JP6518558B2 - ケーシングパイプおよび砕石杭の施工方法 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
この砕石杭の施工に用いられるケーシングパイプとして、例えば、先端に開閉式の蓋体が装着され、かつ外周面にスパイラル状のオーガーが形成されたケーシングオーガーと、ケーシングオーガーの内部に配置されたスクリュウ羽根付きのシャフトとを備える2重オーガータイプの構造が知られている(特許文献1参照)。
先ず、モーターによりケーシングオーガーを回転させつつ地盤に貫入し、杭穴を形成する。次に、ケーシングオーガーを逆回転させながら引き上げつつ、シャフトによって蓋体を開放し、ケーシングオーガーの内部に砕石を投入する。
次に、ケーシングオーガーを回転するモーターとは別個のモーターにより、シャフトを独立して回転させ、スクリュウ羽根によって砕石を下方に送り出して杭穴に圧入する。
このように、ケーシングオーガーを逆回転して引き上げながら、シャフトを別個に回転して砕石を杭穴に圧入することによって、砕石杭を施工する。
このとき、内羽根は、外羽根とは逆向きに形成されているので、ケーシングの先端に開閉式の蓋体がなくても、ケーシングの内部に土が入り込むことを抑制できる。
次に、施工機械によってケーシングパイプを逆回転させながら上方に引き上げ、ケーシングの内部に砕石を投入して杭穴に落とし込む。そして、ケーシングパイプを再び正回転し、内羽根によって杭穴に落とし込んだ砕石を圧入することで締固めを行う。
このように、内羽根が外羽根と逆向きに傾斜してケーシングに形成されるため、2軸式の施工機械を用いることなく、汎用の単軸式の施工機械を用いて砕石杭を施工できる。
また、前述した芯材に内羽根が固定されるので、砕石の締固め時に内羽根に加わる垂直力を、芯材を通じて内羽根全体に分担できる。
なお、外羽根は、例えば、ケーシングの外周面に連続螺旋状に形成されてもよく、また、間欠螺旋状に形成されてもよい。
本発明の更に他の形態のケーシングパイプは、筒状のケーシングと、前記ケーシングの外周面に形成された外羽根と、前記ケーシングの内周面に形成された締固め用の内羽根とを備え、前記外羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して傾斜し、前記内羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して前記外羽根とは逆向きに傾斜し、前記内羽根は、前記ケーシングの軸方向からみて一部重なり合って配置された複数の羽根部材によって構成されることを特徴とする。
前述した本発明のケーシングパイプによれば、汎用の単軸式の施工機械を用いて砕石杭を施工できる。つまり、先ず、ケーシングパイプを単軸式の施工機械に接続し、施工機械によってケーシングパイプを正回転させつつ外羽根の推進力によって当該ケーシングパイプを地盤に貫入し、杭穴を形成する。
このとき、内羽根は、外羽根とは逆向きに形成されているので、ケーシングの先端に開閉式の蓋体がなくても、ケーシングの内部に土が入り込むことを抑制できる。
次に、施工機械によってケーシングパイプを逆回転させながら上方に引き上げ、ケーシングの内部に砕石を投入して杭穴に落とし込む。そして、ケーシングパイプを再び正回転し、内羽根によって杭穴に落とし込んだ砕石を圧入することで締固めを行う。
このように、内羽根が外羽根と逆向きに傾斜してケーシングに形成されるため、2軸式の施工機械を用いることなく、汎用の単軸式の施工機械を用いて砕石杭を施工できる。
また、前述したように、内羽根がケーシングの円周方向に螺旋状に一周分以上連続して形成されている場合や、内羽根がケーシングの軸方向からみて一部重なり合って配置された複数の羽根部材によって構成される場合には、地盤の掘削時にケーシングの内部に土が入り込むことをより抑制でき、また、砕石の締固め時には砕石の一部が内羽根から上方に漏れ出ることなく、より強固に締固めを行うことができる。
このような構成によれば、ケーシングの先端部分を構成する円筒体を地盤に貫入し、貫入した円筒体に対して他の円筒体を機械式にジョイントすることで、ケーシングを地盤にさらに深く貫入できる。
また、ケーシングを上方に引き上げる際には、引き上げた円筒体のジョイントを外すことで、砕石の投入位置が過度に高い位置とならず、施工性を向上できる。
次に、施工機械によってケーシングパイプを逆回転して上方に引き上げ、ケーシングの内部に砕石を投入して杭穴に落とし込む。そして、ケーシングパイプを再び正回転し、内羽根によって杭穴に落とし込んだ砕石を圧入することで締固めを行う(締固め工程)。
このように単軸式の施工機械を用いて砕石杭を施工できる。
このような構成によれば、砕石がケーシングの内部に過度に供給されて詰まることを抑制できる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3において、第1実施形態に係るケーシングパイプ1は、図4に示す単軸式の重機2(施工機械)によって回転駆動され、軟弱地盤等の地盤3に砕石杭4を施工するためのものである。砕石杭4を構成する砕石5は、自然砕石や砂利、砂等の自然物やコンクリートの破片、廃瓦、鉱津等の人工物などを含む。
