(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有し、かつ外周面にスクリュー刃を突設した拡大掘削ヘッド上に該基礎杭を載置し、かつ該基礎杭の中空部に挿入した攪拌ロッドを前記拡大掘削ヘッドに接続した後で、該攪拌ロッドを介して前記拡大掘削ヘッドを回転させて地中を掘削しながら前記スクリュー刃で掘削土を掘削穴の周面に圧密し、かつ残った少量の残土を該拡大掘削ヘッドと基礎杭との中空部に収納し、拡大掘削ヘッドと共に基礎杭を地中に埋設する基礎杭の施工方法であって、
前記攪拌ロッドは最下端に先端スクリュー刃が取り付けられていると共に下部に伸縮自在な拡翌爪が両側に突設されており、
前記拡大掘削ヘッドは中空状の無底円筒体からなり外壁には前記拡翌爪を挿通することができる一対の開孔窓が穿設されているとともに、
前記スクリュー刃は平翼による螺旋状翼で前記拡大掘削ヘッドの下端に平翼を上にして一周する形で設けられていることを特徴とする基礎杭の施工方法。
【請求項２】
基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有し、かつ外周面にスクリュー刃が突設された拡大掘削ヘッドの上に該基礎杭を戴置し、撹拌ロッドの下部に回転しながら地盤を掘削すると共に掘削土を打固めることが出来るダウンホールハンマーを取付け、前記基礎杭内に挿通されたダウンホールハンマーを拡大掘削ヘッドに接続した後で、撹拌ロッドを介してダウンホールハンマーと拡大掘削ヘッドとを回転させて地中を掘削しながら、前記スクリュー刃で掘削土を掘削穴の周面に圧密し、かつ残った少量の残土をダウンホールハンマーで拡大掘削ヘッド内及びその下方地盤に打固め、拡大掘削ヘッドと基礎杭とを地中に埋設することを特徴とした基礎杭の施工方法。
【請求項３】
前記基礎杭の周りに鋼管ケーシングを被覆すると共に該鋼管ケーシングの下部を前記拡大掘削ヘッドに接続し、該鋼管ケーシングと拡大掘削ヘッドとを回転させて地中を掘削しながら拡大掘削ヘッドと基礎杭を地中に埋設することを特徴とした請求項２の基礎杭の施工方法。
【請求項４】
基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有し、かつ外周面にスクリュー刃を突設した拡大掘削ヘッド上に該基礎杭を載置し、かつ該基礎杭の中空部に挿入した攪拌ロッドを前記拡大掘削ヘッドに接続した後で、該攪拌ロッドを介して前記拡大掘削ヘッドを回転させて地中を掘削しながら前記スクリュー刃で掘削土を掘削穴の周面に圧密し、かつ残った少量の残土を該拡大掘削ヘッドと基礎杭との中空部に収納し、拡大掘削ヘッドと共に基礎杭を地中に埋設する基礎杭の施工方法であって、前記基礎杭の周りに鋼管ケーシングを被覆すると共に該鋼管ケーシングの下部を前記拡大掘削ヘッドに接続し、該鋼管ケーシングと拡大掘削ヘッドとを回転させて地中を掘削しながら拡大掘削ヘッドと基礎杭を地中に埋設することを特徴とした基礎杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、基礎杭を地中に埋設する施工方法に係り、特に、地中を掘削すると共に掘削土の大半を掘削穴の周りに圧密することが出来、かつ基礎杭に大きな支持力を付与し得る拡大掘削ヘッドと共に基礎杭を地中に埋設することが出来る基礎杭の施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基礎杭の施工方法としては、一般的に無振動と無騒音に優れた中堀工法或は外堀工法が実施されていた。
【０００３】
これ等の中堀工法及び外堀工法は共に、地中を掘削して掘削土を地上に排土しながら基礎杭を地中に埋設する施工法であるために、施工に伴って地上に排出される土の量が多く、これ等の排土は産業廃棄物となるので、その処理が大変であると共に、捨場の確保が難しく大きな社会問題になっていた。
