JPH10237865A - ケーシングの建込工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費エネルギーの低減を図り、振動や騒音の
問題を解消し、排泥処理費用の低減を図り、容易にケー
シングの根固めをできるようにする。 【構成】 ケーシング１の中央部に噴射管２を設け、噴
射管２の上部に組み付けたスイベル３から安定液Ｗとエ
アーＡを高圧で注入し、噴射管２の下部に組み付けた噴
射機構４から安定液ＷとエアーＡを連続的に噴射させ、
上記噴射管２を旋回駆動しながらケーシング１の自重で
一体に下降させることにより、噴射機構４から連続的に
噴射する安定液ＷとエアーＡの旋回噴流でその周囲の地
盤を切削するとともに、切削泥醤Ｈをケーシング１内を
通して地上へ排出し、その切削域Ｓにケーシング１を建
て込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に鋼管杭やＰ
Ｃ杭等のケーシングを建て込んで、強固な側壁により立
杭を構築し、あるいは強固な基礎杭を構築するためのケ
ーシングの建込工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のケーシングの建込工法として
は、従来より例えば図５に示す工法（以下「従来例１」
という）、あるいは図６に示す工法（以下「従来例２」
という）が知られている。ここで、図４は従来例１で用
いられるチュービング装置の概要図、図５（Ａ）〜
（Ｄ）は従来例１によるケーシングの建込工法の工程
図、図６（Ａ）（Ｂ）は従来例２によるケーシングの建
込工法の概要図である。

【０００３】まず、上記従来例１を図４及び図５に基づ
いて概説する。上記チュービング装置５０は、チャック
５１を構成するクサビ５２及びコーンリング５３と、上
記クサビ５２を着脱操作するチャックシリンダ５４と、
上記チャック５１を搭載する昇降フレーム５５と、上記
昇降フレーム５５に搭載され、コーンリング５３を介し
てケーシング１を旋回駆動する油圧モータ５６と、上記
昇降フレーム５５を昇降駆動する４つの昇降シリンダ５
７と、上記昇降シリンダ５７を搭載する基台５８と、上
記基台５８を水平に支持する水平ジャッキ５９とから構
成されている。以下、この従来例１によるケーシングの
建込工法について説明する。

【０００４】据付工程〔図５（ａ）〕では、チュービン
グ装置５０を立込位置に据え付けて第１番目のケーシン
グ１を旋回させて挿入テストをする。なお、第１番目の
ケーシング１の下端には掘削用ビットが付設されてい
る。挿入工程〔図５（ｂ）〕では、地中の目標深さまで
ケーシング１を旋回しながら挿入する。排土工程〔図５
（ｃ）〕では、ハンマグラプ６０をケーシング１内に挿
入して内部の掘削土を地上に排出する。コンクリート打
設工程〔図５（ｃ）〕では、ケーシング１内に鉄筋カゴ
６１を挿入した後、コンクリート６２を打設し、その後
ケーシング１を旋回しつつ引き抜く。このようにして地
中に基礎杭を造成する。

【０００５】次に、従来例２によるケーシングの建込工
法を図６に基づいて説明する。この従来例２は、図６
（Ａ）に示すように、ケーシング１の上端にバイブロハ
ンマ１０１を取り付け、ケーシング１内に複数のジェッ
トパイプ１０２を設け、各ジェットパイプ１０２にウォ
ータジェットポンプ１０３を接続し、ジェットパイプ１
０２の下端部の噴射ノズルよりウォータジェットを下向
きに噴射させながらバイブロハンマ１０１を稼働させて
上記ケーシング１を目標深さまで建て込む工法である。
なお、目標深度が深い場合にはケーシング１は溶接によ
り、また、ケーシング１内のジェットパイプ１０２はね
じ込みにより、それぞれ複数個継ぎ足して行く。そし
て、目標深さまでケーシング１の建て込みが終了したな
ら、バイブロハンマ１０１を取り外し、ケーシング１内
のジェットパイプ１０２を引き抜く。このようにして順
次ケーシングの建て込みを行い、地中に基礎杭あるいは
立杭を構築する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例１では、大
型のチュービング装置５０を用いてケーシングを建て込
むため、消費エネルギーも多くなるとともに、ハンマグ
ラプ６０をケーシング１内に挿入して内部の掘削土を地
上に排出するため、ケーシングの挿入及び排土に手間取
り、施工費用も高くつく。

