(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭を先端が岩盤等の硬質支持層に到達するまで地中へ埋入させて該鋼管杭を地中の土圧によって直立状態に支持する第一工程と、
ユニットキャップと排土用円筒体とテーブルマシンとからなり、これら三者にわたってダウンザホールハンマを挿通させる挿通孔を有するテーブルマシンユニットを、土圧によって地中に直立状態に支持された前記鋼管杭の上端部に係止させる第二工程と、
ダウンザホールハンマを、前記テーブルマシンユニットに設けた前記挿通孔に挿通させて該ダウンザホールハンマを回転駆動させながら下降させて硬質支持層を掘削し、掘削した掘削排土を前記排土用円筒体から外部に排出する第三工程と、
前記第一工程によって地中へ埋入させた前記鋼管杭を、更に、前記第三工程によって岩盤支持層に掘削形成された掘削孔に所定深度まで埋入して該鋼管杭を硬質支持層に支持させる第四工程と、を順次経ることを特徴とする鋼管杭の施工方法。
【請求項２】
前記排土用円筒体は、排土方向を指示する排土シュートを備えるとともに、該排土用円筒体は、排土シュートによって排土用円筒体の周方向の何れの方向からも排土可能なように軸受部材によって周方向に変位自在に前記テーブルマシンユニットに支持されてなる請求項１に記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項３】
前記テーブルマシンユニットには、作業者がダウンザホールハンマをテーブルマシンユニットの挿通孔に挿通操作するための作業台が設置されてなる請求項１又は２に記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項４】
前記第一工程において、鋼管杭はバイブロハンマの打設によって地中に埋入される請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項５】
前記第四工程において、鋼管杭はバンブロハンマ又は油圧ハンマの打設によって、硬質支持層に掘削形成された掘削孔に所定深度まで埋入されてなる請求項１〜４の何れかに記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項６】
前記ユニットキャップは、円形天板部と円筒状側板部とからなる断面下向きコ字状のキャップ本体を有し、キャップ本体の円筒状側板部に鋼管杭の先端部外周面を係止するための係止用作動シリンダが設けられてなる請求項１〜５の何れかに記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項７】
前記ユニットキャップの円筒状側板部には、鋼管杭の一例である複数の鋼管矢板を互いに隣接して継ぎ足すための矢板継手の係合用凹部が形成されてなる請求項１〜６の何れかに記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項８】
前記ユニットキャップの円筒状側板部に形成される矢板継手係合用凹部は、円筒状側板部の周方向１８０°間の２箇所の部位と、該２箇所の部位の中間部で周方向に９０°間の部位の１箇所の合計３箇所に形成されてなる請求項７に記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項９】
ダウンザホールハンマを作動させるために、ダウンザホールハンマの上端部にエアスイベル機構が繋がれてなる請求項１〜８に記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項１０】
前記エアスイベル機構は、ダウンザホールハンマに同心状に連結させる軸体に、外周に前記エアーホース接続口を有する筒体が相対回転自在に気密に外嵌し、該軸体と筒体との間に構成された環状流路に、筒体側の前記エアーホース接続口に繋がれるエアーホースと軸体側のエアー送給路とが連通されてなる請求項９に記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項１１】
ダウンザホールハンマの外周面の長手方向全域にスプラインが形成され、ダウンザホールハンマは、前記スプラインが前記テーブルマシンに係合して該テーブルマシンと一体回転するが、該テーブルマシンに独立して下降掘進するようになっている請求項１〜１０の何れかに記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項１２】
複数本の鋼管矢板を環状に配列するように水上から水底地盤の硬質支持層に順次打込んで橋梁基礎の外周壁体を形成する請求項１〜１１の何れかに記載の鋼管杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鋼管矢板等の鋼管杭を礫層や岩盤等の硬質の支持層に埋め立てる際に、橋梁基礎の外周部形成等、特に大口径の鋼管杭を大深度に建て込む場合に好適な施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、大口径の鋼管矢板を用いて橋梁基礎、岸壁、護岸等の水域に臨んだ擁壁を構築する場合、クレーンで吊支したバイブロハンマの起振力によって鋼管矢板を地中に打ち込む振動工法、鋼管矢板の内側に挿通配置させたオーガスクリューやドリリングバケットで先端側を掘削しつつ、当該鋼管矢板を自重と圧入又は軽打によって地中に沈設する中堀り工法、油圧ハンマ、ディーゼルハンマ、ドロップハンマ等で鋼管矢板の頭部を打撃して地中に打ち込む打撃工法、鋼管矢板に油圧による静圧をかけて地中に圧入する圧入工法等が採用されている（非特許文献１，２）。
【０００３】
