JP5446774B2 - 仮設杭の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換パイプとともに建て込まれる仮設杭の施工方法に関する。

熱交換パイプとともに建て込まれる仮設杭の施工方法としては、例えば、掘削混練機を用いて掘削土とセメントミルクとを混練してソイルセメント体を構築し、ソイルセメント体が硬化する前に、熱交換パイプが固定されたＨ鋼をソイルセメント体に建て込む地中構造体の施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３９３５８８７号明細書

上記地中構造体の施工方法にて施工する場合には、設備業者によりＨ鋼に熱交換パイプが固定され、施工業者にて、地盤が掘削されるとともにソイルセメント体が構築されて熱交換パイプが固定されたＨ鋼が建て込まれた後に、設備業者にて熱交換パイプと熱交換設備との接続が行われる。このため、施工期間内に施工業者と設備業者とでスケジュールの調整が必要であり、作業効率が低下して施工期間が長くなるという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率良く短期間にて施工可能な仮設杭の施工方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の仮設杭の施工方法は、地盤に竪孔を掘削する掘削工程と、熱交換パイプを設置するためのケース体、及び、仮設杭を前記竪孔内に建て込む建込工程と、前記竪孔内に根固め材を充填する根固め工程と、前記ケース体内に前記熱交換パイプを配管する配管工程と、前記ケース体内に充填材を充填する充填工程と、を有することを特徴とする仮設杭の施工方法である。
このような仮設杭の施工方法によれば、建込工程にて仮設杭と熱交換パイプを設置するためのケース体とが建て込まれることにより、熱交換パイプのスペースが確保されるので、根固め工程にて竪孔内に根固め材が充填された後であっても、熱交換パイプを地中に埋設することが可能である。このため、施工業者と設備業者とが各々独立して作業することができるので、作業効率が向上し、施工期間を短縮することが可能である。ここで、仮設杭とは、本体構造物の構造強度に寄与しない杭を示し、施工後に撤去する杭に限定するものではない。

かかる仮設杭の施工方法であって、前記充填材は、高熱伝導材であることが望ましい。
このような仮設杭の施工方法によれば、高熱伝導材がケース体内に充填されるので、熱交換パイプは充填材内に埋設される。このため、高熱伝導材の高い熱伝導性により高い熱交換効率を得ることができるように熱交換パイプを備えることが可能である。

かかる仮設杭の施工方法であって、前記ケース体は、金属製であり、前記熱交換パイプを前記ケース体に当接させて配置することが望ましい。
このような仮設杭の施工方法によれば、熱交換パイプが備えられているケース体は金属製なので、熱交換パイプをケース体に当接させて配置することにより、金属の高い熱伝導性により、より高い熱交換効率を得ることができるように熱交換パイプを備えることが可能である。

かかる仮設杭の施工方法であって、前記仮設杭は、Ｈ形鋼であり、前記ケース体を前記Ｈ形鋼に当接させて配置することが望ましい。
このような仮設杭の施工方法によれば、仮設杭はＨ形鋼なので、ケース体を前記Ｈ形鋼に当接させて配置することにより、鋼材の熱伝導性により、さらに高い熱交換効率を得ることができるように熱交換パイプを備えることが可能である。

かかる仮設杭の施工方法であって、前記竪孔内に充填される前記根固め材に、高熱伝導材が混合されていることが望ましい。
このような仮設杭の施工方法によれば、熱交換パイプが収容されているケース体の周りに充填される根固め材にも高熱伝導材が混合されて、根固め部分も熱伝導性が高くなるので、より高い熱交換効率を得ることが可能である。

本発明によれば、効率良く短期間にて施工可能な仮設杭の施工方法を提供することが可能である。

本実施形態に係る仮設杭の施工方法を説明するための図である。 本実施形態に係る仮設杭の施工方法にて施工された後の状態を示す図であり、図２（ａ）は、水平断面図、図２（ｂ）は縦断面図である。 本実施形態に係る仮設杭の施工方法を示すフロー図である。 仮設杭の施工方法の第１変形例を示す図であり、図４（ａ）は、水平断面図、図４（ｂ）は縦断面図である。

以下、本発明に係る一実施形態について図を用いて詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る仮設杭の施工方法を説明するための図である。図２は、本実施形態に係る仮設杭の施工方法にて施工された後の状態を示す図である。

本実施形態の仮設杭の施工方法にて構築される仮設杭は、本体構造物の構造強度に寄与しない杭であって、例えば、山留め壁の杭、重機等の施工現場への乗り入れを可能とするための乗り入れ構台の柱となる構台杭、切梁を支える切梁棚杭などが挙げられる。

本実施形態の仮設杭の施工方法にて施工された仮設杭１０は、図２に示すように、地盤Ｇに掘削された竪孔３に建て込まれたＨ形鋼であり、竪孔３内には、Ｈ形鋼の他に、熱交換パイプ２０が内部に収容されたケース体３０が建て込まれている。

熱交換パイプ２０は、ポリエチレン等の樹脂製であり、ケース体３０は、下端が閉塞された鋼製の角パイプである。ケース体３０は、仮設杭１０であるＨ型鋼の対向するフランジ１０ａ間に、ウエブ１０ｂに当接させて配置され、熱交換パイプ２０は、ケース体３０内にＵ字状に屈曲されて、屈曲部２０ａが下端に位置するように配置される。

