JP4437234B2 - 既製杭の埋設方法 - Google Patents

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Description

この発明は、既設の既製杭(下杭)に、新たな既製杭(上杭)を連結して、杭孔内に埋設する際に、下杭を杭孔開口付近で吊り下げて保持する手段に特徴を有する既製杭の埋設方法、及びその埋設方法を適用するための加工を施した既製杭に関する。この発明は、大口径、深い深度の場合に連結した既製杭の重量が重くなる場合に、特に有効である。
既製杭の場合、長さは通常10m程度であり、一方、構築すべき基礎杭の深さは30m等それ以上のものが一般的であり、この場合には、最初の既製杭を杭頭部を地上に出した状態で既製杭を支えて、上に次の既製杭を順次つなげていた。
この場合、杭孔開口部に切り受け土台(保持台)を置き、切り受け土台に固定したワイヤーを、既製杭の円周方向に巻いて、既製杭を保持する方法が推奨されている(非特許文献1)。また、既製杭を吊り下げて移動させる場合にも、既製杭に過度のモーメント等が生じないように、吊り下げ位置が規定されている(非特許文献1)。
また、PHC杭では、鋼管に吊り込み金具を埋め込んだ吊り込み装置付きの既製杭も提案されている(特許文献1)。
JIS A 7201:1999 遠心力コンクリートくいの施工基準 解説17頁、9〜10頁 日本規格協会発行 平成11年7月9日発行 特開平6−299549号 公報
一般に、深度50mで、外径60cmの既製杭で所定の支持力を発揮させる場合には、例えば、10mの既製杭が5本必要である。この場合、既製杭1本当たりの重量は約3.8tであるので、5本連結すると20t程度になっていた。従って、80m等の場合で30t、口径120cmで10mの既製杭を8本連結すると100t程度にもなる。
従来の公知のワイヤーを巻いて保持する方法では、従来使用しているワイヤー(通常太さ20〜40mm程度)では、連結した既製杭の重量を支えきれず、ワイヤーが切断するおそれがあり、作業の安定性が劣り、後の既製杭の連結作業に危険が生じる問題があった。
また、ワイヤーを太くすれば(太さ60〜80mm程度)、ワイヤーが切れるおそれは無いが、この場合、ワイヤーが堅くて折り曲げ難いため、既製杭の表面で滑り易く、構築現場で強い締め付け力を付与することが困難であり、既製杭を所定位置で保持できない問題点があった。
前記公報に記載の吊り込み装置付きの既製杭では、主に、玉掛け用のワイヤーロープを係止するアイボルトを取付ける為の雌インサートから吊り込み装置を構成しており、細いワイヤーロープを想定しており、前記のような重量を支えることはできなかった。
然るにこの発明は、既製杭の上端から所定距離に、杭孔径内に納まる形状大きさの係止部を形成して、係止部を保持筒などの保持手段に保持することができるので、前記問題点を解決した。
即ちこの発明は、コンクリート系の既製杭を、径Dの杭孔の開口部付近で保持して、その上に新たな既製杭を連結して、連結した既製杭を埋設する方法であって、以下の工程により既製杭を保持することを特徴とした既製杭の埋設方法である。
(1) 使用する各既製杭は、杭頭部であって、上端から所定距離Lの位置に高さHの係止部を形成し、該係止部は、遠心成型時に本体部分と一体に形成する。
(2) 前記係止部を形成しない状態の既製杭の最大外径によって決まる所定口径Dの杭孔を掘削し、該杭孔内に軸径Dの第1既製杭を沈設下降する。さらに、
既製杭の軸径D+2×H<杭孔径D
とする。
(3) 杭孔の開口部付近に、保持手段を設置して、該保持手段の上縁で、係止部を係止して、その位置で、前記第1既製杭を保持する。前記保持手段を、前記既製杭の外周に嵌装できる係止内周縁を有する複数の保持手段片から構成し、前記係止内周縁で、前記既製杭の係止部を係止する。
(4) 前記第1既製杭の上端に第2既製杭の下端を当接して両既製杭を一体に連結する。
