(57)【要約】【課題】アースドリル工法によって場所打ち杭を構築するにあたり、孔壁安定液の水位の変化を小さくして、場所打ち杭の品質を確保できるようにする。【解決手段】ケーシング用鋼管１の外側にドリリングバケット３によって持ち上げられた孔壁安定液４をドリリングバケット３よりも下方の掘削孔内に還流させるためのバイパス経路Ｂを形成してアースドリル工法用ケーシングチューブＡを構成する。バイパス経路Ｂは、ケーシング用鋼管１の外周に固定され、上下両端がケーシング用鋼管１の内部空間に連通連結された複数本のパイプ２によって形成されるか、ケーシング用鋼管１を二重管構造とし、内側鋼管１ａと外側鋼管１ｂの間に形成された隙間の上下両端を内側鋼管１ａの内部空間に連通させることによって形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング用鋼管の外側にドリリングバケットによって持ち上げられた孔壁安定液をドリリングバケットよりも下方の掘削孔内に還流させるためのバイパス経路を形成してあることを特徴とするアースドリル工法用ケーシングチューブ。
【請求項２】
ケーシング用鋼管の外周に固定され、上下両端がケーシング用鋼管の内部空間に連通連結された複数本のパイプによって前記バイパス経路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアースドリル工法用ケーシングチューブ。
【請求項３】
ケーシング用鋼管を二重管構造とし、内側鋼管と外側鋼管の間に形成された隙間の上下両端を内側鋼管の内部空間に連通させるによって、内側鋼管と外側鋼管の隙間が前記バイパス経路に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアースドリル工法用ケーシングチューブ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のアースドリル工法用ケーシングチューブを表層地盤に建て込み、ケーシングチューブ内に孔壁安定液を所定レベルまで充填した状態で、ドリリングバケットによって杭孔を掘削形成し、底浚え、鉄筋籠の挿入、トレミー管によるコンクリート打設、ケーシングチューブ引抜きの工程を経て、場所打ち杭を構築することを特徴とする場所打ち杭の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アースドリル工法によって地盤を削孔する際の孔壁安定液の水位（水頭）維持対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
アースドリル工法による場所打ち杭の構築は、一般に、次のような手順で行われる。先ず、ケーシングチューブを表層地盤に建て込み、ケーシングチューブ内に孔壁安定液を所定レベルまで充填した状態で、ドリリングバケットによって杭孔を掘削形成し、底浚え、鉄筋籠の挿入、トレミー管によるコンクリート打設、ケーシングチューブ引抜きの工程を経て場所打ち杭を構築している。
【０００３】
より詳しく説明すると、ケーシングチューブの建込みは、表層地盤をドリリングバケットで１ｍ程度掘削してケーシングチューブを自立させた後、パワージャッキでケーシングチューブを押し込むことによって行われる。この状態で、ドリリングバケットによる掘削を進め、ケーシングチューブ下部まで掘削したら、ケーシングチューブ内にベントナイトスラリー等の孔壁安定液を流し込み、孔壁安定液によって孔壁の崩壊を防ぎつつドリリングバケットによる掘削を進め、所望深さの杭孔を形成する。ドリリングバケットは排土のたびに地上に引き抜かれ、排土後、再び掘削のためにケーシングチューブ内に挿入され、杭孔の底に降ろされる。
【０００４】
孔壁の崩壊を防いで場所打ち杭の品質を確保するためには、孔壁安定液の水位（水頭）を一定に維持することが望ましいことは言うまでもないが、孔壁安定液の水位はドリリングバケットの上下移動に伴い不可避的に変動する。例えば、掘削土を排出するためにドリリングバケットを引き上げたとき、ドリリングバケット上部の孔壁安定液がドリリングバケットで持ち上げられる。ドリリングバケットの上昇を非常にゆっくり行えば、孔壁安定液をケーシングチューブとドリリングバケットの隙間からドリリングバケットの下方に還流させることはできる。しかし、杭長に比して遥かに短い、長さがせいぜい３〜５ｍ程度のケーシングチューブを通過させるのに数十分もの長い時間を掛けていたのでは、効率の良い施工は不可能である。
【０００５】
