第１床版の第２床版側の面において、第２貫通孔又は第１貫通孔の開口部を囲む円形の溝を有するとともに、該溝上に凸部と嵌合する凹部を複数有し、凸部と凹部とを嵌合する際の組合せが複数あり、凸部と凹部とを嵌合することによって、平面視における第２床版の第１床版に対する回転を係止することも好ましい。かかる形態とすることによって、後に詳述するように、平面視において、第２床版を第１床版に対して回転させることが容易になり、貫入装置設置面の水平面に対する傾斜角を任意の角度に調整することが容易になる。

第１の本発明の貫入装置用架台において、第１床版の第２床版側の面にある複数の凸部を、第１床版の第２床版側の面に形成された凹部に嵌めこまれた球体によって構成された半球状の凸部とすることができる。床版と別個の球体で凸部を構成することにより架台の製作、加工が容易となり、また凸部を（半）球体とすることで嵌合作業が容易になる。

第１の本発明の貫入装置用架台において、第１床版が、第２床版側の面に、第１貫通孔の開口部を囲む円形の溝を有するとともに、第２床版が、第１床版側の面に、第２貫通孔の開口部を囲む円形の溝を有し、第１床版の溝及び第２床版の溝によって挟持される複数の球体と、平面視における第２床版の第１床版に対する回転を係止する係止手段と、を有することも好ましい。かかる形態とすることによっても、平面視において、第２床版を第１床版に対して回転させることが容易になり、貫入装置設置面の水平面に対する傾斜角を任意の角度に調整することが容易になる。

第１の本発明の貫入装置用架台において、第１床版及び第２床版が、１つの円筒を該円筒の中心軸に対して傾斜した面で切断した形状であることが好ましい。かかる形態とすることによって、第１床版及び第２床版の作製が容易になる。

第２の本発明は、上記第１の本発明の貫入装置用架台を設置する工程と、設置した貫入装置用架台上に貫入装置を載置する工程と、貫入装置によって杭を地盤に貫入する工程と、を有する杭の貫入方法により、前記課題を解決する。

第１の本発明の貫入装置用架台によれば、対向した面が平行でない床版の重ね合せ方を変えることによって、１つの貫入装置用架台で任意の角度に傾斜した貫入装置設置面を形成することができるため、斜杭の貫入を安価で行える。また、上記したように、互い違いに重ねた２台のクサビの一方を撤去する方法の場合は安全面での対策が必要であったが、第１の本発明の貫入装置用架台によれば、貫入装置設置面を安全に任意の角度に傾斜させることが容易であり、斜杭の貫入を安全に行える。

第２の本発明の杭の貫入方法によれば、第１の本発明の貫入装置用架台を用いることによって、安価で安全に斜杭の貫入を行うことができる。

１つの実施形態にかかる本発明の貫入装置用架台を概略的に示す三面図である。 （ａ）は図１に示した第１床版の上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＩＩｂ−ＩＩｂでの断面図、（ｃ）は図１に示した第２床版の下面図、（ｄ）は（ｃ）に示したＩＩｄ−ＩＩｄでの断面図である。 図１に示した貫入装置用架台の使用例を概略的に示す側面図である。 （ａ）は他の実施形態にかかる第１床版の上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＩＶｂ−ＩＶｂでの断面図、（ｃ）は他の実施形態にかかる第２床版の下面図、（ｄ）は（ｃ）に示したＩＶｄ−ＩＶｄでの断面図である。 （ａ）は他の実施形態にかかる第２床版の上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＶｂ−Ｖｂでの断面図である。 （ａ）は、他の実施形態にかかる第１床版の上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＶＩｂ−ＶＩｂでの断面図、（ｃ）は他の実施形態にかかる第２床版の下面図、（ｄ）は（ｃ）に示したＶＩｄ−ＶＩｄでの断面図である。 図１に示した貫入装置用架台を用いた杭の貫入方法を説明する模式図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

１．貫入装置用架台
本発明の貫入装置用架台は、地盤に杭を貫入させることができる貫入装置を載置するための台である。また、本発明の貫入装置用架台は、第１床版と該第１床版上に重ねられる第２床版とを有している。さらに、本発明の貫入装置用架台は、第１床版上に第２床版を重ねた状態で、第２床版上に貫入装置を載置し、第１床版と第２床版とを重ねた状態を維持したまま使用する。第１床版は、貫入装置によって地盤に貫入される杭を通すための貫通孔（第１貫通孔）を略中央部に有している。第１床版において、第１貫通孔の一方の開口部を含む面と他方の開口部を含む面とは平行でない。第２床版も、貫入装置によって地盤に貫入される杭を通すための貫通孔（第２貫通孔）を略中央部に有している。第２床版において、第２貫通孔の一方の開口部を含む面と他方の開口部を含む面とは平行でない。本発明の貫入装置用架台は、第１床版と第２床版とを重ねる際、第１床版の第１貫通孔及び第２床版の第２貫通孔が連通し、貫入装置によって貫入する杭が、第１貫通孔及び第２貫通孔を通るようにする。

