JPH05148835A - コンクリート杭の杭頭破砕方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビルや橋などの建造物の基礎杭として採用さ
れている場所打ち有筋コンクリート杭に用いられている
コンクリート杭の杭頭を効率よく破砕することを目的と
する。 【構成】 場所打ち有筋コンクリート杭の杭頭の破砕方
法において、杭穴にコンクリートを打設するに先立ち、
主筋の一部に保護パイプをかぶせ、パイプの開口部を封
鎖すると共に、コンクリート杭の杭頭に破砕剤の装填孔
を穿孔して、この杭頭を破砕する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビルや橋などの建造物
の基礎杭として採用されている場所打ち有筋コンクリー
ト杭に用いられているコンクリート杭の杭頭の破砕に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビルや橋などを建造する場合の
基礎杭として、建設現場において地中に杭孔を掘削柵
し、この杭穴内に鉄筋からなる円筒形籠筋を挿入してこ
の杭穴に生コンクリートを打設した後、作業安全のため
に掘削した土砂で周囲を埋設して地中で約半月〜１ケ月
間程度コンクリートを養生、硬化させてコンクリート杭
を成形するという、いわゆる場所打コンクリート杭が採
用されている。この場所打ちコンクリート杭は建造物の
規模によって異なるが、通常、直径が１．０ｍ〜１．５
ｍ程度のものである。この場所打ちコンクリート杭は地
下水の多いところや泥水の溜り易い場所等で形成される
ことが多く、従って形成された場所打ちコンクリート杭
の杭頭下方はコンクリートの主要部分で構成される半
面、杭頭部分は杭穴の底部に溜っていてコンクリートの
打設の際、排除された泥水、土砂等が混入集中するため
所定の強度に達しない脆弱なコンクリートとなってしま
う。

【０００３】したがって、日本建築学会等の基準により
杭頭部のコンクリートをあらかじめ５０ｃｍ〜１００ｃ
ｍ程度余盛りし、コンクリート硬化後、余盛りコンクリ
ートを除去するよう決められている。この脆弱な杭頭を
除去する方法としては、従来ブレーカー等を使用して人
力によるはつり除去方法が広く用いられている。しか
し、この方法は作業者が狭い籠筋内で３０ｋｇ前後のブ
レーカーを使用してコンクリートを小さく割り、人力で
籠筋外へ搬出する等手間と時間がかかる非効率な作業で
あるため、振動、騒音、粉じん等の労働安全衛生上及び
地域周辺環境への公害上の問題があった。

【０００４】また、脆弱な杭頭除去のための他の方法と
して水和反応によって体積膨張する物質による破砕剤を
用いて破砕する方法が行なわれている。これは、場所打
ちコンクリート杭に用いる主筋とフープ筋の鉄筋からな
る円筒形籠筋の破砕予定位置にある主筋の表面に打設す
る生コンクリートが主筋に付着することを防止するため
にビニールテープまたはシース管等の被覆材を主筋表面
にあらかじめ被覆しておき、杭頭の破砕予定位置、すな
わち主筋の内側にスラリー充填用スパイラルシース管を
スパイラル状に配設し、このシース管のスラリー充填口
に仮栓を設けこれをコンクリート杭頭外に出して地表に
露出させるようにして、コンクリートを打設し、しかる
後、上記充填口の仮栓を取外して粉状破砕剤を水であら
かじめ混練して得られたスラリーをスパイラルシース管
内に充填し開口部を密栓し、作業安全のために、打設コ
ンクリート部全体を土砂に仮り埋めし、地中にてコンク
リート養生、硬化させる間にスラリー状にて充填した破
砕剤に水和反応を行こさしめて杭頭部分を破砕する方法
である。

【０００５】さらに、杭頭除去のためのもう一つの方法
は、上記のスパイラルシース管のかわりに粉粒混合破砕
剤を透水性または小径孔を有する容器に収納した破砕剤
（以下、カートリッジという）を主筋の内側に沿った破
砕予定位置に取付けて生コンクリートを打設した後、必
要に応じて打設コンクリート部を土砂に埋め、地中でコ
ンクリート養生、硬化させる。この間、カートリッジの
透水性または小径孔より打設した生コンクリートが保有
している水分を粉粒混合破砕剤が吸収して破砕剤の水和
反応を行なわせしめ破砕する方法がある。

