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発明の名称 場所打ちコンクリート杭施工方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−224657(P2007−224657A)
公開日 平成19年9月6日(2007.9.6)
出願番号 特願2006−48638(P2006−48638)
出願日 平成18年2月24日(2006.2.24)
代理人 【識別番号】100139103
【弁理士】
【氏名又は名称】小山 卓志
発明者 日吉 智紀
要約 課題
余盛り分の埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄をなくす場所打ちコンクリート杭施工方法を提供することを目的とする。

解決手段
計画杭頭天端G2が地盤面G1より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、地盤Gにスタンドパイプ20を打ち込み、杭孔Hを掘削するステップS1と、下部鉄筋籠3と上端部に余盛型枠10を有する上部鋼管2とを接合した部材1を、前記上部鋼管2の天端が計画杭頭天端G2になるように前記杭孔H内に建て込みするステップS2と、前記杭孔H内にコンクリートCを打設し、前記コンクリートCが前記余盛型枠10を越え、前記上部鋼管2と前記スタンドパイプ20との間の空間Kに流出するステップS3と、前記スタンドパイプ20を撤去するステップS4と、前記余盛型枠10を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートC2を除去するステップS5とを有することを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
計画杭頭天端が地盤面より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、
地盤にスタンドパイプを打ち込み、杭孔を掘削するステップと、
下部鉄筋籠と上端部に余盛型枠を有する上部鋼管とを接合した部材を、前記上部鋼管の天端が計画杭頭天端になるように前記杭孔内に建て込みするステップと、
前記杭孔内にコンクリートを打設し、前記コンクリートが前記余盛型枠を越え、前記上部鋼管と前記スタンドパイプとの間の空間に流出するステップと、
前記スタンドパイプを撤去するステップと、
前記余盛型枠を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートを除去するステップと、
を有することを特徴とする場所打ちコンクリート杭施工方法。
【請求項2】
前記余盛型枠は、鋼板を半円筒状に曲げ加工した半円筒型鋼板と、
2枚の半円筒型鋼板の一方側部に設けた開閉手段と、
2枚の半円筒型鋼板の他方側部に設けられ、前記開閉手段を操作することにより、2枚の半円筒型鋼板を開閉自在に連結する連結手段と、
を備えた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施工方法。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に計画杭頭天端が地盤面より上方となる場合の上部に鋼管を伴った場所打ちコンクリート杭施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、鉄筋コンクリートの場所打ち杭は、杭孔に泥水(ベントナイト溶液)を注入しながら削孔してから、その杭孔に鉄筋を挿入して配し、次いで杭孔にコンクリートを流し込んで打設している。この施工方法では、泥水と接する打設コンクリートの上端部分に泥水が混入する傾向があるので、図4で示すように予めコンクリートCを余分に打ち増ししてその余盛りコンクリートC2中に泥水を混入させていた。その余盛りコンクリートC2は、根切り工事の際に、ブレーカー等によるはつり作業で除去し、これによって正規の杭頭の上面であるコンクリート天端を得ていた。余盛りコンクリートC2の高さは、例えば杭の直径が1000mm、深さ(杭長)30m程度である場合、約800mm程度である。
