JP2013253378A - 杭頭部空間形成補助具、それを備えた中空既製杭、該中空既製杭を用いた杭頭処理方法と杭頭部空間の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】杭頭部にフーチング等の杭支持構造物構築用の配筋及びコンクリート打設のための空間を形成する際、杭体内補強鉄筋等の鋼材を露出させるハツリ出し作業時に該作業を邪魔せず、硬化性材料を効率良く除去して、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することができる中空既製杭を提供する。
【解決手段】杭体内補強鉄筋１１とＰＣ鋼材２０を配設した中空既製杭１４の柱頭部９の杭中空部１３内に、上端に支持棒５により支持される引抜金具４が設けられた筒状本体２と長尺鋼材３からなる杭頭部空間形成補助具１を、筒状本体２の外周面が中空既製杭１４の内周面に接触するようにして長尺鋼材３により所定の位置に吊り下げ装填した中空既製杭１４。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭等の杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭を用いてプレボーリング杭施工を行う際に、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及びコンクリート打設のための空間を効率良くかつ経済的に形成するために用いる杭頭部空間形成補助具、それを備えた中空既製杭、該中空既製杭を用いた杭頭部空間の形成方法に関する。

中空既製杭を用いたプレボーリング杭施工において、沈設された中空既製杭の頭部とフーチング等の杭支持構造物を結合する際は、杭頭の中空部に杭頭結合用の鉄筋篭を挿入して配筋しそこにコンクリートを打設することが一般的に行われている。

鉄筋篭を杭頭部に挿入して配筋したり一体的に接続するためのコンクリートを打設するには、ハツリ作業によって杭を損傷させることなく充填されているセメントミルク等の硬化物を内周面から完全に除去し杭頭部に空間を形成する必要があるが、除去が難しいため多くの労力と時間を要するばかりでなく、除去が不十分だと鉄筋篭が挿入できなかったり強固な結合ができなかったりする。

このような問題に対処するため、種々の杭頭部処理方法が開発されてきている。例えば、特許文献１には、中空杭の杭頭部内側へ、外側に耐圧性の環状袋を装着した所定長さの筒体を挿入し、前記環状袋内へ流体を圧入して、前記筒体と杭頭部内壁との間隙を閉塞し、前記中空杭を杭穴に設置し、前記筒体内への流入物の硬化後、前記筒体を硬化物と共に抜き取ることを特徴とした杭頭内硬化物の除去方法が記載されている。

また、特許文献２には、掘削穴内に根固め硬化剤を注入し、その掘削穴内に中空基礎杭を沈設し、杭頭内空部に構築物の基台部分を定着する中空基礎杭の施工方法において、中空基礎杭の頭部内にあらかじめ杭頭部充填具を装填し、中空基礎杭の沈設完了後、杭頭部充填具を除去することにより杭頭内空部を形成することを特徴とする中空基礎杭の施工方法が記載されている。

一方、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭等の杭体内補強鉄筋を有する中空既製杭が知られており、道路橋示方書に基づく設計がなされた工事や公共工事などの分野に用いられている。杭体内補強鉄筋は異形棒鋼などからなり杭を補強するとともに杭とフーチング等の杭支持構造物（基礎コンクリート）の接合のために挿入されている。

上記のような杭体内補強鉄筋を有する中空既製杭を用いた杭施工では、フーチング等の杭支持構造物と前記中空既製杭を結合する際に杭体内補強鉄筋を利用するため、杭頭処理は、杭製造時にカットオフ長分長く杭長を設定し杭体内補強鉄筋を事前に配置した杭を、施工時に杭頭位置より設定長分突出させ、カットオフし、杭体内補強鉄筋をハツリ出すようにして行われてきている。ＰＨＣ杭のように杭体内補強鉄筋とともにＰＣ鋼材も事前に配置される杭では、杭体内補強鉄筋とともにＰＣ鋼材もハツリ出される。

特開２０００−５４３７３号公報 特開平３−８９２２号公報

上記のような従来の杭頭処理方法では、中空既製杭及び硬化性材料の硬化物のハツリ作業によって杭体内補強鉄筋等の必要長を露出させ杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及びコンクリート打設のための空間を形成するのは容易ではなく多くの時間と手間を要する。

また、杭頭部内で硬化性材料による硬化物の除去が不十分だと、杭頭部に定着筋を配設しコンクリートを打設して中空既製杭とフーチング等の杭支持構造物とを一体化しようとするときに、これが確実にできないおそれがある。

