JP6947206B2 - 鋼管杭の施工方法 - Google Patents
鋼管杭の施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6947206B2 JP6947206B2 JP2019156313A JP2019156313A JP6947206B2 JP 6947206 B2 JP6947206 B2 JP 6947206B2 JP 2019156313 A JP2019156313 A JP 2019156313A JP 2019156313 A JP2019156313 A JP 2019156313A JP 6947206 B2 JP6947206 B2 JP 6947206B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure water
- steel pipe
- pipe pile
- water jet
- jet nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 94
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 94
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 125
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 23
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 23
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
Description
また、他の方法として、特許文献1では、杭先端に耐摩耗鋼を取り付けることにより、打設性能を向上する方法が提案されている。
また、特許文献2では、先端にビットを備えた切削用鋼管杭を回転圧入することにより、コンクリートを打ち抜いて鋼管杭を打設する方法が提案されている。
特許文献2では、切削用ビットを備えた鋼管を用いるため、超硬質な岩盤やコンクリート等の地中障害物も打ち抜くことが可能であるが、切削した部材が鋼管内に取り込まれて閉塞し、その後の施工効率が著しく低下するという課題がある。
前記鋼管杭の先端外周部に50MPa超えの水圧の高圧水を噴射可能な高圧ウォータジェットノズルを配設し、前記鋼管杭を回転圧入するに際して、
前記鋼管杭の先端が、少なくとも前記障害物に至った時には、前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射して前記障害物を破砕する工程を備えたことを特徴とするものである。
少なくとも前記硬質地盤又はコンクリート等の障害物に至った時には、前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射して前記硬質地盤又はコンクリート等の障害物を破砕する工程を備えたことにより、前記硬質地盤又はコンクリート等の障害物を有する地盤への施工性を高めることができる。また、前記硬質地盤又はコンクリート等の障害物を破砕することで、前記鋼管杭を鉛直方向に打設することができ、安定した基礎構造を構築することができる。
鋼管杭1の回転圧入に用いる回転圧入機3は、図1に示すように、鋼管杭1の上部にチャッキング部5を介して取り付けられて、鋼管杭1に回転力と圧入力を付与しながら地盤に鋼管杭1を貫入施工するものである。
高圧ウォータジェットノズル7は、50MPa超えの水圧の高圧水(例えば、50MPa超え、300MPa以下)を噴射可能なものであり、鋼管杭1の先端外周部に着脱可能に配設されている。本実施の形態では、2個の高圧ウォータジェットノズル7が鋼管杭1の外周の180°離れた位置に設けられている。
もっとも、本発明は回転圧入機3で鋼管杭1を回転させるので、高圧ウォータジェットノズル7の数を少なくしても、鋼管杭1の回転によって全周をカバーできる。なお、鋼管杭1の回転方向は、反時計回りを正回転としたときに、正回転または逆回転の一方向であってもよいが、正回転と逆回転を半周ずつ交互に繰り返すようにしてもよい。このようにすることで、高圧ウォータジェットノズル7に噴射材としての高圧水を供給する供給配管9がねじれて絡むのを防止できる。
なお、高圧水13の吹き出し角度θは、杭軸方向に対し杭中心方向に10°以下の範囲とすることが望ましい(図2参照)。
一部の高圧ウォータジェットノズル7から高圧水13を鉛直下方に噴射して、他の高圧ウォータジェットノズル7を回転(自転)させて噴射することで、図3に灰色示す鋼管杭1の先端形状に沿う部分をより確実に破砕しつつ、その周囲も破砕できる。
研磨材としては、硅砂の適用が考えられるが、その他の材料としては、鉄鋼スラグ、スチールグリット、溶融アルミナ、ガーネットなどの適用も考えられる。
また研磨材としては、研磨材粒子の硬度300〜2000(HK、ヌープ硬さ)、D50(JIS Z 8815で規定される、粉体状物質の粒径分布を測定するために行うふるい分け試験方法において、当該粉体状物質の頻度の累積が50%になる粒子径)粒径200μm〜1000μmの材料が好適である。
なお、高圧ウォータジェットノズル7からは、地盤改良に用いるセメント19等を噴射することもできる。
本実施の形態が対象とする硬質地盤及び/又はコンクリート等の障害物17を地中に有する地盤の例として、図4に示すように、鋼管杭1が打設される地層の途中に鉄筋コンクリート製の障害物17が埋まっている地盤を例に挙げ、高圧ウォータジェットノズル7を回転(自転)させる場合について説明する。
支持地盤への回転貫入が完了すると、高圧ウォータジェットノズル7を杭先端から取り外して、供給配管9と共に引き上げて施工を完了する。
なお、上記の説明は打設途中に障害物17がある地盤への鋼管杭の施工について述べたが、打設途中に硬質地盤がある場合の施工でも同様である。
この問題に対しては、図6に示すように、所定の深度である支持地盤まで鋼管杭1を打設したのち、高圧ウォータジェットノズル7への供給材を水からセメント19に切り替えて、杭先端地盤にセメント19を噴射して地盤改良を行うことで、鋼管杭1の先端支持力が増大できる。
