JP3124662U - ケーシングチューブ - Google Patents

Abstract

【課題】地中に場所打ちコンクリート杭を築造するケーシングチューブに関し、オールケーシング工法で築造される場所打ちコンクリート杭において、設計杭径に略等しい杭径以上の杭径を確保することができるケーシングチューブを提供する。
【解決手段】それぞれが４．５ｍｍの厚さを有する４枚の円弧板状鉄板２１が、ケーシングチューブ１０の下端近傍の外周１１に互いに間隔１２を空けて溶接されて、ケーシングチューブ１０の下端近傍の外径が増径されている。また、それぞれが６ｍｍの厚さを有する鉄板２３が各掘削刃物３１に溶接されて、刃先外径が設計杭径よりも大きくなるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本考案は、地中に場所打ちコンクリート杭を築造するケーシングチューブに関する。

従来より、建築物や構築物等を築造する場合に、地中に場所打ちコンクリート杭を築造する技術がある。このような技術として、下端に掘削刃物が備えられたケーシングチューブを掘削孔全長にわたって全周回転圧入あるいは揺動圧入すると共に、圧入されたケーシングチューブ内の土砂をハンマーグラブを用いて排土して立坑（掘削孔）を地盤に掘削し、その掘削孔内に籠状に組み立てられた鉄筋を挿入して配筋し、トレミー管等を用いてコンクリートを打設しつつケーシングチューブを引抜いて場所打ちコンクリート杭を築造する、いわゆるオールケーシング工法が知られている。

このようなオールケーシング工法に使用するケーシングチューブは、一般に、ケーシングチューブの下端に備えられた掘削刃物（カッティングエッジ）の刃先外径（カッタ径）が、設計杭径（杭口径）に等しい公称径となっている。また、そのケーシングチューブの掘削刃物以外の部分の外径は、掘削途中の地盤との摩擦を減少させるために、公称径に対して２０ｍｍ程度小さな値となっている（例えば、非特許文献１参照。）。

ここで、オールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径は、設計杭径と略等しくなることが好ましい。ところが、このようなケーシングチューブを使用するオールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径は、ケーシングチューブの特性や、地盤の種類や、地盤の状態や、オペレータの技術などといった各種要因によって、使用するケーシングチューブの公称径に対して±２０〜３０ｍｍの範囲で変動した杭径となる可能性があるとされている（例えば、非特許文献２参照。）。

例えば、揺動式のオールケーシング工法によって場所打ちコンクリート杭を築造する場合は、掘削孔全周にわたって公称径で掘削することは困難な場合がある。このような場合、ケーシングチューブの下端に備えられた掘削刃物によって杭周地盤に溝が形成されてケーシングチューブによる掘削面が歯車状となるおそれがある。その結果、築造された場所打ちコンクリート杭の外周形状が歯車形状となり、外周形状が歯車形状となった場所打ちコンクリート杭の小径部分において設計杭径が確保されないおそれがある。

また、例えば、オールケーシング工法においてケーシングチューブを引き抜くまではそのケーシングチューブが掘削孔の孔壁を保持しているものの、コンクリートを打設しつつケーシングチューブを引き抜いた際に、地中の土圧が、打設されたコンクリートが杭周地盤に与える圧力（以下、この圧力を側圧と称する）よりも小さい場合は、築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、設計杭径よりも大きな杭径となる。このような場合は設計杭径が確保されるために問題はないものの、コンクリートを打設しつつケーシングチューブを引き抜いた際に、地中の土圧が打設されたコンクリートの側圧よりも大きい場合は、築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、設計杭径よりも小さな杭径となってしまい、設計杭径が確保されないこととなる。

また、コンクリートを打設しつつケーシングチューブを引き抜いた際に、地中の土圧と打設されたコンクリートの側圧とが均衡状態を保つような場合であっても、杭周地盤が粘性土などからなるために掘削孔の孔壁が自立する場合は、ケーシングチューブを引き抜く際に、このケーシングチューブの下端に備えられた掘削刃物によって杭周地盤に溝が形成されてケーシングチューブによる掘削面が歯車状となるおそれがある。その結果、築造された場所打ちコンクリート杭の外周形状が歯車形状となり、外周形状が歯車形状となった場所打ちコンクリート杭の小径部分において設計杭径が確保されないおそれがある。

