JPH073054B2 - 基礎杭打設工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、河川の護岸工事等に際して、構築物を支持す
るための基礎杭を地盤中に打設する工法に関するもので
ある。

（従来の技術及びその問題点） Ｈ型鋼やコンクリートパイル等の基礎杭を打設する従来
の一般的な工法では、アースオーガーが併用されてい
た。即ち、スクリューの下端に掘削刃を備えたオーガー
スクリューによって基礎杭建て込み場所を前以って掘削
し、オーガースクリューの引き上げ跡に前記基礎杭を建
て込む工法が採られていた。このような従来の工法で
は、特に粘土質地盤の場合にスクリュー内部に粘土塊が
詰まって掘削が不能になる場合が多々あり、このような
場合、一々オーガースクリューを引き上げて詰まりを除
去しなければならず、多大の手間と時間がかかる欠点も
あった。

また、オーガースクリューを用いないで、ケーシングの
下端に掘削用刃と下向きの高圧流体吐出用ノズルとを備
えたもので掘削する工法が、例えば、特開昭53−97204
号公報に提案されており、この発明によれば、ケーシン
グ内に掘削土壌の進入を防止するために、ケーシングの
下端にキャップを設けてケーシング下端を閉塞し、この
状態で掘削するようになっているため、ケーシング内に
土壌の進入がなく、従ってオーガースクリュー工法のよ
うに粘土質土壌で詰まるというようなことはないが、ケ
ーシングの下端がキャップで閉塞されているため、ケー
シングの掘進途上で当然にキャップに地盤の抵抗を受
け、ケーシングの掘進を妨げることになる。特に粘度の
高い粘土質土壌ほどキャップに受ける抵抗が大であり能
率的な掘削作業を行うことができない。

またオーガースクリューもケーシングも用いないで掘削
軸の下端に掘削刃のみを設け、これによって地盤を掘削
する工法が、例えば、特開昭60−230428号公報に提案さ
れており、この工法は、掘削軸の下端部に油圧シリンダ
によって作動するてこ体を設け、該てこ体によって掘削
された土壌を掘削孔の壁面に付着させるようにしている
が、この工法であれば複雑な構造の油圧シリンダを掘削
軸の下端部に設けなければならず、また油圧シリンダを
作動させるための往復の油圧通路を設けなければなら
ず、当然に構成が複雑で実用的でなく、またこの工法で
も粘土質の高い土壌であれば、粘土塊が掘削孔内に進入
て該掘削孔を詰まらせ、また油圧シリンダの作動を妨げ
ることも考えられる。要するにこの工法では、特に粘土
質土壌の掘削には適当ではない。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような従来の問題点を解決するために、
内部にはスクリューを具備しないで下端が開口された円
筒状ケーシングの下端に、地盤を掘削する掘削用刃と、
地盤に向かって流体を吐出する下向き流体吐出ノズル
と、ケーシング内部に向かって流体を吐出する上向き流
体吐出ノズルとを備え、この円筒状ケーシングを杭打ち
機の回転圧入装置に保持させ、前記各流体吐出ノズルか
ら流体を地盤とケーシング内部とに向かって吐出させな
がら、前記回転圧入装置により前記ケーシングを回転さ
せながら圧入させ、所定深さまでケーシングを圧入させ
たならば、当該ケーシングを引き上げ、そのケーシング
引き上げ跡に基礎杭を建て込むことを特徴とする基礎杭
打設工法を提案するものである。

（作用） 回転圧入装置（25）により、ケーシング（１）を一体的
に回転掘削方向に回転させながら強制的に押し下げる
と、ケーシング（１）の下端に設けた掘削用刃（８）が
地盤を掘削し、この掘削された土壌の一部は、ケーシン
グ（１）と掘削孔との間に侵入し、ケーシング（１）の
回転によって該土壌を掘削孔の孔壁に付着させて孔壁崩
壊防止の役割をもたせ、また大半の土壌は、ケーシング
（１）の下降に伴ってケーシング（１）内に相対的に進
入することになるが、このとき下方に向かって開口する
下向きのノズル（10）から吐出される高圧水は、掘削用
刃（８）による地盤掘削を容易にし、また上方に向かっ
て開口する上向きのノズル（９）から吐出される高圧水
は、ケーシング本体（７）内に進入した土壌内を上方へ
勢い良く流通することにより、ケーシング本体（７）内
での土壌の閉塞（土壌が硬く詰る現象）を解消し、円滑
にケーシング（１）を回転圧入させることができ、且つ
該上向きのノズル（９）から吐出される流体によってケ
ーシング（１）内の土壌を軟弱化乃至は流動化すること
になる。

