JP4091939B2 - 場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、不良コンクリートの除去作業を廃止することが可能な現場打ちコンクリート杭の杭頭処理方法に関する。

場所打ちコンクリート杭の造成にあっては、杭孔内に打設される打設コンクリートの上端部に杭の強度を低下させるスライム等を含む不良コンクリートが混在する。そこで、予め設計上の杭天端よりも上方部分までコンクリートを打設することで杭頭にコンクリートの余盛り部分を形成するようにし、この余盛り部分を除去することで杭頭処理を行うようにしていた。余盛り部分の除去作業は、はつり作業ではさまざまな難点があることから、余盛り部分が未硬化状態のうちに、不良コンクリートをバキュームホースによって吸引、除去するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

他方、余盛りをすることなく杭頭処理を行う方法として、例えば、特許文献２が知られている。特許文献２では、場所打ちコンクリート杭の杭鉄筋の外側を、下端部外周にコンクリート打ち上がりを抑制する抑制部材を具備する筒状の仕切枠で、設計上の杭天端より所定の深さまで囲んでおき、打設コンクリートを仕切枠天端から杭孔内壁面と仕切枠外周面との間の領域に溢れ出させ、溢れ出したコンクリートを不良コンクリートとして除去しながら、仕切枠天端面に良質な打設コンクリートが現れるのが確認されるまで杭孔内にコンクリートを打設するようにしている。不良コンクリートの除去は、特許文献１などと同様に、バキューム吸引等の方法によっていた。
特開２００３−０６４６７０号公報 特開２００４−２５７０６５号公報

ところで、いずれの背景技術にあっても、余盛りの有無を問わず、スライムなどを含む不良コンクリートを杭孔内から除去する作業が必須であり、このために各種の課題があった。具体的には、不良コンクリートを除去するために各種機器を準備して吸引作業を実施する必要があって、コストアップとなっていた。また、当該不良コンクリートの除去作業のために、施工完了までの期間が長期化していた。また、吸引作業の際、作業員が杭孔内に入って作業をしなければならなかった。このため、作業環境が良くなく、作業安全性の改善が望まれるとともに、施工可能な深度も約４〜５ｍ程度であり、それよりも深度の深い施工には不向きであった。また、地下水位の高い地盤では作業員が杭孔内に入ることもできず、この種地盤での施工が難しかった。さらに、多量の産廃物が発生することとなっていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、不良コンクリートの除去作業を廃止することが可能な現場打ちコンクリート杭の杭頭処理方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法は、地盤にスタンドパイプを埋め込んで杭孔を掘削し、次いで、上記杭孔に挿入される杭鉄筋の外側を、設計上の杭天端から上記スタンドパイプよりも深い位置まで鋼管で囲んでおくとともに、該鋼管の外径以下の筒状仕切枠を、当該鋼管上端に載置しておき、上記筒状仕切枠および上記鋼管の内方を通して、該筒状仕切枠内に該鋼管上端よりも高くコンクリートを打設した後、上記筒状仕切枠を上昇させて、該筒状仕切枠内に打設したコンクリートを上記鋼管上端から、該鋼管外周面と上記スタンドパイプとの間の環状隙間内に打ち上げられたコンクリート上に越流させ、次いで、越流せずに残留した残留コンクリート上に杭天端の高さを調整するウエイトを下降させて、上記鋼管上の残留コンクリートを該鋼管上端から上記環状隙間へ越流させることを特徴とする。

また、残留コンクリート上に前記ウエイトを下降させた状態を、越流した残留コンクリートの流動性が低下して前記鋼管上への戻り作用が抑制される適宜時間維持することを特徴とする。

本発明にかかる場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法にあっては、不良コンクリートの除去作業を廃止することができる。詳細には、ほぼ設計上の杭天端となる鋼管の上端に、スライムなどを含む不良コンクリートが混ざり合った余盛りコンクリートの打設スペースとなる筒状仕切枠を載置し、その後、筒状仕切枠を上昇させて余盛りコンクリートを環状隙間へと越流させ、さらに、杭天端位置を調整するウエイトを下降させて鋼管の上端の残留コンクリートを環状隙間へ越流させつつ、杭天端位置を調整するようにしたので、杭頭部の実質となる鋼管内に良質なコンクリートを充填しつつ、不良コンクリートを鋼管周りの環状隙間へ越流させて場所打ちコンクリート杭から除去することができる。

