JP2023146810A - 除去方法および除去治具 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな揚重機でも対応可能な杭頭部内の硬化物の除去方法等を提供する。【解決手段】セメントミルクが硬化したソイルセメント３０１の除去に用いる除去治具１を、中空杭２の杭頭部の内周面に沿って予め挿入した状態で、中空杭２をセメントミルク中に挿入し、その後、杭頭部内のソイルセメント３０１を除去する。除去治具１は、杭頭部内を平面視で複数の区画に分割する複数の筒状部１１、１２を備え、複数の筒状部１１、１２によって分割された各区画のソイルセメント３０１が、個々に抜き取られる。【選択図】図５

Description

本発明は、中空杭の杭頭部の硬化物の除去を行うための除去方法及びこれに用いる除去治具等に関する。

中空杭をプレボーリング杭工法により施工する際は、オーガー（掘削攪拌装置）により地盤を所定深度まで掘削した後、根固め液を孔底に注入し、その後、杭周固定液を注入しつつオーガーを引き上げ、撤去する。そして、中空杭を掘削孔に建て込み、これらの液体中に沈設する。

根固め液や杭周固定液には、硬化材であるセメントミルクが用いられ、中空杭の内部は、セメントミルクと土とが硬化したソイルセメントで満たされる。

中空杭の杭頭部を建物基礎と強固に接合するためには、杭頭部のソイルセメントを除去し、建物基礎のコンクリートを杭頭部に充填する必要がある。特許文献１、２には、中空杭の杭頭部のソイルセメントを簡易に除去する方法として、中空杭の杭頭部に所定長の筒体を挿入した上で中空杭を掘削孔に建て込み、杭頭部のソイルセメントを筒体と共に抜き取る方法が開示されており、これにより工期短縮等を実現できる。

特開2000－54373号公報 実用新案登録第3028203号

大口径の中空杭の場合、杭頭部のソイルセメントを特許文献１、２の方法で除去しようとすると、除去すべきソイルセメントが非常に大きくなり、その重さに対応した大型の揚重機を設ける必要がある。しかしながら、ソイルセメントの揚重専用に大型の揚重機を設けることはコスト的に無駄が大きく、小さな揚重機でも対応可能な除去方法が求められていた。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、小さな揚重機でも対応可能な杭頭部内の硬化物の除去方法等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、硬化材による硬化物の除去に用いる除去治具を、中空杭の杭頭部の内周面に沿って予め挿入した状態で、前記中空杭を硬化材中に挿入する工程（ａ）と、前記杭頭部内の硬化物を除去する工程（ｂ）と、を有し、前記除去治具は、前記杭頭部内を平面視で複数の区画に分割する複数の筒状部を備え、前記工程（ｂ）において、複数の前記筒状部によって分割された各区画の硬化物が、個々に抜き取られることを特徴とする除去方法である。

本発明では、上記の除去治具を用いることで、中空杭の杭頭部内を複数の区画に分割し、各区画の硬化物を個々に抜き取ることが可能になる。これにより、抜き取りを行う個々の硬化物が小型化、軽量化され、大口径の中空杭の場合であっても、小型の揚重機で対応可能になる。

複数の前記筒状部が平面視で同心円状に配置され、前記筒状部を内外の順に抜き取ることで、各区画の硬化物が個々に抜き取られることが望ましい。内側の前記筒状部は、杭底に向かって縮径してもよい。
除去治具は、例えば上記のように同心円状に配置した筒状部から構成することで、除去治具の製作が簡単になり、硬化物の抜き取りも容易になる。また内側の筒状部を杭底に向かって縮径させることで、当該筒状部とその内側の硬化物を抜き取り易くなる。

複数の前記筒状部が平面視で並べて配置され、複数の前記筒状部を個々に抜き取ることで、各区画の硬化物が個々に抜き取られることも望ましい。
これによっても、除去治具によって中空杭の杭頭部内を複数の区画に分割することができ、各区画の硬化物を個々に抜き取ることが可能になる。

それぞれの前記筒状部の内側に骨組材が取り付けられ、前記骨組材は、前記筒状部の杭底側の端部において、平面視で十字状に配置される底部材を有し、外側の前記筒状部の前記底部材に、内側の前記筒状部の前記底部材に側方から当接して内側の前記筒状部を位置決めする位置決め部材が設けられることも望ましい。
これにより、筒状部を内外に配置する場合に、内側の筒状部の底部を位置決めし、当該筒状部の傾きを防いで鉛直性を確保できる。結果、内側の筒状部を抜き取ることが容易となる。

