JP2009133081A - 振動締固め装置および場所打ちコンクリート杭の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイブレータの設置作業を簡易迅速に行うことが可能な振動締固め装置を提供することを課題とする。
【解決手段】場所打ちコンクリート杭のコンクリートＣに対して振動締固めを行うための振動締固め装置Ｂであって、吊り装置に吊設される架台部１と、この架台部１の下方に延びるガイド部２と、このガイド部２に保持されたバイブレータ３と、を備えることを特徴とする。架台部１には、下面が開口した断面溝形の係止溝１ａを設けるとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、場所打ちコンクリート杭用の振動締固め装置および場所打ちコンクリート杭の構築方法に関する。

場所打ちコンクリート杭の補強構造体（鉄筋籠や鋼管など）にコンクリートを締固めるためのバイブレータを取り付けておく技術が特許文献１，２に開示されている。なお、特許文献１のバイブレータは、鉄筋籠に固定した支持具に保持されており、特許文献２のバイブレータは、鋼管の上端に設けられた定着筋に固定されている。

特開２００５−４８５４７号公報 特開平９−１３３６９号公報

特許文献１の発明では、支持具を鉄筋籠に固定する作業を杭ごとに行う必要があり、特許文献２の発明では、バイブレータを鋼管の定着筋に固定する作業を杭ごとに行う必要があるので、準備に手間を要するという問題がある。また、特許文献１，２の発明では、バイブレータを横移動させることができないので、締固めの程度が不均一になる虞もある。

加えて、特許文献１の支持具は、他の杭に転用できない使い捨ての部材であることから、コスト削減を阻害する要因となり、さらに、構造部材ではないにもかかわらず、コンクリート中に残置されることから、コンクリートの品質に悪影響を及ぼす虞がある。なお、支持具を鉄筋籠に溶接する場合があるが、この場合には、延性部材であるはずの鉄筋が脆性部材に変化するので、杭の曲げ強度等に悪影響を及ぼす虞もある。

このような観点から、本発明は、場所打ちコンクリート杭のコンクリートに対して振動締固めを行うための振動締固め装置であって、バイブレータの設置作業を簡易迅速に行うことが可能な振動締固め装置を提供することを課題とし、さらには、場所打ちコンクリート杭の品質・強度を良好なものにすることができる場所打ちコンクリート杭の構築方法を提供することを課題とする。

このような課題を解決する本発明に係る振動締固め装置は、場所打ちコンクリート杭のコンクリートに対して振動締固めを行うための振動締固め装置であって、吊り装置に吊設される架台部と、前記架台部の下方に延びるガイド部と、前記ガイド部に保持されたバイブレータと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、吊り装置に吊設した架台部を所定の位置に吊り下げるだけで、バイブレータを所定の位置に配置することが可能になるので、バイブレータの設置作業を簡易迅速に行うことが可能となり、鉄筋籠等に対する加工も不要となる。また、本発明によれば、振動締固め装置の全部をコンクリート中から回収することも可能であり、したがって、他の場所打ちコンクリート杭の締固め作業に転用することも可能である。さらに、本発明においては、架台部を並進移動あるいは回転させるだけで、バイブレータを横移動させることができるので、締固めの程度を均一にすることが可能となる。

なお、本発明の場所打ちコンクリート杭には、杭頭部に鋼管を配した場所打ち鋼管コンクリート杭や、溝状の掘削孔にコンクリートを打設してなる連壁杭なども含まれるものとする。

本発明においては、前記架台部を、場所打ちコンクリート杭を構成する補強構造体の上端に載置可能なように構成することが望ましい。このようにすると、補強構造体の上端を基準にしてバイブレータの上下方向の位置決めを行うことができるので、得られる場所打ちコンクリート杭の品質にバラツキが生じ難くなる。なお、補強構造体とは、場所打ちコンクリート杭を構成するコンクリート以外の構造部材の総称であって、少なくとも、鉄筋籠、鋼管、鉄骨を含む概念である。

