JPH10231517A - コンクリート充填鋼管杭の杭頭コンクリート除去方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 コンクリート充填鋼管杭の杭頭コンクリート
除去方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 内壁に複数の引掛け部１２を有し、外壁
下部に複数の係止部１３が設けられ、地盤２中に埋設さ
れた鋼管杭１より小径の円筒部材１１に、上部に直接又
は補強リングを介してワイヤ等２５が挿通され円筒部材
１１の引掛け部１２に引掛けられる引掛け穴を有し、下
部に係止部１３に係止する係止穴を有する可撓性の袋部
材２１を取付けたコンクリート除去装置１０を、鋼管杭
１内に落下及び浮き上り防止手段１４を介して挿入し、
ワイヤ等２５を外部に取出す工程と、円筒部材１１から
鋼管杭１内にコンクリートを打設する工程と、コンクリ
ートの打設が終ったときは、ワイヤ等２５を引上げて袋
部材２１の上部開口部を巾着状に締める工程と、コンク
リート除去装置１０を吊上げて鋼管杭１の杭頭に空間部
を形成する工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物基礎構造に
おけるコンクリート充填鋼管杭の杭頭コンクリート除去
方法及びその装置に係り、さらに詳しくは、場所打ちコ
ンクリート充填の鋼管杭内に所定の深さまで上部構造物
の鉄骨柱を建て込み、これをコンクリートで一体化する
工法において、鉄骨柱を建て込むための空間部を鋼管杭
の杭頭に予め確保する際の、杭頭コンクリートを前もっ
て除去する方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】せん断抵抗性や曲げ抵抗性が鉄筋コンク
リート杭より優れた鋼管杭において、場所打ちコンクリ
ートを充填した鋼管杭の中に上部構造である鉄骨柱を建
て込み、その後コンクリートを充填することにより、鋼
管杭と鉄骨柱を一体化して地盤液状化などに対して耐震
性をより高めた基礎構造物とする工法が最近注目されて
いる。この工法における課題は、内径が１．０〜１．５
ｍもある鋼管杭の杭頭に存在するコンクリートを如何に
簡便に取り除いて、鉄骨柱を建て込むための深さ１．５
〜２ｍの空間部を確保するかにある。

【０００３】ところで、場所打ちコンクリート充填鋼管
杭のコンクリートの打設は、まず、所定の深さまで鋼管
杭を打ち込んだ後、コンクリートを打ち込むためのトレ
ミー管を鋼管杭の先端部まで差し込み、トレミー管を除
々に引上げながらコンクリートの打設を行っている。当
然、コンクリートは鋼管杭の下部から打ち上がってくる
が、打ち上がってくるコンクリートの上部には、コンク
リート打設時に注入されるベントナイト溶液や泥水、コ
ンクリートと泥水が混じり合ったスライムなどのコンク
リートにとって好ましくない不純物が含まれている。鋼
管杭内のコンクリートの品質を保証するためには、これ
ら不純物をすべて鋼管杭外に排出しなければならず、こ
れら不純物を鋼管杭外にオーバーフローさせることによ
り、健全なコンクリートと置き換えている。

【０００４】鋼管杭内に鉄骨柱を建て込む方法として
は、従来、杭頭部のコンクリートを除去せずに、コンク
リートが柔らかい状態で鉄骨柱を所定の深さまで建て込
む方法、あるいは、硬化した杭頭のコンクリートをはつ
り落して所定深さの空間部を確保し、この空間部に鉄骨
柱を建て込む方法が採られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】コンクリートがまだ柔
らかい状態のときに鋼管杭中に所定の深さまで鉄骨柱を
建て込む方法は、鉄骨柱を固定するための特別な治具を
必要とし、また、鉄骨柱の建て込み時の鉄骨柱間の芯出
し精度が得にくいという問題がある。また、硬化したコ
ンクリートを所定の深さまではつり落して鉄骨柱を建て
込む方法は、鉄骨柱建て込み時の鉄骨柱間の芯出し精度
及び作業性ははるかに向上するが、反面コンクリートの
はつり落し作業に大へんな労力を要し、また、狭い鋼管
杭内で作業を強いられることもあり、作業環境上も問題
があった。

