JP5191040B2

JP5191040B2 - 杭頭余盛コンクリートの処理装置

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Publication number: JP5191040B2
Application number: JP2008063479A
Authority: JP
Inventors: 健一滝口; 俊英山下
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: JP2008255775A

Description

本発明は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に形成される余盛コンクリートを固化前に処理して、その後の杭頭部の処理を容易にするための装置に関するものである。

場所打ちコンクリート杭は、予め地中に掘削孔を設け、この掘削孔内に鉄筋等を配設した後に掘削孔内にコンクリートを打設して、地中にコンクリート杭を形成するものである。この場所打ちコンクリート杭を形成する工程では、掘削孔内に泥水等を充填した後に、水中で生コンクリートを打設する。このため、コンクリート中に泥水や掘削クズ（スライム）等が混ざって強度低下を引き起こすおそれがあり、杭頭部に余盛コンクリートを打設して、所定時間経過後に余盛コンクリートを除去している。

上述したように、余盛コンクリートには泥水や掘削クズが混ざっているため、コンクリート杭の本体部分と比較して若干強度が低下している可能性がある。しかし、若干の強度低下があったとしても、おしなべて強度は高い。
このため、コンクリートが固化した後に、ブレーカ等を用いて余盛コンクリートを除去する方法では、騒音や振動が発生し、周囲の環境に悪影響を及ぼすおそれがある。また、杭頭部に鋼製のキャップを挿入して解体を容易にする方法などがあるが、コストが上昇するばかりでなく、さらなる産業廃棄物が発生するという問題があった。

そこで、従来、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に形成される余盛コンクリートのはつり処理を容易に行うための技術が種々提案されている。例えば、杭頭部の余盛コンクリートを破砕して、はつり作業の効率を向上させるための杭頭処理方法が開示されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載された技術は、コンクリート固化前に杭頭部の余盛コンクリートに注入管を挿入し、この注入管の先端部に設けた孔から空気を注入してコンクリートの強度を低下させることにより、余盛コンクリートの強度を低下させることができるとしている。

また、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に、はつり処理が容易となるような低強度の余盛コンクリートを形成するための処理用治具が開示されている（特許文献２参照）。この特許文献２に記載された技術は、余盛コンクリートにエアーを噴出させるための複数の噴出口が設けられたエアー噴射体と、このエアー噴射体を掘削孔内の余盛コンクリート形成予定位置に吊り下げておくための吊下具と、掘削孔の外側から余盛コンクリート形成予定位置に水を供給するための給水管とを備えた構成となっている。そして、エアーパイプを介して圧縮エアーをエアー噴射体に供給し、噴出口からエアーを噴射させてエアー噴射体の近傍を攪拌し、コンクリートとベントナイト溶液とを混合させることにより、余盛コンクリートの強度を低下させることができるとしている。

特開２００１−２８８７４３号公報特開２００１−１７２９６２号公報

上記特許文献１に記載された技術は、コンクリート固化前に杭頭部の余盛コンクリートに空気を注入することにより、余盛コンクリートの強度を低下させようとするものである。しかし、ただ単に余盛コンクリートに空気を注入しただけでは、セメント成分が残っているため、コンクリートの強度を十分に低下させることができるとは言い難かった。

また、上記特許文献２に記載された技術は、掘削孔の外側から余盛コンクリート形成予定位置に水を供給するとともに、エアーを噴射してコンクリートとベントナイト溶液を混合させるものである。しかし、ただ単にエアーを噴射してコンクリートとベントナイト溶液を混合させようとしても、周辺部までエアーが届かずに、杭頭部の全体にわたってコンクリートの強度を十分に低下させることができるとは言い難かった。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に形成される余盛コンクリートを固化前に処理して、コストダウンを図るとともに、産業廃棄物の排出量を減少させて環境負荷を低減することが可能な杭頭余盛コンクリートの処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。すなわち、本発明に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に形成される余盛コンクリートを固化前に処理するための装置であって、余盛コンクリート内に挿入する挿入管と、挿入管の内部に配設された高圧水供給管及び高圧空気供給管と、高圧水供給管に高圧水を供給する高圧水供給装置と、高圧空気供給管に高圧空気を供給する高圧空気供給装置とを備えている。そして、挿入管は、その先端部に高圧水を噴射する高圧水噴出口及び高圧空気を噴射する高圧空気噴出口が組となって設けられると共に、その先端部付近が螺旋状に湾曲していることを特徴とするものである。

このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置を用いて余盛コンクリートの処理を行うには、掘削孔内に打設したコンクリートが固化する前に、余盛コンクリート内に挿入管を挿入する。そして、高圧水供給装置により高圧水供給管に高圧水を供給するとともに、高圧空気供給装置により高圧空気供給管に高圧空気を供給すると、高圧水噴出口から高圧水が噴射するとともに、高圧空気噴出口から高圧空気が噴射する。