前記架台部に、下面が開口した断面溝形の係止溝を具備させ、この係止溝に、前記補強構造体の上端部を挿入するとよい。このようにすると、補強構造体を基準にして振動締固め装置の横方向の位置決めを行うことができるので、得られる場所打ちコンクリート杭の品質にバラツキが生じ難くなる。

前記架台部は、平面視リング状を呈するものであることが望ましい。このようにすると、その中央部にトレミー管を挿入することが可能になるので、コンクリートを打設する前から振動締固め装置を補強構造体の上端に位置させておくことができる。

架台部を平面視リング状とした場合には、前記架台部の内周側に前記ガイド部を形成するとよい。このようにすると、補強構造体の内側にバイブレータを位置させることができるので、補強構造体の内部に打設されたコンクリートを重点的に締固めることが可能となる。

なお、振動締固め装置に、前記架台部から張り出すブラケットを具備させ、前記ブラケットを介して、前記保持部を前記架台部に支持させてもよい。このようにすると、架台部から離れた位置にバイブレータを配置することが可能となるので、杭径が大きい場合であっても、締固めの程度を均一にすることが可能となる。

前記した課題を解決する本発明に係る場所打ちコンクリート杭の構築方法は、吊り装置に吊り下げた振動締固め装置を掘削孔に挿入された補強構造体の上端に載置し、前記掘削孔に打設されたコンクリートを前記振動締固め装置に装備された複数のバイブレータで締固めた後、前記振動締固め装置を前記吊り装置で吊り上げることを特徴とする。

この場所打ちコンクリート杭の構築方法によると、補強構造体の上端を基準にして振動締固め装置の上下方向の位置決めを行うことができるので、バイブレータの設置作業を簡易迅速に行うことができ、しかも、バイブレータの取付精度を向上させることができるので、コンクリートの品質・強度が良好なものになる。また、この場所打ちコンクリート杭の構築方法によれば、鉄筋籠等に対する加工が不要になるとともに、引き上げた振動締固め装置を他の場所打ちコンコリート杭にそのまま転用することが可能になるので、施工コストの削減を図ることが可能となる。

また、前記した課題を解決する本発明に係る他の場所打ちコンクリート杭の構築方法は、吊り装置に吊り下げた振動締固め装置を掘削孔に挿入された補強構造体の上端部に配置し、前記振動締固め装置を移動させながら、前記掘削孔に打設されたコンクリートを前記振動締固め装置に装備された複数のバイブレータで締固め、その後、前記振動締固め装置を前記吊り装置で吊り上げることを特徴とする。

この場所打ちコンクリート杭の構築方法によると、コンクリートの締固めの程度を均一にすることが可能となるので、コンクリートの品質・強度を良好なものにすることができる。

本発明に係る振動締固め装置によれば、バイブレータの設置作業を簡易迅速に行うことが可能となる。また、本発明に係る場所打ちコンクリート杭の構築方法によれば、その品質・強度が良好なものになる。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る振動締固め装置Ｂは、場所打ちコンクリート杭のコンクリートに対して振動締固めを行うためのものであり、平面視リング状を呈する架台部１と、この架台部１の下方に延びるガイド部２，２，…と、このガイド部２，２，…に保持されたバイブレータ３，３，…とを備えて構成されている。

架台部１は、図示せぬ吊り装置（クレーン等）に吊設されるものであり、かつ、場所打ちコンクリート杭を構成する鉄筋籠（補強構造体）Ｔの上端に載置できるような形態を具備している。本実施形態の架台部１は、鉄筋籠Ｔの外周に沿って配筋された主筋ｔ，ｔ，…の上端に載置されるものであり、主筋ｔ，ｔ，…を覆い隠すことができる平面形状を具備している。

