JP2011179239A - 場所打ちコンクリート杭の築造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤の土水圧がコンクリート圧よりも大きい場合であっても、設計杭径に略等しい杭径とすることができる場所打ちコンクリート杭の築造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】掘削孔１内にコンクリート２を打設しつつケーシング５を引き抜く際に、この打設されたコンクリート２の上面に、直径が、ケーシング５の内径Ｄと略等しくなるように設定され、かつ所定の面積π（Ｄ／２）＾２とされた蓋部材６を載せ、さらに、この蓋部材６の上面に所定の重さＷとされたウェイト７を載せることによって、打設されたコンクリート２に対して、荷重△ｐ＝Ｗ／［π（Ｄ／２）＾２］を加え、掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧をｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、オールケーシング工法によって地中に場所打ちコンクリート杭を築造する方法に関する。

従来、建築物や構築物等を築造する場合に、地中に場所打ちコンクリート杭を築造する技術がある。このような技術として、下端に掘削刃物が備えられたケーシングを掘削孔全長にわたって全周回転圧入あるいは揺動圧入すると共に、圧入されたケーシング内の土砂を、ハンマーグラブを用いて地上に搬出して立坑（掘削孔）を地盤に掘削し、その掘削孔内に籠状に組み立てられた鉄筋を挿入して配筋し、トレミー管等を用いてコンクリートを打設しつつケーシングを引き抜いて場所打ちコンクリート杭を築造する、いわゆるオールケーシング工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１５６８６４号公報

ところで、オールケーシング工法においては、ケーシングを引き抜くまではそのケーシングが掘削孔の孔壁を保持しているものの、コンクリートを打設しつつケーシングを引き抜いた際に地盤の土水圧が打設されたコンクリートのコンクリート圧よりも大きい場合には、築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、設計杭径よりも小さな杭径となってしまい、設計杭径が確保されないことがある。
このようにオールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が設計杭径よりも細い杭径となってしまうと、築造された場所打ちコンクリート杭が強度不足となる場合があるため、細くなった部分に、例えばコンクリートを新たに打ち直して補強するなどといった対策が必要となり、補強に係る手間やコストの増加を招くこととなる。

本発明の課題は、地盤の土水圧がコンクリート圧よりも大きい場合であっても、設計杭径に略等しい杭径とすることができる場所打ちコンクリート杭の築造方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、掘削孔内に打設されるコンクリートのコンクリート圧をｐ_１とし、掘削孔周囲の地盤の土水圧をｐ_２とした場合に、掘削孔の孔壁に作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＜ｐ_２となる地盤に対してコンクリート杭を築造する場所打ちコンクリート杭の築造方法において、掘削孔内に鉄筋を挿入して配筋し、この掘削孔内にコンクリートを打設しつつケーシングを引き抜く際に、この打設されたコンクリートの上面に、直径が、前記ケーシングの内径Ｄと略等しくなるように設定され、かつ所定の面積π（Ｄ／２）＾２とされた蓋部材を載せ、さらに、この蓋部材の上面に所定の重さＷとされたウェイトを載せることによって、打設されたコンクリートに対して、荷重△ｐ＝Ｗ／［π（Ｄ／２）＾２］を加え、掘削孔の孔壁に作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧をｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２とすることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭の築造方法において、前記蓋部材として、前記ケーシングの内径Ｄよりも若干小さくなるように形成された蓋本体と、この蓋本体の外周縁に取り付けられるとともに、この外周縁と前記ケーシングの内壁との隙間を塞ぎ、かつ該ケーシングの内壁に対して摺動可能とされた気密材とを備えたものを用いることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の場所打ちコンクリート杭の築造方法において、前記蓋本体として鉄板を用いることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の場所打ちコンクリート杭の築造方法において、前記掘削孔内にコンクリートを打設する際に、このコンクリートの上面が前記掘削孔内に配筋された鉄筋よりも上方に位置するようにして余盛りすることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の場所打ちコンクリート杭の築造方法において、コンクリート杭の杭頭部付近に打設されるコンクリートのコンクリート圧ｐ_１と、この杭頭部周囲の地盤の土水圧ｐ_２との内外圧をｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２とすることを特徴とする。

