JP4412168B2 - Steel pipe pile construction method and buckling prevention jig - Google Patents
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Description
本発明は、中空形状に形成された鋼管杭を地中に貫入する鋼管杭の施工方法及び座屈防止治具に関する。 The present invention relates to a construction method and buckling preventing jig of the steel pipe pile penetrating the steel pipe pile formed in the intermediate air-shape in the ground.
従来から、低振動、低騒音、無排土で施工可能な杭の施工方法として、鋼管杭等、中空形状に形成された杭に対し、地上に設置した施工機械を用いて回転力を与えつつ、この杭を地中に貫入して埋設する杭の施工方法が用いられている。このような杭の施工方法としては、例えば、特許文献1及び特許文献2に記載されているものがある。
Conventionally, as a method of constructing piles that can be constructed with low vibration, low noise, and no soil removal, while applying a rotational force to piles formed in a hollow shape, such as steel pipe piles, using construction machines installed on the ground The construction method of the pile which embeds this pile in the ground and embeds is used. As a construction method of such a pile, for example, there are those described in
特許文献1に記載された杭の施工方法に用いられる杭は、円筒形状の杭と、掘削刃が設けられ杭の下端面に固設されている底板と、杭の外径の約2倍の外径を有し杭の下端側外周面に結合される螺旋翼とから形成されている。この杭の施工方法は、比較的軟弱な地盤に対して、杭に回転力を与えながら地中に押圧することにより、杭の下方に位置する土砂を掘削刃によって軟化させつつ、杭外周面の未掘削土砂中に螺旋翼を食い込ませ、土砂の有する耐力を反力として、杭を地中へ推進させることにより、杭を地中に貫入して埋設するものである。このような杭の施工方法であれば、杭の下方で軟化した土砂を杭外周面に押し出しながら掘削するため、地中の土砂を地上へ排土することなく杭を埋設することが可能である。また、杭下端側外周面に結合された螺旋翼によって、杭の施工が容易となるとともに、施工後の杭は、螺旋翼の面積に応じた大きな先端支持力を得ることが可能である。
The pile used for the construction method of the pile described in
また、特許文献2に記載された杭の施工方法に用いられる杭は、円筒形状の杭と、杭の内部に設けられたスクリュー状の閉塞板とから形成されている。この杭の施工方法は、杭を閉塞板の推進方向に回転させつつ地中へ圧入し、杭の下端が地盤の支持層付近に達した後は、杭を反転させつつ地中へ圧入することにより、杭の下端内部に圧密土を形成しつつ杭を地中に貫入して埋設するものである。このような杭の施工方法であれば、杭の下端内部に形成された圧密土によって杭の先端閉塞効果が促進されるため、施工後の杭の有する先端支持力が増加する。
Moreover, the pile used for the construction method of the pile described in
また、地上に設置した施工機械を用いて杭に回転力を与えつつ地中に埋設される杭としては、上述した杭の施工方法に用いられる杭の他にも、例えば特許文献3に記載された杭がある。この杭は、円筒形状の鋼管によって形成された複数の単管を、それぞれの軸方向に沿って組み合わせて形成されており、各単管の内部には少なくとも一つの補強部材が溶接等によって設置されている。このような杭であれば、杭に生じる座屈長さが補強部材によって短縮されるため、杭の有する座屈耐力を向上させることが可能となり、杭の貫入時に生じる座屈を防止することが可能となる。
しかしながら、特許文献1に記載された杭の施工方法では、杭の下端に底板が固設されているため、杭の下方で軟化して杭外周面に押し出された土砂により作用する土圧によって、杭に座屈が生じるおそれがある。このため、杭に生じる座屈を防止するために、杭の板厚を構造物の支持に必要な板厚よりも増加させる必要があり、杭の製造コストが増加してしまう。
However, in the construction method of the pile described in
また、特許文献2に記載された杭の施工方法では、杭の内部のみにスクリュー状の閉塞板が設けられているため、杭に回転力を与えても、杭を地中へ貫入するために必要な推進力を得ることが困難である。特に、杭の内部に土砂が入り、杭の内部が閉塞状態となった後は、閉塞板が土砂に埋まっているために杭の推進力を得る方法が無くなってしまい、固い地盤への杭の貫入が困難となる。
Moreover, in the construction method of the pile described in
また、特許文献3に記載した杭では、補強部材を溶接等によって杭の内部に設置しているため、補強部材の設置作業が困難となり、杭の製造コストが増加してしまうという問題がある。
ここで、杭の貫入時に作用する土圧は、貫入時に杭を上下させる等、杭の外周面にある土砂を軟化させつつ移動させることにより、ある程度低減することが可能である。しかし、杭の貫入時に杭を上下させると、杭の施工作業が長期化してしまう。また、杭を上下させることによって土砂が軟化する度合は、施工機械を操作するオペレータの熟練度による影響が大きいため不確実である。さらに、杭の外周面にある土砂を軟化させても、地盤によっては土砂の軟化状態が短時間で回復してしまう場合もある。また、杭の貫入時に杭を上下させると、杭の外周面にある土砂が地上へ排出されてしまうため、無排土での杭の施工作業を行うことができない。さらに、杭の貫入時に杭を上下させる方法では、杭周面の地盤を乱してしまい、周面摩擦が低下してしまうおそれがある。
Moreover, in the pile described in patent document 3, since the reinforcement member is installed in the inside of a pile by welding etc., the installation operation of a reinforcement member becomes difficult and there exists a problem that the manufacturing cost of a pile will increase.
