JPH0458854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、杭基礎の構築方法に関し、さらに詳
しくは、コンクリート杭のような中空の既製杭を
用いて、建築物および土木構造物のための杭基礎
を構築する方法に関する。

（従来技術） 既製杭に直接打撃力を付与して地中に打ち込む
ことには振動および騒音の問題があるため、杭の
打ち込みを伴う基礎工事は都市部や住宅地には不
向きである。振動および騒音の問題を回避するた
めには、予め地中に孔を掘削しておき、この孔中
に杭を挿入して杭基礎を構築する工法を採用する
ことが好ましい。

しかしながら、この工法は、硬質で地下水のな
い特別な地盤に施工する場合を除き、杭の挿入が
完了するまで、掘削した孔の壁面を安定させ、そ
の崩壊を防止することが必要である。そのため
に、ベントナイト水溶液のような泥水を壁面安定
液として使用する孔の掘削工法が一般に使用され
る。泥水の使用は、掘削した孔の壁面を安定に維
持する上では有利であるが、孔底にスライムと称
される微粒の泥土を堆積させる結果を招く。この
スライムは、荷重を受けて容易に圧密することか
ら、その存在は杭の支持を不安定化させる。

この問題を解決するために、特公昭58−57576
号公報に記載されているように、孔底に堆積した
スライムを孔外に除去し、特公昭55−45136号公
報に記載されているように、スライムを固化剤に
より固化させ、または、特公昭55−50132号公報
に記載されているように、予め杭の先端に嵌合さ
せておいたシユーを孔底下の地中に打ち込んでス
ライムを圧密させることが、杭基礎の安定を図る
上で有利である。

これらの従来技術のうち、特公昭55−50132号
公報に記載の工法は、杭先端に嵌合させたシユー
を孔底下の地盤に貫入させた後、杭先端とシユー
とをコンクリートのような凝固性材料により結合
するもので、高い杭支持力を得る上で最も信頼性
の高い工法である。

しかしながら、この工法には次のような問題が
ある。すなわち、まず、前記のシユーを孔底の地
盤中に貫入するために、これに打撃を加えると、
その地盤が硬質であればある程大きなシユーの跳
上りを生じる。このような場合、シユーに加えた
打撃力はシユーの効果的な貫入をもたらさない。
また、前記とは逆に、孔底の地盤が軟弱である場
合、打撃力を受けたシユーは一時に深く貫入す
る。このような場合、シユーが杭先端から外れて
しまい、その後の工程、特に杭とシユーとの連結
に支障をきたすおそれがある。さらに、杭の支持
力は、一般に、これに加えた打撃力とこれに伴う
杭の貫入深さとによつて推測することができる
が、従来工法では、杭先端のシユーの貫入工程と
杭の沈下工程とを繰り返すものであることから、
杭の貫入量を連続的に確認することができないと
いう欠点がある。

（発明の目的） したがつて、本発明の目的は、前記した従来工
法の欠点を除去することにあり、シユーを打撃力
によつて効果的に孔底地盤に貫入させ、シユーと
杭先端との分離を防止し、杭の貫入量の経時的な
管理を容易にすると共に、杭とシユーとを確実に
連結することにある。

（発明の構成および効果） 本発明に係る杭構築工法は、孔壁の崩壊を防止
する安定液が満たされた孔を地中に設けること、
前記安定液の硬化前に、筒状部材とこれを横切つ
て該筒状部材内に設けられた底板と該底板上に立
ち上るスペーサとを備えるシユーが先端に液密的
にかつ相対運動可能に嵌合され、また、先端が前
記スペーサに当接する中空の既製杭を前記孔に挿
入すること、次いで、前記杭に圧力を及ぼすこと
により、該杭を前記シユーと共に地中に圧入する
こと、その後、前記杭に圧力を及ぼす間に、前記
底板に打撃力を及ぼすことにより、前記シユーを
前記杭に対して相対的に下降させて孔底下の地盤
中に貫入させること、その後、前記スペーサによ
り前記底板と前記杭の先端との間に規定された空
間に凝固性材料を充填することを含む。