そのため、実際には、図８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、持ち上げられた孔壁安定液ａがケーシングチューブｂから溢れそうになると、ケーシングチューブｂ内に投入した水中ポンプｃで余剰の孔壁安定液ａを、一旦、地上に設置されたチャージタンクｄに汲み上げ、ドリリングバケットｅをケーシングチューブｂから引き抜いたとき、チャージタンクｄに貯留された孔壁安定液ａを水中ポンプｃでケーシングチューブｂに戻して、水位維持に努めている。
【０００６】
しかし、この従来技術による場合は、孔壁安定液ａを汲み上げてから再注入するまでの間、孔壁安定液ａの水位が設定値より低くなり、これが孔壁崩壊の要因となる。また、孔底部ではドリリングバケットｅに大きな水圧が作用し、地上に近づくにつれて水圧が減少するので、ドリリングバケットｅの上昇速度をコントロールする必要があるが、アースドリルのオペレータの技量によっては、ドリリングバケットｅの引き上げ速度が速くなり、水中ポンプｃで汲み上げきれずにケーシングチューブｂから溢れ出て、孔壁安定液ａの補充が必要になることも少なくない。この場合、孔壁安定液ａの水位の変化がより一層大きくなり、孔壁の崩壊に繋がりやすい。
【０００７】
尚、特許文献１により、ケーシングチューブの上方でドリリングバケット内の掘削土を加圧して、孔壁安定液を搾り取った後に、地上へ排土する発明が提案されている。この発明は孔壁安定液の減少を抑制できる点で優れているが、掘削土を乾燥状態にまで圧密して排出するわけにはいかないので、少量とはいえ排土のたびに孔壁安定液は減少して行くことになり、孔壁安定液の補充は必要不可欠である。しかも、ドリリングバケットの上昇によって持ち上げられる孔壁安定液の溢れ出しに関しては、改善策が示されておらず、上述した従来技術と大差がない。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３２８８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題点を踏まえてなされたものであって、その目的とするところは、孔壁安定液の水位の変化を小さくして、場所打ち杭の品質を確保できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即ち、請求項１に記載の発明によるアースドリル工法用ケーシングチューブは、ケーシング用鋼管の外側にドリリングバケットによって持ち上げられた孔壁安定液をドリリングバケットよりも下方の掘削孔内に還流させるためのバイパス経路を形成してあることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアースドリル工法用ケーシングチューブであって、ケーシング用鋼管の外周に固定され、上下両端がケーシング用鋼管の内部空間に連通連結された複数本のパイプによって前記バイパス経路が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のアースドリル工法用ケーシングチューブであって、ケーシング用鋼管を二重管構造とし、内側鋼管と外側鋼管の間に形成された隙間の上下両端を内側鋼管の内部空間に連通させるによって、内側鋼管と外側鋼管の隙間が前記バイパス経路に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のアースドリル工法用ケーシングチューブを表層地盤に建て込み、ケーシングチューブ内に孔壁安定液を所定レベルまで充填した状態で、ドリリングバケットによって杭孔を掘削形成し、底浚え、鉄筋籠の挿入、トレミー管によるコンクリート打設、ケーシングチューブ引抜きの工程を経て、場所打ち杭を構築することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、ケーシング用鋼管の外側にドリリングバケットによって持ち上げられた孔壁安定液をドリリングバケットよりも下方の掘削孔内に還流させるためのバイパス経路を形成してあるので、掘削土を排出するためにドリリングバケットを引き上げたとき、ドリリングバケット上部の孔壁安定液がドリリングバケットで持ち上げられると、ケーシングチューブの上端から溢れ出す前にバイパス経路へ流れ込み、バイパス経路を通ってドリリングバケット下部の掘削孔内へと還流することになる。
【００１５】
従って、ドリリングバケットの上下移動に伴う孔壁安定液の水位変化が小さくなり、孔壁の崩壊を防止して、場所打ち杭の品質を確保できる。