しかしながら、礫層や岩盤等よりなる硬質の支持層が管頭から大深度に存在し、その支持層内に鋼管矢板の先端側を貫入させる根入れを要する場合、何れの工法でも先端が支持層に到達するまでは該鋼管矢板を継ぎ足しつつ建て込みできるが、以降の支持層への根入れが極めて困難であった。これは、振動工法、打撃工法、圧入工法等では、鋼管矢板が長くなることで、地盤に対する摩擦抵抗が増大することに加え、鋼管矢板全体としての剛性が低下するため、振動工法での起振力、打撃工法での打撃力、圧入工法での圧入力が支持層に貫入し得るほど充分には作用しないことによる。一方、オーガスクリューによる中堀り工法では、大深度に対応して該オーガスクリューを継ぎ足しながら掘削するが、やはり長くなるほど該オーガスクリュー自体の剛性が低下するため、硬い支持層の掘削が困難になる。また、ドリリングバケットによる中堀り工法では、該ドリリングバケットはクレーンに昇降及び回転可能に保持されるケリーバの下端に取り付けられ、大深度に対応して該ケリーバを継ぎ足しながら掘削するが、細いケリーバが長くなることで剛性を失って曲がりや捩れ、振れを生じるため、ドリリングバケットに加える回転力及び押圧力が不足して硬い支持層を掘削できなくなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】インターネット・ウエブ・一般社団法人  鋼管杭・鋼管矢板技術協会  鋼管矢板とは  検索日：2017年7月31日、http//www.jaspp.com/koukanyaita/construction.html
【非特許文献２】インターネット・ウエブ・橋梁設計研修〜杭基礎の計画と設計〜（杭基礎の種類）平成23年８月30日  株式会社四電技術コンサルタント  池田  豊  検索日：2017年7月31日、http//www.kenji.net/kensyu_jisseki/h23/images/kuikiso_syurui.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みて、鋼管矢板を含む鋼管杭の施工方法として、ダウンザホールハンマによる強力な掘削力によって硬質の支持層内に鋼管杭の先端側を容易に貫入させて確実に根入れし、この際に、ダウンザホールハンマの回転反力を容易に取り出すことができて、高支持強度で高耐力の大深度建込施工を可能にする手段を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る鋼管杭の施工方法は、鋼管矢板等の鋼管杭１を先端が硬質支持層ｄに到達するまで地中Ｇへ埋入させて該鋼管杭１を地中Ｇの土圧によって直立状態に支持する第一工程と、ユニットキャップ２と排土用円筒体３とテーブルマシン４とからなり、これら三者にわたってダウンザホールハンマ５を挿通させる挿通孔６を有するテーブルマシンユニット７を、土圧によって地中Ｇに直立状態に支持された前記鋼管杭１の上端部に係止させる第二工程と、ダウンザホールハンマ５を、前記テーブルマシンユニット７に設けた前記挿通孔６に挿通させて該ダウンザホールハンマ５を回転駆動させながら下降させて硬質支持層ｄを掘削し、掘削した掘削排土ｇを前記排土用円筒体３から外部に排出する第三工程と、前記第一工程によって地中Ｇへ埋入させた前記鋼管杭１を、更に、前記第三工程によって硬質支持層ｄに掘削形成された掘削孔８に所定深度まで埋入して該鋼管杭１を硬質支持層ｄに支持させる第四工程と、を順次経ることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明に係る鋼管杭の施工方法は、前記排土用円筒体３は、排土方向を指示する排土シュート９を備えるとともに、該排土用円筒体３は、排土シュート９によって排土用円筒体３の周方向の何れの方向からも排土可能なように軸受部材１０によって周方向に変位自在に前記テーブルマシンユニット７に支持されてなる請求項１に記載の構成からなる。
【０００８】
請求項３に係る発明の鋼管杭の施工方法は、前記テーブルマシンユニット７には、作業者Ｐがダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７の挿通孔６に挿通操作するための作業台１１が設置されてなる請求項１又は２に記載の構成からなる。
【０００９】
請求項４に係る発明の鋼管杭の施工方法は、前記第一工程において、鋼管杭１はバイブロハンマ１２の打設によって地中Ｇに埋入される請求項１〜３のいずれかに記載の構成からなる。
【００１０】
請求項５に係る発明の鋼管杭の施工方法は、前記第四工程において、鋼管杭１はバイブロハンマ１２又は油圧ハンマ１３の打設によって、硬質支持層ｄに掘削形成された掘削孔８に所定深度まで埋入されてなる請求項１〜４の何れかに記載の構成からなる。
【００１１】
請求項６に係る発明の鋼管杭の施工方法は、前記ユニットキャップ２は、円形天板部１４と円筒状側板部１５とからなる断面下向きコ字状のキャップ本体１６を有し、該キャップ本体１６の円筒状側板部１５に鋼管杭１の先端部外周面１ａを係止するための係止用作動シリンダ１７が設けられてなる請求項１〜５の何れかに記載の構成からなる。
【００１２】
請求項７に係る発明の鋼管杭の施工方法は、前記ユニットキャップ２の円筒状側板部１５には、鋼管杭１の一例である複数の鋼管矢板１８を互いに隣接して継ぎ足すための矢板継手１９の係合用凹部２０が形成されてなる請求項１〜６の何れかに記載の構成からなる。
【００１３】
請求項８に係る発明の鋼管杭の施工方法は、前記ユニットキャップ２の円筒状側板部１５に形成される矢板継手係合用凹部２０は、円筒状側板部１５の周方向１８０°間の２箇所の部位と、該２箇所の部位の中間部で周方向に９０°間の部位の１箇所の合計３箇所に形成されてなる請求項７に記載の構成からなるものである。
