JPH11256574A - 反力用アンカー及び構造物の圧入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤から反力を取って杭等を圧入するための
反力用アンカーの引抜抵抗力を高める。 【解決手段】 反力用アンカー１は、二つの分割体２，
２からなる円筒状の筒体３と、この筒体３の外周に螺旋
状に形成されたスクリュー４とを有する。また、反力用
アンカー１は、筒体３を拡径可能に支持する支持部５
と、筒体３を拡径させるシリンダ装置６…と、拡径した
際に生じる隙間を塞ぐ遮蔽板とを有する。そして、反力
用アンカー１は、回転しながら圧入することにより、ス
クリュー４により容易に地盤に圧入することができる。
そして、この状態で筒体３の各分割体を互いに離間する
ように移動して筒体３を拡径することにより、引抜抵抗
力を高めることができる。そして、反力用アンカー１を
杭圧入装置に接続することにより、反力用アンカー１か
ら反力を取って杭を圧入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、杭等の構造物を地
盤に圧入する際などに反力を取るための反力用アンカー
と、該反力用アンカーを用いた構造物の圧入工法とに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に杭を地盤に打ち込む方法として
は、打撃工法、振動工法、圧入工法、埋込工法が知られ
ている。上記打撃工法や振動工法では、確実で強い支持
力を得ることができるが、振動や騒音の低減に限界があ
る。一方、埋込工法においては、支持力を得るために、
最終的に打撃を行ったり、セメントミルク等を注入した
りする必要があるとともに、これらを行っても打撃工法
に比較して支持力が劣り、さらに、掘削により排土が生
じるので排土を処理する必要がある。それに対して、杭
を圧入する圧入工法においては、騒音や振動の発生がほ
とんど無いとともに、セメントミルク等を注入しなくと
も、高い支持力を得ることができ、かつ、排土も発生し
ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、杭を圧入す
る場合には、例えば、杭圧入装置の自重から反力を取っ
て杭を圧入することになるが、杭の圧入には大きな力が
必要であり、自重だけから反力を取るには限界がある。
そこで、杭圧入装置においては、アンカーを地盤に打ち
込み、自重とアンカーとから反力を取る場合がある。そ
して、杭を圧入する際に、反力を取るためのアンカー
は、その施工を簡便なものとした場合に、たとえば、杭
状のものが考えられる。そして、杭状のアンカーは、そ
の引抜抵抗力が大きい必要があり、杭状のアンカーは圧
入もしくは打撃により地盤に打ち込むことが好ましい。
さらに、大きな反力を得ようとした場合には、アンカー
を太くしたり、アンカーの地盤への打ち込みを深くした
りする必要が生じることになり、このようにした場合に
は、杭を打ち込む場合と同様の問題が生じてしまう。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、引抜抵抗力を大きくすることができ、かつ、地
盤に容易に打ち込むことができる反力用アンカー及び該
反力用アンカーを用いた構造物の圧入工法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、杭等の構造物を地盤に圧入するに際して、構造物を
圧入する際の反力を取るために地盤に打ち込まれる反力
用アンカーであって、本体が円筒状の筒体とされ、該筒
体が拡径可能なものとなっていることを特徴とする反力
用アンカーである。上記構成によれば、筒体を拡径させ
て、筒体の外面を地盤の土砂に押し付けることにより、
大きな引抜抵抗力を得ることができる。この反力用アン
カーは、上述のように大きな引抜抵抗力を得ることがで
きることから、筒体を浅く打ち込んでも十分な反力を得
ることができ、筒体の打ち込みを省力化することができ
るとともに、小型化が可能であり、挟所や高架の下など
のように高さが制限される場所などでも容易に使用する
ことができる。

