JP2017218810A - 場所打ちコンクリート杭の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平面視断面が高さ方向に変化する掘削孔全体に対して一様にコンクリートを打設することの可能な、場所打ちコンクリート杭の施工方法を提供する。【解決手段】孔壁の少なくとも一部を拡径した掘削孔を地盤中に設け、掘削孔内に鉄筋籠を据え付けた後、掘削孔の孔底から孔口に向けてコンクリートを打設することにより構築する場所打ちコンクリート杭の施工方法であって、鉄筋籠には、掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲に、平面視断面を複数の区画に区割りする仕切り部材が設置され、区画は、孔壁と対向する面が開口しており、掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲では、区画の数量と同数のトレミー管を鉄筋籠の内側に挿入し、区画各々にトレミー管の吐出口を配置した後、該トレミー管すべてを用いて前記コンクリートを打設する。【選択図】図２

Description

本発明は、拡径部または拡底部を有する場所打ちコンクリート杭の構築方法に関する。

従来より、場所打ちコンクリート杭を構築するべく、地中削孔にコンクリートを打設する際には、例えば、特許文献１で示すように、１本のトレミー管を利用して孔底より孔口に向けてコンクリートを連続して打上げていた。しかし、近年では、大口径かつ拡径部を有する場所打ちコンクリー杭へのニーズが高く、このような場合には、打設したコンクリートを地中削孔の隅々まで十分に行きわたらせることが困難となる。

一方、例えば引用文献２には、地中連続壁のように平面視断面が扁平矩形状のコンクリート構造物を構築する場合において、長手方向に間隔を設けて配置した複数のトレミー管を併用しながらコンクリートを打設する方法が開示されている。

特開２００１−３２２７１号公報 特開平１０−１１０４３３号公報

引用文献２では、コンクリートの打設空間となる地中削孔を仕切り板を用いて平面視長手方向で複数に区画し、これら複数の区画ごとにトレミー管を配置することによって、各トレミー管から吐出されるコンクリートが相互に干渉しあう現象を仕切り板にて抑止しつつ、コンクリートを打設している。

しかし、引用文献２には、平面視断面が孔底から孔口まで一様な打設空間に対してコンクリートを打設する方法が開示されているにすぎず、部分的に拡径部を有するような、平面視断面が高さ方向に変化する場合の打設方法については明らかにされていない。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、平面視断面が高さ方向に変化する掘削孔全体に対して一様にコンクリートを打設することの可能な、場所打ちコンクリート杭の施工方法を提供することである。

かかる目的を達成するため、本発明の場所打ちコンクリート杭の施工方法は、孔壁の少なくとも一部を拡径した掘削孔を地盤中に設け、該掘削孔内に鉄筋籠を据え付けた後、前記掘削孔の孔底から孔口に向けてコンクリートを打設することにより構築する場所打ちコンクリート杭の施工方法であって、前記鉄筋籠には、前記掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲に、平面視断面を複数の区画に区割りする仕切り部材が設置され、前記掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲では、前記区画の数量と同数の前記トレミー管を前記鉄筋籠の内側に挿入し、前記区画各々に前記トレミー管の吐出口を配置した後、該トレミー管すべてを用いて前記コンクリートを打設することを特徴とする。

また、本発明の場所打ちコンクリート杭の施工方法は、前記区画が、杭芯を含む第１の区画と、該第１の区画の周囲に配置される複数の第２の区画とに区割りされており、前記孔壁を拡径した高さ範囲では、第１の区画及び第２の区画各々に吐出口を配置されたすべての前記トレミー管にてコンクリートを打設し、前記孔壁を拡径しない高さ範囲では、前記第１の区画に配置されたトレミー管のみを使用し、コンクリートを打設することを特徴とする。

上記の場所打ちコンクリート杭の施工方法によれば、掘削孔内にコンクリートを打設する工程において、掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲に複数のトレミー管を採用しても仕切り部材が存在するため、吐出されるコンクリートどうしが互いに干渉しあってトレミー管各々の管内圧送圧に影響を与えるといった事象を生じることがない。このため、コンクリートは施工計画に基づいた圧送圧にて複数のトレミー管各々からスムーズに吐出される。