Here, the earth pressure acting upon the penetration of the pile can be reduced to some extent by moving the earth and sand on the outer peripheral surface of the pile while softening, such as moving the pile up and down at the time of penetration. However, if the pile is moved up and down during the penetration of the pile, the construction work of the pile will be prolonged. In addition, the degree to which the soil is softened by moving the pile up and down is uncertain because it is greatly affected by the skill level of the operator who operates the construction machine. Furthermore, even if the earth and sand on the outer peripheral surface of the pile are softened, depending on the ground, the softened state of the earth and sand may be recovered in a short time. Moreover, since the earth and sand in the outer peripheral surface of a pile will be discharged | emitted to the ground if a pile is moved up and down at the time of penetration of a pile, the construction work of a pile without an undrained soil cannot be performed. Furthermore, in the method of raising and lowering the pile at the time of the penetration of the pile, the ground on the circumferential surface of the pile is disturbed, and the circumferential friction may be reduced.
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、貫入時に杭に作用する土圧、トルク、押込み力や引き抜き力等の外力によって生じる座屈を防止することが可能であり、杭の貫入性能及び施工後の杭の先端支持力の向上が可能な杭の施工方法及び座屈防止治具を提供することを課題とする。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and can prevent buckling caused by an external force such as earth pressure, torque, pushing force and pulling force acting on the pile at the time of penetration. An object of the present invention is to provide a pile construction method and a buckling prevention jig capable of improving the penetration performance of the pile and the tip supporting force of the pile after construction.
前記課題を解決するために、本発明のうち、請求項1に記載した発明は、中空形状の鋼管杭を地中に埋設する鋼管杭の施工方法であって、
前記鋼管杭の内周面のうち前記鋼管杭に座屈が生じる可能性が高い位置の内周面を鋼管杭の外径方向に押圧しながら、前記鋼管杭を地中へ貫入し、その貫入時に前記鋼管杭に生じる座屈を防止することを特徴とするものである。
本発明によると、鋼管杭の内周面を外径方向に押圧することにより、鋼管杭の貫入時に作用する土圧等によって生じる座屈を防止しながら、鋼管杭を地中へ貫入することが可能となる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
While pressing the inner circumferential surface of the position is likely to buckling occurs in the steel pipe pile of the inner peripheral surface of the steel pipe pile in the outer diameter direction of the steel pipe pile, penetrate the steel pipe pile into the ground, its penetration It is characterized by preventing buckling sometimes occurring in the steel pipe pile .
According to the present invention, by pressing the inner peripheral surface of the steel pipe pile in the outer diameter direction, the steel pipe pile can be penetrated into the ground while preventing buckling caused by earth pressure acting when the steel pipe pile is penetrated. It becomes possible .
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した発明であって、先端部又は外周に翼状板を有する前記鋼管杭を回転し、前記翼状板のねじ作用により前記鋼管杭を地中に貫入することを特徴とするものである。
本発明によると、鋼管杭の先端部又は外周に結合された翼状板によって、鋼管杭の地中への推進力が向上し、鋼管杭の地盤への貫入性能及び施工後の鋼管杭が有する先端支持力が向上する。
Next, the invention described in
According to the present invention, the wing-like plate which is coupled to the distal end or the outer periphery of the steel pipe pile, improved driving force for underground steel pipe pile, the tip having the penetration performance and steel pipe pile after the construction of the ground of the steel pipe pile Supporting force is improved.
