JP2006307593A - 場所打ちコンクリート杭におけるグラウト管およびグラウト工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 拡幅部が形成された掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、当該拡幅部の周辺地盤についても確実にグラウト材を充填することができて当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることが可能となる場所打ちコンクリート杭におけるグラウト管およびこれを用いたグラウト工法を提供する。
【解決手段】 深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部１１ｂが形成された掘削孔１１内に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭２０を構築する際に用いられるグラウト管１０であって、少なくとも拡幅部１１ｂまで到達する長さ寸法を有し、かつ拡幅部１１ｂに臨む位置に、その軸心から離間する方向に屈曲されてなる偏心管部１４を有するとともに、偏心管部１４にグラウト材の噴出口１７を有する拡幅部用グラウト噴出管部１６を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、拡幅部を有する掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、その支持力等を増大させるために用いられるグラウト管およびこれを用いたグラウト工法に関するものである。

従来、場所打ちコンクリート杭を施工する際に、予めコンクリート杭に埋設しておいたグラウト管から底部にグラウト材を噴出させ、地盤とスライムとを硬化させることにより、当該コンクリート杭の支持力と沈下剛性を増加させるグラウト工法が採用されている。

例えば、下記特許文献１には、従来の上記グラウト工法として、２本の平行な注入管部とこれらの下端部を連結するとともに噴出口を開設した噴出管部とを有するグラウト管を用い、当該グラウト管を杭鉄筋に組み付けて掘削孔内に建て込んだ後に、掘削孔内にコンクリートを打設して硬化させ、次いで注入管部からグラウト材を加圧しながら注入して上記噴出口から杭の先端部に噴出させることにより、杭底部の地盤および残存スライムを硬化させる工法が提案されている。
特公平８−３３００７号公報

一方、この種の場所打ちコンクリート杭の施工方法として、図１２に示すように、掘削孔１の底部１ａの近傍部分に拡幅部２を形成することにより、コンクリート杭３の下端部分３ａにおける地盤との接触面積を増大させて地盤から受ける支持力を大きくすることにより、一層支持力や沈下剛性を増加させるものがある。

このような形状の場所打ちコンクリート杭を構築するに際しても、上述したグラウト工法を施工すれば、コンクリート杭の底部における地盤を硬化させることにより、その支持力等の増加効果をより一段と高めることができる。

そこで、上記拡幅部２を形成する場所打ちコンクリート杭の施工方法に対して、上記特許文献１に見られるグラウト工法を用いようとすると、図１２に示すように、先ず底部１ａに拡幅部２を有する掘削孔１を掘削し、次いで２本の平行な注入管部４とこれらの下端連結部に設けられた噴出管部５とからなるグラウト管を杭鉄筋６に組み付けて掘削孔１内に建て込んだ後に、掘削孔１内にコンクリートを打設して硬化させ、次いで注入管部４からグラウト材を加圧注入して噴出管部５の噴出口からコンクリート杭３の先端部に噴出させることになる。

この結果、噴出管部５の直下に位置するコンクリート杭３の底部の地盤８ａおよび残存スライムを硬化させることはできるものの、図中点線で示す拡幅部２の外周を覆う地盤８ｂに上記グラウト材を充填することが難しく、よって所望の上記効果を得ることができないという問題点がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、拡幅部が形成された掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、当該拡幅部の周辺地盤についても確実にグラウト材を充填することができ、よって当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることが可能となる場所打ちコンクリート杭におけるグラウト管およびこれを用いたグラウト工法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔内に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する際に用いられるグラウト管であって、少なくとも上記拡幅部まで到達する長さ寸法を有し、かつ上記拡幅部に臨む位置に、その軸心から離間する方向に屈曲されてなる偏心管部を有するとともに、当該偏心管部にグラウト材の噴出口を有する拡幅部用グラウト噴出管部を設けたことを特徴とするものである。

