JP2007224657A

JP2007224657A - 場所打ちコンクリート杭施工方法

Info

Publication number: JP2007224657A
Application number: JP2006048638A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Hiyoshi; 智紀日吉
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】余盛り分の埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄をなくす場所打ちコンクリート杭施工方法を提供することを目的とする。
【解決手段】計画杭頭天端Ｇ２が地盤面Ｇ１より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、地盤Ｇにスタンドパイプ２０を打ち込み、杭孔Ｈを掘削するステップＳ１と、下部鉄筋籠３と上端部に余盛型枠１０を有する上部鋼管２とを接合した部材１を、前記上部鋼管２の天端が計画杭頭天端Ｇ２になるように前記杭孔Ｈ内に建て込みするステップＳ２と、前記杭孔Ｈ内にコンクリートＣを打設し、前記コンクリートＣが前記余盛型枠１０を越え、前記上部鋼管２と前記スタンドパイプ２０との間の空間Ｋに流出するステップＳ３と、前記スタンドパイプ２０を撤去するステップＳ４と、前記余盛型枠１０を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートＣ２を除去するステップＳ５とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に計画杭頭天端が地盤面より上方となる場合の上部に鋼管を伴った場所打ちコンクリート杭施工方法に関する。

従来、鉄筋コンクリートの場所打ち杭は、杭孔に泥水（ベントナイト溶液）を注入しながら削孔してから、その杭孔に鉄筋を挿入して配し、次いで杭孔にコンクリートを流し込んで打設している。この施工方法では、泥水と接する打設コンクリートの上端部分に泥水が混入する傾向があるので、図４で示すように予めコンクリートＣを余分に打ち増ししてその余盛りコンクリートＣ２中に泥水を混入させていた。その余盛りコンクリートＣ２は、根切り工事の際に、ブレーカー等によるはつり作業で除去し、これによって正規の杭頭の上面であるコンクリート天端を得ていた。余盛りコンクリートＣ２の高さは、例えば杭の直径が１０００ｍｍ、深さ（杭長）３０ｍ程度である場合、約８００ｍｍ程度である。

余盛りコンクリートのブレーカー等によるはつり作業は、粉塵や騒音の発生による周辺環境への悪影響を及ぼす。また、はつり作業自体が手間とコストのかかるものであり、コンクリート屑の処分にも苦慮する場合があった。

そこで、場所打ちコンクリート杭施工方法としては、杭孔の杭頭部分を大径に形成し、その杭頭部分に杭頭型枠をなす筒状のインナーケーシングを配し、打設コンクリートをそのインナーケーシングからオーバーフローさせて、インナーケーシングの外側に打ち捨てるものがある。（特許文献１）。

また、杭孔の上部に、地盤面より突出する状態にケーシングを挿入し、杭孔に鉄筋籠を吊り下ろし、その上端部に取り付けた杭頭型枠の上端を、最終的な杭のコンクリート天端のレベルに定め、ケーシング内における杭頭型枠の上方に、打ち増しするコンクリートの余盛り代を設け、ケーシングの周囲にピットを穿設し、この状態から、杭孔に余盛り代までコンクリートを打設し、次いでケーシングを杭孔から抜き出し、杭頭型枠よりも上方の余盛りコンクリートをピットに導き、杭頭型枠内のコンクリートの上面をコンクリート天端として確保するものがある。（特許文献２）。

上記特許文献１及び特許文献２に記載された発明により、泥水を混入させた余盛りコンクリートの除去作業を、周辺環境への悪影響を及ぼすことなく容易かつ速やかに、さらには低コストで行うことができるようになった。
特開平０３−１５８５１９号公報特開２００１−２８８７４２号公報