また、架台部１は、下面が開口した断面溝形の係止溝１ａを全周に亘って備えている。係止溝１ａの溝幅は、係止溝１ａ内に主筋ｔの上端部を挿入できるように、主筋ｔの外径よりも大きくなっている。また、架台部１の上面には、ワイヤーロープ等の線状部材１ｃを掛止するためのフック１ｂが複数個所に設けられている。なお、架台部１の材質に制限はないが、本実施形態のものは、鋼製である。また、架台部１は、本実施形態では、平面視半円形を呈する二つ部材に分割されている。図示のものにおいては、架台部１を構成する二つの部材が、プレートを介して接合されているが、溶接により接合してもよい。なお、図１以外においては、プレートの図示を省略する。

ガイド部２は、バイブレータ３を保持するものであり、本実施形態では、架台部１の内周側に形成されている。本実施形態のガイド部２は、鋼製部材からなり、ボルト締めにより架台部１の内周面に固着されている。なお、溶接によりガイド部２を架台部１に固着しても勿論差し支えない。ガイド部２の断面形状に制限はないが、本実施形態のものは、架台部１の中心側の側面が開口した断面Ｃ字形状を呈している。なお、本実施形態では、四つのガイド部２，２，…を９０度ピッチで装備した場合を例示しているが、ガイド部２の個数や取付位置を限定する趣旨ではない。

バイブレータ３は、掘削孔Ｈ（図２の（ｂ）参照）に打設されたフレッシュなコンクリートに振動を付与するものであり、高周波の振動を発生させる棒状の振動部３ａと、この振動部３ａに電力を供給する電源ケーブル３ｂとを備えて構成されている。図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、振動部３ａは、ガイド部２に遊挿されており、ガイド部２の内部において上下方向に移動可能である。なお、本実施形態では、振動部３ａの外径をガイド部２の開口幅よりも大きくしているので、振動部３ａがガイド部２の側面の開口から抜け出ることはない。

次に、振動締固め装置Ｂを使用した場所打ちコンクリート杭の構築方法の一例を、図３を参照して説明する。なお、図３の（ｂ）および（ｃ）においては、電源ケーブル３ｂの図示を省略している。

まず、図３の（ａ）に示すように、図示せぬ掘削装置を用いて形成した掘削孔Ｈの内部に鉄筋籠Ｔを建て込むとともに、鉄筋籠Ｔの中央部にトレミー管Ｐを建て込む。

続いて、図３の（ｂ）に示すように、図示せぬ吊り装置に吊り下げた振動締固め装置Ｂの架台部１をトレミー管Ｐに環装しつつ鉄筋籠Ｔの上端に載置し、鉄筋籠Ｔの上端を基準にしてバイブレータ３の位置決めを行う。振動締固め装置Ｂを鉄筋籠Ｔの上端に載置する際には、架台部１の中心を鉄筋籠Ｔの中心に合わせながら架台部１を降下させ、主筋ｔ，ｔ，…を係止溝１ａに挿入させる。

次に、トレミー管Ｐを引き上げながら、トレミー管Ｐにフレッシュなコンクリートを投入し、掘削孔Ｈの底部からコンクリートを打設する。

コンクリートを杭頭部まで打設したら、図３の（ｃ）に示すように、振動締固め装置Ｂに装備された複数のバイブレータ３，３，…を起動させ、必要に応じてバイブレータ３を上下させながら、杭頭部のコンクリートＣを締固める。バイブレータ３の振動によって架台部１が前後左右に移動するが、鉄筋籠Ｔの主筋ｔが係止溝４に挿入されているので（図２の（ｂ）参照）、架台部１が鉄筋籠Ｔの上端から脱落することはない。

振動締固め装置Ｂを鉄筋籠Ｔの上端に載置した状態で、コンクリートＣを締固めてもよいが、架台部１の係止溝１ａに主筋ｔが挿入された状態を維持しつつ、架台部１を鉄筋籠Ｔの上端から僅かに浮かせ、架台部１を回転または前後左右に並進移動させながらコンクリートＣを締固めてもよい。このようにすると、ガイド部２に保持されたバイブレータ３が横移動することになるので、杭頭部における締固めの程度を均一にすることが可能となる。

