JPH10184003A - 杭頭充填材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 栓体の除去を極めて容易にし、現場での空隙
形成作業を簡便にするとともに、該栓体の再利用を可能
にする基礎埋込杭の杭頭充填材を提供する。 【解決手段】 基礎埋込杭の杭頭充填材であって、栓体
の少なくとも一部を吸水性シートで被覆してなることを
特徴とする杭頭充填材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基礎埋込杭の杭頭
充填材に関するものである。さらに、詳しく述べると、
プレボーリング拡大根固め、プレボーリング根固め等の
埋込み工法に用いられる基礎埋込杭の杭頭に、形成させ
たい空隙の形状と同じ形状の栓体をセメントなどの水硬
化性組成物の中に施工した後、経時後に栓体を除去して
目的とする空隙を形成させる杭頭充填材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基礎杭打ち工法としては、基礎杭
を直接地下の支持地盤に先端が食いこむまで打ち込む打
込杭の工法が取られていたが、この工法では、大きな震
動と打撃音が発生し、環境問題上好ましくない工法にな
ってきている。

【０００３】代って基礎杭の埋込み工法が広まってい
る。この工法は、地盤をアースオーガー等の掘削機を用
いて所定の深さまで掘削した後、セメントミルクを該掘
削孔に注入し、次いで先端開放型の中空コンクリート杭
をその孔に埋めこみ、基礎杭とするものである。この工
法では該杭を埋めこむ時に、セメントミルクが杭の頭部
にまで上昇して杭の上部の空間を埋めつくすことが起こ
りやすく、該セメントミルクの硬化後、土台との接続用
鉄筋篭を挿入できるようにハツリ作業等によって杭頭部
に空間を形成させる必要がある。

【０００４】この空間を形成するために、紙管、金属
体、合成樹脂成形物などの充填物を杭頭部にとりつけ、
セメントが硬化した後、その充填物を何らかの方法例え
ば重機を使って強制的に除去する方法や合成樹脂成形物
を溶剤でもってとかし出す方法などが最近開発されてい
る。

【０００５】しかしながら、充填物を強制的に除去する
には多大な力が必要であるため、特殊な重機が不可欠で
あり、煩雑であると共に安全面で課題があった。また、
作業スペースの狭い現場では重機が入ることができず充
填物の除去ができなくなる場合があった。さらに、除去
した充填物は廃材として処理しなければならなかった。
一方、作業員が直接ハツリ取る場合は、硬化セメントの
破砕が極めて困難かつ煩雑であるため、作業効率が悪く
工期が延びるという問題があり、作業員の安全面、周囲
への騒音問題等にも配慮する必要があった。

【０００６】そこで、こうしたハツリ作業を軽減するた
め、特開平４−９２０１５号公報では、杭頭部の中空部
に、内外面に粉体状の吸水性ポリマーを塗布した発泡ポ
リスチレン等の円筒体を挿入する方法が提案されてい
る。これは、セメントミルクの水分を吸水性ポリマーが
吸水膨潤して、セメントが杭内壁に固着するのを防止さ
せるもので、杭頭部の硬化セメントのハツリ作業を容易
にしようとする方法である。

【０００７】しかしながら、この方法によれば、吸水性
ポリマーを円筒体表面に固定させるためには、塗料媒体
またはバインダー等の接合剤を用いて塗膜化しなければ
ならない。この形成させる接合剤の膜は、吸水性ポリマ
ーの固定には寄与するものの、吸水性ポリマーの吸水、
膨潤性を著しく制限するものであり、接合剤の配合量が
少ないとポリマーが脱落するものとなる。また、ポリマ
ーの付着分布も不均一なものになりやすかった。したが
って、純水で数十倍の吸水倍率を有するものであって
も、セメントミルク中の水分は塩濃度が高いため、その
吸水性は極めて低いものとなり、セメントの杭内壁への
付着は完全に防げるものではなかった。さらに、吸水性
ポリマーを円筒体表面に塗布する加工自体も極めて手間
のかかるものであり、円筒内部に流入したセメントのハ
ツリ作業は依然として不可欠で煩雑なものとなってい
た。また、この公報では、杭の中空内の壁面に吸水性ポ
リマーを塗布する方法も提案されている。しかしなが
ら、この方法によれば、塗膜の除去が困難なため、杭頭
に空隙を形成した後も杭内壁面に塗膜が残ってしまい、
杭頭の空隙穴に挿入する土台用鉄筋部材と杭との密着強
度を低下させるという問題が生じる。

【０００８】また、特開平４−３３３７７０号公報で
は、吸水性ポリマーをゴムや軟質樹脂に配合した吸水膨
張性素材自体を型材とし、その吸水膨潤性素材を十分吸
水膨潤させた状態でコンクリート（未硬化）中に打設
し、コンクリートが養生乾燥して硬化した後、乾燥収縮
した吸水膨潤性素材を除去してコンクリート中に空洞を
形成させる方法が提案されている。

