JP5972494B1 - Penetration testing machine for excavation rod connection and pile construction management method - Google Patents
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Abstract
【課題】地盤に杭孔を形成後、直ちに孔底地盤の支持力を判定し、支持強度不足による杭建て込み施工のやり直しの手間を省くことを可能にする手段を提供する。【解決手段】掘削ロッドK,Rsの掘削先部材B1,B2,Rhに代えて連結する貫入試験機M1,M2であって、外側ケーシング1内にハンマーケーシング2が昇降自在に装填され、ハンマーケーシング2の下端に突設された貫入軸3が外側ケーシング1の下端側開口部12a,12bより下方外部へ突出され、下端側開口部12a,12bを外部に対して封止する封止手段4、5A,5Bを備え、外側ケーシング1の上端に連結部9,9Aを備える。ハンマーケーシング2は、下端のノッキングブロック21を自由落下によって打撃するドライブハンマー22と、落下後のドライブハンマー22を吊り上げてから下放する吊上げ機構6とを内蔵し、掘削ロッドに連結した状態で杭孔Hに先端を着底させた貫入軸3が孔底地盤Ghに所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマー22の打撃回数から孔底地盤の支持強度を測定するように構成されてなる。【選択図】図2Provided is a means for making it possible to immediately determine the bearing capacity of a hole bottom ground after forming a pile hole in the ground, and to save the trouble of re-implementing pile construction due to insufficient support strength. A penetration tester M1, M2 connected in place of excavation tip members B1, B2, Rh of excavation rods K, Rs. A hammer casing 2 is loaded in an outer casing 1 so as to be movable up and down. A sealing means 4 that projects from the lower end side openings 12a and 12b of the outer casing 1 to the outside and projects from the lower end side openings 12a and 12b to the outside. 5A and 5B are provided, and the connecting portion 9 and 9A are provided at the upper end of the outer casing 1. The hammer casing 2 has a built-in drive hammer 22 that strikes the knocking block 21 at the lower end by free fall and a lifting mechanism 6 that lifts the drive hammer 22 after dropping and then releases it, and is connected to the excavation rod. The penetration shaft 3 whose tip is grounded to H is configured to measure the supporting strength of the hole bottom ground from the number of times the drive hammer 22 is hit to penetrate the hole bottom ground Gh to a predetermined depth. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、アースドリル工法やプレボーリング工法等によって地盤に穿設した杭孔における孔底地盤の支持強度を調べるための貫入試験機と、この貫入試験機を用いた杭施工管理方法に関する。 The present invention relates to a penetration testing machine for examining the supporting strength of a hole bottom ground in a pile hole drilled in the ground by an earth drill method, a pre-boring method, and the like, and a pile construction management method using this penetration testing machine.
従来より、場所打ち杭の施工にはケリーバ式アースドリル工法が汎用されている。この工法では、アースドリル機のケリーバに連結した軸掘バケットによって地盤を掘削・排土し、その掘削孔にスタントパイプを圧入し、孔内にベントナイト液等の安定液を注入しつつ、交換した径小の軸掘バケットにて掘削・排土し、想定される地下深部の支持層に達する深さの杭孔を形成し、この杭孔に鉄筋籠及びトレミー管を挿入し、エアー導入によるスライムの排出後、生コンを打設し、トレミー管及びスタントパイプを引抜く、という手順で場所打ち杭を建て込む。なお、拡底杭施工として、杭孔の形成後、その底部を拡底バケットで拡大した上で、場所打ち杭を建て込むことも多い。 Conventionally, the Keriba-type earth drill method has been widely used for the construction of cast-in-place piles. In this construction method, the ground was excavated and discharged by a shaft excavator bucket connected to a kelly bar of an earth drill machine, a stunt pipe was press-fitted into the excavation hole, and a stable liquid such as bentonite liquid was injected and replaced. Excavation and soil removal with a small-diameter shaft excavation bucket to form a pile hole with a depth that reaches the support layer in the assumed underground depth, insert a reinforcing rod and treme tube into this pile hole, and introduce slime by introducing air After discharging, cast-in-place piles are built in the procedure of placing raw concrete and pulling out treme and stunt pipes. In addition, as a bottom-pile construction, a cast-in-place pile is often built after the bottom of the pile hole is enlarged with a bottom-up bucket.
一方、プレボーリング工法による既製杭の施工では、三点式杭打機等のリーダに沿って昇降するオーガーマシンに取り付けたスクリューロッドを回転駆動しつつ下降させることにより、地盤を掘削して想定される地下深部の支持層に達する深さの杭孔を形成したのち、スクリューロッドを引き上げつつ、ソイルセメント等の根固め液を注入し、続いて孔周固定液を杭孔の上部まで注入し、該スクリューロッドを抜出したのち、オーガーマシンAに連結用ロッドを介してPHC杭やRC杭の如き既製杭を連結し、この既製杭を杭孔に挿入して埋め込むのが一般的である。 On the other hand, in the construction of ready-made piles by the pre-boring method, the ground is excavated by excavating the ground by lowering the screw rod attached to the auger machine that moves up and down along the leader such as a three-point pile driver. After forming a pile hole with a depth that reaches the deep support layer, pull up the screw rod and inject a root-setting liquid such as soil cement, and then inject a hole-periphery fixing liquid to the top of the pile hole. After extracting the rod, it is common to connect a pre-made pile such as a PHC pile or RC pile to the auger machine A via a connecting rod, and insert the pre-made pile into a pile hole and embed it.
これら工法による建て込み完了後の杭の支持強度が充分であるか否かは一般的に載荷試験によって判定できるが、それによって支持強度不足が判明した場合は杭施工のやり直しに多大な労力と時間及びコストを費やすことになるため、掘削形成した杭孔について杭先端の支持力が充分であるか否かを杭建て込み前に判定できれば理想的である。従来、このような観点から、掘削部材の回転駆動用モータの電流値から掘削負荷の変化を捉え、この掘削負荷の増大によって杭孔が地盤深部の硬い支持層に達したことを確認する方法が提案されている(特許文献1〜3)。
In general, it is possible to determine whether or not the support strength of piles after the completion of construction by these methods is sufficient by a loading test, but if it is found that the support strength is insufficient, it takes a lot of labor and time to redo the pile construction. It would be ideal if it was possible to determine whether or not the pile bearing hole had sufficient bearing capacity at the tip of the pile before the pile was built. Conventionally, from this point of view, there has been a method of capturing changes in excavation load from the current value of the rotation drive motor of the excavation member and confirming that the pile hole has reached a hard support layer deep in the ground due to this increase in excavation load. It has been proposed (
しかしながら、回転駆動用モータの電流値から掘削負荷の変化を捉える方法では、掘孔が深くなるに伴い、掘削部材と孔壁との摩擦抵抗が大きくなることで、支持層に達していなくとも掘削負荷が著しく増大したり、掘削部位で滑りが発生することで、逆に支持層に達していても掘削負荷が減少したり、更には作業者の掘削作業の巧拙によっても掘削負荷は大きく変動するから、支持層への到達を確認する指標として信頼性に乏しい。従って、一般的には、専ら施工予定地での試験ボーリングにて得られた地質試料のデータに基づき、所定の深度まで掘孔することで支持層に届いたものとみなすのが普通であるが、施工予定地全体の地下深部が一様な層序で均質であるとは限らず、地歴によっては局所的に支持層の深さが異なったり、支持層自体の硬さの違いが大きかったりすることも多々あるため、個々の杭孔の底部が実際に充分な杭先端の支持力を有するとは言えない。 However, in the method of detecting the change in the excavation load from the current value of the rotation drive motor, the frictional resistance between the excavation member and the hole wall increases as the digging hole becomes deeper, so that the excavation can be performed even if it does not reach the support layer Excessive increase in load, slippage at the excavation site, conversely, even if the support layer is reached, the excavation load decreases, and the excavation load varies greatly depending on the skill of the operator's excavation work. Therefore, it is poor in reliability as an index for confirming the arrival at the support layer. Therefore, in general, based on the data of the geological sample obtained exclusively by the test boring at the planned construction site, it is usually considered that the material reached the support layer by drilling to a predetermined depth. The underground depth of the entire construction site is not always uniform with a uniform stratigraphy. Depending on the geological history, the depth of the support layer may vary locally, or the difference in hardness of the support layer itself may be large. Since there are many cases, it cannot be said that the bottom of each pile hole actually has a sufficient support force of the pile tip.
