JP4101282B1 - 基礎杭建て込み工法 - Google Patents

Abstract

【課題】建て込み穴となる前の段階の穴を基礎杭継ぎ足し作業穴として使用することにより、圧潰のおそれ少なく建て込み穴を使い回すことができる基礎杭建て込み工法を提供する。
【解決手段】建て込み穴掘削予定地点の一つに、建て込み穴３ｂとなる前の段階の穴を基礎杭継ぎ足し作業穴３ａとして掘削する。第１の基礎杭３０と第２の基礎杭３１を基礎杭継ぎ足し作業穴３ａで継ぎ足し、延伸基礎杭３２ａとする。延伸基礎杭３２ａを途中まで建て込み穴３ｂに建て込んだ後、もう１本の延長基礎杭３２ｂを延伸基礎杭３２ａに継ぎ足し、それらを合わせた長さの延伸基礎杭３３として建て込みを続行する。当該地点における基礎杭継ぎ足し作業終了後、用済みとなった基礎杭継ぎ足し作業穴３ａをさらに掘り下げて建て込み穴３ｂとする。
【選択図】図８

Description

本発明は地盤に基礎杭を建て込む工法に関する。

工作物の基礎杭を地盤に建て込むに際し、近年では予め地盤に掘削した穴に基礎杭を押し込むプレボーリング方式が多く用いられている。また建物の高層化に伴い、基礎杭の先端を確実に地下の支持層に届かせることが求められている。

工業生産される基礎杭は、トラックやトレーラーで輸送可能な長さとするのが普通である。ところがこの程度の長さでは地下の支持層には届かないケースがある。そのような場合には基礎杭を継ぎ足して必要な長さの延伸基礎杭を形成する。

コンクリート製の基礎杭の端の部分には鋼鉄製のリングが取り付けてあり、このリング同士を連結して継ぎ足しを行う。連結には溶接継手、無溶接継手、ボルト継手などが用いられる。溶接継手を例にとって説明すると、まず下側の基礎杭に玉掛けをして建て込み穴の中に吊り下げておき、その上にクレーンで支持した上側の基礎杭を重ねて溶接するのであるが、この溶接作業にはかなりの時間を要する。そのため、延伸基礎杭が完成する前に建て込み穴が土圧で圧潰したり、建て込み穴の最深部を根固め液で根固めする場合には延伸基礎杭を届かせる前に根固め液が固化してしまうなど、延伸基礎杭を設計通りの深さまで押し込めない事態を生じる場合があった。

上記の問題を解決するため、特許文献１では次のような建て込み方法が提案されている。すなわち複数掘削した建て込み穴のうち、未だ建て込みに着手していない建て込み穴を基礎杭継ぎ足し作業穴として使用するのである。このようにすれば、建て込み作業に着手した建て込み穴と別の場所で予備的な基礎杭継ぎ足し作業を行い、継ぎ足し後の延伸基礎杭を建て込み作業着手後の建て込み穴に建て込めるので、建て込みに要する総時間が短縮され、杭打機（特許文献１ではアースオーガーが杭打機として用いられている）の稼働率が向上する。また建て込み前に建て込み穴が圧潰したり根固め部分が固化したりするおそれを少なくすることができる。さらに、後で建て込みを行う建て込み穴そのものを基礎杭継ぎ足し作業の作業穴として使用するから、基礎杭継ぎ足し作業のためだけの仮穴を掘削する手間が不要になり、作業能率が向上する。
特許第３８８５８９１号公報