【０００４】
さらに、これ等の中堀工法及び外堀工法では、基礎杭の先端にヘッド等を取付けることが出来ないので、基礎杭に大きな支持力を得ることが困難である問題もあった。
【０００５】
前述の従来の中堀工法及び外堀工法の欠点を改善するために、最近になって鋼管杭を使用し、この鋼管杭を回転させながら地中に埋設する鋼管杭の回転埋設施工法が実用化されるようになって来た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、この鋼管杭の回転埋設施工法は、鋼管杭の頭部をチャックして鋼管杭を回転させながら鋼管杭自体を地中に掘進して埋設する施工法であるため、地上に排出される掘削土はなく、従って前述の中堀工法及び外堀工法の問題を全て解決することが出来る得点はあるが、一方で次のような問題点が生じていた。
【０００７】
即ち、前述の鋼管杭の回転埋設施工法は、鋼管杭の頭部をチャックして大きな力を掛けて鋼管杭を強制的に回転させるために、鋼管杭にネジレが生じ、最終的には鋼管杭が破損したり或は損傷が発生する問題があった。また、鋼管杭の施工に際しては、鋼管杭を掘進させる時に排土がないため、地盤抵抗が極めて大きく、従って鋼管杭の回転埋設による反力が大きくなり、必要以上に大型の施工機械を使用しなければ施工が出来なくなる問題もあった。
【０００８】
本発明に係る基礎杭の施工方法は、前述の従来の多くの問題点に鑑み開発された全く新しい技術であって、特に外周面にスクリュー刃を突設した基礎杭の外径より大きな外径を有する拡大掘削ヘッド上に基礎杭を乗せ、撹拌ロッドで拡大掘削ヘッドを回転させて地中を掘削しながら掘削土の大半を穴の周面に圧密すると共に、その圧密した後の残土を該拡大掘削ヘッドと基礎杭の中空部内に収納して、拡大掘削ヘッドと共に基礎杭を地中に埋設することが出来る全く新しい基礎杭の施工方法の技術を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の係る基礎杭の施工方法は、前述の従来の基礎杭の施工方法の問題点を根本的に改善した発明であって、その第１発明の要旨は、基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有し、かつ外周面にスクリュー刃を突設した拡大掘削ヘッド上に該基礎杭を載置し、かつ該基礎杭の中空部に挿入した攪拌ロッドを前記拡大掘削ヘッドに接続した後で、該攪拌ロッドを介して前記拡大掘削ヘッドを回転させて地中を掘削しながら前記スクリュー刃で掘削土を掘削穴の周面に圧密し、かつ残った少量の残土を該拡大掘削ヘッドと基礎杭との中空部に収納し、拡大掘削ヘッドと共に基礎杭を地中に埋設する基礎杭の施工方法であって、前記攪拌ロッドは最下端に先端スクリュー刃が取り付けられていると共に下部に伸縮自在な拡翌爪が両側に突設されており、前記拡大掘削ヘッドは中空状の無底円筒体からなり外壁には前記拡翌爪を挿通することができる一対の開孔窓が穿設されているとともに、前記スクリュー刃は平翼による螺旋状翼で前記拡大掘削ヘッドの下端に平翼を上にして一周する形で設けられていることを特徴とする基礎杭の施工方法である。
【００１０】
前述の第１発明に係る基礎杭の施工方法は、基礎杭の下方にこの基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有する拡大掘削ヘッドを接続した状態で地中に埋設するので、前記基礎杭に大きな支持力を付与することが出来る。
【００１１】