このような問題に対処するために開発された特許文献１に記載される筒体や特許文献２に記載される杭頭部充填具を用いることも考えられるが、これらによる従来の技術では中空既製杭の上端から下方に向かって設置されるため、本願発明が対象とする杭体内補強鉄筋を有する中空既製杭を用いた杭施工においては、杭体内補強鉄筋を露出させるためのハツリ作業時にはその存在が邪魔になるとともにそのハツリ出し部分の筒体等が無駄になる。

また、施工指針となる日本道路協会の「道路橋示方書」の仕様では、杭頭部は（２．５Ｄ＋１００ｍｍ）の中詰コンクリート長と（Ｌ０＋１０ｄ＋１００ｍｍ）のハツリ出し長が必要で、例えば、φ７００の杭でＤ２９の杭体内補強鉄筋を使用した場合、上記筒体を使用しようとすると長さ５．５Ｄ程度のものが必要となるが、現状のパイルスペーサー、ミルクトレール、ミルクカット（いずれも商品名）といった既製品は、「建築基準」に伴う杭工事の中詰コンクリート用空間部を形成すべく、杭頭部の硬化性材料による硬化物を除去するものとして作られているため１．５Ｄまたは２Ｄ程度のものしかない。

特注品を作ることも可能であるが、コスト高となり、使用したとしても強度不足や引抜時の摩擦増で引き抜けなく虞がある。また、上記既製品を縦に５〜６個つなげて対処することも考えられるが、強固に隙間なく結合しないと引抜時に破損する虞がある。

更に、杭体内補強鉄筋を有する中空既製杭を用いた杭施工では必ずハツリ作業が発生するが、上記筒体等をハツリ作業の前に引き抜けばハツリガラが杭中空部の２．５Ｄ＋１００ｍｍ下に溜まってしまうのでハツリガラを除去するための作業も発生し二度手間となる。ハツリ作業後に引き抜く場合は、上述の通り、ハツリ作業の邪魔になったり、引抜用金具に連結された引抜力伝達用の金具部分が破損する虞がある。

本願発明は、上述のような課題の解決を図ったものであり、杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭を用いたプレボーリング杭施工において、杭頭処理して杭頭部にフーチング等の杭支持構造物構築用の配筋及びコンクリート打設のための空間を形成する際、杭体内補強鉄筋等を露出させるハツリ出し作業時に該作業を邪魔せず、硬化性材料を効率良く除去して、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することができる杭頭部空間形成補助具、それを備えた中空既製杭、該中空既製杭を用いた杭頭処理方法と杭頭部空間の形成方法を提供することを目的とする。

本願発明の一つ（請求項１に記載）は、プレボーリング杭施工おいて、予め硬化性材料が充填された削孔内に沈設する杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭であって、前記中空既製杭を沈設する際に内側に硬化性材料が侵入可能で引抜用金具が上端に設けられた筒状本体の該引抜用金具に長尺鋼材が接続されてなる杭頭部空間形成補助具を備え、前記杭頭部空間形成補助具における前記長尺鋼材の上端が前記中空既製杭の上端板に固定され、前記筒状本体が杭体内補強鉄筋のハツリ出し必要長に杭製造長による余り長を加えた長さの前記長尺鋼材により吊り下げられ、その外周面が前記中空既製杭の杭頭部上端から所定距離の杭頭中空部内周面に接触させて配置されるようにして、前記杭頭部空間形成補助具が前記中空既製杭の杭頭中空部内に予め装填されていることを特徴とする中空既製杭である。

本願発明の中空既製杭は、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭、ＲＣ杭等の中空状で少なくとも杭体内補強鉄筋を有するコンクリート杭、鋼管コンクリート杭である。杭体内補強鉄筋は従来のものと同様に配設されている。また、杭体内補強鉄筋と合せてハツリ出されるＰＨＣ杭のＰＣ鋼材やＲＣ杭の鉄筋も従来と同様に配設されている。

また、中空既製杭を沈設する際に内側に硬化性材料が侵入可能で引抜用金具が上端に設けられた筒状本体の該引抜用金具に長尺鋼材が接続されてなる杭頭部空間形成補助具を備えている。硬化性材料はセメントミルク、セメントミルクと掘削土砂との混合物、各工法により定められた配合物を含む杭周固定液などである。

引抜用金具は、例えば、逆Ｕ字状に加工された平鋼や平鋼に穴を空けたものなどである。引抜用金具は、例えば、引抜力伝達用の金具に溶接などにより筒状本体の上端に２〜４個設けられている。