しかしながら、近年、老朽化したビルを取り壊し、新しくビル等の建築物を建設する機会が増加しており、その際、新しく建設する建築物の基礎下端面が老朽化した建築物基礎下の地盤面より浅い場合がある。すなわち、新しく打設する杭頭天端が地盤面より高くなり、上記従来の場所打ち鉄筋コンクリート杭の施工方法を行うには、取り壊した建築物の地盤面から新しく建設する建築物の基礎下端面の高さに余盛り分高さを加えた分の高さまで埋土を行い、杭を打設した後、余盛高さ相当分の埋土した土を掘削する必要がある。そのため多量の埋土用の土が必要となり、また該土を除去することも必要となるため工期、コスト等でかなりの無駄が生じることとなる。

本発明は上記課題を解決し、埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄をなくす場所打ちコンクリート杭施工方法を提供することを目的とする。

本発明の方法は上記課題を解決するものであって、計画杭頭天端が地盤面より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、地盤にスタンドパイプを打ち込み、杭孔を掘削するステップと、下部鉄筋籠と上端部に余盛型枠を有する上部鋼管とを接合した部材を、前記上部鋼管の天端が計画杭頭天端になるように前記杭孔内に建て込みするステップと、前記杭孔内にコンクリートを打設し、前記コンクリートが前記余盛型枠を越え、前記上部鋼管と前記スタンドパイプとの間の空間に流出するステップと、前記スタンドパイプを撤去するステップと、前記余盛型枠を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートを除去するステップとを有することを特徴とする。

また、前記余盛型枠は、鋼板を半円筒状に曲げ加工した半円筒型鋼板と、２枚の半円筒型鋼板の一方側部に設けた開閉手段と、２枚の半円筒型鋼板の他方側部に設けられ、前記開閉手段を操作することにより、２枚の半円筒型鋼板を開閉自在に連結する連結手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、計画杭頭天端が地盤面より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、地盤にスタンドパイプを打ち込み、杭孔を掘削するステップと、下部鉄筋籠と上端部に余盛型枠を有する上部鋼管とを接合した部材を、前記上部鋼管の天端が計画杭頭天端になるように前記杭孔内に建て込みするステップと、前記杭孔内にコンクリートを打設し、前記コンクリートが前記余盛型枠を越え、前記上部鋼管と前記スタンドパイプとの間の空間に流失するステップと、前記スタンドパイプを撤去するステップと、前記余盛型枠を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートを除去するステップと、を有するので、余盛り分の埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄がなくなる。また、コンクリートＣのハツリの対象となる余盛分が少なくなるので、杭頭処理のハツリ作業による騒音や発生ガラの量が削減される。さらに、余盛型枠天端のコンクリートの品質を目視で確認することができる。

また、前記余盛型枠は、鋼板を半円筒状に曲げ加工した半円筒型鋼板と、２枚の半円筒型鋼板の一方側部に設けた開閉手段と、２枚の半円筒型鋼板の他方側部に設けられ、前記開閉手段を操作することにより、２枚の半円筒型鋼板を開閉自在に連結する連結手段とを備えたので、上部鋼管に容易に着脱ができ、かつ繰り返し使用することができる。

以下、図面を参照して本発明の場所打ちコンクリート杭施工方法の一実施形態を説明する。図１は断面円形の杭孔Ｈに円筒状の上部鋼管下部鉄筋籠部材１を同軸的に配し、余盛コンクリートＣ２を含めたコンクリートＣを打設する手順を示している。図１において、Ｇは地盤、Ｇ１は地盤面、Ｇ２は計画杭頭天端レベル、Ｈは杭孔、Ｋは空間、Ｃはコンクリート、Ｃ１は杭内コンクリート、Ｃ２は余盛型枠内コンクリート、Ｃ３は充填コンクリート、Ｃ４はコンクリート天端、１は上部鋼管下部鉄筋籠部材、２は上部鋼管、３は下部鉄筋籠、１０は余盛型枠、２０はスタンドパイプである。

地盤面Ｇ１は、地盤Ｇの表面であり、例えば、解体時の建築物の地盤面であり、計画杭頭天端レベルＧ２は、地盤面Ｇ１より高い位置にある新規建築物の基礎下端面レベルである。杭孔Ｈは、アースドリルやリバースサーキュレーションドリル等の掘削機で鉛直に掘削された孔で、上部鋼管下部鉄筋籠部材１が建て込みされる。空間Ｋは、上部鋼管２とスタンドパイプ２０との間にできた空間である。

