JP2020070687A - 鋼管杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬質の支持層が杭頭から５０ｍ以上の大深度に存在する場合でも、鋼管杭の先端側を容易に貫入させて確実に根入れし得る鋼管杭の施工方法を提供する。【解決手段】鋼管矢板１を硬質支持層Ｇｈに到達するまで地中へ埋入させると共に、ケリーバ２に取り付けたドリリングバケットによって鋼管矢板１内の土砂を排出する第一工程と、ドリリングバケットに代えてケリーバ２の下端にエアスイベル機構４を介して、拡径式ハンマビット５１を備えたダウンザホールハンマ５を取り付け、エアスイベル機構４とエアーコンプレッサー６との間にエアーホース７を接続する第二工程と、ダウンザホールハンマ５を鋼管杭内に挿入して着底させ、硬質支持層Ｇｈを所定深度まで拡径掘削し、鋼管矢板１の先端側を硬質支持層Ｇｈ内へ嵌入させる第三工程と、ダウンザホールハンマ５を抜出した鋼管矢板１内にコンクリートを打設する第四工程と、を順次経る。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば鋼管矢板による橋梁基礎の外周部形成等、特に大口径の鋼管杭を大深度に建て込む場合に好適な施工方法に関する。

一般的に、大口径の鋼管矢板を用いて橋梁基礎、岸壁、護岸等の水域に臨んだ擁壁を構築する場合、クレーンで吊支したバイブロハンマの起振力によって鋼管矢板を地中に打ち込む振動工法、鋼管矢板の内側に挿通配置させたオーガスクリューやドリリングバケットで先端側を掘削しつつ、当該鋼管矢板を自重と圧入又は軽打によって地中に沈設する中堀り工法、油圧ハンマ、ディーゼルハンマ、ドロップハンマ等で鋼管矢板の頭部を打撃して地中に打ち込む打撃工法、鋼管矢板に油圧による静圧をかけて地中に圧入する圧入工法等が採用されている（非特許文献１，２）。

しかしながら、礫層や岩盤等よりなる硬質の支持層が管頭から５０ｍ以上の大深度に存在し、その支持層内に鋼管矢板の先端側を貫入させる根入れを要する場合、何れの工法でも先端が支持層に到達するまでは該鋼管矢板を継ぎ足しつつ建て込みできるが、以降の支持層への根入れが極めて困難であった。これは、振動工法、打撃工法、圧入工法等では、鋼管矢板が長くなることで、地盤に対する摩擦抵抗が増大することに加え、鋼管矢板全体としての剛性が低下するため、振動工法での起振力、打撃工法での打撃力、圧入工法での圧入力が支持層に貫入し得るほど充分には作用しないことによる。一方、オーガスクリューによる中堀り工法では、大深度に対応して該オーガスクリューを継ぎ足しながら掘削するが、やはり長くなるほど該オーガスクリュー自体の剛性が低下するため、硬い支持層の掘削が困難になる。また、ドリリングバケットによる中堀り工法では、該ドリリングバケットはクレーンに昇降及び回転可能に保持されるケリーバの下端に取り付けられ、大深度に対応して該ケリーバを継ぎ足しながら掘削するが、細いケリーバが長くなることで剛性を失って曲がりや捩れ、振れを生じるため、ドリリングバケットに加える回転力及び押圧力が不足して硬い支持層を掘削できなくなる。

インターネット・ウエブ・一般社団法人 鋼管杭・鋼管矢板技術協会 鋼管矢板とは 検索日：2017年7月31日、http//www.jaspp.com/koukanyaita/construction.html インターネット・ウエブ・橋梁設計研修〜杭基礎の計画と設計〜（杭基礎の種類）平成23年８月30日 株式会社四電技術コンサルタント 池田 豊 検索日：2017年7月31日、http//www.kenji.net/kensyu_jisseki/h23/images/kuikiso_syurui.pdf

