JP7132977B2 - 導材支持部材及びそれを使用した杭の打設方法 - Google Patents

Description

本発明は、桟橋等の構造体を支持する鋼管杭等の杭を打設する際に使用する導材を設置するための導材支持部材及びそれを使用した杭の打設方法に関する。

従来、複数の鋼管杭等の杭３０，３０…を並べて打設するには、図１３、図１４（ａ）～（ｂ）に示すように、間隔をおいて一対のＨ型鋼等からなる導杭３１，３１を打設し、各導杭３１，３１の上端部に支持された支持部材３１ａ，３１ａ間に一対の定規材３２，３２を架設する。

この支持部材３１ａは、導杭３１の上端部より水平方向に突出し、各定規材３２の一端を支持させることによって、一対の定規材３２，３２が互いに水平方向に間隔をおいて並列される。

そして、図１４（ｃ）に示すように、両定規材３２，３２間に所定の間隔で杭３０，３０を建て込み、定規材３２，３２に杭３０を案内させた状態で打設することによって、杭３０を一列に並べて打設できるようになっている。

次に、一列分の杭３０，３０…の打設が完了したら、導杭３１及び定規材３２を撤去し、図１５（ｄ）に示すように、別の区域に導杭３１を打設するとともに、両導杭３１，３１間に定規材３２，３２を架設して設置し（以下、導材の盛替え作業という）、図１５（ｅ）に示すように、杭３０の打設作業を行う。

そして、３列目以降においては、図１５（ｆ）～図１６（ｇ）に示すように、この導材３１，３２の盛替え作業、杭３０の建て込み、杭３０の打設及び導材の撤去作業を繰り返すことによって順次杭を打設するようになっている。

「港湾工事共通仕様書」平成２１年５月(社)日本港湾協会発行

しかしながら、上述の如き従来の技術では、鋼管杭等の杭の打設毎に導杭の打設、定規材の設置、杭の打設、導杭及び定規材の撤去からなる一連の作業を行うため、打設する鋼管杭の本数が多いほど導材の盛替え作業の回数が増し、煩雑であるとともに費用が嵩むという問題があった。

尚、この導材の盛替え作業は、一例として、鋼管杭を１８８本打設する場合で７６回の導杭打設・引抜き作業を要した。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、効率的に鋼管杭等の杭を打設するための導材支持部材及びそれを使用した杭の打設方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、杭の上端部に固定され、杭間に水平に設置する梁状の定規材を支持する導材支持部材であって、前記杭の上端に載置される載置部を有し、該載置部に支持されて杭頭部の外側に被せられる連結体と、該連結体の外周面に固定され、水平方向に突出した支持梁部とを備え、該支持梁部に前記定規材の一端を支持させるようにしたことにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記連結体は、前記載置部に支持されて前記杭に沿って垂直方向に配置された複数の縦部材を備え、該縦部材に前記支持梁部が固定されていることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記複数の縦部材のうち少なくとも一は、他の縦部材よりも短尺に形成されていることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、互いに水平方向に間隔をおいて並列された一対の定規材間に杭を建て込み、前記定規材に案内させて前記杭を打設する杭の打設方法において、前記杭の上端に載置される載置部を有し、杭頭部の外側に被せられる連結体と、該連結体の外周面より水平方向に延出した支持梁部とを備えた導材支持部材を使用し、所定の位置に初期打設杭を打設した後、該初期打設杭の頭部に前記導材支持部材を被せ、少なくとも前記支持梁部に前記定規材の一端を支持させることによって、前記一対の導材を互いに水平方向に間隔をおいて並列に配置することにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記初期打設杭を互いに間隔をおいて打設し、該両初期打設杭にそれぞれ前記導材支持部材を被せ、該両導材支持部材間に前記定規材を架設し、前記一対の定規材を互いに水平方向に間隔をおいて並列に配置することにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記初期打設杭と間隔をおいて導杭を打設し、前記初期打設杭に前記導材支持部材を被せ、前記定規材の一方の端部を前記導材支持部材に支持させ、他方の端部を前記導杭に支持させて前記一対の定規材を互いに水平方向に間隔をおいて並列に配置することにある。