【００１４】
請求項９に係る発明の鋼管杭の施工方法は、ダウンザホールハンマ５を作動させるために、ダウンザホールハンマ５の上端部にエアスイベル機構２２が繋がれてなる請求項１〜８に記載の構成からなる。
【００１５】
請求項１０に係る発明の鋼管杭の施工方法は、前記エアスイベル機構２２は、ダウンザホールハンマ５に同心状に連結させる軸体２３に、外周に前記エアーホース接続口２４を有する筒体２５が相対回転自在に気密に外嵌し、該軸体２３と筒体２５との間に構成された環状流路２６に、筒体２５側の前記エアーホース接続口２４に繋がれるエアーホース２１と軸体２３側のエアー送給路２７とが連通されてなる請求項９に記載の構成からなる。
【００１６】
請求項１１に係る発明の鋼管杭の施工方法は、ダウンザホールハンマ５の外周面の長手方向全域にスプライン５４が形成され、ダウンザホールハンマ５は、前記スプライン５４が前記テーブルマシン４に係合して該テーブルマシン４と一体回転するが、該テーブルマシン４に独立して下降掘進するようになっている請求項１〜１０の何れかに記載の構成からなる。
【００１７】
請求項１２に係る発明の鋼管杭の施工方法は、複数本の鋼管矢板１８を環状に配列するように水上Ｓから硬質支持層ｄに順次打込んで橋梁基礎２８の外周壁体２９を形成する請求項１〜１１の何れかに記載の構成からなる。
【発明の効果】
【００１８】
以下に、本発明の効果について、図面を参照して具体的に説明する。本発明に係る鋼管杭の施工方法では、請求項１の発明に係る鋼管杭の施工方法よれば、先ず、鋼管矢板等の鋼管杭１を先端が硬質支持層ｄに到達するまで地中Ｇへ埋入させて該鋼管杭１を地中Ｇの土圧によって直立状態に支持する第一工程を経て、次に、ユニットキャップ２と排土用円筒体３とテーブルマシン４とからなり、これら三者にわたってダウンザホールハンマ５を挿通させる挿通孔６を有するテーブルマシンユニット７を、土圧によって地中Ｇに直立状態に支持された前記鋼管杭１の上端部に係止させる第二工程を介して、ダウンザホールハンマ５を、前記テーブルマシンユニット７に設けた前記挿通孔６に挿通させて該ダウンザホールハンマ５を回転駆動させながら下降させて硬質支持層ｄを掘削し、掘削した掘削排土ｇを前記排土用円筒体３から外部に排出する第三工程を経ることによって、土圧によって地中Ｇに直立状態に支持された前記鋼管杭１が、第二工程によって該鋼管杭１の上端部に係止させたテーブルマシンユニット７を介して、第三工程でダウンザホールハンマ５が硬質支持層ｄを掘削して掘削孔を形成する際のダウンザホールハンマ５の反力受けとしての作用を有効に果たすことができ、これがために、ダウンザホールハンマ５を打設する際の反力受け装置を別途設置する必要がないから、それだけ簡単な構成によってダウンザホールハンマ５を地中Ｇから硬質支持層ｄに打設することができる。
【００１９】
しかも、第四工程によって、前記第一工程によって地中Ｇへ埋入させた前記鋼管杭１を、更に前記第三工程によって、硬質支持層ｄに掘削形成された掘削孔８に所定深度まで埋入して該鋼管杭１を硬質支持層ｄに支持させるようにしたため、従来では困難であった硬質支持層ｄに対する該鋼管杭の根入れを能率よく容易に且つ確実に行うことができる。
【００２０】
請求項２の発明に係る鋼管杭の施工方法によれば、前記排土用円筒体３は、排土方向を指示する排土シュート９を備え、ダウンザホールハンマ５を作動させるためにダウンザホールハンマ５の内部に供給される圧縮エアーの圧力がダウンザホールハンマ５の作動圧力としての作用を終え、該圧縮エアーが掘削排土ｇの排出圧力として作用し、この排出圧力によって、ダウンザホールハンマ５によって掘削された硬質支持層ｄの掘削排土ｇが、ダウンザホールハンマ５と鋼管杭１との間から上部側に圧送される。そして、テーブルマシンユニット７の排土用円筒体３から外部に掘削排土ｇが排出される際に、排土用円筒体３に設けられた排土シュート９によって、テーブルマシンユニット７の周方向の何れの方向からも排土可能なように、排土用円筒体３は軸受部材１０によって周方向に変位自在に前記テーブルマシンユニット７に支持されてなるため、排土シュート９によって排出される掘削排土ｇの排出方向を、軸受部材１０によって周方向に自在に変位できる排土用円筒体３を操作することによって、手軽に且つ円滑に排土シュート９を所望する排出方向に向けることができる。
【００２１】
請求項３に係る発明の鋼管杭の施工方法によれば、前記テーブルマシンユニット７には、作業者Ｐがダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７の挿通孔６に挿通操作するための作業台１１が設置されてなるため、作業台１１上から作業者Ｐがダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７の挿通孔６に容易に挿入操作することができる。又、前述のように、軸受部材１０によって排土シュート９を周方向に自在に変位できる排土用円筒体３を操作する際にも、作業者Ｐは作業台１１上から手軽に且つ円滑に排土シュート９を所望する排出方向に向けることができ、極めて実用的である。
【００２２】
請求項４に係る発明の管杭の施工方法よれば、第一工程において、鋼管杭１はバイブロハンマ１２の打設によって地中Ｇに容易に埋入することができる。
【００２３】
又、請求項５に係る発明の鋼管杭の施工方法によれば、前記第四工程において、鋼管杭１はバイブロハンマ１２又は油圧ハンマ１３の打設によって地中Ｇに容易に埋入することができる。
【００２４】