本発明によれば、掘削孔内に打設されたコンクリートに対して荷重△ｐを加えることによって、この打設されたコンクリートのコンクリート圧ｐ_１を、掘削孔周囲の地盤の土水圧ｐ_２と等しくするか、または土水圧ｐ_２よりも大きくすることができるので、掘削孔の孔壁に作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＜ｐ_２となる地盤であっても、設計杭径と略等しい杭径のコンクリート杭を築造することができる。これによって、従来とは異なり、コンクリートを新たに打ち直して補強するなどといった対策が必要なくなるので、補強に係る手間やコストを削減することができる。

本発明に係る場所打ちコンクリート杭の築造方法の概要を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態の場所打ちコンクリート杭の築造方法は、図１に示すように、掘削孔１内に打設されるコンクリート２のコンクリート圧をｐ_１とし、掘削孔１周囲の地盤３の土水圧をｐ_２とした場合に、掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＜ｐ_２となる地盤３に対してコンクリート杭を築造するものであり、掘削孔１内に鉄筋４を挿入して配筋し、この掘削孔１内にコンクリート２を打設しつつケーシング５を引き抜く際に、この打設されたコンクリート２の上面に、直径が、前記ケーシング５の内径Ｄと略等しくなるように設定され、かつ所定の面積π（Ｄ／２）＾２とされた蓋部材６を載せ、さらに、この蓋部材６の上面に所定の重さＷとされたウェイト７を載せることによって、打設されたコンクリート２に対して、荷重△ｐ＝Ｗ／［π（Ｄ／２）＾２］を加え、掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧をｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２とする。

まず、本実施の形態の場所打ちコンクリート杭の築造方法を構築する各要素について説明する。
前記掘削孔１は、下端に掘削刃物５ａが備えられたケーシング５を揺動圧入するとともに、圧入された前記ケーシング５内の土砂を、ハンマーグラブ（図示せず）を用いて地上に搬出するようにして掘削することで形成されている。また、この掘削孔１内には、鉄筋４が挿入されて配筋されている。

なお、前記地盤３は、上述のように、前記掘削孔１内に打設されるコンクリート２のコンクリート圧をｐ_１とし、掘削孔１周囲の地盤３の土水圧をｐ_２とした場合に、前記掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＜ｐ_２となるような性状とされている。
すなわち、打設されたコンクリート２のコンクリート圧ｐ_１よりも地盤３の土水圧ｐ_２の方が大きく、例えば前記コンクリート２を打設しつつケーシング５を引き抜いた際に、何の対処もしなければ、築造されたコンクリート杭の杭径が、設計杭径よりも小さな杭径となる場合があるような性状の地盤３となっている。
図１において、コンクリート圧ｐ_１は、矢印ｐ_１で表しており、土水圧ｐ_２は、矢印ｐ_２で表している。これらコンクリート圧ｐ_１および土水圧ｐ_２は、深さ方向に増大するものである。

また、コンクリート圧ｐ_１は深さ方向に増大するため、前記掘削孔１内に打設されるコンクリート２のうち、築造されるコンクリート杭の杭頭部付近に打設されるコンクリート２のコンクリート圧ｐ_１は、築造されるコンクリート杭の下端部付近に打設されるコンクリート２のコンクリート圧ｐ_１に比して小さい。
したがって、本実施の形態の場所打ちコンクリート杭の築造方法は、打設されたコンクリート２全体はもちろんのこと、特に、築造されるコンクリート杭の杭頭部付近に打設されるコンクリート２のコンクリート圧ｐ_１に対して効果的に荷重△ｐを加えることができるようになっている。

前記掘削孔１内に打設されるコンクリート２は、トレミー管（図示せず）等を用いて打設されており、このコンクリート２が打設されつつ前記ケーシング５が引き抜かれることで、コンクリート杭が築造されるようになっている。
また、このコンクリート２は、上面が前記掘削孔１内に配筋された鉄筋４よりも上方に位置するようにして余盛りされている。この余盛り部２ａは、前記掘削孔１内に打設されたコンクリート２のスライムや安定液等を含む不良なコンクリートであり、順次、処理される。また、図中において一点鎖線よりも上方が余盛り部２ａとされており、一点鎖線よりも下方が杭本体とされている。

また、前記蓋部材６は、前記ケーシング５の内径Ｄよりも若干小さくなるように形成された蓋本体６ａと、この蓋本体６ａの外周縁に取り付けられるとともに、この外周縁と前記ケーシング５の内壁との隙間を塞ぎ、かつ該ケーシング５の内壁に対して摺動可能とされた気密材６ｂとを備えている。
そして、これら蓋本体６ａと、外周縁の気密材６ｂとを含む蓋部材６の面積が、上述のように「π（Ｄ／２）＾２」となるように設定されている。
また、前記ケーシング５の内径Ｄは、図中において、矢印Ｄで表している。