図１は、このような本発明の貫入装置用架台のうち、一つの実施形態にかかる貫入装置用架台１を概略的に示す三面図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は正面図であり、図１（ｃ）は側面図である。なお、図１では、外観視できない構成について、一部を破線で示している（以下のその他の図についても同じ。）。また、図１では、図面が煩雑になるのを防ぐため、繰り返しとなる符号を一部省略している（以下のその他の図についても同じ。）。図２（ａ）は、図１に示した第１床版１０の上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示したＩＩｂ−ＩＩｂでの断面図と、図２（ｃ）は、図１に示した第２床版２０の下面図、図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示したＩＩｄ−ＩＩｄでの断面図である。図３は、図１に示した貫入装置用架台１の使用例を概略的に示す側面図である。以下、図１〜３を参照しつつ、貫入装置用架台１について説明する。

貫入装置用架台１は、第１床版１０と第２床版２０とを備えている。

第１床版１０は、略中央部に杭を通すための第１貫通孔１２を有している。また、第１床版１０は、第１貫通孔１２の一方の開口部を含む面と他方の開口部を含む面とが平行でないように形成されている。すなわち、貫入装置用架台１を水平面に設置した際、第１床版１０の上面及び下面は、水平面に対する傾斜角が異なっている。具体的には、貫入装置用架台１を水平な地面に設置した際、第１床版１０の下面は略水平となり、上面は水平面に対して所定の角度で傾斜している。よって、該傾斜方向に平行な鉛直断面において、第１床版１０は、一方の端部が最も厚くなっており、該端部から他方の端部に向かって厚さが徐々に薄くなっている（図２参照）。

第２床版２０は、略中央部に杭を通すための第２貫通孔２２を有している。また、第２床版２０は、第１床版１０の上面と下面とを逆さまにした外観を有している。すなわち、第２床版２０は、第２貫通孔２２の一方の開口部を含む面と他方の開口部を含む面とが平行でないように形成されており、貫入装置用架台１を水平面に設置した際、第２床版２０の上面及び下面は、水平面に対する傾斜角が異なっている。図１に示した姿勢では、第２床版２０の上面は略水平となり、下面は水平面に対して所定の角度で傾斜しており、該傾斜方向に平行な鉛直断面において、第２床版２０は、一方の端部が最も厚くなっており、該端部から他方の端部に向かって厚さが徐々に薄くなっている（図２参照）。

上述したように、第１床版１０及び第２床版２０は上面と下面とを逆さまにした外観を有しており、鉛直断面において、一方の端部から他方の端部に向かって厚さが変化している。よって、図１に示したように、第１床版１０の最も厚い部分と第２床版２０の最も薄い部分とが重なるようにして、貫入装置用架台１を水平な地面に設置した場合は、貫入装置設置面２４は略水平となる。そして、この姿勢から、第１床版１０又は第２床版２０を平面視において回転させることにより、水平面に対する貫入装置設置面２４の傾斜角を任意の角度に調整することができる。すなわち、図１に示したように第１床版１０の最も厚い部分と第２床版２０の最も薄い部分とが重なるようにして貫入装置用架台１を水平な地面に設置した場合、貫入装置設置面２４の水平面に対する傾斜角が最小（０度）となり、図３に示すように、第１床版１０の最も厚い部分と第２床版２０の最も厚い部分とを重ねた場合、貫入装置設置面２４の水平面に対する傾斜角が最大となる。

貫入装置設置面２４の水平面に対する傾斜角の最大値は特に限定されないが、設計上要求される角度は最大１５度程度と考えられる。例えば、貫入装置設置面２４の水平面に対する傾斜角の最大値を１５度とする場合、第１床版１０及び第２床版２０は上面と下面とを逆さまにした外観を有しているため、第１床版１０の下面に対する上面の傾斜角を７．５度にするとともに、第２床版２０の上面に対する下面の傾斜角を７．５度にすれば良い。ただし、本発明の貫入装置用架台は、第１床版及び第２床版の外観が同じである必要はなく、第１床版の下面に対する上面の傾斜角及び第２床版の上面に対する下面の傾斜角を同一にする必要もない。