以下に、本発明にかかる場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法は基本的には、図１および図２に示すように、地盤ＧＬにスタンドパイプ７を埋め込んで杭孔１を掘削し、次いで、杭孔１に挿入される杭鉄筋２の外側を、設計上の杭天端Ｌからスタンドパイプ７よりも深い位置まで鋼管３で囲んでおくとともに、鋼管３の外径以下の筒状仕切枠４を、当該鋼管３の上端３ａに載置しておき、筒状仕切枠４および鋼管３の内方を通して、筒状仕切枠４内に鋼管３の上端３ａよりも高くコンクリートＣを打設した後、筒状仕切枠４を上昇させて、筒状仕切枠４内に打設したコンクリートＣを鋼管３の上端３ａから、鋼管３の外周面３ｂとスタンドパイプ７との間の環状隙間δ内に打ち上げられたコンクリートＣ上に越流させ、次いで、越流せずに残留した残留コンクリートＣａ上に杭天端Ｌの高さを調整するウエイト５を下降させて、鋼管３上の残留コンクリートＣａを鋼管３の上端３ａから環状隙間δへ越流させるようにする。また、残留コンクリートＣａ上にウエイト５を下降させた状態を、越流した残留コンクリートＣａの流動性が低下して鋼管３上への戻り作用が抑制される適宜時間維持するようにしている。

本実施形態にあっては、鋼管３を利用した現場打ちコンクリート杭６の造成の場合を例にとって説明する。現場打ちコンクリート杭６自体は、従来周知の手順に従って造成されるようになっていて、本発明は杭頭処理に特長がある。現場打ちコンクリート杭６を造成する際には図１に示すように、まず、地盤ＧＬに、杭孔１の一部となるスタンドパイプ７を埋め込むとともに、杭孔１の掘削、拡底、一次孔底処理を行う。スタンドパイプ７は、地盤ＧＬが軟弱であるなど、その性状を考慮し、埋設される。

次いで、杭鉄筋２となる鉄筋篭２ａを杭孔１内に挿入する。杭鉄筋２は、適宜長さの鉄筋篭２ａを連結することで杭孔１のほぼ全長にわたって打設されるもので、鉄筋篭２ａ相互が挿入作業の進捗に従って順次に連結されていく。杭鉄筋２最上部の鉄筋篭２ａの外側に、杭鉄筋２を取り囲んで鋼管３を接合する。杭鉄筋２の上端を鋼管３で覆うようにしても、鋼管３から外方へ突出させるようにしてもよい。そして鋼管３を杭鉄筋２とともに、杭孔１内に挿入する。次いでトレミー管８を杭孔１内に挿入し、さらに二次孔底処理を行った後、コンクリートＣを打設して場所打ちコンクリート杭６を造成する。

特に本実施形態にあっては図２に示すように、鋼管３は、杭鉄筋２に接合される際、ほぼ設計上の杭天端Ｌ（図２（ｅ）参照）から適宜深さまで杭鉄筋２を取り囲むように、その長さおよび接合位置が設定される。すなわち、鋼管３の上端３ａがおおよその設計上の杭天端Ｌとされる。また、鋼管３は図２（ａ）に示すように、当該鋼管３の外周面３ｂと杭孔１の内壁面１ａやスタンドパイプ７の内周面との間に環状隙間δが形成される外径寸法で形成される。鋼管３の平断面形状は、円形や多角形など、その形態は問わない。また本実施形態にあっては、杭頭部の鉄筋量を増加させるために、鋼管３の外周面３ｂには、その周方向に適宜間隔を隔てて、鋼管３の上端３ａよりも上方へ突出させて複数のアンカー筋９が接合されている。アンカー筋９は設けなくてもよい。このような鋼管３を含む杭鉄筋２は、図示しないけれども、スタンドパイプ７上に仮受けして杭孔１内に設置される。

鋼管３を含む杭鉄筋２を杭孔１内に挿入した後、コンクリートＣ打設前に、当該鋼管３の上端３ａに筒状仕切枠４を載置する。筒状仕切枠４は、ほぼ杭天端Ｌに位置する鋼管３の上端３ａ上に余盛りコンクリートの打設スペースを確保するために、当該筒状仕切枠４の上端４ａが鋼管３上方に位置するように配設される。この筒状仕切枠４の外径は、打設コンクリートＣが鋼管３との間から漏出しない程度で、鋼管３の外径以下に形成される。この筒状仕切枠４の平断面形状も、円形や多角形など、その形態は問わない。

