JPH0643695B2 - 基礎杭の施工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、土木工事における基礎杭の施工法に関する。

〔従来の技術〕

基礎杭施工の際の杭孔造成方法としてはアースオーガ等
の掘削機を利用するのが一般的であるが、アースオーガ
はオーガスクリューを回転させるための駆動装置をリー
ダーマストに沿って上下動させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、リーダーマストは長尺なので、これに沿って上
下動させることは、装置全体の安定性がきわめて悪い。

また、オーガスクリューの地盤への挿入精度が悪く、オ
ーガスクリューが斜めに建込まれるなどして鉛直な杭孔
を得るのが困難である。

さらに、長尺なリーダーマストを上下動する駆動装置は
オーガスクリューを回転させることのみにあるもので、
これをケーシング等の他の部材の建込みに利用すること
はできず、汎用性の乏しいものである。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、常に低重
心で安定した掘削が行え、また掘削精度も良好で、しか
もケーシング挿入等の種々の使用法が可能な基礎杭の施
工装置を用いて、この装置により、簡便な工程で精度が
よく、信頼性に富む杭が得られる基礎杭の施工法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、上下動自在に支承す
る昇降シリンダを側部に有し、モータ、減速機、及びモ
ータに減速機を介して連結するチャック装置からなる掘
進機構と、この掘進機構にチャック装置で外周を係止さ
れる回転筒体と、回転筒体に段階的に係止可能で掘削ロ
ッド等を吊持可能なホルダーとからなる基礎杭の施工装
置を使用し、上下動可能な回転筒体内に段階的に係止可
能なホルダーで掘削ロッドを保持し、該回転筒体の上下
動及びケーシング内のホルダー係止位置を適宜選択する
ことで掘削ロッドを地中に回転挿入して削孔し、該掘削
ロッド先端からセメントミルク等の固結剤を注入してこ
れを掘削ロッド先端部でかくはんして孔底の地盤改良を
行い、同様に回転筒体の上下動及びホルダーの係止位置
を適宜選択して掘削ロッドを引上げ、ホルダー及び掘削
ロッドを撤去して回転筒体上端から鋼管ケーシングを孔
内に建込み、次いで回転筒体上端からコンクリートパイ
ル、Ｈ型鋼等の芯材を孔内に建込み、ケーシング先端か
らセメントミルク等の固結剤を注入してこれで前記芯材
の外部を充填しながらケーシングを引抜くことを要旨と
するものである。

〔作用〕

本発明によれば、回転筒体が昇降シリンダにより上下に
伸縮する他に、掘削ロッド等を吊持するホルダーが回転
筒体に段階的に係止可能なので、昇降シリンダの伸縮に
関わらず、ホルダーとの回転筒体との係止位置を換える
ことで、削孔の深さを決めることができる。なお、ロッ
ドの長さが足りない場合には、別途ロッドを継ぎ足せば
よい。

そして、掘削ロッドは回転筒体を介して回転駆動するも
のであり、この回転筒体を駆動する掘進機構は低い位置
を上下動するだけなので、転倒などのおそれがない安定
した状態で作業が行え、鉛直精度の高い杭孔が得られ
る。

さらに、回転筒体内のホルダーに掘削ロッド以外のもの
例えばケーシングあるいは鋼管、矢板、コンクリート
杭、ダウンザホールハンマ、掘削バケットその他打撃用
ハンマーなどを取付けて作業することもできる。

また、削孔後に鋼管ケーシングを孔内に建込み、その後
に該鋼管ケーシング内に落とし込むようにして芯材を建
込むので、該芯材が孔壁面を傷付けることなく確実かつ
迅速に建込むことができる。

そして、この鋼管ケーシングを引抜くときにはケーシン
グ先端から固結剤を注入してこれで前記芯材の外部で、
とくに該鋼管ケーシングがあったスペースを確実に充填
しながら引抜くので、孔底で既に地盤改良してある部分
を流動させるなどして損なわせずに芯材が軸ずれを起こ
すことなく、しかもケーシングは削孔の外周囲に位置し
ているので、固結剤の充填は孔壁との密着性が高いもの
となる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

