JP2021042551A - 場所打ち杭工法において用いられる遮断材、これを備えた芯材、及び場所打ち杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】場所打ち杭の施工において、地下水等が未硬化の杭材料に混入して杭の品質が低下するのを防止することのできる遮断材を提供する。【解決手段】遮断材３は、場所打ち杭の施工時に杭孔に挿入される芯部材２の外周を覆うものであって、芯部材２に固定された状態で芯部材２と共に杭孔に挿入される。芯材１は、場所打ち杭の施工時に杭孔に挿入されるものであって、芯部材２と、芯部材２に固定されて芯部材２の外周を覆う遮断材３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、場所打ち杭工法において用いられる遮断材、これを備えた芯材、及び場所打ち杭の施工方法に関する。

建築物の基礎杭を施工する場所打ち杭工法では、掘削した杭孔内に鉄筋籠等の芯材を建込み、未硬化の杭材料を打設することで基礎杭を施工する。このような場所打ち杭工法にはオールケーシング工法やリバース工法，アースドリル工法等、種々の工法がある。

例えば、オールケーシング工法ではケーシングチューブを揺動又は回転させつつ地中に押し込み、ケーシングチューブ内の土砂を掘削して排出する。次に、芯材としての鉄筋籠をケーシングチューブ内に挿入し、生コンクリート（杭材料）を打設しながらケーシングチューブを引き抜いて回収する。その後、コンクリートが硬化して芯材と一体化することにより場所打ち杭が完成する（例えば、特許文献１参照）。鉄筋籠は、環状に並列配置された複数本の主筋と、これら複数の主筋を連結する複数本の環状のフープ筋（帯筋）と、を備えて構成されている（例えば、特許文献２参照）。また、ＢＨ工法においてはＨ型鋼を芯材として用い、モルタルを杭材料として打設する場合もある。

特開２００６−８３５７３ 特開２０１７−１５０２６５

しかしながら、鉄筋籠は骨組み構造であるから、上述したようなオールケーシング工法においてケーシングチューブが引き抜かれると、打設された生コンクリートは掘削された地盤周面に対して露出する。この状態で地盤周面から地下水等が流れ出ると、未硬化のコンクリートと混ざり、杭の強度が低下してしまう。よって、このような事態が想定される場合には、ケーシングチューブの引き抜きは行わず、地中に放置することもあった。

また、このように未硬化の杭材料に異物が混入することによる杭の品質低下はオールケーシング工法に限らず、他の場所打ち杭工法においても同様であった。例えば、上述のＢＨ工法においても、打設されたモルタルに地下水等が混入すると、杭の品質が低下してしまう。

本発明は、場所打ち杭工法において地下水等が未硬化の杭材料に混入して杭の品質が低下するのを防止することのできる遮断材、これを備えた芯材、及び場所打ち杭の施工方法の提供を目的とする。

本発明に係る遮断材は、場所打ち杭の施工時に杭孔に挿入される芯部材の外周を覆う遮断材であって、前記芯部材に固定された状態で前記芯部材と共に前記杭孔に挿入される。

また、本発明に係る芯材は、場所打ち杭の施工時に杭孔に挿入される芯部材と、前記芯部材に固定されて前記芯部材の外周を覆う遮断材と、を備える。

また、本発明にかかる場所打ち杭の施工方法は、抗孔を掘削する工程と、前記杭孔に芯材を挿入する工程と、前記杭孔に杭材料を打設する工程と、を含み、前記芯材は、芯部材と、前記芯部材の周面を覆う遮断材と、を有し、前記遮断材は前記芯部材と共に杭孔内に放置される。

本発明に係る遮断材は、芯部材の外周を覆い、芯部材と共に杭孔に挿入されるので、場所打ち杭の施工時において、打設された未硬化の杭材料と掘削された地盤周面との間に遮断材が介在することになる。よって、地盤周面から染み出た地下水や不純物等が杭材料に混入するのを防止して、杭の品質低下を防止できる。