請求項６に係る発明の鋼管杭の施工方法によれば、前記ユニットキャップ２は、円形天板部１４と円筒状側板部１５とからなる断面下向きコ字状のキャップ本体１６を有し、該キャップ本体１６の円筒状側板部１５に鋼管杭１の先端部外周面１ａを係止するための係止用作動シリンダ１７が設けられてなるため、土圧によって地中Ｇに直立状態に支持された前記鋼管杭１がテーブルマシンユニット７に係止される際に、ユニットキャップ２に設けた係止用作動シリンダ１７によって、該鋼管杭１をテーブルマシンユニット７に確実に係止することができ、該鋼管杭１がダウンザホールハンマ５の反力受けとしての作用を安定して果たすことができる。
【００２５】
請求項７に係る発明の鋼管杭の施工方法よれば、前記ユニットキャップ２の円筒状側板部１５には、鋼管杭１の一例である複数の鋼管矢板１８を互いに隣接して継ぎ足すための矢板継手１９の係合用凹部２０が形成されてなるため、鋼管矢板１８がテーブルマシンユニット７に係止される際に、前記ユニットキャップ２に設けた矢板継手１９が前記係合用凹部２０に係合することによって、鋼管矢板１８にテーブルマシンユニット７を確実に係止して、該鋼管杭１がダウンザホールハンマ５の反力受けとしての作用を更に安定して果たすことができる。そして、鋼管杭が相互の継手１ａを介して連結しつつ複数本を順次並列に打ち込む大深度施工であっも各鋼管矢板１を硬質支持層ｄに容易に確実に根入れして高耐力の壁体を構築できる。
【００２６】
請求項８に係る発明の鋼管杭の施工方法よれば、前記ユニットキャップ２の円筒状側板部１５に形成される矢板継手係合用凹部２０は、円筒状側板部１５の周方向１８０°間の２箇所の部位と、該２箇所の部位の中間部で周方向に９０°間の部位の１箇所の合計３箇所に形成されてなるため、これら３箇所に設けた矢板継手係合用凹部２０によって、互いに隣接して埋設される複数の鋼管矢板１８を一直線上に配設される場合や、互いに直交して配設される場合の何れの配設位置であっても、これら３箇所の矢板継手係合用凹部２０によって支障なく鋼管矢板１８の継手１９を係合することができる。
【００２７】
なお、係合用凹部２０の係合幅ｅ１を、継手２０の被係合幅ｗ２に対して余裕をもって形成することによって、継手１９を係合用凹部２０を中心に平面視において円筒状側板部１５周りに斜め方向に変移させることができ、これによって、複数の鋼管矢板１８を互いに隣接して継ぎ足す際に複数の鋼管矢板１８を平面視曲線上に配設することができる。
【００２８】
請求項９に係る発明の鋼管杭の施工方法によれば、ダウンザホールハンマ５の上端部にエアスイベル機構２２が繋がれてなり、又、請求項１０に係る発明の鋼管杭の施工方法によれば、前記エアスイベル機構２２は、ダウンザホールハンマ５に同心状に連結させる軸体２３に、外周にエアホース接続口２４を有する筒体２５が相対回転自在に気密に外嵌し、該軸体２３と筒体２５との間に構成された環状流路２６に、前記エアホース接続口２４に繋がれたエアーホース２１と軸体２３側のエアー送給路２７とが連通されてなるため、回転駆動するダウンザホールハンマ５は、エアスイベル機構２２を介して取り付けられているから、外部側の圧縮エアー供給路であるエアーホース２１及びダウンザホールハンマ５側のエアー送給路２７が常時繋がれており、圧縮エアー供給源（エアーコンプレッサー）から送給される作動用の圧縮エアーを支障なく導入できる。
【００２９】
請求項１１に係る発明の鋼管杭の施工方法によれば、ダウンザホールハンマ５の外周面の長手方向全域にスプライン５４が形成され、ダウンザホールハンマ５は、前記スプライン５４が前記テーブルマシン４に係合して該テーブルマシン４と一体回転するが、該テーブルマシン４に独立して下降掘進するようになっているため、ダウンザホールハンマ５の回転作用と強力な打撃作用によって硬質支持層ｄを容易に掘削することができる。
【００３０】
請求項１２に係る発明の鋼管杭の施工方法によれば、複数本の鋼管矢板１８を環状に配列するように水上Ｓから硬質支持層ｄに順次打込んで橋梁基礎２８の外周壁体２９を形成するようになっているため、確実に根入れして高耐力の外周壁体１０ａを構築ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る鋼管杭の施工方法に採用される鋼管杭施工装置の使用状態を示す斜視図である。
【図２】同鋼管杭施工装置の要部であるテーブルマシンユニットの斜視図である。
【図３】同鋼管杭施工装置の他の要部であるダウンザホールハンマの縦断正面図である。
【図４】同鋼管杭施工装置の要部であるテーブルマシンユニットのの正面図である。
【図５】テーブルマシンユニットの要部である排土用円筒体の分解斜視図である。
【図６】図４のVI−VI線断面図である。
【図７】テーブルマシンユニットの他の要部であるユニットキャップの斜視図である。
【図８】同ユニットキャップの作用を説明するための説明図であり、（ａ）は、矢板継手の取付け部位の異なった各種の鋼管矢板を線図で示す平面図、（ｂ）は、矢板継手係合用凹部の形成位置の異なった各種のユニットキャップの平面視の端面図、（ｃ）は、鋼管矢板の上端部にユニットキャップを係止した状態の正面図である。
【図９】本発明を橋梁基礎施工に適用した一実施形態における鋼管矢板の打込み配列状態を示す平面図である。
【図１０】同じく本発明を橋梁基礎施工に適用した一実施形態における鋼管矢板の打込み配列状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態における鋼管杭の施工方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明に係る鋼管杭の施工方法は、図１１にその一実施形態が示されるように、次の第一工程〜第四工程を順次経ることを特徴としている。
