JP2013047416A

JP2013047416A - 柱材の立設施工方法

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Publication number: JP2013047416A
Application number: JP2011185801A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Fujii; 俊彦藤井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-03-07

Abstract

【課題】小型打設機械を使用してコスト的に安価に施工でき、かつ、柱材の優れた支持強度が得られる柱材の立設施工方法を提供する。
【解決手段】地面２に柱材１よりも大径の縦孔３を所定深さまで削孔し、この縦孔３内に注入したセメントスラリーに急速硬化用の混和材を充填することにより、急速硬化したセメントスラリーによる柱状コラム４を作成し、前記柱状コラム４に、柱材１の下端部が納まる内径の柱材挿入孔５を上端から軸方向に沿って穿孔工具で削孔し、この柱材挿入孔５に柱材１の下端部を挿入し、前記柱材挿入孔５と柱材１の隙間をモルタル６で埋めて柱材１を立設する。
【選択図】図１

Description

この発明は、大型の重機を用いることなく施工することができ、低コストで能率よく地面に電柱等の柱材を立設するための柱材の立設施工方法に関する。

従来、電柱やアンテナ用柱のような柱材を地面に立設するために提案されている第１の施工方法は、先ず、柱材の下端部外径よりも大径で、柱材の支持に必要な長さを有する鋼管を地中に埋設し、次に、この鋼管内に柱材の下部を挿入することで起立させ、前記鋼管内と柱材の隙間にモルタルを注入し、このモルタルの硬化により柱材を起立固定化するようにしている(例えば、特許文献１参照)。

また、第２の施工方法としては、柱材を立設せんとする地面に所定内径と深さの縦孔を掘削し、この縦孔の底部に土台を作成し、下端部にコンクリートを用いて外形を太くするための基礎を予め固定した柱材を用意し、前記縦孔内に柱材の基礎を挿入して土台の上に柱材を立設させ、この状態で縦孔の空間を土で埋め戻すようにしている。(例えば、特許文献２参照)。

特開２００３−３３９１０６号公報特開平１１−２１７８３８号公報

ところで、上記した第１の施工方法は、鋼管が柱材の下端部外径よりも大径で、柱材の支持に必要な長さを有しているため、これを地中に埋設するために大型の打設機械の使用が必要になり、施工に広い作業スペースを確保しなければならないので、施工可能な場所に制約がある。

また、鋼管を埋め殺しとして使用するため、柱材ごとに鋼管が消費されることになり、その分だけ施工コストが高くつくと共に、地中に埋設された鋼管は経時的に腐食することになり、柱材の立設強度が短期間で低下するという問題がある。

更に、上記鋼管は、埋設コストや価格の点から柱材に近似した外径を有するものを使用するため、鋼管の外径が細くなって地中での支持強度が弱いという問題がある。

次に、上記した第２の施工方法は、地面を直掘して施工するため、第１の施工方法のような鋼管の使用が省け、その分コスト削減になるが、縦孔の掘削完了から柱材の挿入に時間差があると、地中の性状によっては縦孔の内周壁が崩壊することになり、柱材の挿入に支障をきたす場合があり、指定された位置に柱材を立設することができない事態が発生する。

また、下端部にコンクリートを用いた基礎を予め固定した柱材の使用は、柱材が部分的に嵩張るだけでなく全体の重量が重くなり、立設時の取り扱いや輸送に不便をきたすだけでなく、柱材に対する基礎の取付け加工に余分な経費がかかることになる。

更に、工場での成形品である基礎を単に地中へ埋めた状態で柱材を立設させた構造であるため、基礎と地中との結合性がなく、このため、柱材の起立強度が弱いという問題がある。

そこで、この発明の課題は、小型打設機械の使用を可能にして施工場所の制約を少なくすることができ、しかも、コスト的に安価に施工でき、かつ、柱材の優れた支持強度が得られる柱材の立設施工方法を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、柱材よりも大径の縦孔を地面に所定深さまで削孔し、この縦孔内にセメントスラリーを注入し、このセメントスラリーの硬化によって柱状コラムを作成し、前記柱状コラムに、柱材が納まる内径の柱材挿入孔を上端から軸方向に沿って穿孔工具で削孔し、この柱材挿入孔に柱材の下端部を挿入して起立させ、前記柱材挿入孔と柱材の隙間を充填固化材で埋めるようにしたものである。