本発明は、上述の事情に鑑みて、各種工法によって地盤に杭孔を形成後、直ちに孔底地盤の支持力が充分であるか否かを確実に且つ容易に判定し、もって支持強度不足による杭建て込み施工のやり直しの手間を省くことを可能にする貫入試験機と、この貫入試験機を用いた杭施工管理方法を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned circumstances, the present invention can reliably and easily determine whether or not the supporting force of the hole bottom ground is sufficient immediately after forming a pile hole in the ground by various methods, and thus due to insufficient support strength. The purpose of this study is to provide a penetration testing machine that makes it possible to save the trouble of re-working pile erection, and a pile construction management method using this penetration testing machine.
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項1の発明は、回転掘削によって杭孔Hを穿設する掘削ロッド(ケリーバK,スクリューロッドRs)の掘削先部材(軸堀りバケットB1,拡底バケットB2,先端ロッド部材Rh)に代えて、該掘削ロッドの先端に連結して用いる掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2であって、縦筒状の外側ケーシング1内に筒状のハンマーケーシング2が昇降自在に装填され、該ハンマーケーシング2の下端に同心状に下向き突設された貫入軸3が外側ケーシング1の下端側開口部12a,12bより下方外部へ突出されると共に、この下端側開口部12a,12bを外部に対して封止する封止手段(ベローズ筒体4、パッキン部材5A,5B)を備え、外側ケーシング1の上端に掘削ロッドの先端に対する連結部(突軸部9,9A)が形成され、ハンマーケーシング2は、下端にノッキングブロック21が固着されると共に、該ノッキングブロック21を自由落下によって打撃するドライブハンマー22と、落下後のドライブハンマー22を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構6とを内蔵し、掘削ロッドに連結した状態で杭孔Hに先端を着底させた貫入軸3が孔底地盤(支持層Gh)に所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマー22の打撃回数から孔底地盤の支持強度を測定するように構成されてなる。
If the means for achieving the above object is shown with reference numerals in the drawings, the invention of
請求項2の発明は、上記請求項1の掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2において、封止手段は、下端側開口部12a,12bの周囲部と貫入軸3の中間部との間に止着された伸縮可能なベローズ筒体4からなるものとしている。
According to a second aspect of the present invention, in the penetration test machine M1, M2 for connecting the excavating rod according to the first aspect, the sealing means is provided between the periphery of the lower
請求項3の発明は、上記請求項1又は2に記載の掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2において、封止手段は、下端側開口部12a,12bの内周に介在するパッキン部材5A,5Bからなるものとしている。
The invention of
請求項4の発明は、上記請求項3の掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2において、外側ケーシング1の下端部にハンマーケーシング2の昇降空間10から隔絶した高内圧の蓄圧室14が設けられ、該蓄圧室14の天井部14a及び底板部14bに貫設された下端側開口部12a,12bを貫入軸3がパッキン部材5A,5Bを介して気密に挿通してなる構成としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the penetrating rod coupling penetration test machines M1 and M2 of the third aspect, a high internal
請求項5の発明は、上記請求項1〜4のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2において、外側ケーシング1の内側上部とハンマーケーシング2の上端部との間に、短縮限と伸長限によってハンマーケーシング2の上下限位置を規定する二重管状のパイプストッパー7が介在されてなる構成としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the penetrating rod coupling penetration test machine M1, M2 according to any one of the first to fourth aspects, a shortening limit is provided between the inner upper portion of the
請求項6の発明は、上記請求項1〜5のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2において、吊上げ機構6は、油圧シリンダー61より下方突出するピストンロッド61aの先端に設けたクランプ部(クランプアーム)63,63によってドライブハンマー22を把持し、該ピストンロッド61aの短縮作動でドライブハンマー22を持ち上げて上限位置で開放するものであり、外部から該油圧シリンダー61に至る作動油の給排路中、外側ケーシング1の内側上部とハンマーケーシング2上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管15が介在してなる構成としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the penetrating rod coupling penetration test machine M1, M2 according to any of the first to fifth aspects, the
請求項7の発明は、上記請求項1〜6のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2において、外側ケーシング1内の上部に、ハンマーケーシング2の下降量を計測するエンコーダー8を備えてなる構成としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the drilling rod coupling penetration testing machine M1, M2 according to any one of the first to sixth aspects, the
請求項8の発明は、上記請求項1〜7のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機M1において、掘削ロッドがアースドリルADのケリーバKであり、連結部がケリーバK側の下端開口に嵌入してピン止めされる突軸部9からなるものとしている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the penetration test machine M1 for connecting the excavating rod according to any one of the first to seventh aspects, the excavating rod is the kelly bar K of the earth drill AD, and the connecting portion is fitted into the lower end opening on the kelly bar K side. Thus, the projecting
請求項9の発明は、上記請求項1〜7のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機M2において、掘削ロッドがアースオーガAAのスクリューロッドScであり、連結部がスクリューロッドSc側の嵌合穴9Bに嵌入してピン止めされる突軸部9Aからなるものとしている。
The ninth aspect of the present invention is the drilling rod coupling penetration test machine M2 according to any one of the first to seventh aspects, wherein the drilling rod is the screw rod Sc of the earth auger AA and the coupling portion is fitted on the screw rod Sc side. It is assumed that the projecting
請求項10の発明に係る杭施工管理方法は、掘削ロッド(ケリーバK,スクリューロッドRs)の回転掘削によって地盤Gに所定深度の杭孔Hを形成後、該掘削ロッドの掘削先部材(軸堀りバケットB1,拡底バケットB2,先端ロッド部材Rh)に代えて、請求項1〜9のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2を該掘削ロッドの先端に連結し、この貫入試験機M1,M2を該杭孔H内に挿入して着底させ、孔底Hbに当接した貫入軸3が所定深さまで孔底地盤(支持層Gh)に貫入するのに要するドライブハンマー22の打撃回数から孔底地盤の支持強度(N値)を判定し、該支持強度が所定値以上である場合に該杭孔Hに杭(場所打ち杭P1,既製杭P2)を建て込むことを特徴としている。
In the pile construction management method according to the invention of
