第 25 回 国土技術開発賞 創意開発技術賞受賞

油圧ハンマの騒音防止装置
鋼管杭の低騒音打撃工法の開発〔受賞者〕 丸泰土木株式会社〔本稿執筆者〕 丸泰土木株式会社

以下に，第 25 回 国土技術開発賞で創意開発技術賞を受賞した「油圧ハンマの騒音防止装置」を紹介します。

うめ だ

梅田

いわお

たにもと

巖，谷本

しず お静夫り杭工法単独での施工は次第に困難となり，大規模な補助工法が必要となってきている。
このような問題の解決のためにも，唯一の弱点である騒音問題を克服し，打撃工法の復活を期して本装置の開発に着手した。

1.

技術開発の背景及び契機⑴

初号機の製作

鋼管杭の打撃工法は，基礎杭の施工方法として騒音防止装置の初号機の製作は，フライングハは最もシンプルなものであり，無排土で地盤条件

ンマ工法による鋼管杭打設時の騒音を極力低減す等の制約もほとんど受けず，工程性・経済性・品ること，及び取扱いが簡単で壊れにくいことに主質性において最も優れているが，打撃時の騒音の眼を置き，適用杭径は最大でφ 1,600 mm とした。

大きさから，中掘り杭工法等の静的な圧入力によその他の要求事項は，次号機以降で検討することる低騒音工法に取って代られてきた。にした。

しかし，鋼管杭や鋼管矢板の仕様が大径長尺化

初号機の具体的な構造を図－ 1 に示す。騒音防してきた現在では，貫入力がさほど強くない中掘止装置は上部・下部の防音室からなり，下部防音

図－ 1初号機（試作機）の構造図
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室は運搬を考慮して 2 分割できる構造とした。上部防音室はコルゲートパイプ製（φ 2,500 mm，t＝2.7 mm，H＝10.3 m）であり，その内面には吸音材（軟質ウレタンフォーム：t＝50 mm）が取り付けられている。下部防音室は鋼製で，現地組み立て後の寸法は，W＝4.0 m × 4.0 m，H＝1.9 mであり，その内面には吸音材（軟質ウレタンフォーム：t＝100 mm）が取り付けられている。
上下防音室の接続は，ボルト又はブルマンで行

写真－ 1 初号機の防音性能確認試験（左：装置なし，右：装置あり）

う。下部防音室の天井と床の鉄板（t＝25 mm）には，杭及び油圧ハンマの貫通孔（φ 2,000 mm）が設けられている。

装置なし

防音対策前

1/3 オクターブバンド※ GL＋1.2 m

25 m 地点で測定装置あり

防音対策前※ GL＋1.2 m

25 m 地点で測定（単位：dB）

初号機の防音性能確認試験は，2017 年 12 月に当社機材センターにて実施した。測定は普通騒音計のほかに，部材改修のデータ取得の目的で精密騒音計を使用して周波数帯別の騒音低減効果を求めた。
防音性能確認試験の実施状況を写真－ 1 に示す。1/3 オクターブバンドの騒音測定結果では，周波数の全域に対してほぼ一様な防音効果が認め1/3 オクターブバンド（単位：dB）られた（図－ 2）。なお，装置全体の騒音低減効果は約 -25 dB であった。
⑵

2 号機の開発
前述のように初号機の防音性能確認試験において騒音低減効果として -25 dB を得られたため，2 号機製作の目標は装置の使いやすさを第一目標

図－ 2

初号機の騒音測定結果グラフに，さらなる防音性能の向上を第二目標とした。
上部防音室は，本体部材をコルゲートパイプ（t＝2.7 mm）から加工のしやすいライナープレート（t＝2.7 mm）に変更し，透明アクリル板（t＝20 mm）の窓を取り付けた。下部防音室には，打止め管理用の窓をアクリル板（t＝20 mm）で設置するとともに，壁鉄板を 4.5 mm から 6.0 mmに増厚した。
これらの対策の結果として，使いやすくなったという成果以外に，-30 dB の騒音低減効果を得ることができた（写真－ 2，表－ 1）。