【０００６】これらの方法では、杭穴内に挿入する円筒
形籠筋のせまい内側に破砕予定位置に一致するようスパ
イラルシース管、またはカートリッジを入手によって逐
一取付けなければならず、その作業が意外なほど複雑か
つ面倒であった。また、円筒形籠筋の挿入時または生コ
ンクリート打設時にスパイラルシース管またはカートリ
ッジを破損することもしばしばあり、その都度付け替え
作業を余儀なくされていた。更に、粉状破砕剤のスラリ
ーをスパイラルシース管に充填する方法においては、確
実な充填性を得るための水の計量、スラリーに良好な流
動性をもたせるための混練等の作業管理が煩雑であっ
た。

【０００７】また、破砕効果についてもこれらの方法は
満足なものでなかった。すなわち、いずれの方法も打設
コンクリートを地中にて養生、硬化中に破砕剤を反応さ
せて破砕する方法のため、コンクリート杭周辺の土砂に
よる拘束力が大きいため、粉状破砕剤によるスパイラル
シース管方式では前記の主筋へのコンクリート付着防止
被覆材の効果によってスパイラルシース管周辺のコンク
リートに亀裂を入れる、いわゆる方向性のない表層破砕
は生じるがコンクリート内部への亀裂は発生し難く、ま
た、カートリッジ法での破砕は、杭頭破砕予定位置の水
平方向のみに亀裂を入れる方式であるので、破砕威力は
上記スパイラルシース管方式よりも大であることを必要
とし、また前記のコンクリート付着防止被覆材の材質及
び取付け方によってコンクリートが硬化する時に生じる
膨張によって変形されて設計通りの亀裂が発生しなかっ
たり、亀裂が生じても極めて弱々しい、いわゆるヘアー
クラックが発生する程度であることもしばしばあった。

【０００８】このように、設計通りの破砕が行なわれな
かった場合、硬化したコンクリートの手直し除去作業は
簡単でなく、前述の人力によるブレーカーはつり方法も
合せて行なわなければならない等の作業性、経済性の問
題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に着目してなされたものである。その目的は、主筋の一
部に保護パイプをかぶせること、及び場所打コンクリー
ト杭の杭頭の破砕予定位置に水平方向の破砕剤用装填孔
を穿孔することにより、水平方向に制御された破砕効果
の優れた破砕方法を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、建
造物の基礎杭として建設現場において地中に杭穴を掘
り、該杭穴に主筋及びワープ筋からなる円筒形籠筋を設
置し、上記杭穴にコンクリートを打設し円筒形鉄筋コン
クリート構造のコンクリート杭を土中に形成せしめ、該
コンクリート杭を養生、硬化後、該コンクリート杭の杭
頭を破砕する方法において、上記杭穴にコンクリートを
打設するに先立ち、上記主筋の一部に保護パイプをかぶ
せ、該保護パイプの開口部をテープで封鎖すること、及
びコンクリート硬化後のコンクリート杭の杭頭に破砕剤
の装填孔を穿孔し、上記杭の杭頭を破砕することを特徴
とするコンクリート杭の杭頭破砕方法である。

【００１１】以下、本発明を説明する。本発明に用いる
円筒形籠筋は、複数本のフープ筋の円周上に主筋を垂直
方向に等間隔に溶接した籠状のものである。ここで、主
筋及びフープ筋に用いられる鉄筋は、通常の丸棒でもよ
いが、建築学上の強度及び経済面において現在では９９
％が図３に示す異形鉄筋が用いられている。

【００１２】図１に杭穴外で組み込まれた円筒形籠筋の
平面図、図２に杭頭部分の配筋側面図を示す。図３は、
保護パイプを破砕予定位置となるフープ筋より上に位置
する杭頭部主筋にかぶせ、粘着テープ等で上記保護パイ
プ上端開口部を主筋に固着、封鎖するか、または保護パ
イプの下端部を主筋に固着した側面図である。

【００１３】この保護パイプを主筋にかぶせる目的の１
つは、場所打ちコンクリート杭の杭頭破砕時において、
主筋とコンクリートとの間に空隙をもたせることによる
両者の分離の容易化であり、また他の目的は上記主筋よ
り５０％長目の保護パイプを主筋にかぶせることによ
り、打設コンクリートの土砂除去時の主筋と大型重機の
爪等との接触による主筋折り曲げ防止、さらには場所打
ちコンクリート杭の杭頭部内にある主筋及び破砕予定位
置となるフープ筋位置確認の目印となり、杭頭破砕位置
への破砕剤の装填孔の穿孔作業を容易とするものであ
る。前者の目的には図３（ａ）の保護パイプ、後者の目
的には図３（ｂ）の保護パイプが用いられる。なお、こ
の保護パイプの上端は主筋より上に位置して開口してい
るため、杭穴に打設されるコンクリートが入りこまない
ようにあらかじめ、粘着テープ等で密封しておく必要が
ある。

