JP6656972B2 - 既製杭の杭頭部における固化物の撤去方法 - Google Patents
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Description
本発明は、支柱や壁、基礎等の既製杭の上部に構築するコンクリート構造物との一体性を高めるために、コンクリート構造物の一部を中詰めコンクリートとして既製杭内に打設するための孔を既製杭の内部の杭頭部に形成するために、既製杭の沈設過程で既製杭内に充填されたセメント成分からなる固化物の撤去方法に関する。
図３を用いて、特許文献１で開示された既製杭の上部に構築するコンクリート構造物の一部を中詰めコンクリートとして既製杭内に打設するための孔１１９を既製杭１０１の内部に形成する方法について説明する。図３のａ図に示したように、両端開口形の既製杭１０１の上側内にセメント抜取用具１０２が設置される。セメント抜取用具１０２は、逆Ｕ字状になった一対の支持部材１０３が紙管１０４の内外に跨がるように配置されて紙管１０４に固定され、合成樹脂からなる内側被覆体１０５及び合成樹脂からなる外側被覆体１０６が紙管１０４の外側及び一対の支持部材１０３の外側を被覆いかつ紙管１０４に固定され、一対の支持部材１０３の紙管１０４よりも上側の折曲部１０７を貫通した止棒１０８の両端部が既製杭１０１の上端面に取り付けられる。このようにセメント抜取用具１０２が設置された既製杭１０１は、一端側から、地盤１１１に掘削された掘削孔１１２に流し込まれた未硬化なコンクリート１１３の中に沈設されるのに伴って、掘削孔１１２中の未硬化なコンクリート１１３が上昇して既製杭１０１と掘削孔１１２との隙間１１４、既製杭１０１とセメント抜取用具１０２との隙間１１５、セメント抜取用具１０２の内空間１１６に取り込まれる。
そして、図３のｂ図に示したように、未硬化なコンクリート１１３が養生させて硬化した後、止棒１０８が既製杭１０１から外され、セメント抜取用具１０２の一対の支持部材１０３が図示のされていない建柱機でワイヤロープ等の吊り部材１１８を介して吊り上げられる。この吊り上げに伴って、セメント抜取用具１０２の内空間１１６に取り込まれて硬化したコンクリート１１３が既製杭１０１内で硬化したコンクリート１１３並びに既製杭１０１とセメント抜取用具１０２との隙間１１５で硬化したコンクリート１１３から切断されて引き上げられ、内側被覆体１０５及び外側被覆体１０６が紙管１０４から剥がされるとともに既製杭１０１とセメント抜取用具１０２との隙間１１５で硬化したコンクリート１１３から剥がされ、既製杭１０１の上側内に孔１１９が形成される。
しかしながら、孔１１９の計画深さが例えば３ｍもある場合、セメント抜取用具１０２を容易に撤去できなかった。また、セメント抜取用具１０２が撤去できた場合でも、図３のｂ図に示すように、孔１１９と既製杭１０１の内面との間には、既製杭１０１とセメント抜取用具１０２との隙間１１５で硬化したコンクリート１１３が残存する。この残存したコンクリート１１３は、上部構造物を構築する際に用いられるコンクリート１１３と品質が異なることが一般的である。そのため、既製杭１０１とセメント抜取用具１０２との隙間１１５で硬化して残存したコンクリート１１３は、オーガー削孔機で削り、さらに、ケレン等で除去している。けれども、残存したコンクリート１１３が孔径６００ｍｍで、深さ１ｍの場合、ケレン等で残存したコンクリート１１３を除去することは困難であった。
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、既製杭の上部に構築するコンクリート構造物の一部を中詰めコンクリートとして既製杭内に打設するための孔を既製杭の内部の杭頭部に形成するために、既製杭の沈設過程で既製杭内に充填されたセメント成分からなる固化物の撤去が容易になる、既製杭の杭頭部における固化物の撤去方法の提供を目的とする。