(5) 連結が完了したならば、保持手段と係止部の係止を解除して、連結した第1第2既製杭を杭孔内に下降する。
(6) 以下、同様に、第3既製杭他必要な数の既製杭を連結して、杭孔内に埋設する。
また、前記既製杭の埋設方法において、直径に沿って半割りした保持筒から保持手段片を形成し、該保持筒の内径Dとするとき、
既製杭の軸径D<保持筒の内径D<D+2×係止部の高さH
としたことを特徴とする既製杭の埋設方法である。
前記における保持手段とは、既製杭の軸部に嵌装できる保持筒、既製杭の軸部を挿通できる開口を形成した保持板等から構成するが、既製杭の軸部に巻き締めたワイヤー形状とすることもできる。
また、前記におけるワイヤー形状とは、主に、鋼線等をよったワイヤーであるが、1本の重さ2〜10t程度の既製杭を連結してこれを支えることができれば、各種樹脂材等その材質・帯状等その構造は任意である。
また、前記における係止部は、通常は、環状につながった又は一部断続した突条、環状に配置された突部、環状の溝、等 段差が形成されて、保持筒などの保持手段に係止できれば、その形状は任意である。
また、前記における係止部の高さとは、既製杭の外側面(主に、係止部の下側)の面と放射方向の係止部の先端との距離をいう。
この発明の所定の位置に係止部を形成した既製杭を杭孔内に下降して、杭孔の開口部付近に設置した保持手段に係止して保持するので、既製杭を所定位置に容易かつ安全に保持できる。従って、上下の既製杭の連結作業が効率よくできる効果がある。
また、係止部の高さを該係止部は、「軸径Dの既製杭を係止部を形成しない構造」とした際に、これに対応して掘削する杭孔の掘削径をDとした場合、
既製杭の軸径D+係止部の高さH×2<杭孔径D
とするので、杭孔を広げる必要がなく、施工計画に影響を与えることなく、既製杭の一時保持ができる。また、保持手段として、既製杭の外周に嵌装できる係止内周縁を有する複数の保持手段片から構成した場合には、保持手段片を着脱するだけで、容易に既製杭を保持できる。
また、直径に沿って半割りした保持筒から保持手段片を形成し、該保持筒の内径Dとするとき、
既製杭の軸径D<保持筒の内径D<D+2×係止部の高さH
とした場合には、保持筒と係止部の係止を確実にし、滑りなどによる脱落を防止できる。
更に、杭孔内での既製杭のセンタリングをする際に有効であり、杭孔の軸部で、既製杭の外径と杭孔径との差が大きい場合(隙間が広い場合)大きい基礎杭の場合おいては、特に効果がある。
(1) この発明の既製杭1は、コンクリート製の既製杭1であって、上端2から距離Lの位置にに、外周方向に沿って、環状凸条7を形成し、この環状凸条7の下側の側面を係止部8としたものである(図1(a)(b))。係止部8は、従来の節杭のように、摩擦力を増加する為に、表面積を増やすために形成するものではなく、杭孔12の開口部13付近に載置する係止手段に係止する機能を有すれば十分であり、環状凸条7の高さHは、以下のように設定される。
即ち、環状凸条7(係止部8)を形成しない際に、その既製杭1を埋設する為に掘削する杭孔12の掘削径をDとした場合、環状凸条7の高さHは、
既製杭の軸径D+2×H<杭孔径D
となるように設定する。従って、杭孔掘削工程に影響を与えることがなく、既製杭のセンタリングの際にも有効である。
(2) また、前記における保持手段とは、既製杭1の外側面4に取り付けて、既製杭1を杭孔12の開口部13付近に、一定時間安全に保持する手段を指し、保持筒32、開口38を有する保持板37、締め付けたワイヤー17等が考えられる。
保持手段として、鋼材からなる保持筒32を使用した場合、保持筒32は、半割りした保持筒片33、33から構成し、既製杭1の外側に着脱容易にしてある(図2)。
図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
[1]既製杭1の構成