次に、請求項3に記載した発明は、中空形状の鋼管杭の内部に挿入され、前記鋼管杭の内周面のうち前記鋼管杭の地中への貫入時に鋼管杭に座屈が生じる可能性が高い位置の内周面を、前記鋼管杭の外径方向に押圧する座屈防止治具であって、
前記鋼管杭の内部に挿入されるとともに内部に流体を注入することにより膨張する袋体と、前記袋体の内部に流体を注入する流体注入手段と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、鋼管杭の内部に挿入した袋体の内部に流体を注入して袋体を膨張させ、膨張した袋体の有する流体圧によって、鋼管杭の内周面を外径方向に押圧することにより、鋼管杭の貫入時に作用する土圧等によって生じる座屈を防止することが可能となる。
Next, the invention described in claim 3 is inserted into a hollow steel pipe pile, and buckling may occur in the steel pipe pile when the steel pipe pile penetrates into the ground out of the inner peripheral surface of the steel pipe pile. the inner peripheral surface of the sex and the elevated position, a buckling preventing jig for pressing the outer diameter direction of the steel pipe pile,
A bag body that is inserted into the steel pipe pile and expands by injecting a fluid therein, and a fluid injection means for injecting a fluid into the bag body are provided. .
According to the present invention, fluid is injected into the inside of the bag body inserted into the steel pipe pile to inflate the bag body, and the inner peripheral surface of the steel pipe pile is pressed in the outer diameter direction by the fluid pressure of the expanded bag body. By doing so, it becomes possible to prevent buckling caused by earth pressure or the like acting when the steel pipe pile is penetrated.
次に、請求項4に記載した発明は、中空形状の鋼管杭の内部に挿入され、前記鋼管杭の内周面のうち前記鋼管杭の地中への貫入時に鋼管杭に座屈が生じる可能性が高い位置の内周面を、前記鋼管杭の外径方向に押圧する座屈防止治具であって、
前記鋼管杭の内部に挿入されるとともに鋼管杭の内周面と対向する押圧部と、前記鋼管杭の径方向に伸縮することにより前記押圧部を鋼管杭の径方向に移動させる伸縮部と、前記伸縮部を伸縮させる駆動部と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、鋼管杭の内部において、伸縮部を鋼管杭の径方向に伸縮して押圧部を鋼管杭の径方向に移動させることによって、鋼管杭の内周面を外径方向に押圧することにより、鋼管杭の貫入時に作用する土圧等によって生じる座屈を防止することが可能となる。
Next, the invention described in claim 4 is inserted into the hollow steel pipe pile, and buckling may occur in the steel pipe pile when the steel pipe pile penetrates into the ground out of the inner peripheral surface of the steel pipe pile. the inner peripheral surface of the sex and the elevated position, a buckling preventing jig for pressing the outer diameter direction of the steel pipe pile,
A pressing part that is inserted into the steel pipe pile and faces the inner peripheral surface of the steel pipe pile; and an expansion / contraction part that moves the pressing part in the radial direction of the steel pipe pile by expanding and contracting in the radial direction of the steel pipe pile; And a drive unit that expands and contracts the expansion / contraction part.
According to the present invention, inside the steel pipe pile, the inner peripheral surface of the steel pipe pile is pressed in the outer diameter direction by expanding and contracting the elastic part in the radial direction of the steel pipe pile and moving the pressing part in the radial direction of the steel pipe pile. This makes it possible to prevent buckling caused by earth pressure acting when the steel pipe pile is penetrated.
本発明によれば、鋼管杭の貫入時に作用する土圧等によって鋼管杭に生じる座屈を防止することにより、鋼管杭の板厚を適切な厚さとするとともに、鋼管杭の貫入性能及び施工後の鋼管杭が有する先端支持力を向上させることが可能となるため、コスト低減及び施工効率の向上が可能となる。 According to the present invention, by preventing the buckling occurring in the steel pipe pile by the soil pressure and the like which acts upon penetration of the steel pipe pile, with the as the plate thickness of the steel pipe pile suitable thickness, penetration of the steel pipe pile performance and after construction Since it is possible to improve the tip supporting force of the steel pipe pile, it is possible to reduce costs and improve construction efficiency.
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
まず、図1を参照して本発明の第一の実施形態の構成を説明する。
図1に示すように、本実施形態の鋼管杭1は、円筒形状の鋼管によって形成されており、鋼管杭1の先端部には、一対の翼状板2が結合されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG .
As shown in FIG. 1, the
一対の翼状板2は、それぞれ平板状の鋼板によって半円形に形成されており、鋼管杭1の軸方向から見て円が形成されるように組み合わせられるとともに、鋼管杭1の先端側開口部を閉塞するように、鋼管杭1の先端部に結合されている。一対の翼状板2を組み合わせて形成した円の外径は、鋼管杭1の外径の1.5〜3倍程度となっている。また、一対の翼状板2はともに、鋼管杭1の中心軸に対して所定の傾斜をなすように結合されており、一対の翼状板2同士は、互いの中心部付近のみ結合されている。
The pair of
このような鋼管杭1を施工する際は、鋼管杭1の貫入時に作用する土圧等によって鋼管杭1に生じる座屈を防止するために、座屈防止治具を用いて施工作業を行う。以下、座屈防止治具の構成を説明する。
座屈防止治具は、鋼管杭1の内部に挿入される袋体4と、袋体4の内部へ流体6を注入する流体注入手段8とを備えている。
When constructing such a
The buckling prevention jig includes a bag body 4 inserted into the
袋体4はゴム等の弾性材料を一体成形して形成されており、内部に流体6を注入して膨張しても破損することのない強度を有している。また、袋体4は鋼管杭1の内部において、内部に流体6を注入して膨張した際に、鋼管杭1の内周面を鋼管杭1の外径方向に押圧するように配置されている。ここで、鋼管杭1の内周面のうち、膨張した袋体4によって鋼管杭1の内周面から外径方向に押圧される位置は、鋼管杭1の板厚や地盤の状態によって変化するが、通常は鋼管杭1の先端から4〜5m上方である。流体6としては、例えば空気や水を用いる。
The bag body 4 is formed by integrally molding an elastic material such as rubber, and has a strength that does not break even if the
流体注入手段8は、例えばポンプによって形成されており、袋体4の内部へ注入する流体6の量を調節することにより、膨張した袋体4の有する流体圧を所定の圧力に調節する。ここで、所定の圧力は、鋼管杭1の板厚や地盤の状態等によって変化するが、通常は0.5〜1.5MPa程度の圧力とする。また、流体注入手段8は、流体6の吐出口を有しており、流体6の吐出口は袋体4の内部と連通している。
The fluid injection means 8 is formed by, for example, a pump, and adjusts the fluid pressure of the expanded bag body 4 to a predetermined pressure by adjusting the amount of the
次に、本実施形態の作用・効果等を説明する。
本実施形態の鋼管杭1の施工作業は、以下に示す手順によって行われる。
まず、ベースマシン等によって、鋼管杭1を地面に対して直立に支持するとともに、一対の翼状板2の底面をそれぞれ地面に接触させる。そして、鋼管杭1に対し、オーガモータや全周回転機等によって回転力を与えるとともに、必要に応じて押込み力負荷装置によって鉛直方向下向きの押圧力を与えることによって、鋼管杭1を先端側から地中にねじ込みつつ貫入する。
Next, functions and effects of this embodiment will be described.
The construction work of the
First, the
また、鋼管杭1の貫入を行うとともに、流体注入手段8によって袋体4の内部に流体6を注入して袋体4を膨張させる。そして、膨張した袋体4によって、鋼管杭1の内周面を鋼管杭1の外径方向に所定の圧力で均一に押圧する。このとき、流体注入手段8は、流体6の注入量を調節することにより、膨張した袋体4の有する流体圧を所定の圧力に調節する。
Moreover, while penetrating the
鋼管杭1を先端側から地中にねじ込みつつ貫入すると、一対の翼状板2によって、鋼管杭1の下方に位置する土砂が軟化して鋼管杭1の外周側に押し出され、この土砂によって、鋼管杭1の外周面に土圧が作用する。このとき、鋼管杭1の内周面は、内部に流体6を注入して膨張した袋体4によって、鋼管杭1の外径方向に所定の圧力で押圧されているため、鋼管杭1に生じる座屈は防止されている。
When the
鋼管杭1を所定の深度まで貫入して鋼管杭1の埋設を終了し、袋体4を膨張させた状態で所定の時間が経過した後、袋体4の内部に注入されている流体6を排出する。ここで、所定の時間とは、鋼管杭1の外周面に作用する土圧が低下する時間である。なお、鋼管杭1の外周面に作用する土圧が低下する主な要因としては、例えば、地中に含まれる間隙水が消散することによる間隙水圧の低下がある。袋体4の内部から流体6を排出する際は、例えば袋体4の下方に開閉自在な排出孔を設け、この排出孔から流体6を排出してもよい。また、流体注入手段8を、吐出口及び吸入口を有する構成とするとともに、吐出口及び吸入口と袋体4の内部とを連通させることにより、袋体4の内部に注入した流体6を吸入口から流体注入手段8へ戻す構成としてもよい。
After the
袋体4の内部に注入されている流体6を排出した後、袋体4を鋼管杭1の内部から回収して地上に取り出し、鋼管杭1の施工作業を終了する。