【0003】
余盛りコンクリートのブレーカー等によるはつり作業は、粉塵や騒音の発生による周辺環境への悪影響を及ぼす。また、はつり作業自体が手間とコストのかかるものであり、コンクリート屑の処分にも苦慮する場合があった。
【0004】
そこで、場所打ちコンクリート杭施工方法としては、杭孔の杭頭部分を大径に形成し、その杭頭部分に杭頭型枠をなす筒状のインナーケーシングを配し、打設コンクリートをそのインナーケーシングからオーバーフローさせて、インナーケーシングの外側に打ち捨てるものがある。(特許文献1)。
【0005】
また、杭孔の上部に、地盤面より突出する状態にケーシングを挿入し、杭孔に鉄筋籠を吊り下ろし、その上端部に取り付けた杭頭型枠の上端を、最終的な杭のコンクリート天端のレベルに定め、ケーシング内における杭頭型枠の上方に、打ち増しするコンクリートの余盛り代を設け、ケーシングの周囲にピットを穿設し、この状態から、杭孔に余盛り代までコンクリートを打設し、次いでケーシングを杭孔から抜き出し、杭頭型枠よりも上方の余盛りコンクリートをピットに導き、杭頭型枠内のコンクリートの上面をコンクリート天端として確保するものがある。(特許文献2)。
【0006】
上記特許文献1及び特許文献2に記載された発明により、泥水を混入させた余盛りコンクリートの除去作業を、周辺環境への悪影響を及ぼすことなく容易かつ速やかに、さらには低コストで行うことができるようになった。
【特許文献1】特開平03−158519号公報
【特許文献2】特開2001−288742号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、近年、老朽化したビルを取り壊し、新しくビル等の建築物を建設する機会が増加しており、その際、新しく建設する建築物の基礎下端面が老朽化した建築物基礎下の地盤面より浅い場合がある。すなわち、新しく打設する杭頭天端が地盤面より高くなり、上記従来の場所打ち鉄筋コンクリート杭の施工方法を行うには、取り壊した建築物の地盤面から新しく建設する建築物の基礎下端面の高さに余盛り分高さを加えた分の高さまで埋土を行い、杭を打設した後、余盛高さ相当分の埋土した土を掘削する必要がある。そのため多量の埋土用の土が必要となり、また該土を除去することも必要となるため工期、コスト等でかなりの無駄が生じることとなる。
【0008】
本発明は上記課題を解決し、埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄をなくす場所打ちコンクリート杭施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の方法は上記課題を解決するものであって、 計画杭頭天端が地盤面より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、地盤にスタンドパイプを打ち込み、杭孔を掘削するステップと、下部鉄筋籠と上端部に余盛型枠を有する上部鋼管とを接合した部材を、前記上部鋼管の天端が計画杭頭天端になるように前記杭孔内に建て込みするステップと、前記杭孔内にコンクリートを打設し、前記コンクリートが前記余盛型枠を越え、前記上部鋼管と前記スタンドパイプとの間の空間に流出するステップと、前記スタンドパイプを撤去するステップと、前記余盛型枠を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートを除去するステップとを有することを特徴とする。
【0010】
