JP6715663B2 - 鋼管杭の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管杭の施工方法に関し、詳しくは、空頭制限のある場所や狭隘な場所でも精度よく施工が可能な鋼管杭の施工方法に関する。

従来、鋼管杭等は、杭打ち機のアースオーガ等を用いて長尺な鋼管杭を鉛直に立設した状態で地盤に回転圧入させて施工されていた。しかし、このような杭打ち機を用いて、長尺な鋼管杭を鉛直に立設した状態で施工する場合、上方に広大な空間が必要であり、例えば、既設構造物の直下のような空頭制限がある現場では施工ができないという問題があった。

また、杭打ち機やクレーンなどの重機を用いて鋼管杭を施工する場合、狭隘な施工現場では、そもそも重機や長尺な鋼管杭を現場に搬入することができず、鋼管杭の施工ができないという問題があった。

このような問題を解決するために、例えば、特許文献１には、鋼管杭や鋼管矢板等の中空杭１をリバース式の中掘り工法で地中に打設する施工方法・装置であり、ドリルパイプ１２の先端に掘削ビット１３を有する回転掘削機２を中空杭１の内部に挿入して固定し、圧入装置４により中空杭１を圧入すると共に、掘削ビットで中空杭１の先端部を掘削し、杭先端掘削土砂を供給水と共にドリルパイプ１２の先端吸込口から吸引して地上に排出し、ドリルパイプ１２の先端吸込口に設けた回転掘削可能な破砕ビット１４で杭先端掘削土砂中の礫を破砕する杭の施工方法が開示されている（特許文献１の請求項１、明細書の段落［００３０］〜［００４１］、図面の図１等参照）。

しかし、特許文献１に記載の杭の施工方法は、空頭制限下においても鋼管杭の施工はできるものの、回転掘削機２、排泥装置３、及び圧入装置４などが必要であり、それらを支持する支持架台３３を構築するのに時間や手間が掛かってしまうという問題があった。また、装置の小型化という面では不十分であり、さらに狭隘な現場では施工できないという問題もあった。

そして、特許文献２には、鋼管１の内部の下端位置に掘削翼１０を取り付け、その鋼管１内に揚泥水管２を挿通し掘削翼１０貫通させ、揚泥水管２を鋼管１及び掘削翼１０と分離した状態で配置する。そして、鋼管１に回転力を与え鋼管１と共に掘削翼１０を回転させ掘削翼１０により鋼管１内部を掘削しつつ、揚泥水管２により掘削土を吸引して鋼管１内から排出する鋼管杭工法が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２５］〜［００３１］、図面の図４〜図８等参照）。

しかし、特許文献２に記載の鋼管杭工法でも、空頭制限下においても鋼管杭の施工はできるものの、事前にライナープレート（口元管５１）を設置する必要があるうえ、本設の鋼管杭を構成する鋼管１ごと回転圧入機８で回転させつつ揚泥水管２を接続するなど、機構が複雑で動力の伝達効率が低かった。このため、杭の規模に比して大がかりな機構が必要であり、その分コストが嵩むという問題があった。

特開２００４−６８３９８号公報 特開２００４−２１１５００号公報

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、簡略な機構により低コストで空頭制限下の現場や狭隘な現場においても短時間で施工が可能な鋼管杭の施工方法を提供することにある。

第１発明に係る鋼管杭の施工方法は、既存構造物の直下に鋼管杭を新設する鋼管杭の施工方法であって、本設の前記鋼管杭を設置する前に、前記鋼管杭の圧入方向を案内する前記鋼管杭より一回り小さい径のガイド杭を設置するとともに、前記既存構造物から反力を得る圧入装置を設置し、設置した前記圧入装置を用いて、鋼板から円筒状に組み立てながら前記ガイド杭を作業地面から地盤内に所定の深さまで圧入するガイド杭圧入工程を行った後、前記ガイド杭で前記鋼管杭の地盤内の圧入方向を案内しつつ、前記圧入装置で鋼板から円筒状に組み立てながら前記鋼管杭を圧入することを特徴とする。