しかしながら、オールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、使用するケーシングチューブの公称径に対して変動した杭径となったとしても、変動量の定量的な評価は困難であるため、設計杭径は公称径とされている（例えば、非特許文献２参照。）。

そのため、設計杭径の算出に当たっては、オールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、使用するケーシングチューブの公称径に対して±２０〜３０ｍｍの範囲で変動した杭径となることが考慮されており、この範囲内で変動した杭径を有する場所打ちコンクリート杭は、強度的に問題ないとされている。
アタッチメント一覧表、「オールケーシング工法」、菱建基礎株式会社、２００４年２月、改−５００、ｐ２ 「道路橋示方書（Ｉ共通編・ＩＶ下部構造編）・同解説」、改訂版、社団法人日本道路協会、平成１４年３月７日、ｐ４２０、正誤表

ところが、地盤の種類や、地盤の状態や、オペレータの技術などといった要因によっては、オールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、使用するケーシングチューブの公称径に対して、すなわち設計杭径に対して±２０〜３０ｍｍを超える範囲で変動した杭径となる可能性があることも知られている。

オールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が設計杭径よりも３０ｍｍ以上太い杭径となる場合は、設計杭径以上の杭径が確保されていることから問題ないものの、その杭径が設計杭径よりも３０ｍｍ以上細い杭径となる場合は、築造された場所打ちコンクリート杭が強度不足のものとなるおそれがある。そのため、設計杭径よりも３０ｍｍ以上細い杭径を有する部分に、例えばコンクリートを新たに打ち直して補強するなどといった対策が必要となり、コストアップを招くこととなる。

本考案は、上記事情に鑑み、オールケーシング工法で築造される場所打ちコンクリート杭において、設計杭径に略等しい杭径以上の杭径を確保することができるケーシングチューブを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本考案のケーシングチューブは、地中に場所打ちコンクリート杭を築造するケーシングチューブにおいて、このケーシングチューブの下端近傍の外周にこのケーシングチューブの外径を増径する側壁増径部材を備えると共に、上記ケーシングチューブの下端の掘削刃物の刃先外径を上記側壁増径部材の外径よりも大きく形成したことを特徴とする。

本考案のケーシングチューブは、ケーシングチューブの下端近傍の外周にこのケーシングチューブの外径を増径する側壁増径部材を備えるものであるため、例えば、築造された場所打ちコンクリート杭の外周形状が歯車形状となるような場合であっても、この側壁増径部材により下端近傍の外径が、地盤状況などに応じて増径されたケーシングチューブを使用することによって、外周形状が歯車形状となった場所打ちコンクリート杭の小径部分において、設計杭径に略等しい杭径以上の杭径を確保することができる。

また、本考案のケーシングチューブは、ケーシングチューブの下端の掘削刃物の刃先外径を上記側壁増径部材の外径よりも大きく形成したものである。そのため、本考案のケーシングチューブが、例えば、地盤状況などに応じて、その刃先外径が上記側壁増径部材の外径よりも大きく形成されることによって、設計杭径よりも大きく形成された刃先外径を有するものであれば、このケーシングチューブを使用して築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、増径された掘削刃物の刃先外径に対して±２０〜３０ｍｍの範囲で変動した杭径になったとしても、設計杭径に略等しい杭径以上の杭径を確保することができる。

尚、本考案のケーシングチューブは、設計杭径に等しい刃先外径を有する掘削刃物を下端に備えた既存のケーシングチューブに対して、このケーシングチューブの下端近傍の外径や掘削刃物の刃先外径を増径することで実現可能なものであるため、ケーシングチューブを新たに製造する必要がなく、大幅なコストアップを招くことなく従来の問題点に対処できるといった利点がある。

ここで、上記本考案のケーシングチューブは、上記側壁増径部材が、複数枚の円弧板状鋼板を互いに間隔を空けて外周に溶接してなるものであることが好ましい。

このような好ましい形態によれば、例えば上記側壁増径部材が、鋼板を外周全周にわたって溶接してなるものと比較して、コストアップが抑制される。

さらに、このような好ましい形態によれば、オールケーシング工法における、コンクリートを打設しつつケーシングチューブを引抜く工程において、上記間隔により地盤との周辺摩擦力が低減されることとなるため、ケーシングチューブの引き抜きが困難となることが回避される。

