JP2011089320A - プレキャスト構真柱の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工手間と時間を低減でき、狭隘な施工現場や空頭制限のある施工現場でも施工が可能なプレキャスト構真柱の構築方法を提供することを課題とする。
【解決手段】プレキャストコンクリート製の柱部１１を有する第一柱材１０の少なくとも一部を、地盤に形成した掘削穴１に挿入する第一柱材配置ステップと、プレキャストコンクリート製の柱部２１を有する第二柱材２０を第一柱材１０の柱部１１の上側に配置する第二柱材配置ステップと、第一柱材１０と第二柱材２０との接続部に、接続吊下げ治具５０を取り付ける治具取付ステップと、第一柱材１０と第二柱材２０とを、機械式継手２４によって連結する連結ステップと、連結された第一柱材１０および第二柱材２０を、接続吊下げ治具５０を支点として支持して下降させる下降ステップと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、プレキャスト構真柱の構築方法に関する。

地中構造物（建物の地下階を含む）の柱（以下、「地下階柱」という。）の芯材となる構真柱を地中に設置した後に、構真柱の上部にトップスラブ（先行スラブ）を構築し、その後、トップスラブの下側を掘削して地中構造物を構築する方法（いわゆる逆打ち工法）が知られている。なお、構真柱は、多くの場合、Ｈ形鋼等の鉄骨から構成されている。

一般的な逆打ち工法では、地盤を掘削して構真柱を露出させた後に、構真柱の周囲にコンクリートを打設することで、地下階柱を構築しているが、構真柱の一部をプレキャストコンクリート部材に置き換え、コンクリートの打設作業を簡略化した逆打ち工法も知られている（特許文献１〜３参照）。

特開昭６２−８６２４２号公報 特開昭６３−６７３４４号公報 特開平８−６８０５７号公報

特許文献１〜３の逆打ち工法では、トップスラブから基礎杭の上部に達する柱材を地上で真直ぐに立ち上げたうえで、当該柱材を掘削穴に建て込む必要があるので、地下階の深度が大きくなるにつれて柱材が長尺化し、運搬や取り回しが困難になる虞がある。また、特許文献１〜３の柱材は、コンクリート部を含んでいるので、鉄骨からなる構真柱に比べて重量（総重量３５〜５０ｔ程度）が嵩んでしまう。重量が嵩むと、建込み作業に使用するクレーンを大型化する必要があるので、機材費の増加を招く虞があるし、大型のクレーンを設置できない狭隘な施工現場や空頭制限のある施工現場においては、施工不能になる虞もある。

さらに、構真柱の長尺化や重量化が進むと、工場でプレキャストコンクリート部材を分割製作して現場に搬入しなければならず、現場では、接続作業ヤードにて接続作業を行わなければならない。接続作業ヤードは、プレキャストコンクリート部材の仮置きスペースや接続作業スペースが必要となるので広いスペースを確保しなければならない。また、プレキャストコンクリート部材の接続作業は、プレキャストコンクリート部材を互いに隙間をあけて横向きに置いて、その隙間において、鉄筋接続、配筋、型枠形成、超強高度コンクリートの打設、養生、脱型といった工程を行わなければならないので、多くの施工手間と時間を要してしまう問題があった。

そこで本発明は、施工手間と時間を低減でき、狭隘な施工現場や空頭制限のある施工現場でも施工が可能なプレキャスト構真柱の構築方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るプレキャスト構真柱の構築方法は、プレキャストコンクリート製の柱部を有する第一柱材の少なくとも一部を、地盤に形成した掘削穴に挿入する第一柱材配置ステップと、プレキャストコンクリート製の柱部を有する第二柱材を前記第一柱材の前記柱部の上側に配置する第二柱材配置ステップと、前記第一柱材と前記第二柱材との接続部に、接続吊下げ治具を取り付ける治具取付ステップと、前記第一柱材と前記第二柱材とを、機械式継手によって連結する連結ステップと、連結された前記第一柱材および前記第二柱材を、前記接続吊下げ治具を支点として支持して下降させる下降ステップと、を備えることを特徴とする。

なお、本発明における治具取付ステップと連結ステップとは、どちらか一方のステップを他方のステップに先行させて行ってもよいし、同時に並行して行ってもよい。前記のような方法によると、第一柱材および第二柱材の長さ寸法が、構築すべきプレキャスト構真柱の高さ寸法よりも小さくなるので、運搬や現場での取り回しが容易になる。また、個々の柱材が軽量になるので、建込み作業に用いるクレーン等を小型化でき、その大型化を抑制できる。さらに、第一柱材および第二柱材は、建て込んだ状態で接続するので、外部に接続作業スペースを必要としない。したがって、狭隘な施工現場や空頭制限のある施工現場でも施工が可能となる。また、第一柱材と第二柱材は、機械式継手によって連結されるので、接続作業にかかる時間は短く、施工手間と時間を低減できる。さらに、第一柱材と第二柱材との接続部に接続吊下げ治具を取り付けて、この接続吊下げ治具を支点（吊り点）として支持することで、機械式継手がプレキャスト構真柱として必要な強度を発現する前であっても、連結された第一柱材および第二柱材を下降させることが可能となる。これによって、施工時間をより一層低減できる。なお、接続吊下げ治具は、第一柱材と第二柱材を固定して、これらの重量を支持できる程度の接続強度を有していればよい。