〔第一工程〕・・・鋼管矢板等の鋼管杭１を先端が硬質支持層ｄに到達するまで地中Ｇへ埋入させて該鋼管杭１を地中Ｇの土圧によって直立状態に支持する第一工程、
〔第二工程〕・・・ユニットキャップ２と排土用円筒体３とテーブルマシン４とからなり、これら三者にわたってダウンザホールハンマ５を挿通させる挿通孔６を有するテーブルマシンユニット７を、土圧によって地中Ｇに直立状態に支持された前記鋼管杭１の上端部に係止させる第二工程、
〔第三工程〕・・・ダウンザホールハンマ５を、前記テーブルマシンユニット７に設けた前記挿通孔６に挿通させて該ダウンザホールハンマ５を回転駆動させながら下降させて硬質支持層ｄを掘削させ、掘削した排出土ｇを前記排土用円筒体３から外部に排土する第三工程
〔第四工程〕・・・、前記第一工程によって地中Ｇへ埋入させた前記鋼管杭１を、更に、前記第三工程によって硬質支持層ｄに掘削形成された掘削孔８に所定深度まで埋入して該鋼管杭１を硬質支持層ｄに支持させる第四工程
【００３３】
以下に、本発明の鋼管杭の施工方法を、鋼管杭の一例である鋼管矢板による橋梁基礎施工に適用した一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
この実施形態の施工方法では、その第一工程において、まず図１１の（ａ)に示すように、鋼管矢板等の鋼管杭１を先端が硬質支持層ｄに到達するまで地中Ｇへ埋入させて該鋼管杭１を地中Ｇの土圧によって直立状態に支持する。すなわち、図示しない周知のクローラクレーンのブームに吊りワイヤー３１や吊り環３３によって吊持されたバイブロハンマー１２によって鋼管矢板１の頂部を把持し、該鋼管矢板１をバイブロハンマー１２の起振力によって地中Ｇに打ち込む。地中Ｇは、一般に、上部から順次、土泥層、砂や砂礫の堆積層、粗大礫層に構成され、該地中Ｇから岩盤等の硬質支持層ｄに到達する。なお、鋼管矢板１８における鋼管口径は１〜２ｍ程度である。鋼管矢板１８は、先端が地中Ｇの岩盤等の硬質支持層ｄに到達するまで、複数本を溶接で同心状に連結して継ぎ足してゆく。そして、該鋼管矢板１８の先端が硬質支持層ｄに到達した時点で、バイブロハンマー１２を鋼管矢板１８から離脱させて、図１に示すような、本発明の施工方法に採用される鋼管杭施工装置Ｔを用いて施工する。
【００３４】
この鋼管杭施工装置Ｔは、その要部を大別して、図１に示すように、テーブルマシンユニット７と、ダウンザホールハンマ５とからなる。
【００３５】
テーブルマシンユニット７は、図１、図２、図４、図６及び図１１の（ｂ）に示すように、ユニットキャップ２と排土用円筒体３とテーブルマシン４とからなり、これら三者にわたってダウンザホールハンマ５を挿通させる挿通孔６を有する一体的なユニットに形成され、なお、追加構造として、テーブルマシンユニット７には、作業者Ｐがダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７の挿通孔６に挿通操作するための作業台１１が設置されている。なお、作業台１１には作業者ｐが作業台１１に搭載するための梯子５７が設けられる。
【００３６】
そして、このテーブルマシンユニット７は、前述の周知のクローラクレーンの図示しないブームに取り付けた吊りワイヤー３１にフック３２及び吊り環３３によってに吊持される。図１１の（ｂ）は、テーブルマシンユニット７が吊りワイヤー３１等によって鋼管矢板１８の上方側に吊持された状態を示し、図１１の（ｃ）は、図１の（ｂ）の吊持状態から、テーブルマシンユニット７を鋼管矢板１８の上端部に載置し、ユニットキャップ２に設けた係止用作動シリンダ１７によってテーブルマシンユニット７を鋼管矢板１８の上端部ａに係止した状態を示す。そして次の工程でダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７に設けた挿通孔６に挿入していくことになるが、その前に、図１１の（ｂ）及び（ｃ）のテーブルマシンユニット７を鋼管矢板１８に係止するまでの詳細の構造を図１、図２、図４及び図６によって説明する。
【００３７】
図１及び図２に示すように、テーブルマシン４の底部側が上側の筒状取付枠３４に取付ピン３５によって取り付けられており、ユニットキャップ２の上部側に下側の筒状取付枠３６が取付ピン３７によって取り付けられており、上下部側の両筒状取付枠３４，３６間に後述のように排土用円筒体３が回転可能に取り付けられる。
【００３８】
すなわち、排土用円筒体３は、図１、図２、図４、図５及び図６に示すように、その上下両端部の一部から突出する位置決め片３８，３９が設けられると共に、それぞれにピン差し込み孔４０，４１が穿たれる。排土用円筒体３の上下両端部に対向して、その上下両部側の前記筒状取付枠３４，３６には位置決め用フランジ４２，４３が突設されると共に、両フランジ４２，４３に周方向に適当間隔に、例えば１８ヶ所に位置決め孔４４，４５が穿たれている。そして、排土用円筒体３の位置決め片３８，３９側のピン差し込み孔４０，４１から前記筒状取付枠３４，３６の位置決め用フランジ４２，４３側の位置決め孔４４，４５にわたって位置決めピン４６，４７を差し込むことによって排土用円筒体３の周方向への回転変移位置を決定するようになっている。
【００３９】
そして、図４及び図６に示すように、排土用円筒体３の上下端部とこれに対向する前記上下両部側の筒状取付枠３４，３６の上下端部には転動ベアリングである軸受部材１０が介在されており、これによって、前記排土用円筒体３は、周方向に回転可能にされている。又、排土用円筒体３には、排土方向を指示する排土シュート９を備えている。
【００４０】
