JP5948068B2 - アンカーを併用した杭の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、アンカーを併用した杭の施工方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、コンクリート杭、鋼管コンクリート杭、鋼管杭等の既製杭のプレボーリング工法の改良に関する。

地盤中に施工された杭の引き抜き耐力を向上させるべく、当該杭の中にアンカーを設置するという施工方法が提案されている。また、このような施工方法において、杭周面のセメント硬化体にアンカーが悪影響を及ぼさないように、アンカーとセメント硬化体を非接触にする方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−２３９４２０号公報

しかし、特許文献１のごとき施工方法においては、中空であってその先端部が閉塞された既製杭を用いていたことから、以下のような問題が生じている。すなわち、（１）既製杭を沈設する際、該杭に浮力が作用することから、これを抑えるため中空部に水を入れなければならず、したがってその後には排水する必要も生じる。（２）既製杭内にアンカーを挿入する際、当該アンカーの先端（下端）を杭先端の中心へ導くため、当該中心の周囲に例えば擂鉢状に傾斜する等のガイドが必要である。（３）アンカーを挿通させるための通路を形成するべく、固化後のセメント構造体に孔を穿つと、セメント構造体としての発現強度が損なわれることがある。

そこで、本発明は、従来技術における種々の課題を踏まえ、排水工程がなく、杭にアンカーのガイドを設ける必要がなく、尚かつセメント構造体の発現強度を確保することができるようにした、アンカーを併用した杭の施工方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するべく本発明者が想到するに至った本発明は、地盤をプレボーリングし、該プレボーリングによる掘削孔に硬化剤を投入し、両端が開口した筒状の杭と、該杭内に配置される筒状のガイド管とを掘削孔中に建て込み、ガイド管にアンカーを挿通し、該アンカーを施工することを特徴とするものである。

本発明にかかる施工方法では、先端・基端ともに開放された両端開口の筒状杭を利用することから、当該杭に浮力が作用することなく沈設させることができる。このため、杭の中空部に水を入れる必要がないし、排水する必要もない。

また、本発明にかかる施工方法では、杭の内側へ建て込まれるガイド管を利用し、該ガイド管にアンカーを挿通することによって杭の内側にアンカーを設置することとしている。したがって、杭にガイドを設ける必要がない。

さらに、本発明にかかる施工方法では、硬化剤の固化後、ガイド管にアンカーを挿通すればよく、固化後のセメント構造体にアンカー挿通孔を穿つようなことは不要である。このため、固化後のセメント構造体の発現強度を確保しやすい。

このような施工方法においては、杭とガイド管とを一体化して掘削孔中に建て込むことができる。あるいは、杭を掘削孔中に先に建て込み、その後、該杭内にガイド管を建て込むこともできる。

また、このような施工方法においては、ガイド管として、該ガイド管の振れを抑制する振れ止め部材が形成されているものを用いることが好ましい。

また、ガイド管を、該ガイド管の先端を閉塞させた状態で掘削孔中に建て込むことも好ましい。この場合には、ガイド管の閉塞した先端をドリルで打ち抜いた後、アンカーを該ガイド管に挿通させることがさらに好ましい。

本発明によれば、排水工程をなくし、杭にアンカーのガイドを設けることを不要とし、尚かつセメント構造体の発現強度を確保することができる。

地盤を掘削し、掘削孔に杭を建て込むまでの工程を（Ａ）〜（Ｄ）の順に示す図である。 図１に引き続き、ガイド管を建て込むところからアンカー定着部を形成するまでの工程を（Ｅ）〜（Ｈ）の順に示す図である。 図２に引き続き、ガイド管を建て込むところからアンカー定着部を形成するまでの工程を（Ｉ）〜（Ｊ）の順に示す図である。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３に本発明にかかるアンカーを併用した杭の施工方法の一実施形態を示す。本発明にかかる施工方法は、地盤Ｇをプレボーリングし、該プレボーリングによる掘削孔４に硬化剤５，６を投入し、両端が開口した筒状の杭１と、該杭１内に配置される筒状のガイド管３とを掘削孔４中に建て込み、硬化材５，６の固化後、ガイド管３にアンカー２を挿通し、該アンカー２を施工するというものである。杭１の具体例としては、コンクリート杭、鋼管コンクリート杭、鋼管杭などといった、先端・基端ともに開放された筒状の既製杭が挙げられる。

図１等において、符号１１はオーガーモータ（図示省略）により回転駆動され、杭１を沈設する掘削孔４を掘削するための掘削ロッドである。この掘削ロッド１１の下端部には掘削ビット１２が設けられている。

