JP2787370B2 - 高耐力場所打ちコンクリート杭等の施工方法 - Google Patents

高耐力場所打ちコンクリート杭等の施工方法

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、場所打ちコンクリート杭や鋼管杭、埋め
込み杭(既製杭)、あるいは連続地中壁など(以下これ
らを総称して場所打ちコンクリート杭等と云う)の先端
支持力を増大する目的で実施される高耐力場所打ちコン
クリート杭等の施工方法に関する。
従来の技術 場所打ちコンクリート杭等の構築に於いては、削孔に
伴う孔底地盤の緩み(応力解放)が原因で、先端支持力
が意外に低いことが問題とされている。
そこで従来、例えば特公昭60−58335号公報に記載さ
れた杭先端処理法は、削孔した杭孔中へ、先端にシュー
ブロックを付設した既製管杭体を挿入し、まずシューブ
ロックを押し込んで孔底地盤を締め固め、しかる後にシ
ューブロックの上にコンクリート等を打設し杭を構築す
る内容になっている。
また、特開昭63−312419号公報に記載された高耐力場
所打ちコンクリート杭の施工法は、杭孔を掘削し、締め
固め杭を付設した鉄筋かごを杭孔の孔底部へ設置し、杭
躯体のコンクリートを打設し、このコンクリートが強度
を発現した後に、締め固め杭を孔底地盤(支持層)へ圧
入する内容になっている。
本発明が解決しようとする課題 上述した従来公知の杭先端処理法または杭の施工方法
は、いずれも締め固め杭を支持層へ圧入する際の大きな
反力を、地上の重機類によって用意しなければならない
構成なので、非常に大形の重機を用意する必要がある。
そのため多くの費用が掛かるとともに、締め固め杭の圧
入操作も面倒で手間がかかる欠点があり、解決するべき
課題になっている。
課題を解決するための手段 (第1〜3の発明) 上記従来技術の課題を解決するための手段として、こ
の発明に係る高耐力場所打ちコンクリート杭の施工方法
は、図面の第1図〜第8図に実施例を示したとおり、 杭孔1を掘削し、杭孔底部1aにピストンシリンダ型の
締め固め杭圧入装置3を下向きに設置し、その上に鉄筋
かご4を設置し、孔躯体のコンクリート5を打設し養生
する段階と、 杭躯体のコンクリート5が強度を発現したのちに、同
杭躯体を反力として締め固め杭圧入装置3を駆動して締
め固め杭6を支持層7に圧入させる段階と、 より成ることを特徴とする。
本発明に係る高耐力場所打ちコンクリート杭の施工方
法において、締め固め杭圧入装置3は、ピストンとして
締め固め杭6が下向きに装着され下端面を開封可能に閉
じられた1乃至複数本のシリンダ8から成り、複数本の
シリンダ8…はフレーム9により所定の配置で一体的に
連結され、シリンダ8の上部にはセメントミルク注入用
ホース10とエアー抜き用ホース11とが接続され、各ホー
ス10と11には開閉弁10a、11aが付設された構成である
(第4、5図)。地上のグラウトポンプによりセメント
ミルク注入用ホース10を通じてシリンダ8にセメントミ
ルク13を注入し、エアー抜き用ホース11からセメントミ
ルクが噴き出した時点でその開閉弁11aを閉じ、その後
セメントミルクの注入圧を大きくして締め固め杭6をシ
リンダ8から突き出させ支持層7に圧入すること、 そして、鉄筋かご4の下端部に締め固め杭圧入装置3
を一体的に取り付け、鉄筋かご4と共に締め固め杭圧入
装置3を杭孔底部1aに設置すること、 もそれぞれ特徴とする。
(第4の発明) また、本発明に係る高耐力埋め込み杭の施工方法は、
杭孔21を掘削すると共に予め先端部にピストンシリンダ
型の締め固め杭圧入装置3を下向きに設置した中空構造
の既製杭(鋼管杭を含む)22を前記杭孔21の中へ建て込
み、同既製杭22の中空部22a内にコンクリート23を打設
し養生する段階と、 前記のコンクリート23が強度を発現したのちに同既製
杭22を反力として締め固め杭圧入装置3を駆動し締め固