また、本発明は、前記下降ステップの後に、プレキャストコンクリート製の柱部を有する第三柱材を前記第二柱材の前記柱部の上側に配置する第三柱材配置ステップと、前記第二柱材と前記第三柱材との接続部に、接続吊下げ治具を取り付ける治具取付ステップと、前記第二柱材と前記第三柱材とを、機械式継手によって連結する連結ステップと、連結された前記第一柱材、前記第二柱材および前記第三柱材を、前記接続吊下げ治具を支点として支持して下降させる下降ステップと、をさらに備えることを特徴とする。このような方法によれば、プレキャスト構真柱の長さをより一層長くすることができるので、深い地下構造物に対応することができる。

さらに、本発明は、前記接続吊下げ治具が、上下に配置された柱材間に架け渡されて取り付けられるスプライスプレートと、このスプライスプレートに固定された吊ピースとを備えて構成されていることを特徴とする。このような方法によれば、簡単な構成で、上下に配置された柱材（第一柱材と第二柱材、または第二柱材と第三柱材）同士を固定しつつ、吊ることができる。

本発明によれば、施工手間と時間を低減でき、プレキャスト構真柱の接続作業ヤードを必要とせず、さらには建込み作業に用いるクレーン等の小型化を達成でき、狭隘な施工現場や空頭制限のある施工現場でも施工が可能であるといった優れた効果を発揮する。また、プレキャスト構真柱の運搬や現場での取り回しが容易になる。

（ａ）〜（ｃ）は、逆打ち工法を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１の（ｃ）に続く工程を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）はプレキャスト構真柱の断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るプレキャスト構真柱の構築方法を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図４の（ｂ）に続く工程を説明するための模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るプレキャスト構真柱の構築方法で用いる吊下げ接続治具を示した一部破断側面図である。 図５の（ｂ）に続く工程を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図７に続く工程を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図８の（ｂ）に続く工程を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るプレキャスト構真柱の構築方法で用いる第一柱材の他の形態を示した断面図である。 本発明の一実施形態に係るプレキャスト構真柱の他の形態を示した断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の他の一実施形態に係るプレキャスト構真柱の構築方法を説明するための模式的な断面図である。

本発明の実施形態の一例を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、ビル等の地下階を構築する場合を例示するが、本発明の適用対象を限定する趣旨ではない。

まず、逆打ち工法について説明する。逆打ち工法によって地中構造物を構築するに際しては、プレキャスト構真柱設置工程（図１の（ａ）参照）と、トップスラブ構築工程（図１の（ｂ）参照）と、地下中間階構築工程（図１の（ｃ）参照）と、基礎躯体構築工程（図２の（ａ）および（ｂ）参照）を順次施工する。

地下階柱設置工程は、図１の（ａ）に示すように、地下階柱となるプレキャスト構真柱Ｐを地盤中に設置する工程である。本実施形態の地下階柱設置工程には、支持地盤（図示略）に達する掘削穴１を形成する工程（削孔工程）、基礎杭２用の鉄筋籠（図示略）を掘削穴１に建て込む工程（鉄筋籠挿入工程）、プレキャスト構真柱Ｐを掘削穴１に建て込む工程（建込み工程）、基礎杭２用のコンクリートを打設する工程（杭用コンクリート打設工程）、プレキャスト構真柱Ｐの下部の周囲に硬質粒状材料（砕石、高炉スラグ、ゴミ溶融スラグ、コンクリート片等）３を投入する工程（下部埋戻し工程）、掘削土などの埋戻材４を硬質粒状材料３の上側に投入する工程（上部埋戻し工程）などが含まれている。

なお、プレキャスト構真柱Ｐは、プレキャスト化された複数の柱材を上下方向に連設して構成したものである。プレキャスト構真柱Ｐの構成および建込み工程（本実施形態に係るプレキャスト構真柱の構築方法）の詳細は、後述する。

トップスラブ構築工程は、図１の（ｂ）に示すように、建物一階の床スラブとなるトップスラブＳ１を構築し、このトップスラブＳ１をプレキャスト構真柱Ｐ，Ｐに支持させる工程である。本実施形態のトップスラブ構築工程には、土留壁Ｗ，Ｗの内側において地盤を所定深さまで掘削する工程（一次掘削工程）、トップスラブＳ１用の型枠や鉄筋（図示略）を配置する工程、型枠内にコンクリートを打設する工程などが含まれている。なお、本実施形態のトップスラブＳ１は、隣り合うプレキャスト構真柱Ｐ，Ｐの上端部同士を繋ぐ大梁Ｈ１と一体に形成され、大梁Ｈ１を介してプレキャスト構真柱Ｐ，Ｐに支持される。トップスラブＳ１は、トップスラブ構築工程以後の工程を行う際の作業床となる。