ここで、請求項２に記載の発明は、上記グラウト管が、上記掘削孔の底部まで到達する長さ寸法を有するとともに、その先端部に、グラウト材の噴出口を有する底部用グラウト噴出管部を備えてなることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、上記グラウト管を用いた場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法に係わるものであって、深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔を掘削し、当該掘削孔内に杭鉄筋および請求項１または２に記載のグラウト管を、上記偏心管部を上記杭鉄筋側に位置させた状態で建て込み、次いで上記グラウト管をその軸心周りに回動させて上記偏心管部を上記拡幅部内に位置させた後に、上記掘削孔内にコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入することにより、上記グラウト噴出管部の噴出口を介して上記グラウト材を地盤中に噴出させることを特徴とするものである。

この際に、請求項４に記載の発明は、上記拡幅部が、上記掘削孔の底部に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１または２に記載の発明およびこれを用いた請求項３または４に記載の発明によれば、グラウト管の、上記掘削孔の拡幅部に臨む位置に、軸心から離間する方向に屈曲された偏心管部を形成し、この偏心管部にグラウト材の噴出口を有する拡幅部用グラウト噴出管部を設けているので、掘削孔にグラウト管を建て込む際に、先ず上記グラウト噴出管部を上記杭鉄筋内に位置させておくことにより、上記偏心管部が掘削孔と干渉することがない。

そして、上記掘削孔内にコンクリートを打設する前に、上記グラウト管をその軸心周りに回動させることにより、偏心位置にある拡幅部用のグラウト噴出管部を上記拡幅部内に位置させることができる。この結果、上記掘削孔内に打設したコンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入すると、噴出口から噴出したグラウト材は、コンクリートに亀裂を生じさせながら拡幅部周囲の地盤中に噴出し、時間の経過に伴って上記地盤とスライムを硬化させて行く。

したがって、上記グラウト管およびこれを用いたグラウト工法によれば、拡幅部が形成された掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、上記拡幅部の周辺地盤についてもグラウト材を充填することができ、よって容易かつ確実に当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができる。

この際に、掘削孔の底部にグラウト材を充填するために、別途掘削孔内に、先端部に底部用グラウト噴出管部を設けたグラウト管を建て込んでおいてもよいが、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のグラウト管を掘削孔の底部まで到達する長さ寸法に形成し、かつ先端部に底部用グラウト噴出管部を設けておけば、当該グラウト管によって、拡幅部と底部とにグラウト材を施工することができて好適である。

なお、請求項１〜３のいずれかに記載の発明は、掘削孔の深さ方向の如何なる位置に拡幅部が形成されていても適用することができるが、特に請求項４に記載の発明のように、上記拡幅部が掘削孔の底部に形成されている、いわゆる拡底部を有するコンクリート杭におけるグラウト工法に適用した場合には、当該コンクリート杭の拡径された底部から下端部周囲の全域にわたって上記グラウト材を充填して地盤等を硬化させることが可能になるために、顕著な効果を奏する。

（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明に係わるグラウト管の第１実施形態を示すものであり、図中符号１０がグラウト材を注入するための上記グラウト管である。
このグラウト管１０は、コンクリート杭を構築すべく掘削された掘削孔１１内に、主筋１２ａと帯筋１２ｂとからなる杭鉄筋１２に組み付けられて、一体的に建て込まれるものである。

ここで、上記グラウト管１０が用いられる掘削孔１１は、その下端部に、底部１１ａに向けて漸次内径が大径となる拡幅部１１ｂが形成された拡底部を有している。
そして、グラウト管１０は、掘削孔１１の底部１１ａ近傍まで至る長さ寸法を有する２本の注入管部１３を有しており、これら２本の注入管部１３は、各々の下端部において水平方向に屈曲されるとともに、さらに拡幅部１１ｂの内壁に沿って上方に屈曲され、その上端部で相互に連結されている。

これにより、注入管部１３の下端部には、当該注入管部１３の軸心から偏心した位置に、偏心管部１４が形成されている。
そして、この偏心管部１４の水平屈曲部１４ａに底部用グラウト噴出管部１５が設けられるとともに、立ち上り屈曲部１４ｂの上下方向に間隔をおいた２カ所に拡幅部用グラウト噴出管部１６が設けられている。