また、先端部付近が螺旋状に湾曲した挿入管は、当該螺旋状の先端部を補強する円筒管や円形螺旋板を備える構成とすることが可能である。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、挿入管の先端部が余盛コンクリートの中心部よりも外周側に位置するため、大口径（例えば１００ｃｍ以上の口径）の場所打ちコンクリート杭を形成する場合であっても、周辺部分にまで高圧空気及び高圧水が到達する。この際、螺旋部分は円筒管や円形螺旋板により補強される。

また、先端部付近が螺旋状に湾曲している挿入管は、軸状の挿入管の上部から分岐して当該軸状の挿入管の周囲を取り囲むように配設することが可能である。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、挿入管を杭頭余盛コンクリートに貫入する際に、軸状の挿入管を回転中心として、螺旋状の挿入管が軸回りに回転するので、貫入性を向上させることができる。

また、軸状の挿入管の先端部は、螺旋状の挿入管の先端部よりも下方に位置させることが好ましい。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、杭頭余盛コンクリート内において、まず初めに軸状の挿入管が貫入され、続いて軸状の挿入管を回転中心として螺旋状の挿入管が軸回りに回転しながら貫入するので、挿入管の直進性を保つことができる。

また、軸状の挿入管又は螺旋状の挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口は、互いに位置をずらして２組以上設けることが可能である。さらに、螺旋状の挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口は、軸状の挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口のいずれか一つと対向する位置に設けることが好ましい。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、杭頭余盛コンクリート内で多方向へ向かって高圧水及び高圧空気を噴射させることができるので、杭頭余盛コンクリートの処理範囲（改良範囲）を拡大することができる。

また、軸状の挿入管と螺旋状の挿入管は、その接合部付近が処理対象となる余盛コンクリートよりも上方へ位置するように設定することが好ましい。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、軸状の挿入管と螺旋状の挿入管の接合部付近が杭頭余盛コンクリートに貫入しないので、当該接合部付近が貫入抵抗とならず、貫入性を向上させることができる。

また、挿入管は、その先端部分に、挿入方向へ高圧水を噴射する補助高圧水噴出口を設けることが好ましい。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、余盛コンクリートに挿入管を貫入する際に高圧水を噴射することにより、貫入性を向上させることができる。

また、高圧水噴出口を囲むようにして、複数の高圧空気噴出口を設けることが可能である。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、高圧水により高圧空気が押し出されて遠方まで到達する。

また、余盛コンクリートの打設時に余盛コンクリート内に設置して、挿入管の挿入補助を行うための挿入補助具を備えたことが可能である。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理措置では、予め余盛コンクリート内に挿入補助具が設置し、この挿入補助具を用いて余盛コンクリート内に挿入具を貫入する。

また、余盛コンクリート内に大量の低圧水を供給する低圧水供給管と、該低圧水供給管に低圧水を供給する低圧水供給装置とを備え、挿入管の先端部に、大量の低圧水を噴射する低圧水噴出口が設けた構成とすることが可能である。
このような構成からなる杭頭余盛コンクリートの処理装置では、余盛コンクリート内に、高圧水及び高圧空気とともに大量の低圧水が供給される。

なお、本発明に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置において、高圧空気とは、４〜７ｋｇｆ／ｃｍ²程度で噴出する空気のことをいい、高圧水とは２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²程度で噴出するジェット水のことをいい、低圧水とは１０ｋｇｆ／ｃｍ²程度以下で噴出する水のことをいう。この場合、高圧空気は、例えばコンプレッサにより供給され、高圧水は、例えばハイウォッシャー等に使用される高圧ポンプにより供給される。また、低圧水は、基礎工事等で一般的に使用されている工事用水中ポンプ（口径２〜６インチ、最大吐出量０．２〜３ｍ³／分、全揚程１０〜６０ｍ）により供給され、ノズルからの実質供給量は、１００〜３００リットル／分程度である。

本発明に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置では、掘削孔内に打設したコンクリートが固化する前に、余盛コンクリート内に高圧水と高圧空気とが噴射される。高圧空気は余盛コンクリート内で小気泡の上昇流を発生させ、高圧水との相乗作用により、余盛コンクリートのセメント分を流出させることができる。この際、高圧水及び高圧空気は、余盛コンクリートの周辺部分にまで達する。

したがって、余盛コンクリートの全体にわたってセメント分が洗い流されて砕石等の粗骨材や砂等の細骨材のみとなり、はつり作業を行うことなく余盛コンクリートを除去することが可能となる。また、セメント分を完全に洗い流すことができなかった場合であっても、固化後の余盛コンクリートは、ハンマーやツルハシ等を用いて容易に破損あるいは破壊できる程度の硬さであるため、容易に除去することが可能となる。
さらに、セメント分が洗い流されているため、粗骨材や細骨材を再利用することができ、産業廃棄物の排出量を減少させることが可能となる。

