JP2017145551A - 杭の施工方法及び杭 - Google Patents

Abstract

【課題】 掘削孔が設けられた施工現場において、プレストレスト杭を簡単に施工できるようにする。
【解決手段】 掘削孔１内に充填させた硬化性の充填材１３を硬化させて、掘削孔１内に杭Ｐを施工するにあたり、先端部が閉じられた筒状織物１０を、閉じられた先端部から掘削孔１内に挿入する工程と、前記の筒状織物１０内に硬化性の充填材１３を充填する工程と、前記の筒状織物１０を掘削孔１内に保持させるようにして、筒状織物１０に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物１０内に充填させた充填材１３を硬化させる工程と、前記の筒状織物１０に作用させた張力を解除させて、掘削孔１内に杭Ｐを形成する工程と、を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、掘削孔が設けられた施工現場において、掘削孔内に充填された硬化性の充填材を硬化させて、掘削孔内に杭を施工する杭の施工方法に関するものである。特に、施工現場において、プレストレスト杭を簡単に施工できるようにした点に特徴を有するものである。

プレストレスト杭を施工するにあたり、従来においては、一般に、特許文献１，２等に示されるようなプレストレスト杭を工場等で製造し、このように予め製造したプレストレスト杭を施工現場まで搬送させて施工するようにしている。

しかし、予め製造したプレストレスト杭を施工現場まで搬送させるのに搬送コストが高く付くという問題があった。また、このように予め製造されたプレストレスト杭を用いる場合、地中に埋設させる先端部が拡大されたプレストレスト杭を施工することは非常に困難であった。

また、杭を施工現場において施工するにあたり、従来においては、掘削孔内にモルタル等の硬化性の充填材を充填させ、この硬化性の充填材を硬化させて掘削孔内に杭を施工するようにしたものや、特許文献３，４等に示されるように、掘削孔内に先端部が閉じられた筒状織物を挿入し、この筒状織物内に硬化性の充填材を充填させ、この筒状織物内に充填させた硬化性の充填材を硬化させて、掘削孔内に杭を施工するようにしたものが知られている。

しかし、このようにして施工現場において掘削孔内や筒状織物内に硬化性の充填材を充填させ、この充填材を硬化させて杭を施工する場合、予め圧縮された状態になったプレストレスト杭を施工することは困難であった。

特公平２−４３８４８号公報 特開２０１０−４８０３９号公報 特開２００２−２２７１９４号公報 特開２００３−１３４４２号公報

本発明は、掘削孔が設けられた施工現場において、掘削孔内に充填させた硬化性の充填材を硬化させて、掘削孔内に杭を施工するにあたり、圧縮された状態になったプレストレスト杭を簡単に現場で施工できるようにすることを課題とするものである。

本発明に係る杭の施工方法においては、前記のような課題を解決するため、掘削孔内に充填させた硬化性の充填材を硬化させて、掘削孔内に杭を施工する杭の施工方法において、先端部が閉じられた筒状織物を、閉じられた先端部から掘削孔内に挿入する工程と、前記の筒状織物内に硬化性の充填材を充填する工程と、前記の筒状織物を掘削孔内に保持させるようにして、前記の筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた前記の充填材を硬化させる工程と、前記の筒状織物に作用させた張力を解除させて、掘削孔内に杭を形成する工程と、を有するようにした。

このように、筒状織物内に硬化性の充填材を充填させ、筒状織物を掘削孔内に保持させるようにして、この筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた硬化性の充填材を硬化させると、充填材が硬化されて得られた杭に張力が作用された状態の筒状織物が残り、その後、筒状織物に作用させた張力を解除させると、充填材が硬化されて得られた杭が前記の筒状織物によって圧縮された状態になって、プレストレスト杭が得られる。

また、前記のように筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた硬化性の充填材を硬化させるにあたっては、前記の充填材が掘削孔や筒状織物の開口部から漏れ出さないようにして、筒状織物に対して上方に向けて十分な張力を作用させるため、蓋部材により充填された硬化性の充填材を上から押圧させるようにすることが好ましい。

また、前記のように筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた硬化性の充填材を硬化させるにあたり、筒状織物が掘削孔内に適切に保持されるようにするため、前記筒状織物を押圧部材により押圧させて、筒状織物を掘削孔内に保持させるようにすることが好ましい。

