(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空既製杭に貫挿したオーガスクリューの突出下端に、杭の外径とほぼ同径の掘削ヘッドを装着し、杭と掘削ヘッドとの間隔を保ちながら杭の埋設を行う工法であって、礫類を多く含む礫層等の地層においては、該地層中の最大礫径が、埋設する杭の径に対応して予め定められた施工可能な最大礫径以上の場合は、上記の間隔を、上記の施工可能な最大礫径以下に調整して施工を進め、上記地層中の最大礫径が上記の施工可能な最大礫径より小さい場合は、上記の間隔を、上記の施工可能な最大礫径より大きく、かつ杭径の0.5倍以下の長さに調整して施工を進めることを特徴とする、中空既製杭の埋設工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンクリートパイルのような中空の既製杭を中掘り方式により埋設する工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート製等、中空の既製杭を埋設する方法として、中掘工法がある。この工法は、図２に示すように、あらかじめ杭１の中空部にオーガスクリュー２を挿入し、杭打ちやぐら３に装着しているオーガ駆動装置４とオーガスクリュー２を接続し、オーガスクリューを回転して杭先端部の地盤を掘削し、掘削土砂を杭中空部を通して杭頭部より排出しながら杭を沈設して行く方法である。
【０００３】
また、中掘り工法には、中掘打撃工法と中掘圧入工法がある。中掘打撃工法は、杭の先端が所定の打止深度近くに達したときにオーガースクリュー２を引き上げてモンケン等の打撃装置により打止めする方法である。他方、中掘圧入工法の方は、オーガスクリュー２の先端に折りたたみ式のヘッドを設け、これを杭に挿入し、ヘッドを拡げて掘削して行き、杭の先端が所定の打止め深度近くに達したときに根固めセメントミルクを注入して根固め団塊を造成した後、ヘッドを折りたたんでオーガスクリュー２を引き上げ、圧入装置を用いて杭を所定の位置まで押し込む方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記各中掘り工法の利点は、掘削排土量が少なくてすむことと、杭の摩擦支持力が大きくとれることであるが、中掘打撃工法では、打止めに当り杭中空部内に土が圧入され、それが杭に縦割れをおこさせる原因になるとともに、支持力は杭の環状断面のみのため、全体としての支持力は小さいという欠点がある。また、中掘圧入工法では、杭の下端に注入したセメントミルクが地下水で流されやすく、セメントミルクの団塊が設計通りの形状に形成されたか否かが地上から確認できず、しかも、折りたたみ式ヘッドを用いるため埋設する杭の径が制約を受け、小径の杭には適用できない、といった欠点がある。
【０００５】
しかも、各中掘り工法に共通した問題点は、掘削した土砂は、杭の中空部を利用して排出するため、大きい礫や玉石があると、それらがオーガスクリューと杭の間にかみ合い、施工不能となったり、内圧で杭が破損するなどが生ずることにある。そのため、中掘工法を実施する場合、施工可能な礫等の径は、杭及び礫のある深度や礫の形状などによって異なるが、過去の実績、経験等によって、杭径と礫等の最大径の目標値を表−１のように決定し、この目標値以上の礫径の礫層が存在する地盤の場合は施工不能となっている。
【０００６】
〔表−１〕
【０００７】
本発明は、上記のような中掘工法における問題点を解決するためになされたもので、杭に貫挿したオーガスクリューの突出下端にオーガーヘッドを装着し、掘削終了後杭の下端をオーガーヘッドに衝合させ、これを残置してオーガスクリューを引き上げる方法を採用して、杭の破損が防げるとともに、どのような礫径の礫がある層でも、中掘工法によって施工することが可能となるようにしようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の構成について、実施例に対応する図面を参照して説明すると、本発明は、中空既製杭１に貫挿したオーガスクリュー２の突出下端に、杭の外径とほぼ同径の掘削ヘッド６を装着し、杭１と掘削ヘッド６との間隔Ｌを保ちながら杭の埋設を行う工法であって、礫類を多く含む礫層等の地層においては、該地層中の最大礫径が、埋設する杭１の径に対応して予め定められた施工可能な最大礫径以上の場合は、上記の間隔Ｌを、上記の施工可能な最大礫径以下に調整して施工を進め、上記地層中の最大礫径が上記の施工可能な最大礫径より小さい場合は、上記の間隔Ｌを、上記の施工可能な最大礫径より大きく、かつ杭径の0.5倍以下の長さに調整して施工を進めることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施要領を順次示したものであり、図３〜図８は本発明で使用する、オーガスクリュー等による掘削装置の一実施例を示したものである。