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項1の発明に係る掘削ロッド連結用貫入試験機M1,M2によれば、掘削ロッド(ケリーバK,スクリューロッドRs)の回転掘削によって地盤Gに所定深度の杭孔Hを形成後、該掘削ロッドの掘削先部材(軸堀りバケットB1,拡底バケットB2,先端ロッド部材Rh)に代えて該貫入試験機M1,M2を連結し、この連結状態で該貫入試験機M1,M2を杭孔H内に挿入して着底させ、貫入軸3の先端を孔底Hbに接当させた状態で貫入試験機M1,M2を作動させることにより、貫入軸3が孔底地盤(支持層Gh)に所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマー22の打撃回数に基づいて、孔底地盤Ghの支持強度を実測値(N値)として極めて簡易に且つ確実に測定できる。しかも、この貫入試験機M1,M2では、杭孔Hの穿孔に用いた掘削ロッドを利用し、穿孔後の杭孔Hに直ちに挿入して孔底地盤の支持強度を測定できるから、貫入試験を含む杭施工全体の作業性が向上すると共に、杭孔Hに対する当該貫入試験機の入出のための格別な設備を要さず、それだけ設備コストを低減できるという利点がある。
Next, effects of the present invention will be described with reference numerals in the drawings. First, according to the penetration test machines M1 and M2 for connecting excavation rods according to the invention of
また、この貫入試験機M1,M2にあっては、貫入軸3を挿通させる外側ケーシング1の下端側開口部12a,12bを封止手段(ベローズ筒体4、パッキン部材5A,5B)によって外部に対して封止できるから、杭孔H内の泥砂、砂礫、泥水、孔内に注入した安定液、根固め液等が外側ケーシング1内に入り込んでハンマーケーシング2の昇降動作を阻害するのを確実に防止でき、もって測定値の信頼性を確保できると共に、貫入試験装置の耐久性低下を防止できる。
Further, in the penetration testing machines M1 and M2, the lower
請求項2の発明によれば、外側ケーシング1の下端側開口部12a,12bの封止手段が伸縮可能なベローズ筒体4からなるため、貫入軸3の上下動に殆ど抵抗を与えることなく、該下端側開口部12a,12bから外側ケーシング1内への泥砂、砂礫、泥水、安定液等の進入を確実に阻止できる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、外側ケーシング1の下端側開口部12a,12bの封止手段が下端側開口部12a,12bの内周に介在するパッキン部材5A,5Bからなるため、該下端側開口部12a,12bから外側ケーシング1内への泥砂、砂礫、泥水、安定液等の進入を確実に阻止できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、外側ケーシング1の下端部に高内圧の蓄圧室14を設けているから、貫入軸3が挿通する下端側開口部12a,12bからの外側ケーシング1内への泥砂、泥水、安定液、根固め液等の浸入が蓄圧室14内の高い圧力によって阻止される。
According to the fourth aspect of the invention, since the high internal
請求項5の発明によれば、外側ケーシング1の内側上部とハンマーケーシング2の上端部との間に二重管状のパイプストッパー7が介在し、その短縮限と伸長限によって外側ケーシング1内でのハンマーケーシング2の上下限位置が自動的に定まるから、該ハンマーケーシング2を測定開始位置と待機位置とに変換するための格別な駆動機構が不要となり、それだけ装置構成が簡素化して作動の信頼性も高まると共に、製作コストも低減するという利点がある。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、吊上げ機構6の油圧シリンダー61に対する作動油の給排路中、外側ケーシング1の内側上部とハンマーケーシング2上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管15,15が介在し、外側ケーシング1内でのハンマーケーシング2の昇降変位に追従して該伸縮配管15,15が伸縮するから、常に油圧シリンダー61に対する作動油の円滑な給排を確保できると共に、ハンマーケーシング2の昇降に伴う給排路の可動部分を弛ませた油圧ホースで構成する場合に比較して、当該可動部分の耐久性が大幅に向上するという利点がある。
According to the invention of
請求項7の発明によれば、外側ケーシング1内の上部にハンマーケーシング2の下降量を計測するエンコーダー8を備えるから、ノッキングブロック21の打撃による貫入軸3の孔底Hbへの貫入量を正確に捉えることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, since the
請求項8の発明によれば、ケリーバ式アースドリル工法による場所打ち杭の施工において、杭孔の穿孔に用いたアースドリル機ADのケリーバKを利用し、その下端に連結していた軸堀りバケットB1や拡底バケットB2に代えて貫入試験機M1を連結することで、該貫入試験機M1を杭孔H内に迅速に挿入し、着底させて孔底地盤Ghの支持強度を容易に測定できる。
According to the invention of
請求項9の発明によれば、プレボーリング工法による既製杭の施工において、穿孔に用いたアースオーガAAのスクリューロッドScを利用し、その下端の先端ロッド部材Rhに代えて貫入試験機M2を連結することで、該貫入試験機M2を杭孔H内に迅速に挿入し、着底させて孔底地盤Ghの支持強度を容易に測定できる。
According to the invention of
請求項10の発明に係る杭施工管理方法によれば、掘削ロッド(ケリーバK,スクリューロッドRs)の回転掘削によって地盤Gに所定深度の杭孔Hを形成後、該杭孔Hから抜出した掘削ロッドの掘削先部材(軸堀りバケットB1,拡底バケットB2,先端ロッド部材Rh)に代えて、請求項1〜9のいずれかに記載の貫入試験機M1,M2を該掘削ロッドの先端に連結し、この貫入試験機M1,M2を該杭孔H内に挿入して着底させ、孔底Hbに当接した貫入軸3が所定深さまで孔底地盤(支持層Gh)に貫入するのに要するドライブハンマー22の打撃回数から孔底地盤の支持強度(N値)を判定し、該支持強度が所定値以上である場合に杭(場所打ち杭P1,既製杭P2)を建て込み可能と判定し、該杭孔Hに杭を建て込んで杭施工を効率よく完了させることができる。一方、該支持強度が所定値未満の場合には、建て込み不可となるから、更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔Hを埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。従って、従来において杭施工完了後の載荷試験にて支持強度不足が判明した場合のように、杭建て込み施工をやり直すために多大な労力と時間及びコストを費やす事態を回避できる。また、国際標準のN値での管理を行えるので測定値の高い信頼評価が得られるという利点もある。
According to the pile construction management method according to the invention of
以下に、本発明に係る掘削ロッド連結用貫入試験機及び杭施工管理方法の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1〜図8は第一実施形態の貫入試験機M1、図10〜図13は第二実施形態の貫入試験機M2を示す。なお、第一及び第二実施形態において共通する構成部分には同一符号を附している。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a drilling rod connection penetration tester and a pile construction management method according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1 to 8 show a penetration testing machine M1 according to the first embodiment, and FIGS. 10 to 13 show a penetration testing machine M2 according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is common in 1st and 2nd embodiment.
第一実施形態の掘削ロッド連結用貫入試験機M1は、図1(a)の如くアースドリル機ADのケリーバKの下端に連結していた実線で示す軸堀りバケットB1や仮想線で示す拡底バケットB2に代えて、図1(b)の如く該ケリーバKの下端に連結して用いるようになっている。しかして、アースドリル機ADは、ブームBo及びフロントフレームFを備えた走行式クレーンよりなり、斜め前方へ張出するフロントフレームFの先端にケリードライブ装置KDが保持され、ブームBoによって巻上げロープWを介して吊持されたケリーバKが該ケリードライブ装置KDに上下動可能に挿通しており、ケリードライブ装置KDの下位には、一対のホースリールHrを設置したロータリーテーブルRTが取り付けられ、このロータリーテーブルRTには油圧用及び電気配線用のロータリーカップリング(図示省略)が設けてある。 The drilling rod connection penetration test machine M1 of the first embodiment is shown in FIG. 1 (a). The shaft drilling bucket B1 indicated by the solid line connected to the lower end of the kelly bar K of the earth drill machine AD and the bottom expanded indicated by the phantom line. Instead of the bucket B2, it is connected to the lower end of the kelly bar K as shown in FIG. The earth drill machine AD is composed of a traveling crane equipped with a boom Bo and a front frame F. The kelly drive device KD is held at the tip of the front frame F projecting obliquely forward, and the hoisting rope W is wound up by the boom Bo. The kerry bar K suspended through the kelly drive device KD is inserted into the kelly drive device KD so as to be movable up and down. A rotary table RT provided with a pair of hose reels Hr is attached below the kelly drive device KD. The rotary table RT is provided with a rotary coupling (not shown) for hydraulic and electric wiring.