請求項７に記載の発明の特徴は、請求項４～６の何れか一の構成に加え、前記定規材を足場として使用することにある。

本発明に係る導材支持部材は、請求項１の構成を具備することによって、導杭を設置しなくとも既設の杭に定規材を支持させることができる。

また、本発明において、請求項２の構成を具備することによって、高い剛性を得ることができる。

さらに、本発明において、請求項３の構成を具備することによって、輸送や仮置きの際に導材支持部材を斜めにして載置することができる。

また、本発明に係る杭の打設方法は、請求項４の構成を具備することによって、導杭の役割を既設の初期打設杭と導材支持部材に肩代わりさせることによって、導杭の設置及び撤去する作業（以下、導材の盛替え作業という）が従来工法に比べて大幅に削減でき、工期を短縮し、費用の削減を図ることができる。

また、本発明において、請求項５の構成を具備することによって、導材を用いずに初期打設杭間に定規材を架設することができる。

さらに、本発明において、請求項６の構成を具備することによって、既設の初期打設杭を用いて初期打設杭を打設することができる。

さらにまた、本発明において、請求項７の構成を具備することによって、杭の建て込み作業等をする際に足場として代用できる。

本願発明に係る導材支持部材の一例を示す平面図である。 同上の正面図である。 同上のＡ-Ａ線矢視図である。 本発明に係る杭の打設方法の手順を示す図であって、（ａ）は初期打設杭の打設工程の第1段階の状態を示す概略平面図、（ｂ）は同第２段階の状態を示す概略平面図、（ｃ）は同第３段階の状態を示す概略平面図である。 図４（ａ）の正面図である。 （ｄ）は同上の初期打設杭の打設工程の第1段階の状態を示す概略平面図、（ｅ）は導材支持部材及び定規材の設置工程の状態を示す概略平面図、（ｆ）は杭の打設工程の状態を示す概略平面図である。 同上の導材支持部材の設置作業の状態を示す拡大正面図である。 図６（ｅ）の側面図である。 （ｇ）、（ｈ）は同上の位置を変えた杭の打設工程の状態を示す概略平面図、（ｉ）同上の杭の打設が完了した状態を示す概略平面図である。 （ａ）は本発明に係る杭の打設方法の他の手順を示す図であって、初期打設杭の打設工程の第1段階の状態を示す概略平面図、（ｂ）は同第２段階の状態を示す概略平面図である。 本発明に係る初期打設杭の打設作業の他の態様を示す正面図である。 本発明に係る杭打設方法の他の態様を示す概略平面図である。 従来の導杭及び定規材を設置した状態を示す斜視図である。 従来の杭の打設方法の手順を示す図であって、（ａ）は導杭の打設工程の状態を示す概略平面図、（ｂ）は同定規材を設置した状態を示す概略平面図、（ｃ）は同杭の打設工程の状態を示す概略平面図である。 （ｄ）は同上の導杭及び定規材の盛替え工程の状態を示す概略平面図、（ｅ）は同杭の打設工程の状態を示す概略平面図、（ｆ）は導杭及び定規材の盛替え工程の状態を示す概略平面図である。 （ｇ）は杭の打設工程の状態を示す概略平面図、（ｈ）は同上の同杭の打設が完了した状態を示す概略平面図である。

次に、本発明に係る導材支持部材の実施態様を図１～図３に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は、杭の上端部に設置される導材支持部材１、図中符号２及び３は鋼管杭等の杭である。

この導材支持部材１は、図１に示すように、杭頭部の外側に被せられる連結体４と、連結体４の外周面より水平方向に突出した支持梁部５，５…とを備え、杭２の上端部に固定され、支持梁部５，５…に定規材６，６の一端を支持できるようになっている。

連結体４は、杭２の上端に載置される載置部７と、載置部７に支持されて杭２に沿って垂直方向に配置された複数の縦部材８，９とを備え、杭頭部の外側に被せられるようになっている。

載置部７は、Ｈ型鋼等からなる梁状の水平部材７ａ、７ａが互いに交差して配置されて十字状に形成され、水平部材７ａ，７ａが杭２の上端に載置されるようになっている。

また、載置部７の上面には、互いに間隔をおいて吊り具１０，１０が固定され、この吊り具１０，１０にワイヤ１１を連結し、導材支持部材１をクレーンで吊り上げられるようになっている。

縦部材８，９は、Ｈ型鋼等によって構成され、平面部（フランジ部）を外側に向けた状態で上端が各水平部材７ａの端部下面に溶接等によって固定され、載置部７より垂下されている。

また、各縦部材８，９は、隣り合う縦部材８，９間が枠材１２によって連結され、各枠材１２内に杭２が挿入されるようになっている。

複数の縦部材８，９のうち少なくとも一（以下、短尺縦部材９という）は、他の縦部材８よりも短尺に形成され、短尺縦部材９側を下側にすることによって、導材支持部材１を傾けた状態で仮置き、保管、移送等ができるようになっている。