図１、図２及び図４〜図７、特に図７に示すように、前記ユニットキャップ２は、円形天板部１４と円筒状側板部１５とからなる断面下向きコ字状のキャップ本体１６を有し、該キャップ本体１６の円筒状側板部１５に鋼管杭１の先端部外周面１ａ（図１１の（ｃ））を係止するための係止用作動シリンダ１７が設けられている。図１１の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、土圧によって地中Ｇに直立状態に支持された前記鋼管杭１がテーブルマシンユニット７に係止される際に、ユニットキャップ２に設けた係止用作動シリンダ１７によって、該鋼管杭１をテーブルマシンユニット７に確実に係止することができ、該鋼管杭１がダウンザホールハンマ５の反力受けとしての作用を安定して果たすことができる。
【００４１】
ユニットキャップ２の円筒状側板部１５には、鋼管杭１の一例である複数の鋼管矢板１８を互いに隣接して継ぎ足すための継手１９（図１、図８）の係合用凹部２０が形成されている。
【００４２】
そして、鋼管矢板１８がテーブルマシンユニット７に係止される際に、前記ユニットキャップ２に設けた継手１９が前記係合用凹部２０に係合することによって、鋼管矢板１８にテーブルマシンユニット７を確実に係止して、該鋼管杭１がダウンザホールハンマ５の反力受けとしての作用を安定して果たすことができる。そして、図９に示すように、鋼管杭１が相互の継手１９を介して連結しつつ複数本を順次並列に打ち込む鋼管矢板１８を、大深度施工であっても硬質支持層ｄに容易に確実に根入れして高耐力の壁体を構築できる。
【００４３】
そして、前記ユニットキャップ２の円筒状側板部１５に形成される係合用凹部２０は、好ましくは、図７又は図８の（ｂ）に示すように、円筒状側板部１５の周方向１８０°間の２箇所の部位１５ａ，１５ｂと、該２箇所の部位の中間部で周方向に９０°間の部位１５ｃの１箇所の合計３箇所に形成される。これら３箇所に設けた矢板継手係合用凹部２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）によって、互いに隣接して埋設される複数の鋼管矢板１８が図９の小判状（楕円形）の外側壁体２９を形成する場合に、鋼管矢板１８を互いに直線状、又は円弧状に配設される部位、或いは楕円形の外周壁体２９の内周部を横断してその内周壁体２９bとが外周壁体２９aとが直交する部位の何れの場合にあっても、図８の（ａ）鋼管矢板１８の継手１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）を係合することができる。
【００４４】
なお又、図５に示すように、鋼管矢板１８の平面視において、係合用凹部２０の係合幅ｅ１を、矢板継手２０の被係合幅ｅ２に対して余裕をもって形成することによって、係合用凹部２０を中心に平面視において円筒状側板部１５外周の周方向に変移させることができ、これによって、図９に示すように、複数の鋼管矢板１８を互いに隣接して継ぎ足して、複数の鋼管矢板１８を平面視曲線上に配設して平面視楕円状の外周壁体２９に容易に配列することができる。
【００４５】
前述のように、図１１の（ｂ）は、テーブルマシンユニット７が吊りワイヤー３１等によって鋼管矢板１８の上方側に吊持された状態を示し、次に図１１の（ｃ）に示すように、この吊持状態からテーブルマシンユニット７を鋼管矢板１８の上端部に載置し、係止用作動シリンダ１７によってテーブルマシンユニット７を鋼管矢板１８の上端部ａに係止し、この状態で、吊りワイヤー３１等によってに吊持されたダウンザホールハンマ５がテーブルマシンユニット７に設けた挿通孔６に挿入される。
【００４６】
そして、次の工程で、図１１の（ｄ）に示すように、ダウンザホールハンマ５を、前記テーブルマシンユニット７に設けた前記挿通孔６に挿通させて該ダウンザホールハンマ５を回転駆動させながら下降させて硬質支持層ｄを掘削させ、掘削した排出土ｇを前記排土用円筒体３から排土シュート９及び排土パイプ５２により外部に排出されることになる。なお、テーブルマシンユニット７には、作業者Ｐがダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７の挿通孔６に挿通操作するための作業台１１が設置されてなるため、作業台１１上から作業者Ｐがダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７の挿通孔６に容易に挿入操作することができる。この工程を経ることによって、土圧によって地中Ｇに直立状態に支持された前記鋼管杭１は、前工程によって該鋼管杭１の上端部に係止させたテーブルマシンユニット７を介して、ダウンザホールハンマ５を硬質支持層ｄに達するまで掘削する際のダウンザホールハンマ５の反力受けとしての作用を果たすことができ、これがために、ダウンザホールハンマ５を打設する際の反力受け装置を別途設置する必要がないからこれだけ簡単な構成によってダウンザホールハンマ５を地中Ｇに打設することができる。
【００４７】
図１、図３及び図４によって、ダウンザホールハンマ５の構成を詳細に説明すると、先ず、図３に示すように、ダウンザホールハンマ５は、中空状のなダウンザホールハンマロッド５ａ、その上端部に繋がれるエアースイベル機構２２と、エアスイベル機構２２に繋がれるエアー送給路２７と、該エアー送給路２７に繋がれるダウンザホールハンマ本体５ｂと、ダウンザホールハンマ本体５ｂに装備されたハンマービット５０とからなる。ダウンザホールハンマロッド５ａは長尺であるから順次継ぎ足して用いられる。又、図１又は図３に示すようにダウンザホールハンマロッド５ａの外周面にはテーブルマシン４に係合してダウンザホールハンマロッド５ａが回転しながら下降するための縦溝５４が形成されている。なお、図１又は図４において、テーブルマシン４はオーがーマシン５６によって回転駆動される。しかして、エアスイベル機構２２は、図３に示すように、略丸軸状の軸体２３に、略短円筒状の筒体２５が上下の軸受及びシールリング５１を介して相対回転自在で気密に外嵌しており、該軸体２３と筒体２５との間に環状流路２６が構成され、筒体２３の周面に開口するエアホース接続口２４に繋がれるエアホース２１が該環状流路４０に連通すると共に、軸体２３側の軸方向に沿うエアー送給路２７が半径方向の通気孔２７ａを介して環状流路２６に連通している。
