JP5973931B2 - 高支持力杭の施工法 - Google Patents

Description

本発明は、杭先端の支持力増加による高支持力杭の施工法に関するものである。

杭の高支持力化によって、杭の本数を減らす、あるいは杭径を小さくすることにより経済的な杭基礎構造とすることが行なわれており、既存技術として、拡底杭工法や先端プレロード工法がある。

拡底杭工法は、場所打ち杭工法の一種であり、図４に示すように、杭１（場所打ち杭）の下端を掘削機により拡大掘削し、拡底部２で杭先端の断面積を大きくすることによって先端支持力の増加をはかるものである。

拡大掘削を行う掘削機が工夫されており、円筒形の掘削を行った後、杭先端部で拡底掘削により円錐台形状をつくり、その中に鉄筋籠の建て込み、コンクリート打設を行う。

杭先端面積に比例して先端支持力が大きくなり、杭１としての支持力増加がはかられている。

かかる拡底杭工法の一つとして、下記特許文献のごときものがある。
特開２００９―３６０１０号公報 特開平３−２５３６９２号公報 特開平５−２３６５７３号公報

前記特許文献１は、掘削孔底部に砂利を敷設して砂利層を形成した後、柱主筋と帯筋とから組み立てられた鉄筋籠と注入管とを掘削孔に挿入する。注入管が砂利層に差し込まれるように、注入管の先端は鉄筋籠から所定長突出させる、次に、鉄筋籠内部にコンクリート打設用のトレミー管を設置してコンクリートを打設し、所定のコンクリート強度が発現するまでコンクリートの養生を行う。続いて、グラウト材をグラウトポンプからバルブを介して掘削孔底部に注入し、砂利層の空隙に充填し、グラウト材の注入が完了したと判断すると、次に、グラウト材に圧力をかけた状態で地上部のバルブを閉め、グラウト材を内圧を保持した状態で固化し、支持地盤体を形成するものである。

前記特許文献２は、中空で排土管兼用の回転ロッドと、該回転ロッドの下端側に設けられた水中ポンプと、先端側は拡径可能にバケットの外側に設けられたスクレーパに装着されて拡底部へ開口すると共に、基端側は前記水中ポンプを介して回転軸に連通する吸引パイプとで構成されたスライムの除去装置を備えていることを特徴とした拡底バケットである。

前記特許文献３は、場所打杭工法によって掘削したのち、該孔底を円錐状に拡開する拡底杭の築造法において、拡大翼やスクレーパ等による孔底開後に、この拡孔壁部の傾斜面上端かそれよりも若干低い位置に、前記拡開孔壁の傾斜面に沿って拡底隅部方向に流動する水流を生じさせ、この水流によって拡底隅部に沈降堆積するスライムに孔底中央部への流動性を与えて、該スライムを含む水流を孔底中央部に配置した吸引装置により地上に吸上げ放出させることを特徴とする拡底杭の築造法である。

先端プレロード工法は、下記特許文献４、５にもあるが、図５に示すように、掘削後、先端にモルタル注入用袋３、スライム排除用のスライム除去管４を配置した鉄筋籠（図示せず）を設置、その後杭１（場所打ち杭）のコンクリート打設。コンクリート硬化後、注入管５から杭先端の袋３にモルタルを加圧（１．５ＭＰａ（１５ｋｇｆ／ｃｍ^２））注入する。
特開２００１−１５２４４８号公報 特開２００５−２２０７０８号公報

モルタルの注入圧により、袋３の外側に配置されているスライム排除用のスライム除去管４からスライムが順次、押し出し排除される。注入圧が確認されていることから、杭の先端許容支持力は約２倍に評価される。

前記特許文献１では、スライム除去しないので、砂利層にグラウトを加圧注入しても砂利層の上部のスライムが残っている可能性があるので、杭先端部の所定の支持力を得ることが困難な可能性がある。特許文献２、３では、スライム除去しているが、完全に除去することは難しい。

先端プレロード工法は、前記特許文献１〜３のようなスライム除去に問題はないが、モルタル注入用袋を先端に配置すること、および、スライム除去のために袋の外側にスライム除去管を配置しなければならないことで、手数がかかるものとなる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、スライムを完全に除去処理できるとともに、除去した部分に低流動モルタルを加圧充填して、高支持杭を構築できるので、少ない配管や装置で、簡易かつ迅速に施工できる高支持力杭の施工法を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、掘削孔のスライム処理後、掘削孔の中央部にガイドパイプ、その外周部に鉄筋籠を設置して、場所打ち杭のコンクリートを打設し、場所打ち杭のコンクリートが硬化後、ガイドパイプ内にロッドを挿入し、ロッドより高圧水を噴射して、杭先端部に残っているスライムをガイドパイプとロッドの間の隙間を通じて高圧水と同時に地上に排出することで洗浄、除去し、ガイドパイプとロッドの隙間にパッカーを膨らませキャップした後、ロッドにより杭先端にモルタルを高圧注入し、杭先端モルタル硬化後、ロッド先端よりガイドパイプ内にもモルタルを注入することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、場所打ち杭打設前と、打設後の２段階のスライム処理により完全にスライムを除去できる。また、場所打ち杭の打設後のスライム処理は、ガイドパイプを用いて行うことができるので、別途スライム排出用の管を設置する必要がない。しかも、このガイドパイプはパッカー付きのロッドを挿入することによりモルタルを高圧注入用の装置としても利用でき、スライムを除去した部分にモルタルを加圧充填することにより高支持杭を構築できる。

