(57)【要約】【課題】先行削孔後やパイルの設置後に地盤の沈下が生じないケーシングパイプ、パイル、パイルの圧入方法を提供すること。【解決手段】既設のパイル１５−ｎのメスジャンクション２１とケーシングパイプ１のオスジャンクション５を噛み合わせ、ケーシングパイプ１の先端部８付近の内周面に設けられた噴出口９からジェット３５を噴出しつつ、地盤２５にケーシングパイプ１を圧入する。次に、既設のパイル１５−ｎのメスジャンクション２１と新設するパイル１５−（ｎ＋１）のオスジャンクション１９を噛み合わせ、ケーシングパイプ１の圧入方向の最後尾３７にパイル１５−（ｎ＋１）を配置する。パイル１５には、ケーシングパイプ１とパイル１５の断面形状が一致するように、コーティング材２３を設けておく。その後、地盤２５にパイル１５−（ｎ＋１）を圧入し、押し出されたケーシングパイプ１を圧入方向前方から順に撤去する。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管と、
前記管を他の管と連結する継手部材と、
前記管の内周側に向けてジェットを噴出する噴出口と、
前記ジェットを前記噴出口に導く導管と、
を具備することを特徴とするケーシングパイプ。
【請求項２】
前記継手部材が、前記管の外周面に設けられることを特徴とする請求項１記載のケーシングパイプ。
【請求項３】
前記噴出口が、前記管の先端部付近の内周面側に設けられることを特徴とする請求項１記載のケーシングパイプ。
【請求項４】
前記導管が、前記継手部材および前記管の内部に設けられることを特徴とする請求項１記載のケーシングパイプ。
【請求項５】
管と、
前記管を他の管と連結する継手部材と、
前記継手部材の一部と前記管とを被覆するコーティング材と、
を具備することを特徴とするパイル。
【請求項６】
前記継手部材が、前記管の外周面に設けられることを特徴とする請求項５記載のパイル。
【請求項７】
ケーシングパイプの先端付近からジェットを噴出して土砂を移動させつつ、地盤に前記ケーシングパイプを圧入する工程（ａ）と、
前記ケーシングパイプの圧入方向の最後尾にパイルを設置して、前記地盤に前記パイルを圧入する工程（ｂ）と、
前記ケーシングパイプを圧入方向前方から撤去する工程（ｃ）と、
を具備することを特徴とするパイルの圧入方法。
【請求項８】
前記ケーシングパイプは、
管と、
管の外周部に設けられた継手部材と、
前記管を他の管と連結する継手部材と、
前記管の内周側に向けて前記ジェットを噴出する噴出口と、
前記ジェットを前記噴出口に導く導管と、
からなることを特徴とする請求項７記載のパイルの圧入方法。
【請求項９】
前記パイルは、
管と、
前記管を他の管と連結する継手部材と、
前記継手部材の一部と前記管とを被覆するコーティング材と、
からなることを特徴とする請求項８記載のパイルの圧入方法。
【請求項１０】
前記パイルのコーティング材の径と、前記ケーシングパイプの管の径とが一致することを特徴とする請求項９記載のパイルの圧入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシングパイプ、パイル、パイルの圧入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤中に継手付きのパイルを設置する場合、地盤に先行削孔を施して、孔内にパイルを設置する。図１２は、地盤１０１に設置されたパイル１０３の断面図を示す。図１２に示すように、継手１０５、継手１１１を有するパイル１０３を設置するには、地盤１０１に孔１１３を先行削孔し、隣接するパイル１０３の継手１０５に継手１１１を噛み合わせて孔１１３内にパイル１０３を挿入する。このため、孔１１３の径１０９を、パイル１１３の外径と継手１０５の長さを足した長さ１０７より大きくする必要がある。
【０００３】
