JP6474314B2 - 継杭の建込方法及び建込装置 - Google Patents

Description

本発明は、継杭の建込方法及び建込装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の建込方法が知られている。この建込方法は、縦孔に挿入された下杭部の杭頭を地上で固定して下杭部を仮受けし、下杭部の上に上杭部を接続し、杭頭の固定を解除して下杭部を縦孔内に降下させるといった手順を繰り返して、短尺杭を接続しながら縦孔内に継杭を建込むものである。地上における下杭部の固定方法としては、杭頭に貫通穴を設け、地上の受台に支持されるかんざし部材を貫通穴に挿入する方法や、ブラケットを溶接又はボルト止め等で杭頭に取り付けるといった方法がある。

特開昭62-029615号公報

しかしながらこの建込方法によれば、上杭部を接続する毎に上記のような杭頭の加工が必要になる。このような杭頭への加工は手間がかかり工費アップの原因になる。また、継杭への加工が、完成した継杭の性能を低下させる場合もある。例えば、かんざし部材用の貫通穴は杭の断面積を減少するものであり、コンクリート製の杭の場合には貫通穴を埋めることも容易ではない。また杭頭にブラケットを取り付ける方法にあっては、溶接で杭の母材が劣化したり、ブラケット取付用ボルト孔の分だけ杭の断面積が減少したりする可能性がある。従って、上記のような継杭に施す加工処理は可能な限り少なくすることが望まれる。

本発明は、継杭に施す加工処理を少なくする継杭の建込方法及び建込装置を提供することを目的とする。

本発明の継杭の建込方法は、建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込方法であって、継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持工程と、下杭部支持工程で支持された状態の下杭部の上に上杭部を接続する杭接続工程と、杭接続工程で互いに接続された下杭部と上杭部とを、吊下部材を送り出して縦孔内に吊降ろす吊降ろし工程と、を備え、下杭部支持工程と吊降ろし工程とにおいては、吊下部材を介した下杭部の支持位置が縦孔内に位置する。

この建込方法では、吊下部材を介した下杭部の支持位置が縦孔内に位置するので、下杭部支持工程においては、吊り元で吊下部材を固定することで下杭部を仮受けすることができる。その仮受け状態で杭接続工程を行い、その後、吊下部材を送り出すことにより吊降ろし工程を実行することができる。このように、吊下部材を介した下杭部の支持位置が縦孔内に位置することにより、仮受けのために下杭部の杭頭を地上で固定する必要性がない。よって、上杭部を接続する毎に仮受けのための加工処理を下杭部に施すといった必要がなく、継杭に施す加工処理を少なくすることができる。

具体的には、下杭部支持工程と吊降ろし工程とにおいては、縦孔の地上開口部から縦孔内に挿入された吊下部材によって縦孔内に吊下げられた下杭支持盤が存在しており、下杭支持盤の上に下杭部が載置されていることとしてもよい。

また、吊降ろし工程においては、吊下部材の送り出し速度と吊下部材の張力とを制御して吊下部材を送り出すこととしてもよい。

また、縦孔は鉛直方向に対して傾斜しており、下杭部支持工程では複数の吊下部材で下杭部が支持されており、吊降ろし工程においては、下杭部の上部を地上で把持することで、下杭部の上部の径方向への変位を規制すると共に下杭部の延在方向への移動を許容し、複数の吊下部材の張力を個別に制御しながら下杭部を降下させることとしてもよい。

この構成によれば、複数の吊下部材に異なる張力を付与することにより、鉛直方向に対して傾いた状態で下杭部を支持することができる。よって、斜杭の建込にも対応することができる。

本発明の継杭の建込装置は、建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込装置であって、継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持部と、吊下部材の巻上げ及び送り出しを行う吊下部材駆動装置と、を備え、下杭部支持部においては、吊下部材を介した下杭部の支持位置が縦孔内に位置する。

また、下杭部支持部は、縦孔の地上開口部から縦孔内に挿入された吊下部材によって縦孔内に吊下げられると共に、上に下杭部を載置する下杭支持盤を有することとしてもよい。

また、本発明の継杭の建込装置では、縦孔は鉛直方向に対して傾斜しており、下杭部支持部では複数の吊下部材で下杭部が支持されており、下杭部の上部を地上で把持することで、下杭部の上部の径方向への変位を規制すると共に下杭部の延在方向への移動を許容する把持部と、吊下部材駆動装置による複数の吊下部材の張力を個別に制御する張力制御部と、を備えてもよい。