第２発明に係る鋼管杭の施工方法は、第１発明において、前記ガイド杭を設置する前に、条材を長手方向に連結しながら前記ガイド杭の圧入方向を案内するガイド部材を前記ガイド杭の下端より深くに達するまで地盤に圧入して前記ガイド部材の上端を前記既存構造物に固定し、前記圧入装置を用いて前記ガイド部材で圧入方向を案内しつつ前記ガイド杭を地盤内に圧入することを特徴とする。

第３発明に係る鋼管杭の施工方法は、既存構造物の直下に鋼管杭を新設する鋼管杭の施工方法であって、本設の前記鋼管杭を設置する前に、前記鋼管杭の圧入方向を案内するガイド杭を設置するとともに、前記既存構造物から反力を得る圧入装置を設置し、設置した前記圧入装置を用いて前記ガイド杭で圧入方向を案内しつつ前記鋼管杭を圧入するとともに、前記ガイド杭は、上端が前記既存構造物に固定されていることを特徴とする。

第４発明に係る鋼管杭の施工方法は、第３発明において、前記ガイド杭は、本設の前記鋼管杭の内側杭を兼用しており、前記鋼管杭の上部が二重管構造となっていることを特徴とする。

第５発明に係る鋼管杭の施工方法は、第１発明ないし第３発明のいずれかの発明において、前記鋼管杭の圧入と並行して高圧水を噴射しつつポンプを用いて排土して前記鋼管杭内の土砂を掘削することを特徴とする。

第１発明〜第５発明によれば、空頭制限下の現場や狭隘な現場においても鋼管杭の施工が可能となり、簡略な機構により短時間で施工ができるため、鋼管杭の設置コストを低減することができる。また、ガイド杭で圧入方向を案内しつつ鋼管杭を圧入するので、鋼管杭の施工精度が向上する。

特に、第２発明によれば、ガイド部材で圧入方向を案内しつつガイド杭を圧入するので、ガイド杭の施工精度が向上する。このため、さらに鋼管杭の施工精度が向上する。

特に、第３発明によれば、ガイド部材を設置する工程を省略することができ、施工期間を短縮して鋼管杭の設置コストを低減することができる。

特に、第４発明によれば、ガイド杭は、本設の鋼管杭の内側杭を兼用しており、前記鋼管杭の上部は二重管構造となっているので、新設の鋼管杭１’の全体の鋼板の厚さを低減することができる。

特に、第５発明によれば、大型の掘削機等を用いることなく鋼管杭内の土砂を掘削することができる。このため、空頭制限下の現場や狭隘な現場において容易に短時間で施工が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法の事前準備を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法のガイド部材設置工程を示す工程説明図であり、（ａ）が橋軸方向に沿って見た側面図、（ｂ）が、平面図である。 同上の鋼管杭の施工方法の反力板設置工程を示す工程説明図であり、（ａ）が橋軸方向に沿って見た側面図、（ｂ）が、平面図である。 同上の鋼管杭の施工方法の圧入装置設置工程を示す工程説明図である。 実施形態に係る圧入装置を示す正面図である。 同上の圧入装置を示す左側面図である。 第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法のガイド杭圧入工程を示す工程説明図であり、（ａ）が橋軸方向に沿って見た側面図、（ｂ）が、平面図である。 同上のガイド杭圧入工程の完了状態を示す工程説明図であり、（ａ）が橋軸方向に沿って見た側面図、（ｂ）が、平面図である。 同上の鋼管杭の施工方法の圧入装置盛替工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法の鋼管杭圧入掘削工程における鋼管杭の組立状況を示す工程説明図であり、（ａ）が橋軸方向に沿って見た側面図、（ｂ）が、平面図である。 同上の鋼管杭圧入掘削工程の圧入状況を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭圧入掘削工程のガイド杭の下端付近までの掘削排土状況を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭圧入掘削工程のガイド杭の下端より深く掘削する際の掘削排土状況を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法の圧入装置撤去工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法のコンクリート打設工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法の鋼管杭上部構築工程を示す工程説明図である。 第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法の事前準備を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法の天井クレーン設置工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法の反力板設置工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法の圧入装置設置工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭の施工方法の鋼管杭圧入掘削工程における鋼管杭の組立状況を示す工程説明図であり、（ａ）が橋軸方向に沿って見た側面図、（ｂ）が、平面図である。 同上の鋼管杭圧入掘削工程の掘削排土状況を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭圧入掘削工程の圧入装置撤去工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭圧入掘削工程のコンクリート打設工程を示す工程説明図である。 同上の鋼管杭圧入掘削工程の鋼管杭上部構築工程を示す工程説明図である。