【０００９】しかしながら、この方法においても、前者
の公報の場合と同様、ゴムや軟質樹脂などの吸水性ポリ
マーの吸水膨潤性を抑制する物質に吸水性ポリマーを配
合しているため、その吸水性は低いものとなっていた。
従って、コンクリート中の塩濃度の高い水分を吸水して
十分に膨潤させることは困難であるため、予め純水を十
分吸水させて膨潤させておくことが好ましいが、この吸
水膨潤性素材を目標とする大きさまで膨潤させるのには
多大な時間が必要であった。また、所定のサイズおよび
形状にコントロールするためのもう一つの型材が必要と
なっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、特殊な重機や効率の悪いハツリ作業を必要とせ
ず、杭頭に空隙孔を形成する材料を提供することであ
り、空隙形成のために用いる充填物（栓体）の除去を格
段に容易にし、現場での空隙形成作業を極めて簡便にす
るとともに、その充填物（栓体）を再利用することで廃
材の量を低減する基礎埋込杭の杭頭充填材を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記諸目的は、下記
（１）〜（３）により達成される。

【００１２】（１） 基礎埋込杭の杭頭充填材であっ
て、栓体の少なくとも一部を吸水性シートで被覆してな
ることを特徴とする杭頭充填材。

【００１３】（２） 該吸水性シートが、水溶性不飽和
モノマーを含む重合成分を基材上で重合して得られたも
のである前記（１）に記載の杭頭充填材。

【００１４】（３） 該栓体が、ほぼ軸方向に沿って両
端面に連通して形成された少なくとも一つの貫通孔を有
してなる前記（１）または（２）記載の杭頭充填材。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明を詳細に説明する。

【００１６】図１および図２は本発明による杭頭充填材
の一実施例態様を示すものである。すなわち、円柱状の
栓体１と、該栓体１の少なくとも外表面、例えば図１お
よび図２に示すように側面および底面を覆ってなる吸水
性シート２とよりなる杭頭充填材３である。この栓体１
には、必要に応じ、ほぼ軸方向に沿って両端面４，５に
連通する貫通孔６を設けてもよい。この貫通孔６は、前
記栓体１に空洞を穿設し、さらにパイプ７をその先端部
を突出させて嵌挿してなるものである。この貫通孔６
は、通常、１本で充分であるが、大形の栓体１の場合に
は複数本設けてもよい。

【００１７】さらに、後で吸水膨潤した吸水性シート２
の除去を容易にするために、該吸水性シート２の両端部
にそれぞれ紐８を取り付けてもよい。

【００１８】図３は、本発明による杭頭充填材の他の実
施態様を示すもので、図１および図２と同様の構造の杭
頭充填材３において、円柱状の栓体１のほぼ軸方向に沿
って設けられる貫通孔６にパイプを嵌挿しない場合の例
を示すものである。なお、同図において、図１および図
２と同一の符号は、同一の部材を示す。

【００１９】図４は、本発明による杭頭充填材のさらに
他の実施態様を示すもので、図１および図２と同様の構
造の杭頭充填材３において、栓体１を円筒状中空体で形
成してなるものである。この場合、貫通孔６には、その
先端部を突出させてパイプ７が必要により挿通される。
なお、同図において、図１および図２と同一の符号は、
同一の部材を示す。

【００２０】図５は、本発明による杭頭充填材の別の実
施態様を示すもので、栓体１を有底円筒体で形成してな
るものである。なお、同図において、図１および図２と
同一の符号は、同一の部材を示す。

【００２１】図６は、本発明による杭頭充填材のさらに
別の実施態様を示すもので、栓体１を無底円筒体で形成
してなるものである。この場合、吸水性シート２は、該
無底円筒体の内外両側面を覆っている。なお、同図にお
いて、図１および図２と同一の符号は、同一の部材を示
す。

【００２２】図７および図８は、本発明による杭頭充填
材の別の実施態様を示すもので、大型の杭頭充填材の場
合の分割型の例である。すなわち、例えば、図７に示す
ように扇形の横断面を有する柱状の栓体１と、該栓体１
の少なくとも外表面、例えば図７に示すように側面およ
び底面を覆ってなる袋状の吸水性シート２とよりなる杭
頭充填材３である。該栓体１には、必要によりほぼ軸方
向に沿って、両端面４，５に連通する貫通孔６を設けて
もよく、該貫通孔６にさらにその先端部を突出させてパ
イプ（図示せず）を嵌挿してもよい。