貫入試験機M1は、図2(a)に示すように、縦筒状の外側ケーシング1内に筒状のハンマーケーシング2が昇降自在に装填されており、外側ケーシング1の裁頭円錐状の上端テーパープレート11の頂端に平面視正方形の突軸部9が突設されると共に、ハンマーケーシング2の下端中央から垂下する貫入軸3が外側ケーシング1の下端を貫通して下方外部へ突出している。この貫入軸3は、鋼製であって先端が開口した筒軸状をなすが、地質試料を採取できるように、先端側がシューと二つ割り可能なスプリットバーレル(図示省略)より構成されるサンプラー3aになっている。また、突軸部9にはケリーバKの下端にピン止め連結するためのピン孔90が水平に貫設されている。
As shown in FIG. 2 (a), the penetration tester M1 has a
そして、図2(b)でも示すように、外側ケーシング1の内周には、上下方向に沿う平行2条の凸条より構成されるガイドレール16が周方向複数箇所(図では4カ所)に等配形成され、ハンマーケーシング2の外周の上下部に突設した嵌合キー23が各ガイドレール16に摺動自在に嵌合すると共に、外側ケーシング1の内側上端部に固設した取付板13とハンマーケーシング2の上端部との間に、二重管状のパイプストッパー7が介装されている。
As shown in FIG. 2 (b), on the inner periphery of the
このパイプストッパー7は、上端を取付板13の下面中央に固着した外筒71内に、下端をハンマーケーシング2の上端中央に固着した内筒72が上下摺動自在に嵌合している。そして、図3(a)で示すように、内筒72が外筒71から最も突出した伸長限において、外筒71の下端内周に設けた内向きフランジ部71aに、内筒72の上端外周に設けた外向きフランジ部72aが係合することにより、該内筒72が外筒71から抜出不能となり、もってハンマーケーシング2は外側ケーシング1内での下限位置になる。一方、図3(b)で示すように、内筒72が外筒71に最も退入した短縮限において、内筒72の上端が取付板13の下面に当接するため、ハンマーケーシング2は外側ケーシング1内での上限位置になる。
The
更に、外側ケーシング1の取付板13とハンマーケーシング2の上端との間には、ハンマーケーシング2内の後述する油圧シリンダー61(図5参照)に対する作動油の給排路を構成する二重管式の2本の伸縮配管15が介装されている。そして、各伸縮配管15は、上部側を外側ケーシング1に固定した外管15aと、下端をハンマーケーシング2に固定した内管15bとからなるが、外管15aから上方に延出した曲管部15cが上端テーパープレート11のテーパー部を貫通して上方外部へ突出し、アースドリル機ADのロータリーテーブルRTから垂下する油圧ホースh1,h2をアダプタaを介して接続する油圧ジョイントJ1,J2を構成している。また、取付板13の下面側には、外側ケーシング1に対するハンマーケーシング2の下降量を計測するエンコーダー8が取り付けられ、該エンコーダー8から延出する計測コード8aがハンマーケーシング2の上端に止着されている。なお、エンコーダー8用の電気配線は二重構造とした一方の油圧ホースh1内に挿通させている。
Furthermore, between the mounting
外側ケーシング1の下部側には、ハンマーケーシング2の昇降空間10から隔絶した蓄圧室14が設けられ、該蓄圧室14内は圧縮空気の封入によって高圧になっている。この蓄圧室14は独立の下端部材1bとして外側ケーシング本体1aに着脱可能にボルト止めされている。そして、該蓄圧室14の天井部14a及び底板部14bに開設した下端側開口部12a,12bに、貫入軸3がパッキン部材5A,5Bを介して気密に挿通すると共に、該貫入軸3の中間部と下側のパッキン部材5Bの外周部との間に、略円筒状のベローズ筒体4が上下端部を締結バンドの如き留め具41,42で液密に締着して嵌装されている。
On the lower side of the
図4で拡大して示すように、上側のパッキン部材5Aは、中央側が厚肉の円形環状板からなり、内周に複数本のシールリング50が嵌装されており、蓄圧室14の天井部14aの上側に、下端側開口部12aと同心に配置して下側の取付リング51と一体にボルト止めしている。一方、下側のパッキン部材5Bは、下部側内周に複数本のシールリング50を嵌装した筒状部5aの外周に、フランジ部5bが一体形成されており、筒状部5aを下端側開口部12bに挿嵌した状態で、該底板部15bに対してクッションリング52を介してフランジ部5bをボルト止めしている。また、ベローズ筒体4は、ゴムや半硬質合成樹脂等の可撓性材料によって全体的に同径の蛇腹状に形成されており、外側ケーシング1内でのハンマーケーシング2の昇降に伴う貫入軸3の突出し長さの変化に応じて収縮するが、水圧で押し潰されるのを防ぐために、内側には各襞(谷部)ごとに保形用の金属リング40が嵌装されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 4, the
ハンマーケーシング2は、図5(a)(b)に示すように、下端にノッキングブロック21が固着され、内部に該ノッキングブロック21を自由落下によって打撃するドライブハンマー22と、落下後のドライブハンマー22を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構6とを内蔵している。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
吊上げ機構6は、図6(a)〜(c)に示すように、油圧シリンダー61の伸縮ロッド61aの先端部に固着した下向き二股状の枢支枠62に、一対のクランプアーム63,63が各々ボルトからなる枢支ピン62aを介して垂直面内で揺動自在に枢着されると共に、該油圧シリンダー61の下端外周部に、下向きに開口して内周下部を下方へ拡大する環状テーパー面64aとする短円筒状の把持解除筒64が固着されている。また、各クランプアーム63は、各下端に内向き凹の水平円弧状をなす係止部63aが一体形成されており、各係止部63aの内周下部が下向きに拡大するテーパ面63bになり、内周上部側が湾曲爪部63cを形成し、更に上端部の外面側が上方斜めの傾斜面63dになっている。そして、両クランプアーム63,63は、相互の対向する上端部間に介在するコイルスプリング65により、互いの係止部63a,63aが接近する閉方向に付勢されている。なお、油圧シリンダー61から導出する2本の油圧ホースh,hは、各々上側の伸縮配管15に接続している。一方、図5及び図7で示すように、ドライブハンマー22の上面中央には、頂部を径大の裁頭円錐部22bとする係止軸22aが植設されている。
As shown in FIGS. 6A to 6C, the
この吊上げ機構6では、ハンマーケーシング2内でドライブハンマー22が落下位置にあるとき、油圧シリンダー61のピストンロッド61aを伸長させることにより、図5(a)及び図7(a)で示すように、両クランプアーム63,63の係止部63a,63aのテーパ面63b,63bがドライブハンマー22の係止軸22aの裁頭円錐部22bに接触し、傾斜誘導作用によって両クランプアーム63,63がコイルスプリング65の付勢に抗して開くことで、両湾曲爪部63c,63cが裁頭円錐部22bの下側に係合する。そして、この係合状態でピストンロッド61aを収縮作動させることで、ドライブハンマー2を把持して吊り上げるが、ピストンロッド61aが上限位置まで来た際に、図7(b)に示すように、両クランプアーム63,63の上端部の傾斜面63d,63dが把持解除筒64のテーパ面64bに接触し、傾斜誘導作用によって両クランプアーム63,63がコイルスプリング65の付勢に抗して強制的に開くため、把持解除されたドライブハンマー22が自由落下してハンマーケーシング2の底端のノッキングブロック21を打撃する。
In the
上記構成の貫入試験機M1にて孔底地盤の支持強度を測定するには、まず図8(a)に示すように、アースドリル機AD〔図1(a)参照〕に保持されたケリーバKの下端開口部(図示省略)に、突軸部9を嵌入してピン止めすることにより、当該貫入試験機M1を該ケリーバKの下端に連結する。この連結状態の貫入試験機M1では、外側ケーシング1側でケリーバKに支持されているため、内部のハンマーケーシング2は自重によって外側ケーシング1内での下限位置つまりパイプストッパー7が伸長限となった位置に配置し、これに伴って外側ケーシング1の下端からの貫入軸3の突出長さが最大で、ベローズ筒体4も最も伸長した状態になっている。
In order to measure the supporting strength of the hole bottom ground with the penetration testing machine M1 having the above-described configuration, first, as shown in FIG. 8 (a), the Keriba K held in the earth drill machine AD (see FIG. 1 (a)). The projecting
かくしてケリーバKの下端に連結した貫入試験機M1は、該ケリーバKを非回転で下動させることにより、先に形成している杭孔H内に挿入し、孔壁に接触しないように下降させて孔底Hbに着底させる。しかして、この着底においては、図8(a)の如く貫入軸3の先端が孔底Hbに当接することでハンマーケーシング2の下降は停止しても、外側ケーシング1はハンマーケーシングに対して相対的に昇降自在であるから、図8(b)に示すように、貫入軸3の退入とベローズ筒体4の短縮を伴って外側ケーシング1がケリーバKと一体に下降し、ハンマーケーシング2が外側ケーシング1内での上限位置つまりパイプストッパー7が短縮限となる位置で停止する。そして、この外側ケーシング1の下降停止位置でケリーバKを昇降不能に固定し、該貫入試験機M1を駆動して測定試験を行う。
Thus, the penetration testing machine M1 connected to the lower end of the kelly bar K is inserted into the previously formed pile hole H by lowering the kelly bar K in a non-rotating manner so as not to contact the hole wall. To bottom the hole bottom Hb. Therefore, in this bottoming, even if the descent of the