筒状本体は、円筒形でその外周面が中空既製杭の中空部内周面に接触させて配置できる外径を有し、内径は流体を杭頭より上部に流出できる程度であれば限定されず、長さが中詰コンクリートが打設できる中詰コンクリート長（例えば、Ｌ＝２．５Ｄ＋１００ｍｍ；Ｄは杭の外径）を有するものである。材質は杭頭部内壁との間隙を閉塞出来、引抜き時に破損しないものであれば限定されず、例えば、合成樹脂発泡体、厚紙（ボイド管）を芯材としエアバック及びポリエチレンシートを巻いた物などである。

長尺鋼材は、普通丸鋼、異形棒鋼、平鋼などを上端部Ｌ型、下端部Ｊ型に加工したものである。太さは前記筒状本体を吊ることができ、中空既製杭を予め硬化性材料が充填された削孔内に沈設する際に屈曲せず筒状本体の浮き上がりを防止できるものであれば特に限定されない。例えば、異形棒鋼の場合、Ｄ１３やＤ１６やＤ１９などである。長さは、上記Ｌ型の部分とＪ型の部分を除き、杭体内補強鉄筋のハツリ出し必要長（例えば、Ｌ＝Ｌ０＋１０ｄ＋１００ｍｍ；Ｌ０は杭体内補強鉄筋の必要定着長、ｄは杭体内補強鉄筋の直径）に杭製造長による余り長を加えた長さである。杭製造長による余り長とは、例えば、ＰＨＣ杭の場合は１ｍ単位、ＳＣ杭の場合は０．５ｍ単位で製造される為、１ｍまたは０．５ｍで切り上げた分の長さである。

筒状本体の下端には、中空既製杭を沈設する際に筒状本体の内側に硬化性材料が侵入可能なように加工された環状板（蓋体）を設けておいてもよい。環状板を設けておけば、杭頭部空間形成補助具を引上げる際、共に引上げる硬化性材料と中空既製杭内に残す下方の硬化性材料との分断が行い易くなるので好ましい。

上記長尺鋼材の前記筒状本体の引抜用金具への接続は、長尺鋼材のＪ型の部分を引抜用金具に引っ掛けることによってなされる。外れ難くするために、溶接や固定金具による固定を行っても良い。

上記の通り、前記杭頭部空間形成補助具は前記筒状本体と前記長尺鋼材とから成り、本願発明の中空既製杭では、長尺鋼材のＬ型の上端部が前記中空既製杭の上端板に固定され、筒状本体が長尺鋼材により吊り下げられ、その外周面が前記中空既製杭の杭頭部上端から所定距離の杭頭中空部内周面に接触させて配置されるようにして、前記杭頭部空間形成補助具が前記中空既製杭の杭頭中空部内に予め装填されている。上端板への固定は溶接などにより行われる。

このように、従来の中空既製杭に前記杭頭部空間形成補助具を予め装填した本願発明の中空既製杭を用いれば、ハツリ出し作業を行う部分には長尺鋼材しかないので、杭頭処理して杭頭部にフーチング等の杭支持構造物構築用の配筋及びコンクリート打設のための空間を形成する際、杭体内補強鉄筋を露出させるハツリ出し作業時に該作業を邪魔せず、硬化性材料を効率良く除去して、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することができる。

本願発明の他の一つ（請求項２に記載）は、プレボーリング杭施工により、予め未硬化の硬化性材料が充填された削孔内に請求項１に記載の中空既製杭を沈設し、前記硬化性材料の硬化後、前記中空既製杭の杭頭部をはつることで、前記杭体内補強鉄筋の基礎コンクリートへの定着長分をハツリ出すとともに、前記中空既製杭の杭頭部内側に挿入される中詰補強鉄筋を中詰コンクリートにより定着させるための杭頭部空間を形成する杭頭処理方法であって、前記中空既製杭を前記削孔内に沈設する際、予め前記中空既製杭の内側に、上端部が前記杭体内補強鉄筋のハツリ出し下端位置、下端部が前記中詰コンクリート充填区間の下端位置となる長さの筒状本体を有する前記杭頭部空間形成補助具をセットした状態で沈設を行い、前記硬化性材料の硬化後、まず前記杭頭部空間形成補助具の前記筒状本体より上方の前記中空既製杭の柱頭部のハツリ作業及び硬化性材料の除去作業を行い前記杭体内補強鉄筋を露出させ、次に前記杭頭部空間形成補助具の前記筒状本体を該筒状本体の内側で硬化した硬化性材料とともに引上げて除去することを特徴とする杭頭処理方法である。

本願発明の杭頭処理方法は、少なくとも杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭を用いたプレボーリング杭施工において、予め未硬化の硬化性材料が充填された削孔内に中空既製杭を沈設し、前記硬化性材料の硬化後、前記中空既製杭の杭頭部をはつることで、前記杭体内補強鉄筋の基礎コンクリートへの定着長分をハツリ出すとともに、前記中空既製杭の杭頭部内側に挿入される中詰補強鉄筋を中詰コンクリートにより定着させるための杭頭部空間を形成する際に用いられ、中空既製杭として前記本願発明の中空既製杭を用いるものである。