コンクリートＣは、杭孔Ｈに上部鋼管下部鉄筋籠部材１が建て込まれた後、上部鋼管下部鉄筋籠部材１内に挿入した図示しないトレミー管の下端から放出され、該トレミー管の外側に沿って杭孔Ｈの下部から上昇し、上部鋼管下部鉄筋籠部材１内部を満たしながら打設される。本実施形態では杭内コンクリートＣ１、型枠内コンクリートＣ２、充填コンクリートＣ３、コンクリート天端Ｃ４を有する。杭内コンクリートＣ１は、上部鋼管下部鉄筋籠部材１内に打設されたコンクリートＣで、新規建築物の杭として残されるものである。余盛型枠１０内に打設された型枠内コンクリートＣ２は、流出したコンクリートＣ３を除いた初期に打設したコンクリートであり、最終的にハツリ作業により除去される。その上部は劣化しているが、下部のＧ２付近のコンクリートは劣化していない。ただし、コンクリートＣ２の厚さを小さくした場合は、劣化したコンクリートがすべてコンクリートＣ３に含まれて流出し、健全なコンクリートのみとなり、これを目視にて確認できることとなる。充填コンクリートＣ３は、最初にトレミー管の下端から放出され、セメント分の流出や泥水中の土粒子の混入等のスライムにより劣化しており、余盛型枠１０から溢れて上部鋼管下部鉄筋籠部材１とスタンドパイプ２０との間に流出して充填されたコンクリートＣで、埋め戻し地盤として使用される。コンクリート天端Ｃ４は、仕上げ時の天端である。

上部鋼管下部鉄筋籠部材１は、上部に上部鋼管２を、下部に下部鉄筋籠３を有しており、断面円形の杭の鋼材部分である。本実施形態では、上部鋼管２の直径を約１０００ｍｍとする。スタンドパイプ２０は、上部鋼管２より径の大きい円筒状の部材であり、杭孔Ｈまわりの地盤Ｇの崩壊防止と、杭孔掘削時に使用する杭孔内泥水が外部に溢れないようにするものである。スタンドパイプ２０の天端は余盛型枠１０天端より上方に位置している。また、コンクリートＣ打設時に充填コンクリートＣ３が外部に溢れないようにしている。本実施形態では、スタンドパイプ２０の直径は約１２００ｍｍとする。

ここで、余盛型枠１０について説明する。図２及び図３は余盛型枠１０を示す図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は平面図、図３は余盛枠体１０を上部鋼管２の上端に載置した図である。図２及び図３において、１０は余盛型枠、１１は半円筒型鋼板、１２は補強リング、１３はフランジ、１４は開閉手段の一例としてのボルト・ナット、１５は連結手段の一例としての蝶番、１６は下がり止めである。

余盛型枠１０は、上部鋼管２の上端部の周囲に配設され、半円筒型鋼板１１、補強リング１２、フランジ１３、ボルト・ナット１４、蝶番１５、下がり止め１６からなる。半円筒型鋼板１１は、厚さ約１〜２ｍｍ程度の鋼板を半円筒状に曲げ加工したものである。補強リング１２は、半円筒型鋼板１１の上端及び下端に溶接等により設けられた断面Ｌ字状の補強用部材である。フランジ１３は、半円筒型鋼板１１の一方側部に設けられた断面Ｌ字状の部材である。図２（ｂ）のようにフランジ１３は必ずしも半円筒型鋼板１１の一方端部に設ける必要はなく、半円筒型鋼板１１に着脱可能に設けることで、様々な直径の上部鋼管２に対応できるようにしてもよい。開閉手段１４は、フックやボルト・ナット等の部材であり、２枚の半円筒型鋼板１１の一方側部に設けられた２枚のフランジ１３を貫通し、着脱可能に結合するものである。蝶番１５は、２枚の半円筒型鋼板１１の他方側部に設けられ、２枚の半円筒型鋼板１１を開閉自在に連結する部材である。下がり止め１６は、余盛型枠１０の内周に突出する部材である。