本発明によれば、継杭に施す加工処理を少なくする継杭の建込方法及び建込装置を提供することができる。

第１実施形態に係る建込装置及び建込方法を示す断面図である。 図１におけるII-II断面図である。 第２実施形態に係る建込装置及び建込方法を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、支持位置の変形例を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る継杭２０の建込装置１を示す断面図である。図２は、図１におけるII-II断面図である。建込装置１は、地盤中に鉛直に形成された建込用の縦孔１０１に継杭２０を建込むための装置である。ここで構築される継杭２０は、短尺杭２３が複数連結されて構成される。図２に示されるように、本実施形態では継杭２０はＨ鋼型の杭であるが、建込装置１及びその建込方法は、Ｈ鋼型の杭に限られず鋼管杭にも同様に適用できる。

建込装置１は、下杭部２１の上に新たに短尺杭２３を接続する際に、下杭部２１の少なくとも一部が縦孔１０１内に挿入された状態で、当該下杭部２１を吊下部材７で吊り下げて支持する下杭部支持部１０を備えている。吊下部材７としては、例えば、索体など引張部材として機能する部材を採用することができ、例えば、ワイヤロープやＰＣ鋼棒等を採用することができる。以下の説明においては、吊下部材７がワイヤロープである場合を例として主に説明する。下杭部２１は、継杭２０の構成部分のうち建込済みの部分であり、連結済みの複数の短尺杭２３で構成されている。なお、例えば図１では下杭部２１が２本の短尺杭２３で構成されているが、継杭２０を構成する最初の短尺杭２３が建込まれた直後においては、当該最初の短尺杭２３が単独で下杭部２１を構成する。

下杭部支持部１０は、縦孔１０１の地上開口部１０３の周囲に設けられた杭建込用の吊り吊架台３と、吊架台３の上部内側において縦孔１０１の鉛直上方に設けられた複数の滑車５と、各滑車５から鉛直下方に延び地上開口部１０３を通して縦孔１０１内に挿入された複数の吊下部材７と、各吊下部材７の下端に接続された下杭支持盤９と、吊下部材７と下杭支持盤９とを接続する接続部１３とを備えている。また、建込装置１は、各吊下部材７の他端に連結され吊下部材７の引き上げ及び下方への送り出しを行う吊下部材駆動装置１１と、吊下部材駆動装置１１の駆動を制御し吊下部材７の送り出し速度や張力を制御する制御装置（張力制御部）１７と、を備えている。吊下部材駆動装置１１としては、例えば、ワイヤロープの巻上げ及び送り出しを行うウインチを採用することができる。また、ＰＣ鋼棒を吊下部材７として使用する場合には、例えば吊架台３に固定されたセンターホールジャッキを吊下部材駆動装置１１として用いることができる。以下の説明においては、吊下部材駆動装置１１がウインチである場合を例として主に説明する。

下杭支持盤９は、例えば円板状をなす鋼製の部材であり、複数の吊下部材７によって縦孔１０１内に吊下げられる。なお、下杭支持盤９の平面視形状は、例えば、縦孔１０１の断面形状に対応させてもよく、継杭２０の断面形状に対応させてもよい。下杭支持盤９の上には下杭部２１が載置されており、下杭支持盤９の上面に下杭部２１の底端面が接触している。

図２にも示されるように、本実施形態では、下杭支持盤９を支持する吊下部材７は３本であるが、吊下部材７の数はこれに限定されるものではなく、３本より少なくてもよく多くてもよい。建込装置１では、吊下部材７と同数の滑車５及び吊下部材駆動装置１１が使用される。下杭支持盤９と吊下部材７との接続部１３は、下杭支持盤９の上面の円周縁部に均等に配置されており、例えば、吊ピースとシャックルとを利用した公知の構造を成している。また、下杭支持盤９の上面には、下杭部２１の水平方向の位置ずれを防止するためのズレ止め１５が形成されている。制御装置１７は、複数の吊下部材駆動装置１１を個別に制御することができる。制御装置１７としては、例えば、各吊下部材駆動装置１１との間で駆動信号及び制御信号を送受信するコンピュータ等を用いることができる。以上のように、本実施形態では、下杭部２１の下端が、下杭支持盤９を介して吊下部材７で縦孔１０１内に吊り下げ支持されている。