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写真－ 2 2 号機
（左：外観，右：性能試験）

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表－ 1
防音装置

測定位置

⑶

2 号機の騒音測定結果表

測定時間

作業工程

騒音測定結果（dB）
Leq Lmax

L5L10

L50

L90

L95

金属側
25 m 地点

92 101 98 97 86 62 60

金属側
50 m 地点

84 94 91 89 79 59 56

13：25：55
油圧ハンマ〜
アクリル側 13：27：34 鋼管杭打ち
93 103 100 99 85 64 57
25 m 地点なし

アクリル側
50 m 地点

85 96 92 90 77 54 50

金属側
25 m 地点

66 69 68 67 65 64 64

実用機（3 号機）の開発
2 号機において騒音低減効果と作業性に問題がないことを確認できたため，実現場で必要となる梯子，手摺，採光窓等の設備の追加と下部防音室の透明アクリル板窓のサイズアップを行い実用機とした。実用機の外観を写真－ 3 に，仕様を表－2 に，その構造を図－ 3 に示す。

金属側
50 m 地点

59 67 61 60 58 57 56
13：58：45
油圧ハンマ〜
アクリル側 14：01：22 鋼管杭打ち
67 73 69 69 67 66 64
25 m 地点あり

アクリル側
50 m 地点

66 70 68 68 66 64 59

騒音計のメモリーカードに記録したデータを専用ソフト（リオン社製 AS-60 管理ソフト）を用いて解析した。
【備考】 Leq：等価騒音レベルを示す。

L50：中央値を示す。

Lmax：最大値を示す。

L90：80％レンジの下端値を示す。

L5：90％レンジの上端値を示す。

L95：90％レンジの下端値を示す。

写真－ 3

L10：80％レンジの上端値を示す。

表－ 2重さ（t）

実用機（左：正面側，右：背面側）実用機の仕様

寸法（m）

仕様

ライナープレート
t＝2.7 mm
補強リング
5.0 φ2.5×H10.6
H125 × 125
吸音材 t＝50 mm
窓‌（アクリル板：t＝20 mm）

上部
防音室

骨組み
H200 × 200
上下床鉄板
下部
W4.0×L4.0
t＝25 mm
11.0
防音室
×H1.9
吸音材 t＝100 mm
壁鉄板 t＝6 mm
窓‌（アクリル板：t＝20 mm，25 mm）

図－ 3

実用機（騒音防止装置）の構造図

全体
W4.0×L4.0
16.0
重心が低い
（合計）
×H12.5

2.
⑴

技術内容

本技術の用途
本装置はフライングハンマ工法による次の作業に適用できる。
①②

バイブロハンマ併用最終打撃③

圧入併用最終打撃④

建込み最終打撃
なお，本装置は，鋼管矢板の打止め作業にも適用できるが，鋼管矢板の設計天端が施工基面以下の場合に限る。

中掘り圧入最終打撃
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⑵

騒音防止のメカニズム
騒音防止のメカニズムの特徴は，装置の形にあるといえる。それを図－ 4 に示す。打撃面で発生した騒音は，ハンマキャップの形状から，その多くが下方に向かって空気中を伝播する。
上部防音室は騒音を下部防音室へと導くことを主な役割とし，下部防音室は断面積が急拡大する
その入り口で拡散，減衰した騒音を，広い壁と床面積で吸音し，遮音する役割を担っている。

写真－ 4 実用機
（左：装置なし，右：装置あり）

図－ 5
図－ 4⑶

騒音防止のメカニズム

低騒音工法との騒音比較

鋼管杭 －施工と施工管理－：（一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会 2009）p.414 の図から読み取った値を防音性能グラフ化した。

本装置の防音性能確認試験を千葉県袖ケ浦市の実現場で行う機会があった。その時の騒音測定状
況を写真－ 4 に，測定結果を図－ 5 に示す。
騒音防止装置の有無により騒音の大きさに 30 dBの差が確認できる。

⑷

取扱い性能
取扱い性能の第一は，クレーンを使用して，杭に被せるように置くだけで，設置完了となることである。1 回の吊り作業なので，作業時間は約 10

また，低騒音工法の代表として，中掘り杭工法（先端根固め方式）の騒音データを四角で示して分と短時間で済む。総重量は 16 t であり，比較的軽量にできている。

いる（注 1） が，油圧ハンマ工法（本装置あり）の第二は，本装置の壁に透明アクリル板の大きなラインとそのエリアがほぼ一致している。このこ窓が設置されており，打設状況を常に確認できるとから，本工法が低騒音工法であることを確認でことである。このため，打止めのレベル測量等もきる。

