(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１）の底面を底板（１ｂ）で封止し、上記ケーシング（１）の中央部に噴射管（２）を設けるとともに上記ケーシング（１）内に排泥管（８）を設け、上記噴射管（２）の上部に組み付けたスイベル（３）から安定液（Ｗ）とエアー（Ａ）を高圧で注入し、上記底板（１ｂ）を貫通する上記噴射管（２）の下部に組み付けた噴射機構（４）から安定液（Ｗ）とエアー（Ａ）を連続的に噴射させ、上記噴射管（２）を旋回駆動しながらケーシング（１）の自重で下降させることにより、上記噴射機構（４）から連続的に噴射する安定液（Ｗ）とエアー（Ａ）の旋回噴流でその周囲の地盤を切削するとともに、切削泥醤（Ｈ）を上記底板（１ｂ）の下側に下端開口（８ｂ）を臨ませた上記排泥管（８）を介して地上へ排出し、かつ、上記ケーシング（１）内に水を入れて該ケーシング（１）に作用する浮力と該ケーシング（１）内へ入れた水の重量とをバランスさせながらその切削域（Ｓ）にケーシング（１）を建て込む、ことを特徴とするケーシングの建込み工法。
【請求項２】
請求項１に記載したケーシングの建込工法において、上記ケーシング（１）の建て込み後、硬化材（Ｇ）を注入することにより、前記切削域（Ｓ）に建て込んだケーシング（１）の低部（１ｄ）を根固めする、ことを特徴とするケーシングの建込工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に鋼管杭やＰＣ杭等のケーシングを建て込んで、強固な側壁により立杭を構築し、あるいは強固な基礎杭を構築するためのケーシングの建込工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のケーシングの建込工法としては、従来より例えば図５に示す工法（以下「従来例１」という）、あるいは図６に示す工法（以下「従来例２」という）が知られている。ここで、図４は従来例１で用いられるチュービング装置の概要図、図５（Ａ）〜（Ｄ）は従来例１によるケーシングの建込工法の工程図、図６（Ａ）（Ｂ）は従来例２によるケーシングの建込工法の概要図である。
【０００３】
まず、上記従来例１を図４及び図５に基づいて概説する。
上記チュービング装置５０は、チャック５１を構成するクサビ５２及びコーンリング５３と、上記クサビ５２を着脱操作するチャックシリンダ５４と、上記チャック５１を搭載する昇降フレーム５５と、上記昇降フレーム５５に搭載され、コーンリング５３を介してケーシング１を旋回駆動する油圧モータ５６と、上記昇降フレーム５５を昇降駆動する４つの昇降シリンダ５７と、上記昇降シリンダ５７を搭載する基台５８と、上記基台５８を水平に支持する水平ジャッキ５９とから構成されている。以下、この従来例１によるケーシングの建込工法について説明する。
【０００４】
据付工程〔図５（ａ）〕では、チュービング装置５０を立込位置に据え付けて第１番目のケーシング１を旋回させて挿入テストをする。なお、第１番目のケーシング１の下端には掘削用ビットが付設されている。挿入工程〔図５（ｂ）〕では、地中の目標深さまでケーシング１を旋回しながら挿入する。排土工程〔図５（ｃ）〕では、ハンマグラプ６０をケーシング１内に挿入して内部の掘削土を地上に排出する。コンクリート打設工程〔図５（ｃ）〕では、ケーシング１内に鉄筋カゴ６１を挿入した後、コンクリート６２を打設し、その後ケーシング１を旋回しつつ引き抜く。このようにして地中に基礎杭を造成する。
【０００５】
次に、従来例２によるケーシングの建込工法を図６に基づいて説明する。
この従来例２は、図６（Ａ）に示すように、ケーシング１の上端にバイブロハンマ１０１を取り付け、ケーシング１内に複数のジェットパイプ１０２を設け、各ジェットパイプ１０２にウォータジェットポンプ１０３を接続し、ジェットパイプ１０２の下端部の噴射ノズルよりウォータジェットを下向きに噴射させながらバイブロハンマ１０１を稼働させて上記ケーシング１を目標深さまで建て込む工法である。なお、目標深度が深い場合にはケーシング１は溶接により、また、ケーシング１内のジェットパイプ１０２はねじ込みにより、それぞれ複数個継ぎ足して行く。そして、目標深さまでケーシング１の建て込みが終了したなら、バイブロハンマ１０１を取り外し、ケーシング１内のジェットパイプ１０２を引き抜く。このようにして順次ケーシングの建て込みを行い、地中に基礎杭あるいは立杭を構築する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１では、大型のチュービング装置５０を用いてケーシングを建て込むため、消費エネルギーも多くなるとともに、ハンマグラプ６０をケーシング１内に挿入して内部の掘削土を地上に排出するため、ケーシングの挿入及び排土に手間取り、施工費用も高くつく。
【０００７】
