(57)【要約】【課題】円滑に鋼管の圧入が行える鋼管杭工法を提供すること。【解決手段】地中に鋼管１を設置して杭体とする鋼管杭工法であって、鋼管１の内部の下端位置に掘削翼１０を取り付け、その鋼管１内に揚泥水管２を挿通し掘削翼１０貫通させ、揚泥水管２を鋼管１及び掘削翼１０と分離した状態で配置する。そして、鋼管１に回転力を与え鋼管１と共に掘削翼１０を回転させ掘削翼１０により鋼管１内部を掘削しつつ、揚泥水管２により掘削土を吸引して鋼管１内から排出する。【選択図】  図１
2004211500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に鋼管を設置して杭体とする鋼管杭工法において、
前記鋼管の内部の下端位置に掘削部材を取り付け、前記鋼管内に揚泥水管を挿通し前記掘削部材を貫通させ、前記揚泥水管を前記鋼管及び掘削部材と分離した状態で配置し、
前記鋼管に回転力を与え前記鋼管と共に前記掘削部材を回転させ前記掘削部材により前記鋼管内部を掘削しつつ、前記揚泥水管により掘削土を含む泥水を吸引して前記鋼管内から排出すること、
を特徴とする鋼管杭工法。
【請求項２】
前記揚泥水管は、前記掘削部材の中央を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭工法。
【請求項３】
前記鋼管は、回転圧入機により地盤に回転圧入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭工法。
【請求項４】
前記掘削部材は、前記鋼管に対し着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管杭工法。
【請求項５】
前記揚泥水管の途中にポンプを設け、前記ポンプの作動により前記揚泥水管を通じて前記泥水を上方へ排出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼管杭工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に鋼管を設置して杭体とする鋼管杭工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中に鋼管を設置して杭体とする鋼管杭工法として、特許第２９３５０８８号公報に記載されるように、回転圧入機で鋼管に回転力を与えて地中に回転圧入するものが知られている。この工法は、最下の鋼管に対し着脱可能なオーガを装着して掘削を行い、掘削終了時に鋼管を逆回転させて鋼管からオーガを取り外して回収するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９３５０８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した工法にあっては、鋼管の押し込みが円滑に行えないおそれがある。すなわち、鋼管に取り付けられたオーガにより掘削が行われるが、その際、掘削土が発生する。この掘削土は、オーガ上方に設置される排出管により排出されるが、その排出管が掘削位置よりはるか上方に配置されるため、掘削土の排出が効率良く行えない。このため、鋼管の押し込みに支障を生じ、鋼管の圧入が円滑に行えないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点を解消するためになされたものであって、円滑に鋼管の圧入が行える鋼管杭工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る鋼管杭工法は、地中に鋼管を設置して杭体とする鋼管杭工法であって、鋼管の内部の下端位置に掘削部材を取り付け、鋼管内に揚泥水管を挿通し掘削部材を貫通させ、揚泥水管を鋼管及び掘削部材と分離した状態で配置し、鋼管に回転力を与え鋼管と共に掘削部材を回転させ掘削部材により鋼管内部を掘削しつつ、揚泥水管により掘削土を吸引して鋼管内から排出することを特徴とする。
【０００７】
また本発明に係る鋼管杭工法は、揚泥水管が掘削部材の中央を貫通していることを特徴とする。また本発明に係る鋼管杭工法は、鋼管が回転圧入機により地盤に回転圧入されることを特徴とする。また本発明に係る鋼管杭工法は、掘削部材が鋼管に対し着脱可能に構成されていることを特徴とする。また本発明に係る鋼管杭工法は、揚泥水管の途中にポンプを設け、そのポンプの作動により揚泥水管を通じて泥水を上方へ排出することを特徴とする。
