JP4311625B2

JP4311625B2 - 場所打ちコンクリート杭の施工方法およびその施工に用いる鉄筋かご

Info

Publication number: JP4311625B2
Application number: JP2003283998A
Authority: JP
Inventors: 紘一森
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2005048547A

Description

本発明は場所打ちコンクリート杭の施工方法およびその施工に用いる鉄筋かごに関し、より詳細には、コンクリート強度を増強できる場所打ちコンクリート杭の施工方法およびその施工に用いる鉄筋かごに関する。

場所打ちコンクリート杭は、一般に、Ａ．回転バケット方式（アースドリル工法）、Ｂ．回転ビット方式（リバース工法）、Ｃ．ハンマーグラブ方式（オールケーシング工法）、Ｄ．人力もしくは専用クラムシェル等の機械方式（深礎工法）の４種の工法の何れかにより施工されている。
そして、掘削孔壁の安定は、上記Ａ方式では、掘削安定液を掘削孔内に満たすことにより、上記方式Ｂでは、泥水循環方式により、上記方式Ｃでは、鋼製ケーシングと張り水により、上記方式Ｄでは、掘削部にリング状波形鋼板・ライナープレートを嵌め込むことによりなされている。
掘削された孔内には、孔底に堆積する掘り屑等のスライム除去後に鉄筋かごが建て込まれ、トレミー管が孔の中心部を通るように孔底まで鉛直に下ろされ、孔の上方にコンクリート受けホッパーが設置され、品質の管理されたコンクリートがプランジャーを介してトレミー管内に流し込まれ、孔底から安定液もしくは泥水（Ｄ方式では通常無水状態）を押し上げつつコンクリートを連続的に打ち込んでいく所謂トレミー工法によるコンクリート打設が一般的である。

場所打ちコンクリート杭は、建造物の大型化、高層化に伴い大口径（直径が２〜３ｍ程度）のものや大深度（５０〜７０ｍ程度）のものが地盤条件により計画され、更に、杭体上部に作用する曲げ、せん断力により杭体上部の径を杭軸部より大きくする拡頭杭、同様に、杭体上部に厚肉鋼管を鉄筋かごの外部に設置する鋼管巻き杭、更に、先端を拡幅し杭耐力を増大させる拡底杭（Ｄ方式は人力拡幅）等、負担する荷重度に応じて杭方式、形状が合理的に選定されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１７６５３２号公報

このように杭体仕様が多様で、杭頭部では鉄筋かごも密になる傾向にあり、トレミー工法によるコンクリート打設では、特に、杭頭部でその強度にばらつきが生じ易く、杭径が大きくなるほどその傾向は高まる。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、杭頭部におけるコンクリート強度のばらつきをなくし、杭頭部のコンクリート強度を増強できる場所打ちコンクリート杭の施工方法およびその施工に用いる鉄筋かごを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法は、孔を掘削する掘削工程と、前記掘削された孔に円筒形状に編まれた鉄筋かごを設置する設置工程と、前記鉄筋かごが設置された前記孔の底部からコンクリートを打設する打設工程と、前記孔内においてコンクリートを硬化させる硬化工程とを有する場所打ちコンクリート杭の施工方法において、コンクリートに振動を与える棒状の高周波バイブレータを複数本用意し、予め前記鉄筋かごの上部に、前記高周波バイブレータを鉛直方向に向けた状態で前記孔の直径方向における面内において移動不能にかつ上方に移動可能に支持する複数の支持具を取り付け、前記設置工程において、前記複数の支持具を取付けた前記鉄筋かごを前記孔内に設置し、前記打設工程の前に、前記複数の支持具に支持させて前記複数本の高周波バイブレータを鉛直方向に向けて配置し、前記打設工程の直後に、打設されたコンクリートの中に浸漬された状態にある前記複数本の高周波バイブレータを起動し、前記複数本の高周波バイブレータのコンクリートに対する振動影響範囲を水平方向に重複させつつ前記孔の上部の全域におけるコンクリートを振動させることで前記孔内のコンクリートの締め固めを行ったのちに前記複数本の高周波バイブレータを上方に引き上げ、その後、硬化工程を行なうようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る場所打ちコンクリート杭施工用の鉄筋かごは、掘削された孔に設置される場所打ちコンクリート杭施工用の円筒形状の鉄筋かごであって、前記鉄筋かごの上部かつ半径方向の内側で周方向に間隔をおいた箇所に、複数本の棒状の高周波バイブレータを鉛直方向に向けた状態で前記孔の直径方向における面内において移動不能にかつ上方に移動可能に支持する複数の支持具が取り付けられ、前記支持具の前記半径方向の内側位置及び周方向の間隔は、コンクリートの打設の直後に、打設されたコンクリートの中に浸漬された状態にある前記複数本の高周波バイブレータを起動した際に、前記複数本の高周波バイブレータのコンクリートに対する振動影響範囲が前記孔内において水平方向に重複し前記孔の上部の全域におけるコンクリートが振動することで前記孔内のコンクリートの締め固めが行われるように設定されていることを特徴とする。

