JPH02132224A - コンクリート柱状体形成方法及びコンクリート柱状体形成装置 - 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、建築物、道路、鉄道等の高架橋、擁壁等各種
構造物の基礎杭あるいは地滑り防止策としての抑止抗と
して地中にコンクリート柱状体を形成する方法に関する
。

（従来技術及びその問題点） 従来、コンクリート柱状体を地中に設ける方法としては
、既成のコンクリート柱状体を地中に打込んだりあるい
は既成のコンクリート柱状体を埋込む工法、地盤を掘削
してコンクリート柱状体を地中にて形成する工法等があ
る。

上記既成のコンクリート柱状体を利用した工法としては
、 （１）打撃による方法、 （２）振動及び圧入による方法、 （３）スクリューオーガーで掘削して円筒孔を形成し、
該孔内に既成のコンクリート柱状体を埋込み、モルタル
等を充填する方法（埋込み工法）、（４）既成のコンク
リート柱状体の中空部分にスクリューオーガーを挿入し
、掘削しながら既成コンクリート柱状体を打設してゆき
、打設完了後にモルタルを注入する方法（中掘り工法）
等がある。

また掘削孔内にコンクリート柱状体を形成する工法には
、 （１）人力掘削により円筒孔を形成して該孔内にコンク
リートを流し込んで形成する方法、（２）掘削用パケッ
トやオーガー、あるいは泥水を注入しながら掘削してい
く機械等の各種掘削機械により地盤を掘削して円筒孔を
形成し、該孔内にコンクリートを流し込んで形成する方
法等がある。

しかしながら上記各工法ともそれぞれ次のような不具合
がある。

既成のコンクリート柱状体を利用する工法では、（１）
長尺のコンクリート柱を形成する場合に継手が必要とな
る。

（２）径が大きくなると重量が大きくなり、運優及び取
扱いに不便である。

（３）所定の高さで打ＩＦりにならない場合、長さの調
整が必要となる。

（４）工場から現場まで運搬する場合、運搬途中でコン
クリート柱状体を傷付ける場合がある。

（５）継手があるコンクリート柱状体となった場合、打
撃による貫入リバウンド量による支持力判定に．Ｓ！Ｉ
Ｉ整が必要である。

特に埋込み、中掘り工法の場合には、 （１）施工管理が打込み方式に比べてむつかしい。

（２）泥水処理、排土処理が必要となる。

（３）大径のコンクリート柱状体を形成する場合、施工
機械が大型化し、能率が落ちる。

また地盤を掘削してコンクリートを流し込んで形成する
方法では、 （１）施工管理が打込み方式に比べてむつかしい。

（２）泥水処理が、排土処理が必要である。

（３）小径のコンクリート柱の成功が不可能である。

（４）　１５１削時に地盤を乱すため、支持力が小さい
。

（５）施工機械が大がかりである。

（発明の目的） 本発明の目的は上述のような従来工法による各種不具合
を解消すると共に、コンクリ−１・柱状体の形成を能率
良く行え、同時にコンクリート柱状体周囲の地盤も強固
に締固めることができるようにすることである。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本発明は、作業用走行体のア
ームに支持されたリーダーのガイドにハンマー装置を上
下方向移動自在に支持させ、該ハンマー装置下端部に一
体的に連結された中空状の貫入柱の下端を常時地面に当
接させ、ハンマー装置により貫入柱を連続して打込むこ
とにより、ハンマー装置と共に貫入柱を下降させて、地
盤の所定深さまで貫入させると共に地盤を締固め、同時
に打撃孔を形成し、貫入柱の貫入状態部分からハンマー
装置を離脱上昇させ、ハンマー装置から離脱された状態
の貫入柱の上端開口から貫入柱に鉄筋を挿入すると共に
流動状体のコンクリートを投入し、貫入柱を引上げる工
程において貫入柱下端部のコンクリート洪給口から打撃
孔内に鉄筋を残すと共にコンクリートを流し込むように
している。