熱交換パイプ２０が収容されたケース体３０内には、炭化珪素などの高熱伝導材３５が充填材として充填され、熱交換パイプ２０の両端部２０ｂが高熱伝導材３５より上方に突出されている。また、仮設杭１０及びケース体３０が建て込まれた竪孔３内には、根固め材３６が充填されている。

本実施形態の仮設杭１０の施工方法は、図３に示すように、まず、地盤Ｇにオーガ等の掘削機５によりほぼ鉛直に竪孔３を掘削する(掘削工程Ｓ１)。
次に、掘削した竪孔３に、仮設杭１０及びケース体３０を建て込む（建込工程Ｓ２）。
次に、仮設杭１０とケース体３０とが建て込まれた竪孔３内に根固め材３６を充填する（根固め工程Ｓ３）。

以上の工程にて、仮設杭１０は、単独で自立した状態が維持できるようになる。このため、掘削工程から根固め工程までは、仮設杭１０の施工業者にて単独で作業される。

その後、根固め材３６により地中に埋設されたケース体３０内に、両端部が地上に突出するように熱交換パイプ２０を配管する(配管工程Ｓ４)。このとき、熱交換パイプ２０は、予めＵ字状に屈曲させた熱交換パイプ２０を屈曲させた部位側からケース体３０に配管するが、熱交換パイプ２０の剛性が低ければ、熱交換パイプ２０を送り出しながらケース体３０内に配管してもよい。

最後に、ケース体３０内に高熱伝導材３５を充填する（充填工程Ｓ５）。高熱伝導材３５の充填は、熱交換パイプ２０の地上に突出した端部を、例えばヒートポンプ等の設備と接続した後に行われても良い。

本実施形態の仮設杭１０の施工方法によれば、建込工程にて仮設杭１０と熱交換パイプ２０を設置するためのケース体３０とが竪孔３内に建て込まれることにより、熱交換パイプ２０を配管するためのスペースが確保されるので、根固め工程にて根固め材３６が充填された後であっても、熱交換パイプ２０を地中に埋設することが可能である。このため仮設杭１０を建てるための施工業者の作業工程と、熱交換パイプ２０を配管する、設備業者の作業工程とを、互いに独立させることができるので、作業効率が向上し、施工期間を短縮することが可能である。

また、ケース体３０内に高熱伝導材３５を充填したので、熱交換パイプ２０は高熱伝導材３５内に埋設される。このため、高熱伝導材３５の高い熱伝導性により高い熱交換効率を得ることができるように熱交換パイプ２０を備えることが可能である。

また、熱交換パイプ２０が備えられているケース体３０は鋼製なので、鋼の高い熱伝導性により、より高い熱交換効率を得ることができるように熱交換パイプ２０を備えることが可能である。ここで、本実施形態においてはケース体３０を鋼製の角パイプとしたが、これに限るものではなく、底を有する金属製のパイプ状をなす部材であれば構わない。

また、ケース体３０がＨ形鋼のフランジ１０ａ間にてウエブ１０ｂに当接させて配置されているので、ケース体３０が単独で地中に埋設されている場合より、鋼材の高い熱伝導性により、さらに高い熱交換効率を得ることができるように熱交換パイプ２０を備えることが可能である。

図４は、仮設杭の施工方法の第１変形例を示す図である。
上記実施形態においては、熱交換パイプ２０をケース体３０の中央に位置させた例について説明したが、図４に示すように、ケース体３０がウエブ１０ｂと当接している部位に熱交換パイプ２０を当接させることにより、さらに高い熱交換効率を得ることが可能である。

上記実施形態においては、竪孔３内に根固め材３６を充填した例について説明したが、竪孔３内に充填する根固め材３６に高熱伝導材３５を混合しておくと、熱交換パイプ２０が収容されているケース体３０の周りに充填される根固め材３６にも高熱伝導材３５が混合されて、根固め部分も熱伝導性が高くなっているので、より高い熱交換効率を得ることが可能である。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

３ 竪孔、５ 掘削機、１０ 仮設杭、１０ａ フランジ、１０ｂ ウエブ、
２０ 熱交換パイプ、２０ａ 屈曲部、２０ｂ 両端部、３０ ケース体、
３５ 高熱伝導材、３６ 根固め材

Claims (5)

1. 地盤に竪孔を掘削する掘削工程と、
   熱交換パイプを設置するためのケース体、及び、仮設杭を前記竪孔内に建て込む建込工程と、
   前記竪孔内に根固め材を充填する根固め工程と、
   前記ケース体内に前記熱交換パイプを配管する配管工程と、
   前記ケース体内に充填材を充填する充填工程と、
   を有することを特徴とする仮設杭の施工方法。
2. 請求項１に記載の仮設杭の施工方法であって、
   前記充填材は、高熱伝導材であることを特徴とする仮設杭の施工方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の仮設杭の施工方法であって、
   前記ケース体は、金属製であり、前記熱交換パイプを前記ケース体に当接させて配置することを特徴とする仮設杭の施工方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の仮設杭の施工方法であって、
   前記仮設杭は、Ｈ形鋼であり、前記ケース体を前記Ｈ形鋼に当接させて配置することを特徴とする仮設杭の施工方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の仮設杭の施工方法であって、
   前記竪孔内に充填される前記根固め材に、高熱伝導材が混合されていることを特徴とする仮設杭の施工方法。