既製杭1は、中空部5を有するコンクリート製で、上下に上端板2a、下端板3aを有し、長さL、外径Dで形成されている。また、上端2から距離Lの位置に、環状凸条7を形成する。環状凸条7の高さ(既製杭1の外側面4から放射状に外方の環状凸条7の先端位置)をHとする。既製杭1の形状・大きさは、例えば、下記の通りとする(図1(a)(b))。
・既製杭1 長さL=10m
外径D=120cm
・環状凸条7 距離L=100cm
高さH=5cm
環状凸条7は、コンクリートの成型用型枠に溝を形成して、遠心成型時に本体部分と一体に形成する(図示していない)。また、この場合、環状凸条7の下側の側面が係止部8を構成する。
また、この場合、1本当たりの既製杭1の重量は、約13t となる。
[2]保持筒の構成
内径D、外径Dの保持筒32を構成する(図2)。この場合、保持筒32の外径Dは任意であるが、内径Dは、
既製杭1の外径D<内径D<環状凸条7の外径D
<杭孔12の径D
としてある。尚、ここで、
環状凸条7の外径D=既製杭1の外径D+H×2
としてある。
また、逆に、保持手段として、内径Dの保持筒32を使用した場合、環状凸条7の高さHは、
(保持筒32の内径D−既製杭1の外径D)÷2<高さH
<保持筒32の外径D
となる。
また、この場合、保持筒32は、縦割に半割りした筒体34に接合用のフランジ35、35を連設して構成した保持筒片33、33の2つから構成する(図2(a)(b))。
保持筒は、既製杭1に嵌装した状態で、切り受け土台14に載置して、保持筒32の上縁32aで既製杭1の環状凸条7を保持する(図2(b))。
[3]既製杭1の埋設
地面11から従来の杭孔12(杭孔径D。140cm程度)を掘削し、その後に杭孔12内に既製杭1、1を埋設して、基礎杭を構築するいわゆる「先掘工法」において、以下の手順で既製杭1を連結しながら埋設する。保持手段として、保持筒32を使用する。
(1) 最初の既製杭1Aを掘削機のオーガー(図示していない)に固定して吊り上げ、杭孔12上に移動する(図3(a))。
(2) 最初の既製杭1Aを杭孔12内に押し込み沈設する。この際、杭頭部が地面11付近に至った状態で、一旦、既製杭1Aの下降を止めて、その位置で既製杭1Aを静止し、杭孔12の開口部13を挟んで、地面11に切り受け土台14を載置する。また、既製杭1Aの周囲に、保持筒片33、33を用意する(図3(b)、図2(a)(b))。
(3) 続いて、既製杭1Aの杭頭部で、環状凸条7の下方に保持筒片33、33を嵌装する。嵌装した保持筒片33、33の上縁32aを環状凸条7の係止部8(下縁)に当接させると共に、フランジ35、35を締め、係止して保持する。一体となった保持筒片33、33は保持筒32を構成する。続いて、既製杭1Aを下降して、保持筒32を切り受け土台14に載置する(図3(c)、図2(a)(b))。
続いて、オーガーから既製杭1Aを取り外すと、保持筒32の上縁32aと環状凸条7の係止部8に最大で既製杭の1本分の重量(若干の浮力が生じる場合もある)が係るが、係止部分が滑るおそれがなく、既製杭1Aは現位置に保持される。
(4) 続いて、杭打ち機を移動して、オーガーに第2の既製杭1Bを固定して、吊り上げ、最初の既製杭1Aの上方に位置させる(図3(c)鎖線位置1B)。
(5) オーガーに固定した次の既製杭1Bを下降して、第2の既製杭1Bの下端3を、最初の既製杭1Aの上端2に合わせて、上下に位置する既製杭を両端板2a、3aで溶接して接合し、あるいは、各種接合部材を使用してボルト等で接合する(図3(d))。
(6) 既製杭1A、1Bの接合が完了したならば、保持筒32のフランジ35、35での締付けを緩め、保持筒片33、33を既製杭1Aから取り外し、切り受け土台14も取り外す(図3(e))。その後、連結した2つの既製杭1A、1Bを同様に下降する。
(7) 第2の既製杭1Bの杭頭部が地面11付近に来た状態で、同様に、オーガーを止め、再び切り受け土台14を載置する。そして、第2の既製杭1Bの杭頭部で環状凸条7の下側に保持筒32を取り付けて、既製杭1を静止保持する(図3(f))。