第２の発明は、硬化材中に挿入される中空杭の杭頭部の内周面に沿って予め挿入し、前記杭頭部内の硬化材による硬化物の除去に用いる除去治具であって、前記杭頭部内を平面視で複数の区画に分割する複数の筒状部を備えることで、各区画の硬化物を個々に抜き取り可能としたことを特徴とする除去治具である。
第２の発明は、第１の発明の除去方法に用いる除去治具である。

本発明により、小さな揚重機でも対応可能な杭頭部内の硬化物の除去方法等を提供することができる。

中空杭２の施工手順を示す図。 中空杭２の施工手順を示す図。 除去治具１を示す図。 緩衝材１１５と縁切り材１１６を示す図。 除去治具１によるソイルセメント３０１の除去方法を示す図。 除去治具１’、１ａ、１ｂを示す図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．中空杭２の施工手順）
図１、２は、中空杭２の施工手順を示す図である。本発明の実施形態に係る硬化物の除去方法は、中空杭２の施工途中において実施される。

中空杭２は鋼管コンクリート杭であり、前記と同様、プレボーリング杭工法により施工される。すなわち、図１（ａ）に示すように、オーガー１００による地盤の掘削を、掘削孔２００に掘削液（不図示）を注入しつつ行い、図１（ｂ）に示すように地盤を所定深度まで掘削した後、掘削孔２００の底部に根固め液３００ａを注入する。そして、図１（ｃ）に示すように、杭周固定液３００ｂを注入しつつオーガー１００を引き上げ、図１（ｄ）に示すようにオーガー１００を撤去する。根固め液３００ａや杭周固定液３００ｂには、硬化材であるセメントミルク３００が用いられる。

その後、図１（ｅ）に示すように中空杭２を掘削孔２００に建て込み、セメントミルク３００（根固め液３００ａ、杭周固定液３００ｂ）中に挿入して沈設する。中空杭２の杭頭部には、予め除去治具１が挿入されている。除去治具１の詳細については後述する。

セメントミルク３００は土と混合して硬化し、本実施形態では、その硬化物であるソイルセメントを、中空杭２の杭頭部から除去する。この際、まず図２（ａ）に示すように杭頭部の周囲の地盤をバックホウ４００により掘削した後、除去治具１を利用し、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、杭頭部内のソイルセメント３０１を複数回に分けて除去する。その後、図２（ｄ）に示すように、中空杭２の杭頭部等に建物基礎のコンクリート５００を打設する。

このように、本実施形態では、除去治具１を利用することにより杭頭部内のソイルセメント３０１を複数回に分けて除去することが可能となっている。これにより個々のソイルセメント３０１が小型化、軽量化され、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、杭頭部の周囲の地盤掘削に用いたバックホウ４００をそのまま利用し、ソイルセメント３０１を引き上げて杭頭部から抜き取ることが可能になり、大型の揚重機をソイルセメント３０１の揚重専用に設ける必要が無くなる。

（２．除去治具１）
図３は除去治具１を示す図である。図３（ａ）は、中空杭２の杭頭部に除去治具１が挿入された状態を、中空杭２の軸方向の断面で示したものである。図３（ｂ）は図３（ａ）の除去治具１を上から見た図、図３（ｃ）は除去治具１の水平方向の断面図である。図３（ａ）は図３（ｂ）の線Ａ－Ａによる断面を示したものであり、図３（ｃ）は図３（ａ）の線Ｂ－Ｂによる断面を示したものである。

除去治具１は、複数の筒状部１１、１２を内外に配置した構成を有する。筒状部１１、１２は円筒状であり、平面視で同心円状に配置される。除去治具１は、外側の筒状部１２が中空杭２の杭頭部の内周面に沿うようにして、中空杭２の杭頭部の内側に挿入される。これにより、中空杭２の杭頭部内が、平面視で複数の区画、すなわち、筒状部１１の内側の区画と、筒状部１１、１２の間の区画とに分割される。筒状部１１、１２には例えば紙管が用いられるが、これに限ることはない。

筒状部１１の内側には、骨組材１１０が取り付けられる。骨組材１１０は、筒状部１１の軸方向に沿って配置される軸部材１１１と、筒状部１１の杭底側の端部に配置される底部材１１２を有する。軸部材１１１、底部材１１２にはアングル材などの鋼材が用いられる。

軸部材１１１は筒状部１１の内面に設けられ、筒状部１１の周方向に間隔を空けて複数本配置される。本実施形態では、軸部材１１１が略等間隔（略90°間隔）で４本配置される。軸部材１１１の杭底側の端部には、水平板１１３が取り付けられる。水平板１１３の外側の端部は、軸部材１１１よりも外側に若干張り出しており、その張出部分の上に筒状部１１が載置される。水平板１１３は平面矩形状の小片であるが、これに限らず、水平板１１３を筒状部１１の周方向に沿ってリング状に設けることも可能である。