また、短尺縦部材９は、下端に内側上向きに傾斜した傾斜部９ａを備え、この傾斜部９ａに案内されて連結体４を杭２の外側に誘導できるようになっている。

各縦部材８，９の外側面部、即ち外側に向けた平面部には、支持梁部５，５…が溶接等によって固定され、各支持梁部５，５…が水平方向外側に向けて突設されている。

支持梁部５，５…は、Ｈ型鋼等によって構成され、上面側に平坦部（フランジ部）を向けた状態で端部が縦部材８，９の外面に溶接等によって固定され、上面に定規材６，６の端部が支持されるようになっている。

この支持梁部５，５…は、十分な長さを有し、且つ、各縦部材８，９に支持されて四方に突出しているので、杭２に対する導材支持部材１の軸回り位置がどの位置にあっても少なくとも一つの支持梁部５で定規材６，６を支持できるようになっている。

尚、支持梁部５は、上面に貼着されたゴム材等からなるズレ防止材（図示せず）を備え、支持梁部５上に載置された定規材６の設置位置がずれないようにしてもよい。

また、支持梁部５には、上面部に着脱自在な板材等からなる壁状の位置決め用部材を設け、この位置決め部材に定規材６を当接させることによって定規材６を容易に位置決めできるようにしてもよい。

次に、上述の如き導材支持部材１を使用した杭の打設方法について図４～図９に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。

本実施例では、図中縦方向（以下、縦方向という）に複数の杭２，３，３，３，２が所定の間隔をおいて打設されてなる杭列が図中横方向（以下、横方向という）に互いに所定の間隔をおいて並列される場合を例に説明する。

また、一連の杭２，３，３，３，２の打設手順において、初期に打設され、導材支持部材１が設置される杭２を初期打設杭というものとする。尚、初期打設杭２とその他の杭３とは同様の態様を有する杭である。

先ず、図４（ａ）に示すように、縦方向の一方の端の打設予定位置において、横方向に間隔をおいて一対の導杭１３，１３を地盤Ａに打設し、導杭１３，１３に支持させて一対の定規材６，６を平行に設置する。

導杭１３，１３は、上端部に水平方向に突出した一対の支持部材１３ａを備え、この支持部材１３ａに定規材６，６を支持させ、一対の定規材６，６を隣り合う導杭１３，１３間に架設することができるようになっている。

定規材６，６は、Ｈ型鋼等の梁状部材によって構成され、本実施例では、縦方向に間隔をおいて打設する杭列の長さに合わせた長さになっている。

尚、杭列の両端の杭、即ち、縦方向に間隔をおいて打設される初期打設杭２，２間距離に対し、横方向に間隔をおいて打設される両端の初期打設杭２，２間の距離が長くなっている場合には、定規材６，６を一方の端部が一定長さ分外側に突出するように片寄らせて架設する。

導杭１３，１３及び定規材６，６の設置が完了したら、図５に示すように、両導杭１３，１３間及び一方の導杭１３の側部に初期打設杭２，２を建て込み、定規材６，６に案内させて初期打設杭２，２を地盤Ａに打設する。

次に、図４（ｂ）に示すように、定規材６，６を横方向の他方にスライド移動させ、一方の端部が一定長さ分外側に突出するように片寄らせて架設し、導杭１３側部の両定規材６，６間に残りの初期打設杭２（便宜上２ａと記す）を建て込み、両定規材６，６に案内させて残りの初期打設杭２ａを地盤Ａに打設する。

縦方向の一方の端部に初期打設杭２、２（２ａを含む）を打設したら、定規材６，６及び導杭１３，１３を撤去し、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）、（ｂ）と同様に、縦方向の他方の端に打設する初期打設杭２，２の打設予定位置において、横方向に間隔をおいて一対の導杭１３，１３を打設し、導杭１３，１３に支持させて一対の定規材６，６を平行に設置し、両定規材６，６間に初期打設杭２，２を建て込み、両定規材６，６に案内させて初期打設杭２，２を地盤Ａに打設する。

また、図６（ｄ）に示すように、定規材６，６を他方にスライド移動させ、一方の端部が一定長さ分外側に突出するように片寄らせて架設し、両定規材６，６間に残りの初期打設杭２ａを建て込み、両定規材６，６に案内させて残りの初期打設杭２ａを地盤Ａに打設する。