【００２３】さらに、後で吸水膨潤した吸水性シート２
の除去を容易にするために、該吸水性シート２の両端部
にそれぞれ紐８を取り付けてもよい。

【００２４】このような構造よりなる杭頭充填材３は、
その複数個、例えば３個を図８に示すように組み合わせ
て円柱状ないし円筒状を構成して使用して使用される。
しかして、図７および図８の実施態様においては、３分
割の部材を組み合わせた例を示したが、所望の空隙の大
きさに応じて２分割ないし数分割に杭頭充填材３を形成
して、これを組合わせて使用してもよい。

【００２５】以上は、横断面が円形である場合の実施態
様について述べたが、この他に楕円形、三角形、四角
形、六角形、八角形等の多角形、台形、星形、不定形状
等あるいはこれらを組合わせた形状等があり、また、縦
断面の幅が下方に行くにしたがい減衰するような形状の
ものが栓体の除去を容易にし、例えば逆円錐台状のもの
が挙げられる。栓体の形状としては、除去が容易な形状
のものであれば、特に制限されない。

【００２６】しかしながら、栓体の加工性や軽量化等の
作業性の観点からは、円柱状あるいは有底筒状（中空
体）のものが好ましい。有底筒状体の場合には、蓋をし
て用いてもよく、有底筒状または中空体の栓体の空隙部
分には空気や水、軽量素材等を充填しておくとよい。こ
うしておくと、栓体の除去を容易にすることができる。

【００２７】本発明において使用される吸水性シート
は、シート状基材に吸水性ポリマーが直接固着したもの
である。

【００２８】本発明における吸水性ポリマーとしては、
例えば、アクリル酸またはアクリル酸塩あるいはスルホ
ン酸基含有（メタ）アクリル酸エステルまたはその塩を
主成分とし、場合により架橋剤を添加してなる水溶性の
エチレン性不飽和モノマーを重合させて得られる、自重
の１０〜１０００倍の水を吸収し膨潤する吸水性ポリマ
ーを挙げることができ、好ましく用いられる。

【００２９】上記以外の吸水性ポリマーの例としては、
例えば、架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリエチレン
オキシド、架橋ポリビニルピロリドン、スルホン化ポリ
スチレン架橋体、架橋ポリビニルピリジン、デンプン−
ポリ（メタ）アクリロニトリルグラフト共重合体のケン
化物、デンプン−ポリ（メタ）アクリル酸（およびその
塩）グラフト架橋共重合体、ポリビニルアルコールと無
水マレイン酸（塩）の反応物、架橋ポリビニルアルコー
ルスルホン酸塩、ポリビニルアルコール−アクリル酸グ
ラフト共重合物等も例示できる。また、水溶性ノニオン
性不飽和モノマーを必須とするモノマー成分を重合して
なる吸水性ポリマーが挙げられる。

【００３０】本発明に用いられるシート状基材として
は、例えば、親水性または疎水性の織布、不織布、編
布、紙、スポンジ等の多孔質材を挙げることができる。
基材がその中に空隙を有していることで、吸水性ポリマ
ーの膨潤許容空間を確保でき、またセメント水が吸水性
ポリマーと有効に接触できるので好ましい。基材に使用
される素材としては、基材が繊維基材の場合、親水性の
ものとして木材パルプ、綿、羊毛、レーヨン、アセテー
ト、ビニロン等の繊維が挙げられ、疎水性のものとして
はポリエステル、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウ
レタン、グラスウール、ロックウールの繊維を挙げるこ
とができる。また、基材がスポンジ様の場合にはポリア
セタール、ポリオレフィン、ポリウレタン、セルロー
ス、フェノール樹脂等を挙げることができる。中でも、
得られる吸水性シートの作業性、柔軟性、経済性の観点
から、好ましい基材としてポリエステル、ポリプロピレ
ン等の疎水性の繊維からなる不織布を用いることが好ま
しい。基材の厚みは特に制限はないが、一般に０．０１
〜１０ｍｍ好ましくは０．１〜５ｍｍの範囲である。ま
た、坪量は１０〜５００ｇ／ｍ² 好ましくは２０〜２０
０ｇ／ｍ² の範囲である。

【００３１】本発明において、前記吸水性ポリマーとシ
ート状基材の重量比としては、基材１００重量部に対
し、吸水性ポリマー１０〜１０００重量部、好ましくは
８０〜５００重量部の範囲である。吸水性ポリマーの量
が１０重量部未満の場合には、吸水性ポリマーの栓体引
き抜きの際の潤滑効果が小さく好ましくない。一方、１
０００重量部を越える場合には、得られる吸水性シート
の柔軟性が低下し、作業性の点から好ましくない。

【００３２】これらの吸水性ポリマーがシート状基材に
直接固着した吸水性シートを得る方法としては、Ａ）基
材に水で軟化した吸水性ポリマーを直接プレスし、必要
により乾燥する方法。Ｂ）架橋により吸水性ポリマーに
転換し得る水溶性ポリマーを基材に施し、その後架橋せ
しめる方法。Ｃ）重合により吸水性ポリマーに転換し得
るモノマーをシート状基材に施したのち重合せしめる方
法等、シート状基材に吸水性ポリマーがバインダーを介
さずに直接固着できるのであればその方法は特に限定さ
れない。