また施工中に打撃時の貫入柱の貫入リバウンド量を測定
し、該貫入リバウンド量により地盤の支持力を確認する
ことができる。

コンクリート柱状体形成装置として、作業用走行体のア
ームに支持されると共にガイドを有するリーダーと、該
リーダーのガイドに上下方向移動自在に支持されたハン
マー装置と、ハンマー装置の下側に若脱自在に連結され
ると共にコンクリートｉ給通路を有する中空状の貫入柱
とを備え、貫入柱の上端を上向きに開放自在とすると共
に、貫人柱内の下端に下向きに開口するコンクリート供
給口を形成し、該供給口に開閉蓋を離脱自在に被せてい
る。

貫入柱を複数本継足し可能に連結することも可能である
。

また貫入柱の下端部あるいは開閉蓋に間隙水圧逃し孔を
形成したり、貫入柱の引抜き、落下防１ｌ一及びガイド
用のパワージャッキを、貫入柱に対して挾持解除自在に
設置したり、貫入柱貫入リバウンド量測定装置を備えた
り、貫入柱の貫入深さ、施エサイクルタイム及びハンマ
ー打撃回数等の測定管理を行う施工管理記録計を備えた
りすることもできる。

（作用） 貫入柱をハンマー装置で打込むことにより地面に打撃孔
を形成し、該打撃孔にコンクリート柱状体を形成するよ
うにするため、コンクリート柱状体の下側及び周囲の土
は乱されずに締固められ、掘削孔を利用する場合に比べ
て地盤全体の強化度合が向上する。

貫入柱をハンマー装置で打込むことにより地面に打撃孔
を形成し、該打撃孔にコンクリート柱状体を形成するよ
うにするため、掘削上の発生がなく、掘削作業に伴う泥
水処理、肺度処理は必要ない。

貫入柱内のコンクリート供給通路を通して鉄筋を打撃孔
内に挿入し、貫入柱のコンクリート通路を通して打撃孔
内にコンクリートを流し込み、貫入柱を引上げていくの
で、打撃孔形成工程、鉄筋挿入工程及びコンクリート流
し込み工程の各作業が効率良く行なえる。

貫入柱をハンマー打撃により打込んでいく方法であるの
で、その施工中に貫入柱の貫入リバウンド量を４ｌｌ１
定することにより、地盤の支持力を容易に確認できる。

また貫入柱下端部あるいは蓋に間隙水圧逃し孔を形成す
ることにより、打撃時の打撃孔底面と貫入柱の間の間隙
水圧を逃すことができ、打撃力の低下を防ぐことができ
る。さらに貫入柱を複数本継足し可能とすることにより
、深い深度迄コンクリート柱状体を形成でき、パワージ
ャッキを崗えることにより、貫入柱の引抜き、ガイドあ
るいは落下防止を行える。

また施工管理記録計を備えることにより、貫入柱の貫入
瀾さ、施工サイクルタイム及びハンマー打撃回数等の測
定管理を容易に行なうことができる。

（実施例） 第１図は本発明を適用したコンクリート柱状体形成装置
の側面図を示しており、この第１図において、クレーン
（作業用走行体）１は走行装置５を備えると共に旋回軸
６回り旋回自在となっており、アーム２は下端の支点８
を回動支点として回動自在かつ伸縮自在にクレーン１に
備えられている。

リーダー１１は垂直姿勢に配置されると共に上下方向に
延びる左右１対のハンマー装置支持用のガイド１５を備
えている。リーダー１１の上部はアーム２の上端部に回
動自在に支持され、下端部は前後方向伸縮自在な補助ス
テ−１０を介してクレーン１に支持されている。上記ス
テ−１０にはパワージャッキ（例えば往復回動じうる揺
動ジャッキ）２９が支持され、該パワージャッキ２９は
上下方向に伸縮自在であり、また貫入柱１８を挾持解放
できるようになっている。また上記ステ−１０及びアー
ム２の伸縮調整によりリーダー１１の垂直姿勢を調整す
ることができる。