また、前記余盛型枠は、鋼板を半円筒状に曲げ加工した半円筒型鋼板と、2枚の半円筒型鋼板の一方側部に設けた開閉手段と、2枚の半円筒型鋼板の他方側部に設けられ、前記開閉手段を操作することにより、2枚の半円筒型鋼板を開閉自在に連結する連結手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、計画杭頭天端が地盤面より上方となる場所打ちコンクリート杭施工方法において、地盤にスタンドパイプを打ち込み、杭孔を掘削するステップと、下部鉄筋籠と上端部に余盛型枠を有する上部鋼管とを接合した部材を、前記上部鋼管の天端が計画杭頭天端になるように前記杭孔内に建て込みするステップと、前記杭孔内にコンクリートを打設し、前記コンクリートが前記余盛型枠を越え、前記上部鋼管と前記スタンドパイプとの間の空間に流失するステップと、前記スタンドパイプを撤去するステップと、前記余盛型枠を撤去し、前記余盛型枠内コンクリートを除去するステップと、を有するので、余盛り分の埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄がなくなる。また、コンクリートCのハツリの対象となる余盛分が少なくなるので、杭頭処理のハツリ作業による騒音や発生ガラの量が削減される。さらに、余盛型枠天端のコンクリートの品質を目視で確認することができる。
【0012】
また、前記余盛型枠は、鋼板を半円筒状に曲げ加工した半円筒型鋼板と、2枚の半円筒型鋼板の一方側部に設けた開閉手段と、2枚の半円筒型鋼板の他方側部に設けられ、前記開閉手段を操作することにより、2枚の半円筒型鋼板を開閉自在に連結する連結手段とを備えたので、上部鋼管に容易に着脱ができ、かつ繰り返し使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明の場所打ちコンクリート杭施工方法の一実施形態を説明する。図1は断面円形の杭孔Hに円筒状の上部鋼管下部鉄筋籠部材1を同軸的に配し、余盛コンクリートC2を含めたコンクリートCを打設する手順を示している。図1において、Gは地盤、G1は地盤面、G2は計画杭頭天端レベル、Hは杭孔、Kは空間、Cはコンクリート、C1は杭内コンクリート、C2は余盛型枠内コンクリート、C3は充填コンクリート、C4はコンクリート天端、1は上部鋼管下部鉄筋籠部材、2は上部鋼管、3は下部鉄筋籠、10は余盛型枠、20はスタンドパイプである。
【0014】
地盤面G1は、地盤Gの表面であり、例えば、解体時の建築物の地盤面であり、計画杭頭天端レベルG2は、地盤面G1より高い位置にある新規建築物の基礎下端面レベルである。杭孔Hは、アースドリルやリバースサーキュレーションドリル等の掘削機で鉛直に掘削された孔で、上部鋼管下部鉄筋籠部材1が建て込みされる。空間Kは、上部鋼管2とスタンドパイプ20との間にできた空間である。
【0015】
コンクリートCは、杭孔Hに上部鋼管下部鉄筋籠部材1が建て込まれた後、上部鋼管下部鉄筋籠部材1内に挿入した図示しないトレミー管の下端から放出され、該トレミー管の外側に沿って杭孔Hの下部から上昇し、上部鋼管下部鉄筋籠部材1内部を満たしながら打設される。本実施形態では杭内コンクリートC1、型枠内コンクリートC2、充填コンクリートC3、コンクリート天端C4を有する。杭内コンクリートC1は、上部鋼管下部鉄筋籠部材1内に打設されたコンクリートCで、新規建築物の杭として残されるものである。余盛型枠10内に打設された型枠内コンクリートC2は、流出したコンクリートC3を除いた初期に打設したコンクリートであり、最終的にハツリ作業により除去される。その上部は劣化しているが、下部のG2付近のコンクリートは劣化していない。ただし、コンクリートC2の厚さを小さくした場合は、劣化したコンクリートがすべてコンクリートC3に含まれて流出し、健全なコンクリートのみとなり、これを目視にて確認できることとなる。充填コンクリートC3は、最初にトレミー管の下端から放出され、セメント分の流出や泥水中の土粒子の混入等のスライムにより劣化しており、余盛型枠10から溢れて上部鋼管下部鉄筋籠部材1とスタンドパイプ20との間に流出して充填されたコンクリートCで、埋め戻し地盤として使用される。コンクリート天端C4は、仕上げ時の天端である。
【0016】