【０００７】一方、上記従来例２においては、バイブロ
ハンマを用いることから振動や騒音が問題になり、市街
地周辺ではこの工法は採用し難い面がある。しかも、下
向きに噴射するウォータジェットで地盤を掘削するの
で、ケーシングが大きくなればそれだけ多くのジェット
パイプ及び噴射ノズルが必要となるため、これに伴って
消費エネルギーも増大する。

【０００８】さらに、従来例２におけるウォータジェッ
トポンプは、泥水中の粒子によりプランジャーやプラン
ジャーパッキンが直ちに消耗して使用不能に陥ることか
ら、ベントナイト泥水等の安定液を使用することはもと
より当該安定液を循環使用することもできないため、多
量の水を使用することとなり、ひいては多量の泥醤が生
ずるため、その排泥処理が高くつくという問題がある。

【０００９】しかも、従来例２による工法では、掘削に
水を使用するためケーシングの建て込みが終了した状態
では、図６（Ｂ）に示すように、ケーシング内に多量の
水と沈下した土砂とが分離した状態で残留する。このケ
ーシング内を例えば立杭として利用する場合には、上記
水と土砂を取り除いて根固めをする必要があるが、ケー
シングの根固め位置が地下水位よりも深い場合には水と
土砂を取り除くとボイリングが発生する。そこで別途打
設管を建て込んで硬化材を注入することになるが、沈下
した土砂が邪魔になるため、根固めをするのが容易でな
い。

【００１０】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、 消費エネルギーを少なくし、併せて施工費用の低減
をはかること、 市街地周辺でも採用できるように振動や騒音の問題
を解消すること、 排出される泥醤から安定液を分離して循環使用でき
るようにして、排泥処理費用を低減すること、 地下水位よりも深い場合においても容易にケーシン
グの根固めをできるようにすること、 を技術課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のように構成される。即ち、請求項１
に記載の発明は、ケーシング１の中央部に噴射管２を設
け、上記噴射管５の上部に組み付けたスイベル３から安
定液ＷとエアーＡを高圧で注入し、噴射管２の下部に組
み付けた噴射機構４から安定液ＷとエアーＡを連続的に
噴射させ、上記噴射管２を旋回駆動しながらケーシング
１の自重で一体に下降させることにより、上記噴射機構
４から連続的に噴射する安定液ＷとエアーＡの旋回噴流
でその周囲の地盤を切削するとともに、切削泥醤Ｈをケ
ーシング１内を通して地上へ排出し、その切削域Ｓにケ
ーシング１を建て込む、ことを特徴とするケーシングの
建込工法である。ここで安定液とは、たとえばベントナ
イト泥水、ポリマー安定液、泥水（清水の中に掘削粘土
・シルト分を含む）等を包括する概念である。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
したケーシングの建込工法において、ケーシング１の底
面を底板１ｂで封止し、上記ケーシング１内に排泥管８
を挿通し、上記排泥管８の下端開口８ｂを上記底板１ｂ
の下側に臨ませて切削泥醤Ｈを上記排泥管８を介して地
上へ排出し、その後硬化材Ｇを注入することにより、前
記切削域Ｓに建て込んだケーシング１の低部１ｄを根固
めする、ことを特徴とするケーシングの建込工法であ
る。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載したケーシングの建込工法において、地上
へ排出した前記切削泥醤Ｈをマッドスクリーン１０を介
して濾過し、上記安定液Ｗを循環使用する、ことを特徴
とするケーシングの建込工法である。ここで、マッドス
クリーン１０は、切削泥と安定液Ｗとが混ざり合った切
削泥醤Ｈから安定液Ｗを取り出すために切削泥醤Ｈから
細粒子の砂等を分離する手段を包括する概念である。

【００１４】

【発明の作用・効果】

（イ）請求項１に記載の発明では、噴射管２を旋回駆動
しながらケーシング１の自重で一体に下降させることに
より、噴射機構４から連続的に噴射する安定液Ｗとエア
ーＡの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、その切削域
Ｓにケーシング１を建て込むことから、大型のチュービ
ング装置を用いる必要がないので、消費エネルギーも少
なく、ケーシングの挿入が容易で、施工費用の低減を図
ることができる。