したがって、平面視断面が高さ方向に変化する掘削孔であっても、軸部では１本のトレミー管を採用し、孔壁を拡径した高さ範囲では複数本のトレミー管を採用することができる。これにより、掘削孔全体に対して効率よくコンクリートを一様に打設できるとともに、場所打ちコンクリート杭の孔壁を拡径した高さ範囲に位置する拡径部や拡底部の出来形を、確実に確保することが可能となる。

本発明の場所打ちコンクリート杭の施工方法は、前記トレミー管が、管軸と直交する方向にコンクリートを吐出する吐出口を備えており、該吐出口を、前記区画の前記孔壁と対向する面に向けて配置することを特徴とする。

上記の場所打ちコンクリート杭の施工方法によれば、複数のトレミー管各々より吐出されるコンクリートは、トレミー管の吐出口と仕切り部材の両者に指向されて、区画から孔壁に向けて流動するため、掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲の隅々までコンクリートを確実に行き渡らせることが可能となる。

本発明によれば、掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲において、鉄筋籠に仕切り部材を設置して平面視断面を複数の区画に区割りすることにより、一般部では１本のトレミー管を、孔壁を拡径した高さ範囲では複数本のトレミー管を採用することができ、掘削孔全体に対して効率よくコンクリートを一様に打設して、場所打ちコンクリート杭の出来形を確実に確保することが可能となる。

本発明の掘削孔に拡底部を備える拡底杭の概要を示す図である。 本発明の拡底杭を構築方法におけるコンクリートの打設工程を示す図である。 本発明の拡底杭における拡底部の平面視断面を示す図である。 本発明の拡底杭における拡底部の側面を示す図である。 本発明の拡底杭における軸部の平面視断面を示す図である。 本発明の拡底杭における拡底部の区割りの他の事例を示す図である。 本発明の掘削孔に拡底部および拡径部を備える節付き杭の概要を示す図である。 本発明の節付き杭を構築方法におけるコンクリートの打設工程を示す図である（その１）。 本発明の節付き杭を構築方法におけるコンクリートの打設工程を示す図である（その２）。 本発明のトレミー管の吐出口を示す図である。 本発明のトレミー管を鉄筋籠に挿入した様子を示す図である。

本発明の場所打ちコンクリート杭の施工方法は、拡径部もしくは拡底部の径が、３ｍを超えるような大口径の拡径杭もしくは節付き杭を構築する際に好適な方法である。以下に、拡底杭を構築する方法、および節付き杭を構築する方法を事例とし、図１〜図１１を用いて説明する。

<第１の実施の形態>
場所打ちコンクリート造の拡底杭１は、図１（ａ）で示すように、地盤中の施工対象領域に図示しない掘削機にて掘削孔２を掘削して、孔壁における底部近傍の一部を所定の高さ範囲Ｌ１だけ拡径して底部２１を形成し、掘削孔２に鉄筋籠３を建込んだ後、図１（ｂ）で示すように、コンクリート４を孔底から孔口に向けて打設することにより構築される。

上述する施工方法にて、場所打ちコンクリート造の拡底杭１を構築するにあたり、本実施の形態では、コンクリート４を打設する工程において、拡底部２１と軸部２２とで、コンクリート４の打設方法を変えている。

具体的には、図２（ａ）で示すように、拡底部２１を備えた掘削孔２に鉄筋籠３を建込んだ後、鉄筋籠３の内側に１本の第１のトレミー管５１と３本の第２のトレミー管５２の合計４本のトレミー管５を挿入し、孔底から拡底部２１の位置する高さ範囲Ｌ１を充填するまで、この４本のトレミー管５を用いてコンクリート４を打設する。そして、打設したコンクリート４が拡底部２１の位置する高さ範囲Ｌ１をやや超えて軸部２２の下端に達したところで、コンクリート４の供給を一旦停止する。