ハンマー装置としては例えば油圧ハンマー装置１６が備
えられており、油圧ハンマー装置１６はガイドホルダー
２１を有し、ガイドホルダー２１はガイド１５に上下方
向移動自在に支持されている。該油圧ハンマー装置１６
は例えば巻上げ式であり、ウェイト１７が上下方向移動
可能にワイヤ２５により吊下げられており、ワイヤ２５
は油圧ピストンにより巻上げ自在となっている。即ち上
記ピストンの巻上げによりウェイト１７を上昇させ、油
圧を排除することによりウェイト１７を自然落ドするよ
うになっている。

油圧ハンマー装置１６の下端部には、該油圧ハンマー装
置１６と同一軸心の垂直な複数本の貫入柱１８がボルト
等により着脱自在に固定あるいは容易に着脱自在に接続
している。貫入柱１８の下面には常時地面に接地する例
えば円錐状の放置型の開閉蓋３６が被せられている。

貫入柱１８は中空状に形成されており、それにより貫入
柱１８の上端部から下端部に至るコンクリート供給通路
３０が形成されており、通路３０の上端は上向きに開放
自在となっており、通路３０の下端部はコンクリート供
給口３３として下方に開口している。

クレーン１上には施工管理記録計５０が設けられ、貫入
柱１８の貫入深さ、施エサイクルタイム及び任意の深さ
におけるハンマー打撃回数を計測し、管理を行う。

第６図及び第７図は貫入柱１８の下端部の縦断面拡大図
を示しており、開閉蓋３６は第６図のように外周端部に
上方に延びる円筒状の嵌合部３６ａを一体に有し、貫入
柱１８の外周面が開閉蓋３６の嵌含部３６ａの内周面に
当接し、貫入柱１８の下端縁が開閉蓋３６の段部３７に
当接している。

開閉蓋３６は貫入柱１８の下端面の外周形状に対応した
形状、例えば貫入柱１８の下端部の下面形状が円形なら
ば円板状に形成されている。即ち該嵌合部３６ａを貫入
柱１８の下端部の外周側に下方から嵌め込むようになっ
ている。但し上記嵌合部３６ａは、主に貫入柱１８の下
端部と開閉蓋３６とがずれないように位置決めする役目
を果たしているのであり、貫入柱１８のド端部を開閉蓋
３６から容易に上方に抜くことができるように緩く嵌合
している。

第１４図及び第１５図は貫入リバウンド量測定装置を示
している。第１４図の装置４０は光学式貫入リバウンド
量測定装置であり、カメラ４１と装置本体４２を備え、
装置本体４２にはアンブ４３、記録装置（データレコー
ダ）４４ａ及び出力装置（ペンレコーダ）４４ｂが内蔵
されている。

貫入柱１９には上下に黒白に色分けしたターゲット４５
を張り、これにカメラ４１の照準を合せ、打撃前のター
ゲット高さと打撃後のターゲト高さを比較して貫入リバ
ウンド量を測定する。

第１５図の装置４６は簡易式の貫入リバウンドｆｆｉ測
定装置であり、貫入柱１９の前に架台等を介して定規４
７を横向きに載置し、該定規４７の上に鉛３４８を固定
し、貫人柱１９には記録紙４９を貼ってこれに上記鉛筆
４８を当てている。即ち打撃時の貫人柱１９の上下動を
鉛筆４つにより直接記録紙４９に描くことができる。

また測定作業員が直接鉛筆４８を手に持って記録紙４９
に押し当てて貫入リバウンド瓜を記録紙１こシ己録する
こともできる。

次に本発明によるコンクリート柱状体を形成する方法を
説明する。

（１）第１図のように貫入柱１８の下端（開閉蓋３６）
を所望の地盤箇所に当接させる。

（２）油圧によりウェイト１７を上昇させ、油圧を排除
することにより自然落下させ、貫入柱１８の頭部を打撃
する。

（３）上記打撃により貫人柱１８の下端（開閉蓋３６）
は地面を打撃し、仮想線のように地中にめり込む。この
時貫人柱１８のＦ方への移動と一体的に油圧ハンマー装
置１６もガイド１５にガイドされながら下方へと移動す
る。

（４）第１図のウェイト１７を油圧により再び上昇させ
、そして再び落下させて前記同様に貫入柱１８を打撃す
る。この間貫入柱１８の下端接は仮想線のように地中に
食込んだ（即ち孔底に当接した）状態である。