【００３３】中でも、製造の容易さ、経済性、得られる
吸水性シートの耐久性等の観点から、重合により吸水性
ポリマーに転換し得るモノマーを基材に付着せしめた
後、該モノマーをシート状基材上で重合する方法が好ま
しい。この製法により吸水性ポリマーがシート状基材に
直接固着した吸水性シートをより簡便に得ることができ
る。

【００３４】重合により吸水性ポリマーに転換すること
ができるモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタ
クリル酸およびそれらのアルカリ金属塩やアンモニウム
塩；２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−
（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、２−（メ
タ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、
ビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸およびそ
れらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩；（メタ）アク
リルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチル（メタ）
アクリレートおよびその４級化物；ヒドロキシアルキル
（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコール（メ
タ）アクリレート等を挙げることができ、これらの１種
または２種以上を用いることができる。

【００３５】セメント水の吸水膨潤性の観点から、２−
（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）
アクリロイルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリ
ルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスル
ホン酸、（メタ）アリルスルホン酸およびそれらのアル
カリ金属塩やアンモニウム塩等のスルホン酸基を有する
水溶性エチレン性不飽和モノマーがより好ましい。スル
ホン酸基を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーを基
材に付着させて重合・架橋することで得られる吸水性シ
ートを用いる本発明の杭頭充填材は、セメント水中に含
まれるカルシウム等の多価金属塩やｐＨの影響を受けに
くいため長期間においてもセメント水の吸水膨潤性が高
く、栓体の引き抜きがさらに良好となる杭頭充填材とす
ることができる 本発明の吸水性ポリマーは、水溶性ノニオン性不飽和モ
ノマーを必須とするモノマー成分を、必要により架橋剤
の存在下、重合することによっても得られる。水溶性ノ
ニオン性不飽和モノマーとしてはアクリルアミド、メタ
クリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、ジア
セトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ´−ジメチル（メタ）アク
リルアミド等の（メタ）アクリルアミド及びその誘導
体；ポリエチレングリコール（メタ）アクリレートやメ
トキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレートな
どに代表されるポリアルキレングリコール（メタ）アク
リレート；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートやヒ
ドロキシプロピル（メタ）アクリレート等に代表される
ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；Ｎ−ビニル
ピロリドンやＮ−ビニルサクシイミドに代表されるＮ−
ビニルモノマー；Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル
−Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、
Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド等のＮ−ビニルア
ミドモノマー；ビニルメチルエーテル等が挙げられる。

【００３６】中でも好ましくはアクリルアミド、メタク
リルアミド、メトキシポリアルキレングリコールおよび
ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートから選ばれる
一種または二種以上である。

【００３７】本発明において、上記水溶性ノニオン性不
飽和モノマーに加えて水溶性アニオン性モノマーや水溶
性カチオン性モノマーを用いることができる。

【００３８】用いられる水溶性アニオン性不飽和モノマ
ーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２−（メタ）
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−
スルホエチル（メタ）アクリレート等に代表されるスル
ホン酸基含有（メタ）アクリレート及びそのアルカリ金
属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。

【００３９】水溶性カチオン性不飽和モノマーとして
は、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノ（メタ）アクリレートお
よびその４級化物に代表されるアミノ基含有（メタ）ア
クリレート等が挙げられる。

【００４０】これらモノマーの中でも、得られる吸水性
ポリマーの吸水性能や栓体の引抜性能の点で、アクリル
酸、メタクリル酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸、２−スルホエチル（メタ）
アクリレートおよびそのアルカリ金属塩またはアンモニ
ウム塩等の水溶性アニオン性不飽和モノマーを前記水溶
性ノニオン性不飽和モノマーと共重合することが好まし
い。

【００４１】前記水溶性ノニオン性不飽和モノマーはモ
ノマー成分中１０モル％以上、好ましくは２０〜９９モ
ル％、より好ましくは５０〜９５モル％用いることが好
ましい。ノニオン性不飽和モノマーの割合が１０モル％
よりも少ないと、鋼製の栓体を用いた場合、鋼材表面に
錆が発生し易くなり、引抜き性や引き抜いた鋼材の再使
用の点で好ましくないことがある。そして、セメント水
中において十分な吸水性能を発揮できなかったり、経時
的に吸水性能が大きく低下してしまうことがある。ま
た、ノニオン性不飽和モノマーの割合が９９モル％より
も多いと得られる吸水性ポリマーの吸水倍率が低くセメ
ント水中や軟弱地盤中で充分な潤滑性を発揮できなくな
ることがある。