本発明に係る芯材によれば芯部材と、芯部材の外周を覆う遮断材と、を備えるので、上述したのと同様の効果を得ることができる。また、本発明にかかる場所打ち杭の施工方法によれば、芯部材の周面が遮断材で覆われた芯材を用いるので、上述したのと同様の効果を得ることができる。更に、遮断材は芯部材と共に杭孔内に放置されるので、遮断材を回収する手間がかからず杭の施工工程を簡略化できる。なお、このように放置された遮断材は杭材料が硬化することによって杭材料と一体化して基礎杭を構成する。

なお、本発明において杭材料とは、硬化することによって杭を構成するものであればよく、例えばコンクリートやモルタル等が含まれる。また、本発明において芯部材とは、杭孔に挿入されてコンクリート杭やモルタル杭等の芯を構成するものを言い、例えば鉄筋籠や形鋼等が含まれる。

本発明の実施形態に係る芯材を示す概略斜視図。 図１のＩＩーＩＩ線断面図。 図１に示す芯材から遮断材を取り外した状態を示す概略斜視図。 図２のＩＶーＩＶ線断面図。 図１に示す芯材が備える遮断材の概略展開斜視図。 本発明の変形形態に係る芯材の部分縦断面図。 本発明の他の変形形態に係る芯材の部分横断面図。 本発明の更に他の変形形態に係る芯材の部分横断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る芯材及びこれを用いた場所打ち杭の施工方法について説明する。図１及び図２を参照して、本実施形態に係る芯材１は、場所打ち杭の施工時に杭孔に挿入されるものであって、芯部材２と、芯部材２の外周を覆う遮断材３と、を備える。本実施形態においては芯部材２として鉄筋籠を用いる。

図３に示すように、芯部材（鉄筋籠）２は、芯本体４と、芯本体４に装着された複数個の取付具５と、を備え、芯本体４は、環状に並列配置された複数本の主筋４１と、複数本の主筋４１同士を連結する複数個の環状のフープ筋４２と、を備えて構成されている。本実施形態では、杭材料（ここではコンクリート）のかぶり厚を調整するためのスペーサを取付具５として用いており、この取付具５（スペーサ）は図４（ａ）に示すように、芯本体４に固定される固定部５１と、固定部５１よりも芯本体４の径方向外方に延出する延出部５２と、を備え、延出部５２には貫通孔である固定孔５２ａが設けられている。

遮断材３は可撓性を有する紙製またはプラスチック製であって、プラスチック製とする場合には廃プラスチック製とするのが好ましく、図１に示すように芯部材２の長手方向に連結された複数個（複数枚）の遮断部材３０を備える。各遮断部材３０は、図５に示す複数個の貫通孔３１が設けられたシート状部材が芯部材２の外周を覆うように芯部材２に巻き付けられて筒状とされたものであり、図４に示すように貫通孔３１と固定孔５２ａに挿通された返し付きピン６によって芯部材２に固定されている。

また、各遮断部材３０の上端３２及び下端３３はクランク状の段部となっており、遮断部材３０の外面３４の上端３４ａよりも内面３５の上端３５ａの方が上方に位置し、遮断部材３０の外面３４の下端３４ｂよりも内面３５の上端３５ｂの方が上方に位置するように形成されている。

このような芯材１を用いた場所打ち杭の施工について説明する。なお、ここではオールケーシング工法を用いた場合を例に説明する。まず、ケーシングチューブを揺動又は回転させつつ地中に押し込み、次にケーシングチューブ内の土砂を掘削して排出する。これにより杭孔が形成される。その後、従来の芯材に代えて本実施形態の芯材１を杭孔内（ケーシングチューブ内）に建込む。このとき、芯材１全体は相当の長さ寸法となるため、芯材１を組み立てながら（順次、芯部材２に遮断部材３０を巻き付けて固定しながら）挿入していくのが好ましい。