地盤に杭を圧入する際には、杭の先端に水ジェットノズルを取り付け、水ジェットで地盤を掘削しつつ杭を圧入する方法がある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２２２７２７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法でパイル１０３を設置する場合、先行削孔の後、パイル１０３の設置までに孔１１３が崩れ、周辺の地盤１０１が沈下することがある。また、掘削ずりの取り出しが困難である。さらに、パイル１０３を設置した後も孔１１３内に空隙１１５が生じるため、周辺の地盤１０１が沈下する場合がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、先行削孔後やパイルの設置後に地盤の沈下が生じないケーシングパイプ、パイル、パイルの圧入方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、管と、前記管を他の管と連結する継手部材と、前記管の内周側に向けてジェットを噴出する噴出口と、前記ジェットを前記噴出口に導く導管とを具備することを特徴とするケーシングパイプである。
【０００８】
継手部材は、例えば、オス型のジャンクションであり、管の外周面に設けられる。継手部材の断面は、内部にジェット用の導管を配置できるような形状とする。導管は、継手部材の内部および管の先端部付近の部材内部に配置される。ジェットの噴出口は、管の先端部付近の内周面側に設けられる。
【０００９】
ジェットは、継手部材の内部に設けられた導管を通って管の先端部に設けられた導管に流入する。そして、導管に接続された噴出口から、管の内周側に向けて噴出される。ジェットには、例えば、水と空気が用いられる。
【００１０】
第２の発明は、管と、前記管を他の管と連結する継手部材と、前記継手部材の一部と前記管とを被覆するコーティング材とを具備することを特徴とするパイルである。
【００１１】
継手部材は、管の外周面に設けられる。継手部材は、第１の発明のケーシングパイプの継手部材と同様の断面を有する第１の継手部材と、第１の継手部材と嵌合可能な第２の継手部材とからなる。第１の継手部材は、例えば、オス型のジャンクションであり、第２の継手部材は、メス型のジャンクションである。コーティング材は、管と第２の継手部材とを被覆する。コーティング材は、例えば、発泡スチロールや、セメント系、粘土系等の材質とする。コーティング材の外径は、パイルの設置用に地盤に設けられた孔の外径と同等程度とする。
【００１２】
第３の発明は、ケーシングパイプの先端付近からジェットを噴出して土砂を移動させつつ、地盤に前記ケーシングパイプを圧入する工程（ａ）と、前記ケーシングパイプの圧入方向の最後尾にパイルを設置して、前記地盤に前記パイルを圧入する工程（ｂ）と、前記ケーシングパイプを圧入方向前方から撤去する工程（ｃ）とを具備することを特徴とするパイルの圧入方法である。
【００１３】
ケーシングパイプには、第１の発明のケーシングパイプが用いられる。また、パイルには、第２の発明のパイルが用いられる。パイルのコーティング材の径は、ケーシングパイプの管の径と同等とする。ケーシングパイプを地盤に圧入する際には、既設のパイルの第２の継手部材（メス型ジャンクション等）と、ケーシングパイプの継手部材（オス型ジャンクション等）を連結させる。また、パイルを地盤に圧入する際には、既設のパイルの第２の継手部材（メス型ジャンクション等）と、新設するパイルの第１の継手部材（オス型ジャンクション等）を連結させる。
【００１４】
第３の発明では、ケーシングパイプの先端部付近に設けられた噴出口から、ケーシングパイプの内周側に向けてジェットを噴出しつつ、地盤にケーシングパイプを圧入する。次に、ケーシングパイプの圧入方向の最後尾にパイルを配置し、地盤にパイルを圧入する。その後、ケーシングパイプを圧入方向前方から撤去する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、ケーシングパイプ１の斜視図、図２は、ケーシングパイプ１の軸方向の断面図、図３は、ケーシングパイプ１の周方向の断面図を示す。図２は図１のＡ−Ａによる断面図、図３は図２のＢ−Ｂによる断面図である。
【００１６】
図１から図３に示すように、ケーシングパイプ１は、パイプ３、オスジャンクション５、導管７、導管１１、噴出口９等で構成される。パイプ３は、地盤を掘削する際のケーシングとなる。オスジャンクション５は、既設のパイル１５（図４）との継手部材として用いられる。オスジャンクション５は、パイプ３の外周面に、パイプ３の軸方向に沿って設けられる。
【００１７】
導管７、導管１１は、ジェットの通路として用いられる。図２、図３に示すように、導管７は、パイプ３の先端部８付近の部材内に、パイプ３の周方向に沿って埋設される。導管１１は、オスジャンクション５の内部に、オスジャンクション５の軸方向に沿って埋設される。導管１１と導管７は、オスジャンクション５とパイプ３の間に設けられた枝管１３で連結される。パイプ３の先端部８付近の内周面側には、導管７に連結された複数の噴出口９が設けられる。
