JPS6018770B2

JPS6018770B2 - 岩盤への杭打工法

Info

Publication number: JPS6018770B2
Application number: JP11590079A
Authority: JP
Inventors: 秀雄荻野; 秀夫大村; 一知丸橋
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 1979-09-10
Filing date: 1979-09-10
Publication date: 1985-05-13
Also published as: JPS5641928A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、岩盤への杭打工法に関し、詳しくは、杭の岩
盤への貫入性能を向上させた杭打工法に関するものであ
る。

これまでは、Ｎ値（標準貫入試験値）が５０以上の硬士
を含む岩盤に杭を直接打ち込むことは不可・能とされて
いたが、最近前記のような岩盤でも杭を直接打ち込むこ
とができる工法が開発された。

この工法は、杭本体を岩盤への打撃エネルギーの伝達体
に利用し、杭本体の、先端で直接岩盤を打撃して破砕す
るとともに、この破砕岩を杭本体先端付近に配置したノ
ズルから流体、例えば水を噴射させて打撃点の破砕岩を
他へ排除することにより、常に杭本体先端に集中する打
撃エネルギーを岩盤へ最も効率の良い状態で伝達して岩
盤を破砕するものである。したがって、岩盤に杭本体を
容易に打ち込むことができるので、特に海上工事におい
て応用範囲が広い有益な工法である。

しかし、いくら杭本体を容易に打ち込めると言っても相
手は岩盤であるため、杭本体の貫入速度を早くすること
は望めない。

特に、岩盤が圧縮強度１０００ｋ９／嫌以上の場合は貫
入速度が極端に遅くなり、施工性が劣るためもう一工夫
する必要があつた。そこで本発明は、このような現状を
打開すべく鋭意研究した結果成されたものであった、杭
の岩盤への貫入性能、換言すれば杭の岩盤への打撃力を
向上させることによって、固い岩盤でも短い工期で杭の
打設工事を行うことができる岩盤への杭打工法を提供す
ることを目的とする。

この目的を達成するための本発明は、杭本体と導水パイ
プとからなり、該杭本体は断面円形でその先端が凹凸状
であり、該導水パイプは該杭本体に対して上下方向に移
動可能かつ隣接して該杭本体取り付けられてあり、該杭
本体を往復回動させながら振動杭打機により岩盤に打ち
付け、該杭本体と該導水パイプを交互に上下運動させて
該杭本体と該導水パイプの先端ノズルによって岩盤をそ
‐れぞれ破砕し、この破砕した岩盤を該導水パイプから
の噴射水で排除しながら該杭本体と該導水パイプを岩盤
に打ち込むことを特徴とするものである。

次に図面により本発明の実施例を説明する。

第４図に示すように、クレーン１０から振動杭打機、た
とえばパイプロハンマー１１が吊り下げられている。こ
のパイプロハンマ−には、第１図に示すように岩盤Ｄに
打ち込む断面円形状の杭本体１がパイプロハンマーから
発振する振動が伝達するように取り付けられている。こ
の杭本体１には、好ましくは、その内側緑部に沿わせて
杭の大きさ、すなわち、排除する破砕岩の量に合せた本
数の導水パイプ２が、その先端を杭本体１の岩盤Ｄへの
打撃点近傍に位置するように配置されている。この導水
パイプ２は、杭本体１に対して自由な状態、例えば上下
方向、必要であれば水平方にも移動可能に配置されてい
る。この導水パイプ２は、破砕岩を杭本体１の打撃点か
ら排除できる圧力と水量をその先端のノズル４から噴射
させるように、例えば高水圧ポンプと連結している。前
述した導水パイプ２を杭本体１との関係を説明すれば、
第１図において、杭本体１を鋼管にした場合には、導水
パイプ２を三本使用する場合に於いて、鋼管の内縁に沿
って相対向して三箇所にそれぞれ振れ止め金物３を取り
付け、鋼管の内縁と振れ止め金物３とにより形成された
それぞれの空隙に導水パイプ２を遊鼓させるとともに、
前記杭本体１と導水パイプ２とを振れ止め金物３の上方
で、例えば、ワイヤ、チェン等の吊り金物５で連結して
いる。この場合、吊り金物５はある程度の余裕を持たせ
た長さにするのがよい。一方、前記杭本体１の下端、即
ち、杭本体１の岩盤Ｄを打撃する面は、側面視凹凸状の
打撃面６に形成されている。