このように杭列毎に縦方向に間隔をおいて初期打設杭２（２ａを含む）を地盤Ａに打設したら、導杭１３，１３及び定規材６，６を撤去し、初期打設杭２の打設が完了する。

次に、図７に示すように、クレーンによって吊り上げた導材支持部材１を初めの杭列（本実施例では、図中右側の列）を構成する初期打設杭２上に移動させ、杭頭部に導材支持部材１を被せる。尚、符号１４はワイヤ１１を吊り具１０，１０に連結するためのフックである。

その際、短尺縦部材９の下端に形成された傾斜部９ａに案内されて連結体４が初期打設杭２の外側に誘導され、載置部７が初期打設杭２の上面に載置される。

また、各支持梁部５，５…が連結体４から四方に向けて突出しているので、初期打設杭２に対する軸回り方向位置を気にせずに設置することができる。

尚、作業を円滑に行うため、図６（ｅ）に示すように、二番目の杭列（本実施例では中央の列）を構成する初期打設杭２にも導材支持部材１を被せておく。

そして、図６（ｆ）に示すように、初めの杭列を構成する初期打設杭２に設置された各導材支持部材１の支持梁部５，５…間に定規材６，６を架け渡し、所定の位置で定規材６，６を万力等の固定部材によって支持梁部５，５…に固定し、縦方向に向けた一対の定規材６，６を平行に設置する。

次に、図８に示すように、初めの杭列を構成する初期打設杭２間に打設される杭３，３を両定規材６，６間に建て込み、定規材６，６に案内させて杭３を地盤Ａに打設する。その際、定規材６，６は、杭の建て込み作業やその他の作業における足場として使用することができる。

初めの杭列の打設が完了したら、定規材６，６をクレーン等で吊り上げ、二番目の杭列を構成する初期打設杭２に設置された各導材支持部材１の位置に移動させ、図９（ｇ）に示すように、各定規材６，６を支持梁部５，５…間に定規材６，６を架け渡し、所定の位置で定規材６，６を万力等の固定部材によって支持梁部５，５…に固定し、縦方向に向けた一対の定規材６，６を平行に設置する。

また、初めの杭列を構成する初期打設杭２に設置された導材支持部材１をクレーンで吊り上げ、三番目の杭列を構成する初期打設杭２上に移動させ、支持梁部５，５…が横方向外側に突出するように位置を調整し、杭頭部に導材支持部材１を被せる。

そして、図８に示す場合と同様に、二番目の杭列を構成する初期打設杭２間に打設される杭３，３を両定規材６，６間に建て込み、定規材６，６に案内させて地盤Ａに杭３を打設する。

次に、二番目の杭列の打設が完了したら、定規材６，６をクレーン等で吊り上げ、三番目の杭列を構成する初期打設杭２に設置された各導材支持部材１の位置に移動させ、図９（ｈ）に示すように、各定規材６，６を支持梁部５，５…間に定規材６，６を架け渡し、所定の位置で定規材６，６を万力等の固定部材によって支持梁部５，５…に固定し、縦方向に向けた一対の定規材６，６を平行に設置する。

そして、三番目の杭列を構成する初期打設杭２間に打設される杭３，３を両定規材６，６間に建て込み、定規材６，６に案内させて杭３を地盤Ａに打設する。

三番目の杭列の打設が完了したら、定規材６，６及び導材支持部材１を撤去し、図９（ｉ）に示すように、３列の杭列が形成される。

そして、図４～図９に示す工程を繰り返すことによって所定本数の杭２，３を地盤Ａに打設する。

このように構成された構成された杭の打設方法は、導杭１３の役割を導材支持部材１に肩代わりさせることによって、導杭１３，１３の設置及び撤去する作業（以下、導材の盛替え作業という）が従来工法に比べて大幅に削減でき、工期を短縮し、費用の削減を図ることができる。

一例として、従来では、鋼管杭を１８８本打設する場合で７６回の導杭１３，１３打設・引抜き作業を要したが、本願発明方法では、導杭１３，１３打設・引抜き作業を１８８本打設する場合で５３回に削減することができた。

尚、上述の実施例では、定規材６，６の長さを杭列の長さに合わせて設定し、横方向に並ぶ複数の初期打設杭２の打設を定規材６，６をスライド移動させつつ行う例について説明したが、図１０に示すように、横方向両端の初期打設杭２，２間長さに合わせて設定し、横方向に並ぶ初期打設杭２の打設を一括して行うようにしてもよい。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