以下、本発明に係る鋼管杭の施工方法を実施するための一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
先ず、図１〜図１５を用いて、本発明の第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法について説明する。第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法は、既設構造物の直下に新たに鋼管杭を新設する場合に適用される。例えば、橋梁の橋台Ｂ１に新たに送水管Ｐ１等を設置するため、その荷重を支持する鋼管杭１を送水管Ｐ１の直下に新設するような場合に好適に適用される。

図１は、本発明の第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法の事前準備を示す工程説明図である。図１を含め工程説明図は、杭の新設工事を橋梁の橋軸方向に沿って見た側面図であり、橋梁の橋軸方向と直交する鉛直面で橋台Ｂ１を切断した状態で示している。

（１）事前準備
本発明の第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１に示すように、先ず、事前準備として橋台Ｂ１の周りや下を掘り下げて、作業空間や材料搬入のための空間を確保する。図示形態では、橋台Ｂ１の脇に幅１ｍ程度堀下げ、送水管Ｐ１の直下となる橋台Ｂ１下の一部を掘って、高さ５ｍ程度の空間を確保する。勿論、この空間の大きさは、設置する鋼管杭１の大きさや、地盤に応じて適宜設定すればよいことは云うまでもない。

（２）ガイド部材設置工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図２に示すように、後述のガイド杭５をガイドするガイド部材２を設置するガイド部材設置工程を行う。このガイド部材２は、人力で持ち上げられる長さ２ｍ程度のＨ形鋼が長手方向に沿って連結された条材であり、後述のガイド杭を圧入するための反力を既設構造物（橋台Ｂ１）から得る機能を有している。

本実施形態に係るガイド部材設置工程では、ガイド部材２は、図２（ｂ）に示すように、新設の鋼管杭１の軸芯を中心に平面上において十字に計４本設置する。具体的には、本工程では、所定の位置に手持ちの振動圧入機やミニパワーショベル等を用いてＨ形鋼を長手方向に連結しながら地盤に圧入して行く。本実施形態では、ガイド部材２の下端が、後述のガイド杭５の下端より深くなる作業地面から８ｍの深さに到達するまで圧入する。

その後、上方にもＨ形鋼を連結して行き、ガイド部材２の上端を既設構造物である橋台Ｂ１の下面に後施工アンカーを用いて固定する。なお、ガイド部材２のＨ形鋼同士の連結は、溶接又はボルト接合により行う。

本工程では、ガイド部材２の設置と併せて、仮設の揚重装置として電動ホイスト式クレーンからなる天井クレーンＣを鋼管杭１の四周に４機程度設置する。具体的には、構造物（橋台Ｂ１）の下面にＨ形鋼やＩ形鋼などの形鋼からなる４本のランウェイを後施工アンカーで固定し、そのランウェイにそれぞれ天井クレーンＣを走行可能に止め付ける。

