JPH0133606B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は現場打ちの造成くい工法および同工
法に使用するための造成くい打設装置に関するも
ので、構造物の支持くいの施工等に利用する。

〔従来の技術〕

従来の造成くい工法としては、振動、騒音、あ
るいはベントナイト泥水等の廃棄物の出ない無公
害工法として、アースオーガーで所定深度まで掘
削し、ビツト先端よりモルタルを注入しながら、
注入管としての内管を引抜き、モルタルくいを造
成するPIP工法や、くい打設位置の土砂とビツト
先端から噴出されるセメントミルクとを混合して
ソイルセメントのくいを造成するMIP工法等が
広く知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の現場打ち造成くい工法において
は既製くいのような施工管理を行なうことが難し
いという問題がある。すなわち、既製くいの場合
は予めくいの強度が確認でき、またくい打ち機を
用いる場合は、打込み力と沈設量との関係等から
地盤およびくいの推定支持力を出すことも比較的
容易であるが、従来の造成くい工法では施工後の
調査により沈下量等をもとに推定するしか方法が
なく、またくい自体の強度も地上での配合試験で
は実際の強度が得られないため信頼性に乏しく、
無駄な使われ方をされている場合もある。

また、施工管理が困難なことと関連して、注入
したモルタル等の硬化材の注入状況等が確認でき
ず、部分的に注入不足あるいは硬化材の流出等が
生じる場合がある。

この発明の工法および装置は、このような問題
点を解決するために発明されたもので、造成くい
の施工にあたり、硬化材注入時に下向きに所定の
押圧力がかかるように、穿孔装置の引抜き速度を
制御することにより、硬化材の注入を確実なもの
とし、造成くいの施工においても十分な施工管理
を可能とし、信頼性の高い造成くいを得ることを
目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の造成くい工法は、まず外管としての
ケーシング１１と注入管を兼ねた内管１２とを、
一体として回転させながら、リーダーマスト３０
に沿つて所定深度まで沈設する。なお、通常内管
１２先端に掘削用のビツト１８を設け、土砂はヘ
ツド１７により側方へ押しやる方式等を採用す
る。そして、引抜き時に内管１２の先端よりモル
タル等の硬化材２を圧入して、硬化材２の硬化に
よりくい３を造成する。

この引抜き時の硬化材２の注入に関しては硬化
材の注入量および注入圧力等を連続的に記録測定
しながら、内管１２およびケーシング１１の上昇
速度を調整し、硬化材２の注入圧に対抗して下向
きに所定の押圧力を加えた状態で注入を行なうも
のとする。なお、ケーシング１１を地中に残置
し、内管１２のみ引上げる場合もある。またくい
３の先端支持力あるいは周面摩擦力を高めるため
に拡大部３′を設ける場合があり、その場合、内
管１２または内管１２およびケーシング１１の上
昇を止め、注入圧を高くする等の施工管理によ
り、任意の位置に拡大部３′を造成することもで
きる。

また、この発明における造成くい打設装置とし
ては、ケーシング１１と内管１２を上部に設けた
支持フレーム２０によつて支持し、この支持フレ
ーム２０をリーダーマスト３０に沿つて任意の速
度で走行可能としている。任意の速度で走行させ
る方法としては、支持フレーム２０に駆動モータ
ー２４により連動するピニオン２５を取り付け、
リーダーマスト３０の上下方向に形成したラツク
３１とかみ合わせ、支持フレーム２０がリーダー
マスト３０に反力をとつて昇降する形式としたも
のを用いることができる。なお、この場合、地盤
１中への押込み抵抗に応じ電流または電圧を変化
させることになり、その値を連続的に記録しなが
ら施工管理を行なう。その他、ラツク３１とピニ
オン２５の代わりに支持フレーム２０をリーダー
マスト３０に沿つて昇降させる油圧機構の利用も
考えられる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図〜第３図は造成くい打設装置の一例を示
したもので、穿孔装置１０を支持する支持フレー
ム２０がリーダーマスト３０に沿つて昇降するよ
うになつている。

