JPS6039810B2 - 重錘式掘削機による鋼管杭の岩盤貫入工法並びにその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、重錘式掘削機による鋼管杭の岩盤貫入工法並
びにその装置の新しい提供に関する。

橋脚その他の陸上及び海上建造物の基礎工法として、鋼
管杭が用いられている。従来の鋼管杭利用の基礎工法に
あっては、■岩盤層までの一般土砂層をパイプロハンマ
ー又はディゼルパィルハンマ一によって鋼管杭を貫入さ
せ、岩盤部分はロータリー式岩盤掘削機により、中掘り
及びリーミング掘削を行い、その後、再度、パイプロハ
ンマー又は、ディゼルパィルハンマ一によって、目的深
度まで鋼管杭を貫入させる方法と、■鋼管杭径十０．３
ｈの余堀りをもった、掘削孔径を事前に削孔し、この掘
削孔に所定の鋼管杭を蓮込み、孔壁と鋼管杭の間をモル
タル等によってグラゥトを実施し、鋼管杭を根固めする
方法がとられたているのが通例である。

この従来工法では、 ■ 施工機種が多く必要となるため、これの入替に相当
な時間を要すること。

■ 施工設備が多岐にわたり必要となるので、施工費が
高くなること。

■ リーミング掘削等の施工に高度の技術と経験、実績
が必要となること。

■ 鋼管杭径より相当大きな掘削孔径を確保することが
必要となるので、工期が長くなると共に工費が高くつく
。

■ 掘削以外の工種が多く存在すること。

■ 掘削孔壁の鉛直精度を厳しく管理することが必要と
なる。

などの問題点が存在している。

なお、第１図に示すように童錘式掘削機を利用した基礎
工法としてケーシングパイプ３を利用したものがある。

即ち、掘削機搭載台１に設けたパワーケーシングジャッ
キ２によりケーシングパイプ３を鉛直に保持固定せしめ
、該パイプ３の中に図外巻取ウィンチ等の駆動装置にワ
イヤーロープ等で連繋された重錘４を挿入せしめ、該重
錘４の落下ストロークによる衝撃力で掘削するとともに
、掘削された所謂ずりはエアーリフト手段５等でずり錫
管６を介して受ホッパ７等に受けるようにするものがあ
る。この第１図に示す基礎工法におけるケーシングパィ
プ３は重錘４の落下案内部材及びヘドロ等の軟弱士層の
崩壊防止用としての機能に止まり、目的岩盤に圧入隊合
されるものではなく、従って、鋼管杭利用の基礎工法と
は本質的に異なるものであり、故に、鋼管杭を岩盤に貫
入する工法は前述したものが採用されているのが現状で
ある。

本発明は以上の実状に鑑み案出されたもので、重錘式掘
削機を利用して鋼管杭下端を所謂中掘り掘削せしめ、所
望深さの掘削孔を造成した後に、該掘削機を再度利用し
て掘削孔壁を鋼管杭下端の破砕部により削りとりながら
該鋼管杭を岩盤に貫入するようにする工法と、この貫入
工法に用いる装置として杭頭に打撃受具を隊合させ該受
具に衝突させる重錘の掘削部を保護するとともに杭頭よ
り周方向均等に圧下力を付与可能とした装置の提供を目
的とする。以下、本発明の一実施例を第２図及び第３図
を参照して詳述する。

１０は岩盤であり、この上に鋼管杭１１が鉛直に設置さ
れる。

即ち、先端に先鋭な破砕部１３を有し鋼製補強リング１
２を溶着して補強されるとともに杭頭においても補強リ
ング１４で補強された鋼管杭１１が図示しない重錘式掘
削機に装備したウィンチ・ロープ等を介して岩盤１０上
に鉛直に設置固定される。鋼管杭１１を岩盤１０上に鉛
直に設置固定した状態で重錘式掘削機の車錘１５が本実
施例ではエアーリフト手段を内蔵したずり排出管１９と
ともに挿入される。

即ち、重錘１５は巻取ウィンチ等の駆動装置にワイヤー
ロープ１８等で吊持されてそのロープ１８の巻上げとク
ランチ開放等による線出しを介して所望のストロークで
上下動自在であり、この上下ストロークのとき、鋼管杭
１１が重錘１５の案内部材としての機能を有する。