また、前記拡大掘削ヘッドの外周面にはスクリュー刃が突設されており、かつこの拡大掘削ヘッドは撹拌ロッドで回転させながら地中を掘進するので、前記スクリュー刃で地中を掘削する際に生ずる掘削土の大半を該スクリュー刃で掘削穴の周面に圧密することが出来る。かつ、掘削穴の周面に圧密されなかった少量の残土のみを前記拡大掘削ヘッドと基礎杭との中空部内に収納することが出来る。従って、地上に掘削土が排出されることを防止することが出来る。
【００１２】
本発明に係る基礎杭の施工方法の第２発明の要旨は、基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有し、かつ外周面にスクリュー刃が突設された拡大掘削ヘッドの上に該基礎杭を戴置し、撹拌ロッドの下部に回転しながら地盤を掘削すると共に掘削土を打固めることが出来るダウンホールハンマーを取付け、前記基礎杭内に挿通されたダウンホールハンマーを拡大掘削ヘッドに接続した後で、撹拌ロッドを介してダウンホールハンマーと拡大掘削ヘッドとを回転させて地中を掘削しながら、前記スクリュー刃で掘削土を掘削穴の周面に圧密し、かつ残った少量の残土をダウンホールハンマーで拡大掘削ヘッド内及びその下方地盤に打固め、拡大掘削ヘッドと基礎杭とを地中に埋設することを特徴とした基礎杭の施工方法である。
【００１３】
前記第２発明に於ては、撹拌ロッドの下部にダウンホールハンマーを取付けると共に、このダウンホールハンマーを拡大掘削ヘッドに接続するようにしたので、撹拌ロッド及びダウンホールハンマーを介して拡大掘削ヘッドを回転させて、拡大掘削ヘッドのスクリュー刃とダウンホールハンマーとによって地中を掘削しながら掘進させることが出来る。
【００１４】
前述のようにスクリュー刃とダウンホールハンマーとによって掘削した掘削土の大半は、該スクリュー刃によって掘削穴の内周面に圧密することが出来る。また掘削穴の内周面に圧密されなかった少量の残土は最終的に該ダウンホールハンマーによって拡大掘削ヘッド内及びその下方地盤に打固めすることが出来る。
【００１５】
従って、前述の第２発明の施工方法を実施した場合には、第１発明の施工方法と同様に、掘削土が地上に排出されることを完全に防止出来ると共に、地中に埋設された拡大掘削ヘッドの周りの地盤をより強固に打固めることが出来るので、基礎杭の支持力をより強化することが出来る。
【００１６】
本発明に係る基礎杭の施工方法の第３発明の要旨は、前記基礎杭の周りに鋼管ケーシングを被覆すると共に該鋼管ケーシングの下部を前記拡大掘削ヘッドに接続し、該鋼管ケーシングと拡大掘削ヘッドとを回転させて地中を掘削しながら拡大掘削ヘッドと基礎杭を地中に埋設することを特徴とした第２発明の基礎杭の施工方法である。
【００１７】
本発明に係る基礎杭の施工方法の第４発明の要旨は、基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有し、かつ外周面にスクリュー刃を突設した拡大掘削ヘッド上に該基礎杭を載置し、かつ該基礎杭の中空部に挿入した攪拌ロッドを前記拡大掘削ヘッドに接続した後で、該攪拌ロッドを介して前記拡大掘削ヘッドを回転させて地中を掘削しながら前記スクリュー刃で掘削土を掘削穴の周面に圧密し、かつ残った少量の残土を該拡大掘削ヘッドと基礎杭との中空部に収納し、拡大掘削ヘッドと共に基礎杭を地中に埋設する基礎杭の施工方法であって、前記基礎杭の周りに鋼管ケーシングを被覆すると共に該鋼管ケーシングの下部を前記拡大掘削ヘッドに接続し、該鋼管ケーシングと拡大掘削ヘッドとを回転させて地中を掘削しながら拡大掘削ヘッドと基礎杭を地中に埋設することを特徴とした基礎杭の施工方法である。
【００１８】
