(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁体型場所打杭を構築する区域の地盤に、２本以上の掘削孔を所定の間隔を空けて先行削孔し、
先行削孔した前記掘削孔の壁に取り外し部分を備えたケーシングパイプを嵌入し、
前記取り外し部分を撤去したケーシングパイプ間に地山崩壊防止手段を施し、
次いで前記掘削孔間の杭間土砂を掘削して連接する一体の掘削孔とし、
しかる後に所定の鉄筋を挿入してコンクリートを打設することを特徴とする壁体型場所打杭の施工方法。
【請求項２】
前記地山崩壊防止手段は、円弧型矢板であり、前記掘削孔間の掘削は、位置ずれを掘削孔壁からの反力で防止するアースドリルで施工することを特徴とする請求項１に記載の壁体型場所打杭の施工方法。
【請求項３】
ドリル位置の偏りを防止する方向制御機構を備えたアースドリルから成る掘削機を用いて、壁体型場所打杭を構築する区域の地盤に、１本の掘削孔を先行削孔して該掘削孔に反力を取りながら連接する掘削孔を順次所定数削孔し、しかる後に所定の鉄筋を挿入してコンクリートを打設することを特徴とする壁体型場所打杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、壁体型場所打杭の施工方法に関し、特に、汚泥・発生土を低減してコストダウンを図りながら高剛性を確保できる壁体型場所打杭の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大震災の被害状況を勘案して地震時の安全性を高めるために種々の開発が進められてきており、その中でも地震時の杭の強度を向上させるために種々の取り組みがなされている。特に、軟弱な沖積層の地盤の上に発展してきた大都市圏では、軟弱地盤中の杭が受ける地震時の水平抵抗に対抗するために高剛性場所打杭の開発が注目を集めている。
【０００３】
従来の剛性を高める手段としては、場所打杭を壁体に構成して壁体の延長方向の剛性を活用しようとする考え方が主流であり、連続地中壁の掘削機を使用して場所打杭の孔を掘削し、連続地中壁の場合と同様に鉄筋を設置してコンクリートを打設する方法が採用されていた。
図１１に示す例は、上記の施工法で構築された高剛性場所打杭の概要図である。
図１１（ａ）は一文字型杭の例であり、壁の延長方向の剛性が特に増強されている。同様に、図１１（ｂ）のＬ字型杭では壁が延長されている２方向の剛性が増強されていることから、剛性が要求されている構築物に採用して有利である。さらに、図１１（ｃ）の十文字型杭ではほぼ全方向に剛性が増強されているものであるから、基礎構造として期待できる形態である。
【０００４】
しかし、従来の工法はいずれも連続地中壁の工法を採用していることから、以下のような問題点を含んでいた。
▲１▼連続地中壁用の掘削機を使用するために、少ない施工でも大掛かりな連続地  中壁施工用の一連の機械装置を必要とすることから、機械運搬費、仮設費、機  械損料等が大きくなってコストアップになる。
▲２▼連続地中壁用の掘削機は大掛かりで、重量も重いことから、上部に地山崩壊  防止のために大掛かりなガイドウォールが必要になって長工期化とコストアッ  プになる。
▲３▼連続地中壁では、地上から支持層まで全く同型状の施工になることから、高  剛性の不要な部分にも鉄筋、コンクリート施工をするために工期・工費が無駄  になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のように連続地中壁用の大掛かりな機械・設備を必要とせず、簡単な機械で杭が必要とする剛性に合致させた深さと形状の施工が可能になる壁体型場所打杭の施工方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による壁体型場所打杭の施工方法は、基本的に壁体型場所打杭を構築する区域の地盤に、２本以上の掘削孔を所定の間隔を空けて先行削孔し、次いで掘削孔の間の杭間土砂を掘削して連接する一体の掘削孔とし、しかる後に所定の鉄筋を挿入してコンクリートを打設するものである。