このとき、拡底部２１が位置する高さ範囲Ｌ１において、鉄筋籠３には、４本のトレミー管５各々を配置する区画７を形成するための仕切り板６が３体設置されている。

図３で示すように、仕切り部材６は、コンクリート４を打継ぐ際の型枠として一般に用いられる平板上のラス網よりなり、幅方向を湾曲させて円筒を半割したような凹面が形成されている。これら仕切り部材６は３体が、凹面を孔壁に向けて鉄筋籠３の内方に間隔を有して配置され、緊結手段等にてその両側部が鉄筋籠３に固定されている。

これにより、拡底部２１が位置する高さ範囲Ｌ１において、鉄筋籠３の内方は、平面視断面が４つの区画７に区割りされ、各区画７は孔壁と対向する面が仕切り部材６のない開口となる。本実施の形態では、鉄筋籠３の平面視断面を、杭芯を含む第１の区画７１とその周囲に位置する３つの第２の区画７２の４つに区割りしている。

そして、図４で示すように、第１の区画７１には、略杭芯に位置する第１のトレミー管５１が吐出口５ａを収めるよう位置決めされ、第２の区画７２にはそれぞれ、第２のトレミー管５２が吐出口５ａを収めるよう位置決めされている。このため、４本のトレミー管５を併用してコンクリート４の打設作業を開始しても、各トレミー管５より吐出されるコンクリート４は互いに干渉しあうことがない。よって、トレミー管５各々の管内圧送圧に対して相互に影響を与え、いずれかのトレミー管５を詰まらせる等の支障をきたすことがなく、コンクリート４は、施工計画に基づいた圧送圧にて複数のトレミー管５各々からスムーズに吐出される。

したがって、場所打ちコンクリート造の杭としては大口径であるものの、複数のトレミー管５を並列配置するには十分な間隔を確保できない拡底部２１であっても、４本のトレミー管５を併用し、コンクリート４を仕切り部材６により指向させて各区画７から孔壁に向かって流動させ、孔壁の隅々までコンクリート４を行き渡らせることができる。

次に、図２（ｂ）で示すように、４本のトレミー管５のうち第１のトレミー管５１を残置して、他の３本の第２のトレミー管５２を撤去し、残置した第１のトレミー管５１を、吐出口５ａが拡底部２１と軸部２２の境界近傍に位置するよう引き上げる。このとき、図５で示すように、鉄筋籠３の軸部２２が位置する高さ範囲Ｌ２では、鉄筋籠３の内方は区分けされていない。

そして、この第１のトレミー管５を１本のみ利用してコンクリート４の打設を再開し、打設したコンクリート４が孔口に到達するまでコンクリート４を打設する。これにより、図１（ｂ）で示すような、場所打ちコンクリート造の拡底杭１が構築される。

なお、軸部２２にコンクリート４を打設する際に利用するトレミー管５は、必ずしも杭芯を含む第１の区画７１に配置した第１のトレミー管５１に限定されるものではなく、１本のみを利用するのであれば他の第２の区画７２に配置したトレミー管５２を用いてもよい。

また、トレミー管５の本数は、上記の本数に限定されるものではなく、構築しようとする拡底杭１の断面径や現場の設備状況等に応じて、最適な数量を用いればよい。このとき、鉄筋籠３にはトレミー管５の数量に応じた区画７を、拡底部２１が位置する高さ範囲Ｌ１に形成するが、区画７の平面視形状は、孔壁に対向する面に仕切り部材６が存在することなく開口していれば、何れの形状に形成されるものであってもよい。

例えば、図６で示すように、鉄筋籠３に３体の仕切り板６を設置し、３本のトレミー管５各々を配置する区画７を形成してもよい。具体的には、鉄筋籠３の内方に３体の仕切り部材６を放射状に配置して、杭芯の周囲に位置する区画７２を３つ形成する。ここでは、仕切り板６を湾曲させることなく、平板状のまま鉄筋籠３に設置しており、この放射状に配置した区画７２各々にトレミー管５２を配置する。このように形成された各区画７２には、３本のトレミー管５２各々の吐出口５ａが収さめられる。

