現場打ち杭工法
【課題】削孔内に芯材建て込み前の削孔内に、円筒状重錐形の注入器を挿入して固化剤を孔底から充填し、注入量に応じて徐々に注入器を引き上げて、孔内泥水と置換することによって、従来工法での杭間背面箇所への止水用薬液注入による地盤改良作業を不要としてラップ杭施工を可能とした現場打ち杭工法を提供する。
【解決手段】高圧ホース２の下端に、円筒状重錘形の固化材注入器具４をワイヤ吊りして削孔１の底近くに挿入し、高圧ホース２の先端から削孔底の泥水と混ざり合わずに固化剤を注入充填することで完全に置き換え、注入量を見ながら注入器具４を徐々に引き上げたのち、所定の掘削孔内または全掘削孔内に芯材を建て込んでラップ杭を造成する。
【解決手段】高圧ホース２の下端に、円筒状重錘形の固化材注入器具４をワイヤ吊りして削孔１の底近くに挿入し、高圧ホース２の先端から削孔底の泥水と混ざり合わずに固化剤を注入充填することで完全に置き換え、注入量を見ながら注入器具４を徐々に引き上げたのち、所定の掘削孔内または全掘削孔内に芯材を建て込んでラップ杭を造成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角筒形ロッドを用いたワンタッチジョイント式ドリリングルロッドによる連続柱列杭において、従来工法での杭間背面箇所への止水用薬液注入による地盤改良作業を不要としてラップ連続杭施工を可能とした現場打ち杭工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の杭工法は、ボーリングマシンを使って大口径の削孔をし、孔内に芯材又は鉄筋籠を建て込み、生コンクリート、モルタル、貧配合モルタルを充填して杭を仕上げる、ＢＨ（Boring Hole）工法が広く普及し実績を上げている。しかし、ボーリングマシンを使っての工法はドリリングロッド（以下ドリルロッドという）の径が小さいので、正循環で送る送水量に限界があり、孔内に沈殿スライムや安定液内に細粒スライムが巻き込まれて高比重になりゲル化してしまう欠点があるほか、使用するロッド径が細いのでロッドに弾力性があり削孔曲がりを生じ易い。これを改良するため、ドリルロッド本体の外周に角形外
套の上端に係合用凹所を形成させると共に、角形外套の下端近くにには、上下ドリルロッドの連結時に、係合用凹所に係合するよう付勢されたクランプを設けたものが創案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０８１９５号公報（第６頁２２〜３５行、図７〜９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、従来工法は、掘削孔内の泥水の比重、ゲル化状態、スライム沈殿や、汚水の孔壁からの脱水現象により、孔壁が厚くなったり、孔曲がりするなど予測出来ないことから、掘削孔内に芯材又は鉄筋篭を建て込み、その後に充填材として生コン、モルタル、貧配合モルタル等を孔内泥水と置換して充填していた。本発明工法は、掘削直後に充填材を注入してから芯材を建て込むようにしたもので、掘削時には特許文献１に開示されたように、太い角筒形ロッドをワンタッチジョイント式ドリルロッドとして用い、送水量を従来工法の数倍とし、スライムの排出を早くし、スライム捲き込みを少なくしたため泥水
比重が高くならず、且つ太い角筒形のためロッドの剛性が高く削孔の孔曲がりを殆んど起さないようにしたものである。また、従来工法では芯材建て込みを先行するので、細い注入パイプを使って固化材を圧送し、孔底から徐々に充填していたが、芯材が障害となり固化材が完全に孔内泥水と置換して充填することはできなかった。
【０００５】
本発明は、ＢＨ工法と同様に泥水を使用しながらボーリングマシンを使って大口径孔を削孔し、孔内に固化剤を注入充填したのち芯材又は鉄筋篭を建て込んで杭を仕上げるため、現場打ち杭施工の際における掘削、芯材建て込み、固化剤注入によるが、従来のＢＨ工法とは、掘削方法、固化剤（モルタル、貧配合モルタル）注入方法、芯材建込み方法が異なる。すなわち、ボーリングマシンを使って大口径の削孔をし、孔内に芯材又は鉄筋篭を建て込み、そのあとに固化剤を充填して杭を仕上げる従来のＢＨ工法では出来なかった。この発明の施工法は、単杭またはラップ連続杭の施工が可能である。その理由は、ワンタッチジョイント式ドリルロッドは、角ロッドで断面積が大きく剛体で孔曲がりしないロッドであって、掘削ビットはガイドの鋼管が長く重量が大きいので吊り掘り掘削方法を取ることができ、垂直精度が高く孔曲がりしないように工夫されているからである。なお、モルタルは砂分を含む流動体であるが、ここでいう「固化剤」とは砂分を混入させずにセメントを主体とした流動性のある流動体を指す。
また、ここに開発した掘削機は回転トルクが大きく回転テーブル方式にて角ロッドに回転トルクを伝達する仕組になっている。従来工法のボーリングマシンを使ったBH工法では、上記の理由で孔曲がりするので連続柱列式BH杭を構築しても杭間の間が空いてしまい止水性が期待できないことから補助工法として止水のための薬液注水工法が採用されてきたが、本発明工法では確実にラップ杭にて連続柱列杭の施工ができるので止水目的の薬液注水工事が不要になって工費の大幅な削減と、工期の短縮も期待でき、さらに、施工場所が狭く止水目的の補助工法の薬液注入工事に必要な用地が確保できない場合でも支障なく実施できる。
【０００６】
ボーリングマシンを使った従来工法での連続柱列杭の充填材は、富配合のモルタルを使用し強度のある接触杭の構築をして来たが、本工法は現場で容易に砂分を使用しない設計上必要な強度を有する流動性のある充填材（例えばセメントとベントナイト／ＣＢ注入）を現場で練って使用できる。従来工法では先行杭が強度の出ない貧配合モルタルを充填材として使用すると両側の先行杭に狭まれた後行杭の掘削時に強度のない先行杭の一方に孔曲がりして、先行杭の芯材に接触し、回転ビットが芯材に当たり衝撃を受けてロッド切断事故が発生するおそれがある。また、連続杭の場合には富配合モルタルを使用してきたが、杭間に隙間ができて止水性が期待できないので薬液注入工法を補助工法として採用せざるを得なかった。
