(57)【要約】【課題】本発明は掘削残土を生ぜず、設計深度を深くし、地盤５及び岩盤５’を容易に推進するコンクリートパイル打設法を提供することを目的とする。【解決手段】ケーシング１内にコンクリートパイル２を挿入し、コンクリートパイル２の下端閉鎖板３の外周フランジ部３’と上記ケーシング１の下端部とを着脱自在にかつ正回転方向に係合支持し、上記ケーシング１の正回転によりコンクリートパイル２を正回転し、上記下端閉鎖３の下面に設けた切削刃４により地盤５を切削して上記ケーシング１と共に推進し、その後上記ケーシング１を逆転して上記フランジ部３’との係合を解除し、該ケーシング１のみ地上に上昇させ、上記コンクリートパイル２を地盤５内に残留埋設することを特徴とする方法である。【選択図】　図１
2004003123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内にコンクリートパイルを挿入し、
コンクリートパイルの下端閉鎖板の外周フランジ部と上記ケーシングの下端部とを着脱自在にかつ正回転方向に係合支持し、
上記ケーシングの正回転によりコンクリートパイルを正回転し、上記下端閉鎖板の下面に設けた切削刃により地盤を切削して上記ケーシングと共に推進し、
その後上記ケーシングを逆転して上記フランジ部との係合を解除し、該ケーシングのみ地上に上昇させ、
上記コンクリートパイルを地盤内に残留埋設することを特徴とするコンクリートパイル打設法。
【請求項２】
上記切削刃による切削外周に沿って下向切刃により地盤を先行切込む請求項１記載のコンクリートパイル打設法。
【請求項３】
コンクリートパイル内部から及び又はコンクリートパイルとケーシングとの間から切削部に注水し、地盤を切削推進する請求項１又は２記載のコンクリートパイル打設法。
【請求項４】
コンクリートパイルとケーシングとの間及び又はコンクリートパイル内部にセメントミルクを注入し、上記閉鎖板の下面、外周及びコンクリートパイル外周にソイルセメント部を形成する請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリートパイル打設法。
【請求項５】
コンクリートパイルの下端に該パイルの外径より大きい下端閉鎖板を固定して外周フランジ部を形成し、
該フランジ部に係合用雌溝を設け、
下端閉鎖板の下面中央部に下向板状刃を設け、
下向板状刃の両端部又は両側部から上記閉鎖板の外周に至る弯曲スポーク状刃を該閉鎖板の下面に設けたコンクリートパイル。
【請求項６】
弯曲スポーク状刃の外端に下向切刃を設けた請求項５記載のコンクリートパイル。
【請求項７】
上記閉鎖板に上記パイル内外に連通する注水透孔を穿設し、該透孔の外側に逆止弁を設けた請求項５又は６記載のコンクリートパイル。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載のコンクリートパイルと、その外径より大きい内径を有するケーシングとよりなり、
ケーシングの下端部に突設した係合用雄板と外周フランジ部に形成した係合用雌溝とをケーシングの正転により雌雄係合し、逆転により雌雄分離するよう形成してなるコンクリートパイル打設装置。
【請求項９】
上記雌雄分離部を隔ててさらなる逆転により雌雄係合する逆転係合用雌溝を上記外周フランジ部に形成した請求項８記載のコンクリートパイル打設装置。
【請求項１０】
上記注水透孔の外側内周に凹段を形成し、凹段に嵌合する逆止弁を装着し、該逆止弁の内側に排水用小溝を形成した請求項８又は９記載のコンクリートパイル打設装置。
【請求項１１】
ケーシングの外周に帯板による螺旋条を設けた請求項８〜１０のいずれかに記載のコンクリートパイル打設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリートパイルを残土を発生することなく地中に打設し、埋設パイルの耐力を向上する分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、短円筒の底板下面にスポーク状羽根を設け、短円筒内にコンクリートパイルの下端部を嵌合し、該コンクリートパイルの中に小径回転軸を挿入し、該回転軸の下端と上記底板上面に設けた短軸とを係合させて短円筒を回転軸で回転させて短円筒からコンクリートパイルを地盤に推進埋設する工法が行われている。
【０００３】
