鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法
【課題】鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成された杭を地盤に圧入する際、杭を安定的に固定することが可能な鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法を提供すること。
【解決手段】鋼管１２と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根１４とを有する鋼管杭１０が地盤に回転圧入されるとき、鋼管杭が貫通し、螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面１１４を有する振れ止め部材１１０を備えることを特徴とする。
【解決手段】鋼管１２と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根１４とを有する鋼管杭１０が地盤に回転圧入されるとき、鋼管杭が貫通し、螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面１１４を有する振れ止め部材１１０を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法に関し、鋼管の外周に螺旋羽根が形成された鋼管杭を地盤に圧入する際に適した鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭は、例えば、建築物や、道路、鉄道高架橋、橋台、鉄塔等の土木構造物の上部構造物を支持するため、地盤に施工される。このとき、鋼管杭は、例えば全旋回オールケーシング掘削機や自走式の小型重機などの鋼管杭回転圧入装置を使用して、回転されながら地盤に圧入される。このような回転圧入用鋼管杭には、例えば、特許文献１に開示された杭先端に螺旋状羽根を設けたものがある。また、回転圧入用鋼管杭には、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成されたもの（回転圧入摩擦杭）もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、３点式杭打ち機や小型鋼管杭回転圧入機などの施工機械を用いて、回転圧入用鋼管杭を地盤に圧入する際、施工中に杭を杭芯位置に保持するため、振れ止めと呼ばれる施工治具が用いられる。振れ止めは、通常、施工機械の下部、即ち地盤面近くに取り付けられ、杭の外周を把持して杭を固定する。
【０００５】
特許文献１に開示されているような杭の先端にのみ螺旋羽根が設けられている鋼管杭の場合、振れ止めは、螺旋羽根が設けられていない鋼管部分を把持することができ、安定的に杭を固定することができる。しかし、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成された回転圧入摩擦杭の場合、螺旋羽根が鋼管部分から突設しているため、鋼管部分を把持していた従来の振れ止めでは鋼管部分を把持することができない。従って、振れ止めを用いずにリーダレス型杭打ち機などによって回転圧入摩擦杭の施工を行う場合があるが、杭芯の精度が悪化するという問題がある。
【０００６】
一方、振れ止めの内径を、回転圧入摩擦杭の螺旋羽根の外径に合わせて、従来の振れ止めよりも内径を拡大すれば、振れ止めを用いて杭を固定することができる。しかし、杭が地中の礫などにぶつかって杭の振動が大きくなったとき、螺旋羽根が振れ止めの上端部に乗り上げてしまうことがある。その結果、螺旋羽根が折れ曲がるなどの損傷が生ずるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成された杭を地盤に圧入する際、杭を安定的に固定することが可能な、新規かつ改良された鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、鋼管杭が貫通し、螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする鋼管杭施工治具が提供される。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、鋼管杭が貫通し、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする鋼管杭施工治具が提供される。
【００１０】
地盤面に敷設され、振れ止め部材を固定する板部材を更に備えてもよい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記に記載の鋼管杭施工治具と、鋼管杭を回転させて鋼管杭を地盤に圧入する駆動部とを備え、鋼管杭施工治具を地盤面近くで支持することを特徴とする鋼管杭施工装置が提供される。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、鋼管杭を振れ止め部材に貫通させるステップと、鋼管杭を地盤に回転圧入するステップとを備えることを特徴とする鋼管杭施工方法が提供される。
【００１３】
鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、鋼管杭を振れ止め部材に貫通させるステップと、鋼管杭を地盤に回転圧入するステップとを備えることを特徴とする鋼管杭施工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成された杭を地盤に圧入する際、杭を安定的に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭施工装置１００を示す側面図である。
【図２】同実施形態に係る鋼管杭施工装置１００の振れ止め１１０を示す平面図である。
【図３】同実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図である。
【図４】同実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図である。
【図５】同実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図である。
【図６】同実施形態に係る振れ止め１１０及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭施工治具２１０を示す斜視図である。