重錘１５はその下部に内外２重の掘削爪１６Ａを周方向
に列設してなる掘削部１６を有し、その軸心にはずり排
出管１９の挿通孔１７を有する。

而して、第２図で示す如く岩盤１０上に設置された鋼管
杭１１の中でワイヤーロープ１８を介して重錘１５を上
昇させるとともに自重落下させることにより、重錘１５
の掘削部１６にて杭下端を中掘り掘削し、そのずりは排
出管１９を介して排出する。この中掘り作業は掘削当初
、岩盤１０が所謂平面状であることから大熊力を必要と
することから、所望深さに達するまで重鏡１５を繰返し
落下することで実施される。

この中掘り孔Ｐが所望深さ造成された後、重錘１５を排
出管１９とともに鋼管杭１１より抜出すとともに、杭頭
には打撃受具２０を鉄合させる。打撃受具２０は杭頭端
面に着座されるフランジ形の本体２１と、該本体２１の
一面に蓮設され杭頭に鉄入される本実施例では十字クロ
ス状の鉄入部２２と、本体２１の他面に達設された管藤
心上において鉛直方向に延びた重錘案内部２３と、該案
内部２３の周りに周設され掘削部１６の爪１６Ａの高さ
よいも高い受リング２４とからなる。即ち、中掘り孔Ｐ
を造成し、重錘１５等を抜出した後、案内部２３の係合
部２３Ａにワイヤーロープ等を係合して鉄入部２２を杭
頭に芯合せしながら酸合せしめ本体２１を杭頭端面に萩
層する。従って、舷入部２２にはテーパ一部２２Ａを形
成することが望ましい。打撃受具２０を杭頭に隊合載遣
させたのち、その吊り具を外し、ワイヤーロープ１８等
を介して重錘１５をその鉛直孔１７が案内部２３に套鼓
されるように鼓合させ、掘削部１６の端面を受リング２
４に戦遣する。

こうすれば、爪１６Ａは本体２１により浮上つた状態に
戦遣されることになる。そこで、ワイヤーロープ１８を
介して案内部２３の長さだけは少なくとも交互に上昇自
重落下可能として重錘１５がスト。

−クし、ここに、掘削部１６が受リング２４に衝突する
落下エネルギーにより鋼管杭１１に打撃力が伝達され、
中掘り掘削孔Ｐの孔壁を破砕部１３で符号Ａで示す如く
徐々に削りとることになる。即ち、重鍵１５は案内部２
３と鉛直孔１７の協働により正しく鉛直方向に案内され
、鋼管杭１１の軸心上において上昇と自重落下を交互に
繰返すのであり、受リング２４に対して掘削部１６の端
面が均等に作用して落下エネルギーを鋼管杭１１に圧入
力として徐々に伝達するとともに衝撃時において爪１６
Ａが本体２１に衝突するのをさげながら徐々に孔壁を破
砕部１３で削りとりながら圧下するのである。

この圧入乃至貫入は孔壁を破砕部１３で削りとる所謂或
断作用によるものであり、迅速かつ正確に鉛直方向に実
施されることになるのである。

而して、所望深さだけ鋼管杭１１を岩盤１川こ貫入圧下
させた後にあっては、ワイヤーロ−フ。１８を介して重
錘１５を掘削機へと上昇退去せしめるとともに打撃受具
２０をも同様に上昇退去せしめた後、鋼管杭１１の中に
鉄筋龍を装入し、コンクリート等の充填物を打設硬化す
ることによって、ここに鋼管杭１１利用の基礎杭が構築
されるのである。

なお、基礎杭が長大なときは鋼管杭１１を継ぎ合せて前
述同様に実施できる。以上、要するに本発明はまず第１
に先端に破砕部１３を有する鋼管杭１１を目的岩盤１０
上に鉛直に設置し、該鋼管杭１１の中に上下ストローク
自在の掘削部１６を有する車鍵１５を挿入し、該車錘１
５の自重落下により中掘り掘削する工程と：前記重錘１
５を鋼管杭１１より抜出し、鋼管杭１１の杭頭に打撃受
具２０を隊合せしめ、前記車鐘１５の掘削部１６を打撃
受具２川こ衝撃力を付与することにより鋼管杭１１の破
砕部１３で中掘り掘削孔の孔壁を削りとりながら岩盤１
川こ圧入する工程と；からなることを特徴とする重錘式
掘削機による鋼管杭の岩盤貫入工法に係るものであるか
ら、岩盤１０の掘削初期にあっては、鋼管杭１１を案内
部材として利用しつつ重錘１５にて中掘り掘削するので
、その破砕部で正確かつ容易に先行中掘り孔を造成でき
る。この中掘り作業をしてから鋼管杭１１の杭頭より重
錘１５の落下エネルギーを付与するものであり、中掘り
作業を先行していることから鋼管杭１１の破砕部１３に
よる孔壁の削りとりが迅速かつ正確にできるし、杭頭に
重錘１５の打撃力を付与することからその衝撃状況の確
認もできる利点がある。