底部材１１２は、筒状部１１の内側において、平面視で十字状に配置される。十字状の底部材１１２の４つの端部は、それぞれ軸部材１１１の側面に固定される。底部材１１２の周囲には、ビニールシートなどの縁切り材１１４が巻き付けられる。

筒状部１２の内側にも骨組材１２０が取り付けられる。骨組材１２０は、前記の骨組材１１０と同様の構成を有する。すなわち、骨組材１２０は、前記の軸部材１１１、底部材１１２、水平板１１３、縁切り材１１４と同様の軸部材１２１、底部材１２２、水平板１２３、縁切り材１２４を有する。

筒状部１２の下端は筒状部１１の下端よりも深い位置に達しており、底部材１２２は、筒状部１１の底部材１１２よりも杭底側に位置する。この底部材１２２には、内側の筒状部１１の位置決めを行うための位置決め部材１２２１が設けられる。

位置決め部材１２２１は、筒状部１１の底部の平面位置を固定し、位置決めを行うための部材である。本実施形態では位置決め部材１２２１を鋼棒等の棒材とするが、これに限らない。鋼板等の板材などとすることも可能である。図３（ｃ）に示すように、位置決め部材１２２１は、十字状の底部材１２２の各辺において、底部材１２２の中心を挟んだ両側に取り付けられ、それぞれの取付位置から上方に延びるように配置される。

これらの位置決め部材１２２１は、図３（ｂ）に示すように、筒状部１１の十字状の底部材１１２の一方の辺（図３（ｂ）の縦辺）の両端部の反時計回り側、および、底部材１１２の他方の辺（図３（ｂ）の横辺）の両端部の時計回り側に配置される。これらの位置決め部材１２２１が底部材１１２に側方から当接することで、筒状部１１の底部材１１２の平面位置を固定でき、筒状部１１の底部の平面位置を固定することができる。

内側の筒状部１１の軸部材１１１、外側の筒状部１２の軸部材１２１の上端は、それぞれ筒状部１１、１２から上方に突出し、その突出部分には孔が設けられる。中空杭２の両側の軸部材１１１、１２１の当該孔に鉄筋などの鋼棒３０を通し、その鋼棒３０を、中空杭２の上端に設けられた金属製の端板２１に溶接等により固定することで、除去治具１が中空杭２に取り付けられ、杭周固定液３００ｂによる浮き上がりが防止される。

なお、図４に示すように、内側の筒状部１１の外面には緩衝材１１５が設けられ、緩衝材１１５の外面にはさらに縁切り材１１６が設けられる。緩衝材１１５にはエアクッションなどが用いられ、縁切り材１１６にはビニールシートなどが用いられる。これは外側の筒状部１２の外面においても同様であり、緩衝材と縁切り材がこの順に外側へと設けられる。緩衝材には、上記と同様、エアクッションなどが用いられ、縁切り材には土間フィルムなどが用いられる。この他、筒状部１１、１２の下縁を覆うようにビニールシートなどの縁切り材を設けることも可能である。

前記の図２（ｂ）、（ｃ）において、中空杭２の杭頭部のソイルセメント３０１を除去する際は、まず鋼棒３０を切断し、前記した軸部材１１１、１２１の孔から鋼棒３０を取り外す。その後、図５（ａ）に示すように、バックホウ４００の先端から垂下した線材Ｌを、前記の孔を利用して各軸部材１１１の上端に取り付け、図５（ｂ）に示すように筒状部１１を引き上げる。これにより、筒状部１１の内側の区画のソイルセメント３０１が、筒状部１１と同時に杭頭部から抜き取られる。

なお、前記の縁切り材１１４、１１６により、筒状部１１とその外側のソイルセメント３０１との縁、底部材１１２とその下方のソイルセメント３０１との縁はほぼ切られているが、筒状部１１の引き上げ時には、筒状部１１を左右に揺らすことで、残ったソイルセメント３０１との縁を切り、筒状部１１を好適に引き上げることができる。筒状部１１の外側の緩衝材１１５には、このような作業を可能とする目的もある。

その後、図５（ｃ）に示すように、外側の筒状部１２を内側の筒状部１１と同様に引き上げる。これにより、筒状部１１、１２の間の区画のソイルセメント３０１が、中空杭２の杭頭部から筒状部１２と同時に抜き取られ、杭頭部内のソイルセメント３０１が全て除去される。