（３）反力板設置工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図３に示すように、反力板を設置する反力板設置工程を行う。この反力板３は、後述の圧入装置４を掛け止める掛止突起となる横方向に長い長方形の厚板ブロック状（レンガ状）の鋼板であり、圧入装置で圧入する際の反力をガイド部材２を介して既存構造物（橋台Ｂ１）から得る機能を有している。

本工程では、先ず、圧入装置４を装着する高さ（本実施形態では、作業地面上２．５ｍ程度の高さ）に応じて、ガイド部材２同士の間隔が縮まらないように２段十字状にＨ形鋼からなる間隔保持材３０を取り付ける。その後、ガイド部材２の外側面に支圧受板３１を介して反力板３をボルト止めする。なお、反力板３のボルト孔は、座繰り孔となっており、ボルト頭が突出せず、圧入装置４を掛け止め易くなっている。

（４）圧入装置設置工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図４に示すように、４機の圧入装置４を所定の位置に設置する圧入装置設置工程を行う。

この圧入装置４は、図５、図６に示すように、主に、油圧式の伸縮ジャッキ４０からなり、油圧でピストンロッド４１を伸縮して後述のガイド杭５や鋼管杭１を圧入する装置である。この圧入装置４には、上下一対の下脚部４２と上脚部４３を備え、下脚部４２には、前述の反力板３を掛け止める凹溝４４が形成されている。上脚部４３は、圧入装置４が縦回転しないように支圧する支圧板の機能を有している。

本工程では、凹溝４４を反力板３に嵌め込んで圧入装置４の下脚部４２の設置位置を位置決めするとともに、上脚部４３をガイド部材２の外側面に固定して圧入装置４が鉛直になるように設置する。伸縮ジャッキ４０のピストンロッド４１が鉛直に伸縮運動できるように設置して精度良く鋼管杭１を圧入するためである。また、４機の圧入装置４は、リング状の鋼材からなるリング部材４５を介して同時にガイド杭５等を押圧して圧入する（図４参照）。

（５）ガイド杭圧入工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図７に示すように、ガイド杭５を圧入するガイド杭圧入工程を行う。ガイド杭５は、本設の鋼管杭１より一回り小さい径（本実施形態では直径１．４５６ｍｍ）の高さ１．５ｍ程度の４分割円筒状の複数の鋼板５０からなる鋼製の杭であり、鋼管杭１の圧入方向を案内する機能を有している。

本工程では、先ず、橋台Ｂ１脇の幅１ｍの隙間から一組の鋼板５０を搬入する。そして、作業地面上において、天井クレーンＣを用いて揚重しつつ、ガイド部材２の周りで鋼板５０の端面同士を当接させて組み合わせ、接合面に沿って縦方向に溶接して円筒状にする。その後、圧入装置４の伸縮ジャッキ４０を作動させてリング部材４５を介してガイド杭５を地盤内に圧入する。

その後、さらに追加の鋼板５０を搬入し、地盤内に圧入したガイド杭５の上方において、ガイド杭５を組み立て溶接した上、前述のように圧入装置４で圧入する。図８に示すように、この組立溶接・圧入を繰り返して所定の深さまでガイド杭５を圧入する。本実施形態では、作業地面からガイド杭５の下端が、本設の鋼管杭１の全長１７ｍの１／３超となる６．５ｍに達するまで圧入する。

なお、ガイド杭５は、本設の杭ではないので鋼板５０同士の接合は、溶接に限られず、ボルド接合など他の接合方法であっても構わない。また、ガイド杭５として円筒の円周を４分割したものを例示したが、勿論、搬入口の大きさやガイド杭５の径に応じて、２分割や３分割など円周を４分割以外に分割したものであっても構わない。

（６）圧入装置盛替工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図９に示すように、４機の圧入装置４を外側へ水平移動する圧入装置盛替工程を行う。