【０００８】
これらの発明によれば、揚泥水管が掘削部材を貫通して設けられているため、揚泥水管の吸引口を掘削位置の近くに配置することができる。このため、掘削土を効率よく排出することが可能となる。その際、揚泥水管が掘削部材及び鋼管と分離しているため、揚泥水管を回転させる必要がなく、鋼管の回転に伴って揚泥水管がよじれるような不具合がなく、円滑な掘削が可能となる。また、揚泥水管が回転しないので、その途中にポンプを設置することができる。揚泥水管の途中にポンプを設けた場合には、揚泥水管による排土性能を向上させることができ、深度の深い杭体の構築が可能となる。また、揚泥水管が掘削部材の中央を貫通することにより、更に掘削土の排出が効率的に行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明における実施の形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１０】
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係る鋼管杭工法の概要図を示す。本図に示すように、本実施形態に係る鋼管杭工法は、地中に鋼管１を押し込んで杭体とするものである。鋼管１は、複数の管体１ａを連結して構成されている。鋼管１の打ち込み深度が増すに連れて、その上部に新たな管体１ａが連結され、その連結数が増えていく。
【００１１】
鋼管１内には揚泥水管２が挿通されている。揚泥水管２は、掘削により発生する掘削土を吸引して鋼管１内から排出するための管体である。揚泥水管２としては、例えばフランジ付きの管体２ａを連結して構成される。この揚泥水管２も、鋼管１と同様に、鋼管１の打ち込み深度が増すに連れて、その上部に新たな管体２ａが連結され、その連結数が増えていく。
【００１２】
揚泥水管２の上部には、配管３を介してポンプ４が接続されている。ポンプ４の作動により、揚泥水管２の吸引口２ｂに吸引力が生じ、掘削土が吸引され鋼管１内から排出される。そして、掘削土は、ポンプ４からタンク５へ送られる。一方、タンク５内にはポンプ６が配置されている。ポンプ６は、鋼管１内に給水するためのものである。ポンプ６の作動により、タンク５内の水等が配管７を通じて鋼管１内に圧送される。
【００１３】
鋼管１の上部位置には、回転圧入機８が設置されている。回転圧入機８は、例えば鋼管１の打ち込み位置の地表部に設置される。この回転圧入機８は、鋼管１に回転力を与える回転駆動手段として機能し、鋼管１を回転させると共に下方へ圧入させて鋼管１を地盤内へ押し込む。
【００１４】
鋼管１の内部の下端位置には、掘削翼１０が設置されている。掘削翼１０は、鋼管１の内部を掘削する掘削部材であり、鋼管１内に取り付けられ、鋼管１と一体に回転するように設けられている。掘削翼１０は、例えば中央位置から放射状に延びる複数の翼部１１を備えて構成される。また、掘削翼１０には、揚泥水管２の吸引口２ｂの前方に中央掘削部１２を備えている。中央掘削部１２は、吸引口２ｂの開口位置から突出して設けられている。
【００１５】
掘削翼１０には、揚泥水管２が貫通して設けられている。揚泥水管２は、掘削翼１０の中央位置を貫通しており、掘削翼１０の下方の掘削土を吸引できるようになっている。ここでいう「貫通」とは、揚泥水管２が掘削翼１０の上方側から挿通され掘削翼１０の下方側で開口していることを意味する。揚泥水管２が掘削翼１０の中央部を貫通することにより、揚泥水管２の吸引口２ｂが掘削範囲の中央に位置するため、掘削土の吸引排除が効率良く行える。
【００１６】
また、揚泥水管２は、回転する鋼管１及び掘削翼１０と分離した状態で設けられている。すなわち、揚泥水管２は、鋼管１及び掘削翼１０と共に回転しないように設けられている。揚泥水管２の最下位置の管体２ａには、保持部材２ｃが設けられている。保持部材２ｃは、鋼管１内における揚泥水管２の位置を保持するための部材であり、管体２ａの側部から水平方向に延びその先端が鋼管１の内壁近傍に位置している。この保持部材２ｃにより、揚泥水管２が鋼管１の中心位置に保持される。
【００１７】
掘削翼１０は、鋼管１に対し着脱可能に設けられている。掘削翼１０には、例えば着脱装置２０が設置され、この着脱装置２０の作動により鋼管１に対し着脱可能とされる。
【００１８】
図２、３に着脱装置の説明図を示す。
【００１９】