しかもケーシング本体（７）は円筒状に形成され、その
底部が開口されているため、絹削用刃（８）によって掘
進時に地盤の抵抗を受けることが殆どなく、掘削された
土壌はケーシング本体（７）に抵抗なく進入し、これが
ために掘削作業を能率的に行うことができる。

しかしてケーシング（１）を所定深さまで圧入し終わっ
たならば、当該ケーシング（１）を引き抜いてその跡に
基礎杭を建て込むことによって、該基礎杭は掘削孔内の
軟弱化乃至は流動化された土壌中に圧入されて基礎杭打
設作業が完了する。この基礎杭としてＨ形鋼や中空状の
コンクリートパイル等を使用することによって、掘削孔
内の軟弱化乃至は流動化された土壌が外部に流出するこ
とは殆どない。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
する。

第１図及び第２図に於いて、（１）は最下端に使用され
る下端部が開口されたケーシングであって、ケーシング
ヘッド（２）とこの上端に接続された接続ケーシング
（３）とから成る。

ケーシングヘッド（２）は、ロッド（４）と、これに同
心状に外嵌し且つ上下両端部で夫々アーム（５）（６）
によって前記ロッド（４）に結合されたケーシング本体
（７）とから構成され、下端側アーム（６）には、斜め
下方に突出する掘削用刃（８）と、回転掘削方向とは逆
方向で斜め上方に開口するノズル（９）と、回転掘削方
向で斜め下方に開口するノズル（10）とが付設され、前
記ロッド（４）の上端は、ケーシング本体（７）の上端
より上方に突出して接続用雄嵌合部（4a）を構成すると
共に、この接続用雄嵌合部（4a）の上端面に一端が開口
するようにロッド（４）内に形成した流路（11）を、前
記アーム（６）内に形成した流路（12）と各ノズル
（９）（10）の基部に内装した逆止弁（13）（14）とを
介して各ノズル（９）（10）に連通せしめて成るもので
ある。

接続ケーシング（３）は、両端間を貫用する流路（15）
を備えたロッド（16）と、これに同心状に外嵌し且つ上
下両端部で夫々アーム（17）（18）によって前記ロッド
（16）に結合されたケーシング本体（19）とから構成さ
れ、前記ロッド（16）の上端は、ケーシング本体（19）
の上端より上方に突出して接続用雄嵌合部（16a）を構
成すると共に、前記ロッド（16）の下端には、前記ケー
シングヘッド（２）に於ける接続用雄嵌合部（4a）に外
嵌する接続用雌嵌部（16b）が構成されている。然して
前記接続用雄嵌合部（4a）と接続用雌嵌合部（16b）と
は、互いに嵌合した状態で２本の連結ピン（20）により
結合され、この結合状態に於いて、ケーシングヘッド
（２）側の流路（11）と接続ケーシング（３）側の流路
（15）とが互いに連通する（21）はケーシング本体（1
9）の下端近傍側面に設けられた連結ピン着脱操作用窓
である。

第３図は、前記接続ケーシング（３）と同一構造の継ぎ
足しケーシング（22）を示す。

次に上記のように構成された最下端ケーシング（１）と
継ぎ足しケーシング（22）とを使用する本発明の工法を
具体的に説明する。

第４図に示すように、所定位置に係留し且つスパットに
より一定レベルに固定した杭打ち用台船（23）上で、杭
打ち機（24）の回転圧入装置（25）に前記最下端ケーシ
ング（１）をセットする。前記回転圧入装置（25）は、
垂直に支持されたガイド支柱（26）に昇降可能に支持さ
れ且つ吊り下げ用ワイヤー（27）と引き下げ用ワイヤー
（28）とによって位置決めされる昇降体（29）と、この
昇降体（29）の下側で前記ガイド支柱（26）に昇降可能
に支持され且つ前記昇降体（29）との間に介装されたシ
リンダーユニット（30）によって昇降駆動される装置本
体（31）とから成り、当該装置本体（31）は、前記ケー
シング（１）の周面をチャッキングして当該ケーシング
（１）を回転駆動し得るものである。

最下端ケーシング（１）を前記回転圧入装置（25）の装
置本体（31）内に吊り込み、装置本体（31）のチャッキ
ング機構で最下端ケーシング（１）を把持させたなら
ば、のロッド（16）の上端、即ち接続用雄嵌合部（16
a）に、回転流体継手（32）を介して高圧流体圧送パイ
プ（33）を接続する。然して、当該高圧流体圧送パイプ
（33）により接続ケーシング（３）の流路（15）に高圧
流体、例えば高圧水を送り込むことにより、ケーシング
ヘッド（２）に於ける各ノズル（９）（10）から高圧水
が吐出することになるので、係る状態で回転圧入装置
（25）を使用して最下端ケーシング（１）を水底地盤下
所定深さまで圧入する。

