(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端コーンを有するロッドと、このロッドを打撃するハンマとを備えたオートマチックラムサウンディング調査機を用いた場所打ち杭打設地盤の調査方法であって、場所打ち杭を打設する位置でケーシングロッドを用いて地盤を掘削して掘削孔を形成し、地盤上から前記ケーシングロッドを内設した掘削孔の孔底まで延設した保護管の上端部および下端部を所定位置に保持するとともに、前記保護管に前記ロッドを挿入し、このロッドの上端部を前記保護管の上端面から突出させた状態にして、この掘削孔の上方位置に前記調査機を設置してセッティングを完了し、次いで、このロッドの上端を前記ハンマによって打撃して、前記保護管よりも下方に突出させた前記先端コーンを前記孔底の地盤に貫入させる前記調査機による地盤の調査を実施することを特徴とする場所打ち杭打設地盤の調査方法。
【請求項２】
前記保護管に、この保護管から外周側に広がる保持部材を取付け、この保持部材の外周部を前記ケーシングロッドの内壁面に対向させることにより、保護管を掘削孔の中で左右方向所定位置に保持するようにセッティングする請求項１に記載の場所打ち杭打設地盤の調査方法。
【請求項３】
前記保持部材が、保護管を中心にして外周側に放射状に延びる少なくとも３本の脚部を有し、これら脚部の先端を前記保持部材の外周部として前記ケーシングロッドの内壁面に対向させる請求項２に記載の場所打ち杭打設地盤の調査方法。
【請求項４】
前記掘削孔の深さが５ｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の場所打ち杭打設地盤の調査方法。
【請求項５】
先端コーンを有するロッドと、このロッドを打撃するハンマとを備えたオートマチックラムサウンディング調査機に取り付けられる場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメントであって、掘削孔を形成したケーシングロッドが内設された前記掘削孔の上に設置された前記調査機の下方に延設されて前記ロッドが内挿される保護管と、この保護管に取り付けられて、この保護管から外周側に広がる保持部材とを有し、前記保護管が前記掘削孔の孔底まで延設されるとともに、この保護管の上端面から前記ロッドの上端部を突出させた状態にして、前記保持部材の外周部を前記ケーシングロッドの内壁面に対向させることにより、前記保護管が前記掘削孔の中で左右方向所定位置に保持するようにセッティングされ、この保護管の上端面から突出した前記ロッドの上端を前記ハンマによって打撃して前記保護管よりも下方に突出させた前記先端コーンを前記孔底の地盤に貫入させる構成にしたことを特徴とする場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメント。
【請求項６】
前記保持部材は、前記保護管を中心として外周側に放射状に延びる少なくとも３本の脚部を有する請求項５に記載の場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメント。
【請求項７】
前記脚部の長さが伸縮するように構成されている請求項６に記載の場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメント。
【請求項８】
前記保持部材が保護管に対して管長手方向に移動可能であり、所定の位置で保護管に固定されるように構成されている請求項５〜７のいずれかに記載の場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ち杭打設地盤の調査方法および地盤調査機アタッチメントに関し、さらに詳しくは、作業工数を削減するとともに、地盤の支持力を精度よく把握することができる場所打ち杭打設地盤の調査方法および地盤調査機アタッチメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
場所打ち杭を打設する際には、地盤の支持力を把握するため、一般に打設工事をする地盤の調査を行なう。従来、この地盤調査は、まず、図４に例示するように場所打ち杭を打設する位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の近傍の位置ＰＢでボーリングを行ない、採取したボーリングサンプルによって予め地質を把握しておく。次いで、実際に場所打ち杭を打設する位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６で地盤を掘削し、掘削した地盤の地質を、ボーリングサンプルと目視により比較していた。この方法では、場所打ち杭を打設する地盤の支持力を定量的に把握できないので、精度に欠けるという問題があった。