また、前記のように筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた硬化性の充填材を硬化させるにあたり、前記の筒状織物に硬化性の樹脂を含浸させ、この硬化性の樹脂を筒状織物内に充填させた前記の充填材と一緒に硬化させるようにすることが好ましい。このようにすると、筒状織物内における充填材と筒状織物に含浸された樹脂とが一緒に硬化されて、充填材と筒状織物とが強固に接着された状態で維持されると共に、筒状織物自体が高い強度を持つようになり、強固な杭が得られるようになる。

また、前記の筒状織物として、筒長方向に沿った経糸と周方向に沿った緯糸とが織られて構成されたものを用いることが好ましい。このようにすると、前記のように筒状織物に上方に向けて張力を作用させる時に、筒状織物自体が上下方向に伸びるのが抑制され、筒状織物に対して十分な張力を作用させることができるようになる。

また、前記のように筒状織物に上方に向けて張力を作用させるにあたり、筒状織物が伸びるのを抑制しながら、高い張力を作用させるために、筒状織物に筒長方向に沿った補強材を設け、この補強材を介して、筒状織物に上方に向けた張力を作用させることが好ましい。

そして、本発明に係る杭においては、前記のような杭の施工方法によって製造するようにした。

本発明に係る杭の施工方法においては、前記のように筒状織物内に硬化性の充填材を充填させた状態で、筒状織物を掘削孔内に保持させるようにして、この筒状織物に上方に向けて張力を作用させ、この状態で、筒状織物内に充填させた硬化性の充填材を硬化させ、その後、筒状織物に作用させた張力を解除させて、掘削孔内に杭を形成するようにしたため、充填材が硬化されて得られた杭が前記の筒状織物によって圧縮された状態になり、プレストレスト杭を簡単に施工できるようになる。

また、前記のように硬化性の充填材を筒状織物内に充填させるにあたり、掘削孔の先端部を拡大した形状にし、この掘削孔の形状に沿うようにして筒状織物内に硬化性の充填材を充填させて硬化させることができ、地中に埋設させる先端部が拡大されたプレストレスト杭を施工することも簡単に行えるようになる。

本発明の実施形態における杭の施工方法において使用する筒状織物の状態を示した部分斜視図である。 前記の実施形態における杭の施工方法において、地面に掘削孔を掘削した状態を示した断面説明図である。 前記の実施形態における杭の施工方法において、前記の掘削孔内に筒状織物を挿入させて硬化性の充填材を充填させる状態を示した断面説明図である。 前記の実施形態における杭の施工方法において、前記の筒状織物の内部に充填させた充填材により筒状織物を膨張させて、筒状織物を掘削孔の内部に沿わせた状態を示した断面説明図である。 前記の実施形態における杭の施工方法において、蓋部材によって筒状織物内に充填させた充填材を押圧させた状態で、蓋部材を通して掘削孔から取り出された補強材を上方に引っ張って、筒状織物に上方に向けて張力を作用させる状態を示し、（Ａ）は断面説明図、（Ｂ）は概略平面図である。 前記の実施形態における杭の施工方法において、掘削孔内に地中に埋設させる先端部が拡大されたプレストレスト杭を施工した状態を示した断面説明図である。 前記の実施形態における杭の施工方法において、充填材が充填された筒状織物を掘削孔内に保持させた状態で、筒状織物に上方に向けて張力を作用させる場合の変更例を示し、充填材が充填された筒状織物の底部を押圧部材によって押圧させる状態を示した断面説明図である。 図７に示す変更例により、掘削孔内に地中に埋設させる先端部が拡大されたプレストレスト杭を施工した状態を示した断面説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る杭の施工方法及びこの施工方法によって得られる杭を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る杭の施工方法及びこの施工方法によって得られる杭は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

この実施形態においては、図１に示すように、筒状織物１０として、筒長方向に沿った経糸と周方向に沿った緯糸とが織られて構成されたものを用いると共に、この筒状織物１０の内周側や外周側に、筒長方向に沿った補強材１１を周方向に適当な間隔を介して複数設けるようにしている。また、図１には示していないが、フランジ蓋等に固定又は縫製などの手段により、この筒状織物１０の先端部を閉じるようにしている。

ここで、前記の筒状織物１０においては、前記の経糸及び緯糸として、例えば、ポリエステル糸を用いるようにしており、また、径方向への形状変化を抑えるために、ガラス繊維の補強糸をその周方向に沿うようにして設けている。さらに、この実施形態においては、前記のように閉じるようにした筒状織物１０の先端部の周辺が、後述する図２〜図６に示すように、通常の胴部の径の１．２〜１．４倍程度になるようにして、杭Ｐに球根部Ｐａを形成するための膨張部１０ａを設けている。
ガラス繊維の補強糸をその周方向に沿うようにして設けている。さらに、この実施形態においては、前記のように閉じるようにした筒状織物１０の先端部に、後述する図２〜図６に示すように、通常の胴部の径の１．２〜１．４倍程度になるようにして、杭Ｐに球根部Ｐａを形成するための膨張部１０ａを設けている。