第５図に示すように、最下端ケーシング（１）が水底地
盤下所定深さまで圧入出来たならば、高圧流体圧送パイ
プ（33）を外した後、第３図に示す継ぎ足しケーシン
（22）を前記最下端ケーシング（１）の上端に接続させ
るように吊り降ろし、両者を連結する。

即ち、最下端ケーシング（１）に於けるロッド（16）の
上端の接続用雄嵌合部（16a）に継ぎ足しケーシング（2
2）に於けるロッド（16）の下端の接続用雌嵌合部（16
b）を嵌合させた状態で連結ピン（20）により両嵌合部
（16a）（16b）を互いに結合することにより連結する。
この両ケーシング（１）（22）間の連結により、ケーシ
ング（１）側のロッド（16）内の流路（15）とケーシン
グ（22）側のロッド（16）内の流路（15）とは互いに連
通することになる。尚、上記ケーシング（１）（22）の
連結は、回転圧入装置（25）に於ける装置本体（31）の
ケーシングチャッキング位置に対し上下何れ側で行って
も良い。

上記のように最下端ケーシング（１）と継ぎ足しケーシ
ング（22）とを接続したならば、継ぎ足しケーシング
（22）に於けるロッド（16）の上端の接続用雄嵌合部
（16a）に前記高圧流体圧送パイプ（33）を回転流体継
手（32）により接続し、再び高圧水を最下端ケーシング
（１）の下端のノズル（９）（10）から吐出させなが
ら、第６図に示すように最下端ケーシング（１）とこれ
に接続された継ぎ足しケーシング（22）とを、回転圧入
装置（25）により回転させながら圧入する。

このケーシング回転圧入作用を更に詳述すると、回転圧
入装置（25）により、各ケーシング（22）（１）を一体
的に回転掘削方向に回転させながら強制的に押し下げる
と、最下端ケーシング（１）のケーシングヘッド（２）
に於ける掘削用刃（８）が地盤を掘削し、この掘削され
た土壌が、各ケーシング（22）（１）の下降に伴って各
ケーシング本体（７）（19）の下端部の開口から内部に
相対的に進入することになるが、このとき斜め下方に開
口するノズル（10）から吐出される高圧水は、掘削用刃
（８）による地盤掘削を容易にし、斜め上方に開口する
ノズル（９）から吐出される高圧水は、ケーシング本体
（７）（19）内に進入した土壌内を上方へ勢い良く流通
することにより、各ケーシング本体（７）（19）内での
土壌の閉塞（土壌が硬く詰る現象）を解消する。

最下端ケーシング（１）と継ぎ足しケーシング（22）と
を所定深さまで圧入し終わったならば、上記の要領で順
次継ぎ足しケーシング（22）を必要本数継ぎ足しなが
ら、そして高圧流体圧送パイプ（33）による高圧入の圧
送を同様に行いながら、ケーシング全体を回転圧入装置
（25）により回転圧入する。このようにして第７図に示
すように所定深さまでケーシング（１）（22）を圧入し
終わったならば、第８図に示すように前記ケーシング
（１）（22）の全体を回転圧入装置（25）で逆回転させ
ながら引き上げる。このとき必要に応じて、前記高圧流
体圧送パイプ（33）によりノズル（９）（10）からセメ
ントモルタル等を吐出させることにより、基礎杭支持用
硬化地盤（34）を築造することも出来る。

又、ケーシング（１）（22）の全体を逆回転させながら
引き上げるとき、最上端の継ぎ足しケーシング（22）と
その直下の継ぎ足しケーシング（22）又は最下端ケーシ
ング（１）との連結を順次解いて、最上端の継ぎ足しケ
ーシング（22）から順次取り外すのであるが、この連結
解除作業を、取り外すべき最上端のケーシング（22）を
回転圧入装置（25）の装置本体（31）でチャッキングし
た状態で行うときは、連結解除により、下側に残るケー
シング（22）（１）が落下するのを防止しなければなら
ない。このため、例えば台船（23）又はガイド支柱（2
6）の下端部等の適当な箇所に前記回転圧入装置（25）
よりも下側に位置するケーシング（22）又は（１）を把
持するケーシング落下防止装置を併用することが出来
る。

上記のようにして各ケーシング（22）（１）を地盤中か
ら引き上げたならば、第９図に示すようにＨ型鋼やコン
クリートパイル等の基礎杭（36）を前記ケーシング
（１）（22）の引し上げ跡（35）に建て込み、その下端
を前記基礎杭支持用硬化地盤（34）で支持させることに
より、一連の基礎杭打設が完予する。尚、基礎杭（34）
の建て込みは、従来周知の適当な方法によって行うこと
が出来る。又、この基礎杭（36）の単位長さのものを順
次継ぎ足しながら建て込むことが出来る。