【０００６】本発明は、鋼管杭の杭頭内のコンクリート
を、簡単な構造で操作が容易な部材を備えたコンクリー
ト除去装置を用いて確実に除去することにより、コンク
リート工事の省力化、省人化及び作業環境の向上をはか
り、また、上部構造物建て込みの際の施工精度を向上さ
せることのできるコンクリート充填鋼管杭の杭頭コンク
リート除去方法及びその装置を得ることを目的としたも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明に係るコンクリート充填鋼管杭の杭頭コン
クリート除去方法は、内壁に複数の引掛け部を有し外壁
下部に複数の係止部が設けられ、地盤中に埋設された鋼
管杭より小径の円筒部材に、上部に直接又は補強リング
を介してワイヤ等が挿通され前記円筒部材の引掛け部に
引掛けられる引掛け穴を有し、下部に前記係止部に係止
する係止穴を有する可撓性の袋部材を取付けたコンクリ
ート除去装置を、前記鋼管杭内に落下及び浮き上り防止
手段を介して挿入し、前記ワイヤ等を外部に取出す工程
と、前記円筒部材から鋼管杭内にコンクリートを打設す
る工程と、コンクリートの打設が終ったときは、前記ワ
イヤ等を引上げて前記袋部材の上部開口部を巾着状に締
める工程と、前記コンクリート除去装置を吊上げて前記
鋼管杭の杭頭に空間部を形成する工程とからなるもので
ある。

【０００８】（２）上記（１）の鋼管杭と円筒部材との
間に１０ｃｍ以上のすき間を設けた。

【０００９】（３）また、本発明に係るコンクリート充
填鋼管杭の杭頭コンクリート除去装置は、内壁に複数の
引掛け部を有し外壁下部に複数の係止部が設けられ、上
部外壁に複数の張出し部が設けられた地盤中に埋設され
た鋼管杭より小径で鉄骨柱の建て込み深さとほぼ同じ長
さの円筒部材と、上部に引掛け穴を有し下部に係止穴が
設けられ、前記引掛け穴又は該引掛け穴に取付られた補
強リングにワイヤ等を挿通してその端部が外部に取出さ
れた可撓性を有する袋部材とを有し、前記円筒部材内に
袋部材を収容してその引掛け穴を前記引掛け部に引掛け
ると共に、前記係止穴を前記係止部に係止させてコンク
リート除去装置を構成し、該コンクリート除去装置を前
記鋼管杭内に挿入してコンクリートを打設し、コンクリ
ートの打設が終ったときは前記ワイヤ等を引上げて前記
袋部材の上部開口部を閉じて前記コンクリート除去装置
を吊上げ、前記鋼管杭の杭頭に空間部を形成するように
したものである。

【００１０】（４）上記（３）の円筒部材に設けた引掛
け部を、外開きのフックで構成した。 （５）上記（３）の袋部材を、厚手で丈夫な布をほぼ円
筒状に形成し、又は目の荒さがほぼ３ｍｍ以下の線材を
鎖状又は網状に編組してほぼ円筒状に形成した。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の概要を説明するた
めの模式図、図２はその平面図、図３は円筒部材の断面
図である。両図において、１は地盤中に埋設された鋼管
杭である。１０は鋼管杭１の杭頭コンクリートの除去装
置（以下、単にコンクリート除去装置という）で、その
外径が鋼管杭１の内径より小径の鋼管からなる円筒部材
１１と、この円筒部材１１に装着された可撓性を有する
コンクリートの漏れ防止用の袋部材２１とからなってい
る。

【００１２】円筒部材１１は、鋼管杭１内にセットした
ときに、両者の間から不純物などをスムーズに通過させ
るために、両者の間に１０ｃｍ以上のすき間を生ずる外
径のものが望ましい。また、長さは、鉄骨柱を鋼管杭１
内に建て込む深さとほぼ等しい長さとなっている。この
円筒部材１１の内壁の上下方向の中央部よりやや下方に
は、ほぼ等間隔で引掛け部を構成する複数本の外開き
（この場合は円筒部材１１の中心部に向って開く）の引
掛けフック１２が設けられており、下端部外壁には、ほ
ぼ等間隔で係止部を構成する複数本の逆Ｌ字状の係止フ
ック１３が設けられている。１４は円筒部材１１の上部
外壁に放射状に設けられた複数本の張出し部材で、円筒
部材１１を鋼管杭１内にセットしたときに鋼管杭１の上
端部に載置され、円筒部材１１の落下を防止する。