【００４２】本発明の杭頭充填材は、前記水溶性ノニオ
ン性不飽和モノマーを必須とするモノマー成分を重合し
てなる吸水性ポリマーを含有する吸水性シートで設けて
なる。

【００４３】以上のごとき吸水性ポリマーのうち、水溶
性ノニオン性不飽和モノマーを必須とするモノマー成分
を、必要により架橋剤の存在下により重合して得られる
ものが好ましい。

【００４４】前記モノマー中には、架橋剤として、ジビ
ニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロ
ピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロール
プロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリト
ールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール
ジ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリ
ルアミド、イソシアヌル酸トリアリル、トリメチロール
プロパンジアリルエーテル等に代表される多官能性の水
溶性エチレン性不飽和モノマーを加えておくことができ
る。架橋剤の使用により、得られる潤滑材の耐久性や保
形性を向上できる。架橋剤の使用量は、上記モノマーの
種類や重合条件により適宜選択することができるが、一
般に０．００１〜１０モル％（対モノマー）の範囲であ
り、好ましくは０．０１〜５モル％（対モノマー）の範
囲である。

【００４５】上記したモノマーを基材に付着させる方法
としては特に限定はされないが、例えば水溶液の状態
で、基材にモノマー水溶液を印刷したり、噴霧、含浸、
含浸後に搾り取る方法等によりモノマーを基材に付着で
きる。このようにして基材に付着させたモノマーは、公
知の手段により重合し基材に吸水性ポリマーを直接固着
できる。重合させる方法としては、例えば、熱、光、電
子線、紫外線等を用いる方法を採用できる。必要に応じ
て、上記したモノマーの水溶液中に過硫酸塩や水溶性ア
ミノ化合物等の水溶性ラジカル重合開始剤やその他の添
加剤が加えられてもよい。

【００４６】このようにして得られる本発明の吸水性シ
ートは、その厚さが１０〜１０，０００ｍｍ、好ましく
は１００〜５，０００μｍである。すなわち１０μｍ未
満では機械的強度が不充分であるばかりでなく、吸水量
が不充分であるので、栓体を引抜くための潤滑性が不充
分である。一方、１０，０００μｍを越えると、該吸水
性シートは柔軟性に欠けたものとなる。

【００４７】この栓体の材質は、杭頭内に空隙を形成さ
せ得るものであれば特に制限はされない。例えば、鉄、
亜鉛、合金等の金属類、木材等の天然素材、ダンボー
ル、紙管、ボイド管等の紙類、塩化ビニル樹脂、ポリエ
チレン、ポリスチレン、繊維強化プラスチックス、ゴム
等の各種合成樹脂などが挙げられる。加工性、取り扱い
性（軽量性）、経済性の観点からそれらの発泡体または
多孔質体が好ましい。

【００４８】また、栓体の表面が、平滑な金属面や平滑
な高分子成型面などのように表面滑り性を有するもので
あると、杭頭から栓体を引き抜く又は空気圧で押し出す
等の抜き出す場合に抵抗力が小さくなり作業性が向上し
好ましいものとなる。

【００４９】また、予め滑り性を有する被覆材で該栓体
を被覆してもよい。滑り性を有する被覆材としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロ
ン、テフロン、塩化ビニル、塩化ビニリデン製などの各
種合成フィルムまたはシート、アルミ箔などの金属箔
膜、金属蒸着膜、金属製の薄板などが挙げられる。ま
た、各種の滑り剤または剥離剤を栓体表面に吹き付けた
り、塗工してもよい。加工性、取り扱い性、経済性の観
点からポリオレフィン製フィルムが好適に用いられる。
栓体に滑り性を有する被覆材を被覆する方法としては、
包んだり、貼り付けたり、ピン状のもで打ちつけたりす
る方法などが挙げられる。さらに、シュリンクフィルム
の利用も加工性の観点から好ましい。

【００５０】このような構成を有する本発明の杭頭充填
材は、つぎのようにして使用されて杭頭に所望の空隙を
形成する。

【００５１】なお、本発明における基礎埋込杭とは、プ
レボーリング拡大根固め、プレボーリング根固め、セメ
ント等の埋込み工法に用いられる杭のことを意味する。

【００５２】まず図９（Ａ）に示すように、例えば掘削
により土中１０に形成した孔（穴）にセメントミルク１
２を注入し、一定必要量を注入したのちに杭頭充填材３
を装着したコンクリートパイル１１を埋設する。この
時、セメントミルク１２あるいは土砂（図示せず）の混
入したセメントミルク１２がコンクリートパイル１１の
中を上昇し、コンクリートパイル１１の中を上昇し、コ
ンクリートパイル１１の内側と杭頭充填物３の外側の空
隙を充満する。この間に、セメントミルク中のカルシウ
ム塩、その他の塩を含有する水分と吸水性シート２と
が、接触して水分が吸収され、該吸水性シート２は膨潤
する。