掘削ロッド１１は内部が中空の構造であり、液体等を通じるための配管を兼ねている。この掘削ロッド１１が先行掘削する際、その下端部ノズルからエアーや水、掘削液などを噴出するように構成されている。また、掘削ビット１２の下端部には、掘削刃１３が設けられている（図１参照）。

このような掘削ロッド１１および掘削ビット１２を用いて地盤Ｇをプレボーリングし、掘削孔４に杭１およびアンカー２を施工する様子を以下に示す（図１（Ａ）等参照）。

まず、杭１の芯の位置に掘削ロッド１１の下端に設けられた掘削ビット１２の軸芯を合わせる。次に、図示しないオーガーモータを回転駆動して掘削ロッド１１を回転させ、所定の深度まで地盤Ｇを掘削する。

その後、掘削ロッド１１を上下に移動させながら、地上に設置されたバッチャープラント（図示省略）から掘削ロッド１１の内部配管に例えば硬化体材料の一例としてセメントミルク等の根固め液５を供給し、配管先端のノズルから掘削孔４内に根固め液５を注入して根固め部（根固め球根）を形成する。ここで例示したセメントミルクは根固め用のセメント硬化体用スラリーの一例にすぎず、この他、セメント粉体等を利用してもよい。セメント粉体は掘削時等に使用される水や地盤Ｇ内に含まれる水と混合されてスラリーと化すことができる。また、セメントミルクの注入中は掘削ビット１２を例えば３回程度上下させることによってセメントミルクを攪拌することが望ましい。

その後、掘削ビット１２を引き上げながら、杭周固定液６を注入する（図１（Ｂ）参照）。杭周固定液６としては、例えばセメントミルクを用いることができる。なお、杭周固定液６および上述の根固め液５として、同じ配合（一例として、水セメント比６０％）のセメントミルクを用いることができる。ただし、本実施形態では、根固め液５については掘削体積あたり70〜100％の量を注入し、杭周固定液６については掘削体積あたり10〜30％の量を注入することとし、根固め液５のほうが固化後の強度が高くなるようにしている。

掘削孔４から掘削ビット１２を引き上げたら（図１（Ｃ）参照）、杭１を所定の深さまで建て込んで沈設する（図１（Ｄ）参照）。杭１は、必要に応じて複数本が順次継がれながら沈設される。

次に、杭１の内側（中空部）へガイド管３を建て込む（図２（Ｅ）参照）。本実施形態では先端が閉塞した状態のガイド管３を採用し、該閉塞した先端から掘削孔４内に建て込むようにしている。こうした場合、掘削孔４内に注入された根固め液５や杭周固定液６がガイド管３に入り込むことがない。

また、該ガイド管３の振れを抑制する振れ止め部材７が杭１またはガイド管３に形成されていれば、ガイド管３の振れを抑制して杭の軸芯にガイド管３の軸芯を合わせることができるため好適である。例えば本実施形態では、径方向に延びる振れ止め部材７をガイド管３の外周面に設けておき、該振れ止め部材７をガイド管３の内周面に当接させることによってガイド管３の振れを抑制している（図２（Ｅ）参照）。振れ止め部材７は、周方向においては例えば３方向に１２０度おきに配置されている。これら振れ止め部材７は、軸方向においてはガイド管３の互いに離間した２箇所の位置に配置されていることが好ましい（図２（Ｅ）参照）。

数日ないし数週間程度が経過し、根固め液５や杭周固定液６が固化した後、杭１の杭頭周辺の根切りを行い、当該杭頭を掘り出す（図２（Ｆ）参照）。

次に、ドリル８をガイド管３内に挿通させ、ガイド管３の閉塞した先端を打ち抜き、さらに所定深さまでアンカー孔４１を掘削する（図２（Ｇ）参照）。このとき、アンカー孔４１の崩壊を防ぐために図示しないケーシングを併用して掘削しても良い。次に、ドリル８の先端よりグラウト材を注入し、注入後、ドリル８を回収する。その後、連結部材２ａをガイド管３内に挿通し、先端部をグラウト材に定着させてアンカー定着部２ｂを形成する（図２（Ｈ）参照）。更に、必要に応じて連結部材２ａに設けられた中空部等よりグラウト材を加圧注入しても良い。

続いて、杭頭にコンクリート製等の構造物５０を造成する（図３（Ｉ）参照）。その後、構造物５０に挿通された状態のアンカー２を引っ張り、ナット５１等により該アンカー２を構造物５０に定着させる（図３（Ｊ）参照）。この結果、構造物５０は、杭１に支持され、尚かつアンカー２により下方への引っ張り力を受けた状態で固定される。