（５）上記ウェイト１７による貫入柱１８の打撃動作を
連続して繰返し、また新しく上側に貫入柱１８を継足し
、第２図のように所望の深さまで打撃貫入し、これによ
り地盤を締固めると共に打撃孔Ｈを形成する。なお上記
貫入柱１８の貫入により打撃孔Ｈの側面も強く締固める
ことができる。

所望の堅さの地盤に貫入したかどうかは、例えば貫入リ
バウンド量測定装置により貫入柱１８の貫入リバウンド
量を測定することにより判断できる。

第１６図は例えば第１５図の簡品式貫入リバウンド量測
定装置、あるいはｉｌｌｌｌ定作業員が直接鉛筆を手で
固定支持して測定した場合における記録紙の記録である
。ただし１打撃毎に鉛筆を貫入柱に対して円周方向ずら
して記録を読み取り易いように作業している。Ｓは貫入
ｆｆｉ、Ｋはリバウンド量である。

（６）１箇所の締固め及び打撃孔形成作業が終了すると
、第３図のように油圧ハンマー装置１６を貫入柱１８か
ら離すように上昇させて貫入柱１８の上端を開放し、そ
の上端開放部分からコンクリート供給通路３０内に複数
本の鉄筋Ｔの束を挿入する。鉄筋Ｔは例えば環状のバン
ド４Ａ　Ｒ等により円筒形状に組立てられている。

（７）第４図のようにコンクリート供給通路３０内に上
方からコンクリート流し込み用のトレミー管２３を挿入
し、コンクリートを供給する。この時トレミー管２３は
例えば鉄筋Ｔの下端よりもわずかに下方に突出するくら
いまで挿入し、またコンクリートは例えば適当な深度ま
で供給する。

（８）第５図のパワージャッキ２つにより貫入柱１８を
例えば揺動（往復回動）させながら上昇させることによ
り、第７図のように放置型開閉蓋３６は打撃孔Ｈの底に
残され、貫入柱１８の下端部のコンクリート供給口３３
が開き、打撃孔Ｈ内に鉄筋Ｔが残されると共にコンクリ
ートが充填されてゆく。このようなコンクリートの供給
及び貫入柱に引抜き行程において、例えば貫入柱１８は
上側から順次外して短くし、それに伴ってトレミー管２
３も順次継足し部分を外して短くしてゆく。

なおコンクリートを打撃孔内に流し込みながら貫入柱を
引上げる作業は、上述のようにパワージャッキ２９のみ
により引上げる方法の他に、油圧ハンマー１６を再び貫
入柱１８に接続して、パワージャッキ２９を貫入柱１８
の引抜き補助装置として利用しながら引上げる方法もあ
る。

（別の実施例） （１）第８図及び第９図は、放置型開閉蓋３６の形状を
、貫入柱１８の下端面の形状が円形ならば円板状に形成
すると共に嵌合部３６ａを上方に突出する環状に形成し
、嵌合部３６ａの内周面に貫入柱１８の下端部の外周面
を嵌め込むようになっており、かつ貫入柱１８の下端縁
が開閉蓋３６の上面に当接するように形成した例である
。

（２）第１０図は開閉蓋３６を例えば円板状に形成する
と共に、上向きの嵌合部３６ａを貫入柱１８の下端部１
９の内周面に嵌合するように形成した例である。このよ
うな開閉蓋３６にも間隙水圧逃し孔を形成することもで
きる。

（２ａ）第１０ａ図は放置型の開閉蓋３６の嵌合部３６
ａを貫入柱１８の内周面に嵌め込むようにした例である
。従って段部３７は嵌合部３６ａの外周側に形成されて
いる。このような開閉蓋３６にも間隙水圧逃し孔を形成
することもできる。

（３）第１１図及び第１２図の実施例は、開閉蓋３６に
これを上下方に貫通する間隙水圧逃し孔３９を形成し、
貫入柱１８には蓋装着時に上記逃し孔３９に接続するパ
イプ２４を固着している。パイブ２４はこれと貫入柱内
周面との間にカバー２４８が設けられている。

