JPH0458525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は節杭圧入工法、特に無騒音、無振動で
節杭を地中に圧入する節杭圧入工法およびこれに
使用する節杭圧入機に関するものである。

従来、杭体の軸方向所要間隔に複数個の節部を
設けた既製のコンクリート杭、所謂節杭の施工
は、節部の特性を生かすため、節杭を所定地盤
上に建込み、デイゼルハンマー等で杭頭部を打
撃し、杭を地中に打込むと共に、節部貫入に伴
い生ずる杭周間隙に砂利、砕石等を地上より充填
する、ことにより行なわれている。

かかる方法は、節部の地中への貫入に伴い、節
部が節部周辺土砂を節部外径まで押し広げ節杭周
辺地盤を押圧・圧密し、締め固める効果（以下、
杭周辺地盤締め固め効果という）と共に、砕石・
砂利等の充填物を杭周間際に圧密し充填する効果
（以下、砂利充填効果という）とを利用するもの
である（以下両効果を併せて節部効果という）。

しかし、近時建設工事における騒音・振動等の
公害問題が注目されている折、かかるデイゼルハ
ンマーによる施工方法では、騒音、振動等の公害
が大きく、市街地等では施工することができない
という欠点があつた。

また、無騒音・無振動で施工するには節杭を静
的に圧入すればよいのであるが、一般の既製杭を
静的に圧入する際圧入に著しく大きな押圧力を必
要とし、現状では実施が非常に困難なこととされ
ており、特に節部を有する節杭において、節部効
果を活かしつつ節杭を静的に圧入する施工方法は
全くなかつた。

また仮に、この節杭を圧入する工法として、胴
部と略同型の下孔を掘孔し、この下孔に節杭を建
込み、圧入することとしても、節杭をその上端よ
り押圧し圧入するものであると、杭が長い場合、
圧入初期には地盤面からかなり高い位置で押圧力
をかけることになるため、杭体に大きな水平力や
曲げ力が作用し、それがために杭体が破損した
り、曲りや歪みが生じ易く、また歪みのために下
孔の周壁を削つて斜めに圧入されるおそれもあ
る。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、節
杭のもつ節部効果を生かしつつ、無騒音、無振動
で、かつ歪みや曲りのおそれなく施工し得る節杭
の圧入工法を提供するものであり、さらにはこの
工法の実施に好適に使用される節杭圧入機を提供
するものである。

本発明に係る節杭圧入工法は、下孔を掘孔し、
かかる下孔に節杭を建込み、次いでこの節杭の地
上近くの節部を圧入機により順次押圧しながら節
杭を圧入することを特徴とする。

また本発明に係る節杭圧入機は、施工機リーダ
ーの下部の所要高さ位置に、建込まれた節杭の節
部に対し下方向きに係合できる昇降チヤツク装置
を備え、このチヤツク装置を、シリンダー機構等
の上下動手段に連接して上下動可能に支持し、節
杭の節部を下方に押圧可能に設けたことを特徴と
する。

以下に本発明に係る節杭圧入工法の実施態様
を、これに使用する圧入機と共に図面に基づいて
説明する。

先ず、第１図に示すように、掘削モーター１と
連動するスクリユーオーガー２により所定長（杭
の埋没長）の下孔３を掘孔する。そのとき、掘孔
すべき下孔は、掘削土砂の処理及び節部効果を考
えれば小なることが望ましいが、余りに径小であ
ると、節杭の圧入時の抵抗が大きいため静的な圧
入が困難となり、また下孔はガイドとしての役目
を果さない。また節杭胴部より大きく、例えば節
部径と同程度とすれば、節部効果が得られなくな
る。一方、節杭胴部と略同径とすれば、節部効果
は減殺されないため、下孔径は節杭胴部と略同
径、もしくは節杭胴部より径小で、節杭の静的な
圧入に支障のない範囲の径であるのがよい。