中空既製杭は、上述の通り、杭頭部空間形成補助具が装填されたものを用いるが、杭頭部空間形成補助具の筒状本体は、おおよそ上端部が前記杭体内補強鉄筋のハツリ出し下端位置、下端部が前記中詰コンクリート充填区間の下端位置となる長さ（中詰コンクリート長）のものを用いる。具体的には、例えば、Ｌ＝２．５Ｄ＋１００ｍｍ（Ｄは杭の外径）である。そして、長さ調整した長尺鋼材を接続して上端部が前記杭体内補強鉄筋のハツリ出し下端位置にくるように筒状本体を吊り下げ、長尺鋼材の上端部を杭端板に固定して、沈設する前に中空既製杭の中空部内にセット（装填）しておく。

上記のように杭頭部空間形成補助具を装填した中空既製杭を、未硬化の硬化性材料が充填されている削孔内に所定の位置まで沈設する。未硬化の硬化性材料は筒状本体の筒内を侵入上昇し、中空既製杭の中空部内は未硬化の硬化性材料で満たされる。

硬化性材料の硬化後、まず、必要定着長の杭体内補強鉄筋を露出させるべく、前記筒状本体の上端より上の長尺鋼材が硬化性材料に埋設されている部分のハツリ作業と硬化性材料の除去作業を行い、杭体内補強鉄筋以外の中空既製杭部分と硬化性材料を除去する。長尺鋼材と杭端板は残して後で除去しても良いが、ハツリ作業時に除去してもよい。なお、筒状本体の上端の引抜金具も露出させる。また、ＰＨＣ杭のＰＣ鋼材のように、杭体内補強鉄筋とともに杭体内に配設されフーチング等の杭支持構造物の構築に用いられる鋼材は、杭頭処理においては杭体内補強鉄筋と同様に扱われ、露出して残される。

その後、前記筒状本体の上端にある引抜用金具にワイヤーやロープ等の吊り下げ部材を接続し、クレーン又はクレーン機能付油圧ショベル等の牽引手段により杭頭部空間形成補助具の筒状本体を該筒状本体の内側で硬化した硬化性材料とともに引上げて除去し、杭頭部に、前記中空既製杭の杭頭部内側に挿入される中詰補強鉄筋を中詰コンクリートにより定着させるための杭頭部空間を形成する。

以上のような本願発明の杭頭処理方法を用いれば、少なくとも杭体内補強鉄筋を配する中空既製杭を用いた杭工事においても、杭体内補強鉄筋等を露出させるハツリ出し作業時に該作業を邪魔せず、硬化性材料を効率良く除去して、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することができる。

本願発明の他の一つ（請求項３に記載）は、請求項２に記載の杭頭部空間形成補助具であって、前記中空既製杭を沈設する際に内側に硬化性材料が侵入可能で引抜用金具が上端に設けられた筒状本体の該引抜用金具に長尺鋼材が接続されてなることを特徴とする杭頭部空間形成補助具である。

杭頭部空間形成補助具の詳細は上述の通りであり、上記の通り、中空既製杭に装填して本願発明の杭頭処理方法に好適に用いることができる。

本願発明の他の一つ（請求項４に記載）は、前記長尺鋼材は、２本の長尺鋼材を長さ方向に一部重ね合わせて連結したものであり、重ね合わせる部分の長さを調整することによって、長尺鋼材全体の長さ調整ができるものであることを特徴とする請求項３に記載の杭頭部空間形成補助具である。

支持地盤に不陸があった場合、中空既製杭の沈設位置が上下方向でずれる場合が稀にある。このような場合は、長さ調整ができる長尺鋼材を用い、該長尺鋼材の長さを調整して筒状本体を所定の位置に配置できるようにするのが好ましい。そうすれば、不陸な地盤で高止まり長が想定できない支持地盤でも、プレボーリング時の掘削結果により長尺鋼材の長さを調整して筒状本体を所定の位置に設置することができる。

長さ調整ができる長尺鋼材としては、例えば、２本の長尺鋼材を長さ方向に一部重ね合わせて連結したものである。一つの長尺鋼材の重ね合わせ部分と反対側の端部はＬ型に加工され杭端部に固定される上端部となり、他の一つの長尺鋼材の重ね合わせ部分と反対側の端部はＪ型に加工され筒状本体の引抜金具に接続される下端部となる。連結は、長尺鋼材が平鋼の場合はボルト式や溶接式で行えばよく、棒鋼の場合は溶接式やクリップ式で行えばよい。