<第２の実施の形態>
場所打ちコンクリート造の節付き杭８は、図７（ａ）で示すように、地盤中の施工対象領域に図示しない削孔機にて掘削孔２を掘削して、孔壁における底部近傍の一部を所定の高さ範囲Ｌ１だけ拡径して拡底部２１を形成するとともに、中間部の一部を所定の高さ範囲Ｌ３だけ拡径して拡径部２３を形成し、掘削孔２に鉄筋籠３を建込んだ後、図７（ｂ）で示すように、コンクリート４を孔底から孔口に向けて打設することにより構築される。

具体的には、図８（ａ）で示すように、拡底部２１および拡径部２３を備えた掘削孔２に鉄筋籠３を建込んだ後、鉄筋籠３の内側に４本のトレミー管５を挿入し、孔底から拡底部２１が位置する高さ範囲Ｌ１を充填するまで、コンクリート４を打設する。そして、打設したコンクリート４が拡底部２１の高さ範囲Ｌ１をやや超えて、軸部２２が位置する高さ範囲Ｌ２の下端に達したところで、コンクリート４の供給を一旦停止する。

ここで、鉄筋籠３における拡底部２１の位置する高さ範囲Ｌ１は、第１の実施の形態と同様に、図３で示すような、平面視断面が杭芯を含む第１の区画７１とその周囲に位置する３つの第２の区画７２の４つに区割りされる。また、図４で示すように、第１の区画７１には、略杭芯に位置する第１のトレミー管５１が吐出口５ａを収めるよう位置決めされ、第２の区画７２にはそれぞれ、第２のトレミー管５２が吐出口５ａを収めるよう位置決めされている。

次に、図８（ｂ）で示すように、４本のトレミー管５のうち、第１の区画７１に配置した第１のトレミー管５１を、吐出口５ａが拡底部２１と軸部２２の境界近傍に位置するよう引き上げる。そして、この第１のトレミー管５１を１本のみ利用してコンクリート４の打設を再開し、打設したコンクリート４が掘削孔２の軸部２２が位置する高さ範囲Ｌ２をやや超えて拡径部２３の下端に達したところで、コンクリート４の供給を一旦停止する。

この後、図９で示すように、４本のトレミー管５全てを、吐出口５ａが拡径部２３の位置する高さ範囲Ｌ３の下端近傍に配置されるよう、引き上げた後、この４本のトレミー管５すべてを利用して、コンクリート４の打設を再開する。打設したコンクリート４が、拡径部２３の位置する高さ範囲Ｌ３をやや超えて軸部２２の下端近傍に達したところで、コンクリート４の供給を一旦停止する。

このとき、鉄筋籠３における拡径部２３の位置する高さ範囲Ｌ３も拡底部２１と同様に、図３で示すような、平面視断面が杭芯を含む第１の区画７１とその周囲に位置する３つの第２の区画７２の４つに区割りされている。したがって、４本のトレミー管５を引き上げる際には、トレミー管５の吐出口５ａ各々が、拡径部２３の位置する高さ範囲Ｌ３における各区画７に収まるよう位置決めする。

以降、上記の方法を繰り返し、軸部２２の位置する高さ範囲Ｌ２では１本のトレミー管５を採用し、また、拡径部２３の位置する範囲Ｌ３では４本のトレミー管５を採用し、孔口に到達するまでコンクリート４を打設する。これにより、図７（ｂ）で示すような場所打ちコンクリート造の節付き杭８が構築される。

上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態のように、軸部２２の位置する高さ範囲Ｌ２では１本のトレミー管５を採用し、拡底部２１および拡径部２３の位置する高さ範囲Ｌ１、Ｌ３では複数本のトレミー管５を採用できることから、平面視断面が高さ方向に変化する節付き杭８や拡底杭１であっても、掘削孔２全体に対して効率よくコンクリート４を一様に打設でき、拡底部２１や拡径部２３の出来形を確実に確保することが可能となる。