締固めが完了したら、振動締固め装置Ｂを図示せぬ吊り装置で吊り上げて杭頭部から撤去する。

なお、前記した手順は適宜変更しても差し支えない。例えば、振動締固め装置Ｂを配置した後に、トレミー管Ｐを挿入してもよいし、トレミー管Ｐを引き抜いた後（すなわち、コンクリートの打設が完了した後）に、振動締固め装置Ｂを配置してもよい。

このように、振動締固め装置Ｂを使用すれば、吊り装置に吊設した架台部１を鉄筋籠Ｔに載置するだけで、複数のバイブレータ３，３，…を一括して所定の位置に配置することが可能になるので、バイブレータ３，３，…の設置作業を簡易迅速に行うことが可能となり、しかも、鉄筋籠Ｔに対する加工も不要となる。また、振動締固め装置Ｂには、鉄筋籠Ｔに固着される部位が存在していないので、振動締固め装置Ｂの全部をコンクリートＣ中から回収することができる。つまり、振動締固め装置Ｂは、他の場所打ちコンクリート杭の締固め作業にそのまま転用することができる。

また、振動締固め装置Ｂによれば、架台部１の係止溝１ａに挿入された主筋ｔによって、振動締固め装置Ｂの鉄筋籠Ｔからの脱落が防止されるので、施工管理が容易になるとともに、振動締固め装置Ｂの可動範囲を限定することができるので、場所打ちコンクリート杭の品質にバラツキが生じ難くなる。

加えて、振動締固め装置Ｂによれば、平面視リング状の架台部１の内周側にガイド部２，２，…が形成されているので、鉄筋籠Ｔの内側にバイブレータ３，３，…を位置させることができ、したがって、鉄筋籠Ｔの内部に打設されたコンクリートを重点的に締固めることができる。

また、振動締固め装置Ｂによれば、ガイド部２の側面に開口部（スリット）が設けられているので、バイブレータ３の振動部３ａがガイド部２に収容された状態であっても、振動部３ａから発生した振動をコンクリート６に付与することができる。

なお、本実施形態では、円形を呈する架台部１を例示したが、楕円形、矩形、多角形を呈するものであっても差し支えない。また、本実施形態では、平面視リング状を呈する架台部１を例示したが、トレミー管Ｐを撤去した後に使用する場合であれば、開口部のない板状を呈するものであっても差し支えない。

本実施形態の架台部１は、鉄筋籠Ｔに載置可能な形態を具備しているが、架台部１の形態を限定する趣旨ではない。例えば、図示は省略するが、主筋ｔを挿通可能な透孔やスリットを架台部１に形成してもよいし、架台部１の外径および内径を図示のものよりも増減させて、鉄筋籠Ｔに環装または内挿可能な形態にしてもよい。このようにすると、主筋ｔ，ｔ，…をガイドにして振動締固め装置Ｂを上下に移動させることが可能になるので、締固めを行うことができる範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態では、ガイド部２の断面形状をＣ字形状とした場合を例示したが、これに限定されることはなく、図示は省略するが、台形状（あり溝状）としてもよいし、開口（スリット）のない閉断面形状としてもよい。

また、本実施形態では、ガイド部２を架台部１に直接支持させた場合を例示したが、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、架台部１から張り出すブラケット４を設け、ブラケット４を介してガイド部２を架台部１に支持させてもよい。このようにすると、架台部１から離れた位置にバイブレータ３を配置することが可能となるので、杭径が大きい場合であっても、締固めの程度を均一にすることが可能となる。

なお、図４においては、架台部１の内側（すなわち、架台部１の中央）に向って張り出すブラケット４，４，…にガイド部２を取り付けた場合を例示しているが、架台部１の外側に向って張り出すブラケットにガイド部２を取り付けても勿論差し支えない。