前述のように、場所打ち杭工法には、ＢＨ工法とＴＢＨ（トップドライブリバース）工法があるが、本発明は従来工法と施工順序が全く異なっており、これら二つの工法の特性を兼ね備えると共に、如何なる施工条件でも柔軟に対応できる現場打ち杭工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１は、角筒形ドリリングロッドにより削孔の孔曲がりを殆んど起さないようにして削孔後、高圧ホースを用いて削孔内に固化剤を注入してから芯材を建て込む杭工法であって、前記高圧ホースの先端近くに当該ホースより大径で、中央に固化材注入用通路を有する円筒状重錐を固着して削孔内に固化剤を送り込み、固化剤を削孔底からの泥水と混ざり合わずに注入充填し、注入量に応じて前記重錐を徐々に引き上げることにより、削孔内で安定液と固化材とが混ざり合うことなく置き換えたのち、孔内に芯材を建て込むことを特徴とする現場打ち杭工法である。請求項２は、前記泥水の比重を１．０４から１．３５に維持すると共に、送水量を従来工法の４〜８倍程度として、スライムの排出速度を大きくしてスライム巻き込みを少なくするようにした請求項１に記載の現場打ち杭工法である。
請求項３は、固化剤と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、（ａ）下端中央を開口させた円筒状重錐を使用し；比重差が０．１５〜０．２０のときには、（ｂ）下端中央を開口させた前記重錘の外周に、削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のリング状鍔、プレートリングまたはヒレを固着した円筒状重錘、若しくは（ｃ）外周下部に下端を結束して垂れ下げたスカート状ヒレを具えた円筒状重錐を使用し；前記（ｂ）の鍔付き円筒状重錘の場合には、リング状鍔、プレートリングまたはヒレによって削孔壁と密着させて固化剤を充填し、（ｃ）のスカート状ヒレを具えた円筒状重錐の場合には、該重錘を削孔底近くに挿入したのち、固化剤圧送によるヒレ部内圧上昇により前記結束部が開放されて重錐下部から削孔底に固化剤を圧送することで、前記削孔底の泥水と混ざり合わずに分離させて注入充填した固化材と完全に置き換わるようにした請求項１または２に記載の現場打ち杭工法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の第１実施形態を示すもので、削孔底近くに円筒状重錘よりなる固化材注入器具４を挿入した状態の断面図である。
削孔する際には、特許第３８３３６２４号に開示したように上下方向の連結をワンタッチで行うようにした角筒形ドリルロッド（又は角形外套付ドリルパイプ、図示省略）の先端に取り付けたビットにより設定深さまで孔曲がりを起こすことなく垂直に削孔する。ドリルロッドを引き上げたのち、削孔１内に孔径より小径とした円筒状重錘形の固化剤注入器具４を孔底近くまで吊り下ろすが、注入器具４の内部に設けたカプラー２ａに固化材圧送用高圧ホース（例えば直径５０〜７０ｍｍ）２の先端を固着して、ワイヤ３を用いて重錘を孔底まで吊り下ろす。
注入器具（円筒状重錘）４は、円形の上板４a、円筒形の側板４ｂ、上板４aを貫通して側板中央に固着された内筒（固化材圧送受口）４ｃ、内筒内に設けた高圧ホース２のカプラー２ａとから構成され、さらに側板４ｂの縁部に数個のワイヤ掛止部４ｄを備えており、内筒を除く上板４a、円筒形の側板４ｂで囲まれた部分は重錘部材５とされている。
【０００９】
上記のように、高圧ホース２の下部先端近くに固着された下端開口円筒状の固化剤注入器具４は、円形上板の中央に高圧ホース２が連結され、円筒状側板は、高圧ホース２より大径で、削孔壁との間に余裕をもたせ、かつ当該ホースの下端とほぼ同等の長さを有しており、この注入器具４を孔底より少し浮かせた状態まで吊り下げ静止させる。このように、孔底より少し浮かせた状態まで吊り下げ静止状態で、高圧ホース２により削孔１内に固化剤を送り込み、孔内全容積に確実に固化材を充填する。次いで図５〜６について後記するように、固化剤を充填した孔内に芯材９を建て込む。この際、泥水の比重を１．０４から１．３５に維持すると共に、送水量を従来工法の４〜８倍程度として、スライムの排出速度を大きくしてスライム巻き込みを少なくする。
【００１０】
前記のように、送水量を大きくしてスライムの排出を従来工法の４〜６倍とするが、スライム排出量（速度リットル/毎分）が２倍以下であるとスライム巻き込みが従来と大差なく、４倍以上でもスライム巻き込み量を大幅に少なくことが認められない。また、泥水の比重を１．０４以下のときはスライム排出速度が充分でなく、１．３５以上としてもスライムの巻き込み量の減少が向上しない。固化材の比重に対し泥水比重が１．１８以下であると固化材と泥水と混ざり合わず完全に分離して注入される。比重差０．２０程度なら格別の効果が認められない。なお、表１に示すように、角套形ドリルロッド又はドリルパイプ内部の鋼管は内径１５０ｍｍ、２００ｍｍとしたときには、角套部は２７０×２７０ｍｍと３５０×３５０ｍｍの２種類が使用される。
【００１１】
【表１】
【００１２】
通常のドリルパイプで削孔する工法では、掘削孔内の泥水の比重、ゲル化状態、スライム沈殿、孔曲がりなど、掘削終了後の孔内状況が予測出来ないため、掘削孔内に芯材又は鉄筋篭を建て込み、その後に固化剤として杭の使用目的に応じ生コン、モルタル、貧配合モルタル等を孔内泥水と置換して充填していた。
本発明では、掘削直後に固化剤を注入してから芯材を建て込むようにし、掘削時には太い角筒形ロッドを前記のように、ワンタッチジョイント式ドリルロッドを使用したうえ送水量を従来工法の数倍とすることで、スライムの排出を早くし、スライム捲き込みを少なくしたため泥水比重が高くならない。すなわち、孔内で固化剤が泥水と混じり合わない条件として泥水比重が高くならないことが重要なポイントである。このように、ロッドが太い（角筒）ため削孔の孔曲がりを殆んど起ささず、掘削後の孔内状況が常に安定した状況になっているので、固化剤充填後に芯材を正確に建て込むことができる。ただし、固化剤として生コンクリートを使用する場合には従来工法と同じく鉄筋又は芯材建込み後に生コンクリートを打設する。
また、従来工法では芯材建て込みを先行する。その間に孔内泥水中に混入する細粒スライムが沈殿し孔底に残留してしまう現象が見られた。次に、細い注入パイプを使って、再度孔内を洗浄しながら充填材を孔底から孔底より圧送し細い注入パイプを通して充填していたが、芯材が障害となり充填材が完全に孔内泥水と置換して充填することはできなかった。これに対し、本発明では、重錐筒の上部センターに設けたカップラーに接続した高圧ホースを用いて固化剤を孔底から充填し、注入量に応じて除々に重錐筒を引き上げることによって、充填材を孔内泥水と確実に置換して充填することができる。
【００１３】
