特表 2022-549528 超長尺・小口径ボアホールパイル工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-25

(54)【発明の名称】超長尺・小口径ボアホールパイル工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/34 20060101AFI20221117BHJP

【ＦＩ】

E02D5/34

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022534479

(86)(22)【出願日】2021-12-16

(85)【翻訳文提出日】2022-06-07

(86)【国際出願番号】 CN2021138914

(87)【国際公開番号】W WO2022096024

(87)【国際公開日】2022-05-12

(31)【優先権主張番号】202110197247.7

(32)【優先日】2021-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521052849

【氏名又は名称】中▲鉄▼九局集▲団▼第四工程有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＬＷＡＹ ＮＯ．９ ＧＲＯＵＰ ＮＯ．４ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＯ．， ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３－１ Ｊｉｎｇｂｉｎ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｓｈｅｎｈｅ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ ｃｉｔｙ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１０１３ Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】521052838

【氏名又は名称】中▲鉄▼九局集▲団▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＬＷＡＹ ＮＯ．９ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．， ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３－１ Ｊｉｎｇｂｉｎ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｓｈｅｎｈｅ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ ｃｉｔｙ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１０１３ Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001106

【氏名又は名称】弁理士法人キュリーズ

(72)【発明者】

【氏名】柯▲書▼豪

(72)【発明者】

【氏名】尹▲蘇▼江

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼▲紅▼磊

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼礼▲銘▼

(72)【発明者】

【氏名】▲費▼▲継▼▲為▼

(72)【発明者】

【氏名】丁列

(72)【発明者】

【氏名】王佳博

(72)【発明者】

【氏名】李▲輝▼

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼野

(72)【発明者】

【氏名】郭▲雲▼▲鵬▼

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041AA01

2D041BA14

2D041CA01

2D041CB01

2D041CB05

2D041DA03

2D041EA02

2D041EB02

(57)【要約】

【課題】 超長尺・小口径ボアホールパイル工法を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明は、超長尺・小口径ボアホールパイル工法を提供する。前記工法は、測定・位置決めステップと、ケーシングチューブ埋設ステップと、ドリルヘッド改良及び芯出しステップと、スラリー調製ステップと、削孔ステップと、杭孔の鉛直度確認ステップと、一次孔内洗浄ステップと、杭孔形成検収ステップと、鉄筋かごの製作及び建込みステップと、トレミー管の建込みステップと、二次孔内洗浄ステップと、コンクリート打込みステップとを含む。この工法は、長尺で小口径の場所打ち杭に適し、ドリルヘッドの改良により、ドリルヘッドの摩耗量を大幅に低減し、ドリルヘッドの交換回数を減らし、時間を節約する。鉄筋かごの製作には、さまざまな補強方法を用い、全体的な構造の安定性がより高まり、強度及び安全性もより高い。施工操作しやすく、使用範囲が幅広く、場所によって制限されず、形成された孔壁は堅固で安定しており、孔の崩壊は少なく、粉じん汚染も少なく、環境配慮施工の要件に適合する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超長尺・小口径ボアホールパイル工法であって、