この際、第2の既製杭1Bとオーガーの連結を外すと、保持筒32の上縁32aと環状凸条7の係止部8に最大で既製杭の2本分の重量(若干の浮力が生じる場合もある)が係るが、係止部分が滑るおそれがなく、既製杭1A、1Bは現位置に保持される。
(8) 続いて、第2の既製杭1Bの上端2に、オーガーに連結した第3の既製杭1Cを下降させ(図3(f)鎖線図示3C)、保持筒32、切り受け土台14を取り外し、同様に既製杭1Cの下端3を連結して、同様に、連結した第1〜第3の既製杭1A、1B、1Cを杭孔12内に沈設する(図示していない)。
(9) 以下、同様に、全部で8本の既製杭1A〜1Hを連結して、杭孔12内に沈設する(図示していない)。最後の既製杭1Hを連結する直前には、合計7本の連結した既製杭1A〜1Gの重量は約100tとなる。この際、最大でこの重量が保持筒32の上縁32aと環状凸条7の係止部8に作用することになるが、係止が外れるおそれはなく、また既製杭1A〜1Gが滑るおそれもない。
(10)以上のように、連結した既製杭1A〜1Hを杭孔12内に埋設して、基礎杭を構築する(図示していない)。
[3]他の実施例
(1) 前記実施例において、環状凸条7は、コンクリートで既製杭1の本体部と一体に形成したが、別部材を取り付けて構成することもできる。
例えば、一般に、上端板2aは、既製杭1の上端2に配置されるドーナツ状の本体盤21とこれに連なり既製杭1の外側面4を覆っている側面板22とから構成される。この上端板2aの側面板22を下方に延長して、側面板22に金属製のリング23を溶接等により一体に形成して、環状凸条7とすることもできる(図6(a))。
(2) また、前記実施例において、係止部は、環状凸条7として連続した環状に形成した下面から形成したが、保持筒32の上縁32aを保持して、滑りを防止すれば良いので、間隙25を設けて、突起26、26を環状に配置して(図6(b))、突起26の下面を係止部8として、構成することもできる。
(3) また、係止部として、環状凸条7の下面を形成したが、他の構成とすることもできる。例えば、既製杭1の上端から距離Lの位置から上方を大径部30(径「D+2H」)に形成して、径が変わる段差部の側面を係止部8とすることもできる(図5(c))。
また、保持筒32の内面に保持凸条を形成した場合には(図示していない)、既製杭1の上端から距離Lの位置に、保持凸条に係止できる環状溝28を形成して、その環状溝の上面を係止部8とすることもできる(図5(b))。
また、これらの場合でも、上記(1) のように、環状溝28、段差部を上端板2aの側面板22に形成することもできる(図示していない)。
(4) また、前記実施例において、保持筒に代わり他の保持手段を使用することもできる。例えば、内径Dの開口を形成した板材を使用して、保持板37を形成することもできる(図4)。
この場合、
既製杭1の外径D<内径D<環状凸条7の外径D
<杭孔12の径D
としてある。尚、ここで、
環状凸条7の外径D=既製杭1の外径D+H×2
としてある。
また、逆に、保持手段として、内径Dの保持板37を使用した場合、環状凸条7の高さHは、
(保持板37の内径D−既製杭1の外径D)÷2<高さH
<(杭孔12の径D−既製杭1の外径D)÷2
また、この場合、保持板37は、開口38の直径を通る位置で半割りした保持板片39、39の2つから構成する(図4(a)(b))。この保持板37は、杭孔12の開口部13付近の地面22に直接に載置して、保持板37の上面37aで、既製杭1の環状凸条7を保持する(図4(b)。従って、切り受け土台14を使用しない場合には、保持板37は、杭孔12上に架設できるように、杭孔12の径Dより大径の部分を有することが必要である。
あるいは、保持板37を切り受け土台14上に載置して、保持板37の上面37aで、既製杭1の環状凸条7を保持することもできる(図示していない)。