図２に示すように、着脱装置２０としては、例えば機械式のものが用いられる。この着脱装置２０は、掛止部３０と移動機構４０を備えて構成されている。掛止部３０は、掘削翼１０に取り付けられ鋼管１に対し掛止及び掛止解除を行うものである。この掛止部３０は、掘削翼１の上部に固着されるチューブ３１と、そのチューブ３１内を摺動するピストン３２とを備えている。
【００２０】
チューブ３１は、鋼管１の内壁に向けて設けられる筒体であり、例えば掘削翼１０の翼部１１ごとに一つずつ設置される。ピストン３２は、チューブ３１を所定範囲で摺動自在に設置され、鋼管１の内壁面に向けて進退可能となっている。ピストン３２が鋼管１の内壁側へ移動すると、ピストン３２の先端が鋼管１の内壁を掛止する。この掛止により、鋼管１と掘削翼１０が一体化され、鋼管１の回転とともに掘削翼１０が回転する。
【００２１】
移動機構４０は、ピストン３２を移動させる機構であり、例えば揚泥水管２の上下動に基づいてピストン３２を水平移動させる機構が用いられる。この移動機構４０は、揚泥水管２に外装され揚泥水管２の引き上げと共に上方へ移動する移動筒４１と、その移動筒４１の上方移動力をピストン３２の後退力に変換するリンク機構４２とを備えている。
【００２２】
図２の状態から鋼管１に対して揚泥水管２を引き上げると、図３に示すように、移動筒４１が上方へ引き上げられ、リンク機構４２によりピストン３２が後方へ引っ張られ後退する。これにより、着脱装置２０が取り付け状態から取り外し状態へ切り換わり、掘削翼１０が鋼管１から取り外される。
【００２３】
一方、図３の状態から揚泥水管２を下方へ降ろすと、図２に示すように、移動筒４１が下方へ移動し、リンク機構４２によりピストン３２が前方へ押し出されて前進する。これにより、着脱装置２０が取り外し状態から取り付け状態へ切り換わり、掘削翼１０が鋼管１に取り付けられる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る鋼管杭工法を施工手順に沿って詳述する。
【００２５】
まず、図４に示すように、鋼管杭を施工する地表位置に口元管５１が埋設される。この口元管５１の埋設により、地表部の崩壊が防止される。そして、その口元管５１の上方にやぐら５２が設置される。そして、口元管５１の上方位置に回転圧入機８が設置される。そして、口元管５１内に最初の鋼管１が挿入される。この最初の鋼管１には、予め掘削翼１０及び揚泥水管２が取り付けられる。これにより、鋼管１の挿入と同時に掘削翼１０と揚泥水管２の設置が行える。また、掘削翼１０は、着脱装置２０により鋼管１に対して取り付けた状態とされる。
【００２６】
そして、図５に示すように、回転圧入機８を作動させて鋼管１を回転させ下方へ押圧する。鋼管１の回転により、掘削翼１０も一体となって回転する。これにより、鋼管１下方の地盤が掘削翼１０によって掘削される。一方、鋼管１内は、配管７から注水されて水で満たされている。そして、揚泥水管２により掘削土が吸引される。
【００２７】
このとき、揚泥水管２が掘削翼１０を貫通して設けられているため、揚泥水管２の吸引口２ｂを掘削位置の近くに配設することができる。従って、掘削翼１０の下方で発生する掘削土を効率良く吸引でき排出することができる。
【００２８】
また、揚泥水管２が鋼管１及び掘削翼１０と分離しているため、揚泥水管２を回転させる必要がなく、鋼管１の回転に伴って揚泥水管２がよじれるような不具合がなく、円滑な掘削が可能となる。また、揚泥水管２が回転しないので、揚泥水管２の途中にポンプを設置することができ、揚泥水管２による排土性能を向上させることができる。従って、深度の深い杭体の構築に適している。更に、揚泥水管２が掘削翼１０の中央を貫通している。このため、さらに掘削土の排出が効率的に行える。
【００２９】
そして、鋼管１の管体１ａ一つ分だけ掘り進んだら、揚泥水管２の上部に新たな管体２ａを連結するとともに、鋼管１の上部に新たな管体１ａを連結する。そして、再び鋼管１の回転圧入を行い、所定深度まで掘削していく。
【００３０】
そして、鋼管１の下端が所定深度まで達したら掘削作業を終了し、掘削翼１０を鋼管１内から回収する。すなわち、図３に示すように、揚泥水管２を上方に引き上げる。すると、移動筒４１が上方へ引き上げられリンク機構４２によりピストン３２が後方へ引っ張られ後退する。これにより、着脱装置２０が取り付け状態から取り外し状態へ切り換わり、掘削翼１０が鋼管１から取り外され、揚泥水管２と共に上方へ引き上げられる。そして、鋼管１内から回収される。
【００３１】
