(57)【要約】【目的】重量が大で強度が低い抑止杭の代わりに建設工事に伴なって用いる鋼材としての鋼管を用いて先行鋼管と後行鋼管をしてネジ接合により所定長さの鋼管杭として一本化し、鋼管杭とし施工もし易く安全で低コストで作成することが出来る様にする。【手段】全回転型オールケーシング装置９内に相伴クレーン１２によりネジを介して各鋼管１３，１３ａを一体化し、該相伴クレーン１２により掘削グラブ１７を介して中掘り掘削と排土を行い、又、回転防止ピン２０ａにより過度の回転を防止すると共に共回りを防止する。【効果】強度が十分であり、而も軽量で埋め込みが能率良く行われ、施工効率が良く安全で低コストで鋼管杭の打設が極めて効率的に行われる。【選択図】                                図１
2005002610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行して打設する前回打設の下杭の鋼管に対して次回の上杭としての鋼管をネジ接合を介し、一体的に連結し一本の鋼管杭として連続打設する方法において、該鋼管の先端に全回転型オールケーシング掘削機により硬質地盤中に回転圧入自在なように切削ビットを形成し、該切削ビットを形成する鋼管をその下端の肉厚が該切削ビット幅とほぼ同じに構成され、次いで該鋼管内に対して相伴クレーンによる掘削グラブを介して中掘り掘削と排土を行うようにし、そのネジ接合に際しネジ部が充分に締められる所定の間隙以下の間隙にされているようにし、該ネジ接合に際し締め込みが微動降下接合されるように該ネジ接合部に保護ボックスを介装し、而して先行する下杭の鋼管のネジ接合に際し回転防止ピンを介装して該下杭の上端部と上杭の下端部を相互に固定するようにすることを特徴とする鋼管杭の打設方法。
【請求項２】
鋼管杭を連続して打設するに使用する鋼管であって、鋼管本管の肉厚より肉厚が厚くなる切削ビットの植設部の肉厚との段差を漸次的に変化させる構造を有するネジ式鋼管において、該肉厚の段差を底辺とし該肉厚差の４倍から６倍の長さを高さとする直角三角形の斜辺にほぼ沿う肉厚の変化勾配とする構造にされていることを特徴とするネジ式鋼管。
【請求項３】
上記接合部の構造において、鋼管本管の肉厚より厚くなる上記ネジ接合部の肉厚との段差を漸次的に変化させる構造とする際、該肉厚差を底辺とし、該肉厚差の１．５倍から２倍の長さを高さとする直角三角形の斜辺にほぼ沿う肉厚の変化勾配とする構造にされていることを特徴とする請求項２記載のネジ式鋼管。
【請求項４】
上記鋼管の杭の圧入において、先行する上記下杭の鋼管に対して上記上杭の鋼管のネジ接合部までの間に、掘削グラブによる該鋼管内の掘削排土作業が行われる際、該掘削グラブとの直接干渉を避けることが自在であるようにネジ接合部にネジ保護ボックスを外装されていることを特徴とする請求項２又は３記載のネジ式鋼管。
【請求項５】
上記ネジ部に上記保護ボックスが外装される際、上記ネジ接合部の回転防止ピンを介装するピン孔と該回転防止ピンを係合して該ネジ部に上記保護ボックスの外装状態が固定自在にされるようにされていることを特徴とする請求項４記載のネジ式鋼管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
開示技術は、抑止杭や基礎杭等に用いられる鋼材として軽量性に優れ、尚且つ、強度も十分である鋼管を用い、しかも、現場に持ち込まれる際に経由する一般国道等の車両通行や施工時に建て込まれる際の上空制限等により発生する可搬の困難性に対しての条件を満たすべく、設計長を下杭・中杭といった具合に複数に分割される構造にして、現場に応じた所定長さに分割することも出来るようにした技術の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は土木工事において、埋め殺しタイプにされて使用される鋼管が複数に分割されて相互に接合を要する場合は、溶接接合部の溶接構造が多く用いられていた。
【０００３】
しかしながら、当該接合の溶接工には多大な時間を要し、又、その品質が温度、湿度、風量等の気象条件に左右され易いというネックがあった。
