JP2018119303A - 場所打ちコンクリート杭の施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高強度コンクリートを用いた場合であっても強度低下を招くことなく好適に場所打ちコンクリート杭を構築することを可能にする場所打ちコンクリートの施工方法を提供する。【解決手段】安定液４で満たされた杭孔１にトレミー管２を挿入し、地盤Ｇの極限先端支持力度の４／３倍以上の強度を発現するコンクリート３を、トレミー管２から流し込みつつ安定液４を押し出して杭孔１の底部１ａ側に打設する先行コンクリート打設工程と、先行コンクリート打設工程によって打設したコンクリート３の天端がトレミー管２の先端のコンクリート吐出口２ａよりも上方の予め設定した所定の高さ位置ｈに達した後に、コンクリート３中に先端を入れたトレミー管２から前記コンクリート３よりも高強度となる高強度コンクリート５を流し込んで杭孔１に打設する高強度コンクリート打設工程とを備える。【選択図】図２
Description
本発明は、場所打ちコンクリート杭の施工方法に関する。
従来、場所打ちコンクリート杭（場所打ち杭）は、地盤を掘削して形成した掘削孔内に鉄筋篭を挿入するとともにコンクリートを打設して構築されるものであり、必要な支持力に合わせて先端部（拡底部）を拡幅するなどして大口径杭を比較的容易に構築できるため、高支持力を必要とする超高層ビルなどの基礎として広く用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
ここで、場所打ちコンクリート杭に高強度コンクリートを用いる場合、流動性が高いため、コンクリート打設時に泥水とコンクリートが混じり合い分離し、強度が低下するおそれがあることが指摘されている。
特に、コンクリート打設開始直後にコンクリートがトレミー管底から急激に噴出したことによる安定液との攪拌によって強度低下が生じることが指摘されている。
これに対し、トレミー管先端のプランジャーや底蓋の開放を慎重に行うことがその対策手法として知られているが、この手法は、管理が難しく、特に、杭先端深度が深いケースではトレミー管内のコンクリート圧力が高いため、打設開始直後のコンクリートの急激な噴出を抑制することが難しいという問題があった。
上記事情に鑑み、本発明は、高強度コンクリートを用いた場合であっても強度低下を招くことなく好適に場所打ちコンクリート杭を構築することを可能にする場所打ちコンクリートの施工方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の場所打ちコンクリートの施工方法は、安定液で満たされた杭孔にトレミー管を挿入し、地盤の極限先端支持力度の４／３倍以上の強度を発現するコンクリートを、前記トレミー管から流し込みつつ前記安定液を押し出して前記杭孔の底部側に打設する先行コンクリート打設工程と、前記先行コンクリート打設工程によって打設した前記コンクリートの天端が前記トレミー管の先端のコンクリート吐出口よりも上方の予め設定した所定の高さ位置に達した後に、前記コンクリート中に先端を入れた前記トレミー管から前記コンクリートよりも高強度となる高強度コンクリートを流し込んで前記杭孔に打設する高強度コンクリート打設工程とを備え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の施工方法においては、前記予め設定した所定の高さ位置が２ｍであることが望ましい。
本発明の場所打ちコンクリートの施工方法においては、高強度コンクリート打設時の安定液との攪拌や分離による品質低下を防止することができ、強度低下を招くことなく好適に場所打ちコンクリート杭を構築することが可能になる。
以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る場所打ちコンクリートの施工方法について説明する。なお、本実施形態は、高強度コンクリートを用いて場所打ちコンクリート杭を施工する方法に関するものである。
本実施形態の場所打ちコンクリート杭の施工方法では、地盤を掘削して掘削孔を形成し、トレミー管を用いてコンクリートを打設し、場所打ちコンクリート杭を構築する。なお、掘削孔内に鉄筋篭を挿入してもよい。
一方、本実施形態の場所打ちコンクリート杭の施工方法においては、図１に示すように、杭先端部（杭孔１の底部１ａ側）にコンクリートを打設するにあたり、トレミー管２が２ｍ以上挿入されるまでのコンクリートとして、高強度コンクリートを用いず、その地盤Ｇの極限先端支持力度の４／３倍以上の強度を有し、スランプ１８〜２１ｃｍ程度の通常の流動性を有するコンクリート（普通強度のコンクリート）３を打設する。
すなわち、安定液４で満たされた杭孔１にトレミー管２を挿入し、地盤Ｇの極限先端支持力度の４／３倍以上の強度を発現するコンクリート３を、トレミー管２から流し込みつつ安定液４を押し出して杭孔１の底部１ａ側に打設する。また、このとき、コンクリート３の天端３ａがトレミー管２の先端のコンクリート吐出口２ａよりも上方の予め設定した所定の高さ位置（例えば２ｍ）ｈに達するまで、このコンクリート３を打設する（先行コンクリート打設工程）。