【００１３】袋部材２１は、図４の展開図及び図５の斜
視図に示すように、例えば、厚手で丈夫な布、あるい
は、目の荒さがほぼ３ｍｍ以下の、金属、合成樹脂系等
からなる線材を、可撓性をもたせるために鎖状に編組し
た材料で構成したものである。そして、上部には、横方
向に円筒部材１１の引掛けフック１２に引掛けるため
の、周囲が補強された複数の引掛け穴２２が設けられて
おり、下部には、横方向に円筒部材１１の係止フック１
２に係止するための、周囲が補強された複数の係止穴２
３が設けられている。

【００１４】２４は引掛け穴２２にそれぞれ装着された
補強リングで、この補強リング２４にはワイヤ、ロープ
等２５（以下ワイヤ等といい、破線で示す）が挿通さ
れ、その両端部がほぼ対向位置から外部に取出される。
なお、このワイヤ等２５は、一端を補強リング２４に固
定し、順次補強リング２５に挿通したのち、他端を外部
に取出すようにしてもよい。この袋部材２１は両端部が
接合されて円筒状に形成されており、ワイヤ等２５の両
端部を引張ると、補強リング２４が引寄せられて巾着状
に締り、上部開口部が閉じられる。

【００１５】上記のような袋部材２１は、図６に示すよ
うに、円筒部材１１の下方に位置させてその係止穴２３
をそれぞれ係止フック１３に係止させる。そして、下部
を内側に折曲げて円筒部材１１内に収容し、図７に示す
ように、引掛け穴２２をそれぞれ引掛けフック１２に引
掛ける。このとき、補強リング２４に挿通されたワイヤ
等２５の端部は、円筒部材１１の外部に取出される。な
お、袋部材２１を円筒部材１１内に収容して引掛け穴２
２を引掛けフック１２に引掛け、その下部を外方に折曲
げて係止穴２３を係止フック１３に係止させるようにし
てもよい。これにより、コンクリート除去装置１０の組
立てを完了する。なお、この組立作業は工事現場で簡単
に行うことができる。

【００１６】次に、本発明に係る杭頭コンクリートの除
去方法の一例について説明する。 （１）コンクリート除去装置１０を工事現場に運搬し、
図１に示すように、地盤中に埋設してある鋼管杭１内に
挿入し、その張出し部材１４を鋼管杭１の上端部に載置
して鋼管杭１内に懸垂する。

【００１７】（２）鋼管杭１と円筒部材１１との間に、
複数個の角材の如き位置決め用部材５を挿入し、万力等
を介して緊締して固定する。これにより、下から打ち上
がってくるコンクリートの圧力により、円筒部材１１が
浮き上がるのを防止する。

【００１８】（３）ついで、袋部材２１のワイヤ等２５
を緩めて袋部材２１の上部を開口状態にし、ワイヤ等２
５の両端部を円筒部材１１及び鋼管杭１の外部に取出
す。このとき、袋部材２１はほぼ円筒状になり、円筒部
材１１の内壁に沿って保持される。

【００１９】（４）この状態で、図８に示すように、円
筒部材１１から鋼管杭１内にコンクリートを打設する。
コンクリートの打設にあたっては、トレミー管を用いて
もよい。場所打ちコンクリート充填鋼管杭の施工におい
ては、コンクリートは下から打ち上げられるが、打ち上
げられたコンクリートの上部には、施工時に注入される
ベントナイト溶液や泥水、さらには、これらがコンクリ
ートと混り合ったスライムなどコンクリートにとって好
ましくない液状の不純物が含まれているが、これらは、
鋼管杭１と円筒部材１１との間に形成されたすき間６か
ら鋼管杭１の外へオーバーフローさせて除去する。