また、前記の補強材１１としては、例えば、ガラス長繊維等の強化繊維をポリエステル繊維で被覆させたストレート・ストランドを用いるようにしている。そして、この補強材１１を、前記のように閉じられた筒状織物１０の先端部から筒状織物１０の筒長方向に沿って設け、この筒状織物１０からさらに延出させるようにしている。

また、この実施形態においては、前記のように筒長方向に沿った補強材１１が設けられた筒状織物１０に硬化性の樹脂を含浸させるようにしている。ここで、硬化性の樹脂としては、常温硬化性のエポキシ樹脂が好適であるが、接着性を有する熱硬化性樹脂全般を用いることが可能である。

そして、この実施形態において、前記のように筒長方向に沿った補強材１１が設けられると共に硬化性の樹脂が含浸された筒状織物１０を用いて杭Ｐを施工するにあたっては、図２に示すように、掘削装置（図示せず）を用いて地面Ｇを所要深さまで掘削して、杭Ｐを施工する掘削孔１を形成する。ここで、この実施形態においては、前記の掘削孔１の底部に径が大きくなった球根形成部１ａを形成している。

次いで、図３に示すように、先端部が閉じられた前記の筒状織物１０を、その先端部から前記の掘削孔１の開口部１ｂを通して掘削孔１の内部に挿入させると共に、この筒状織物１０の内部にトレミー管２１を挿入させ、このトレミー管２１からモルタル等の硬化性の充填材１３を筒状織物１０の内部に充填させるようにする。

そして、図４に示すように、筒状織物１０の内部に充填させた充填材１３により、掘削孔１の内部に挿入された筒状織物１０を膨張させ、この筒状織物１０を掘削孔１の内部に沿わせると共に、充填材１３が充填された筒状織物１０の先端部周辺における膨張部１０ａを前記の掘削孔１の底部における球根形成部１ａに沿うようにする。なお、充填材１３が充填された筒状織物１０と掘削孔１との間に隙間がある場合には、この隙間の部分にも充填材１３を充填させるようにする。

次いで、このように充填材１３を充填させて筒状織物１０を掘削孔１の内部に沿うようにさせた状態で、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、掘削孔１の開口部１ｂに蓋部材２２を設けて、掘削孔１の開口部１ｂを閉塞させると共に、筒状織物１０の筒長方向に沿って設けられて筒状織物１０から上方に延出された補強材１１を、この蓋部材２２を通して掘削孔１内から取り出し、前記の蓋部材２２によって筒状織物１０内に充填させた充填材１３を押圧させた状態で、蓋部材２２を通して掘削孔１から取り出された補強材１１を上方に引っ張り、この補強材１１を介して、前記の筒状織物１０に上方に向けて張力を作用させるようにする。なお、この実施形態においては、筒状織物１０の直径方向の対向する位置から延出された一対の補強材１１を引っ張るようにしただけであるが、さらに多くの補強材１１を前記の蓋部材２２を通して掘削孔１内から取り出し、数多くの補強材１１を上方に引っ張って、前記の筒状織物１０に上方に向けた張力を作用させるようにすることもできる。なお、蓋部材２２を設けた後に、さらに筒状織物１０内に充填材１３を加圧注入することによって、蓋部材２２による充填材１３への押圧力を高めても良い。

このようにすると、筒状織物１０内に充填された充填材１３が、前記の蓋部材２２によって押圧されて掘削孔１内から漏れ出すのが防止されると共に、前記のように上方に向けて張力が作用された筒状織物１０が掘削孔１内に保持された状態になる。

そして、前記のように筒状織物１０に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物１０内に充填させた硬化性の充填材１３と筒状織物１０に含浸させた硬化性の樹脂とを硬化させた後、図６に示すように、筒状織物１０に作用させていた張力を解除させて、掘削孔１内に杭Ｐを施工させるようにする。