本発明は、既製杭の上部に構築するコンクリート構造物の一部を中詰めコンクリートとして既製杭内に打設するための孔を既製杭の内部の杭頭部に形成するために、地盤に掘削された掘削孔に流し込まれた未硬化なコンクリートの中に、杭軸方向の両端が開口した杭軸方向に連続する中空の既製杭を一端側から沈設し、この沈設により既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートが除去可能な貧配合のセメント成分からなる固化物となるように、当該既製杭の他端側から水を上記既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートに中詰めコンクリートを打設する位置まで注入して、水が掘削孔から地上に溢れ出すことを確認した後、この水の注入で貧配合となったセメント成分からなる固化物を既製杭の杭頭部から除去する際に、オーガー削孔機の掘削ヘッドとして外径が既製杭の内径よりも小寸法の掘削ヘッドを使用して、当該掘削ヘッドの周縁部の一部を既製杭の内面に接触させながら固化物を掘削して除去したことを特徴とする。
本発明は、既製杭の沈設過程で既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートに水を注入して上記充填コンクリートを除去可能な貧配合のセメント成分からなる固化物と成し、この貧配合のセメント成分からなる固化物を既製杭の杭頭部から除去するので、上記既製杭内の充填コンクリートが硬化した後でも容易に撤去することができる。本発明において、上記既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートに水を注入する場合に掘削ロッドで行えば、注水用の専用パイプを用いる必要がない。本発明において、上記既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートに水を注入する場合に中詰めコンクリートを打設する位置まで上記水を注入すれば、貧配合のセメント成分からなる固化物の除去後に既製杭の上部に構築されるコンクリート構造物と既製杭との一体性が高くなる。本発明において、上記貧配合のセメント成分からなる固化物の除去をオーガー削孔機で行えば、孔が深くても、貧配合のセメント成分からなる固化物を容易に撤去することができる。
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明を実施するための形態１に係る既製杭１の沈設過程において杭頭部内に流れ込み（充填）硬化したセメント成分からなる固化物、例えば、固化物としての充填コンクリートの撤去方法は、図１のａ図に示した充填コンクリート撤去準備作業と、図１のｂ図及びｃ図に示した充填コンクリート撤去作業からなる。まず、図１のａ図を用いて、充填コンクリート撤去準備作業について説明する。図１のａ図に示した既製杭１の充填コンクリート撤去準備作業は、地盤２に既製杭１を設置するために掘削された掘削孔３に流し込まれた未硬化なコンクリート４の中に杭軸方向の両端が開口した杭軸方向に連続する中空の両端開口形の既製杭１が既製杭１の一端側１ａから沈設され、この沈設により既製杭１の内部の杭頭部に取り込まれた未硬化な充填コンクリート５が除去可能な貧配合となるように、既製杭１の内部の杭頭部における未硬化な充填コンクリート５に既製杭１の他端側１ｂから水６が注入されることにより、既製杭１の内部における充填コンクリート５が貧配合のまま硬化して貧配合のセメント成分からなる固化物に成るので、充填コンクリート５が硬化した後でも、貧配合のセメント成分からなる固化物としての充填コンクリート５を容易に撤去することができる。