この穿孔装置１０は外管としてのケーシング１
１とモルタルの注入管を兼ねた内管１２とを備
え、内管１２の先端に第９図ａ，ｂまたは第１０
図ａに示すような開閉シユー１４、掘削用ビツト
１８等を取り付けてある。なお、図中１３はスタ
ビライザー、１７は掘削土砂を側方へ押しやるヘ
ツドである。

穿孔は支持フレーム２０に固定した駆動モータ
ー２１の回転をリングギヤー（図中２２がリング
ギヤーボツクスを示す）を介してケーシング１１
に伝え、ケーシング１１とケーシング１１に固定
した内管１２とを一体として回転させて行なう。
なお、内管１２は上端が支持フレーム２０に設け
た油圧シリンダー２７を介して支持され、スベイ
ルボツクス２６とともにケーシング１１に対し、
上下方向に所定量移動可能とされている。また、
図中１６は連結チユーブであり、モルタル等の硬
化材２を内管１２に送り込み、内管１２の先端よ
り地盤１あるいはケーシング１１内へ注入するよ
うになつている。

内管１２は第１１図ｂに示すように油圧シリン
ダー１２を縮めると、支持フレーム２０に対し下
方へ押し下げられ、第９図ａ〜ｅに示すように一
番下のスタビライザー１３に設けた係止溝４３と
ケーシング１１下端の係止部４２が係合し、内管
１２がケーシング１１に固定され、穿孔時一体と
して回転する。また、内管１２の上部は、角形鋼
管等からなる角形チユーブ１５としてあり、ケリ
ーバーの役目をするようになつている。

穿孔装置１０の昇降は鉛直に保持されたリーダ
ーマスト３０の長手方向に平歯すなわちラツク３
１を設け、これとかみ合うピニオン２５を支持フ
レーム２０の上部に取り付け、駆動モーター２４
により行なつている。また支持フレーム２０には
ローラー２３が取り付けられており、昇降時、リ
ーダーマスト３０に形成されたガイド溝３２内を
走行するようになつている。

また、内管１２の先端はヒンジ４１を中心に三
枚のシユー１４が開閉する形式のものが一般的で
あるが、第１０図ｂのように先端に取付けたポイ
ント４５を硬化材２の注入の際、地中に残置する
形式のもの等も利用できる。

第４図ａ〜ｉはこの発明の工法における施工の
様子の一例を示したもので、次のような手順で作
業を行なう。

(a) 油圧シリンダー２７を縮め、ケーシング１１
と内管１２とを固定し、くい芯にセツトして鉛
直の確認をする。

(b) ケーシング１１を回転させ、押圧力を加え、
先端土砂を側方へ強制的に移動させ、沈設す
る。

(c) ケーシング１１が所定深度に到達したら、ケ
ーシング１１を固定し、内管１２先端からモル
タル等の硬化材２を圧送注入し、硬化材の注入
量に等しい長さ（0.5〜1.0m）だけ内管１２を
引上げる。なお、モルタル等の硬化材２は予め
混合して練つたものを圧送する。

(d) 硬化材２を圧送し、注入圧力が定められた圧
力になるまで、ケーシング１１と内管１２を停
止させ、コブ状の拡大部３′を造成する。

(e) 硬化材２を圧送するとともに注入量に等しい
長さだけケーシング１１と内管１２を引上げ
る。

(f)、(g) 同様に(c)〜(e)の作業を繰り返し、くい３
の造成を行なつていく。

(h) 複数のコブ状の拡大部３′を有するくい３が
造成される。

(i) 硬化材２が硬化する前に、必要に応じ鉄筋籠
４を挿入する。

なお、以上の作業において、拡大部３′の位置
および仕上がり径は土質の種類とケーシング１１
の引上げ長さ（0.2〜1.0m）と硬化材２の注入量
と注入圧力によつて管理する。

第６図は上記実施例における施工管理のための
グラフを概念的に示したものである。

ケーシング１１の沈設時は、昇降用駆動モータ
ー２４により、一定速度で支持フレーム２０を降
下させ、このときの駆動モーター２４の電流また
は電圧の変化から負荷が求まり、第６図のグラフ
に示すような形で各深さでの押圧力の変化がわか
る。また同様に回転用駆動モーター２１における
電流または電圧の変化から回転抵抗がグラフの形
で示される。これら押圧力および回転抵抗から、
各深さでの地盤強度および土質が推定でき、施工
時に直ちにくい３の強度、性能を判断するための
データーとなる。