まず先に、本発明の基礎杭の施工法で使用する装置につ
いて説明する。

第１図は本発明の基礎杭の施工法で使用する装置の１実
施例を示す縦断正面図で、図中１は、モータ２と減速機
３及びモータ２と減速機３を介して連結するチャック装
置４からなる掘進機構を示す。該掘進機構１は中央部が
上下に貫通し、また側部に昇降シリンダ５を取付けてあ
り、さらに第２図、第３図に示すベースマシン17の前部
に起伏自在に設けた短尺なリーダー18に上下動自在に取
付けられている。

前記チャック装置４は締付バンドのごとき押圧機構のも
のであり、図中６はこのチャック装置４で外周面を係止
される回転筒体である。

該回転筒体６内は上下端が開口し、内部に円筒体状のホ
ルダー７を上下動可能に収め、回転筒体６の側部に上下
に間隔を存して形成するピン挿入孔による係止部ａ〜ｄ
を複数個形成してまたホルダー７にもピン挿入孔を形成
して該ホルダー７と回転筒体６とを回転筒体６の外部か
ら差入れるピン８で上下方向に段階的に係止可能なもの
とした。

ホルダー７には、種々のタイプがあり、下部に形成する
継手で後述の掘削ロッド９や鋼管ケーシング13を結合可
能なものである。

掘削ロッド９は通常のアースオーガスクリューでもよい
が、本実施例の場合、オーガスクリューの変形タイプと
して中空ロッド９ａに適宜な上下間隔で扇形板状の圧密
翼９ｂを設け、また圧密翼９ｂ間に不連続なスクリュー
羽根状のかくはん翼９ｃを形成したものとし、先端のヘ
ッド９ｄは通常のオーガスクリューのヘッドと同じくダ
ブルのスクリュー羽根にカッタービットを並設したもの
を用いた。

なお、回転筒体６とホルダー７との係合関係は本実施例
のごとく外部からの挿入ピン８で手作業で係止すること
の他に、他の実施例としてホルダー７側に油圧機構等で
出没する突起を設け、この突起を回転筒体６の係合部、
例えば透孔に差入れるようにしてもよい。このようにす
れば、ホルダー７の係脱を油圧操作で自動的に行うこと
ができる。

また、掘進機構１も覆帯や駆動車輪を有する自走タイプ
のベースマシン17に設ける以外に自走できる台車等にリ
ーダー18を取付け、これに設けることも考えられる。

次に、このような装置を用いて行う本発明工法を説明す
る。

第４図〜第12図は本発明工法の各工程を示すもので、モ
ータ２を始動すれば減速機３を介してその中空回転軸に
結合されたチャック装置４も回転し、これに外周を固定
された回転筒体６も回転する。

一方、昇降シリンダ５を短縮すれば掘進機構１の全体が
下降する。回転筒体６内ではホルダー７を介して掘削ロ
ッド９が吊持されているので、この掘削ロッド９も回転
し、先端ヘッド９ｄで地盤が削孔され、杭孔10が形成さ
れる。

第13図〜第14図はかかる掘削状態の詳細を示し、第13図
に示すように当初はホルダー７は回転筒体の最上段の係
止部ａに係止させてシリンダ５を縮め、掘進機構１の全
体をリーダー18に沿って下げこのホルダー７がその分下
がったところで、ピン８を抜き、再度シリンダ５を伸ば
して筒体６を上昇させホルダー７を次段の係止部ｂに係
止する。このようにシリンダ５の上下動によりホルダー
７の係止個所をａ〜ｄへと順次下げていき、掘削を行
う。

ホルダー７を係止部ｄへ移したところで第14図に示すよ
うに今度はチャック装置４を上下動させて筒体６を押し
下げるようにして掘削を続行する。

掘削ロッド９をすべて建込んだならば、第15図に示すよ
うにこの掘削ロッド９に上段の継足し用ロッド９′を継
足すため回転筒体６をクレーンで吊った状態でチャック
装置４を上に移動し、チャックする。この段階でピン８
を抜き、回転筒体６をクレーンで少し吊り上げておき、
ホルダー７を下段の掘削ロッド９の上端から外してこれ
を継足し用のロッド９′の上端へ取付け直し、継足し用
のロッド９′を掘削ロッド９にジョイントして再度ホル
ダー７と回転筒体６とをピン結する。