これら底部用グラウト噴出管部１５および拡幅部用グラウト噴出管部１６は、図３に示すように、それぞれ偏心管部１４の水平屈曲部１４ａまたは立ち上り屈曲部１４ｂに穿設されたグラウト材の噴出口１７と、この噴出口１７を覆うように偏心管部１４の外周に設けられた保護材１８とによって構成されている。なお、この保護材１８としては、噴出口１７から高圧のグラウト材が噴出する際に、その圧力により開口して当該グラウト材を周囲のコンクリートに噴出させるように、複数の切り込みが形成された不連続な円筒材等が用いられている。

次に、図８〜図１１に基づいて、以上の構成からなるグラウト管１０を用いた本発明のグラウト工法の一実施形態について説明する。
先ず、ベノト工法、リバース工法、アースドリル工法、深礎工法等により、図８に示すように、地盤中に拡幅部１１ｂを有する掘削孔１１を形成する。

次いで、予め地上で組み立てた上記杭鉄筋１２にグラウト管１０を組み付け、掘削孔１１内に建て込む。この際に、杭鉄筋１２に、２組のグラウト管１０を、周方向に１８０°離間した位置に杭軸心に対してほぼ対称となるように組み付けておく。また、各グラウト管１０は、図１に見られるように、その偏心管部１４を杭鉄筋１２に沿わせて組み付ける。

そして、上記杭鉄筋１２およびグラウト管１０の建て込みが完了した後に、図２（ｂ）に示すように、グラウト管１０を、その一方の注入管部１３を軸心周りに回動させることにより、同図（ａ）および図９に示すように、偏心管部１４を拡幅部１１ｂ内に位置させる。

次に、図１０に示すように、掘削孔１１内にコンクリート２０を打設する。そして、このコンクリート２０が硬化した後に、図１１に示すように、グラウト管１０の注入管部１３からグラウト材を加圧注入する。すると、底部用グラウト噴出管部１５および拡幅部用グラウト噴出管部１６の噴出口１７から噴出したグラウト材は、コンクリート２０に亀裂を生じさせながら掘削孔１１の底部１１ａおよび拡幅部１１ｂの周囲の地盤２１中に噴出し、時間の経過に伴って当該地盤２１とスライムを硬化させて行く。

このように、上記グラウト管１０およびこれを用いたグラウト工法によれば、グラウト管１０の、掘削孔１１の拡幅部１１ｂに臨む位置に、注入管部１３の軸心から離間する方向に屈曲された偏心管部１４を形成し、この偏心管部１４にグラウト材の噴出口１７を有する拡幅部用グラウト噴出管部１６および底部用グラウト噴出管部１５を設けているので、先ず掘削孔１１にグラウト管１０を建て込む際に、偏心管部１４を杭鉄筋１２側に位置させることにより、偏心管部１４が掘削孔１１と干渉するおそれがない。

また、掘削孔１１内にコンクリート２０を打設する前に、グラウト管１０を一方の注入管部１３の軸心周りに回動させることにより、拡幅部用グラウト噴出管部１６が設けられている偏心管部１４を拡幅部１１ｂ内に位置させることができる。このため、掘削孔１１内に打設したコンクリート２０の硬化後に、注入管部１３からグラウト材を加圧注入することにより、容易かつ確実に底部１１ａおよび拡幅部１１ｂの周囲の地盤２１中にグラウト材を充填・硬化させてコンクリート杭２０の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができる。

（実施の形態２）
図４および図５は、本発明に係わるグラウト管の第２実施形態を示すもので、このグラウト管２５においては、１本の注入管部２６と偏心管部２７とから構成されている。
すなわち、注入管部２６は、掘削孔１１の拡幅部１１ｂの上部にまで延在する長さ寸法に形成されており、この注入管部２６の下端部に、その軸心から離間する方向にほぼ傾斜状に屈曲された上記偏心管部２７が連続して形成されている。

ここで、偏心管部２７は、図５に示すように、注入管部２６の軸心周りに回動させて拡幅部１１ｂ側に位置させた際に、ほぼ拡幅部１１ｂの内壁に沿うような傾斜角度に形成されている。そして、この偏心管部２７の中間部に、上記拡幅部用グラウト噴出管部１６が設けられ、下端部に上記底部用グラウト噴出管部１５が設けられている。

