(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転埋設杭の上端を保持して回転させる杭回転駆動部を、垂直に支持したガイド支柱に沿って上下動自在に取付けると共に、杭回転駆動部をガイド支柱に沿って移動させる昇降機構を設け、杭を回転させながら地中に押し込む回転埋設杭の杭打ち装置において、前記回転埋設杭を一定の圧力で押し込む押し込み圧制御部と、杭の回転数を測定する回転数測定部と、杭の沈下量を測定する沈下量測定部と、単位沈下量に対する回転数から地盤強度を演算する地盤強度演算部とからなる支持層確認装置を設けたことを特徴とする回転埋設杭の杭打ち装置。
【請求項２】
杭回転駆動部をガイド支柱に沿って移動させる駆動部が、ガイド支柱に沿って掛け回したチェ−ンと、これを回転させる油圧モータとで構成され、押し込み圧制御部は、前記油圧モータを駆動させる油圧ポンプの圧力を測定して押し込み圧を制御することを特徴とする請求項１記載の回転埋設杭の杭打ち装置。
【請求項３】
回転埋設杭が、鋼管の下端をプレス成形して複数枚のブレードが放射状に突設されていることを特徴とする請求項１記載の回転埋設杭の杭打ち装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は支持層確認装置を設けた回転埋設杭の杭打ち装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、住宅やビルなどの建物を建設する場合、地盤の弱い所では、コンクリート基礎の下に、基礎形状に沿って所定の間隔で杭を打ち込むことが行なわれている。この杭は、地盤の強度に応じて、支持層に達するまで地中に埋設する必要があり、その杭の長さも建設現場の地盤強度により異なっている。
【０００３】
このため建設の前に予め現場の地質調査を行なっている。この調査方法としては種々の方法があるが、最も一般的に行なわれている方法はスエーデンサウンディング方式の地質調査が行なわれている。この方法は、先端に三角錐状のスクリューポイントを取付けたロッドを、例えば１００Ｋｇの一定の荷重を加えながら回転させてロッドを地中に押し込み、例えば２５ｃｍ毎の単位沈下量に達するまでのロッドの回転数から深さ方向の地盤強度を測定している。
【０００４】
例えば地表から２５ｃｍ押し込むまでにロッドの回転数が３０回、２５ｃｍから５０ｃｍまで押し込むのにロッドの回転数が２５回、５０ｃｍから７５ｃｍまで押し込むのにロッドの回転数が２４回というように順次測定していき、回転数が多いほど地盤強度が高いことになる。このようにして支持層として狙うＮ値に達する深さまで測定している。このＮ値は標準貫入試験において、ハンマーを落下させて所定の深さまで杭を貫入するのに必要な打撃数により地盤強度を示すもので、スエーデンサウンディング方式で測定した回転数を換算して求めることができる。
【０００５】
この地質調査の結果から、埋設する杭の管径や長さを決定し、これを杭打ち装置で回転させながら押し込んで建設現場に埋設している。しかしながら、スエーデンサウンディング方式による調査ポイントは数カ所であり、これに対して杭は基礎形状に沿って例えば１８０ｃｍの間隔で多数埋設するため、調査していない場所にも杭を打ち込むことになり、また杭頭が地面から露出するように単に押し込むだけで、支持層まで杭の先端が達しているかどうか確認することができなかった。また地質調査の結果に基づいて決定された長さの杭が、１本ずつ正確に打ち込まれているかどうかは、建物を建築した後には確認できない問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、スエーデンサウンディング方式による測定装置と同様の機構を杭打ち装置に組込んで、杭打ちしながら地盤の強度を測定して地質調査結果の通りに支持層まで１本ずつ杭打ちされているか確認することができる回転埋設杭の杭打ち装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の回転埋設杭の杭打ち装置は、回転埋設杭の上端を保持して回転させる杭回転駆動部を、垂直に支持したガイド支柱に沿って上下動自在に取付けると共に、杭回転駆動部をガイド支柱に沿って移動させる昇降機構を設け、杭を回転させながら地中に押し込む回転埋設杭の杭打ち装置において、前記回転埋設杭を一定の圧力で押し込む押し込み圧制御部と、杭の回転数を測定する回転数測定部と、杭の沈下量を測定する沈下量測定部と、単位沈下量に対する回転数から地盤強度を演算する地盤強度演算部とからなる支持層確認装置を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項２記載の回転埋設杭の杭打ち装置は、杭回転駆動部をガイド支柱に沿って移動させる駆動部が、ガイド支柱に沿って掛け回したチェ−ンと、これを回転させる油圧モータとで構成され、押し込み圧制御部は、前記油圧モータを駆動させる油圧ポンプの圧力を測定して押し込み圧を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