測定試験では、既述のように、ハンマーケーシング2内の吊上げ機構6の駆動により、図5(a)の如くドライブハンマー22を両クランプアーム63,63で把持して吊り上げ、図3(b)の如く上限位置で把持解除筒64によって両クランプアーム63,63を開いて該ドライブハンマー14を下放し、自由落下する該ドライブハンマー14にて下端のノッキングブロック12を打撃する。その打撃力により、図8(c)に示すように、ハンマーケーシング2の下動を伴って貫入軸3が杭底Hbの地盤Gに貫入するから、以降同様に打撃操作を繰り返すことにより、貫入軸3が孔底Hbから所定深さまで貫入するのに要する打撃回数を計測し、その打撃回数に基づいて杭底Hbの地盤の支持強度が所定値以上であるか否かを判定する。なお、図8(c)で示すように、地盤Gに対する貫入軸3の貫入が深まるに伴い、ベローズ筒体4が伸長してゆくことになる。
In the measurement test, as described above, by driving the
ドライブハンマー22の打撃回数(N値)は吊上げ機構6の油圧シリンダー61の作動を司る地上側の油圧駆動制御装置(図示省略)によってカウントされ、孔底地盤への貫入軸3の貫入量はハンマーケーシング2の下降量としてエンコーダー8で計測される。そして、エンコーダー8による計測信号は、電気配線を通して地上の自動計測装置(図示省略)に送られ、1打撃当たりの沈下量つまり貫入軸3の地盤Gに対する貫入量及び累計貫入量が打撃回数(N値)と共に記録・表示される。なお、JIS A 1219で規定される標準貫入試験では、質量63.5±0.5kgのドライブハンマー22を76±1cm自由落下させてノッキングブロック21を打撃し、外径51±1mm,内径35±1mmの貫入軸3が地盤に30cm貫入するのに要する打撃回数をN値として表すから、この貫入試験機M1でも、上記標準貫入試験に準拠して支持強度をN値として掌握すればよい。
The number of hits (N value) of the
かくして、測定した孔底地盤の支持強度が所定値以上であれば、杭の建て込みが可能と判定し、ケリーバKの上動によって該貫入試験機M1を杭孔Hから抜出し、以降はアースドリル工法による定まった工程手順で場所打ち杭の杭施工を行う。一方、該支持強度が所定値未満の場合には、建て込み不可となるから、更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔Hを埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。 Thus, if the measured support strength of the hole bottom ground is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the pile can be built, and the penetration tester M1 is extracted from the pile hole H by the upward movement of the Keriba K, and thereafter the earth drill Pile construction of cast-in-place piles according to the process procedure determined by the construction method. On the other hand, if the support strength is less than the predetermined value, it will be impossible to embed it. Therefore, excavate deeper, or backfill the pile hole H and newly drill at a different position. This determination may be made.
本発明を適用したケリーバ式アースドリル工法による場所打ち杭の施工では、図9に示すように、(a)アースドリル機のケリーバKに連結した前堀り用の軸掘バケットBpによって地盤上位の軟弱層Gsを掘削・排土し、(b)その掘削孔HpにスタントパイプPsを圧入し、(c)孔内にベントナイト液等の安定液Lsを注入しつつ、交換した本堀り用の径小の軸掘バケットB1にて掘削・排土し、(d)想定される地下深部の硬質支持層Ghに達する深さの杭孔Hを形成する。そして、(e)軸掘バケットB1を抜出後の杭孔H内に、該軸掘バケットB1に代えてケリーバKに連結した貫入試験機M1を挿入し、(f)該貫入試験機M1を孔底Hbに着底させ、既述のように孔底地盤の支持強度を測定し、該支持強度が所定値以上であれば、(g)該貫入試験機M1の抜出後の杭孔H内に鉄筋籠Fcを建て込み、(h)鉄筋籠Fcの内側にトレミー管Tpを挿入し、(i)エアーAirの導入によってスライムSを排出し、(j)生コンCを打設しつつ、その打ち上げに伴ってトレミー管Tpを引き抜いてゆき、(k)最後にスタントパイプPsを引抜く、という手順で場所打ち杭P1の建て込みを完了する。 In the construction of cast-in-place piles by the kelly bar type earth drill method to which the present invention is applied, as shown in FIG. 9, (a) a shaft excavation bucket Bp for excavation connected to the kelly bar K of the earth drill machine For excavating and discharging the soft layer Gs, (b) press-fitting a stunt pipe Ps into the excavation hole Hp, and (c) injecting a stable liquid Ls such as bentonite into the hole, Excavation and earth excavation are performed in the small-diameter shaft excavation bucket B1, and (d) a pile hole H having a depth reaching the hard support layer Gh in the deep underground is formed. Then, (e) the penetrating test machine M1 connected to the kelly bar K is inserted in the pile hole H after the shaft excavating bucket B1 is extracted, and (f) the penetrating test machine M1 is inserted into the pile hole H. If the support strength of the hole bottom ground is measured as described above and the support strength is equal to or greater than a predetermined value, (g) the pile hole H after being extracted from the penetration testing machine M1 Reinforcement rod Fc is built in, (h) Tremy tube Tp is inserted inside reinforcement rod Fc, (i) Slime S is discharged by introduction of air Air, (j) With the launch, the tremely pipe Tp is pulled out, and (k) the stunt pipe Ps is finally pulled out.
なお、図示を省略するが、拡底杭施工として、杭孔Hの形成後、その底部を拡底バケットB2〔図1(a)の仮想線参照〕で拡大した上で場所打ち杭P1を建て込む場合、前記工程(f)の貫入試験機M1による孔底地盤の支持強度の測定後に拡底バケットB2で杭底部を拡大するか、もしくは前記工程(d)の杭孔Hの形成に引き続いて拡底バケットB2による杭底部の拡大を行ったのち、貫入試験機M1による測定を行えばよい。 In addition, although illustration is abbreviate | omitted, when forming the cast-in-place pile P1 after expanding the bottom part with the expanded-bottom bucket B2 [refer the virtual line of FIG. After the measurement of the supporting strength of the hole bottom ground by the penetration testing machine M1 in the step (f), the pile bottom portion is expanded by the bottom expansion bucket B2, or following the formation of the pile hole H in the step (d), the bottom expansion bucket B2 After the pile bottom portion is expanded by the measurement, the measurement by the penetration testing machine M1 may be performed.