また、本発明では、図１〜４に示すように、円筒状重錐の上部センターに設けたカップラー２ａにより接続した高圧ホースを用いて固化剤を孔底から充填し、注入量に応じて除々に重錐を引き上げることによって、孔内泥水と置換して固化剤を充填することが可能となる。固化剤を圧送する際には、孔内安定液と充填剤との流動性及び比重差が小さく、2種類の流体（安定剤液と充填材液）が孔内で混ざり合わないようにして置き換えることが重要であるが、本工法では、固化剤と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、（ａ）下端を開口させた円筒状重錐を使用し、比重差が０．１５〜０．２０のときには、（ｂ）前記重錘外周に削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のリング状鍔、プレートリングまたはヒレを固着した円筒状重錘を使用し、若しくは（ｃ）外周下部に下端を結束したスカート状ヒレを具えた円筒状重錐を使用し、該重錘を削孔底近くに挿入して重錐下部から削孔底に固化剤を圧送することで、前記スカート状ヒレの結束部が開放されて削孔底の泥水と混ざり合わずに注入充填した固化材と完全に置き換わるようにした。
【００１４】
図２は、プレートリング又はヒレ付き泥水注入用重錘を垂下して固化剤を注入する状態を示す本発明の第２実施態様の断面図である。
固化剤と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、図１に示すように、下端を開口させた円筒状重錐である注入器具を使用し、比重差が０．１５〜０．２０のときには、図２に示すように、重錘下端を開口させると共に、外周壁３ｂに削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のプレートリングまたはヒレ６、６を固着した円筒状重錘３を用いて孔底まで吊り下ろし固化剤を孔底より徐々に充填することで、安定液と固化材とが混ざり合うことなく置き換わる。固化剤を注入する際に、2種類の流体（安定液と充填剤液）の比重差が少ないと孔内で混ざり合って固化強度が不足するので、混ざり合わないようにして置き換えることが重要であるが、重錐３の円筒外壁に上下間隔をおいて弾力性のある円環状のシート４、４を取り付ける。
【００１５】
図３は、下端周壁に取り付けた逆流防止用のスカート状ヒレ具の下端を結束した状態の重錘を垂下した状態を示す本発明の第３実施態様の断面図。図４は、図３において、削孔底近くでスカート状ヒレ具の下端結束を解いて孔内に固化材を注入する状態を示す断面図である。
図３に示すように、弾力性ある逆流防止用の円筒ヒレ（プレートリング又はボール状）７の上部７ａを重錘側板下部近くに固着して垂れ下げる場合には、スカート状のシートは長目にして泥水が入り込まないように紐８で結ぶ。シート内部に圧力が加わると紐８が外れるようにしておき、或いは、孔底まで高圧ホースを取り付けてある円筒状重錐４を孔底まで投下したらスカート状の下部近くを絞って結んだシート７の結束紐８が注入圧を受け外れて円柱状に開かせ（図４）、孔底から泥水と混ざり合わずに充填剤を充填し安定液と完全に置き換える。注入量を見ながら重錐を徐々に引き上げて行くことで安定剤液と充填剤液が孔内で混ざり合わないようにして置き換える。注入器具（円筒状重錘）４の下部にスカート状の弾力性のある円柱のシート７を取り付ける場合（図３）には、スカート状のシートを長目にして上の個所を泥水が入り込まないように紐で結んでシート内部に圧力が加わると外れる（図４）ようにしておき、さらに、孔底まで高圧ホースを取り付けてある重錐を孔底まで投下したのち、充填材をスカート状の元を結んだシートが円柱状に開き孔底から泥水と混ざり合わずに注入充填し安定液と完全に置き換え注入量を見ながら重錐を徐々に引き上げる。
【００１６】
従来工法はボーリングマシンに使用するドリリングロッド（掘管）の内径５０〜８０ｍ／ｍ前後で内径が小さいことから泥水を圧送する際、流動抵抗が大きくなり圧送量が従来では５００リットル／分程度であった。本工法は角ロッドの掘管の内径が大きい（例えば１５０〜２００ｍ／ｍ）ことから送水量を多く圧送できる、即ち、従来工法の数倍送水量が多いので、スライムを押し上げる管外流速が早くなりスライムを早く搬出できる。
削孔１の終了後に、注入器具（円筒状重錘）４を孔底より少し浮かせた状態まで吊り下げ静止させる。デリバリーホース（高圧ホース）を通して固化剤９を圧送し、固化剤が孔底に到達したら重錐４を孔底まで下げ、小さく上下運動させて孔底スライムを除去すると同時に固化剤を孔底に確実に充填させ、杭先端と支持層の密着性を高める。注入作業は重錐３を上下運動させながら静かに、徐々に上の方に移動させ、孔底に均等に固化剤が充填されるように注入作業を続ける。すなわち、下部に富配合固化材注入後、重錐を上下させて撹拌したのち、富配合固化剤が充填された上まで引き上げ、引き続き貧配合固化剤を注入することも可能である。
【００１７】
図５は、削孔内に固化材を充填したのち、１杭毎に芯材１０を建て込んで芯材入りラップ杭とした状態の平面図であり、図６は杭孔１内に固化剤を充填したのち、全杭孔に固化剤７を充填した場合のラップ杭孔列の平面図である。
芯材１０を建て込む際には、重錐３を孔底から少し浮かせた状態まで吊り下げ静止させる。高圧ホース２を通して固化剤を圧送し、固化剤が孔底に到達したら重錐を孔底まで下げ、小さく上下運動させる。孔底スライムを除去すると同時に固化剤を孔底に確実に充填させ、杭先端と支持層の密着性を高める。注入作業は、重錐を上下に運動させながら徐々に上の方に移動させ、孔底に均等に固化材が均等に充填されるように注入作業を続ける。固化材を孔底から充填し、注入量に応じて除々に重錐筒を引き上げながら孔内泥水と置換する。圧送する際に、孔内安定剤と固化剤との比重差が小さい場合でも、前記2種類の流体（安定剤液と充填剤液）が孔内で混ざり合わないようにして置き換えることができる。
【００１８】
本発明に使用するワンタッチジョイント式ドリルロッドは、角ロッドで断面積が大きく剛体で孔曲がりしないロッドであって、掘削ビットはガイドとなる鋼管が長く重量が大きいので下げ振りの原理のようにしてロッドの自重にて吊り掘りする掘削方法を取ることができ、垂直精度が高く孔曲がりしないように工夫されていること。また、ここに開発した掘削機は回転トルクが大きく回転テーブル方式にて角ロッドに強力な回転トルクを直接伝達する仕組になっていることなど、である。このため、下記のような効用を発揮する。すなわち、従来工法のボーリングマシンを使ったBH工法では、上記の理由で孔曲がりするので連続柱列式BH杭を構築しても孔が曲がっているので杭間の間が空いてしまい止水性が期待できないことから補助工法として止水の為の薬液注水工法が採用されてきました。本工法は確実にラップ杭にて連続柱列杭の施行が出来るので止水目的の薬液注水工事が不要になり工費が大幅に低減し、工期短縮も期待できる。さらに、施工場所が狭く止水目的の薬液注入工事に必要な用地が無い場合にも有効な工法である。
【００１９】