本発明の場所打ちコンクリート杭の施工方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、本実施の形態では、仕切り部材６にラス網を採用しているが、これに限定されるものではなく、コンクリート４を打ち継ぐ際に使用可能な型枠となりうる部材であれば、いずれを採用してもよい。また、仕切り部材６の鉄筋籠３への取り付け作業は、鉄筋籠３を製作する際にあらかじめ工場等にて取り付けてもよいし、鉄筋籠３を現場に搬入後、現場にて取り付けてもよい。

また、本実施の形態では、コンクリート４を打設する際に一般に採用されている、直線状のトレミー管５を用いてコンクリート４を打設したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図１０で示すような、管軸と直交する方向に、コンクリート４を吐出する吐出口５ａを備えたトレミー管５を採用してもよい。

吐出口５ａの態様としては、例えば、図１０（ａ）で示すように、トレミー管５の吐出口５ａ近傍を湾曲させる、図１０（ｂ）で示すように、トレミー管５の吐出口５ａ近傍を屈曲させる、もしくは図１０（ｃ）で示すように、トレミー管５の吐出口５ａ近傍に、吐出したコンクリート４が側方に流動する様指向する先端部材９を設置する。

そして、コンクリート４の打設工程にこのようなトレミー管５を採用する場合には、図１１（ａ）で示すように、トレミー管５の吐出口５ａを、孔壁と対向する面に向けるよう位置決めするとよい。こうすると、コンクリート４は、トレミー管５の吐出口５ａと仕切り部材６の両者に指向されて、区画７の開口から孔壁に向けて流動する。このため、拡底部２１および拡径部２３である掘削孔２の孔壁を拡径した高さ範囲Ｌ１、Ｌ３の隅々まで確実に、コンクリート４を行き渡らせることが可能となる。

なお、例えば、複数のトレミー管５を配置しても、吐出されるコンクリート４どうしが干渉しあわない程度に、拡底部２１および拡径部２３の口径が大きい場合には、図１１（ｂ）で示すように、鉄筋籠３に仕切り部材６を設けずに複数のトレミー管５を挿入し、吐出口５ａを孔壁の互いに相反する方向に向くよう位置決めする。この状態でコンクリート４の打設を開始すると、吐出口５ａ各々より吐出するコンクリート４は孔壁の互いに相反する方向へ流動するため、大口径の拡底部２１および拡径部２３に対して効率よく隅々までコンクリート４を行き渡らせることが可能となる。

１ 拡底杭
２ 掘削孔
２１ 拡底部
２２ 拡径部
２３ 軸部
３ 鉄筋籠
４ コンクリート
５ トレミー管
５１ 第１のトレミー管
５２ 第２のトレミー管
６ 仕切り部材
７ 区画
７１ 第１の区画
７２ 第２の区画
８ 節付き杭
９ 先端部材

Claims (3)

1. 孔壁の少なくとも一部を拡径した掘削孔を地盤中に設け、該掘削孔内に鉄筋籠を据え付けた後、前記掘削孔の孔底から孔口に向けてコンクリートを打設することにより構築する場所打ちコンクリート杭の施工方法であって、
   前記鉄筋籠には、前記掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲に、平面視断面を複数の区画に区割りする仕切り部材が設置され、
   前記掘削孔の孔壁を拡径した高さ範囲では、前記区画の数量と同数の前記トレミー管を前記鉄筋籠の内側に挿入し、前記区画各々に前記トレミー管の吐出口を配置した後、該トレミー管すべてを用いて前記コンクリートを打設することを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法。
2. 請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法において、
   前記区画が、杭芯を含む第１の区画と、該第１の区画の周囲に配置される複数の第２の区画とに区割りされており、
   前記孔壁を拡径した高さ範囲では、第１の区画及び第２の区画各々に吐出口を配置されたすべての前記トレミー管にてコンクリートを打設し、
   前記孔壁を拡径しない高さ範囲では、前記第１の区画に配置されたトレミー管のみを使用し、コンクリートを打設することを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法。
3. 請求項１または２に記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法において、
   前記トレミー管が、管軸と直交する方向にコンクリートを吐出する吐出口を備えており、
   該吐出口を、前記区画の前記孔壁と対向する面に向けて配置することを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法。