一方、上記従来例２においては、バイブロハンマを用いることから振動や騒音が問題になり、市街地周辺ではこの工法は採用し難い面がある。しかも、下向きに噴射するウォータジェットで地盤を掘削するので、ケーシングが大きくなればそれだけ多くのジェットパイプ及び噴射ノズルが必要となるため、これに伴って消費エネルギーも増大する。
【０００８】
さらに、従来例２におけるウォータジェットポンプは、泥水中の粒子によりプランジャーやプランジャーパッキンが直ちに消耗して使用不能に陥ることから、ベントナイト泥水等の安定液を使用することはもとより当該安定液を循環使用することもできないため、多量の水を使用することとなり、ひいては多量の泥醤が生ずるため、その排泥処理が高くつくという問題がある。
【０００９】
しかも、従来例２による工法では、掘削に水を使用するためケーシングの建て込みが終了した状態では、図６（Ｂ）に示すように、ケーシング内に多量の水と沈下した土砂とが分離した状態で残留する。このケーシング内を例えば立杭として利用する場合には、上記水と土砂を取り除いて根固めをする必要があるが、ケーシングの根固め位置が地下水位よりも深い場合には水と土砂を取り除くとボイリングが発生する。そこで別途打設管を建て込んで硬化材を注入することになるが、沈下した土砂が邪魔になるため、根固めをするのが容易でない。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
［１］  消費エネルギーを少なくし、併せて施工費用の低減をはかること、
［２］  市街地周辺でも採用できるように振動や騒音の問題を解消すること、
［３］  排出される泥醤から安定液を分離して循環使用できるようにして、排泥処理費用を低減すること、
［４］  地下水位よりも深い場合においても容易にケーシングの根固めをできるようにすること、
を技術課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のように構成される。
即ち、請求項１に記載の発明は、ケーシング１の底面を底板１ｂで封止し、上記ケーシング（１）の中央部に噴射管２を設けるとともに上記ケーシング（１）内に排泥管（８）を設け、上記噴射管５の上部に組み付けたスイベル３から安定液ＷとエアーＡを高圧で注入し、上記底板１ｂを貫通する上記噴射管２の下部に組み付けた噴射機構４から安定液ＷとエアーＡを連続的に噴射させ、上記噴射管２を旋回駆動しながらケーシング１の自重で一体に下降させることにより、上記噴射機構４から連続的に噴射する安定液ＷとエアーＡの旋回噴流でその周囲の地盤を切削するとともに、切削泥醤Ｈを上記底板（１ｂ）の下側に下端開口（８ｂ）を臨ませた上記排泥管（８）を介してケーシング１内を通して地上へ排出し、かつ、上記ケーシング（１）内に水を入れて該ケーシング（１）に作用する浮力と該ケーシング（１）内へ入れた水の重量とをバランスさせながらその切削域（Ｓ）にケーシング（１）を建て込む、ことを特徴とするケーシングの建込工法である。ここで安定液とは、たとえばベントナイト泥水、ポリマー安定液、泥水（清水の中に掘削粘土・シルト分を含む）等を包括する概念である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載したケーシングの建込工法において、ケーシング（１）の建て込み後、硬化材（Ｇ）を注入することにより、前記切削域（Ｓ）に建て込んだケーシング（１）の低部（１ｄ）を根固めする、ことを特徴とするケーシングの建込工法である。
【００１３】
【００１４】
【発明の作用・効果】
（イ）請求項１に記載の発明では、噴射管２を旋回駆動しながらケーシング１の自重で一体に下降させることにより、噴射機構４から連続的に噴射する安定液ＷとエアーＡの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、その切削域Ｓにケーシング１を建て込むことから、大型のチュービング装置を用いる必要がないので、消費エネルギーも少なく、ケーシングの挿入が容易で、施工費用の低減を図ることができる。
【００１５】
（ロ）しかも、請求項１に記載の発明では、噴射機構４から連続的に噴射する安定液ＷとエアーＡの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、その切削域Ｓにケーシング１を自重で下降させて建て込むことから、従来例２のようにバイブロハンマを用いる必要がなく、振動や騒音が問題になることもないので、市街地周辺でも本発明によるケーシングの建込み工法を採用し得る。
【００１６】
（ハ）請求項２に記載の発明では、請求項１に記載したケーシングの建込工法において、上記ケーシング（１）の建て込み後、硬化材（Ｇ）を注入することにより、前記切削域（Ｓ）に建て込んだケーシング（１）の低部（１ｄ）を根固めすることから、地下水位よりも深い場合においてもボイリングの影響もなく、容易にケーシングの根固めをすることができる。