しかし、この方法によるとコンクリートパイルの下端に回転力が掛り、コンクリートパイルの推進埋設深度が深くなると該パイル即ち長軸に捻り応力を生じ、それにより亀裂を生じ、埋設深度が少なく、かつ粘土層への密着により、又は岩盤内への推進が困難であるという問題及び推進事故後の地上引上げ回収が困難であるという問題があったし、岩盤と地盤との傾斜境界における切削部のスピンによる推進弯曲を生じ易いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はコンクリートパイルと地盤又は岩盤との非接触による捻り応力を軽減し、かつ粘土層や岩盤内への推進容易で掘削残土を発生することなく埋設深度を増長し硬い岩盤の影響によるスピンによる推進弯曲が少なく、かつ事故の場合に容易に地上引上げを行うことができるコンクリートパイル打設法、コンクリートパイル及びその打設装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明は
第１にケーシング内にコンクリートパイルを挿入し、コンクリートパイルの下端閉鎖板の外周フランジ部と上記ケーシングの下端部とを着脱自在にかつ正回転方向に係合支持し、上記ケーシングの正回転によりコンクリートパイルを正回転し、上記下端閉鎖板の下面に設けた切削刃により地盤を切削して上記ケーシングと共に推進し、その後上記ケーシングを逆転して上記フランジ部との係合を解除し、該ケーシングのみ地上に上昇させ、上記コンクリートパイルを地盤内に残留埋設することを特徴とするコンクリートパイル打設法、
第２に上記切削刃による切削外周に沿って下向切刃により地盤を先行切込む上記第１発明記載のコンクリートパイル打設法、
第３にコンクリートパイル内部から及び又はコンクリートパイルとケーシングとの間から切削部に注水し、地盤を切削推進する上記第１又は第２発明記載のコンクリートパイル打設法、
第４にコンクリートパイルとケーシングとの間及び又はコンクリートパイル内部にセメントミルクを注入し、上記閉鎖板の下面、外周及びコンクリートパイル外周にソイルセメント部を形成する上記第１〜第３発明のいずれかに記載のコンクリートパイル打設法、
第５にコンクリートパイルの下端に該パイルの外径より大きい下端閉鎖板を固定して外周フランジ部を形成し、該フランジ部に係合用雌溝を設け、下端閉鎖板の下面中央部に下向板状刃を設け、下向板状刃の両端部又は両側部から上記閉鎖板の外周に至る弯曲スポーク状刃を該閉鎖板の下面に設けたコンクリートパイル、
第６に弯曲スポーク状刃の外端に下向切刃を設けた上記第５発明記載のコンクリートパイル、
第７に上記閉鎖板に上記パイル内外に連通する注水透孔を穿設し、該透孔の外側に逆止弁を設けた上記第５又は第６発明記載のコンクリートパイル、
第８に上記第５〜第７発明のいずれかに記載のコンクリートパイルと、その外径より大きい内径を有するケーシングとよりなり、ケーシングの下端部に突設した係合用雄板と外周フランジ部に形成した係合用雌溝とをケーシングの正転により雌雄係合し、逆転により雌雄分離するよう形成してなるコンクリートパイル打設装置、
第９に上記雌雄分離部を隔ててさらなる逆転により雌雄係合する逆転係合用雌溝を上記外周フランジ部に形成した上記第８発明記載のコンクリートパイル打設装置、
第１０に上記注水透孔の外側内周に凹段を形成し、凹段に嵌合する逆止弁を装着し、該逆止弁の内側に排水用小溝を形成した上記第８又は第９発明記載のコンクリートパイル打設装置、
第１１にケーシングの外周に帯板による螺旋条を設けた上記第８〜第１０発明のいずれかに記載のコンクリートパイル打設装置、
によって構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
コンクリートパイル２の上下端に接続用鋼環２’，２’が一般に設けられている。
【０００７】
下端に設けた上記鋼環２’に上記パイル２の外径より大きい下端閉鎖板３を溶着固定し、外周フランジ部３’を形成する。
【０００８】
上記フランジ部３’の上面対称位置に正逆方向に係合用雌溝１２，１２’を形成した弧状金具１４，１４を溶接固定する。
【０００９】
又上記閉鎖板３の下面には中央部に図７（イ）図又は（ロ）図に示す下向板状刃７を溶接固定する。（イ）図は平刃であり柔軟地盤に適し、（ロ）図は複数の山形刃で岩盤切削に適する。又（ホ）図は両端７’，７’を回転方向ａと反対方向に屈曲させた状態の下向板状刃７の（イ）図Ｃ−Ｃ線による横断面図である。
【００１０】
上記下向板状刃７の両端部又は両側部には図３に示すように上記閉鎖板３の外周に至り又は外周から外側に若干突出する弯曲スポーク状刃８，８を該閉鎖板３の下面に溶接する。下向板状刃７が図３仮想線で示すように実線位置と斜交して設けられた場合は下向板状刃７の両側にスポーク状刃８，８の両端を設ける。
【００１１】