【０００３】
比較的簡易に地盤を調査する調査機としては、オートマチックラムサウンディング調査機が知られている（例えば、特許文献１参照）。オートマチックラムサウンディング調査機は、先端コーンを備えたロッドをハンマによって打撃して地盤中に貫入させる調査機である。ロッドに対してハンマを高さ５０ｃｍ位置から自動的に自由落下させ、先端コーンが地盤に２０ｃｍ貫通するのに要する打撃回数を記録し、この記録した打撃回数に基づいて地盤の支持力を把握することができる。即ち、この調査機を用いれば、地盤の支持力を迅速、かつ、定量的に把握することが可能になる。
【０００４】
ところが、場所打ち杭の打設地盤の調査をする場合は、通常の地盤上に調査機を設置してその地盤を調査する場合とは異なり、そのまま用いるには問題がある。即ち、対象となる地盤が掘削孔の孔底の地盤となるので、掘削孔の孔底にこの調査機を降ろして設置する必要がある。そのため、掘削孔の深さが深くなる程、調査機を降ろして設置する作業に時間を要し、調査後に調査機を引き揚げる作業にも時間を要するため、多大な作業工数が必要になるという問題があった。
【０００５】
また、掘削孔の内部に地下水が存在する場合は、調査機をそのまま孔底に降ろすことできず、調査機を防水仕様にする必要がある。しかしながら、調査機を防水仕様にするのは難しい。
【０００６】
そこで、調査機を、掘削孔の上方位置に設置すれば、迅速に設置ができるので作業時間を短縮することができる。しかしながら、この場合、ロッドは地盤上から掘削孔の孔底に至るまで露出した状態（地盤に埋設されない状態）になるため、掘削孔の深さが深くなるに連れて、ハンマによって打撃を受けた際に大きなロッド振れが生じたり、ロッドが座屈する危険が高くなる。大きなロッド振れが生じたり、ロッドが座屈すると、正確なデータが得られなくなるため、地盤の支持力を精度よく把握できなくなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２１３６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、作業工数を削減するとともに、地盤の支持力を精度よく把握することができる場所打ち杭打設地盤の調査方法および地盤調査機アタッチメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の場所打ち杭打設地盤の調査方法は、先端コーンを有するロッドと、このロッドを打撃するハンマとを備えたオートマチックラムサウンディング調査機を用いた場所打ち杭打設地盤の調査方法であって、場所打ち杭を打設する位置でケーシングロッドを用いて地盤を掘削して掘削孔を形成し、地盤上から前記ケーシングロッドを内設した掘削孔の孔底まで延設した保護管の上端部および下端部を所定位置に保持するとともに、前記保護管に前記ロッドを挿入し、このロッドの上端部を前記保護管の上端面から突出させた状態にして、この掘削孔の上方位置に前記調査機を設置してセッティングを完了し、次いで、このロッドの上端を前記ハンマによって打撃して、前記保護管よりも下方に突出させた前記先端コーンを前記孔底の地盤に貫入させる前記調査機による地盤の調査を実施することを特徴とする。
【００１０】
本発明の場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメントは、先端コーンを有するロッドと、このロッドを打撃するハンマとを備えたオートマチックラムサウンディング調査機に取り付けられる場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメントであって、掘削孔を形成したケーシングロッドが内設された前記掘削孔の上に設置された前記調査機の下方に延設されて前記ロッドが内挿される保護管と、この保護管に取り付けられて、この保護管から外周側に広がる保持部材とを有し、前記保護管が前記掘削孔の孔底まで延設されるとともに、この保護管の上端面から前記ロッドの上端部を突出させた状態にして、前記保持部材の外周部を前記ケーシングロッドの内壁面に対向させることにより、前記保護管が前記掘削孔の中で左右方向所定位置に保持するようにセッティングされ、この保護管の上端面から突出した前記ロッドの上端を前記ハンマによって打撃して前記保護管よりも下方に突出させた前記先端コーンを前記孔底の地盤に貫入させる構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の場所打ち杭打設地盤の調査方法によれば、掘削孔の上方位置にオートマチックラムサウンディング調査機を設置するので、調査機の設置および撤収に要する作業工数が低減し、作業の迅速化を図ることができる。