杭孔の場所を設計で要求される高さに達させる整地ステップＳ１００と、
トータルステーションで前記杭孔の位置を決め、クロスリッピング（十字掛け）法で前記杭孔の外部に４つの位置決め用杭を埋設して固定し、前記位置決め用杭を基準として場所打ち杭の輪郭線を確定する測定・位置決めステップＳ１０１と、
前記場所打ち杭の輪郭線に基づきケーシングチューブを埋設し、前記ケーシングチューブの内径は、前記場所打ち杭の直径より大きく、前記ケーシングチューブ胴体を直立した後粘土で埋め戻すケーシングチューブ埋設ステップＳ１０２と、
ドリルヘッドを改良して掘削中の杭孔形成効果を向上させ、前記ケーシングチューブの周りに埋設された前記位置決め用杭を細い線で対角接続し、改良後の前記ドリルヘッドの中心、前記ケーシングチューブの中心及び前記場所打ち杭の中心が同じ垂直線上にあることを校正・確保するドリルヘッド改良及び芯出しステップＳ１０３であって、前記ドリルヘッドは、ドリルロッドと、ドリルビットとを備え、前記ドリルロッドに鋼板が設けられ、前記ドリルロッドの下部に円周方向に沿って均等に配置された複数の前記ドリルビットが設けられ、前記ドリルビットは前記ドリルロッドから外側に突き出て、前記鋼板は隣り合う前記ドリルビットが上向きに延びた後の間に形成された凹溝に位置し、前記鋼板の厚さが前記ドリルロッドから突き出た前記ドリルビットの厚さと同じであり、
前記鋼板は、弧状に湾曲しており、前記鋼板の曲げ曲率が前記ドリルビットと一致し、前記鋼板と前記ドリルビットが下から見て閉じたリングを呈し、
前記ドリルビットが４つあり、前記鋼板も４つ設けられ、前記鋼板は前記ドリルロッドに溶接される、ステップＳ１０３と、
前記杭孔の範囲内にスラリーピット及び沈殿池を掘り、前記沈殿池と前記スラリーピットは排水溝を介して連通し、前記沈殿池がスラリー溝を介して前記ケーシングチューブに連通され、前記スラリーピット内のスラリーが水、粘土及び添加剤で調製されるスラリー調製ステップＳ１０４と、
ワイヤーロープでドリルマシンを吊り込んで前記ドリルマシンの中心を前記ステップＳ１０３における前記中心と揃うようにし、前記ドリルマシンの前記ドリルヘッドはまずハンマーの落下高を小さくして集中的に打撃し、孔の深さが前記ケーシングチューブの下３～４ｍに達してからストロークを増やし、ハンマーの落下高さを高くし、正常の連続打撃に切り替え、削孔時に調製された前記スラリーを前記杭孔内に注する削孔ステップＳ１０５と、
前記杭孔の鉛直度を確認する鉛直度確認ステップＳ１０６であって、
地上に２つの観測点を設け、２つの前記観測点を各々前記杭孔の中心を結ぶ線に垂直にし、前記観測点に鉛直度測定装置を設け、鉛直度測定装置はここの鉛直度を測定するために用いられ、２つの前記観測点の鉛直度と前記ドリルヘッドをけん引するワイヤーロープの鉛直度を比較し、前記杭孔の鉛直度を監視し、
前記鉛直度測定装置は、支持枠を備え、前記支持枠に下げ振りが掛けられ、前記下げ振りは紐と、重りとを備え、前記紐の一端が前記重りに連結され、他端が前記支持枠に固定され、前記重りは自重により自由落下し、前記紐の方向を介して前記観測点の鉛直度を判断する、ステップＳ１０６と、
バルブ付きスライム除去バケットでスライム処理を繰り返し、孔底の泥、スライムをきれいに除去し、ウォーターポンプで高密度の前記スラリーを水に置き換え、前記杭孔の最終孔を形成する一次孔内洗浄ステップＳ１０７と、
前記杭孔の最終孔を検収し、探査籠で孔径を検査し、測定ロープで孔の深さを確認し、キャリパーで鉛直度を確認し、要件を満たした後で次の手順に進む杭孔形成検収ステップＳ１０８と、
鉄筋かごは、鉄筋でセクション分けて製作され、クレーンで前記鉄筋かごを前記杭孔に吊り込み、前記杭孔に吊り込まれた前記鉄筋かごの末端を前記ケーシングチューブ口で一時的に支持し、さらに別のセクションの前記鉄筋かごを吊起して溶接した後前記杭孔に吊り込み、前記ステップを繰り返し、全ての前記鉄筋かごを前記杭孔に順次吊り込む鉄筋かごの製作及び建込みステップＳ１０９であって、
前記鉄筋かごは、主筋と、帯筋とを備え、前記帯筋は前記主筋に水平に固定され、前記主筋の長さ方向に沿って２ｍごとに１つの前記帯筋が設けられ、
前記鉄筋かごに円盤型モルタル保護クッション材が設けられ、各セクションの前記鉄筋かごに少なくとも２組の前記円盤型モルタル保護クッション材が設けられ、各組が前記鉄筋かごの円周方向に沿って少なくとも４つの前記円盤型モルタル保護クッション材を均等に配置し、
前記鉄筋かごには、補強材がさらに設けられ、隣り合う前記主筋間に鉄筋を交差して接続して、前記補強材を形成し、同じ断面内に前記補強材が１つおきに配置され、前記主筋の長さ方向に沿って、隣り合う補強領域の前記補強材の中心距離が３ｍであり、
前記補強材で補強された前記鉄筋かごの長さは、１ｍで、前記補強材に用いられている鉄筋がＨＲＢ４００ＥΦ１６の鉄筋である、ステップＳ１０９と、
クレーンでトレミー管を前記杭孔に吊り込み、前記トレミー管をねじ込み結合し、接合部にシールリングを増設するトレミー管の建込みステップＳ１１０と、
前記ウォーターポンプで前記スラリーを前記トレミー管内に圧送し、次に孔底から前記トレミー管の外側に沿って沈積スライムを置き換える二次孔内洗浄ステップＳ１１１と、
前記トレミー管を介して前記杭孔にコンクリートを打込むコンクリート打込みステップＳ１１２と
を有することを特徴とする、超長尺・小口径ボアホールパイル工法。

【請求項2】

前記ステップＳ１０５では、ハンマーの落下高を小さくして集中的に打撃する時のハンマーの落下高は、０．４～０．６ｍで、正常の連続打撃時のハンマーの落下高は１．５～２．０ｍであることを特徴とする、請求項１に記載の超長尺・小口径ボアホールパイル工法。