なお、本実施の形態においては、前記蓋本体６ａとして、例えば厚さ２０ｍｍ程度の鉄板が用いられており、上面に前記ウェイト７を載置するのに十分な強度を発揮することができる。
また、前記気密材６ｂとしてゴムパッキンが用いられており、前記蓋本体６ａの外周縁と前記ケーシング５の内壁との隙間から、該蓋部材６の上面にウェイト７を載せてコンクリート２に対して荷重△ｐを加えた際の圧力が散逸するのを防ぐことができる。つまり、隙間から打設されたコンクリート２が漏出することを防ぐことができる。
さらに、この気密材６ｂは、前記ケーシング５の内壁に対して摺動するので、前記ケーシング５の内壁に引っかかるのを防ぐことができる。これによって、前記蓋部材６の上面にウェイト７を載せた際に、この蓋部材６自体が前記ケーシング５の内壁に引っかかるのを防ぐことができる。

前記ウェイト７は、前記打設されたコンクリート２に対して加えられる荷重△ｐを構成する重さＷに設定されている。また、上端部にはリング７ａが設けられている。このリング７ａには、クレーン（図示せず）のワイヤー８に取り付けられたフック８ａが引っかけられており、ウェイト７は、クレーンによって吊り下げられている。
なお、このウェイト７の平面形状は特に限定されるものではなく、円形や平面等、適宜変更可能である。
また、図において、ウェイト７の重量Ｗは、矢印Ｗで表している。

また、ウェイト７の１個分の重さＷが運搬・吊り下ろしに適さない程度に重い場合は、図示はしないが、複数に分割され、かつ積み重ね可能な形状のウェイト７を用いてもよいものとする。このようにウェイト７として複数に分割されたものを用いる場合は、分割されたウェイト７のぞれぞれが、クレーンのフック８ａに引っかかるリング７ａを有しており、さらに、これらリング７ａが、上方に積み重ねられるウェイト７の底面に形成された窪みに嵌るような構成となっていることが好ましい。

また、このウェイト７の重量Ｗが過剰に大きい場合は、コンクリート２が孔壁１ａを押し広げ、孔壁１ａを破壊する場合があるため、このウェイト７の重量Ｗは、ある程度の安全率を考慮した場合に許容される重量Ｗとされている。
つまり、例えば現場では、前記コンクリート２のコンクリート圧ｐ_１に荷重△ｐを加えて、掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２となるように施工を行ったとしても、ｐ_１＋△ｐ＝ｐ_２を実現することは容易ではない。
このため実際には、掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＋△ｐ＞ｐ_２となるように施工を行う場合が考えられるが、ｐ_１＋△ｐ＝ｐ_２を実現できる数値からかけ離れないようにする必要がある。このような場合は、ウェイト７の重量Ｗを考慮し、荷重△ｐを適宜調整することが望ましい。

なお、荷重△ｐとは、上述のように「荷重△ｐ＝Ｗ／［π（Ｄ／２）＾２］」という式で表されており、コンクリート２に対する上載荷重となる。すなわち、前記掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１に対して付加される増加圧力を意味する。なお、この際の側圧係数は１．０とする。

以上のような各要素を含んで構築された場所打ちコンクリート杭の築造方法では、前記地盤３に掘削孔１を形成した後、この掘削孔１内に鉄筋４を挿入して配筋し、この掘削孔１内にコンクリート２を打設する。
この時、このコンクリート２の上面が前記掘削孔１内に配筋された鉄筋４よりも上方に位置するようにして余盛りする。このように余盛りすることによって、前記鉄筋４の上端部と蓋部材６とが接触することを防ぐことができるので、前記コンクリート２に対して効果的に荷重△ｐを加えることができるようになっている。

続いて、この掘削孔１内にコンクリート２を打設しつつ、前記ケーシング５を引き抜くようにする。この際、まず、この打設されたコンクリート２の上面に、直径が、前記ケーシング５の内径Ｄと略等しくなるように設定され、かつ所定の面積π（Ｄ／２）＾２とされた前記蓋部材６を載せる。