【００１２】
また、地盤上から前記ケーシングロッドを内設した掘削孔の孔底まで延設した保護管の上端部および下端部を所定位置に保持するとともに、前記保護管にロッドを挿入した状態にして、この掘削孔の上方位置に前記調査機を設置してセッティングを完了する。これにより、掘削孔が深い場合であっても、ロッドがハンマによって打撃を受けた際の左右振れは保護管によって規制されるので振れが抑制され、大きなロッド振れが生じたり、ロッドが座屈するという不具合は回避され、地盤の支持力を精度よく把握するには有利になる。
【００１３】
ここで、例えば、前記保護管に、この保護管から外周側に広がる保持部材を取付け、この保持部材の外周部を前記ケーシングロッドの内壁面に対向させることにより、保護管を掘削孔の中で左右方向所定位置に保持するようにセッティングする。この保持部材によって、保護管を一段と安定して保持できるので、打撃されたロッドの振れや座屈を防ぐには益々有利になる。
【００１４】
前記保持部材が、保護管を中心にして外周側に放射状に延びる少なくとも３本の脚部を有し、これら脚部の先端を前記保持部材の外周部として前記ケーシングロッドの内壁面に対向させることもできる。
【００１５】
また、前記掘削孔の深さが５ｍ以上である場合は、ロッドがハンマによって打撃を受けた際の左右振れが大きくなり易いので、本願発明を適用するとより効果的である。
【００１６】
本発明の場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメントによれば、オートマチックラムサウンディング調査機の下方に延設されて、この調査機のロッドが内挿される保護管と、この保護管に取り付けられて、この保護管から外周側に広がる保持部材とを有するので、掘削孔の上方位置にオートマチックラムサウンディング調査機を設置でき、設置に要する作業工数が削減される。また、掘削孔が深い場合であっても、ロッドがハンマによって打撃を受けた際の左右振れは保護管によって規制されるので振れが抑制され、大きなロッド振れが生じたり、ロッドが座屈するという不具合は回避され、地盤の支持力を精度よく把握するには有利になる。
【００１７】
ここで、例えば、前記保持部材は、前記保護管を中心として外周側に放射状に延びる少なくとも３本の脚部を有する仕様にする。
【００１８】
また、前記脚部の長さが伸縮するように構成されている仕様にすることもできる。この仕様によれば、１種類の保持部材であっても、様々な内径の掘削孔に対応して保護管を安定して保持できる。
【００１９】
前記保持部材が保護管に対して管長手方向に移動可能であり、所定の位置で保護管に固定されるように構成されている仕様にすることもできる。この仕様によれば、保護管の長手方向の所望の位置に保持部材を固定できるので、現場の状況に応じて適切な位置に保持部材を配置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のアタッチメントを装備した地質調査機の全体概要を例示する説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】アタッチメントの変形例を示す説明図である。
【図４】ボーリングする位置と場所打ち杭を打設する位置とを例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の場所打ち杭打設地盤の調査方法および地盤調査機アタッチメントを、実施形態に基づいて説明する。
【００２２】
図１に例示するように、場所打ち杭を打設する際には、場所打ち杭を打設する位置でケーシングロッド１１を用いて地盤を掘削する。形成した掘削孔Ｈにはケーシングロッド１１が内設された状態になっている。本発明では、掘削孔Ｈの孔底の地盤が調査対象となる。
【００２３】
図１、図２に例示するように、本発明の場所打ち杭打設地盤の地盤調査機アタッチメント５（以下、アタッチメント５という）は、公知のオートマチックラムサウンディング調査機１（以下、調査機１という）に取り付けられる。調査機１は、先端コーン３ａを有するロッド３と、このロッド３を打撃するハンマ２と、演算装置４とを備えている。ハンマ２の質量は６３．５ｋｇである。ロッド３の外径は３２ｍｍ、先端コーン３ａの外径は４５ｍｍである。調査機１は、ケーシングロッド１１の上端開口に架け渡されたステージ板１２上に、サポート１ａに支えられて設置される。