続いて、図１及び図２を参照しながら、実施形態に係る継杭の建込方法について説明する。

まず、地盤に杭建込用の縦孔１０１を削孔する。ここでは、スタンドパイプを用いて縦孔１０１を形成してもよい。次に、縦孔１０１の地上開口部１０３の周囲に吊架台３を設置し、縦孔１０１の上方の吊り位置に必要数の滑車５を設置し、各滑車５に対応する吊下部材駆動装置１１及び吊下部材７を設置する。次に、地上部近傍で、下杭支持盤９の接続部１３に対して各吊下部材７を取り付け、短尺杭２３の底端部を下杭支持盤９上に固定する。

次に、吊下部材駆動装置１１から吊下部材７を送り出して下杭支持盤９を縦孔１０１内に吊り降ろしながら、短尺杭２３を縦孔１０１内に建て込む。なお、前述のとおり、ここで建込まれた最初の短尺杭２３が、単独で下杭部２１を構成する。ここでは、下杭部２１（短尺杭２３）の上端部のみが地上開口部１０３から突出する位置まで、下杭支持盤９及び短尺杭２３が降下する。降下が停止した後は、吊下部材７によって、下杭部２１の上端部のみが地上開口部１０３から突出する状態で、下杭支持盤９及び下杭部２１が吊下げ支持される（下杭部支持工程）。

吊り下げ支持により仮受けされた状態となった下杭部２１の上端に、別の短尺杭２７（上杭部）が接続される（杭接続工程）。この短尺杭２７の接続処理は、通常の継杭における接続処理と同様に実行すればよい。上記接続処理の完了後、吊下部材駆動装置１１から吊下部材７を送り出して下杭支持盤９を縦孔１０１内に吊り降ろす。これにより、接続された下杭部２１と短尺杭２７とが縦孔１０１内に吊降ろされ縦孔１０１内に建て込まれる。（吊降ろし工程）。ここでは、制御装置１７により各吊下部材駆動装置１１の動作が制御されることで、各吊下部材７の送り出し速度及び吊下部材７の張力が等しくなるように制御され、降下中における下杭部２１の傾きが抑制される。上記吊降ろし工程の完了後、接続された短尺杭２７の上端部のみが地上開口部１０３から突出した状態となる。

その後、上述のような下杭部支持工程、杭接続工程、及び吊降ろし工程が順に繰り返されることで、下杭部２１の上に短尺杭２３が１本ずつ接続されていく。この間、下杭部２１の支持位置の盛り換えは行われず、下杭部２１は吊下部材７を介して常に接続部１３の位置で支持される。下杭部２１の下端が縦孔１０１の底部に到達したところで、複数の短尺杭２３で構成される継杭２０が完成する。その後、縦孔１０１内にモルタル等の充填材（図示せず）が導入されることで、継杭２０が定着される。吊下部材７及び下杭支持盤９は埋め殺しにされる。なお、接続部１３における吊下部材７と下杭支持盤９との接続を地上からの操作で解除可能であれば、吊下部材７を回収してもよい。

続いて、上述したような継杭の建込方法による作用効果について説明する。この建込方法では、下杭部支持工程と吊降ろし工程とにおいて、吊下部材７を介した下杭部２１の支持位置（例えば、接続部１３）が縦孔１０１内に位置している。この構成によれば、下杭部支持工程においては、例えば滑車５や吊下部材駆動装置１１で吊下部材７を固定することで下杭部２１を仮受けすることができる。その仮受け状態で杭接続工程を行い、その後、吊下部材７を送り出すことにより吊降ろし工程を実行することができる。このように、下杭部２１を縦孔１０１内の支持位置で支持することにより、仮受けのために下杭部２１の杭頭を地上で固定する必要性がない。また、下杭部２１の支持位置を盛り変える必要性もない。よって、短尺杭２３を接続する毎に仮受けのための加工処理を下杭部２１に施すといった必要がなく、継杭２０に施す加工処理を少なくすることができる。その結果、工費の低減が図られ、継杭２０に加工処理を施したことによる継杭２０の性能低下も抑えることができる。

（第２実施形態）
続いて、図３を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態において、前述の第１実施形態と同一又は同等な構成部分には図面に同一符号を付し重複する説明を省略する。本実施形態は、鉛直方向に対して傾斜した縦孔１２１に斜杭７０を建て込むための建込装置５１及び建込方法に関する。