地下中間階構築工程は、図１の（ｃ）に示すように、地下中間階の床スラブとなる中間スラブＳ２やプレキャスト構真柱Ｐ，Ｐの中間部同士を繋ぐ大梁Ｈ２などを構築する工程である。本実施形態の地下中間階構築工程には、トップスラブＳ１の下側の地盤を中間スラブＳ２や大梁Ｈ２の構築予定位置の下側まで掘削する工程（二次掘削工程）、中間スラブＳ２用の型枠や鉄筋（図示略）を配置する工程、型枠内にコンクリートを打設する工程などが含まれている。

なお、地下中間階を構築しない場合には、地下中間階構築工程を省略し、複数の地下中間階を構築する場合には、地下中間階構築工程を繰り返せばよい。また、中間スラブＳ２や大梁Ｈ２は、基礎躯体Ｂ（図２の（ｂ）参照）を構築した後に構築してもよい。

基礎躯体構築工程は、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、トップスラブＳ１の下方に基礎躯体Ｂを構築する工程である。本実施形態の基礎躯体構築工程には、中間スラブＳ２の下側の地盤を基礎躯体Ｂの構築予定位置の下側まで掘削する工程（三次掘削工程）、プレキャスト構真柱Ｐの下部の周囲に投入されていた硬質粒状材料３（図１の（ａ）参照）を床付面上に敷き均して下地層５を形成する工程、下地層５上に均しコンクリート６を打設する工程、均しコンクリート６上に基礎躯体Ｂ用の型枠や鉄筋を配置する工程、均しコンクリート６上や型枠内に基礎躯体Ｂ用のコンクリートを打設する工程などが含まれている。なお、図示は省略するが、本実施形態の基礎躯体Ｂは、隣り合う基礎杭２，２の上端部同士を繋ぐ基礎梁と、最下階の床スラブと、を具備している。

逆打ち工法による地中構造物の構築方法は、以上のような工程を含むものであり、上記各工程を経ることで、地中構造物（地下階）を構築することができる。

次に、図３を参照して本実施形態に係るプレキャスト構真柱Ｐの構成を詳細に説明する。なお、図３においては、掘削穴１、硬質粒状材料３および埋戻材４（図１の（ａ）参照）の図示を省略している。

図３の（ａ）に示すように、プレキャスト構真柱Ｐは、基礎杭２の杭頭部に植設される第一柱材１０と、この第一柱材１０の上方に配置される第二柱材２０と、を具備している。

第一柱材１０は、プレキャストコンクリート製の柱部１１と、この柱部１１に植設された仮設柱１２と、この仮設柱１２の下端に接続された杭芯部材１３とを具備している。なお、本実施形態では、柱部１１の下側に仮設柱１２と杭芯部材１３が設けられているが、このような構成に限定する趣旨ではなく、第一柱材の全体がプレキャストコンクリート部材で構成されているものであってもよい。この構成は、図１０を参照して後に説明する。

柱部１１は、中実な断面を備えた鉄筋コンクリート部材である（図３の（ｃ）参照）。柱部１１の上端は、中間スラブＳ２を支える大梁Ｈ２（図２の（ｂ）参照）の下端よりも下側に位置している。また、柱部１１の下端は、基礎躯体Ｂ（図２の（ｂ）参照）の天端よりも若干下側に位置している。つまり、柱部１１の下端は、基礎躯体Ｂの上層部に埋め込まれることになる。

柱部１１の主筋１１ａ，１１ａ，…は、柱部１１のコンクリート部分を貫通しており、柱部１１の上下に突出している。図示は省略するが、柱部１１のコンクリート部分の上端面から各主筋１１ａを突出させる代わりに、コンクリート部分の上端部にインサート金物を埋設しておき、コンクリート部分に埋設した主筋とは別の主筋（例えば、第二柱材２０の柱部２１の主筋２１ａ）をインサート金物に接続してもよい。同様に、柱部１１のコンクリート部分の下端面から各主筋１１ａを突出させる代わりに、コンクリート部分の下端部にインサート金物を埋設しておき、コンクリート部分に埋設した主筋とは別の主筋をインサート金物に接続してもよい。柱部１１を構成するコンクリートの種類に制限はないが、本実施形態では、例えば設計基準強度が６０Ｍｐａ以上の高強度コンクリートを使用する。