本発明は、上述の事情に鑑みて、鋼管矢板を含む鋼管杭の施工方法として、硬質の支持層が杭頭から５０ｍ以上の大深度に存在する場合でも、該支持層内に鋼管杭の先端側を容易に貫入させて確実に根入れし、もって高支持強度で高耐力の大深度建込施工を可能にする手段を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る鋼管杭の施工方法は、鋼管杭（鋼管矢板１）を先端が硬質支持層Ｇｈに到達するまで地中へ埋入させると共に、アースドリル掘削機Ｍに保持されるケリーバ２の下端に取り付けたドリリングバケット３の回転及び昇降操作により、該鋼管杭内の土砂を排出する第一工程と、鋼管杭内の土砂の略全量を排出後、前記ドリリングバケット３を取り外したケリーバ２の下端にエアスイベル機構４を介して、拡径式ハンマビット５１を備えたダウンザホールハンマ５を取り付けると共に、該エアスイベル機構４と圧縮エアー供給源（エアーコンプレッサー６）との間にダウンザホールハンマ作動用のエアーホース７を接続する第二工程と、ケリーバ２に取り付けたダウンザホールハンマ５を鋼管杭内に挿入して着底させ、該ダウンザホールハンマ５の作動によって硬質支持層Ｇｈを所定深度まで拡径掘削すると共に、その拡径掘削に伴って鋼管杭の先端側を硬質支持層Ｇｈ内へ自重で嵌入させる第三工程と、鋼管杭の先端側が硬質支持層Ｇｈ内の所定深度に達したのち、ダウンザホールハンマ５を抜出した該鋼管杭内にコンクリートＣを打設する第四工程と、を順次経ることを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１の鋼管杭の施工方法において、エアスイベル機構４は、上下端をケリーバ２及びダウンザホールハンマ５に同心状に連結させる軸体４ａに、外周にエアホース接続口４１を有する筒体４ｂが相対回転自在に気密に外嵌し、該軸体４ａと筒体４ｂとの間に構成された環状流路４０に、エアホース接続口４１と軸体４ｂ側のエアー送給路４２とが連通すると共に、筒体４ｂ外側の周方向に等配する複数箇所に、半径方向に出退作動する突っ張り具４３が設けられてなる構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２の鋼管杭の施工方法において、硬質支持層Ｇｈが杭頭位置から５０ｍ以上の深さｄにあることを特徴としている。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの鋼管杭の施工方法において、第一工程は、鋼管杭をバイブロハンマＶの起振力で地中に打ち込んだのち、該鋼管杭内の土砂をドリリングバケット３によって排出するものであることを特徴としている。

請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの鋼管杭の施工方法において、鋼管杭が相互の継手１ａを介して連結しつつ複数本を順次並列に打ち込む鋼管矢板１である構成としている。

請求項６の発明は、上記請求項５の鋼管杭の施工方法において、複数本の鋼管矢板１を環状に配列するように水上から水底地盤に順次打込んで橋梁基礎１０の外周壁体１０ａを形成するものとしている。

以下に、本発明の効果について、図面を参照して具体的に説明する。本発明に係る鋼管杭の施工方法では、第一工程において鋼管杭（鋼管矢板１）を先端が硬質支持層Ｇｈに到達するまで地中に建込むと共に、該鋼管杭内の土砂をケリーバ２の下端に取り付けたドリリングバケット３によって排出するが、次の第二工程において、該ドリリングバケット３に代えて、拡径式ハンマビット５１を備えたダウンザホールハンマ５をエアスイベル機構４を介してケリーバ２に取り付ける。そして、第三工程において、該ダウンザホールハンマ５を作動させることにより、硬質支持層Ｇｈを所定深度まで拡径掘削し、これ伴って鋼管杭の先端側を支持層Ｇｈ内へ自重で嵌入させるから、従来では困難であった硬質支持層Ｇｈに対する該鋼管杭の根入れを能率よく容易に且つ確実に行うことができる。そして、第四工程において、ダウンザホールハンマ５を抜出した該鋼管杭内にコンクリートＣを打設することで、高強度の杭を構築できる。なお、ダウンザホールハンマ５は、作動に回転を伴うが、ケリーバの下端に対してエアスイベル機構４を介して取り付けられているから、圧縮エアー供給源（エアーコンプレッサー６）からエアーホース７を通して送給される作動用の圧縮エアーを支障なく導入できる。