め杭6を支持層7に圧入させる段階と、 より成ることを特徴とする(第9図A、B)。
(第5の発明) さらに、本発明に係る高耐力連続地中壁の施工方法
は、壁用溝31を掘削し、その溝底部31aにピストンシリ
ンダ型の締め固め杭圧入装置3を下向きに設置し、その
上に鉄筋かご32を設置し、壁躯体のコンクリート33を打
設し養生する段階と、 壁躯体のコンクリート33が強度を発現したのちに同壁
躯体を反力として締め固め杭圧入装置3を駆動し締め固
め杭6を支持層7に圧入させる段階と、 より成ることを特徴とする(第10図)。
作用 杭躯体のコンクリート5が強度を発現し、あるいは既
製杭22の中空部22a内に打設したコンクリート23が強度
を発現し、又は壁躯体のコンクリート33が強度を発現す
ると、それぞれの杭体や壁体の重量及び地盤2との摩擦
力が、締め固め杭圧入装置3の駆動に必要十分な大きさ
の反力を提供する。と同時に、杭躯体のコンクリート5
の重量は予め杭孔底部1aの地盤(支持層7)を押し固め
ることにも寄与する。
締固め杭圧入装置3は、セメントミルク注入用ホース
10を通じて注入したセメントミルク13の圧力を締固め杭
6に作用させ、ピストンの如くにシリンダ8から押し出
して支持層7の中へ圧入する。
掘削により緩んだ杭孔底部1a等の地盤(支持層7)
は、締固め杭6が圧入されるのに伴い、その体積分だけ
締め固められ、先端支持力が増大して高耐力の杭等を施
工できる。
実 施 例 次に、図示した本発明の実施例を説明する。
まず第1図〜第6図は、高耐力場所打ちコンクリート
杭の施工方法の枢要な工程図を示している。第1図は、
地盤2中に支持層7にまで達する杭孔1を掘削した段階
を示し、第2図は杭孔底部1aにピストンシリンダ型の締
め固め杭圧入装置3を下向きに設置し、更にその上に杭
用の鉄筋かご4を設置した段階を示している。
締め固め杭圧入装置3は、第4図のように、一種のピ
ストンの如き締め固め杭6が下向きに装着され、しかも
下端面を締め固め杭6によって開封可能に閉じられたシ
リンダ8を主要部として構成されている。シリンダ8は
1本だけの構成で実施される場合もあるが、通常は杭孔
1の杭孔底部1aの広さ、形状に応じて、例えば第7図の
ように7本ぐらいのシリンダ8…を等配すると共に各シ
リンダ8…は鋼棒又はアングルの如きフレーム9によっ
て一体的に連結(剛結)した構成とされている。締め固
め杭6の外周面にはOリング12が取り付けられている。
各シリンダ8の上部(締め固め杭6の上部室)には、第
4、5図に示したようにセメントミルク注入用ホース10
と、エアー抜き用ホース11とが各々対として接続され、
各ホース10と11には地上に出た位置に開閉弁10a、11aが
付設されている。多数本のセメントミルク注入用ホース
10…とエアー抜き用ホース11…は、第7図のように各々
束ねた状態で地上に配設され、セメントミルク注入用ホ
ース10には地上において図示を省略したグラウトポンプ
が接続され、セメントミルクの注入を可能ならしめてい
る。
なお、締め固め杭圧入装置3と鉄筋かご4の設置は、
上述したように別々に行なうやり方の他に、第8図のよ
うに鉄筋かご4の下端部に例えばフレーム9を溶接する
か又は結束する等の方法で一体的に取り付け、鉄筋かご
4と共に締め固め杭圧入装置3を杭孔1の杭孔底部1aに
設置するやり方を実施することもできる。この場合、ホ
ース10、11の代わりに鋼製パイプを使用し、そのパイプ
は鉄筋と同様な補強材に利用することもできる。
次に、第3図は、杭孔1の中に杭躯体のコンクリート
5を打設した段階を示している。
第4図は、前記杭躯体のコンクリート5の中に埋め殺
しにされたシリンダ8とその中の締め固め杭6が未だ圧
入される前の状態を示している。第5図は、前記杭躯体
のコンクリート5が養生により相当な強度を発現した後
に、締め固め杭圧入装置3を駆動して締め固め杭6を杭
孔底部1aたる支持層7の中へ所定の深さまで圧入した段