また、挿入管の先端部を螺旋状に湾曲させた構成とした場合には、挿入管の先端部が余盛コンクリートの中心部よりも外周側に位置するため、大口径の場所打ちコンクリート杭を形成する場合であっても周辺部分にまで高圧空気及び高圧水が到達して、余盛コンクリートの強度を低下させることが可能となる。螺旋部分を回転させながら挿入管を余盛コンクリート内へ貫入することにより、挿入管を容易に余盛コンクリート内へ貫入することができる。この際、螺旋部分を円筒管や円形螺旋板で補強することにより、挿入管の損傷を防止することができる。

また、軸状の挿入管と、この軸状の挿入管の上部から分岐して軸状の挿入管の周囲を取り囲む螺旋状の挿入管とを設けることにより、余盛コンクリートに対する挿入管の貫入性を向上させることができる。この際、軸状の挿入管の先端部を、螺旋状の挿入管の先端部よりも下方に位置させたり、螺旋状の挿入管の上端部付近が処理対象となる余盛コンクリートよりも上方へ位置するように高さを設定したり、挿入管の先端部分に、挿入方向へ高圧水を噴射する補助高圧水噴出口を設けたりすることにより、余盛コンクリートへの貫入性をさらに向上させることができる。

また、軸状の挿入管又は螺旋状の挿入管の先端部において、高圧水噴出口及び高圧空気噴出口を、互いに位置をずらして２組以上設けたり、螺旋状の挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口を、挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口のいずれか一つと対向する位置に設けたりすることにより、杭頭余盛コンクリートの処理範囲（改良範囲）を拡大することができる。

また、高圧水及び高圧空気とともに低圧水を大量に供給する構成とした場合には、低圧水によりセメント分の洗い流し作用がさらに増強される。

以下、図面を参照して、本発明に係る余盛コンクリートの処理装置の実施形態を説明する。
本発明の実施形態に係る余盛コンクリートの処理装置は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に形成される余盛コンクリートを固化前に処理して、コストダウンを図るとともに、産業廃棄物の排出量を減少させて環境負荷を低減するための装置である。
この余盛コンクリートの処理装置は、直径１，０００ｍｍ〜２，０００ｍｍ程度の場所打ちコンクリート杭に好適に用いられる。

＜第１の実施形態＞
図１〜３は、本発明の第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置に関するもので、図１は使用状態の説明図、図２は挿入管先端部分の拡大図、図３は高圧水噴出口及び高圧空気噴出口の拡大図である。

本発明の第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０は、図１及び図２に示すように、地中に設けた掘削孔２０内に鉄筋３０等を配設した後に、掘削孔２０内にコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭４０を作成する際に、杭頭の余盛コンクリート５０を処理するために使用する。

この杭頭余盛コンクリートの処理装置１０は、余盛コンクリート５０内に挿入する挿入管６０を備えている。挿入管６０の上部には、高圧水供給管７０及び高圧空気供給管８０が接続されており、高圧水供給管７０及び高圧空気供給管８０が挿入管６０の内部に引き込まれている。また、挿入管６０の先端部分には、高圧水供給管７０に連通接続されて高圧水を噴射する高圧水噴出口９０と、高圧空気供給管８０に連通接続されて高圧空気を噴射する高圧空気噴出口１００とが設けられている。

挿入管６０の上端部にはスイベルジョイント１１０が取り付けられており、スイベルジョイント１１０の上部には円環状の係止部１１１が設けられている。さらに、挿入管６０の途中には、外周面から外側へ向かって突出した棒状の回転アーム１２０が設けられている。図１に示す例では、棒状の回転アーム１２０が、互いに１８０度だけ周方向の位置をずらして設けられているが、回転アーム１２０の形状はこれに限定されるものではなく、挿入管６０を中心とした円環状のハンドル等であってもよい。

また、高圧水供給管７０の他端部には、高圧水を供給するための高圧水供給装置１３０が連通接続されており、高圧空気供給管８０の他端部には、高圧空気を供給する高圧空気供給装置１４０が連通接続されている。高圧空気供給装置１４０は、例えばコンプレッサからなり、４ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で空気を供給する。また、高圧水供給装置１３０は、例えばハイウォッシャー等に使用される高圧ポンプからなり、２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力でジェット水を供給する。

図１及び図２に示すように、高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００は、挿入管６０の外周面から互いに１８０度だけ周方向の位置をずらして設けられている。また、図３に示すように、高圧空気噴出口１００は、高圧水噴出口９０を中心とした同心円状に複数個配置されている。
なお、図１及び図２に示す例では、高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００を２組設けているが、噴射する水及び空気の圧力を上昇させるために、高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００を１組としてもよい。また、１組の高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００における各噴出口の数や配設位置は、図３に示されるものに限定されず、適宜変更して実施することができる。例えば、挿入管６０の先端部付近において、下方に高圧空気噴出口１００を配設するとともに上方に高圧水噴出口９０を配設する等、種々の態様とすることができる。