【図８】従来の振れ止め１及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭施工装置１００について説明する。図１は、本実施形態に係る鋼管杭施工装置１００を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る鋼管杭施工装置１００の振れ止め１１０を示す平面図である。図３〜図５は、本実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図であり、回転圧入摩擦杭１０が貫通している状態を示す。また、図３→図４→図５の順番で、回転圧入摩擦杭１０が地盤に圧入していく様子を示している。図６は、本実施形態に係る振れ止め１１０及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。
【００１８】
鋼管杭施工装置１００は、例えば小型鋼管杭回転圧入機であり、回転圧入摩擦杭１０を地盤に回転圧入する。なお、本実施形態は、小型鋼管杭回転圧入機の例を示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、３点式杭打ち機など、その他の鋼管杭回転圧入装置であってもよい。
【００１９】
鋼管杭施工装置１００が回転圧入する回転圧入摩擦杭１０は、例えば、建築物や、道路、鉄道高架橋、橋台、鉄塔等の土木構造物の上部構造物を支持するため、地盤に施工される。回転圧入摩擦杭１０は、鋼管杭の一例であり、図３〜図５に示すように、鋼管１２と、螺旋羽根１４などからなる。
【００２０】
鋼管１２は、例えば、中空の円形鋼管である。杭径Ｄｐは、例えば１００ｍｍ〜１２００ｍｍのサイズであり、構造物の強度設計等に応じてサイズが決定される。
【００２１】
螺旋羽根１４は、板状部材であり、鋼管１２の一端側から他端側まで連続して、鋼管１２の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に設けられる。螺旋羽根１４が設けられることによって、回転圧入摩擦杭１０の先端のみに螺旋状羽根が設けられる場合に比べて、回転圧入摩擦杭１０に、より高い推進力を与えることができる。また、羽根径Ｄｗを摩擦力による支持力算定に必要な杭の外径とみなすことができ、螺旋羽根１４によって杭外径を太くできるため、鋼管径を太くして支持力を向上させる必要がない。その結果、回転圧入摩擦杭１０の作製に必要な鋼材の量を低減できる。
【００２２】
螺旋羽根１４は、螺旋羽根１４の板部分の短辺が鋼管１２と接続する。鋼管１２と螺旋羽根１４との接続は、例えば、溶接によって行われる。螺旋羽根１４は、鋼管１２との接続部分である基部１４ｂから先端１４ａまで突出しており、螺旋羽根１４の突出長さと杭径Ｄｐを合わせて、外径は羽根径Ｄｗとして表される。羽根径Ｄｗは、例えば１．２Ｄｐ〜１．５Ｄｐのサイズであり、場合によっては、２．０Ｄｐまでのサイズとすることができる。羽根径Ｄｗを１．５Ｄｐのように大きくすることによって、回転圧入摩擦杭１０を地盤に圧入する際、推進力を増加させることができる。
【００２３】
螺旋羽根１４が鋼管１２の外周を１周したときの隣接する螺旋羽根１４間の距離を羽根ピッチＰｃｈとすると、羽根ピッチＰｃｈは、例えば０．６Ｄｗ〜２Ｄｗである。但し、羽根ピッチＰｃｈが大きくなりすぎると、ほぼ羽根ピッチどおりの貫入施工が難しくなることもある。また、鉛直力作用時に羽根一周分あたりに作用する荷重が大きくなりすぎることも考えられる。従って、羽根径Ｄｗ（杭径Ｄｐ）の大きさに合わせて、羽根ピッチＰｃｈを広げすぎないほうがよい場合もある。なお、羽根ピッチＰｃｈが小さくなりすぎると、鋼材の量が増加するため、羽根ピッチＰｃｈは得られる推進力と鋼材の量とのバランスで決定することができる。
【００２４】
鋼管杭施工装置１００は、回転圧入摩擦杭１０を地盤に回転圧入するときに、螺旋羽根１４が羽根ピッチＰｃｈ（羽根ピッチ±１０％程度の許容）どおりに埋設できるように、即ち、螺旋羽根１４が地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節する。回転圧入摩擦杭１０を地盤に圧入する際、螺旋羽根１４は地盤中において常に同じ位置を通過することになる。その結果、螺旋羽根１４間の地盤Ｓ２をかき乱すことがなく、螺旋羽根１４間に地盤Ｓ２が密実に充填される。そして、回転圧入摩擦杭１０は、回転圧入摩擦杭１０の周囲の地盤Ｓ１と、密実な螺旋羽根１４間の地盤Ｓ２との土のせん断強度によって、上からの荷重を支持することができる。このとき、羽根径Ｄｗが回転圧入摩擦杭１０の外径とみなして、支持力を計算してもよい。
【００２５】
鋼管杭施工装置１００は、駆動部１０２と、振れ止め１１０、振れ止め支持部１２０などを有する。
【００２６】
駆動部１０２は、回転圧入摩擦杭１０の上端部を固定して、回転圧入摩擦杭１０を回転させる。これにより、回転圧入摩擦杭１０は下端部から軸方向に地盤に圧入されていく。
【００２７】
振れ止め１１０は、振れ止め部材の一例であり、回転圧入摩擦杭１０の地盤圧入時における杭芯の位置ずれを防止する。振れ止め１１０は、図１に示すように、振れ止め支持部１２０を介して鋼管杭施工装置１００に固定される。振れ止め１１０は、リーダに沿って上下させることが出来るが、施工時には通常、地盤面近くで支持される。地盤面近くで支持されることによって、圧入時における回転圧入摩擦杭１０の揺れを効率良く抑制することができる。
【００２８】
振れ止め１１０は、図２に示すように、例えば把持部材１１２ａ、１１２ｂ（以下、総称して把持部材１１２ともいう。）と、支持部材１１６などからなる。
【００２９】
把持部材１１２は、２つの把持部材１１２ａ、１１２ｂからなる。２つの把持部材１１２ａ、１１２ｂはそれぞれ、一端側で支点部材１１８を介して支持部材１１６と接続され、両者は支点部材１１８を中心として回転する。地盤圧入前に回転圧入摩擦杭１０を吊り込みながら鋼管杭施工装置１００に設置するとき、把持部材１１２は、図２の二点鎖線で示したような開状態にされる。そして、鋼管杭施工装置１００に回転圧入摩擦杭１０が設置されると、把持部材１１２は閉状態にされる。閉状態にされたとき、把持部材１１２ａ、１１２ｂは、回転圧入摩擦杭１０の地盤圧入時に開かないよう、把持部材１１２ａ、１１２ｂの他端側で固定部材１１９によって固定される。
【００３０】