【００５３】しかして、セメントミルクが流動性を失う
か硬化したのちに、栓体１を引張り上げると、吸水膨潤
した吸水性シート２の滑り性のために容易に除去するこ
とができる。この場合、該栓体１に貫通孔６が設けられ
ている場合には、埋設した栓体を杭頭から引抜く場合
に、減圧状態とならずに図９（Ｂ）に示すように容易に
抜き出すことができる。さらに貫通孔６の突出端７にチ
ューブ（図示せず）を連結して積極的に空気を送り込む
ことが特に好ましく、容易に栓体を抜き出すことができ
る。栓体を抜き出すために必要な空気を送り込む圧力は
特に制限はされないが、１５０ｋｇ／ｃｍ² 未満が好ま
しく、３ｋｇ／ｃｍ² 未満が特に好ましい。圧力が１５
０ｋｇ／ｃｍ² を越えると通常の気体ボンベや小型のコ
ンプレッサーでは不十分となり、空気を送り込む特別な
装置が必要となる。

【００５４】また、栓体を杭頭から引き抜く場合は、栓
体の単位接触面積（硬化セメントとの接触面積）当たり
の引き抜き力は、０．１ｔ／ｍ² 未満が好ましい。引き
抜き力が、０．１ｔ／ｍ² 以上だと、特殊な引き抜き機
材が必要となる場合がある。

【００５５】該栓体をコクリートパイル１１の内部に埋
め込む方法としては、コンクリートパイル１１に栓体を
取りつけた後に行なうか、コンクリートパイル１１を埋
めこんだ後に栓体をコンクリートパイル１１の内部に挿
入する方法もあるが、実際の施工においては、前者、す
なわちコンクリートパイル１１に該栓体を取りつけた
後、コンクリートパイル１１を埋め込む方が格段に好都
合である。

【００５６】このように、吸水性シートで被覆した栓体
の杭頭充填材を杭頭部に設置した杭を、水硬化性組成物
が注入された掘削孔に挿入し、水硬化性組成物が流動性
を失うか、硬化した後、該栓体を除去することで、土台
用鉄筋部材を設置するための空隙を形成することができ
る。

【００５７】また、埋め込みまたは設置する杭頭充填体
は、単体での使用だけでなく、複数個の杭頭充填体を接
触させて使用してもよい。特に、杭頭充填材のスケール
が取り扱い難い大きさになる場合には、複数個に分け小
スケールで、杭頭充填材の埋め込み設置を行った方が作
業が容易で好ましい（図７〜８参照）。

【００５８】

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。

【００５９】実施例１ アクリルアミド７０モル％およびアクリル酸ナトリウム
３０モル％からなるモノマー水溶液（モノマー濃度３５
重量％）に、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０．
１モル％（対モノマー）、２，２’−アゾビス（２−ア
ミジノプロパン）２塩酸塩１ｇ／モル（対モノマー）お
よびヒドロキシエチルセルロース１．５重量％（対モノ
マー）を加え、次いで窒素ガスで溶液中の溶存酸素を除
去した。このモノマー水溶液に、坪量が６０ｇ／ｍ² の
ポリエステル製不織布を浸漬し、該水溶液を含浸させた
後、余分なモノマー水溶液をローラーで絞り取った。こ
の含浸物を加熱してラジカル重合を行ったところ、８０
ｇ／ｍ² の吸水性ポリマーがシート状基材に直接固着し
た吸水性シートを得た。この吸水性シートをセメントブ
リージング水に２４時間浸漬した後、吸引濾過し濾過後
のシート重量を求め浸漬前の重量で除し吸水倍率を求め
たところ、吸水倍率は９倍であった。

【００６０】次に、図１〜２に示すように、サイズ１２
１４ｍｍ×１２２５ｍｍの吸水性シート２を２つ折りし
て、合わせ部を縫い代１０ｍｍで幅８ｍｍの紐を重ねた
状態でミシン縫いした。また、折り目にも幅８ｍｍの紐
８を重ねてミシン縫いを行い紐を取り付けた。このよう
にして開口径３８０ｍｍ（開口円周長１１９４ｍｍ）、
長さ１２１５ｍｍの２つの紐８が取り付られた吸水性シ
ート袋２を作製した。

【００６１】次に、発泡ポリスチレン製の直径３７０ｍ
ｍ、長さ９３５ｍｍの円柱体に、上部から下部へ内径１
５ｍｍの硬質塩化ビニル樹脂製パイプ管７を貫通させて
貫通孔６を設けた。次いで、円柱体上部および底部のパ
イプ管の口を塞がないように滑り性を有する厚み０．１
ｍｍのポリエチレンフィルム（図示せず）で被覆して固
定し、栓体１を作製した。次に、吸水性シート袋２の中
に前記栓体１を挿入し、吸水性シート２である吸水性シ
ートで包装被覆された杭頭充填材３を得た。