【００１８】
ジェットは、導管１１内を通ってパイプ３の先端部８付近まで到達し、枝管１３を介して導管７に流入する。そして、噴出口９から噴出される。ジェットには、例えば、水とエアーが用いられる。
【００１９】
図４は、パイル１５の斜視図である。図４に示すように、パイル１５は、パイプ１７、オスジャンクション１９、メスジャンクション２１、コーティング材２３で構成される。パイル１５の径は、例えば、１００ｍｍ程度である。また、長さは、例えば２０００ｍｍ／本とし、任意の本数を接合することによって施工長さを確保する。
【００２０】
オスジャンクション１９は、既設の他のパイル１５との継手部材として用いられる。オスジャンクション１９は、パイプ１７の外周面に、パイプ１７の軸方向に沿って設けられる。メスジャンクション２１は、他のパイル１５やケーシングパイプ１（図１）との継手部材として用いられる。メスジャンクション２１は、パイプ１７の外周面に、パイプ１７の軸方向に沿って設けられる。
【００２１】
コーティング材２３は、パイプ１７とメスジャンクション２１の周囲を被覆する部材である。コーティング材２３は、パイル１５の断面形状をケーシングパイプ１の（図１）の断面形状と一致させるための部材であり、コーティング材２３の径とパイプ３の径は同等である。コーティング材２３は、例えば、発泡スチロールや、セメント系、粘土系等の材質とする。
【００２２】
次に、ケーシングパイプ１を用いてパイル１５を地盤２５に設置し、パイプルーフ３９（図１１）を形成する方法について説明する。図５は、パイル１５−１に沿ってケーシングパイプ１を圧入する工程を示す図、図６は、図５の矢印Ｃに示す方向からの斜視図である。
【００２３】
地盤２５内にパイプルーフ３９（図１１）を形成するには、図５に示すように、まず、１本目のパイル１５−１を先行して地盤２５に埋設する。そして、埋設したパイル１５−１の端部にジャッキ２９を設置し、取付治具３１を用いて、ジャッキ２９にケーシングパイプ１を固定する。次に、ジャッキ２９を矢印Ｄに示す方向に縮め、埋設したパイル１５−１を反力材として、ケーシングパイプ１を矢印Ｅに示すように地盤２５に圧入する。なお、ケーシングパイプ１を設置するための先行掘削は行わない。
【００２４】
図５に示すように、ケーシングパイプ１のパイプ３（図１）は、複数のパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ…からなる。図１から図３に示す導管７や噴出口９は、圧入方向最前方のパイプ３ａに設けられる。ケーシングパイプ１を圧入する際は、ケーシングパイプ１の長さが、設置予定のパイル１５の長さと同等となるように、複数のパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ…を継ぎ足しつつ圧入する。
【００２５】
図５、図６に示すように、連結部２７−１では、埋設したパイル１５−１のメスジャンクション２１−１にケーシングパイプ１のオスジャンクション５を噛み合わせる。これにより、埋設したパイル１５−１のメスジャンクション２１をガイドとして、パイル１５−１に沿ってケーシングパイプ１を圧入することができる。
【００２６】
図７は、図５に示すケーシングパイプ１の先端部８付近の拡大断面図である。ケーシングパイプ１を圧入する際には、図７に示すように、ケーシングパイプ１の導管１１にジェット３５を送り込む。ジェット３５は、導管１１から枝管１３を介して導管７に到達し、ケーシングパイプ１の先端部８付近の内周面に設けられた噴出口９から噴出される。噴出口９から噴出されたジェット３５は、ケーシングパイプ１の先端部８の内部を閉塞した土砂３３を、後方、すなわち矢印Ｆに示す方向に送る。ジェット３５には、前述したように、水やエアーを用いる。
【００２７】
ケーシングパイプ１の先端部８の前方に硬質地盤等が存在し、圧入不能になった場合は、小型オーガー、削岩機、高圧水ジェット等を用いて先端部８前方の抵抗を除去する。なお、図５に示すように、ジャッキ２９をケーシングパイプ１の側方に配置してケーシングパイプ１の端部３０付近の空間を確保することにより、小型オーガー等を矢印Ｅに示す方向からケーシングパイプ１のパイプ３内に挿入することができる。
【００２８】