第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０を用いて、余盛コンクリート５０の処理を行うには、適宜設けた支持手段（図示せず）と、スイベルジョイント１１０の係止部１１１との間にロープ（図示せず）を掛け渡して、処理装置１０を杭頭の上部に位置させる。そして、ロープの長さを調整して、挿入管６０を余盛コンクリート５０内に貫入する。その後、回転アーム１２０を操作して挿入管６０を軸回りに回転させながら、余盛コンクリート５０内から挿入管６０を引き抜く。この際、高圧水供給装置１３０及び高圧空気供給装置１４０を駆動して、高圧水噴出口９０から高圧水を噴射するとともに、高圧空気噴出口１００から高圧空気を噴射する。余盛コンクリート５０内に高圧水及び高圧空気が噴射されると、高圧水と小気泡の上昇流との相乗作用により、余盛コンクリート５０のセメント分が流出して、粗骨材及び細骨材が洗い出される。さらに、条件によっては、鉄筋３０を露出させることもできる。

このようにして、挿入管６０を徐々に余盛コンクリート５０の深部へ挿入して、余盛コンクリート５０の処理を行うことができる。そして、余盛コンクリート５０のセメント分が流出したら、残った粗骨材及び細骨材を除去することにより、面倒なはつり作業を行うことなく、余盛コンクリート５０を処理することができる。

また、図示しないが、挿入管６０の先端部に、挿入管６０の挿入方向へ向かって高圧水を噴出する補助高圧水噴出口を設けてもよい。この補助高圧水噴出口は、例えば、高圧水供給管７０に接続されており、余盛コンクリート５０に挿入管６０を貫入する際に高圧水を噴射することにより、余盛コンクリート５０へ容易に挿入管６０を貫入することができる。さらに、挿入管６０の先端部を円錐状に尖らせることにより、貫入抵抗を低減することができる。
余盛コンクリート５０の処理は、予め所定深さまで挿入管６０を挿入した後に挿入管６０を引き上げながら行ってもよいし、上部から余盛コンクリート５０内に挿入管６０を挿入しながら行ってもよい（他の実施形態においても同様）。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置は、上述した第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の構成に加えて、挿入補助具を備えた構成としたものである。図４及び図５を参照して、第２の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置を説明する。図４及び図５は、第２の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置に関するもので、図４は挿入補助具の斜視図、図５は大口径の場所打ちコンクリート杭における杭頭余盛コンクリートの処理を説明する説明図である。

第２の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置２１０は、図４に示すように、余盛コンクリート５０の打設時に余盛コンクリート５０内に設置して、挿入管６０の挿入補助を行うための挿入補助具１８０を備えている。挿入補助具１８０は、内径が挿入管６０の外径よりも若干大きく設定された円筒状の部材で、軸方向に二分割可能となっており、下端部に落下蓋１９０を被せてある。
この挿入補助具１８０は、余盛コンクリート５０が硬化する前に、余盛コンクリート５０内に設置されるもので、設置時には一体となって下端部に落下蓋１９０が被せられている。その他の構成は、図１〜図３に示す第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０とほぼ同様であるため、詳細な説明を省略する。

第２の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置２１０を用いて余盛コンクリートを処理するには、予め余盛コンクリート５０内に挿入補助具１８０を設置しておく。そして、一体となった挿入補助具１８０の上部から挿入部６０を挿入し、挿入補助具１８０を上方へ向かって引き上げることにより、落下蓋１９０が外れて挿入補助具１８０が左右に二分割され、余盛コンクリート５０内から容易に挿入補助具１８０を引き抜くことができる。

なお、挿入補助具１８０は、場所打ちコンクリート杭の径に合わせて適宜位置に設置される。例えば、１００ｃｍ以上の大口径の場所打ちコンクリート杭を形成する場合には、図５に示すように、掘削孔内の３箇所に挿入補助具１８０を設置することにより、余盛コンクリート５０のほぼ全範囲にわたって処理範囲２００を拡大することができる。
また、挿入管６０の先端部を円錐状に尖らせることにより、貫入抵抗を低減することができる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置は、上述した第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の構成に加えて、挿入管の先端部付近に大量の低圧水を供給する構成としたものである。図６を参照して、第３の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置を説明する。図６は、第３の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の挿入管の先端部分の拡大図である。

