JP3829635B2 - 鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法に関し、特に杭の内部に鉄筋籠をスラリーの撹拌・混合と同時に埋設する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
深層混合処理工法における地盤改良体を杭として使用する場合、従来は、同時埋設鋼管杭(ガンテツパイル)に代表されるように、改良体中に埋設される部材としては、剛性が高く、比較的貫入に問題の少ない鋼管、リブ付鋼管、或いは鉄骨などが採用されている。
【0003】
一方、前記鋼管やリブ付鋼管、鉄骨を併用すると、施工単価が高くなり、深層混合攪拌体の特徴である安価であるというメリットが減殺されるという問題があった。これらの部材に換えて鉄筋籠を採用できれば、基礎杭などにおける施工単価が安価になるのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現実的には、鉄筋籠は、そのものの剛性が低く、形状が複雑なことから、混合攪拌体への挿入が難しかった。つまり粘度の比較的大きなまだ固まらない地盤改良体の中に鉄筋籠を挿入しようとしても、それ単独では重量が少なく抵抗が大きいために挿入困難となったり、鉄筋のかぶりの確保に問題が生ずるものであるため、現実的には鉄筋籠を単独で用いることはなかった。
【0005】
本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的は、鉄筋籠の杭(ソイルセメント杭)体内への埋設を可能とした鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法は、地盤中を攪拌しつつセメントミルク等のスラリーを吐出混合して杭体を造成する方法において、掘削及び攪拌用のロッドの周囲に、鋼管と鉄筋籠とを同心状に配置して、前記鉄筋籠の底部に設けた反力板に前記鋼管の下端を当接させることにより、前記鋼管の下降時に該鋼管と前記鉄筋籠との一体下降を可能とするとともに、前記鋼管の上昇時に該鋼管と前記鉄筋籠との共上がりを防止し、前記ロッドにより前記地盤を掘削しながら攪拌しつつ、前記鋼管の埋設動作に伴い前記鉄筋籠を杭体内に同時に埋設し、次いで、前記ロッド及び前記鋼管のみを地上部に引き上げることにより、前記鉄筋籠を杭体内に残置することを特徴とする。
本発明による鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法によれば、鉄筋籠そのものの剛性がなくても、鋼管の貫入動作によって鉄筋籠を強制的に杭体内に貫入することが可能となり、混合処理による杭体内への鉄筋籠の同時埋設が可能となる。
また、鉄筋籠の底部の反力板により、貫入時には鋼管の貫入力によって鉄筋籠が引かれて鋼管と同時に貫入され、引抜き時には、反力板の引抜き抵抗によって鉄筋籠の共上がり現象を抑えられることになる。
【0007】
また、本発明の請求項2に係る鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法は、請求項1に記載の鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法であって、前記鉄筋籠と前記鋼管との間には、両者の相対的すべりを確保するとともに、両者を同心状に保持するためのローラガイド機能を有する複数のスペーサが設けられていることを特徴とする。
本発明による鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法によれば、鋼管と鉄筋籠との同心度を確保した状態で両者の相対的なすべりが可能となるので、鋼管の建込み精度に応じて鉄筋籠を精度良く杭体内に位置決めすることが可能となるとともに、鋼管の引抜き時における鉄筋籠の共上がり現象を抑えることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図1,2は本発明を外周鉄筋籠方式として適用した第一の実施の形態を説明するもので、図1は本発明工法を実施するための装置構成を示し、図2は同施工手順を示すものである。図1において、1は深層混合処理のための施工装置、2はクローラクレーンであり、クレーン2の先端に吊下げた鋼管3および鋼管3の外周に配置された鉄筋籠4を前記施工装置1側に受渡す。符号5はスラリー製造プラントであり、同じく施工装置1側にここで製造されたスラリーを順次輸送する。さらに符号6は、残土処理用のバックホウである。