【０００６】請求項２記載の本発明は、上記筒体の外周
面には、筒体の上端部から下端部に向かって周方向に沿
った螺旋状のスクリューが形成されていることを特徴と
する請求項１記載の反力用アンカーである。上記構成に
よれば、請求項１記載の構成と同様の効果を奏すること
ができるとともに、筒体をその周方向に沿って回転させ
ることによりアンカーの外周面に形成されたスクリュー
によって筒体を下に押し込む力が生じることになり、反
力用アンカーを容易に地盤に打ち込むことが可能となる
とともに、筒体の外周に形成されたスクリューにより大
きな引抜抵抗力を得ることができる。

【０００７】請求項３記載の本発明は、上記筒体が、そ
の軸線に沿って切断された複数の分割体からなり、これ
ら分割体が筒状に互いに接合した状態から、上記筒体の
軸心から外側に向かう方向に移動可能とされるととも
に、これら分割体を上記筒体の軸心から外側に向かう方
向に移動させる駆動手段を備え、該駆動手段により分割
体を移動させることにより上記筒体が拡径可能とされて
いることを特徴とする請求項１または２記載の反力用ア
ンカーである。上記構成によれば、上記請求項１または
２記載の構成と同様の効果を奏することができるととも
に、筒体の全体を拡径して大きな引抜抵抗力を得ること
ができる。

【０００８】請求項４記載の本発明は、上記筒体が、そ
の軸心に沿って切断された複数の分割体からなり、これ
ら分割体がそれらの上端部でそれぞれ回動可能に支持さ
れて、これら分割体が筒状となった状態から、下端部側
を外側に開いた状態に移動可能とされるとともに、これ
ら分割体を筒状の状態から下端部側が外側に開いた状態
に移動させる回動駆動手段を備え、該回動駆動手段によ
り分割体を回動移動させることにより上記筒体が拡径可
能とされていることを特徴とする請求項１または２記載
の反力用アンカーである。上記構成によれば、上記請求
項１または２記載の構成と同様の効果を奏することがで
きるとともに、筒体の下方にいくほど径が大きくなるよ
うに拡径することができるので、各分割体を平行移動し
た場合よりも少ない力で大きな引抜抵抗力を得ることが
できる。

【０００９】請求項５記載の本発明は、上記筒体の各分
割体を移動させて、上記筒体を拡径した場合に、各分割
体同士の間に生じる隙間を塞ぐ遮蔽部材が備えられてい
ることを特徴とする請求項３または４記載の反力用アン
カーである。上記構成によれば、上記請求項３または４
記載の構成と同様の効果を奏することができるととも
に、筒体を拡径した際に、遮蔽部材により筒体内部に筒
体周囲の土砂が入り込むのを防止することにより、筒体
周囲の土砂が崩れるのを防止して、大きな引抜抵抗力を
確保することができる。

【００１０】請求項６記載の本発明は、上記請求項１か
ら５のいずれか一つに記載の反力用アンカーを用いて杭
等の構造物を地盤に圧入する構造物の圧入工法であっ
て、上記反力用アンカーを地盤に打ち込むアンカー打込
み工程と、次いで、地盤に打ち込まれた反力用アンカー
を拡径するアンカー拡径工程と、該反力用アンカーから
反力を取った状態で構造物を地盤に圧入する構造物圧入
工程とを備えていることを特徴とする構造物の圧入工法
である。上記構成によれば、上記請求項１から５のいず
れか一つに記載の構成と同様の効果を奏することができ
る。

【００１１】請求項７記載の本発明は、上記アンカー打
込み工程において、上記反力用アンカーの上記筒体内か
ら地盤を掘削するとともに、上記反力用アンカーを地盤
に打込むことを特徴とする請求項６記載の構造物の圧入
工法である。上記構成によれば、筒体を圧入する際に、
筒体の中から筒体の下方の地盤を掘削することにより、
筒体の下側に筒体を押し込むための空間を形成すること
ができるので、筒体の打込みを容易なものとすることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の第
一例の反力用アンカー及び該反力用アンカーを用いた構
造物の圧入工法を図面を参照して説明する。図１から図
４は、第一例の反力用アンカー１を示すものである。図
１から図４に示すように、第一例の反力用アンカー１
は、二つの分割体２，２からなる円筒状の筒体３と、該
筒体３の下端部から上端部に向かって筒体３の外周に沿
って螺旋状に形成されたスクリュー４と、筒体３を拡径
可能に支持する支持部５と、筒体３を拡径させる駆動手
段となるシリンダ装置６…と、筒体３を拡径した際に生
じる隙間を遮蔽する遮蔽板７、７（図４に図示）とを備
えたものである。