これは、振動杭打機の振動が杭本体１の打撃面６を介し
て岩盤Ｄを打撃する際、この打撃面６の凹部に打撃力を
集中させることによって岩盤Ｄの打撃力を向上させるた
めである。この基本原理を第２図ａ，ｂにより説明すれ
ば、第２図ａに示すように杭本体１の打撃面６ａが平ら
な場合で岩盤Ｄも平らであると仮定すれば、単位面積当
りの打撃力Ｐａは、Ｐａ＝芸で表わされる。

ここでＷは振動杭打機から杭本体１に伝達される打撃力
、Ａは打撃面６ａの断面積である。また、第２図ｂに示
すように打撃面６を側面視凹凸状に形成して凸部の総面
積を例えば、第２図ａの１／２とすれば、単位面積当り
の打撃力Ｐｂは、Ｐｂ＝空＝がａで表わされ、第２図ｂ
の単位面積当りの打撃力Ｐｂは第２図ａの単位面積当り
の打撃力Ｐａの２倍となる。

したがって、杭本体１の材質が打撃に耐えられる範囲に
於いて打撃面６の面積を小さくすれば、岩盤○の破砕効
果はそれだけ増加し、貫入性能が向上することになる。

いま、杭本体１を岩盤Ｄに打ち込むにあたり、海底の岩
盤Ｄは額斜、凹凸が多く海流の影響もあり、杭本体１が
自立できない場合は作業足場を仮設し、船上にて杭本体
１に高圧の導水パイプ２を吊り金物で取り付ける。次に
図示しない高水ポンプを始動させてノズル４の点検を行
なった後、杭本体１を立設させて、パイプロハンマー（
振動杭打機）を杭本体１の末端に取り付ける。この状態
から高水圧ポンプＢを始動し、パイプロハンマーを始動
させて杭本体１を打ち込む。この打ち込みの際、パイプ
ロハンマーによる振動が杭本体１に伝達されるので、杭
本体１先端の打撃面６は岩盤Ｄを打撃する。この時、前
記打撃面６は、岩盤Ｄを恰もノミの刃で削るかのように
岩盤Ｄに喰い込んで打撃された岩盤Ｄの部分を破砕する
。また、この時の打撃力は、前述したように打撃面６の
凸部に集中するのでノミの刃の役目をする凸部による岩
盤Ｄの破効果は顕著になる。このようにして岩盤Ｄを打
撃して破砕した杭本体１は反力により岩盤Ｄから離反す
る。

この時、導水パイプ２のノズル４は、吊り金物５が杭本
体１の岩盤Ｄからの離反に伴って張り、導水パイプ２が
引き上げられるまで岩盤Ｄ付近に残ってこの間に打撃点
において破砕された岩を水流により排除する。したがっ
て、ノズル４が破砕岩に１番近い位置でこの破砕岩を排
除するので、効率よく排除できるとともに、この排除時
には杭本体１は岩盤○から離反する方向にあるので、杭
本体１には何ら影響を与えない。また、排除効果が良い
と言うことは換言すれば、噴射水の圧力や水量を減少で
きるので経済的である。このようにして、破砕岩を排除
した導水パイプ２は、噴射水による逆噴射力によって吊
り金物５を介して岩盤Ｄから離反するが、この時には、
杭本体１が打撃のために再び岩盤Ｄ方向に移動を開始し
ているので、杭本体１が岩盤○を打撃する時は、導水パ
イプ２は、岩盤Ｄから離れたところに位置することにな
る。したがって、岩盤Ｄへの噴射水の作用は弱まり、こ
の間に杭本体１は岩盤Ｄを再打撃し、杭本体１と導水パ
イプ２は交互に上下運動を行なうようになる。このため
抗本体１の打撃時に噴射水による逆噴射力によって杭本
体１のェネルギが減殺されることはない。そして前述し
たように、杭本体１が岩盤Ｄを再打撃する際、打撃面の
凸部が前回打撃した岩盤部分を再打撃することがないよ
うに断面円形状の杭本体１を前記第１図の矢印Ａに示す
ように往復回動させて前回打撃されなかった部分、即ち
、打撃面６の凹部に相当する岩盤部分を打撃してそこに
打撃力を集中させることにより前回の打撃作用と同様の
作用で岩盤Ｄを破砕する。したがって、岩盤Ｄには最低
２回の打撃で杭本体１の底面状に近似した形状でほ）、
均−した深さの溝が顕著な破砕効果により形成されるこ
とになる。具体的には、たとえば第４図および第５図に
示すように、杭本体１に鋼材からなる耳１２，１３を相
対する位置に溶接により取り付けられる。

