JP6177577B2 - 深礎杭の構築方法および深礎杭 - Google Patents

Description

この発明は、深礎杭の構築方法および深礎杭、特に、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠を容易かつ確実に構築することができる、深礎杭の構築方法および深礎杭に関するものである。

例えば、山間地に構築される送電鉄塔や橋梁等の脚部を支持する深礎杭の一例が特許文献１に開示されている。以下、この深礎杭を中空部形成用内型枠を有する深礎杭といい、図面を参照しながら説明する。

図１２は、中空部形成用内型枠を有する深礎杭を示す断面図である。

図１２に示すように、中空部形成用内型枠を有する深礎杭は、杭構築現場の地山内に構築された、立坑を形成する外型枠１と、外型枠１内に構築された内型枠２と、外型枠１と内型枠２の間に打設されたコンクリート３と、内型枠２内に埋め戻された残土４とから構成されている。なお、残土４により内型枠２内を埋め戻さない場合もある。

外型枠１内には、外型枠１内にリング状の内型枠２を所定の高さまで構築することによって中空部（Ｓ）が形成されている。５は、中空部形成用内型枠を有する深礎杭に構築された橋脚である。

外型枠１は、ライナープレートをリング状に連結したものからなっている。ライナープレートを、図面を参照しながら説明する。

図１３は、ライナープレートを示す平面図、図１４は、ライナープレートを示す正面図、図１５は、図１４のＡ−Ａ線断面図である。

図１３から図１５に示すように、ライナープレート６は、鋼板に波付け加工を施した波形鋼板７と、波形鋼板７の左右端部に設けられた左右端部側連結用フランジ８と、波形鋼板７の上下端部に設けられた上下端部側連結用フランジ９とからなっている。連結用フランジ８、９には、それぞれ連結用ボルトのボルト孔８ａ、９ａが形成されている。左右端部側連結用フランジ８の、波形鋼板７を挟んだ外側（図１５中、波形鋼板７の左側）には、雨水等を逃がす排水孔８ｂが形成されている。

コンクリート３内に中空部（Ｓ）を形成した理由は、以下の通りである。

深礎杭を構築するには、杭構築現場の地山を掘削しながら外型枠１を組み立てて立坑を構築するが、この際、立坑の中空部を占めていた大量の土砂や岩石が残土として排出される。送電鉄塔用の深礎杭を構築するような山間部は、急傾斜地が多いので、この残土をそのまま立坑の周囲に放置しておくと、残土が雨水によって流出して河川を汚染したり、残土の崩壊の危険性が伴うので、どこか安全な場所に運んで残土処理をする必要がある。

残土処理のできる場所が立坑の近くに確保できれば好都合であるが、多くの場合は、立坑から離れた場所になってしまう。そして、送電鉄塔用の深礎杭を構築するような場所は、上述したように山間部が多いので、残土を輸送するための道路が無い場合が多く、ヘリコプターで残土を運ぶような状況が生じる場合がある。このため、残土の輸送のために多大な費用がかかるという問題があった。

さらに、近年の深礎杭の大口径化に伴い、発生する残土が大量となり、現地にて処理出来ない分については、産業廃棄物として処理しなければならない状況であった。

また、残土処理のできる場所でも、残土をそのまま投棄すると、上述したように、残土が雨水によって流出して河川を汚したり、残土の崩壊による危険性が伴うので、雨水による残土の流出や残土の崩壊を防止するために、水抜き、表面緑化、土留等の保全工事をしておかなければならない。このため、この残土の保全対策のためにも多大な費用がかかるという問題があった。

そこで、深礎杭の強度に影響を及ぼさない程度の大きさの中空部を、内型枠２を外型枠１内に構築することにより形成し、この中空部内に残土を埋め戻せば、この分だけ残土量が減少する結果、上述の問題を軽減することができる。

なお、上述したような残土処理の問題がない場合には、中空部（Ｓ）内に残土を埋め戻さない場合もある。

もう一つの、中空部（Ｓ）を形成した理由は、中空部（Ｓ）の容積分だけコンクリートの使用量を削減することができることにある。

しかし、上記中空部形成用内型枠を有する深礎杭は、以下のような問題を有していた。

深礎杭の径が小径の場合には、内型枠２は、波形鋼板をボルトによりリング状に組み立てたものからなるコルゲートパイプを、上下多段に連結することにより構築されている。

コルゲートパイプは、以下のようして上下多段に連結していた。

図１６（ａ）に示すように、上段のコルゲートパイプ１０ａの下端部を所定幅（Ｗ）だけ切断する。そして、同図（ｂ）に示すように、上段のコルゲートパイプ１０ａを既設の下段のコルゲートパイプ１０ｂ上に吊り下ろして、上段のコルゲートパイプ１０ａの新たな下端部（Ａ）を、下段のコルゲートパイプ１０ｂの上端部（Ｂ）内に嵌め込む。