また、本発明は第２に、先端破砕部１３を有する鋼管杭
１１を岩盤１川こ貫入する装置であって、目的岩盤１０
上に鉛直に設置された鋼管杭１１の中に挿抜目在でかつ
自重落下する掘削部１６とその中心に鉛直孔１７を有す
る車錘１５と：鋼管杭１１の杭頭に着脱自在に鉄合致置
される打撃受貝２０と；からなり、該打撃受具２０が杭
頭上に着座される本体２１と、萩本体２１の一面に蓮設
され杭頭に鉄入される鉄合部２２と、本体２１の他面に
蓮設された管軸心上において鉛直方向に延びた重錘案内
部２３と、該車錘案内部２３の周りに周設された前記車
錘１５の掘削部１６における爪高さよりも高い高さで本
体２１の他面に蓮設された受リング２４とからなること
を特徴とする車錘式掘削機による鋼管杭の岩盤貫入装置
に係るものであるから既往の車鐘式掘削機に打撃受具２
０を追加することにより、岩盤１０‘こ対する鋼管杭１
１の圧入貢入が実施できるし、そのさし、、案内部２３
と鉛直孔１７の協働で車鐘１５を正しく上下ストローク
でき、鋼管１１の藤心の周りを均等に圧下することがで
きる。また、打撃受具２０の受リング２４の高さや掘削
爪１６Ａの高さより高くされているので、爪の損傷がな
いのは勿論、均等かつ強力な落下エネルギーを鋼管杭１
１に付与可能で、ここに鋼管杭１１を迅速かつ正確に岩
盤１川こ貫入圧入できる。

従って、本発明によれば、岩盤１０１こ貫入された鋼管
杭１１を利用した基礎杭として陸上、海上を問わず建造
物の堅牢強固で、耐久性、耐振性にすぐれた基礎を構築
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の基礎工法一例の概略図、第２図は本発明
−実施例の中掘り中の断面図、第３図は同鋼管杭の貫入
時の断面図である。 １１・・・・・・鋼管杭、１２・・・・・・破砕部、１
５・・・・・・童鐘、１６・・・…掘削部、２０・・・
・・・打撃受具、２１・・・・・・本体、２２…・・・
鮫入部、２３・・・・・・案内部、２４……受リング。 弟）図第２図 第Ｊ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端に破砕部１３を有する鋼管杭１１を目的岩盤１
   ０上に鉛直に設置し、該鋼管杭１１の中に上下ストロー
   ク自在の掘削部１６を有する重錘１５を挿入し、該重錘
   １５の自重落下により中掘り掘削する工程と；前記重錘
   １５を鋼管杭１１より抜出し、鋼管杭１１の杭頭に打撃
   受具２０を嵌合せしめ、前記重錘１５にて打撃受具２０
   に衝撃力を付与することにより鋼管杭１１の破砕部１３
   で中掘り掘削孔の孔壁を削りとりながら鋼管杭１１を岩
   盤１０に圧入する工程と；からなることを特徴とする重
   錘式掘削機による鋼管杭の岩盤貫入工法。 ２ 先端に破砕部１３を有する鋼管杭１１を岩盤１０に
   貫入する装置であつて、目的岩盤１０上に鉛直に設置さ
   れた鋼管杭１１の中に挿抜自在でかつ自重落下する掘削
   部１６とその中心に鉛直孔１７を有する重錘１５と；鋼
   管杭１１の杭頭に着脱自在に嵌合載置される打撃受具２
   ０と；からなり、該打撃受具２０が杭頭上に着座される
   本体２１と、該本体２１の一面に連設され杭頭に嵌入さ
   れる嵌合部２２と、本体２１の他面に連設され管軸心上
   において鉛直方向に延びた重錘案内部２３と、該重錘案
   内部２３の周りに周設された前記重錘１５の掘削部１６
   における爪高さよりも高い高さで本体２１の他面に連設
   された受リング２４とからなることを特徴とする重錘式
   掘削機による鋼管杭の岩盤貫入装置。