図３の（ｃ）に示すように、仮設柱１２は、柱部１１の軸心に沿って配置された鉄骨材からなる。鉄骨材は、Ｈ形鋼のウエブ両面に断面Ｔ字状のプレート材を溶接して断面略十字状を呈するように構成されている。仮設柱１２の上半部は柱部１１に埋設されており、仮設柱１２の下半部は柱部１１の下面から下方に向って延出している。また、仮設柱１２の上半部の外周面には、多数のジベル（図示せず）が突設されている。仮設柱１２の下半部（柱部１１から突出した部分）は、地盤を掘り下げた際に一旦露出するが、最終的には基礎躯体Ｂ（図２の（ｂ）参照）に埋設される。なお、本実施形態では、断面十字状の仮設柱１２を例示したが、仮設柱１２の構成を限定する趣旨ではなく、例えは、Ｈ形鋼を単体で用いたり、他の形鋼を用いたりしてもよい。

杭芯部材１３は、仮設柱１２と同軸に設けられた断面十字状の鉄骨材からなり、仮設柱１２の下端面から下方に向って延出している。杭芯部材１３の下部は、基礎杭２の杭頭部に埋設される。杭芯部材１３の上部は、地盤を掘り下げた際に一旦露出するが、最終的には基礎躯体Ｂに埋設される。なお、本実施形態では、断面十字状の鉄骨からなる杭芯部材１３を例示したが、杭芯部材１３の構成を限定する趣旨ではない。

図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、第二柱材２０は、プレキャストコンクリート製の柱部２１によって構成されている。柱部２１は、第二柱材２０の全長に渡って延在する鉄筋コンクリート部材である。柱部２１は、第一柱材１０の柱部１１の上方に、所定の隙間をあけて配置されている。

柱部２１は、断面正方形を呈しており、その内部に主筋２１ａとフープ筋２１ｂが設けられている。本実施形態の柱部２１は、断面正方形を呈しているが、他の断面形状（例えば、断面長方形、断面円形や断面多角形）であっても差し支えない。柱部２１の下端部には、第一柱材１０の柱部１１から延びる主筋１１ａを挿入するためのインサート金物２２（図３の（ａ）参照）が埋設されており、柱部２１の下端部の側面には、大梁Ｈ２から延びる梁主筋を挿入するためのインサート金物（図示せず）が埋設されている。

柱部２１の主筋２１ａは、柱部２１の上側に突出していて、大梁Ｈ１（図１の（ｂ）参照）の主筋に接続されている。図示は省略するが、柱部２１の上端面から各主筋２１ａを突出させる代わりに、上端部にインサート金物を埋設しておき、主筋とは別の主筋（例えば、大梁Ｈ１の主筋）をインサート金物に接続してもよい。柱部２１を構成するコンクリートの種類に制限はないが、本実施形態では、例えば、設計基準強度が６０Ｍｐａ以上の高強度コンクリートを使用する。

第一柱材１０と第二柱材２０は、機械式継手２４によって連結されている。具体的には、第二柱材２０内に埋設されたスリーブ状のインサート金物２２内に、第一柱材１０の主筋１１ａの上端部を挿入して、インサート金物２２内にグラウト材２３を充填することでインサート金物２２と主筋１１ａとが固定されている。インサート金物２２の上部には、第二柱材２０の主筋２１ａの下端部が挿入されており、グラウト材２３の充填によってインサート金物２２と主筋２１ａとが固定されている。つまり、機械式継手２４は、インサート金物２２内に各主筋１１ａ，２１ａを挿入してグラウト材２３を充填することで構成されている。

また、第一柱材１０と第二柱材２０とは、所定の隙間をあけて配置されており、グラウト材２３が、その隙間にインサート金物２２の内部と一体的に充填され、前記隙間を埋める。柱部２１の上端はトップスラブＳ１を支える大梁Ｈ１（図２の（ｂ）参照）の下端と一致しており、柱部２１の下端は中間スラブＳ２を支える大梁Ｈ２（図２の（ｂ）参照）の下端と一致している。

なお、図３では、プレキャスト構真柱Ｐが、第一柱材１０と第二柱材２０とを具備した構成を例に挙げて説明したが、本発明の構成を限定する趣旨ではなく、第二柱材２０の上方に別途の柱材をさらに配置してもよい（図４〜図９参照）。

次に、図４〜図９を参照して地下階柱設置工程の一工程であるプレキャスト構真柱Ｐの建込工程（本発明のプレキャスト構真柱の構築方法）を詳細に説明する。この図４〜図９では、プレキャスト構真柱Ｐが、基礎杭２の杭頭部に植設される第一柱材１０と、この第一柱材１０の上方に配置される第二柱材２０と、この第二柱材２０の上方に配置される第三柱材３０と、を具備している形態を例に挙げて説明する。