そして、本実施形態では、図２に示すように、トレミー管２がコンクリート３の天端３ａから２ｍ以上貫入していることを確認した時点から、先打ちのコンクリート３よりも高強度なる高強度コンクリート５に替えて杭孔１にコンクリートを打設する（高強度コンクリート打設工程）。なお、本実施形態の高強度コンクリート５は、設計規準強度が３６Ｎ／ｍｍ２以上のコンクリートとする。
このように分離しにくい通常の強度のコンクリート３を最初に打設することにより、打設開始直後のコンクリート３と安定液４の攪拌、分離を抑えることができる。
また、後工程で高強度コンクリート５を打設する際には、トレミー管２の先端が常に２ｍ以上コンクリート３に貫入しており、その抵抗により急激な噴出が抑制され、コンクリート５の分離を防ぐことができる。
なお、上記のように先打ちコンクリート３の直後に高強度コンクリート５を打設した後は、順次トレミー管２を段階的に引き上げながら高強度コンクリート５を打設してゆく。
ここで、場所打ち杭で高い強度のコンクリート５を用いる理由は、杭頭部に作用する荷重をなるべく軸径の小さい杭で支持したいためである。一方、場所打ちコンクリートの先端支持力度は地盤Ｇの強度で決まるものであり、一般に極限でも７．５Ｎ／ｍｍ２程度ある。
このため、杭底面に接するコンクリートの強度は、コンクリートと地盤Ｇの安全率の差（コンクリート４〜４．５と地盤３）を考慮した１０〜１１．３Ｎ／ｍｍ２以上あれば良く、底面以浅の部分は、杭底面積／当該深度における杭断面積×１０〜１１．３Ｎ／ｍｍ２以上の強度のコンクリートを用いれば、杭先端部では十分な強度を確保できる。
次に、図３は、平面が６ｍ×０．６５ｍの矩形杭にミキサー車毎に色を変えた同じ強度のコンクリートを打設することにより、打設順序による杭体内のコンクリートの鉛直分布を確認した結果を示している。平面が６ｍ×０．６５ｍの矩形杭は等価な面積の円形杭に直すと２．２ｍに相当する。この図３により、後から打設されたコンクリートは、それ以前に打設されたコンクリートを押し上げることなく、上部に位置していることが分かる。
次に、図４は、直径１．２ｍの円柱型枠に強度の異なる（赤が強度高い）コンクリートを打設した場合のコンクリート分布である。後から打設した強度の高いコンクリート（一点斜線で示したコンクリート）が上部に来ており、図３と同じ傾向となっている。
これら図３、図４から、後から打設した高強度コンクリート５は、トレミー管２の外周面を伝って低強度コンクリート３の表面（天端３ａ）に達し、表面に覆い被さるように外側に向かって流れることが分かる。なお、図３で３回目以降のコンクリート打設による２回目以前のコンクリートの高さ上昇は約０．６であった。また、図４では１段目の普通コンクリートの天端上昇量は１．２ｍであった。
このことから、拡底杭などで杭先端径が２．２ｍよりも大きい場合は、後から打設された高強度コンクリート５により先行打設したコンクリート（普通強度のコンクリート）３が杭外周部で押し上げられる高さは１ｍ未満となる。
これにより、杭先端部以浅の部分には、高強度コンクリート５が確実に打設され、通常のコンクリート杭よりも小さな径で大きな軸力を支えることが可能になる。また、水平力により大きな応力が生じる杭頭部付近も高強度のコンクリート５となるため、十分な耐力を有する杭を構築することが可能になる。
したがって、本実施形態の場所打ちコンクリートの施工方法によれば、高強度コンクリート５の打設時の安定液４との攪拌や分離による品質低下を防止することができ、強度低下を招くことなく好適に場所打ちコンクリート杭を構築することが可能になる。
以上、本発明に係る場所打ちコンクリートの施工方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
１ 杭孔
１ａ 底部
２ トレミー管
２ａ コンクリート吐出口
３ 先打ちコンクリート
４ 安定液
５ 高強度コンクリート
Ｇ 地盤
１ａ 底部
２ トレミー管
２ａ コンクリート吐出口
３ 先打ちコンクリート
４ 安定液
５ 高強度コンクリート
Ｇ 地盤
Claims (2)
- 安定液で満たされた杭孔にトレミー管を挿入し、地盤の極限先端支持力度の４／３倍以上の強度を発現するコンクリートを、前記トレミー管から流し込みつつ前記安定液を押し出して前記杭孔の底部側に打設する先行コンクリート打設工程と、
前記先行コンクリート打設工程によって打設した前記コンクリートの天端が前記トレミー管の先端のコンクリート吐出口よりも上方の予め設定した所定の高さ位置に達した後に、前記コンクリート中に先端を入れた前記トレミー管から前記コンクリートよりも高強度となる高強度コンクリートを流し込んで前記杭孔に打設する高強度コンクリート打設工程とを備え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。 - 前記予め設定した所定の高さ位置が２ｍであ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。
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