また、下孔の掘孔に際しては、掘削した土砂を
地上に排土するが、掘孔壁の崩壊のおそれのある
地盤等では、第２図に示すように掘孔径分の地盤
をオーガー２で撹拌して緩めるか、あるいは、掘
孔時にベントナイト・水等を混入して撹拌ミキシ
ングするだけでもよい。この場合、先端開放杭を
用い杭を圧入すると、掘孔内の撹乱土砂は、杭内
孔を介して、上部地上に排出される。

次いで、上記の下孔に節杭６を建込み、この節
杭６を、特に地上近くの節部５で押圧して圧入す
る。

すなわち、第１３図および第１４図に示すよう
に、通常のクローラー型杭施工機の施工機リーダ
ー９ａに昇降自在に取り付けた油圧式圧入機１１
の油圧シリンダー１０ａで杭頭部を押圧して圧入
することも可能ではあるが、この場合、杭の長さ
によつては、地盤面からかなり高い位置で押圧力
をかけることになり、施工機が傾くと杭体に大き
な水平力や曲げ力が作用し、杭体の破損や曲り、
あるいは杭体が斜めに圧入されるといつた問題が
生じる。

そこで、本発明工法では、下記のように節杭６
の地上近くの節部５を圧入機で順次押圧しながら
圧入することとする。この圧入機としては、第３
図〜第６図に示すような節杭圧入機が好適に用い
られる。

かかる節杭圧入機について以下に説明する。図
に示すように円柱の施工機リーダー９ｂの下端部
における上部位置の前方側には、節杭６の節部５
が貫通できるよう、前方に開口した平面略コ字状
の上フレーム１２があり、開口端の上フレーム１
２の両側部分には、該部分を上方より抜き差し自
在に貫通したピン１９ａ，１９ｂにより開閉自在
で、節杭の上部を支持するようにした開閉アーム
１８ａが取り付けられている。

また、施工機リーダー９ｂの下端部には、上記
の上フレーム１２の開口部と施工機リーダー９ｂ
との間に上フレーム１２より固着垂設された２本
のガイド１４ａ，１４ｂを下部にて固着する下フ
レーム１３があり、上フレーム１２と下フレーム
１３との間には、該ガイドに沿つて昇降し、かつ
節杭６の節部５を掴むことができる昇降チヤツク
装置１５が設けられている。

かかる昇降チヤツク装置１５は、節杭６の節部
５が貫通できるよう前方に開口した平面略コ字状
で、開口端の両側部分には、上フレーム１２と同
様に、ピン１９ｃ，１９ｄにより開閉アーム１８
ｂが取付けられ、第４図、第６図に示すように、
昇降チヤツク装置１５の両側内部には、それぞれ
節杭６の節部５を両側より掴むため、節部５の形
状に適合する係合部１６ａ，１６ｂと、該係合部
１６ａ，１６ｂを節部５へ横方向から押圧するチ
ヤツク用シリンダー１７ａ，１７ｂとが一体とな
つて内蔵されており、節部５に対しチヤツキング
自在に設けられている。

前記係合部１６ａ，１６ｂの形状は、少くとも
節部の上面の形状に適合し、下方向きに係合する
ものであれば、上方からの押圧による節杭の圧入
には支障がないが、上記のように節部外側形状に
適合するものであればさらによい。

上記昇降チヤツク装置１５の両側上端面には、
係合部１６ａ，１６ｂを介して、節部５を下方向
きに押圧して節杭６を圧入するよう、上フレーム
１２より、節杭軸と同方向に併設された油圧シリ
ンダー１０ｂの出力端部が連接されている。

この節杭圧入機を用いて施工するには、節杭６
を上フレーム１２、昇降チヤツク装置１５の開口
部に挿入し、開閉アーム１８ａ，１８ｂを閉じる
とともに、昇降チヤツク装置１５内のチヤツク用
油圧シリンダー１７ａ，１７ｂにより係合部１６
ａ，１６ｂを、地上面近くの節部５の両側面へ押
圧係合させるようにして節杭６を保持固定してお
いて、節杭６を下孔に建込む。そして、昇降チヤ
ツク装置１５の上端面に連接された油圧シリンダ
ー１０ａ，１０ｂにより、係合部を介して節部上
面を上方より押圧して所定長圧入する。