杭先端地盤にセメント19を噴射する際には、鋼管杭1を杭中心軸周りに回転させながら、セメント19を噴射して、地盤改良を行うことで、杭の周辺地盤全体の支持力性能を増大することができる(図6(b)参照)。
これによって、鋼管杭1と地盤周面の摩擦力が増大し、鋼管杭1の先端支持力をより一層高めることができる。
なお、地盤の乱れが生じるのは、基本的には高圧水13を噴射した箇所だけであるため、杭周面地盤にセメント19を噴射して、地盤改良を行う区間は、高圧水13を噴射した区間、例えば障害物17のある区間のみとしてもよい。
一方、高圧ウォータジェットノズル7の噴射口から標的物までの距離が大きくなると、破砕能力が低下する懸念がある。そこで、高圧ウォータジェットノズル7の噴射口から標的物までの距離(SOD)と標的物(コンクリート)の破砕深度との関係を実験的に調べた。その結果を示すグラフが図7であり、縦軸が破砕深さ(mm)で横軸がノズル噴射口から標的物までの距離(mm)を示している。
図7に示すように、距離(SOD)が100mmまでは破砕能力が維持される一方で、距離(SOD)が150mm以上では破砕能力が大幅に低減する。
従って上記の結果から、高圧ウォータジェットによる障害物17の破砕能力を維持するためには、図8に示すように、高圧ウォータジェットノズル7の噴射口の鋼管杭先端(保護部材11の先端先端)から上方への距離Lは、L=100mmまでの間に位置して配置されていることが好ましい。
標的物までの距離(SOD)の下限は理論上0(ゼロ)であるが、実際は回転圧入する鋼管が僅かに傾くこともあることから、10〜20mm程度以上距離をとっておくことが望ましい。
一方、回転速度が速くなると高圧ウォータジェットによる標的物の破砕能力が低下する懸念がある。
そこで、ノズル噴射口から標的物までの距離(SOD)とノズルの移動速度を変えて、標的物(鉄筋)の切断可否を実験的に調査した。調査結果を図9に示す。
図9は縦軸がノズル速度(mm/分)、横軸がノズル噴射口から鉄筋までの距離(mm)である。グラフ中には、鉄筋切断可の場合を〇で、鉄筋切断不可の場合×で示している。
図9を参照すると、ノズル速度とノズル噴射口から鉄筋までの距離とには、鉄筋切断可否が分かれるしきい値が存在することが分かる。
(50mm×tan10°×2×π)÷50mm/分≒1rpm(回転/分)
したがって、高圧ウォータジェットノズル7の管軸周りの回転速度が1rpm以下であることが好ましい。
3 回転圧入機
5 チャッキング部
7 高圧ウォータジェットノズル
9 供給配管
11 保護部材
13 高圧水
15 回転装置
17 障害物
19 セメント
Claims (5)
- 障害物を地中に有する地盤に回転圧入機によって鋼管杭を打設する鋼管杭の施工方法であって、
前記鋼管杭の先端外周部に200Mpa以上300Mpa以下の水圧の高圧水を噴射可能な高圧ウォータジェットノズルを配設し、前記鋼管杭を回転圧入するに際して、
前記鋼管杭の先端が、少なくとも前記障害物に至った時には、前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射して前記障害物を破砕する工程を備え、
前記高圧ウォータジェットノズルの噴射口が鋼管杭先端から上方10mm〜100mmまでの間に位置して配置され、前記高圧ウォータジェットノズルの高圧水の噴射方向を杭軸芯に対して傾斜させ、かつ前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射する際に、前記高圧ウォータジェットノズルを管軸回りに回転させると共に、前記高圧ウォータジェットノズル移動速度をy(mm/分)、ノズル噴射口から鋼管杭先端までの距離をx(mm)として、y≦(-4/5)x+90mmを満たすことを特徴とする鋼管杭の施工方法。 - 前記高圧ウォータジェットノズルから高圧水を噴射する際に、前記鋼管杭を杭中心軸周りに正回転と逆回転を交互に繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の鋼管杭の施工方法。
- 研磨材を混入した高圧水を噴射することを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼管杭の施工方法。
- 前記鋼管杭を所定の深度まで打設したのち、前記高圧ウォータジェットノズルから噴射する噴射材を水からセメントに切り替えて、杭先端地盤にセメントを噴射して地盤改良を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の鋼管杭の施工方法。
- 杭先端地盤の地盤改良完了後に、前記高圧ウォータジェットノズルを鋼管杭の先端外周部から取り外し、取り外した前記高圧ウォータジェットノズルを前記鋼管杭の外周面に沿って引き上げながら、杭周面地盤にセメントを噴射して、地盤改良を行うことを特徴とする請求項4に記載の鋼管杭の施工方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018161208 | 2018-08-30 | ||
JP2018161208 | 2018-08-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020037858A JP2020037858A (ja) | 2020-03-12 |
JP6947206B2 true JP6947206B2 (ja) | 2021-10-13 |
Family
ID=69737697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019156313A Active JP6947206B2 (ja) | 2018-08-30 | 2019-08-29 | 鋼管杭の施工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6947206B2 (ja) |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3815374A (en) * | 1972-07-19 | 1974-06-11 | Texaco Inc | Method and apparatus for inserting cylindrical piling |