通常どおり行える。なお，窓部の防音性能は標準

本装置を使用すれば，特定建設作業における騒音の規制値（敷地境界において 85 dB：図中の青部と同等の性能を有している。
第三は，本装置が 3 ブロックで運搬可能であライン）を十分クリアすることができる。

り，従って組立・解体作業は半日程度の作業で済（‌注 1）中掘り杭工法（先端根固め方式）のデータは，むことである。また，強風に対する構造安定性も84

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基準風速 30 m/s に対して 1.5 の安全率を有しての場合は継手の外々の長さが 1,600 mm 以下であいる。

る。打設長については特に制限はない。

3.

技術の効果

5.

技術の効果については，次の 3 とおりの事例で活用実績

2023 年 10 月現在における本装置の活用実績を経済性を主に紹介する。

表－ 3 に示す。実績は 31 件と幅広い分野で使わ①れており，特に国土交通省の工事が多く，全体の中径短尺杭の場合の効果を算定すると，経済性は 46%，工程は 6% それぞれ悪化した。これ

約 60% となっている。

は当社機材センターにおいて実施した鋼管杭表－ 3（φ 812 mm，L＝13.0 m）の試験施工を，中掘事業主

件数

内国土交通省

19

中部地整
中国地整
四国地整

1
117

三重県
山口県
徳島県

農林水産省

1北陸農政

1

新潟県

地方自治体

6

三陸町
横浜市
横須賀市
岸和田市
徳島県

111
1
2

宮城県
神奈川県
神奈川県
大阪府
徳島県

NEXCO

2

電力

民間
合計

31

り圧入先端根固め工法と中掘り圧入最終打撃工法で標準積算を行い比較したものである。なお，この値は NETIS 登録に使用している。
②

小径短尺杭の実施工において，経済性の悪化は承知の上で，総合評価により本装置が採用された例として，岸和田丘陵地区整備工における鋼管杭（φ 700 mm，L＝8.5 m）の打設工事がある。工法が中掘り圧入先端根固め工法から中掘り圧入最終打撃工法に変更された事例である。
③

大径長尺杭の実施工において，地盤条件等が本装置の活用実績表
訳

内訳件数

都道府県別

東日本

1

神奈川県

西日本

1

大阪府

1

四国電力

1

愛媛県

2

民間

2

千葉県・神奈川県

31

厳しい場合は，補助工法が軽微な「継手部先行削孔（もみほぐし）油圧バイブロハンマ併用最6.

終打撃工法」が，補助工法が大規模となる「事ま と め

前置換え中掘り杭工法」よりも優位となる。新名神高速道路淀川橋工事の鋼管矢板（φ 1,200

本装置の開発により，打撃工法が騒音問題からmm，L＝37.5 m ） の 標 準 積 算 で は 経 済 性 が解放され，本来持っている優位性が十分に発揮さ10% 向上し，工程も 53% 向上した。中掘り杭れるようになった。

工法では適用杭径が 1,000 mm 程度だが，フラなお，今回の受賞の対象ではないが，近年，大イングハンマ工法には適用杭径に制限がないた型の騒音防止装置を製作し，供用が始まっている

め，本装置の大型化は有効となる。

（写真－ 5）。
騒音防止装置

4.

技術の適用範囲

本技術は，道路・鉄道・港湾等の構造物基礎の鋼管杭や鋼管矢板の打設作業に適用可能である。
適用杭径は，下部防音室の貫通孔の直径から作業余裕を両側に 200 mm 取るため，鋼管杭の場合は外径で 1,600 mm 以下，鋼管矢板

大型

油圧ハンマ

S-350

クレーン

500 t 吊り大型騒音防止装置の仕様
防音性能-30 dB

適用最大杭径

φ 2,500 mm

上部防音室

W4.8×4.8×H19.8 m×28.0 t

下部防音室

W6.0×6.0×H2.3 m×15.5 t

全体

W6.0×6.0×H22.1 m×43.5 t

写真－ 5

大型の騒音防止装置

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