内円筒継手部131が外円筒継手部121内に挿入され、キー14がキー穴122,132に嵌め込まれることによって、第二円筒体13は第一円筒体12に機械式に中継ぎ可能である。また、キー14をキー穴122,132から外すことによって第二円筒体13を第一円筒体12から取り外し可能である。
なお、第二円筒体13は、ケーシング10の軸方向長さ寸法の調整に用いられるものである。このため、ケーシング10は、先端円筒体11、第一円筒体12および第二円筒体13によって構成される状態となるほかにも、先端円筒体11および第一円筒体12によって構成される状態(第二円筒体13が第一円筒体12に中継ぎされていない状態)となる場合もある。
先端円筒体11の軸方向長さ寸法L1は、第一円筒体12および第二円筒体13の軸方向長さ寸法L2,L3よりも短い寸法であって、外羽根20および内羽根30の軸方向寸法よりも短くならない範囲で外羽根20および内羽根30の溶接作業性を考慮して短い寸法に設定される。
本実施形態では、第二円筒体13の内円筒継手部131を除く軸方向長さ寸法L3は、先端円筒体11の軸方向長さ寸法L1と第一円筒体12の軸方向長さ寸法L2とを足した長さ寸法と同じとされる。なお、各軸方向長さ寸法L1〜L3は前述した寸法に限られず、砕石杭4の施工に応じて適宜設定可能である。
内羽根30の中央部分には、芯材31が設けられる。芯材31は、ケーシング10の軸方向に沿って当該ケーシング10の軸心6に配置される。
回転方向Rに対する内羽根30の傾斜角度は、砕石5の安息角以上の角度とされる。
本実施形態では、内羽根30のピッチは一定とされているが、これに限られず、ピッチが変化していてもよい。
以下、本実施形態に係るケーシングパイプ1による砕石杭4の施工について説明する。
図4,図5に示すように、ケーシングパイプ1による砕石杭4の施工には、鋼管杭などの施工に用いられる単軸式の重機2を利用する。
続いて、前述した掘削を停止し、回転圧入装置2Aと第一円筒体12との接続を解除し、回転圧入装置2Aを上昇する。そして、図4(C)に示すように、第二円筒体13を第一円筒体12に中継ぎし、回転圧入装置2Aを第二円筒体13に接続する。
次に、再び回転圧入装置2Aによってケーシングパイプ1による掘削を行い、図4(D)に示すように、ケーシングパイプ1を地盤3の所定深さまで貫入する。
続いて、回転圧入装置2Aによってケーシングパイプ1を再び右回転し、図5(F)に示すように、内羽根30を杭穴7内の砕石5に押し付ける。このとき、内羽根30は、砕石5を下方に押し出す回転方向となるので、当該内羽根30によって杭穴7内の砕石5は締固められる。
ケーシングパイプ1の全体が地盤3上に引き上げられるまで、砕石供給工程および締固め構成を繰り返すことで、図5(H)に示すように砕石杭4を形成する。
なお、本実施形態では、掘削工程の完了後に砕石供給工程を開始するが、これに限られず、掘削工程の途中で砕石供給工程を開始してもよい。また、締固め工程の完了後に砕石供給工程を開始するが、これに限られず、締固め工程の途中で砕石供給工程を開始してもよい。このように、砕石供給工程を掘削工程や締固め工程と一部同時に行うことで、砕石杭4の施工時間を短縮できる。
(1)第1実施形態では、ケーシングパイプ1は、筒状のケーシング10と、ケーシング10の先端部である先端円筒体11の外周面111に形成された外羽根20と、先端円筒体11の内周面112に形成された締固め用の内羽根30とを備え、外羽根20は、ケーシング10の軸方向に直交する面に対して傾斜し、内羽根30は、ケーシング10の軸方向に直交する面に対して外羽根20とは逆向きに傾斜することを特徴とする。
上記構成を有するため、鋼管杭などの施工に用いられる汎用の単軸式の重機2を利用して砕石杭4を施工できる。つまり、先ず、ケーシングパイプ1を重機2に接続し、重機2によってケーシングパイプ1を正回転させつつ外羽根20の推進力によって当該ケーシングパイプ1を地盤3に貫入し、杭穴7を形成する。
このとき、内羽根30は、外羽根20とは逆向きに形成されているので、ケーシング10の先端に開閉式の蓋体などが装着されていなくても、ケーシング10の内部に土が入り込むことを抑制できる。
次に、重機2によってケーシングパイプ1を逆回転させながら上方に引き上げ、ケーシング10の内部に砕石5を投入して杭穴7に落とし込む。そして、ケーシングパイプ1を再び正回転し、内羽根30によって杭穴7に落とし込んだ砕石5を圧入することで締固めを行う。
このように、内羽根30が外羽根20と逆向きに傾斜してケーシング10に形成されるため、2軸式の施工機械を用いることなく、汎用の単軸式の重機2を用いて砕石杭4を施工できる。
さらに、第1実施形態では、以下の各効果を発揮できる。