本工程では、圧入装置４を一旦撤去した後、図９に示すように、反力板３及び支圧受板３１の外側に溝形鋼や厚板鋼板などの追加部材４６を装着して拡大し、本設の鋼管杭１の径に応じた位置まで圧入装置４を盛替えて固定する。また、リング部材もリング部材４５より一回り径の大きいリング部材４５’に取り替える。この圧入装置４の盛替作業により、圧入装置４を鋼管杭１の上端の直上に設置することが可能となり、後工程で圧入装置４による鋼管杭１の圧入が精度よく、短時間で行えるようになる。

（７）鋼管杭圧入掘削工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１０、図１１に示すように、鋼管杭１を地盤内に圧入しつつ鋼管杭１内の土砂を掘削する鋼管杭圧入掘削工程を行う。鋼管杭１は、構造設計に応じた所定径、所定厚の４分割円筒状の円弧鋼板１０からなる鋼製の本設の杭である。本実施形態に係る鋼管杭１は、図１０に示すように、１ロットが外径１７００ｍｍで高さ１５００ｍｍとなっている。

本工程では、前述のガイド杭圧入工程と同様に、橋台Ｂ１脇の幅１ｍの隙間から円弧鋼板１０を搬入し、作業地面上においてガイド杭５の周りに円弧鋼板１０同士を組み合わせて溶接して円筒状の鋼管杭１とする。その後、圧入装置４のピストンロッド４１の先端と、組み立てた鋼管杭１の上端と、を連結して圧入装置４の伸縮ジャッキ４０を作動させて鋼管杭１を地盤内に圧入する。

その後、さらに追加の円弧鋼板１０を搬入し、地盤内に圧入した鋼管杭１の上方に新たな鋼管杭１を組み立て溶接した上、前述のように圧入装置４で圧入する。図１１に示すように、この組立溶接・圧入を繰り返してガイド杭５の下端より鋼管杭１の下端が下にくる深さまで鋼管杭１を圧入する。

但し、ガイド杭圧入工程と相違して、本工程では、図１２に示すように、鋼管杭１の圧入に並行して鋼管杭１及びガイド杭５の内部の土砂を掘削して排土する。支持地盤に確実に鋼管杭１を支持させるため、先端処理として鋼管杭１の下端に充填材としてコンクリートを打設するためである。

ここで、図１２に示すように、ガイド杭５の下端付近までは、ウォータージェットを噴射しつつ排土ポンプなどの排土装置で吸引して掘削する。これにより、大型の装置を使用することなく、鋼管杭１内の土砂を掘削排土することができる。

また、図１３に示すように、ガイド杭５の下端を超えて深く掘り進む際は、ウォータージェットの水圧だけでは、掘り崩して排土することができない場合が想定される。そのため、さらに高圧なジェット水を噴出する複数のノズルで掘り崩しを行い、ＭＪＰ工法やエアーリフト工法により掘削排土を行う。勿論、粘土層などの軟弱地盤でウォータージェットの水圧だけで掘り進める場合は、ウォータージェットだけで掘り進んでもよいことは云うまでもない。

このように、本工程では、組立溶接・圧入を繰り返して鋼管杭１を支持層まで到達する所定深さまで圧入するとともに、鋼管杭１内の土砂を掘削排土する。

（８）圧入装置撤去工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１４に示すように、圧入装置４及び反力板３を撤去する圧入装置撤去工程を行う。このとき、ガイド部材２も一緒に撤去してもよい。但し、ガイド部材２があることにより、鋼管杭１の強度が低下することはないため、ガイド部材２を撤去せずに存置させたままでも差し支えない。

（９）コンクリート打設工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１５に示すように、圧送ポンプ等を用いて圧入した鋼管杭１の下部にコンクリートを打設するコンクリート打設工程を行う。

本工程では、先ず、ウォータージェット等を用いて鋼管杭１の内周面の土砂をきれいに洗い流して排土ポンプ等で排土・排水して鋼管杭１の下部のスライム等を除去する。

そして、圧送ポンプ等を用いて鋼管杭１の下部に支持層へ応力を伝達する所定高さのコンクリート部を構築する。

（１０）鋼管杭上部構築工程
次に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１６に示すように、圧入した鋼管杭１の上方となる残りの鋼管杭１を構築する鋼管杭上部構築工程を行う。

本工程では、鋼管杭圧入掘削工程と同様に、橋台Ｂ１脇の幅１ｍの隙間から円弧鋼板１０を搬入して、そのまま、圧入した鋼管杭１の上方に載置して組み立てて溶接する。

このように、既設構造物である橋台Ｂ１の下面に達するまで組立・溶接を繰り返し、作業地面下に圧入した鋼管杭１の上方に残りのロットの鋼管杭１を構築する。

（１１）埋め戻し工程
最後に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図示しないが、残りの仮設である天井クレーンＣ等を撤去し、事前準備で作業空間等のため掘削した部分を土砂で埋め戻す埋め戻し工程を行って、本実施形態に係る鋼管杭の施工方法が終了する。

以上説明した第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法によれば、油圧式の伸縮ジャッキ４０を主体とする圧入装置４やウォータージェット、排土ポンプ等の簡略な機構だけで鋼管杭の施工が可能となる。このため、空頭制限下の現場や狭隘な現場においても鋼管杭の施工が容易にできるだけでなく、回転掘削のための大型の重機や装置、支持架台等が必要ないため、仮設やリースの費用を低減でき、結果的に鋼管杭の設置コストを低減することができる。また、予め鋼管杭１の圧入方向を案内するガイド杭５を設置した後、鋼管杭１を圧入するので、鋼管杭１の圧入方向が正確となり、精度よく鋼管杭１を所定の位置に設置することができる。

［第２実施形態］
次に、図１７〜図２５を用いて本発明の第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法について説明する。第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法と同様に、橋梁の橋台Ｂ１に新たに送水管Ｐ１等を設置するため、その荷重を支持する鋼管杭１’を送水管Ｐ１の直下に新設する場合を例示して説明する。

（１）事前準備
本発明の第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１７に示すように、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法と同様に、事前準備として橋台Ｂ１の周りや下を掘り下げて、作業空間や材料搬入のための空間を確保する。図示形態では、橋台Ｂ１の脇に幅１ｍ程度堀下げ、送水管Ｐ１の直下となる橋台Ｂ１下の一部を掘って、高さ５ｍ程度の空間を確保する。

（２）天井クレーン設置工程
次に、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１８に示すように、仮設の揚重装置として電動ホイスト式クレーンからなる天井クレーンＣを設置する天井クレーン設置工程を行う。具体的には、構造物（橋台Ｂ１）の下面の鋼管杭１’の四周となる位置に、Ｈ形鋼やＩ形鋼などの形鋼からなる４本のランウェイを後施工アンカーで固定し、そのランウェイにそれぞれ天井クレーンＣを走行可能に止め付ける。

（３）反力板設置工程
次に、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図１９に示すように、反力板を設置する反力鋼板設置工程を行う。

本工程では、先ず、作業地面上に前述のガイド杭５と同様の内側杭５’の上部を構築する。内側杭５’を構築する手順は、前述と同様に、４分割円筒状の複数の鋼板５０’を、橋台Ｂ１脇の幅１ｍの隙間から搬入する。そして、作業地面上において、天井クレーンＣを用いて揚重しつつ、本設の鋼管杭１’の設置位置に鋼板５０’の端面同士を当接させて組み合わせ、接合面に沿って縦方向に溶接して円筒状にする。