【００２０】（５）スライム等の不純物が完全に除去さ
れたときは、コンクリート３の打設を中止する。このと
き、円筒部材１１内にもコンクリート３が打設されてい
る。ついで、棒状のバイブレーターを振動させながら円
筒部材１１内に差し込んでコンクリート３に流動性を与
え、あらかじめ外部に取り出しておいたワイヤ等２５を
上方に引き上げる。

【００２１】（６）これにより、引掛けフック１２に引
掛けられていた引掛け穴２２は、コンクリート３がバイ
ブレーターにより柔らかくなっていること、及び引掛け
フック１２が外開きであることから、引掛けフック１２
から簡単に外れる。ワイヤ等２５をさらに引き上げる
と、袋部材２１の上部開口部が巾着絞りの要領で締り、
円筒部材１１内のコンクリート３が漏れ出ない袋状にな
る（図９参照）。上方に引き上げられたワイヤ等２５の
端部は、円筒部材１１の上端部に渡し込んだ角材等７に
固定する。

【００２２】（７）次に、鋼管杭１と円筒部材１１との
間に介装した位置決め部材１５を外し、クレーン等の重
機（図示せず）を用いて、図９に示すように、コンクリ
ート除去装置１０を吊り上げて鋼管杭１内のコンクリー
ト３と切離し、鋼管杭１の杭頭に所定深さの空間部８を
確保する。

【００２３】（８）コンクリート除去装置１０が吊り上
げられると、図１０に示すように、円筒部材１１内のコ
ンクリート３の重量が下方に作用するため、巾着絞りと
なった袋部材２１の口がさらに強く締まる。なお、袋部
材２１を鎖又は網で構成した場合、目の荒さを３ｍｍ以
下にしてあるので、コンクリート３の中に含まれた砂や
砂利の細かい粒子が目を塞ぐため、袋部材２１の口や目
からコンクリートが漏れ出すことがない。

【００２４】（９）コンクリート除去装置１０を所定の
場所に移動して、角材等７に固定されたワイヤ等２５を
緩めると、図１１に示すように、円筒部材１１内のコン
クリート３の自重により、巾着絞りになっている袋部材
２１の口が自然に開き、コンクリート３は簡単に外部に
排出される。

【００２５】このようにして杭頭内のコンクリート３を
除去したのち、鋼管杭１の内壁に付着して残っているコ
ンクリートをブラシ等できれいに掻き落とし、コンクリ
ートの表面にバイブレータをかけて平坦にする。コンク
リートの除去後に、鋼管杭１内にしみ出してくるブリー
ジング水等による不純物によって生じるコンクリートレ
イタンスは、コンクリート打ち継ぎ面の弱点となるため
取り除く必要がある。このようなコンクリートレイタン
スは、平らに均したコンクリートの表面に、コンクリー
トの硬化を１日ないし２日程度遅らせることのできる超
遅延剤を噴霧し、コンクリート打設後１〜２日経過した
時点で、超遅延剤の作用でまだドロドロの状態にある厚
さ３〜５ｍｍ程度のコンクリート表面の未硬化部分を高
圧水で吹き飛ばして除去し、硬化したコンクリートの骨
材を露出させることにより、打ち継ぎ面の処理を行う。

【００２６】このような処理により、鋼管杭１の杭頭内
に確保された中空部８に鉄骨柱を建て込んでコンクリー
トを打設すると、後から打ち足されるコンクリートと、
既に硬化している鋼管杭１内のコンクリートが一体化
し、打ち継ぎ面に弱点のないコンクリートとなすことが
できる。なお、超遅延剤はコンクリートの硬化時間を遅
らせるだけで、所定の時間経過すれば必ず硬化し、強度
発現性も超遅延剤を添加しないコンクリートと同等であ
る。

【００２７】以上の説明から明らかなように、本発明に
よれば、鋼管杭１へのコンクリート３の打設にあたり、
円筒部材１１と袋部材２１とからなる簡単な構造のコン
クリート除去装置１０を鋼管杭１内に挿入し、コンクリ
ート打設後にコンクリート除去装置１０を吊り上げるこ
とにより杭頭に空間部８を確保するようにしたので、従
来のように硬化した杭頭のコンクリートをはつり落す必
要がなく、このため工事の省力化、省人化及び作業環境
の向上がはかられ、建設工数及び建設費を大幅に低減す
ることができ、工期を短縮できる施工性にすぐれたコン
クリート充填鋼管杭の杭頭コンクリート除去方法及びそ
の装置を得ることができる。さらに、上部構造物の建て
込みの際の施工精度を向上させることができる。