【請求項3】

前記ステップＳ１０５では、掘削過程で、土層変化部位及び偏心が発生しやすい部位について、ハンマーの落下高を小さくして軽打撃し、断続的に打撃する方法で通過し、偏心が生じた時、掘削を停止し、砕石を杭孔の偏心が生じた場所に埋め戻し、再削孔することを特徴とする、請求項１又は２に記載の超長尺・小口径ボアホールパイル工法。

【請求項4】

前記ステップＳ１０５では、掘削過程中で、目視検査法によりスラリー液面の変化に注意を払い、前記杭孔内の前記スラリー液面が水面より低くなった場合、直ちに前記スラリーを補給することを特徴とする、請求項３に記載の超長尺・小口径ボアホールパイル工法。

【請求項5】

前記ステップＳ１１２では、コンクリート打込み時、逆打込み法を用い、先にトレミー管の先端部からコンクリートを打設して遮断層を形成し、次にコンクリートをトレミー管の先端部から遮断層に入り、先行打設のコンクリート及びその上のスラリーを杭底から押し上げることで、後で打設されるコンクリートを完全な杭体に凝結させ、コンクリートの打込み量は打設コンクリートでのトレミー管先端部埋設深さが少なくとも１．０～１．３ｍを満たすことを特徴とする、請求項１に記載の超長尺・小口径ボアホールパイル工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土層又は岩層の掘削の技術分野に関し、特に、超長尺・小口径ボアホールパイル工法に関する。

【背景技術】

【0002】

建築業の急速な発展に伴い、建築基礎の要件基準も益々高くなってきた。異なる地質条件に応じて異なる基礎形態を用い、特に、鉄鉄道橋、高速道路橋及び地下構造が極めて複雑な地区において、ボアホールパイル工法は、工事全体の品質を向上させることができる最も一般的な工法である。超長尺・小口径の削孔式場所打ち杭について、施工の難易度が高く、例えば成都‐蘭州鉄道高川駅の駅舎は、平均杭長４５ｍ、杭径８００ｍｍの杭基礎として設計されており、龍門山断層帯に位置し、地下の岩層が複雑で、地形が変化し、従来の削孔式場所打ち杭構造の安定性が低く、杭孔が崩壊しやすく、ドリルヘッドが大きく摩耗し、ドリルヘッドを頻繁に交換する必要があり、時間が浪費され、工事コストも増えていた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、従来のボアホールパイル工法の施工過程中の構造の安定性が低く、杭孔が崩壊しやすく、ドリルヘッドが大きく摩耗し、工事コストが高いという問題を少なくとも解決する超長尺・小口径ボアホールパイル工法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記目的を達成するため、本発明は、次のような技術的手段を提示する。