特許文献１記載の基礎杭建て込み工法において、基礎杭継ぎ足し作業に使用する建て込み作業未着手の建て込み穴は、基礎杭継ぎ足し作業を行っている間に土圧で底の方が圧潰するおそれがある。本発明は、建て込み穴となる前の段階の穴を基礎杭継ぎ足し作業穴として使用することにより、圧潰のおそれ少なく建て込み穴を使い回すことができる基礎杭建て込み工法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、基礎杭継ぎ足し作業穴で基礎杭を継ぎ足して所定長さの延伸基礎杭を形成した後、この延伸基礎杭を建て込み穴に運んで建て込みを行う基礎杭建て込み工法において、建て込み穴掘削予定地点の一つに、建て込み穴となる前の段階の穴を基礎杭継ぎ足し作業穴として掘削し、当該地点における基礎杭継ぎ足し作業終了後、前記基礎杭継ぎ足し作業穴をさらに深く掘り下げて建て込み穴とすることを特徴としている。

この構成によると、建て込み穴掘削予定地点に、最終的にはさらに深く掘り下げて建て込み穴とする基礎杭継ぎ足し作業穴を掘削するから、建て込み穴掘削予定地点外に仮穴を掘削する手間が不要となる。現場が狭隘で、仮穴を掘削するゆとりがないときなど、特にこの工法は有益である。また基礎杭継ぎ足し作業穴は基礎杭継ぎ足し作業に必要な深さだけ掘削すればよいから、掘削を速やかに終わらせることができる上、最初から建て込みに必要な深さまで掘削したときのように、穴の底の方で壁面が圧潰するおそれが少ない。建て込みに必要な深さまで掘削した穴が圧潰すれば、排除した土砂量が多い分地面が大きく陥没し、建て込み作業のためそこに移動させていた建設機械が倒れるという危険が発生する。本発明の工法であれば、そのような深刻な事態に陥る懸念が小さくて済む。

また本発明は、上記基礎杭建て込み工法において、前記基礎杭継ぎ足し作業穴に壁面補強処理を施すことを特徴としている。

この構成によると、壁面の圧潰を心配することなく、同一の基礎杭継ぎ足し作業穴を繰り返し基礎杭継ぎ足し作業に使用することができる。

また本発明は、上記基礎杭建て込み工法において、鋼管により前記壁面補強処理を行うことを特徴としている。

この構成によると、簡便に壁面補強処理を行うことができる。

また本発明は、上記基礎杭建て込み工法において、土壌凝結剤により前記壁面補強処理を行うことを特徴としている。

この構成によると、簡便に壁面補強処理を行うことができる。

本発明によると、仮穴を掘削して基礎杭継ぎ足し作業を行う必要がなく、仮穴掘削の手間を省ける。また基礎杭継ぎ足し作業穴は最初から建て込みに必要な深さまで掘削するのでなく、基礎杭継ぎ足し作業に必要な深さだけ掘削すればよいから、掘削を速やかに終わらせることができる上、最初から建て込みに必要な深さまで掘削したときのように、穴の底の方で壁面が圧潰するおそれが少ない。

本発明の第１実施形態を図１〜図８に示す。図１〜図８は基礎杭建て込み工程を順を追って示す説明図である。

図１において、１は地盤、２は地中深くの支持層である。地盤１の上にアースオーガー１０を配置し、複数存在する建て込み穴掘削予定地点（図では一点鎖線Ａで表示する）の一つに、下端にオーガーヘッド１１を装着したスクリュー１２を位置合わせする。その上で、コラム１３の側面を上下するスクリュー回転ユニット１４によりスクリュー１２を回転させ、図２のように地盤１に穴を掘削する。

建て込み穴掘削予定地点の一つには、建て込み穴となる前の段階の穴を基礎杭継ぎ足し作業穴３ａとして掘削する。基礎杭継ぎ足し作業穴３ａは、基礎杭継ぎ足し作業を支障なく行えるだけの深さがあればよい。建て込み穴掘削予定地点の他の一つには、基礎杭継ぎ足し作業穴３ａの深さ以上に掘り下げて支持層２に到達させた、建て込み穴として本来備えるべき深さを備える建て込み穴３ｂを掘削する。