図８は、地盤２５内にパイル１５−２を設置する工程を示す図である。所定の長さのケーシングパイプ１、すなわち、パイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなるケーシングパイプ１を圧入した後、図８に示すように、ケーシングパイプ１の最後尾３７の後方にパイル１５−２を設置し、取付治具３１を用いてパイル１５−２をジャッキ２９に固定する。そして、ジャッキ２９を縮め、埋設したパイル１５−１を反力材として、パイル１５−２を矢印Ｇに示すように地盤２５に圧入する。
【００２９】
連結部２７−１では、パイル１５−１のメスジャンクション２１に、パイル１５−２のオスジャンクション１９を噛み合わせる。これにより、埋設したパイル１５−１のメスジャンクション２１をガイドとして、パイル１５−１に沿ってパイル１５−２を圧入することができる。
【００３０】
図８に示すように、パイル１５−２をケーシングパイプ１の後方から圧入すると、ケーシングパイプ１が圧入方向前方に押し出される。ケーシングパイプ１のパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、圧入されたパイル１５−２と置き換えられ、圧入方向前方から順に地盤２５内から撤去される。所定の長さのパイル１５−２を圧入し、ケーシングパイプ１を構成する全てのパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ撤去して、パイル１５−２の設置を完了する。
【００３１】
他のパイル１５−（ｎ＋１）（図１０）は、パイル１５−２と同様の方法で設置される。図９は、パイル１５−ｎに沿ってケーシングパイプ１を圧入する工程を示す図、図１０は、地盤２５内にパイル１５−（ｎ＋１）を設置する工程を示す図である。
【００３２】
パイル１５−（ｎ＋１）を地盤２５内に設置するには、図９に示すように、まず、取付治具３１を用いて、パイル１５−ｎの端部に設置したジャッキ２９にケーシングパイプ１を固定する。次に、ジャッキ２９を縮め、既設のパイル１５−ｎを反力材として、ケーシングパイプ１を地盤２５に圧入する。
【００３３】
なお、ケーシングパイプ１を設置するための先行掘削は行わない。また、ケーシングパイプ１を圧入する際は、ケーシングパイプ１の長さが、設置予定のパイル１５−（ｎ＋１）の長さと同等となるように、複数のパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ…を継ぎ足しつつ圧入する。ケーシングパイプ１の先端部８を閉塞する土砂３３は、図８に示すように、ジェット３５によって後方に送られる。
【００３４】
連結部２７−ｎでは、既設のパイル１５−ｎのメスジャンクション２１−ｎにケーシングパイプ１のオスジャンクション５を噛み合わせる。これにより、既設のパイル１５−ｎのメスジャンクション２１−ｎをガイドとして、パイル１５−ｎに沿ってケーシングパイプ１を圧入することができる。
【００３５】
所定の長さのケーシングパイプ１を圧入した後、図１０に示すように、ケーシングパイプ１の最後尾３７の後方にパイル１５−（ｎ＋１）を設置し、取付治具３１を用いてパイル１５−（ｎ＋１）をジャッキ２９に固定する。そして、ジャッキ２９を縮め、既設のパイル１５−ｎを反力材として、パイル１５−（ｎ＋１）を地盤２５に圧入する。
【００３６】
連結部２７−ｎでは、既設のパイル１５−ｎのメスジャンクション２１に、パイル１５−（ｎ＋１）のオスジャンクション１９をはめ込む。これにより、既設のパイル１５−ｎのメスジャンクション２１をガイドとして、パイル１５−ｎに沿ってパイル１５−（ｎ＋１）を圧入することができる。
【００３７】
図１０に示すように、パイル１５−（ｎ＋１）をケーシングパイプ１の後方から圧入すると、ケーシングパイプ１が圧入方向前方から押し出される。ケーシングパイプ１のパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、圧入されたパイル１５−（ｎ＋１）と置き換えられ、圧入方向前方から順に地盤２５内から撤去される。所定の長さのパイル１５−（ｎ＋１）を圧入し、ケーシングパイプ１を構成する全てのパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを撤去して、パイル１５−（ｎ＋１）の設置を完了する。
【００３８】