ところが、深礎杭上に構築される構築物の大きさに伴って深礎杭の径が大口径になると、これに応じて中空部の径も大きくなるので、中空部（Ｓ）を形成する内型枠２は、材料の誤差または組立て誤差等により、若干、楕円状に形成される場合があるため、上記のようにコルゲートパイプより嵌合させる方法では、連結の際の位置決めが容易に行えない。

内型枠２をライナープレートにより構築する場合も、リング状に組み立てた上段のライナープレートのユニットを、既設の下段のライナープレートのユニット上に吊り下ろして構築するが、ライナープレートは、連結用フランジが配置されている関係で、コルゲートパイプの場合のように嵌め込み式に連結することができない。しかも、内型枠１の径が大きいので、上述したように、連結の際の位置決めが容易に行えない。

このようなことから、内型枠２の構築の際には、連結作業用の足場を組む必要性が生じるが、足場の構築には、多大の時間と労力を要するので、深礎杭の構築費用が嵩む。

従って、この発明の目的は、深礎杭を構築するに際して、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠を容易かつ確実に構築することができる、深礎杭の構築方法および深礎杭を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とする。

請求項１に記載の発明は、杭構築現場の地山内に構築される、立坑を形成するリング状の外型枠と、前記外型枠内に構築された、中空部を形成するリング状の内型枠と、前記外型枠と前記内型枠の間に打設されたコンクリートとを備え、前記内型枠は、波形鋼板をリング状に組み立てた内型枠ユニットを、前記波形鋼板に取り付けられた連結手段により上下多段に連結したもので構成されている深礎杭において、前記波形鋼板は、ライナープレートからなり、前記連結手段は、前記ライナープレートの左右端部側の連結用フランジの内側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けられた内側ガイド部材と、前記連結用フランジの外側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けられた外側ガイド部材とからなり、前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材の上端内側面には、上広がりテーパー状の切り欠き部が形成されているに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記中空部内に残土が埋め戻されていることに特徴を有するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記外型枠と前記内型枠とは、ずれ止め兼位置決め部材により連結されていることに特徴を有するものである。

請求項４に記載の発明は、杭構築現場の地山内に構築される、立坑を形成するリング状の外型枠と、前記外型枠内に構築された中空部が形成されたリング状の内型枠と、前記外型枠と前記内型枠の間に打設されたコンクリートとを備え、前記内型枠を、波形鋼板をリング状に組み立てた内型枠ユニットを、前記波形鋼板に取り付けられた連結手段により上下多段に連結することにより構築する、深礎杭の構築方法において、前記波形鋼板をライナープレートにより構成し、前記連結手段を、前記ライナープレートの左右端部側の連結用フランジの内側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けた内側ガイド部材と、前記連結用フランジの外側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けた外側ガイド部材とにより構成し、前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材の上端内側面に、上広がりテーパー状の切り欠き部を形成し、上段の前記内型枠ユニットの下端部を、下段の前記内型枠ユニットにおける前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材の前記切り欠き部内に嵌め込むことによって、前記内型枠ユニットを上下多段に連結することに特徴を有するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記中空部内に残土を埋め戻すことに特徴を有するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明において、前記外型枠と前記内型枠とを、ずれ止め兼位置決め部材により連結することに特徴を有するものである。

この発明によれば、波形鋼板をリング状に組み立てた内型枠ユニットを上下多段に連結する連結手段を、内型枠に取り付けることによって、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠を容易かつ確実に構築することができる。

また、この発明によれば、波形鋼板をライナープレートにより構成し、連結手段を、ライナープレートの左右端部側連結用フランジの内側に、ライナープレートの上端部から突出して取り付けられた内側ガイド部材と、前記連結用フランジの外側に、ライナープレートの上端部から突出して取り付けられた外側ガイド部材とからなり、内側ガイド部材および外側ガイド部材の上端内側面に上広がりテーパー状の切り欠き部を形成したもので構成することによって、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠を容易かつ確実に構築することができる。

また、この発明によれば、波形鋼板をライナープレートにより構成し、連結手段を、ライナープレートの内側に取り付けられた、下端部を先細りテーパー状に形成した雄側ガイド部材と、ライナープレートの内側に取り付けられた、雄側ガイド部材の下端部が挿入される雌側ガイド部材とにより構成することによって、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠を容易かつ確実に構築することができる。