続いて図３のように、基礎杭継ぎ足し作業穴３ａの傍らに自走式クレーン２０を用意する。自走式クレーン２０のブーム２１に、ワイヤーロープ２２で第１の基礎杭３０を吊るす。そして第１の基礎杭３０を基礎杭継ぎ足し作業穴３ａに吊り込み、基礎杭３０の上部が所定高さ基礎杭継ぎ足し作業穴３ａから突き出した状態で、地盤１上に設置された支持構造体２３に対し基礎杭３０をワイヤーロープ２４で玉掛けする。玉掛け完了後、第１の基礎杭３０からワイヤーロープ２２を外し、ワイヤーロープ２２で第２の基礎杭３１を吊り下げる。第１の基礎杭３０の上に第２の基礎杭３１を重ね、第１の基礎杭３０の上端と第２の基礎杭３１の下端を溶接して、図４に示す延伸基礎杭３２ａを形成する。

完成した延伸基礎杭３２ａを自走式クレーン２０で建て込み穴３ｂに吊り込む。そして図５のようにアースオーガー１０の建て込みユニット１５で延伸基礎杭３２ａの頭部をつかみ、回転させつつ下方に圧迫して建て込んで行く。この間基礎杭継ぎ足し作業穴３ａでは再度継ぎ足し作業を行ってもう１本の延伸基礎杭３２ｂを製作する。

延伸基礎杭３２ａは、それだけでは建て込み穴３ｂの底部に到達しない。そこで、図６に示すように、延伸基礎杭３２ａの上部が所定高さ建て込み穴３ｂから突き出すまで建て込んだ状態で、延伸基礎杭３２ａを支持構造体２３とワイヤーロープ２４により玉掛けする。これにより延伸基礎杭３２ａは建て込み穴３ｂの上部に支持された状態になる。玉掛け完了後、アースオーガー１０の建て込みユニット１５を延伸基礎杭３２ａから外す。そしてアースオーガー１０の旋回部分の角度を変え、建て込みユニット１５を延伸基礎杭３２ａの上からずらす。

次に自走式クレーン２０で延伸基礎杭３２ｂを吊り上げ、ブーム２１を振って延伸基礎杭３２ｂを延伸基礎杭３２ａの上に重ねる。そして延伸基礎杭３２ａの上端と延伸基礎杭３２ｂの下端を溶接し、延伸基礎杭３２ａと延伸基礎杭３２ｂを合わせた長さの延伸基礎杭３３（図７参照）を形成する。

続いて図７に示すように、建て込みユニット１５で延伸基礎杭３３の頭部をつかみ、回転させつつ下方に圧迫して、延伸基礎杭３３を所定の深さまで建て込む。

基礎杭継ぎ足し作業穴３ａは時間が経過すると圧潰するおそれがあるので、適当なタイミングで用済みとする。用済みとなった基礎杭継ぎ足し作業穴３ａはさらに掘り下げてもう１本の建て込み穴３ｂとする。図８には、別の建て込み穴掘削予定地点に新たな基礎杭継ぎ足し作業穴３ａが掘削されたところまでが描かれている。

このように、基礎杭継ぎ足し作業穴３ａの状態を注視しつつ基礎杭継ぎ足し作業を行い、基礎杭継ぎ足し作業用穴３ａとしては用済みと判断した穴はさらに深く掘り下げて建て込み穴３ｂとするという手順を繰り返して、建て込み作業を遂行する。最後に１本だけ残った建て込み穴３ｂについては、別の場所で予備的な基礎杭継ぎ足し作業を行うということができないので、その場で基礎杭を１本ずつ継ぎ足して建て込むという伝統的方式を採用する。

延伸基礎杭に別の延伸基礎杭を継ぎ足すという継ぎ足し手法につき説明したが、これは継ぎ足し手法の一例にすぎない。延伸基礎杭に基礎杭を１本だけ継ぎ足す手法や、１組の延伸基礎杭のみを建て込む手法など、様々な手法で本発明を実施することができる。また穴の掘削はアースオーガーに限定されるものではなく、他の種類の建設機械を用いても良い。