図１１は、構築中のパイプルーフ３９の斜視図である。図１１に示すように、パイプルーフ３９の連結部２７では、隣接するパイル１５のメスジャンクション２１とオスジャンクション１９が連結される。図９、図１０に示す工程を繰り返し、所定の本数のパイル１５を設置して、パイプルーフ３９を完成する。
【００３９】
このように、本実施の形態では、先行削孔を行わずにケーシングパイプ１を地盤２５に圧入するため、先行削孔した孔が崩れて周辺の地盤２５が沈下することがない。また、ジェット３５を噴出するための導管７、導管１１、枝管１３、噴出口９等を有するケーシングパイプ１を用いることにより、掘削ずり、すなわちケーシングパイプ１の先端部８を閉塞する土砂３３を、容易に取り出すことができる。
【００４０】
さらに、ケーシングパイプ１と置き換えるパイル１５の断面形状がケーシングパイプ１のパイプ３の断面形状と同様になるよう、パイル１５のパイプ１７の周囲にコーティング材２３を設けるため、ケーシングパイプ１をパイル１５で置き換えた後に地盤２５内に空隙が生じず、地盤２５の沈下を防ぐことができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、パイル１５のパイプ１７に設けられるメスジャンクション２１とオスジャンクション１９を直線上に配置したが、メスジャンクション２１とオスジャンクション１９の位置関係はこれに限らない。パイプ１７に設けるメスジャンクション２１またはオスジャンクション１９の位置を変更することにより、任意の形状のパイプルーフ３９を形成できる。
【００４２】
また、パイル１５のメスジャンクション２１とオスジャンクション１９の断面形状は、本実施の形態で示したものに限らず、隣接するパイル１５同士を連結できるものであればよい。ケーシングパイプ１のオスジャンクション５の断面形状も、本実施の形態で示したものに限らず、パイル１５とケーシングパイプ１を連結でき、ジェット３５用の導管１１を内部に設置できるものであればよい。
【００４３】
さらに、図９、図１０等では、４つのパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなるケーシングパイプ１を図示したが、ケーシングパイプ１を構成するパイプ３の数量は、任意に設定できる。パイル１５についても、任意の本数をつなげて施工長さを確保する。
【００４４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、先行削孔後やパイルの設置後に地盤の沈下が生じないケーシングパイプ、パイル、パイルの圧入方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ケーシングパイプ１の斜視図
【図２】ケーシングパイプ１の軸方向の断面図
【図３】ケーシングパイプ１の周方向の断面図
【図４】パイル１５の斜視図
【図５】パイル１５−１に沿ってケーシングパイプ１を圧入する工程を示す図
【図６】図５の矢印Ｃに示す方向からの斜視図
【図７】図５に示すケーシングパイプ１の先端部８付近の拡大断面図
【図８】地盤２５内にパイル１５−２を設置する工程を示す図
【図９】パイル１５−ｎに沿ってケーシングパイプ１を圧入する工程を示す図
【図１０】図９の矢印Ｇに示す方向からの斜視図
【図１１】構築中のパイプルーフ３９の斜視図
【図１２】地盤１０１に設置されたパイル１０３の断面図
【符号の説明】
１………ケーシングパイプ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ………パイプ
５、１９………オスジャンクション
７、１１………導管
８………先端部
９………噴出口
１５………パイル
１７………パイプ
２１………メスジャンクション
２３………コーティング材
２７、２７−１、２７−ｎ………連結部
３３………土砂
３５………ジェット
３７………最後尾
３９………パイプルーフ
【図１】
2004190375.tif 000003
【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】
2004190375.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004190375.tif 000012
【図１１】
2004190375.tif 000013
【図１２】
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