JP4565882B2 - 杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材 - Google Patents

Description

本発明は、例えば桟橋、岸壁、消波堤、防波堤、人口地盤や橋台等の構築物の基礎構造として用いられる、地中に打設された杭と、該杭に外挿された構造物の一部をなす鞘管とを、鞘管と杭との間に充填されたグラウトによって一体に結合固定する工法において、鞘管の下端部からグラウトが外部に流出することを防ぐためのシール部材に関する。

例えば、桟橋、岸壁、消波堤、防波堤、人口地盤や橋台等の構築物を築造する工法の一つに、構造物の一部をなす鋼管又はコンクリート等からなる鞘管と、該鞘間に挿通されて地中に打設された杭とを、両者の間の隙間に充填されたグラウトによって一体に結合して基礎とするもの（ジャケット工法等）がある。この工法では、充填したグラウトが鞘管の下端部から外部に流出することを防ぐために、鞘管の下端部内周に特許文献１乃至２に開示のごときシール部材が設けられる。

このシール部材は、ゴム等の弾性体により形成されて鞘管の内周に装着され、弾性変形して杭の挿通を許容すると共に、その弾性復帰力で先端が杭の外面に圧接し、鞘管と杭の間をシールするようになっている。
特許番号第２９６２６６６号公報 特公平７‐１８１５６号公報

ところで、上記のごとき基礎構造は、通常、構築現場に位置された構造物の鞘管内に杭を挿入して地中に打設し、その後、杭と鞘管の間隙にグラウトを注入して杭と鞘管とを結合固定する工程で施工される。つまり、予め所定位置に配置された鞘管に、杭を上部から挿入して地中に打ち込むものであり、従って、杭を鞘管内に対して比較的高い精度で位置させることができ、鞘管と杭の径の差やシール材の変位許容量も、その杭の設置誤差に基づいて設定される。

ここで、例えば構造物の改築時等において、前述の施工工程とは逆に、既存の杭（又は予め打設された杭）に構造物に結合体化される鞘管を外挿してグラウトによって固定する施工工程が求められることがある。このような施工工程では、位置精度の不確かな杭に対して鞘管を外挿することとなるため、杭と鞘管の径の差を極力大きく設定したいという要求がある。しかしながら、杭と鞘管の径の差を大きくすると、必然的にグラウトの充填量が増えてその圧力（グラウト圧）が大きくなり、その結果、シール材がグラウト圧に耐えられずグラウトの流出を招来するという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、高いグラウト圧に耐えることができ、杭と鞘管の大きな径の差を設定可能な杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の請求項１に係る杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材は、地盤に打設された杭と、該杭の打設後に該杭に対して上方から外挿される鞘管とが、両者の間隙に充填されたグラウトによって結合固定されて成る基礎構造において、杭の外周面と鞘管の内周面の間に介装されてグラウトの流出を防ぐものであって、鞘管内に嵌合する短筒状の嵌合固定部材の内周に、弾性変形して杭の貫通を許容する平板環状のシール材が設けられると共に、嵌合固定部材のシール材の配設部位より上側とシール材の内周側とを結ぶ補強支持部材を備え、前記シール材は前記鞘管の内径と一致する外径の短筒状の固定部と、この固定部の下縁から直角に内側に向けて突設して断面L字状に形成されたシール部からなることを特徴とする。

このように構成されたシール部材は、嵌合固定部材を介して鞘管内に固定され、シール材はその弾性復帰力で当該シール材を貫通する杭の外面に圧接してその上側に充填されたグラウトの流出を防ぐ。補強支持部材は、グラウト圧が作用するシール材を支持してその垂れ落ちを防ぐ。

また、請求項２に係る発明は、地盤に打設された杭と、該杭の打設後に該杭に対して上方から外挿される鞘管とが、両者の間隙に充填されたグラウトによって結合固定されて成る基礎構造において、杭の外周面と鞘管の内周面の間に介装されてグラウトの流出を防ぐものであって、弾性変形して杭の貫通を許容する平板環状で外周部に鞘管への装着部を有するシール材と、シール材の内周側上面に一端が固定され他端に鞘管との結合部を有する補強支持部材と、を備えており、前記シール材の前記補強支持部材の一端が固定される部位に隣接して半径方向外側には断面三角形の案内部が突設されていることを特徴とする。

この構成のシール材は、その装着部で鞘管の内周面に装着されると共に、補強支持部材がその結合部で鞘管の内周面に結合されてシール材と鞘管とを結んで設けられ、シール材がその弾性復帰力で当該シール材を貫通する杭の外面に圧接してその上側に充填されたグラウトの流出を防ぐ。補強支持部材は、グラウト圧が作用するシール材を支持してその垂れ落ちを防ぐ。