【００１５】（ロ）しかも、請求項１に記載の発明で
は、噴射機構４から連続的に噴射する安定液Ｗとエアー
Ａの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、その切削域Ｓ
にケーシング１を自重で下降させて建て込むことから、
従来例２のようにバイブロハンマを用いる必要がなく、
振動や騒音が問題になることもないので、市街地周辺で
も本発明によるケーシングの建込み工法を採用し得る。

【００１６】（ハ）請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載したケーシングの建込み工法において、上記ケ
ーシング１の底面を底板１ｂで封止し、上記ケーシング
１内に排泥管８を挿通し、上記排泥管８の下端開口８ｂ
を上記底板１ｂの下側に臨ませ、切削泥醤Ｈを上記排泥
管８を介して地上へ排出し、その後硬化材Ｇを注入する
ことにより、前記切削域Ｓに建て込んだケーシング１の
低部１ｄを根固めすることから、地下水位よりも深い場
合においてもボイリングの影響もなく、容易にケーシン
グの根固めをすることができる。

【００１７】（ニ）請求項３に記載の発明では、請求項
１又は請求項２に記載したケーシングの建込工法におい
て、地上へ排出した前記切削泥醤Ｈをマッドスクリーン
１０を介して濾過し、上記安定液Ｗを循環使用すること
から、安定液Ｗの使用量が少なく、発生する泥醤の量も
少なくなり、ひいては、その排泥処理費用を低減するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいてさらに詳しく説明する。図１（Ａ）は図２中の
掘削・建込工程（ｂ）の取り出し図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）中のケーシングの上部の平面図、図１（Ｃ）は図
１（Ａ）中の軸支部Ｃの拡大図、図２は本発明の第１の
実施形態に係るケーシングの建込手順を例示する工程図
である。本発明に係るケーシングの建込装置は、噴射管
２と、この噴射管２を保持する油圧チャック５と、油圧
チャック５を解して噴射管２を旋回させる油圧モータ６
と、安定液Ｗの供給装置７と、図示しない高圧エアー供
給装置及び硬化材供給装置と、切削泥醤Ｈを地上へ排出
する排泥管８と、排泥用ポンプ９と、マッドスクリーン
１０と、安定液Ｗ用の泥水タンク１１とを備える。な
お、この実施形態では、安定液Ｗとしてベントナイト泥
水が用いられる。

【００１９】この実施形態は、目標深度が比較的深い場
合に適用され、上記ケーシング１は直径が略１５００〜
３０００ｍｍで、その底面が底板１ｂで封止されてい
る。これは地中に当該ケーシング１を建て込んだ後には
主に立杭として用いられるため、ケーシング１内に切削
泥醤Ｈが侵入するのを防止するためである。また、上記
噴射管２は上記底板１ｂを貫通する状態でケーシング１
の中央部に旋回可能に設けられ、図１（Ｃ）に示すよう
に、底板１ｂの軸支部Ｃはゴムパッキン１ｃで封止され
ている。そしてこの噴射管２は上部に組み付けたスイベ
ル３から安定液ＷとエアーＡを高圧で注入し、噴射管２
の下部に組み付けた噴射機構４から安定液ＷとエアーＡ
を水平に連続的に噴射させるとともに、安定液Ｗを垂直
に噴射させるように構成されている。

【００２０】上記油圧チャック５と油圧モータ６は、ケ
ーシング１の上端面に固設されたベース１ａ上に設けら
れ、油圧チャック５で保持した噴射管２を旋回させるよ
うに構成されている。また、上記排泥用ポンプ９を接続
した排泥管８はケーシング１内に挿通されており、この
排泥管８の下端開口８ｂは上記底板１ｂの下側に臨ま
せ、切削泥醤Ｈを排泥管８を介して地上へ排出するよう
に構成されている。そして地上へ排出された切削泥醤Ｈ
はマッドスクリーン１０を介して濾過され、上記安定液
Ｗを循環使用するように構成されている。以下、この第
１の実施形態に係るケーシングの建込手順を図２（ａ）
〜（ｄ）に基づいて説明する。