貫入装置用架台１を用いて杭を地盤に貫入する際、該杭は、第１床版１０の第１貫通孔１２と第２床版２０の第２貫通孔２２とが連通してなる貫通孔２を通して貫入される。このとき、第１床版１０又は第２床版２０を平面視において回転させることにより、第１貫通孔１２の中心軸の方向と第２貫通孔２２の中心軸の方向とがずれる。そのため、少なくとも第１貫通孔１２は、貫通孔２を通す予定の杭の最大径（幅）より太く形成しておく必要がある。貫入装置設置面２４に対して垂直に第２貫通孔２２を形成することにより、貫通孔２を通す予定の杭の中心軸と第２貫通孔２２の中心軸とを重ねることはできるが、該杭の中心軸と第１貫通孔１２の中心軸とはずれる、すなわち、第１貫通孔１２の中心軸に対して斜めに杭が通されるためである。

上述したようにして貫入装置設置面２４を任意の角度で傾斜させることによって、貫入装置設置面２４に貫入装置を載置し、任意の角度で斜杭を地盤に貫入できる。貫入装置用架台１によれば、上記のように平行でない２面を持った床版１０、２０の重ね合せ方を変える、すなわち、第１床版１０又は第２床版２０を平面視において回転させることによって、１つの貫入装置用架台１で任意の角度に傾斜した貫入装置設置面２４を形成することができる。そのため、架台の作製費用を抑えることができ、斜杭の貫入を安価で行える。また、貫入装置用架台１は、貫入装置設置面２４を安全に任意の角度に傾斜させることが容易であり、安全面でも優れている。

上記のように第１床版１０又は第２床版２０を回転させ、その回転後の第１床版１０及び第２床版２０の位置関係を維持するために、貫入装置用架台１が備えている機構について、以下に説明する。

第１床版１０の上面には、第１貫通孔１２の開口部の周りに２つの凸部１５、１５が形成されている。凸部１５、１５は、第１床版１０の上面に形成された凹部１３、１３に嵌めこまれた球体５、５が第１床版１０の上面から略半分突出していることによって構成された半球状の凸部である。また、第２床版２０の下面には、第２貫通孔２２の開口部を囲むように複数の凹部２３、２３、…が形成されている。当該凸部１５、１５、を凹部２３、２３、…のいずれかに嵌合させることによって、平面視における第２床版２０の第１床版１０に対する回転を係止することができる。

第１床版１０又は第２床版２０を回転させた場合、回転前に空間３、３を形成していた凹部１３、１３及び凹部２３、２３とは異なる組み合わせの凹部１３、１３及び凹部２３、２３によって、また空間３、３が形成され、第１床版１０又は第２床版２０の回転の前後において空間３、３には球体５、５が配置される。このように、第１床版１０又は第２床版２０の回転の前後において、凸部１５、１５（球体５、５）及び凹部２３、２３によって、平面視における第２床版２０の第１床版１０に対する回転が係止され、第１床版１０及び第２床版２０の位置関係を維持することができる。

上述したように、第１床版１０又は第２床版２０を回転させたとき、第１貫通孔１２の中心軸の方向と第２貫通孔２２の中心軸の方向とはずれる。このずれを最小限に抑えるという観点からは、図２（ａ）に示したように凸部１５、１５が、第１床版１０の上面側において、第１貫通孔１２の開口部を含む面と第１貫通孔１２の中心軸との交点を中心とした円（一点鎖線）１６上に形成されているとともに、図２（ｃ）に示したように凹部２３、２３、…が、第２床版２０の下面側において、第２貫通孔２２の開口部を含む面と第２貫通孔２２の中心軸との交点を中心とした円（一点鎖線）２６上に形成されていることが好ましい。円１６及び円２６の直径は同一である。

また、第１床版１０又は第２床版２０を回転させたとき、平面視における第１床版１０に対する第２床版２０の回転角と、貫入装置設置面２４の傾斜角とは必ずしも正比例しない。例えば、第１床版１０及び第２床版２０が、１つの円筒を該円筒の中心軸に対して傾斜した面で切断した形状とした場合（図１参照）、第１床版１０の上面及び第２床版２０の下面は楕円となる。そのため、第１床版１０又は第２床版２０を回転させたとき、平面視における第１床版１０に対する第２床版２０の回転角と、貫入装置設置面２４の傾斜角とは正比例しない。これに伴い、貫入装置設置面２４の傾斜角を等間隔の段階で調整可能にしようとすると、凹部２３、２３、…は、円２６上において不等間隔で設けられることになる。