請求項２の発明によれば、エアスイベル機構４は、ケリーバ２及びダウンザホールハンマ５に同心状に連結させる軸体４ａに、外周にエアホース接続口４１を有する筒体４ｂが相対回転自在に気密に外嵌する構造であるが、この筒体４ａに半径方向に出退作動する複数の突っ張り具４３が設けられており、これら突っ張り具４３を鋼管杭の内周面に当接又は近接するように張出させることで、該鋼管杭内でダウンザホールハンマ５を揺動しない安定姿勢に保持できるから、該ダウンザホールハンマ５による高い掘削能率を確保できる。

請求項３の発明によれば、硬質支持層Ｇｈが杭頭位置から５０ｍ以上の深さｄにある大深度施工において、従来では極めて困難であった該硬質支持層Ｇｈに対する鋼管杭の根入れを能率よく容易に且つ確実に行うことができる。

請求項４の発明によれば、第一工程は、鋼管杭をバイブロハンマＶの起振力で地中に打ち込んだのち、該鋼管杭内の土砂をドリリングバケット３によって排出することから、高い施工能率が得られる。

請求項５の発明によれば、鋼管杭が相互の継手１ａを介して連結しつつ複数本を順次並列に打ち込む鋼管矢板１であるが、大深度施工でも各鋼管矢板１を硬質支持層Ｇｈに容易に確実に根入れして高耐力の壁体を構築できる。

請求項６の発明によれば、複数本の鋼管矢板１を環状に配列するように水上から水底地盤に順次打込んで橋梁基礎１０の外周壁体１０ａを形成する場合に、硬質支持層Ｇｈが大深度に位置しても、確実に根入れして高耐力の外周壁体１０ａを構築できる。

本発明に係る鋼管杭の施工方法を橋梁基礎施工に適用した一実施形態における第一工程のバイブロハンマによる鋼管矢板の打込み状況を示す縦断側面図である。 同第一工程のドリリングバケットによる鋼管矢板内の土砂の排出状況を示す縦断側面図である。 同第一実施形態における第三工程のダウンザホールハンマによる硬質支持層の掘削状況を示す縦断側面図である。 同ダウンザホールハンマのケリーバに対する取付部に介在させるエアースイベル機構を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部縦断正面図である。 同エアースイベル機構を介したケリーバとダウンザホールハンマとの連結部分を示す展開斜視図である。 鋼管矢板内に装填したダウンザホールハンマによる硬質支持層の掘削状況を拡大して示す縦断側面図である。 同橋梁基礎施工を示し、（ａ）は第四工程の鋼管矢板内へコンクリートを打設した状態を示す縦断側面図、（ｂ）は橋梁基礎の外周壁体を構成する鋼管矢板の井筒範列を示す平面図、（ｃ）は橋梁基礎に橋脚を構築した状態の正面図である。

本発明に係る鋼管杭の施工方法は、既述のように、次の第一工程〜第四工程を順次経ることを特徴としている。
〔第一工程〕・・・鋼管杭を先端が硬質支持層に到達するまで地中へ埋入させると共に、アースドリル掘削機に保持されるケリーバの下端に取り付けたドリリングバケットの回転及び昇降操作により、該鋼管杭内の土砂を排出する。
〔第二工程〕・・・鋼管杭内の土砂の略全量を排出後、前記ドリリングバケットを取り外したケリーバの下端にエアスイベル機構を介して、拡径式ハンマビットを備えたダウンザホールハンマを取り付けると共に、該エアスイベル機構と圧縮エアー供給源との間にダウンザホールハンマ作動用のエアーホースを接続する。
〔第三工程〕・・・ケリーバに取り付けたダウンザホールハンマを鋼管杭内に挿入して着底させ、該ダウンザホールハンマの作動によって硬質支持層を所定深度まで拡径掘削すると共に、その拡径掘削に伴って鋼管杭の先端側を硬質支持層内へ自重で嵌入させる。
〔第四工程〕・・・鋼管杭の先端側が硬質支持層内の所定深度に達したのち、ダウンザホールハンマを抜出した該鋼管杭内にコンクリートを打設する。

以下に、本発明の鋼管杭の施工方法を橋梁基礎施工に適用した一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。この橋梁基礎施工では、図１で示すように、水域にある施工位置において、その水面上から鋼管杭として複数本の鋼管矢板１を水底地盤に順次並列に建て込むことにより、橋梁基礎の外周壁体を構築するものである。しかして、水底地盤Ｇは上部から順次、土泥層Ｇｍ、砂や砂礫の堆積層Ｇｓ、粗大礫層や岩盤からなる硬質支持層Ｇｈより構成されており、その硬質支持層Ｇｈの杭頭位置からの深さｄが５０ｍ以上の大深度にある。また、鋼管矢板１における鋼管口径は１〜２ｍ程度である。なお、図中のＷは水層を示す。

この実施形態の施工方法では、その第一工程において、まず図１で示すように、水上に浮かべた３００ｔ積み程度の平台船Ｓ上に、ブームＢ及びフロントフレームＦを備えてアースドリル掘削機を構成し得る６０〜６５ｔ級のクローラクレーンＭが搭載され、そのブームＢによって吊持されたバイブロハンマーＶによって鋼管矢板１の頂部を把持し、該鋼管矢板１をバイブロハンマーＶの起振力によって水底地盤Ｇに打ち込む。このとき、該鋼管矢板１は、先端が硬質支持層Ｇｈに到達するまで、複数本を溶接で同心状に連結して継ぎ足してゆく。そして、該鋼管矢板１の先端が硬質支持層Ｇｈに到達した時点で、バイブロハンマーＶを鋼管矢板１から離脱させて平台船Ｓ上に降ろし、図２に示すように、クローラクレーンＭの前方へ張出させたフロントフレームＦの先端にヨークＹを取り付けてアースドリル掘削機仕様とする。このヨークＹは、ケリーバ駆動装置ＫＤと、その下位にあって一対のホースリールＨｒを設置したロータリーテーブルＲＴとからなり、該ロータリーテーブルＲＴには油圧用及び電気配線用のロータリーカップリング（図示省略）が設けてある。

次に、このアースドリル掘削機仕様としたクローラクレーンＭにおいて、角筒状のケリーバ２をスイベルジョイントＪを介してブームＢで吊支してヨークＹに上下動可能に挿通させると共に、該ケリーバ２の下端にドリリングバケット３を取り付け、図２に示すように、先に硬質支持層Ｇｈまで到達させた鋼管矢板１内に該ドリリングバケット３を挿入する。そして、ケリーバ２を介して該ドリリングバケット３の回転及び昇降操作を反復することにより、鋼管矢板１内の土砂を該ドリリングバケット３内へ掻き入れて外部へ排出するが、掻き入れ位置が深くなるのに対応してケリーバ２を継ぎ足しつつ、鋼管矢板１内の最低部まで排土する。

かくして硬質支持層Ｇｈまで到達させた鋼管矢板１内の排土が終了すれば、第二工程として、該鋼管矢板１から抜出したドリリングバケット３をケリーバ２から取り外し、そのケリーバ２の下端に、図３に示すように、エアスイベル機構４を介してダウンザホールハンマ５を取り付けると共に、平台船Ｓ上に搭載している圧縮エア供給源のエアコンプレッサー６とエアスイベル機構４との間に、ホースリール８を介してダウンザホールハンマ作動用のエアホース７を接続する。

ここで、エアスイベル機構４は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、略丸軸状の軸体４ａに、略短円筒状の筒体４ｂが上下の軸受４４及びシールリング４５を介して相対回転自在で気密に外嵌している。そして、該軸体４ａと筒体４ｂとの間に環状流路４０が構成され、筒体４ｂの周面に開口するエアホース接続口４１が該環状流路４０に連通すると共に、軸体４ｂ側の軸方向に沿うエアー送給路４２が半径方向の通気孔４２ａを介して該環状流路４０に連通している。

エアスイベル機構４の軸体４ａは、上端側が角筒部４７をなし、その対向壁の中間部に各々ピン挿通孔４７ａが貫設される共に、下端側が外周円形の連結用筒部４８を構成し、該連結用筒部４８の内側が下方に開放した六角穴４８ａとなり、エアー送給路４２が該六角穴４８ａの内底に連通している。そして、連結用筒部４８には一対のピン挿通孔４８ｂが平行に貫設されており、各ピン挿通孔４８ｂは六角穴４８ａの対向内側面に設けた半円形溝部４８ｃに臨んでいる。また、筒体４ｂの上端にはフランジ部４６が形成されており、該フランジ部４６上の径方向両側位置に、各々油圧シリンダ４３ａによって半径方向に出退作動する突っ張り具４３が設けられている。なお、突っ張り具４３は、略矩形板状で、外面側が筒体４ｂの周方向に沿う円弧面になっている。

図５に示すように、上記構成のエアスイベル機構４では、ケリーバ２のピン挿通孔２ａを有する下端部を角筒部４７に挿嵌し、側方から連結ピン２１を該ケリーバ２及び角筒部４７の両ピン挿通孔２ａ，４７ａを通して貫入させることにより、該ケリーバ２に対して同軸状に相対回転不能に連結される。なお、角筒部４７の上端近傍には位置決め用のフランジ部４７ｂが形成されており、ケリーバ２の下端部を角筒部４７に挿嵌した際に、該フランジ部４７ｂにケリーバ２側のフランジ部（図示省略）が当接することで、ケリーバ２及び角筒部４７の両ピン挿通孔２ａ，４７ａが合致するように設定されている。

一方、エアスイベル機構４は、ダウンザホールハンマ５に対し、その上端軸部５ａの頂面に突設された六角軸部５２を連結用筒部４８の六角穴４８ａに挿嵌し、側方から一対の連結ピン２２を該連結用筒部４８の両ピン挿通孔４８ｂ，４８ｂに貫入させることにより、同軸状に相対回転不能に連結される。なお、ダウンザホールハンマ５の六角軸部５２には、その対向側面に各々横方向の半円形溝部５２ａが形成されており、該六角軸部５２をエアスイベル機構４の六角穴４８ａに挿嵌した際に、両者の半円形溝部４８ｃ，５２ａが合わさって円孔を構成し、その円孔に連結ピン２２が挿嵌することで、六角軸部５２は六角穴４８ａから抜出不能となる。

エアホース７は、その下端側をエアスイベル機構４のエアホース接続口４１に接続するが、図５に示すように、まずエアホース接続口４１にエルボ管７１を螺挿固着し、ホース下端に止着したアダプター７２を該エルボ管７１に螺合接続する。なお、ダウンザホールハンマ５の六角軸部５２の端面には圧縮エアー導入口５０が開口しており、該エアホース７を通して供給される圧縮エアーがエアスイベル機構４の環状流路４０及びエアー送給路４２を経て該圧縮エアー導入口５０よりダウンザホールハンマ５に供給される。

上述のように第二工程でケリーバ２にエアスイベル機構４を介してダウンザホールハンマ５を取り付けたのち、第三工程として、図３に示すように、該ダウンザホールハンマ５を鋼管矢板１内に挿入して硬質支持層Ｇｈ上に着底させ、該ダウンザホールハンマ５の作動によって硬質支持層Ｇｈを掘削する。しかして、図６に示すように、ダウンザホールハンマ５はハンマーケーシング５０の下端側に拡径式ハンマビット５１を装着したものであり、該ハンマビット５１を縮径状態で鋼管矢板１の下端より下方突出させ、掘削方向に回転させることにより、地盤との摩擦抵抗で該ハンマビット５１の複数個のビッドヘッド５１ａが自動的に拡径状態に変位する。従って、その拡径掘削に伴って鋼管矢板１が自重で先端側を硬質支持層Ｇｈ内へ進入して根入れされる。