前述の第３発明及び第４発明の基礎杭の施工方法に於ては、基礎杭の周りに鋼管ケーシングを被覆すると共に、この鋼管ケーシングを前記拡大掘削ヘッドに接続し、鋼管ケーシングを拡大掘削ヘッドと共に回転させながら地中を掘進させるので、鋼管ケーシングによって掘削穴の周りの土砂の抵抗を切断することが出来、これによって掘進をスムーズにすることが出来る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る基礎杭の施工方法について、その一実施例を具体的に説明すると、図１（ａ）、（ｂ）は夫々本発明の基礎杭の施工方法の実施に当って用いられる装置の要部の簡略説明図、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は夫々撹拌ロッドの下部にダウンホールハンマーを取付けて使用する場合の説明図、図３（ａ）、（ｂ）は夫々本発明の基礎杭の施工方法の実施に当って鋼管ケーシングを用いた場合の要部の簡略説明図、図４（ａ）乃至（ｅ）は夫々本発明の基礎杭の施工方法の工程を示す簡略説明図である。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）乃至図４（ａ）〜（ｅ）に於て、１はコンクリート製の基礎杭（パイル）であって、中空状に形成されている。２は中空状の拡大掘削ヘッドであって、この拡大掘削ヘッド２の外周面にはスクリュー刃３が突設されている。
【００２１】
この拡大掘削ヘッド２の外径（スクリュー刃３を含めた外径）は、例えば、６００ｍｍに対して１２００ｍｍとなるような、基礎杭１の１．５〜２．５倍の外径を有している。前記拡大掘削ヘッド２の外壁には対応する位置に後述の拡翌爪を挿通することが出来る一対の開口窓４が穿設されている。
【００２２】
図中５は撹拌ロッドであって、前記基礎杭１及び拡大掘削ヘッド２内に挿通し得る径を有し、かつ、その内部にはエアー或は油等を流通させるために中空状に形成されている。
【００２３】
さらに、撹拌ロッド５の下部には、図示せざる空圧装置或は油圧装置等によって自在に伸縮することが出来る拡翌爪６が両側に突設されている。また、撹拌ロッド５の最下端には先端スクリュー刃７が取付けられている。
【００２４】
前記撹拌ロッド５の下部と拡大掘削ヘッド２とを相互に連結するに当っては、特に図１（ｂ）に示す如く、一対の拡翌爪６を収縮させた状態で拡大掘削ヘッド２内に挿入し、次に前述の空圧装置等を作動させることによって、拡翌爪６を外方に伸ばして拡大掘削ヘッド２に設けられた開口窓４内に挿通することによって、拡大掘削ヘッド２を撹拌ロッド５に結合させることが出来る。
【００２５】
本発明に係る基礎杭の施工方法の基本的方法に於ては、図１（ｂ）の状態に構成された装置を用いて、撹拌ロッド５を回転させることによって、拡大掘削ヘッド２で地中を掘進させ、掘削穴を形成すると共に、拡大掘削ヘッド２のスクリュー刃３で掘削した大半の掘削土を掘削穴１３の内周面に圧密させ、かつ圧密の際に残った少量の残土を前記拡大掘削ヘッド２と前記基礎杭１との中空部に収納する。
【００２６】
前述のような作業を続けることによって、基礎杭１と拡大掘削ヘッド２を地中内の一定の深さまで掘進させた状態で、前記撹拌ロッド５の下部に設けられた拡翌爪６を収縮させて開口窓４より抜き取って、撹拌ロッド５と拡大掘削ヘッド２との結合を解除する。
【００２７】
前記実施例に於ては撹拌ロッド５に一対の拡翌爪６と先端スクリュー刃７とを取付けて構成した例について説明したが、図２（ａ）乃至（ｃ）に示す如く、撹拌ロッド５の下端にダウンホールハンマー８を取付け、かつこのダウンホールハンマー８に前述のような一対の拡翌爪６を設けて構成したものを使用した場合にも本発明の施工方法を実施することが出来る。
【００２８】