上部鋼管下部鉄筋籠部材1は、上部に上部鋼管2を、下部に下部鉄筋籠3を有しており、断面円形の杭の鋼材部分である。本実施形態では、上部鋼管2の直径を約1000mmとする。スタンドパイプ20は、上部鋼管2より径の大きい円筒状の部材であり、杭孔Hまわりの地盤Gの崩壊防止と、杭孔掘削時に使用する杭孔内泥水が外部に溢れないようにするものである。スタンドパイプ20の天端は余盛型枠10天端より上方に位置している。また、コンクリートC打設時に充填コンクリートC3が外部に溢れないようにしている。本実施形態では、スタンドパイプ20の直径は約1200mmとする。
【0017】
ここで、余盛型枠10について説明する。図2及び図3は余盛型枠10を示す図であり、図2(a)は斜視図、図2(b)は平面図、図3は余盛枠体10を上部鋼管2の上端に載置した図である。図2及び図3において、10は余盛型枠、11は半円筒型鋼板、12は補強リング、13はフランジ、14は開閉手段の一例としてのボルト・ナット、15は連結手段の一例としての蝶番、16は下がり止めである。
【0018】
余盛型枠10は、上部鋼管2の上端部の周囲に配設され、半円筒型鋼板11、補強リング12、フランジ13、ボルト・ナット14、蝶番15、下がり止め16からなる。半円筒型鋼板11は、厚さ約1〜2mm程度の鋼板を半円筒状に曲げ加工したものである。補強リング12は、半円筒型鋼板11の上端及び下端に溶接等により設けられた断面L字状の補強用部材である。フランジ13は、半円筒型鋼板11の一方側部に設けられた断面L字状の部材である。図2(b)のようにフランジ13は必ずしも半円筒型鋼板11の一方端部に設ける必要はなく、半円筒型鋼板11に着脱可能に設けることで、様々な直径の上部鋼管2に対応できるようにしてもよい。開閉手段14は、フックやボルト・ナット等の部材であり、2枚の半円筒型鋼板11の一方側部に設けられた2枚のフランジ13を貫通し、着脱可能に結合するものである。蝶番15は、2枚の半円筒型鋼板11の他方側部に設けられ、2枚の半円筒型鋼板11を開閉自在に連結する部材である。下がり止め16は、余盛型枠10の内周に突出する部材である。
【0019】
このような構造により、余盛型枠10は、まず開閉手段14により、円筒状に形成され、上部鋼管下部鉄筋籠部材1の上部鋼管2上端部に載置される。本実施形態では、下がり止め16が上部鋼管下部鉄筋籠部材1の上端に載る構造となっているが、下がり止め16は必ずしも設ける必要はなく、余盛型枠10の直径を上部鋼管下部鉄筋籠部材1の上部鋼管2の直径と同じにして、上部鋼管下部鉄筋籠部材1の上部鋼管2に載置してもよく、その際には図示しないフック、ボルト等着脱可能な部材で結合すると良い。
【0020】
また、余盛型枠10の軸方向長さは、余盛コンクリートの量により決められる。一般に余盛コンクリートは約800mmの高さを必要とする。本実施形態では、杭孔Hの直径を約1200mmとした場合の一般的な余盛コンクリート量と、型枠内コンクリートC2と充填コンクリートC3を加えた量とを同じにするため、スタンドパイプ20の下端高さより充填コンクリートC3を打設する高さを約2000mmとし、余盛型枠10の高さを約300mmとした。一般的には杭の深さに対応して予想されるブリージング量以上の高さが必要となり、本実施形態ではブリージングによる窪みを最大100mmと見込んだ。
【0021】
このような余盛型枠10の構造により、上部鋼管下部鉄筋籠部材1に容易に着脱ができ、かつ繰り返し使用することができる。
【0022】
次に、図1の施工手順を説明する。図1(a)は、地盤面G1を表面とする地盤Gにスタンドパイプ20を打ち込み、杭孔Hを掘削するステップ1(S1)と、鉄筋籠3と、上端部に余盛型枠10を有する上部鋼管2とを接合した上部鋼管下部鉄筋籠部材1を、上部鋼管2の天端が計画杭頭天端G2になるように杭孔H内に建て込みするステップ2(S2)を終了した状態である。
【0023】
杭孔H内に上部鋼管下部鉄筋籠部材1を配するには、まず、地盤Gにスタンドパイプ20を打ち込み、次に、杭孔Hにベントナイト溶液を注入し、杭孔Hを掘削する。次いで、下部鉄筋籠3と、上端部に余盛型枠10を有する上部鋼管2とを接合した上部鋼管下部鉄筋籠部材1をクレーン等で吊り上げ、杭孔H内に吊り下ろす。そして、杭孔Hへの上部鋼管部材1の同軸度も合わせる。