【００２８】上記の説明では、地盤中に埋設する杭とし
て鋼管杭を用いた場合を示したが、角形鋼管杭を用いて
もよく、あるいは、上部が円筒状のコンクリート杭を用
いてもよい。また、袋部材を、厚手で丈夫な布又は線材
を鎖状に編組した材料で構成した場合を示したが、金
属、合成樹脂等からなる線材を目の荒さがほぼ３ｍｍ以
下に編組した網を用いてもよい。さらに、袋部材の引掛
け穴に補強リングを取付け、この補強リングにワイヤ等
を挿通した場合を示したが、補強リングを省略し、引掛
け穴に直接ワイヤ等を挿通してもよい。

【００２９】

【発明の効果】

（１）本発明に係るコンクリート充填鋼管杭の杭頭コン
クリート除去方法は、内壁に複数の引掛け部を有し外壁
下部に複数の係止部が設けられ、地盤中に埋設された鋼
管杭より小径の円筒部材に、上部に直接又は補強リング
を介してワイヤ等が挿通され円筒部材の引掛け部に引掛
けられる引掛け穴を有し、下部に係止部に係止する係止
穴を有する可撓性の袋部材を取付けたコンクリート除去
装置を、鋼管杭内に落下及び浮き上り防止手段を介して
挿入し、ワイヤ等を外部に取出す工程と、円筒部材から
鋼管杭内にコンクリートを打設する工程と、コンクリー
トの打設が終ったときは、ワイヤ等を引上げて袋部材の
上部の開口部を巾着状に締める工程と、コンクリート除
去装置を吊上げて鋼管杭の杭頭に空間部を形成する工程
とによって構成したことにより、従来、硬化コンクリー
トの杭頭のはつり落しなど多大の労力を費やしていた作
業をなくすことができるので、作業能率が大幅に向上
し、工期を短縮し工費を低減することができる。また、
狭い鋼管杭内における硬化コンクリートのはつり落とし
作業がないので、作業環境を改善することができる。さ
らに、上部構造物建て込みの際の施工精度を向上させる
ことができる。

【００３０】（２）上記（１）の鋼管杭と円筒部材との
間に１０ｃｍ以上のすき間を設けたので、コンクリート
打設時に注入されるベントナイト溶液や泥水、コンクリ
ートと泥水が混り合ったスライムなどのコンクリートに
とって好ましくない不純物を、このすき間から確実にオ
ーバーフローさせて外部に排出することができる。

【００３１】（３）また、本発明に係るコンクリート充
填鋼管杭の杭頭コンクリート除去装置は、内壁に複数の
引掛け部を有し外壁下部に複数の係止部が設けられ、上
部外壁に複数の張出し部が設けられた地盤中に埋設され
た鋼管杭より小径で鉄骨柱の建て込み深さとほぼ同じ長
さの円筒部材と、上部に引掛け穴を有し下部に係止穴が
設けられ、引掛け穴又はこの引掛け穴に取付られた補強
リングにワイヤ等を挿通してその端部が外部に取出され
た可撓性を有する袋部材とを有し、円筒部材内に袋部材
を収容してその引掛け穴を引掛け部に引掛けると共に、
係止穴を係止部に係止させてコンクリート除去装置を構
成し、このコンクリート除去装置を鋼管杭内に挿入して
コンクリートを打設し、コンクリートの打設が終ったと
きはワイヤ等を引上げて袋部材の上部開口部を閉じてコ
ンクリート除去装置を吊上げ、鋼管杭の杭頭に空間部を
形成するようにしたので、簡単な装置で前記（１）と同
様の効果を得ることができる。

【００３２】（４）上記（３）の円筒部材に設けた引掛
け部を、外開きのフックで構成したので、ワイヤ等を引
き上げて袋部材の上部開口部を閉じる際、引掛け穴を容
易に引掛け部から外すことができる。