このような構造により、余盛型枠１０は、まず開閉手段１４により、円筒状に形成され、上部鋼管下部鉄筋籠部材１の上部鋼管２上端部に載置される。本実施形態では、下がり止め１６が上部鋼管下部鉄筋籠部材１の上端に載る構造となっているが、下がり止め１６は必ずしも設ける必要はなく、余盛型枠１０の直径を上部鋼管下部鉄筋籠部材１の上部鋼管２の直径と同じにして、上部鋼管下部鉄筋籠部材１の上部鋼管２に載置してもよく、その際には図示しないフック、ボルト等着脱可能な部材で結合すると良い。

また、余盛型枠１０の軸方向長さは、余盛コンクリートの量により決められる。一般に余盛コンクリートは約８００ｍｍの高さを必要とする。本実施形態では、杭孔Ｈの直径を約１２００ｍｍとした場合の一般的な余盛コンクリート量と、型枠内コンクリートＣ２と充填コンクリートＣ３を加えた量とを同じにするため、スタンドパイプ２０の下端高さより充填コンクリートＣ３を打設する高さを約２０００ｍｍとし、余盛型枠１０の高さを約３００ｍｍとした。一般的には杭の深さに対応して予想されるブリージング量以上の高さが必要となり、本実施形態ではブリージングによる窪みを最大１００ｍｍと見込んだ。

このような余盛型枠１０の構造により、上部鋼管下部鉄筋籠部材１に容易に着脱ができ、かつ繰り返し使用することができる。

次に、図１の施工手順を説明する。図１（ａ）は、地盤面Ｇ１を表面とする地盤Ｇにスタンドパイプ２０を打ち込み、杭孔Ｈを掘削するステップ１（Ｓ１）と、鉄筋籠３と、上端部に余盛型枠１０を有する上部鋼管２とを接合した上部鋼管下部鉄筋籠部材１を、上部鋼管２の天端が計画杭頭天端Ｇ２になるように杭孔Ｈ内に建て込みするステップ２（Ｓ２）を終了した状態である。

杭孔Ｈ内に上部鋼管下部鉄筋籠部材１を配するには、まず、地盤Ｇにスタンドパイプ２０を打ち込み、次に、杭孔Ｈにベントナイト溶液を注入し、杭孔Ｈを掘削する。次いで、下部鉄筋籠３と、上端部に余盛型枠１０を有する上部鋼管２とを接合した上部鋼管下部鉄筋籠部材１をクレーン等で吊り上げ、杭孔Ｈ内に吊り下ろす。そして、杭孔Ｈへの上部鋼管部材１の同軸度も合わせる。

この状態で、上部鋼管２の天端が計画杭頭天端Ｇ２となるように杭孔Ｈ内に建て込まれる。また、余盛型枠１０は、上部鋼管２の上方に位置している。

本実施形態では、地盤面Ｇ１に掘削した杭孔Ｈの深さは約３０ｍ〜５０ｍであり、スタンドパイプ２０は、地盤面Ｇ１から適宜な高さ突出する状態で地盤面Ｇ１から約２０００ｍｍ以上地盤Ｇ中に挿入され、杭孔Ｈの上部の内壁面を支持している。

