JPS5931608B2 - ウォ−タジェット併用の杭打設工法用噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ウォータジェットを併用して杭を地盤中に打
設する杭打設工法に使用する噴射装置に関するものであ
る。

ウォータジェット併用の杭打設工法は、一般に、噴射装
置を送水管や送水ホースなどの送水部材の先端に取付け
ると共に、この送水部材を矢板杭や鋼管杭などの杭に噴
射装置が杭の先端に位置するように固定具等により固定
または着脱可能に取付け、かくして前記噴射装置からジ
ェット水を噴射させて杭と地盤との間に氷壁を形成しな
がら杭を地盤中に打設するものである。

このウォータジェット併用の杭打設工法は、杭と地盤と
の間に氷壁を形成して杭を無振動に近い状態で打設する
ことができると共に、杭と地盤との間の摩擦抵抗を軽減
して杭を速（かつ効率良く打設することができると言う
効果がある。

ところが、その反面かかるウォータジェット併用の杭打
設工法は、十分な支持力が得られないと言う欠点がある
。

すなわち、地盤は土質により多少の相違があるが必ず透
水性を有する。

従って、杭先端より噴射された水が杭の先端および周側
面に行き渡って地表面に湧き上るまでには、多大の量の
水を必要とする。

このために、杭の周辺の地盤がゆるみ、十分な支持力が
得られず、特に杭先端に配設された噴射装置が先端方向
（杭打膜方向）に向いているので、杭先端の最終根入部
（杭周側面における地盤の支持力より大きい支持力を必
要とする。

）における地盤がジェット水の噴射力により攪拌され、
上述の地盤のゆるみと併わせで支持力に悪影響をもたら
し、その結果十分な支持力が得られないのである。

そこで、ジェット水の如く杭と地盤との間の縁を切るこ
とができ、しかも杭の周囲の地盤をゆるませることのな
い流体、すなわち空気をジェット水と共に杭先端に導入
し、その空気が杭と地盤との間の縁を切り、従って少な
い水量のジェット水でもって杭と地盤との間に氷壁を形
成することができ、もって十分な支持力が得られると言
った杭打設工法が開発された。

この杭打設工法に使用される噴射装置として、実開昭５
４−１８１６０７号公報に記載のものが代表される。

この噴射装置は、杭の長さ方向に沿って添設するように
しだ長尺のウォータパイプの先端にノズルを取付けると
共に、前記ウォータパイプに沿ってエアー通路を設け、
このエアー通路の先端を前記ノズルの先端近くに開口さ
せ、前記ウォータパイプの基端をポンプ装置の吐出口に
連通して、前記ノズルから高圧水を噴射させ、この高圧
水に前記エアー通路からのエアーを混入させるごとく構
成したものである。

ところが、この噴射装置は、杭に固定したＵ字形支持金
具にノズルをただ単に挿通したものであるから、杭の打
設時に土の抵抗によりノズルが外れたり、ノズルの噴射
方向が変わったりし、所望の氷壁が形成されないなどの
問題を有する。

本発明は、上述の諸問題を解決した噴射装置を提供せん
とするものである。

本発明は、ウォータジェット水に使用する水と別個の圧
力流体により脱着作動を行う脱着装置を装備したことを
特徴とする。

以下、本発明のウォータジェット併用の杭打設工法用噴
射装置の一実施例を添付図面を参照して説明する。

この実施例における本発明の噴射装置は、脱着装置を装
備した流体管Ａと、その流体管Ａの先端に設けたノズル
本体Ｂと、そのノズル本体Ｂおよび流体管Ａに軸方向に
それぞれ別個に設けた水通路Ｃ１σおよび空気通路り、
Ｄ’とからなる。

前記脱着装置を装備した流体管Ａは、管本体１と、中空
状のピストン２と、スプリング３と、係止ボール４と、
杭Ｐに固定した固定体５とを備える。

前記管本体１は内管体１０と、外管体１１と、内管体１
０と外管体１１との間に形成されたシリンダ室１２とか
らなる。

前記内管体１０は小径の管部１００の一端に大径のヘッ
ド部１０１を設けると共に、小径の管部１００と大径の
ヘッド部１０１０間に段部な介してストッパ一部１０２
を設ける。