【００１０】
本発明で使用する掘削装置は、図１に示すように、オーガ軸３にスクリュー４を設けたオーガスクリュー２と、その下端にジョイント５を介して着脱自在に取り付けたオーガヘッド６とよりなる。
【００１１】
ジヨイント５は、図６〜図８に示すように、軸杆７の上端に、オーガ軸３の下端に嵌着される角軸８を有し、下端には後述するオーガヘッド６と係脱できる係合体９が設けられ、また、上下中間部にはオーガヘッド６の上端と接合する大径の当板10が設けられており、軸杆７の当板10より上方にはスクリュー11が設けられている。そして、上記係合体９は、厚肉の板体で形成されており、その周面には複数個の扇形に突出した係止片９ａが設けられた形となっている。
【００１２】
オーガヘッド６は、図４、図５に示すように、埋設する杭１の外径とほぼ同径とした円形の基板12の下面に、多くのピット14を備えた逆山形状の掘削翼13が突設されており、基板12の上面中央には、上記オーガジョイント５の係合体９を挿通できる径の筒体15が設けられている。そして、基板12の筒体15内の位置には、係合体９を出し入れできる、係合体９と相似の係入孔16が設けられている。そして、掘削翼13には、その中央部の上部に、係合体９が挿入でき、かつ係止片９ａの側端を衝当することのできる切欠凹部17が設けられている。
【００１３】
オーガジョイント５は、その角軸８をオーガ軸３の下端の角孔に挿入して止杆18によりオーガスクリュー２に取り付けられ、このオーガージョイント５に掘削ヘッド６が着脱自在に結合される。その結合は、オーガジョイント５の係合体９を基板12の係入孔16を通して切欠凹部17に挿入し、当板10を筒体15の上端に当接させるようにする。そして、オーガスクリュー２を掘削方向に正回転させれば、係合体９の係止片９ａが基板12の切欠凹部17の端側面19に当て止めされる。したがって、オーガスクリュー２を正回転させれば、掘削ヘッド６が回転し地盤を掘削できることになる。この掘削回転時には、係合体９と係入孔16とは回転方向に位置ずれしているので、オーガジョイント５と掘削ヘッド６とは上下に分離できない状態が維持される。
【００１４】
オーガジョイント５と掘削ヘッド６とを分離するには、オーガジョイント５を係合体９が係入孔16に合致する位置まで逆回転させた後、オーガスクリュー２を引き上げれば、係合体９が係入孔16より抜け出して上昇し、分離が行えることになる。
【００１５】
なお、掘削装置は上記構成のものに限定されるものではない。要するに掘削装置としては、スクリユーオーガ２の下端に着脱されるオーガヘッド６が、スクリューオーガ２の正回転により分離できない状態で回転されることができるとともに、スクリューオーガ２を少し逆回転させたときに分離可能となる構成のものであればよい。
【００１６】
次に、本発明による杭の埋設工程を図１、図２を参照して説明する。まず、図１（イ）に示すように、掘削ヘッド６を定置し、他方、杭１にオーガスクリュー２を貫挿して、これを杭１の埋設地点、すなわち、掘削ヘッド６の直上において建て込む。この状態で、上記のようにしてオーガスクリュー２と掘削ヘッド６とを結合させる。そして、オーガスクリュー２に回転圧入装置（図示を略す）により所定の圧力を加えて掘削方向に正回転させるとともに、杭１を押し下げて行けば、地盤の掘削が進行し、杭１が地中に貫入して行くことになる。
【００１７】
本発明では、この掘削、貫入にあたり、図１（ロ）に示すように、地中において、掘削ヘッド６と杭１との間に所要の間隔Ｌが存するようにする。それによって、掘削されてヘッド６より側方に押し出された土砂は、掘削ヘッド６と杭１下端との間隙20から杭１内に入り、回転するスクリュー４の作用で上方に搬送され、杭１の上端より外部（地上）に排出される。この方法によれば、掘削、沈設の施工時に、土砂は掘削ヘッド６の側方に押しつけられて、側方の地盤に圧密されて土砂の乱れが小さくなるとともに、残余の土砂が杭中空部に入って搬送、排土されることになるので、排土量を一般的な従来の中掘り工法に比べて約半分に減少させることができる。
【００１８】