（実施の形態３）
図６および図７は、上記第２実施形態を、掘削孔１１の拡幅部１１ｂの根入れ深さを大きくした場合に適用した第３実施形態を示すもので、図４および図５に示した構成と同一部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
このグラウト管３０においては、注入管部２６の下端部に、掘削孔１１の深さ寸法が大きくなった拡幅部１１ｂに対応した長さの偏心管部３１が形成されている。そして、拡幅部１１ｂの深さ方向のほぼ全長をカバーするように、この偏心管部３１の上下方向に間隔をおいた３カ所に上記拡幅部用グラウト噴出管部１６が設けられ、かつ下端部に上記底部用グラウト噴出管部１５が設けられている。

以上の構成からなる第２および第３の実施形態のグラウト２５、３０およびこれを用いたグラウト工法においても、上述した第１実施形態に示したグラウト管１０と同様の作用効果を得ることができる。
また、特に第３実施形態に示したグラウト管３０およびこれを用いたグラウト工法によれば、根入れ深さを大きくした拡幅部１１ｂから底部１１ａに至る広い範囲の地盤３２中にグラウト材を充填・硬化させることにより、コンクリート杭２０の支持力や沈下剛性をより一層増加させることができるという効果が得られる。

なお、上記第１〜第３実施形態においては、グラウト管１０、２５、３０の偏心管部１４、２７、３１に、それぞれ１〜３の拡幅部用グラウト噴出管部１６と１の底部用グラウト噴出管部１５を設けた場合について説明したが、これに限るものではなく、拡幅部１１ｂの深さ寸法等に応じて適宜の設置数を選択することができる。また、これらグラウト噴出管部１５、１６の構造についても、図３に示したものに限定されるものではない。さらに、上記グラウト管１０、２５、３０の設置数についても、上述した２カ所に限るものではなく、適宜その本数を増加させてもよい。

本発明のグラウト管の第１実施形態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１のグラウト管を回動させた状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１のグラウト噴出管部を示す拡大図である。 本発明のグラウト管の第２実施形態を示す正面図である。 図４のグラウト管を回動させた状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明のグラウト管の第３実施形態を示す正面図である。 図６のグラウト管を回動させた状態を示す正面図である。 本発明のグラウト工法を説明するための図で、掘削孔を掘削して内部に杭鉄筋およびグラウト管を建て込んだ状態を示す縦断面図である。 図８のグラウト管を軸心周りに回動させて偏心管部を拡幅部内に位置させた状態を示す縦断面図である。 図９の掘削孔内にコンクリートを打設した状態を示す縦断面図である。 図９のグラウト管にグラウト材を加圧注入して地盤中に充填・硬化させた状態を示す縦断面図である。 拡幅部を有する掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、従来のグラウト工法を適用した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１０、２５、３０ グラウト管
１１ 掘削孔
１１ａ 底部
１１ｂ 拡幅部
１２ 杭鉄筋
１４、２７、３１ 偏心管部
１５ 底部用グラウト噴出管部
１６ 拡幅部用グラウト噴出管部
１７ 噴出口

Claims (4)

1. 深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔内に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する際に用いられるグラウト管であって、
   少なくとも上記拡幅部まで到達する長さ寸法を有し、かつ上記拡幅部に臨む位置に、その軸心から離間する方向に屈曲されてなる偏心管部を有するとともに、当該偏心管部にグラウト材の噴出口を有する拡幅部用グラウト噴出管部を設けたことを特徴とする場所打ちコンクリート杭におけるグラウト管。
2. 上記グラウト管は、上記掘削孔の底部まで到達する長さ寸法を有するとともに、その先端部に、グラウト材の噴出口を有する底部用グラウト噴出管部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭におけるグラウト管。
3. 深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔を掘削し、当該掘削孔内に杭鉄筋および請求項１または２に記載のグラウト管を、上記偏心管部を上記杭鉄筋側に位置させた状態で建て込み、次いで上記グラウト管をその軸心周りに回動させて上記偏心管部を上記拡幅部内に位置させた後に、上記掘削孔内にコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入することにより、上記グラウト噴出管部の噴出口を介して上記グラウト材を地盤中に噴出させることを特徴とする場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法。
4. 上記拡幅部は、上記掘削孔の底部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法。

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