上記スポーク状刃８は図７（ハ）図に示すように回転方向に向う片刃面８’を凸弧状弯曲側に有し、その背面に傾斜面８”を形成する。片刃面８’は図７（ハ）（ニ）図に示すように底板３及び外周フランジ部３’の下面との間に鋭角溝θを底板３の中央部から該フランジ部３’の外端まで形成する。
【００１２】
又弯曲スポーク状刃８，８の外端には図９、図１０に示すように該スポーク状刃８，８の回転円周に沿って下向切刃８ａ，８ａを突設し、下向板状刃７による回転切削と同時又は若干遅れて上記円周に沿って地盤５又は岩盤５’を円周状に切込み、該切込みと上記下向板状刃７との間を上記スポーク状刃８，８によって切削する。
【００１３】
上記スポーク状刃８のａ方向回動によって地盤５又は岩盤５’は切削され切削屑は片刃面８’に沿って上記閉鎖板３の外周に向って移動し、切削内周壁１５（図２）に沿って上昇する。
【００１４】
上記弯曲スポーク状刃８は２個（図３）、３個（図１２）及び４個（図９、図１０）のように複数設けられ、数に制限はない。そして図１３（イ）（ロ）図に示すように上下２層８’，８”よりなり、小ボルトｂによって固定し、下層８’に硬質金属を用いて硬化岩盤５’に対応することができる。
【００１５】
又上記閉鎖板３の中央部には上記パイル２の内外に連通する注水透孔９を穿設し、該透孔９の外側（下側）に図６（イ）（ロ）（ハ）に示すゴム製逆止弁１０を設ける。
【００１６】
上述のように形成したコンクリートパイル２にその外径より若干大な内径を有する鋼製ケーシング１を嵌合させる。
【００１７】
上記ケーシング１の下端に小幅フランジ１’を設け、該フランジ１’の対称位置に扇形の係合用雄板１１，１１を突設し、ケーシング１を図４ｂ方向に正転し、該雄板１１，１１を上記パイル２側に設けた外周フランジ部３’の上面に形成した上記金具１４，１４の係合用雌溝１２，１２と雌雄係合させる（その状態を図４に示す）。
【００１８】
ケーシング１を逆転（ｂ方向と反対方向に）すると上記扇形の係合用雄板１１，１１は上記金具１４，１４の中間位置Ｗに回動して上記雌雄係合は分離する。
【００１９】
上記分離状態においてケーシング１を上昇させてコンクリートパイル２を地中に残留埋設することができる。
【００２０】
又上記分離位置（中間位置Ｗ）からケーシング１を更に逆回転させることによって扇形の上記雄板１１，１１は上記金具１４，１４の他方の雌溝１２’，１２’に雌雄係合する。
【００２１】
掘削推進事故に際してはケーシング１を矢印ｂと反対方向に回転させて該ケーシング１及びコンクリートパイル２を地上にワイヤロープ・巻機で引抜くことができる。
【００２２】
上記逆止弁１０は上記透孔９の外側内周に凹段９’を形成し、凹段９’に嵌合するゴム製逆止弁１０を装着し、該逆止弁１０の内側に排水用小溝９”を形成して注水を逆止弁１０の閉鎖後地中に漏出させることができる。
【００２３】
上記ケーシング１の外周には帯板による螺旋条１３を形成し、粘土層推進時において、ケーシング１の外周面への粘土の粘着をカットし、粘土による摩擦抵抗を軽減させる。
【００２４】
又上記金具１４，１４と扇形の上記雄板１１，１１に代り、図３仮想線で示すように外周フランジ３’に複数の係合用溝（透孔溝）１２”を穿設し、ケーシング１の下端に下向に突設した複数のＬ形金具１１’を該溝１２”に挿入係合し、その状態でケーシング１を正逆回動させることによって外周フランジ３’及びコンクリートパイル２を正逆回動し、かつ上記係合用溝１２”からＬ形金具１１’を分離することができるし、逆転によりＬ形金具１１’に形成した係合溝１１”に上記係合用溝１２”を引掛けてケーシング１に外周フランジ部３’を係合させてケーシング１とコンクリートパイル２とを同時に地上に引上げることができる。
【００２５】
従ってケーシング１内にコンクリートパイル２を図１（イ）〜（ハ）図、図２、図４に示すように挿入し、
コンクリートパイル２の下端閉鎖板３の外周フランジ部３’と上記ケーシング１の下端部とを着脱自在に、かつ正回転方向（矢印ｂ）に係合支持し、
上記ケーシング１を原動機１６によって正回転することによってコンクリートパイル２を正回転し、上記下端閉鎖板３の下面に設けた切削刃４即ち下向板状刃７及び弯曲スポーク状刃８によって地盤５や岩盤５’を切削して、上記ケーシング１と共に下方に推進させる。
【００２６】
原動機１６は案内ガイド１９のリーダー２０に係合して下方に摺動し、原動機１６に垂下したワイヤロープ２１を巻機２２に下方に巻取ることによってケーシング１を下降させる。
【００２７】
設計深度に到達した後上記ケーシング１を逆転して外周フランジ部３’との係合を解除し、該ケーシング１のみ地上にワイヤロープ・巻機で上昇させる。