本願発明によれば、杭は掘削孔に挿入された
後、常時下向きに圧入力を及ぼされていることか
ら、打撃力を受けたシユーの跳上りおよび杭先端
からのシユーの分離を阻止することができ、ま
た、杭はシユーの貫入に追従して孔内を下降する
ことから、シユーの貫入量を経時的に、連続的に
計測し、管理することが可能となるばかりでな
く、シユーの貫入に追従しての杭の下降により、
杭の先端とシユーの底板との間にスペーサによる
一定の空間を確保することができ、このスペーサ
によつて杭と底板との間に規定されかつ確保され
た空間を凝固性材料で充填することにより、杭と
シユーとを確実に連結することができる。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。

（実施例） 本発明の実施に際しては、第１図ａに示すよう
に、まず、杭基礎が設置されるべき地盤中にアー
スオーガ１０により孔１２を掘削する。孔１２の
直径は、これに挿入される既製杭の直径より約10
cm程度大きく選定する。孔１２の掘削時、アース
オーガ１０の先端から安定液を噴出させ、これに
より掘削抵抗を低減させると共に、孔壁の崩壊を
防止する。所望の深さの孔の掘削が完了した後、
アースオーガ１０は引き上げられ、孔外に撤去さ
れる。こうして、安定液１４で満たされた孔１２
の施工が完了する。

安定液は、予め硬化剤が混入された、一定の時
間の経過後に硬化する自硬性のものであることが
好ましい。しかし、自硬性の安定液に代えて非自
硬性の安定液を使用し、後にこれを硬化させるた
めに、該非自硬性安定液に硬化剤を混入するか、
または非自硬性の安定液を硬化剤混入の自硬性安
定液と置換してもよい。

次に、孔１２中の安定液１４の硬化前に、第１
図ｂに示すように、遠心力成形コンクリート杭の
ような既製の杭１６を、その先端に予め嵌合され
たシユー１８と共に孔１２中に挿入する。その
際、安定液１４の一部は孔１２外に排出され、孔
中に残留する安定液１４は図示のように杭１６の
外周を層状に取り囲む。安定液１４は、杭１６の
孔１２中への挿入後であれば、何時硬化させても
よい。図示の例では、杭１６が孔１２に挿入され
た後に硬化が開始されるように安定液中の硬化剤
の量を定めてある。

シユー１８は、第２図に示すように、杭１６の
外径より大きい内径を有する鋼製の筒状部材２０
と、この筒状部材の下端側においてこれを横切つ
て配置されかつその内周面に溶接された底板２２
とを備える。

底板２２下には、十字状のリブ２４とコンクリ
ートブロツク２６とを含む、シユー先端を補強す
るための補強体が配置されている。コンクリート
ブロツク２６は、その一部分が筒状体２０の下端
を超えてテーパ状に伸びる形状のものとすること
ができる。コンクリートブロツク２６に代え、筒
状部材２０の下端を閉じる鋼板（図示せず）を設
けてもよい。

底板２２上には、これから立ち上る板状の複数
のスペーサ２７が間隔をおいて設けられており、
該スペーサは筒状部材２０内に受け入れられる杭
１６の先端面２８と底板２２との間に空間３０を
確保する。さらに、筒状部材２０は、その後端側
で内周面に配置された、合成ゴムのような弾性材
料からなるシール材３２を備える。シール材３２
は、筒状部材２０内に受け入れられる杭１６の外
周面と密に係合し、杭１６を孔１２中に挿入した
際に、孔中の安定液１４が杭１６の中空部内に浸
入するのを防止する。同じ防水目的のために、シ
ール材３２を、筒状部材２０の内周面に代えて、
第３図に示すように、杭１６の下端部近傍に設け
てもよい。

シユー１８を杭１６の先端に嵌合することによ
つて、両者間に介在するシール材３２とシユーお
よび杭のそれぞれとの間に摩擦力が作用する。し
たがつて、建込みのための杭１６の釣り上げ時、
シユーと杭との分離は前記摩擦力により防止され
る。

第２図に示すように、先端にシユー１８が嵌合
された杭１６を孔１２中に挿入する際、孔壁の不
整による抵抗を受けて、シユーが孔底に達しない
場合がある。このような場合、杭１６に圧力を及
ぼすことにより、シユーは杭に押されて該杭と共
に容易に下降して孔底に到達する。杭１６にさら
に圧力を及ぼすことにより、シユー１８は孔底の
スライムや乱された比較的やわらかい地盤中を容
易に下降し、杭底の地盤から比較的抵抗の大きい
抵抗を受ける深さまで貫入する。

