JPH02125017A - 基礎杭の杭打ち工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中空杭を利用した基礎杭の杭打ち工法に関す
る。

〔従来の技術〕

中空杭の基礎杭の杭打ちに際しては、従来から数種類の
杭打ち工法が採用され、これらの中で主なものはプレボ
ーリングした後にセメントミルクを掘削孔に注入するも
のセメントミルク工法及びセメントミルクの根固めによ
る中掘工法である。

セメントミルク工法は、第５図に示す手順によって行わ
れる。まず、第５図（ａ）に示すようにオーガスタ９５
−５０によって所定の深度まで掘削孔５１を掘削して、
土砂を地上まで引き上げる。次いで同図ら〕のように、
オーガスクリユー５０を引き上げながら下端の噴射孔か
らセメントミルクＣを掘削孔５１の中に充填してゆく。

セメントミルクＣの充填作業が終わると、同図（Ｃ）の
ように鋼管製又はコンクリート製の中空杭５２を掘削孔
５１に挿入し、溶接によって複数の中空杭５２を掘削孔
５１の中に埋め込んで（第５図（ｄ））施工を完了する
。

一方、中掘工法は、中空杭の中に特殊な掘削パケット又
はオーガスクリユーを挿入し、これらの掘削機械によっ
て掘削しながら中空杭を圧入し、更に根固めのセメント
ミルク等を注入する工法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、セメントミルク工法では、第５図で示したよう
に、掘削孔を掘削の後又は掘削と同時にセメントミルク
を注入し、この後で中空杭を掘削孔の中に挿入する。こ
のため、地盤が軟弱であったり不良であると、セメント
ミルクを注入してはいても掘削孔の孔壁が崩壊すること
があり、中空杭の挿入ができない場合がある。したがっ
て、再度掘削をやり直す等の必要があり、特に長尺の杭
を打設するのには適切でない。

また、中掘工法は、中空杭の下端から突き出たオーガス
クリユーのピットが中空杭に先行して掘削孔を掘削する
要領であり、中空杭の中に掘削機械を収めたものとして
掘削するので、孔壁の崩壊等による杭の正大不能という
問題はない。しかしながら、ビットによって杭よりも先
行して掘削するため、掘削孔の崩壊等により中空杭の周
囲の地盤が緩んでしまう。このため、中空杭の周面に対
する摩擦力が小さくなって中空杭を地盤中に安定させる
ことができず、良好な基礎杭が得られないという問題が
ある。

そこで、本発明は、安定した杭の打設が確実にしかも短
い施工時間で行えるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の基礎杭の杭打ち工法は、以上の目的を達成する
ために、オーガによる掘削と同時に掘削孔にグラウト液
を注入し且つ中空杭も同時に掘削孔に挿入することを特
徴とする。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。

第１図は本発明の工法に使用する装置の要部を示す正面
図である。

図において、中空杭１にはオーガ装置のオーガロッド２
が挿入され、中空杭１の下端からオーガロッド２の掘削
ヘッド部分を突き出している。また、図示していないが
、オーガロッド２の上端部分も同様に中空杭１の上端か
ら突き出るような長さ関係とし、オーガロッド２を回転
駆動させる駆動装置をこれに接続する。そして、施工の
際にはこれらの中空杭１及びオーガロフト２を掘削機械
のリーダ（図示せず）に吊り下げて中空杭１の埋め込み
作業を行なう。

中空杭１は従来工法で利用されている鋼管製又はコンク
リート製のものであり、掘削孔の深さに合わせて必要な
本数を用意し、掘削孔に圧入したものに更に中杭及び上
杭等として溶接によって接続していく。

オーガロッド２は前記のようにリーグに吊り下げた駆動
装置によって正逆回転する駆動系に含まれ、最下段の中
空杭１に挿入固定してその回転掘削と同時に中空杭１を
掘削孔に圧入してゆく。そして、オーガロッド２の内部
には、掘削時に必要なグラウト液注入のための供給路２
ａが形成され、下端にはグラウト液としてたとえばセメ
ントミルクを噴出させる噴射孔２ｂが設けられる。