(5) また、前記実施例において、保持板37で、既製杭1の係止部との当接部をワイヤー形状とした場合には、他の保持手段として、既製杭1の外周の環状凸条7の係止部8の下側にワイヤー17を巻いて構成することもできる。ワイヤー17の端部を杭孔12の開口部13に架設設置した切り受け土台14に固定して、杭孔12内の既製杭1を保持する。この態様で、ワイヤー17の太さをDとした場合、環状凸条7の高さHは、
×「2分の1」≦H≦D
とすれば、より少ない環状凸条7の高さH(突出量)で既製杭1を保持できる(図5(a))。環状凸条7の高さをより小さくすれば、杭孔12内に埋設する際に環状凸条7に起因する抵抗も少なくて済み、作業効率を良くできる。
この場合、前記(3) と同様に、係止部8を環状凸条7に代え、環状溝28、大径部30を形成してその段差部から構成することもでき、この場合にも、環状溝28の深さH、段差部の高さHを同様に設定することが望ましい。
この発明の実施例の既製杭で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A線における断面図、(c)は環状凸条部分の拡大縦断面図である。 この発明の実施例に使用する保持手段として保持筒を使用した実施例で、(a)は平面図、(b)は正面図である。 (a)〜(f)はこの発明の方法を説明する概略した縦断面図である。 この発明の実施例に使用する他の保持手段として保持板を使用した実施例で、(a)は平面図、(b)は正面図である。 (a)〜(c)は、この発明の実施例でに使用する他の保持手段としてワイヤーを使用した実施例で、環状凸条部分の拡大縦断面図である。 この発明の係止部の他の実施例で、(a)は一部拡大縦断面図、(b)は図1(a)のA−A線における断面図に相当する図である。
符号の説明
1、1A、1B、1C 既製杭
2 既製杭の上端
2a 既製杭の上端板
3 既製杭の下端
3a 既製杭の下端板
4 既製杭の外側面
5 既製杭の中空部
7 環状凸条
8 係止部(環状凸条)
11 地面
12 杭孔
13 杭孔の開口部
14 切り受け土台
15 固定部
17 ワイヤー(保持手段)
21 上端板の本体盤
22 上端板の側面板
23 リング
25 間隙
26 突起(保持部)
28 環状溝(保持部)
30 既製杭の大径部(保持部)
32 保持筒(保持手段)
32a 保持筒の上縁
33 保持筒片
37 保持板(保持手段)
37a 保持板の上面
39 保持板片

Claims (2)

  1. コンクリート系の既製杭を、径Dの杭孔の開口部付近で保持して、その上に新たな既製杭を連結して、連結した既製杭を埋設する方法であって、以下の工程により既製杭を保持することを特徴とした既製杭の埋設方法。
    (1) 使用する各既製杭は、杭頭部であって、上端から所定距離Lの位置に高さHの係止部を形成し、該係止部は、遠心成型時に本体部分と一体に形成する。
    (2) 前記係止部を形成しない状態の既製杭の最大外径によって決まる所定口径Dの杭孔を掘削し、該杭孔内に軸径Dの第1既製杭を沈設下降する。さらに、
    既製杭の軸径D+2×H<杭孔径D
    とする。
    (3) 杭孔の開口部付近に、保持手段を設置して、該保持手段の上縁で、係止部を係止して、その位置で、前記第1既製杭を保持する。前記保持手段を、前記既製杭の外周に嵌装できる係止内周縁を有する複数の保持手段片から構成し、前記係止内周縁で、前記既製杭の係止部を係止する。
    (4) 前記第1既製杭の上端に第2既製杭の下端を当接して両既製杭を一体に連結する。
    (5) 連結が完了したならば、保持手段と係止部の係止を解除して、連結した第1第2既製杭を杭孔内に下降する。
    (6) 以下、同様に、第3既製杭他必要な数の既製杭を連結して、杭孔内に埋設する。
  2. 直径に沿って半割りした保持筒から保持手段片を形成し、該保持筒の内径Dとするとき、
    既製杭の軸径D<保持筒の内径D<D+2×係止部の高さH
    としたことを特徴とする請求項記載の既製杭の埋設方法。
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