本発明にとつて重要なことは、引き続き、杭１
６に圧入力を付与し続けることである。この圧入
力を杭１６に及ぼす間に、第１図ｃに示すよう
に、ドロツプハンマー３４をシユー１８の底板２
２に落下させ、シユーに打撃を加える。打撃を受
けたシユー１８は、杭１６に対して相対的に下降
し、圧力を受けている杭１６に先行して、杭底地
盤中に貫入する。杭１６に先行するシユー１８の
下降によつて、杭の先端２８（第２図）とシユー
１８底板との間の隔たりが拡大する。すなわち、
杭先端２８と底板２２上のスペーサ２７との間に
間隙が生じる。しかし、この間隙は、圧入力を受
け続けている杭１６のその後の下降により、落下
したドロツプハンマー３４の再落下のための上昇
の間にほとんど消去され、杭先端２８はスペーサ
２７に当接する。このため、杭１６の貫入はほぼ
連続的であるような外観を呈するので、貫入量の
観測やその管理に好都合である。また、打撃を受
けたシユー１８は、地盤が硬質であつたり、貫入
深さを増すことによつて地盤から受ける貫入抵抗
が大きくなるに従つて、打撃を受けた直後により
大きな跳上りを生じる傾向を増す。しかし、杭１
６は圧入力を受けて常に下降しようとする傾向を
もつので、杭１６に押圧されるシユー１８は跳上
りを生じないか、またはこれを生じ難くなる。さ
らに、孔底の地盤が軟弱で貫入抵抗が小さい場
合、打撃力を受けたシユー１８は一時に深く貫入
し、杭先端から外れようとするが、シユー１８の
下降に杭が追従するので、シユーの杭先端からの
離脱は阻止される。したがつて、シユー１８の筒
状部材２０の長さを短くすることができる。

地盤の硬軟または杭基礎の設計深さによつて
は、１本または接続された杭１６の後端は、杭の
貫入に従つて、地表面下に没することになる。そ
の場合、杭に圧入力を及ぼすために格別な装置を
必要とし、また、孔中の安定液１４が未硬化であ
れば該安定液が杭内に浸入するおそれがある。そ
こで、第１図ｃに示すように、杭１６の上端部に
継ぎ具３６を嵌合する。

継ぎ具３６は、第４図に示すように、杭１６の
外径より大きい内径を有する鋼製の筒状部分３８
と、該筒状部分内にこれを横切つて配置されかつ
溶接された穴あき底板４０とを含む。この穴あき
底板４０は、その中央部に、杭１６の内径にほぼ
等しい直径の開口４２を有する。

穴あき底板４０の上側には、該底板と筒状部分
３８とを結合する漏斗状の部分４４が設けられて
いる。筒状部分３８内に底板４０および漏斗状部
分４４を溶接する作業の便宜上、図示の例のよう
に、筒状部分をリベツト３９で結合された上下２
つのセクシヨン３８ａ，３８ｂにより構成するこ
とが望ましい。

底板４０の下側には、筒状部分３８の下方セク
シヨン３８ｂの内周面に、シール材４６が配置さ
れている。このシール材４６は、穴あき底板４０
に後端部が当接するまで筒状部分４４内に挿入さ
れる杭１６の外周面と液密的に係合し、孔１２内
において、安定液が杭内に浸入するのを防止す
る。

継ぎ具３６は、杭１６を穴１２中に挿入前また
は後に、杭の後端すなわち図上では上端に嵌合さ
れる。継ぎ具３６が予めまたは穴１２中の杭の後
端に嵌合された場合、杭１６はこの継ぎ具を介し
て圧入力を付与され、杭の貫入に従つて該杭と共
に孔１２内を下降する。

前記継ぎ具３６を介してまたはこれを介するこ
となく、杭１６に圧入力を付与する間にシユーを
打撃し、これを所期の杭支持力を得るに足る地盤
に到達させた後、ドロツプハンマー３４（第１図
ｃ）を撤去する。