更に請求項３記載の回転埋設杭の杭打ち装置は、回転埋設杭が、鋼管の下端をプレス成形して複数枚のブレードが放射状に突設されていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図１を参照して詳細に説明する。図において１は回転埋設杭の杭打ち装置を示すもので、クローラ２で走行する車体３に支持部４が取付けられ、この先端にヒンジを介してガイド支柱６が回動自在に支持され、油圧シリンダー７によりガイド支柱６の角度を調整するようになっている。
【００１１】
ガイド支柱６の下部には、油圧モータ８が取付けられ、この出力軸に下部スプロケット９Ａが接続されている。またガイド支柱６の上部には上部スプロケット９Ｂが取付けられ、前記下部スプロケット９Ａとの間にチェーン１０が掛け回されている。またガイド支柱６の側面にはガイドレール１２が取付けられ、ここに、前記チェーン１０に接続されたブラケット１３が上下動自在に取付けられて昇降機構５が形成されている。
【００１２】
このブラケット１３には杭回転駆動部１４が取付けられている。杭回転駆動部１４は、油圧モータ１５と、この下部に設けられたキャッチャー１６とで構成され、このキャッチャー１６で回転埋設杭１７の上部を支持して回転させるようになっている。また１８はガイド支柱６の下部に取付けられ、回転埋設杭１７を回転自在に支持する支持リングである。
【００１３】
また支持層確認装置１９は図２に示すように、昇降機構５の油圧ポンプ１１に接続された押し込み圧制御部２０と、昇降機構５の油圧モータ８に接続された沈下量測定部２１、杭回転駆動部１４のキャッチャー１６に接続された回転数測定部２２、これと前記沈下量測定部２１に接続された地盤強度演算部２３および、これに接続されたプリンターなどの表示部２４とから構成されている。
【００１４】
前記押し込み圧制御部２０は、油圧ポンプ１１の油吐出回路に設けた圧力センサーで油圧を検出し、回転埋設杭１７の直径から定められた一定の押し込み圧になるように油圧ポンプ１１の油圧を制御するようになっている。また沈下量測定部２１は、チェーン１０を回転駆動させる油圧モータ８の出力軸や下部スプロケット９Ａに取付けられた静電容量センサーなどの非接触型のセンサーや、リミットスイッチなどの接触型のセンサーで、回転量を検出することにより、チェーン１０の移動量、即ち回転埋設杭１７の沈下量を測定するものである。
【００１５】
また前記回転数測定部２２は、杭回転駆動部１４のキャッチャー１６に取付けられた静電容量センサーなどの非接触型のセンサーや、リミットスイッチなどの接触型のセンサーで、回転埋設杭１７の上部に取付けたキャッチャー１６の回転数を検出することにより、回転埋設杭１７の回転数を測定するものである。
【００１６】
また地盤強度演算部２３は、回転数測定部２２で測定した回転埋設杭１７の回転数ｎと、沈下量測定部２１で検出した回転埋設杭１７の沈下量から、例えばスエーデンサウンディング方式による測定方法と同じ２５cm毎の単位沈下量Ｌに対する回転数ｎを測定して、地盤の強度を演算するものである。この演算した地盤強度はプリンターなどの表示部２４に出力されてプリントアウトされるようになっている。なおこの場合、Ｎ値に換算したデータをプリントアウトするようにしても良い。
【００１７】
また埋設する回転埋設杭１７としては、例えば図１に示すように円筒状の鋼管の先端側に、外周の３方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部を形成し、これら隣接する谷部の間に、先端側が閉塞し、後方側が順次、周方向に膨出した３枚のブレード２５が放射状に形成されたものを使用する。
【００１８】
次に上記構成の回転埋設杭の杭打ち装置で杭打ちする方法について説明する。建物を建設する現場の地質をスエーデンサウンディング方式により予め地質調査しておく。このスエーデンサウンディング方式による地質調査方法は、先端に三角錐状のスクリューポイントを取付けたロッドを、例えば１００Ｋｇの一定の荷重を加えながら回転させてロッドを地中に押し込み、２５ｃｍ毎の単位沈下量に達するまでのロッド回転数から深さ方向の地盤強度を測定する。
【００１９】
この地質調査の結果と、建物の重量、および支持層として狙うＮ値に達するまでの深さから、埋設する回転埋設杭１７の管径と長さを決定し、これを工場で加工して現場に搬入する。なお回転埋設杭１７が長い場合には現場で鋼管を継ぎ足しても良い。現場では、底面断面積Ｄの回転埋設杭１７に加える荷重、つまり押し込み圧Ｐを、スエーデンサウンディング方式により荷重１００Ｋｇに対するスクリューポイントの断面積ｄ当りの荷重、１００Ｋｇ／ｄ＝Ｐ／Ｄと等しくなるように設定する。
【００２０】
このように押し込み圧Ｐを、押し込み圧制御部２０で一定に設定して、回転埋設杭１７をキャッチャー１６と支持リング１８で保持してガイド支柱６に沿って支持する。この後回転埋設杭１７の先端を地面の埋設点に合わせて、図２に示す昇降機構５の油圧ポンプ１１と杭回転駆動部１４の油圧ポンプ１２を運転する。
【００２１】
昇降機構５の油圧ポンプ１１を運転すると、油圧により油圧モータ８が回転し、これに接続した下部スプロケット９Ａが回転し、これと上部スプロケット９Ｂとの間に掛け回されたチェーン１０がガイド支柱６の内側を回転する。このチェーン１０には杭回転駆動部１４のブラケット１３が接続され、ここに支持した油圧モータ１５とキャッチャー１６が下降する。