上記間隙水圧逃し孔３つは、貫入柱打撃時に開閉蓋３６
と打撃孔底面に生じる水の間隙水圧をバイブ２４内に逃
す役目を果し、それにより打撃力の低下を防ぐ。

（４）貫入柱１８として、第１３図のように緩かな先細
テーバー面を上方に長く形成したものを利用することも
できる。

（５）貫入柱１８及び開閉蓋３６の水平断面形状は、円
形状の外に四角形状等各種多角形状に形成することもで
きる。

（６）ハンマー装置として図示（第１図）の実施例では
ワイヤ２５を油圧ピストンを利用して巻き上げる措造を
採用しているが、その他にウェイト１７を上下方向移動
自在なピストンで直接持ち上げるようにし、ウェイト１
７をある程度上昇させた時に油圧を排除してウェイト１
７を落下させる構造のものを採用することもできる。

（７）油圧ハンマー装置により打撃する方法及び装置の
他に、ドロップハンマーにより打撃する方法及び装置を
利用することもできる。また特に騒音が問題にならない
場所では、ディーゼルハンマー装置あるいはスチームハ
ンマー装置を利用した打撃方法を利用することもできる
。

（８）アーム２及びステ−１０の伸縮調整でリーダー１
１を傾けることにより、傾斜コンクリート杭としての施
工も可能である。

（９）第３図では油圧ハンマー１６のみを最上端の貫人
柱１８から離して上端を開放しているが、貫人柱１８の
地上突出部分が高い時には、油圧ハンマーと共に上部の
貫入柱を引上げ、途中の貫入柱の上端を開放するように
してもよい。

（１０）第１３図のように貫入柱１８の全体をなだらか
な先細テーパー状に形成することもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、ハンマー装置１６を利用
して貫入柱１８を打撃し、それにより地盤を締固めなが
ら打撃孔を形成し、貫入柱内を通して該打撃孔に鉄筋を
挿入し、コンクリートを流し込んでコンクリート柱状体
を形成するようにしているので、次のような利点がある
。

（１）コンクリート柱状体の形成による地盤強化に加え
、締固めによりコンクリート柱状体の下側及び周囲の地
盤も強化され、地盤全体の強化度合が向上する。

（２）貫入社内のコンクリート供給通路３０を通して鉄
筋を打撃孔内に挿入すると共にコンクリートを流し込ん
で貫入柱を引上げる工法であるので、打撃孔形成工程、
鉄筋挿入工程及びコンクリート流し込み工程の各作業が
連続的に効率良く行なえる。