したがって、本実施形態の鋼管杭1の施工方法によれば、鋼管杭1を地中に貫入する際に、内部に流体6を注入して膨張させた袋体4によって、鋼管杭1の内周面を鋼管杭1の外径方向に所定の圧力で押圧するため、鋼管杭1に生じる座屈が防止される。このため、鋼管杭1の板厚を必要以上に増加させる必要がなく、鋼管杭1の製造コストを低下させることが可能となる。
After the
Therefore, according to the construction method of the
また、鋼管杭1の先端部に結合した一対の翼状板2によって、鋼管杭1の地中への推進力が向上するため、鋼管杭1の有する地盤への貫入性能が向上して、固い地盤への鋼管杭1の施工が容易となる。また、一対の翼状板2を組み合わせて形成した円の外径を、鋼管杭1の外径の1.5〜3倍程度としたため、施工後の鋼管杭1は高い先端支持力を有することとなる。
Further, since the propulsion force of the
さらに、鋼管杭1の施工後は、袋体4の内部から流体6を排出し、その袋体4を鋼管杭1の内部から回収して地上に取り出すため、袋体4を再利用することが可能となり、作業コストの低減が可能となる。
また、袋体4を回収した後の鋼管杭1の内部には、例えば建設現場の残土等、環境に悪影響を与えない廃棄物を投入することが可能であるため、残土等の搬送作業や処理作業を省略することが可能となり、作業コストの低減及び作業効率の向上が可能となる。また、鋼管杭1の内部に廃棄物等を投入する代わりに、例えばコンクリートを打設すると、鋼管杭1の剛性が向上する。
Furthermore, after construction of the
In addition, waste that does not adversely affect the environment, such as residual soil at the construction site, can be introduced into the
また、膨張した袋体4によって、鋼管杭1の内周面を外径方向に所定の圧力で押圧することにより、鋼管杭1の剛性が増加する結果、鋼管杭1の施工時に鋼管杭1に対して作用する、トルクや押込み力、引き抜き力等の外力によって、鋼管杭1に損傷が生じることを防止することが可能となる。
また、鋼管杭1を所定の深度まで貫入し、袋体4を膨張させた状態で所定の時間が経過した後に、袋体4の内部に注入されている流体6を排出するため、この所定の時間を、例えば、全体の作業工程において次に施工する鋼管杭1の施工準備等、他の作業を行う時間とすることにより、全体の作業工程に支障をきたすことなく施工作業を行うことが可能となるため、施工効率が向上する。
Also, depending on the bag 4 inflated by pressing with a predetermined pressure an inner peripheral surface in the outer diameter direction of the
Moreover, in order to discharge | emit the
なお、本実施形態の鋼管杭1の施工方法では、袋体4を、一体成形した弾性材料によって形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、袋体4の内部に円環状の鋼材を配置して袋体4を形成してもよい。この場合、袋体4の強度が向上して袋体4が再利用可能となる回数が増加し、コストの低減が可能となる。
In addition, in the construction method of the
また、本実施形態の鋼管杭1の施工方法では、鋼管杭1の埋設が終了し、袋体4を膨張させた状態で所定の時間が経過した後に、袋体4の内部に注入されている流体6を排出し、袋体4を鋼管杭1の内部から回収したが、これに限定されるものではない。すなわち、袋体4を再利用しない場合、内部に流体6を注入して膨張させた状態のままで、袋体4を鋼管杭1の内部に残置してもよく、内部に注入されている流体6を排出した袋体4を、鋼管杭1の内部に残置してもよい。また、流体6として、例えば硬化前のコンクリート等の所定時間経過後に硬化する流体を用い、流体6として用いたコンクリートが硬化した後は、この硬化したコンクリートによって鋼管杭1の剛性を向上させる構成としてもよい。
Moreover, in the construction method of the
さらに、本実施形態の鋼管杭1の施工方法では、袋体4を、鋼管杭1の内部において一箇所にのみ配置したが、これに限定されるものではなく、袋体4を複数個用いて、鋼管杭1の内部の複数個所に袋体4を配置する構成としてもよい。
また、本実施形態の鋼管杭1の施工方法では、鋼管杭1の貫入を行うとともに、流体注入手段8によって袋体4の内部に流体6を注入して袋体4を膨張させたが、これに限定されるものではなく、例えば土圧等の外力が鋼管杭1に大きく作用し始める深度において、袋体4を膨張させてもよい。
Furthermore, in the construction method of the
Moreover, in the construction method of the
また、本実施形態の鋼管杭1の施工方法では、鋼管杭1を円筒形状の鋼管によって形成したが、これに限定されるものではなく、中空形状であれば、例えば径方向の断面が多角形の鋼管によって鋼管杭1を形成してもよい。