続いて、この蓋部材６の上面に所定の重さＷとされた前記ウェイト７を載せる。この時、前記蓋部材６は、前記ウェイト７の重さＷによって、前記気密材６ｂが前記ケーシング５の内壁を摺動するようにして該ケーシング５の軸方向に沿って下方に押し下げられることになる。

さらに、このように蓋部材６の上面に所定の重さＷとされた前記ウェイト７を載せることによって、打設されたコンクリート２に対して、荷重△ｐ＝Ｗ／［π（Ｄ／２）＾２］を加える。
また、上述のように、このウェイト７の重量Ｗが過剰に大きい場合は、コンクリート２が孔壁１ａを押し広げ、孔壁１ａを破壊する場合があるため、このウェイト７の重量Ｗを調整し、これに伴って、荷重△ｐの数値も適宜調整する。

そして、前記掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧をｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２とする。すなわち、前記コンクリート２のコンクリート圧ｐ_１を、掘削孔１周囲の地盤３の土水圧ｐ_２と等しくするか、または土水圧ｐ_２よりも大きくすることができる。

なお、前記コンクリート２が固まった後は、コンクリート杭周囲の地面を掘削して余盛り部２ａを露出させてから、この余盛り部２ａを撤去する。このような余盛り部２ａの撤去方法は、例えば、余盛り部２ａと鉄筋４との間に付着防止材を設けたり、杭本体と余盛り部２ａとの間をカッターで切断したり等、従来周知の方法で行われる。

本実施の形態によれば、前記掘削孔１内に打設されたコンクリート２に対して荷重△ｐ＝Ｗ／［π（Ｄ／２）＾２］を加えることによって、この打設されたコンクリート２のコンクリート圧ｐ_１を、掘削孔１周囲の地盤３の土水圧ｐ_２と等しくするか、または土水圧ｐ_２よりも大きくすることができるので、前記掘削孔１の孔壁１ａに作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＜ｐ_２となる地盤３であっても、設計杭径と略等しい杭径のコンクリート杭を築造することができる。これによって、従来とは異なり、コンクリートを新たに打ち直して補強するなどといった対策が必要なくなるので、補強に係る手間やコストを削減することができる。

１ 掘削孔
１ａ 孔壁
２ コンクリート
３ 地盤
４ 鉄筋
５ ケーシング
６ 蓋部材
７ ウェイト
ｐ_１ コンクリート圧
ｐ_２ 土水圧
Ｄ ケーシングの直径
Ｗ ウェイトの重さ

Claims (5)

1. 掘削孔内に打設されるコンクリートのコンクリート圧をｐ_１とし、掘削孔周囲の地盤の土水圧をｐ_２とした場合に、掘削孔の孔壁に作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧がｐ_１＜ｐ_２となる地盤に対してコンクリート杭を築造する場所打ちコンクリート杭の築造方法において、
   掘削孔内に鉄筋を挿入して配筋し、この掘削孔内にコンクリートを打設しつつケーシングを引き抜く際に、この打設されたコンクリートの上面に、直径が、前記ケーシングの内径Ｄと略等しくなるように設定され、かつ所定の面積π（Ｄ／２）＾２とされた蓋部材を載せ、さらに、この蓋部材の上面に所定の重さＷとされたウェイトを載せることによって、打設されたコンクリートに対して、荷重△ｐ＝Ｗ／［π（Ｄ／２）＾２］を加え、掘削孔の孔壁に作用するコンクリート圧ｐ_１と土水圧ｐ_２との内外圧をｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２とすることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の築造方法。
2. 前記蓋部材として、前記ケーシングの内径Ｄよりも若干小さくなるように形成された蓋本体と、この蓋本体の外周縁に取り付けられるとともに、この外周縁と前記ケーシングの内壁との隙間を塞ぎ、かつ該ケーシングの内壁に対して摺動可能とされた気密材とを備えたものを用い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の築造方法。
3. 前記蓋本体として鉄板を用いることを特徴とする請求項２に記載の場所打ちコンクリート杭の築造方法。
4. 前記掘削孔内にコンクリートを打設する際に、このコンクリートの上面が前記掘削孔内に配筋された鉄筋よりも上方に位置するようにして余盛りすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の場所打ちコンクリート杭の築造方法。
5. コンクリート杭の杭頭部付近に打設されるコンクリートのコンクリート圧ｐ_１と、この杭頭部周囲の地盤の土水圧ｐ_２との内外圧をｐ_１＋△ｐ≧ｐ_２とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の場所打ちコンクリート杭の築造方法。
   

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