【００４８】
図３に示すように、ダウンザホールハンマ５のダウンザホールハンマ本体５ｂの下端側に装着されたハンマービット５０は、図示しないが拡径式ハンマビットが好ましい。すなわち、該ハンマビット５０を縮径状態でダウンザホールハンマ本体５ｂの下端より下方突出させ、掘削方向に回転させることにより、地盤との摩擦抵抗で該ハンマビット５０が自動的に拡径状態に変位する。勿論、ハンマービット５０は通常の拡径しないものでもよい。
【００４９】
このダウンザホールハンマ５による硬質支持層ｄの掘削では、圧縮エアーをダウンザホールハンマ本体５ｂ内に供給することにより、内部のピストン（図示省略）がハンマービッド５０の頂端を打撃し、この回転打撃作用によって硬質支持層ｄの礫や岩盤を破砕してゆく。
【００５０】
そして、図１、図３及び図１１の（ｄ）に示すように、ダウンザホールハンマ５は、吊りワイヤ３１、フック３２や吊り環３３に適宜軸受５５を介して吊持され、ダウンザホールハンマ５を作動させるためのダウンザホールハンマ５の内部にエアホース２１から供給される圧縮エアーの圧力によって、ダウンザホールハンマ５によって切削された硬質支持層ｄ等の排出土ｇが、図４に示すように、ダウンザホールハンマ５と鋼管杭１との隙間ｂから上部側に圧送され、テーブルマシンユニット７の排土用円筒体３から外部に排出される。排土用円筒体３には排土シュート９が設けられており、テーブルマシンユニット７の周方向の何れの方向からも排土可能なように、排土用円筒体３は前述のように、軸受部材１０によって周方向に変位自在に前記テーブルマシンユニット７に支持されており、排土シュート９に排出パイプ５２が取り付けられている。なお、テーブルマシンユニット７には、作業者Ｐがダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７の挿通孔６に挿通操作するための作業台１１が設置されてなるため、前述のように、軸受部材１０によって周方向に自在に変位できる排土用円筒体３を操作する際にも、作業者Ｐは作業台１１上から手軽に且つ円滑に所望する排出方向に向けることができ、極めて実用的である。
【００５１】
このダウンザホールハンマ５による掘削で鋼管矢板１８の硬質支持層ｄに対する所定深度（通常１〜２ｍ程度）の根入れが完了すれば、該鋼管矢板１８内からダウンザホールハンマ５を抜出し、第四工程として、図１１の（ｅ）に示すように、鋼管矢板１８をバイブロハンマ１２又は油圧ハンマ１３の打設によって地中Ｇに容易に埋入することができる。
【００５２】
なお、図１には、鋼管杭施工装置Ｔを示しているが、この図示の状態は、図１１のｄの工程における地中Ｇを図示しない状態の使用状態を示すものである。若干説明が重複するが理解を高めるために再度説明すると、作業台１１に搭載した作業者ｐは、図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の工程を経ることによって、先ず、鋼管矢板等の鋼管杭１を地中Ｇに埋入させる。その際に鋼管矢板１８に設けた継手１９を先に打設した鋼管矢板１８の継手１９に係合して隣接する矢板同士を継ぎ足して矢板として正確に位置決めする。そして、該鋼管矢板１８の先端部がバイブロハンマ１２によっては掘削が困難な硬質支持層ｄに到達した位置で、該鋼管杭１を地中Ｇの土圧によって直立状態に支持して、該鋼管杭１をその後に打設するダウンザホールハンマ５の反力受けとしての作用を担当させ、次にクレーンのブームに取り付けた吊りワイヤ３１等によって吊り上げたテーブルマシンユニット７を鋼管杭１の先端部１ａに係止用作動シリンダ１７によって係止し、この状態で作業台１１上の作業者ｐがダウンザホールハンマ５を鋼管杭１の内部に挿入して、その先端部のハンンマービット５０によって硬質支持層ｄを掘削する。なお、ハンマービット５０によって掘削作業を行う際に、ダウンザホールハンマ５は、そのダウンザホールハンマロッド５ａがテーブルマシンユニット７のテーブルマシン４に両者に設けたスプライン（縦溝）５４，５４ａに係合して回転駆動させながら、ダウンザホールハンマ５の強力な打撃作用によって硬質支持層ｄを掘削することになる。又、ダウンザホールハンマ５によって大深度の硬質支持層ｄを掘削するためには、複数のハンマーロッド５ａを継ぎ足して掘削することになる。なお、テーブルハンマ４そのものは周知の構造であり、油圧シリンダによってハンマーロッド５ａに対する回転駆動と下降駆動とを交互に間欠的に行ないながらハンマーロッド５ａを地中に埋設するものである。
【００５３】