貫入装置用架台１は、第１床版１０及び第２床版２０の間において、凸部１５、１５と８つの凹部２３、２３、…のうち任意の２つの凹部２３、２３とを嵌合させることによって、貫入装置設置面２４の傾斜角を５段階（貫入装置用架台１を水平面に設置した際に、貫入装置設置面２４が水平となる場合を含む。）で調整することができる。ただし、本発明の貫入装置用架台において、第２床版の下面に形成される凹部の数は特に限定されない。第２床版の下面に形成される凹部の数を増やせば、貫入装置設置面の傾斜角をより多段階で調整することができる。

また、図１〜図３には、第１床版１０及び第２床版２０がそれぞれ半球状の凹部１３、１３及び半球状の凹部２３、２３、…を有しており、凹部１３、１３及び８つの凹部２３、２３、…のうち任意の２つの凹部２３、２３によって球体５、５を包み込む球状の空間３、３が形成される形態を例示したが、本発明の貫入装置用架台は、かかる形態に限定されない。凹部１３、１３及び凹部２３、２３、…の形状は、球体５、５を挟持して、平面視における第２床版２０の第１床版１０に対する回転を係止できる形態であれば、特に限定されない。例えば、凹部１３、１３及び凹部２３、２３、…は、それぞれ多面体の凹部であってもよい。また、凹部１３、１３及び凹部２３、２３によって球体５、５を完全に包み込めなくてもよい。すなわち、第１床版１０及び第２床版２０を重ねた際に、第１床版１０と第２床版２０との間に球体５、５が介在することによって第１床版１０と第２床版２０との間に間隙が形成されるような形態であってもよい。

また、図１〜図３には、凹部１３、１３及び球体５、５によって第１床版１０の上面に凸部１５、１５が形成され、第２床版２０の下面に該凸部１５、１５と嵌合する凹部２３、２３、…が設けられている形態を例示して説明したが、本発明の貫入装置用架台は上記形態に限定されない。すなわち、第２床版の第１床版に対する回転を係止するための凸部は、第１床版及び第２床版と別に設けられたものではなく、第１床版の上面又は第２床版の下面に一体化して設けられたものであってもよい。当該凸部が第２床版の下面に設けられる場合は、当該凸部に嵌合する凹部が第１床版の上面に設けられる。

また、図１〜図３に示した形態のように、凸部１５、１５が円１６上において円１６の中心を通る線上に並んで配置されているような場合、すなわち、どの凸部１５とどの凹部２３とを嵌合させても凹部２３に対する凸部１５の挿入角度が同じである場合は、凸部１５、１５の形状は特に限定されず、半球でなくてもよい。

また、本発明の貫入装置用架台において、平面視における第１床版又は第２床版の回転前後の第１床版及び第２床版の位置関係を維持するための機構は、上記機構に限定されない。当該機構のその他の例について、図４〜図６を参照しつつ説明する。

図４は、他の実施形態にかかる貫入装置用架台の第１床版１０ａ及び第２床版２０ａを概略的に示す図である。図４（ａ）は、第１床版１０ａの上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したＩＶｂ−ＩＶｂでの断面図、図４（ｃ）は、第２床版２０ａの下面図、図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示したＩＶｄ−ＩＶｄでの断面図である。図５は、さらに他の実施形態にかかる貫入装置用架台の第２床版２０ｂを概略的に示す図である。図５（ａ）は、第２床版２０ｂの上面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したＶｂ−Ｖｂでの断面図である。図６は、さらに他の実施形態にかかる貫入装置用架台の第１床版１０ｃ及び第２床版２０ｃを概略的に示す図である。図６（ａ）は、第１床版１０ｃの上面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示したＶＩｂ−ＶＩｂでの断面図、図６（ｃ）は、第２床版２０ｃの下面図、図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示したＶＩｄ−ＶＩｄでの断面図である。図４〜図６において、図１〜図３と同様の構成のものには同符号を付しており、適宜説明を省略する。

図４に示した形態の貫入装置用架台は、図４（ａ）に示したように、第１床版１０ａの上面において、第１貫通孔１２を囲む円上に複数の凹部１３ａ、１３ａ、…が形成され、該凹部１３ａ、１３ａ、…に球体５ａ、５ａ、…が嵌めこまれて凸部１５ａ、１５ａ、…が形成されている。また、図４（ｂ）に示したように、第２床版２０ａの下面において、第２貫通孔２２を囲む円上に凸部１５ａ、１５ａ、…と同数の凹部２３ａ、２３ａ、…が形成されている。そして、第１床版１０ａ及び第２床版２０ａを重ねて、凸部１５ａ、１５ａ、…と凹部２３ａ、２３ａ、…とを嵌合させることによって、平面視における第２床版２０ａの第１床版１０ａに対する回転を係止することができる。なお、凸部１５ａ、１５ａ、…は円１６上に形成されることが好ましく、凹部２３ａ、２３ａ、…は円２６上に形成されることが好ましい。上述したように、第１床版１０ａ又は第２床版２０ａを回転させたとき、第１貫通孔１２の中心軸の方向と第２貫通孔２２の中心軸の方向とのずれを最小限に抑えるためである。