プレキャスト構真柱Ｐの建込み工程は、地下階柱設置工程の一工程である鉄筋籠挿入工程の後に行われる工程であって、架台設置ステップ（図４の（ａ）参照）と、第一柱材配置ステップ（図４の（ａ）および（ｂ）参照）と、架台増設ステップ（図５の（ａ）参照）と、第二柱材配置ステップ（図５の（ａ）および（ｂ）参照）と、治具取付ステップ（図５の（ｂ）および図６参照）と、連結ステップ（図５の（ｂ）参照）と、下降ステップ（図７参照）と、第三柱材配置ステップ（図８の（ａ）および（ｂ）参照）と、治具取付ステップ（図８の（ｂ）参照）と、連結ステップ（図８の（ｂ）参照）と、下降ステップ（図９の（ａ）および（ｂ）参照）とを含むものである。

架台設置ステップは、図４の（ａ）に示すように、地盤に形成した掘削穴１の開口部近傍に保持架台４０を設置する工程である。掘削穴１は、泥水（図示せず）を注入しながら掘削されており、周辺土砂の崩落を防止している。なお、掘削穴１は、泥水の注入に代えて、金属製のケーシングを挿入することで、土砂の崩落を防止するようにしてもよい。本実施形態の保持架台４０は、第一柱材１０を保持する基台部４１と、第二柱材２０および第三柱材３０を保持する架構部４２（図５参照）とを備えて構成されているが、本実施形態の架台設置ステップでは、保持架台４０の一部（基台部４１）のみを設置する。基台部４１の構成に制限はないが、本実施形態のものは、掘削穴１の開口縁部に載置されるリング状の鋼材からなる。なお、図示は省略するが、例えば、複数の鉄骨等を井桁状に組み合わせたものを基台部としてもよい。

第一柱材配置ステップは、図４の（ｂ）に示すように、第一柱材１０の下部を掘削穴１に挿入するとともに、第一柱材１０を保持架台４０に保持させる工程である。本実施形態では、第一柱材１０のうち、柱部１１の下半部、仮設柱１２および杭芯部材１３を掘削穴１に挿入し、柱部１１の上端部を地上に露出させている。第一柱材１０を建て込む際には、例えば、仮置きスペース等に横たえていた第一柱材１０を図示せぬクレーン等で立ち上げつつ吊り上げ、立てた状態の第一柱材１０を掘削穴１の上方に移動させた後（図４の（ａ）参照）、掘削穴１の底部に向けて第一柱材１０を吊り下ろし、第一柱材１０の側面に付設したブラケット１５を基台部４１の上面に載置すればよい。図示は省略するが、基台部４１とブラケット１５との間にジャッキ等の高さ調整手段を介設しておき、この高さ調整手段を利用して第一柱材１０の高さ位置を調整してもよい。

架台増設ステップは、図５の（ａ）に示すように、基台部４１に架構部４２を増設するステップである。架構部４２の構成に制限はないが、本実施形態のものは、基台部４１の上面に立設される支柱４２ａ，４２ａ，…と、支柱４２ａ，４２ａ，…の高さ方向の中間部に設けられた連結部材４２ｂと、支柱４２ａ，４２ａ，…の上端部に設けられた支持部材４２ｃと、を備えている。支柱４２ａは、鋼管や鉄骨からなり、連結部材４２ｂおよび支持部材４２ｃは、リング状の鋼材からなる。

第二柱材配置ステップは、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、第二柱材２０を柱部１１の上側に配置するとともに、第二柱材２０を保持架台４０に保持させるステップである。第二柱材２０を建て込む際には、例えば、仮置きスペース等に横たえていた第二柱材２０を図示せぬクレーン等で立ち上げつつ吊り上げ、立てた状態の第二柱材２０を第一柱材１０の上方に移動させた後（図５の（ａ）参照）、第一柱材１０に向けて第二柱材２０を吊り下ろし（図５の（ｂ）参照）、第二柱材２０の側面に付設したブラケット２５を支持部材４２ｃの上面に載置すればよい。この状態で、第二柱材２０は、第一柱材１０の上方で所定の隙間をあけて配置される。このとき、第一柱材１０の上端面から突出している主筋１１ａ，１１ａは、第二柱材２０に埋設されたインサート金物２２に下側から挿入される。

第二柱材２０の水平位置は、保持架台４０に取り付けたジャッキ４３を利用して調整する。具体的には、例えば、第二柱材２０の前後左右の四箇所にジャッキ４３を配置し、第二柱材２０を挟んで対向する一対のジャッキ４３，４３を適宜伸縮させることで、第二柱材２０の水平位置を調整するとよい。図示の形態においては、ジャッキ４３のヘッドをブラケット２５に押し付けているが、柱部２１の側面に直接押し付けてもよい。なお、図示は省略するが、支持部材４２ｃとブラケット２５との間にジャッキ等の高さ調整手段を介設しておき、この高さ調整手段を利用して第二柱材２０の高さ位置を調整してもよい。