請求項２の発明は、柱材よりも大径の縦孔を地面に所定深さまで削孔し、この縦孔内にセメントスラリーを注入すると共に、セメントスラリーに急速硬化用の混和材を充填することにより、急速硬化したセメントスラリーによる柱状コラムを作成し、前記柱状コラムに、柱材が納まる内径の柱材挿入孔を上端から軸方向に沿って穿孔工具で削孔し、この柱材挿入孔に柱材の下端部を挿入して起立させ、前記柱材挿入孔と柱材の隙間を充填固化材で埋めるようにしたものである。

ここで、地中に削孔する縦孔は、ラフタークレーンに装着したアースオーガーのオーガーヘッドにより掘削し、この縦孔内に注入したセメントスラリーを混和材によって急速硬化させることで、縦孔内周面の崩壊発生を防ぐと同時に、地中へのセメント成分の浸透を防ぎ、地下水脈の汚損をなくすと共に、硬化によって得られた柱状コラムが柱材よりも大径に仕上がると同時に地中と結合することで支持強度の優れた基礎となる。

上記柱状コラムに対する柱材挿入孔の削孔は、完全な硬化後でもよいが、硬化が進んで所定の強度に達した時点で行うようにすることで、削孔時の抵抗が少なくなるので、穿孔作業が能率的に行えることになる。

請求項１の発明によると、地面に削孔した縦孔内にセメントスラリーを注入し、このセメントスラリーの硬化により柱状コラムを作成し、前記柱状コラムに、柱材の下端部が納まる内径の柱材挿入孔を削孔し、この柱材挿入孔に柱材の下端部を挿入して起立させるようにしたので、単なる縦孔の削孔は小回りのきく小型重機を用いて行うことができ、これにより、柱材の立設に施工場所の制約を受けることが少なくなり、また、現場において柱状コラムを形成し、これに柱材挿入孔を削孔するだけでよいので、工期が短くなってコスト的に安価に施工できる。

請求項２の発明によると、地面に削孔した縦孔内にセメントスラリーを注入し、このセメントスラリーに急速硬化用の混和材を充填することにより、急速硬化したセメントスラリーによる柱状コラムを作成し、前記柱状コラムに、柱材の下端部が納まる内径の柱材挿入孔を削孔し、この柱材挿入孔に柱材の下端部を挿入して起立させるようにしたので、単なる縦孔の削孔は小回りのきく小型重機を用いて行うことができ、これにより、柱材の立設に施工場所の制約を受けることが少なくなり、また、現場においてセメントスラリーを急速硬化させて柱状コラムを形成し、これに柱材挿入孔を削孔するだけでよいので、一段と工期が短くなってコスト的に安価に施工できる。

また、縦孔に注入したセメントスラリーを混和材の充填で急速硬化させて改良型の柱状コラムにするので、軟弱な地盤であっても縦孔における内周壁の崩壊の発生を防ぐことができ、しかも、急速硬化によりセメント成分の地中への浸透を防ぎ、地盤及び地下水脈の汚損発生をなくすことができる。

更に、縦孔内でセメントスラリーを急速硬化させて形成した柱状コラムは、立設せんとする柱材よりも大径で地中と結合することになり、支持強度の優れた基礎となるので、柱材の立設強度が向上する。

（ａ）乃至（ｄ）はこの発明に係る柱材の立設施工方法の工程を順番に示し、（ａ）は地面に縦孔を削孔した状態の断面図、（ｂ）は縦孔に注入したセメントスラリーを硬化させて柱状コラムに形成した状態の断面図、（ｃ）は柱状コラムに柱材挿入孔を穿孔した状態の断面図、（ｄ）は柱状コラムの柱材挿入孔に柱材を建て込んだ柱材立設状態の断面図この発明に係る柱材の立設施工方法の施工に用いる装置の一例を示す正面図この発明に係る柱材の立設施工方法の施工に用いる装置に使用するオーガーヘッドの一例を示す拡大した正面図

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１（ａ）乃至（ｄ）は、この発明に係る柱材１の立設施工方法の工程を順番に示し、第１の発明は、地面２に縦孔３を削孔する工程と、前記縦孔３内にセメントスラリーを注入し、このセメントスラリーの硬化により柱状コラム４を作成する工程と、前記柱状コラム４に柱材１の下端部が納まる内径の柱材挿入孔５を上端から軸方向に沿って穿孔工具で削孔する工程と、この柱材挿入孔５に柱材１を立て込む工程とで構成され、柱材挿入孔５と柱材１の隙間は充填固化材であるモルタル６等の注入によって埋められる。

第２の発明は、地面２に縦孔３を削孔する工程と、前記縦孔３内にセメントスラリーを注入し、このセメントスラリーに急速硬化用の混和材を充填することにより、急速硬化したセメントスラリーで柱状コラム４を作成する工程と、前記柱状コラム４に柱材１の下端部が納まる内径の柱材挿入孔５を上端から軸方向に沿って穿孔工具で削孔する工程と、この柱材挿入孔５に柱材１を立て込む工程とで構成され、柱材挿入孔５と柱材１の隙間は充填固化材であるモルタル６等の注入によって埋められる。

