JP6106412B2 - 場所打ち杭の杭頭処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、透水性容器に水和膨張破砕剤が充填されてなる静的破砕カートリッジを用いて杭頭コンクリートの余盛部（スライムの混入した杭頭の品質不良なコンクリート部分）を破砕除去する場所打ち杭の杭頭処理方法に関する。

ブレーカーやドリル等の衝撃工具による余盛部のハツリ作業を不要にする場所打ち杭の杭頭処理方法として、透水性容器に水和膨張破砕剤を充填した静的破砕カートリッジを配列したフレームからなる杭頭破砕具を場所打ち杭の杭頭部所定位置に主筋を利用して取り付けておき、この状態で杭穴にコンクリートを打設し、コンクリートの硬化後、水和膨張破砕剤を膨張させて余盛部を自動的に破砕除去する技術は、特許文献１によって既に知られている。

この方法によれば、ブレーカーによる余盛部のハツリ作業や、ドリルによる静的破砕剤注入用孔の削孔作業を省略でき、騒音や粉塵を発生させることなく杭頭処理を行えるという利点がある。

しかしながら、上記の公知技術においては、特許文献１の図２〜図４に記載されている通り、直線的な形状とした複数本の静的破砕カートリッジを杭頭部の主筋群の内側に放射状に配置していた。

そのため、静的破砕カートリッジの水和膨張破砕剤を膨張させた際、主筋群の内側に位置する余盛りコンクリートが細かく破砕されてしまい、破砕ガラとして除去する面倒な作業が生じることが懸念される。

また、上記の公知技術では、厚み内に複数の主筋挿入用穴を形成し、片面に主筋挿入用穴と平行なスリットを形成することにより円形の鉄筋籠に合わせて湾曲可能とした発泡合成樹脂製の縁切りプレートを設計上の杭天端より上方の主筋に套嵌して、主筋へのコンクリートの付着を防止しているため、円形状に並ぶ主筋群の外側と内側が縁切りプレートで分断された状態となり、主筋群の内側に放射状に配置された静的破砕カートリッジの膨張による破砕作用を主筋群の外側まで及ぼし難く、主筋群の内側では余盛部のコンクリートが細かく破砕されるが、主筋群の外側では余盛部のコンクリートが大きな塊りとして残ることが懸念される。

このような問題の解決策として、本発明者は、複数本の静的破砕カートリッジを円弧状とし、主筋群の内周面に沿わせ円形状に配置することを試みた。これによれば、後述する模式図に示すように、静的破砕カートリッジの膨張による破砕作用を隣り合う主筋間の隙間から主筋群の外側まで及ぼすことができるので、主筋群の外側に位置する余盛部のコンクリートを主筋群から外側へ引き剥がすように破砕でき、主筋群の内側では、余盛部のコンクリートを重機による吊上げ撤去が可能な大きな塊状に破砕できることを知見した。

しかしながら、複数本の静的破砕カートリッジを主筋群の内周面に沿わせ円形状に配置した場合、例えば、杭径１８００ｍｍ以上といった大口径の場所打ち杭では、静的破砕カートリッジの膨張により生じる杭中心側の破断面が山形となり、杭中心側に余盛部の多くが山形に残ってしまうことを知見した。