本実施形態１の未硬化なコンクリート４は、流動性を有するコンクリートであるが、セメントミルクや、モルタル等のセメント成分からなる水硬性部材でも良い。また、水６が注入される場合、地上において、オーガー削孔機における掘削ロッド７の先端部から掘削ヘッド１１が取り外された後、オーガー削孔機で掘削ロッド７の先端部が地上から既製杭１の内部における未硬化な充填コンクリート５の中に孔（既製杭１の上部に構築するコンクリート構造物の一部を中詰めコンクリートとして既製杭１内に打設するための孔）１２（図１のｃ図参照）の中詰めコンクリートを打設する計画深さまで挿入され、この充填コンクリート５の中に挿入されかつ上昇する掘削ロッド７の先端部から水６が既製杭１の内部における未硬化な充填コンクリート５に注入終了後、上昇される。その際、水が掘削孔３から地上に溢れ出すことを確認することが望ましい。掘削ロッド７は、地上から掘削ロッド７の内部を経由して下側に水６及び未硬化なコンクリート４を通すことが可能な中空になっている。上記孔１２の中詰めコンクリートを打設する計画深さは、中詰めコンクリートを打設する位置と同義語である。上記のように中詰めコンクリートを打設する位置まで水を注入すれば、図１のｃ図に示した貧配合の充填コンクリート５が除去された後の孔１２に、既製杭１の上部に構築されるコンクリート構造物の一部が中詰めコンクリートとして打設された場合において、中詰めコンクリートと既製杭との一体性が高くなる。
掘削孔３は、上側の縦孔８と下側の拡底部としての拡大根固め孔９とから構成される。拡大根固め孔９の底部は、既製杭１の上に構築される図示のされていない上部構造物の重さに耐えられる硬い地盤２としての支持層になっている。既製杭１は、１本のように図示したが、１本に限定されるものはなく、先端杭１５（図２参照）と複数本の接続杭１６（図２参照）を接続した既製杭１とからなる。
尚、図１のａ図に示した既製杭１の充填コンクリート撤去準備作業が実行される以前において、地盤２に掘削孔３が掘削され、掘削孔３に既製杭１が沈設されるまでの工程については、図２で説明する。
次に、図１のｂ図及びｃ図を用いて、本発明を実施するための形態１に係る充填コンクリート撤去作業について説明する。図１のｂ図及びｃ図に示した充填コンクリート撤去作業は、図１のａ図に示した充填コンクリート撤去準備作業の後工程として行われる。
図１のｂ図に示したように、既製杭１の杭頭部の一部が露出するように地盤２の掘削と、その杭頭部の周囲及び、上部にあるコンクリートを除去した後、杭頭部の上方に掘削ヘッド１１が掘削ロッド７の先端部に取り付けられているオーガー削孔機を準備する。掘削ヘッド１１の外径は、既製杭１の内径よりも小寸法になっている。そして、掘削ロッド７の下降運動と回転運動とにより、掘削ヘッド１１が掘削ヘッド１１の上下方向に延びる中心線を回転中心として水平方向に回転しかつ下降するのに伴って、掘削ヘッド１１が地上から既製杭１の内部に存在する貧配合となった充填コンクリート５としての貧配合のセメント成分からなる固化物を孔１２（図１のｃ図参照）の計画深さまで掘削する。このとき発生する充填コンクリート５の掘削物は、地上に設置されたサンドポンプで地上に吸い上げられる。
掘削ヘッド１１の外径が既製杭１の内径よりも小寸法になっていることから、掘削中においては、掘削ヘッド１１が水平方向に回転しかつ直線的に下降するだけではなく、掘削ヘッド１１の上下方向に延びる中心線が水平面内で円形を描くように、掘削ヘッド１１が水平方向に回転しながら旋回し、掘削ヘッド１１の周縁部の一部が既製杭１の内面をガイドとして接触することで、充填コンクリート５を既製杭１の内面に残存することなく撤去できる。このような掘削ヘッド１１による掘削により、図１のｃ図に示したように、孔１２が既製杭１の内部の杭頭部に形成される。
既製杭１の内部に存在する貧配合となった充填コンクリート５は、未硬化な状態でも硬化した状態でもよい。例えば、現場の状況等から、図１のａ図に示した既製杭１の充填コンクリート撤去準備作業の完了から数ヶ月後乃至１年後に、図１のｂ図及びｃ図に示した既製杭１の充填コンクリート撤去作業を実施しても、上記充填コンクリート５を除去できることが確認できた。