第３の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置３１０は、高圧水及び高圧空気とともに大量の低圧水を供給するもので、図６に示すように、挿入管６０の上部には、低圧水供給管１５０が接続されている。また、挿入管６０の先端部分には、低圧水供給管１５０に連通接続されて大量の低圧水を噴射する低圧水噴出口１６０が設けられている。また、低圧水供給管１５０の他端部には、大量の低圧水を供給するための低圧水供給装置１７０が連通接続されている。
その他の構成は、図１〜図３に示す第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０とほぼ同様であるため、詳細な説明を省略する。
低圧水供給管１５０に大量の低圧水を供給する低圧水供給装置１７０は、例えば高揚程ポンプからなり、１０ｋｇｆ／ｃｍ2程度以下の圧力で水を供給する。また、低圧水の供給量は、例えば１００〜２００リットル／分程度である。

第３の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置３１０では、低圧水噴出口１６０から外周部へ向かって大量の低圧水を噴射することにより余盛コンクリート５０内に大量の低圧水が供給されて、セメント分の洗い流し作用がさらに増強される。
また、挿入管６０の先端部を円錐状に尖らせることにより、貫入抵抗を低減することができる。

＜第４の実施形態＞
図７及び図８を参照して、第４の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置を説明する。図７及び図８は、本発明の第４の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置に関するもので、図７は使用状態の説明図、図８は挿入管先端部分の拡大図である。

第４の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置４１０は、図７及び図８に示すように、上述した第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０の構成に加えて、挿入管６０の先端部付近を螺旋状に湾曲させて螺旋状湾曲部６１０を形成するとともに、螺旋状湾曲部６１０を補強する円筒管６２０を備えたものである。その他の構成は、図１〜図３に示す第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０とほぼ同様であるため、同様の機能を有する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第４の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置４１０は、図７及び図８に示すように、挿入管６０の先端部付近を螺旋状に湾曲させて螺旋状湾曲部６１０が形成されている。また、螺旋状湾曲部６１０の先端部は、円錐状の突出部６１１となっており、余盛コンクリート５０への挿入抵抗を低減させている。
なお、図７及び図８に示すように、挿入管６０の先端部分を下方へ向かって延長して軸状部６０′とするとともに、挿入管６０の途中から螺旋状湾曲部６１０を分岐させてもよい。さらに、軸状部６０′の先端部を円錐状に尖らせることにより、貫入抵抗を低減することができる。

また、螺旋状湾曲部６１０の先端部には、余盛コンクリート５０の外周部へ向かう方向と、内部へ向かう方向とに、高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００が設けられている。高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００の形状等は、上述した第１の実施形態とほぼ同様である。
さらに、螺旋状湾曲部６１０の内側に、挿入管６０を補強するための円筒管６２０を備えている。円筒管６２０の直径や長さは、螺旋状湾曲部６１０の形状に合わせて適宜変更して設定することができる。

第４の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置４１０を用いて、余盛コンクリート５０の処理を行うには、適宜設けた支持手段（図示せず）と、スイベルジョイント１１０の係止部１１１との間にロープ（図示せず）を掛け渡して、処理装置を杭頭の上部に位置させる。そして、ロープの長さを調整するとともに、回転アーム１２０を操作して挿入管６０を軸回りに回転させながら、余盛コンクリート５０内に貫入する。

ここで、挿入管６０の先端部付近が螺旋状湾曲部６１０となっているため、挿入管６０の先端部が余盛コンクリート５０の中心部よりも外周側に位置して、大口径の場所打ちコンクリート杭を形成する場合であっても周辺部分にまで高圧空気及び高圧水を到達させることができる。また、螺旋状湾曲部６１０は円筒管６２０により補強されているので、螺旋状湾曲部６１０が屈曲したり損傷したりすることがない。

そして、高圧水供給装置１３０及び高圧空気供給装置１４０を駆動して、高圧水噴出口９０から高圧水を噴射するとともに、高圧空気噴出口１００から高圧空気を噴射する。余盛コンクリート５０内に高圧水及び高圧空気が噴射されると、高圧水と小気泡の上昇流との相乗作用により、余盛コンクリート５０のセメント分が流出して、粗骨材及び細骨材が洗い出されるとともに鉄筋３０が露出する。
このようにして、挿入管６０を徐々に余盛コンクリート５０の深部へ挿入して、余盛コンクリート５０の処理を行うことができる。そして、余盛コンクリート５０のセメント分が流出したら、残った粗骨材及び細骨材を除去することにより、面倒なはつり作業を行うことなく、余盛コンクリート５０を処理することができる。

第４の実施形態においても、挿入管６０の先端部に、挿入管６０の挿入方向へ向かって高圧水を噴射するための補助高圧水噴出口を設けてもよいし、上述した第３の実施形態と同様に挿入管６０の先端部付近に低圧水を大量に供給する構成としてもよい。

＜第５の実施形態＞
図９及び図１０を参照して、第５の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置を説明する。図９及び図１０は、本発明の第５の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置に関するもので、図９は使用状態の説明図、図１０は挿入管先端部分の拡大図である。