【０００７】
具体的には、先行削孔した掘削孔の壁に取り外し部分を備えたケーシングパイプを嵌入し、取り外し部分を撤去したケーシングパイプ間に地山崩壊防止手段を施すことを特徴としており、地山崩壊防止手段としては直線型矢板、円弧型矢板の配置もしくは地盤改良を使用することができる。又、杭間土砂の掘削は水ジェットとエアーリフト、バケット式掘削機及び位置ずれを掘削孔壁からの反力で防止したアースドリルで施工することを特徴としている。
【０００８】
さらに、壁体型場所打杭を構築する区域の地盤を地盤改良し、２本以上の掘削孔を所定の間隔を空けて先行削孔し、次いで該掘削孔間の杭間土砂を掘削して連接する一体の掘削孔とし、しかる後に所定の鉄筋を挿入してコンクリートを打設する施工方法も含まれている。
【０００９】
加えて、ドリル位置の偏りを防止する方向制御機構を備えたアースドリルから成る掘削機を用いて壁体型場所打杭を構築する区域の地盤に、１本の掘削孔を先行削孔し掘削孔に反力を取りながら連接する掘削孔を順次所定数削孔して所定の鉄筋を挿入、コンクリートを打設する壁体型場所打杭の施工方法も含まれる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による壁体型場所打杭の構築状態を説明するための概要図であり、（ａ）は、３連の一文字型壁体型場所打杭、（ｂ）は、４連の一文字型壁体型場所打杭、（ｃ）は同じく３連のＬ字型であり、（ｄ）も３連のＸ字型壁体型場所打杭である。
図１（ａ）、（ｂ）の一文字型壁体型場所打杭は、壁の延長方向の剛性が特に増強されており、同様に、図１（ｃ）のＬ字型杭では壁が延長されている２方向の剛性が増強され、図１（ｄ）のＸ字型杭ではほぼ全方向に剛性が増強されている。
従って、場所打杭としては従来のものと同等の剛性を持っているから、上部構造に合わせた任意の場所打杭を構築できる。
【００１１】
図２は、本発明による壁体型場所打杭の施工方法を説明するための施工手順図である。
図２（ａ）に示すように、壁体型場所打杭の施工は、壁体型場所打杭を構築する区域の地盤１に、最初に杭の形状に沿った２本の掘削孔２，２’を所定の間隔を空けて削孔した状態を示している。
掘削は、通常のアースドリルを使用して土砂破壊防止のための手段を施しながら施工しており、一般の削孔と同様に土砂崩壊防止用の泥水を使用して行われる。しかし、土砂崩壊防止用ケーシングパイプに関しては、後述する特別のケーシングパイプを採用して施工している。
【００１２】
図２（ｂ）は、掘削孔２，２’の先行削孔に次いで、その間の杭間土砂３を掘削する途中の段階を示している。
掘削は、後述する各種の方法で行われるが、杭間土砂３の掘削は従来の連続地中壁のように必ずしも支持層まで削孔する必要はない。
一般に高剛性が求められる杭の位置は杭の上方のことが多く、支持層に近い下方では高剛性が必要でないことから、杭間土砂３の掘削を高剛性が求められる位置で終了して掘削孔同士の連接一体化は上方部分に留めておくことは、杭の機能を確立しながら費用の低減を図れることでありコストダウン効果が大になる。
【００１３】
図２（ｃ）は、掘削孔２，２’の間の杭間土砂３を掘削し終わった段階を示している。
本実施の形態では掘削孔と同じ深さまで掘削した場合を示しており、この時点で杭底面のスライム、掘削残土を底浚いし、清掃を完了する。
【００１４】
図２（ｄ）は、掘削連接させた２連場所打杭用掘削孔４に鉄筋５を挿入させた状態を示している。
鉄筋５は、２連場所打杭用掘削孔４の形状に合致させ、かつ一体化した状態に組み立てたものである。これによって、２連場所打杭は完全に一体化した連続杭となり、杭の剛性が大幅に向上することになる。