またケーシング１１の引上げ時は硬化材１２の
注入量（／min）と注入圧力（Kgｆ／cm²）との
関係から引上げ速度を調節し、ケーシング１１に
対し、下向きに所定の押圧力を加えた状態で硬化
材２の注入を行なうことができる。これにより、
硬化材２を十分に行きわたらせると共に、くい３
の性能、品質が不均一となるのを防止し、信頼性
の高い造成くい３が得られる。またグラフに示さ
れるように、硬化材２の注入量を一定とし、ケー
シング１１の上昇を抑えた（駆動モーター２４を
停止させる）状態では注入圧力が上昇し、この部
分に拡大部３′が形成される。

第８図ａ〜ｅは硬化材２の注入量と内管１２お
よびケーシング１１の引上長との関係を示したも
のである。

すなわちａは内管１２を油圧シリンダー２７に
より、所定高さ引上げた状態で、その引上げ高さ
に等しい量の硬化材２を注入した場合、ｂはさら
に内管１２およびケーシング１１を引上げなが
ら、引上長に等しい量の硬化材２を注入した場
合、ｃ，ｄはそれぞれ引上長をｂの80％、50％と
し、同量の硬化材２を注入した場合、ｅはケーシ
ング１１を引上げずに、そのまま同量の硬化材２
を注入した場合である。

第５図ａ〜ｈは他の実施例における施工の様子
を示したもので、次のような手順で作業を行な
う。

(a) 油圧シリンダー２７を縮め、ケーシング１１
と内管１２とを固定し、くい芯にセツトして鉛
直の確認をする。

(b) ケーシング１１を回転させ、押圧力を加え、
先端土砂を側方へ強制的に移動させ、沈設す
る。

(c) ケーシング１１が所定深度に到達したら、ケ
ーシング１１を固定し、内管１２先端からモル
タル等の硬化材２を圧送注入し、硬化材２の注
入量に等しい長さ（0.5〜1.0m）だけ内管１２
を引上げる。

(d)、(e) 硬化材２は定められた量を連続注入す
る。また、ケーシング１１の引上げ速度は注入
体積よりも小さい量となる速度とし、注入した
硬化材２に対し、下向きの押圧力がかかるよう
にする。また、施工管理は注入圧力によつて行
なう。

(f)、(g) 硬化材２の注入完了後、必要に応じ、鉄
筋籠４あるいはＨ形鋼、Ｌ形鋼等を挿入する。

(h) 硬化材２の硬化によりくい３の造成が完了す
る。

第７図は上記実施例における施工管理のための
グラフを概念的に示したものである。

ケーシング１１の沈設時については前述の実施
例の場合と同様の施工管理が行なわれる。

ケーシング１１の引上げについては速度を一定
とし、拡大部３′は設けない。また、第７図のグ
ラフには油圧シリンダー２７により内管１２の先
端をケーシング１１内に引上げた状態での最初の
注入に関しては注入圧力が低くなつていく様子が
示されている。

第１２図および第１３図は他の実施例として、
ケーシング１１を地中に残置するようにする場合
のくい打設装置を示したものである。この実施例
では既製のオーガーマシン５０が支持フレーム２
０′によつて支持し、穿孔時は内管１２とケーシ
ング１１との間に介在させた拡径部材５１をケー
シング内面に押し付け、内管１２とケーシング１
１を一体として回転させながら穿孔を行ない、引
抜き時は拡径部材５１を内管１２側へ引寄せ、ケ
ーシング１１は地盤１中に残置し、ケーシング１
１内へ硬化材２を注入するようにしたものである
（実願昭59−185216号参照）。この場合も穿孔時に
駆動モーター２１′，２４にかかる負荷、装置の
沈設速度等を測定し、また引抜き時には硬化材２
の注入圧、注入量、装置の引上げ速度等を測定
し、施工管理を行なう。