【００３３】（５）上記（３）の袋部材を、厚手で丈夫
な布をほぼ円筒状に形成し、又は目の荒さがほぼ３ｍｍ
以下の線材を鎖状又は網状に編組してほぼ円筒状に形成
したので、コンクリート除去装置を吊上げた際、袋部材
が破れたり、コンクリートが漏れ出したりするおそれが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を説明するための模式図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の円筒部材の断面図である。

【図４】図１の袋部材の展開図である。

【図５】図１の袋部材の斜視図である。

【図６】袋部材の円筒部材への取付け手順を示す斜視図
である。

【図７】コンクリート除去装置を鋼管杭内にセットした
状態を示す断面図である。

【図８】本発明の作用説明図である。

【図９】本発明の作用説明図である。

【図１０】本発明の作用説明図である。

【図１１】本発明の作用説明図である。

【符号の説明】

１ 鋼管杭 ２ 地盤 ３ コンクリート ６ すき間 ８ 空間部 １０ コンクリート除去装置 １１ 円筒部材 １２ 引掛けフック １３ 係止フック ２１ 袋部材 ２２ 引掛け穴 ２３ 係止穴 ２４ 補強リング ２５ ワイヤ等

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁に複数の引掛け部を有し外壁下部に
   複数の係止部が設けられ、地盤中に埋設された鋼管杭よ
   り小径の円筒部材に、上部に直接又は補強リングを介し
   てワイヤ等が挿通され前記円筒部材の引掛け部に引掛け
   られる引掛け穴を有し、下部に前記係止部に係止する係
   止穴を有する可撓性の袋部材を取付けたコンクリート除
   去装置を、前記鋼管杭内に落下及び浮き上り防止手段を
   介して挿入し、前記ワイヤ等を外部に取出す工程と、 前記円筒部材から鋼管杭内にコンクリートを打設する工
   程と、 コンクリートの打設が終ったときは、前記ワイヤ等を引
   上げて前記袋部材の上部開口部を巾着状に締める工程
   と、 前記コンクリート除去装置を吊上げて前記鋼管杭の杭頭
   に空間部を形成する工程とからなるコンクリート充填鋼
   管杭の杭頭コンクリート除去方法。
2. 【請求項２】 鋼管杭と円筒部材との間に１０ｃｍ以上
   のすき間を設けたことを特徴とする請求項１記載のコン
   クリート充填鋼管杭の杭頭コンクリート除去方法。
3. 【請求項３】 内壁に複数の引掛け部を有し外壁下部に
   複数の係止部が設けられ、上部外壁に複数の張出し部が
   設けられた地盤中に埋設された鋼管杭より小径で鉄骨柱
   の建て込み深さとほぼ同じ長さの円筒部材と、 上部に引掛け穴を有し下部に係止穴が設けられ、前記引
   掛け穴又は該引掛け穴に取付られた補強リングにワイヤ
   等を挿通してその端部が外部に取出された可撓性を有す
   る袋部材とを有し、 前記円筒部材内に袋部材を収容してその引掛け穴を前記
   引掛け部に引掛けると共に、前記係止穴を前記係止部に
   係止させてコンクリート除去装置を構成し、 該コンクリート除去装置を前記鋼管杭内に挿入してコン
   クリートを打設し、コンクリートの打設が終ったときは
   前記ワイヤ等を引上げて前記袋部材の上部開口部を閉じ
   て前記コンクリート除去装置を吊上げ、前記鋼管杭の杭
   頭に空間部を形成するようにしたコンクリート充填鋼管
   杭の杭頭コンクリート除去装置。
4. 【請求項４】 円筒部材に設けた引掛け部を、外開きの
   フックで構成した請求項３記載のコンクリート充填鋼管
   杭の杭頭コンクリート除去装置。
5. 【請求項５】 袋部材を、厚手で丈夫な布をほぼ円筒状
   に形成し、又は目の荒さがほぼ３ｍｍ以下の線材を鎖状
   又は網状に編組してほぼ円筒状に形成した請求項３記載
   のコンクリート充填鋼管杭の杭頭コンクリート除去装
   置。