請求項１に係る発明の杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材によれば、鞘管内に嵌合する短筒状の嵌合固定部材の内周に、弾性変形することで杭の貫通を許容する平板環状のシール部を備えるシール材が設けられると共に、嵌合固定部材のシール材の配設部位より上側とシール材の内周側との間を結ぶ補強支持部材を備えて構成されていることにより、シール材が杭の外面に圧接してその上側に充填されたグラウトの流出を防ぐと共に、補強支持部材がグラウト圧によるシール部の垂れ落ちを防いでシール状態を維持する。このため、大きなグラウト圧にも耐えることができ、杭と鞘管の径の差を大きく設定することが可能となるものである。

また、請求項２に係る発明の杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材によれば、弾性変形して杭の貫通を許容する平板環状で外周部に鞘管への装着部を有するシール材と、シール材の内周側上面に一端が固定され他端に鞘管との結合部を有する補強支持部材と、を備えて構成されていることにより、鞘管の内面にその装着部で装着されたシール材が杭の外面に圧接してその上側に充填されたグラウトの流出を防ぐと共に、鞘管の内面にその結合部で結合された補強支持部材がグラウト圧によるシール部の垂れ落ちを防いでシール状態を維持する。このため、大きなグラウト圧にも耐えることができ、杭と鞘管の径の差を大きく設定することが可能となるものである。

以下、添付図面を参照して本願発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、請求項１に係る発明における杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材の一構成例を示し、（Ａ）は全体断面図，（Ｂ）はそのＢ部拡大図である。

図示シール部材１０は、図１（Ｂ）に示すように、合成ゴム又は天然ゴム等の弾性素材により形成されたシール材１１が、ジャケット１の内径と対応する外径の薄肉短筒状の嵌合固定部材としてのベースリング１２の内周面に固定されて構成されており、ベースリング１２の内部にシール材１１を備えた円環状で、鞘管としてのジャケット１の下端内周に嵌合固定され、シール材１１が弾性変形して杭２の貫通を許容すると共にその復帰力で杭２の外面に圧接し、その上側のジャケット１と杭の外面の間隙に充填されるグラウトの下側への漏洩を防ぐものである。尚、図中１Ａは杭２の位置を規定するガイド板であって、周方向に所定間隔で複数配設されているものである。

シール材１１は、ベースリング１２の内径と一致する外径の短筒状の固定部１１Ａの下縁に、薄肉環状のシール部１１Ｂが直角に内側に向けて突設されて断面形状Ｌ字状に形成されており、その固定部１１Ａの外周面でベースリング１２の内周面に焼付接着されている。

シール部１１Ｂの内径は、杭２の外径より所定量小さく、弾性変形することによって杭２の貫通を許容してシール作用すると共に、杭２の所定量の偏心によってもシール作用し得るように設定されている。

また、シール材１１のシール部１１Ｂと、ベースリング１２のシール材１１の装着部位の上側との間に、補強支持部材としての補強吊り材１３が全周に亘って張設されている。

補強吊り材１３は、補強繊維が内装された薄いゴム板によって円環状に形成され、内周縁がシール材１１のシール部１１Ｂの上面に所定幅で接着されると共に、外周縁がシール材１１の固定部１１Ａの斜めの上端縁を介してベースリング１２に所定幅で接着され、略４５°の角度で弛み無く張設されている。シール材１１のシール部１１Ｂの上面の補強吊り材１３が接着される部位には、補強吊り材１３の張設角度で三角形の当て材１１Ｃが設けられており、補強吊り材１３の接着代を拡大すると共にその設置角度を案内するようになっている。

このように構成されたシール部材１０は、前述のごとくジャケット１の内周にベースリング１２が嵌合してジャケット１の所定位置に挿置され、上縁がジャケット１の内周に所々点溶接されると共に下縁が全周溶接されて固定される。

シール部材１０が装着固定されたジャケット１は、構築現場に立設された杭２に被せるように外挿される。これにより、ジャケット１に固定されたシール材１０は、拡大断面図である図２に示すようにそのシール材１１のシール部１１Ｂが杭２によって上側に屈曲変形して、その弾性復帰力で杭２の外面に圧接し、それにより後工程で上側のジャケット１と杭２の間隙に充填されるグラウトの漏出を防ぐ。補強吊り材１３は、シール材１１のシール部１１Ｂを支持して水平状態より下側に変形することを防ぎ、これによって、大きなグラウト圧が作用した場合でもシール部１１Ｂが下側に捲れることはなく、シール性を維持することができる。このため、ジャケット１と杭２の間隙を広く設定することが可能となり、施工時におけるジャケット１の位置精度を緩和して作業を容易化できるものである。

尚、本願発明はこの構成例に限るものではなく、補強吊り材の構成等は適宜変更可能なものである。

図３は、本発明の他の構成例を示し、（Ａ）は拡大断面図，（Ｂ）は部分斜視図である。尚、図中前述の構成例と同機能の部位には同符号を付して説明を省略する。

このシール部材１０′は、前述の構成例における補強吊り材１３の代わりに、補強支持部材として所定幅の帯状の補強吊り帯１４が、シール材１１のシール部１１Ｂと、ベースリング１２のシール材の装着部位の上側との間を結んで周方向に所定間隔で複数張設されているものである。