把持部材１１２は、図３〜図５に示すように、回転圧入摩擦杭１０が地盤に回転圧入されるとき、回転圧入摩擦杭１０が貫通する。把持部材１１２の高さＨは、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上である。把持部材１１２は、螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）と同一又は螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）以上の内径を有し、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で螺旋羽根１４の先端部分１４ａと接触又は近接する筒形状の内壁面１１４を有する。把持部材１１２の内壁面１１４は、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で回転圧入摩擦杭１０の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で回転圧入摩擦杭１０の先端部分１４ａと接触又は近接する。なお、把持部材１１２の内径は、回転圧入摩擦杭１０の杭芯が位置ずれしないような範囲の大きさとし、内径を大きくしすぎないようにする必要がある。
【００３１】
振れ止め支持部１２０は、一端側で支持部材１１６と接続され、他端側で鋼管杭施工装置１００の車体側と接続されて振れ止め１１０を支持する。
【００３２】
上述した通り、本実施形態の把持部材１１２、即ち、振れ止め１１０の高さは、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上にするとよい。これによって、地盤圧入時において、振れ止め１１０の振れ止め効果を十分に発揮させることができ、回転圧入摩擦杭１０の杭芯のずれを防止できる。
【００３３】
次に、鋼管杭施工装置１００を用いた回転圧入摩擦杭１０の施工手順について説明する。
まず、鋼管杭施工装置１００を、回転圧入摩擦杭１０が施工される場所に配置する。そして、鋼管杭施工装置１００が施工場所に載置された状態で、回転圧入摩擦杭１０を吊り込んで、振れ止め１１０の中に回転圧入摩擦杭１０を設置する。次に、鋼管杭施工装置１００の位置や向き、回転圧入摩擦杭１０の鉛直度を調整すると同時に、回転圧入摩擦杭１０を杭芯位置に一致させる。
【００３４】
そして、鋼管杭施工装置１００が回転圧入摩擦杭１０を回転圧入する。その結果、上記のような本実施形態の振れ止め１１０によって、地盤圧入時に振れ止め１１０の振れ止め効果を十分に発揮させることができ、回転圧入摩擦杭１０の杭芯のずれを防止できる。また、回転圧入摩擦杭１０を施工位置に精度良く埋設することができる。
【００３５】
次に、本実施形態の振れ止め１１０が回転圧入摩擦杭１０の揺れを止める作用について説明する。
まず、従来の振れ止め１について説明する。図８は、従来の振れ止め１及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。図８に示すように従来の振れ止め１は、振れ止め１（把持部材２）の高さｈが低く、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍未満であった。この場合、回転圧入摩擦杭１０の中心を通るように、長手方向に振れ止め１１０を切断したとき、振れ止め１は、螺旋羽根１４を常に１点、又は２点で回転圧入摩擦杭１０の動きを止めることになる。
【００３６】
このような従来の振れ止め１を用いたとき、回転圧入摩擦杭１０において図８中のｑ方向に回転力が生じたとき、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４が、振れ止め１の内壁面４に当たる。その結果、回転圧入摩擦杭１０は実際に回転することなく振れ止め効果が得られる。しかし、回転圧入摩擦杭１０において図８中のｐ方向に回転力が生じたとき、回転圧入摩擦杭１０は、振れ止め１の内壁面４に当たることがないため、簡単に回転してしまい、振れ止め１の振れ止め効果は得られない。そして、特に、回転圧入摩擦杭１０が地中の礫などにぶつかって杭の振動が大きくなったとき、螺旋羽根１４が振れ止め１の上端部に乗り上げてしまうことがある。その結果、螺旋羽根１４が折れ曲がるなどの損傷が生ずるという問題がある。
【００３７】
一方、本実施形態のように振れ止め１１０の高さＨが、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上であれば、図６に示すように、回転圧入摩擦杭１０の中心を通るように、長手方向に振れ止め１１０を切断したとき、振れ止め１１０は螺旋羽根１４を常に少なくとも３点で動きを止められる。例えば、図３に示すような状態で、回転圧入摩擦杭１０が振れ止め１１０を貫通しているとき、螺旋羽根１４はＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の４点で内壁面１１４と接触又は近接する。そして、回転圧入摩擦杭１０が地盤に圧入されて、回転圧入摩擦杭１０が図３から図４の状態に移動すると、螺旋羽根１４はＡ２、Ａ３、Ａ４の３点で内壁面１１４と接触又は近接する。更に、回転圧入摩擦杭１０が地盤に圧入されて、回転圧入摩擦杭１０が図４から図５の状態に移動すると、螺旋羽根１４はＡ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５の４点で内壁面１１４と接触又は近接する。
【００３８】
従って、振れ止め１１０の高さＨが、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上であれば、図６中のＰ方向又はＱ方向どちらかの方向に回転力が生じたとしても、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４が、振れ止め１１０の内壁面１１４に当たる。その結果、本実施形態の振れ止め１１０によれば、回転圧入摩擦杭１０は実際に回転することがなく、常に振れ止め効果が得られる。従って、回転圧入摩擦杭１０を安定的に固定でき、杭芯位置を維持できる。また、回転圧入摩擦杭１０が地中の礫などにぶつかって杭の振動が大きくなったとしても、螺旋羽根１４が振れ止め１の上端部に乗り上げてしまうことはなく、螺旋羽根１４が折れ曲がるなどの損傷が生ずるという問題はない。
【００３９】
また、振れ止め１１０の高さＨを、羽根ピッチＰｃｈの２倍以上にすれば、回転圧入摩擦杭１０の中心を通るように、長手方向に振れ止め１１０を切断したとき、振れ止め１１０は螺旋羽根１４を常に少なくとも４点で動きを止められる。例えば、振れ止め１１０の高さＨが、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上２倍未満のときよりも、さらに確実に回転圧入摩擦杭１０を安定的に把持できる。
【００４０】