そして、図６に示すように、鋼管１の上方から回転圧入機８を移動する。そして、図７に示すように、鉄筋６１を鋼管１内に建て込む。そして、図８に示すように、鋼管１内にコンクリートを打設して、鋼管杭の施工が完了する。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る鋼管杭工法によれば、揚泥水管２が掘削翼１０を貫通して設けられているため、掘削土を効率よく排出することができる。その際、揚泥水管２が掘削翼１０及び鋼管１と分離しているため、揚泥水管２を回転させる必要がなく、鋼管１の回転に伴って揚泥水管２がよじれるような不具合がなく、円滑な掘削が可能である。
【００３３】
また、揚泥水管２が回転しないので、その途中にポンプを設置することができ、揚泥水管による排土性能を向上させることができる。従って、深度の深い杭体の構築に適している。また、揚泥水管２が掘削翼１０の中央を貫通することにより、更に掘削土の排出が効率的に行える。
【００３４】
また、鋼管１を把持する回転圧入機８を傾けることにより、鋼管杭を垂直に対し傾いた状態で容易に構築することができる。このとき、揚泥水管２が鋼管１と分離しているので、鋼管１の回転時に揚泥水管２がよじれるという不具合を生じず、円滑に施工が行える。
【００３５】
また、回転圧入機８の作動により、鋼管１及び掘削翼１０を回転させて掘削できるので、回転駆動装置としてコンパクトなものを用いることができ、空頭制限のある施工が可能である。特に、アンダーピニングに有効である。
【００３６】
また、掘削翼１０で鋼管１の内部のみを掘削するので、掘削時の地山の崩壊のおそれがなく、施工が円滑に行える。
【００３７】
また、鋼管１の圧入と鋼管１内の掘削が同時に行えるので、施工が迅速に行える。このため、工期短縮が可能となる。
【００３８】
また、揚泥水管２を回転させる必要がないため、掘削に伴って、必ずしも管体２ａをつなぐ必要がないため、施工の簡素化が可能となる。
【００３９】
なお、本実施形態に係る鋼管杭工法にあっては、着脱装置として機械式の着脱装置２０を用いる場合について説明したが、本発明に係る鋼管杭工法は必ずしもそのようなものに限られるものではなく、油圧によりピストンを進退させるタイプなどその他のものを用いてもよい。
【００４０】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る鋼管杭工法について説明する。
【００４１】
第一実施形態では、地上に設置されるポンプ４により揚泥水管２を通じて掘削土を含む泥水をくみ上げる場合について説明したが、本実施形態に係る鋼管杭工法は、揚泥水管２の途中にポンプ６０を設置して泥水を鋼管１から排出するものである。
【００４２】
図９に本実施形態に係る鋼管杭工法の説明図を示す。本図に示すように、揚泥水管２の途中にはポンプ６０が設置される。このポンプ６０の設置は、掘削の進行に伴って行われる管体２ａの連結と同様に行われる。このようにポンプ６０を揚泥水管２の途中にポンプ６０を設置することにより、揚泥水管２の揚程を大きくすることができ、大深度の掘削に対応することができる。従って、深度の深い杭体の構築が可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、円滑に鋼管の圧入が行える鋼管杭工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る鋼管杭工法の概要説明図である。
【図２】図１の鋼管杭工法に用いられる着脱装置の説明図を示す。
【図３】図１の鋼管杭工法に用いられる着脱装置の説明図を示す。
【図４】図１の鋼管杭工法の施工説明図である。
【図５】図１の鋼管杭工法の施工説明図である。
【図６】図１の鋼管杭工法の施工説明図である。
【図７】図１の鋼管杭工法の施工説明図である。
【図８】図１の鋼管杭工法の施工説明図である。
【図９】第二実施形態に係る鋼管杭工法の説明図である。
【符号の説明】
１…鋼管
２…揚泥水管
２ｂ…吸引口
８…回転圧入機
１０…掘削翼
【図１】
2004211500.tif 000003
【図２】
2004211500.tif 000004
【図３】
2004211500.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004211500.tif 000009
【図８】
2004211500.tif 000010
【図９】
2004211500.tif 000011