この筒状仕切枠４は、アンカー筋９を利用して吊り下ろしが案内されて鋼管３上に設置され、スタンドパイプ７に仮受けして配置される。図示例にあっては、筒状仕切枠４の上端４ａから杭鉄筋２上端が突出するように設定されている。筒状仕切枠４は、杭鉄筋２上端を内部に隠蔽するように設置しても良い。筒状仕切枠４の設置方法については、当該筒状仕切枠４の下端にこれより径方向外方へ突出させて金物を設け、この金物を鋼管３の上端３ａに掛止させて、鋼管３上に載置するようにしてもよい。

このようにして杭孔１内に、鋼管３よりも上方に位置させるようにして筒状仕切枠４をセットした後、図２（ｂ）に示すように、筒状仕切枠４および鋼管３の内方を通して、トレミー管８を杭孔１内に挿入し、コンクリートＣを打設する。コンクリートＣは、鋼管３内および鋼管３の外周面３ｂと杭孔１の内壁面１ａやスタンドパイプ７との間の環状隙間δまで打ち上げられるとともに、筒状仕切枠４内にも打ち上げられる。特に筒状仕切枠４内には、スライム等を含む比較的軽い不良コンクリートが混ざり合った余盛りコンクリートＣｂが打ち上げられる。

筒状仕切枠４には図２（ｃ）に示すように、これを鋼管３から離脱させて上昇させ、さらには回収するために、揚重機に係止されるワイヤー１０が着脱自在に取り付けられている。ワイヤー１０を介して筒状仕切枠４を上昇させると、筒状仕切枠４内の流動性を有する余盛りコンクリートＣｂがその自重で、鋼管３の上端３ａから環状隙間δへと越流する。越流したコンクリートは、既に打ち上げられていた環状隙間δ内のコンクリートＣ上に流れ込む。また、鋼管３の上端３ａ上には、余盛りコンクリートＣｂの一部が残留する。この残留したコンクリートＣａを利用することで、後述するように杭天端Ｌが設計上の寸法に調整される。

次いで、図２（ｄ）に示すように、ワイヤー１１を介して揚重機に吊られたウエイト５が杭孔１内に、設計上の杭天端Ｌ位置まで吊り下ろされる。ウエイト５はどのようなものでも良いが、本実施形態にあっては、鋼管にコンクリートを充填したものが用いられる。ウエイト５は、越流せずに鋼管３の上端３ａに残留したコンクリートＣａ上に吊った状態で降ろされ、これにより残留コンクリートＣａはウエイト５に押しやられて鋼管３の上端３ａから越流されることとなって、杭天端Ｌ位置の最終調整が行われる。この操作に際しては、例えばスタンドパイプ７に定規１２を掛け渡し、この定規１２の位置からウエイト５上端まで垂らした検尺テープ１３で測定された寸法にウエイト５の高さ寸法を加えることで、スタンドパイプ７上端からウエイト５下端までの寸法が分かるので、これに基づいて杭天端Ｌ位置にウエイト５下端が位置するように下降させる。これにより、鋼管３の上端３ａ上で杭天端Ｌ位置よりも上方に滞留する残留コンクリートＣａを、杭天端Ｌ位置が確保されるように環状隙間δへと越流させることができる。

その後、残留コンクリートＣａ上にウエイト５を下降させた状態を、越流した残留コンクリートＣａの流動性が低下して鋼管３上への戻り作用が抑制される適宜時間維持する。これにより、一旦鋼管３上から越流した残留コンクリートＣａが再び鋼管３上に戻ってしまって杭天端Ｌ位置に変動が生じてしまうことを阻止でき、ウエイト５による杭天端Ｌ位置の位置調整精度を向上させることができる。適宜時間としては、２０〜３０分程度が適切である。

次いで、図２（ｅ）に示すように、ウエイト５を杭孔１内から引き上げ、その後再度検尺テープ１３を用いて、杭天端Ｌ位置が許容寸法内に納まっているか否かを測定し、その後、スタンドパイプ７の引き上げ作業を行う。これにより、現場打設コンクリート杭６の造成に際しての杭頭処理を完了することができる。