このダウンホールハンマー８は、広和産業株式会社（愛知県西春日井）で製造販売されているものであって、ハンマーを撹拌ロッド或はモーターで回転させて、圧縮空気により先端ピットで穴底を叩きながら掘進することが出来る機具である。本発明の実施に当っては、このダウンホールハンマー８の所定位置に前述の一対の拡翌爪６を組込み、この拡翌爪６が伸縮出来るように構成した。
【００２９】
このように撹拌ロッド５の下部に前述のダウンホールハンマー８を取付け、かつダウンホールハンマー８を前記拡大掘削ヘッド２に接続した場合には、撹拌ロッド５を回転させながら拡大掘削ヘッド２のスクリュー刃３とダウンホールハンマー８の先端部とで地中を掘削し、かつこれ等のスクリュー刃３とダウンホールハンマー８で掘削した掘削土を掘削穴の内周面に強制的に圧密しながら掘進することが出来る。
【００３０】
従って、前述のように掘削された掘削土の大半を掘削穴の内周面に圧密することが出来、かつ圧密されなかった少量の残土は最終的に該ダウンホールハンマー８によって拡大掘削ヘッド２内及びその下方地盤に打固めることが出来る。
【００３１】
前記実施例に於ては、鋼管ケーシングを用いずに本発明の施工方法を実施したが、次に鋼管ケーシングを使用して本発明の施工方法を実施する実施例について詳述する。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）〜（ｅ）に於て、９は前記基礎杭１の周りに被覆し得る鋼管ケーシングであって、この鋼管ケーシング９の下端縁には対応する位置に一対のカギ溝１０が穿設されている。また、前述の拡大掘削ヘッド２の外周面所定位置には、前記カギ溝１０内に挿入し得る一対の突起１１が夫々所定位置に突設されている。
【００３３】
前述の鋼管ケーシング９を用いて本発明の基礎杭の施工方法を施工する場合には、図に示すように、基礎杭１の周りに被覆された鋼管ケーシング９を下降させてこの鋼管ケーシング９の下端部を拡大掘削ヘッド２の上端部の周りに被覆させながら、鋼管ケーシング９のカギ溝１０と拡大掘削ヘッド２の突起１１とを相互に位置合わせし、この状態で突起１１をカギ溝１０に挿入し、さらに鋼管ケーシング９或は拡大掘削ヘッド２を所定方向に回転させることによって、突起１１をカギ溝１０の折曲最奥部に挿入して、鋼管ケーシング９と拡大掘削ヘッド２とを相互に結合させることが出来る。
【００３４】
続いて、図４（ａ）乃至（ｃ）に示す如く、拡大掘削ヘッド２を回転させながら地中を掘進させて、該拡大掘削ヘッド２と鋼管ケーシング９及び基礎杭１とを所定の位置、即ち基礎杭１の下部及び拡大掘削ヘッド２が支持層地盤１２内に挿入される位置迄に埋設することが出来る。このように鋼管ケーシング９を使用した場合には、鋼管ケーシング９を拡大掘削ヘッド２と共に回転させながら掘進させることが出来るので、掘削穴１３の周面の土砂との関係を断ち切ることが出来、従って拡大掘削ヘッド２と基礎杭１との掘進をよりスムーズに行うことが出来る。
【００３５】
前述のように、本発明の施工方法を実施した場合には、拡大掘削ヘッド２の外周にスクリュー刃３を設けると共に、この拡大掘削ヘッド２を撹拌ロッド５で回転させながら地中を掘削するので、スクリュー刃３で掘削した掘削土の大半を掘削穴１３の内周部に圧密させることが出来る。
【００３６】
掘削穴１３に圧密されなかった掘削土の残りの少量の残土は、拡大掘削ヘッド２の中空部及び基礎杭１の中空部に収納することが出来る。また、前述の第２発明のように、ダウンホールハンマー８を撹拌ロッド５の下部に取付けて使用した場合には、掘削穴の内周面に圧密することが出来なかった少量の残土を拡大掘削ヘッド２の中空部及びその下方地盤に打固めることが出来る。
【００３７】