その小径の管部１００および大径のヘッド部１０１の中
心軸方向に水通路Ｃと空気通路りとをそれぞれ別個に設
けると共に、この水通路Ｃおよび空気通路りの一端の大
径のヘッド部１０１において給水ホース６０および給気
ホース６１（または給水管および給気管）を接続する口
部１０４および１０７を設ける。

前記外管体１１は中心軸方向に内管体１０の管部１００
の外径より大きい径の開口部１１０を設け、この開口部
１１０の一端部の内周側面および外周側面に段部を介し
てストッパ一部１１１および固定体５位置決め部１１２
を設け、該開口部１１０の他端部の内周側面にスプリン
グ押え部１１３を突設すると共に、ノズル本体Ｂを接続
する口部１１４を設げ、略中央に内周側面側の径が係止
ボール４の径より若干大きく、かつ外周側面側の径が係
止ボール４の径より若干小さい透孔１１５を適宜所要数
設ける。

前記シリンダ室１２は内管体１０のヘッド部１０１に外
管体１１の開口部１１０の一端を螺合して内管体１０に
外管体１１を固定することにより、内管体１０の外周側
面、ヘッド部１０１の内面と外管体１１の内周側面、ス
プリング押え部１１３の内面との間において形成される
。

前記ピストン２は内径が内管体１０の管部１００の外径
と略等しく、外径が外管体１１の開口部１１０の内径と
略等しい中空形状をなし、その−端部の外周側面に一端
から他端にかげて外側に傾斜したテーパ面２０を設ける
と共に、他端に鍔状のストッパー突部２１を突設したも
のであって、前記管本体１のシリンダ室１２中に軸方向
にスライド自在に嵌装する。

前記スプリング３は前記管本体１のシリンダ室１２のピ
ストン２の一端側の第１室１２１中、すなわち外管体１
１のスプリング押え部１１３とピストン２の一端との間
に介装し、前記ピストン２を矢印と逆方向（ピストン２
の他端側方向）に常時付勢させる。

前記係止ボール４は前記管本体１の透孔１１５に外管体
１１より出没可能に、かつピストン２のテーパ面２０と
対向させて適宜所要数嵌入する。

前記固定体５は内径が前記外管体１１の外径と略等しい
環形状をなし、その内周側面に係止ボール４が係止する
係止凹部５０を周方向に適宜数、すなわち係止ボール４
の数と対応して設ける。

前記内管体１０のヘッド部１０１中にピストン作動用の
流体通路１０５を前記水通路Ｃおよび空気通路りと別個
に設けると共に、このピストン作動用の圧力流体の通路
１０５を前記シリンダ室１２のピストン２の他端側の第
２室１２２に連通させ、該ピストン作動用の圧力流体通
路１０５にピストン作動用の圧力流体送給ホース６２（
または圧力流体送給管）を接続する口部１０６を設ける
。

前記内管体１０の外周側面と外管体１１の内周側面との
間、内管体１０の外周側面とピストン２の内周側面との
間、外管体１１の内周側面とピストン２の外周側面との
間、および外管体１１の外周側面の固定体５の内周側面
と対向する面の所要箇所にオーリング６を介装する。

前記ノズル本体Ｂは、水通路Ｃ′を中心軸方向に設け、
この水通路Ｃ′の先端を窄ませて水通路Ｃ′の先端にノ
ズル噴射ロア０を形成する。

該ノズル本体Ｂに空気通路Ｄ′を水通路Ｃ′と別個に、
かつ略平行に設け、この空気通路σの先端開口部を前記
ノズル噴射ロア０に近接して設け、水をノズル噴射ロア
０から噴射させると、空気通路り、Ｄ’を介しテ空気が
エゼクタ作用により空気通路り、Ｄ’の先端開口部から
吸引されて水と共に噴射されるように構成する。