この組立溶接作業を、橋台Ｂ１の下面に内側杭５’の上端が達するまで繰り返し、円筒状のガイド杭５を積み重ねてガイド杭５の上部を構築し、反力が得られるように上端を既存構造物である橋台Ｂ１に固定する。そして、作業地面上２．５ｍ程度の高さのガイド杭５の周面に前述の圧入装置４を設置することから、その高さに前述の反力板３に相当する反力板３’を設置する。本実施形態に係る反力板３’は、帯状の厚板鋼板を曲面加工して４分割円筒状としたものが、ガイド杭５の周面に予め溶接されている。勿論、反力板３’は、現場において溶接しても良いことは云うまでもない。

なお、この内側杭５’は、新設の鋼管杭１’の上部構造を兼用している。このため、杭において曲げ応力が集中する杭上方部を、鋼管杭１’と内側杭５’の二重管構造で対応することができ、新設の鋼管杭１’の全体の鋼板の厚さを低減することができる。

（４）圧入装置設置工程
次に、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図２０に示すように、前述の圧入装置４と同様の圧入装置４’を所定の位置に４機設置する圧入装置設置工程を行う。

（５）鋼管杭圧入掘削工程
次に、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図２１、図２２に示すように、鋼管杭１’を地盤内に圧入しつつ鋼管杭１内の土砂を掘削する鋼管杭圧入掘削工程を行う。鋼管杭１’は、前述の鋼管杭１と同様に、構造設計に応じた所定径、所定厚の４分割円筒状の円弧鋼板１０’からなる鋼製の本設の杭である（図２１（ｂ）参照）。また、本実施形態に係る鋼管杭１’は、図２１（ａ）に示すように、１ロットが外径１７００ｍｍで高さ１５００ｍｍとなっている。但し、前述のように、内側杭５’で杭頭部分が補強されているため、鋼管杭１’は、鋼板の厚さが薄くなっている。

本工程では、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法の鋼管杭圧入掘削工程と同様に、橋台Ｂ１脇の幅１ｍの隙間から円弧鋼板１０’を搬入し、作業地面上において内側杭５’の周りに円弧鋼板１０’同士を組み合わせて溶接して円筒状の鋼管杭１’とする。その後、図２２に示すように、圧入装置４’の伸縮ジャッキを作動させ、リング部材を介して鋼管杭１’を地盤内に圧入する。この組立溶接・圧入を繰り返して鋼管杭１’を所定深さまで圧入する。

但し、本工程では、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法の鋼管杭圧入掘削工程と相違して、ガイド杭５に相当する内側杭５’より下に鋼管杭１’を圧入して掘削するため、最初から前述のＭＪＰやエアーリフト工法により掘削排土を行う。勿論、粘土層などの軟弱地盤でウォータージェットの水圧だけで掘り進める場合は、ウォータージェットだけで掘り進んでもよいことは云うまでもない。

（６）圧入装置撤去工程
次に、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図２３に示すように、圧入装置４’を撤去する圧入装置撤去工程を行う。

（７）コンクリート打設工程
次に、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図２４に示すように、圧送ポンプ等を用いて圧入した鋼管杭１’の下部にコンクリートを打設するコンクリート打設工程を行う。

本工程では、先ず、ウォータージェット等を用いて鋼管杭１’の内周面の土砂をきれいに洗い流して排土ポンプ等で排土・排水して鋼管杭１’の下部のスライム等を除去する。

そして、鋼管杭１’の下部に、圧送ポンプ等を用いて鋼管杭１’の下部に支持層へ応力を伝達する所定高さのコンクリート部を構築する。

（８）鋼管杭上部構築工程
次に、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図２５に示すように、圧入した鋼管杭１の上方となる残りの鋼管杭１’を構築する鋼管杭上部構築工程を行う。

本工程では、前述の鋼管杭圧入掘削工程と同様に、橋台Ｂ１脇の幅１ｍの隙間から円弧鋼板１０’を搬入して、そのまま、圧入した鋼管杭１’の上方に載置して組み立てて溶接する。