ボーリングマシンを使った従来工法での連続柱列杭の充填剤は、富配合のモルタルを使用して強度のある接触杭の構築をして来たが、本発明では現場で砂分を使用しないで、設計上必要な強度を有する流動性のある固化剤（例えばセメントとベントナイトの混合物であるＣＢ）を現場で練って充填剤として使用する。従来工法では先行杭が強度の出ない貧配合モルタルを充填剤として使用すると両側の先行杭に狭まれた後行杭の掘削時に強度のない先行杭の一方に孔曲がりして事前に建て込んである芯材に回転ビットが当たり、場合によっては衝撃を受け掘削を中断したり、ロッドが切断したりする事故を招くので、富配合モルタルを使用してきた。さらに、杭間に隙間が出るので止水対策として薬液注入工法が補助工法として採用せざるを得なかったが、本発明は角形型ドリリングロッドを使用して削孔するため従来工法のごとき孔曲がりを起こさず連続してラップ杭の施工ができる。したがって、上記のような補助工法等を必要としない。
【００２０】
狭隘な場所における場所打ち杭工法には、設備規模が小さいことからＢＨ工法（ボーリングマシンを使用する安定液正循環方法）とＴＢＨ（トップドライブリバース）工法とが主に採用されている。本工法はこれら二つの工法の特性を兼ね備えると共に、如何なる施工条件でも対応できる。
すなわち、施工順序からみると、従来工法は、掘削→芯材建込み→注入であるに対し、本工法は、掘削→固化材注入充填→芯材建込みで、確実に固化剤の充填ができる。連続柱列杭について従来工法では、連続Ｈ鋼モルタル杭なので杭間の隙間が生じるため、止水用として補助工法の薬液注入が必要であったが、本発明工法によれば、連続ラップ杭の施工が可能で、かつ止水用補助工法としての薬液注入工法が不要となる。さらに、固化材注入について、従来工法は、掘削後に芯材建込みしてから細い注入パイプを挿入しモルタルを孔底より圧送し充填するので不完全な充填となる。本工法では、掘削後に重錐を使って固化剤を注入充填してから最後に芯材を建て込むので、孔壁全面に固化剤が確実に注入充填される。
【００２１】
図５は、削孔内に固化材を充填したのち、１つおき杭孔１に芯材１０を建て込んで芯材有りの杭孔と芯材なしの杭孔を交互に配列してラップ杭とした状態の平面図である。この場合に、前者（芯材有りの杭孔）に富配合固化材を充填し、後者（芯材なしの杭孔）に貧配合固化材を充填してもよい。図６は、全杭孔に芯材１０を建て込んで固化材を充填したラップ杭の平面図である。
【００２２】
上記のように本発明は、比重の似通った流体を用いたとしても泥水と固化剤とを置き換える施工法である。ラップ連続杭の施工が可能であるため、止水用薬液注水工事は不要になる。オーガー工法の場合のように、掘削した後の孔内にセメントミルクを投入しオーガービットを引き抜きながら土砂とセメントミルクを練り混ぜた後、芯材を押し込んで建て込むものとは異なる。したがって、ボーリングマシンを使ったＢＨ工法への適用に限らず、トップドライブリバース工法（ＴＢＨ工法）にも適用でき、安定液の正・逆循環方式両方の掘削方法に適用可能である。従来工法は掘削後孔内に芯材を建て込んだ後に細い注入用パイプを孔底迄挿入してから置き換えるが充填が不完全である。本工法では、掘削直後に円筒状の重錐に圧送用高圧ホースを取り付けて吊り降ろし、孔底より注入量に応じて徐々に充填して行くので全面に確実に固化剤が充填される。固化剤と孔内泥水との比重差の度合いの違いで３種類の注入用重錐を使い分ける。なお、支持杭に芯材を挿入する際に、杭の下部は富配合固化剤を、上部は貧配合固化剤を注入充填しても良いが、土留杭の場合には全杭孔に貧配合固化剤を注入充填する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】掘削孔底近くに垂下した注入器具（円筒状重錘）から削孔内に固化剤を注入する状態を示す本発明の第１実施態様の断面図。
【図２】プレートリング又はヒレ付き泥水注入器具を垂下して固化剤を注入する状態を示す本発明の第２実施態様の断面図。
【図３】円筒状重錘の下端周壁に固着したスカート状ヒレ具の下端を結束して垂下した状態を示す本発明の第３実施態様の断面図。
【図４】図３において、削孔底近くでスカート状ヒレ具の下端結束を解いて孔内に固化剤を注入する状態を示す断面図。
【図５】削孔内に固化材を充填したのち、１杭毎に芯材を建て込んで芯材入りラップ杭とした状態の平面図。
【図６】全杭孔に芯材を建て込んで固化剤を充填したラップ杭の平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１ 削孔 ２ 高圧ホース
２ａ カプラー ３ ワイヤ
４ 注入器具（円筒状重錘） ４a 重錐の上板
４ｂ 重錐の側板 ４ｃ 内筒（固化剤圧送受口）
４ｄ ワイヤ掛止部 ５ 注入器具内部の重錘部材
６ プレ−トリング(ヒレ) ７ スカート状ヒレ具（筒状シート）
７ａ スカート状ヒレ具の固着部 ８ 結束部（結束紐）
９ 固化剤 １０ 芯材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角筒形ロッドを用いたワンタッチジョイント式ドリリングルロッドによる連続柱列杭において、従来工法での杭間背面箇所への止水用薬液注入による地盤改良作業を不要としてラップ連続杭施工を可能とした現場打ち杭工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の杭工法は、ボーリングマシンを使って大口径の削孔をし、孔内に芯材又は鉄筋籠を建て込み、生コンクリート、モルタル、貧配合モルタルを充填して杭を仕上げる、ＢＨ（Boring Hole）工法が広く普及し実績を上げている。しかし、ボーリングマシンを使っての工法はドリリングロッド（以下ドリルロッドという）の径が小さいので、正循環で送る送水量に限界があり、孔内に沈殿スライムや安定液内に細粒スライムが巻き込まれて高比重になりゲル化してしまう欠点があるほか、使用するロッド径が細いのでロッドに弾力性があり削孔曲がりを生じ易い。これを改良するため、ドリルロッド本体の外周に角形外
套の上端に係合用凹所を形成させると共に、角形外套の下端近くにには、上下ドリルロッドの連結時に、係合用凹所に係合するよう付勢されたクランプを設けたものが創案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０８１９５号公報（第６頁２２〜３５行、図７〜９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、従来工法は、掘削孔内の泥水の比重、ゲル化状態、スライム沈殿や、汚水の孔壁からの脱水現象により、孔壁が厚くなったり、孔曲がりするなど予測出来ないことから、掘削孔内に芯材又は鉄筋篭を建て込み、その後に充填材として生コン、モルタル、貧配合モルタル等を孔内泥水と置換して充填していた。本発明工法は、掘削直後に充填材を注入してから芯材を建て込むようにしたもので、掘削時には特許文献１に開示されたように、太い角筒形ロッドをワンタッチジョイント式ドリルロッドとして用い、送水量を従来工法の数倍とし、スライムの排出を早くし、スライム捲き込みを少なくしたため泥水