次いで、下降した昇降チヤツク装置１５内のチ
ヤツク用油圧シリンダー１７ａ，１７ｂを解除し
て節部での係合を解き、昇降チヤツク装置１５を
上方に節部ピツチ長だけ上昇させ、前記節部より
一段上の節部を、上記と同様にして係合部で係合
させ、節杭を圧入する。この操作を順次繰り返す
ことにより、節杭を所定長だけ圧入する。

かかる節杭６の圧入の際には節部５の地中への
圧入に伴つて、順次節部効果が発現し、第３図に
示すように、掘孔壁土砂は順次節部外径まで押し
広げられて、節杭外周地盤に押圧・圧密される。
また圧入時に杭周囲に砕石、砂利等の充填物２０
を供給すると節部効果により、充填物が、上記圧
密された杭壁と、杭との間隙（杭周間隙）に充填
されると共に節部外周地盤にまで強く、圧密充填
されるため、節杭周囲に充填物を供給することが
好ましい。

そして、節杭の所定長の圧入が終ると、第７図
に示すように、杭周囲に砂利等を充填した、杭周
地盤を締め固めた節杭基礎が造成され、杭支持力
の大きい節杭基礎が得られる。

また、上記した杭頭部を押圧し、圧入する方式
においては、杭が長い場合、杭の圧入初期の状態
等において、地上に突出している杭の部分でが曲
げ力が作用することがあり、杭を損傷するおそれ
があるのに対し、上記本発明工法によれば、杭へ
の下向きの押圧力を地上に近い節部に与えるた
め、下向きの押圧力が節杭に有効に伝達され、迅
速に節杭を圧入できると共に、節杭を損傷するこ
ともない。特に上記の節杭圧入機を用いれば、昇
降チヤツク装置１５により節杭を節部で係合状態
にチヤツキングして支持しつつ、該節部を押圧し
圧入でき、その施工を一層容易かつ確実に行なえ
る。

上記の実施例において、節杭としては、その先
端部が第８図に示すようなフラツト形状７ａであ
つてもよいが、第９図に示すような円錐形状７
ｂ、特に第１０図に示すような先端部のテーパー
を大きくし、先端部より最下段節部まで円錐形状
としたもの７ｃが好ましい。このような先端部が
円錐形状の節杭にあつては、下孔径はより径小で
あつても静的圧入が可能となり、さらに節部効果
が増す。特に第１０図に示すような節杭を用いる
と、節部下面テーパーに比べ、先端部のテーパー
が大なるため、杭体に与えた垂直の押圧力は、水
平方向により大きく転換され杭周辺地盤を押圧、
締め固めると共に、孔壁の崩壊をも防ぐ。更に
は、第１１図に示すように、節杭先端の胴部長
を、節部ピツチ張の１〜２倍とした節杭は、下孔
のガイド効果を大きくし、孔壁の崩壊を防ぐ上
で、好適である。尚、先端洞部長が短い節杭にあ
つては、外胴部に所定長の鉄製等のケーシング７
ｄを取付ければよい。また、杭の先端支持力を強
化するには、第１２図に示すように、スクリユー
オーガーによる下孔掘孔、あるいは撹乱時に、掘
孔下端部にセメントミルク、モルタル８などを圧
入することが望ましい。かかる場合には杭先端部
とモルタルなどの根固め材とが固結するため、杭
先端支持力は更に補強される。

尚、かかる節杭の圧入工法においては、圧入反
力が重要であるため、別個の反力（例えば、重量
物、アンカーなど）を利用し、これと圧入機とを
係止して反力としてもよい。