【0005】

超長尺・小口径ボアホールパイル工法であって、次の構成を有する。すなわち、
杭孔の場所を設計で要求される高さに達させる整地ステップＳ１００、
トータルステーションで杭孔の位置を決め、クロスリッピング（十字掛け）法で杭孔の外部に４つの位置決め用杭を埋設して固定し、位置決め用杭を基準として場所打ち杭の輪郭線を確定する測定・位置決めステップＳ１０１、
場所打ち杭の輪郭線に基づきケーシングチューブを埋設し、ケーシングチューブの内径は、場所打ち杭の直径より大きく、ケーシングチューブ胴体を直立した後粘土で埋め戻すケーシングチューブ埋設ステップＳ１０２、
ドリルヘッドを改良して掘削中の杭孔形成効果を向上させ、ケーシングチューブの周りに埋設された位置決め用杭を細い線で対角接続し、改良後のドリルヘッドの中心、ケーシングチューブの中心及び場所打ち杭の中心が同じ垂直線上にあることを校正・確保するドリルヘッド改良及び芯出しステップＳ１０３、
ドリルヘッドは、ドリルロッドと、ドリルビットとを備え、ドリルロッドに鋼板が設けられ、ドリルロッドの下部に円周方向に沿って均等に配置された複数のドリルビットが設けられ、ドリルビットはドリルロッドから外側に突き出て、鋼板は隣り合うドリルビットが上向きに延びた後の間に形成された凹溝に位置し、鋼板の厚さがドリルロッドから突き出たドリルビットの厚さと同じであり、
鋼板は、弧状に湾曲しており、鋼板の曲げ曲率がドリルビットと一致し、鋼板とドリルビットが下から見て閉じたリングを呈し、
ドリルビットが４つあり、鋼板も４つ設けられ、鋼板はドリルロッドに溶接され、
杭孔の範囲内にスラリーピット及び沈殿池を掘り、沈殿池とスラリーピットは排水溝を介して連通し、沈殿池がスラリー溝を介してケーシングチューブに連通され、スラリーピット内のスラリーが水、粘土及び添加剤で調製されるスラリー調製ステップＳ１０４、
ワイヤーロープでドリルマシンを吊り込んでドリルマシンの中心をステップＳ１０３の中心と揃うようにし、ドリルマシンのドリルヘッドはまずハンマーの落下高を小さくして集中的に打撃し、孔の深さがケーシングチューブの下３～４ｍに達してからストロークを増やし、ハンマーの落下高さを高くし、正常の連続打撃に切り替え、削孔時に調製されたスラリーを杭孔内に注する削孔ステップＳ１０５、
杭孔の鉛直度を確認する鉛直度確認ステップＳ１０６、
地上に２つの観測点を設け、２つの観測点を各々杭孔の中心を結ぶ線に垂直にし、観測点に鉛直度測定装置を設け、鉛直度測定装置はここの鉛直度を測定するために用いられ、２つの観測点の鉛直度とドリルヘッドをけん引するワイヤーロープの鉛直度を比較し、杭孔の鉛直度を監視し、
鉛直度測定装置は、支持枠を備え、支持枠に下げ振りが掛けられ、下げ振りは紐と、重りとを備え、紐の一端が重りに連結され、他端が支持枠に固定され、重りは自重により自由落下し、紐の方向を介して該観測点の鉛直度を判断し、
バルブ付きスライム除去バケットでスライム処理を繰り返し、孔底の泥、スライムをきれいに除去し、ウォーターポンプで高密度のスラリーを水に置き換え、杭孔の最終孔を形成する一次孔内洗浄ステップＳ１０７、
杭孔の最終孔を検収し、探査籠で孔径を検査し、測定ロープで孔の深さを確認し、キャリパーで鉛直度を確認し、要件を満たした後で次の手順に進む杭孔形成検収ステップＳ１０８、
鉄筋かごは、鉄筋でセクション分けて製作され、クレーンで鉄筋かごを杭孔に吊り込み、杭孔に吊り込まれた鉄筋かごの末端をケーシングチューブ口で一時的に支持し、さらに別のセクションの鉄筋かごを吊起して溶接した後杭孔に吊り込み、上記ステップを繰り返し、全ての鉄筋かごを杭孔に順次吊り込む鉄筋かごの製作及び建込みステップＳ１０９、
鉄筋かごは、主筋と、帯筋とを備え、帯筋は主筋に水平に固定され、主筋の長さ方向に沿って２ｍごとに１つの帯筋が設けられ、
鉄筋かごに円盤型モルタル保護クッション材が設けられ、各セクションの鉄筋かごに少なくとも２組の円盤型モルタル保護クッション材が設けられ、各組が鉄筋かごの円周方向に沿って少なくとも４つの円盤型モルタル保護クッション材を均等に配置し、
鉄筋かごには、補強材がさらに設けられ、隣り合う主筋間に鉄筋を交差して接続して、補強材を形成し、同じ断面内に補強材が１つおきに配置され、主筋の長さ方向に沿って、隣り合う補強領域の補強材の中心距離が３ｍであり、
補強材で補強された鉄筋かごの長さは、１ｍで、補強材に用いられている鉄筋がＨＲＢ４００ＥΦ１６の鉄筋であり、
クレーンでトレミー管を杭孔に吊り込み、トレミー管をねじ込み結合し、接合部にシールリングを増設するトレミー管の建込みステップＳ１１０、
ウォーターポンプでスラリーをトレミー管内に圧送し、次に孔底からトレミー管の外側に沿って沈積スライムを置き換える二次孔内洗浄ステップＳ１１１、
トレミー管を介して杭孔にコンクリートを打込むコンクリート打込みステップＳ１１２。

【発明の効果】

【0006】

本発明の超長尺・小口径ボアホールパイル工法は、長さが長く小口径の場所打ち杭に適している。本発明の工法に使用される設備は単純で、操作しやすく、使用範囲が幅広く、場所によって制限されず、形成された孔壁は堅固で安定しており、孔の崩壊は少ない。

【0007】

施工中に騒音及び振動の影響がないため、住民に迷惑をかけず、施工中に砂塵の飛散も少なく、粉じん汚染を低減し、環境配慮施工の要件に適合する。

【0008】

鉄筋かごの製作には、さまざまな補強方法を用い、全体的な構造の安定性がより高まり、強度及び安全性もより高く、スムーズに杭孔に建込むことができ、孔壁への影響が少なく、工事の品質を向上するだけでなく、構造的一体性を効果的に向上することもできる。

【0009】

この工法は、ドリルヘッドを改良し、ドリルヘッドに鋼板を溶接することで、ドリルヘッドの摩耗量を大幅に低減し、ドリルヘッドの交換回数を減らし、時間を節約し、工事費のコストも削減する。

【0010】

施工中に使用される機械は、自ら操作でき、大型機械による輸送や組立の必要がないため、省エネ・二酸化炭素排出量削減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】ボアホールパイル工法のフローチャートである。