続いて本発明の第２実施形態と第３実施形態を図９と図１０に基づき説明する。図９と図１０はそれぞれ第１実施形態の図３に相当する説明図である。第２実施形態と第３実施形態は、基礎杭継ぎ足し作業穴３ａに壁面補強処理を施したことを特徴としている。

図９に示す第２実施形態では、基礎杭継ぎ足し作業穴３ａに鋼管４を挿入して壁面補強を行った。このように構成すれば、同一の基礎杭継ぎ足し作業穴３ａを壁面の圧潰を心配することなく繰り返し基礎杭継ぎ足し作業に使用することができる。この基礎杭継ぎ足し作業穴３ａを建て込み穴３ｂとして掘り下げるときは、鋼管４を引き抜く。

図１０に示す第３実施形態では、土壌凝結剤を用いて基礎杭継ぎ足し作業穴３ａの周囲に補強層５を形成した。土壌凝結剤としてはセメントミルク等を用いる。土壌凝結剤は、基礎杭継ぎ足し作業穴３ａを掘削した後、穴の周囲に浸透させることができる。土壌凝結剤がセメントミルクであれば、穴を掘削しつつ掘削土にセメントミルクを注入し、掘削土とセメントミルクを混練してソイルセメントを形成し、そのソイルセメントが固まってソイルセメント柱と化してからソイルセメント柱の中心を掘削して基礎杭継ぎ足し作業穴３ａを形成するという手順も可能である。

上記のようにして補強層５を形成した基礎杭継ぎ足し作業穴３ａは、同一の基礎杭継ぎ足し作業穴３ａを壁面の圧潰を心配することなく繰り返し基礎杭継ぎ足し作業に使用することができる。この基礎杭継ぎ足し作業穴３ａをさらに深く掘り下げて建て込み穴３ｂとするときは、補強層５を突き抜く形で掘削を進める。

以上本発明の各実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は工作物の基礎杭工事を行う際に広く利用可能である。

第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第１の説明図 第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第２の説明図 第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第３の説明図 第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第４の説明図 第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第５の説明図 第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第６の説明図 第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第７の説明図 第１実施形態に係る基礎杭建て込み工程の第８の説明図 第２実施形態に係る基礎杭建て込み工程の説明図 第３実施形態に係る基礎杭建て込み工程の説明図

符号の説明

１ 地盤
２ 支持層
３ａ 基礎杭継ぎ足し作業穴
３ｂ 建て込み穴
４ 鋼管
５ 補強層
１０ アースオーガー
１１ オーガーヘッド
１２ スクリュー
１３ コラム
１４ スクリュー回転ユニット
１５ 建て込みユニット
２０ 自走式クレーン
３０ 第１の基礎杭
３１ 第２の基礎杭
３２ａ、３２ｂ 延伸基礎杭
３３ 延伸基礎杭

Claims (4)

1. 基礎杭継ぎ足し作業穴で基礎杭を継ぎ足して所定長さの延伸基礎杭を形成した後、この延伸基礎杭を建て込み穴に運んで建て込みを行う基礎杭建て込み工法において、
   建て込み穴掘削予定地点の一つに、建て込み穴となる前の段階の穴を基礎杭継ぎ足し作業穴として掘削し、当該地点における基礎杭継ぎ足し作業終了後、前記基礎杭継ぎ足し作業穴をさらに深く掘り下げて建て込み穴とすることを特徴とする基礎杭建て込み工法。
2. 前記基礎杭継ぎ足し作業穴に壁面補強処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の基礎杭建て込み工法。
3. 鋼管により前記壁面補強処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の基礎杭建て込み工法。
4. 土壌凝結剤により前記壁面補強処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の基礎杭建て込み工法。

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