【0010】
これらはいずれも従来の鋼管を一体化した杭体の造成に使用される重機類であり、工法的にも類似するが、従来と異なる点は、前記鋼管3を鉄筋籠と共に一旦建込み後、鋼管3のみを引き上げ、鉄筋籠4のみを杭体内部に残置することにある。
【0011】
施工装置1は、ベースマシン7の先端にリーダ8を立設し、リーダ8の上部に配置されたヘッド10から垂設された掘削および攪拌用のロッド9を回転させつつ地盤E内に貫入させる装置であり、ロッド9の周囲には鋼管3および鉄筋籠4が配置されている。
【0012】
ロッド9の先端には、図1の円A内の部分を拡大して示すように、掘削翼9a,攪拌翼9bが配置されている。いずれの翼とも下降方向にある場合には水平に展開され、上昇時には折り畳まれて縮径される。
【0013】
ヘッド10には符号を省略するが、ロッド9の回転用モータ、鋼管3およびロッド9の下降動作用の油圧シリンダなどが配置されている。また、ロッド9の上端はスイベルジョイントなどを介して、前記製造プラント5で製造されたスラリーが供給され、ロッド9の中空内部を通じて先端に形成された吐出孔9cより地盤中に吐出する。
【0014】
鋼管3の外周と鉄筋籠4との間には、図1の円B内の部分を拡大して示すように、例えばローラガイド機能を有する複数のスペーサ11が配置され、鋼管3と鉄筋籠4の同心度を確保すると同時に相対的なすべりを可能としている。鉄筋籠3の外周部はリーダ8に昇降可能に取付けられたスライド金具12にチャックされ、鋼管3の建て込み速度に同期して順次下降するようになっている。
【0015】
さらに、鉄筋籠4の底面内周には図2に示すように、鋼管3の下降時に鉄筋籠4の一体下降を可能とするとともに、上昇時の共上がりを防止するための反力板15が一体化され、この反力板15に鋼管3の底面を鉄筋籠4の底部に設置している。従って、下降および貫入作業時においては、鋼管3と鉄筋籠4とは一体性をもって下降し、鋼管3の上昇時には鉄筋籠4から縁切りされる。
【0016】
以上の構成において、図1に示す建て込み準備状態から建て込み作業を開始すると、図2(a)に示すように先ずロッド9の先端が地盤E内に貫入され、これの回転により地盤を掘削攪拌しつつ、その先端よりスラリーのミルクを吐出し、これに混合することで地盤E中に改良された杭体16を造成する。
【0017】
次いで、(b)に示すように、鋼管3および鉄筋籠4が地盤中に貫入される。このとき鉄筋籠4自体の全体剛性は鋼管3に比べて小さいが、その縦筋の引張り強度は十分にあり、反力板15を介して鋼管3に引張られる形で、共に地盤E中に貫入される。
【0018】
最初の鋼管3および鉄筋籠4の上端が地表面に露出する程度にまで地盤中に建て込まれたなら、スライド金具12のチャックを解き、次いでクローラクレーン2より次の鋼管3および鉄筋籠4の対が図1のごとく施工装置1にセットされる。そして最初の鋼管3に対する次の鋼管3の継手部分を連結し、同じく鉄筋籠4同士も連結される。
【0019】
なお、鋼管3同士の連結方式としては、公知のねじ込み式或はボルト結合方式のいずれでも良い。また、鉄筋籠4同士の連結方式としては、公知の溶接、スリーブ継手などの機械的連結方式のいずれであっても良い。
【0020】
以下同様にして次々と鋼管3および鉄筋籠4の対を継足しつつ、杭体16を造成することで、杭体16の先端は、(c)に示すように、支持地盤E’に到達し、杭体16の造成作業を完了する。
【0021】
その後は、ロッド9を引上げると、(d)に示すように、各翼は折畳まれて縮径し、鋼管3内を引上げることができる。また、この引上げ動作に連動して、(e)に示すように、鋼管3も順次引上げつつ地表部で次々と継手部を切り離せば、個々の鋼管3に分離する。この鋼管3は、洗浄後、次の造成作業に転用可能である。
【0022】
そして、鋼管3の引上げ作業時には鉄筋籠4も共上がりしようとするが、最低部における反力板15の引抜き抵抗と、鉄筋籠4に多段に設けた横筋の内外にソイルセメントが回り込むことによる引抜き抵抗は極めて大きいため、結果として鉄筋籠4は杭体16に残置され、その後はソイルセメントの硬化によって杭体16内に一体化される。
【0023】
以上の実施形態では、鋼管3の外径に対して、大径の鉄筋籠4を用いるため、鋼管3の径が一定である場合に、比較的大口径の杭体の造成に好適である。
