JP3886704B2 - 硬化性材料が流入する杭頭に空間を形成する方法及びこれに用いる空間形成具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、硬化性材料が流入する杭頭に空間を形成する方法及びこれに用いる空間形成具に関し、さらに詳細には、プレボーリング工法による既製杭の施工中、杭内部に流入する硬化性材料を外部に排出しつつ、杭頭内に配筋のための空間を形成する方法及び空間形成具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既製杭の施工方法の１つとして、予め掘削した杭孔に既製杭を建て込むプレボーリング工法が知られている。このプレボーリング工法においては、一般に、杭孔に建て込まれた既製杭はセメントミルク等の充填液を介して地盤と一体化される。
【０００３】
プレボーリング工法に属する工法として、オーガによる杭孔の掘削後、削孔内の掘削土砂にセメントミルクを注入し、混合攪拌してソイルセメントを作成し、これを充填材料とする工法が開発されている。この工法によれば、掘削による排土量が少なく、産業廃棄物の発生を抑えることができるという利点がある。このような、ソイルセメントで満たされた杭孔に建て込まれる既製杭には、通常、杭の建て込み及び定着をし易くし、また排土量を減らすために先端開放杭が使用される。
【０００４】
先端開放杭の場合は、杭孔への建て込みにより杭内部にソイルセメントが流入し、杭内部がソイルセメントで満たされるので、その溢出量は少ない。しかしながら、先端開放杭の場合も、別な問題が生じる。それは、杭頭処理、すなわち杭内部が硬化したソイルセメントで充填された状態にあるため、構造物基礎と連結する配筋のための空間を杭頭内部に形成しなければならないという問題である。
【０００５】
従来、杭頭に配筋のための空間を形成する技術は、いくつか提案されている。例えば、特開平１１−１９２３号には筒体の外周に筒状袋体あるいは上下２つの環状袋体を装着し、袋体を膨張させて杭頭内周に密着させる技術が開示されている。この技術によれば、杭の建て込みにより杭内部に流入する硬化性材料を筒体を通して外部に排出し、硬化性材料の硬化後は袋体を撤去し、さらに筒体内部に詰まった硬化性材料を筒体とともに除去することにより、杭頭に空間が形成される。また、筒体に詰まった硬化性材料の除去をし易くするために、筒体を鉄筋で作るという技術が、特開平２０００−５４３７３号に開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術においては、いずれも膨張性の袋体に流体を供給することによって筒体と杭内周との間を閉塞している。このため、袋体に流体を供給するための設備を要し、施工時には流体を供給して袋体を膨張させるという時間のかかる事前準備工程が必要となる。したがって、袋体の撤去にも同様に手間を要することになる。また、空間を形成する形成具自体も製作費用が安価であるとは言い難い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、杭頭に空間を形成するための形成具を簡単に杭頭に装着することができ、また構造も簡単で安価に製作できる、杭頭に空間を形成する方法及びこれに用いる空間形成具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、下端に非膨張性の環状閉塞部材が設けられた内管と、上端に蓋体が設けられ、かつ前記内管に嵌合される外管とで構成される２重管を中空既製杭の杭頭内部に挿入設置して、前記環状閉塞部材によって内管と杭内周との間及び前記蓋体によって外管と杭頭上端との間をそれぞれ閉塞したうえ、
該中空既製杭を硬化性材料で満たされた杭孔に建て込み、建て込みによって中空既製杭内部に流入する硬化性材料を前記内管を通して外部に排出し、
硬化性材料の硬化後に前記外管を抜き取り、内管と杭内周との間に配筋をするための環状空間を形成することを特徴とする硬化性材料が流入する杭頭に空間を形成する方法にある。
【０００９】
また、この発明は、中空既製杭を硬化性材料で満たされた杭孔に建て込んだ際に、前記中空既製杭内部に流入する硬化性材料を外部に排出しつつ、杭頭内部に配筋をするための空間を形成するための空間形成具であって、
下端に中空既製杭内周との間を閉塞するための非膨張性の環状閉塞部材が設けられた内管と、上端に杭頭上端との間を閉塞するための蓋体が設けられ、かつ前記内管に嵌合される外管との２重管で構成されることを特徴とする空間形成具にある。
【００１０】
前記内管の下端に軸方向に間隔を置いた上下１対のストッパが設けられ、これらのストッパ間に前記環状閉塞部材が設けられている。前記外管は前記硬化性材料の圧力に耐えうる強度を有し、かつ前記内管の下端近くまで嵌合される長さを有している。