【０００４】
そこで、近年は、抑止杭等に用いる肉厚の鋼管相互の接合にネジ式継ぎ手が案出され、例えば、下記の公報等に記載のネジ式鋼管や技術が案出されて実用化はされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−９５９４０号公報
【特許文献２】
特開平１０−２７３９１４号公報
【特許文献３】
特開平１１−３１０９２１号公報
【特許文献４】
特開平１１−３１０９２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、都市部の道路橋桁下空間等の著しい上空制限下では１回に建て込める長さに著しい制限が生じ、その結果、杭長が短尺となり、結果的に接合箇所が極端に増大し、施工時間もそれに比例して増大し、コスト的に高くなるばかりでなく、天候等の不確定要素による溶接部の品質劣化の可能性が増大する構造上の不具合を来す等の固有の欠点が多く生じていた。
【０００７】
又、硬質地盤に対する鋼管杭の打設に際しては、直接圧入や直接打ち込み施工を行うことが困難であることが多く、その場合には硬質地盤用オールケーシング工等掘削孔を確保する施工を杭建て込みに先行して行う場合が多く、その際には、工程が掘削、建て込みと２工程化が現出され、更に、掘削に使用するケーシングも上記鋼管も同様に短尺となり、溶接による接合箇所が増大することから、施工は非常に長期化し、かえってコスト的に増大する傾向にあった。
【０００８】
更に、上空制限が無い場合で、都市部施工においては、既設構造等が過密状態で錯綜しており、工事現場に於ても一般市民の居住空間や、駅、オフィス街等が隣設する場合も多く、溶接時に発生するスパークが近傍を通過する通行者の肉眼の視界に入ることすら避けられない場合も生じ、生活環境保護の観点からもその改善が望まれていた。
【０００９】
そして、その一方、近年では、阪神・淡路大震災の教訓を踏まえ、都市部地下構造の耐震設計の強化が求められるようになるにつれ、断面全周方向に均一の安定した強度を有するネジ式鋼管が基礎構造として採用される要望が増加している。
【００１０】
したがって、都市部施工においては、山間部の地すべり地帯の人口密度が極度に低い部位にて行われる抑止杭の施工と異なる、先述のような既設構造物による制約や人口の過密した居住環境に対する配慮から生ずる特殊条件を背景に、より一層鋼管を用いる基礎構造施工の所要時間を短縮する必要があった。
【００１１】
これに対処するに、前述の特許文献３，特許文献４の公報等に記載の技術が改良開発されているが、これらは全て上述条件を満足出来る程度のものではないきらいがあった。
【００１２】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は、都市部施工等の施工の緊急性を要する施工現場に於いて、鋼管による基礎構造構築に際し、高速、廉価、且つ、上記公報発明の不満足な点を解消出来、高品質な施工を生活環境に十分配慮し、また既存技術では拘束条件となる現場環境に左右されない施工が安全に行えるようにして、建設産業における土木技術利用分野に益する新規な優れたネジ式鋼管、及び、鋼管杭の打設方法を提供せんとするものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする手段】
上述目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は前述課題を解決するために、先行して打設する前回打設の下杭としての鋼管に対して次回の上杭としての鋼管をネジ接合して一体的に連結して一本の鋼管杭として連続して打設する方法において、先行して打設する前回打設の下杭の鋼管に対して次回の上杭としての鋼管をネジ接合を介し、一体的に連結して一本の鋼管杭として連続して打設する方法において、該鋼管の先端に全回転型オールケーシング掘削機により硬質地盤中に回転圧入自在なように切削ビットを形成し、該切削ビットを形成する鋼管の下端の肉厚が該切削ビット幅とほぼ同じに構成され、次いで該鋼管内に対