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいてさらに詳しく説明する。
図１（Ａ）は図２中の掘削・建込工程（ｂ）の取り出し図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）中のケーシングの上部の平面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）中の軸支部Ｃの拡大図、図２は本発明の第１の実施形態に係るケーシングの建込手順を例示する工程図である。本発明に係るケーシングの建込装置は、噴射管２と、この噴射管２を保持する油圧チャック５と、油圧チャック５を解して噴射管２を旋回させる油圧モータ６と、安定液Ｗの供給装置７と、図示しない高圧エアー供給装置及び硬化材供給装置と、切削泥醤Ｈを地上へ排出する排泥管８と、排泥用ポンプ９と、マッドスクリーン１０と、安定液Ｗ用の泥水タンク１１とを備える。なお、この実施形態では、安定液Ｗとしてベントナイト泥水が用いられる。
【００１９】
この実施形態は、目標深度が比較的深い場合に適用され、上記ケーシング１は直径が略１５００〜３０００ｍｍで、その底面が底板１ｂで封止されている。これは地中に当該ケーシング１を建て込んだ後には主に立杭として用いられるため、ケーシング１内に切削泥醤Ｈが侵入するのを防止するためである。また、上記噴射管２は上記底板１ｂを貫通する状態でケーシング１の中央部に旋回可能に設けられ、図１（Ｃ）に示すように、底板１ｂの軸支部Ｃはゴムパッキン１ｃで封止されている。そしてこの噴射管２は上部に組み付けたスイベル３から安定液ＷとエアーＡを高圧で注入し、噴射管２の下部に組み付けた噴射機構４から安定液ＷとエアーＡを水平に連続的に噴射させるとともに、安定液Ｗを垂直に噴射させるように構成されている。
【００２０】
上記油圧チャック５と油圧モータ６は、ケーシング１の上端面に固設されたベース１ａ上に設けられ、油圧チャック５で保持した噴射管２を旋回させるように構成されている。また、上記排泥用ポンプ９を接続した排泥管８はケーシング１内に挿通されており、この排泥管８の下端開口８ｂは上記底板１ｂの下側に臨ませ、切削泥醤Ｈを排泥管８を介して地上へ排出するように構成されている。そして地上へ排出された切削泥醤Ｈはマッドスクリーン１０を介して濾過され、上記安定液Ｗを循環使用するように構成されている。以下、この第１の実施形態に係るケーシングの建込手順を図２（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。
【００２１】
Ａ．据付工程〔図２（ａ）参照〕
本工程では、ケーシング１の上端部にベース１ａを固設し、このベース１ａを介して噴射管２と排泥管８を組み付けるとともに、上記噴射管２に油圧チャック５と油圧モータ６とを組み付け、ケーシング１をクレーンのフック１５で吊持して建込位置に据え付ける。そして据え付け後、前記スイベル３から安定液ＷとエアーＡを高圧で注入し、噴射管２の下部に組み付けた噴射機構４から水平方向に安定液ＷとエアーＡを連続的に噴射させるとともに、安定液Ｗを垂直に噴射させて噴射テストをする。
【００２２】
ちなみに、噴射テスト時の安定液Ｗの噴射圧力は200kg/cm2〜400kg/cm2で吐出量は60l/min〜300l/min、エアーＡの噴射圧力は6kg/cm2〜11kg/cm2で吐出量は1m3/min〜5m3/minに設定され、噴射管２よりスムースに安定液Ｗが噴射されているか否かをチェックする。これにより、噴射テストが順調なら本格的に掘削・建込工程へ移行する。
【００２３】
Ｂ．掘削・建込工程〔図２（ｂ）参照〕
本工程では、噴射管２を旋回駆動しながら噴射機構４から連続的に噴射する安定液ＷとエアーＡの旋回噴流でその周囲の地盤を切削するとともに、切削泥醤Ｈを排泥管８を介して地上へ排出しながら、ケーシング１を自重で下降させることにより噴射管２と一体に下降させ、その切削域Ｓにケーシング１を建て込んで行く。このとき地上へ排出した前記切削泥醤Ｈをマッドスクリーン１０を介して濾過し、安定液Ｗを循環使用する。
【００２４】
これにより、従来例１のような大型のチュービング装置を用いる必要がないので、消費エネルギーも少なく、ケーシングの建て込みが容易で、施工費用の低減を図ることができる。また、従来例２のようにバイブロハンマを用いる必要がなく、振動や騒音が問題にならないので、市街地周辺でも本発明によるケーシングの建込工法を採用することができる。しかも、全体として安定液Ｗの使用量が少なく、発生する泥醤の量も少なくなり、ひいては、その排泥処理費用を低減することができる。
【００２５】
なお、ケーシング１の単位長さが目標深度に満たないときは、ケーシング１及び噴射管２をそれぞれ継ぎ足して行く。このとき地下水位ｈよりも建込み深度が深くなると、底面が底板１ｂで封止されているケーシング１に浮力が作用して建込みが困難になることから、図１（Ａ）に示すように、ホース１２でケーシング１内に水を入れてケーシング１に作用する浮力とケーシング１内へ入れた水の重量とをバランスさせながらケーシング１を建て込んで行く。