また、上記本考案のケーシングチューブは、上記側壁増径部材が、溶接金属を外周に肉盛りしてなるものであってもよい。

本考案によれば、オールケーシング工法で築造される場所打ちコンクリート杭において、設計杭径に略等しい杭径以上の杭径を確保することができるケーシングチューブが提供される。

以下、本考案の実施の形態を説明するのに先立って、地中に場所打ちコンクリート杭を築造するケーシングチューブについての従来の技術の問題点について分析する。

図２は、従来のケーシングチューブ３０の正面図であり、図３は、図２に示すケーシングチューブ３０の上面図である。

図２，図３に示すケーシングチューブ３０は、地中に場所打ちコンクリート杭を築造するオールケーシング工法に使用するケーシングチューブであって、下端に複数の掘削刃物３１が備えられている。

このケーシングチューブ３０は、設計杭径が１２００ｍｍの杭径を有する場所打ちコンクリート杭を築造するために使用することを想定したものである。従って、下端に備えられた掘削刃物３１の刃先外径が、設計杭径に等しい１２００ｍｍとなっており、この１２００ｍｍがこのケーシングチューブ３０の公称径とされている。

また、このケーシングチューブ３０の掘削刃物３１以外の部分の外径は、掘削途中の地盤との摩擦を減少させるために、公称径（１２００ｍｍ）に対して２０ｍｍ小さな１１８０ｍｍとなっている。また、このケーシングチューブ３０の内径は１０９０ｍｍとなっている。

図４は、図２，図３に示すケーシングチューブ３０を使用して築造された場所打ちコンクリート杭４０の横断面図である。

図２，図３に示すケーシングチューブ３０を使用した、揺動式のオールケーシング工法によって場所打ちコンクリート杭を築造する場合、掘削孔全周にわたって公称径（１２００ｍｍ）で掘削することは困難な場合がある。このような場合、ケーシングチューブ３０の下端に備えられた掘削刃物３１によって杭周地盤に溝が形成されてケーシングチューブ３０による掘削面が歯車状となるおそれがある。その結果、図４に示すように、築造された場所打ちコンクリート杭４０の外周形状が歯車形状となり、外周形状が歯車形状となった場所打ちコンクリート杭４０の小径部分において設計杭径（１２００ｍｍ）が確保されないおそれがある。

図５，図６は、図２，図３に示すケーシングチューブ３０を使用したオールケーシング工法におけるケーシングチューブ３０を引き抜く工程の縦断面図である。

オールケーシング工法においてケーシングチューブ３０を引き抜くまではそのケーシングチューブ３０が掘削孔の孔壁を保持している。ところが、図５に示すように、コンクリート５０を打設しつつケーシングチューブ３０を地上に向かう矢印Ａ方向に引き抜いた際に、地中の土圧Ｐ１が、打設されたコンクリート５０が杭周地盤に与える圧力（以下、この圧力を側圧と称する）Ｐ２よりも小さい場合は、築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、設計杭径（１２００ｍｍ）よりも大きな杭径となる。

図５に示すような場合は設計杭径（１２００ｍｍ）が確保されるために問題はないものの、図６に示すように、コンクリート５０を打設しつつケーシングチューブ３０を地上に向かう矢印Ａ方向に引き抜いた際に、地中の土圧Ｐ１が打設されたコンクリート５０の側圧Ｐ２よりも大きい場合は、築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、設計杭径（１２００ｍｍ）よりも小さな杭径となってしまい、設計杭径（１２００ｍｍ）が確保されないこととなる。

また、コンクリート５０を打設しつつケーシングチューブ３０を引き抜いた際に、地中の土圧Ｐ１と打設されたコンクリート５０の側圧Ｐ２とが均衡状態を保つような場合（図示せず）であっても、杭周地盤が粘性土などからなるために掘削孔の孔壁が自立する場合は、ケーシングチューブ３０を引き抜く際に、このケーシングチューブ３０の下端に備えられた掘削刃物３１によって杭周地盤に溝が形成されてケーシングチューブ３０による掘削面が歯車状となるおそれがある。その結果、図４を参照して説明した例と同様に、築造された場所打ちコンクリート杭の外周形状が歯車形状となり、外周形状が歯車形状となった場所打ちコンクリート杭の小径部分において設計杭径（１２００ｍｍ）が確保されないおそれがある。