【００１６】
また、ドリリングバケットを引き上げたとき、ドリリングバケットによって持ち上げられる孔壁安定液がケーシングチューブから溢れ出ないので、或いは、少なくとも溢れ出る量が減少するので、ドリリングバケットの引き上げ速度を速くすることができる。ケーシングチューブからの溢れ出しが抑制される結果、孔壁安定液の補充量が少なくて済む。孔壁安定液の水位変化が小さく、且つ、ケーシングチューブからの溢れ出しが抑制されることによって、ケーシングチューブ周辺における水中ポンプの電源ケーブルや排水・注入ホースの引き回しが減り、ケーシングチューブ周辺での重機の走行への制限が減少する。これらの結果として、場所打ち杭を容易に構築することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、孔壁安定液水位維持機能を持つケーシングチューブの製造が容易である。即ち、前記バイパス経路がケーシング用鋼管の外周に固定され、上下両端がケーシング用鋼管の内部空間に連通連結された複数本のパイプによって形成されているので、既存のケーシングチューブに複数本のパイプを連結するだけで、孔壁安定液水位維持機能を持つケーシングチューブを実現できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、ケーシング用鋼管を二重管構造とし、内側鋼管と外側鋼管の間に形成された隙間の上下両端を内側鋼管の内部空間に連通させるによって、内側鋼管と外側鋼管の隙間が前記バイパス経路に形成されているので、バイパス経路の断面積を大きくとることができ、ドリリングバケットの引き上げ速度を速くすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、ドリリングバケットの上下移動に伴う孔壁安定液の水位変化が小さくなるので、孔壁の崩壊を防止して、場所打ち杭の品質を確保できこと、ドリリングバケットの引き上げ速度を速くすることができること、孔壁安定液の補充量が少なくて済むこと、孔壁安定液の水位変化が小さく、且つ、ケーシングチューブからの溢れ出しが抑制されることによって、ケーシングチューブ周辺における水中ポンプの電源ケーブルや排水ホースの引き回しが減り、ケーシングチューブ周辺での重機の走行への制限が減少すること等の理由により、高品質の場所打ち杭を容易に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図３は本発明の実施形態を示す。Ａは本発明に係るアースドリル工法用ケーシングチューブである。このアースドリル工法用ケーシングチューブＡは、長さが３〜５ｍ程度のケーシング用鋼管１の外周上半側に複数本（図示の例では４本）の適当な太さのパイプ２をケーシング用鋼管１と平行に溶接等の手段によって固定し、各パイプ２の上下両端をケーシング用鋼管１の内部空間に連通連結することにより、ケーシング用鋼管１の外側にドリリングバケット３によって持ち上げられた孔壁安定液４をドリリングバケット３よりも下方の掘削孔内に還流させるためのバイパス経路Ｂを形成した点に特徴がある。図中の５はケリーバーである。
【００２１】
上記の構成によれば、図３の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、掘削土を排出するためにドリリングバケット３を引き上げたとき、ドリリングバケット３上部の孔壁安定液４がドリリングバケット３で持ち上げられるが、図３の（Ｃ）に示すように、ケーシングチューブの上端から溢れ出す前にバイパス経路Ｂへ流れ込み、バイパス経路Ｂを通ってドリリングバケット３下部の掘削孔内へと還流することになる。従って、ドリリングバケット３の上下移動に伴う孔壁安定液４の水位変化が小さくなり、孔壁の崩壊を防止して、場所打ち杭の品質を確保できる。
【００２２】
次に、このアースドリル工法用ケーシングチューブＡを用いて場所打ち杭を構築する方法について説明する。
【００２３】
先ず、前記ケーシングチューブＡを表層地盤に建て込む。具体的には、表層地盤をドリ
リングバケット３で１ｍ程度掘削すると共に、掘削孔のパイプ２位置に対応する内面複数箇所（４箇所）をミニユンボ（小型バックフォー）で掘削する。この状態でケーシングチューブＡを掘削孔に吊り込んで自立させた後、パワージャッキ（図示せず）でケーシングチューブＡを表層地盤に上端が地面から１ｍ程度突出した状態に押し込む。
【００２４】