なお、振れ止め１１０の高さＨを更に高くすると、振れ止め効果は更に上昇するが、振れ止め１１０自体の重量やコストの増加につながるため、振れ止め１１０の高さＨの選択は、これらの問題点とのバランスを考慮して適宜決定するとよい。従って、振れ止め１１０の高さＨは、羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上２倍以下の範囲が望ましい。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭施工治具２１０について説明する。図７は、本実施形態に係る鋼管杭施工治具２１０を示す斜視図である。
【００４２】
鋼管杭施工治具２１０は、振れ止め２１２と、固定部材２２０と、敷き鉄板２３０などからなる。振れ止め２１２と固定部材２２０は、敷き鉄板２３０（板部材）に隅肉溶接などによって接合される。固定部材２２０は、振れ止め２１２を敷き鉄板２３０に安定的に固定するための板状部材である。そして、敷き鉄板２３０上に、例えば図７中の３０で示す位置に、リーダレス型杭打ち機、３点式杭打ち機又は小型鋼管杭回転圧入機などの鋼管杭施工装置のキャタピラーを載置する。これによって、鋼管杭施工治具２１０を確実に固定することができる。
【００４３】
振れ止め２１２は、振れ止め部材の一例であり、回転圧入摩擦杭１０が地盤に回転圧入されるとき、回転圧入摩擦杭１０が貫通する。振れ止め２１２の高さＨは、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上である。振れ止め２１２は、螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）と同一又は螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）以上の内径を有し、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で螺旋羽根１４の先端部分１４ａと接触又は近接する筒形状の内壁面２１４を有する。振れ止め２１２の内壁面２１４は、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で回転圧入摩擦杭１０の中心を通る任意の面で切断したとき、少なくとも３点で回転圧入摩擦杭１０の先端部分１４ａと接触又は近接する。なお、振れ止め２１２の内径は、回転圧入摩擦杭１０の杭芯が位置ずれしないような範囲の大きさとし、内径を大きくしすぎないようにする必要がある。
【００４４】
振れ止め２１２が回転圧入摩擦杭１０の揺れを止める作用は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００４５】
次に、鋼管杭施工治具２１０を用いた回転圧入摩擦杭１０の施工手順について説明する。
まず、鋼管杭施工治具２１０を、回転圧入摩擦杭１０が施工される場所に配置する。このとき、振れ止め２１２の中心軸と杭芯位置を一致させる。そして、設置した敷き鉄板２３０の上に鋼管杭施工装置が乗り上げて、鋼管杭施工装置を敷き鉄板２３０上に載置する。その後、鋼管杭施工装置が敷き鉄板２３０上に載置された状態で、回転圧入摩擦杭１０を吊り込んで、振れ止め２１２の中に回転圧入摩擦杭１０を設置する。
【００４６】
そして、鋼管杭施工装置が回転圧入摩擦杭１０を回転圧入する。その結果、上記のような本実施形態の振れ止め２１２によって、第１の実施形態と同様に、地盤圧入時に振れ止め２１２の振れ止め効果を十分に発揮させることができ、回転圧入摩擦杭１０の杭芯のずれを防止できる。また、回転圧入摩擦杭１０を施工位置に精度良く埋設することができる。
【００４７】
なお、振れ止め２１２の固定方法は、本実施形態で説明した例に限定されず、他の方法によって固定してもよい。例えば、図７に示した固定部材２２０以外の部材によって振れ止め２１２を敷き鉄板２３０に固定してもよく、敷き鉄板２３０を鋼管杭施工装置以外のもので固定してもよい。また、敷き鉄板２３０を使用せず、振れ止め２１２を地盤に埋設して、振れ止め２１２を固定してもよい。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 回転圧入摩擦杭
１２ 鋼管
１４ 螺旋羽根
３０ キャタピラー載置領域
１００ 鋼管杭施工装置
１０２ 駆動部
１１０、２１２、１ 振れ止め
１１２、１１２ａ、１１２ｂ、２ 把持部材
１１４、２１４、４ 内壁面
１１６ 支持部材
１１８ 支点部材
１１９、２２０ 固定部材
１２０ 振れ止め支持部
２１０ 鋼管杭施工治具
２３０ 敷き鉄板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法に関し、鋼管の外周に螺旋羽根が形成された鋼管杭を地盤に圧入する際に適した鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭は、例えば、建築物や、道路、鉄道高架橋、橋台、鉄塔等の土木構造物の上部構造物を支持するため、地盤に施工される。このとき、鋼管杭は、例えば全旋回オールケーシング掘削機や自走式の小型重機などの鋼管杭回転圧入装置を使用して、回転されながら地盤に圧入される。このような回転圧入用鋼管杭には、例えば、特許文献１に開示された杭先端に螺旋状羽根を設けたものがある。また、回転圧入用鋼管杭には、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成されたもの（回転圧入摩擦杭）もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、３点式杭打ち機や小型鋼管杭回転圧入機などの施工機械を用いて、回転圧入用鋼管杭を地盤に圧入する際、施工中に杭を杭芯位置に保持するため、振れ止めと呼ばれる施工治具が用いられる。振れ止めは、通常、施工機械の下部、即ち地盤面近くに取り付けられ、杭の外周を把持して杭を固定する。
【０００５】
特許文献１に開示されているような杭の先端にのみ螺旋羽根が設けられている鋼管杭の場合、振れ止めは、螺旋羽根が設けられていない鋼管部分を把持することができ、安定的に杭を固定することができる。しかし、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成された回転圧入摩擦杭の場合、螺旋羽根が鋼管部分から突設しているため、鋼管部分を把持していた従来の振れ止めでは鋼管部分を把持することができない。従って、振れ止めを用いずにリーダレス型杭打ち機などによって回転圧入摩擦杭の施工を行う場合があるが、杭芯の精度が悪化するという問題がある。
【０００６】