また、図４においては、片持ちのブラケット４にガイド部２を取り付けた場合を例示しているが、図５の（ａ）に示すように、架台部１を横断するように設けた両持ちのブラケット５にガイド部２を取り付けてもよい。また、図５の（ｂ）に示すように、架台部１の開口部に覆設した井桁状のブラケット６にガイド部２を取り付けてもよいし、図示は省略するが、十字状、放射状のブラケットにガイド部２を取り付けてもよい。また、図６に示すように、架台部１の内周側に設けられた環状部７ａと、環状部７ａを架台部１に繋ぐ連結部７ｂ，７ｂ，…とを備えるブラケット７に、ガイド部２を取り付けてもよい。

また、本実施形態では、バイブレータ３の振動部３ａをガイド部２の内部に遊挿した場合を例示したが、振動部３ａをガイド部２に固定し、上下方向に移動不能にしても差し支えない。この場合には、棒状部材やフラットバーなどでガイド部２を構成することができる。

また、本実施形態では、杭頭部のコンクリートＣを締固める場合を例示しているが、ガイド部２を図示のものよりも下方まで延長すれば、杭頭部よりも下側のコンクリートを締固めることもできる。

なお、図示は省略するが、振動締固め装置Ｂは、杭頭部に鋼管を配した場所打ち鋼管コンクリート杭や、溝状の掘削孔にコンクリートを打設してなる連壁杭などに適用することもできる。なお、鋼管の上端に振動締固め装置Ｂを載置する場合には、架台部１の係止溝１ａの溝幅を、鋼管の肉厚よりも大きくし、係止溝１ａ内に鋼管の上端部を挿入することが望ましい。

本発明の実施形態に係る振動締固め装置を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態に係る振動締固め装置を説明するための図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る場所打ちコンクリート杭の構築方法の手順を説明するための側断面図である。 振動締固め装置の変形例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、振動締固め装置の他の変形例を示す平面図である。 振動締固め装置のさらに他の変形例を示す平面図である。

符号の説明

Ｂ 振動締固め装置
１ 架台部
２ ガイド部
３ バイブレータ
４，５，６，７ ブラケット
Ｃ コンクリート
Ｔ 鉄筋籠（補強構造体）
Ｈ 掘削孔

Claims (8)

1. 場所打ちコンクリート杭のコンクリートに対して振動締固めを行うための振動締固め装置であって、
   吊り装置に吊設される架台部と、
   前記架台部の下方に延びるガイド部と、
   前記ガイド部に保持されたバイブレータと、を備えることを特徴とする振動締固め装置。
2. 前記架台部は、場所打ちコンクリート杭を構成する補強構造体の上端に載置可能であることを特徴とする請求項１に記載の振動締固め装置。
3. 前記架台部は、下面が開口した断面溝形の係止溝を備えており、
   前記補強構造体の上端部が前記係止溝に挿入されることを特徴とする請求項２に記載の振動締固め装置。
4. 前記架台部は、平面視リング状を呈していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の振動締固め装置。
5. 前記ガイド部は、前記架台部の内周側に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の振動締固め装置。
6. 前記架台部から張り出すブラケットを備えており、
   前記ブラケットを介して前記保持部が前記架台部に支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の振動締固め装置。
7. 吊り装置に吊り下げた振動締固め装置を掘削孔に挿入された補強構造体の上端に載置し、前記掘削孔に打設されたコンクリートを前記振動締固め装置に装備された複数のバイブレータで締固めた後、前記振動締固め装置を前記吊り装置で吊り上げることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の構築方法。
8. 吊り装置に吊り下げた振動締固め装置を掘削孔に挿入された補強構造体の上端部に配置し、前記振動締固め装置を移動させながら、前記掘削孔に打設されたコンクリートを前記振動締固め装置に装備された複数のバイブレータで締固め、その後、前記振動締固め装置を前記吊り装置で吊り上げることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の構築方法。

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