【００２４】
アタッチメント５は、調査機１の下方位置に設置されて、調査機１から下方に延設されてロッド３が内挿される保護管６と、この保護管６に取り付けられる保持部材７とを備えている。保護管６は、剛性のある管体であり、例えば、鋼管等の金属管が用いられる。
【００２５】
保護管６の内径は、ロッド３が円滑に移動可能な大きさであり、例えば、３６ｍｍ〜６０ｍｍ程度である。保護管６の内径を先端コーン３ａの外径よりも大きくするだけでなく、先端コーン３ａの外径以下にすることもできる。先端コーン３ａの外径以下の内径を有する保護管６を用いる場合は、先端コーン３ａを取り付けたロッド３に対して保護管６を後端側から外挿する。
【００２６】
保持部材７は保護管６に外嵌される筒状の固定部８と、固定部８から水平方向に放射状に延びる４本の脚部９とを有し、固定部８は保護管６に固定されている。脚部９は３本、５本でもよく、少なくとも３本であればよい。この実施形態では、それぞれの脚部先端９ａは、保護管６に向かって反り返った円弧状に形成されている。保持部材７は、例えば、鋼等の金属や硬質樹脂などで形成される。尚、保持部材７は、保護管６に外嵌される筒状の固定部８を有する構成に限らず、例えば、継ぎ足す保護管６どうしの間に介在させる構成にすることもできる。
【００２７】
保持部材７は保護管６に取り付けられた際に、保護管６から外周側に広がる形状のものを採用することができる。例えば、円板状体やこれに類似するものを保持部材７として採用することができる。
【００２８】
このアタッチメント５および調査機１のセッティングは、以下の手順で行なう。
【００２９】
まず、ケーシングロッド１１が内設された掘削孔Ｈに、地盤上から保護管６を挿入して孔底まで延設する。１本の保護管６では長さが足りない場合は、複数本の保護管６を継ぎ足す。保護管６の下端部は孔底で地盤中に埋め込まれ、上端部はステージ板１２に固定されることにより、上下端部が所定位置で保持された状態になる。この掘削孔Ｈの上方位置となるステージ板１２の上に調査機１の本体を設置し、調査機１の下方位置に配置した保護管６にロッド３を挿入した状態にしてセッティングが完了する。
【００３０】
次いで、ハンマ２によりロッド３の上端を自動的に連続して打撃することにより、この調査機１が通常行なう地盤の調査を実施する。即ち、ハンマ２を、ロッド３の上端に対して高さ５０ｃｍ位置から自動的に連続して自由落下させて（２４回／分）ロッド３を打撃する。そして、先端コーン３ａが地盤に２０ｃｍ貫通するのに要する打撃回数Ｎｄを演算装置４で記録する。
【００３１】
詳しくは、補正された打撃回数Ｎｄ値を、下記（１）式により算出、記録する。
Ｎｄ＝Ｎｄｍ−Ｎｍａｎｔｌｅ＝Ｎｄ−０．０００４１Ｍｖ・・・（１）
Ｎｄ：補正された打撃回数
Ｎｄｍ：測定した打撃回数
Ｎｍａｎｔｌｅ：周面摩擦に相当する打撃回数
Ｍｖ：回転トルク（Ｎ・ｃｍ）
【００３２】
上記の周面摩擦を補正するためのトルク計測は以下のとおりである。Ｎｄｍ値が５回を超える場合は、先端コーン３ａの貫入量２０ｃｍ毎にトルクレンチでロッド３を２回転させ、その際の最大トルク（Ｍｖ）を測定する。Ｎｄｍ値が５回以下の場合は、１ｍ毎のロッド３接続時にロッド３を２回転させるだけで、最大トルク（Ｍｖ）を測定しない（Ｍｖ＝０とする）。
【００３３】
このＮｄ値は、標準貫入試験によるＮ値（地盤の支持力を示す値）とほぼ等しいとされている。それ故、算出した打撃回数Ｎｄに基づいて、孔底の地盤（実際に場所打ち杭を打設する位置の地盤）の支持力を迅速、かつ、定量的に把握することができる。
【００３４】
上述したとおり、本発明の調査方法では、掘削孔Ｈの上方位置に調査機１を設置するので、調査機１を孔底に降ろして設置する作業、調査後に調査機１を地盤上に引き揚げて撤収する作業が不要になり、作業の迅速化を図ることができる。調査機１を掘削孔Ｈの上方位置に設置するので、掘削孔Ｈの内部に地下水が存在していても調査機１を防水仕様にする必要もない。
【００３５】
また、地盤上から掘削孔Ｈの孔底まで延設した保護管６の上端部および下端部を所定位置に保持した状態にして、保護管６に挿入されたロッド３をハンマ２によって打撃するので、掘削孔Ｈが深くても、打撃を受けた際にロッド３が左右に振れようとしても保護管６によって振れが規制される。それ故、大きなロッド振れが生じたり、ロッド３が座屈するという不具合が回避される。振れが何ら規制されず、大きなロッド振れや座屈が生じると、ハンマ２による打撃力が散逸してしまうが、本発明ではこのような不具合を防止できるので、地盤の支持力を精度よく把握するには有利になる。
【００３６】