比重が高くならず、且つ太い角筒形のためロッドの剛性が高く削孔の孔曲がりを殆んど起さないようにしたものである。また、従来工法では芯材建て込みを先行するので、細い注入パイプを使って固化材を圧送し、孔底から徐々に充填していたが、芯材が障害となり固化材が完全に孔内泥水と置換して充填することはできなかった。
【０００５】
本発明は、ＢＨ工法と同様に泥水を使用しながらボーリングマシンを使って大口径孔を削孔し、孔内に固化剤を注入充填したのち芯材又は鉄筋篭を建て込んで杭を仕上げるため、現場打ち杭施工の際における掘削、芯材建て込み、固化剤注入によるが、従来のＢＨ工法とは、掘削方法、固化剤（モルタル、貧配合モルタル）注入方法、芯材建込み方法が異なる。すなわち、ボーリングマシンを使って大口径の削孔をし、孔内に芯材又は鉄筋篭を建て込み、そのあとに固化剤を充填して杭を仕上げる従来のＢＨ工法では出来なかった。この発明の施工法は、単杭またはラップ連続杭の施工が可能である。その理由は、ワンタッチジョイント式ドリルロッドは、角ロッドで断面積が大きく剛体で孔曲がりしないロッドであって、掘削ビットはガイドの鋼管が長く重量が大きいので吊り掘り掘削方法を取ることができ、垂直精度が高く孔曲がりしないように工夫されているからである。なお、モルタルは砂分を含む流動体であるが、ここでいう「固化剤」とは砂分を混入させずにセメントを主体とした流動性のある流動体を指す。
また、ここに開発した掘削機は回転トルクが大きく回転テーブル方式にて角ロッドに回転トルクを伝達する仕組になっている。従来工法のボーリングマシンを使ったBH工法では、上記の理由で孔曲がりするので連続柱列式BH杭を構築しても杭間の間が空いてしまい止水性が期待できないことから補助工法として止水のための薬液注水工法が採用されてきたが、本発明工法では確実にラップ杭にて連続柱列杭の施工ができるので止水目的の薬液注水工事が不要になって工費の大幅な削減と、工期の短縮も期待でき、さらに、施工場所が狭く止水目的の補助工法の薬液注入工事に必要な用地が確保できない場合でも支障なく実施できる。
【０００６】
ボーリングマシンを使った従来工法での連続柱列杭の充填材は、富配合のモルタルを使用し強度のある接触杭の構築をして来たが、本工法は現場で容易に砂分を使用しない設計上必要な強度を有する流動性のある充填材（例えばセメントとベントナイト／ＣＢ注入）を現場で練って使用できる。従来工法では先行杭が強度の出ない貧配合モルタルを充填材として使用すると両側の先行杭に狭まれた後行杭の掘削時に強度のない先行杭の一方に孔曲がりして、先行杭の芯材に接触し、回転ビットが芯材に当たり衝撃を受けてロッド切断事故が発生するおそれがある。また、連続杭の場合には富配合モルタルを使用してきたが、杭間に隙間ができて止水性が期待できないので薬液注入工法を補助工法として採用せざるを得なかった。
前述のように、場所打ち杭工法には、ＢＨ工法とＴＢＨ（トップドライブリバース）工法があるが、本発明は従来工法と施工順序が全く異なっており、これら二つの工法の特性を兼ね備えると共に、如何なる施工条件でも柔軟に対応できる現場打ち杭工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１は、角筒形ドリリングロッドにより削孔の孔曲がりを殆んど起さないようにして削孔後、高圧ホースを用いて削孔内に固化剤を注入してから芯材を建て込む杭工法であって、前記高圧ホースの先端近くに当該ホースより大径で、中央に固化材注入用通路を有する円筒状重錐を固着して削孔内に固化剤を送り込み、固化剤を削孔底からの泥水と混ざり合わずに注入充填し、注入量に応じて前記重錐を徐々に引き上げることにより、削孔内で安定液と固化材とが混ざり合うことなく置き換えたのち、孔内に芯材を建て込むことを特徴とする現場打ち杭工法である。請求項２は、前記泥水の比重を１．０４から１．３５に維持すると共に、送水量を従来工法の４〜８倍程度として、スライムの排出速度を大きくしてスライム巻き込みを少なくするようにした請求項１に記載の現場打ち杭工法である。
請求項３は、固化剤と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、（ａ）下端中央を開口させた円筒状重錐を使用し；比重差が０．１５〜０．２０のときには、（ｂ）下端中央を開口させた前記重錘の外周に、削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のリング状鍔、プレートリングまたはヒレを固着した円筒状重錘、若しくは（ｃ）外周下部に下端を結束して垂れ下げたスカート状ヒレを具えた円筒状重錐を使用し；前記（ｂ）の鍔付き円筒状重錘の場合には、リング状鍔、プレートリングまたはヒレによって削孔壁と密着させて固化剤を充填し、（ｃ）のスカート状ヒレを具えた円筒状重錐の場合には、該重錘を削孔底近くに挿入したのち、固化剤圧送によるヒレ部内圧上昇により前記結束部が開放されて重錐下部から削孔底に固化剤を圧送することで、前記削孔底の泥水と混ざり合わずに分離させて注入充填した固化材と完全に置き換わるようにした請求項１または２に記載の現場打ち杭工法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の第１実施形態を示すもので、削孔底近くに円筒状重錘よりなる固化材注入器具４を挿入した状態の断面図である。
削孔する際には、特許第３８３３６２４号に開示したように上下方向の連結をワンタッチで行うようにした角筒形ドリルロッド（又は角形外套付ドリルパイプ、図示省略）の先端に取り付けたビットにより設定深さまで孔曲がりを起こすことなく垂直に削孔する。ドリルロッドを引き上げたのち、削孔１内に孔径より小径とした円筒状重錘形の固化剤注入器具４を孔底近くまで吊り下ろすが、注入器具４の内部に設けたカプラー２ａに固化材圧送用高圧ホース（例えば直径５０〜７０ｍｍ）２の先端を固着して、ワイヤ３を用いて重錘を孔底まで吊り下ろす。
注入器具（円筒状重錘）４は、円形の上板４a、円筒形の側板４ｂ、上板４aを貫通して側板中央に固着された内筒（固化材圧送受口）４ｃ、内筒内に設けた高圧ホース２のカプラー２ａとから構成され、さらに側板４ｂの縁部に数個のワイヤ掛止部４ｄを備えており、内筒を除く上板４a、円筒形の側板４ｂで囲まれた部分は重錘部材５とされている。