特に上述した、杭間土砂３の掘削を高剛性が求められる位置で終了し掘削孔同士の連接一体化を上方部分に留めておく場合には、当然のことながら鉄筋も又、２連場所打杭用掘削孔４の形状に合致させた馬型の鉄筋を組み立てて挿入することになる。
【００１５】
２連場所打杭の施工は、コンクリートを打設して完了するが、図１に示した３連の場所打杭の施工は、杭間土砂３の掘削においてケーシングパイプと地山崩壊防止手段に特別の手段を必要とするが、詳細については後述する。
【００１６】
図３は、壁体型場所打杭の掘削孔及び杭間土砂の掘削をアースドリルのみで行う施工方法を説明する施工手順図である。
図３（ａ）に示すように、壁体型場所打杭の施工は、壁体型場所打杭を構築する区域の地盤１に、最初に杭の形状に沿った２本の掘削孔２，２’を所定の間隔を空けて削孔した状態を示している。
掘削は、図２の例と同様に、通常のアースドリルを使用して土砂破壊防止のための手段を施しながら施工している。
【００１７】
図３（ｂ）は、掘削孔２，２’の先行削孔に次いで、その間の杭間土砂３を掘削する途中の段階を示している。
杭間土砂３の掘削は、後述する位置ずれを掘削孔壁からの反力で防止したアースドリル６で行われるが、図２の例と同様に、杭間土砂３の掘削は支持層まで削孔する必要はない。
【００１８】
図３（ｃ）は、掘削孔２，２’の間の杭間土砂３を掘削し終わった段階を示している。
本実施の形態では、図２の場合のように掘削孔の間を空けておらず、図示のように連接する掘削孔を部分的に重複させた２連場所打杭用掘削孔７にする。
他の施工形態は図２の場合と同様であり、杭間土砂３を掘削孔と同じ深さまで掘削して、杭底面のスライム、掘削残土を底浚いし、清掃を完了する。
【００１９】
図３（ｄ）は、掘削連接させた２連場所打杭用掘削孔７に鉄筋８を挿入させた状態を示している。
鉄筋８は、２連場所打杭用掘削孔７の形状に合致させ、かつ一体化した状態に組み立てたものである。これによって、２連場所打杭は完全に一体化した連続杭となり、杭の剛性が大幅に向上することになる。
特に上述した、杭間土砂３の掘削を高剛性が求められる位置で終了し掘削孔同士の連接一体化を上方部分に留めておく場合には、２連場所打杭用掘削孔７の形状に合致させた緊密な鉄筋を組み立てて挿入することになり、極めて強固な高剛性場所打杭を構成することになる。
【００２０】
図４は、掘削孔に嵌入するケ−シングパイプとケ−シングパイプ間に配置した地山崩壊防止手段を示している。
図４（ａ）は、掘削孔２，２’に嵌入したケ−シングパイプ９の平面図である。
ケ−シングパイプ９は、円形鋼管１０の一部が撤去できる取り外し部分11を備えている。円形鋼管１０と取り外し部分１１は、嵌合するジョイント部12で一体になっており、ケーシングパイプ９の外周面は突起物の無い平滑な円形面になるように形成される。
ケーシングパイプ９の設置は、ケーシングパイプの内部を掘削しながら、ケーシングパイプの回転・反転を繰り返しながら下方に押し込むよう方法で実施される。
【００２１】
図４（ｂ）は、円形鋼管１０から取り外し部分１１を撤去した状態を示す掘削孔２，２’に嵌入したケ−シングパイプ９の平面図である。
取り外し部分１１の撤去は、杭間土砂３の掘削をするために行うものであり、撤去後は、図５（ａ）に示すように、杭間土砂３の掘削に際して掘削孔間の地山を崩壊させないために、直線型矢板１３を直ちにケーシングパイプ９、9間にジョイント部を嵌合させて装着する。
ジョイント部の形状は、取り外し部分１１のジョイント部12と同様に形成するもので、同形状にすることで良好な接合を可能にしている。
直線型矢板の採用は、杭間土砂３の掘削を後述する水ジェットとエアーリフトで行う場合とバケット式掘削機で実施するのに適している。
掘削後の形状は、図２（ｄ）で説明した２連場所打杭用掘削孔４を形成する。
【００２２】
図５（ｂ）は、杭間土砂３の掘削に際して掘削孔間の地山を崩壊させないために、円弧型矢板１４を掘削孔２，２’に嵌入したケ−シングパイプ９の平面図である。