【００２１】Ａ．据付工程〔図２（ａ）参照〕 本工程では、ケーシング１の上端部にベース１ａを固設
し、このベース１ａを介して噴射管２と排泥管８を組み
付けるとともに、上記噴射管２に油圧チャック５と油圧
モータ６とを組み付け、ケーシング１をクレーンのフッ
ク１５で吊持して建込位置に据え付ける。そして据え付
け後、前記スイベル３から安定液ＷとエアーＡを高圧で
注入し、噴射管２の下部に組み付けた噴射機構４から水
平方向に安定液ＷとエアーＡを連続的に噴射させるとと
もに、安定液Ｗを垂直に噴射させて噴射テストをする。

【００２２】ちなみに、噴射テスト時の安定液Ｗの噴射
圧力は200kg/cm²〜400kg/cm²で吐出量は60l/min〜300l/
min、エアーＡの噴射圧力は6kg/cm²〜11kg/cm²で吐出量
は1m ³/min〜5m³/minに設定され、噴射管２よりスムース
に安定液Ｗが噴射されているか否かをチェックする。こ
れにより、噴射テストが順調なら本格的に掘削・建込工
程へ移行する。

【００２３】Ｂ．掘削・建込工程〔図２（ｂ）参照〕 本工程では、噴射管２を旋回駆動しながら噴射機構４か
ら連続的に噴射する安定液ＷとエアーＡの旋回噴流でそ
の周囲の地盤を切削するとともに、切削泥醤Ｈを排泥管
８を介して地上へ排出しながら、ケーシング１を自重で
下降させることにより噴射管２と一体に下降させ、その
切削域Ｓにケーシング１を建て込んで行く。このとき地
上へ排出した前記切削泥醤Ｈをマッドスクリーン１０を
介して濾過し、安定液Ｗを循環使用する。

【００２４】これにより、従来例１のような大型のチュ
ービング装置を用いる必要がないので、消費エネルギー
も少なく、ケーシングの建て込みが容易で、施工費用の
低減を図ることができる。また、従来例２のようにバイ
ブロハンマを用いる必要がなく、振動や騒音が問題にな
らないので、市街地周辺でも本発明によるケーシングの
建込工法を採用することができる。しかも、全体として
安定液Ｗの使用量が少なく、発生する泥醤の量も少なく
なり、ひいては、その排泥処理費用を低減することがで
きる。

【００２５】なお、ケーシング１の単位長さが目標深度
に満たないときは、ケーシング１及び噴射管２をそれぞ
れ継ぎ足して行く。このとき地下水位ｈよりも建込み深
度が深くなると、底面が底板１ｂで封止されているケー
シング１に浮力が作用して建込みが困難になることか
ら、図１（Ａ）に示すように、ホース１２でケーシング
１内に水を入れてケーシング１に作用する浮力とケーシ
ング１内へ入れた水の重量とをバランスさせながらケー
シング１を建て込んで行く。

【００２６】Ｃ．根固め工程〔図２（ｃ）参照〕 ケーシング１を目標深度まで建込んだら、循環泥水を水
に切り替えて噴射管２内を洗い、排泥管８より水が地上
へ排出されることを確認してから、水をセメントミルク
等の硬化材Ｇに切り替え、上記噴射管２を介して硬化材
Ｇを注入し、切削域Ｓに建て込んだケーシング１の低部
１ｄを根固めする。これにより、硬化材Ｇの注入に際し
て土砂が邪魔になることもなく、地下水位よりも深い場
合においてもボイリングの影響を受けることなく、容易
にケーシングの根固めをすることができる。なお、上記
硬化材Ｇとして、セメントミルクの他に、セメントミル
クと硅酸ソーダとの混合物や、モルタル、あるいはその
他の急結材を使用することもできる。

【００２７】Ｄ．建込完結工程〔図２（ｄ）参照〕 ケーシング１の根固めが完了したら、ケーシング１内よ
り噴射管２と排泥管８を引き上げる。そしてケーシング
１内を集水杭や立杭として利用する場合には、根固め部
１６が硬化してからケーシング１内に図示しない水中ポ
ンプを建込んで排水する。基礎杭として利用する場合に
はケーシング１内に水を溜めた状態で終了することもあ
る。

【００２８】図３（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に
係るケーシングの建込工法の概要図である。この第２の
実施形態は、以下の点を除き上記第１の実施形態（図
１）と同様に構成されている。即ち、この第２の実施形
態は目標深度が比較的浅い場合に適用され、ケーシング
１の底面が解放状態で掘削・建込みが行われる。従っ
て、切削泥醤Ｈを排泥管８を介して地上へ排出しなが
ら、ケーシング１の自重でその切削域Ｓに当該ケーシン
グ１を建て込んで行くが、ケーシング１内には地下水位
ｈまで切削泥醤Ｈが残留することとなる。なお、噴射管
２の下部は軸支部Ｃによって回転自在に枢支されてい
る。

