(57)【要約】【課題】極めて容易かつ正確に、鋼管杭の鉛直度を確認することができる鋼管杭の鉛直度確認装置を提供することを提供すること。【解決手段】鋼管杭の鉛直度確認装置１は、確認対象となる鋼管杭１００の杭頭部１００ａに取り付けられる蓋部材２と、鋼管杭１００の先端部１００ｂ近傍の内側に取り付けられる底板３と、該底板３の中心部と蓋部材２の中心部との間に張設される基準線材４と、蓋部材２から底板３へ向って自由落下する錘５とを具備し、鋼管杭１００を地盤に貫入させた後に、錘５を蓋部材２から取り外し、鋼管杭１００内を自由落下させ、錘５の落下時から錘５が鋼管杭１００と接触または底板３と衝突して音が発生するまでの時間を用いて測定したり、発生した音が接触音であるか衝突音であるかを聞き分けたりすることにより、鋼管杭１００の鉛直度を確認する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な円筒形の鋼管杭の杭頭部に着脱自在に取り付けられる蓋部材と、前記鋼管杭の内径と略等しい外径を有し、前記鋼管杭の先端部近傍の内側に取り付けられる底板と、該底板の中心部と前記蓋部材の中心部との間に張設される基準線材と、前記鋼管杭の内径より少し小さい外径を有し、その中心が前記基準線材に挿通され、前記蓋部材から前記底板へ向って自由落下する錘と、を具備することを特徴とする鋼管杭の鉛直度確認装置。
【請求項２】
前記基準線材が長さ方向に連結可能な所定長さの複数の細棒から構成されて、該細棒のうち最下端に位置する細棒の先端に先鋭部を設けると共に、前記底板の中心部に前記先鋭部と係合する凹み部を設けることを特徴とする請求項１に記載の鉛直度確認装置。
【請求項３】
前記錘の上部に、前記錘を引き上げるための線材を取り付けることを特徴する請求項１または請求項２に記載の鉛直度確認装置。
【請求項４】
前記錘の外径及び高さが、前記鋼管杭の内径から前記外径を差し引いた値を前記高さで除した値が前記鋼管杭の鉛直度の管理値以下となるように設定されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の鉛直度確認装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅等の建物の基礎を構成する鋼管杭の鉛直度を確認する際に用いられる鉛直度確認装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅等の建物の基礎の下の地盤に埋め込む鋼管杭の貫入の際に注意すべき事項として、貫入後の鋼管杭の鉛直度が所定の管理値以内であること、鋼管杭の先端部分が折れ曲がり等がなくて予めボーリング調査等によって測定された深さにある支持地盤に貫入していること等がある。そして、鉛直度が管理値を超えていると判断した場合や先端部分が支持地盤に貫入されていないと判断した場合は、その鋼管杭の隣に新たに別の鋼管杭を貫入させて地盤を強化することとしている。
【０００３】
一般には、鋼管杭２００の鉛直度の確認は、図８に示すように、地上に露出している杭頭部２００ａの鉛直度を傾斜計または水準器等の測定装置を用いて測定することにより行っている。
【０００４】
また、鋼管杭２００の地盤に貫入されている部分の長さＬ５の算出は、施工中に施工管理装置を用いて行うか、または、予め鋼管杭２００の全長Ｌを測定しておいて貫入後に地上に露出している杭頭部２００ａの長さＬ６を測定し、該杭頭部分の長さＬ６を全長Ｌから差し引くことにより行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
鋼管杭２００の鉛直度については、地上において杭頭部２００ａの鉛直度が管理値以内であっても、地盤中においてレキ・ガラ等の影響で先端部２００ｂが折れ曲がった状態で貫入されることがあり、このような場合に、従来の測定手段では正確に確認することができないという問題点がある。
【０００６】