本実施の形態は、図3で他の施工例として示した連接する掘削孔を部分的に重複させた場合の杭間土砂3の掘削用に開発されたものであり、円弧型矢板１４の形状は、掘削孔で使用したアースドリルの形状と同様にしておき、掘削孔２，２’を削孔してから直ちにケーシングパイプ９、9間にジョイント部を嵌合させて装着する。
掘削後の形状は、図３（ｄ）で説明した２連場所打杭用掘削孔７を形成する。
【００２３】
図６は、杭間土砂３の掘削による地山崩壊を地盤改良１５によって防止する場合のケ−シングパイプ９の平面図である。
図面は、掘削孔２，２’に嵌入した円形鋼管１０から取り外し部分１１を撤去した状態を示しているが、地盤改良１５は取り外し部分１１を撤去する前に終了させておいても、ケーシングパイプ９を設置する以前に実施することでも良い。本実施の形態の場合は、水ジェットとエアーリフトで行う場合とバケット式掘削機で実施するのに適しているが、図3で他の施工例として示した連接する掘削孔を部分的に重複させた場合の杭間土砂3の掘削にも採用可能である。
【００２４】
以上、図２，３及び図４〜６に基づいて、２つの掘削孔間を連接一体化するために円形鋼管の一部に取り外し部分を備えたケーシングパイプを用いて地山崩壊を防止しながら杭間土砂を掘削する手段について説明してきた。
そして、図１で示した３連場所打杭の場合については、中間になる掘削孔にケーシングパイプの反対側にもう１つの取り外し部分を備えて置き、最初の２つの掘削孔間は１つの取り外し部分のみを撤去して上述の通りに完了させ、次の掘削孔間を連接させるためには上記中間ケーシングパイプにある反対側の取り外し部分を撤去して同様の施工作業を実施することで対応できる。
【００２５】
次に、杭間土砂３を掘削する方法について説明する。図７は、杭間土砂３を水ジェット１６とエアーリフト１７で掘削する方法を説明するための概要図である。
本方法では、一方の掘削孔に水ジェット１６のホース１８を配置し、他方の掘削孔にエアーリフト１７の吸い込み口１９を配置してある。
水ジェット１６は、コラムジェット、ジェットグラウトの土砂を掘削する際に使用するエアーを混入した高水圧ジェットであり、水配管２０とエアー配管２１から構成され、ホース１８を所定の範囲で回動させながら順次下降して行くように構成してある。
エアーリフト１７は、土砂配水管２２とエアー配管２３で構成されており、掘削した土砂を泥水と同時に吸引して地上に運搬する。図示していないが地上では土砂分離装置が配置してあり、運搬された土砂と泥水は同装置で分離されて、泥水は再び掘削孔に戻され掘削孔の崩壊防止のために孔内を満たすのに再利用されている。
水ジェット１６とエアーリフト１７の下降は前述のように杭を構成するのに必要な深さまでであるが、エアーリフト１７は掘削を完了させた後に底浚い、スライム処理をするのにも利用される。
【００２６】
図８は、鋼管杭をバケット式掘削機２４で掘削する方法を説明するための概要図である。
この場合も掘削孔は崩壊防止のために泥水を満たしており、掘削は必要な深さまで順次バケット２５を下げることで行われる。掘削終了後の処置は図７の場合と同様である。
【００２７】
図９は、図３で説明した施工方法で採用する杭間土砂３の掘削方法であり、掘削孔間の地山を崩壊させないために図５（ｂ）で示した円弧型矢板１４を掘削孔２，２’に嵌入した場合の掘削方法を説明するための概要図である。
図３で説明した施工方法のように、２つの掘削孔の間を掘削する場合には、アースドリルが一方に偏らないようにする方向制御が非常に困難である。
本発明による掘削機であるアースドリル２６は、通常の掘削機バケット２７とその上部に取り付けられた方向制御機構２８から構成されている。方向制御機構２８は、回転自在架台２９と方向修正ジャッキ３０を備えており、同ジャッキ３０は一方端が回転自在架台２９に固定されたジャッキ受部材３１で受け持たれ、他方端には地山押圧板３２を装備して掘削孔の地山壁に押し付けることができるようにしてある。