【００１４】したがって、ここで用いる保護パイプは、
主筋にかぶせることができ、また適度な長さでも切断で
き、粘着テープ等で装着、固定または密封等が容易に行
なえるために、該保護パイプの内径は、主筋の外径より
５〜５０％、好ましくは１５〜３０％大きいものがよ
く、その肉厚は、０．５〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍ
ｍのものを用いるとよい。このような図３（ａ）のよう
な保護パイプをコンクリートと主筋との分離容易化の目
的のために用いると主筋に粘着テープ等で容易に装着ま
たは開口部が密封されると共に、杭頭破損に係る穿孔作
業の向上、破砕剤による杭頭コンクリート部の分離性な
どの面での効果が大きい。

【００１５】また、図３（ｂ）のような主筋及びフープ
筋位置確認の目印に用いる保護パイプの長さは、上記の
ように主筋の折り曲げ防止の観点からも破砕予定位置で
あるフープ筋より上にある主筋の長さの１．２〜２．０
倍、好ましくは約１．５倍がよい。また、この保護パイ
プは、主筋の１本以上にかぶせ装着すればよいが、本発
明をよりよく達成するためには４本以上、とくに図５に
示すように９０°の等角度で配列することが好ましい。
このように配列することは、場所打ちコンクリート杭の
破砕位置に設ける破砕剤の装填孔の穿孔作業が限られた
条件の建設現場では一方向からしか穿孔できない場合に
都合がよいためである。

【００１６】保護パイプの材質は、適度な硬さと引き裂
き強さをもつものであればよい。例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、塩ビ等の樹脂製品、または紙筒、
紙と樹脂との合成材料による管状製品などが選択でき
る。場所打ちコンクリート杭の破砕位置に設ける破砕剤
の装填孔は杭の全周から等角度で放射状に穿孔すること
が好ましいが、上記のように限られた条件の建設現場で
は一方向からしか穿孔できない場合が多い。その場合，
破砕力を均等に杭頭の破砕部分におよぼすためには、図
５に示すように少なくとも３本以上の扇形状に放射した
装填孔を穿孔することが好ましい。装填孔の本数は、場
所打ちコンクリート杭の直径及び破砕処理される杭頭の
長さによっても異なるが通常の杭頭長５０〜１００ｃ
ｍ、杭の直径１〜１．５ｍの場合は３〜４本、それ以上
の杭頭長や直径では隋時破砕段数及び装填孔数を増やす
ことが望ましい。

【００１７】破砕剤の装填孔の穿孔位置は、フープ筋の
上方５〜１０ｃｍの場所が好ましい。図４は場所打ちコ
ンクリート杭のコンクリート硬化後の状態を示したもの
でＡがフープ筋の位置、Ｂが装填孔の穿孔位置を示して
いる。図６は破砕剤の装填孔に注水装置を挿入し、この
装填孔内に充填されている粒状破砕剤に水を注入し、破
砕を行う状態を示したものである。ここでは、エアー抜
きチューブを用いると注水時間が短縮できることを示し
ている。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により説明する。

【００１９】

【実施例１】図１および図２に示されるような場所打ち
コンクリート杭に用いる異形鉄筋からなる円筒形籠筋を
主筋１、と破砕予定位置となるフープ筋２とを溶接して
つくった。そして図３に示すようなフープ筋２より上に
突出した主筋１に主筋１の外径より２０％大きい内径、
厚さ１ｍｍで、かつ適度な硬さと引き裂き強さを有する
ポリエチレン製の保護パイプ３，３′をかぶせた。保護
パイプ３は、主筋１と打設されたコンクリートとの付着
を防止するもので保護パイプ３の上端部を主筋１の上端
にビニールテープ４で装着、固定した（図３（ａ））。
また、保護パイプ３′は主筋１及び破砕予定位置となる
フープ筋２位置確認の目印となるものでこの保護パイプ
３′がコンクリート打設時に浮き上らないよう下端をビ
ニールテープ４で主筋１及びフープ筋２に固着、固定す
るとともに、上端の開口部より打設コンクリートが入ら
ないようビニールテープ４で密封した（図３（ｂ））。
この保護パイプ３′の固定作業は図４及び図５に示すよ
うに９０°の等角度で籠筋の円周に配列されている４本
の主筋１について行なった。また、この保護パイプ３′
の長さは、フープ筋２より上に突出している主筋１の長
さの１．５倍のものを用いた。