本発明では、高周波バイブレータにより杭頭部におけるコンクリートの締め固めを確実に行なえ、杭頭部におけるコンクリート強度のばらつきをなくし、杭頭部のコンクリート強度を増強できる。

掘削された孔の直径方向における面内において高周波バイブレータを移動不能にかつ上方に移動可能に支持する支持具を取り付けた鉄筋かごを用いることで前記の目的を達成した。

図１は各高周波バイブレータの斜視図、側面図、図２（Ａ）は支持具が取着された鉄筋かごの上部の側面図、（Ｂ）、（Ｃ）は支持具が取着された鉄筋かごの平面図、図３（Ａ）は支持具の平面、（Ｂ）は支持具の側面図、図４は掘削された孔に鉄筋かごを設置した状態の説明図である。
本実施例では、図１に示すように、コンクリートに振動を与える棒状の高周波バイブレータ１２が複数本用意される。各高周波バイブレータ１２にはそれぞれ電源コード１２０２が連結されている。
また、図２、図４に示すように、掘削された孔Ｈに設置される円筒状の鉄筋かご１４の上部かつ半径方向の内側で周方向に間隔をおいた箇所に、予め、複数の支持具１６が取り付けられる。
各支持具１６は、図３に示すように、ワイヤなどにより鉄筋かご１４に取着される脚片部１６０２と、上下のリング部１６０４、１６０６とを有し、脚片部１６０２が鉄筋かご１４に取着された状態で、上下のリング部１６０４、１６０６はそれらの中心が同一の鉛直線上に位置する。
上下のリング部１６０４、１６０６は、高周波バイブレータ１２の外径よりも僅かに大きい外径で形成され、高周波バイブレータ１２が上下のリング部１６０４、１６０６に挿入された状態で鉛直方向に向き、高周波バイブレータ１２を掘削された孔の直径方向における面内において移動不能にかつ上方に移動可能に支持されるように構成されている。
また、支持具１６の前記半径方向の内側位置及び周方向の間隔は、掘削された孔Ｈの直径が比較的小さい場合には、コンクリート中で高周波バイブレータ１２を起動した際に、図２（Ｂ）に示すように、高周波バイブレータ１２の振動影響範囲Ｓが掘削された孔Ｈ内において水平方向に重複し前記孔Ｈの上部（杭頭部）の全域におけるコンクリートが振動するように設定されている。
また、支持具１６の位置関係は、掘削された孔Ｈの直径が比較的大きい場合には、図２（Ｃ）に示すように、掘削された孔Ｈの中央にも支持具１６が配置され、高周波バイブレータ１２が配置される。
すなわち、掘削された孔Ｈの直径が比較的大きい場合には、鉄筋かご１４の内周面に沿って配置された高周波バイブレータ１２をコンクリート中で起動した際に、高周波バイブレータ１２の振動影響範囲Ｓが掘削された孔Ｈ内において水平方向に重複しつつ全周に及び、高周波バイブレータ１２の振動影響範囲Ｓが及ばない箇所が掘削された孔Ｈの中央に生じるが、この中央の領域を、孔Ｈの中央の支持具１６に配置した高周波バイブレータ１２によりその振動影響範囲Ｓを前記振動影響範囲Ｓに重複させつつ振動させるように設定されている。なお、孔Ｈの中央に配置される支持具１６は、鉄筋かご１４の内周面に沿って配置される支持具１６に比べて脚片部１６０２が長く形成されている。
また、上下の高さについて詳細に説明すると、図４に示すように、設計杭天よりも２ｍ程度低い箇所に、複数の支持具１６が取り付けられ、設計杭天から、該設計杭天よりも２ｍ程度低い箇所にわたるコンクリート部分が高周波バイブレータ１２により振動するように設定されている。

このような、支持具１６が取着された鉄筋かご１４、高周波バイブレータ１２を用意したならば、場所打ちコンクリート杭を施工すべき箇所に孔Ｈを掘削する掘削工程が行なわれる。この掘削は、背景技術で述べた従来のアースドリル工法、リバース工法、オールケーシング工法、深礎工法などの何れによってもよい。また、掘削孔壁の安定も、従来と同様に行なわれる。
次に、掘り屑等のスライム除去後に、掘削された孔Ｈに鉄筋かご１４を設置する設置工程が行なわれ、設置工程において鉄筋かご１４の設置と同時に孔Ｈ内に複数の支持具１６が配置されることになる。
次に、打設工程の前に、複数の支持具１６に支持させて複数の高周波バイブレータ１２を配置する。