図４に示した形態の貫入装置用架台においても、第１床版１０ａ及び第２床版２０ａを重ねて第１床版１０ａ又は第２床版２０ａを回転させた場合、回転前に球体５ａ、５ａ、…を包む空間を形成していた凹部１３ａ、１３ａ、…及び凹部２３ａ、２３ａ、…とは異なる組み合わせの凹部１３ａ、１３ａ、…及び凹部２３ａ、２３ａ、…によって、また球体５ａ、５ａ、…を包む空間が形成され、第１床版１０ａ又は第２床版２０ａの回転の前後において、凹部１３ａ、１３ａ、…及び凹部２３ａ、２３ａ、…によって形成される空間内に球体５ａ、５ａ、…が配置される。このようにして、第１床版１０ａ又は第２床版２０ａの回転の前後において、凹部２３ａ、２３ａ、及び凸部１５ａ、１５ａ（球体５ａ、５ａ、…）によって、平面視における第２床版２０ａの第１床版１０ａに対する回転が係止され、第１床版１０ａ及び第２床版２０ａの位置関係を維持することができる。

図４に示した形態の貫入装置用架台は、第１床版１０ａの上面において、凸部１５ａ、１５ａ、…が円１６上に等間隔に形成されるとともに、第２床版２０ａの下面において、凹部２３ａ、２３ａ、…が円２６上に等間隔に形成されていることが好ましい。かかる形態とすることによって、第１床版１０ａ又は第２床版２０ａを回転させたとき、全ての凸部１５ａ、１５ａ、…を凹部２３ａ、２３ａ、…に嵌合させることが容易になる。ただし、かかる形態の場合、貫入装置設置面２４の傾斜角の調整は等間隔にならない。上述したように、平面視における第１床版１０ａに対する第２床版２０ａの回転角と、貫入装置設置面２４の傾斜角とは必ずしも正比例しないためである。

図４に示した形態において、凸部１５ａ、１５ａ、…の数及び凹部２３ａ、２３ａ、…の数は特に限定されない。凹部２３ａ、２３ａ、…の数、若しくは凸部１５ａ、１５ａ、…の数及び凹部２３ａ、２３ａ、…の数を増やせば、貫入装置設置面２４の傾斜角をより多段階で調整することができる。

また、図４に示した形態において、凹部１３ａ、１３ａ及び凹部２３ａ、２３ａ、…の形状は、球体５ａ、５ａ、…を挟持して、平面視における第２床版２０の第１床版１０に対する回転を係止できる形態であれば、特に限定されない。例えば、凹部１３ａ、１３ａ及び凹部２３ａ、２３ａ、…は、それぞれ多面体の凹部であってもよい。また、凹部１３ａ、１３ａ及び凹部２３ａ、２３ａによって球体５ａ、５ａ、…を完全に包み込めなくてもよい。すなわち、第１床版１０ａ及び第２床版２０ａを重ねた際に、第１床版１０ａと第２床版２０ａとの間に球体５ａ、５ａが介在することによって第１床版１０ａと第２床版２０ａとの間に間隙が形成されるような形態であってもよい。

また、図４には、凹部１３ａ、１３ａ、…及び球体５ａ、５ａ、…によって第１床版１０の上面に凸部１５ａ、１５ａ、…が形成され、第２床版２０ａの下面に該凸部１５ａ、１５ａ、…と嵌合する凹部２３ａ、２３ａ、…が設けられている形態を例示して説明したが、本発明の貫入装置用架台は上記形態に限定されない。すなわち、第２床版の第１床版に対する回転を係止するための凸部は、第１床版及び第２床版と別に設けられたものではなく、第１床版の上面又は第２床版の下面に一体化して設けられたものであってもよい。当該凸部が第２床版の下面に設けられる場合は、当該凸部に嵌合する凹部が第１床版の上面に設けられる。

なお、図４に示した形態のように、凹部２３ａをどの凸部１５ａに嵌合させるかによって、凹部２３ａに対する凸部１５ａの挿入角度が異なる場合は、凸部１５ａ、１５ａ、…及び凹部２３ａ、２３ａ、…の形状は半球又は略半球の多面体であることが好ましい。

図５に示した第２床版２０ｂは、上記第１床版１０又は上記第１床版１０ａと組み合わせて用いることができる。以下、第１床版を第１床版１０とした場合について主に説明する。