して相伴クレーンによる掘削グラブを介して中掘り掘削と排土を行うようにし、下杭と上杭の該ネジ接合に際しネジ接合部が充分に締められて所定の間隙以下の間隙にされているようにし、該ネジ接合に際し締め込みが微動降下接合されるように該ネジ接合部に保護ボックスを介装し、而して先行する下杭と後行する上杭の鋼管のネジ接合に際し回転防止ピンを介装して該上杭の下端部と下杭の上端部を固定するようにすることを基幹とし、而して、その際、鋼管杭を連続して打設するに使用する鋼管であって、鋼管本管の肉厚より厚くなる切削ビットの植設部の肉厚との段差を漸次的に変化させる構造を有するネジ式鋼管であって、該肉厚差を底辺とし該肉厚差の４倍から６倍の長さを高さとする直角三角形の斜辺にほぼ沿う肉厚の変化勾配とする構造にされていることを第二の基幹とし、又、上記接合部の構造において、鋼管本管の肉厚より厚くなる上記ネジ接合部の肉厚との段差を漸次的に変化させる構造とする際、該肉厚差を底辺とし、該肉厚差の１．５倍から２倍の長さを高さとする直角三角形の斜辺にほぼ沿う肉厚の変化勾配とする構造にされていることを第三の基幹とし、又、更に、上記鋼管の杭の圧入工法において、先行する上記下杭の鋼管に対して上記上杭の鋼管のネジ接合部までの間に、掘削グラブによる該鋼管内の掘削排土作業が行われる際、該掘削グラブとの直接干渉を避けることが自在であるようにネジ接合部に保護ボックスを配設されているようにし、加えて、上記接合部に該保護ボックスを外装する際、該ネジ接合部に回転防止ピンを介装するために設けられたピン孔と係合してネジ接合部に上記保護ボックスの外装状態が固定自在にされるようにもした技術的手段を講じたものである。
【００１４】
【作用】
而して、上述構成において、まず鋼管の杭として打設に際して前作業として用いている鋼管を建て込む掘削作業を行わず、下杭としての先行鋼管の先端に切削ビットを一体的に植設し掘削ケーシングとしての機能を付与し、該鋼管の接合部に高速の接合施工が自在なようにネジ式継ぎ手部接合部に掘削の駆動力である回転力および圧入力が付与される場合にも損傷が無いように切削ビットの変形や破壊が生じないように鋼管の下の部分の肉厚と切削ビットの幅と同様に形成され、ネジ接合部の結合が充分に締め付けられるようにされ該回転力および該圧入力に対抗自在なように十分な強度を有した回転防止ピンが介装されて、掘削が安定して行えるようにされ、更に掘削圧入施工時に随時鋼管内に出入りするハンマーグラブの干渉の衝撃力によりネジ式継ぎ手が損傷しないように保護自在なように保護キャップをネジ接合部に外装して設け、カバーし、その際、継ぎ手接合部に於ては、底辺を肉厚の差を底辺とし、高さが２倍〜６倍であるようにしたり、１．５倍〜２倍であるようにした直角三角形の斜辺部にほぼ沿うように変化勾配部を形成するようにして衝撃力の低下と衝撃力による摩耗を避け振動騒音の防止を図るようにして滑昇が自在であるように耐久性が著しく向上するようにしたものである。
【００１５】
【発明が実施しようとする形態】
次ぎにこの出願の発明の実施形態を実施例の態様として図面に従って説明すれば以下の通りである。
【００１６】
図１によってこの出願の発明の施工手順を説明すると、まず、図１の左側の上下配列のステップ１に示す様に、図２に示す如く、鋼管の下杭１３のネジ接合面１９をプロテクターやゴムシート等による当該ネジ接合部のネジ接合面１９の保護を図りながら図１に示す様に行い、次に当該図１のステップ２に示す様に、当該ネジ接合部１９の錆や砂等を完全に除去し、次いで、ステップ３の様にネジ接合面１９の焼き付き防止の為にグリース等の潤滑剤を使用してネジ部に塗布する。
【００１７】
次いでステップ４に示す様に、下杭１３と上杭１３ａの鋼管の中心を合わせる軸心合わせを行う。そして、次にステップ５に示す様に、図３に示す如くバンドやアーム等により手作業を介して当該適宜の締め込み治具によるねじ込みを行い、上杭１３ａを全回転型オールケーシング装置９の回転により微動降下し、鋼管に与える衝撃を軽減するようにさせる。
【００１８】