ここで、上記柱材１としては、電柱や通信用のアンテナ用柱を例示することができ、上記した地面２に設ける縦孔３は、この柱材１の下端部外径よりも大径で、柱材１の起立支持に必要な所定深さに削孔される。ちなみに、下端部外径が７５０ｍｍの柱材１を立設する場合、縦孔は、内径が１１００ｍｍ、深さは５ｍ以上に設定されている。

図２は、上記縦孔の削孔に用いる装置の一例を示し、ラフタークレーン７のブーム８の先端にアースオーガー９を取付け、アースオーガー９の出力軸に連結したロッド１０に排土用のスクリュウ１１を設け、前記ロッド１０の下端にオーガーヘッド１２を設けた構造になっている。

図３は上記オーガーヘッド１２の一例を示し、内部中空となるロッド１０の下端に筒軸本体１３の上端を一体に回転するよう結合し、この筒軸本体１３の上下複数箇所の位置に、軸線を挟んで相反する半径方向に突出する掘削アーム１４を固定し、最下部掘削アーム１４に先の尖った形状の多数の掘削ビット１５をこの掘削アーム１４の下縁から下方に突出するように固定し、削孔時には、ロッド１０の内部を介して供給された圧縮空気を、筒軸本体１３の下部先端から噴射するようにしたコニカルヘッドの構造になっている。

このようなコニカルヘッドは、削孔性能と掘進時の直進性に優れ、地中に岩盤が存在していても多数の掘削ビット１５によって掘進することができるという利点があるが、縦孔３の掘削に使用するオーガーヘッド１２は、図示例のような構造に限定されるものではなく、地面２に必要とする内径及び深さの縦孔３を掘削できるものであればよい。

上記した縦孔３の内径と深さは、立設する柱材１の下端部外径に合わせて設定されるが、例えば、柱材１の下部外径が７５０ｍｍの場合、縦孔３の内径は１１００ｍｍ、深さは５〜７ｍぐらいの範囲に設定し、従って、上記オーガーヘッド１２は、このような条件の縦孔３を掘削できるものを使用することになる。

第２の発明において、上記縦孔３内に柱状コラム４を作成する際に、セメントスラリーに充填する急速硬化用の混和材は、縦孔３に注入したセメントスラリーを急速に硬化させることにより、縦孔３の内周面の崩壊の発生を防ぐと同時に、セメント成分の土中への浸透を防いで土壌を守り、地中に存在する水脈を汚損することのないようにすることができる。

ここで、上記のように、縦孔３に注入したセメントスラリーを急速に硬化させることにより形成した柱状コラム４は、柱材１の立設だけでなく、単独で構築又は連壁を形成するように構築すれば、地盤の改良や擁壁としての使用も可能であり、例えば、柱状コラム４を地中の水脈に達する程度の長さに形成し、この柱状コラム４に設ける柱材挿入孔５を貫通させ、前記柱材挿入孔５に地盤改良杭等を挿通させて地中に配置するようにすると、地盤改良杭の水脈貫通部分を柱状コラム４で予め保護することができ、地盤改良杭等の形成において、水脈を閉塞することがないと共に、水質の汚染発生を防ぐことができる。

上記セメントスラリーに充填する急速硬化用の混和材としては、市販されているセメント系固化材や、具体的な一例として、商品名がデンカΣＰＣや二液性のデンカＥＳ（電気化学工業株式会社製）を例示することができ、これらの混和材をセメントスラリーに対して定められた量だけ充填して攪拌混合させることにより、セメントスラリーを早期に硬化させて柱状コラム４にすることができ、ちなみに、普通セメントのスラリーに上記混和材を充填することで、１日経過後に強度４０Ｎ／ｍｍ^２の柱状コラム４が得られることになる。

上記柱状コラム４に穿孔する柱材挿入孔５は、穿孔工具としてドリルを用い、柱状コラム４に対して同軸心となるように上端から軸方向に沿って穿孔することにより形成し、例えば、柱材１の下端部外径が７５０ｍｍの場合、柱材挿入孔５の内径は８００ｍｍとし、その深さは５〜７ｍぐらいで底が柱状コラム４を突き抜けない程度に設定する。

上記柱材１を立て込む工程は、この柱材挿入孔５に柱材１を挿入して垂直に起立させた状態で、柱材挿入孔５と柱材１の間に生じた隙間はセメントスラリーやモルタル６を充填して埋め、前記モルタル６の硬化により柱材１を固定化するものである。