この耳１２にワイヤ−１４を、他の耳１３にワイヤ−１
５の一端を夫々固結し、ワイヤ一１４の他端をウインチ
１６に、ワイヤ一１５の他端をウインチ１７に取り付け
る。そしてウィンチ１６を巻き、ウインチ１７をゆるめ
れば、杭本体１は矢印Ｂ方向に回転し、ウィンチ１７を
巻き、ウィンチ１６をゆるめれば杭本体１は矢印Ｃ方向
に回転する。かかる操作を繰り返すことにより、杭本体
を往復回動させることができる。そして、このような作
用を繰り返し行うことにより杭本体１を岩盤Ｄに打ち込
むのであるが、杭本体１回の打撃力は、従来の杭本体よ
りも極めて大きいので、岩盤Ｄへの貫入性能が顕著に向
上し、その結果、圧縮強度が低い岩盤Ｄにおいでは貫入
速度が早くなり、また、圧縮強度が高い岩盤Ｄにも杭本
体１を容易に打ち込むことができる。

杭本体１の岩盤○の打撃と共に、ノズル４も岩盤Ｄを打
撃しながら穿孔して杭本体１と共に岩盤Ｄに喰い込むが
、この際、ノズル４の先端部にも杭本体１と同様に例え
ば凸部を設ける等打撃力が集中するような形状にすれば
ノズル４の岩盤Ｄへの貫入性能も大中に向上できる。こ
のノズル４の岩盤Ｄへの貫入に際して、打ち込みが進行
すると振れ止め金物３が岩盤Ｄに衝突するが、この振れ
止め金物３は、この衝突により杭本体１から離脱するよ
うにしておけば、後は、岩盤Ｄにノズル４により穿設さ
れた穴が振れ止め金物３の役目を果すので問題は生じな
い。一方、前記杭本体１の打撃面６を強度向上させるた
めに、材質を変えたり、表面硬化させたり、あるいは、
第３図に示すように、杭本体１先端に凹凸のある打撃面
６を形成した特殊鋼材によるシュ−７を取り付けるよう
にすれば、一層効果的である。

また、前述した実施例では、破砕岩を排除する流体を水
により説明したが空気等の気体を使用してもよい。

このようにして岩盤へ杭を打ち込む工法は、陸上、水中
を問わず適用できる。

この結果、本発明によれば、導水パイプが杭本体に対し
て上下方向に移動可能かつ隣接して杭本体に取り付けら
れているので、岩盤を打撃した杭本体は反力で岩盤から
離反し跳ね上がる。

この時、導水パイプは噴射水で破砕岩を排除し、杭本体
よりも遅れて逆噴射力により跳ね上がる。この時、杭本
体は落下して再び岩盤を打撃する。このようにして、杭
本体と導水パイプは交互に上下運動を行ないながら、交
互に岩盤を打撃し、破砕岩を噴射水で排除しながら杭本
体と導水パイプが岩盤中に打ち込まれる。そして本発明
においては、かかる岩盤への杭打工法において、杭本体
の先端部に凹凸が設けられているので、岩盤を打撃する
際に凸部に打撃力を集中させ、単位面積当りの打撃力を
著しく増大させることができる。

かつ本発明においては、断面円形の杭本体を往復回動さ
せるので、凹部で打撃した岩盤を次に凸部で打撃し、以
下、順次、凸部による打撃と、凹部により打撃した部分
を凸部で打撃する操作を繰り返しながら岩盤への杭打が
行なわれる。

この結果、本発明によれば、杭本体と導水パイプの交互
上下運動によって杭本体を岩盤に打ち込む岩盤への杭打
工法において、杭本体の先端部に凹凸が形成されており
、この杭本体を往復回動させるので、凸部における高い
打撃力によって、杭本体の岩盤への貫入力を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は、
杭打設部の斜視図、第２図ａ，ｂは、従来工法と本発明
の基本原理の説明図、第３図は本発明の他の実施例を示
す正面図、第４図および第５図は本発明の実施例を示す
説明図である。１…・・・杭本体、２・・・・・・導水パイプ、４・・
・・・・ノズル、６・・・・・・打撃面、Ｄ…・・・岩
盤。第１図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１杭本体と導水パイプとからなり、該杭本体は断面円
形でその凹凸状であり、該導水パイプは該杭本体に対し
て上下方向に移動可能かつ隣接して該杭本体に取り付け
られてあり、該杭本体を往復回動させながら振動杭打機
により岩盤に打ち付け、該杭本体と該導水パイプを交互
に上下運動させて該杭本体と該導水パイプの先端ノズル
によつて岩盤をそれぞれ破砕し、この破砕した岩盤を該
導水パイプからの噴射水で排除しながら該杭本体と該導
水パイプを岩盤に打ち込むことを特徴とする岩盤への杭
打工法。