一方、振れ止めの内径を、回転圧入摩擦杭の螺旋羽根の外径に合わせて、従来の振れ止めよりも内径を拡大すれば、振れ止めを用いて杭を固定することができる。しかし、杭が地中の礫などにぶつかって杭の振動が大きくなったとき、螺旋羽根が振れ止めの上端部に乗り上げてしまうことがある。その結果、螺旋羽根が折れ曲がるなどの損傷が生ずるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成された杭を地盤に圧入する際、杭を安定的に固定することが可能な、新規かつ改良された鋼管杭施工治具、鋼管杭施工装置及び鋼管杭施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、鋼管杭が貫通し、螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする鋼管杭施工治具が提供される。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、鋼管杭が貫通し、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする鋼管杭施工治具が提供される。
【００１０】
地盤面に敷設され、振れ止め部材を固定する板部材を更に備えてもよい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記に記載の鋼管杭施工治具と、鋼管杭を回転させて鋼管杭を地盤に圧入する駆動部とを備え、鋼管杭施工治具を地盤面近くで支持することを特徴とする鋼管杭施工装置が提供される。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、鋼管杭を振れ止め部材に貫通させるステップと、鋼管杭を地盤に回転圧入するステップとを備えることを特徴とする鋼管杭施工方法が提供される。
【００１３】
鋼管と鋼管の一端側から他端側方向に鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の螺旋羽根の外径と同一又は螺旋羽根の外径以上の内径を有し、鋼管杭が貫通した状態で鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、鋼管杭を振れ止め部材に貫通させるステップと、鋼管杭を地盤に回転圧入するステップとを備えることを特徴とする鋼管杭施工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋼管の外周に螺旋羽根が一端側から他端側方向に連続して形成された杭を地盤に圧入する際、杭を安定的に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭施工装置１００を示す側面図である。
【図２】同実施形態に係る鋼管杭施工装置１００の振れ止め１１０を示す平面図である。
【図３】同実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図である。
【図４】同実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図である。
【図５】同実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図である。
【図６】同実施形態に係る振れ止め１１０及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭施工治具２１０を示す斜視図である。
【図８】従来の振れ止め１及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭施工装置１００について説明する。図１は、本実施形態に係る鋼管杭施工装置１００を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る鋼管杭施工装置１００の振れ止め１１０を示す平面図である。図３〜図５は、本実施形態に係る振れ止め１１０を示す縦断面図であり、回転圧入摩擦杭１０が貫通している状態を示す。また、図３→図４→図５の順番で、回転圧入摩擦杭１０が地盤に圧入していく様子を示している。図６は、本実施形態に係る振れ止め１１０及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。
【００１８】
鋼管杭施工装置１００は、例えば小型鋼管杭回転圧入機であり、回転圧入摩擦杭１０を地盤に回転圧入する。なお、本実施形態は、小型鋼管杭回転圧入機の例を示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、３点式杭打ち機など、その他の鋼管杭回転圧入装置であってもよい。
【００１９】
鋼管杭施工装置１００が回転圧入する回転圧入摩擦杭１０は、例えば、建築物や、道路、鉄道高架橋、橋台、鉄塔等の土木構造物の上部構造物を支持するため、地盤に施工される。回転圧入摩擦杭１０は、鋼管杭の一例であり、図３〜図５に示すように、鋼管１２と、螺旋羽根１４などからなる。
【００２０】
鋼管１２は、例えば、中空の円形鋼管である。杭径Ｄｐは、例えば１００ｍｍ〜１２００ｍｍのサイズであり、構造物の強度設計等に応じてサイズが決定される。
【００２１】
螺旋羽根１４は、板状部材であり、鋼管１２の一端側から他端側まで連続して、鋼管１２の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に設けられる。螺旋羽根１４が設けられることによって、回転圧入摩擦杭１０の先端のみに螺旋状羽根が設けられる場合に比べて、回転圧入摩擦杭１０に、より高い推進力を与えることができる。また、羽根径Ｄｗを摩擦力による支持力算定に必要な杭の外径とみなすことができ、螺旋羽根１４によって杭外径を太くできるため、鋼管径を太くして支持力を向上させる必要がない。その結果、回転圧入摩擦杭１０の作製に必要な鋼材の量を低減できる。
【００２２】
螺旋羽根１４は、螺旋羽根１４の板部分の短辺が鋼管１２と接続する。鋼管１２と螺旋羽根１４との接続は、例えば、溶接によって行われる。螺旋羽根１４は、鋼管１２との接続部分である基部１４ｂから先端１４ａまで突出しており、螺旋羽根１４の突出長さと杭径Ｄｐを合わせて、外径は羽根径Ｄｗとして表される。羽根径Ｄｗは、例えば１．２Ｄｐ〜１．５Ｄｐのサイズであり、場合によっては、２．０Ｄｐまでのサイズとすることができる。羽根径Ｄｗを１．５Ｄｐのように大きくすることによって、回転圧入摩擦杭１０を地盤に圧入する際、推進力を増加させることができる。
【００２３】