【００１３】上記分割体２，２は、それぞれ平面視して
半円状である。これら分割体２、２からなる筒体３は、
半円状の分割体２、２を合わせることにより、円筒状と
なるとともに、各分割体２，２を筒体３の軸心から外側
に向かって平行移動させることにより拡径できる。ま
た、上記分割体２，２の上端部の左右側縁部には、それ
ぞれ、支持部５の後述するガイドプレート５ｂの長孔５
ｃに挿入されて、分割体２，２を長孔５ｃに沿って移動
可能とする接合ピン部材２ａ、２ａが設けられている。
上記接合ピン部材２ａ、２ａは、ガイドプレート５ｂに
形成された長孔５ｃに挿入されるピンとピンの抜け止部
材等からなる。

【００１４】上記スクリュー４は、筒体３の外周面に設
けられることで、各分割体２、２の外周面に形成された
状態となっており、各分割体２、２が離れるように移動
した場合に、スクリュー４も分割される。また、分割体
２，２が合わされて筒状となった際には、分割されたス
クリュー４が一本に繋がる。なお、スクリュー４は、二
本以上であっても良い。上記支持部５は、反力用アンカ
ー１を回転させながら圧入する圧入装置に接続される円
筒部５ａと、筒体３の分割体２，２を上述のように平行
移動可能に支持するガイドプレート５ｂ、５ｂとを備え
たものである。また、支持部５は、その中央部に筒体３
内部と連通する開口を有する。

【００１５】なお、上述の圧入装置としては、例えば、
通常の掘削ドリルやアースオーガ等を回転させながら昇
降させる周知の掘削装置を用いることができ、例えば、
反力用アンカー１を回転駆動させる駆動装置と、該駆動
装置をリーダに沿って昇降させる昇降装置とを有するも
のを用いることができる。また、上記圧入装置において
は、反力用アンカー１を圧入する際に筒体３の内部を掘
削ドリル等で中掘りできることが好ましく、反力用アン
カー１を回転駆動させる駆動装置が、反力用アンカー１
の筒体３の上部開口を塞がないことが好ましい。また、
圧入装置においては、上記駆動装置をリーダに沿って上
下に昇降させる構成とせずに、上記駆動装置を直接重機
等のアームに接続して、アームにより駆動装置及び反力
用アンカー１を上下に昇降させるようにしても良い。

【００１６】上記ガイドプレート５ｂ、５ｂは、支持部
５の左右にそれぞれ配置されている。そして、ガイドプ
レート５ｂ、５ｂには、二つの分割体２，２に対応して
その左右に二つの水平方向に沿って長い長孔５ｃ、５ｃ
が形成されている。そして、左右のガイドプレート５
ｂ、５ｂの長孔５ｃ、５ｃには、それぞれ分割体２，２
の接合ピン部材２ａ、２ａが取り付けられ、長孔５ｃ、
５ｃに沿って分割体２，２を合わせた状態から互いに離
間した状態に移動可能としている。上記シリンダ装置６
…は、例えば、油圧シリンダであり、その両端部がそれ
ぞれ異なる分割体に接合された状態でほぼ水平に配置さ
れている。そして、シリンダ装置６…を伸縮させること
により、上述のように支持部５のガイドプレート５ｂ、
５ｂにより平行移動可能に支持された二つの分割体２，
２を平行移動できる。上記遮蔽部材７，７は、二つの分
割体２，２のそれぞれの左右側縁部において、一方の分
割体２から他方の分割体２に向かって延出した板状のも
のである。そして、図４に示すように二つの分割体２，
２が互いに離間した状態でも、一方の分割体２から延出
する遮蔽部材７と、他方の分割体２から延出する遮蔽部
材７とが一部重なった状態となっている。これにより、
分割体２，２を互いに離間させて筒体３を拡径した状態
としても、互いに離間した分割体２，２の隙間から土砂
が筒体３内に入り込むのを防止できる。