第二実施形態の掘削ロッド連結用貫入試験機M2は、図10(a)の如くプレボーリング工法に用いるアースオーガAAのスクリューロッドRsの下端に連結していた先端ロッド部材Rhに代えて、図10(b)の如く該スクリューロッドRsの下端に連結して用いるようになっている。しかして、例示したアースオーガAAは、三点支持式杭打ち機の垂直に保持されたリーダLにオーガーマシンAMが昇降可能に装着され、該オーガーマシンAMにスクリューロッドRsが上端部で保持されている。このスクリューロッドRsは、直線状の中空ロッドRの周囲に略全長にわたって螺旋羽根Scが形成されたもので、先端側が下端に掘削刃Eを備える独立の短い先端ロッド部材Rhより構成されている。 The penetration test machine M2 for excavation rod connection of the second embodiment is replaced with a tip rod member Rh that is connected to the lower end of the screw rod Rs of the earth auger AA used in the preboring method as shown in FIG. As shown in FIG. 10B, the screw rod Rs is connected to the lower end of the screw rod Rs. Thus, in the illustrated earth auger AA, the auger machine AM is mounted on the leader L held vertically of the three-point support pile driver so that the auger machine AM can be moved up and down, and the screw rod Rs is held at the upper end of the auger machine AM. ing. This screw rod Rs is formed with a spiral blade Sc formed over the entire length of a straight hollow rod R, and is composed of an independent short tip rod member Rh having a digging blade E at its lower end.
この貫入試験機M2では、図11に示すように、外側ケーシング1の上端に連結用凸型ブロック17Aが径小の下半部で嵌合固着され、その上端中央に平面視六角形の突軸部9Aが一体に突設されると共に、該凸型ブロック17Aの底面とハンマーケーシング2の上端部との間に、第一実施形態と同様のパイプストッパー7及び伸縮配管15、15が介装されている。しかして、他の各部については、既述した第一実施形態の貫入試験機M1と全く同様の構成であるため、第一実施形態と同一符号を附して説明を省略する。
In this penetration tester M2, as shown in FIG. 11, a connecting
図12(a)(b)に示すように、突軸部9Aは、径方向に対向する2つの側面部9a,9aに、それぞれ横方向に沿う断面半円形の係止溝91が形成されている。また、凸型ブロック17Aの上面には、油圧ジョイントのプラグJpの2個が突軸部9Aを挟む径方向の両側位置に植設されると共に、両プラグJp,Jpと90度の位相差の位置に設けた凹所17aに、エンコーダー8から該凸型ブロック17Aに設けた配線孔17bを通した電線8bのコネクタ付きの先端が導出し、且つ凹所17aを外す形で周辺に沿ってOリングO1が嵌装されている。また、凹所17aは周面側にも開放しており、その開放側に該凹所17aよりも左右幅及び上下長さの大きいカバー取付用凹面部17cが形成されている。更に、凸型ブロック17Aには、図13(a)に示すように、その下面から上面に至る2本の通油孔17dが穿設されており、各通油孔17dの上端側には油圧ジョイントのプラグJpが螺挿固着され、同下端側には伸縮配管15が接続されている。
As shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the protruding
一方、図13(a)に示すように、スクリューロッドRsの下端には連結用凹型ブロック17Bが嵌合固着されている。この連結用凹型ブロック17Bは、中央に貫入試験機M2側の突軸部9Aに対応する六角形の嵌合穴9Bを備え、周面部に平行に貫設された2本のピン挿入孔93,93が各々嵌合穴9Bの対向する内側面で断面半円形の係止溝92を形成しており、該嵌合穴9Bに貫入試験機M2の突軸部9Aを挿嵌した状態で、該係止溝92と突軸部9A側の係止溝91とが合わさってピン挿入孔93に連続する断面円形の孔を構成する。従って、図13(b)(c)に示すように、貫入試験機M2の連結用凸型ブロック17AとスクリューロッドRsの連結用凹型ブロック17Bとを嵌合し、両ピン挿入孔93,93に各々係止ピン19を挿入することにより、スクリューロッドRsの下端に貫入試験機M2が堅固に連結される。なお、各ピン挿入孔93は、一端側が係止ピン19の頭部19aを納めるために径大になっている。
On the other hand, as shown in FIG. 13A, a connecting
また、図13(a)に示すように、スクリューロッドRsの連結用凹型ブロック17Bには、貫入試験機M2側の連結用凸型ブロック17Aと同様の凹所17a、配線孔17b、カバー取付用凹面部17c、通油路17dが設けてあり、凹所17aより電気配線8cのコネクタ付きの先端が導出している。また、各通油路17dは、下端側が嵌合穴9Bの側面から凹入して下方に開放する凹部17fに連通しており、該下端側に油圧ジョイントのソケットJsが螺着されると共に、上端側には中空ロッドR内に通した油圧ホースhがアダプタaを介して接続されている。更に、スクリューロッドRsは、連結用凹型ブロック17Bの嵌合穴9Bの奥端中央に軸方向に沿って貫設されたグラウト導入路17gを有し、該グラウト導入路17gの上端には中空ロッドR内に配設されたグラウト供給用の配管Pgが接続されている。
Further, as shown in FIG. 13 (a), the connecting
しかして、該連結用凹型ブロック17Bに貫入試験機M2の連結用凸型ブロック17Aを嵌合した際、両ブロック17A,17Bの油圧ジョイントのプラグJpとソケットJsとが自動的に連結して油路接続されると共に、両ブロック17A,17Bの凹所17a,17a同士が対向するように設定されており、両凹所17a,17aから導出する電気配線8b,8cをコネクタで繋いでエンコーダー8用の電気回路を形成できる。また、電気配線8b,8cの端部同士を接続後、図13(b)に示すように、側方に開放した両凹所17a,17aは、両ブロック17A,17Bのカバー取付用凹面部17c,17cにわたって適嵌する形状及びサイズの蓋板18によって塞がれる。この蓋板18は、図12(a)(b)に示すように、内面側にゴム層18aを備えており、OリングO2を介して外側から貫通させた上下2本のボルトbを各カバー取付用凹面部17cのねじ孔nに螺挿することにより、両凹所17a,17aを外部に対して気密・液密に封止する。
Therefore, when the connecting
上記構成の貫入試験機M2にて孔底地盤の支持強度を測定するには、まずアースオーガAAのスクリューロッドRsの下端に、当該貫入試験機M2を上述のようにして連結する。この連結状態の貫入試験機M2では、外側ケーシング1側でスクリューロッドRsに支持されているため、既述の第一実施形態の貫入試験機M1と同様に、内部のハンマーケーシング2が自重によって外側ケーシング1内での下限位置に配置し、外側ケーシング1の下端からの貫入軸3の突出長さが最大でベローズ筒体4も最も伸長している。
In order to measure the supporting strength of the hole bottom ground with the penetration testing machine M2 having the above configuration, first, the penetration testing machine M2 is connected to the lower end of the screw rod Rs of the earth auger AA as described above. Since the penetration tester M2 in this connected state is supported by the screw rod Rs on the
このようにスクリューロッドRsの下端に連結した貫入試験機M2は、アースオーガAAのオーガマシンAMをリーダLに沿って下動させることにより、先に形成している杭孔H内に非回転のスクリューロッドRsを介して挿入し、孔壁に接触しないように下降させて孔底Hbに着底させる。この着底では、第一実施形態の貫入試験機M1と同様に、先端が孔底Hbに当接した貫入軸3の退入とベローズ筒体4の短縮を伴って外側ケーシング1が停止するまで、つまりパイプストッパー7が短縮限になるまでスクリューロッドRsを下降させ、この外側ケーシング1の下降停止位置でオーガマシンAMを固定し、該貫入試験機M2を駆動して測定試験を行う。
Thus, the penetration test machine M2 connected to the lower end of the screw rod Rs moves the auger machine AM of the earth auger AA along the leader L so that it does not rotate in the previously formed pile hole H. It is inserted through the screw rod Rs, and is lowered so as not to contact the hole wall, and reaches the hole bottom Hb. In this bottoming, as in the penetration test machine M1 of the first embodiment, until the
測定試験は、第一実施形態の貫入試験機M1の場合と全く同様であり、図5(a)(b)で示すように、ハンマーケーシング2内の吊上げ機構6の駆動により、ドライブハンマー22でノッキングブロック12を打撃する操作を繰り返し、ハンマーケーシング2の下動を伴って貫入軸3が孔底Hbから所定深さまで貫入するのに要する打撃回数(N値)を計測し、その打撃回数に基づいて杭底Hbの地盤の支持強度が所定値以上であるか否かを判定する。そして、測定した孔底地盤の支持強度が所定値以上であれば、杭の建て込みが可能であるから、スクリューロッドRsの上動によって該貫入試験機M2を杭孔Hから抜出し、以降はプレボーリング工法による定まった工程手順で既製杭の杭施工を行う。一方、該支持強度が所定値未満の場合には、建て込み不可となるから、更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔Hを埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。