オーガロッド２の下端には、拡大方式の掘削ヘッド３が
設けられる。この掘削ヘッド３は、ピッ）３ａをピン３
ｂによって枢着したもので、従来から利用されているよ
うに、オーガロッド２の正転時にはこのピッ）３ａは半
径方向に広がって杭孔を掘削し、逆転時には中心側に収
縮して杭孔の孔壁に当たらないようになっている。また
、掘削へラド３と中空杭１との間には、図示の例では上
下方向の３ケ所に撹拌羽根４が設けられる。この撹拌羽
根４は、オーガロッド２０周面に固定したブラケット４
ａにピン４ｂを介してこのビン４ｂ周りに旋回可能とし
て半径方向に２枚ずつ設けられる。そしてブラケット４
ａと撹拌羽根４との接続は、掘削ヘッド３の場合と同様
にオーガロッド２の正転時には撹拌羽根４が第２図のよ
うに開き、逆転時には閉じるような構造を持たせる。す
なわち、第２図は撹拌羽根４部分を上から見た平面図で
あり、同図に右いて、掘削時にはオーガロッド２は時計
方向へ回転し、撹拌羽根４は図示のように半径方向へ伸
びた姿勢をとる。一方、オーガロッド２を反時計方向へ
つまり逆転させると、−点鎖線で示すようにブラケット
４ａとの接続点から折れ曲がる。このような動作を可能
とするには、たとえば図示のように撹拌羽根４の基端に
拘束ブロック４０等を設けておき、これをオーガロッド
２の周面に当てることで撹拌羽根４が半径方向に伸びる
姿勢を取らせることができる。

このように掘削へラド３及び撹拌羽根４は、オーガロッ
ド２の回転方向によってその先端部分が拡大したり収縮
する。そして、拡大したときのそれぞれの先端部の半径
を中空杭１の外径よりも大きくしておく。

更に、オーガロッド２には、中空杭１を掘削と同時に圧
入するための連接装置５が設けられる。

第３図は連接装置５と中空杭１の接続を示すもので、中
空杭１の周面には半径方向に対向する２ケ所に受はブロ
ック６を溶接によって取り付けている。受はブロック６
は、中空杭１の下端よりも下側に凹部６ａを周方向に切
欠したものである。

一方、連接装置５は、オーガロッド２に溶接したブラケ
ッ）５ａにアーム５ｂを旋回可能に枢着したもので、撹
拌羽根４の場合と同様にオーガロッド２の正転時にはア
ーム５ｂが半径方向へ伸びて広がる姿勢をとり、逆転時
にはブラケット５ａとの接続部分から折れ曲がるような
機構を備えている。この機構としては、第３図（ａ）の
ように、アーム５ｂの基端部に拘束ブロック５Ｃを設け
、図において時計方向の正転時にこの拘束ブロック５ｃ
をオーガロッド２の周面に突き当てることによってアー
ム５ｂの姿勢を半径方向に伸ばす構成が採用できる。そ
して、オーガロッド２が逆転するときはソイルセメント
からの抵抗によってアーム５ｂが一点鎖線で示す矢印方
向へ折れ曲がって、オーガロッド２の周面方向へ折り畳
まれる。また、アーム５ｂの上面には、中空杭１の下端
内壁に当接する保持ブロック５ｄを立ち上げ、中空杭１
とオーガロッド２とを同軸上に保持するようにしている
。

連接装置５によってオーガロッド２を中空杭１に接続す
る要領は以下のとおりである。

まず、中空杭ｌの下端が保持ブロック５ｄに干渉しない
高さに設定すると共に、アーム５ｂと受はブロック６の
凹部６ａとのレベルを合わせる。次いでオーガロッド２
を正転させて両アーム５ｂが半径方向に広がる姿勢とし
てこれを凹部６ａの中に嵌袷込む。このような作業によ
って、中空杭１は受はブロック６と連接装置５とを介し
てオーガロッド２に接続され、オーガロッド２が正転す
るとき（第３図（ａ）において矢印方向）には、アーム
５ｂが凹部６ａに嵌まり込んで受はブロック６を周方向
に押すようになる。したがって、オーガロッド２の回転
と一体となって中空杭１も同じ方向へ回転することにな
る。また、アーム５ｂが凹部６ａに嵌まり込んでいると
き、オーガロッド２を昇降させれば、受はブロック６と
連接装置５との係合関係によって中空杭１も一体に昇降
する。したがって、中空杭１はオーガロッド２の回転及
び昇降動作に一体となって回転及び昇降する。なお、受
はブロック６は埋設する中空杭ｌの中で最下端に打設さ
れるものだけに取り付けることは無論である。

第４図は施工状況を示すものであり、同図（ａ）は前述
した要領でオーガロッド２を中空杭１に一体化して掘削
位置に建込んだ掘削開始前の状態である。以下、施工順
にしたがって説明する。

第４図ら）に示すように、オーガロッド２を正転させる
と同時に噴射孔２ｂからグラウト液Ｃを噴出させ、ビッ
ト３ａにより掘削孔Ａを掘削すると共に中空杭１をこの
掘削孔Ａに順次挿入してゆく。このとき、掘削ヘッド３
のピッ）３ａ及び撹拌羽根４は半径方向に広がった姿勢
であり、掘削孔Ａの内径は中空杭１の外径よりも大きい
。また、前述の連接装置５０機能によって、中空杭１も
オーガロッド２と一体に回転すると同時に掘削孔Ａ内に
挿入される。