【００２９】ケーシング１を目標深度まで建込んだら噴
射管２を引き上げ、代わりにケーシング１内に図示しな
い打設管を建て込んで硬化材Ｇ（例えば生コン）を注入
し、ケーシング１の低部１ｄを根固めする。ケーシング
１内を集水杭や立杭として利用する場合には、根固め部
が硬化してからケーシング１内に残留している切削泥醤
Ｈを排泥管８を介して地上へ排出する。根固め部が硬化
しないうちに切削泥醤Ｈを取り除くとボイリングが生じ
るからである。

【００３０】図３（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に
係るケーシングの建込工法の概要図である。この第３の
実施形態は、以下の点を除き上記第２の実施形態〔図３
（Ａ）〕と同様に構成されている。即ち、この第３の実
施形態は基礎杭の構築に適用され、ケーシング１として
管径の小さいＰＣ管が用いられる。そして、ＰＣ管１の
底面が解放状態で掘削・建込みが行われ、切削泥醤Ｈを
ＰＣ管１を介して地上へ排出しながら、ＰＣ管１の自重
でその切削域Ｓに当該ＰＣ管を建て込んで行く。そして
この実施形態では、噴射管２を介して硬化材Ｇを注入
し、ケーシング１の低部１ｄを根固めする。その他の点
は上記第２の実施形態と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る図
２中の掘削・建込工程（ｂ）の取り出し図、図１（Ｂ）
は図１（Ａ）中のケーシングの上部平面図、図１（Ｃ）
は図１（Ａ）中の軸支部Ｃ部の拡大図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係るケーシング建込
手順を例示する工程図である。

【図３】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の第
２及び第３の実施形態に係るケーシングの建込工法の概
要図である。

【図４】従来例１に係るケーシングの建込装置の概要図
である。

【図５】従来例１に係るケーシングの建込手順を示す工
程図である。

【図６】図６（Ａ）は従来例２に係るケーシング建込工
法の概要図、図６（Ｂ）は従来例２に係るケーシングの
建込み完了状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…ケーシング、１ｂ…ケーシングの底板、２…噴射
管、３…スイベル、４…噴射機構、８…排泥管、８ｂ…
排泥管の下端開口、１０…マッドスクリーン、Ａ…エア
ー、Ｇ…硬化材、Ｈ…切削泥醤、Ｓ…切削域、Ｗ…安定
液。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（１）の中央部に噴射管
   （２）を設け、上記噴射管（２）の上部に組み付けたス
   イベル（３）から安定液（Ｗ）とエアー（Ａ）を高圧で
   注入し、噴射管（２）の下部に組み付けた噴射機構
   （４）から安定液（Ｗ）とエアー（Ａ）を連続的に噴射
   させ、上記噴射管（２）を旋回駆動しながらケーシング
   （１）の自重で下降させることにより、上記噴射機構
   （４）から連続的に噴射する安定液（Ｗ）とエアー
   （Ａ）の旋回噴流でその周囲の地盤を切削するととも
   に、切削泥醤（Ｈ）をケーシング（１）内を通して地上
   へ排出し、その切削域（Ｓ）にケーシング１を建て込
   む、ことを特徴とするケーシングの建込工法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載したケーシングの建込工
   法において、 上記ケーシング（１）の底面を底板（１ｂ）で封止し、
   上記ケーシング（１）内に排泥管（８）を設け、上記排
   泥管（８）の下端開口（８ｂ）を上記底板（１ｂ）の下
   側に臨ませて切削泥醤（Ｈ）を上記排泥管（８）を介し
   て地上へ排出し、その後硬化材（Ｇ）を注入することに
   より、前記切削域（Ｓ）に建て込んだケーシング（１）
   の低部（１ｄ）を根固めする、ことを特徴とするケーシ
   ングの建込み工法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載したケーシ
   ングの建込工法において、地上へ排出した前記切削泥醤
   （Ｈ）をマッドスクリーン（１０）を介して濾過し、上
   記安定液（Ｗ）を循環使用する、ことを特徴とするケー
   シングの建込工法。