図１（ｂ）は、上部鋼管下部鉄筋籠部材１を杭孔Ｈ内に配し、杭孔Ｈ内にコンクリートＣを打設し、コンクリートＣが余盛型枠１０を越え上部鋼管２とスタンドパイプ２０との間の空間Ｋに流出するステップ３を示す（Ｓ３）。コンクリートＣは、杭孔Ｈに上部鋼管下部鉄筋籠部材１が建て込まれた後、上部鋼管下部鉄筋籠部材１内に挿入した図示しないトレミー管の下端から放出され、該トレミー管の外側に沿って杭孔Ｈの下部から上昇し、杭孔Ｈの内部を満たしながら打設される。打設するコンクリートＣの量は、余盛型枠１０を越え、上部鋼管２とスタンドパイプ２０との間の空間Ｋに流出し、地盤面Ｇ１より多少高いレベルまで充填される量とする。余盛型枠１０の下端から上端までの型枠内コンクリートＣ２と、上部鋼管２とスタンドパイプ２０との間の空間に充填された充填コンクリートＣ３とが、余盛りコンクリートである。余盛りコンクリートには打設したコンクリートＣ中に混入した泥土が混入させられる一方、上部鋼管２の上端である計画杭頭天端レベルＧ２より下部の上部鋼管下部鉄筋籠部材１内のコンクリートＣは泥土が混入していない健全な状態となる。

図１（ｃ）は、コンクリートＣの打設が終了し、スタンドパイプ２０を撤去するステップ４を示す（Ｓ４）。スタンドパイプ２０は地盤Ｇから抜き出す。

図１（ｄ）は、余盛型枠１０を撤去し、余盛型枠１０内コンクリートＣ２をハツリ作業により除去し、コンクリート天端Ｃ４を仕上げるステップ５を示す（Ｓ５）。余盛型枠１０を撤去するには、結合手段１４であるボルトとナットの結合をはずし、蝶番１５で半円筒型鋼板１１を回動させる。また、型枠内コンクリートＣ２は、従来の余盛り分の半分以下の量なので、ハツリ作業を短時間で行うことができる。さらに、根切り作業がないので、ブリージング終了後に直ぐに余盛型枠１０を撤去し、ハツリ作業に着手できる。また、若材令のコンクリートであり、まだ低強度であるので容易にハツリ作業をすることができる。

なお、くいの施工法としては、アースドリル工法、リバースサーキュレーションドリル工法等どのような工法でもよい。

このような場所打ちコンクリート杭施工方法により、余盛り分の埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄がなくなる。また、コンクリートＣの余盛分が少なくなるので、杭頭処理のハツリ作業による騒音や発生ガラの量が削減される。さらに、余盛型枠内コンクリートＣ２上端の品質を目視で確認できる。

本実施形態の場所打ちコンクリート杭施工方法を示す図本実施形態余盛型枠を示す図本実施形態余盛型枠を上部鋼管杭に設置した状態を示す図従来の場所打ちコンクリート杭施工方法を示す図

符号の説明

Ｇ…地盤、Ｇ１…地盤面、Ｇ２…計画杭頭天端レベル、Ｈ…杭孔、Ｋ…空間、Ｃ…コンクリート、Ｃ１…杭内コンクリート、Ｃ２…型枠内コンクリート、Ｃ３…充填コンクリート、Ｃ４…コンクリート天端、１…上部鋼管下部鉄筋籠部材、２…上部鋼管、３…下部鉄筋籠、１０…余盛型枠、１１…半円筒型鋼板、１２…補強リング、１３…フランジ、１４…ボルト、１５…蝶番、１６…下がり止め、２０…スタンドパイプ

Claims

計画杭頭天端が地盤面より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、
地盤にスタンドパイプを打ち込み、杭孔を掘削するステップと、
下部鉄筋籠と上端部に余盛型枠を有する上部鋼管とを接合した部材を、前記上部鋼管の天端が計画杭頭天端になるように前記杭孔内に建て込みするステップと、
前記杭孔内にコンクリートを打設し、前記コンクリートが前記余盛型枠を越え、前記上部鋼管と前記スタンドパイプとの間の空間に流出するステップと、
前記スタンドパイプを撤去するステップと、
前記余盛型枠を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートを除去するステップと、
を有することを特徴とする場所打ちコンクリート杭施工方法。
前記余盛型枠は、鋼板を半円筒状に曲げ加工した半円筒型鋼板と、
２枚の半円筒型鋼板の一方側部に設けた開閉手段と、
２枚の半円筒型鋼板の他方側部に設けられ、前記開閉手段を操作することにより、２枚の半円筒型鋼板を開閉自在に連結する連結手段と、
を備えた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施工方法。