前記ノズル本体Ｂの基端にねじ部７１を設ける。

かくしてなる流体管Ａのねじ孔口１１４にノズル本体Ｂ
のねじ部７１をねじ込み、そのノズル本体Ｂの水通路Ｃ
′および空気通路Ｄ′と流体管Ａの水通路Ｃおよび空気
通路りとをそれぞれ合致させると共に、前記ノズル本体
Ｂと流体管Ａとの間にオーリング７２を介在させる。

この実施例における本発明の噴射装置は、以上の如き構
成よりなり、以下その使用例について説明する。

給水ホース６０．給気ホース６１および圧力流体送給ホ
ース６２に外嵌した保護管６３を杭Ｐに支持金具により
装着し、その給水ホース６０．給気ホース６１および圧
力流体送給ホース６２を流体管Ａの口部１０４ 、１０
７および１０６に接続する。

この流体管Ａおよびノズル本体Ｂを杭Ｐに固定した固定
体５に固定する。

すなわち、流体管への管本体１を固定体５中に管本体１
の位置決め段部１１２が固定体５の一端面に当るまで、
すなわち係止ボール４が固定体５の係止凹部５０に対向
する位置まで挿入する。

次に、送給ホース６２９口部１０６．流体通路１０５を
経てシリンダ室１２の第２室１２２中にピストン作動用
の圧力流体を供給する。

すると、上述の圧力流体の圧力により、ピストン２がス
プリング３のばね力に抗して矢印方向にスライドし、こ
のピストン２のスライドに伴って、ピストン２のテーパ
面２０と対向する係止ボール４がピストン２のテーパ面
２０により矢印の如く外方に押し出され、第２図に示す
ように、ピストン２のストッパー突部２１が外管体１１
のストッパ一段部１１１に当り、ピストン２が停止した
ところで、係止ボール４が外管体１１の透孔１１５から
突出して固定体５の係止凹部５０に係止することにより
、管本体１すなわち流体管Ａおよびノズル本体Ｂは固定
体５に固定される。

次に、河川水、海水、湖水などを使用してジェット水を
実線矢印の如く、給水ホース６０．流体管Ａおよびノズ
ル本体Ｂの水通路ＣおよびＣ′を介してノズル噴射ロア
０から噴射させながら、杭Ｐをバイブロなどの適宜手段
により地盤Ｇ中に打設する（第３図ａを参照）。

このとき、本発明の噴射装置は、脱着装置により杭Ｐに
確固に固定されている。

従って、杭Ｐの打設時における土の抵抗により、本発明
の噴射装置が杭Ｐより外れたり、ジェット水の噴射方向
が変わったりするような虞れはない。

しかも、流体管Ａの水通路Ｃを流れる流体と別個の流体
により、ピストン２を作動させることができるので、水
通路Ｃを流れる流体が例えば河川水、海水や湖水などの
場合であっても、シリンダ室１２ピストン２のスライド
面が腐蝕破損してシール部が効かなくなり、ピストン２
を介し係止ボール４が作動せず、その結果流体管Ａおよ
びノズル本体Ｂを固定体５に固定することができなくな
ると言った虞れはない。

以上のように、ジェット水を給水ホース６０および流体
管Ａの水通路Ｃおよびノズル本体Ｂの水通路Ｃ′を介し
てノズル噴射ロア０から噴射させると、先端開口部がノ
ズル噴射ロア０に近接するノズル本体Ｂ空気通路Ｄ′お
よび流体管Ａの空気通路りおよび給気ホース６１を介し
て空気は、エゼクタ作用により、すなわちノズル噴射ロ
ア０から噴射されるジェット水により吸引され、実線矢
印で示すジェット水と共に破線矢印の如く空気通路Ｄ′
の先端開口部から杭Ｐの先端に噴射される。