【０００９】
上記のように、高圧ホース２の下部先端近くに固着された下端開口円筒状の固化剤注入器具４は、円形上板の中央に高圧ホース２が連結され、円筒状側板は、高圧ホース２より大径で、削孔壁との間に余裕をもたせ、かつ当該ホースの下端とほぼ同等の長さを有しており、この注入器具４を孔底より少し浮かせた状態まで吊り下げ静止させる。このように、孔底より少し浮かせた状態まで吊り下げ静止状態で、高圧ホース２により削孔１内に固化剤を送り込み、孔内全容積に確実に固化材を充填する。次いで図５〜６について後記するように、固化剤を充填した孔内に芯材９を建て込む。この際、泥水の比重を１．０４から１．３５に維持すると共に、送水量を従来工法の４〜８倍程度として、スライムの排出速度を大きくしてスライム巻き込みを少なくする。
【００１０】
前記のように、送水量を大きくしてスライムの排出を従来工法の４〜６倍とするが、スライム排出量（速度リットル/毎分）が２倍以下であるとスライム巻き込みが従来と大差なく、４倍以上でもスライム巻き込み量を大幅に少なくことが認められない。また、泥水の比重を１．０４以下のときはスライム排出速度が充分でなく、１．３５以上としてもスライムの巻き込み量の減少が向上しない。固化材の比重に対し泥水比重が１．１８以下であると固化材と泥水と混ざり合わず完全に分離して注入される。比重差０．２０程度なら格別の効果が認められない。なお、表１に示すように、角套形ドリルロッド又はドリルパイプ内部の鋼管は内径１５０ｍｍ、２００ｍｍとしたときには、角套部は２７０×２７０ｍｍと３５０×３５０ｍｍの２種類が使用される。
【００１１】
【表１】
【００１２】
通常のドリルパイプで削孔する工法では、掘削孔内の泥水の比重、ゲル化状態、スライム沈殿、孔曲がりなど、掘削終了後の孔内状況が予測出来ないため、掘削孔内に芯材又は鉄筋篭を建て込み、その後に固化剤として杭の使用目的に応じ生コン、モルタル、貧配合モルタル等を孔内泥水と置換して充填していた。
本発明では、掘削直後に固化剤を注入してから芯材を建て込むようにし、掘削時には太い角筒形ロッドを前記のように、ワンタッチジョイント式ドリルロッドを使用したうえ送水量を従来工法の数倍とすることで、スライムの排出を早くし、スライム捲き込みを少なくしたため泥水比重が高くならない。すなわち、孔内で固化剤が泥水と混じり合わない条件として泥水比重が高くならないことが重要なポイントである。このように、ロッドが太い（角筒）ため削孔の孔曲がりを殆んど起ささず、掘削後の孔内状況が常に安定した状況になっているので、固化剤充填後に芯材を正確に建て込むことができる。ただし、固化剤として生コンクリートを使用する場合には従来工法と同じく鉄筋又は芯材建込み後に生コンクリートを打設する。
また、従来工法では芯材建て込みを先行する。その間に孔内泥水中に混入する細粒スライムが沈殿し孔底に残留してしまう現象が見られた。次に、細い注入パイプを使って、再度孔内を洗浄しながら充填材を孔底から孔底より圧送し細い注入パイプを通して充填していたが、芯材が障害となり充填材が完全に孔内泥水と置換して充填することはできなかった。これに対し、本発明では、重錐筒の上部センターに設けたカップラーに接続した高圧ホースを用いて固化剤を孔底から充填し、注入量に応じて除々に重錐筒を引き上げることによって、充填材を孔内泥水と確実に置換して充填することができる。
【００１３】
また、本発明では、図１〜４に示すように、円筒状重錐の上部センターに設けたカップラー２ａにより接続した高圧ホースを用いて固化剤を孔底から充填し、注入量に応じて除々に重錐を引き上げることによって、孔内泥水と置換して固化剤を充填することが可能となる。固化剤を圧送する際には、孔内安定液と充填剤との流動性及び比重差が小さく、2種類の流体（安定剤液と充填材液）が孔内で混ざり合わないようにして置き換えることが重要であるが、本工法では、固化剤と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、（ａ）下端を開口させた円筒状重錐を使用し、比重差が０．１５〜０．２０のときには、（ｂ）前記重錘外周に削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のリング状鍔、プレートリングまたはヒレを固着した円筒状重錘を使用し、若しくは（ｃ）外周下部に下端を結束したスカート状ヒレを具えた円筒状重錐を使用し、該重錘を削孔底近くに挿入して重錐下部から削孔底に固化剤を圧送することで、前記スカート状ヒレの結束部が開放されて削孔底の泥水と混ざり合わずに注入充填した固化材と完全に置き換わるようにした。
【００１４】
図２は、プレートリング又はヒレ付き泥水注入用重錘を垂下して固化剤を注入する状態を示す本発明の第２実施態様の断面図である。
固化剤と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、図１に示すように、下端を開口させた円筒状重錐である注入器具を使用し、比重差が０．１５〜０．２０のときには、図２に示すように、重錘下端を開口させると共に、外周壁３ｂに削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のプレートリングまたはヒレ６、６を固着した円筒状重錘３を用いて孔底まで吊り下ろし固化剤を孔底より徐々に充填することで、安定液と固化材とが混ざり合うことなく置き換わる。固化剤を注入する際に、2種類の流体（安定液と充填剤液）の比重差が少ないと孔内で混ざり合って固化強度が不足するので、混ざり合わないようにして置き換えることが重要であるが、重錐３の円筒外壁に上下間隔をおいて弾力性のある円環状のシート４、４を取り付ける。
【００１５】
図３は、下端周壁に取り付けた逆流防止用のスカート状ヒレ具の下端を結束した状態の重錘を垂下した状態を示す本発明の第３実施態様の断面図。図４は、図３において、削孔底近くでスカート状ヒレ具の下端結束を解いて孔内に固化材を注入する状態を示す断面図である。
図３に示すように、弾力性ある逆流防止用の円筒ヒレ（プレートリング又はボール状）７の上部７ａを重錘側板下部近くに固着して垂れ下げる場合には、スカート状のシートは長目にして泥水が入り込まないように紐８で結ぶ。シート内部に圧力が加わると紐８が外れるようにしておき、或いは、孔底まで高圧ホースを取り付けてある円筒状重錐４を孔底まで投下したらスカート状の下部近くを絞って結んだシート７の結束紐８が注入圧を受け外れて円柱状に開かせ（図４）、孔底から泥水と混ざり合わずに充填剤を充填し安定液と完全に置き換える。注入量を見ながら重錐を徐々に引き上げて行くことで安定剤液と充填剤液が孔内で混ざり合わないようにして置き換える。注入器具（円筒状重錘）４の下部にスカート状の弾力性のある円柱のシート７を取り付ける場合（図３）には、スカート状のシートを長目にして上の個所を泥水が入り込まないように紐で結んでシート内部に圧力が加わると外れる（図４）ようにしておき、さらに、孔底まで高圧ホースを取り付けてある重錐を孔底まで投下したのち、充填材をスカート状の元を結んだシートが円柱状に開き孔底から泥水と混ざり合わずに注入充填し安定液と完全に置き換え注入量を見ながら重錐を徐々に引き上げる。