ここまで説明した本実施形態の施工方法によれば、施工時に排水する手間がない。すなわち、従来工法においては、既製杭を沈設する際、該杭に浮力が作用することから、これを抑えるため中空部に水を入れなければならず、その後には排水する必要が生じていたのに対し、本実施形態では、先端・基端ともに開放された両端開口の筒状杭１を採用していることから、沈設の際に当該杭１に浮力が作用することがない（図１（Ｄ）等参照）。したがって、杭１の中空部に水を入れる必要がないし、排水する必要もなく、これらの作業に要していた手間がかからない。

また、従来工法においては、既製杭内にアンカーを挿入する際、当該アンカーの先端（下端）を杭先端の中心へ導くためのガイドが必要であり、例えば杭の一部を擂鉢状として厚くする等の必要があるのに対し、本実施形態では、杭１の内側へ建て込まれるガイド管３を利用し、該ガイド管３にアンカー（連結部材２ａ）を挿通するという構成にしたことから、杭１にガイドを設ける必要がない。したがって、厚さ均一の単純な形状の杭１を用いることができる。

しかも、上述のようなガイド管３によれば、アンカー２と杭１等との縁を切った状態とすることができる。すなわち、このガイド管３は、アンカー２の連結部材２ａの周囲を覆っており、根固め液５および杭周固定液６と連結部材２ａとを分離した状態に保つ（図２（Ｆ）、（Ｇ）等参照）。この結果、アンカー２の連結部材２ａは、先端（下端）側をアンカー定着部２ａ、基端（上端）側をナット５１にそれぞれ固着される一方で、それらの中間においてはセメントミルク等で固着されていない非接触の状態となる。したがって、アンカー２の伸縮による杭１への影響をなくすことができる。また、アンカー２による十分な引っ張り力を構造物５０に作用させ、杭１の引き抜き耐力を向上させることができる。

さらに、上述のようなガイド管３を利用する本実施形態の施工方法においては、固化後の根固め液５や杭周固定液６に孔を穿つといった作業をせずとも、アンカー２の連結部材２ａを挿通させるためのスペースを確保することができる（図２（Ｆ）、（Ｇ）等参照）。したがって、根固め液５や杭周固定液６に孔を穿つ従来工法と比較して、固化後のセメント構造体の発現強度を確保しやすい。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した各実施形態では、杭１を所定の深さまで建て込んで沈設し（図１（Ｄ）参照）、その後、杭１の内側へガイド管３を建て込むようにしたが（図２（Ｅ）参照）、この他、杭１とガイド管３とを一体化して掘削孔４中に建て込むこともできる。

本発明は、コンクリート杭、鋼管コンクリート杭、鋼管杭等の既製杭のプレボーリング工法に適用して好適なものである。

１…杭
２…アンカー
３…ガイド管
４…掘削孔
５…根固め液（硬化剤）
６…杭周固定液（硬化剤）
７…振れ止め部材
Ｇ…地盤

Claims (4)

1. 地盤をプレボーリングし、
   該プレボーリングによる掘削孔に硬化剤を投入し、
   両端が開口した筒状の杭と、該杭内に配置される筒状のガイド管とを前記掘削孔中に建て込む際、前記ガイド管として、該ガイド管の振れを抑制する振れ止め部材が形成されているものを用い、
   前記杭を前記掘削孔中に先に建て込み、その後、該杭内に前記ガイド管を建て込み、
   前記ガイド管にアンカーを挿通し、該アンカーを施工することを特徴とする、アンカーを併用した杭の施工方法。
2. 前記ガイド管を、該ガイド管の先端を閉塞させた状態で前記掘削孔中に建て込むことを特徴とする、請求項１に記載のアンカーを併用した杭の施工方法。
3. 地盤をプレボーリングし、
   該プレボーリングによる掘削孔に硬化剤を投入し、
   両端が開口した筒状の杭と、該杭内に配置される筒状のガイド管とを、前記ガイド管については該ガイド管の先端を閉塞させた状態で、前記掘削孔中に建て込み、
   前記ガイド管にアンカーを挿通し、該アンカーを施工することを特徴とする、アンカーを併用した杭の施工方法。
4. 前記ガイド管の閉塞した先端をドリルで打ち抜いた後、前記アンカーを該ガイド管に挿通させることを特徴とする、請求項２または３に記載のアンカーを併用した杭の施工方法。