以上説明したように、本実施形態によれば、前記の除去治具１を用いることで、中空杭２の杭頭部内を複数の区画に分割し、各区画のソイルセメント３０１を個々に抜き取ることが可能になる。これにより、抜き取りを行う個々のソイルセメント３０１が小型化、軽量化され、大口径の中空杭２の場合であっても小型の揚重機で対応可能になる。本実施形態のように、杭周辺の地盤の掘削に用いたバックホウ４００を利用することも可能になり、作業の大幅な合理化を実現できる。

また本実施形態の除去治具１は、同心円状に配置した筒状部１１、１２から構成することで、除去治具１の製作が簡単になり、ソイルセメント３０１の抜き取りも前記の手順で容易に行うことができる。

また本実施形態では、前記の位置決め部材１２２１により内側の筒状部１１の底部を位置決めし、当該筒状部１１の傾きを防いで鉛直性を確保できる。結果、内側の筒状部１１を抜き取ることが容易となる。

しかしながら、本発明が以上の実施形態に限られることはない。例えば本実施形態の中空杭２は鋼管コンクリート杭であるが、これに限らず、コンクリート杭であってもよい。

また、除去治具１の構成も上記に限らない。例えば図６（ａ）に模式的に示すように、除去治具１’の内側の筒状部１１を杭底に向かって縮径する逆円錐台状としてもよく、これにより筒状部１１とその内側のソイルセメント３０１が抜き取りやすくなる。

また除去治具１は筒状部１１、１２を内外に有するものに限ることもなく、杭頭部の内側を複数の区画に分割するものであればよい。例えば図６（ｂ）に模式的に示すように、除去治具１ａは、半円状の平面を有する筒状部１１ａ、１２ａを、平面視で横に並べて配置したものであってもよく、この場合も、除去治具１ａを杭頭部の内周面に沿って挿入し、筒状部１１ａ、１２ａを個々に抜き取ることで、各筒状部１１ａ、１２ａ内の区画のソイルセメント３０１を個々に抜き取ることができる。図６（ｂ）の例は杭頭部内を２つの区画に分割するものであるが、杭頭部内を３以上の区画に分割する構成とすることも可能である。

また図６（ｃ）に模式的に示すように、除去治具１ｂを、杭頭部の内周面に沿って配置される円筒状の筒体１３の内部を、仕切り１４によって区画した構成とすることも可能である。この場合も、仕切り１４を境にした左右の筒状部１３１により杭頭部内が複数の区画に分割され、各区画のソイルセメント３０１を個々に抜き取ることが可能である。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１’、１ａ、１ｂ：除去治具
２：中空杭
１１、１１ａ、１２、１２ａ、１３１：筒状部
１３：筒体
１４：仕切り
１１０、１２０：骨組材
１１１、１２１：軸部材
１１２、１２２：底部材
１１３、１２３：水平板
１１４、１１６、１２４：縁切り材
１１５：緩衝材
３００：セメントミルク
３０１：ソイルセメント
４００：バックホウ
１２２１：位置決め部材

Claims (6)

1. 硬化材による硬化物の除去に用いる除去治具を、中空杭の杭頭部の内周面に沿って予め挿入した状態で、前記中空杭を硬化材中に挿入する工程（ａ）と、
   前記杭頭部内の硬化物を除去する工程（ｂ）と、
   を有し、
   前記除去治具は、前記杭頭部内を平面視で複数の区画に分割する複数の筒状部を備え、
   前記工程（ｂ）において、複数の前記筒状部によって分割された各区画の硬化物が、個々に抜き取られることを特徴とする除去方法。
2. 複数の前記筒状部が平面視で同心円状に配置され、前記筒状部を内外の順に抜き取ることで、各区画の硬化物が個々に抜き取られることを特徴とする請求項１記載の除去方法。
3. 内側の前記筒状部は、杭底に向かって縮径することを特徴とする請求項２記載の除去方法。
4. 複数の前記筒状部が平面視で並べて配置され、複数の前記筒状部を個々に抜き取ることで、各区画の硬化物が個々に抜き取られることを特徴とする請求項１記載の除去方法。
5. それぞれの前記筒状部の内側に骨組材が取り付けられ、
   前記骨組材は、前記筒状部の杭底側の端部において、平面視で十字状に配置される底部材を有し、
   外側の前記筒状部の前記底部材に、内側の前記筒状部の前記底部材に側方から当接して内側の前記筒状部を位置決めする位置決め部材が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の除去方法。
6. 硬化材中に挿入される中空杭の杭頭部の内周面に沿って予め挿入し、前記杭頭部内の硬化材による硬化物の除去に用いる除去治具であって、
   前記杭頭部内を平面視で複数の区画に分割する複数の筒状部を備えることで、各区画の硬化物を個々に抜き取り可能としたことを特徴とする除去治具。

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