【図2】改良後のドリルヘッドの前面図である。

【図3】改良後のドリルヘッドの底面図である。

【図4】観測点配置の前面図である。

【図5】観測点配置の上面図である。

【図6】観測点の概略構成図である。

【図7】鉄筋かごに円盤型モルタル保護クッション材を配置した場合の概略構成図である。

【図8】鉄筋かごに補強材を配置した場合の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１～図８に示すように、本発明の実施例により、超長尺・小口径ボアホールパイル工法を提供する。本発明の工法は、杭長４０～８０ｍ、杭径６００～８００ｍｍの場所打ち杭の施工に適する。工事中の黄土、粘土又はシルト質粘土と人工盛土及び孤立した石を含む砂礫層、転石層、硬い層、岩盤の削孔式場所打ち杭工事に用いられる。

【0013】

パーカッションドリルによるボアホールパイルの動作原理：パーカッションドリル３又はホイストでハンマーを吊り下げ、自重で上下に往復して衝撃し、玉石層、岩層又は人工盛土内の砕石を破砕し、一部掘削ずり或いはスラリーを孔壁内に押し込むことで、孔壁保護を形成する。杭孔形成後、一次孔内洗浄は、スライム除去バケットで余分な掘削ずり又はスラリーを取り除き、孔の深さ及び鉄筋かご８が検収に合格した後、鉄筋かご８を孔内に吊り込む。トレミー管の建込みが完了した後、トレミー管を介しスラリーポンプで孔底に沈積したスライムを循環処理して、２回目の孔内洗浄を実現する。２回の孔内洗浄を経ることで沈積スライム厚さを規定の要求に適合させ、最後にコンクリートを打設して杭を造成する。

【0014】

本発明の超長尺・小口径ボアホールパイル工法は、主に次のステップを含む。

【0015】

整地ステップＳ１００：杭孔の場所を設計で要求される高さに達させる。まず設計で要求される標高に従い整地し、杭位置の地上、地下の全ての障害物を除去し、敷地の窪地を埋め戻して締固めする。

【0016】

測定・位置決めステップＳ１０１：トータルステーションで杭孔の位置を決め、クロスリッピング（十字掛け）法で杭孔の外部に４つの位置決め用杭を埋設して固定し、位置決め用杭を基準として場所打ち杭の輪郭線を確定する。

【0017】

ケーシングチューブ５埋設ステップＳ１０２：場所打ち杭の輪郭線に基づきケーシングチューブ５を埋設し、ケーシングチューブ５の内径は、場所打ち杭の直径より大きく、ケーシングチューブ５胴体を直立した後粘土で埋め戻して固定する。

【0018】

ケーシングチューブ５には、孔口の保護、位置決め・誘導、地表水の隔離、孔内の水頭高さの維持、崩壊の防止、鉄筋かご８の固定等の機能がある。ケーシングチューブ５は、一般的に４～８ｍｍの鋼板で製作され、内径が設計杭径より２００ｍｍ大きくなければならず、上部に１～２つのオーバーフロー口が穿設される。ケーシングチューブ５の埋設も正確で、安定していなければならず、ケーシングチューブ５の中心と杭位置の中心との偏差は２０ｍｍを超えてはならず、ケーシングチューブ５の傾斜率も１％を超えてはならず、頂端が地面より３００ｍｍ高い。

【0019】

位置決め用杭は、Φ２０の鉄筋を用い、ケーシングチューブ５側面から１～２ｍの位置に埋設され、位置決め用杭の頂部がケーシングチューブ５の頂部より２０ｍｍ高く、埋設深さが３００ｍｍ以上で、厚さ２００ｍｍ、半径２００ｍｍの円形コンクリートを打設して固定し、またマークを付け、施工中に位置決め用杭の保護作業を施すこと。

【0020】

ドリルヘッドの改良及び芯出しステップＳ１０３：ドリルヘッド１を改良して掘削中の杭孔形成効果を向上させ、ケーシングチューブ５の周りに埋設された位置決め用杭を細い線で対角接続し、改良後のドリルヘッド１の中心、ケーシングチューブ５の中心及び場所打ち杭の中心が同じ垂直線上にあることを校正・確保する。

【0021】

本発明の具体的実施例において、ドリルヘッド１の改良は、主にドリルヘッド１のドリルロッド１１に鋼板２を設け、ドリルヘッド１はドリルロッド１１と、ドリルビット１２とを備え、ドリルロッド１１の下部に円周方向に沿って均等に配置された複数のドリルビット１２を設け、ドリルビット１２はドリルロッド１１から外側に突き出て、鋼板２は隣り合うドリルビット１２が上向きに延びた後の間に形成された凹溝に位置し、すなわち、鋼板２はドリルビット１２の上部に位置し、鋼板２とドリルビット１２が円周方向に互いにずらして配置され、鋼板２の厚さがドリルロッド１２から突き出たドリルビット１１の厚さと同じである。

