JPS5931313A

JPS5931313A - 円筒杭の施工法

Info

Publication number: JPS5931313A
Application number: JP14014582A
Authority: JP
Inventors: Yukio Matsumoto; 松元　幸男
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-09
Filing date: 1982-08-09
Publication date: 1984-02-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、中空部先端が開いた円筒杭に比較した場合
、先端支持力が顕著に大きな中空部先端を閉じた円筒杭
と同等な先端支持力を維持しながら、掘削土砂を抗中空
部に収容し得るようにし、杭の地中への貫入を容易にす
るよう改良された円筒状既成杭の施工法である。

円筒杭の中空部先端を先端板又は円すい形状くつで閉鎖
し、この杭を回転させ、先端板又はくつに固着させた掘
削刃で地盤を掘削し、この掘削土砂に粘着液体を注入す
るか、噴射水を作用させると、比較的小形の杭では多大
な困難を伴うことなく、杭を地中に掘進させ得る場合が
多い。しかしながら杭の外径が４５０ｍｍないし５００
ｍｍ以上になると、掘進する杭の体積に見合う掘削土砂
、特に圧縮性に乏しい掘削土砂を、杭の外周ルートを経
てだけ上昇排出させることはすこぶる困難となり、この
とき杭は掘進不能に陥る。

この発明の施工法は、小形の円筒杭に適用して特にその
掘進速度を速め、大形の杭に適用して、杭を数十メート
ル深層の支持層まで円滑に掘進させ得るものである。以
下に実施例に従ってこの発明の施工法を説明する。第１図及び第２図に示
された実施例Ｉの先端金具Ｓは次のように構成される。

先端板１の下面には掘削刃２が連結され、先端板１の上
面には縦方向に配置された２個の円弧状鉄板３が連結さ
れ、この２個の円弧状鉄板３、３間に、横方向に開いた
２個の土砂流入口４が形成される。先端板１の中央には
円環状の受金具５が突設され、受金具５にはその対称位
置に２個のはめ込み溝６がうがたれる。以上の先端金具
ＳはＰＣ杭Ｔ１の下端部の定着板７に互いの中心線を合
せて溶接連結される。符号８は定着板７に連結された補
強バンド、符号９は掘削刃２と直交して連結した先端板
１の補強板である。クローラクレーンを操作し、ＰＣ杭
Ｔ１を地上に直立させ、中心軸１０とＰＣ杭Ｔ１の中空
部１１に挿入するに際しては、中心軸１０の下端部に突
設した左右２個の翼板１２を、先端金具Ｓの受金具５に
設けたはめ込み溝６に正対させてはめ込む。こののち中
心軸１０を上部装置のモーターを作動して回転させると
、中心軸１０の回転力は受金具５に伝達し、先端金具Ｓ
及びＰＣ杭Ｔ１が回転し、地盤はＰＣ杭Ｔ１の外径より
大きい掘削刃２によって拡大掘削され、ＰＣ杭Ｔ１はそ
の自重及び他の外力を作用させることによって地中に掘
進する。地盤は拡大掘削されるので杭の外側にも外周ル
ートが造成され、杭の掘進に従って、原地盤に圧入され
ない分量の掘削土砂は、この外周ルート及び先端金具Ｓ
の土砂流入口４を経てＰＣ杭Ｔ１の中空部１１内に進入
する。以上の内外の掘削土砂には、中心軸１０を経て送
入されたカルボキシメチルセルロースを含む粘性液体が
中心軸１０に設けた放出孔１３から射出され、本来流動
性に乏しい砂質土でも粘性土と同様に流動し易くなり、
杭外周ルート及び杭中空部１１内の土砂の上昇が円滑に
行われ、特に中空部１１内の土砂は、中心軸１０に多数
突設したかくはん翼１４の作用によって栓ずまりするこ
となく、ＰＣ杭Ｔ１が深度数十メートルに至ってもその
掘進作業は渋滞なく行われる。以上の粘性液体による土
砂の上昇効果は、水の噴射の力に替えても同様な効果を
得ることができる。

支持層では、硬質地盤の掘削刃２に対する抵抗が増大す
るもので、その層で粘性液体の放出又は水の噴射を停止
すると掘進作業は急速に不可能となる。このことは杭先
が支持層に到達したことを示すので、杭頭部に装備した
モンケンによって杭に軽打を加え、少くとも掘削刃でゆ
るめた原地盤の支持力を復元させるか、周囲の条件によ
ってはモンケンの打撃による杭の支持力確認を行う。な
お地震時など支持層の土砂が流動して土砂入口４から先
端金具Ｓ内に進入し易い恐れがある土質の場合は、モン
ケンの作動に先だって、放出孔１３からセメント乳液又
はモルタルを射出し、先端金具Ｓ内の土砂をソイルセメ
ント化する操作を行う。