The measurement test is exactly the same as in the case of the penetration test machine M1 of the first embodiment. As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the
本発明をアースオーガを用いたプレボーリング工法による既製杭の施工に適用する場合、図14に示すように、(a)三点式杭打機等のリーダ(図示省略)に沿って昇降するオーガーマシンAMに取り付けたスクリューロッドRsを回転駆動しつつ下降させることにより、その下端に連結している先端ロッド部材Rhの掘削刃Eによって地盤G(軟弱層Gs)を掘削し、(b)想定される地下深部の支持層Ghに達する深さの杭孔Hを形成したのち、(c)スクリューロッドRsを引き上げつつ、ソイルセメント等の根固め液Lsを注入し、(d)続いて孔周固定液Lfを杭孔Hの上部まで注入し、該スクリューロッドRsを抜出する。そして、(e)スクリューロッドRsの先端ロッド部材Rhに代えて貫入試験機M2を該スクリューロッドRsに連結し、オーガーマシンAMの下動によって該貫入試験機M2を杭孔hに挿入し、(f)該貫入試験機M2を孔底Hbに着底させ、既述のように孔底地盤の支持強度を測定し、該支持強度が所定値以上であれば、(g)オーガーマシンAMに連結用ロッドRjを介してPHC杭やRC杭の如き既製杭P2を連結し、この既製杭P2を杭孔Hに挿入し、(h)該既製杭P1を杭孔H内に埋入して杭施工を完了する。 When the present invention is applied to the construction of a prefabricated pile by a pre-boring method using an earth auger, as shown in FIG. 14, (a) an auger machine AM that moves up and down along a leader (not shown) such as a three-point pile driver By lowering the screw rod Rs attached to the lower end while rotating, the ground G (soft layer Gs) is excavated by the excavating blade E of the tip rod member Rh connected to the lower end thereof, and (b) an assumed underground After the pile hole H having a depth reaching the deep support layer Gh is formed, (c) while the screw rod Rs is pulled up, a root-setting liquid Ls such as soil cement is injected, and (d) the hole periphery fixing liquid Lf is subsequently injected. To the top of the pile hole H, and the screw rod Rs is extracted. (E) The penetration testing machine M2 is connected to the screw rod Rs instead of the tip rod member Rh of the screw rod Rs, and the penetration testing machine M2 is inserted into the pile hole h by the downward movement of the auger machine AM. f) The penetration testing machine M2 is grounded to the hole bottom Hb, and the supporting strength of the hole bottom ground is measured as described above. If the supporting strength is a predetermined value or more, (g) connected to the auger machine AM. A ready-made pile P2 such as a PHC pile or an RC pile is connected via a rod Rj, and this ready-made pile P2 is inserted into the pile hole H. (h) The ready-made pile P1 is embedded in the pile hole H and piled. Complete construction.
上述の第一及び第二実施形態の貫入試験機M1,M2を用いた杭施工例から明らかなように、本発明の杭施工管理方法によれば、掘削ロッド(ケリーバK,スクリューロッドRs)の回転掘削によって地盤に所定深度の杭孔を形成後、該掘削ロッドの掘削先部材(軸堀りバケットB1,拡底バケットB2,先端ロッド部材Rh)に代えて該貫入試験機を連結し、この連結状態で該貫入試験機を杭孔内に挿入して着底させて作動することにより、孔底地盤の支持強度を実測値(N値)として極めて簡易に且つ確実に測定できる。そして、該支持強度が所定値以上であれば、杭孔に杭を建て込んで杭施工を効率よく完了させることができる一方、該支持強度が所定値未満の場合には更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔を埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。従って、従来において杭施工完了後の載荷試験にて支持強度不足が判明した場合のように、杭建て込み施工をやり直すために多大な労力と時間及びコストを費やす事態を回避できる。また、国際標準のN値での管理を行えるので測定値の高い信頼評価が得られるという利点もある。しかも、本発明の貫入試験機では、杭孔の穿孔に用いた掘削ロッドを利用し、穿孔後の杭孔に直ちに挿入して孔底地盤の支持強度を測定できるから、貫入試験を含む杭施工全体の作業性が向上すると共に、杭孔に対する当該貫入試験機の入出のための格別な設備を要さず、それだけ設備コストを低減できるという利点がある。 As is clear from the pile construction examples using the penetration test machines M1 and M2 of the first and second embodiments described above, according to the pile construction management method of the present invention, the excavation rod (Keriba K, screw rod Rs) After a pile hole of a predetermined depth is formed in the ground by rotary excavation, the penetration testing machine is connected in place of the excavation tip member (shaft excavation bucket B1, widening bucket B2, tip rod member Rh) of the excavation rod. In this state, the penetration tester is inserted into the pile hole and allowed to settle to operate, so that the support strength of the hole bottom ground can be measured very easily and reliably as an actual measurement value (N value). And if the support strength is greater than or equal to a predetermined value, piles can be built into the pile hole and pile construction can be completed efficiently, while if the support strength is less than the predetermined value, digging deeper, Alternatively, the pile hole may be backfilled and a new hole is drilled at a different position to determine the support strength in the same manner. Therefore, it is possible to avoid a situation in which a great amount of labor, time and cost are spent to redo the pile erection work, as in the case where a lack of support strength is found in a loading test after completion of the pile work in the past. In addition, since the management can be performed with the international standard N value, there is an advantage that high reliability evaluation of the measured value can be obtained. Moreover, in the penetration testing machine of the present invention, since the drilling rod used for drilling the pile hole can be immediately inserted into the pile hole after drilling and the supporting strength of the hole bottom ground can be measured, the pile construction including the penetration test The overall workability is improved, and there is an advantage that the equipment cost can be reduced as much as it does not require special equipment for entering and exiting the penetration tester with respect to the pile hole.