そして、第13図に示す工程を繰返して同様に掘削を行
う。

掘削ロッド９は、先端ヘッド９ｄで切削された土砂を地
上に排出せずに圧密翼９ｂで孔壁に圧密していく。従っ
て、孔壁は常に圧密された摩擦抵抗の少ないものとなる
ので、掘削深度が増しても摩擦抵抗がふえない。その結
果、先端ヘッド９ｄがビットに必要な面圧調整ができ、
転石や岩盤の掘削も楽に行えるものとなる。

また、この圧密作用により孔壁の崩壊が防止されるの
で、信頼性の高い杭が得られる。

このように第５図を示すように掘削ロッド９，９′で所
定深度まで掘削したならば、第６図に示すように中空ロ
ッド９ａ内を利用してヘッド９ｄの先端から固結剤とし
てのセメントミルク11を杭孔10に注入し、同時に回転筒
体６を逆転させることにより掘削ロッド９，９′を逆回
転させて該セメントミルク11を土砂とかくはんすること
で孔底の地盤改良を行う。

次いで、第７図に示すように掘削ロッド９，９′を引上
げるが、その引上げ手順は前記第13図、第14図に示す掘
削の場合と逆の作動で、チャック装置４の上下による回
転筒体６の上下動及び回転筒体６へのホルダー７の係止
位置を適宜上方へ移すように選択することで行う。

なお、この場合、回転筒体６及び掘削ロッド９，９′は
回転させる必要はなく、停止したままで引上げるが、逆
転させて引抜くことも可能である。

図示は省略するが、掘削ロッド９，９′の引抜きは継足
し用のロッド９′が地上に出たところで、これを掘削ロ
ッド９と切離し、ホルダー７を再度掘削ロッド９の上端
に付け直して掘削ロッド９を引上げる。

掘削ロッド９がすべて地上に出たならば、ホルダー７と
回転筒体６との係止を解除して、掘削ロッド９をクレー
ン等で吊上げて撤去する。次いで、第８図に示すよう
に、回転筒体６の上端開口から落とし込むような状態で
筒体６をガイドとして鋼管ケーシング13を杭孔10内に建
込む。

この鋼管ケーシング13の建込みは前記のごとく孔壁が圧
密され摩擦抵抗の少ないものとなっているので、ケーシ
ング13の自重のみで杭孔10内に挿入することが可能であ
る。

しかし、第８図に示すように次の方法でケーシング13を
圧入することもできる。

ケーシング13の上端にケーシング建込み用のホルダー７
を取付け、回転筒体６とケーシング13とを結合して前記
掘削ロッド９，９′の掘削や引上げと同様、ホルダー
７′の回転筒体６の係止部をａ〜ｄと順次下げ、またチ
ャック装置４の上下動で回転筒体６を押下げることによ
り掘進機構１の荷重をケーシング13にかけながら行う。

また、必要に応じて回転筒体６を回転させケーシング13
を回転させながら押込むこともできる。

ケーシング13を建込んだならば、第９図に示すように、
芯材としてのコンクリートパイル14を同じく回転筒体６
の上端開口から落とし込むようにして杭孔10のケーシン
グ13内に挿入する。コンクリートパイル14を上下で継足
す場合は、先に挿入しておいてパイル14の頭部を地上に
設けたホルダー12で保持しておいて、回転筒体６を少し
持ち上げ地上間に隙間を設けて、この隙間を利用してパ
イル14同士のボルト止めで接続を行う。

コンクリートパイル14の先端が杭孔10の底セメントミル
ク11内に達したならば、第10図に示すようにモンケン15
を回転筒体６内へ吊り落とし、筒体６をガイドとして利
用して該モンケン15でパイル14の頭部を打撃してセメン
トミルク11内にくい込ませ、充分な支持力を得る。

次いで、第11図に示すように鋼管ケーシング13を引抜
く。鋼管ケーシング13は２重構造で内部に注入管が配設
されていて、この引抜き時にケーシング13の下端より固
結剤としてのセメントミルク16を注出し、コンクリート
パイル14の外側をセメントミルク16で充填する。

このようにして、第13図に示すような基礎杭が得られ
る。

なお、本実施例では芯材としてコンクリートパイル14を
使用した例について説明したが、該芯材としてはＨ型鋼
等の型鋼材や鉄筋カゴや鋼管パイルなどを使用すること
もあり得る。