ここで、図２，図３に示す従来のケーシングチューブ３０を使用するオールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径は、ケーシングチューブの特性や、地盤の種類や、地盤の状態や、オペレータの技術などといった各種要因によって、使用するケーシングチューブ３０の公称径（１２００ｍｍ）に対して±２０〜３０ｍｍの範囲で変動した杭径となる可能性があるものの、変動量の定量的な評価は困難であるため、設計杭径は公称径（１２００ｍｍ）とされている。

ところが、例えば図４〜図６を参照して説明したような、地盤の種類や、地盤の状態や、オペレータの技術などといった要因によっては、オールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、使用するケーシングチューブの公称径（１２００ｍｍ）に対して、すなわち設計杭径（１２００ｍｍ）に対して±２０〜３０ｍｍを超える範囲で変動した杭径となる可能性があることも知られている。

オールケーシング工法で築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が設計杭径（１２００ｍｍ）よりも３０ｍｍ以上細い杭径となる場合は、築造された場所打ちコンクリート杭が強度不足のものとなるおそれがある。そのため、設計杭径（１２００ｍｍ）よりも３０ｍｍ以上細い杭径を有する部分に、例えばコンクリートを新たに打ち直して補強するなどといった対策が必要となり、コストアップを招くこととなる。

本考案は、このような従来の問題を解決したもので、以下、図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。

図１は、本考案のケーシングチューブの一実施形態が適用されたケーシングチューブ１０の正面図である。

図１に示すケーシングチューブ１０は、地中に場所打ちコンクリート杭を築造するオールケーシング工法に使用するケーシングチューブであって、下端に複数の掘削刃物３１が備えられている。

このケーシングチューブ１０は、設計杭径が１２００ｍｍの杭径を有する場所打ちコンクリート杭を築造するために使用することを想定したものである。

また、このケーシングチューブ１０は、図２，図３に示すケーシングチューブ３０に対して、下端近傍の外径および掘削刃物３１の刃先外径を増径してなるものである。また、このケーシングチューブ３０の内径は１０９０ｍｍとなっている。

掘削刃物３１以外の部分の外径が１１８０ｍｍのケーシングチューブ３０（図２，図３参照）に対する下端近傍の外径の増径にあたっては、図１に示すように、地盤状況などに応じて決定された、それぞれが４．５ｍｍの厚さを有する４枚の円弧板状鉄板２１が、ケーシングチューブ１０の下端近傍の外周１１に互いに間隔１２を空けて溶接され、下端近傍の外径が１１８９ｍｍとされている。この４枚の円弧板状鉄板２１は、本考案にいう側壁増径部材の一例に相当するものである。尚、ここでは、上記下端近傍の外径の増径にあたって、４枚の円弧板状鉄板２１が外周１１に溶接された例を挙げたが、例えば溶接金属が外周１１に肉盛りされることにより下端近傍の外径が増径されてもよい。

従って、例えば、築造された場所打ちコンクリート杭の外周形状が歯車形状となるような場合であっても、図１に示すように、４枚の円弧板状鉄板２１により下端近傍の外径が１１８０ｍｍから１１８９ｍｍに増径されたケーシングチューブ１０を使用することによって、外周形状が歯車形状となった場所打ちコンクリート杭の小径部分において、設計杭径（１２００ｍｍ）に略等しい杭径以上の杭径を確保することができる。

また、本実施形態のケーシングチューブ１０は、本考案にいう側壁増径部材が、鋼板を外周１１の全周にわたって溶接してなるものと比較して、コストアップが抑制される。

さらに、本実施形態のケーシングチューブ１０は、オールケーシング工法における、コンクリートを打設しつつケーシングチューブ１０を引抜く工程において、間隔１２により地盤との周辺摩擦力が低減されることとなるため、ケーシングチューブ１０の引き抜きが困難となることが回避される。