JPS6070226A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-22 | Yoshihiro Oota | 杭孔掘削装置 |
JPS61106537A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | シクロペンチル酢酸エステル類の製造法 |
JPS62273321A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Sada Kensetsu Kk | 礫層用杭打ち機 |
JP2548870B2 (ja) * | 1992-09-16 | 1996-10-30 | 鹿島建設株式会社 | 場所打工法の掘削装置 |
JP2839074B2 (ja) * | 1994-05-13 | 1998-12-16 | 鹿島建設株式会社 | 地中障害物切断装置 |
JP2657631B2 (ja) * | 1994-09-30 | 1997-09-24 | 株式会社建機総業 | 既製杭の先端形状シュー |
JPH10140565A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-26 | Kubota Corp | 鋼管杭の埋設工法及びこれに使用する鋼管杭 |
JP3424094B2 (ja) * | 1999-11-26 | 2003-07-07 | 不動建設株式会社 | 浅海における地盤隆起を伴う地盤改良工事の作業方法 |
JP2003190831A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-08 | Kyoee:Kk | コンクリートの表層破砕方法および装置 |
JP3850802B2 (ja) * | 2003-03-05 | 2006-11-29 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼杭及びその施工方法 |
KR200358930Y1 (ko) * | 2004-05-22 | 2004-08-11 | 김상진 | 암반착공 제이브이 파이로트 공법용 파일 |
JP6529226B2 (ja) * | 2014-07-28 | 2019-06-12 | 大成建設株式会社 | 杭の打設方法およびその杭 |
-
2019
- 2019-08-29 JP JP2019156313A patent/JP6947206B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020037858A (ja) | 2020-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6943273B2 (ja) | 鋼管杭の施工方法 | |
TWI378169B (en) | Cutter head for dredging soil and method for dredging by means of this cutter head | |
JP4796477B2 (ja) | 鋼管ソイルセメント杭の施工方法および合成杭のの施工方法 | |
JP4674186B2 (ja) | 地盤改良工法及び地盤改良機 | |
JP6110903B2 (ja) | 地中埋設杭撤去方法 | |
JP5700611B1 (ja) | 地中埋設杭撤去方法、及び地中埋設杭撤去装置 | |
JP6947206B2 (ja) | 鋼管杭の施工方法 | |
JP3735225B2 (ja) | 岩盤への鋼管杭の打込み工法 | |
KR100757368B1 (ko) | 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기 | |
JP6943272B2 (ja) | 鋼管杭の施工方法、鋼管杭 | |
JP2005324283A (ja) | 噴射ノズル及びこれを用いた噴射装置 | |
KR101620876B1 (ko) | 지반 굴착 장치 | |
JP2004076578A (ja) | 埋め込み杭を用いるボーリング装置 | |
US11384602B2 (en) | Boring assembly and associated boring method | |
JP4781195B2 (ja) | 打込材の打設方法及び先行掘削用打込材 | |
JP2006009468A (ja) | 中掘り式鋼管矢板の打ち込み工法およびそれに用いる鋼管矢板 | |
JP2548870B2 (ja) | 場所打工法の掘削装置 | |
JP6978628B1 (ja) | 砂杭造成装置 | |
JP3974937B2 (ja) | 地盤改良工法 | |
KR200358930Y1 (ko) | 암반착공 제이브이 파이로트 공법용 파일 | |
JP7165461B1 (ja) | 破砕装置及び柱状改良杭の撤去工法 | |
JP2000002089A (ja) | 高圧噴流水による切断または削孔方法およびその装置 | |
JP2006336408A (ja) | 地盤掘削装置および地盤掘削方法 | |
KR101021562B1 (ko) | 콘 비트가 부착된 천공 오거 및 그를 이용한 지반혼합처리방법 | |
JP2007205144A (ja) | 土壌掘削工具および土壌改良工法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200422 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210817 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210830 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6947206 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |