JP2779389B2 - 沈下修正用鋼管杭の回転圧入装置 - Google Patents

沈下修正用鋼管杭の回転圧入装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は既設の建築物の沈下修正
工事用に使用する鋼管杭を地盤に回転圧入する装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】建築物の沈下修正には、基礎の下に鋼管
杭を支持地盤へ到達するまで圧入し、圧入された鋼管杭
の上に基礎を載せて基礎の水平調整を行う方法がある。
図8は建築物の基礎の一例を示す平面図で、沈下修正は
この基礎31の下に作業員が入ることのできる大きさの
穴32を掘って行う。
【0003】図9は従来の鋼管杭圧入方法を示してお
り、内周を土止めした穴32内に作業員が入り、基礎3
1下に60〜75cm程度の鋼管杭33を鉛直に立て、
油圧ジャッキ34を基礎の下面と鋼管杭33の上端に載
せた鋼板35との間にセットし、油圧ジャッキ34のロ
ッドを伸ばして基礎の荷重により鋼管杭33を地盤へ圧
入している。
【0004】鋼管杭が一定の深さまで圧入されると、ジ
ャッキのロッドを縮め、すでに圧入された鋼管杭の上端
に新たな鋼管杭を溶接し、初めに圧入した鋼管杭と同様
にジャッキで圧入する。
【0005】この手順を繰り返すことにより、鋼管杭の
先端を支持地盤へ到達せしめる。
【0006】鋼管杭を基礎下の所要の位置すべてに圧入
した後、鋼管杭と基礎との間隔をジャッキアップ等の手
段により適宜修正することで、基礎を水平に調整する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の鋼管杭
圧入方法では、アスファルトやコンクリートがら等の障
碍物が地中に埋まっていると、鋼管杭が障碍物に当たっ
て充分に圧入されず、支持地盤まで到達できない場合が
ある。
【0008】このような状態の鋼管杭上で沈下修正を行
うと、近隣での土木建築工事などで不動水層が変化した
り、地震などで地盤に変動が生じたりした場合、鋼管杭
が障碍物からずれて鋼管杭自体が沈下し、基礎を充分に
支えることができなくなってしまう。
【0009】本発明の装置は鋼管杭を回転させながら地
盤へ圧入することにより、鋼管杭を支持地盤へ確実に到
達せしめ、正確な沈下修正を行うことができ、しかも沈
下修正後の沈下を防止することができるようにすること
を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明を実施するための
手段は次のとおりである。
【0011】<手段1>上下方向に伸縮し、基礎の下面
を押圧する油圧ジャッキの基部が上面に固定され、回転
軸が鋼管杭の上端に嵌合し、鋼管杭を鉛直軸まわりに回
転させるモータを下面に備えるスライダを、枠体内に沿
って上下に摺動可能に設け、前記スライダを上方へ移動
させるスライダの復帰手段を備えたものとする。
【0012】<手段2>上下方向に伸縮し、基礎の下面
を押圧する油圧ジャッキの基部が上面に固定され、回転
軸が鋼管杭の上端に嵌合し、鋼管杭を鉛直軸まわりに回
転させるモータを下面に備えるスライダを、枠体内に沿
って上下に摺動可能に設け、前記スライダを上方へ移動
させるスライダの復帰手段を備え、回転圧入する鋼管杭
の先端に溶接して使用され、下端縁に超硬切削刃を有す
る掘削管を備えたものとする。
【0013】
【実施例】以下本発明に係る沈下修正用鋼管杭の回転圧
入装置を図1〜5に基づいて詳細に説明する。本発明の
装置は鋼管杭を鉛直方向に案内するための枠体1と、枠
体1内に上下に摺動可能に設けられ、鋼管杭を鉛直方向
に回転圧入するスライダ2で構成されている。
【0014】枠体1は、スライダ2のガイドレールたる
平行な4本の柱3、3の下端を、鋼管杭を通すためのガ
イド孔4aを中央にあけた鋼板よりなる底板4の四隅に
固定し、前後左右の柱の上端どうしをトップフレーム5
で接続した構成のものとしてあって、枠体の上下部には
それぞれ枠体を穴の中に固定して装置が振れないように
するためのジャッキビス6a、6bを左右外側に向かっ
て取り付けてあり、また枠体の下端には装置を水平に固
定するためのジャッキビス6c、6cを下方に向かって
取り付けてある。
【0015】底板4の中央上面にはガイドプレート7を
ボルト8、8で取り付けてあり、このガイドプレート7
の中央には鋼管杭を通すガイド孔7aをあけてある。
【0016】図5に示すように、ガイド孔7aの径は圧
入する鋼管杭9の外径よりもわずかに大なるものとして
あって、圧入する杭の径に合う孔のあいたガイドプレー
トに適宜交換できるようにしてあり、底板4にあけたガ
イド孔4aは沈下修正に使用する鋼管杭のうち、最も径
の大なるもの(通常φ40cm程度)に合わせてあり、
最大径の鋼管杭を圧入する際にはガイドプレート7を取
り外して使用する。
【0017】スライダ2は上面中央に油圧ジャッキ10
の基部が固定され、下面に減速モータ11の上部が固定
された上段スライドプレート12と、中央にあけた孔に
減速モータ11の胴部を固定した下段スライドプレート
13で構成されたものとしてあり、上下のスライドプレ
ート12、13の4角が、枠体1の柱3、3の内側に案
内されることにより、スライダが上下に摺動可能に取り
付けられている。
【0018】減速モータ11の回転軸には、鋼管杭9の
上端を嵌合してモータの回転を鋼管杭に伝える回転盤1
4を着脱自在に取り付けてある。回転盤の外周適所には
鋼管杭の上端外周に取り付けたピース9a、9aを引掛
けて鋼管杭を回転させる爪14a、14aを固定してあ
る。
【0019】この回転盤14の径は圧入する鋼管杭の径
と同じものを使用し、圧入する鋼管杭の径を替える際に
は、回転盤も鋼管杭の径に合わせて適宜交換して使用す
る。
【0020】枠体1の底板4と、スライダ2の下段スラ
イドプレート13の左右側部にはそれぞれ突出部4a、
13aを設けてあって、左右それぞれの突出部間にはス
ライダの復帰手段たる多段式伸縮ジャッキ15、15を
設けてあり、この多段式伸縮ジャッキ15、15のロッ
ド15a、15aを伸ばすと、スライダ2が上方へ押し
上げられるようになっている。
【0021】上述のように構成した本発明の装置は次の
ように使用する。基礎16の下に穴17を掘って穴の内
周を土止めし、基礎の下面を斫って平坦にし、本発明の
装置を基礎16の下に設置する。この穴17は深さが
1.5〜1.6m程度で、中に作業員が入って鋼管杭の
接続等の作業を行える充分な広さのものとする。
【0022】枠体1下端のジャッキビス6c、6cを伸
縮させて装置が水平となるように調整した後、枠体1左
右のジャッキビス6a、6bを伸ばして穴17の左右内
壁に圧接し、装置を固定する。
【0023】次に、多段ジャッキ15、15のロッド1
5a、15aを伸ばし、油圧ジャッキ10のロッド10
aが縮んだ状態で基礎の下面に当接するまでスライダ2
を押し上げ、回転盤14を介して鋼管杭9の上端を減速
モータ11に取り付ける。
【0024】この際、鋼管杭9の下端に掘削管18を接
続しておく。この掘削管18は鋼管杭9と同径の鋼管の
下端縁に超硬切削刃19を備えるものとしてある。
【0025】本発明の装置において使用する鋼管杭9の
下端には、外径が鋼管杭の内径とほぼ同じ円筒または円
柱状の継手20の上半部を挿入して溶接したものとして
あり、掘削管9との間は鋼管杭9の下端から突出する継
手20の下半部を掘削管の上端に嵌入し、鋼管杭9と掘
削管20の間を溶接して接続する。なお、鋼管杭どうし
の接続も鋼管杭と掘削管の接続と同様にして行う。
【0026】上述のように穴17内に設置され、鋼管杭
9を取り付けた本発明に係る装置の操作を図6の(a) 〜
(d) に基づいて説明する。 (a) 多段式伸縮ジャッキ15、15のロッド15a、1
5aを縮め、スライダ2の荷重を鋼管杭9に掛ける。 (b) 油圧ジャッキ10にオイルを供給してロッド10a
を伸ばしながら減速モータ11を駆動する。かくする
と、基礎16の荷重が油圧ジャッキ10、減速モータ1
1を介して鋼管杭9に掛かり、鋼管杭は地盤に回転圧入
される。 (c) 油圧ジャッキ10のロッド10aがいっぱいに伸び
たら減速モータ11の駆動を停止し、ロッド10aを一
旦縮め、穴の中の作業員がロッド10aの先端と基礎1
6の下面との間に油圧ジャッキ10のストロークと高さ
が同じか、あるいは若干高さが小なるピース21を挿入
して挟み込み、再び油圧ジャッキ10のロッド10aを
伸ばしながら減速モータ11を駆動させて鋼管杭9をさ
らに回転圧入する。 (d) 油圧ジャッキ10のロッド10aが再びいっぱいに
伸びたら、減速モータ11の駆動を停止するとともにロ
ッド10aを縮め、ピース21を外して多段式伸縮ジャ
ッキ15、15のロッド15a、15aを伸ばしてスラ
イダ2を上方へ押し上げ、鋼管杭の圧入開始位置まで復
帰させる。
【0027】圧入した鋼管杭9と減速モータ11の回転
盤14との間へ、作業員により新たな鋼管杭をセット
し、多段式伸縮ジャッキ15、15のロッドを縮めてス
ライダの荷重を鋼管杭に掛ける。
【0028】上述した(a) 〜(d) の操作を、鋼管杭の先
端が支持地盤に到達するまで繰り返す。
【0029】鋼管杭の先端が支持地盤に到達すると、鋼
管杭が基礎からの荷重では圧入されなくなり、このこと
から鋼管杭が支持地盤に到達したことがわかる。この
際、油圧ジャッキ10に供給されるオイルの圧力から鋼
管杭の耐力を測定することができる。
【0030】圧入後の鋼管杭に充分な耐力が得られたこ
とを確認したら装置を撤去し、適宜の方法で沈下修正を
行う。
【0031】沈下修正は、例えばジャッキアップにより
行う方法があり、この場合には回転圧入後の鋼管杭の上
部を切断して、基礎下面から鋼管杭の上端までを所定の
距離に設定し、基礎下面と鋼管杭の上端との間にジャー
ナルジャッキを設置する。
【0032】基礎下の所要の位置すべてにジャーナルジ
ャッキを設置したら、各ジャーナルジャッキを適宜操作
して、基礎が水平となるように調整を行う。
【0033】なお、上述した実施例においてはスライダ
2の復帰手段として多段式伸縮ジャッキ15、15を使
用しているが、復帰手段としてはトップフレーム5にチ
ェンブロックを設け、チェンの端部をスライダ2に固定
してスライダを引き上げるようにしてもよい。
【0034】また、上述した実施例においては超硬切削
刃を備える掘削管18を鋼管杭9の先端に溶接して使用
するようにしてあるが、この超硬切削刃は最初に圧入す
る鋼管杭の先端に直接設けるようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る沈下修正用鋼管杭の回転圧
入装置は上述した構成のものとしてあるので、次の効果
を奏し得る。
【0036】鋼管杭は減速モータの駆動により回転しな
がら基礎の荷重で圧入されるので、円滑に地盤へ圧入さ
れる。鋼管杭の先端に超硬切削刃を設けることにより、
アスファルトやコンクリートがら等の障碍物が地中にあ
っても、障碍物は切削刃によって砕かれるので、鋼管杭
は支持地盤へ確実に到達する。
【0037】したがって、沈下修正の施工後に不動水層
の変化や地盤の変動があっても、鋼管杭の沈下が生じに
くく、施工後にも基礎の安定が保たれる。
【0038】また、圧入された鋼管杭の耐力データはス
ライダ上部の油圧ジャッキに供給されるオイルの圧力か
ら測定でき、この測定データは沈下修正時の資料データ
などとして有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装置の正面図。
【図2】同上の平面図。
【図3】図1のA−A線断面図。
【図4】図1のB−B線断面図。
【図5】底板部の拡大断面図。
【図6】本発明に係る装置の操作手順を示す図。
【図7】鋼管杭と掘削管の接続状態を示す一部破断正面
図。
【図8】基礎の一例を示す平面図。
【図9】従来の鋼管杭圧入手段を示す図。
【符号の説明】
1 枠体 2 スライダ 3 柱 4 底板 4a ガイド孔 5 トップフレーム 6a、6b、6c ジャッキビス 7 ガイドプレート 7a ガイド孔 8 ボルト 9 鋼管杭 9a ピース 10 油圧ジャッキ 10a ロッド 11 減速モータ 12 上段スライドプレート 13 下段スライドプレート 13a 突出部 14 回転盤 14a 爪 15 多段式伸縮ジャッキ 15a ロッド 16 基礎 17 施工用穴 18 掘削管 19 切削刃 20 継手 21 ピース

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上下方向に伸縮し、基礎の下面を押圧する
    油圧ジャッキの基部が上面に固定され、回転軸が鋼管杭
    の上端に嵌合し、鋼管杭を鉛直軸まわりに回転させるモ
    ータを下面に備えるスライダを、枠体内に沿って上下に
    摺動可能に設け、前記スライダを上方へ移動させるスラ
    イダの復帰手段を備えてなる沈下修正用鋼管杭の回転圧
    入装置。
  2. 【請求項2】上下方向に伸縮し、基礎の下面を押圧する
    油圧ジャッキの基部が上面に固定され、回転軸が鋼管杭
    の上端に嵌合し、鋼管杭を鉛直軸まわりに回転させるモ
    ータを下面に備えるスライダを、枠体内に沿って上下に
    摺動可能に設け、前記スライダを上方へ移動させるスラ
    イダの復帰手段を備え、回転圧入する鋼管杭の先端に溶
    接して使用され、下端縁に超硬切削刃を有する掘削管を
    備えてなる沈下修正用鋼管杭の回転圧入装置。
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