また、下端に備えられた掘削刃物３１の刃先外径が１２００ｍｍのケーシングチューブ３０（図２，図３参照）に対する刃先外径の増径にあたっては、図１に示すように、地盤状況などに応じて決定された、それぞれが６ｍｍの厚さを有する鉄板２３が各掘削刃物３１に溶接されて、その刃先外径が設計杭径（１２００ｍｍ）よりも大きな１２１２ｍｍとされている。尚、ここでは、上記刃先外径の増径にあたって、鉄板２３が各掘削刃物３１に溶接された例を挙げたが、例えば溶接金属が外周１１に肉盛りされることにより刃先外径が増径されてもよい。

従って、図１に示すケーシングチューブ１０を使用して築造された場所打ちコンクリート杭の杭径が、増径された掘削刃物の刃先外径に対して±２０〜３０ｍｍの範囲で変動した杭径になったとしても、設計杭径（１２００ｍｍ）に略等しい杭径以上の杭径を確保することができる。

また、本実施形態のケーシングチューブ１０は、設計杭径（１２００ｍｍ）に等しい刃先外径を有する掘削刃物３１を下端に備えた既存のケーシングチューブ３０に対して、下端近傍の外径や掘削刃物３１の刃先外径を増径してなるものであるため、ケーシングチューブを新たに製造する必要がなく、大幅なコストアップを招くことなく従来の問題点に対処できるといった利点がある。尚、既存のケーシングチューブが、長期にわたって使用されたものであって、このケーシングチューブの刃先が磨耗している場合、刃先外径の増径にあたっては、この磨耗量を考慮することが好ましい。

尚、本実施形態では、本考案にいう側壁増径部材が４枚の円弧板状鉄板である例について説明したが、本考案にいう側壁増径部材はこれに限られるものではなく、下端近傍の外径を増径するものであればよく、部材の種類や形状や枚数等は問わない。

また、本実施形態では、鉄板を各掘削刃物に溶接することによって刃先外径を本考案にいう側壁増径部材の外径よりも大きく形成した例について説明したが、本考案はこれに限られるものではなく、例えば各掘削刃物の取り付け角度を変更することによって刃先外径を側壁増径部材の外径よりも大きく形成してもよい。

また、本実施形態では、ケーシングチューブの下端近傍の外径が９ｍｍ増径されると共に刃先外径が設計杭径（１２００ｍｍ）よりも１２ｍｍ大きくなるように形成されたケーシングチューブの例について説明したが、本考案のケーシングチューブはこれに限られるものではなく、地盤状況などに応じて、ケーシングチューブの下端近傍の外周にこのケーシングチューブの外径を増径する側壁増径部材を備えると共に、そのケーシングチューブの下端の掘削刃物の刃先外径をその側壁増径部材の外径よりも大きく形成したものであればよい。

本考案のケーシングチューブの一実施形態が適用されたケーシングチューブの正面図である。 従来のケーシングチューブの正面図である。 図２に示すケーシングチューブの上面図である。 図２，図３に示すケーシングチューブを使用して築造された場所打ちコンクリート杭の横断面図である。 図２，図３に示すケーシングチューブを使用したオールケーシング工法におけるケーシングチューブを引き抜く工程の縦断面図である。 図２，図３に示すケーシングチューブを使用したオールケーシング工法におけるケーシングチューブを引き抜く工程の縦断面図である。

符号の説明

１０，３０ ケーシングチューブ
１１ 外周
１２ 間隔
２１ 円弧板状鉄板
２３ 鉄板
３１ 掘削刃物
４０ 場所打ちコンクリート杭
５０ コンクリート

Claims (3)

1. 地中に場所打ちコンクリート杭を築造するケーシングチューブにおいて、該ケーシングチューブの下端近傍の外周に該ケーシングチューブの外径を増径する側壁増径部材を備えると共に、前記ケーシングチューブの下端の掘削刃物の刃先外径を前記側壁増径部材の外径よりも大きく形成したことを特徴とするケーシングチューブ。
2. 前記側壁増径部材が、複数枚の円弧板状鋼板を互いに間隔を空けて外周に溶接してなるものであることを特徴とする請求項１記載のケーシングチューブ。
3. 前記側壁増径部材が、溶接金属を外周に肉盛りしてなるものであることを特徴とする請求項１記載のケーシングチューブ。

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