このダウンザホールハンマ５による硬質支持層Ｇｈを掘削では、ケリーバ２と一体に回転させながら圧縮エアーをハンマーケーシング５０内に供給することにより、内部のピストン（図示省略）がハンマービッド５１の頂端を打撃し、これに伴うビッドヘッド５１ａの回転打撃作用によって硬質支持層Ｇｈの礫や岩盤を破砕してゆく。しかして、大深度施工では細いケリーバ２が長くなって揺動し易いが、図６に示すように、エアスイベル機構４に付設された一対の突っ張り具４３，４３を張出作動させて鋼管矢板１内で突っ張らせることで、ケリーバ２の揺動が防止されるから、該鋼管矢板１でダウンザホールハンマ５が安定姿勢に保持され、もって硬質支持層Ｇｈを能率よく迅速に掘削できる。また、ダウンザホールハンマ５はケリーバ２の下端に対してエアスイベル機構４を介して取り付けられるから、該エアスイベル機構４の非回転側である筒体４ｂにエアーホース７を接続して、エアーコンプレッサー６から供給される作動用の圧縮エアーを該エアーホース７を通して支障なく導入できる。

このダウンザホールハンマ５による掘削で鋼管矢板１の硬質支持層Ｇｈに対する所定深度（通常１〜２ｍ程度）の根入れが完了すれば、該鋼管矢板１内からダウンザホールハンマ５を抜出し、第四工程として、図７（ａ）に示すように、該鋼管矢板１内にコンクリートＣを打設して硬化させる。このコンクリートＣは鋼管矢板１の少なくとも根入れ部分（硬質支持層Ｇｈへの貫入部分）を超える高さまで打設し、コンクリートＣの打設層より上位には土砂Ｓａを充填すればよい。なお、その土砂Ｓａとして、第一工程でドリリングバケット３にて掘削排土したものを埋め戻す形で用いてもよい。

橋梁基礎施工では、図７（ｂ）に示すように、鋼管矢板１の複数本を相互に継手１ａにて連結してゆく形で、各々上述の第一〜第四工程を経て順次並列に建て込んで井筒に配列することにより、橋梁基礎１０の外周壁体１０ａを形成したのち、この外周壁体１０ａの内側を所定深さまで排土し、その排土した内側に鉄筋を配して底盤コンクリートを打設し、この底盤上に図７（ｃ）の如く鉄筋コンクリートの橋脚を構築する。しかして、外周壁体１０ａは相互に連結した各鋼管矢板１が硬質支持層Ｇｈに根入れしているため、橋梁基礎として極めて高耐力になっている。

鋼管矢板１の継手１ａは、詳細な図示を省略しているが、各鋼管矢板１の外周両側に長手方向に沿って予め設けてある継手部を、隣接する鋼管矢板１，１同士で互いに係合して一体化させるものであり、従来より知られる種々の継手形態を採用できる。その代表的な継手形態としては、縦方向の切れ目がある鋼管からなる継手部同士を係合させるＰ−Ｐ型、同様の鋼管からなる継手部とＴ形鋼からなる継手部とを係合させるＰ−Ｔ型、対向配置する一対の山形鋼からなる継手部とＴ形鋼からなる継手部とを係合させるＬ−Ｔ型等がある。また、外周壁体１０ａを構築する鋼管矢板１の井筒配列は、図７（ｂ）で例示した小判形に限らず、円形や矩形等の他の種々の環状形態を採用できる。

なお、ダウンザホールハンマ５としては、拡径式ハンマビット５１を備えるものであれば、特に制約なく既存のものを使用できる。その拡径式ハンマビット５１におけるビッドヘッド５１ａの数と形態についても特に制約はない。また、エアスイベル機構４における突っ張り具４３は、実施形態のように径方向両側の一対とする以外に、周方向に等配する３つ又は４つとしてもよく、該突っ張り具４３の形状についても種々設定できる。

本発明では、第一工程において鋼管矢板１を先端が硬質支持層Ｇｈに到達するまで地中へ埋入させる手段として、実施形態で例示したバイブロハンマＶの起振力を利用する振動工法に限らず、例えば、鋼管矢板１の内側に挿通配置させたオーガスクリューやドリリングバケットで先端側を掘削しつつ、当該鋼管矢板１を自重と圧入又は軽打によって地中に沈設する中堀り工法、油圧ハンマ、ディーゼルハンマ、ドロップハンマ等で鋼管矢板１の頭部を打撃して地中に打ち込む打撃工法、鋼管矢板１に油圧による静圧をかけて地中に圧入する圧入工法等も採用可能である。ただし、施工能率の面からは、例示したバイブロハンマＶを用いる振動工法が推奨される。なお、実施形態では第一工程におけるバイブロハンマＶによる鋼管矢板１の打込みにアースドリル掘削機となるクローラクレーンＭを用いているが、該バイブロハンマＶによる打込み施工をアースドリル掘削機とは別のクローラクレーンにて行ってもよい。