鋼管杭２００の地盤に貫入されている部分の長さＬ５については、先端部２００ｂが折れ曲がっている場合もあり、正確さに欠くという問題点がある。また、鋼管杭２００の内部を利用して測定する手段もあるが、鋼管杭２００の先端から内部に土砂が入り込むことから正確に測定することができないという問題点がある。これにより、先端部２００ｂが支持地盤に貫入しているかどうかを正確に確認することができないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、極めて容易かつ正確に、鋼管杭の鉛直度を確認することができる鋼管杭の鉛直度確認装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載の鉛直度確認装置は、長尺な円筒形の鋼管杭の杭頭部に着脱自在に取り付けられる蓋部材と、前記鋼管杭の内径と略等しい外径を有し、前記鋼管杭の先端部近傍の内側に取り付けられる底板と、該底板の中心部と前記蓋部材の中心部との間に張設される基準線材と、前記鋼管杭の内径より少し小さい外径を有し、その中心が前記基準線材に挿通され、前記蓋部材から前記底板へ向って自由落下する錘と、を具備することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の鉛直度確認装置は、請求項１に記載の鉛直度確認装置において、前記基準線材が長さ方向に連結可能な所定長さの複数の細棒から構成されて、該細棒のうち最下端に位置する細棒の先端に先鋭部を設けると共に、前記底板の中心部に前記先鋭部と係合する凹み部を設けることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の鉛直度確認装置は、請求項１または請求項２に記載の鉛直度確認装置において、前記錘の上部に、前記錘を引き上げるための線材を取り付けることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の鉛直度確認装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の鉛直度確認装置において、前記錘の外径及び高さが、前記鋼管杭の内径から前記外径を差し引いた値を前記高さで除した値が前記鋼管杭の鉛直度の管理値以下となるように設定されたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。本実施の形態に係る鋼管杭の鉛直度確認装置１は、図１に示すように、確認対象となる鋼管杭１００の杭頭部１００ａに取り付けられる蓋部材２と、鋼管杭１００の先端部１００ｂ近傍の内側に取り付けられる底板３と、該底板３の中心部と蓋部材２の中心部との間に張設される基準線材４と、蓋部材２から底板３へ向って自由落下する錘５とを具備している。以下、更に詳細に説明する。
【００１３】
ここで、本実施の形態に係る鋼管杭１００は、図１に示すように、長尺な円筒形の鋼管１０１の先端部に該鋼管と略等しい外径を有し且つその外周にうず巻き状の貫入羽根１０２ａを有する先端部材１０２を溶接等により固定して構成されるものであって、その長さは、貫入される地盤の状況や建物の種類に応じて任意に設定される。本実施の形態では、鋼管杭１００を鋼管１０１と先端部材１０２とで構成しているが、これに限定されるものではなく、１本の鋼管１０１から構成するようにしてもよい。
【００１４】
蓋部材２は、図２または図３に示すように、鋼管杭１００の外径より少し大きい外径を有する短尺な円筒体に蓋板６を設けたものである。該蓋板６の中心部には基準線材４が挿通可能な小穴７が穿設されており、該小穴７の周囲には錘５と鋼管杭１００との接触音または底板３との衝突音の聞こえを良くするための複数の略扇形の穴８が穿設されている。蓋部材２の鋼管杭１００への取り付けは、蓋部材２を鋼管杭１００の杭頭部１００ａに被せることにより行う。
【００１５】
底板３は、図４に示すように、鋼管杭１００の内径Ｄ１と略等しい外径Ｄ２を有し、中心部に基準線材４を挿通させるための第１フック９が設けられた円板である。この底板３を溶接等によって取り付けると鋼管杭１００が地盤に図外の装置によって回転させながら貫入される際に先端から内側に土砂が入り込むことを防止することができる。本実施の形態では、底板３の中心部に第１フック９を設けて基準線材４を接続することとしているが、中心部に小穴を穿設して、基準線材４を挿通させて接続すること等他の手段でもよい。