特開２００２−２８５５５０号公報

本発明は、上述した新知見に基づいてなされたものであって、その目的とするところは、複数本の静的破砕カートリッジを主筋群の内周面に沿わせ円形状に配置することと、主筋群より内側のコンクリートを上下に縁切りするための水平破断補助板を組み合わせることにより、杭径１８００ｍｍ以上といった大口径の場所打ち杭においても、主筋群の内側では、破断面が山形にならないようにして、余盛部のコンクリートを重機による吊上げ撤去が可能な大きな塊状に破砕でき、主筋群の外側に位置する余盛部のコンクリートを主筋群から外側へ引き剥がすように確実に破砕できるようにした場所打ち杭の杭頭処理方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即ち、請求項１に記載の発明による場所打ち杭の杭頭理方法は、場所打ち杭における杭頭部の主筋にコンクリートの付着を防止する縁切り用スリーブを套嵌する一方、円形状に並んだ主筋群の内側で且つ設計上の杭天端より僅かに高い位置に、透水性容器に水和膨張破砕剤が充填されてなる複数本の静的破砕カートリッジを主筋群の内周面に沿わせ円形状に配置して主筋群に固定し、且つ、主筋群より内側のコンクリートを上下に縁切りするための水平破断補助板を水平に配置して主筋群に固定した状態で、コンクリートを打設し、コンクリートの硬化後、水和膨張破砕剤を膨張させて水平破断補助板から上方の余盛部を破砕除去し、静的破砕カートリッジと水平破断補助板を除去した後、設計上の杭天端まで仕上げハツリを行う場所打ち杭の杭頭処理方法であって、水平破断補助板が、中央部に形成されたトレミー管挿通用の開口と、その開口縁部に放射状に形成された切込みと、外周縁に形成された水平破断補助板と主筋群との間にコンクリートが通過可能な隙間を形成するための切欠部とを有する弾性板で形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭処理方法であって、静的破砕カートリッジが上下二段に配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載された場所打ち杭の杭頭処理方法であって、静的破砕カートリッジを縁切り用スリーブの上から線材で結束することにより主筋群に固定し、水平破断補助板を主筋群に井桁状に架け渡した上下二段の井桁状鉄筋で上下に挟持した状態に主筋群に固定することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の場所打ち杭の杭頭処理方法であって、主筋が異形鉄筋を２本束ねた束ね鉄筋とされ、縁切り用スリーブが束ね鉄筋に嵌合する断面形状とされていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の場所打ち杭の杭頭処理方法であって、縁切り用スリーブが上下両端の開口した断面形状とされ、その上端開口をキャップで閉塞するように構成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、複数本の静的破砕カートリッジを主筋群の内周面に沿わせ円形状に配置することと、主筋群より内側のコンクリートを上下に縁切りするための水平破断補助板を組み合わせることにより、杭径１８００ｍｍ以上といった大口径の場所打ち杭においても、主筋群の内側では、静的破砕カートリッジの膨張による余盛部の破断面が山形にならないようにして、余盛部のコンクリートを重機による吊上げ撤去が可能な大きな塊状に破砕でき、静的破砕カートリッジの膨張による破砕作用を主筋間の隙間から主筋群の外側まで及ぼすことによって、主筋群の外側に位置する余盛部のコンクリートを主筋群から外側へ引き剥がすように確実に破砕できる。

即ち、複数本の静的破砕カートリッジを主筋群の内周面に沿わせ円形状に配置したので、図９として示した模式図に記載の通り、静的破砕カートリッジが膨張して余盛部の内側コンクリートを破砕する際、静的破砕カートリッジの膨張による破砕作用を主筋間の隙間（主筋による拘束が無い領域）から主筋群の外側まで及ぼすことができる。従って、静的破砕カートリッジの外側への膨張に伴い、主筋群の外側に位置する余盛部のコンクリートを主筋群から外側へ引き剥がすように確実に破砕できることになる。

また、主筋群の内側には、主筋群より内側のコンクリートを上下に縁切りするための水平破断補助板を水平に配置した状態で、杭穴にコンクリートを打設するので、杭径１８００ｍｍ以上といった大口径の場所打ち杭でも、静的破砕カートリッジの膨張による余盛部の破断面が山形にならず、主筋群の内側に位置する余盛部のコンクリートを重機による吊上げ撤去が可能な大きな塊状に破砕でき、破砕した余盛部のコンクリートを容易に撤去できることになる。

以上のようにして、設計上の杭天端より僅かに高い位置までの余盛部が破砕除去されるので、静的破砕カートリッジと水平破断補助板の除去後に行う設計上の杭天端まで仕上げハツリの作業量が少なくて済み、騒音や粉塵の発生を極力抑制することが可能である。

さらに、この発明によれば、水平破断補助板が、中央部に形成されたトレミー管挿通用の開口と、その開口縁部に放射状に形成された切込みと、外周縁に形成された水平破断補助板と主筋群との間にコンクリートが通過可能な隙間を形成するための切欠部とを有する弾性板で形成されているので、トレミー管を引き上げつつコンクリートを打設する際、良質のコンクリートで押し上げられる余盛りコンクリートがトレミー管の周囲に位置する水平破断補助板の開口縁部を押し広げて、水平破断補助板の上方へと溢流すると共に、水平破断補助板の外周縁の切欠部からも水平破断補助板の上方へと溢流することになる。従って、水平破断補助板の下部に余盛りコンクリートが滞留することを防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、静的破砕カートリッジが上下二段に配置されているので、設計上の杭天端から上方へ突出する主筋の突出長さが長くても、主筋群の外側に位置する余盛部のコンクリートを主筋群から外側へ引き剥がすように確実に破砕できる。

請求項３に記載の発明によれば、静的破砕カートリッジを縁切り用スリーブの上から線材で結束することにより主筋群に固定するので、水平破断補助板の平面形状や設置レベルによる制約を受けずに静的破砕カートリッジの取付けを行うことができ、静的破砕カートリッジを円形状に配置することが容易である。また、水平破断補助板を主筋群に井桁状に架け渡した上下二段の井桁状鉄筋で挟持した状態に主筋群に固定するので、鉄筋籠を杭穴に建て込む際や、杭穴に水中コンクリートを打設する際、水平破断補助板の取付け位置が上下にずれる虞がなく、精度の良い施工が可能である。