第２床版２０ｂは、下面に、第２貫通孔２２の開口部を囲む円形の溝２１ｂを有するとともに、該溝２１ｂ上に複数の凹部２３ｂ、２３ｂ、…を有する。溝２１ｂは、円２６に沿って設けられることが好ましい。上述したように、第１床版１０又は第２床版２０ｂを回転させたとき、第１貫通孔１２の中心軸の方向と第２貫通孔２２の中心軸の方向とのずれを最小限に抑えるためである。

第１床版１０の凸部１５、１５と第２床版２０ｂの凹部２３ｂ、２３ｂ、…とを嵌合させることによって、平面視における第２床版２０ｂの第１床版１０に対する回転を係止することができる。なお、凹部２３ｂ、２３ｂ、…の形状及び間隔などについては、上記凹部２３、２３、…と同様とする。すなわち、凹部２３ｂ、２３ｂ、…の形状は特に限定されず、凹部２３ｂ、２３ｂ、…の間隔は不等間隔であることが好ましい。

溝２１ｂを設けることによって、第１床版１０に対して第２床版２０ｂを回転させる際、第２床版２０ｂを持ち上げる量を減らすことができる。貫入装置用架台１の場合は、第１床版１０に対して第２床版２０を回転させる際、球体５、５が第２床版２０の凹部２３、２３、…から完全に外れる高さまで第２床版２を持ち上げなければ、第２床版２０を回転させられない。一方、溝２１ａを設けることによって、第１床版１０に対して第２床版２０ａを回転させる際、溝２１ａの深さ分だけ、第２床版２０ａを持ち上げる量を減らすことができる。よって、平面視において、第２床版２０ａを第１床版１０に対して回転させることが容易になり、貫入装置設置面２４の水平面に対する傾斜を任意の角度に調整することがより容易になる。

溝２１ｂの断面（円２６に垂直な方向の断面）形状は特に限定されないが、凸部１５の形状に対応した形状であることが好ましい。

なお、第１床版１０ａと第２床版２０ｂとを組み合わせる場合は、凹部２３ｂ、２３ｂ、…の形状及び間隔などについては、凹部２３ａ、２３ａ、…と同様とする。すなわち、凹部２３ｂ、２３ｂ、…の形状は半球又は略半球の多面体であることが好ましく、凹部２３ｂ、２３ｂ、…の間隔は等間隔であることが好ましい。

図６に示した第１床版１０ｃは、上面に、第１貫通孔１２の開口部を囲む円形の溝１１ｃを有している。また、第２床版２０ｃは、下面に、第２貫通孔２２の開口部を囲む円形の溝２１ｃを有している。さらに、図６に示した形態の貫入装置用架台は、第１床版１０ｃの溝１１ｃ及び第２床版２０ｃの溝２１ｃによって挟持される複数の球体５ｃ、５ｃ、…を有しており、第１床版１０ｃ又は第２床版２０ｃを無段階で回転させることができる。なお、溝１１ｃは円１６に沿って設けられることが好ましく、溝２１ｃは円２６に沿って設けられることが好ましい。上述したように、第１床版１０ｃ又は第２床版２０ｃを回転させたとき、第１貫通孔１２の中心軸の方向と第２貫通孔２２の中心軸の方向とのずれを最小限に抑えるためである。

また、図６に示したような形態の貫入装置用架台は、第１床版１０ｃ又は第２床版２０ｃを回転させた後、その状態を維持するため、平面視における第２床版２０ｃの第１床版１０ｃに対する回転を係止する係止手段（不図示）が必要となる。当該係止手段は特に限定されない。例えば、第１床版１０ｃ及び第２床版２０ｃの側面に、第１床版１０ｃ及び第２床版２０ｃの相対的位置及び姿勢を固定する部材を設けることなどが考えられる。

また、図６に示したような形態の貫入装置用架台は、第１床版１０ｃ又は第２床版２０ｃを無段階で回転させることが可能であるため、どの程度回転させたときに、貫入装置設置面の角度が何度になるかという目印を設けることが好ましい。当該目印は特に限定されない。例えば、第１床版１０ｃ及び第２床版２０ｃの側面にそれぞれ目盛りを刻むことが考えられる。第１床版１０ｂのどの目盛りと第２床版２０ｂのどの目盛りとが合わさったときに、貫入装置設置面の角度が何度になるかということを容易に把握することができるようになるからである。なお、第１床版１０ｃ及び第２床版２０ｃの側面同士は、回転させることによって面一にならない場合があるので、当該目盛りは第１床版１０ｃの上面の端部にまで設けることが好ましい。