【0022】

好ましくは、鋼板２は、弧状に湾曲しており、鋼板２の曲げ曲率がドリルビット１２と一致し、鋼板２とドリルビット１２が下から見て閉じたリングを呈する。ドリルヘッド１に鋼板を溶接する理由は、ドリルヘッド１の外形が設計した杭の孔径と異なるためである。鋼板を溶接した後、底面図において閉じたリングになり、杭孔形成の品質を向上し、孔径が要件を満たすことを確保できる。より好ましくは、ドリルビット１２には４つあり、鋼板も４つ設け、鋼板がドリルロッド１１に溶接される。本発明の改良後のドリルヘッド１は、ドリルヘッド１の摩耗量を大幅に低減し、ドリルヘッドの交換回数を減らし、時間を節約し、工事費のコストも削減する。

【0023】

スラリー調製ステップＳ１０４：杭孔の範囲内にスラリーピット及び沈殿池を掘り、沈殿池とスラリーピットは排水溝を介して連通し、沈殿池がスラリー溝を介してケーシングチューブ５に連通され、スラリーピット内でスラリーを調製してケーシングチューブ５内で使用し、掘削過程中にケーシングチューブ５からオーバーフローしたスラリーと砂の混合物は沈殿池内に排出され、沈殿池の沈殿を経て、上層のスラリーがスラリーピット内に戻され、スラリーのリサイクルを実現できる。スラリーピット内のスラリーは、水、高粘度の粘土及び添加剤で調製される。添加剤には、ベントナイトとソーダ灰溶液が含まれ、添加剤をスラリーピット内に加えるか、ハンマーによる打撃前に、ケーシングチューブ５の内壁にベントナイトとソーダ灰溶液を塗ることもできる。スラリーが薄すぎてケーシングチューブ５の内壁に付着できない場合、必要に応じて増粘・水分損失量低減剤を加え、バライト粉を使用してスラリーの比重を増加させる、又はおがくずでスラリーの漏れを防止することができる。

【0024】

スラリーピットは、敷地の外側に設けられ、正常な掘削作業に影響を与えず、基礎の原状土を乱さない。スラリーピットの容量は、同時掘削で発生するスラリー総量の１．５倍に従い設置しなければならず、沈殿池の容量がスラリーピットより略小さい。沈殿池、スラリーピットは、手作業及びパワーシャベルを組み合わせて掘り、その後の埋め戻しに使用するため、掘削土を集中して集積して、指定した場所に運搬する。杭孔の打設が完了した後、スラリーピット及び沈殿池内の廃スラリーは、スラリーポンプで直ちにスラリー車に送り、建設現場から搬出し、沈殿池及びスラリーピット底の沈積スライムを乾燥させた後、パワーシャベルで掘り出して、密閉式運搬車で建設現場から搬出し、スラリーピット及び沈殿池の沈積スライムの移送が完了すると、直ちに埋め戻す。掘削ずり、廃スラリーを直ちに搬出して廃棄する。

【0025】

削孔ステップＳ１０５：ワイヤーロープ４でドリルマシン３を吊り込んでドリルマシン３の中心をステップＳ１０３の中心と揃うようにし、ドリルマシン３のドリルヘッド１はまずハンマーの落下高を小さくして集中的に打撃し、孔の深さがケーシングチューブの下３～４ｍに達してからストロークを増やし、ハンマーの落下高さを高くし、正常の連続打撃に切り替え、削孔時に調製されたスラリーを杭孔内に注する。

【0026】

本発明の具体的実施例において、ハンマーの落下高を小さくして集中的に打撃する時のハンマーの落下高は、０．４～０．６ｍで、孔壁を保護するため、直ちに粘土スラリーを加えて、孔壁を圧縮緻密化させる。正常の連続打撃時のハンマーの落下高は、１．５～２．０ｍである。掘削過程で、土層変化部位及び偏心が発生しやすい部位について、ハンマーの落下高を小さくして軽打撃し、断続的に打撃する方法で通過して、良い孔形状を維持する。偏心が生じた時、掘削を停止し、砕石を杭孔の偏心が生じた場所に埋め戻し、再削孔する。

【0027】

掘削過程中で、目視検査法によりスラリー液面の変化に注意を払い、杭孔内のスラリー液面が水面より低くなった場合、直ちにスラリーを補給して、スラリー不足による杭孔の崩壊を防止する。毎日掘削が終了した後孔口の防護を施し、木蓋で孔口を密封し、作業者の不測の事故を防止する。

【0028】

鉛直度確認ステップＳ１０６：杭孔の鉛直度を確認する。

【0029】

本発明の具体的実施例において、地上に杭孔の中心から互いに垂直である２つの観測点を設け、図５に示すのは観測点１及び観測点２であり、２つの観測点に鉛直度測定装置を設け、鉛直度測定装置はここの鉛直度を測定するために用いられ、２つの観測点の鉛直度とドリルヘッド１をけん引するワイヤーロープ４の鉛直度を比較し、三者の鉛直度が重ね合わせるかどうかを観測し、重ね合わせる場合、杭孔が鉛直し、重ね合わせない場合、杭孔が偏心し、従って杭孔の鉛直度を監視できる。

【0030】

好ましくは、鉛直度測定装置は、支持枠６を備え、支持枠６に下げ振り７が掛けられ、下げ振り７は紐７１と、重り７２とを備え、紐７１の一端が重り７２に連結され、他端が支持枠６に固定され、紐７の方向を介して該観測点の鉛直度を判断する。本発明の具体的実施例において、支持枠６は、４本の鉄筋でピラミッドを構成し、鉄筋がＨＲＢ４００ＥΦ２０鉄筋で、錐体の頂端に下げ振り７を固定するための紐７１があり、重り７２は自由垂れ下がり状態を呈する。

【0031】

一次孔内洗浄ステップＳ１０７：バルブ付きスライム除去バケット（すなわち、スライム除去バケットの底部にはスライムの漏れを防錆するための逆止弁がある）でスライム処理を繰り返し、孔底の泥、スライムをきれいに除去し、ウォーターポンプで高密度のスラリーを水に置き換え、密度を１．１５～１．２５の範囲に制御させ、杭孔の最終孔を形成する。

【0032】

杭孔形成検収ステップＳ１０８：杭孔の最終孔を検収し、探査籠で孔径を検査し、測定ロープで孔の深さを確認し、キャリパーで鉛直度を確認し、要件を満たした後で次の手順に進む。

【0033】

鉄筋かごの製作及び建込みステップＳ１０９：鉄筋かご８は、鉄筋でセクション分けて製作され、クレーンで鉄筋かご８を杭孔に吊り込み、杭孔に吊り込まれた鉄筋かご８の末端をケーシングチューブ５口で一時的に支持し、さらに別のセクションの鉄筋かご８を吊起して溶接した後杭孔に吊り込み、上記ステップを繰り返し、全ての鉄筋かご８を杭孔に順次吊り込む。

【0034】

本発明の具体的実施例において、鉄筋かご８は、主筋８１と、帯筋８２とを備え、帯筋８２は主筋８１に水平に固定され、主筋８１の長さ方向に沿って２ｍごとに１つの帯筋８２が設けられる。帯筋８２と主筋８１は、千鳥状のスポット溶接及び結束方法で固定され、送材時、主筋８１のずらす継手重ね長さは、３５ｄ（ｄは主筋の直径）以上である。同じ断面の継手の数は、鉄筋総数の５０％を超えてはならない。主筋８１の継手は、片側で溶接し、溶接の長さが１０ｄ（ｄは主筋の直径）である。

【0035】

好ましくは、鉄筋かご８に円盤型モルタル保護クッション材８３が設けられ、鉄筋かご８の吊り込み時孔壁にこすれるのを防ぎ、鉄筋かご８の建込みの円滑性を確保するよう機能する。各セクションの鉄筋かご８に少なくとも２組の円盤型モルタル保護クッション材８３が設けられ、各組が鉄筋かご８の円周方向に沿って少なくとも４つの円盤型モルタル保護クッション材８３を均等に配置する。

【0036】

鉄筋かご８の具体的な建込みステップ：
１）鉄筋かご８を孔内に入れる前、鉄筋かご８の完全性を確保するため、吊起し前に鉄筋かご８の骨組みに対して補強対策を講じ、鉄筋かご８には、補強材８４がさらに設けられ、隣り合う主筋８１間に鉄筋を交差して接続して、補強材８４を形成し、同じ断面内に補強材８４が１つおきに配置され、主筋８１の長さ方向に沿って、隣り合う補強領域の補強材８４の中心距離が３ｍである。好ましくは、補強材８４で補強された鉄筋かご８の長さは、１ｍで、補強材８４に用いられている鉄筋がＨＲＢ４００ＥΦ１６の鉄筋である。

【0037】

２）鉄筋かご８を孔内に入れる時、クレーンで吊り込む。鉄筋かご８の建込み時、２点吊りを用いる。第１吊り点を骨組み（鉄筋かご８の骨組み）の下部に設け、第２吊り点を骨組みの長さの中間点と３分の１の間に設ける。吊起し時、まず第１吊り点から吊り上げ、骨組みを少し吊り上げてから第２吊り点と同時に吊起こし、骨組みが地面から離れた後、第１吊り点の吊起しを停止し、第２吊り点が吊り上げ続ける。第２吊り点が吊り上げ続けるにつれ、第１吊り点をゆっくりと緩め、骨組みが地面に垂直になるまで吊起しを停止する。骨組みの鉛直の有無を確認する。骨組みを孔内に入れる時徐々にゆっくりと吊り込み、孔壁に接触するのを厳禁とする。骨組みの末端まで吊り込んだ場合、骨組みをケーシングチューブ５口で一時的に支持し、次に第２セクションの鉄筋かご８の骨組みを吊起こし、上下セクションの骨組みを同一直線にさせて溶接する。コンクリート打込み過程中に鉄筋かごの浮上り現象が生じないように、溶接後孔口にしっかりと固定する。