【００２８】
従って、アースドリル２６は、方向修正ジャッキ３０を地上から操作して伸縮させることで掘削孔２，２’からの反力で容易にその位置を変えることとその位置を保持することができる。
以上のように、図３で説明した施工方法は、アースドリル２６を使用することによって本発明の目的である特別の大掛かりな機械を使用せずに確実に遂行できる。
【００２９】
又、上記説明では、アースドリル２６は方向修正ジャッキ３０を２本備えて２つの掘削孔から反力を取っていたが、上記のアースドリル２６を用いれば、１つの掘削孔を削孔しておいて次の掘削孔は先行削孔した掘削孔から１つの方向修正ジャッキ３０を用いて反力をとりながら掘削することもできる。
【００３０】
図１０は、本発明による掘削機であるアースドリル２６を詳細に説明するための縦断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
図１０（ａ）は、方向制御機構２８部分を縦断面で示しており、方向制御機構２８は、基本的に通常のアースドリル６にボルト等の固定手段３３によって装着、取り外しが自由になっていることから、掘削バケット３４を有する通常のアースドリル６は断面にしていない。
又、方向制御機構２８の外側に設けられた方向修正ジャッキ３０等についてはその機能を含めて図８で概略説明しているので、その他の部分について説明する。
【００３１】
方向制御機構２８は、内部に架台受台３５を抱え込んで回転自在にすべく３方から車輪３６で支持している。架台受台３５は、円筒状に形成されており、方向制御機構２８の下方から外部に突出した取り付け部３７を有している。
上述したにアースドリル６への方向制御機構２８の装着は、取り付け部３７を固着することで行われることから、アースドリル６は方向制御機構２８に対して回転自由になっており、掘削孔の地山から反力を取って方向制御機構２８によってアースドリルの位置を決めても掘削作業は自由に推進できるようになっている。
【００３２】
図１０（ｂ）は、アースドリル２６の位置決め状態が理解し易いように平面図で示している。
方向制御機構２８は、回転自在架台２９と両側に伸張した方向修正ジャッキ３０から構成されており、方向修正ジャッキ３０の一方端は回転自在架台２９に固定されたジャッキ受部材３１で支持されている。方向修正ジャッキ３０の先端には地山押圧板３２が装備されており、図示のように掘削孔の地山壁に押し付けてアースドリル２６が回転し杭間土砂３を掘削しても偏らないように位置を固定している。  盛り替え等でアースドリル２６を上方に引き上げたり、下方に下げたりする時には、方向修正ジャッキ３０を縮小させて地山から地山押圧板３２を引き離した状態で移動させるようにしており、地山を傷つけることのないようにしている。
【００３３】
以上詳細に説明したように、本発明による壁体型場所打杭の施工方法は大型の連壁用の機械・設備を用いることなく、掘削孔の削孔に通常使用しているアースドリルやバケット掘削機もしくは水ジェット・エアーリフトを使用するのみで高剛性の場所打杭容易に構築できる。
本発明は、上記の例に決して限定されるものでなく発明の趣旨を外れない範囲において他の機材や設備を使用することを制限するものでないことは当然である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明による壁体型場所打杭の施工方法は、基本的に壁体型場所打杭を構築する区域の地盤に、２本以上の掘削孔を所定の間隔を空けて先行削孔し、次いで掘削孔の間の杭間土砂を掘削して連接する一体の掘削孔とし、しかる後に所定の鉄筋を挿入してコンクリートを打設するものであるから、従来のように連続地中壁用の大掛かりな機械・設備を必要とせず、簡単な機械で杭が必要とする剛性に合致させた深さと形状の施工が可能になる効果を発揮するものである。
【００３５】