そしてステップ６に示す様に、鋼管のネジ接合面１９の接合により連結が終了すれば、該ネジ接合面１９に外装した図１０に示す保護ボックス２０にネジ穴２０ａを介して所定本数の回転防止ピン２０ｂを挿入してステップ７に示す様に、回転防止ピン２０ｂの取り付けを行い、下杭１３の上端部と上杭１３ａの下端部の連結を行う。
【００１９】
そして、上述手順をより詳細に説明すれば、まず図３に示す様に、所定の地盤８に対し、全回転型のオールケーシング装置９をクローラクレーン等により搬入セットし、カウンターウエイト１０やスパイク１１により所定に安定した状態でセットする。
【００２０】
そして、図４に示す様に、相伴クレーン１２により先行鋼管としての下杭１３を当該全回転型オールケーシング装置９中の図示しないチャッキング部に建て込む。
【００２１】
そして、当該下杭１３の全回転型オールケーシング装置９のチャッキング部につぎ込むに際しては、図４に示す様にトランシットや下振り１６により正確にして十分な鉛直度確認を行う。
【００２２】
次に、図５に示す様に、当該下杭１３の先端部１４には予め工場で掘削が可能である様にビット等の切削ビット１５を取り付け加工する。
【００２３】
尚、該ネジ接合部１９は図１１に示す様に、底辺ｃに肉厚差を有し該底辺ｃに高さｈを有し直角三角形の斜辺ｅをその該斜辺ｅにほぼ沿う勾配変化とされ、この場合、高さｈが底辺ｃの４倍〜６倍である場合には、中掘り施工時のグラブ１７のシェル先端とネジ接合面１９の肉厚変化部の干渉が生じた際に滑降が自在であり、鋼管に与える衝撃を軽減出来るという効果があり、又、その高さｈがｃの１．５倍〜２倍の長さにあるような態様では上記掘削グラブ１７作動時に発生する各部位の干渉音の発生を軽減し、都市部における低振動や低騒音が行えるというような効果があることが実験的に分かった。
【００２４】
そして、図６に示す様に、先行鋼管としての下杭１３が所定深度打設されると、図７に示す様に、相伴クレーン１２により掘削グラブ１７を吊り下げて下杭１３内に臨ませて周知の如く所定の中掘り掘削と排土を行う。
【００２５】
そして、図８に示す様に、当該下杭１３の先行打設と中掘り掘削及び排土が所定深度で行われたのを確認した後には、相伴クレーン１２を介して後行の上杭鋼管１３ａをオールケーシング装置９に対して吊り込んで該下杭１３のネジ接合面１９とバンド又は図示しないチェーントングにより面合わせと芯合わせを行い錆や砂を該ネジ接合部１９から除去し、グリース等の潤滑剤を塗布し、又、図１０に示す様に、保護ボックス２０を介装して当該保護ボックス２０の周辺に穿設したピン穴２０ａを介して所定数の回転防止ピン２０ｂを挿入して下杭１３の上端部と上杭１３ａの下端部との相互の回転防止を図り、上杭１３ａに対する全回転型オールケーシング装置９の回転に伴う共回りを防止し余分な共締めを防止する。
【００２６】
そして、上下の両鋼管１３，１３ａのネジ継ぎ手接合部１９による一体連結が完了した後には相伴クレーン１２及びオールケーシング装置９により鋼管１３，１３ａから解離し、次回の再打設の準備を行う。
【００２７】
その間両鋼管１３，１３ａの接合連結一体化したものに対しては、全長間に対しオールケーシング装置９により回転圧入を所定深度まで行う。そして、掘削グラブ１７により周知の如く中掘り掘削と排土を行う。
【００２８】
そして、当該回転圧入施工に際しては回転は回転防止ピン２０ｂの成形向きと同様に、例えば、右回転とする。
【００２９】
尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例の態様に限るものでないことは勿論であり、例えば、中掘り掘削及び排土の中途においても、先行施工や後施工の鋼管１３，１３ａに対し回転圧入を行う等も可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、基本的に建設工事に伴う工事物に用いる鋼管等の鋼材を用いて鋼管杭とすることにより、その強度は十分であり、且つ軽量で取り扱い性が良く鋼管杭の施工能率が向上し、工期が短くて済み、又、安全性も高くコスト的にも安くつくという利点があり、又、ネジ接合面に対するネジの締め込みが微動効果を有して接合されるようにされることにより肉厚変化部と掘削グラブ端部との干渉が生じた際、滑降、滑昇が自在であり、鋼管に与える衝撃を軽減するメリットがある。