螺旋羽根１４が鋼管１２の外周を１周したときの隣接する螺旋羽根１４間の距離を羽根ピッチＰｃｈとすると、羽根ピッチＰｃｈは、例えば０．６Ｄｗ〜２Ｄｗである。但し、羽根ピッチＰｃｈが大きくなりすぎると、ほぼ羽根ピッチどおりの貫入施工が難しくなることもある。また、鉛直力作用時に羽根一周分あたりに作用する荷重が大きくなりすぎることも考えられる。従って、羽根径Ｄｗ（杭径Ｄｐ）の大きさに合わせて、羽根ピッチＰｃｈを広げすぎないほうがよい場合もある。なお、羽根ピッチＰｃｈが小さくなりすぎると、鋼材の量が増加するため、羽根ピッチＰｃｈは得られる推進力と鋼材の量とのバランスで決定することができる。
【００２４】
鋼管杭施工装置１００は、回転圧入摩擦杭１０を地盤に回転圧入するときに、螺旋羽根１４が羽根ピッチＰｃｈ（羽根ピッチ±１０％程度の許容）どおりに埋設できるように、即ち、螺旋羽根１４が地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節する。回転圧入摩擦杭１０を地盤に圧入する際、螺旋羽根１４は地盤中において常に同じ位置を通過することになる。その結果、螺旋羽根１４間の地盤Ｓ２をかき乱すことがなく、螺旋羽根１４間に地盤Ｓ２が密実に充填される。そして、回転圧入摩擦杭１０は、回転圧入摩擦杭１０の周囲の地盤Ｓ１と、密実な螺旋羽根１４間の地盤Ｓ２との土のせん断強度によって、上からの荷重を支持することができる。このとき、羽根径Ｄｗが回転圧入摩擦杭１０の外径とみなして、支持力を計算してもよい。
【００２５】
鋼管杭施工装置１００は、駆動部１０２と、振れ止め１１０、振れ止め支持部１２０などを有する。
【００２６】
駆動部１０２は、回転圧入摩擦杭１０の上端部を固定して、回転圧入摩擦杭１０を回転させる。これにより、回転圧入摩擦杭１０は下端部から軸方向に地盤に圧入されていく。
【００２７】
振れ止め１１０は、振れ止め部材の一例であり、回転圧入摩擦杭１０の地盤圧入時における杭芯の位置ずれを防止する。振れ止め１１０は、図１に示すように、振れ止め支持部１２０を介して鋼管杭施工装置１００に固定される。振れ止め１１０は、リーダに沿って上下させることが出来るが、施工時には通常、地盤面近くで支持される。地盤面近くで支持されることによって、圧入時における回転圧入摩擦杭１０の揺れを効率良く抑制することができる。
【００２８】
振れ止め１１０は、図２に示すように、例えば把持部材１１２ａ、１１２ｂ（以下、総称して把持部材１１２ともいう。）と、支持部材１１６などからなる。
【００２９】
把持部材１１２は、２つの把持部材１１２ａ、１１２ｂからなる。２つの把持部材１１２ａ、１１２ｂはそれぞれ、一端側で支点部材１１８を介して支持部材１１６と接続され、両者は支点部材１１８を中心として回転する。地盤圧入前に回転圧入摩擦杭１０を吊り込みながら鋼管杭施工装置１００に設置するとき、把持部材１１２は、図２の二点鎖線で示したような開状態にされる。そして、鋼管杭施工装置１００に回転圧入摩擦杭１０が設置されると、把持部材１１２は閉状態にされる。閉状態にされたとき、把持部材１１２ａ、１１２ｂは、回転圧入摩擦杭１０の地盤圧入時に開かないよう、把持部材１１２ａ、１１２ｂの他端側で固定部材１１９によって固定される。
【００３０】
把持部材１１２は、図３〜図５に示すように、回転圧入摩擦杭１０が地盤に回転圧入されるとき、回転圧入摩擦杭１０が貫通する。把持部材１１２の高さＨは、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上である。把持部材１１２は、螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）と同一又は螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）以上の内径を有し、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で螺旋羽根１４の先端部分１４ａと接触又は近接する筒形状の内壁面１１４を有する。把持部材１１２の内壁面１１４は、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で回転圧入摩擦杭１０の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で回転圧入摩擦杭１０の先端部分１４ａと接触又は近接する。なお、把持部材１１２の内径は、回転圧入摩擦杭１０の杭芯が位置ずれしないような範囲の大きさとし、内径を大きくしすぎないようにする必要がある。
【００３１】
振れ止め支持部１２０は、一端側で支持部材１１６と接続され、他端側で鋼管杭施工装置１００の車体側と接続されて振れ止め１１０を支持する。
【００３２】
上述した通り、本実施形態の把持部材１１２、即ち、振れ止め１１０の高さは、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上にするとよい。これによって、地盤圧入時において、振れ止め１１０の振れ止め効果を十分に発揮させることができ、回転圧入摩擦杭１０の杭芯のずれを防止できる。
【００３３】
次に、鋼管杭施工装置１００を用いた回転圧入摩擦杭１０の施工手順について説明する。
まず、鋼管杭施工装置１００を、回転圧入摩擦杭１０が施工される場所に配置する。そして、鋼管杭施工装置１００が施工場所に載置された状態で、回転圧入摩擦杭１０を吊り込んで、振れ止め１１０の中に回転圧入摩擦杭１０を設置する。次に、鋼管杭施工装置１００の位置や向き、回転圧入摩擦杭１０の鉛直度を調整すると同時に、回転圧入摩擦杭１０を杭芯位置に一致させる。
【００３４】
そして、鋼管杭施工装置１００が回転圧入摩擦杭１０を回転圧入する。その結果、上記のような本実施形態の振れ止め１１０によって、地盤圧入時に振れ止め１１０の振れ止め効果を十分に発揮させることができ、回転圧入摩擦杭１０の杭芯のずれを防止できる。また、回転圧入摩擦杭１０を施工位置に精度良く埋設することができる。
【００３５】
次に、本実施形態の振れ止め１１０が回転圧入摩擦杭１０の揺れを止める作用について説明する。
まず、従来の振れ止め１について説明する。図８は、従来の振れ止め１及び回転圧入摩擦杭１０を示す縦断面図である。図８に示すように従来の振れ止め１は、振れ止め１（把持部材２）の高さｈが低く、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍未満であった。この場合、回転圧入摩擦杭１０の中心を通るように、長手方向に振れ止め１１０を切断したとき、振れ止め１は、螺旋羽根１４を常に１点、又は２点で回転圧入摩擦杭１０の動きを止めることになる。
【００３６】