その後、第１図ｄに示すように、シユー１８の
底板２２と杭１６の先端面２８との間にスペーサ
２７（第１図ｃ）により維持されている空間にセ
メントペースト、モルタルまたはコンクリートの
ような凝固性材料４８を充填すべく、これを杭内
を経てその底部に打設する。これにより、杭１６
とシユー１８とはその間に介在する凝固性材料４
８により結合される。この凝固性材料４８を杭内
の底部に供給するために、コンクリートポンプに
接続された、先端にノズルを備える供給管、トレ
ミー管などを使用することができる。

前記した継ぎ具３６を介しての杭１２への圧入
力の付与およびシユー１８への打撃力の付与並び
に孔の掘削に好適な装置５０を示す第５図を参照
するに、該装置は、無限軌道車両５２にフレーム
５４により支持された、それ自体公知の昇降およ
び回転可能のリーダ５６を備える。リーダー５６
には孔１２の掘削に供されるアースオーガー１０
が回転および昇降可能に支持されている。また、
リーダーの頂部には滑車５８，６０が取り付けら
れている。これらの滑車５８，６０および車両５
２に設けられた滑車６４を巡るワイヤー６２は、
シユー１８に打撃力を付与するためのドロツプハ
ンマー３４に一端が接続され、車両５２に設けら
れたホイスト装置６６に他端が接続されている。
ホイスト装置６６の作動により、ドロツプハンマ
ー３４は杭１２内をその自由落下位置迄上昇さ
れ、その後自由落下によりシユー１８に打撃力を
付与する。

継ぎ具３６の外周には、複数の滑車６８，７
０，７２，７４が設けられている。これらの滑車
を順次に巡るロープ７６は、その一端が継ぎ具３
６に適宜に固定され、また、他端がホイスト装置
６６に結合されている。ホイスト装置６６の作動
により、継ぎ具３６は下向き力を受け、これによ
り継ぎ具は孔１２内の杭１６に圧入力をぼす。杭
１６に圧入力を及ぼすために、上記の例に代え、
液圧作動のピストン・シリンダ装置（図示せず）
を使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る杭構築方法の工程をその
順に従つて示す縦断面図、第２図は中空の既製杭
とその先端に嵌合されるシユーの縦断面図、第３
図は外周にシール材を取り付けられた杭の部分縦
断面図、第４図は杭の後端に嵌合される継ぎ具の
縦断面図、第５図は本発明に係る方法を実施する
装置の１例を一部断面で示す立面図である。 １２……孔、１４……安定液、１６……中空の
既製杭、１８……シユー、２０……筒状部材、２
２……底板、２７……スペーサ、２８……杭先
端、３０……空間、３４……ドロツプハンマー、
３８……筒状部分、４８……凝固性材料、５８，
６０，６４，６８，７０，７２，７４……滑車、
６２……ワイヤー、６６……ホイスト装置、７６
……ロープ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 孔壁の崩壊を防止する安定液が満たされた孔
   を地中に設けること、前記安定液の硬化前に、筒
   状部材とこれを横切つて該筒状部材内に設けられ
   た底板と該底板上に立ち上るスペーサとを備える
   シユーが先端に液密的にかつ相対運動可能に嵌合
   され、また、先端が前記スペーサに当接する中空
   の既製杭を前記孔に挿入すること、次いで、前記
   杭に圧力を及ぼすことにより、該杭を前記シユー
   と共に地中に圧入すること、その後、前記杭に圧
   力を及ぼす間に、前記底板に打撃力を及ぼすこと
   により、前記シユーを前記杭に対して相対的に下
   降させて孔底下の地盤中に貫入させること、その
   後、前記スペーサにより前記底板と前記杭の先端
   との間に規定された空間に凝固性材料を充填する
   ことを含む、杭基礎の構築方法。 ２ 前記孔をこれに自硬性の安定液を満たしつつ
   掘削する、特許請求の範囲第１項に記載の杭基礎
   構築方法。 ３ 前記孔を非自硬性の安定液を満たしつつ掘削
   し、前記孔への前記杭の挿入後、前記安定液に硬
   化剤を混入するかまたは前記安定液を硬化剤混入
   の安定液と置換することにより前記安定液を硬化
   させる、特許請求の範囲第１項に記載の杭基礎構
   築方法。