第５の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置５１０は、図９及び図１０に示すように、上述した第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０の構成に加えて、挿入管６０の先端部付近を螺旋状に湾曲させて螺旋状湾曲部６１０を形成するとともに、螺旋状湾曲部６１０を補強する円形螺旋板６３０を備えたものである。その他の構成は、図１〜図３に示す第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０とほぼ同様であるため、同様の機能を有する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第５の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置５１０は、図９及び図１０に示すように、挿入管６０の先端部付近が螺旋状に湾曲して螺旋状湾曲部６１０が形成されている。螺旋状湾曲部６１０の先端部は、円錐状の突出部６１１となっており、余盛コンクリート５０への挿入抵抗を低減させている。

また、螺旋状湾曲部６１０の先端部には、余盛コンクリート５０の外周部へ向かう方向と、内部へ向かう方向とに、高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００が設けられている。高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００の形状等は、上述した第１の実施形態とほぼ同様である。
さらに、螺旋状湾曲部６１０の先端部付近に、挿入管６０を補強するための円形螺旋板６３０を備えている。円形螺旋板６３０の直径や形状は、螺旋状の先端部の形状に合わせて適宜変更して設定することができる。

第５の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置５１０を用いて、余盛コンクリート５０の処理を行うには、適宜設けた支持手段（図示せず）と、スイベルジョイント１１０の係止部１１１との間にロープ（図示せず）を掛け渡して、処理装置を杭頭の上部に位置させる。そして、ロープの長さを調整して、挿入管６０を余盛コンクリート５０内に貫入する。その後、回転アーム１２０を操作して挿入管６０を軸回りに回転させながら、余盛コンクリート５０内から挿入管６０を引き抜く。

ここで、挿入管６０の先端部付近が螺旋状湾曲部６１０となっているため、挿入管６０の先端部が余盛コンクリート５０の中心部よりも外周側に位置して、大口径の場所打ちコンクリート杭を形成する場合であっても周辺部分にまで高圧空気及び高圧水を到達させることができる。また、螺旋状湾曲部６１０は円形螺旋板６３０により補強されているので、螺旋状湾曲部６１０が屈曲したり損傷したりすることがない。

第５の実施形態においても、挿入管６０の先端部に、挿入管６０の挿入方向へ向かって高圧水を噴射するための補助高圧水噴出口を設けてもよいし、上述した第３の実施形態と同様に挿入管６０の先端部付近に低圧水を大量に供給する構成としてもよい。

なお、上述した第４の実施形態及び第５の実施形態では、螺旋状湾曲部６１０を補強するための円筒管６２０や円形螺旋板６３０を設けているが、螺旋状湾曲部６１０の補強が必要でない場合には、円筒管６２０や円形螺旋板６３０を省略することができる。
また、上述した第４の実施形態及び第５の実施形態を大口径の場所打ちコンクリート杭に適用する場合には、図５に示した例と同様に、掘削孔内の複数箇所に挿入管を貫入することにより、余盛コンクリートのほぼ全範囲にわたって処理範囲を拡大することができる。

＜第６の実施形態＞
図１１乃至図１４を参照して、第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置を説明する。図１１乃至図１４は、本発明の第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置に関するもので、図１１は斜視図、図１２は軸状の挿入管と螺旋状の挿入管の位置関係を示す拡大図、図１３は軸状の挿入管の先端部分の拡大図、図１４は螺旋状の挿入管の先端部分の拡大図である。

第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置７１０は、図１１乃至図１４に示すように、上述した第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０では１本であった挿入管６０を、軸状の挿入管８００とこの軸状の挿入管８００の周囲を取り囲む螺旋状の挿入管８１０とから構成したものである。
その他の構成は、図１〜図３に示す第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置１０とほぼ同様であるため、同様の機能を有する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置７１０は、図１１に示すように、軸状の挿入管８００と、この挿入管８００の上部から分岐して挿入管８００の周囲を取り囲む螺旋状の挿入管８１０とを備えている。ここで、軸状の挿入管８００の下端部は、螺旋状の挿入管８１０の下端部よりも１０ｃｍ程度下方に位置している。また、軸状の挿入管８００と螺旋状の挿入管８１０の接合部付近は、処理対象となる余盛コンクリートよりも上方へ位置するように設定されている。

また、各挿入管８００、８１０の先端部には、高圧水供給管７０に連通接続されて高圧水を噴射する高圧水噴出口９０と、高圧空気供給管８０に連通接続されて高圧空気を噴射する高圧空気噴出口１００とが設けられている。軸状の挿入管８００に設けられた高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００は、挿入管８００の外周面から互いに１８０度だけ周方向の位置をずらして設けられている。すなわち、一方の高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００が余盛コンクリートの中心側に向かって設けられており、他方の高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００が余盛コンクリートの外側に向かって設けられている。さらに、軸状の挿入管８００において、高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００を上下に並べて設けてもよい。