このようにしてコンクリートパイル２を地盤５内に残留埋設する。
【００２８】
上記推進に際してコンクリートパイル２の内部にノズル１７から水又はエアを供給し（図１（ハ）図）及び又はケーシング１の上部のノズル１７’からケーシング１と上記パイル２間に水又はエアを供給し、それによって板状刃７やスポーク状刃８等による地盤切削部に上記逆止弁１０を経て注水又はエアを供給し、地盤５や岩盤５’の切削推進を容易にする。
【００２９】
設計深度（図１（ニ）図）に推進して注水又はエアを供給を停止すると逆止弁１０が閉鎖され、上記パイル２内の水１８は逆止弁１０の内側に形成した排水用小溝９”から地中に漏水してパイル２内の水は排出される。
【００３０】
その後コンクリートパイル２とケーシング１との間にケーシング１の上部ノズル１７’からセメントミルクを注入し、上記閉鎖板３の下面切削部、その外周及びコンクリートパイル２の外周にソイルセメント部６を形成して図１（ニ）（ホ）図に示す根固め部６’を形成することができる。
【００３１】
その後地上のワイヤロープ・巻機によってケーシング１及び原動機１６を地上に引上げて上記コンクリートパイル２を地中に埋設する（図１（ホ）図、（ハ）図）。
【００３２】
尚、図７（ニ）図は弯曲スポーク状刃８の下縁に傾斜を形成して該刃８をシャープに形成することができる。又図１１（ロ）図８ａ’は下向切刃８ａの両刃であるが片刃であっても良い。図７（イ）（ロ）図中７’は下向板状刃７の注水透孔９用中空部である。又１７”は抜気孔である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上述の打設法及びコンクリートパイル及びその打設装置によったので、地盤のみならず岩盤を容易に切削し得て設計深度を深くかつ岩盤と地盤との傾斜境界（図１（ロ）図）等におけるスピンによる弯曲が少なく安全に設定し得て確実に埋設し得るばかりでなく掘削残土を発生せず、
打設した埋設コンクリートパイルには外周フランジ部を有し、コンクリートパイルの横荷重及び引抜抵抗を強化し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ヘ）図は本発明の打設工程説明図である。
【図２】推進状態の縦断面図である。
【図３】図２の底面図である。
【図４】図２Ａ−Ａ線による横断平面図である。
【図５】ケーシングとコンクリートパイルとの分解斜視図である。
【図６】（イ）図は逆止弁の底面図である。
（ロ）図は（イ）図を右方から見た側面図である。
（ハ）図は逆止弁の拡大縦断面図である。
【図７】（イ）図は下向板状刃の正面図である。
（ロ）図は山形下向板状刃の正面図である。
（ハ）図は図３Ｂ−Ｂ線による縦断面図である。
（ニ）図は（ハ）図の底面を傾斜させた状態のＢ−Ｂ線による縦断面図である。
（ホ）図は（イ）図Ｃ−Ｃ線による下向板状刃の一例の横断面図である。
【図８】ケーシング下端の他の実施例の正面図である。
【図９】下向切刃を設けた底面図である。
【図１０】図９の斜視図である。
【図１１】（イ）図は下向切刃の側面図である。
（ロ）図は下向切刃の横断面図である。
【図１２】切削刃が３個の弯曲スポーク状刃である下端閉鎖板の底面図である。
【図１３】（イ）図は弯曲スポーク状刃が上下２層よりなる図１２の一部斜視図である。
（ロ）図は（イ）図のＤ−Ｄ線による縦断面図である。
【符号の説明】
１　　　ケーシング
２　　　コンクリートパイル
３　　　下端閉鎖板
３’　　外周フランジ部
４　　　切削刃
５　　　地盤
６　　　ソイルセメント部
７　　　下向板状刃
８　　　弯曲スポーク状刃
８ａ　　下向切刃
９　　　注水透孔
９’　　凹段
９”　　排水用小溝
１０　　　逆止弁
１１　　　係合用雄板
１２　　　係合用雌溝
１２’　　逆転係合用雌溝
Ｗ　　　雌雄分離部
１３　　　帯板による螺旋条
【図１】
2004003123.tif 000003
【図２】
2004003123.tif 000004
【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】
2004003123.tif 000009
【図８】
2004003123.tif 000010
【図９】
2004003123.tif 000011
【図１０】
2004003123.tif 000012
【図１１】
2004003123.tif 000013
【図１２】
2004003123.tif 000014
【図１３】
2004003123.tif 000015