本願発明の他の一つ（請求項５に記載）は、杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭を用いたプレボーリング杭施工における杭頭部空間の形成方法であって、予め未硬化の硬化性材料が充填された削孔内に杭頭部空間形成補助具が装填された請求項１の中空既製杭を沈設し、前記硬化性材料の硬化後、前記引抜用金具を残す形で長尺鋼材部分をハツリ出して所定長さの杭体内補強鉄筋を露出させ、その後、前記引抜用金具に牽引手段を接続して前記筒状本体を硬化性材料と共に引上げて撤去することにより、露出させた前記杭体内補強鉄筋下端から前記筒状本体の設置下端の間の杭頭部に、杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することを特徴とする杭頭部空間の形成方法である。

上記杭頭処理方法は、中空既製杭の杭頭部内側に挿入される中詰補強鉄筋を中詰コンクリートにより定着させるための杭頭部空間を形成する杭頭処理方法であるからして、杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することを特徴とする杭頭部空間の形成方法であるとも言える。

杭頭部空間は露出させた前記杭体内補強鉄筋下端から前記筒状本体の設置下端の間の杭頭部（前記筒状本体の長さに相当する部分）であり、その形成は、上記本願発明の中空既製杭を用いて行い、前記筒状本体の前記引抜用金具を残す形で長尺鋼材部分をハツリ出して所定長さの杭体内補強鉄筋等（ＰＣ鋼材等の杭体内補強鉄筋とともに露出させる必要のある鋼材がある場合はそれらも）を露出させた後、前記引抜用金具にワイヤーやロープ等でクレーン又はクレーン機能付油圧ショベル等の牽引手段を接続して前記筒状本体を筒内に充填された硬化性材料と共に引上げて撤去することにより行う。詳細は、上述の杭頭処理方法と同様である。なお、杭支持構造物は、フーチング基礎、基礎梁、地中梁などの基礎コンクリートである。

本願発明の他の一つ（請求項６に記載）は、請求項５に記載の杭頭部空間形成補助具であって、前記中空既製杭を沈設する際に内側に硬化性材料が侵入可能で引抜用金具が上端に設けられた筒状本体の該引抜用金具に長尺鋼材が接続されてなることを特徴とする杭頭部空間形成補助具である。

杭頭部空間形成補助具の詳細は上述の通りであり、上記の通り、中空既製杭に装填して本願発明の杭頭部空間形成方法に好適に用いることができる。

本願発明の他の一つ（請求項７に記載）は、前記長尺鋼材は、２本の長尺鋼材を長さ方向に一部重ね合わせて連結したものであり、重ね合わせる部分の長さを調整することによって、長尺鋼材全体の長さ調整ができるものであることを特徴とする請求項６に記載の杭頭部空間形成補助具である。詳細は、上述の通りである。

本願発明の杭頭部空間形成補助具を装填した本願発明の中空既製杭を用いて本願発明の杭頭処理方法（もしくは杭頭部空間形成方法）により杭頭処理を行えば、少なくとも杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭を用いたプレボーリング杭施工において、杭頭処理して杭頭部にフーチング等の杭支持構造物構築用の配筋及びコンクリート打設のための空間を形成する際、杭体内補強鉄筋等を露出させるハツリ出し作業時に該作業を邪魔せず、硬化性材料を効率良く除去して、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することができる。

本願発明の杭頭部空間形成補助具の一例を示す図である。（ａ）は外観図であり、（ｂ）は縦断面図である。 本願発明の杭頭部空間形成補助具における長さ調整可能な長尺鋼材の例を示す図である。（ａ）は平鋼の長尺鋼材を用い連結をボルトで行ったものであり、（ｂ）は異形棒鋼の長尺鋼材を用い連結を溶接で行ったものであり、（ｃ）は異形棒鋼の長尺鋼材を用い連結をクリップで行ったものである。 本願発明の杭頭部空間形成補助具を装填した本願発明の中空既製杭（ＰＨＣ杭）の一例を示す縦断面図である。 杭体内補強鉄筋等を露出させるとともに杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成する本願発明の杭頭処理方法（杭頭部空間形成方法）の一例を示す図である。（ａ）は硬化性材料が充填された削孔内に杭頭部空間形成補助具を装填した中空既製杭（ＰＨＣ杭）を沈設した図、（ｂ）は長尺鋼材部分の中空既製杭と硬化性材料をはつって杭体内補強鉄筋等を露出させた図、（ｃ）は杭端板や長尺鋼材を除去し杭体内補強鉄筋等を必要長にした図、（ｄ）は杭頭部空間形成補助具を硬化性材料とともに除去して杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成した図、（ｅ）は形成した空間に中詰補強鉄筋を設置し中詰コンクリートを打設した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、本願発明の杭頭部空間形成補助具の一例を示す図である。（ａ）は外観図であり、（ｂ）は縦断面図である。