【００１６】
基準線材４は、図２または図３に示すように、水糸、ワイヤ等の線材であって、錘５をその外側面と鋼管杭１００の内側面との間隔を一定に保ちながら底板３方向へ導くためのものである。基準線材４の材質は、錘５が鋼管杭１００の内側面に接触したときの衝撃により破断しない程度の剛性を有するものであればよい。基準線材４の張設は、例えば、一端部を底板３の第１フック９に挿通して往復させ、杭頭部１００ｂにおいて両端部を結ぶこと等により行う。
【００１７】
本実施の形態では、基準線材４を水糸、ワイヤ等の線材としたが、これに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、その一端側にねじ部を、その他端側にねじ穴をそれぞれ設け、長さ方向に連結可能とした所定の長さの細棒１０を継ぎ合わすことにより基準線材４を構成するようにしてもよい。このとき、最下端の細棒１１の先端に先鋭部１１ａを設け、また、底板３の中心部に第１フック９の代わりに凹み部１２を設けて、最下端の細棒１１の先端と底板３とが確実に係合し、鋼管杭１００の貫入時や錘５の落下時の衝撃で最下端の細棒１１の先端が底板３から外れないようにしておく。このように、基準線材４を細棒１０、１１から構成することで、水糸、ワイヤ等のように、適当な張力を与えて張設させるという手間を省くことができる。
【００１８】
錘５は、図３に示すように、所定の外径Ｄ３及び高さＨを有し、内部が中空状の円柱体である。上面及び下面の各中心部には、基準線材４が挿通可能な小穴１３が穿設され、上面には、錘５を引き上げるための紐１４を接続するための第２フック１５と、蓋部材２の穴８に引掛けて錘５を蓋部材２に仮固定するための第３フック１６とが設けられている。ここで、錘５の内部を中空としているのは、錘５が鋼管杭１００と接触または底板３と衝突したときの音の響きを良くするためである。外径Ｄ３及び高さＨは、鋼管杭１００の内径Ｄ１から外径Ｄ３を差し引いた値を高さＨで除した値が鋼管杭１００の鉛直度の所定の管理値以下となるように設定する。
【００１９】
本実施の形態では、錘５を中空状の円柱体としているが、音の響きは劣るが中空状でなくてもよく、その形状は球体等でもよい。また、紐１４の材質は、錘５の重さにより破断しない程度の剛性を有すものであれば、例えば、基準線材４の材質と同様に水糸、ワイヤ等の線材としてもよい。
【００２０】
鉛直度確認装置１の鋼管杭１００への取り付けは、以下の手順で行う。
まず、所望の長さの基準線材４の一端部を、底板３の第１フック９に挿通、往復させた後、その両端部を鋼管１０１の杭頭部１００ａに仮固定する。この状態で鋼管杭１００の先端部１００ｂを構成する先端部材１０２の先端部近傍の内側に第１フック９が鋼管１０１側を向くようにして底板３を溶接接合する。この際、先端部材１０２の先端から底板３までの長さＬ１を測定しておく。
鋼管杭１００の地盤への貫入後に、図２、図３または図４に示すように、基準線材４を、錘５の小穴１３、蓋部材２の小穴７に順に挿通させると共に、錘５の第３フック１６を蓋部材２の穴８に引掛けて錘５を蓋部材２に仮固定する。そして、紐１４の一端部を錘５の第２フック１５に接続し、その他端部を蓋部材２の穴８から延出させる。この状態で、蓋部材２を鋼管杭１００の杭頭部１００ａに取り付ける。
最後に、基準線材４が鋼管杭１００内でたるまないように、適当な張力を与えながら、基準線材４を蓋部材２の中心部と底板３の中心部との間、即ち、鋼管杭１００の軸線上に張設する。従って、鋼管杭１００が鉛直に貫入されている場合には、基準線材４は、鉛直軸上に位置することとなる。
なお、基準線材４に水糸、ワイヤ等の線材ではなく細棒１０（図５参照）を用いるときは、底板３を先端部材１０２に溶接接合し、鋼管杭１００を地盤に貫入させた後に、細棒１０を底板３と蓋部材２間に取り付けることとする。
【００２１】