【００１７】次に、上述の反力用アンカー１を用いた構
造物の圧入工法を説明する。まず、反力用アンカー１を
上述のような圧入装置に接続する。また、この際に反力
用アンカー１の各シリンダ装置６…を収縮させ、各分割
体２，２を合わせて筒体３を円筒状とする。そして、こ
の状態で、反力用アンカー１を回転させながら降下さ
せ、反力用アンカー１を地盤に圧入する。この際には、
反力用アンカー１の下端部が地盤に僅かに押込まれた段
階でスクリュー４により反力用アンカー１の回転力が反
力用アンカー１を下方に引き込む力に変換され、反力用
アンカー１を比較的小さな力で地盤に圧入できる。ま
た、地盤が堅い場合には、掘削ドリル等で、反力用アン
カー１の筒体３の内部から反力用アンカー１より僅かに
先行させて地盤を掘削することで、反力用アンカー１を
容易に圧入できる。

【００１８】なお、反力用アンカー１の内部を中掘りす
る場合には、例えば、円筒状のケーシング付きのドリル
を用いるものとしても良く、ケーシング付きのドリルを
用いることにより、ケーシングとドリルとの間に礫等を
挟んで破砕することが可能となり、礫を多く含む地盤に
も反力用アンカー１を圧入できる。次いで、反力用アン
カー１を地盤にある程度の深さで圧入した後に、シリン
ダ装置６…を伸長させることで、各分割体２，２を互い
に離間する方向に移動させて、各分割体２，２が土砂を
外側に向かって押圧した状態とする。この際には、分割
体２，２同士の間に隙間が生じることになるが、この隙
間を遮蔽板７，７が塞いだ状態とするので、この隙間か
ら土砂が反力用アンカー１の内部に入り込むことがな
い。従って、反力用アンカー１の内部で地盤を中掘りし
た場合でも、反力用アンカー１内に多くの土砂が入り込
んで、反力用アンカー１の周囲の土砂が崩れた状態とな
って、反力用アンカー１の引抜抵抗力が低下するのを防
止できる。

【００１９】次いで、周知の杭圧入装置を反力用アンカ
ー１に接続し、反力用アンカー１から反力を取った状態
で杭を圧入する。この際に、反力用アンカー１には、そ
の外周に設けられたスクリュー４により強い引抜抵抗力
が生じるとともに、筒体３の拡径により各分割体２，２
の外面が土砂に押し付けられた状態となって、さらに強
い引抜抵抗力が生じる。そして、杭の圧入が終了した後
には、反力用アンカー１のシリンダ装置６，６を収縮し
て、分割体２，２からなる筒体３を縮径して元の円筒状
とすることにより、反力用アンカー１の引抜抵抗力を弱
められ、かつ、反力用アンカー１を回転させることによ
りスクリュー４の作用によって反力用アンカー１を上方
に押し上げられるので、容易に反力用アンカー１を引き
抜くことができる。従って、引き抜き作業を省力化でき
る。

【００２０】なお、杭を地盤に打ち込む際には、杭を反
力用アンカー１の外側に圧入するものとしても良いし、
反力用アンカー１の内側に圧入するようにしても良い。
反力用アンカー１の外側に杭を打ち込むものとした場合
には、反力用アンカー１に回転モーメントが作用し、か
つ、反力用アンカー１の周囲の土砂を杭が崩して引抜抵
抗力を下げる可能性があるが、杭を反力用アンカー１の
内側に打ち込むものとすれば、これらを防止することが
できる。また、上述のように反力用アンカー１は、大き
な引抜抵抗力を有するので、その圧入深さを浅くしても
必要な引抜抵抗力を得られることになり、反力用アンカ
ー１の圧入の省力化を図れる。また、反力用アンカー１
が大きな引抜抵抗力を有することにより、反力用アンカ
ー１の小型化を図り、挟所や高さ制限がある場所でも使
用可能とすることができる。