このような従来の振れ止め１を用いたとき、回転圧入摩擦杭１０において図８中のｑ方向に回転力が生じたとき、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４が、振れ止め１の内壁面４に当たる。その結果、回転圧入摩擦杭１０は実際に回転することなく振れ止め効果が得られる。しかし、回転圧入摩擦杭１０において図８中のｐ方向に回転力が生じたとき、回転圧入摩擦杭１０は、振れ止め１の内壁面４に当たることがないため、簡単に回転してしまい、振れ止め１の振れ止め効果は得られない。そして、特に、回転圧入摩擦杭１０が地中の礫などにぶつかって杭の振動が大きくなったとき、螺旋羽根１４が振れ止め１の上端部に乗り上げてしまうことがある。その結果、螺旋羽根１４が折れ曲がるなどの損傷が生ずるという問題がある。
【００３７】
一方、本実施形態のように振れ止め１１０の高さＨが、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上であれば、図６に示すように、回転圧入摩擦杭１０の中心を通るように、長手方向に振れ止め１１０を切断したとき、振れ止め１１０は螺旋羽根１４を常に少なくとも３点で動きを止められる。例えば、図３に示すような状態で、回転圧入摩擦杭１０が振れ止め１１０を貫通しているとき、螺旋羽根１４はＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の４点で内壁面１１４と接触又は近接する。そして、回転圧入摩擦杭１０が地盤に圧入されて、回転圧入摩擦杭１０が図３から図４の状態に移動すると、螺旋羽根１４はＡ２、Ａ３、Ａ４の３点で内壁面１１４と接触又は近接する。更に、回転圧入摩擦杭１０が地盤に圧入されて、回転圧入摩擦杭１０が図４から図５の状態に移動すると、螺旋羽根１４はＡ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５の４点で内壁面１１４と接触又は近接する。
【００３８】
従って、振れ止め１１０の高さＨが、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上であれば、図６中のＰ方向又はＱ方向どちらかの方向に回転力が生じたとしても、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４が、振れ止め１１０の内壁面１１４に当たる。その結果、本実施形態の振れ止め１１０によれば、回転圧入摩擦杭１０は実際に回転することがなく、常に振れ止め効果が得られる。従って、回転圧入摩擦杭１０を安定的に固定でき、杭芯位置を維持できる。また、回転圧入摩擦杭１０が地中の礫などにぶつかって杭の振動が大きくなったとしても、螺旋羽根１４が振れ止め１の上端部に乗り上げてしまうことはなく、螺旋羽根１４が折れ曲がるなどの損傷が生ずるという問題はない。
【００３９】
また、振れ止め１１０の高さＨを、羽根ピッチＰｃｈの２倍以上にすれば、回転圧入摩擦杭１０の中心を通るように、長手方向に振れ止め１１０を切断したとき、振れ止め１１０は螺旋羽根１４を常に少なくとも４点で動きを止められる。例えば、振れ止め１１０の高さＨが、回転圧入摩擦杭１０の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上２倍未満のときよりも、さらに確実に回転圧入摩擦杭１０を安定的に把持できる。
【００４０】
なお、振れ止め１１０の高さＨを更に高くすると、振れ止め効果は更に上昇するが、振れ止め１１０自体の重量やコストの増加につながるため、振れ止め１１０の高さＨの選択は、これらの問題点とのバランスを考慮して適宜決定するとよい。従って、振れ止め１１０の高さＨは、羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上２倍以下の範囲が望ましい。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭施工治具２１０について説明する。図７は、本実施形態に係る鋼管杭施工治具２１０を示す斜視図である。
【００４２】
鋼管杭施工治具２１０は、振れ止め２１２と、固定部材２２０と、敷き鉄板２３０などからなる。振れ止め２１２と固定部材２２０は、敷き鉄板２３０（板部材）に隅肉溶接などによって接合される。固定部材２２０は、振れ止め２１２を敷き鉄板２３０に安定的に固定するための板状部材である。そして、敷き鉄板２３０上に、例えば図７中の３０で示す位置に、リーダレス型杭打ち機、３点式杭打ち機又は小型鋼管杭回転圧入機などの鋼管杭施工装置のキャタピラーを載置する。これによって、鋼管杭施工治具２１０を確実に固定することができる。
【００４３】
振れ止め２１２は、振れ止め部材の一例であり、回転圧入摩擦杭１０が地盤に回転圧入されるとき、回転圧入摩擦杭１０が貫通する。振れ止め２１２の高さＨは、回転圧入摩擦杭１０の螺旋羽根１４の羽根ピッチＰｃｈの１．５倍以上である。振れ止め２１２は、螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）と同一又は螺旋羽根１４の羽根径Ｄｗ（外径）以上の内径を有し、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で螺旋羽根１４の先端部分１４ａと接触又は近接する筒形状の内壁面２１４を有する。振れ止め２１２の内壁面２１４は、回転圧入摩擦杭１０が貫通した状態で回転圧入摩擦杭１０の中心を通る任意の面で切断したとき、少なくとも３点で回転圧入摩擦杭１０の先端部分１４ａと接触又は近接する。なお、振れ止め２１２の内径は、回転圧入摩擦杭１０の杭芯が位置ずれしないような範囲の大きさとし、内径を大きくしすぎないようにする必要がある。
【００４４】
振れ止め２１２が回転圧入摩擦杭１０の揺れを止める作用は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００４５】
次に、鋼管杭施工治具２１０を用いた回転圧入摩擦杭１０の施工手順について説明する。
まず、鋼管杭施工治具２１０を、回転圧入摩擦杭１０が施工される場所に配置する。このとき、振れ止め２１２の中心軸と杭芯位置を一致させる。そして、設置した敷き鉄板２３０の上に鋼管杭施工装置が乗り上げて、鋼管杭施工装置を敷き鉄板２３０上に載置する。その後、鋼管杭施工装置が敷き鉄板２３０上に載置された状態で、回転圧入摩擦杭１０を吊り込んで、振れ止め２１２の中に回転圧入摩擦杭１０を設置する。
【００４６】
そして、鋼管杭施工装置が回転圧入摩擦杭１０を回転圧入する。その結果、上記のような本実施形態の振れ止め２１２によって、第１の実施形態と同様に、地盤圧入時に振れ止め２１２の振れ止め効果を十分に発揮させることができ、回転圧入摩擦杭１０の杭芯のずれを防止できる。また、回転圧入摩擦杭１０を施工位置に精度良く埋設することができる。
【００４７】