また、本実施形態で用いた鋼管杭1では、鋼管杭1の先端側開口部を一対の翼状板2によって閉塞したが、これに限定されるものではなく、鋼管杭1の先端を開口端としてもよい。この場合、例えば鋼管杭1の内部に円板等を配置することにより、鋼管杭1の内部における土の上昇を防止して、袋体4の配置及び回収を容易にすることが好適である。
Moreover, in the construction method of the
Moreover, in the
また、本実施形態で用いた鋼管杭1では、一対の翼状板2をともに平板状に形成したが、これに限定されるものではない。すなわち、鋼管杭1の地中への推進力が向上する形状であれば、例えば螺旋状であってもよい。
また、本実施形態で用いた鋼管杭1では、鋼管杭1の先端部に一対の翼状板2を結合することによって鋼管杭1の先端側開口部を閉塞したが、これに限定されるものではなく、鋼管杭1の先端を閉塞する閉塞部材と、翼状板2とを別体で構成してもよい。この場合、翼状板2を結合する位置は鋼管杭1の先端部に限定されず、鋼管杭1の外周において任意の位置に翼状板2を結合することが可能となる。また、鋼管杭1の外周に翼状板2を結合することにより、翼状板2を結合した位置における鋼管杭1の剛性が向上する。
Moreover, in the
Moreover, in the
また、本実施形態で用いた鋼管杭1では、一対の翼状板2を組み合わせて形成した円の外径を、鋼管杭1の外径の1.5〜3倍程度としたが、これに限定されるものではない。なお、一対の翼状板2を組み合わせて形成した円の外径が大きくなると、鋼管杭1の下方で軟化する土砂の量が増えるため、鋼管杭1の外周面に作用する土圧が低下する。このため、例えば、地盤の状態が均一な場所における鋼管杭1の施工作業であれば、一対の翼状板2を組み合わせて形成した円の外径の大きさに応じて、所定の圧力を変化させてもよい。
Moreover, in the
また、本実施形態で用いた鋼管杭1では、鋼管杭1の先端部のみに一対の翼状板2を結合したが、これに限定されるものではなく、鋼管杭1の先端部に一対の翼状板2を結合するとともに、鋼管杭1の外周の任意の位置に、鋼管杭1の地中への推進力が向上する形状の翼状板2を結合する構成としてもよい。
また、本実施形態で用いた鋼管杭1では、鋼管杭1の先端部に一対の翼状板2を結合したが、これに限定されるものではなく、翼状板2を有していない構成としてもよい。
Moreover, in the
Moreover, in the
また、本実施形態の座屈防止治具は、鋼管杭1に対し、回転力を与えるとともに鉛直方向下向きの押圧力を与えることによって、鋼管杭1を先端側から地中にねじ込みつつ貫入する鋼管杭1の施工方法に用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、鋼管杭1に対して回転力を与えずに鉛直方向下向きの押圧力を与えることによって、鋼管杭1を先端側から地中に貫入する鋼管杭の施工方法(打撃工法)や、予め所定の深さまで掘削した後、鋼管杭1を埋設する施工方法(先掘り工法)、鋼管杭1の中空部を掘削しながら鋼管杭1を埋設する施工方法(中掘り工法)等に用いても良い。
Moreover, the buckling prevention jig | tool of this embodiment is the steel pipe which penetrates, while screwing the
次に、図2を参照して本発明の第二の実施形態の構成を説明する。なお、上述した第一の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
図2に示すように、本実施形態の鋼管杭1は、上述した第一の実施形態と、座屈防止治具の構成が異なっている。すなわち、第一の実施形態における座屈防止治具が、袋体4及び流体注入手段8を備えている代わりに、本実施形態における座屈防止治具は、押圧部10と、伸縮部12及び駆動部14を備えている。
Next, the configuration of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to 1st embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
As shown in FIG. 2, the
押圧部10は、鋼管杭1の内部に挿入され、鋼管杭1の内周面に対応した形状に湾曲した鋼板によって形成されており、鋼管杭1の内周面と対向する面には、ゴム等の弾性材料が設けられている。また、押圧部10の鋼管杭1の内周面と対向する面は、鋼管杭1の内部において、鋼管杭1の内周面を押圧するように配置されている。
The
伸縮部12は、鋼管杭1の径方向に伸縮する機構を有しており、先端部には押圧部10が連結されており、基端部は駆動部14に連結されている。また、伸縮部12は、一つの駆動部14に複数連結されており、各伸縮部12は、それぞれ異なる方向に伸縮する。なお、本実施形態では、伸縮部12が四つの場合を例にして説明しているが、伸縮部12の数はこれに限定されるものではない。また、一つの駆動部14に一つの伸縮部12を連結した構成としてもよい。
駆動部14は、油圧アクチュエータ等の機械的手段によって形成されており、伸縮部12を鋼管杭1の径方向に伸縮させる。また、駆動部14は、押圧部10による鋼管杭1の内周面への押圧力が所定の圧力となるように、伸縮部12の伸縮量を調節する。
その他の構成は、上述した第一の実施形態と同様である。
The expansion /
The
Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.