次に、この発明に係る柱材の立設施工方法を図１（ａ）乃至（ｄ）の工程図を主体に用いて説明する。

図１（ａ）のように、地面２の柱材１を立設せんとする位置に、柱材１の下端部外径よりも大径で、柱材１の起立支持に必要な所定深さとなる縦孔３を垂直に削孔し、続いてこの縦孔３内にセメントスラリーを注入する。

上記縦孔３は、図２で示したラフタークレーン７を用い、アースオーガー９にロッド１０を介して設けたオーガーヘッド１２で削孔すればよく、前記ラフタークレーン７は、小型軽量で小回りがきくので、柱材１の立設位置の作業環境が狭くても縦孔３を削孔できるという利点があり、また、前記オーガーヘッド１２に図３で示したようなコニカルヘッドを用い、筒軸本体１３の下部先端から圧縮空気を噴射しながら掘削するようにすれば、地中に岩盤が存在してもこれを効率よく掘削でき、精度の高い縦孔３を削孔することができることになる。

第１の発明は、セメントスラリーを自然に硬化させることにより柱状コラム４を作成し、また、第２の発明は、上記セメントスラリーに、急速硬化用の混和材を充填し、図１（ｂ）のように、時間の経過と共に急速に硬化したセメントスラリーにより柱状コラム４を作成する。何れの発明においても、前記柱状コラム４は柱材１の外径よりも十分に大径の円形軸状となり、周囲が縦孔３の内周土砂と結合一体化することで、柱材１を支持するために必要な強度を有する基礎となる。

また、第２の発明のように、セメントスラリーを混和材で急速硬化させることにより、地下水の湧き水によるセメントの強度低下と、地盤が軟弱な場合における縦孔の崩壊発生を有効に防ぐことができ、また、セメント成分が土中に浸透するのを防ぎ、地中水脈の汚損防止となる。

時間の経過と共に上記柱状コラム４が所定の硬度に達するか、完全に硬化すると、図１（ｃ）のように、この柱状コラム４に柱材１の下端部が納まる内径の柱材挿入孔５を上端から軸方向に沿ってドリルで所定の深さに削孔する。

上記柱材挿入孔５は、柱材１の下端部外径より少し大径で柱材１の支持に必要な深さに削孔され、図１（ｄ）のように、この柱材挿入孔５に柱材１の下端部を挿入して建て込み、縦孔３の底を基盤として柱材１を垂直に起立させた状態で、柱材挿入孔５の内周と柱材１の隙間をモルタル６の注入により埋め、このモルタル６の硬化により柱材１の立設を完了する。

上記のように、この発明の柱材の立設施工方法は、地面２に縦孔３を直接削孔し、この縦孔３に注入したセメントスラリーを硬化又は急硬用混和材の充填により固化させて柱状コラム４を作成し、前記柱状コラム４に穿孔した柱材挿入孔５に柱材１を立て込むことにより、柱材１を立設するようにしたので、小型重機を用いて短い工期で柱材１を立設することができ、工期の短縮によるコスト削減だけでなく、柱状コラム４を急速硬化によって形成することにより、地盤及び地下水脈の汚損発生をなくし、強度的に優れた柱材１の立設状態が得られることになる。

１柱材
２地面
３縦孔
４柱状コラム
５柱材挿入孔
６モルタル
７ラフタークレーン
８ブーム
９アースオーガー
１０ロッド
１１スクリュウ
１２オーガーヘッド
１３筒軸本体
１４掘削アーム
１５掘削ビット

Claims

柱材よりも大径の縦孔を地面に所定深さまで削孔し、この縦孔内にセメントスラリーを注入し、このセメントスラリーの硬化によって柱状コラムを作成し、前記柱状コラムに、柱材が納まる内径の柱材挿入孔を上端から軸方向に沿って穿孔工具で削孔し、この柱材挿入孔に柱材の下端部を挿入して起立させ、前記柱材挿入孔と柱材の隙間を充填固化材で埋めるようにした柱材の立設施工方法。
柱材よりも大径の縦孔を地面に所定深さまで削孔し、この縦孔内にセメントスラリーを注入すると共に、セメントスラリーに急速硬化用の混和材を充填することにより、急速硬化したセメントスラリーによる柱状コラムを作成し、前記柱状コラムに、柱材が納まる内径の柱材挿入孔を上端から軸方向に沿って穿孔工具で削孔し、この柱材挿入孔に柱材の下端部を挿入して起立させ、前記柱材挿入孔と柱材の隙間を充填固化材で埋めるようにした柱材の立設施工方法。