【００２６】
Ｃ．根固め工程〔図２（ｃ）参照〕
ケーシング１を目標深度まで建込んだら、循環泥水を水に切り替えて噴射管２内を洗い、排泥管８より水が地上へ排出されることを確認してから、水をセメントミルク等の硬化材Ｇに切り替え、上記噴射管２を介して硬化材Ｇを注入し、切削域Ｓに建て込んだケーシング１の低部１ｄを根固めする。これにより、硬化材Ｇの注入に際して土砂が邪魔になることもなく、地下水位よりも深い場合においてもボイリングの影響を受けることなく、容易にケーシングの根固めをすることができる。なお、上記硬化材Ｇとして、セメントミルクの他に、セメントミルクと硅酸ソーダとの混合物や、モルタル、あるいはその他の急結材を使用することもできる。
【００２７】
Ｄ．建込完結工程〔図２（ｄ）参照〕
ケーシング１の根固めが完了したら、ケーシング１内より噴射管２と排泥管８を引き上げる。そしてケーシング１内を集水杭や立杭として利用する場合には、根固め部１６が硬化してからケーシング１内に図示しない水中ポンプを建込んで排水する。基礎杭として利用する場合にはケーシング１内に水を溜めた状態で終了することもある。
【００２８】
図３（Ａ）は、本発明の参考例１に係るケーシングの建込工法の概要図である。この参考例１は、以下の点を除き上記第１の実施形態（図１）と同様に構成されている。
即ち、この参考例１は目標深度が比較的浅い場合に適用され、ケーシング１の底面が解放状態で掘削・建込みが行われる。従って、切削泥醤Ｈを排泥管８を介して地上へ排出しながら、ケーシング１の自重でその切削域Ｓに当該ケーシング１を建て込んで行くが、ケーシング１内には地下水位ｈまで切削泥醤Ｈが残留することとなる。なお、噴射管２の下部は軸支部Ｃによって回転自在に枢支されている。
【００２９】
ケーシング１を目標深度まで建込んだら噴射管２を引き上げ、代わりにケーシング１内に図示しない打設管を建て込んで硬化材Ｇ（例えば生コン）を注入し、ケーシング１の低部１ｄを根固めする。ケーシング１内を集水杭や立杭として利用する場合には、根固め部が硬化してからケーシング１内に残留している切削泥醤Ｈを排泥管８を介して地上へ排出する。根固め部が硬化しないうちに切削泥醤Ｈを取り除くとボイリングが生じるからである。
【００３０】
図３（Ｂ）は、本発明の参考例２に係るケーシングの建込工法の概要図である。この参考例２は、以下の点を除き上記参考例１〔図３（Ａ）〕と同様に構成されている。
即ち、この参考例２は基礎杭の構築に適用され、ケーシング１として管径の小さいＰＣ管が用いられる。そして、ＰＣ管１の底面が解放状態で掘削・建込みが行われ、切削泥醤ＨをＰＣ管１を介して地上へ排出しながら、ＰＣ管１の自重でその切削域Ｓに当該ＰＣ管を建て込んで行く。そしてこの実施形態では、噴射管２を介して硬化材Ｇを注入し、ケーシング１の低部１ｄを根固めする。その他の点は上記参考例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る図２中の掘削・建込工程（ｂ）の取り出し図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）中のケーシングの上部平面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）中の軸支部Ｃ部の拡大図である。
【図２】  本発明の第１の実施形態に係るケーシング建込手順を例示する工程図である。
【図３】  図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の参考例１及び参考例２に係るケーシングの建込工法の概要図である。
【図４】  従来例１に係るケーシングの建込装置の概要図である。
【図５】  従来例１に係るケーシングの建込手順を示す工程図である。
【図６】  図６（Ａ）は従来例２に係るケーシング建込工法の概要図、図６（Ｂ）は従来例２に係るケーシングの建込み完了状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…ケーシング、１ｂ…ケーシングの底板、２…噴射管、３…スイベル、４…噴射機構、８…排泥管、８ｂ…排泥管の下端開口、１０…マッドスクリーン、Ａ…エアー、Ｇ…硬化材、Ｈ…切削泥醤、Ｓ…切削域、Ｗ…安定液。
【図１】
0003752345.tif 000002
【図２】
0003752345.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003752345.tif 000006
【図６】
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