次に、図3及び図4を参照して、本実施形態の作用・効果等を説明する。なお、座屈防止治具の作用・効果を除くその他の作用・効果は、上述した第一の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態の鋼管杭1の施工作業は、以下に示す手順によって行われる。
第一の実施形態と同様の手順によって鋼管杭1の貫入を行うとともに、図3に示すように、伸縮部12を鋼管杭1の外径方向に伸張させる。なお、図3は、伸縮部12を鋼管杭1の外径方向に伸張させ、押圧部10の鋼管杭1の内周面と対向する面によって、鋼管杭1の内周面を外径方向に押圧した状態を、鋼管杭1の下端側から見た図である。
Next, with reference to FIG.3 and FIG.4, the effect | action and effect, etc. of this embodiment are demonstrated. Since the other operations and effects other than the operation and effects of the buckling prevention jig are the same as those in the first embodiment described above, detailed description thereof will be omitted.
The construction work of the
The
このとき、駆動部14によって、押圧部10による鋼管杭1の内周面への押圧力が所定の圧力となるように、伸縮部12の伸縮量を調節する。そして、押圧部10によって、鋼管杭1の内周面を鋼管杭1の外径方向に所定の圧力で押圧する。
鋼管杭1を下端側から地中にねじ込みつつ貫入すると、一対の翼状板2によって、鋼管杭1の下方に位置する土砂が軟化して鋼管杭1の外周側に押し出され、この土砂によって、鋼管杭1の外周面に土圧が作用する。このとき、鋼管杭1の内周面は、押圧部10の鋼管杭1の内周面と対向する面によって、鋼管杭1の外径方向に所定の圧力で押圧されているため、鋼管杭1に生じる座屈は防止されている。
At this time, the expansion / contraction amount of the expansion /
When the
鋼管杭1を所定の深度まで貫入して鋼管杭1の埋設を終了し、伸縮部12が伸張した状態で所定の時間が経過した後、図4に示すように、伸縮部12を鋼管杭1の中心軸方向に収縮させて、押圧部10を鋼管杭1の内周面から離す。なお、図4は、伸縮部12を鋼管杭1の中心軸方向に収縮させた状態を、鋼管杭1の下端側から見た図である。
伸縮部12を収縮させた後、押圧部10と、伸縮部12及び駆動部14を鋼管杭1の内部から回収して地上へ取り出し、鋼管杭1の施工作業を終了する。
After the
After the expansion /
したがって、本実施形態の鋼管杭1の施工方法によれば、鋼管杭1を地中に貫入する際に、押圧部10によって、鋼管杭1の内周面を鋼管杭1の外径方向に所定の圧力で押圧するため、鋼管杭1に生じる座屈が防止される。このため、鋼管杭1の板厚を、鋼管杭1を施工するために必要以上に増加させる必要がなく、鋼管杭1の製造コストを低下させることが可能となる。
また、鋼管杭1の施工後は、伸縮部12を収縮させ、押圧部10と、伸縮部12及び駆動部14を鋼管杭1の内部から回収するため、これらを備えた座屈防止治具を再利用することが可能となり、作業コストの低減が可能となる。
Therefore, according to the construction method of the
Further, after the construction of the
なお、本実施形態の鋼管杭1の施工方法では、伸縮部12を鋼管杭1の外径方向に伸張させることにより、鋼管杭1の内周面を、押圧部10によって所定の圧力で押圧する構成としたが、これに限定されるものではない。すなわち、鋼管杭1の内周面を機械的手段によって所定の圧力で押圧する構成であればよく、例えば、パンタグラフのような構成のものであってもよい。
また、本実施形態の鋼管杭1の施工方法では、座屈防止治具を、押圧部10を一段のみ備える構成としたが、これに限定されるものではなく、押圧部10を、鋼管杭1の深度方向に複数断又は連続的に設けてもよい。
その他の作用・効果は、上述した第一の実施形態と同様である。
In addition, in the construction method of the
Moreover, in the construction method of the
Other actions and effects are the same as those of the first embodiment described above.
図5に、地盤のN値と深さとの関係を示す。図5中に示されているように、N値は、地盤の深さが16mとなる辺りから急激に上昇し、地盤の深さが20mとなる辺りまで大きな値であり、地盤の深さが22mとなる辺りから低下する。このように、地盤の深さが16m〜22mとなる辺りのN値が大きな範囲においては、鋼管杭に座屈が生じる可能性が高い。ここで、急激に上昇したN値の地盤の深さは、鋼管杭の先端から約4〜5m程度上方の位置であるため、この位置において鋼管杭の内周面を鋼管杭の外径方向に所定の圧力で押圧するように、座屈防止治具を配置することが、鋼管杭に生じる座屈を防止するために好適であることが確認された。 FIG. 5 shows the relationship between the N value and the depth of the ground. As shown in FIG. 5, the N value rises rapidly from the vicinity where the depth of the ground is 16 m, and is a large value until the depth of the ground becomes 20 m. It drops from around 22m. Thus, in the range where the N value near the ground depth of 16 m to 22 m is large, the steel pipe pile is likely to buckle. Here, the depth of ground of sharply elevated N values, because the tip of the steel pipe pile is a position of about 4~5m about upwardly, the inner peripheral surface of the steel pipe pile at this position in the outer diameter direction of the steel pipe pile It was confirmed that it is preferable to arrange a buckling prevention jig so as to press at a predetermined pressure in order to prevent buckling occurring in the steel pipe pile.