【００６２】図９（Ａ）に示すように、土中１０に形成
した穴に、セメントと水との重量比が各々１：０．６５
の水硬化性のモルタル組成物を注入し、内径４２０ｍ
ｍ、肉厚９０ｍｍ、長さ８０００ｍｍのコンクリートパ
イル１１の内部に上記栓体を装着した後、土中に挿入し
た。このコンクリートパイル１１の挿入時、栓体１とコ
ンクリートパイル１１の間隙から土砂が混入したセメン
トミルクが上部に吹き上げた。

【００６３】１週間後の水硬化性モルタルが充分硬化し
たことを確認した後、栓体１の貫通孔６から１ｋｇ／ｃ
ｍ² の圧力で空気を流し込んだところ、該栓体１はコン
クリートパイル上方へ押し出され、容易にコンクリート
パイルの杭頭に空隙（穴）を形成させることができた
（図９（Ｂ）参照）。また、吸水性シート袋２は形成さ
れた空隙（穴）の内壁に付着していたが、該袋に取り付
けてあった紐を引っ張ることで容易に除去することがで
きた。さらに、除去した栓体１の損傷は、ほとんどな
く、再利用することができるものであった。従って、栓
体１は、廃材として処理する必要はなかった。

【００６４】実施例２ ポリエチレンフィルムで被覆しないで、容器自体に表面
滑り性を有する、容器の底に孔径１５ｍｍの貫通孔６を
設けた開口径３７０ｍｍ、高さ９３５ｍｍの塩化ビニル
樹脂製容器を栓体１とした。実施例１の発泡ポリスチレ
ン製の円柱体の栓体に代えて、この栓体１を用いた他
は、実施例１と同じ条件で実施した。

【００６５】１週間後、栓体１の貫通孔から１ｋｇ／ｃ
ｍ² の圧力で空気を流し込んだところ、栓体１はコンク
リートパイルの上方へ押し出され、容易に杭頭に空隙
（穴）を形成させることができた。また、吸水性シート
袋２は形成された空隙（穴）の内壁に付着していたが、
該袋に取り付けてあった紐８を引っ張ることで容易に除
去することができた。さらに、除去した栓体１の損傷
は、ほとんどなく、再利用することができるものであっ
た。従って、栓体１は、廃材として処理する必要はなか
った。

【００６６】比較例１ 粉体状の吸水性ポリマーを発泡ポリスチレン製の直径３
７０ｍｍ、長さ９３５ｍｍの円柱体の表面にアクリル系
のバインダーを用いて塗布した。この表面の塗膜を剥が
し、セメントブリージング水に２４時間浸漬した後、吸
引濾過し濾過後のシート重量を求め浸漬前の重量で除し
吸水倍率を求めたところ、吸水倍率は２．５倍と低いも
のであった。

【００６７】次に、この円柱体を上部から下部へ内径１
５ｍｍの硬質塩化ビニル樹脂製パイプを貫通させて貫通
孔を設けて比較栓体１を作製した。

【００６８】次に、この比較栓体１を実施例１と同様に
コンクリートパイルの杭頭に栓体として用いた以外は同
様の方法を行なった。

【００６９】１週間後、比較栓体１の貫通孔から１ｋｇ
／ｃｍ² の圧力で空気を流し込んだが、比較栓体１をコ
ンクリートパイルの上方へ押し出すことができなかっ
た。さらに、くさびを打ち込んで引き抜こうとしたが比
較栓体１が割れるだけで一度に除去できなかった。そこ
で、やむを得ずハツリ取ったが時間と手間がかかり煩雑
であった。従って、比較栓体１は、再利用することがで
きず、廃材として処分しなければならなかった。

【００７０】比較例２ 発泡ポリスチレン製の円柱体に代えて、直径３７０ｍ
ｍ、長さ９３５ｍｍの鉄製の円筒体を用いた他は比較例
１と同じ条件で実施した。

【００７１】１週間後、比較栓体２を０．３ｔの力でコ
ンクリートパイルの上方へ引き抜こうとしたが、比較栓
体２を引き抜くことはできず、ハツリ作業も時間と手間
がかかり、かなり煩雑であった。また、比較栓体２は、
再利用することができず、廃材として処分しなければな
らなかった。