このように、中空杭１はオーガロッド２の掘削と同時に
掘削孔Ａ内に挿入され、第４図（Ｃ）及び（ｄ）のよう
に順次深度を増してゆく。そして、この掘削及び正大過
程を通じては、オーガロッド２が正転しているので、図
示のように撹拌羽根４は広がった姿勢を維持しながら回
転し、供給されたグラウト液Ｃを掘削土砂と混合させ、
フィルセメントＳ化が行われる。

第４図（ｄ）のように、掘削孔Ａが施工深度に達した後
には、オーガロッド２の回転を継続して撹拌羽根４によ
ってフィルセメントミルクＳ化を促進させる。この後、
オーガロッド２の回転を停止させ、オーガロッド２の引
き抜きのためにこれを逆転させる。オーガロッド２の逆
転によって、第３図ら）のように連接装置５のアーム５
ｂがオーガロッド２の周面方向へ寝るように折れ曲がり
、アーム５ｂが受はブロック６の凹部６ａから離脱する
。このため、連接装置５と中空杭１との係合が解かれ然
も撹拌羽根４は掘削ヘッド３も中空杭１の内径よりも小
さくなるように折畳まれる。したがって、オーガロッド
２をクレーン等によって第４図（ｅ）のように中空杭ｌ
の中から地上へ引き抜くことができる。

オーガロッド２の引き抜きの後、掘削孔Ａの中に中空杭
ｌを残し、図示しない圧入装置によって中空杭１を所定
の掘削深度まで圧入する（第４図（ｆ））。なふ、掘削
深度が深くて中空杭１を２本以上必要とするときは、従
来工法と同様に中杭や上杭等を互いに溶接して接合して
いく要領とすればよい。

以上の工法では、オーガロッド２による掘削及びグラウ
ト液Ｃの注入と同時に中空杭１を掘削凡人に挿入してい
る。このため、従来のような掘削孔の掘削、セメントミ
ルクの注入及び中空杭の挿入の３工程に対し、これらの
作業を同時に行なうことができ、段取りから作業終了ま
での施工時間が大幅に短縮される。また、掘削と同時に
グラウト液Ｃを注入し、撹拌羽根４によって掘削土砂と
混合してソイルセメン）Ｓ化するので、掘削孔Ａの孔壁
部分を含めてソイルセメン）Ｓを充填することができる
。したがって、地盤の緩み等によって中空杭１の周面に
対する摩擦力が低下するという中掘工法の欠点も解消で
きる。

また、フィルセメントＳ化によって、中空杭１周りの地
盤改良も可能となる。したがって、従来工法では地盤の
緩みによる施工不良が問題となっていたが、中空杭１周
りの地盤改良によって良好な施工体が得られる。

更に、注入したセメントミルクは撹拌羽根４によって掘
削土砂と十分に混合されてフィルセメント化が促進され
る。このため、養生後ではフィルセメントと中空杭１と
が一体となり、強度も大きな基礎工とすることができる
。更に、掘削孔Ａの掘削と中空杭１の圧入とが同時進行
するので、従来工法に比べて施工時間が短縮され、中掘
式の利点である長尺杭の施工も簡単に行える。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の杭打ち工法においては
、オーガの回転掘削と同時にグラウト液を掘削孔に注入
しつつフィルセメント化すると共に、このフィルセメン
ト化された掘削孔の中に杭を同時進行作業として挿入す
るようにしている。

このため、掘削と圧入の同時進行によって埋込み工事の
短縮化が可能となり、また中空杭の周りにもグラウト液
が回り込んで充填されるので、孔壁回りの地盤改良によ
って杭周面の摩擦力も大きくなり、良好な基礎杭が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工法に使用するオーガ装置のオーガロ
ッドと中空杭の接続を示す正面図、第２図は撹拌羽根の
取付構造を示す概略平面図、第３図は中空杭と連接装置
の接続構造を示す概略図、第４図は杭打ち作業の工程図
、第５図は従来のセメントミルク工法の例を示す。 ｌ；中空杭　　　　　２：オーガロッド２ａ：供給路　
　　　　２ｂ：噴射孔 ３：掘削ヘッド　　　３ａ：ビット ３ｂ：ビン　　　　　　４：撹拌羽根 ４ａニブラケツト ４Ｃ：拘束ブロック ５ａニブラケツト ５Ｃ：拘束ブロック ６：受はブロック Ａ：掘削孔 Ｓ；ソイルセメント ４ｂ：ピン ５：連接装置 ５ｂ：アーム ５Ｃ：保持ブロック ６ａ：凹部 Ｃニゲラウド液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、オーガによる掘削と同時に掘削孔にグラウト液を注
   入し且つ中空杭も同時に掘削孔に挿入することを特徴と
   する基礎杭の杭打ち工法。