そして、本発明では、掘削ヘッド６と杭１との間隔Ｌを土質、すなわち、地層に含まれている礫や玉石等の礫類の大きさ（礫径）に対応して調整しながら施工を進めるようにする。その調整は、施工に先立っての調査により作成した土質柱状図による深度毎の礫径に対応して行われる。
【００１９】
すなわち、掘削ヘッド６と杭１との間隔Ｌは、礫径が表−１に示す目標値より小さい場合の地層では、表−２に示すように、埋設する杭の外径φに対応して、その径のほぼ２分の１以内の長さとして施工を進めるようにする。また、礫径が表−１に示す目標値以上の場合の地層（礫層）では、埋設する杭の外径φに対する最大礫径の目標値に応じた長さを越えない長さに間隔Ｌを調整して施工する。この杭の径に対する間隔Ｌの範囲を表−３に示す。
【００２０】
〔表−２〕
【００２１】
〔表−３〕
【００２２】
このように、本発明では、杭を埋設する地盤の中間層Ａより支持層Ｂにわたって、埋設する杭の径に対して目標値の最大礫径より小さい通常地盤においては、間隔Ｌを十分長くとって排土の能率化を図るが、最大礫径より以上の礫類の介在している礫層においては、間隔Ｌを目標値の最大礫径以下におさえ、杭中空部に礫が侵入しないように調整して施工を進めるのである。それによって、杭の破損等をなくすことができ、どのような礫径の礫がある礫層でも施工することが可能となる。
【００２３】
上記のようにして、掘削ヘッド６と杭１とに間隔Ｌを維持しながら施工を進め、図１（ハ）に示すように、杭１の下部が支持層Ｂまで貫入したら、オーガスクリュー２をこれまでとは反対方向に若干逆回転させ、オーガジョイント５の係合体９と掘削ヘッド６の係入孔16とを合せてオーガジョイを少し引き上げ、両者の結合を解除する。それにより、掘削ヘッド６は支持層Ｂ内に取り残された状態となる。
【００２４】
この状態では、杭１の下端と掘削ヘッド６との間には所定の間隙20があるので、杭１の上端より軽打または押圧により杭１を押し下げて掘削ヘッド６と衝合させる。それにより、掘削ヘッド６は杭１の支持部分となる。次いで図１（ニ）に示すように、杭１の上端よりさらに軽打や押圧を加え、杭１をさらに貫入させる。その後、オーガスクリュー２を杭１より引き抜いて杭の埋設施工が終了することになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、杭に貫挿したオーガスクリューの突出下端に着脱自在の掘削ヘッドを装着し、杭と掘削ヘッドとの間隔を保ちながら杭の埋設を行うものであるから、掘削により土砂は掘削孔壁に圧密されながら一部の土砂が排出されるようになり、孔壁が強固になるとともに、排出土砂は一般の中掘り工法に比べ約半分の少なさですみ、排土処理に要する経費が大幅に節減できるようになる。
【００２６】
また、礫類を含む地層においては、杭と掘削ヘッドとの間隔を調整して施工するので、オーガスクリューと杭との間に礫類がかみ込んで杭が損傷するのを防止することができ、したがって、一般の中掘り工法では施工のできなかったような礫層に対しても確実、容易に杭の埋設ができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明工法の一実施例による施工の工程を順次示したもので、（イ）は地上に杭を建込んだ状態を示し、（ロ）は中間層での埋設状態を示し、（ハ）は支持層に貫入した状態を示し、（ニ）はオーガスクリュー引抜き状態を示したものである。
【図２】本発明で使用する装置の一実施例を示す側面図である。
【図３】掘削ヘッドの側断面図である。
【図４】同平面図である。
【図５】オーガジョイントの側面図である。
【図６】同平面図である。
【図７】同底面図である。
【符号の説明】
１  杭
２  オーガスクリュー
５  オーガジョイント
６  掘削ヘッド
９  係合体
12  基板
13  掘削翼
14  ピット
16  係合孔
17  切欠凹部
20  間隙
Ａ  中間層
Ｂ  支持層
Ｌ  杭と掘削ヘッドとの間隔
【表−１】0003932069.tif 000002
【表−２】0003932069.tif 000003
【表−３】0003932069.tif 000004
【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】
0003932069.tif 000009
【図６】
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【図７】
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