また、この貫入試験機にあっては、貫入軸を挿通させる外側ケーシングの下端側開口部を封止手段によって外部に対して封止できるから、杭孔H内の泥砂、砂礫、泥水、孔内に注入した安定液、根固め液等が外側ケーシング内に入り込んでハンマーケーシングの昇降動作を阻害するのを確実に防止でき、もって測定値の信頼性を確保できると共に、貫入試験機の耐久性低下を防止できる。なお、この封止手段としては、種々の機構を採用できるが、実施形態のように伸縮可能なベローズ筒体4を用いれば、貫入軸3の上下動に殆ど抵抗を与えることなく上記封止を行え、また下端側開口部12a,12bの内周に実施形態のようなパッキン部材5A,5Bを介在させることでも簡易に封止を行える。
Moreover, in this penetration testing machine, since the lower end side opening of the outer casing through which the penetration shaft is inserted can be sealed from the outside by the sealing means, mud sand, gravel, mud water in the hole, It is possible to reliably prevent the stable liquid and rooting liquid injected into the outer casing from entering the outer casing and hindering the lifting and lowering operation of the hammer casing, thereby ensuring the reliability of the measured value and reducing the durability of the penetration tester. Can be prevented. As this sealing means, various mechanisms can be adopted. However, if the
更に、実施形態のように外側ケーシング1の下端部に高内圧の蓄圧室14を設ければ、その高内圧によって下端側開口部12a,12bからの泥砂、泥水、安定液、根固め液等の浸入をより効果的に阻止できるという利点がある。なお、このような蓄圧室14を設ける構成では、該蓄圧室14を貫通する下端側開口部12a,12bにパッキン部材5A,5Bを介在させて気密を維持する必要があるが、実施形態のように更にベローズ筒体4を用いるようにすれば、該ベローズ筒体4によってパッキンへの固形粒子の咬み込みによる封止破壊を確実に防止できるという利点がある。
Furthermore, if the
一方、実施形態のように、外側ケーシング1の内側上部とハンマーケーシング2の上端部との間に二重管状のパイプストッパー7を介在させれば、その短縮限と伸長限によって外側ケーシング1内でのハンマーケーシング2の上下限位置が自動的に定まるから、該ハンマーケーシング2を測定開始位置と待機位置とに変換するための格別な駆動機構が不要となり、それだけ装置構成が簡素化して作動の信頼性も高まると共に、製作コストも低減するという利点がある。また、実施形態のように、吊上げ機構6の油圧シリンダー61に対する作動油の給排路中、外側ケーシング1の内側上部とハンマーケーシング2上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管15,15を介在させれば、外側ケーシング1内でのハンマーケーシング2の昇降変位に追従して該伸縮配管15,15が伸縮するから、常に油圧シリンダー61に対する作動油の円滑な給排を確保できると共に、ハンマーケーシング2の昇降に伴う給排路の可動部分を弛ませた油圧ホースで構成する場合に比較して、当該可動部分の耐久性が大幅に向上するという利点がある。
On the other hand, if a double
本発明の掘削ロッド連結用貫入試験機は、第一実施形態のようなアースドリル機ADのケリーバKや、第二実施形態のようなアースオーガAAのスクリューロッドScに対する連結用として好適であるが、回転掘削によって地盤に杭孔を形成するのに用いる他の種々の掘削ロッドも連結対象となり、その対象とする掘削ロッドの下端構造に応じて外側ケーシングの上端の連結部の構造を適宜設定すればよい。また、ハンマーケーシング2の昇降ガイド機構としては、該ハンマーケーシング2から導出する油圧給排路や電気回線の捩れを防ぐために、外側ケーシング1内でのハンマーケーシング2の回転を阻止する機能を有すればよく、例示のような外側ケーシング1側のガイドレール16とハンマーケーシング2側の嵌合キー23とからなる構造に限らず、外側ケーシング1内の上下複数箇所に環状ガイド板を設け、該環状ガイド板の内周の凹部にハンマーケーシング2の外周に設けた上下に連続する凸条部が嵌合する構造、一方のガイドレールに対して他方のガイドローラーが転接する構造等、他の種々のガイド構造を採用可能である。その他、本発明の杭孔用貫入試験機の細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
The penetration testing machine for excavation rod connection according to the present invention is suitable for connection to the kelly bar K of the earth drill machine AD as in the first embodiment and the screw rod Sc of the earth auger AA as in the second embodiment. Various other excavation rods used to form pile holes in the ground by rotary excavation are also subject to connection, and the structure of the connection part at the upper end of the outer casing is appropriately set according to the lower end structure of the target excavation rod. That's fine. Further, the lifting / lowering guide mechanism of the
1 外側ケーシング
10 ハンマーケーシングの昇降空間
12a,12b 下端開口部
14 蓄圧室
14a 天井部
14b 底板部
15 伸縮配管
2 ハンマーケーシング
21 ノッキングブロック
22 ドライブハンマー
3 貫入軸
4 ベローズ筒体(封止手段)
5A,5B パッキン部材(封止手段)
6 吊上げ機構
61 油圧シリンダー
61a ピストンロッド
63 クランプアーム(クランプ部)
7 パイプストッパー
8 エンコーダー
9,9A 突軸部(連結部)
9B 嵌合穴
AA アースオーガ
AD アースドリル
B1 軸堀りバケット(掘削先部材)
B2 拡底バケット(掘削先部材)
G 地盤
Gh 支持層(孔底地盤)
H 杭孔
Hb 孔底
K ケリーバ(掘削ロッド)
M1,M2 掘削ロッド連結用貫入試験機
P1 場所打ち杭
P2 既製杭
Rh 先端ロッド部材(掘削先部材)
Rs スクリューロッド(掘削ロッド)
DESCRIPTION OF
5A, 5B Packing member (sealing means)
6 Lifting
7
9B Mating hole AA Earth auger AD Earth drill B1 Shaft-drilling bucket (drilling destination member)
B2 Expanded bucket (Drilling destination member)
G Ground Gh Support layer (hole bottom ground)
H Pile hole Hb Hole bottom K Keriba (Drilling rod)
M1, M2 Drilling rod connection penetration tester P1 Cast-in-place pile P2 Ready-made pile Rh Tip rod member (drilling tip member)
Rs screw rod (drilling rod)
Claims (10)
縦筒状の外側ケーシング内に筒状のハンマーケーシングが昇降自在に装填され、該ハンマーケーシングの下端に同心状に下向き突設された貫入軸が外側ケーシングの下端側開口部より下方外部へ突出されると共に、この下端側開口部を外部に対して封止する封止手段を備え、外側ケーシングの上端に掘削ロッドの先端に対する連結部が形成され、
前記ハンマーケーシングは、下端にノッキングブロックが固着されると共に、該ノッキングブロックを自由落下によって打撃するドライブハンマーと、落下後のドライブハンマーを吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構とを内蔵し、
掘削ロッドに連結した状態で杭孔に先端を着底させた前記貫入軸が孔底地盤に所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマーの打撃回数から孔底地盤の支持強度を測定するように構成されてなる掘削ロッド連結用貫入試験機。 A drilling rod coupling penetration test machine that is used in place of the drilling tip member of the drilling rod for drilling the pile hole by rotary drilling, connected to the tip of the drilling rod,
A cylindrical hammer casing is loaded in a vertically cylindrical outer casing so as to be able to move up and down, and a penetrating shaft concentrically projecting downward from the lower end of the hammer casing projects downward and outward from the lower end side opening of the outer casing. And a sealing means for sealing the lower end side opening to the outside, and a connecting portion for the tip of the excavation rod is formed at the upper end of the outer casing,
The hammer casing has a knocking block fixed to the lower end, a drive hammer that strikes the knocking block by free fall, and a lifting mechanism that lifts the dropped drive hammer and releases it at a predetermined height,
It is configured to measure the support strength of the bottom of the ground from the number of times the drive hammer is hit by the penetrating shaft with the tip bottomed in the pile hole in a state where it is connected to the excavation rod, to penetrate the bottom of the hole to a predetermined depth. Penetration testing machine for connecting excavation rods.
外部から該油圧シリンダーに至る作動油の給排路中、外側ケーシングの内側上部とハンマーケーシング上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管が介在してなる請求項1〜5のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。 The lifting mechanism grips the drive hammer by a clamp portion provided at the tip of a piston rod protruding downward from the hydraulic cylinder, lifts the drive hammer by a shortening operation of the piston rod, and opens the upper limit position.
6. A double pipe type expansion / contraction pipe is interposed in a supply / discharge path between an inner upper part of an outer casing and an upper end part of a hammer casing in a supply / discharge path of hydraulic oil from the outside to the hydraulic cylinder. The penetration test machine for connecting a drilling rod according to any one of the above.
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