このように、既設構造物である橋台Ｂ１の下面に達するまで組立・溶接を繰り返し、作業地面下に圧入した鋼管杭１’の上方に残りのロッドの鋼管杭１’を構築する。

（９）埋め戻し工程
最後に、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、図示しないが、仮設である天井クレーンＣ等を撤去し、事前準備で作業空間等のため掘削した部分を土砂で埋め戻す埋め戻し工程を行って、本実施形態に係る鋼管杭の施工方法が終了する。

以上説明した第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法によれば、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法による作用効果に加え、内側杭５’で杭頭部分が補強されているため、鋼管杭１’は、鋼管杭１’と比べて鋼板の厚さを薄くすることができる。また、第２実施形態に係る鋼管杭の施工方法によれば、第１実施形態に係る鋼管杭の施工方法と比べて、ガイド部材設置工程等が無い分、施工期間が短縮されて鋼管杭の設置コストを低減することができる。

以上、本発明の実施形態に係る鋼管杭の施工方法について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。特に、橋台Ｂ１は、鋼管杭が必要な構造物の例示であり、橋脚の基礎フーチングなど、他の構造物であっても構わない。

１，１’ ：鋼管杭
１０，１０’ ：円弧鋼板
２ ：ガイド部材
３，３’ ：反力板
３０ ：間隔保持材
３１ ：支圧受板
４，４’ ：圧入装置
４０ ：伸縮ジャッキ
４１ ：ピストンロッド
４２ ：下脚部
４３ ：上脚部
４４ ：凹溝
４５，４５’，４５” ：リング部材
４６ ：追加部材
５ ：ガイド杭
５０，５０’ ：円弧鋼板
Ｂ１ ：橋台（既存構造物）
Ｐ１ ：送水管
Ｃ ：天井クレーン

Claims (5)

1. 既存構造物の直下に鋼管杭を新設する鋼管杭の施工方法であって、
   本設の前記鋼管杭を設置する前に、前記鋼管杭の圧入方向を案内する前記鋼管杭より一回り小さい径のガイド杭を設置するとともに、前記既存構造物から反力を得る圧入装置を設置し、
   設置した前記圧入装置を用いて、鋼板から円筒状に組み立てながら前記ガイド杭を作業地面から地盤内に所定の深さまで圧入するガイド杭圧入工程を行った後、前記ガイド杭で前記鋼管杭の地盤内の圧入方向を案内しつつ、前記圧入装置で鋼板から円筒状に組み立てながら前記鋼管杭を圧入すること
   を特徴とする鋼管杭の施工方法。
2. 前記ガイド杭を設置する前に、条材を長手方向に連結しながら前記ガイド杭の圧入方向を案内するガイド部材を前記ガイド杭の下端より深くに達するまで地盤に圧入して前記ガイド部材の上端を前記既存構造物に固定し、前記圧入装置を用いて前記ガイド部材で圧入方向を案内しつつ前記ガイド杭を地盤内に圧入すること
   を特徴とする請求項１に記載の鋼管杭の施工方法。
3. 既存構造物の直下に鋼管杭を新設する鋼管杭の施工方法であって、
   本設の前記鋼管杭を設置する前に、前記鋼管杭の圧入方向を案内するガイド杭を設置するとともに、前記既存構造物から反力を得る圧入装置を設置し、
   設置した前記圧入装置を用いて前記ガイド杭で圧入方向を案内しつつ前記鋼管杭を圧入するとともに、
   前記ガイド杭は、上端が前記既存構造物に固定されていること
   を特徴とする鋼管杭の施工方法。
4. 前記ガイド杭は、本設の前記鋼管杭の内側杭を兼用しており、前記鋼管杭の上部が二重管構造となっていること
   を特徴とする請求項３に記載の鋼管杭の施工方法。
5. 前記鋼管杭の圧入と並行して高圧水を噴射しつつポンプを用いて排土して前記鋼管杭内の土砂を掘削すること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼管杭の施工方法。

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