さらに、外型枠と内型枠とを、ずれ止め兼位置決め部材により連結することによって、内型枠の設置時における内型枠の位置調整が容易に行えると共に、コンクリート打設時の偏圧についても抵抗することができる。

この発明の深礎杭における内型枠を示す、内型枠の内側から見た正面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 この発明の深礎杭における内型枠の上下段の連結部を示す断面図である。 ガイド部材を示す正面図であり、（ａ）は、内側ガイド部材であり、（ｂ）は、外側ガイド部材である。 外型枠と内型枠とをずれ止め兼位置決め部材により連結した状態を示す断面図である。 この発明の深礎杭の構築方法を示す断面図であり、（ａ）は、外型枠の構築工程を示す図、（ｂ）は、鉄筋および底版の構築工程を示す図、（ｃ）は、内型枠ユニットの構築工程を示す図、（ｄ）は、内型枠ユニットの設置工程を示す図である。 この発明の深礎杭の構築方法を示す断面図であり、（ｅ）は、側壁コンクリートの打設工程を示す図、（ｆ）は、内型枠ユニットの連結工程を示す図、（ｇ）は、側壁コンクリートの打設工程を示す図、（ｈ）は、立坑の最終構築工程を示す図である。 この発明の他の深礎杭における内型枠を示す、内型枠の内側から見た正面図である。 図８のＡ−Ａ矢視図である。 図８のＢ−Ｂ矢視図である。 この発明の他の深礎杭における内型枠の上下段の連結部を示す断面図である。 中空部形成用内型枠を有する深礎杭を示す断面図である。 ライナープレートを示す平面図である。 ライナープレートを示す正面図である。 図１４のＡ−Ａ線断面図である。 コルゲートパイプからなる内型枠の連結方法を示す断面図であり、（ａ）は、上段のコルゲートパイプの切断部分を示す断面図、（ｂ）は、上下段のコルゲートパイプの連結部分を示す断面図である。

この発明の深礎杭の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の深礎杭における内型枠を示す、内型枠の内側から見た正面図、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図、図３は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。

この発明の深礎杭は、図１２に示すように、杭構築現場の地山内に構築される、立坑を形成するリング状外型枠１と、外型枠１内に構築された、中空部を形成するリング状内型枠２と、外型枠１と内型枠２の間に打設されたコンクリート３と、内型枠２により形成された中空部内に埋め戻された残土４とを備えた深礎杭において、内型枠２を、波形鋼板をリング状に組み立てた内型枠ユニットを、内型枠２に取り付けた連結手段１１により上下多段に連結したもので構成したことに特徴を有している。図１において、（Ｕ１）は、下段の内型枠ユニットを示し、（Ｕ２）は、上段の内型枠ユニットを示す。

図１から図３に示すように、波形鋼板は、図１３から図１５に示すようなライナープレート６からなり、内型枠ユニット（Ｕ）は、リング状に組み立てたライナープレート６を複数段、上下に連結したものからなっている。

図４に示すように、連結手段１１は、ライナープレート６の左右端部側連結用フランジ８の内側に、ライナープレート６の上端部から突出して取り付けられた内側ガイド部材１２と、ライナープレート６の左右端部側連結用フランジ８の外側に、ライナープレート６の上端部から突出して取り付けられた外側ガイド部材１３とからなっている。内側ガイド部材１２および外側ガイド部材１３の上端内側面には、上広がりテーパー状の切り欠き部１２ａ、１３ａが、ライナープレート６の施工状況によって予想される偏心または変形量分の間隔をあけて対向して形成されている。

切り欠き部１２ａ、１３ａは、上広がりテーパー状に形成されているが、これらの下端部１２ｃ、１３ｃは、垂直に形成され、下端部１２ｃ、１３ｃ間の幅は、ライナープレート６の厚さとほぼ等しいので、ライナープレート６を連結する場合、上段のライナープレート６の動きを拘束する。

図５（ａ）に示すように、内側ガイド部材１２の切り欠き部１２ａ部分以外の内側面は、ライナープレート６の波形状に合わせて波形に形成されている。内側ガイド部材１２は、左右端部側連結用フランジ８の内側のボルト孔８ａに挿通されたボルト１４により左右端部側連結用フランジ８に固定されている（図４参照）。

図５（ｂ）に示すように、外側ガイド部材１３の切り欠き部１３ａ部分以外の内側面は、ライナープレート６の波形状に合わせて波形に形成され、外側ガイド部材１３は、左右端部側連結用フランジ８の外側の排水孔８ｂに挿通されたボルト１５により左右端部側連結用フランジ８に固定されている（図４参照）。