また、固結剤としてもセメントミルク16の他にモルタル
等の利用も考えられる。

さらにまた、回転筒体６内のホルダー７には掘削ロッド
９あるいはケーシング13を取付ける場合について説明し
たが、鋼管、矢板、コンクリート杭、ダウンザホールハ
ンマー、掘削バケット、その他打撃用ハンマーなどを連
結して掘削あるいは建込み作業もできるものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の基礎杭の施工法は、掘削を行
う掘削ロッドはこれを回転筒体を介して駆動するもので
あり、駆動部としての掘進機構と回転筒体及び回転筒体
と掘削ロッドの結合位置を適宜選択することにより重量
のある掘進機構事態は大きく上下動させないですむ。そ
の結果、常に低重心の安定した状態で施工ができ、安全
性の高いものである。

また、掘削ロッドは回転筒体の上下動により掘削するも
のであるから曲がることが少なく鉛直精度が高い杭孔が
得られる。

さらに、杭孔造成後のケーシングや芯材の建込み及びモ
ンケンの使用なども回転筒体をガイドとして得ることが
でき、同一の装置で種々の工程を処理できるので作業の
簡略化を実現できる。

一方、削孔後に鋼管ケーシングを孔内に建込み、その後
に該鋼管ケーシング内に落とし込むようにして芯材を建
込むので、該芯材が孔壁面を傷付けることなく確実かつ
迅速に建込むことができる。

そして、この鋼管ケーシングを引抜くときにはケーシン
グ先端から固結剤を注入してこれで前記芯材の外部で、
とくに該鋼管ケーシングがあったスペースを確実に充填
しながら引抜くので、孔底で既に地盤改良してある部分
を流動させるなどして損なわせずに芯材が軸ずれを起こ
すことなく、しかもケーシングは削孔の外周囲に位置し
ているので、固結剤の充填は孔壁との密着性が高いもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎杭の施工法で使用する装置の１実
施例を示す縦断正面図、第２図は本発明の基礎杭の施工
法で使用する装置を取付けたベースマシンの側面図、第
３図は同上平面図、第４図〜第12図は本発明の基礎杭の
施工法の各工程を示す縦断正面図、第13図〜第15図は第
４図、第５図での工程の詳細内容を示す説明図である。 １……掘進機構、２……モータ ３……減速機、４……チャック装置 ５……昇降シリンダ、６……回転筒体 ７，７′……ホルダー、８……ピン ９……掘削ロッド、９′……継足し用のロッド ９ａ……中空ロッド、９ｂ……圧密翼 ９ｃ……かくはん翼、９ｄ……ヘッド 10……杭孔、11……セメントミルク 12……ホルダー、13……鋼管ケーシング 14……コンクリートパイル 15……モンケン、16……セメントミルク 17……ベースマシン、18……リーダー

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−162111（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−6767（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭52−40561（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下動自在に支承する昇降シリンダを側部
   に有し、モータ、減速機、及びモータに減速機を介して
   連結するチャック装置からなる掘進機構と、この掘進機
   構にチャック装置で外周を係止される回転筒体と、回転
   筒体に段階的に係止可能で掘削ロッド等を吊持可能なホ
   ルダーとからなる基礎杭の施工装置を使用し、上下動可
   能な回転筒体内に段階的に係止可能なホルダーで掘削ロ
   ッドを保持し、該回転筒体の上下動及びケーシング内の
   ホルダー係止位置を適宜選択することで掘削ロッドを地
   中に回転挿入して削孔し、該掘削ロッド先端からセメン
   トミルク等の固結剤を注入してこれを掘削ロッド先端部
   でかくはんして孔底の地盤改良を行い、同様に回転筒体
   の上下動及びホルダーの係止位置を適宜選択して掘削ロ
   ッドを引上げ、ホルダー及び掘削ロッドを撤去して回転
   筒体上端から鋼管ケーシングを孔内に建込み、次いで回
   転筒体上端からコンクリートパイル、Ｈ型鋼等の芯材を
   孔内に建込み、ケーシング先端からセメントミルク等の
   固結剤を注入してこれで前記芯材の外部を充填しながら
   ケーシングを引抜くことを特徴とする基礎杭の施工法。