また、本発明では、図１１に示すように、既に打設されている初期打設杭２を利用し、初期打設杭２と間隔をおいて導杭１３，１３を打設し、初期打設杭２に導材支持部材１を被せ、定規材６，６の一方の端部を導材支持部材１に支持させ、他方の端部を導杭１３，１３に支持させて一対の定規材６，６を互いに水平方向に間隔をおいて並列に配置するようにしてもよい。

また、定規材６，６を架設する予定の初期打設杭２，２間に高止まり等によって高低差が生じている場合には、一方の初期打設杭２に代えて導杭１３を打設し、高低差を調整してもよい。

尚、上述の実施例では、支持梁部５，５をそれぞれ杭列と略平行及び略直交するように（図中十字状を成すように）向けて導材支持部材１を初期打設杭２の頭部に設置し、定規材６を一つの支持梁部５に載荷させて使用する場合について説明したが、図１２（ａ）に示すように、各支持梁部５が杭列と一定の角度を成す方向（図中Ｘ字を成す方向）に向けて導材支持部材１を設置し、定規材６の端部を二つの支持梁部５，５に跨らせて支持させてもよい。

このように本発明においては、初期打設杭２に対する導材支持部材１の軸回り方向設置位置を自由に設定することができるので、図１２（ｂ）に示すように、各支持梁部５を杭列と一定の角度を成す方向に向けて導材支持部材１を設置しておけば、縦方向の杭打設に使用した初期打設杭２を一方の基点として斜め方向の杭列の打設も行うことができる。

また、上述の実施例では、定規材６の両端部に２本の初期打設杭２を使用して杭３を打設したが、中間部に初期打設杭２を追加し、より長い定規材６を使用して杭３を一度に打設するようにしても良い。

尚、上述の実施例では、導材支持部材１を構成する部材、連結体４、支持梁部５、及び縦部材８，９を構成する部材としてＨ形鋼を使用する例について説明したが、各部を構成する部材はＨ形鋼に限定されず、Ｉ形鋼、角型鋼等を用いてもよい。

Ａ 地盤
１ 導材支持部材
２，２ａ 杭（初期打設杭）
３ 杭
４ 連結体
５ 支持梁部
６ 定規材
７ 載置部
８ 縦部材
９ 縦部材（短尺縦部材）
１０ 吊り具
１１ ワイヤ
１２ 枠材
１３ 導杭
１４ フック

Claims (7)

1. 杭の上端部に固定され、杭間に水平に設置する梁状の定規材を支持する導材支持部材であって、
   前記杭の上端に載置される載置部を有し、該載置部に支持されて杭頭部の外側に被せられる連結体と、該連結体の外周面に固定され、水平方向に突出した支持梁部とを備え、
   該支持梁部に前記定規材の一端を支持させるようにしたことを特徴とする導材支持部材。
2. 前記連結体は、前記載置部に支持されて前記杭に沿って垂直方向に配置された複数の縦部材を備え、該縦部材に前記支持梁部が固定されている請求項１に記載の導材支持部材。
3. 前記複数の縦部材のうち少なくとも一は、他の縦部材よりも短尺に形成されている請求項２に記載の導材支持部材。
4. 互いに水平方向に間隔をおいて並列された一対の定規材間に杭を建て込み、前記定規材に案内させて前記杭を打設する杭の打設方法において、
   前記杭の上端に載置される載置部を有し、杭頭部の外側に被せられる連結体と、該連結体の外周面より水平方向に延出した支持梁部とを備えた導材支持部材を使用し、
   所定の位置に初期打設杭を打設した後、該初期打設杭の頭部に前記導材支持部材を被せ、少なくとも前記支持梁部に前記定規材の一端を支持させることによって、前記一対の導材を互いに水平方向に間隔をおいて並列に配置することを特徴とする杭の打設方法。
5. 前記初期打設杭を互いに間隔をおいて打設し、該両初期打設杭にそれぞれ前記導材支持部材を被せ、該両導材支持部材間に前記定規材を架設し、前記一対の定規材を互いに水平方向に間隔をおいて並列に配置する請求項４に記載の杭の打設方法。
6. 前記初期打設杭と間隔をおいて導杭を打設し、前記初期打設杭に前記導材支持部材を被せ、前記定規材の一方の端部を前記導材支持部材に支持させ、他方の端部を前記導杭に支持させて前記一対の定規材を互いに水平方向に間隔をおいて並列に配置する請求項４に記載の杭の打設方法。
7. 前記定規材を足場として使用する請求項４～６の何れか一に記載の杭の打設方法。

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