さらに、本発明による壁体型場所打杭の施工方法は、壁体型場所打杭を構築する区域の地盤を地盤改良し、２本以上の掘削孔を所定の間隔を空けて先行削孔し、次いで該掘削孔間の杭間土砂を掘削して連接する一体の掘削孔とし、しかる後に所定の鉄筋を挿入してコンクリートを打設するものであるから、ケーシングパイプや矢板を用いた地山崩壊防止用の処置を一切必要としないで済み極めて安価な施工を達成できる効果を有している。
【００３６】
加えて、本発明による壁体型場所打杭の施工方法は、ドリル位置の偏りを防止する方向制御機構を備えたアースドリルから成る掘削機を用いて壁体型場所打杭を構築する区域の地盤に、１本の掘削孔を先行削孔し掘削孔に反力を取りながら連接する掘削孔を順次所定数削孔して所定の鉄筋を挿入、コンクリートを打設するものであるから、掘削作業を簡潔に遂行できる効果も発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による壁体型場所打杭の概要図
【図２】本発明による壁体型場所打杭の施工手順図
【図３】本発明による壁体型場所打杭のアースドリルによる施工手順図
【図４】地山崩壊防止手段と取り外し部分の撤去平面図
【図５】地山崩壊防止手段のジョイント部の接続平面図
【図６】地盤改良による地山崩壊防止手段
【図７】水ジェット・エアーリフトによる杭間土砂の掘削図
【図８】バケット式掘削機による杭間土砂の掘削図
【図９】アースドリルによる杭間土砂の掘削図
【図１０】改良アースドリルの詳細図
【図１１】従来の高剛性場所打杭の概要図
【符号の説明】
１  地盤                                ２０  水配管
２  掘削孔                              ２１  エアー配管
３  杭間土砂                            ２２  土砂配管
４  ２連場所打杭掘削孔                  ２３  エアー配管
５  鉄筋                                ２４  バケット式掘削機
６  アースドリル                        ２５  バケット
７  ２連場所打杭用掘削孔                ２６  改良アースドリル
８  鉄筋                                ２７  掘削機バケット
９  ケ−シングパイプ                    ２８  方向制御機構
１０  円形鋼管                          ２９  回転自在架台
１１  取り外し部分                      ３０  方向修正ジャッキ
１２  ジョイント部                      ３１  ジャッキ受部材
１３  直線型矢板                        ３２  地山押圧板
１４  円弧型矢板                        ３３  固定手段
１５  地盤改良                          ３４  掘削バケット
１６  水ジェット                        ３５  架台受台
１７  エアーリフト
１８  ホース
１９  吸い込み
【図１】
0003742940.tif 000002
【図２】
0003742940.tif 000003
【図３】
0003742940.tif 000004
【図４】
0003742940.tif 000005
【図５】
0003742940.tif 000006
【図６】
0003742940.tif 000007
【図７】
0003742940.tif 000008
【図８】
0003742940.tif 000009
【図９】
0003742940.tif 000010
【図１０】
0003742940.tif 000011
【図１１】
0003742940.tif 000012