【００１６】
従来工法はボーリングマシンに使用するドリリングロッド（掘管）の内径５０〜８０ｍ／ｍ前後で内径が小さいことから泥水を圧送する際、流動抵抗が大きくなり圧送量が従来では５００リットル／分程度であった。本工法は角ロッドの掘管の内径が大きい（例えば１５０〜２００ｍ／ｍ）ことから送水量を多く圧送できる、即ち、従来工法の数倍送水量が多いので、スライムを押し上げる管外流速が早くなりスライムを早く搬出できる。
削孔１の終了後に、注入器具（円筒状重錘）４を孔底より少し浮かせた状態まで吊り下げ静止させる。デリバリーホース（高圧ホース）を通して固化剤９を圧送し、固化剤が孔底に到達したら重錐４を孔底まで下げ、小さく上下運動させて孔底スライムを除去すると同時に固化剤を孔底に確実に充填させ、杭先端と支持層の密着性を高める。注入作業は重錐３を上下運動させながら静かに、徐々に上の方に移動させ、孔底に均等に固化剤が充填されるように注入作業を続ける。すなわち、下部に富配合固化材注入後、重錐を上下させて撹拌したのち、富配合固化剤が充填された上まで引き上げ、引き続き貧配合固化剤を注入することも可能である。
【００１７】
図５は、削孔内に固化材を充填したのち、１杭毎に芯材１０を建て込んで芯材入りラップ杭とした状態の平面図であり、図６は杭孔１内に固化剤を充填したのち、全杭孔に固化剤７を充填した場合のラップ杭孔列の平面図である。
芯材１０を建て込む際には、重錐３を孔底から少し浮かせた状態まで吊り下げ静止させる。高圧ホース２を通して固化剤を圧送し、固化剤が孔底に到達したら重錐を孔底まで下げ、小さく上下運動させる。孔底スライムを除去すると同時に固化剤を孔底に確実に充填させ、杭先端と支持層の密着性を高める。注入作業は、重錐を上下に運動させながら徐々に上の方に移動させ、孔底に均等に固化材が均等に充填されるように注入作業を続ける。固化材を孔底から充填し、注入量に応じて除々に重錐筒を引き上げながら孔内泥水と置換する。圧送する際に、孔内安定剤と固化剤との比重差が小さい場合でも、前記2種類の流体（安定剤液と充填剤液）が孔内で混ざり合わないようにして置き換えることができる。
【００１８】
本発明に使用するワンタッチジョイント式ドリルロッドは、角ロッドで断面積が大きく剛体で孔曲がりしないロッドであって、掘削ビットはガイドとなる鋼管が長く重量が大きいので下げ振りの原理のようにしてロッドの自重にて吊り掘りする掘削方法を取ることができ、垂直精度が高く孔曲がりしないように工夫されていること。また、ここに開発した掘削機は回転トルクが大きく回転テーブル方式にて角ロッドに強力な回転トルクを直接伝達する仕組になっていることなど、である。このため、下記のような効用を発揮する。すなわち、従来工法のボーリングマシンを使ったBH工法では、上記の理由で孔曲がりするので連続柱列式BH杭を構築しても孔が曲がっているので杭間の間が空いてしまい止水性が期待できないことから補助工法として止水の為の薬液注水工法が採用されてきました。本工法は確実にラップ杭にて連続柱列杭の施行が出来るので止水目的の薬液注水工事が不要になり工費が大幅に低減し、工期短縮も期待できる。さらに、施工場所が狭く止水目的の薬液注入工事に必要な用地が無い場合にも有効な工法である。
【００１９】
ボーリングマシンを使った従来工法での連続柱列杭の充填剤は、富配合のモルタルを使用して強度のある接触杭の構築をして来たが、本発明では現場で砂分を使用しないで、設計上必要な強度を有する流動性のある固化剤（例えばセメントとベントナイトの混合物であるＣＢ）を現場で練って充填剤として使用する。従来工法では先行杭が強度の出ない貧配合モルタルを充填剤として使用すると両側の先行杭に狭まれた後行杭の掘削時に強度のない先行杭の一方に孔曲がりして事前に建て込んである芯材に回転ビットが当たり、場合によっては衝撃を受け掘削を中断したり、ロッドが切断したりする事故を招くので、富配合モルタルを使用してきた。さらに、杭間に隙間が出るので止水対策として薬液注入工法が補助工法として採用せざるを得なかったが、本発明は角形型ドリリングロッドを使用して削孔するため従来工法のごとき孔曲がりを起こさず連続してラップ杭の施工ができる。したがって、上記のような補助工法等を必要としない。
【００２０】
狭隘な場所における場所打ち杭工法には、設備規模が小さいことからＢＨ工法（ボーリングマシンを使用する安定液正循環方法）とＴＢＨ（トップドライブリバース）工法とが主に採用されている。本工法はこれら二つの工法の特性を兼ね備えると共に、如何なる施工条件でも対応できる。
すなわち、施工順序からみると、従来工法は、掘削→芯材建込み→注入であるに対し、本工法は、掘削→固化材注入充填→芯材建込みで、確実に固化剤の充填ができる。連続柱列杭について従来工法では、連続Ｈ鋼モルタル杭なので杭間の隙間が生じるため、止水用として補助工法の薬液注入が必要であったが、本発明工法によれば、連続ラップ杭の施工が可能で、かつ止水用補助工法としての薬液注入工法が不要となる。さらに、固化材注入について、従来工法は、掘削後に芯材建込みしてから細い注入パイプを挿入しモルタルを孔底より圧送し充填するので不完全な充填となる。本工法では、掘削後に重錐を使って固化剤を注入充填してから最後に芯材を建て込むので、孔壁全面に固化剤が確実に注入充填される。
【００２１】
図５は、削孔内に固化材を充填したのち、１つおき杭孔１に芯材１０を建て込んで芯材有りの杭孔と芯材なしの杭孔を交互に配列してラップ杭とした状態の平面図である。この場合に、前者（芯材有りの杭孔）に富配合固化材を充填し、後者（芯材なしの杭孔）に貧配合固化材を充填してもよい。図６は、全杭孔に芯材１０を建て込んで固化材を充填したラップ杭の平面図である。
【００２２】