次に、鉛直度確認装置１を用いた鋼管杭１００の鉛直度の確認作業について説明する。
まず、底板３及び基準線材４を取り付けた鋼管杭１００を図外の装置を用いて回転させながら地盤に貫入させた後、上記の手順で鋼管杭１００の杭頭部１００ａに蓋部材２及び錘５を取り付ける。そして、図１に示すように、錘５の第３フック１６の蓋部材２への引掛けを解除して、錘５を蓋部材２から取り外し、鋼管杭１００内を自由落下させる。この際に、錘５の落下時から錘５が鋼管杭１００と接触または底板３と衝突して音が発生するまでの時間をストップウォッチを用いて測定したり、発生した音が接触音であるか衝突音であるかを聞き分けたりすることにより、鋼管杭１００の鉛直度を確認する。
錘５の外径Ｄ３及び高さＨを鋼管杭１００の鉛直度の管理値より設定しているので（図３参照）、鋼管杭１００が鉛直度の管理値以内で貫入されている場合、即ち、所定の傾き角度より小さい傾きで地盤に貫入されている場合には、錘５は、予め鋼管杭１００の全長や鉛直度の管理値等から算出しておいた所定時間の範囲内で底板３と衝突して衝突音を発生させる。
鋼管杭１００が鉛直度の管理値を超えて貫入されている場合や、先端部１００ｂのみが曲がって貫入されている場合には、図６に示すように、基準線材４が鉛直軸から外れる、即ち、鋼管杭１００の軸線が鉛直軸から外れるが、錘５は自由落下するので、落下途中で錘５の下端部が鋼管杭１００の内側面に接触し、前述の所定時間より早く接触音を発生させる。つまり、前述の所定時間より早く接触音が聞こえると、鋼管杭１００が傾いているか、または、先端部１００ｂが曲がっていると判断することができる。
鋼管杭１００の鉛直度の確認は、接触音または衝突音の発生までの時間をストップウォッチを用いて測定することにより行うが、少し慣れると接触音と衝突音とを聞き分けることができるようになるので、接触音または衝突音を聞き分けることにより鋼管杭１００の鉛直度の確認するようにしてもよい。
鋼管杭１００の鉛直度を確認した後は、図３に示すように、紐１４を用いて錘５を引き上げると共に、基準線材４を切断する等して、蓋部材２を鋼管杭１００から取り外して、錘５を鋼管杭１００内から取り出す。蓋部材２及び錘５は、鋼管杭１００に対して着脱自在であるので、何度でも繰り返して使用することができる。
【００２２】
このように、鉛直度確認装置１を用いれば、錘５と鋼管杭１００の内側面との接触音の発生時間を測定することにより、鋼管杭１００の鉛直度を極めて容易かつ正確に確認することができる。そして、鉛直度確認装置１による確認結果に基づいて、鉛直度が管理値を超えていると判断された場合には、その鋼管杭１００の隣に新たに別の鋼管杭１００を地盤に貫入させることにより基礎に対して所望の支持力を得られるようにする。
【００２３】
鋼管杭１００の鉛直度を確認した後に、図７に示すように、鋼管杭１００の内部を利用して鋼管杭１００の杭頭部１００ａから底板３までの長さＬ３を測定し、鋼管杭１００の地盤に貫入されている部分の長さＬ２を算出する。
具体的には、下げ振り・コンベックス等の測定装置１７またはレーザーによる距離測定装置を用いて鋼管杭１００の杭頭部１００ａから底板３までの長さＬ３を測定する共に、地上に露出している杭頭部１００ａの長さＬ４を測定する。予め、先端から底板３までの長さＬ１を測定しているので、鋼管杭１００の地盤に貫入されている部分の長さＬ２は、鋼管杭１００の杭頭部１００ａから底板３までの長さＬ３と先端から底板３までの長さＬ１とを足した値から地上に露出している杭頭部１００ａの長さＬ４を差し引くことにより算出することができる。
【００２４】