【００２２】
この時のキャッチャー１６により回転埋設杭１７に加わる荷重、即ち押し込み圧Ｐは、押し込み圧制御部２０により油圧ポンプ１１の吐出圧を制御することにより、一定にすることができる。また杭回転駆動部１４の油圧ポンプ１２により回転する油圧モータ１５と一体にキャッチャー１６が回転するので、これに支持された回転埋設杭１７は、一定の押し込み圧Ｐで回転しながら地中に打ち込まれていく。
【００２３】
回転埋設杭１７の先端には、３枚のブレード２５…が等間隔に突設されているので、ブレード２５が回転して土を掻き取り、孔の内壁面に掻き取った土を押し付けて周囲地盤を締め固めながら埋設されていく。このように建物の基礎形状に沿って所定の間隔で回転埋設杭１７を打ち込んでいく。
【００２４】
この打ち込み過程で、チェーン１０を回転駆動させる油圧モータ８の出力軸や下部スプロケット９Ａに取付けられた静電容量センサーなどの非接触型のセンサーや、リミットスイッチなどの接触型のセンサーで、出力軸の回転量を検出して、これから沈下量測定部２１で回転埋設杭１７の沈下量を測定する。
【００２５】
また同時に杭回転駆動部１４のキャッチャー１６に取付けられた静電容量センサーなどの非接触型のセンサーや、リミットスイッチなどの接触型のセンサーで、キャッチャー１６の回転数を検出することにより、回転埋設杭１７の回転数ｎを回転数測定部２２で測定する。
【００２６】
この回転数測定部２２で測定した回転埋設杭１７の回転数ｎと、沈下量測定部２１で検出した回転埋設杭１７の沈下量を地盤強度演算部２３で、２５cm毎の単位沈下量Ｌに対する回転数ｎを測定して、地盤の強度を演算し、この演算した地盤強度を表示部２４のプリンターでプリントアウトする。
【００２７】
このプリントアウトされた結果と、予め行なったスエーデンサウンディング方式による地質調査の結果を対比することにより、回転埋設杭１７が支持層に達しているか１本毎に確認することができると共に、打ち込みデーターとして管理することができ、後日、補償問題が生じた時の施工記録となる。
【００２８】
なお上記実施例では、昇降機構５として油圧モータ８とチェーン１０を組み合わせた構造の場合について示したが、ラックとピニオンを組合せた構造、またはガイド支柱６に油圧シリンダーを取付けて杭回転駆動部１４を昇降させる構造のものでも良い。この場合、沈下量測定部２１は油圧シリンダーのロッドの伸縮量を測定すれば良い。また回転数を測定するセンサーを、回転駆動部１４のキャッチャー１６に取付けた場合について示したが、油圧モータ１５の出力軸や、回転埋設杭１７に取付けた構造でも良い。また上記実施例では、回転埋設杭１７として鋼管の下端をプレス成形して３枚のブレードを放射状に突設したものについて示したが、２枚突設したものでも良く、また杭頭にらせん状のブレードを取付けたものなど回転埋設形の杭であれば、全てに適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載の回転埋設杭の杭打ち装置によれば、スエーデンサウンディング方式による測定装置と同様の機構を杭打ち装置に組込んで、一定の圧力で回転数を測定し、地盤の強度を測定しながら杭打ちするので、地質調査結果の通りに支持層まで１本ずつ杭打ちされているか確認することができると共に、打ち込みデーターを施工記録として管理することができる。
【００３０】
また請求項２記載の回転埋設杭の杭打ち装置によれば、杭回転駆動部をガイド支柱に沿って移動させる駆動部が、ガイド支柱に沿って掛け回したチェ−ンと、これを回転させる油圧モータで構成され、押し込み圧制御部は、前記油圧モータを駆動させる油圧ポンプの圧力を測定して押し込み圧を制御するようにしたので、長い回転埋設杭を打ち込むことができると共に、押し込み圧を一定に制御することができる。
【００３１】
また請求項３記載の回転埋設杭の杭打ち装置によれば、回転埋設杭が、鋼管の下端をプレス成形して複数枚のブレードが放射状に突設されているので、加工が容易で安価に製造できると共に、埋設速度が速く、残土の排出もほとんどなく、しかも摩擦支持力を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による回転埋設杭の杭打ち装置を示す側面図である。
【図２】図１の杭打ち装置に設けた支持層確認装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 回転埋設杭の杭打ち装置
３ 車体
４ 支持部
５ 昇降機構
６ ガイド支柱
７ 油圧シリンダー
８ 油圧モータ
９Ａ 下部スプロケット
１０  チェーン
１１ 油圧ポンプ
１２ 油圧ポンプ
１３ ブラケット
１４ 杭回転駆動部
１５ 油圧モータ
１６ キャッチャー
１７ 回転埋設杭
１８ 支持リング
１９ 支持層確認装置
２０ 押し込み圧制御部
２１ 沈下量測定部
２２ 回転数測定部
２３ 地盤強度演算部
２４ 表示部
【図１】
0003938702.tif 000002
【図２】
0003938702.tif 000003