【００１１】
この発明によれば、内管を杭頭内周に挿入して、内管と杭内周との間を閉塞するとともに、外管に設けた環状蓋を杭頭上端に固定するだけで空間形成具を杭頭に装着することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による空間形成具の実施の形態を示す正面図である。空間形成具１は、内管２とその上部に嵌合される外管３とを備えている。外管３は金属管、硬質プラスチック管等のソイルセメントの圧力に耐えうる強度を有するものからなり、その上端に蓋体４が一体に形成されている。蓋体４は外形が円形となっていて、取付け対象となる中空既製杭（後述する）の外径とほぼ同径の外径を有している。蓋体４の外形は円形に限らず、角形であってもよい。蓋体４の下面には中空既製杭の杭頭上端に密着させるためのパッキン５が設けられている。
【００１４】
内管２は、この実施の形態では、外管３と同様に金属管、硬質プラスチック管等の耐圧性を有するものからなっている。内管２の下端には、環状閉塞部材６が設けられている。環状閉塞部材６は、この実施の形態では、多段に配置されたゴム板６ａ，６ｂからなり、各ゴム板６ａ，６ｂは下段にゆくにつれて外径が漸次大きくなっている。最上段のゴム板６ａは厚肉の硬質ゴムからなり、中空既製杭の内径よりも幾分か小さい外径を有している。複数枚のゴム板６ｂは薄肉の軟質ゴムからなり、下段にゆくにつれて肉厚が漸次減少している。複数枚のゴム板６ｂは、内管２を杭頭内部に挿入した際に上方にめくれ上がることにより、最上段のゴム板６ａの外周を覆うようになっている。
【００１５】
環状閉塞部材６は内管の軸方向に間隔を置いて設けられた上下１対の環状ストッパ３０，３１間に配置されている。下部のストッパ３１は内管２に対して着脱自在であり、このストッパ３１を取り外して薄肉のゴム板６ｂの枚数を適宜増減することが可能である。これにより、環状閉塞部材６の杭頭内周への密着性すなわちシール性を調整することが可能である。内管２の中間部に設けられた環状ストッパ３２は、内管２に嵌合された外管３を係止させるためのものである。
【００１６】
環状閉塞部材６は、ゴム板に限らず種々の材料で構成することができる。図２は弾力性を有するシート材を内管２に巻き付けて環状閉塞部材６とした例を示す。この場合、シート材としては包装・梱包用に使用される気泡入り緩衝材（商品名「エアーキャップ」）、あるいは発泡スチロール等を使用することができる。
【００１７】
図３は、上記空間形成具１を使用した空間形成方法の実施の形態を示す断面図である。この実施の形態では、先端開放の中空既製杭１０として軸部外周に多数の節部１１が設けられた節杭が示されているが、ストレート杭でも勿論この発明を適用できる。また中空既製杭は、ＰＣ（プレキャストコンクリート）杭、ＳＴ（鋼管）杭など材質は問われない。既製杭１０が建て込まれる杭孔１２は、硬化性材料、すなわち掘削土砂とセメントミルクとを混合攪拌してなるソイルセメント１３で満たされている。硬化性材料はソイルセメントではなく、セメントミルクの場合もある。
【００１８】
既製杭１０の杭頭内周には杭孔１２への建て込み前に、予め上記空間形成具１が装着されている。すなわち、内管２を杭頭内部に挿入すると、環状閉塞部材６の下段のゴム板６ｂがめくれ上がって最上段のゴム板６ａの外周を覆い、この結果環状閉塞部材６が杭内周に密着し、内管２と杭内周との間が閉塞される。他方、内管２に嵌合された外管３の蓋体４は、杭頭上端の金属製端板２３にボルトあるいは他の適宜の固定手段により固定され、外管３と杭頭上端との間が閉塞される。
【００１９】
この状態で図３（ａ）に示すように、既製杭１０を杭孔１２に建て込むと、既製杭１０の内部にソイルセメント１３が流入し、このソイルセメント１３は内管２を通って上昇し、蓋体４を経て外部に排出される。次に、ソイルセメント１３の硬化後、図３（ｂ）に示すように、杭頭周囲の根伐り１４をし、外管３を抜き取る。これにより、内管２と杭内周との間に環状空間１５が形成される。
【００２０】
この環状空間１５に、図３（ｃ）に示すように、構造物基礎と既製杭１０とを結合するための鉄筋かご１６を挿入配置する。この実施の形態においては、内管２とその内部に詰まっているコア状硬化ソイルセメント１７は除去しない。これを除去すると産業廃棄物が発生する一方、環状空間１５を適宜長くして鉄筋かご１６の杭１０内への挿入長さを長くすることにより、所要の結合強度が得られるからである。なお、この場合、外管３は再利用することができる。
【００２１】