前述のように、ダウンザホールハンマ５を作動させるためのダウンザホールハンマ５の内部に供給される圧縮エアーの圧力によって、ダウンザホールハンマ５によって切削された硬質支持層ｄ等の排出土ｇが、ダウンザホールハンマ５と鋼管杭１との隙間ｂから上部側に圧送され、テーブルマシンユニット７の排土用円筒体３から、これに設けられた排土シュート９及びこれに取り付けられ排土パイプ５２により図示しない排土溜場に排出される際に、テーブルマシンユニット７の周方向の何れの方向からも排土可能なように、排土用円筒体３は、図４及び図５に示すように軸受部材１０によって周方向に変位自在に前記テーブルマシンユニット７に支持されており、排土シュート９及び排出パイプ５２から、排出土ｇを河川等ｈに浮かばせた排出土搬送船５３に搭載して該搬送船５３によって所定の排出溜場に搬送されるようになっている。このように橋梁基礎施工は、図１に示すように、海岸や河川敷ｈで行われるため搬送に便利な搬送船５３を用いる場合が多く、排出土は鋼管矢板１８の打設個所によって頻繁に排出個所が変わるため、排出シュート９の排出方向の操作が迅速容易に行なわなければならず、この点で本発明の実施形態によれば排出土ｇの排出方向が、軸受部材１０によって周方向に自在に変位できる排土用円筒体３を操作することによって、排土シュート９を手軽に且つ円滑に、例えば搬送船５３が浮かぶ位置等の所望する排出方向に向けることができる。
【００５４】
橋梁基礎施工では、図９に示すように、鋼管矢板１８の複数本を相互に継手１９にて連結してゆく形で、各々上述の第一〜第四工程を経て順次並列に建て込んで井筒に配列することにより、橋梁基礎２８の外周壁体２９を形成したのち、この外周壁体２９の内側を所定深さまで排土し、その排土した内側に鉄筋を配して底盤コンクリートを打設し、この底盤上に図１０に示すように鉄筋コンクリートの橋脚３０を構築する。しかして、外周壁体２９は相互に連結した各鋼管矢板１８が硬質支持層ｄに根入れしているため、橋梁基礎２８として極めて高耐力になっている。なお、図１には、鋼管杭施工装置Ｔによって、順次、鋼管矢板１８が継手１９に繋がれて、鋼管矢板１８の上部側が河川敷ｈ上に突出して施工されている状態が示されている。
【００５５】
鋼管矢板１８の継手１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）は、詳細な図示を省略しているが、各鋼管矢板１８の外周両側に長手方向に沿って予め設けてあり、隣接する鋼管矢板１８，１８同士で互いに係合して一体化させるものであり、従来より知られる種々の継手形態を採用できる。その代表的な継手形態としては、縦方向の切れ目がある鋼管からなる継手部同士を係合させるＰ−Ｐ型、同様の鋼管からなる継手部とＴ形鋼からなる継手部とを係合させるＰ−Ｔ型、対向配置する一対の山形鋼からなる継手部とＴ形鋼からなる継手部とを係合させるＬ−Ｔ型等がある。また、外周壁体１０ａを構築する鋼管矢板１の井筒配列は、図９で例示した小判形に限らず、円形や矩形等の他の種々の環状形態を採用できる。
【００５６】
本発明では、第一工程において鋼管矢板１を先端が硬質支持層ｄに到達するまで地中へ埋入させる手段として、実施形態で例示したバイブロハンマＶの起振力を利用する振動工法に限らず、例えば、鋼管矢板１８の内側に挿通配置させたオーガスクリューやドリリングバケットで先端側を掘削しつつ、当該鋼管矢板１８を自重と圧入又は打撃によって地中に沈設する中堀り工法、油圧ハンマ、ディーゼルハンマ、ドロップハンマ等で鋼管矢板１の頭部を打撃して地中に打ち込む打撃工法、鋼管矢板１に油圧による静圧をかけて地中に圧入する圧入工法等も採用可能である。ただし、施工能率の面からは、例示したバイブロハンマＶを用いる振動工法が推奨される。
【００５７】
本発明の鋼管杭の施工方法は、実施形態で例示した橋梁基礎施工に限らず、鋼管矢板による岸壁、突堤、防波堤、河川護岸、道路擁壁等の施工、更には通常の鋼管杭（単管形態）による様々な建造物の杭基礎の施工にも適用でき、とりわけ杭頭位置から５０ｍ以上の深さにある硬質支持層ｄへの根入れを要する大深度施工に好適である。
【符号の説明】
【００５８】
１      鋼管杭
ｄ      硬質支持層
Ｇ      地中（土壌）
２      ユニットキャップ
３      排土用円筒体
４      テーブルマシン
５      ダウンザホールハンマ
６      挿通孔
７      テーブルマシンユニット
８      掘削孔
９      排土シュート
１０    軸受部材
１１    作業台
１２    バイブロハンマ
１３    油圧ハンマ
１４    円形天板部
１５    円筒状側板部
１６    キャップ本体
１７    係止用作動シリンダ
１８    鋼管矢板
１９    継手
２０    係合用凹部
２１    エアーホース
２２    エアスイベル機構
２３    軸体
２４    エアーホース接続口
２５    筒体
２６    環状流路
２７    エアー送給路
【要約】      （修正有）【課題】鋼管矢板等の鋼管杭を礫層や岩盤等の硬質の支持層に埋め立てる際に、橋梁基礎の外周部形成等、特に大口径の鋼管杭を大深度に建て込む場合に好適な施工方法を提供する。【解決手段】鋼管矢板１８先端が硬質支持層ｄに到達するまで地中Ｇへ埋入させ鋼管杭１を地中Ｇの土圧によって直立状態に支持する第一工程と、ユニットキャップ２と排土用円筒体３とテーブルマシン４とからなり、これら三者にわたってダウンザホールハンマ５を挿通させる挿通孔を有するテーブルマシンユニット７を鋼管杭１の上端部に係止させる第二工程と、ダウンザホールハンマ５をテーブルマシンユニット７に設けた挿通孔に挿通させてダウンザホールハンマ５を回転駆動させながら下降させて硬質支持層ｄを掘削させ、掘削した土壌Ｇを排土用円筒体３から外部に排土する第三工程と、鋼管杭１を掘削孔８に所定深度まで埋入して硬質支持層ｄに支持させる第四工程とを順次経る。【選択図】図１１【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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