以上説明した本実施形態にかかる現場打設コンクリート杭の杭頭処理方法にあっては、ほぼ設計上の杭天端Ｌとなる鋼管３の上端３ａに、スライムなどを含む不良コンクリートが混ざり合った余盛りコンクリートＣｂの打設スペースとなる筒状仕切枠４を載置し、その後、筒状仕切枠４を上昇させて余盛りコンクリートＣｂを環状隙間δへと越流させ、さらに、杭天端Ｌ位置を調整するウエイト５を下降させて鋼管３の上端３ａの残留コンクリートＣａを環状隙間δへ越流させつつ、杭天端Ｌ位置を調整するようにしたので、現場打ちコンクリート杭６の杭頭部の実質となる鋼管３内に良質なコンクリートＣを充填しつつ、不良コンクリートを鋼管３周りの環状隙間δへ越流させて現場打ちコンクリート杭６から除去することができ、背景技術のように不良コンクリートを杭孔１内から除去する作業を廃止することができる。

これにより、不良コンクリートを除去するために各種機器を準備したり吸引作業を実施する必要がなくなって、コストダウンを達成することができる。また、当該不良コンクリートの除去作業を廃止できるので、施工完了までの期間を短縮することができる。また、不良コンクリート除去のために作業員が杭孔１内に入って作業する必要もなくなり、作業環境や作業安全性を改善することができる。さらに、作業員が杭孔１内に立ち入る必要がないことから、従来よりも深い深度での施工が可能であるとともに、地下水位の高い地盤でも施工することができる。さらに、不良コンクリートの除去作業が不要であることから、これに伴う産廃物の発生もなくすことができる。さらにまた、位置測定が可能なウエイト５により設計上の杭天端Ｌ位置を設定することができて、高い精度で杭頭処理を行うことができる。また、筒状仕切枠４内のコンクリートが余盛りコンクリートＣｂとなるので、当該余盛りコンクリートＣｂを適切に管理することができる。

また、残留コンクリートＣａ上にウエイト５を下降させた状態を、越流した残留コンクリートＣａの流動性が低下して鋼管３上への戻り作用が抑制される適宜時間維持するようにしていて、この適宜時間放置することのみによって、一旦鋼管３上から越流した残留コンクリートＣａが再び鋼管３上に戻ってしまって杭天端Ｌ位置に変動が生じてしまうことを適切に阻止でき、ウエイト５を吊り降ろすだけで、適切にかつ精度良く杭天端Ｌ位置の調整を行うことができるうえに、はつり作業の必要性を、この面からもなくすことができる。

本発明にかかる現場打ちコンクリート杭の杭頭処理方法が適用される現場打ちコンクリート杭の造成手順を説明する図である。 本発明にかかる現場打ちコンクリート杭の杭頭処理方法の好適な一実施形態を説明する説明図である。

符号の説明

１ 杭孔
２ 杭鉄筋
３ 鋼管
４ 筒状仕切枠
５ ウエイト
Ｃ コンクリート
Ｃａ 残留コンクリート
Ｃｂ 余盛りコンクリート
Ｌ 設計上の杭天端

Claims (2)

1. 地盤にスタンドパイプを埋め込んで杭孔を掘削し、
   次いで、上記杭孔に挿入される杭鉄筋の外側を、設計上の杭天端から上記スタンドパイプよりも深い位置まで鋼管で囲んでおくとともに、該鋼管の外径以下の筒状仕切枠を、当該鋼管上端に載置しておき、
   上記筒状仕切枠および上記鋼管の内方を通して、該筒状仕切枠内に該鋼管上端よりも高くコンクリートを打設した後、
   上記筒状仕切枠を上昇させて、該筒状仕切枠内に打設したコンクリートを上記鋼管上端から、該鋼管外周面と上記スタンドパイプとの間の環状隙間内に打ち上げられたコンクリート上に越流させ、
   次いで、越流せずに残留した残留コンクリート上に杭天端の高さを調整するウエイトを下降させて、上記鋼管上の残留コンクリートを該鋼管上端から上記環状隙間へ越流させることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法。
2. 残留コンクリート上に前記ウエイトを下降させた状態を、越流した残留コンクリートの流動性が低下して前記鋼管上への戻り作用が抑制される適宜時間維持することを特徴とする請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法。

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