本願発明の杭頭部空間形成補助具１は、上端に引抜時にワイヤーやロープ等の吊り下げ部材を引っ掛けるための引抜金具４を設けた筒状本体２と長尺鋼材３とからなる。ここでは、筒状本体２はボイド管、エアバック、ブルーシートからなり、内部に引抜金具４を固定するための鉄筋からなる支持棒５が挿通されている。

長尺鋼材３はＤ１６の異形棒鋼であり、上端部がＬ型に加工され、これを杭端板に溶接固定することで、筒状本体２の落ち込み、浮き上がり、ねじれが防止できるようになっている。下端部はＪ型に加工され引抜金具４に引っ掛けられるようになっている。

筒状本体２の寸法は、外径は外周面が中空既製杭の中空部内周面に接触させて配置できる寸法であり、内径は（杭内径−４０）ｍｍから（杭内径−１２０）ｍｍ程度で、長さは中詰コンクリートが打設できる中詰コンクリート長（例えば、Ｌ＝２．５Ｄ＋１００ｍｍ；Ｄは杭の外径）である。

長尺鋼材３の長さは、端部のＬ型の部分とＪ型の部分を除き、杭体内補強鉄筋のハツリ出し必要長（例えば、Ｌ＝Ｌ０＋１０ｄ＋１００ｍｍ；Ｌ０は杭体内補強鉄筋の必要定着長、ｄは杭体内補強鉄筋の直径）に杭製造長による余り長を加えた長さである。余り長は、例えば、杭体内補強鉄筋のハツリ出し必要長が８２０ｍｍであれば１８０ｍｍとなり、この場合の端部のＬ型の部分とＪ型の部分を除く長尺鋼材３の長さは、８２０ｍｍ＋１８０ｍｍ＝１０００ｍｍとなる。

図２は、本願発明の杭頭部空間形成補助具における長さ調整可能な長尺鋼材の例を示す図である。（ａ）は平鋼の長尺鋼材を用い連結をボルトで行ったものであり、（ｂ）は異形棒鋼の長尺鋼材を用い連結を溶接で行ったものであり、（ｃ）は異形棒鋼の長尺鋼材を用い連結をクリップで行ったものである。

長尺鋼材３は、上側長尺鋼材３−１と下側長尺鋼材３−２とからなり、図に示すように、これら２本の長尺鋼材３−１，３−２が長さ方向に一部重ね合わされ連結してなる。長尺鋼材３−１の上端部はＬ型に、長尺鋼材３−２の下端部はＪ型にそれぞれ加工されている。

（ａ）の例ではボルト６により連結され、重ね合わせ部分の長さ及び両方の平鋼に設けられた重ね合わせ穴の位置を調整することにより長尺鋼材３の長さが調整される。また、（ｂ）の例では溶接７により連結され、重ね合わせ部分の長さ及び溶接位置を調整することにより長尺鋼材３の長さが調整される。（ｃ）の例ではクリップ８により連結され、重ね合わせ部分の長さ及びクリップ８の取り付け位置により長尺鋼材３の長さが調整される。これらの長尺鋼材３は、不陸な地盤で高止まり長が想定できない支持地盤で工事する場合に用いられる。

図３は、本願発明の杭頭部空間形成補助具を装填した本願発明の中空既製杭（ＰＨＣ杭）の一例を示す縦断面図である。

杭体内補強鉄筋１１とＰＣ鋼材２０を配設した中空既製杭１４の柱頭部９の杭中空部１３内に、本願発明の杭頭部空間形成補助具１が装填されている。

筒状本体２には上端に支持棒５により支持される引抜金具４が設けられており、筒状本体２外周面が中空既製杭１４の内周面に接触するようにして、長尺鋼材３により所定の位置に吊り下げられている。

長尺鋼材３の上端部はＬ型に加工され、杭端板１２に溶接７で固定されている。また、長尺鋼材３の上端部はＪ型に加工され、引抜金具４に引っ掛けられている。このようにすれば、杭頭部空間形成補助具１の落ち込み、浮き上がり、ねじれ等を防止できる。

上記のような本願発明の中空既製杭を用いてプレボーリング杭施工を行えば、土木工事などの杭頭処理に杭体内補強鉄筋等のハツリ出しが必要な工事において、杭体内補強鉄筋等を露出させるハツリ出し作業時に該作業を邪魔せず、杭頭部の硬化性材料を効率良く除去して、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することができる。