【0024】
この状態で、上部鋼管2の天端が計画杭頭天端G2となるように杭孔H内に建て込まれる。また、余盛型枠10は、上部鋼管2の上方に位置している。
【0025】
本実施形態では、地盤面G1に掘削した杭孔Hの深さは約30m〜50mであり、スタンドパイプ20は、地盤面G1から適宜な高さ突出する状態で地盤面G1から約2000mm以上地盤G中に挿入され、杭孔Hの上部の内壁面を支持している。
【0026】
図1(b)は、上部鋼管下部鉄筋籠部材1を杭孔H内に配し、杭孔H内にコンクリートCを打設し、コンクリートCが余盛型枠10を越え上部鋼管2とスタンドパイプ20との間の空間Kに流出するステップ3を示す(S3)。コンクリートCは、杭孔Hに上部鋼管下部鉄筋籠部材1が建て込まれた後、上部鋼管下部鉄筋籠部材1内に挿入した図示しないトレミー管の下端から放出され、該トレミー管の外側に沿って杭孔Hの下部から上昇し、杭孔Hの内部を満たしながら打設される。打設するコンクリートCの量は、余盛型枠10を越え、上部鋼管2とスタンドパイプ20との間の空間Kに流出し、地盤面G1より多少高いレベルまで充填される量とする。余盛型枠10の下端から上端までの型枠内コンクリートC2と、上部鋼管2とスタンドパイプ20との間の空間に充填された充填コンクリートC3とが、余盛りコンクリートである。余盛りコンクリートには打設したコンクリートC中に混入した泥土が混入させられる一方、上部鋼管2の上端である計画杭頭天端レベルG2より下部の上部鋼管下部鉄筋籠部材1内のコンクリートCは泥土が混入していない健全な状態となる。
【0027】
図1(c)は、コンクリートCの打設が終了し、スタンドパイプ20を撤去するステップ4を示す(S4)。スタンドパイプ20は地盤Gから抜き出す。
【0028】
図1(d)は、余盛型枠10を撤去し、余盛型枠10内コンクリートC2をハツリ作業により除去し、コンクリート天端C4を仕上げるステップ5を示す(S5)。余盛型枠10を撤去するには、結合手段14であるボルトとナットの結合をはずし、蝶番15で半円筒型鋼板11を回動させる。また、型枠内コンクリートC2は、従来の余盛り分の半分以下の量なので、ハツリ作業を短時間で行うことができる。さらに、根切り作業がないので、ブリージング終了後に直ぐに余盛型枠10を撤去し、ハツリ作業に着手できる。また、若材令のコンクリートであり、まだ低強度であるので容易にハツリ作業をすることができる。
【0029】
なお、くいの施工法としては、アースドリル工法、リバースサーキュレーションドリル工法等どのような工法でもよい。
【0030】
このような場所打ちコンクリート杭施工方法により、余盛り分の埋土用の土を少量にし、工期、コスト等で無駄がなくなる。また、コンクリートCの余盛分が少なくなるので、杭頭処理のハツリ作業による騒音や発生ガラの量が削減される。さらに、余盛型枠内コンクリートC2上端の品質を目視で確認できる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本実施形態の場所打ちコンクリート杭施工方法を示す図
【図2】本実施形態余盛型枠を示す図
【図3】本実施形態余盛型枠を上部鋼管杭に設置した状態を示す図
【図4】従来の場所打ちコンクリート杭施工方法を示す図
【符号の説明】
【0032】
G…地盤、G1…地盤面、G2…計画杭頭天端レベル、H…杭孔、K…空間、C…コンクリート、C1…杭内コンクリート、C2…型枠内コンクリート、C3…充填コンクリート、C4…コンクリート天端、1…上部鋼管下部鉄筋籠部材、2…上部鋼管、3…下部鉄筋籠、10…余盛型枠、11…半円筒型鋼板、12…補強リング、13…フランジ、14…ボルト、15…蝶番、16…下がり止め、20…スタンドパイプ





 

 


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