なお、図４に示すように、外側ガイド部材１３には、ボルト孔１３ｂが形成され、図６に示すように、ボルト孔１３ｂにターンバックル等のずれ止め兼位置決め部材１６の一端部を係止することによって外型枠１と内型枠２とを連結することができるようになっている。

次に、以上のように構成されている、この発明の深礎杭の構築方法を、図面を参照しながら説明する。なお、この構築方法は、中空部（Ｓ）内に残土４を埋め戻す場合である。

図７−１および図７−２は、この発明の深礎杭の構築方法を示す断面図である。

先ず、図７−１（ａ）に示すように、杭構築現場の地山を掘削しながら外型枠１を組み立てて立坑１７を構築する。

次いで、同図（ｂ）に示すように、立坑１７内に鉄筋１８を配すると共に、コンクリートを打設して底版１９を構築する。

次いで、同図（ｃ）に示すように、地上で内型枠ユニット（Ｕ１）を構築する。この際、連結手段１１を内型枠ユニット（Ｕ１）に取り付ける。

次いで、同図（ｄ）に示すように、内型枠ユニット（Ｕ１）を立坑１７内に吊り下ろす。

次いで、図７−２（ｅ）に示すように、内型枠ユニット（Ｕ１）と外型枠１とをずれ止め兼位置決め部材１６により連結して内型枠ユニット（Ｕ１）を固定した後、内型枠ユニット（Ｕ１）の周囲にコンクリートを打設する。

次いで、同図（ｆ）に示すように、地上で組み立てた内型枠ユニット（Ｕ２）を既設の内型枠ユニット（Ｕ１）上に吊り下ろす。この際、上段の内型枠ユニット（Ｕ２）の下端部を既設の下段の内型枠ユニット（Ｕ１）の連結手段１１の切り欠き内に嵌め込む。切り欠き１２ａ、１３ａは、上広がりのテーパー状に形成されているので（図４参照）、内型枠ユニット（Ｕ２）の下端部は、円滑にガイドされ、下段の内型枠ユニット（Ｕ１）の上面上に確実に載置される。この結果、内型枠ユニット（Ｕ２）が大口径であっても容易かつ確実に下段の内型枠ユニット（Ｕ１）と上段の内型枠ユニット（Ｕ２）とを連結することができる。

次いで、同図（ｇ）に示すように、内型枠ユニット（Ｕ２）と外型枠１とを、ターンバックル等のずれ止め兼位置決め部材１６により連結して内型枠ユニット（Ｕ２）を固定した後、内型枠ユニット（Ｕ２）の周囲にコンクリートを打設する。

以上の工程を繰り返し行うことによって、同図（ｈ）に示すように、立坑１７内に中空部（Ｓ）を形成したら、中空部（Ｓ）内に残土４を埋め戻す。そして、中空部（Ｓ）の上部にコンクリートを打設して、中空部（Ｓ）を閉塞する。

このようにして、深礎杭の構築が終了する。

次に、他の連結手段２０を、図面を参照しながら説明する。

図８は、この発明の他の深礎杭における内型枠を示す、内型枠の内側から見た正面図、図９は、図８のＡ−Ａ矢視図、図１０は、図８のＢ−Ｂ矢視図、図１１は、この発明の他の深礎杭における内型枠の上下段の連結部を示す断面図である。

この連結手段２０は、ライナープレート６の内側にボルト２１により取り付けられた雄側ガイド部材２２と、ライナープレート６の内側にボルト２３に取り付けられた、雄側ガイド部材２１が挿入される雌側ガイド部材２４とからなっている。

図１１に示すように、雄側ガイド部材２２は、アングル鋼により形成され、雌側ガイド部材２４は、角パイプにより形成され、雄側ガイド部材２２の下端部は、先細りテーパー状に形成されている。

この連結手段２０を取り付けた深礎杭の構成は、連結手段２０を除いて、上述した連結手段１１を取り付けた深礎杭と同じである。

連結手段２０を取り付けた深礎杭の構築方法は、上段の内型枠ユニット（Ｕ２）を、連結手段２０を取り付けた下段の内型枠ユニット（Ｕ１）上に吊り下ろす際に、雄側ガイド部材２２の下端部を雌側ガイド部材２４内に挿入する点以外は、上述した連結手段１１を取り付けた深礎杭の構築方法と同じである。

この連結手段２０によれば、雄側ガイド部材２２の下端部が先細りテーパー状に形成されているので、雄側ガイド部材２２は、円滑に雌側ガイド部材２４内にガイドされる。この結果、内型枠ユニット（Ｕ２）が大口径であっても容易かつ確実に下段の内型枠ユニット（Ｕ１）と上段の内型枠ユニット（Ｕ２）とを連結することができる。