必要に応じて、コア状硬化ソイルセメント１７を除去するようにしてもよい。この場合、図４に示すように、内管２の下端内周にゴム製の円形遮蔽板１８を設けるようにするとよい。遮蔽板１８は中心部から放射状に複数のスリット１９が形成され、既製杭１０の建て込みの際に、遮蔽板１８がソイルセメントの圧力によって開放するので、内管２にソイルセメントが流入可能である。そして、既製杭１０の建て込み完了後は、遮蔽板１８が閉じるので、既製杭内部の硬化ソイルセメントと内管２内のコア状硬化ソイルセメント１７とは、遮蔽版１８によって縁が切れた状態にあり、したがってコア状硬化ソイルセメント１７を容易に除去することができる。なお、コア状硬化ソイルセメント１７を除去する場合は、内管２の中間部に設けたストッパ３２に吊り具を引っ掛けて、コア状ソイルセメント１７を引き上げることができる。
【００２２】
上記実施の形態では外管３は、内管２の上部にのみ嵌合される長さとなっている。図５に示すように、外管３を内管２の下端近くまで嵌合される長さ（図示の例では上部ストッパ３０に係止する長さ）としてもよい。このようにすると、内管２として耐圧性が低い管、例えば紙製管を使用しても、内管２は耐圧性が高い外管でほぼ完全に被覆されることになるので、ソイルセメントの圧力により内管２が変形したり破断したりするのを防止できる。
【００２３】
内管２に設けられる環状閉塞部材６は、図６に示すように、種々の態様を採ることができる。図６（ａ）は、環状閉塞部材６を厚み方向中間部に環状の切れ目２０を入れたゴム板で構成したものである。下側部分６ｂは上側部分６ａよりも外径が幾分か大きく、環状閉塞部材６を２重のシール作用によって杭内周に密着させることができる。
【００２４】
図６（ｂ）は図５に示した２重管の態様であり、環状閉塞部材６は１枚のゴム板からなるが、外管３の下端外周に環状フランジ２１が設けられている。内外管２，３を杭内部に挿入すると、ゴム板６の周縁がめくれ上がって、その周縁が環状フランジ２１と杭１０の内周との間に挟持されるようになり、シール性を確保することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、杭頭に空間を形成するための形成具を簡単に杭頭に装着することができ、また構造も簡単で安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による空間形成具の実施の形態を示す正面図である。
【図２】環状閉塞部材の他の例を示す正面図である。
【図３】図１に示した空間形成具を使用した空間形成方法を示す断面図である。
【図４】先端に遮蔽板を設けた内管の例を示す下面図である。
【図５】空間形成具の他の例を示す断面図である。
【図６】環状閉塞部材の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：空間形成具
２：内管
３：外管
４：蓋体
６ａ：ゴム板
６ｂ：ゴム板
６：環状閉塞部材
１０：中空既製杭
１２：杭孔
１３：ソイルセメント
１５：環状空間
１７：コア状硬化ソイルセメント
１８：遮蔽板

Claims (4)

1. 下端に非膨張性の環状閉塞部材が設けられた内管と、上端に蓋体が設けられ、かつ前記内管に嵌合される外管とで構成される２重管を中空既製杭の杭頭内部に挿入設置して、前記環状閉塞部材によって内管と杭内周との間及び前記蓋体によって外管と杭頭上端との間をそれぞれ閉塞したうえ、
   該中空既製杭を硬化性材料で満たされた杭孔に建て込み、建て込みによって中空既製杭内部に流入する硬化性材料を前記内管を通して外部に排出し、
   硬化性材料の硬化後に前記外管を抜き取り、内管と杭内周との間に配筋をするための環状空間を形成することを特徴とする硬化性材料が流入する杭頭に空間を形成する方法。
2. 中空既製杭を硬化性材料で満たされた杭孔に建て込んだ際に、前記中空既製杭内部に流入する硬化性材料を外部に排出しつつ、杭頭内部に配筋をするための空間を形成するための空間形成具であって、
   下端に中空既製杭内周との間を閉塞するための非膨張性の環状閉塞部材が設けられた内管と、上端に杭頭上端との間を閉塞するための蓋体が設けられ、かつ前記内管に嵌合される外管との２重管で構成されることを特徴とする空間形成具。
3. 前記内管の下端に軸方向に間隔を置いた上下１対のストッパが設けられ、これらのストッパ間に前記環状閉塞部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の空間形成具。
4. 前記外管は前記硬化性材料の圧力に耐えうる強度を有し、かつ前記内管の下端近くまで嵌合される長さを有していることを特徴とする請求項３記載の空間形成具。

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