掘削孔Ｈの深さが５ｍ以上である場合は、ロッド３がハンマ２によって打撃を受けた際の左右振れが大きくなり易いので、本発明を適用するとより効果的である。
【００３７】
この実施形態では、保護管６に取り付けた保持部材７の脚部９が保護管６を中心にして外周側に放射状に延び、脚部先端９ａが、ケーシングロッド１１の内壁面に多少のすき間（１０ｍｍ以下、例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ）をあけて、或いは、当接して対向している。これにより、保護管６は掘削孔Ｈの中で左右方向所定位置に保持されている。即ち、保持部材７によって、保護管６が一段と安定して掘削孔Ｈの中で保持される。それ故、ロッド３が振れようとしても、保持部材７（脚部９）で所定位置に保持された保護管６によって、打撃されたロッド３の振れが確実に抑制されるので、ロッド３の振れや座屈を防ぐには益々有利になる。
【００３８】
円板状体やこれに類似する形状の保持部材７を用いた場合は、その外周部をケーシングロッド１１の内壁面に、多少のすき間をあけて、或いは、当接して対向させることにより、保護管６を掘削孔Ｈの中で左右方向所定位置に保持する。
【００３９】
ロッド６の上下端部を、左右方向所定位置に保持できるのであれば、保持部材７を省略することもできる。即ち、アタッチメント５を保護管６だけで構成することもできる。保持部材７を省略できれば、作業の迅速化には一段と有利になる。
【００４０】
保持部材７の数は、保護管６の長さ（掘削孔Ｈの深さ）に応じて適宜決定される。また、保持部材７を保護管６に対して管長手方向に移動可能にして、所定の位置で保護管６に固定されるように構成することもできる。この仕様によれば、保護管６の長手方向の所望の位置に保持部材７を固定できるので、現場の状況に応じて機動的に適切な位置に保持部材７を配置することが可能になる。
【００４１】
例えば、保持部材７を構成する筒状の固定部８を、保護管６にスライド可能に外嵌される大きさにしておき、固定ボルト等の止め具によって固定部８を保護管６の管長手方向の任意の位置で固定できるようにする。保持部材７を保護管６の長手方向の所望の位置に固定するには、その他の構造を採用することもできる。
【００４２】
尚、保持部材７を保護管６に対して予め設定された所定位置に固定して、保持部材７と保護管６とを一体化させた構造にすることもできる。
【００４３】
また、この実施形態では、脚部先端９ａが円弧状なので、保護管６をケーシングロッド１１に挿入する際および取出す際に、脚部先端９ａがケーシングロッド１１の内壁面に接触しても、円滑に保護管６を挿入、取出しすることができる。
【００４４】
調査が終了した後は、掘削孔Ｈに鉄筋を建て込み、その後、コンクリートを打ち込む。次いで、ケーシングロッド１１を地盤上に引き抜いて場所打ち杭の打設が完了する。
【００４５】
保持部材７の脚部９は、図３に例示するように、長さ方向中途に伸縮機構１０を設けて長さが伸縮するように構成することもできる。図３では、太径の脚部９Ａに細径の脚部９Ｂが出入りするテレスコピック状の脚部９になっている。そして、細径の脚部９Ｂを太径の脚部９Ａから適宜突出させた位置で伸縮機構１０の固定ネジを締めることにより、細径の脚部９Ｂが固定されて脚部９の長さが設定される。
【００４６】
掘削孔Ｈの内径は現場等によって様々であるが、この保持部材７であれば１種類であっても、様々な内径の掘削孔Ｈに対応するように脚部９の長さを変更でき、汎用性が高い仕様になっている。それ故、掘削孔Ｈの内径によらず、この保持部材７によって掘削孔Ｈの中で保護管６を安定して保持することができる。
【００４７】
また、それぞれの脚部９の長さを調整することにより、掘削孔Ｈの孔底の地盤の適切な位置に先端コーン３ａを貫入させることができる。例えば、孔底中心位置だけでなく、中心から偏心した位置で先端コーン３ａを地盤に貫入させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  オートマチックラムサンディング調査機
１ａ  サポート
２  ハンマ
３  ロッド
３ａ  先端コーン
４  演算装置
５  アタッチメント
６  保護管
７  保持部材
８  固定部
９、９Ａ、９Ｂ  脚部
９ａ  脚部先端
１０  伸縮機構
１１  ケーシングロッド
１２  ステージ板
Ｈ  掘削孔
【図１】
0005766974.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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