図３に示されるように、建込装置２２０は、前述の建込装置１の下杭部支持部１０の構成に加えて、吊架台３に設置された把持部５３を備えている。把持部５３は、縦孔１２１の周方向に等間隔で配置された複数（例えば３つ）の滑車５５を有している。各滑車５５は、吊架台３から縦孔１２１の径方向内側に張り出すように設置され、地上開口部１２３から上に露出した下杭部２１の上部に押し当てられる。各滑車５５は、下杭部２１の延在方向への変位に伴って下杭部２１の表面を転がるように回転可能に支持されている。この構成により、把持部５３は、下杭部２１の上部を地上で把持し、下杭部２１の上部の径方向への変位を規制すると共に下杭部２１の延在方向への移動を許容する。すなわち、把持部５３は、下杭部２１をその延在方向にのみ案内する機能を有している。

建込装置２００を用いた建込方法について説明する。この建込方法における杭支持工程では、制御装置１７により各吊下部材駆動装置１１による各吊下部材７の張力が個別に制御されることで、支持された下杭部２１の姿勢を縦孔１２１の延在方向に平行に維持することができる。例えば、上方に位置する吊下部材７の張力を下方に位置する吊下部材７の張力よりも強くすることにより、把持部５３との協働によって、下杭部２１を傾いた姿勢で支持することができる。同様に、この建込方法における吊降ろし工程では、制御装置１７により各吊下部材駆動装置１１による各吊下部材７の送り出し速度及び張力が制御されることで、支持された下杭部２１の姿勢を縦孔１２１の延在方向に平行に維持すると共に、下杭部２１を縦孔１２１の延在方向に沿って斜めに下降させることができる。特に、３本以上の吊下部材７が存在する場合には、吊下部材７の姿勢の２成分（例えば、鉛直回転方向成分と水平回転方向成分）を制御することができ、縦孔１２１の内壁面に下杭部２１が接触しないように制御することが可能になる。以上のように、建込装置２００によれば、斜杭７０を建て込むことができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、下杭部２１を吊り下げ支持し、その支持位置を縦孔１０１，１２１内とするためには、下杭支持盤９を用いることは必須ではない。例えば、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、下杭部２１の側面に直接吊ピース（支持位置）９１を設けて吊下部材７を接続してもよい。この場合、図４（ａ）に示されるように、下杭部２１を構成する短尺杭２３のうち最も下に位置する短尺杭２３に吊ピース９１を設けてもよく、図４（ｂ）に示されるように、それ以外の短尺杭２３に吊ピース９１を設けてもよい。また、下杭部２１の壁面を貫通させて吊下部材７の下端を下杭部２１の内側で固定する方式であってもよい。また、図４（ｃ）に示されるように、吊下部材７の下端に例えばフック等の掛止手段（支持位置）９２を設け、掛止手段９２を下杭部２１の下端に係合させることで吊下部材７を接続してもよい。

また、下杭部２１は、従来の方法で短尺杭２３を接続して形成されたものであってもよい。すなわち、継杭２０，７０を構成する複数の短尺杭２３のうち、下から所定の本数までの短尺杭２３は従来の方法で接続され、それより上の短尺杭２３の接続についてのみ本発明が適用されてもよい。ここで従来の方法とは、例えば、下杭部２１の杭頭に仮受け用の加工を施し、地上で下杭部２１の杭頭を支持して上杭部を接続する方法であってもよい。また、実施形態では、制御装置１７により各吊下部材駆動装置１１を制御して各吊下部材７の送り出し速度及び張力を制御しているが、各吊下部材７の送り出し速度及び張力の制御を手動で実行してもよい。

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態等に記載されている技術的事項を利用して変形例を構成することも可能である。各実施形態等の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、ワイヤロープに代えてＰＣ鋼棒を吊下部材７として使用し、ウインチに代えてセンターホールジャッキを吊下部材駆動装置１１として使用することもできる。

１，５１…建込装置、７…吊下部材、９…下杭支持盤、１０…下杭部支持部、１１…吊下部材駆動装置、１３…接続部（支持位置）、１７…制御装置（張力制御部）、２０…継杭、２１…下杭部、２３…短尺杭、２７…短尺杭（上杭部）、５３…把持部、９１…吊ピース（支持位置）、９２…掛止手段（支持位置）、１０１，１２１…縦孔。１０３，１２３…地上開口部。

Claims (6)