【００３１】
又、中掘り掘削や排土も鋼管を用いることにより極めて施工がし易いという利点もある。
【００３２】
そして、上下杭１３の鋼管の先行下杭１３と後行上杭１３ａとを両者のネジ接合部１９に対する回転防止ピン２０ｂを介して締め込み式に接合連結一体化出来る為に、単に錆や砂の除去やグリースの塗布等のメンテナンス的な作業を付加するだけで良い為に、施工能率が良く、又、安全な施工管理が出来るという優れた効果が奏される。
【００３３】
このプロセスにおいて、図１０に示す様に、下杭１３の上端と上杭１３ａの下端とをネジ連結により接合する際に、両者の接合部の部分に回転防止の為の保護ボックス２０を外装して、そのネジ穴２０ａに回転防止ピン２０ｂを介して連結することにより両者の回転を防止する。
【００３４】
そして、鋼管の打設に際して、締め込みを微動降下するようにすることにより、掘削に際して駆動力や回転力、及び、圧入力が付与される場合にもネジ部接合部に損傷の生じないようにできる効果がある。
【００３５】
又、掘削ビットの肉厚と同肉厚の鋼管下端の肉厚より厚くならないようにすることにより、掘削ビットに対する衝撃力を軽減することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面はこの出願の発明の実施形態を表すものである。
【図１】施工手順のフロー図である。
【図２】同作業フロー図である。
【図３】地盤の所定部位に設置された全回転型オールケーシング装置のセット姿勢側面図である。
【図４】同全回転型オールケーシング装置への下杭としての鋼管を相伴クレーンによりつぎ込みセット姿勢の側面図である。
【図５】先行下杭の鋼管の先端部の切削刃の取り合い説明図である。
【図６】地盤に対する下杭の先行鋼管の全回転型オールケーシング装置による回転圧入の態様側面図である。
【図７】同先行下杭の鋼管の中掘り排土の態様の側面図である。
【図８】全回転型オールケーシング装置に対する先行下杭鋼管と後行上杭鋼管の継ぎ足し態様側面図である。
【図９】一体化接合連結された鋼管杭に対する掘削グラブによる中掘り排土の側面図である。
【図１０】鋼管のネジ接合部に対する回転防止ピンと保護ボックスとピン穴との取り合い側面図である。
【図１１】鋼管のネジ接合部に於ける底辺と高さと斜辺の直角三角形の構造態様の模式図である。
【符号の説明】
９                    全回転型オールケーシング装置
１２                相伴クレーン
１３                先行下杭鋼管
１３ａ            後行上杭鋼管
１５                切削ビット
１０                カウンターウエイト
１１                スパイク
１７                掘削グラブ
１９                ネジ接合部（ネジ接合面）
ｃ                    底辺（肉厚差）
ｈ                    高さ
ｅ                    斜辺（変化勾配）
２０ｂ            回転防止ピン
２０                保護ボックス
２０ａ            ネジ穴
【図１】
2005002610.tif 000003
【図２】
2005002610.tif 000004
【図３】
2005002610.tif 000005
【図４】
2005002610.tif 000006
【図５】
2005002610.tif 000007
【図６】
2005002610.tif 000008
【図７】
2005002610.tif 000009
【図８】
2005002610.tif 000010
【図９】
2005002610.tif 000011
【図１０】
2005002610.tif 000012
【図１１】
2005002610.tif 000013