上記のように本発明は、比重の似通った流体を用いたとしても泥水と固化剤とを置き換える施工法である。ラップ連続杭の施工が可能であるため、止水用薬液注水工事は不要になる。オーガー工法の場合のように、掘削した後の孔内にセメントミルクを投入しオーガービットを引き抜きながら土砂とセメントミルクを練り混ぜた後、芯材を押し込んで建て込むものとは異なる。したがって、ボーリングマシンを使ったＢＨ工法への適用に限らず、トップドライブリバース工法（ＴＢＨ工法）にも適用でき、安定液の正・逆循環方式両方の掘削方法に適用可能である。従来工法は掘削後孔内に芯材を建て込んだ後に細い注入用パイプを孔底迄挿入してから置き換えるが充填が不完全である。本工法では、掘削直後に円筒状の重錐に圧送用高圧ホースを取り付けて吊り降ろし、孔底より注入量に応じて徐々に充填して行くので全面に確実に固化剤が充填される。固化剤と孔内泥水との比重差の度合いの違いで３種類の注入用重錐を使い分ける。なお、支持杭に芯材を挿入する際に、杭の下部は富配合固化剤を、上部は貧配合固化剤を注入充填しても良いが、土留杭の場合には全杭孔に貧配合固化剤を注入充填する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】掘削孔底近くに垂下した注入器具（円筒状重錘）から削孔内に固化剤を注入する状態を示す本発明の第１実施態様の断面図。
【図２】プレートリング又はヒレ付き泥水注入器具を垂下して固化剤を注入する状態を示す本発明の第２実施態様の断面図。
【図３】円筒状重錘の下端周壁に固着したスカート状ヒレ具の下端を結束して垂下した状態を示す本発明の第３実施態様の断面図。
【図４】図３において、削孔底近くでスカート状ヒレ具の下端結束を解いて孔内に固化剤を注入する状態を示す断面図。
【図５】削孔内に固化材を充填したのち、１杭毎に芯材を建て込んで芯材入りラップ杭とした状態の平面図。
【図６】全杭孔に芯材を建て込んで固化剤を充填したラップ杭の平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１ 削孔 ２ 高圧ホース
２ａ カプラー ３ ワイヤ
４ 注入器具（円筒状重錘） ４a 重錐の上板
４ｂ 重錐の側板 ４ｃ 内筒（固化剤圧送受口）
４ｄ ワイヤ掛止部 ５ 注入器具内部の重錘部材
６ プレ−トリング(ヒレ) ７ スカート状ヒレ具（筒状シート）
７ａ スカート状ヒレ具の固着部 ８ 結束部（結束紐）
９ 固化剤 １０ 芯材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角筒形ドリリングロッドにより削孔の孔曲がりを殆んど起さないようにして削孔後、高圧ホースを用いて削孔内に固化剤を注入してから芯材を建て込む杭工法であって、
前記高圧ホースの先端近くに当該ホースより大径で、中央に固化材注入用通路を有する円筒状重錐を固着して削孔内に固化剤を送り込み、固化剤を削孔底からの泥水と混ざり合わずに注入充填し、注入量に応じて前記重錐を徐々に引き上げることにより、削孔内で安定液と固化材とが混ざり合うことなく置き換えたのち、孔内に芯材を建て込むことを特徴とする現場打ち杭工法。
【請求項２】
前記泥水の比重を１．０４から１．３５に維持すると共に、送水量を従来工法の４〜８倍程度として、スライムの排出速度を大きくしてスライム巻き込みを少なくするようにした請求項１に記載の現場打ち杭工法。
【請求項３】
固化材と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、（ａ）下端中央を開口させた円筒状重錐を使用し、
比重差が０．１５〜０．２０のときには、（ｂ）下端中央を開口させた前記重錘の外周に、削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のリング状鍔、プレートリングまたはヒレを固着した円筒状重錘、若しくは（ｃ）外周下部に下端を結束して垂れ下げたスカート状ヒレを具えた円筒状重錐を使用し、
前記（ｂ）の鍔付き円筒状重錘の場合には、リング状鍔、プレートリングまたはヒレによって削孔壁と密着させて固化剤が充填でき、（ｃ）のスカート状ヒレを具えた円筒状重錐の場合には、該重錘を削孔底近くに挿入したのち、固化剤圧送によるヒレ部内圧上昇により前記結束部が開放されて重錐下部から削孔底に固化剤を圧送することで、前記削孔底の泥水と混ざり合わずに注入充填した固化材と完全に置き換わるようにした請求項１または２に記載の現場打ち杭工法。
【請求項１】
角筒形ドリリングロッドにより削孔の孔曲がりを殆んど起さないようにして削孔後、高圧ホースを用いて削孔内に固化剤を注入してから芯材を建て込む杭工法であって、
前記高圧ホースの先端近くに当該ホースより大径で、中央に固化材注入用通路を有する円筒状重錐を固着して削孔内に固化剤を送り込み、固化剤を削孔底からの泥水と混ざり合わずに注入充填し、注入量に応じて前記重錐を徐々に引き上げることにより、削孔内で安定液と固化材とが混ざり合うことなく置き換えたのち、孔内に芯材を建て込むことを特徴とする現場打ち杭工法。
【請求項２】
前記泥水の比重を１．０４から１．３５に維持すると共に、送水量を従来工法の４〜８倍程度として、スライムの排出速度を大きくしてスライム巻き込みを少なくするようにした請求項１に記載の現場打ち杭工法。
【請求項３】
固化材と掘削孔内泥水との比重差が大きい場合には、（ａ）下端中央を開口させた円筒状重錐を使用し、
比重差が０．１５〜０．２０のときには、（ｂ）下端中央を開口させた前記重錘の外周に、削孔壁に近接する幅を有し、かつ当該重錘の外周高さ方向に間隔をおいて弾力性のある数段のリング状鍔、プレートリングまたはヒレを固着した円筒状重錘、若しくは（ｃ）外周下部に下端を結束して垂れ下げたスカート状ヒレを具えた円筒状重錐を使用し、
前記（ｂ）の鍔付き円筒状重錘の場合には、リング状鍔、プレートリングまたはヒレによって削孔壁と密着させて固化剤が充填でき、（ｃ）のスカート状ヒレを具えた円筒状重錐の場合には、該重錘を削孔底近くに挿入したのち、固化剤圧送によるヒレ部内圧上昇により前記結束部が開放されて重錐下部から削孔底に固化剤を圧送することで、前記削孔底の泥水と混ざり合わずに注入充填した固化材と完全に置き換わるようにした請求項１または２に記載の現場打ち杭工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１２０３１（Ｐ２０１０−１１２０３１Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８４０９８（Ｐ２００８−２８４０９８）
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（５９６００８２５３）▲高▼嶋建設工事株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（５９６００８２５３）▲高▼嶋建設工事株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]