1. 建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込方法であって、
   前記継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が前記縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持工程と、
   前記下杭部支持工程で支持された状態の前記下杭部の上に上杭部を接続する杭接続工程と、
   前記杭接続工程で互いに接続された前記下杭部と前記上杭部とを、前記吊下部材を送り出して前記縦孔内に吊降ろす吊降ろし工程と、を備え、
   前記下杭部支持工程と前記吊降ろし工程とにおいては、前記吊下部材を介した前記下杭部の支持位置が前記縦孔内に位置し、
   前記吊降ろし工程では、接続された前記下杭部と前記上杭部との降下中における傾きを抑制するように、前記吊下部材を送り出す、継杭の建込方法。
2. 建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込方法であって、
   前記継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が前記縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持工程と、
   前記下杭部支持工程で支持された状態の前記下杭部の上に上杭部を接続する杭接続工程と、
   前記杭接続工程で互いに接続された前記下杭部と前記上杭部とを、前記吊下部材を送り出して前記縦孔内に吊降ろす吊降ろし工程と、を備え、
   前記下杭部支持工程と前記吊降ろし工程とにおいては、前記吊下部材を介した前記下杭部の支持位置が前記縦孔内に位置し、
   前記下杭部支持工程と前記吊降ろし工程とにおいては、
   前記縦孔の地上開口部から前記縦孔内に挿入された前記吊下部材によって前記縦孔内に吊下げられた下杭支持盤が存在しており、前記下杭支持盤の上に前記下杭部が載置されている、継杭の建込方法。
3. 建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込方法であって、
   前記継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が前記縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持工程と、
   前記下杭部支持工程で支持された状態の前記下杭部の上に上杭部を接続する杭接続工程と、
   前記杭接続工程で互いに接続された前記下杭部と前記上杭部とを、前記吊下部材を送り出して前記縦孔内に吊降ろす吊降ろし工程と、を備え、
   前記下杭部支持工程と前記吊降ろし工程とにおいては、前記吊下部材を介した前記下杭部の支持位置が前記縦孔内に位置し、
   前記吊降ろし工程においては、前記吊下部材の送り出し速度と前記吊下部材の張力とを制御して前記吊下部材を送り出す、継杭の建込方法。
4. 建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込方法であって、
   前記継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が前記縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持工程と、
   前記下杭部支持工程で支持された状態の前記下杭部の上に上杭部を接続する杭接続工程と、
   前記杭接続工程で互いに接続された前記下杭部と前記上杭部とを、前記吊下部材を送り出して前記縦孔内に吊降ろす吊降ろし工程と、を備え、
   前記下杭部支持工程と前記吊降ろし工程とにおいては、前記吊下部材を介した前記下杭部の支持位置が前記縦孔内に位置し、
   前記縦孔は鉛直方向に対して傾斜しており、
   前記下杭部支持工程では複数の前記吊下部材で前記下杭部が支持されており、
   前記吊降ろし工程においては、
   前記下杭部の上部を地上で把持することで、前記下杭部の上部の径方向への変位を規制すると共に前記下杭部の延在方向への移動を許容し、
   複数の前記吊下部材の張力を個別に制御しながら前記下杭部を降下させる、継杭の建込方法。
5. 建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込装置であって、
   前記継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が前記縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持部と、
   前記吊下部材の引き上げ及び送り出しを行う吊下部材駆動装置と、を備え、
   前記下杭部支持部においては、前記吊下部材を介した前記下杭部の支持位置が前記縦孔内に位置し、
   前記下杭部支持部は、
   前記縦孔の地上開口部から前記縦孔内に挿入された前記吊下部材によって前記縦孔内に吊下げられると共に、上に前記下杭部を載置する下杭支持盤を有する、継杭の建込装置。
6. 建込用の縦孔に継杭を建込む継杭の建込装置であって、
   前記継杭の一部をなす下杭部を、当該下杭部の少なくとも一部が前記縦孔内に挿入された状態で、吊下部材で吊り下げて支持する下杭部支持部と、
   前記吊下部材の引き上げ及び送り出しを行う吊下部材駆動装置と、を備え、
   前記下杭部支持部においては、前記吊下部材を介した前記下杭部の支持位置が前記縦孔内に位置し、
   前記縦孔は鉛直方向に対して傾斜しており、
   前記下杭部支持部では複数の前記吊下部材で前記下杭部が支持されており、
   前記下杭部の上部を地上で把持することで、前記下杭部の上部の径方向への変位を規制すると共に前記下杭部の延在方向への移動を許容する把持部と、
   前記吊下部材駆動装置による複数の前記吊下部材の張力を個別に制御する張力制御部と、を備える、継杭の建込装置。

Images