治具取付ステップは、図５の（ｂ）および図６に示すように、第一柱材１０と第二柱材２０との接続部に、接続吊下げ治具５０を取り付けるステップである。接続吊下げ治具５０は、第一柱材１０および第二柱材２０の外周の四面にそれぞれ取り付けられている。接続吊下げ治具５０は、図６に示すように、上下に配置された第一柱材１０および第二柱材２０間に架け渡されて取り付けられるスプライスプレート５１と、このスプライスプレート５１に固定された吊ピース５２とを備えて構成されている。

スプライスプレート５１は、第一柱材１０の一側面と、この一側面と面一の第二柱材２０の一側面に当接する。第一柱材１０に当接する部分と、第二柱材２０に当接する部分には、ボルト貫通孔５１ａがそれぞれ形成されており、ボルト５３を各ボルト貫通孔５１ａに挿通させて、第一柱材１０または第二柱材２０に埋設されためねじ部（インサート金物）５４に螺合させることで、スプライスプレート５１が第一柱材１０および第二柱材２０に接合される。

吊ピース５２は、スプライスプレート５１の中心部にこれと直交して取り付けられたプレート材にて構成されている。吊ピース５２は、スプライスプレート５１に溶接等にて取り付けられている。吊ピース５２には、ワイヤーやフックを係止するための係止孔５２ａが形成されている。

接続吊下げ治具５０は、第一柱材１０および第二柱材２０を仮固定するとともに、第一柱材１０および第二柱材２０を吊下げるための強度を有していればよい。

治具取付ステップを行いながら、もしくは、治具取付ステップの行う前または行った後に、連結ステップを行う。連結ステップは、第一柱材１０と第二柱材２０とを、機械式継手２４によって連結するステップである。まず、第一柱材１０と第二柱材２０の接続部の隙間を囲むように型枠（図示せず）を設置し、インサート金物２２内と前記隙間にグラウト材２３を一体的に充填する（図５の（ｂ）参照）。その後、所定の養生期間を経て必要な接合強度が発現した後、型枠を除去する。

下降ステップは、連結された第一柱材１０および第二柱材２０を掘削穴１内に下降させるステップである。下降ステップは、治具取付ステップと、連結ステップのグラウト材２３の充填の両方が完了した後、順次行う工程である。下降ステップは、図７に示すように、第一柱材１０および第二柱材２０を、接続吊下げ治具５０を支点（吊り点）として支持して下降させる。具体的には、各接続吊下げ治具５０の吊ピース５２の係止孔５２ａ（図６参照）にワイヤー５５をそれぞれ係止して、スプライスプレート５１（図６参照）で、第一柱材１０と第二柱材２０とを仮固定した状態で吊り下げる。このとき、第一柱材１０と第二柱材２０間のグラウト材２３は十分固化しておらず所望の連結強度を発現していないが、第一柱材１０と第二柱材２０は、接続吊下げ治具５０で仮固定された状態で吊り下げているので、第一柱材１０と第二柱材２０がずれることはない。

なお、第二柱材２０の側面に図示しない傾斜計を設けて、第二柱材２０の垂直度を計測しながら第一柱材１０および第二柱材２０を下降させると、さらに位置精度を高くすることができる。

第三柱材配置ステップは、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように、プレキャストコンクリート製の柱部３１によって構成される第三柱材３０を、第二柱材２０の柱部２１の上側に配置するステップである。柱部３１は、図８の（ａ）に示すように、第二柱材２０の柱部２１と略同等の構成をしている。柱部３１は、内部にインサート金物３２が埋設されており、インサート金物３２の内部には上端部から主筋３１ａが挿入されている。柱部３１は、第二柱材２０の柱部２１の上方に、所定の隙間をあけて配置される。

第三柱材配置ステップでは、第二柱材配置ステップにおける「第二柱材２０」を「第三柱材３０」に置き換えて、第二柱材配置ステップにおける「第一柱材１０」を「第二柱材２０」に置き換えて、同等の作業を行う。

その後の治具取付ステップ（図８の（ｂ）参照）および連結ステップ（図８の（ｂ）参照）においても、前記の治具取付ステップ（図５の（ｂ）および図６参照）および連結ステップ（図５の（ｂ）参照）と同等の作業を行う。

なお、治具取付ステップにおいて取り付けられる接続吊下げ治具５０’は、第二柱材２０および第三柱材３０を仮固定するとともに、第一柱材１０、第二柱材２０、第三柱材３０およびヤットコ（延長治具）６０を吊下げるための強度を有するものとする。

その後の下降ステップは、図９の（ａ）および（ｂ）に示すように、連結された第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０（本実施形態ではプレキャスト構真柱Ｐ）を下降させるステップである。この下降ステップも、前記の治具取付ステップ（図８の（ｂ）参照）と、連結ステップ（図８の（ｂ）参照）における機械式継手３４のグラウト材３３（図８の（ｂ）参照）の充填の両方が完了した後、順次行う工程であって、グラウト材３３の養生期間が完了する前に行う。本実施形態では、第三柱材３０の上端にヤットコ（延長治具）６０を取り付ける。この状態で、各接続吊下げ治具５０’にワイヤー５５をそれぞれ係止して、これを支点（吊り点）として吊り下げる。これによって、プレキャスト構真柱Ｐが、掘削穴１の深部（底部）へ向かって移動する。