【0038】

３）骨組みの最上端の位置決めは、孔口の標高を測定して位置決め筋の長さを計算し、鉄筋かご８の落下又は打設過程中の浮上りを防止するため、鉄筋かご８の中心を設計した杭中心の位置に合わせ、確認してから鋼製ケーシングチューブ５に溶接して固定することで、鉄筋かご８の建込みを完了する。

【0039】

４）鉄筋かご８を孔内に入れた後、片面溶接で上部鉄筋に結合し、溶接後すぐに孔内に入れること禁止し、鉄筋が冷えるのを１分間待ってから孔内に入れる。

【0040】

トレミー管の建込みステップＳ１１０：クレーンでトレミー管を杭孔に吊り込み、トレミー管をねじ込み結合し、コンクリート打込み時スラリーがトレミー管に入らないように接合部にシールリングを増設する。

【0041】

二次孔内洗浄ステップＳ１１１：ウォーターポンプでスラリーをトレミー管内に圧送し、次に孔底からトレミー管の外側に沿って沈積スライムを置き換える。

【0042】

鉄筋かご８及びトレミー管の建込みに時間がかかるため、孔底に新しい沈積スライムが生じるため、鉄筋かご８及びトレミー管を所定の位置に建て込んだ後、２次孔内洗浄の目的を達成するため、スラリー置換工法で２次孔内洗浄する。施工中、トレミー管を頻繁に振って、孔底にあるトレミー管の位置を変え、沈積スラム置換徹底を確保する。孔底から５００ｍｍ以内のスラリーの各種指標は、均しく次の基準：スラリー比重≦１．１、含砂率≦８％、粘度１８～２８Ｐａ．ｓを満たしてから再測定して、孔底の沈積スライム厚さ≦５０ｍｍになると、孔内洗浄が完了し、孔内洗浄完了後直ちに水中コンクリートを打設する。

【0043】

コンクリート打込みステップＳ１１２：トレミー管を介して杭孔にコンクリートを打込む。

【0044】

孔底の沈積スライムの検収に合格した後、３０分以内に初回のコンクリートを打設する必要があり、コンクリートの打設時、打継目を残さずに継続的に実施しなければならない。杭全体のコンクリート打込みが完了するまでの時間を２～４時間以内に制御しなければならない。

【0045】

コンクリート打込み時、逆打込み法を用い、先にトレミー管の先端部からコンクリートを打設して遮断層を形成し、次にコンクリートをトレミー管の先端部から遮断層に入り、先行打設のコンクリート及びその上のスラリーを杭底から押し上げることで、後で打設されるコンクリートを完全な杭体に凝結させる。

【0046】

初回の遮断層のコンクリートを打設する時、遮断層及びコンクリートをスムーズに排出させるように、トレミー管の下端口は、孔底から３００～５００ｍｍ離れる必要がある。コンクリートの打込み量は、打設コンクリートでのトレミー管先端部埋設深さが少なくとも１．０～１．３ｍであることで、スラリーの水がトレミー管に注がれるのを防ぐ。打設過程中で、コンクリート面の位置を頻繁に測定し、トレミー管の埋設深さが２～６ｍの範囲内にあることを確保する。杭体の緻密化を確保するため、上下にトレミー管を挿入し、打設完了後ケーシングチューブ５ゆっくりと垂直に引き抜き、杭の頂部のコンクリートの品質を確保する。

【0047】

（応用例）
新築成都－蘭州鉄道の成都－川主寺の間の駅舎工事ＣＬＺＦ－１標入札セクションの高川駅の駅舎及び連絡通路の基礎設計タイプは、支持杭であり、杭底は岩の中に１ｍあり、平均の杭長が４１～４４ｍで、地質状況（上から下へ）：盛土、玉石、シルト質粘土、玉石、強風化岩、弱風化岩（ドロマイト質石灰岩）で、状況は変化し構造も複雑で、この工法で施工したところ効果が良好であった。他の工法と比較すると、この工法は操作も簡単で、制限が少なく、応用範囲も広く、施工中の騒音及び振動が少なく、住民に迷惑をかけず、孔壁が強固で、安定して崩壊し難く、杭基施工の品質を保証することから構造の安全性を向上する。各方面での総合評価を経ても利点は、明らかである。

【符号の説明】

【0048】

１ ドリルヘッド
１１ ドリルロッド
１２ ドリルビット
２ 鋼板
３ ドリルマシン
４ ワイヤーロープ
５ ケーシングチューブ
６ 支持枠
７ 下げ振り
７１ 紐
７２ 重り
８ 鉄筋かご
８１ 主筋
８２ 帯筋
８３ 円盤型モルタル保護クッション材
８４ 補強材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】