【0024】
次に、図3は本発明の第二の実施の形態を示すものである。本実施形態においては、鉄筋4が鋼管3の内側に配置され、反力板15が鉄筋4の底部の外向きに配置されることで鋼管3の底部を支持する形状となっており、また鉄筋4の上部は鋼管3の上部内側に適宜の仮固定手段で連結されているほかは前記第一の実施の形態とほぼ同様である。なお、当然ながら、スペーサは鉄筋籠4の外周側に配置され、ロッド9の取付けられた各翼の折畳み状態では鉄筋籠4の内径より小さな径となる。
【0025】
さらに、この実施形態における施工手順も第一実施形態と同様に図3(a)〜(e)に示すように、杭体16を造成しつつ鋼管3および鉄筋籠4を順次継ぎながら建て込み、その後ロッド9および鋼管3を引き上げ、鉄筋籠4を杭体16中に残置する。
【0026】
従って、本実施形態では鋼管の径を一定とした場合、小口径の杭体16を造成する上で好適である。ただし、本実施形態では、鉄筋籠4が鋼管3の内側に位置しているので、鉄筋籠4の接合にあたって鋼管3が邪魔になるため、挿入時の上部に位置する鋼管3を1ピースだけ短い取り外し可能な短ピース鋼管としておき、それを取り外して鉄筋籠4の継ぎ足し部を露出して新たな鉄筋籠4を継ぎ足した後、取り外した短ピース鋼管を鋼管の上部に再びセットすることにより、鉄筋籠4のジョイントを容易にすることができる。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明の請求項1に記載の鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法によれば、鉄筋籠そのものの剛性がなくても、鋼管の貫入動作によって鉄筋籠を強制的に杭体内に貫入することが可能となるので、混合処理による杭体内への鉄筋籠の同時埋設が可能となる。
また、鉄筋籠の底部の反力板により、貫入時には鋼管の貫入力によって鉄筋籠が引かれて鋼管と同時に貫入され、引抜き時には、反力板の引抜き抵抗によって鉄筋籠の共上がり現象を抑えられることになるので、確実に鉄筋籠のみを杭体内に埋設させることができる。
さらに、本発明の請求項2に記載の鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法によれば、ガイドローラ機能を有する複数のスペーサにより、鋼管と鉄筋籠との同心度を確保した状態で両者の相対的なすべりが可能となるので、鋼管の建込み精度に応じて鉄筋籠を精度良く杭体内に位置決めすることが可能となるとともに、鋼管の引抜き時における鉄筋籠の共上がり現象を抑えることができることになり、確実に杭体内へ鉄筋籠のみを埋設させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態による装置構成を示すA,Bの一部拡大部分を含む説明図である。
【図2】(a)〜(e)は同建て込み手順を示す断面説明図である。
【図3】(a)〜(e)は本発明の第一実施形態による建て込み手順を示す断面説明図である。
【符号の説明】
1 施工装置
3 鋼管
4 鉄筋籠
9 掘削および攪拌用ロッド
12 スペーサ
15 反力板
Claims (2)
- 地盤中を攪拌しつつセメントミルク等のスラリーを吐出混合して杭体を造成する方法において、
掘削及び攪拌用のロッドの周囲に、鋼管と鉄筋籠とを同心状に配置して、前記鉄筋籠の底部に設けた反力板に前記鋼管の下端を当接させることにより、前記鋼管の下降時に該鋼管と前記鉄筋籠との一体下降を可能とするとともに、前記鋼管の上昇時に該鋼管と前記鉄筋籠との共上がりを防止し、
前記ロッドにより前記地盤を掘削しながら攪拌しつつ、前記鋼管の埋設動作に伴い前記鉄筋籠を杭体内に同時に埋設し、次いで、前記ロッド及び前記鋼管のみを地上部に引き上げることにより、前記鉄筋籠を杭体内に残置することを特徴とする鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法。 - 前記鉄筋籠と前記鋼管との間には、両者の相対的すべりを確保するとともに、両者を同心状に保持するためのローラガイド機能を有する複数のスペーサが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の鉄筋籠入り深層混合処理杭の造成方法。
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