請求項２記載の本発明は、モルタルの種類として、低流動モルタル、繊維補強モルタル、通常のモルタルのいずれかであることを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、モルタルの種類として、低流動モルタル、繊維補強モルタル、通常のモルタルのいずれでもよいが、ロッド先端よりガイドパイプ内にも注入するモルタルはこれを加圧無で注入するができ、そのためには低流動モルタルが好適である。

以上述べたように本発明の高支持力杭の施工法は、スライムを完全に除去処理できるとともに、除去した部分に低流動モルタルを加圧充填して、高支持杭を構築できるので、少ない配管や装置で、簡易かつ迅速に施工できるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図３は本発明の高支持力杭の施工法の各工程を示す説明図で、図中６は場所打ち杭、αは支持層を示す。

図１に示すように、場所打ち杭６を施工するに際して、バキュームまたはバケットにより杭底のスライム処理を行った後、掘削孔の中央部にφ１５０のガイドパイプ７、その外周部に鉄筋籠（図示せず）を設置して、場所打ち杭６のコンクリート９を打設する。

場所打ち杭６のコンクリート９の硬化後、図２に示すように、ガイドパイプ７内にロッド８（φ６０）を挿入し、ロッド８先端より高圧水を噴射して、杭先端部から下方のスライムを高圧洗浄、除去する。このスライムの洗浄、除去は、高圧水の噴射によって杭先端のスライムをスライム混じりの流体に変え、ガイドパイプ７とロッド８の間の隙間を通して上昇流によって地上に排出するものである。

コンクリート打設後に杭の先端に残るスライムは、スライム処理後、３０分から１時間後にコンクリート打設されるため、その間にスライムが沈降して堆積するものであり、５ｃｍ程度残ることが多い。

ガイドパイプ７とロッド８の隙間にパッカー１０（ゴム風船）を膨らませキャップした後、ロッド８により杭先端に低流動モルタル１１（または繊維補強モルタル）を高圧注入する。注入圧は２〜３ＭＰａ（２０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ^２）とする。

低流動モルタル１１の硬化後、ガイドパイプ７内にもモルタル１２を注入（加圧無し）する。このモルタル１２は通常モルタルでもよい。

このガイドパイプ７内へのモルタル１２を注入は、ロッド８の先端よりロッド８を引き上げながら、ガイドパイプ７の下端から行うことができる。

なお、前記実施形態では高圧注入するのは、低流動モルタル１１（または繊維補強モルタル）、ガイドパイプ７内への注入は通常モルタルとしたが、使用するモルタルの種類として、低流動モルタル、繊維補強モルタル、通常のモルタルのいずれかであれば、選択が可能である。

本発明の高支持力杭の施工法の第１工程を示す説明図である。 本発明の高支持力杭の施工法の第２工程を示す説明図である。 本発明の高支持力杭の施工法の第３工程を示す説明図である。 拡底杭工法による杭の側面図である。 先端プレロード工法の説明図である。

１…杭 ２…拡底部
３…袋 ４…スライム除去管
５…注入管 ６…場所打ち杭
７…ガイドパイプ ８…ロッド
９…コンクリート １０…パッカー
１１…低流動モルタル １２…モルタル

Claims (2)

1. 掘削孔のスライム除去後、掘削孔の中央部にガイドパイプ、その外周部に鉄筋籠を設置して、場所打ち杭のコンクリートを打設し、場所打ち杭のコンクリートが硬化後、ガイドパイプ内にロッドを挿入し、ロッドより高圧水を噴射して、杭先端部に残っているスライムをガイドパイプとロッドの間の隙間を通じて高圧水と同時に地上に排出することで洗浄、除去し、ガイドパイプとロッドの隙間にパッカーを膨らませキャップした後、ロッドにより杭先端にモルタルを高圧注入し、杭先端モルタル硬化後、ロッド先端よりガイドパイプ内にもモルタルを注入することを特徴とした高支持力杭の施工法。
2. モルタルの種類として、低流動モルタル、繊維補強モルタル、通常のモルタルのいずれかであることを特徴とする請求項１の高支持力杭の施工法。

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