これまでの本発明の説明（図１〜図６）では、第１床版及び第２床版が、１つの円筒を該円筒の中心軸に対して傾斜した面で切断した形状である例について説明した。かかる形態の場合、第１床版及び第２床版を作製することが容易になる。また、第１床版又は第２床版を回転させたときに第１床版の側面と第２床版の側面とのずれが小さくなるため、出っ張る部分が小さくなり、使用し易い。ただし、本発明の貫入装置用架台は上記形態に限定されない。例えば、中心軸に対して垂直な断面が楕円や多角形であるような筒状体を、中心軸に対して傾斜した面で切断した形状であってもよい。また、第１床版及び第２床版が同じ形状でなくても良い。

また、これまでの本発明の説明では、第１床版の下面が第１床版の側面に対して垂直であり、第２床版の上面が第２床版の側面に対して垂直である形態を例示して説明したが、本発明の貫入装置用架台は上記形態に限定されない。すなわち、上面及び下面がどちらも側面に対して垂直でない形態であってもよい。

さらに、これまでの本発明の説明では、２つの床版を重ねてなる貫入装置用架台について説明したが、本発明の貫入装置用架台はかかる形態に限定されない。床版を３つ以上重ねて、上記した機構によって少なくともいずれかの床版を平面視において回転させられるものとしてもよい。

２．杭の貫入方法
本発明の杭の貫入方法は、上記本発明の貫入装置用架台を設置する工程と、設置した貫入装置用架台上に貫入装置を載置する工程と、該貫入装置によって杭を地盤に貫入する工程とを有する。以下、貫入装置用架台１を用いて鋼管杭３０を貫入する場合を例にして、図７を参照しつつ、本発明の杭の貫入方法について説明する。図７は、貫入装置用架台１を用いた鋼管杭３０の貫入方法を説明する模式図である。

まず、貫入装置用架台１を、地盤５０上に設置する。このとき、あらかじめ貫入装置設置面２４の傾斜角度を調整し、貫入装置設置面２４の傾斜の向きが所定の方向になるように、貫入装置用架台１を地盤５０上に設置することが好ましい。貫入装置設置面２４の傾斜の向きは、第１床版１０の上面の傾斜の向きとは必ずしも一致しない。そのため、貫入装置設置面２４の傾斜の向きを所定の方向に向ける場合の第１床版１０の向きを考慮して、貫入装置用架台１を設置する。なお、貫入装置用架台１を地盤５０に固定する方法は、鋼管杭３０を貫入する際に貫入装置用架台１の位置がずれないような方法であれば、特に限定されない。

次に、貫入装置設置面２４に貫入装置４０を載置する。このとき、貫入装置４０を貫入装置設置面２４に固定する方法は、鋼管杭３０を貫入する際に貫入装置４０の位置がずれないような方法であれば、特に限定されない。

上記のようにして貫入装置設置面２４を任意の角度で傾斜させ、かつ貫入装置設置面２４に貫入装置４０を載置した後、貫入装置４０によって鋼管杭３０を地盤５０に貫入する。鋼管杭３０を地盤５０に貫入させる方法は特に限定されないが、例えば鋼管杭３０を回転させながら地盤５０に貫入する工法が好ましい。この工法は鋼管３１の先端に２枚の半円形の鋼板３２を交差状に取り付けて先端翼とし、回転によって推進力を得て地盤５０に貫入するものである。この工法で施工された鋼管杭を先端翼付き回転貫入鋼管杭と呼ぶ。先端翼付き回転貫入鋼管杭は騒音や振動を抑えられることや、大きな支持力を得られることが特徴である。

鋼管杭３０を回転貫入で施工するにあたっては、貫入装置４０として回転貫入装置を用いる。なお、回転貫入装置は、貫入する杭径に応じて３点式杭打ち機や全周回転機などがある。ここでの説明は全周回転機について行うが、それに限定されるものではない。

次に回転貫入装置４０の把持装置で鋼管杭３０（鋼管３１）を掴み、把持装置ごと鋼管杭３０を回転させつつ地盤５０に貫入する。回転貫入装置４０のストローク一杯まで押し込んだら、一旦、鋼管杭３０を把持状態から開放して、回転貫入装置４０を初期位置まで戻した後、再び鋼管杭３０を掴み直す。このサイクルを繰り返すことで、鋼管杭３０を徐々に地盤５０に貫入させていく。鋼管杭３０の上端が掴み位置に近づいてきたら、鋼管杭３０の貫入作業を一旦終え、鋼管杭３０に新たな杭を縦継ぎして、上記サイクルを繰り返す。