【００２１】次に、本発明の実施の形態の第二例の反力
用アンカーを説明する。図５から図８は、第二例の反力
用アンカー１０を示すものであり、図５から図８に示す
ように、第二例の反力用アンカー１０は、その一部の構
造を除いて第一例の反力用アンカー１とほぼ同様の構成
を有するものであり、同様の構成要素には、同一の符号
を付してその説明を省略する。

【００２２】以下に、第二例の反力用アンカー１０の第
一例の反力用アンカー１と異なる部分について説明す
る。図５から図８に示すように、第二例の反力用アンカ
ー１０においては、その支持部５の左右にそれぞれ第一
例のガイドプレート５ｂ、５ｂに代えて軸受け部材５
ｄ、５ｄが設けられている。該軸受け部材５ｄ、５ｄに
は、左右に二つの軸受け用の貫通孔（図示略）が形成さ
れ、二つの分割体２，２に設けられた回転軸部材２ｂ、
２ｂの図示しないピンが上記貫通孔に挿入されてピン接
合される。そして、軸受け部材５ｄ、５ｄは、基本的に
第一例のガイドプレート５ｂの長孔５ｃを円形の孔に代
えて、孔内に挿入されたピンがスライド移動できないよ
うにし、回転移動だけを可能としたものである。

【００２３】また、第二例の分割体２，２の回転軸部材
２ｂ、２ｂは、基本的に、第一例の分割体２，２の接合
ピン部材２ａ、２ａとほぼ同じ配置位置と構成とを有す
るものであり、上述のように軸受け部材５ｄ、５ｄが、
第一例のガイドプレート５ｂ、５ｂの長孔５ｃ、５ｃに
代えて円形の孔を設けていることで、第一例の分割体
２，２のスライド移動に代えて、分割体２，２の上端部
を支持部５に回動自在に軸支するものである。従って、
第二例の反力用アンカー１においては、支持部５に対し
て筒体３の分割体２，２が互いに合わさって円筒状とな
った状態から、分割体の下端部が互いに離れるように僅
かに開いた状態に回動移動するようになっている。そし
て、支持部５と分割体２，２との上端部とは、軸受け部
材５ｄ、５ｄの部分を除く部分が、分割体２，２の回動
移動を妨げないように僅かに離れた状態となっている。

【００２４】また、遮蔽板７，７は、基本的に第一例と
同様のものであり、分割体２，２同士が回動移動して互
いに開いた場合に、分割体２，２間に生じた隙間を塞ぐ
ようになっている。また、シリンダ装置６…（回動駆動
手段）は、その配置位置が下方によった状態となってい
るとともに、第一例において上下に並んだ各シリンダ装
置６…の伸縮量が全てほぼ同じにされていたのに対し
て、第二例では、上下に並んだ各シリンダ装置６…にお
いて、上に配置されたシリンダ装置６…が、下に配置さ
れたシリンダ装置より伸縮量が小さくなっている。すな
わち、分割体２，２を回動移動して互いの間隔を広げた
際に、下の方が分割体２，２同士の離間距離が長くなる
のに対応して、シリンダ装置６…の伸縮量が決められて
いる。