補強吊り帯１４は、前述の構成例と同様に補強繊維が内装された薄いゴム板によって所定幅の帯状に形成されており、一端がシール材１１のシール部１１Ｂの上面に所定幅で接着されると共に、他端がベースリング１２に所定幅で接着されて、略４５°の角度で弛み無く張設されている。シール材１１のシール部１１Ｂの上面の補強吊り帯１４が接着される部位には前述の構成例と同様に補強吊り帯１４の張設角度で三角形の当て材１１Ｃが設けられると共に、ベースリング１２の補強吊り帯１４が接着される部位にも同様の当て材１２Ａが設けられている。

この構成によっても、補強吊り帯１４がシール材１１のシール部１１Ｂを支持して下側への捲れを防ぎ、高いグラウト圧に抗して高いシール性を維持することができる。

図４は、請求項２に係る発明における杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材の一構成例を示し、（Ａ）は鞘管に装着した状態の拡大断面図，（Ｂ）はその部分斜視図である。

図示シール部材２０は、円環状のシール材２１の上面に、補強支持部材として複数の補強吊り帯２２がそれぞれ一端で接着固定されて構成されている。

シール材２１は、合成ゴム又は天然ゴム等の弾性素材により薄板円環状に形成され、その内径は、杭２の外径より所定量小さく、弾性変形することによって杭２の貫通を許容してシール作用すると共に、杭２の所定量の偏心によってもシール作用し得るように設定されている。補強吊り帯２２が装着される部位には、断面形状三角形の案内部２１Ａが突設されており、補強吊り材１３の接着代を拡大すると共にその設置角度を案内するようになっている。また、その外周は、鞘管としてのジャケット１の内周への装着部２１Ｂとなっている。

補強吊り帯２２は、補強繊維が内装された薄いゴム板によって所定幅で所定長さの帯状に形成されており、その先端でシール材２１の上面に所定幅で接着され、他端はジャケット１の内周への結合部２２Ａとなっている。

この構成のシール部材２０は、シール材２１の外周の装着部がジャケット１の内周に突設された支持環１Ｂに両者を連通するボルト３１によって押さえ板３２を介して押圧固定されると共に、補強吊り帯２２の結合部も同様にジャケット１の内周に突設された結合環１Ｃに両者を連通するボルト３３によって押さえ板３４を介して押圧固定されて、ジャケット１に装着される。そして、シール材２１が挿通された杭２の外面にその弾性復帰力で圧接し、上側のジャケット１と杭２の間隙に充填されるグラウトの漏出を防ぐ。また、補強吊り帯２２はシール材２１を支持して下側への捲れを防ぐ。この構成では、補強吊り帯２２はジャケット１に直接強固に固定されているため、より高いグラウト圧に抗して高いシール性を維持することができる。

請求項１に係る発明における杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材の一構成例を示し、（Ａ）は全体断面図，（Ｂ）はそのＢ部拡大図である。 シール作用状態を示す拡大断面斜視図である。 他の構成例を示し、（Ａ）は拡大断面図，（Ｂ）は部分斜視図である。 請求項２に係る発明における杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材の一構成例を示し、（Ａ）は拡大断面図，（Ｂ）は部分斜視図である。

符号の説明

１ ジャケット（鞘管）
２ 杭
１０，１０′ シール部材
１１ シール材
１１′ シール材（シール部）
１１Ｂ シール部
１２ ベースリング（嵌合固定部材）
１３ 補強吊り材（補強支持部材）
１４ 補強吊り帯（補強支持部材）
２０ シール部材
２１ シール材
２２ 補強吊り帯（補強支持部材）

Claims (2)

1. 地盤に打設された杭と、該杭の打設後に該杭に対して上方から外挿される鞘管とが、両者の間隙に充填されたグラウトによって結合固定されて成る基礎構造において、杭の外周面と鞘管の内周面の間に介装されてグラウトの流出を防ぐものであって、
   前記鞘管内に嵌合する短筒状の嵌合固定部材の内周に、弾性変形して前記杭の貫通を許容する平板環状のシール材が設けられると共に、前記嵌合固定部材の前記シール材の配設部位より上側と前記シール材の内周側とを結ぶ補強支持部材を備え、前記シール材は前記鞘管の内径と一致する外径の短筒状の固定部と、この固定部の下縁から直角に内側に向けて突設して断面L字状に形成されたシール部からなることを特徴とする杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材。
2. 地盤に打設された杭と、該杭の打設後に該杭に対して上方から外挿される鞘管とが、両者の間隙に充填されたグラウトによって結合固定されて成る基礎構造において、杭の外周面と鞘管の内周面の間に介装されてグラウトの流出を防ぐものであって、
   弾性変形して前記杭の貫通を許容する平板環状で外周部に前記鞘管への装着部を有するシール材と、
   前記シール材の内周側上面に一端が固定され他端に前記鞘管との結合部を有する補強支持部材と、を備えており、前記シール材の前記補強支持部材の一端が固定される部位に隣接して半径方向外側には断面三角形の案内部が突設されていることを特徴とする杭と鞘管間のグラウト流出防止用シール部材。

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