図４は、杭体内補強鉄筋等を露出させるとともに杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成する本願発明の杭頭処理方法（杭頭部空間形成方法）の一例を示す図である。（ａ）は硬化性材料が充填された削孔内に杭頭部空間形成補助具を装填した中空既製杭（ＰＨＣ杭）を沈設した図、（ｂ）は長尺鋼材部分の中空既製杭と硬化性材料をはつって杭体内補強鉄筋等を露出させた図、（ｃ）は杭端板や長尺鋼材を除去し杭体内補強鉄筋等を必要長にした図、（ｄ）は杭頭部空間形成補助具を硬化性材料とともに除去して杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成した図、（ｅ）は形成した空間に中詰補強鉄筋を設置し中詰コンクリートを打設した図である。

本願発明の杭頭処理方法（杭頭部空間形成方法）は、予め筒状本体２を引抜金具４を介して長尺鋼材３により中空既製杭１４の杭頭中空部内に吊り下げ長尺鋼材３の上端部を杭端板１２に溶接固定することにより中空既製杭１４に杭頭部空間形成補助具１を装填したＰＨＣ杭の中空既製杭１４を、プレボーリングにより未硬化の硬化性材料１５が充填された削孔内に沈設する。すると、硬化性材料１５は筒状本体２の内側を侵入・上昇し中空既製杭１４の上端まで満たされ図４（ａ）に示す状態となる。

杭頭部空間形成補助具１は、例えば、杭径６００ｍｍで杭体内補強鉄筋がＤ１６の場合、筒状本体２の長さＸが１６００ｍｍで長尺鋼材３の長さ（Ｙ＋Ｚ）が１０００ｍｍ（Ｙ；８２０ｍｍ、Ｚ；１８０ｍｍ）で長尺鋼材３のＬ型加工部分が７０ｍｍの杭頭部空間形成補助具１を用いればよい。

硬化性材料１５の硬化後、従来通りの方法で根切り、ハツリ作業を行い、長尺鋼材３の長さ部分をハツリ出して中空既製杭１４のコンクリートと硬化性材料１５を除去し、図４（ｂ）に示す状態とする。この例では、杭体内補強鉄筋１１、ＰＣ鋼材２０の他に杭端板１２と長尺鋼材３も残してあるが、これら杭端板１２と長尺鋼材３はハツリ作業時に撤去してしまってもよい。また、この例では、杭頭部と基礎コンクリートとの嵌合における杭頭部の基礎コンクリートへの突出長さＷは１００ｍｍである。この方法では、ハツリ作業時にはハツリ部下方の中空既製杭１４の上端部には内側に硬化性材料１５が充填された筒状本体２が未だあるので、中空既製杭１４の中空内にハツリガラが落ち溜まることはない。

その後、杭体内補強鉄筋１１、ＰＣ鋼材２０の必要長と引抜金具４は残し、長尺鋼材３や杭端板１２は撤去して図４（ｃ）に示す状態とする。

その後、引抜金具４にワイヤーもしくはロープを引っ掛け、クレーン又はクレーン機能付油圧ショベル等の牽引手段により筒状本体２を引上げて撤去し、残った中空既製杭１４の杭頭部に、杭頭部内側に挿入される中詰補強鉄筋１８を中詰コンクリート１７により定着させる（杭支持構造物構築用の配筋１８及び中詰コンクリート１７打設）ための杭頭部空間１６を形成して図４（ｄ）に示す状態とする。筒状本体２の長さが杭頭部空間１６の深さ分だけで済むので引上げ時の負荷が少なくて済み、杭頭部空間形成補助具１の製造コストも安くて済む。

その後、形成した杭頭部空間１６に中詰補強鉄筋（杭支持構造物構築用の配筋）１８を挿入し中詰コンクリート１７を打設して図４（ｅ）に示す状態とする。

以上のような、本願発明の杭頭処理方法（杭頭部空間形成方法）を用いれば、土木工事などの杭頭処理に杭体内補強鉄筋等のハツリ作業が必要な工事であっても、杭体内補強鉄筋を露出させるハツリ出し作業時に該作業を邪魔せず、硬化性材料を効率良く除去して、杭頭部に杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することができる。