また、螺旋状の挿入管８１０の高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００は、余盛コンクリートの外周部へ向かう方向と、内部へ向かう方向に設けられている。この場合、複数の高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００は、ほぼ同一の処理位置へ向かって高圧水及び高圧空気を噴出するように配置してもよいし、互いに異なる処理位置へ向かって高圧水及び高圧空気を噴出するように配置してもよい。
さらに、図１２に示すように、軸状の挿入管８００の高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００と、螺旋状の挿入管８１０の高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００とは、互いに対向する位置に設けられている。また、図１３及び図１４に示すように、高圧空気噴出口１００は、高圧水噴出口９０を中心とした同心円状に複数個配置されている。

軸状の挿入管８００の先端部は、円錐状の突出部８０１となっている。また、螺旋状の挿入管８１０の先端部は、円錐状の突出部８１１となっている。このように、挿入管８００、８１０の先端部を円錐状の突出部８０１、８１１とすることにより、余盛コンクリートへの挿入抵抗を低減させることができる。

第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置７１０では、挿入管８００の上端部にスイベルジョイント１１０が取り付けられており、スイベルジョイント１１０の上部には円環状の係止部１１１が設けられている。さらに、スイベルジョイント１１０の下方には、外周面から外側へ向かって突出した棒状の回転アーム１２０が設けられている。図１１に示す例では、棒状の回転アーム１２０が、互いに１８０度だけ周方向の位置をずらして設けられているが、回転アーム１２０の形状はこれに限定されるものではなく、挿入管８００を中心とした円環状のハンドル等であってもよい。

また、スイベルジョイント１１０の上部には、高圧水供給管７０及び高圧空気供給管８０が接続されており、高圧水供給管７０及び高圧空気供給管８０が軸状の挿入管８００及び螺旋状の挿入管８１０の内部に引き込まれている。
第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置７１０では、スイベルジョイント１１０の上部に高圧水供給管７０及び高圧空気供給管８０が接続されているため、回転アーム１２０を用いて軸状の挿入管８００及び螺旋状の挿入管８１０を回転させた場合であっても、高圧水供給管７０及び高圧空気供給管８０が他の部材に絡み付くことがない。

第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置７１０を用いて、余盛コンクリートの処理を行うには、適宜設けた支持手段（図示せず）と、スイベルジョイント１１０の係止部１１１との間にロープ（図示せず）を掛け渡して、処理装置を杭頭の上部に位置させる。そして、ロープの長さを調整するとともに、回転アーム１２０を操作して軸状の挿入管８００及び螺旋状の挿入管８１０を軸回りに回転させながら、余盛コンクリート内に貫入する。

そして、高圧水供給装置１３０及び高圧空気供給装置１４０を駆動して、高圧水噴出口９０から高圧水を噴射するとともに、高圧空気噴出口１００から高圧空気を噴射しながら、回転アーム１２０を操作して軸状の挿入管８００及び螺旋状の挿入管８１０を軸回りに回転させて、余盛コンクリートから引き抜く。余盛コンクリート内に高圧水及び高圧空気が噴射されると、高圧水と小気泡の上昇流との相乗作用により、余盛コンクリートのセメント分が流出して、粗骨材及び細骨材が洗い出されるとともに鉄筋３０が露出する。
このようにして、軸状の挿入管８００及び螺旋状の挿入管８１０を徐々に余盛コンクリートの深部から引き抜いて、余盛コンクリートの処理を行うことができる。そして、余盛コンクリートのセメント分が流出したら、残った粗骨材及び細骨材を除去することにより、面倒なはつり作業を行うことなく、余盛コンクリートを処理することができる。

第６の実施形態においても、軸状の挿入管８００及び螺旋状の挿入管８１０の先端部に、挿入管８００、８１０の挿入方向へ向かって高圧水を噴射するための補助高圧水噴出口を設けてもよいし、上述した第３の実施形態と同様に軸状の挿入管８００あるいは螺旋状の挿入管８１０の先端部付近に低圧水を大量に供給する構成としてもよい。

第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置７１０によれば、軸状の挿入管８００の先端部を、螺旋状の挿入管８１０の先端部よりも下方（例えば１０ｃｍ程度）に位置させたり、螺旋状の挿入管８１０の上端部付近が処理対象となる余盛コンクリートよりも上方へ位置するように高さを設定したり、挿入管の先端部分に、挿入方向へ高圧水を噴射する補助高圧水噴出口を設けたりすることにより、余盛コンクリートへの貫入性を向上させることができる。また、軸状の挿入管８００の先端部において、高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００を互いに周方向の位置をずらして、あるいは上下方向の位置をずらして２箇所以上設けるとともに、螺旋状の挿入管８１０の先端部に設けられた高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００を、挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口９０及び高圧空気噴出口１００のいずれか一つと対向する位置に設けることにより、杭頭余盛コンクリートの処理範囲（改良範囲）を拡大することができる。