なお、図示は省略するが、第三柱材３０の上側にさらに別の柱材を連設する場合には、第三柱材３０を基台部４１に保持させ、第三柱材３０を「第一柱材」とみなすとともに、追加する柱材を「第二柱材」とみなして、第三柱材配置ステップ、治具取付ステップ、連結ステップおよび下降ステップを繰り返せばよい。

プレキャスト構真柱Ｐを掘削穴１の所定の深度まで下降させたら、ヤットコ６０の側面に付設した図示せぬブラケットを基台部４１の上面に載置する。なお、グラウト材３３の養生期間が終了するまでは、プレキャスト構真柱Ｐは、接続吊下げ治具５０’を介してワイヤー５５で吊り下げておく。その後、建込み工程に続く杭用コンクリート打設工程（プレキャスト構真柱設置工程の一工程）を行い、杭芯部材１３の下部を基礎杭２の杭頭部に埋設する（図３の（ａ）参照）。プレキャスト構真柱Ｐの水平位置等は、基礎杭２用のコンクリートを打設する前もしくは後に図示せぬジャッキまたはパンタグラフ等を用いて調整する。基礎杭２用のコンクリートが所定の強度に達したら、下部埋戻し工程および上部埋戻し工程などを行う。

以上説明したプレキャスト構真柱Ｐの建込み工程（本実施形態に係るプレキャスト構真柱の構築方法）によれば、第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０それぞれの長さ寸法が構築すべきプレキャスト構真柱Ｐの高さ寸法よりも小さくなるので、運搬や現場での取り回しが容易になる。また、第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０を別体としたことによって、大型のクレーン等を使用せずとも第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０の建込み作業を行なうことができる。したがって、建込み作業に用いるクレーン等を小型化でき、大型化を抑制できる。また、大型のクレーンを設置できないような狭隘な施工現場や空頭制限のあるような施工現場でも逆打ち工法を実施することが可能になる。さらに、本実施形態では、第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０は、建て込んだ状態で接続するので、外部に接続作業スペースを必要としない。したがって、狭隘な施工現場でも施工可能となる。

また、第一柱材１０と第二柱材２０（第二柱材２０と第三柱材３０）は、機械式継手２４（３４）によって連結されるので、従来のように超高強度コンクリートを打設する必要がなく、接続作業にかかる時間は短くて済み、施工手間と時間を低減できる。さらには、第一柱材１０と第二柱材２０との接続部（第二柱材２０と第三柱材３０との接続部）には、接続吊下げ治具５０（５０’）を取り付けて、この接続吊下げ治具５０（５０’）を支点（吊り点）として支持することで、機械式継手２４（３４）のグラウト材２３（３３）がプレキャスト構真柱Ｐとして必要な強度を発現する前であっても、連結された第一柱材１０および第二柱材２０（第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０）を吊り下げて下降させることが可能となる。これによって、施工時間をより一層低減できる。

さらに、本実施形態では、掘削穴１の掘削時に泥水が注入されているので、掘削穴１内に第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０を下降するときに、各柱材１０，２０，３０に浮力が発生する。したがって、第一柱材１０、第二柱材２０および第三柱材３０を吊るクレーン等にかかる重量が小さくなるので、クレーン等のさらなる小型化を達成できる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態では、第一柱材１０の脚部が鉄骨材からなる仮設柱１２と杭芯部材１３が露出して形成されているが、これに限定されるものではなく、第一柱材全体をプレキャストコンクリート部材で形成するようにしてもよい。

図１０の（ａ）に示すように、プレキャストコンクリート製の第一柱材１１０は、外周面に周囲のコンクリートとの付着性を高めるためのコッター１１１が形成されている。コッター１１１は、コンクリートが回り込み易いように、上面が、表面に向かうほど上方になる傾斜面になっている。第一柱材１１０の先端部（下端部）は、中央部が突出するようにテーパ状に形成されている。また、コンクリートとの付着性を高めるために、第一柱材１１０の下端部には、鉄筋１１２が外側に突出して設けられており、その先端には定着プレート１１３が取り付けられている。