以上、説明したように、この発明によれば、波形鋼板をリング状に組み立てた内型枠ユニット（Ｕ）を上下多段に連結する連結手段１１、２０を、内型枠２に取り付けることによって、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠２を容易かつ確実に構築することができる。

また、この発明によれば、波形鋼板をライナープレート６により構成し、連結手段１１を、ライナープレート６の左右端部側連結用フランジ８の内側に、ライナープレート６の上端部から突出して取り付けられた内側ガイド部材１２と、左右端部側連結用フランジ８の外側に、ライナープレート６の上端部から突出して取り付けられた外側ガイド部材１３とからなり、内側ガイド部材１２および外側ガイド部材１３の上端内側面に、上広がりテーパー状の切り欠き部１２ａ、１３ａを形成したもので構成することによって、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠２を容易かつ確実に構築することができる。

また、この発明によれば、波形鋼板をライナープレート６により構成し、連結手段２０を、ライナープレート６の内側に取り付けられた、下端部を先細りテーパー状に形成した雄側ガイド部材２２と、ライナープレート６の内側に取り付けられた、雄側ガイド部材２２の下端部が挿入される雌側ガイド部材２４とにより構成することによって、大口径の深礎杭の中空部形成用内型枠２を容易かつ確実に構築することができる。

１：外型枠
２：内型枠
３：コンクリート
４：残土
５：橋脚
６：ライナープレート
７：波形鋼板
８：左右端部側フランジ
８ａ：ボルト孔
８ｂ：排水孔
９：上下端部側フランジ
９ａ: ボルト孔
１０ａ：上段のコルゲートパイプ
１０ｂ：下段のコルゲートパイプ
１１：連結手段
１２：内側ガイド部材
１２ａ：切り欠き部
１２ｃ：１２ａの下端部
１３：外側ガイド部材
１３ａ：切り欠き部
１３ｂ：ボルト孔
１３ｃ：１３ａの下端部
１４：ボルト
１５：ボルト
１６：ずれ止め兼位置決め部材
１７：立坑
１８：鉄筋
１９：底版
２０：他の連結手段
２１：ボルト
２２：雄側ガイド部材
２３：ボルト
２４：雌側ガイド部材

Claims (6)

1. 杭構築現場の地山内に構築される、立坑を形成するリング状の外型枠と、前記外型枠内に構築された、中空部を形成するリング状の内型枠と、前記外型枠と前記内型枠の間に打設されたコンクリートとを備え、前記内型枠は、波形鋼板をリング状に組み立てた内型枠ユニットを、前記波形鋼板に取り付けられた連結手段により上下多段に連結したもので構成されている深礎杭において、
   前記波形鋼板は、ライナープレートからなり、前記連結手段は、前記ライナープレートの左右端部側の連結用フランジの内側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けられた内側ガイド部材と、前記連結用フランジの外側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けられた外側ガイド部材とからなり、前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材の上端内側面には、上広がりテーパー状の切り欠き部が形成されていることを特徴とする深礎杭。
2. 前記中空部内に残土が埋め戻されていることを特徴とする、請求項１に記載の深礎杭。
3. 前記外型枠と前記内型枠とは、ずれ止め兼位置決め部材により連結されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の深礎杭。
4. 杭構築現場の地山内に構築される、立坑を形成するリング状の外型枠と、前記外型枠内に構築された中空部が形成されたリング状の内型枠と、前記外型枠と前記内型枠の間に打設されたコンクリートとを備え、前記内型枠を、波形鋼板をリング状に組み立てた内型枠ユニットを、前記波形鋼板に取り付けられた連結手段により上下多段に連結することにより構築する、深礎杭の構築方法において、
   前記波形鋼板をライナープレートにより構成し、前記連結手段を、前記ライナープレートの左右端部側の連結用フランジの内側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けた内側ガイド部材と、前記連結用フランジの外側に、前記ライナープレートの上端部から突出して取り付けた外側ガイド部材とにより構成し、前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材の上端内側面に、上広がりテーパー状の切り欠き部を形成し、上段の前記内型枠ユニットの下端部を、下段の前記内型枠ユニットにおける前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材の前記切り欠き部内に嵌め込むことによって、前記内型枠ユニットを上下多段に連結することを特徴とする、深礎杭の構築方法。
5. 前記中空部内に残土を埋め戻すことを特徴とする、請求項４に記載の、深礎杭の構築方法。
6. 前記外型枠と前記内型枠とを、ずれ止め兼位置決め部材により連結することを特徴とする、請求項４または５に記載の、深礎杭の構築方法。

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