（３）貫入柱を打込んで打撃孔を形成するため、地盤内
に障害物があっても施工可能となる。

（４）継手がなく、長尺のコンクリート柱状体を１本の
ものとして完成できる。

（５）材料の運搬及び取扱いが便利であり、また運搬途
中で、既成コンクリート柱状体のように傷付く恐れもな
い。

（６）現場の状況に合わせて所定の高さに形成できる。

（７）打撃による貫入リバウンド量による支持力判定が
容晶に行なえる。

（８）埋込み式に比べて、施工管理が比較的容易である
。

（９）掘削する必要がないので、泥水処理、排土処理が
必要ない。

（１０）　　大径のコンクリート柱状体を形成する場合
でも、施工機械がそれほど大型化せず、小径のコンクリ
ート柱状体でも容易に形成できる。

（１１）打撃貫入により打撃孔を形成するため、掘削す
る場合に比べて地盤を乱すことはなく、支持力が大きい
。

（１２）貫入柱１８を複数本継足し可能に構成すること
により、深い深度までコンクリート柱状体を形成できる
。

（ｌ３）管理施工記録計を備えることにより、貫入柱１
８の貫入深さ、施工サイクルタイム及び任意の深さにお
けるハンマー打撃回数等を計測し、施工管理を容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコンクリート柱状体形成装置の側
面図、第２図は打撃孔形成終了時の状態を示すｍｌ図と
同じ装置の側面図、第３図は鉄筋挿入時の状態を示す第
１図と同じ装置の側面図、第４図はコンクリート注入前
の状態を示す第１図と同じ装置の側面図、第５図はコン
クリート流し込み時の状態を示す第１図と同じ装置の側
面図、第６図は貫入柱下端部の縦断面拡大図、第７図は
コンクリート流し込み作業時の貫入柱下端部の縦断面拡
大図、第８図は貫入柱下端部の変形例を示す縦断面拡大
図、第９図はコンクリート流し込み作業時の第８図と同
じ部分の縦断面拡大図、第１０図、第１０ａ図及び第１
１図はそれぞれ開閉蓋の弯形例を示す縦断面図、第１２
図は第１１図のｘｎ−ｘｎ断面図、第１３図は貫入柱の
変形例を示す側面略図、第１４図は光学式貫入リバウン
ド量？１１１１定装置の側面図、第１５図は簡易式貫入
リバウンド量測定装置の側面図、第１６図は記録紙に記
録された貫入リバウンド量のグラフである。１・・・ク
レーン（作業用走行体の一例）、２・・・アーム、１１
・・・リーダー、１５ａ・・・ガイド、１６・・・ハン
マー装置、１７・・・ウェイト、１８・・・貫入柱、２
０・・・接地面、２９・・・パワージャッキ、３０・・
・コンクリート供給通路、３１・・・コンクリート投入
口、３３・・・コンクリート供給口、３６・・・開閉蓋
、６・・・貫入リバウンドｍ測定装置 特許出願人　　大末建設株式会社 ４０、 第了図 第９ 図 第／５図 第１６図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業用走行体のアームに支持されたリーダーのガ
   イドにハンマー装置を上下方向移動自在に支持させ、該
   ハンマー装置下端部に一体的に連結された中空状の貫入
   柱の下端を常時地面に当接させ、ハンマー装置により貫
   入柱を連続して打込むことにより、ハンマー装置と共に
   貫入柱を下降させて、地盤の所定深さまで貫入させると
   共に地盤を締固め、同時に打撃孔を形成し、貫入柱の貫
   入状態部分からハンマー装置を離脱上昇させ、ハンマー
   装置から離脱された状態の貫入柱の上端開口から貫入柱
   に鉄筋を挿入すると共に流動状体のコンクリートを投入
   し、貫入柱を引上げる工程において貫入柱下端部のコン
   クリート供給口から打撃孔内に鉄筋を残すと共にコンク
   リートを流し込むことを特徴とするコンクリート柱状体
   形成方法。
2. （２）施工中に貫入柱の貫入リバウンド量を測定し、該
   貫入リバウンド量により地盤の支持力を確認することを
   特徴とする請求項１記載のコンクリート柱状体形成方法
   。
3. （３）作業用走行体のアームに支持されると共にガイド
   を有するリーダーと、該リーダーのガイドに上下方向移
   動自在に支持されたハンマー装置と、ハンマー装置の下
   側に着脱自在に連結されると共にコンクリート供給通路
   を有する中空状の貫入柱とを備え、貫入柱の上端を上向
   きに開放自在とすると共に、貫入柱内の下端に下向きに
   開口するコンクリート供給口を形成し、該供給口に開閉
   蓋を離脱自在に被せたことを特徴とするコンクリート柱
   状体形成装置。
4. （４）貫入柱の下端部あるいは開閉蓋に、間隙水圧逃し
   孔を形成したことを特徴とする請求項３記載のコンクリ
   ート柱状体形成装置。
5. （５）貫入柱の引抜き補助、落下防止及びガイド用のパ
   ワージャッキを、貫入柱に対して挾持解除自在に設置し
   たことを特徴とする請求項３又は４記載の動的締固め装
   置。
6. （６）複数本の貫入柱を、継足し可能にハンマー装置の
   下端部に順次連結したことを特徴とする請求項３、４又
   は５記載の動的締固め装置。
7. （７）貫入柱貫入リバウンド量測定装置を備えたことを
   特徴とする請求項３、４、５又は６記載の動的締固め装
   置。
8. （８）貫入柱の貫入深さ、施工サイクルタイム及びハン
   マー打撃回数等の測定管理を行う施工管理記録計を備え
   たことを特徴とする請求項３、４、５、６又は７記載の
   動的締固め装置。