次に、第３図及び第４図に示された実施例ＩＩの先端金
具Ｓは次のように構成される。先端板１の下面には掘削
刃２が連結され、先端板１の上面には放射線状に配設し
た平鋼板１５が固着され、その上端に環状の接続板１６
が連結され、この接続板１６は実施例ＩのＰＣ杭Ｔ１の
定着板７に溶接されるものである。先端板１の中央には
外面に雄ねじ１７を設け、中心部に穴１８をうがった受
金具５が突設される。この受金具５に、中心軸１０の内
面に設けた雌ねじをねじ込み、中心軸１０と連結し、中
心軸１０の回転力が先端金具Ｓに伝達する。また先端板
１にも受金具５の穴１８に連通する穴１８がうがたれ、
この穴１８の下面周辺に１部を残して接着したゴム板１
９が装着され、中心軸１０から送入した液体はその圧力
によってゴム板１９の接着されない部分から噴き出すよ
う構成され、先端板１の下方の掘削土砂内に放出される
。実施例ＩＩの先端金具Ｓは、その土砂流入口４の流入
面積が広いので杭中空部１１への土砂の流入が特に容易
となる。

次に第５図及び第６図に示された実施例ＩＩＩの先端金
具Ｓは次のように構成される。土砂上昇口２０を設けた
先端板１の下面には掘削刃２が連結され、端面板１の上
面には、後述する鋼管杭の内径と同等の内径にした筒状
板２１が直立して固着され、この筒状板２１の側面に側
面に土砂流入口４がうがたれ、先端板１の中央には受金
具５が突設される。鋼管杭Ｔ２の下端部に筒状板２１を
溶接し、先端金具Ｓは鋼管杭Ｔ２に接続される。杭中空
部１１に挿入された中心軸１０は、その内径に係合する
受金具５にはめ込まれ、自由に回転できるようにして杭
中空部１１の中心に設置される。受金具５の上部の円す
い形部２２は中心軸１０を所要位置に誘導する案内体で
ある。中心軸１０には、その下端部に至るまでスクリュ
ーリフト２３が装着され、この中心軸１０は、上部の回
転装置によって、第７図の矢印に示すように鋼管ぐいＴ
２の回転方向とは逆の方向に回転するものである。杭の
設置位置の地盤は、鋼管杭Ｔ２の外径より直径の大きい
先端板と同等の幅をもつ掘削刃２で掘削され、この掘削
土砂は先端板１に設けた土砂上昇口２０を経て上昇し、
杭の外周ルート及び杭中空部１１を移行場所として力の
平衡に従って移行する。土砂流入口４を経て流入した土
砂は、鋼管杭Ｔ２と反対方向に回転するスクリューリフ
ト２３に乗り、杭中空部１１内を円滑に上昇し、やがて
地上に排出される。しかしながら鋼管杭Ｔ２が数十メー
トルの深度に至ると、スクリューリフト２３と土砂との
摩擦抵抗力が過大となり、土質によっては土砂の排出が
困難となり鋼管杭Ｔ２の掘進が停止する。このときは掘
進作業を停止のまま中心軸１０を抜上げ、地上でスクリ
ューリフト上の土砂を排土する。次いで中心軸１０を杭
中空部１１に挿入し、中心軸１０を受金具５にはめ込む
のであるが、中心軸１０の抜上げ時スクリューリフト２
３からこぼれ落ちた土砂が先端板１上に多少残っていて
も、中心軸１０の回転操作によってその残土はスクリュ
ーリフト２３上に乗る。こののち、掘進作業を続行し、
鋼管杭Ｔ２を支持層に到達させるのであるが、支持層で
の施工は実施例Ｉと同様に行う。先端金具Ｓ内と杭中空
部１１下端部には、コンクリート又はモルタルを送入し
てこの部分を強化する。この実施例の場合、鋼管杭Ｔ２
は面積の広い先端板１によって支持されるので、その先
端支持耐力が大きい。また実施例ＩＩＩの中心軸１０に
替えて、先端にスクリューリフト又はバケットなどを取
付けたテレスコピック・ケリーバ（伸縮軸）を杭中空部
に挿入し、杭中空部１１内に流入した土砂を、その都度
地上に排出する方法を用いてもよい。実施例ＩＩＩは液
体の射出を用いないドライ工法である。

次に実施例Ｉの応用例を、第７図及び第８図に示された
先端金具によって説明する。杭の外径が１メートル又は
１メートルを越える場合、この大形杭の下方の大容量の
掘削土砂を、杭と同等程度の直径にした先端板の外側に
押出し、こののち、この掘削土砂を土砂流入口を経て先
端金具及び杭中空部に収容するのは、先端板下方の掘削
土砂をすべて外側に向って横方向に移動させなければな
らない。これを強制するには多大な回転力と圧入力とを
要し、その施工は実際上誠に容易ではない。応用例の先
端板１の直径は、大形のＰＣ杭Ｔ２の直径の約７０％に
したもので、従って先端板１下方の掘削土量は全掘削土
量の約５０％に減量し、大形杭の施工性が顕著に向上す
る。すなわち、大形杭に適用するこの先端金具Ｓは、杭
の全面積より大幅に縮小した面積の先端板１の下面に掘
削刃２を連結し、先端板１の上面に円弧状鉄板３を取付
け、この円弧状鉄板３の上端に環状の接続板１６を連結
したもので、この接続板１６はＰＣ杭Ｔ１の定着板７に
溶接接続される。先端板１下方の地盤は先端板１に取付
けた掘削刃２で掘削され、外縁部の地盤は接続板１６と
円弧状鉄板３とに取付けた掘削刃２Ａで掘削され、これ
らの掘削土砂は後述する掘削刃の傾斜誘導力を受け、土
砂流入口４を経て杭中空部１１に容易に進入し、大形杭
の施工能率が高められる。杭中空部１１の土砂の処理及
び支持層での各種操作は実施例Ｉ又は実施例ＩＩＩと同
様に行う。次に、前述した掘削刃の傾斜構造による誘導
力について説明する。