この状態で、ドリリングバケット３による掘削を進め、ケーシングチューブＡ下部まで掘削したら、ケーシングチューブＡ内にベントナイトスラリー等の孔壁安定液４を流し込み、孔壁安定液４によって孔壁の崩壊を防ぎつつドリリングバケット３による掘削を進め、所望深さの杭孔を形成する。
【００２５】
ドリリングバケット３は排土のたびに地上に引き抜かれ、排土後、再び掘削のためにケーシングチューブＡ内に挿入され、杭孔の底に降ろされる。従って、孔壁安定液４の水位（水頭）は不可避的に変動するが、上述した通り、ドリリングバケット３で持ち上げられたドリリングバケット３上部の孔壁安定液４がケーシングチューブＡの上端から溢れ出す前にバイパス経路Ｂへ流れ込み、バイパス経路Ｂを通ってドリリングバケット３下部の掘削孔内へと還流するので、ドリリングバケット３の上下移動に伴う孔壁安定液４の水位変化が小さくなり、孔壁の崩壊を防止できる。
【００２６】
そして、所望深さの杭孔が形成された後、底浚え、鉄筋籠の挿入、トレミー管によるコンクリート打設、ケーシングチューブＡ引抜きの工程を経て、場所打ち杭が構築されることになる。
【００２７】
図４、図５は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、バイパス径路Ｂ用のパイプ２をケーシング用鋼管１の略全長にわたる長さとすることによって、ドリリングバケット３を引き上げる際、ドリリングバケット３がケーシングチューブＡの下部に入り込んだ直後からドリリングバケット３上部の孔壁安定液４がバイパス径路Ｂに流れ込むように構成した点に特徴がある。
【００２８】
尚、パイプ２の上端とケーシング用鋼管１の内部空間とは、図示のように、上下に長いスリット６を介して連通させることが、ドリリングバケット３を引き上げる際、バイパス径路Ｂの上端がドリリングバケット３の側面で閉塞されるのを遅らせる点で望ましい。また、各パイプ２の下端は、下端に至る程ケーシング用鋼管１と接近するテーパー状とすることが、パワージャッキによるケーシングチューブＡの表層地盤への押し込みを抵抗少なく行える点で望ましい。その他の構成、作用は、図１〜図３の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００２９】
図６、図７は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、ケーシング用鋼管１を二重管構造とし、内側鋼管１ａと外側鋼管１ｂの間に形成された隙間の上下両端を内側鋼管１ａの内部空間に連通させるによって、内側鋼管１ａと外側鋼管１ｂの隙間を前記バイパス経路Ｂに形成した点に特徴がある。
【００３０】
この構成によれば、バイパス経路Ｂの断面積を大きくとることができ、ドリリングバケット３の引き上げ速度を速くすることができる。
【００３１】
尚、図中の７は内側鋼管１ａと外側鋼管１ｂを連結する連結鋼板である。図示の例では、内側鋼管１ａの上端を外側鋼管１ｂの上端より低くすることにより、孔壁安定液４が内側鋼管１ａの全周からバイパス経路Ｂに流れ込むように構成してある。また、外側鋼管１ｂの下端は、下端に至る程内側鋼管１ａと接近するテーパー状とすることが、パワージャッキによるケーシングチューブＡの表層地盤への押し込みを抵抗少なく行える点で望ましい。その他の構成、作用は、図５〜６の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るアースドリル工法用ケーシングチューブの一部切欠き側面図である。
【図２】使用状態における縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す一部切欠き側面図である。
【図４】使用状態における縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る山留め用芯材の他の例を示す斜視図である。
【図７】使用状態における縦断面図である。
【図８】従来例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  ケーシングチューブ
Ｂ  バイパス経路
１  ケーシング用鋼管
１ａ  内側鋼管
１ｂ  外側鋼管
２  パイプ
３  ドリリングバケット
４  孔壁安定液
５  ケリーバー
６  スリット
７  連結鋼板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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