なお、振れ止め２１２の固定方法は、本実施形態で説明した例に限定されず、他の方法によって固定してもよい。例えば、図７に示した固定部材２２０以外の部材によって振れ止め２１２を敷き鉄板２３０に固定してもよく、敷き鉄板２３０を鋼管杭施工装置以外のもので固定してもよい。また、敷き鉄板２３０を使用せず、振れ止め２１２を地盤に埋設して、振れ止め２１２を固定してもよい。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 回転圧入摩擦杭
１２ 鋼管
１４ 螺旋羽根
３０ キャタピラー載置領域
１００ 鋼管杭施工装置
１０２ 駆動部
１１０、２１２、１ 振れ止め
１１２、１１２ａ、１１２ｂ、２ 把持部材
１１４、２１４、４ 内壁面
１１６ 支持部材
１１８ 支点部材
１１９、２２０ 固定部材
１２０ 振れ止め支持部
２１０ 鋼管杭施工治具
２３０ 敷き鉄板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、前記鋼管杭が貫通し、前記螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記鋼管杭が貫通した状態で前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする、鋼管杭施工治具。
【請求項２】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、前記鋼管杭が貫通し、前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記鋼管杭が貫通した状態で前記鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする、鋼管杭施工治具。
【請求項３】
地盤面に敷設され、前記振れ止め部材を固定する板部材を更に備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の鋼管杭施工治具。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の鋼管杭施工治具と、
前記鋼管杭を回転させて前記鋼管杭を地盤に圧入する駆動部と、
を備え、
前記鋼管杭施工治具を地盤面近くで支持することを特徴とする、鋼管杭施工装置。
【請求項５】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の前記螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、
前記鋼管杭を前記振れ止め部材に貫通させるステップと、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入するステップと、
を備えることを特徴とする、鋼管杭施工方法。
【請求項６】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記鋼管杭が貫通した状態で前記鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、
前記鋼管杭を前記振れ止め部材に貫通させるステップと、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入するステップと、
を備えることを特徴とする、鋼管杭施工方法。
【請求項１】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、前記鋼管杭が貫通し、前記螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記鋼管杭が貫通した状態で前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする、鋼管杭施工治具。
【請求項２】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭が地盤に回転圧入されるとき、前記鋼管杭が貫通し、前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記鋼管杭が貫通した状態で前記鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を備えることを特徴とする、鋼管杭施工治具。
【請求項３】
地盤面に敷設され、前記振れ止め部材を固定する板部材を更に備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の鋼管杭施工治具。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の鋼管杭施工治具と、
前記鋼管杭を回転させて前記鋼管杭を地盤に圧入する駆動部と、
を備え、
前記鋼管杭施工治具を地盤面近くで支持することを特徴とする、鋼管杭施工装置。
【請求項５】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の前記螺旋羽根のピッチの１．５倍以上の高さであって、前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、
前記鋼管杭を前記振れ止め部材に貫通させるステップと、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入するステップと、
を備えることを特徴とする、鋼管杭施工方法。
【請求項６】
鋼管と前記鋼管の一端側から他端側方向に前記鋼管の外周に連続して螺旋状に形成された螺旋羽根とを有する鋼管杭の前記螺旋羽根の外径と同一又は前記螺旋羽根の外径以上の内径を有し、前記鋼管杭が貫通した状態で前記鋼管杭の中心を通る任意の長手方向断面で切断したとき、少なくとも３点で前記螺旋羽根の先端部分と接触又は近接する筒形状の内壁面を有する振れ止め部材を設置するステップと、
前記鋼管杭を前記振れ止め部材に貫通させるステップと、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入するステップと、
を備えることを特徴とする、鋼管杭施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５５２８３（Ｐ２０１０−２５５２８３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０６３０７（Ｐ２００９−１０６３０７）
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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