次に、図２（Ｂ）に示すように、トレミー管Ｔが孔Ｈの中心部を通るように孔底まで鉛直に下ろされ、品質の管理されたコンクリートがトレミー管Ｔから流し込まれ、孔底から安定液もしくは泥水を押し上げつつコンクリートが連続的に打ち込まれる打設工程が行なわれる。あるいは、図２（Ｃ）に示すように、２本のトレミー管Ｔが孔Ｈの中央部の両側を通るように孔底まで鉛直に下ろされ、品質の管理されたコンクリートがトレミー管Ｔから流し込まれ、孔底から安定液もしくは泥水を押し上げつつコンクリートが連続的に打ち込まれる打設工程が行なわれる。
この打設工程の直後に、すなわちコンクリートが杭頭部まで打設されたならば、その打設されたコンクリートの中に浸漬された状態にある複数本の高周波バイブレータ１２を起動し、それら複数本の高周波バイブレータ１２のコンクリートに対する振動影響範囲Ｓを水平方向に重複させつつ孔Ｈの上部の全域におけるコンクリート、すなわち杭頭部のコンクリートを高周波バイブレータ１２で振動させることで、孔Ｈ内のコンクリートの締め固めを行う。本実施例では、設計杭天よりも下方のコンクリート部分を高周波バイブレータ１２により振動させる。
その後、各高周波バイブレータ１２を上方に引き上げ、硬化工程を行なう。

本実施例によれば、支持具１６を鉄筋かご１４に取着するといった簡単な構成により杭頭部でコンクリートの良好な締め固めが確実になされ、したがって、杭頭部で設計基準強度を上回る場所打ちコンクリート杭が確実に得られる。
また、杭頭部でコンクリートの良好な締め固めが確実になされることから、杭頭部と杭頭部以下の部分とのコンクリート強度の連続性も良好な場所打ちコンクリート杭が得られる。
したがって、本実施例によれば、杭頭部におけるコンクリート強度のばらつきをなくし、杭頭部のコンクリート強度を増強できる場所打ちコンクリート杭が得られる。

各高周波バイブレータの斜視図である。支持具が取着された鉄筋かごの説明図である。支持具の説明図である。掘削された孔に鉄筋かごが設置された状態の説明図である。部部分の断面図である。

符号の説明

１２……高周波バイブレータ、１４……鉄筋かご、１６……支持具。

Claims

孔を掘削する掘削工程と、
前記掘削された孔に円筒形状に編まれた鉄筋かごを設置する設置工程と、
前記鉄筋かごが設置された前記孔の底部からコンクリートを打設する打設工程と、
前記孔内においてコンクリートを硬化させる硬化工程と、
を有する場所打ちコンクリート杭の施工方法において、
コンクリートに振動を与える棒状の高周波バイブレータを複数本用意し、
予め前記鉄筋かごの上部に、前記高周波バイブレータを鉛直方向に向けた状態で前記孔の直径方向における面内において移動不能にかつ上方に移動可能に支持する複数の支持具を取り付け、前記設置工程において、前記複数の支持具を取付けた前記鉄筋かごを前記孔内に設置し、
前記打設工程の前に、前記複数の支持具に支持させて前記複数本の高周波バイブレータを鉛直方向に向けて配置し、
前記打設工程の直後に、打設されたコンクリートの中に浸漬された状態にある前記複数本の高周波バイブレータを起動し、前記複数本の高周波バイブレータのコンクリートに対する振動影響範囲を水平方向に重複させつつ前記孔の上部の全域におけるコンクリートを振動させることで前記孔内のコンクリートの締め固めを行ったのちに前記複数本の高周波バイブレータを上方に引き上げ、
その後、硬化工程を行なうようにした、
ことを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法。
前記複数の支持具は、前記鉄筋かごの上部の周方向に間隔をおいた複数箇所に配置されると共に前記鉄筋かごの上部の中央に配置され、周方向に間隔をおいた複数箇所の支持具に配置された高周波バイブレータによりその振動影響範囲が前記周方向に重複しつつ全周に及び、中央の支持具に配置された高周波バイブレータによりその振動影響範囲が前記振動影響範囲に重複しつつ中央部に及ぶことを特徴とする請求項１記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法。
前記高周波バイブレータにより、設計杭天から、該設計杭天よりも２ｍ程度低い箇所にわたるコンクリートが振動されることを特徴とする請求項１または２記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法。
掘削された孔に設置される場所打ちコンクリート杭施工用の円筒形状の鉄筋かごであって、
前記鉄筋かごの上部かつ半径方向の内側で周方向に間隔をおいた箇所に、複数本の棒状の高周波バイブレータを鉛直方向に向けた状態で前記孔の直径方向における面内において移動不能にかつ上方に移動可能に支持する複数の支持具が取り付けられ、
前記支持具の前記半径方向の内側位置及び周方向の間隔は、コンクリートの打設の直後に、打設されたコンクリートの中に浸漬された状態にある前記複数本の高周波バイブレータを起動した際に、前記複数本の高周波バイブレータのコンクリートに対する振動影響範囲が前記孔内において水平方向に重複し前記孔の上部の全域におけるコンクリートが振動することで前記孔内のコンクリートの締め固めが行われるように設定されている、
ことを特徴とする場所打ちコンクリート杭施工用の鉄筋かご。