本発明に係る節杭圧入工法によると、下孔を掘
孔しておいて、この下孔に建込んだ節杭の地上近
くの節部を圧入機により順次押圧しながら圧入す
るもので、下向きの押圧力が地上に近い節部で与
えられるものであるから、下向きの押圧力が節杭
に有効に伝達され、迅速に節杭を圧入できると共
に、特に杭が長い場合でも、杭上端より押圧した
場合のような大きな水平力が作用することがな
く、そのため節杭の損傷、あるいは歪みや曲りが
生じ難く、下孔径が節杭胴部と略胴径もしくはや
や径小であつても、下孔に対し垂直に確実に圧入
できることになり、きわめて良好な節部効果を発
現する節杭基礎を造成できることになる。

また節杭の圧入時に、杭周囲に砕石・砂利等の
充填物を供給すると、該充填物は地中に圧入さ
れ、杭周間隙に充填されると共に、節部外周地盤
まで充填・圧密されるため杭周地盤はより締め固
め強化された節杭基礎が造成され、その杭支持力
もより大きなものとなる。

さらに、本発明の節杭圧入機を用いれば、節杭
の節部を昇降チヤツク装置により支持した状態で
該節部を下方向きに真直ぐ押圧して圧入でき、そ
の施工を一層容易かつ確実に行なえる。

したがつて本発明に係る節杭圧入工法および節
杭圧入機によれば、地盤の硬軟に関係なく無騒
音・無振動で静的に、しかも効果的かつ迅速に歪
み等のおそれなく節杭を圧入施工することがで
き、また節部効果も良好に発揮で、従来の打込杭
に劣ることのない杭支持力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は下杭掘孔用機械の一例を示す正面図、
第２図は撹拌ミキシングした下孔の状態の略示断
面図、第３図は節杭圧入に好適な節杭圧入機の側
面図、第４図はＡ−Ａ断面図、第５図はＢ−Ｂ略
示断面図、第６図は昇降チヤツク装置の正面図、
第７図は節杭圧入終了時の状態を示す略示断面
図、第８図〜第１１図は先端部形状等の異なる節
杭先端部の略示断面図、第１２図は下孔の下端部
にセメントミルク、モルタル等を圧入した略示断
面図、第１３図はクローラー型杭施工機の側面
図、第１４図は節杭圧入時の状態を示す略示断面
図を示す。 符号の説明、１……掘削モーター、２……スク
リユーオーガー、３……下孔、４……節杭胴部、
５……節杭節部、６……節杭、７ａ，７ｂ，７ｃ
……節杭先端部、７ｄ……ケーシング、８……セ
メントミルク、モルタルなどの根固め材、９ａ，
９ｂ……施工機リーダー、１０ａ，１０ｂ……油
圧シリンダー、１１……油圧式圧入機、１２……
上フレーム、１３……下フレーム、１４ａ，１４
ｂ……ガイド、１５……昇降チヤツク装置、１６
ａ，１６ｂ……係合部、１７ａ，１７ｂ……チヤ
ツク用油圧シリンダー、１８ａ，１８ｂ……開閉
アーム、１９……ピン、２０……充填物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 杭体の軸方向に複数個の節部を設けた節杭の
   施工工法であつて、下孔を掘孔し、かかる下孔に
   節杭を建込み、次いで、この節杭の地上近くの節
   部を圧入機により順次押圧しながら節杭を圧入す
   ることを特徴とする節杭圧入工法。 ２ 節杭の圧入の際、節杭周囲に砕石、砂利等の
   充填物を供給して節部により杭周地盤に充填圧入
   する特許請求の範囲第１項記載の節杭圧入工法。 ３ 施工機リーダーの下部の所要高さ位置に、建
   込まれた節杭の節部に対し下方向きに係合できる
   昇降チヤツク装置を備え、このチヤツク装置を、
   シリンダー機構等の上下動手段に連接して上下動
   可能に支持し、節杭の節部を下方に押圧可能に設
   けたことを特徴とする節杭圧入機。