このように筒状織物１０に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物１０内に充填された充填材１３と筒状織物１０に含浸された硬化性の樹脂とを硬化させた後、筒状織物１０に作用させていた張力を解除させると、充填材１３が硬化されて得られた杭Ｐが前記の筒状織物１０により圧縮された状態になって、プレストレスト杭が得られるようになる。また、掘削孔１の底部における径が大きくなった球根形成部１ａに沿った筒状織物１０の膨張部１０ａ内における充填材１３も硬化されて、杭Ｐの先端部（底部）に球根部Ｐａが形成されたプレストレスト杭が得られるようになる。

さらに、前記のように筒状織物１０に含浸された硬化性の樹脂を筒状織物１０内に充填させた充填材１３と一緒に硬化させることにより、杭Ｐを構成する充填材１３と筒状織物１０とが強固に接着された状態で維持されると共に、筒状織物１０自体が高い強度を持つようになり、杭Ｐの強度がさらに強化されるようになる。

なお、前記のように筒状織物１０に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物１０内に充填させた硬化性の充填材１３を硬化させるにあたり、筒状織物１０を掘削孔１内に保持させる方法は、上記のような方法に限定されない。

例えば、図７に示すように、筒状織物１０内に充填材１３を充填させた状態で、掘削孔１の開口部１ｂ側から押圧部材２３を、充填材１３が充填された筒状織物１０内に挿入させて、この押圧部材２３の先端部により膨張部１０ａが設けられた筒状織物１０の底部を押圧させ、この状態で、筒状織物１０から上方に延出されて掘削孔１から取り出された補強材１１を上方に引っ張り、この補強材１１を介して、前記の筒状織物１０に上方に向けて張力を作用させ、この状態で、筒状織物１０内に充填させた硬化性の充填材１３と筒状織物１０に含浸させた硬化性の樹脂とを硬化させるようにすることができる。

このようにすると、前記の実施形態の場合と同様に、上方に向けて張力が作用された筒状織物１０が掘削孔１内に保持された状態で、筒状織物１０内に充填された充填材１３と筒状織物１０に含浸された硬化性の樹脂とが硬化されるようになる。そして、筒状織物１０に作用させていた張力を解除させると、充填材１３が硬化されて得られた杭Ｐが、前記の筒状織物１０により圧縮された状態になって、プレストレスト杭が得られるようになる。

なお、このようにして杭Ｐを施工させた場合には、図８に示すように、前記のように充填材１３が充填された筒状織物１０内に挿入させた押圧部材２３を、充填材１３が硬化された杭Ｐ内に保持された状態で維持させるようにする。

１ ：掘削孔
１ａ ：球根形成部
１ｂ ：開口部
１０ ：筒状織物
１０ａ ：膨張部
１１ ：補強材
１３ ：充填材
２１ ：トレミー管
２２ ：蓋部材
２３ ：押圧部材
Ｇ ：地面
Ｐ ：杭
Ｐａ ：球根部

Claims (7)

1. 掘削孔内に充填させた硬化性の充填材を硬化させて、掘削孔内に杭を施工する杭の施工方法において、
   先端部が閉じられた筒状織物を、閉じられた先端部から掘削孔内に挿入する工程と、
   掘削孔内に挿入された前記の筒状織物内に硬化性の充填材を充填する工程と、
   前記の筒状織物を掘削孔内に保持させるようにして、前記の筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた前記の充填材を硬化させる工程と、
   前記の筒状織物に作用させた張力を解除させて、掘削孔内に杭を形成する工程と、
   を有することを特徴とする杭の施工方法。
2. 請求項１に記載の杭の施工方法において、前記の筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた前記の充填材を硬化させるにあたり、蓋部材により充填された硬化性の充填材を上から押圧させることを特徴とする杭の施工方法。
3. 請求項１に記載の杭の施工方法において、前記の筒状織物に上方に向けて張力を作用させた状態で、筒状織物内に充填させた前記の充填材を硬化させるにあたり、前記の筒状織物を押圧部材により押圧させて、筒状織物を掘削孔内に保持させることを特徴とする杭の施工方法。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の杭の施工方法において、前記の筒状織物に硬化性の樹脂を含浸させ、この硬化性の樹脂を筒状織物内に充填させた硬化性の充填材とを一緒に硬化させることを特徴とする杭の施工方法。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の杭の施工方法において、前記の筒状織物は、筒長方向に沿った経糸と周方向に沿った緯糸とが織られて構成されていることを特徴とする杭の施工方法。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の杭の施工方法において、前記の筒状織物に筒長方向に沿った補強材を設け、この補強材を介して前記の筒状織物に上方に向けた張力を作用させることを特徴とする杭の施工方法。
7. 請求項１〜６に記載の杭の施工方法によって製造されたことを特徴とする杭。

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