【００２０】しかる後に、この円筒形籠筋をすでに掘削
しておいた杭穴に設置し、この杭穴に生コンクリートを
打設し、作業現場の安全上、杭穴を土砂で埋めもどし
た。コンクリートを地中で３週間養生、硬化させ、コン
クリート杭の杭頭部周辺の土砂を掘りおこし除去した。
土砂を掘りおこす時にバックフォーのバケット爪の一部
が保護パイプ３′の上部に接触したが保護パイプ３′が
引き裂かれることなく、また、主筋１自体は何んら折れ
曲りは見られなかった。

【００２１】つぎに、図５に示すような破砕剤の装填孔
６を扇形になるように４本、保護パイプ３′の配置を勘
案して穿孔した。なお、この装填孔６の高さの位置、す
なわち図４のＢのレベルは、保護パイプ３′の長さから
勘案して、装填孔６がちょうど最上位のフープ筋２の上
方７ｃｍになるよう穿孔した。このように穿孔された装
填孔６に注水時間を著るしく短縮させるためのエアー抜
きチューブ７を孔底いっぱいまで挿入した後、粒状破砕
剤８を空気圧で圧送充填し、この装填孔６の開口端に注
水装置９の弾性体１０からなる一端を嵌着した。

【００２２】この状態は、図６に示される。そして、注
水装置９を介して水１１を注水し水和反応により、場所
打ちコンクリート杭の杭頭部のコンクリート５を破砕し
た。その結果、破砕剤の装填孔６の水平方向で、３〜５
ｃｍに及び亀裂が生じた。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、保護パイプを用いることによ
り主筋とコンクリートとの分離性がよく、また主筋を大
型重機からの折り曲げを防ぐために、破砕剤による破砕
力が効率よく働く。また、破砕剤の装填孔が破砕面で均
等に働くように設けられるため破砕力が効率よく働き、
破砕が破砕剤の装填孔上の平面で一挙に生じる。そのた
め、破砕されたコンクリート杭頭部は大塊状の破砕体と
して処理でき、作業効率がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の場所打ちコンクリート杭に用いる円筒
状籠筋の一例を示す平面図である。

【図２】本発明の場所打ちコンクリート杭に用いる円筒
状籠筋の一例を示す側面図である。

【図３】本発明の異型鉄筋からなる主筋とフープ筋の結
合状態及び主筋に保護パイプをかぶせ頂部をビニールテ
ープで密着した状態を示す側面図であり、図３（ａ）は
主筋とコンクリートとの分離の容易化を目的にしたも
の、図３（ｂ）は主筋及びフープ筋位置の目印を目的と
したものである。

【図４】本発明の養生、硬化後の場所打ちコンクリート
杭の杭頭部の側面図である。

【図５】本発明の養生、硬化後の場所打ちコンクリート
杭に破砕剤の装填孔を扇状に穿孔した平面図である。

【図６】本発明の養生、硬化後の場所打ちコンクリート
杭の側面に穿孔された破砕剤の装填孔とこれに嵌入され
た注水装置を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 主筋 ２ フープ筋 3,3′保護パイプ ５ 場所打ちコンクリート杭の杭頭部 ６ 破砕剤の装填孔 ７ エヤ抜きチューブ ８ 粒状破砕剤 ９ 注水装置 １０ 弾性体 １１ 水 Ａ フープ筋レベル Ｂ 装填孔レベル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建造物の基礎杭として建設現場において
   地中に杭穴を掘り、該杭穴に主筋及びワープ筋からなる
   円筒形籠筋を設置し、上記杭穴にコンクリートを打設し
   円筒形鉄筋コンクリート構造のコンクリート杭を土中に
   形成せしめ、該コンクリート杭を養生、硬化後、該コン
   クリート杭の杭頭を破砕する方法において、上記杭穴に
   コンクリートを打設するに先立ち、上記主筋の一部に保
   護パイプをかぶせ、該保護パイプの開口部をテープで封
   鎖すること、及びコンクリート硬化後のコンクリート杭
   の杭頭に破砕剤の装填孔を穿孔し、上記杭の杭頭を破砕
   することを特徴とするコンクリート杭の杭頭破砕方法。