本発明の鋼管杭の施工方法は、実施形態で例示した橋梁基礎施工に限らず、鋼管矢板による岸壁、突堤、防波堤、河川護岸、道路擁壁等の施工、更には通常の鋼管杭（単管形態）による様々な建造物の杭基礎の施工にも適用でき、とりわけ杭頭位置から５０ｍ以上の深さにある硬質支持層Ｇｈへの根入れを要する大深度施工に好適である。

１ 鋼管矢板（鋼管杭）
１ａ 継手
２ ケリーバ
３ ドリリングバケット
４ エアスイベル機構
４ａ 軸体
４ｂ 筒体
４０ 環状流路
４１ エアホース接続口
４２ エアー送給路
４３ 突っ張り具
５ ダウンザホールハンマ
５１ 拡径式ハンマビット
６ エアコンプレッサー（圧縮空気供給源）
１０ 橋梁基礎
１０ａ 外周壁体
Ｃ コンクリート
ｄ 硬質支持層の杭頭位置からの深さ
Ｇｈ 硬質支持層
Ｍ クローラクレーン（アースドリル掘削機）
Ｖ バイブロハンマ

Claims (6)

1. 鋼管杭を先端が硬質支持層に到達するまで地中へ埋入させると共に、アースドリル掘削機に保持されたケリーバの下端に取り付けたドリリングバケットの回転及び昇降操作により、該鋼管杭内の土砂を排出する第一工程と、
   前記鋼管杭内の土砂の略全量を排出後、前記ドリリングバケットを取り外したケリーバの下端にエアスイベル機構を介して、拡径式ハンマビットを備えたダウンザホールハンマを取り付けると共に、該エアスイベル機構と圧縮エアー供給源との間にダウンザホールハンマ作動用のエアーホースを接続する第二工程と、
   前記ケリーバに取り付けたダウンザホールハンマを前記鋼管杭内に挿入して着底させ、該ダウンザホールハンマの作動によって硬質支持層を所定深度まで拡径掘削すると共に、その拡径掘削に伴って鋼管杭の先端側を硬質支持層内へ自重で嵌入させる第三工程と、
   前記鋼管杭の先端側が硬質支持層内の所定深度に達したのち、ダウンザホールハンマを抜出した該鋼管杭内にコンクリートを打設する第四工程と、
   を順次経ることを特徴とする鋼管杭の施工方法。
2. 前記エアスイベル機構は、上下端をケリーバ及びダウンザホールハンマに同心状に連結させる軸体に、外周にエアホース接続口を有する筒体が相対回転自在に気密に外嵌し、該軸体と筒体との間に構成された環状流路に、前記エアホース接続口と軸体側のエアー送給路とが連通すると共に、筒体外側の周方向に等配する複数箇所に、半径方向に出退作動する突っ張り具が設けられてなる請求項１に記載の鋼管杭の施工方法。
3. 硬質支持層が杭頭位置から５０ｍ以上の深さにある請求項１又は２に記載の鋼管杭の施工方法。
4. 前記第一工程は、鋼管杭をバイブロハンマの起振力で地中に打ち込んだのち、該鋼管杭内の土砂を前記バケットによって排出するものである請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管杭の施工方法。
5. 前記鋼管杭が相互の継手を介して連結しつつ複数本を順次並列に打ち込む鋼管矢板である請求項１〜４のいずれかに記載の鋼管杭の施工方法。
6. 複数本の鋼管矢板を環状に配列するように水上から水底地盤に順次打込んで橋梁基礎の外周壁体を形成する請求項５に記載の鋼管杭の施工方法。

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