【００７２】実施例３ スクリューオーガー掘削機を用いて直径６３０ｍｍ、深
さ１１ｍの垂直方向の穴を開け、その底部１５００ｍｍ
を直径８００ｍｍと拡大ヘッドにより拡底し、根固め液
としてセメントと水との重量比が１：０．６のセメント
ミルク１．０１ｍ³ 、杭周固定液としてセメントと水と
の重量比が１：０．６７のセメントミルク２５０リット
ルを注入しながらスクリューオーガーを抜き取った。掘
設穴に外径６００ｍｍ（内径４２０ｍｍ）、長さ８ｍの
コンクリートパイル１１（先端開放杭）を打設する際
に、図１０に示すように実施例１と同様の杭頭充填剤３
を杭頭部１１内に挿入し、杭打設時のセメントミルク噴
き出し圧に耐え得るように杭頭補強輪（鉄製）１２に直
径１３ｍｍの鉄筋１３を２本溶接し、また、その鉄筋１
３に充填剤３が落下しないように固定した。１５日間の
養生後、栓体の上部空気注入口（貫通孔）より２．０ｋ
ｇ／ｃｍ² の圧搾空気を導入したところ内部栓体は容易
に押し出され、また吸水性シート袋も容易に除去するこ
とができた。さらに、押し出された発泡スチレン樹脂製
の栓体は何らの損傷もなく再利用できるものであった。

【００７３】形成された杭頭の空隙は、中埋コンクリー
ト補強筋（鉄筋篭）を杭頭の硬化したソイルセメントを
手掘り、もしくは機械掘り等のハツリ作業をすることな
しに挿入することができた。なお、同図において符号１
４は、ひもを表し、符号１５は硬化したセメントミルク
を表わす。

【００７４】

【発明の効果】本発明は、以上のごとき構成を有してな
るものであるから、水分で吸水膨潤した吸水性シートを
栓体と杭の内面との間に存在させることになり、両者間
の界面で縁切りを行なうことができ、付着を防止させる
ことができる。特に、該栓体を抜き出す場合には、吸水
性シートが膨潤して形成した厚みのあるゲル層が、潤滑
および剥離効果を発現し極めて容易に栓体を抜き出すこ
とができるのである。また、該栓体は、極めて容易に抜
き出されるので損傷がほとんどなく再利用できるものと
なるため、廃材の量を著しく低減できるのである。

【００７５】吸水性シートは該栓体に直接被覆させた
り、杭の内壁に被覆（付着）させたりすることができる
が、作業性、装着性および加工性の観点から栓体に被覆
させることが好ましい。被覆する方法としては、包んだ
り、接合剤で貼り付けたり、ピン状のもので打ちつけた
りする方法などが挙げられる。該栓体の再利用や吸水膨
潤性の観点から包む方法が好ましい。予め吸水性シート
の袋を作製しておいて、その袋の中に栓体を入れること
が作業面で特に好ましい。

【００７６】また、吸水性シートに水分を吸収させる方
法としては、被覆させる前に純水で吸水膨潤させておく
方法、被覆した後に水分を供給する方法、また、掘削孔
に注入されるセメントミルクなどの水硬化性組成物の水
分を吸収させる方法などが挙げられる。作業性の観点か
ら注入される水硬化性組成物の水分を吸収させる方法が
好ましい。

【００７７】したがって、本発明の杭頭充填材を用い
て、容易に杭頭に空隙孔を形成させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による杭頭充填材の一実施態様を示す
斜視図である。

【図２】 図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】 本発明による杭頭充填材の他の実施態様を示
す図２と同様な断面図である。

【図４】 本発明による杭頭充填材のさらに他の実施態
様を示す図２と同様な断面図である。

【図５】 本発明による杭頭充填材の別の実施態様を示
す図２と同様な断面図である。

【図６】 本発明による杭頭充填材のさらに別の実施態
様を示す図２と同様な断面図である。

【図７】 本発明による杭頭充填材の別の実施態様を示
す斜視図である。

【図８】 図５に示す杭頭充填材を組合せて使用する状
態を示す斜視図である。

【図９】 本発明による杭頭充填材の使用状態を示す断
面図であり、（Ａ）は杭頭充填材を埋設時の状態を表わ
し、（Ｂ）は引抜後の状態を表わす。

【図１０】 本発明による杭頭充填材の使用状態を示す
一部破断斜視図である。

【符号の説明】

１…栓体、 ２…吸水性シート、 ３…杭頭充填材、 ６…貫通孔。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１０】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白根 直之 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１号 株式会社日本触媒内 (72)発明者 池田 義宏 岡山県倉敷市水江1575番地 中国化工株式 会社内 (72)発明者 柳澤 勲 福井県坂井郡丸岡町四ッ柳18−22 株式会 社北陸ファインケミカル内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎埋込杭の杭頭充填材であって、栓体
   の少なくとも一部を吸水性シートで被覆してなることを
   特徴とする杭頭充填材。
2. 【請求項２】 該吸水性シートが、水溶性不飽和モノマ
   ーを含む重合成分を基材上で重合して得られたものであ
   る請求項１に記載の杭頭充填材。
3. 【請求項３】 該栓体が、ほぼ軸方向に沿って両端面に
   連通して形成された少なくとも一つの貫通孔を有してな
   る請求項１または２記載の杭頭充填材。