図１０の（ｂ）に示すプレキャストコンクリート製の第一柱材１２０は、先端部が拡幅した構成の柱材である。この第一柱材１２０は、基端部材１２１と、この基端部材１２１よりも拡幅した先端部材１２２とを具備しており、基端部材１２１と先端部材１２２は機械式継手１２３にて連結されている。先端部材１２２の先端部（下端部）は、その中央部が突出するようにテーパ状に形成されている。機械式継手１２３は、基端部材１２１に埋設されたスリーブ状のインサート金物１２４に、基端部材１２１の主筋１２５と、先端部材１２２の主筋１２６がそれぞれ挿入されて、インサート金物１２４内にグラウト材１２７を充填することで構成されている。基端部材１２１と先端部材１２２の外周面にはコッター１２８がそれぞれ形成されている。このコッター１２８も、コンクリートが回り込み易いように、上面が、表面に向かうほど上方になる傾斜面になっている。基端部材１２１の先端部には、鉄筋１２９が外側に突出して設けられており、その先端には定着プレート１３０が取り付けられている。

さらに、プレキャスト構真柱は、図１１に示すような構成であってもよい。このプレキャスト構真柱２００は、基礎杭（図示せず）にプレキャスト構真柱２００を直接挿入する直挿し工法に適用される構真柱である。このプレキャスト構真柱２００は、全体がプレキャストコンクリート部材で形成されている。プレキャスト構真柱２００には、外周面から中心に向かって所定の幅で、押出法ポリスチレンフォーム（スタイロフォーム（登録商標））からなる変形層２０１が埋設されている。変形層２０１は、基礎杭の上端面に相当する位置に設けられている。プレキャスト構真柱２００の内部には、主筋２０２とフープ筋２０３からなる芯鉄筋２０４が設けられている。主筋２０２とフープ筋２０３は、プレキャスト構真柱２００が負担する軸力を伝達可能な範囲で極限まで絞って配筋されている。この芯鉄筋２０４から所定の寸法をあけた位置に変形層２０１の内周端が位置している。つまり、変形層２０１の内側には、プレキャスト構真柱２００が負担する軸力を伝達可能な断面が確保されている。このような構成によれば、プレキャスト構真柱２００は、必要な強度を確保しつつ、基礎杭への挿入後でも位置調整を行うことが可能となる。

また、変形層２０１から上方に離れた位置では、プレキャスト構真柱２００の表面を切り欠いて欠損させるようにしてもよい。この場合、欠損部の内側にはプレキャスト構真柱２００が負担する軸力を伝達可能な断面が確保されるように切り欠く。これによれば、位置調整可能な範囲が広くなる。

また、前記実施形態では、保持架台４０の上部に取り付けたジャッキ４３を利用して、第二柱材２０や第三柱材３０の水平位置を調整するようにしているが、これに限定されるものではない。図１２に示すように、掘削穴１の開口部近傍に内周壁を覆うスリーブ２１０を挿入しておき、保持架台４０からスリーブ２１０の内部に水平ジャッキ２１１を吊下げて、第一柱材１０、第二柱材２０や第三柱材３０の水平位置を調整するようにしてもよい。水平ジャッキ２１１は、スリーブ２１０の内周面を反力受けとして、各柱材１０，２０，３０の側面を押圧する。このようにすれば、下降ステップにおいても各柱材１０，２０，３０の水平位置を調整できるので、位置精度をより一層高めることができる。

１ 掘削穴
１０ 第一柱材
１１ 柱部
２０ 第二柱材
２１ 柱部
２４ 機械式継手
３０ 第三柱材
３１ 柱部
３４ 機械式継手
５０ 接続吊下げ治具
５０’ 接続吊下げ治具
５１ スプライスプレート
５２ 吊ピース
Ｐ プレキャスト構真柱

Claims (3)

1. プレキャストコンクリート製の柱部を有する第一柱材の少なくとも一部を、地盤に形成した掘削穴に挿入する第一柱材配置ステップと、
   プレキャストコンクリート製の柱部を有する第二柱材を前記第一柱材の前記柱部の上側に配置する第二柱材配置ステップと、
   前記第一柱材と前記第二柱材との接続部に、接続吊下げ治具を取り付ける治具取付ステップと、
   前記第一柱材と前記第二柱材とを、機械式継手によって連結する連結ステップと、
   連結された前記第一柱材および前記第二柱材を、前記接続吊下げ治具を支点として支持して下降させる下降ステップと、を備える
   ことを特徴とするプレキャスト構真柱の構築方法。
2. 前記下降ステップの後に、
   プレキャストコンクリート製の柱部を有する第三柱材を前記第二柱材の前記柱部の上側に配置する第三柱材配置ステップと、
   前記第二柱材と前記第三柱材との接続部に、接続吊下げ治具を取り付ける治具取付ステップと、
   前記第二柱材と前記第三柱材とを、機械式継手によって連結する連結ステップと、
   連結された前記第一柱材、前記第二柱材および前記第三柱材を、前記接続吊下げ治具を支点として支持して下降させる下降ステップと、をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト構真柱の構築方法。
3. 前記接続吊下げ治具は、上下に配置された柱材間に架け渡されて取り付けられるスプライスプレートと、このスプライスプレートに固定された吊ピースとを備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレキャスト構真柱の構築方法。

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