階を示している。そのやり方としては、地上に配設され
たセメントミルク注入用ホース10に図示を省略したグラ
ウトポンプを接続し、セメントミルク13を注入する。セ
メントミルク注入用ホース10を通じてシリンダ8内に到
達したセメントミルク13は、勿論締め固め杭6の上端面
(受圧面)にも作用するが、その圧入抵抗が大きいた
め、とりあえずは抵抗の小さいエアー抜き用ホース11の
方へ逆流してゆき、遂には同エアー抜き用ホース11の先
端から噴き出すに至る。これでシリンダ8内のエアー抜
きが完了したことになるので、この時点で開閉弁11aを
完全に閉じる。しかる後にセメントミルク13の注入圧を
大きくしてその注入圧でシリンダ8内の締め固め杭6を
シリンダ8から強力に押し出させ、支持層7の中へ圧入
する。このときシリンダ8は杭躯体として既に硬化した
コンクリート5によって十分に大きな反力を与えられ
る。締め固め杭6が所定の圧入長さに到達した時点で開
閉弁10aを閉じ、セメントミルク13の硬化を待つ。
第6図は、全ての締め固め杭6…が支持層7の中へ圧
入され、シリンダ8内のセメントミルク13が硬化し、先
端支持力を高められた高耐力場所打ちコンクリート杭が
完成した状態を示している。本発明のこうした施工方法
によれば、杭躯体のコンクリート5が打設され、その載
荷重を受けて押し固められた杭孔底部1aの支持層7に更
に締め固め杭6が圧入されるので、支持層7の締め固め
度は一層高められ、先端支持力の増大の実効性が大きい
のである。
第2の実施例 第9図A、Bは、高耐力埋め込み杭の施工状態を示し
ている。第9図Aは、小径の埋め込み杭の場合であり、
締め固め杭6が1本だけ使用された実施例である。第9
図Bは、大径の埋め込み杭の場合であり、締め固め杭6
は第9図Cのように合計3本(本数、配置は図示例の限
りではな。)使用された実施例をそれぞれ示している。
いずれの実施例においても、締め固め杭6を内蔵した
シリンダ8から成る締め固め杭圧入装置3は中空構造の
既製杭22における中空部22a内の先端部に下向きに設置
されている。この既設杭22を杭孔21の中へ建て込み、既
製杭22の中空部22a内にセメントミルク23(又はコンク
リート)を打設し養生を行なって締め固め杭圧入装置3
と既製杭22との一体化が行なわれる。前記のセメントミ
ルク23が強度を発現した後に、同既製杭22を反力として
締め固め杭圧入装置3を駆動し締め固め杭6を支持層7
へ圧入する工程は、上記第1実施例と共通する。なお、
図示の既製杭22はプレキヤストコンクリート杭である
が、鋼管杭を使用することも可能である。
第3の実施例 第10図は、高耐力連続地中壁の施工状態を示したもの
である。通例の連続地中壁施工法と同様、地盤2に矩形
(又はその他の形状でも可)の壁用溝31を掘削するので
あるが、その溝底部31aに上述した構成の締め固め杭圧
入装置3が下向きに設置される。さらにその上に壁用の
鉄筋かご32が設置され、その後に壁躯体のコンクリート
33を打設し養生が行なわれる。かくして壁躯体のコンク
リート33が十分な強度を発現したのちに、同壁躯体を反
力として締め固め杭圧入装置3を駆動し、締め固め杭6
を溝底部の支持層7へ圧入させるのである。
本発明が奏する効果 本発明に係る高耐力場所打ちコンクリート杭等の施工
方法によれば、場所打ちコンクリート杭又は、埋込み
杭、又は連続地中壁(基礎等)の先端支持力を効果的に
増大せしめて高耐力構造物を提供する。と同時に、地上
には端的に云えばグラウトポンプを用意するだけの設備
で足り、簡単に能率よく実施でき、施工工期の短縮と工
費の低減にも貢献するのである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は高耐力場所打ちコンクリート杭の施工
方法の枢要な工程を順に示した断面図、第7図は締め固
め杭圧入装置の一実施例を示した斜視図、第8図は締め
固め杭圧入装置と鉄筋かごとの関係を示した斜視図、第