請求項４に記載の発明によれば、主筋が異形鉄筋を２本束ねた束ね鉄筋とされ、縁切り用スリーブが束ね鉄筋に嵌合する断面形状とされているので、主筋の本数が多くても、円形状に並ぶ主筋群の隙間を広く確保することができ、静的破砕カートリッジの膨張による破砕作用を主筋間の隙間から主筋群の外側へと及ぼすことが容易である。

請求項５に記載の発明によれば、縁切り用スリーブが上下両端の開口した断面形状とされ、その上端開口をキャップで閉塞するように構成されているので、縁切り用スリーブの上端開口からのコンクリートの侵入防止が容易かつ確実である。

本発明の実施形態を示す要部の一部切欠き斜視図である。 要部の縦断面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 工程を説明する縦断側面図である。 図４に続く工程を説明する縦断側面図である。 図５に続く工程を説明する縦断側面図である。 図６に続く工程を説明する縦断側面図である。 図７に続く工程を説明する縦断側面図である。 静的破砕カートリッジの膨張による破砕作用の模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図において、１は場所打ち杭造成用の杭穴２に挿入される鉄筋籠であり、必要本数の主筋３とフープ筋４とで構成されている。図示の例では、主筋３が異形鉄筋を２本束ねた束ね鉄筋とされ、主筋３の鉄筋本数が多くても、主筋３間にコンクリート粗骨材の通過や地中梁の配筋（図示せず）に必要な鉄筋隙間を確保できるように構成されている。

場所打ち杭における杭頭部の主筋３には、設計上の杭天端（図６に示すａ）より上方の部分に、コンクリートの付着を防止する発泡合成樹脂製の縁切り用スリーブ５を套嵌してある。図示の例では、主筋３が異形鉄筋を２本束ねた束ね鉄筋であるため、縁切り用スリーブ５も、図１〜図３に示すように、束ね鉄筋に嵌合する断面形状とされている。これらの縁切り用スリーブ５は上下両端の開口した断面形状とされ、その上端開口をスリーブとは別のキャップ６で閉塞するように構成されているが、ガムテープ等で閉塞してもよく、予め上端の閉塞した断面形状に作製してもよい。

鉄筋籠１の円形状に並んだ主筋３群の内側で且つ設計上の杭天端ａより僅かな距離Ｈ（例えば、１００ｍｍ）高い位置ｂに、透水性容器に水和膨張破砕剤が充填されてなる複数本の静的破砕カートリッジ７を主筋３群の内周面に沿わせ円形状に配置して主筋３群に固定し、且つ、主筋３群より内側のコンクリートを上下に縁切りするための水平破断補助板８を水平に配置して主筋３群に固定してある。

具体的には、静的破砕カートリッジ７を縁切り用スリーブ５の上から番線等の線材９で結束することにより主筋３群に固定してある。水平破断補助板８は、主筋３群に井桁状に架け渡した上下二段の細径の井桁状鉄筋１０で上下両面を挟持した状態に主筋３群に固定してある。また、図示の例では、静的破砕カートリッジ７を上下二段に配置してあるが、杭天端ａより上方の主筋長さによっては、上段の静的破砕カートリッジ７を省略してもよく、三段以上に静的破砕カートリッジ７を配置してもよい。

前記水平破断補助板８は、合成樹脂板、ゴム板等の弾性板で形成されており、中央部に形成されたトレミー管挿通用の開口８ａと、その開口縁部に放射状に形成された切込み８ｂと、外周縁に形成された水平破断補助板８と主筋群との間にコンクリートが通過可能な隙間を形成するための切欠部８ｃとを有する。

上記のようにして鉄筋籠１の所定位置に静的破砕カートリッジ7及び水平破断補助板８を取り付けたら、杭穴２底部のスライム除去を行った後、鉄筋籠１を杭穴２に建て込み、この状態で、図４、図５に示すように、トレミー管１１を用いてコンクリート１２を打設する。図中の１３は泥水（穴壁安定液）を示す。

水平破断補助板８の中央部の開口８ａは、トレミー管１１よりも若干小径に形成されているが、水平破断補助板８が弾性板で作製され、且つ、開口８ａの縁部に放射状の切込み８ｂが形成されているため、トレミー管１１の挿抜により、開口縁部が容易に上下方向に弾性変形することになる。

従って、予盛りコンクリート（スライムの混入した品質不良なコンクリート）１２ａは、良質なコンクリート１２によって持ち上げられていき、水平破断補助板８における開口８ａ、切込み８ｂ、切欠部８ｃ、主筋３群より外側の空洞部（泥水中）等を通過して、図６に示すように、必要な高さまで予盛りされる。