このジェット水と空気とが同時に杭Ｐの先端に導入され
ると、水より比重が極めて小さく、かつ地盤Ｇに対して
浮力が極めて犬である空気が、破線矢印の如くまず杭Ｐ
と地盤Ｇとの間を通って上昇し、地表から抜けながら地
盤Ｇと杭Ｐとの間の縁を切る（第３図すを参照）。

次に、ジェット水が実線矢印の如く空気により縁を切ら
れた地盤Ｇと杭Ｐとの間に入り込んで上昇し、地盤Ｇと
杭Ｐとの間に水壁Ｗを形成する（第３図Ｃを参照）。

この水壁Ｗを形成しながら、すなわち上述のす、ｃの操
作作動を繰返しながら杭Ｐを地盤Ｇ中に所要深度まで打
設する。

このように、ジェット水と空気とを杭Ｐの先端に同時に
導入しながら杭Ｐを地盤Ｇ中に打設するようにしたもの
であるから、まず空気により杭Ｐと地盤Ｇとの間の縁を
切り、次いでジェット水により杭Ｐと地盤Ｇとの間に水
壁Ｗを形成するので、杭Ｐ側面と地盤Ｇとの摩擦抵抗を
軽減させることができ、杭打段効率を向上させることが
できると共に、杭Ｐを無振動に近い状態で打設すること
ができる。

しかも、空気でもって杭Ｐと地盤Ｇとの間の縁を切り、
次いで杭Ｐと地盤Ｇとの間に水壁Ｗを形成するようにし
たものであるから、少ない量のジェット水でもって杭Ｐ
と地盤Ｇとの間に水壁Ｗを形成することができ、従って
杭Ｐの周囲の地盤、特に杭Ｐの先端の最終根太部におけ
る地盤が多量のジェット水でもって攪拌されるような虞
れはなく、十分な支持力が得られる。

なお、ジェット水の供給源において流量調節弁などを配
し、地盤の土質や杭の貫入状況に合わせてジェット水の
流量を適宜に調節すれば、さらに強固な支持力が得られ
る。

また、上述の実施例においては、ジェット水と空気とを
同時に、しかも空気を導入する器具装置などを用いずに
杭Ｐの先端に導入するようにしたが、ジェット水を導入
する器具装置などと別個に空気を導入する器具装置など
を使用し、ジェット水と空気とを別個に杭Ｐの先端に導
入しなから杭Ｐを地盤Ｇ中に打設するようにしても良い
。

以上のように、杭Ｐを所要深度まで打設したならば、本
発明の噴射装置を杭Ｐから取外す。

すなわち、シリンダ室１２の第２室１２２中の圧力流体
ヲ抜＜。

すると、ピストン２がスプリング３のばね復帰力により
矢印と逆方向にスライドし、このピストン２のスライド
に伴って、今までピストン２のテーパ面２０により押さ
れて固定体５の係止凹部５０に係止していた係止ボール
４がフリーの状態になり、第１図に示すように、ピスト
ン２のストツバ−突部２１が内管体１０のストッパ一段
部１０２に当り、ピストン２が停止したところで、係止
ボール４の固定体５の係止凹部５０への係止状態が解除
され、以って管本体１すなわち流体管Ａおよびノズル本
体Ｂを固定体５から取外すことができる。

なお、上述の実施例において、内管体１０のストッパ一
段部１０２と外管体１１のストッパ一段部１１１との間
の距離、すなわち、ピストン２のスライド距離はピスト
ン２のテーパ面２０の長さに合わせ、このピストン２の
テーパ面２０の高さは係止ボール４が外管体１１の透孔
１１５より突出して固定体５の係止凹部５０に十分に係
止し得る程度移動する距離に合わせる。

以上の実施例からも明らかなように、本発明のウォータ
ジェット併用の杭打設工法用噴射装置は、着脱装置を装
備したものであるから、杭の打設時における土の抵抗に
より、本発明の噴射装置が杭より外れたり、ジェット水
の噴射方向が変わったリするような虞れはない。