9図A、Bは、高耐力埋め込み杭の異なる実施例の施工
図、第9図Cは第9図BのIX−IX線断面図、第10図は高
耐力地中連続壁の施工状態を示した斜視図である。 1……杭孔、1a……杭孔底部 3……締め固め杭圧入装置、4……鉄筋かご 5……杭躯体のコンクリート、6……締め固め杭 7……支持層、8……シリンダ 9……フレーム 10……セメントミルク注入用ホース 11……エアー抜き用ホース 10a、11a……開閉弁 21……杭孔、22……既製杭 23……コンクリート、31……壁用溝 31a……溝底部、32……鉄筋かご 33……壁躯体のコンクリート
フロントページの続き (72)発明者 加倉井 正昭 東京都江東区南砂2丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02D 5/20 E02D 5/34

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】杭孔を掘削し、杭孔底部にピストンシリン
    ダ型の締め固め杭圧入装置を下向きに設置し、その上に
    鉄筋かごを設置し、杭躯体のコンクリートを打設し養生
    する段階と、 杭躯体のコンクリートが強度を発現したのちに同杭躯体
    を反力として締め固め杭圧入装置を駆動し締め固め杭を
    支持層に圧入させる段階と、 より成ることを特徴とする高耐力場所打ちコンクリート
    杭の施工方法。
  2. 【請求項2】締め固め杭圧入装置は、ピストンとして締
    め固め杭が下向きに装着され下端面を開封可能に閉じら
    れた1乃至複数本のシリンダから成り、複数本のシリン
    ダはフレームにより所定の配置で一体的に連結され、シ
    リンダの上部にはセメントミルク注入用ホースとエアー
    抜き用ホースとが接続され、各ホースには開閉弁が付設
    された構成であり、地上のグラウトポンプによりセメン
    トミルク注入用ホースを通じてセメントミルクを注入
    し、エアー抜き用ホースからセメントミルクが噴き出し
    た時点でその開閉弁を閉じ、その後セメントミルクの注
    入圧を大きくして締め固め杭をシリンダから突き出させ
    支持層に圧入することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載した高耐力場所打ちコンクリート杭の施工方
    法。
  3. 【請求項3】鉄筋かごの下端部に締め固め杭圧入装置を
    一体的に取り付け、鉄筋かごと共に締め固め杭圧入装置
    を杭孔底部に設置することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項又は第2項に記載した高耐力場所打ちコンクリー
    ト杭の施工方法。
  4. 【請求項4】杭孔を掘削すると共に予め先端部にピスト
    ンシリンダ型の締め固め杭圧入装置を下向きに設置した
    中空構造の既製杭を前記杭孔中へ建て込み、既製杭の中
    空部にコンクリートを打設し養生する段階と、 前記のコンクリートが強度を発現したのちに同既製杭を
    反力として締め固め杭圧入装置を駆動し締め固め杭を支
    持層に圧入させる段階と、 より成ることを特徴とする高耐力埋め込み杭の施工方
    法。
  5. 【請求項5】壁用溝を掘削し、その溝底部にピストンシ
    リンダ型の締め固め杭圧入装置を下向きに設置し、その
    上に鉄筋かごを設置し、壁躯体のコンクリートを打設し
    養生する段階と、 壁躯体のコンクリートが強度を発現したのちに同壁躯体
    を反力として締め固め杭圧入装置を駆動し締め固め杭を
    支持層に圧入させる段階と、 より成ることを特徴とする高耐力連続地中壁の施工方
    法。
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