＜杭頭余盛コンクリートの処理例＞
次に、図１５を参照して、本発明の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置による処理の一例を説明する。図１５は、本発明の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置による処理の一例を示す説明図である。
本発明の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置は、大口径の掘削孔に対しても適用することができる。例えば、図１５に示すように、掘削孔２０の中心部付近は、螺旋状の挿入管を有する処理装置Ｂを用いて処理を行い、掘削孔２０の周辺部分は軸状の挿入管を有する処理装置Ａを用いて処理を行うことにより、杭頭余盛コンクリートを隅々までくまなく処理することができる。
＜他の実施形態＞
上述した実施形態では、回転アーム１２０を操作することにより挿入管６０等を人力で回転させているが、モータ及び歯車等を用いた回転装置を設け、この回転装置により挿入管６０等を回転させてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の使用状態の説明図。本発明の第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の挿入管先端部分の拡大図。本発明の第１の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の高圧水噴出口及び高圧空気噴出口の拡大図。本発明の第２の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置に用いる挿入補助具の斜視図。大口径の場所打ちコンクリート杭における杭頭余盛コンクリートの処理を説明する説明図。本発明の第３の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の挿入管及び低圧水供給管の先端部分の拡大図。本発明の第４の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の使用状態の説明図。本発明の第４の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の挿入管先端部分の拡大図。本発明の第５の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の使用状態の説明図。本発明の第５の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の挿入管先端部分の拡大図。本発明の第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の斜視図。本発明の第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の軸状の挿入管と螺旋状の挿入管の位置関係を示す拡大図。本発明の第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の軸状の挿入管の先端部分の拡大図。本発明の第６の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置の螺旋状の挿入管の先端部分の拡大図。本発明の実施形態に係る杭頭余盛コンクリートの処理装置による処理の一例を示す説明図。

符号の説明

１０、２１０、３１０、４１０、５１０、７１０杭頭余盛コンクリートの処理装置
２０掘削孔
３０鉄筋
４０場所打ちコンクリート杭
５０余盛コンクリート
６０挿入管
６０′ 軸状部
７０高圧水供給管
８０高圧空気供給管
９０高圧水噴出口
１００高圧空気噴出口
１１０スイベルジョイント
１１１係止部
１２０回転アーム
１３０高圧水供給装置
１４０高圧空気供給装置
１５０低圧水供給管
１６０低圧水噴出口
１７０低圧水供給装置
１８０挿入補助具
１９０落下蓋
２００処理範囲
６１０螺旋状湾曲部
６１１、８０１、８１１突出部
６２０円筒管
６３０円形螺旋板
８００軸状の挿入管
８１０螺旋状の挿入管
Ａ軸状の挿入管を有する処理装置
Ｂ螺旋状の挿入管を有する処理装置

Claims

場所打ちコンクリート杭の杭頭部に形成される余盛コンクリートを固化前に処理するための装置であって、
余盛コンクリート内に挿入する挿入管と、
前記挿入管の内部に配設された高圧水供給管及び高圧空気供給管と、
前記高圧水供給管に高圧水を供給する高圧水供給装置と、
前記高圧空気供給管に高圧空気を供給する高圧空気供給装置と、
を備え、
前記挿入管は、その先端部に高圧水を噴射する高圧水噴出口及び高圧空気を噴射する高圧空気噴出口が組となって設けられると共に、その先端部付近が螺旋状に湾曲していることを特徴とする杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記螺旋状の先端部を補強する円筒管を備えていることを特徴とする請求項１に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記螺旋状の先端部を補強する円形螺旋板を備えていることを特徴とする請求項１に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記先端部付近が螺旋状に湾曲している挿入管は、軸状の挿入管の上部から分岐して当該軸状の挿入管の周囲を取り囲むように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記軸状の挿入管の先端部は、前記螺旋状の挿入管の先端部よりも下方に位置することを特徴とする請求項４に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記軸状の挿入管又は螺旋状の挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口は、互いに位置をずらして２組以上設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記螺旋状の挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口は、前記軸状の挿入管の先端部に設けられた高圧水噴出口及び高圧空気噴出口のいずれか一つと対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記軸状の挿入管と前記螺旋状の挿入管は、その接合部付近が処理対象となる余盛コンクリートよりも上方へ位置するように設定されていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記挿入管は、その先端部分に、挿入方向へ高圧水を噴射する補助高圧水噴出口を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
前記高圧水噴出口を囲んで複数の高圧空気噴出口が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
余盛コンクリートの打設時に余盛コンクリート内に設置して、前記挿入管の挿入補助を行うための挿入補助具を備えたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。
余盛コンクリート内に大量の低圧水を供給する低圧水供給管と、
該低圧水供給管に低圧水を供給する低圧水供給装置と、
を備え、
前記挿入管の先端部に、大量の低圧水を噴射する低圧水噴出口が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の杭頭余盛コンクリートの処理装置。