しかも、流体管およびノズル本体にピストン作動用の流
体通路ジェット水用水通路とを別個に設けたものである
から、ジェット水用水通路により送給する流体と、ピス
トン作動用の流体通路により送る流体とを別個にするこ
とができ、従ってジェット水用水通路により送給する流
体として河川水、海水、湖水などを使用しても、ピスト
ン作動用の流体通路により送る流体として上水、油、エ
アなどを使用することができる。

この結果、ピストン、シリンダ室のスライド面が腐蝕破
損して管本体を固定体に固定できな（なると言った虞れ
はない。

また、送給用の流体通路と、ピストン作動用の流体通路
とを別個に設けたので、流体管の流体送給機能と流体管
の脱着機能とを別個に働かせることができる。

従って、流体管を固定体に固定しなくとも流体管から流
体を送給することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明のウォータジェット併用の杭打設工法
用噴射装置の一実施例を示し、第１図はフリー状態の断
面図、第２図は固定状態の断面図、第３図ａ、ｂ、ｃは
本発明の噴射装置を用いたウォータジェット併用の杭打
設工法の一施工例を示した説明図である。 Ａ・・・流体管、Ｂ・・・ノズル本体、ｃ、ｃ’・・・
水通路、Ｄ、Ｄ’・・・空気通路、Ｇ・・・地盤、Ｐ・
・・杭、Ｗ・・・水壁、１・・・管本体、１０・・・内
管体、１０５・・・ピストン作動用流体の通路、１１・
・・外管体、１１５・・・透孔、１２・・・シリンダ室
、１２１・・・第１室、１２２・・・第２室、２・・・
ピストン、２０・・・テーパ面、３・・・スプリング、
４・・・係止ボール、５・・・固定体、５０・・・係止
凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脱着装置を装備した流体管と、その流体管の先端に
   設けたノズル本体と、そのノズル本体および流体管に軸
   方向にそれぞれ別個に設けた水通路および空気通路とか
   らなり、 前記脱着装置を装備した流体管は、管本体と、外周側面
   に一端から他端にかげて外側に傾斜したテーパ面を設け
   た中空状のピストンと、弾性体と、適宜要数の係止ボー
   ルと、杭に固定した固定体とを備え、前記管本体は軸方
   向に水通路と空気通路とをそれぞれ別個に設けた内管体
   と、その内管体の外側に固定した外管体と、内管体の外
   周側面と外管体の内周側面との間に形成したシリンダ室
   とからなり、前記シリンダ室中に前記ピストンを軸方向
   にスライド自在に嵌装し、該シリンダ室のピストンの一
   端側の第１室中において前記弾性体を介装し、前記ピス
   トンをピストンの他端側方向に常時付勢させ、前記外管
   体に前記係止ボールを出没可能に、かつピストンのテー
   パ面に対向させて設け、前記管本体にピストン作動用の
   圧力流体の通路を前記水通路および空気通路と別個に前
   記シリンダ室のピストンの他端側の第２室に連通させて
   設け、かくしてなる管本体の外管体を固定体内に固定体
   と係止ボールとが対向するように配し、前記圧力流体の
   通路を介して前記第２室中に圧力流体を水および空気と
   別個に供給することにより、ピストンが弾性体の弾性力
   に抗してスライドし、係止ボールが固定体に係止して管
   本体が固定体に固定され、一方策２室中から圧力流体を
   抜くと、ピストンが弾性体の弾性復帰力により元の位置
   にスライドし、係止ボールの固定体への係止状態が解除
   して管本体が固定体から取外されるように構成し、 前記ノズル本体は、前記水通路の先端開口部にノズル噴
   射口を設けると共に、前記空気通路の先端開口部を前記
   ノズル噴射口に近接して設け、杭打設と同時に水を噴射
   口から噴射させると、空気通路を介して空気がエゼクタ
   作用により空気通路の先端開口部から吸引されて水と共
   に噴射されるように構成したことを特徴とするウォータ
   ジェット併用の杭打設工法用噴射装置。