上記実施例では、下端に掘削用刃とノズルとを有する円
筒状ケーシングを長さ方向に分割して、順次継ぎ足しな
がら圧入するように構成したが、この場合、実施例に示
したような回転圧入装置（25）と組み合わせることによ
り、一般的な長尺リーダを備えた３点杭打ち機を使用す
ることが出来ないような作業場所、例えば河川での護岸
工事で杭打ち場所の上方に高架道路等の上空制限物が存
在するような作業場所、での鋼管杭打設工法として特に
効果がある。しかしながら、前記のような上空制限を伴
わない作業場所では、必要長さを備えた１本のケーシン
グ及び基礎杭を使用することも可能である。

又、ケーシングの下端に配設される高圧流体吐出ノズル
として、ケーシングから下向きに吐出するノズル（10）
の他に、ケーシング内に向かって上方に吐出する上向き
のノズル（９）を設けることによって、粘度の極めて高
い粘土質地盤であっても、ケーシング内でき土壌の閉塞
（詰まり）を防止するのに特に有効である。

（発明の効果） 本発明によれば、ケーシング（１）の下端に設けた掘削
用刃（８）と下向きのノズル（10）によって地盤を円滑
に掘削することができると共に、掘削された土壌の大半
は、ケーシング（１）の下降に伴ってケーシング（１）
内に相対的に進入することになるが、このとき上方に向
かって開口する上向きのノズル（９）から吐出される高
圧水は、ケーシング本体（７）内に進入した土壌内を上
方へ勢い良く流通することにより、粘度の高い粘土質土
壌であっても、ケーシング本体（７）内での土壌の閉塞
（土壌が硬く詰る現象）を解消し、円滑にケーシング
（１）を回転圧入させることができ、且つケーシング
（１）内の土壌を軟弱化乃至は流動化して、ケーシング
（１）引き抜き後の跡に基礎杭を容易に建て込むことが
できる。

従って、従来のアースオーガーを併用した工法等の従来
の工法で、粘度の高い粘土質土壌を掘削する場合のよう
にオーガースクリュー内に詰まった土壌を除去するため
に作業を度々中断しなければならないようなことはな
く、粘土質土壌であっても極めて能率的に基礎杭打設作
業を行うことが出来る。

しかもケーシング（１）は円筒状に形成されてその底部
が開口されているため、掘削用刃（８）による掘削時に
地盤の抵抗を受けることが殆どなく、掘削された土壌は
ケーシング（１）に抵抗なく進入し、これがために粘土
質土壌に限らず、硬軟質地盤の掘削作業を能率的に行う
ことができる。

また、ケーシング（１）内での土壌の閉塞（土壌が硬く
詰る現象）を解消し、ケーシング（１）引き抜き後の掘
削孔の内部の土壌を軟弱化乃至は流動化するための手段
として、ケーシング（１）の下端に上向きのノズル
（９）を設けるだけであるから、構成が極めて簡単で故
障等の発生の虞れがなく実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は最下端ケーシングを示す縦断側面図、第２図は
同要部の横断平面図、第３図は継ぎ足しケーシングを示
す縦断側面図、第４図は最下端ケーシングをセットした
杭打ち機を示す側面図、第５図〜第９図は基礎杭打設作
業の各行程を説明する側面図である。 （１）……最下端ケーシング、（２）……ケーシングヘ
ッド、（３）……接続ケーシング、（４）（16）……ロ
ッド、（4a）（16a）……接続用雄嵌合部、（16b）……
接続用雌嵌合部、（５）（６）（17）（18）……アー
ム、（７）（19）……ケーシング本体、（８）……掘削
用刃、（９）（10）……高圧流体吐出ノズル、（11）
（12）（15）……流路、（13）（14）……逆止弁、（2
0）……連結ピン、（21）……連結ピン着脱操作用窓、
（22）……継ぎ足しケーシング、（24）……杭打ち機、
（25）……回転圧入装置、（33）……高圧流体圧送パイ
プ、（36）……ケーシング引き上げ跡。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部にはスクリューを具備しないで下端が
   開口された円筒状ケーシングの下端に、地盤を掘削する
   掘削用刃と、地盤に向かって流体を吐出する下向き流体
   吐出ノズルと、ケーシング内部に向かって流体を吐出す
   る上向き流体吐出ノズルとを備え、この円筒状ケーシン
   グを杭打ち機の回転圧入装置に保持させ、前記各流体吐
   出ノズルから流体を地盤とケーシング内部とに向かって
   吐出させながら、前記回転圧入装置により前記ケーシン
   グを回転させながら圧入させ、所定深さまでケーシング
   を圧入されたならば、当該ケーシングを引き上げ、その
   ケーシング引き上げ跡に基礎杭を建て込むことを特徴と
   する基礎杭打設工法。