１…杭頭部空間形成補助具、２…筒状本体、３…長尺鋼材（全体）、３−１…上側長尺鋼材、３−２…下側長尺鋼材、４…引抜金具、５…支持棒、６…ボルト、７…溶接、８…クリップ、９…杭頭部、１０…コンクリート、１１…杭体内補強鉄筋、１２…杭端板、１３…杭中空部、１４…中空既製杭、１５…硬化性材料、１６…杭頭部空間、１７…中詰コンクリート、１８…中詰補強鉄筋（杭支持構造物構築用の配筋）、１９…基礎コンクリート（フーチング）下端位置、２０…ＰＣ鋼材
Ｗ…杭頭部の基礎コンクリートへの突出長さ、Ｘ…中詰コンクリート長（筒状本体長）、Ｙ…杭体内補強鉄筋のハツリ出し必要長、Ｚ…杭製造長の余り長

Claims (7)

1. プレボーリング杭施工おいて、予め硬化性材料が充填された削孔内に沈設する杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭であって、前記中空既製杭を沈設する際に内側に硬化性材料が侵入可能で引抜用金具が上端に設けられた筒状本体の該引抜用金具に長尺鋼材が接続されてなる杭頭部空間形成補助具を備え、前記杭頭部空間形成補助具における前記長尺鋼材の上端が前記中空既製杭の上端板に固定され、前記筒状本体が杭体内補強鉄筋のハツリ出し必要長に杭製造長による余り長を加えた長さの前記長尺鋼材により吊り下げられ、その外周面が前記中空既製杭の杭頭部上端から所定距離の杭頭中空部内周面に接触させて配置されるようにして、前記杭頭部空間形成補助具が前記中空既製杭の杭頭中空部内に予め装填されていることを特徴とする中空既製杭。
2. プレボーリング杭施工により、予め未硬化の硬化性材料が充填された削孔内に請求項１に記載の中空既製杭を沈設し、前記硬化性材料の硬化後、前記中空既製杭の杭頭部をはつることで、前記杭体内補強鉄筋の基礎コンクリートへの定着長分をハツリ出すとともに、前記中空既製杭の杭頭部内側に挿入される中詰補強鉄筋を中詰コンクリートにより定着させるための杭頭部空間を形成する杭頭処理方法であって、前記中空既製杭を前記削孔内に沈設する際、予め前記中空既製杭の内側に、上端部が前記杭体内補強鉄筋のハツリ出し下端位置、下端部が前記中詰コンクリート充填区間の下端位置となる長さの筒状本体を有する前記杭頭部空間形成補助具をセットした状態で沈設を行い、前記硬化性材料の硬化後、まず前記杭頭部空間形成補助具の前記筒状本体より上方の前記中空既製杭の柱頭部のハツリ作業及び硬化性材料の除去作業を行い前記杭体内補強鉄筋を露出させ、次に前記杭頭部空間形成補助具の前記筒状本体を該筒状本体の内側で硬化した硬化性材料とともに引上げて除去することを特徴とする杭頭処理方法。
3. 請求項２に記載の杭頭部空間形成補助具であって、前記中空既製杭を沈設する際に内側に硬化性材料が侵入可能で引抜用金具が上端に設けられた筒状本体の該引抜用金具に長尺鋼材が接続されてなることを特徴とする杭頭部空間形成補助具。
4. 前記長尺鋼材は、２本の長尺鋼材を長さ方向に一部重ね合わせて連結したものであり、重ね合わせる部分の長さを調整することによって、長尺鋼材全体の長さ調整ができるものであることを特徴とする請求項３に記載の杭頭部空間形成補助具。
5. 杭体内補強鉄筋を配した中空既製杭を用いたプレボーリング杭施工における杭頭部空間の形成方法であって、予め未硬化の硬化性材料が充填された削孔内に杭頭部空間形成補助具が装填された請求項１の中空既製杭を沈設し、前記硬化性材料の硬化後、前記引抜用金具を残す形で長尺鋼材部分をハツリ出して所定長さの杭体内補強鉄筋を露出させ、その後、前記引抜用金具に牽引手段を接続して前記筒状本体を硬化性材料と共に引上げて撤去することにより、露出させた前記杭体内補強鉄筋下端から前記筒状本体の設置下端の間の杭頭部に、杭支持構造物構築用の配筋及び中詰コンクリート打設のための空間を形成することを特徴とする杭頭部空間の形成方法。
6. 請求項５に記載の杭頭部空間形成補助具であって、前記中空既製杭を沈設する際に内側に硬化性材料が侵入可能で引抜用金具が上端に設けられた筒状本体の該引抜用金具に長尺鋼材が接続されてなることを特徴とする杭頭部空間形成補助具。
7. 前記長尺鋼材は、２本の長尺鋼材を長さ方向に一部重ね合わせて連結したものであり、重ね合わせる部分の長さを調整することによって、長尺鋼材全体の長さ調整ができるものであることを特徴とする請求項６に記載の杭頭部空間形成補助具。

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