【００２５】そして、上記第二例の反力用アンカー１０
を用いた構造物の圧入工法は、反力用アンカー１０を拡
径する際に、分割体２，２を回動移動させて、筒体３の
下部側を開くようにする以外は、基本的に第一例と同様
に行われるものであり、その説明を省略する。そして、
第二例の反力用アンカー１０及び構造物の圧入工法は、
第一例の場合と同様の作用効果を奏するとともに、第二
例の反力用アンカー１０は、各分割体２，２が上端部で
軸支されて、下端部側が開くように拡径するので、筒体
３が拡径した際に、地盤に対して抜け止となる形状を有
することになる。従って、筒体３を拡径した際に、分割
体２，２を地盤の土砂に押し付けることにより引抜抵抗
力が大きくなるとともに、その筒体を拡径した際の円錐
状の形状により引抜抵抗力を大きくすることが可能とな
っている。従って、分割体を拡径させる際の駆動力を小
さくしても、大きな引抜応力を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の反力用アンカー及び構造物の圧
入工法によれば、反力用アンカーを地盤に打ち込んだ際
に大きな反力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第一例の反力用アンカー
を示す側面図である。

【図２】上記第一例の拡径した状態の反力用アンカーを
示す側面図である。

【図３】上記第一例の反力用アンカーを示す平面図であ
る。

【図４】上記第一例の拡径した状態の反力用アンカーを
示す水平断面図である。

【図５】本発明の実施の形態の第二例の反力用アンカー
を示す側面図である。

【図６】上記第二例の拡径した状態の反力用アンカーを
示す側面図である。

【図７】上記第二例の反力用アンカーを示す水平断面図
である。

【符号の説明】

１ 反力用アンカー ２ 分割体 ３ 筒体 ４ スクリュー ５ 支持部 ６ シリンダ装置 ７ 遮蔽部材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 杭等の構造物を地盤に圧入するに際し
   て、構造物を圧入する際の反力を取るために地盤に打ち
   込まれる反力用アンカーであって、 円筒状の筒体とされ、該筒体が拡径可能なものとなって
   いることを特徴とする反力用アンカー。
2. 【請求項２】 上記筒体の外周面には、筒体の上端部か
   ら下端部に向かって周方向に沿った螺旋状のスクリュー
   が形成されていることを特徴とする請求項１記載の反力
   用アンカー。
3. 【請求項３】 上記筒体が、その軸線に沿って切断され
   た複数の分割体からなり、 これら分割体が筒状に互いに接合した状態から、上記筒
   体の軸心から外側に向かう方向に移動可能とされるとと
   もに、これら分割体を上記筒体の軸心から外側に向かう
   方向に移動させる駆動手段を備え、該駆動手段により分
   割体を移動させることにより上記筒体が拡径可能とされ
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の反力用
   アンカー。
4. 【請求項４】 上記筒体が、その軸心に沿って切断され
   た複数の分割体からなり、 これら分割体がそれらの上端部でそれぞれ回動可能に支
   持されて、これら分割体が筒状となった状態から、下端
   部側を外側に開いた状態に移動可能とされるとともに、
   これら分割体を筒状の状態から下端部側が外側に開いた
   状態に移動させる回動駆動手段を備え、該回動駆動手段
   により分割体を回動移動させることにより上記筒体が拡
   径可能とされていることを特徴とする請求項１または２
   記載の反力用アンカー。
5. 【請求項５】 上記筒体の各分割体を移動させて、上記
   筒体を拡径した場合に、各分割体同士の間に生じる隙間
   を塞ぐ遮蔽部材が備えられていることを特徴とする請求
   項３または４記載の反力用アンカー。
6. 【請求項６】 上記請求項１から５のいずれか一つに記
   載の反力用アンカーを用いて杭等の構造物を地盤に圧入
   する構造物の圧入工法であって、 上記反力用アンカーを地盤に打ち込むアンカー打込み工
   程と、 次いで地盤に打ち込まれた反力用アンカーを拡径するア
   ンカー拡径工程と、 該反力用アンカーから反力を取った状態で構造物を地盤
   に圧入する構造物圧入工程とを備えていることを特徴と
   する構造物の圧入工法。
7. 【請求項７】 上記アンカー打込み工程において、上記
   反力用アンカーの上記筒体内から地盤を掘削するととも
   に、上記反力用アンカーを地盤に打ち込むことを特徴と
   する請求項６記載の構造物の圧入工法。