このように、本発明の杭の貫入方法によれば、１つの貫入装置用架台を用いて任意の角度で斜杭を貫入できるため、斜杭の貫入を安価で行える。また、上記したように、互い違いに重ねた２台のクサビの一方を撤去する従来の方法の場合は安全面での対策が必要であったが、本発明の杭の貫入方法によれば、貫入装置設置面を安全に任意の角度に傾斜させることが容易であり、斜杭の貫入を安全に行える。

なお、本発明に用いることができる杭は特に限定されず、上記のような鋼管杭の他、コンクリート杭なども用いることができる。

以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う貫入装置用架台及び杭の貫入方法も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１ 貫入装置用架台
２ 貫通孔
３ 空間
５、５ａ、５ｃ 球体
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 第１床版
１１ｃ 溝
１２ 第１貫通孔
１３、１３ａ 凹部
１５、１５ａ 凸部
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 第２床版
２１ｂ、２１ｃ 溝
２２ 第２貫通孔
２３、２３ａ、２３ｂ 凹部
２４ 貫入装置設置面２４
３０ 鋼管杭
３１ 鋼管
３２ 先端翼
４０ 貫入装置
５０ 地盤

Claims (6)

1. 地盤に杭を貫入させる貫入装置を載置する貫入装置用架台であって、
   略中央部に前記杭を通すための第１貫通孔を有し、該第１貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第１床版と、
   略中央部に前記杭を通すための第２貫通孔を有し、該第２貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第２床版と、を有し、
   前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔が連通するように、前記第１床版上に前記第２床版を重ねたまま使用し、
   前記第１床版の前記第２床版側の面、又は前記第２床版の前記第１床版側の面において、前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔の開口部を囲む円上に複数の凸部を有し、
   前記第２床版の前記第１床版側の面、又は前記第１床版の前記第２床版側の面において、前記第２貫通孔又は前記第１貫通孔の開口部を囲む円上に、前記凸部と嵌合する凹部を複数有し、
   前記凸部と前記凹部とを嵌合する際の組合せが複数あり、
   前記凸部と前記凹部とを嵌合することによって、平面視における前記第２床版の前記第１床版に対する回転を係止する、貫入装置用架台。
2. 地盤に杭を貫入させる貫入装置を載置する貫入装置用架台であって、
   略中央部に前記杭を通すための第１貫通孔を有し、該第１貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第１床版と、
   略中央部に前記杭を通すための第２貫通孔を有し、該第２貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第２床版と、を有し、
   前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔が連通するように、前記第１床版上に前記第２床版を重ねたまま使用し、
   前記第１床版の前記第２床版側の面、又は前記第２床版の前記第１床版側の面において、前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔の開口部を囲む円上に複数の凸部を有し、
   前記第２床版の前記第１床版側の面、又は前記第１床版の前記第２床版側の面において、前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔の開口部を囲む円形の溝を有するとともに、該溝上に前記凸部と嵌合する凹部を複数有し、
   前記凸部と前記凹部とを嵌合する際の組合せが複数あり、
   前記凸部と前記凹部とを嵌合することによって、平面視における前記第２床版の前記第１床版に対する回転を係止する、貫入装置用架台。
3. 前記凸部が、前記第１床版の前記第２床版側の面に形成された凹部に嵌めこまれた球体によって構成された半球状の凸部である、請求項１又は２に記載の貫入装置用架台。
4. 地盤に杭を貫入させる貫入装置を載置する貫入装置用架台であって、
   略中央部に前記杭を通すための第１貫通孔を有し、該第１貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第１床版と、
   略中央部に前記杭を通すための第２貫通孔を有し、該第２貫通孔の一方の開口部を含む面、及び他方の開口部を含む面が平行でない第２床版と、を有し、
   前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔が連通するように、前記第１床版上に前記第２床版を重ねたまま使用し、
   前記第１床版が、前記第２床版側の面に、前記第１貫通孔の開口部を囲む円形の溝を有するとともに、前記第２床版が、前記第１床版側の面に、前記第２貫通孔の開口部を囲む円形の溝を有し、
   前記第１床版の前記溝及び前記第２床版の前記溝によって挟持される複数の球体と、
   平面視における前記第２床版の前記第１床版に対する回転を係止する係止手段と、
   を有する、貫入装置用架台。
5. 前記第１床版及び前記第２床版が、１つの円筒を該円筒の中心軸に対して傾斜した面で切断した形状である、請求項１〜４のいずれかに記載の貫入装置用架台。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の貫入装置用架台を設置する工程と、
   設置した前記貫入装置用架台上に貫入装置を載置する工程と、
   前記貫入装置によって杭を地盤に貫入する工程と、
   を有する杭の貫入方法。

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