従って、本発明を実施した場合には拡大掘削ヘッド２のスクリュー刃３、先端スクリュー刃７或はダウンホールハンマー８によって掘削した掘削土を全く地上に排出することなく、これ等全ての掘削土を掘削穴１３の内周面に圧密し、或は拡大掘削ヘッド２、基礎杭１の内部に収納することが出来る。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る基礎杭の施工方法は、基礎杭の下方にこの基礎杭の外径の１．５〜２．５倍の外径を有する拡大掘削ヘッドを接続した状態で地中に埋設するので、前記基礎杭に大きな支持力を付与することが出来る効果を有している。
【００３９】
また、前記拡大掘削ヘッドの外周面にはスクリュー刃が突設されており、かつこの拡大掘削ヘッドは撹拌ロッドで回転させながら地中を掘進するので、前記スクリュー刃で地中を掘削する際に生ずる掘削土の大半を該スクリュー刃で掘削穴の周面に圧密することが出来る。かつ、掘削穴の周面に圧密されなかった少量の残土のみを前記拡大掘削ヘッドと基礎杭との中空部内に収納することが出来る。従って、地上に掘削土が排出されることを防止することが出来る効果も有している。
【００４０】
本発明の施工方法に於て、撹拌ロッドの下部にダウンホールハンマーを取付けると共に、このダウンホールハンマーを拡大掘削ヘッドに接続するようにした場合には、撹拌ロッド及びダウンホールハンマーを介して拡大掘削ヘッドを回転させて、拡大掘削ヘッドのスクリュー刃とダウンホールハンマーとによって地中を掘削しながら掘進させることが出来る効果を有している。
【００４１】
前述のようにスクリュー刃とダウンホールハンマーとによって掘削した掘削土の大半は、該スクリュー刃によって掘削穴の内周面に圧密することが出来る。また掘削穴の内周面に圧密されなかった少量の残土は最終的に該ダウンホールハンマーによって拡大掘削ヘッド内及びその下方地盤に打固めすることが出来る効果を有している。
【００４２】
従って、このようにダウンホールハンマーを使用した場合には、前述の基本的な施工方法と同様に、掘削土が地上に排出されることを完全に防止出来ると共に、地中に埋設された拡大掘削ヘッドの周りの地盤をより強固に打固めることが出来るので、基礎杭の支持力をより強化することが出来る等の効果を有している。
【００４３】
基礎杭の周りに鋼管ケーシングを被覆すると共に、この鋼管ケーシングを前記拡大掘削ヘッドに接続し、鋼管ケーシングを拡大掘削ヘッドと共に回転させながら地中を掘進させる場合には、鋼管ケーシングによって掘削穴の周りの土砂の抵抗を切断することが出来、これによって掘進をスムーズにすることが出来る効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（ａ）、（ｂ）は夫々本発明の基礎杭の施工方法の実施に当って用いられる装置の要部の簡略説明図である。
【図２】  図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は夫々撹拌ロッドの下部にダウンホールハンマーを取付けて使用する場合の説明図である。
【図３】  図３（ａ）、（ｂ）は夫々本発明の基礎杭の施工方法の実施に当って鋼管ケーシングを用いた場合の要部の簡略説明図である。
【図４】  図４（ａ）乃至（ｅ）は夫々本発明の基礎杭の施工方法の工程を示す簡略説明図である。
【符号の説明】
１ …基礎杭
２ …拡大掘削ヘッド
３ …スクリュー刃
４ …開口窓
５ …撹拌ロッド
６ …拡翌爪
７ …先端スクリュー刃
８ …ダウンホールハンマー
９ …鋼管ケーシング
１０ …カギ溝
１１ …突起
１２ …支持層地盤
１３ …掘削穴
【図１】
0004523716.tif 000002
【図２】
0004523716.tif 000003
【図３】
0004523716.tif 000004
【図４】
0004523716.tif 000005