このように、鋼管杭１００の先端部１００ｂに底板３を取り付けているので、鋼管杭１００内に土砂が入り込むことがなく、鋼管杭１００内部を利用して鋼管杭１００の杭頭部１００ａから底板３までの長さＬ３を測定することができる。これにより、計算により鋼管杭１００の地盤に貫入されている部分の長さＬ２を正確に算出することができるので、鋼管杭１００の先端部１００ｂのみが折れ曲がっている場合であっても、該先端部１００ｂが所望の深さの支持地盤にまで貫入されているかどうかを容易に確認することができる。そして、この算出結果に基づいて、先端部１００ｂが支持地盤に貫入されていないと判断された場合には、その鋼管杭１００の隣に新たに別の鋼管杭１００を地盤に貫入させることにより基礎に対して所望の支持力を得られるようにする。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の鉛直度確認装置によれば、錘を自由落下させ、該錘の落下時から錘が鋼管杭と接触または底板と衝突して音が発生するまでの時間をストップウォッチを用いて測定したり、発生した音が接触音であるか衝突音であるかを聞き分けたりすることにより、鋼管杭の鉛直度を確認することとしているので、例えば、地盤中で先端部が折れ曲がっていたとしても、極めて容易に、鋼管杭の鉛直度を確認することができるという利点がある。
【００２６】
また、鋼管杭の先端部近傍の内側に、鋼管杭の内径と略等しい外径を有する底板を取り付けて、土砂が鋼管杭の先端から内部に入り込むことを防いでいるので、鋼管杭の内部を利用して杭長を測定することができるという利点がある。
これにより、先端部のみが折れ曲がっている場合であっても、鋼管杭の地盤に貫入されている部分の長さを算出することができ、鋼管杭の先端部が支持地盤に貫入されているかどうかを容易に確認することができるという利点がある。
【００２７】
請求項２に記載の鉛直度確認装置によれば、細棒を連結させることにより基準線材を構成することとしているので、水糸、ワイヤ等のように、適当な張力を与えて張設させるという手間を省くことができるという利点がある。
【００２８】
請求項３に記載の鉛直度確認装置によれば、錘の上部に、錘を引き上げるための線材を取り付けているので、錘を落下させた後に、線材を引っ張ることにより、錘を引き上げることができるので、錘を何度でも繰り返して使用することができ、経済的であるという利点がある。
【００２９】
請求項４に記載の鉛直度確認装置によれば、鋼管杭の鉛直度の管理値により、その外径及び高さを設定した錘を自由落下させ、該錘の落下時から錘が鋼管杭と接触または底板と衝突して音が発生するまでの時間をストップウォッチを用いて測定したり、発生した音が接触音であるか衝突音であるかを聞き分けたりすることにより、鋼管杭の鉛直度を確認することとしているので、極めて容易かつ正確に、鋼管杭の鉛直度を確認することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の鉛直度確認装置による鋼管杭の鉛直度の確認の手順を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の鉛直度確認装置の蓋部材・基準線材・錘を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態の鋼管杭の杭頭部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の鋼管杭の先端部を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の基準線材・底板を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の鉛直度確認装置による鋼管杭の鉛直度の確認の手順を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の鋼管杭の杭長の測定の手順を示す図である。
【図８】従来の鋼管杭の鉛直度の確認、杭長の測定の手順を示す図である。
【符号の説明】
１  鉛直度確認装置
２  蓋部材
３  底板
４  基準線材
５  錘
１００  鋼管杭
１００ａ  杭頭部
１００ｂ  先端部
【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】
2004169503.tif 000009
【図８】
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