また、ケーシング10を上方に引き上げる際には、引き上げた第二円筒体13を第一円筒体12から取り外すことで、砕石5の投入位置が過度に高い位置とならず、砕石杭4の施工性を向上できる。
本発明は、以上の実施形態で説明した構成のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、第1実施形態では、外羽根20は、ケーシング10の先端部を形成する先端円筒体11に形成されているが、先端円筒体11から第一円筒体12にわたって形成されてもよい。また、内羽根30は、ケーシング10の先端部を形成する先端円筒体11に形成されているが、先端円筒体11から第一円筒体12に渡って形成されてもよい。
また、外羽根20が右巻きに形成され、かつ内羽根30が左巻きに形成されるが、これとは逆に、外羽根20が左巻きに形成され、かつ内羽根30が右巻きに形成されてもよい。この場合、ケーシングパイプ1は、掘削時には左回転され、締固め時には右回転される。
また、施工すべき砕石杭4の深さ寸法が、ケーシング10の軸方向長さ寸法(L1〜L3を足した長さ寸法)よりも長い場合には、第二円筒体13に他の円筒体をさらに中継ぎしてもよい。
複数の羽根部材32は、回転方向Rに対してそれぞれ傾斜して配置される。また、複数の羽根部材32は、ケーシング10の軸方向側からみて一部重なり合って配置される。
このように、複数の羽根部材32によって内羽根30を構成するので、内羽根30をケーシング10に固定する作業性が向上し、また、羽根部材32ごとに異なる角度付けができる。さらに、複数の羽根部材32は、一部重なりあって配置されるので、地盤3の掘削時におけるケーシング10の内部への土の入り込みや、砕石5の締固め時に砕石5が内羽根30の上方に漏れることを抑制できる。
このように蓋部材33を設けることで、掘削時には、ケーシング10の内への土の入り込みを、より抑制できる。また、ケーシングパイプ1を上方に引き上げる際、蓋部材33をワイヤー34によって上方に引き上げて内羽根30の両端間を開放することで、ケーシング10内の砕石5を杭穴7に落とし込み可能状態にできる。
Claims (6)
- 筒状のケーシングと、
前記ケーシングの外周面に形成された外羽根と、
前記ケーシングの内周面に形成された締固め用の内羽根とを備え、
前記外羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して傾斜し、
前記内羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して前記外羽根とは逆向きに傾斜し、
前記ケーシングの内部には、当該ケーシングの軸方向に沿った芯材が設けられ、
前記芯材には、前記内羽根が固定される
ことを特徴とするケーシングパイプ。 - 筒状のケーシングと、
前記ケーシングの外周面に形成された外羽根と、
前記ケーシングの内周面に形成された締固め用の内羽根とを備え、
前記外羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して傾斜し、
前記内羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して前記外羽根とは逆向きに傾斜し、
前記内羽根は、前記ケーシングの円周方向に螺旋状に一周分以上連続して形成される
ことを特徴とするケーシングパイプ。 - 筒状のケーシングと、
前記ケーシングの外周面に形成された外羽根と、
前記ケーシングの内周面に形成された締固め用の内羽根とを備え、
前記外羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して傾斜し、
前記内羽根は、前記ケーシングの軸方向に直交する面に対して前記外羽根とは逆向きに傾斜し、
前記内羽根は、前記ケーシングの軸方向からみて一部重なり合って配置された複数の羽根部材によって構成される
ことを特徴とするケーシングパイプ。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のケーシングパイプにおいて、
前記ケーシングは、機械式に中継ぎ可能な複数の円筒体によって構成される
ことを特徴とするケーシングパイプ。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のケーシングパイプを用いて砕石杭を施工する砕石杭の施工方法であって、
前記ケーシングパイプの正回転によって地盤を掘削する掘削工程と、
前記ケーシングパイプのケーシングの内部に砕石を供給する砕石供給工程と、
前記ケーシングパイプの逆回転によってケーシングパイプを引き上げ、引き上げ後、前記ケーシングパイプの再度の正回転によって杭穴内の砕石の締固めを行う締固め工程とを備える
ことを特徴とする砕石杭の施工方法。 - 請求項5に記載の砕石杭の施工方法において、
前記砕石供給工程における砕石の供給量は、前記ケーシングパイプの引き上げ量に応じて設定される
ことを特徴とする砕石杭の施工方法。
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