図１において、既製杭１は、１本のように図示したが、１本に限定されるものはなく、図２のｃ図に示したように、両端開口形の先端杭１５と、先端杭１５の上に同軸状に接続された両端開口形の接続杭１６とから構成される。接続杭１６は、１本でも複数本でも良い。接続杭１６が複数本の場合、複数本の接続杭１６が互いに同軸状に接続される。
図２を用いて、本発明を実施するための形態１に係る充填コンクリート撤去準備作業の前工程として、地盤２に既製杭１を設置するための掘削孔３が掘削され、掘削孔３に既製杭１が沈設されるまでの工程について説明する。
図２のａ図において、オーガー削孔機における掘削ロッド７の下降運動と回転運動とにより、掘削ヘッド１１が掘削ヘッド１１の上下方向に延びる中心線を回転中心として水平方向に回転しかつ下降するのに伴って、上側の縦孔８と下側の拡大根固め孔９とからなる掘削孔３がベントナイト等の安定液の供給を受けながら地盤２が掘削される。拡大根固め孔９の底部は、既製杭１の上に構築される上部構造物の重さに耐えられる硬い地盤２としての支持層になっている。
次に、図２のｂ図に示したように、拡大根固め孔９の掘削が完了後に未硬化なコンクリート４が地上から掘削ロッド７の内部を経由して拡大根固め孔９側から縦孔８へと流し込まれる。未硬化なコンクリート４の縦孔８に流し込まれる量が上昇するのに伴って、掘削ロッド７が上昇する。そして、未硬化なコンクリート４の縦孔８に流し込まれる量が計画量に達すると、未硬化なコンクリート４の縦孔８への流し込みが完了する。
そして、図２のｃ図に示したように、先端杭１５及び接続杭１６が自重で掘削孔３の内部における未硬化なコンクリート４に沈設された後に図示のされていない掘削ロッド等で回転を与えられて計画深度まで沈設される。先端杭１５及び接続杭１６からなる既製杭１の計画深度への沈設により、先端杭１５が拡大根固め孔９の未硬化なコンクリート４に定着され、既製杭１の掘削孔３への沈設工程が完了する。その後、未硬化なコンクリート４が固くならないで、図１のａ図に示す掘削ロッド７が未硬化なコンクリート４に挿入可能なうちに、図１のａ図に示す既製杭１の充填コンクリート撤去準備作業が施工される。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
１ 既製杭
１ｂ 既製杭１の他端側
１ａ 既製杭１の一端側
２ 地盤
４ コンクリート
５ 充填コンクリート
６ 水
７ 掘削ロッド
８ 縦孔
９ 拡大根固め孔
１１ 掘削ヘッド
１２ 孔
１５ 先端杭
１６ 接続杭
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Claims (2)
- 既製杭の上部に構築するコンクリート構造物の一部を中詰めコンクリートとして既製杭内に打設するための孔を既製杭の内部の杭頭部に形成するために、地盤に掘削された掘削孔に流し込まれた未硬化なコンクリートの中に、杭軸方向の両端が開口した杭軸方向に連続する中空の既製杭を一端側から沈設し、この沈設により既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートが除去可能な貧配合のセメント成分からなる固化物となるように、当該既製杭の他端側から水を上記既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートに中詰めコンクリートを打設する位置まで注入して、水が掘削孔から地上に溢れ出すことを確認した後、この水の注入で貧配合となったセメント成分からなる固化物を既製杭の杭頭部から除去する際に、オーガー削孔機の掘削ヘッドとして外径が既製杭の内径よりも小寸法の掘削ヘッドを使用して、当該掘削ヘッドの周縁部の一部を既製杭の内面に接触させながら固化物を掘削して除去したことを特徴とする既製杭の杭頭部における固化物の撤去方法。
- 上記既製杭内に充填された未硬化な充填コンクリートに水を注入する場合に掘削ロッドで行うことを特徴とする請求項１記載の既製杭の杭頭部における固化物の撤去方法。
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