すなわち、上段の掘削刃２Ａは第８図に示されるように
、先端金具ｓの回転方向を基準としてその先端部が取付
基部より前傾し、外縁部の掘削土砂を中心に向って押込
む働きをし、土砂の中心方向への流動を強制する力とな
り、また下段の掘削刃２の外側半部が、先端金具Ｓの回
転方向を基準として後傾している傾斜構造は、土砂の外
側への流動を強制するもので、以上の両者が掘削土砂を
所要の方向に誘導する力となる。

掘削刃２、２Ａは次第に後方又は前方へ湾曲させる形状
にしてよい。

なお、第７図は構造説明の便宜上掘削刃の前傾及び後傾
を省略した断面簡略図である。

以上述べた先端板１の面積を杭の全面積より大幅に縮小
した先端金具Ｓは、この発明の施工法に用いるだけでな
く、この先端金具Ｓを取付けた中心軸の作動によって杭
に先行して地盤を掘進し、杭を後続させる他の円筒杭施
工法、又は場所打コンクリート杭の先端支持体として用
いることができる。場所打コンクリート杭造成時には、
ケーシング又は大径剛強な中心軸を介し、支持層にある
先端金具Ｓに圧入力又はモンケンによる打撃力を作用さ
せ、これらの手段によって先端金具Ｓ下方の原地盤を締
固めると、従来慣用の場所打コンクリート杭に比較し、
この先端金具Ｓをもつ場所打コンクリート杭の先端支持
力が特に強大となる特殊効果が得られる。

以上この発明を図面に示す実施例に従って説明したが、
この施工法を実施するに要する地上装置のクレーン及び
回転作動装置並びに送水設備などは公用されているもの
であり、その説明及び図面は省略してある。なお、実施
例に示された先端板１及び先端板１の上部に縦方向に連
結された壁板すなわち円弧状鉄板３、平鋼板１５及び筒
状板２１は、リブなどを用いて自由に補強補号剛できる
もので、また各実施例に示された構造及び技術的手段は
、互に交換利用し得るものである。

以上のとおりこの発明は、先端金具の特殊構造によって
掘削土砂を杭中空部に収容し得るようにし、小形杭から
大形杭に至るすべての円筒杭の地中掘進を円滑し、杭の
施工速度を速めるとともに、この先端金具の構成によっ
て杭の中空部先端を実用的に締切り、杭の先端支持力を
増大させ、更に杭と先端金具との一帯接続によって、地
震時の上下動及び水平動に際しても先端金具と杭とが遊
離したりずれ動くことがなく、先端金具の先端支持機能
が確実且つ長年月にわたって維持されているなど、この
発明は有用であるとともに有益な円筒杭の無公害施工法
である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図はＰＣ杭
の下端部付近の位置部縦断面図、第２図は第１図の先端
金具のＡ−Ａ線に沿った横断面図、第３図は先端金具の
縦断面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ線に沿った横断面図
、第５図は鋼管杭の下端部付近を示す位置部縦断面図、
第６図は第５図のＣ−Ｃ線に沿った先端金具の横断面図
、第７図は大形杭に用いる先端金具とＰＣ杭の下端部を
示す縦断面概要図、第８図は大形杭に用いる先端金具の
下面図である。図面中、符号Ｓ・・・先端金具、Ｔ１・・・ＰＣ杭、Ｔ
２・・・鋼管杭、１・・・先端板、２及び２Ａ・・・掘
削刃、３・・・弧状鉄板、４・・・土砂流入口、７・・
・ＰＣ杭の定着板、９・・・先端板の補剛板、１０・・
・中心軸、１１・・・杭の中空部、１３・・・流動体の
放出孔、１５・・・平鋼板、１６・・・接続板、２１・
・・筒状板。特許出願人　松元　幸男

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下面に掘削刃を取付け、上部に縦方向の壁板を連
結した先端板の上方に横方向に開いた土砂流入口を設け
た先端金具を杭の下端部に固着し、この杭を回転させ、
掘削刃で掘削した土砂を土砂流入口を経て杭の中空部に
収容し得るようにし、杭を地中に掘進させることを特徴
とする円筒杭の施工法。
（２）下面に掘削刃を取付け、上部に縦方向の壁板を連
結した先端板の上方に横方向に開いた土砂流入口を設け
た先端金具を杭の下端部に固着し、特許請求の範囲（１
）に記載された施工法を実施できるようにした円筒杭。