即ち、芯部材２の下端部位に遮断部材３０を巻き付けてピン６を用いて固定する。これにより遮断部材３０の芯部材２に対する全方向への位置ずれが防止される。この状態で芯部材２を所定量だけ杭孔内に挿入させ、次の遮断部材３０を芯部材２に巻き付けてピン６を用いて固定する。このとき、上方に位置する遮断部材３０の下端３３を、下方に位置する遮断部材３０の上端３２に当接させて連結させ、連結部分を粘着テープ（図示せず）で仮止めしておく。このようにして仮止めしておくことで上下方向に連結された遮断部材３０同士の位置ずれを防止できる。

ここで、このようにして連結された遮断部材３０同士の連結部には、一方の遮断部材３０の上端３２と他方の遮断部材３０の下端３３とによって排水路３ａが規定される（図１、図４）。また、遮断部材３０の外面３４の上端３４ａよりも内面３５の上端３５ａの方が上方に位置していることから、排水路３ａの内側端部は外側端部よりも上方に位置する。

そして、所定量だけ芯部材２を杭孔内に挿入し、同様の作業を繰り返すことで、芯材１が杭孔内に設置される。なお、遮断材３（遮断部材３０）が長すぎる場合には余分な上方部位を切除すればよい。その後、杭材料（ここでは生コンクリート）を打設しながらケーシングチューブを引き抜いて回収することで一連の作業が完了し、杭材料が杭孔内で硬化して芯材１と一体化することで基礎杭が完成する。

このように、本実施形態によれば、オールケーシング工法による場所打ち杭の施工時において、ケーシングチューブを回収しても打設された杭材料（コンクリート）と掘削された地盤周面との間に遮断材３が介在することになるので、地下水や不純物等が杭材料に混入するのを防止し、杭の品質低下を防止できる。また、オールケーシング工法以外の場所打ち杭の施工時においても、打設された杭材料と掘削された地盤周面との間には遮断材３が介在することになるので、オールケーシング工法の場合と同様に杭の品質低下を防止できる。

また、遮断材３は紙製またはプラスチック製であるので、鋼製等とした場合と比較して芯材１を軽量化することができると共に製造コストを抑制でき、取り扱いも容易にできる。なお、遮断材３を紙製とした場合であっても、所定の厚み（例えば３ｃｍ程度の厚み）があれば十分な剛生を得ることができる。また、遮断材３をプラスチック製とすれば、紙製とした場合と比較して厚みを抑えることができる。

遮断材３の芯部材２への装着は、返し付きピン６を貫通孔３１及び固定孔５２ａに差し込むだけで行えるので作業効率がよい。また、ピン６を用いて遮断材３が芯部材２に固定されるので、完成した基礎杭の径方向中心と芯部材２の径方向中心とを一致させることができ、また杭材料の打ち込みの際に遮断材３が芯部材２に対して浮き上がるのを防止できる。遮断材３は芯部材２と共に地中に放置すれば良いので、遮断材３を回収する手間や回収した遮断材３の処理が不要となる。

更に、遮断材３には排水路３ａが設けられており、上述したように排水路３ａの内側端部は外側端部よりも上方に位置しているので、杭材料に含まれる余分な水分は排水路３ａを介して遮断材３の外部に排出される一方で、地盤周面から滲み出る水分等が遮断材３の内部に浸入しにくくできる。なお、隣接する一対の遮断部材３０同士は粘着テープにより仮止めされるが、このようにして仮止めされた粘着テープは内部からの水圧によって容易に剥がれ、排水路３ａを塞いで水の流れを妨げることはない。

以上、本発明の実施形態に係る籠について添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。

例えば、遮断部材３０同士の仮止めの方法は粘着テープを用いる方法に限定されず、例えば、ピンやボルト、接着剤等を用いた方法であっても構わない。

また、上記実施形態においては、遮断部材３０，３０同士の連結部に規定される排水路３ａはクランク状であるが、排水路３ａの形状はこれに限定されず、遮断材３の内側から下方外側へ向けて水分を排出できればどのような形状であっても構わない。例えば、図６に示すように遮断部材３０の上端３２及び下端３３を内側から外側に向かって斜め下方に延びる形状とすることによって、内側から外側に向かって斜め下方に直線状に延びる排水路３ａ’を規定するようにしてもよい。