〔発明の効果〕

この発明は上述のような構成からなり、モルタ
ル等の硬化材の注入が、ケーシングおよび内管の
上昇速度を調整し、上方からの押圧力を受けた状
態で行なわれるため、部分的な注入不足等によ
り、不均質なものとなるのを防ぎ、また注入圧、
注入量および引上げ速度について施工管理を行な
い、信頼性の高い造成くいが得られる。

また、くい打設装置は、リーダーマストに設け
たラツクとかみ合うピニオンの回転により、リー
ダーマストに反力をとつて昇降し、注入圧が大き
い場合にもかみ合わせ部分で注入圧に抵抗させ、
強制的に任意の速度で昇降させることができる。
すなわち、装置の引抜きを一定速度で行なつた
り、あるいは装置を停止させることが確実に行な
え、施工管理も容易となる。

その他、次のような利点、特徴を有する。

くいの強度を任意に設定でき、かつ施工過程
においてくいの強度を地上で確認することがで
きる。

硬化材は予め混練したものを用いるため、地
盤改良工法でみられるようにくいの強度が土質
に左右されることがない。

任意の深さでコブ状の拡大部を設けることが
可能である。

オーバーフローがなく硬化材も有効に使用さ
れるので経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例におけるくい打設装
置の正面図、第２図はその右側面図、第３図は第
２図の−断面図、第４図ａ〜ｉは一実施例に
おけるくいの施工手順を示す断面図、第５図ａ〜
ｈは他の実施例における施工手順を示す断面図、
第６図は第４図ａ〜ｉに対応する施工管理のため
のグラフ、第７図は第５図ａ〜ｈに対応する施工
管理のためのグラフ、第８図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ
は硬化材注入量とケーシング引上長との関係を示
す断面図、第９図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅはそれぞれ
くい打設装置先端部の正面図、底面図、横断面
図、スタビライザーの正面図、同じく横断面図、
第１０図ａ，ｂはそれぞれ内管先端の一例を示す
正面図、縦断面図、第１１図ａ，ｂは内管の昇降
の機構を示す正面図、第１２図は他の実施例にお
けるくい打設装置の右側面図、第１３図は第１２
図の−断面図である。 １……地盤、２……硬化材、３……くい、４…
…鉄筋籠、１０……穿孔装置、１１……ケーシン
グ、１２……内管、１３……スタビライザー、１
４……先端開閉シユー、１５……角形チユーブ、
１６……連結チユーブ、１７……ヘツド、１８…
…ビツト、２０……支持フレーム、２１……回転
用駆動モーター、２２……リングギヤーボツク
ス、２３……ローラー、２４……昇降用駆動モー
ター、２５……ピニオン、２６……スイベルボツ
クス、２７……油圧シリンダー、３０……リーダ
ーマスト、３１……ラツク、３２……ガイド溝、
４１……ヒンジ、４２……係止部、４３……係止
溝、４４……連結片、４５……ポイント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外管としてのケーシングと注入管を兼ねた内
   管とを、一体として回転させながら、リーダーマ
   ストに沿つて所定深度まで沈設させ、引抜き時に
   前記内管先端より硬化材を圧入して、硬化材の硬
   化によりくいを造成する造成くい工法において、
   引抜きの際、前記硬化材の注入量および注入圧を
   連続的に測定し、該注入量および注入圧に応じ
   て、前記内管または前記内管および前記ケーシン
   グの上昇速度を制御することにより、注入した硬
   化材にかかる前記内管または前記内管および前記
   ケーシングからの下向きの押圧力を調整しながら
   硬化材の注入を行うことを特徴とする造成くい工
   法。 ２ 外管としてのケーシングと硬化材の注入管を
   兼ねた内管とを有する穿孔装置をリーダーマスト
   に沿つて昇降可能に支持した造成くい打設装置に
   おいて、前記穿孔装置の内管およびケーシングの
   上部に支持フレームを設け、該支持フレームには
   前記リーダーマストの上下方向に形成したラツク
   とかみ合い、駆動モーターにより駆動されるピニ
   オンを取付け、前記支持フレームが前記リーダー
   マストに反力をとつて任意の速度で昇降するよう
   構成したことを特徴とする造成くい打設装置。