ここで、図6(a)に示す本発明例では、鋼管杭1の内部において、急激に上昇したN値の地盤の位置、すなわち、鋼管杭1の内周面のうち、鋼管杭1に座屈が生じる可能性が高い位置の内周面を押圧するように、袋体4が配置されている。そして、内部に流体6を注入して膨張した袋体4によって、鋼管杭1の内周面のうち、鋼管杭1に座屈が生じる可能性が高い位置の内周面を、鋼管杭1の外径方向に所定の圧力で押圧している。したがって、鋼管杭1の板厚を増加させることなく、鋼管杭1に生じる座屈を防止することが可能となっている。
Here, in the example of the present invention shown in FIG. 6 (a), the
また、図6(b)に示す従来例では、鋼管杭1の板厚を増加させることにより、鋼管杭1に生じる座屈を防止している。
ここで、図5に示すような状態の地盤において、構造物を支持するために必要な鋼管杭1の板厚は14mmである。そして、従来例では、鋼管杭1の板厚を18mmに増加することにより鋼管杭1に生じる座屈を防止しているが、本発明例では、鋼管杭1の板厚を14mmとしたままで鋼管杭1に生じる座屈を防止している。したがって、本発明例では、鋼管杭1の板厚を増加させることなく鋼管杭1に生じる座屈を防止することが可能であり、鋼管杭1の製造コストを低減可能であることが確認された。
Further, in the conventional example shown in FIG. 6B, buckling that occurs in the
Here, in the ground in the state as shown in FIG. 5, the plate thickness of the
1 鋼管杭
2 翼状板
4 袋体
6 流体
8 流体注入手段
10 押圧部
12 伸縮部
14 駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記鋼管杭の内周面のうち前記鋼管杭に座屈が生じる可能性が高い位置の内周面を鋼管杭の外径方向に押圧しながら、前記鋼管杭を地中へ貫入し、その貫入時に前記鋼管杭に生じる座屈を防止することを特徴とする鋼管杭の施工方法。 A steel pipe pile construction method for burying a hollow steel pipe pile in the ground,
While pressing the inner peripheral surface of the inner peripheral surface of the steel pipe pile in the outer diameter direction of the steel pipe pile, the steel pipe pile penetrates into the ground, and the penetration A construction method of a steel pipe pile characterized by preventing buckling that sometimes occurs in the steel pipe pile.
前記鋼管杭の内部に挿入されるとともに内部に流体を注入することにより膨張する袋体と、前記袋体の内部に流体を注入する流体注入手段と、を備えたことを特徴とする座屈防止治具。 Is inserted into the steel pipe pile hollow, the inner circumferential surface of the penetration time of likely positions buckling occurs in the steel pipe pile into the ground of the steel pipe pile of the inner peripheral surface of the steel pipe pile, the steel pipe A buckling prevention jig that presses in the outer diameter direction of the pile,
Buckling prevention comprising: a bag body inserted into the steel pipe pile and inflated by injecting a fluid therein; and a fluid injection means for injecting a fluid into the bag body jig.
前記鋼管杭の内部に挿入されるとともに鋼管杭の内周面と対向する押圧部と、前記鋼管杭の径方向に伸縮することにより前記押圧部を鋼管杭の径方向に移動させる伸縮部と、前記伸縮部を伸縮させる駆動部と、を備えたことを特徴とする座屈防止治具。 Is inserted into the steel pipe pile hollow, the inner circumferential surface of the penetration time of likely positions buckling occurs in the steel pipe pile into the ground of the steel pipe pile of the inner peripheral surface of the steel pipe pile, the steel pipe A buckling prevention jig that presses in the outer diameter direction of the pile,
A pressing part that is inserted into the steel pipe pile and faces the inner peripheral surface of the steel pipe pile; and an expansion / contraction part that moves the pressing part in the radial direction of the steel pipe pile by expanding and contracting in the radial direction of the steel pipe pile; A buckling prevention jig comprising: a drive unit that expands and contracts the expansion and contraction unit.
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