上記実施形態においては、図５に示すように遮断部材３０の左右方向両端面３６，３６は内面３５に対して垂直に延びることから、図２に示すように両端面３６，３６の当接部Ｊは芯部材２の径方向に沿って延びることになるが、本発明はこれに限定されず、例えば図７に示すように遮断部材３０の左右方向両端面３６，３６の当接部Ｊが横断面視クランク状の段部を構成するようにしてもよい。

このように構成することによって、仮に遮断部材３０が杭材料の押圧力により径方向外方に膨らんだ場合であっても、両端面３６，３６同士の当節状態を維持することができ、杭材料の外部への露出を防止することができる。

或いは、図８に示すように、遮断部材３０の左右方向両端面３６，３６同士をジョイント部材９を介して連結させてもよい。図８に示す例ではジョイント部材９はＨ型断面を有し、その左右方向両側に設けられた凹部に遮断部材３０の両端部が挿入されて保持されることから、遮断部材３０が径方向外方に膨らんだ場合であっても、杭材料の外部への露出を防止することができる。なお、ジョイント部材９は遮断部材３０の両端面３６，３６の上下方向全域にわたって設けられるのが好ましい。

上記実施形態においては、芯材１が鉄筋籠を芯部材２として備える場合について説明したが、芯材１が備える芯部材２は鉄筋籠に限定されず、例えば形鋼等、異なる形状を有するものであっても構わない。また、杭材料は硬化することによって杭を構成するもであればコンクリートに限定されず、例えばモルタル等であっても構わない。

上記実施形態においては取付具５として図３に示すスペーサを用いたが、取付具はこれに限定されず、ピン６を用いて遮断材３を芯本体４に対して固定できるものであればどのようなものであっても構わない。例えば、芯部材２として形鋼（Ｈ形鋼等）を用いる場合には、形鋼のフランジ端部に挟み込み式の取付具を取り付け、当該取付具にピン６を用いて遮断材３を固定するようにすれば良い。またこの場合、挟み込み式の取付具に杭材料のかぶり厚を調整するためのスペーサとしての機能を持たせることもできる。更に、取付具５の個数や設置箇所は施工条件等に応じて適宜調整すれば良い。

１ 芯材
２ 芯部材
３ 遮断材
３ａ 排水路
４ 芯本体
５ 取付具
６ ピン
３０ 遮断部材

Claims (5)

1. 場所打ち杭の施工時に杭孔に挿入される芯部材の外周を覆う遮断材であって、前記芯部材に固定された状態で前記芯部材と共に前記杭孔に挿入される遮断材。
2. 筒状の第１遮断部材と、前記第１遮断部材に連結された筒状の第２遮断部材と、を備え、
   前記第１遮断部材の上端は前記第２遮断部材の下端と当接し、
   第１遮断部材の上端と前記第２遮断部材の下端とによって排水路が規定され、
   前記第１遮断材の径方向を基準として、前記排水路の内側端部は外側端部よりも上方に
   位置する請求項１に記載の遮断材。
3. 場所打ち杭の施工時に杭孔に挿入される芯部材と、
   前記芯部材に固定されて前記芯部材の外周を覆う遮断材と、を備え、
   前記遮断材は請求項１又は２に記載の遮断材である芯材。
4. 前記芯部材は、芯本体と、前記芯本体に装着された取付具と、を備え、
   前記取付具には固定孔が設けられ、
   前記遮断材には挿通孔が設けられ、
   前記遮断材は、前記挿通孔及び前記固定孔に挿通された返し付きピンにより前記取付具に固定されている請求項３に記載の芯材。
5. 場所打ち杭の施工方法であって、
   抗孔を掘削する工程と、
   前記杭孔に芯材を挿入する工程と、
   前記杭孔に杭材料を打設する工程と、を含み、
   前記芯材は、芯部材と、前記芯部材の周面を覆う遮断材と、を有し、
   前記遮断材は前記芯部材と共に杭孔内に放置される場所打ち杭の施工方法。
   
   

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