予盛部を含むコンクリート１２の全体が硬化した後、コンクリート水分との反応により水和膨張破砕剤を膨張させて水平破断補助板８から上方の余盛部を破砕除去する。反応速度は、従来通り、透水性容器への浸水速度を制御することによって行われる。

この実施形態においては、杭頭部の主筋３にコンクリートの付着を防止する縁切り用スリーブ５を套嵌する一方、複数本の静的破砕カートリッジ７を主筋３群の内周面に沿わせ円形状に配置するので、図９として示した模式図に記載の通り、静的破砕カートリッジ７が膨張して余盛部の内側コンクリートを破砕する際、静的破砕カートリッジ７の膨張による破砕作用を主筋３間の隙間（主筋３による拘束が無い領域）から主筋３群の外側まで及ぼすことができる。従って、静的破砕カートリッジ７の外側への膨張に伴い、主筋３群の外側に位置する余盛部のコンクリートを主筋３群から外側へ引き剥がすように確実に破砕できることになる。

また、主筋３群の内側には、主筋３群より内側のコンクリートを上下に縁切りするための水平破断補助板８を水平に配置した状態で、杭穴２にコンクリートを打設するので、杭径１８００ｍｍ以上といった大口径の場所打ち杭でも、静的破砕カートリッジ７の膨張による余盛部の破断面が山形にならず、主筋群の内側に位置する余盛部のコンクリートを重機による吊上げ撤去が可能な大きな塊状に破砕できる。従って、図７に示すように、例えば、コンクリートが完全に硬化する前の適当な時点で、アイボルト等の吊り金具を埋設しておくことにより、破砕した余盛部のコンクリートを重機によって容易に吊上げ撤去できることになる。

このようにして、予盛部を破砕除去したら、静的破砕カートリッジ７と水平破断補助板８を除去した後、設計上の杭天端ａまで仕上げハツリを行って、図８に示すように、杭頭処理を完了することになる。

尚、上記の実施形態においては、主筋３の鉄筋本数が多くても、主筋３間にコンクリート粗骨材の通過や地中梁の配筋（図示せず）に必要な鉄筋隙間を確保できるようにするため、主筋３を異形鉄筋２本の束ね鉄筋としたが、異形鉄筋１本ずつの一般的な配筋の鉄筋籠として実施することも可能である。

１ 鉄筋籠
２ 杭穴
３ 主筋
４ フープ筋
５ 縁切り用スリーブ
６ キャップ
７ 静的破砕カートリッジ
８ 水平破断補助板
８ａ 開口
８ｂ 切込み
８ｃ 切欠部
９ 線材
１０ 井桁状鉄筋
１１ トレミー管
１２ コンクリート
１２ａ 予盛りコンクリート
１３ 泥水
Ｈ 僅かな距離（例えば、１００ｍｍ）
ａ 設計上の杭天端
ｂ 設計上の杭天端より僅かに高い位置

Claims (5)

1. 場所打ち杭における杭頭部の主筋にコンクリートの付着を防止する縁切り用スリーブを套嵌する一方、円形状に並んだ主筋群の内側で且つ設計上の杭天端より僅かに高い位置に、透水性容器に水和膨張破砕剤が充填されてなる複数本の静的破砕カートリッジを主筋群の内周面に沿わせ円形状に配置して主筋群に固定し、且つ、主筋群より内側のコンクリートを上下に縁切りするための水平破断補助板を水平に配置して主筋群に固定した状態で、コンクリートを打設し、コンクリートの硬化後、水和膨張破砕剤を膨張させて水平破断補助板から上方の余盛部を破砕除去し、静的破砕カートリッジと水平破断補助板を除去した後、設計上の杭天端まで仕上げハツリを行う場所打ち杭の杭頭処理方法であって、水平破断補助板が、中央部に形成されたトレミー管挿通用の開口と、その開口縁部に放射状に形成された切込みと、外周縁に形成された水平破断補助板と主筋群との間にコンクリートが通過可能な隙間を形成するための切欠部とを有する弾性板で形成されていることを特徴とする場所打ち杭の杭頭処理方法。
2. 静的破砕カートリッジが上下二段に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭処理方法。
3. 静的破砕カートリッジを縁切り用スリーブの上から線材で結束することにより主筋群に固定し、水平破断補助板を主筋群に井桁状に架け渡した上下二段の井桁状鉄筋で上下に挟持した状態に主筋群に固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の場所打ち杭の杭頭処理方法。
4. 主筋が異形鉄筋を２本束ねた束ね鉄筋とされ、縁切り用スリーブが束ね鉄筋に嵌合する断面形状とされていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の場所打ち杭の杭頭処理方法。
5. 縁切り用スリーブが上下両端の開口した断面形状とされ、その上端開口をキャップで閉塞するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の場所打ち杭の杭頭処理方法。

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