JP2000204547A - 鋼管コンクリ―ト杭およびその施工方法 - Google Patents

鋼管コンクリ―ト杭およびその施工方法

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和彦 山崎
Kazuya Ota
和也 太田
Toshito Takahashi
敏人 高橋
Junji Suhara
淳二 須原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物としてのコンクリートガラを有効活用
する。 【解決手段】 本発明の鋼管コンクリート杭1は、支持
層3に達するように設けられた鋼管11内に廃棄物であ
るコンクリートガラ16を充填するとともにモルタル1
7を圧入し、そのモルタル中にコンクリートガラを埋設
せしめた状態でコンクリートガラを鋼管内全体に封じ込
めるものである。本発明の施工方法は、鋼管内の先端部
を止水コンクリート13により封止し、鋼管内にトレミ
ー管14を挿入し、コンクリートガラを鋼管内に充填
し、トレミー管を通して鋼管内にモルタルを圧入してそ
のモルタル中にコンクリートガラを埋設せしめるもので
ある。鋼管へのコンクリートガラの充填工程とモルタル
の圧入工程を鋼管の高さ方向に所定寸法ずつ繰り返し実
施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は構造物の基礎杭とし
ての鋼管コンクリート杭およびその施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】建物等のコンクリート構造物を解体した
際には多量のコンクリートガラが発生するが、コンクリ
ートガラはごく一部が埋め立て等に利用されるのみで大
半が産業廃棄物として廃棄処分するしかなく、処分のた
めにかなりの費用と手間を要しているのが実状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、廃棄物処分場の
確保が益々困難になっていることに加え、環境保全や資
源保護の観点からも、コンクリートガラを単に廃棄処分
するのではなくそれを有効活用するための方策が模索さ
れている。
【0004】また、近年、老朽化した原子力施設を廃止
あるいは更新する時期を迎え、既存の原子力施設を解体
する必要が生じてきているが、原子力施設を解体した際
には極低レベル放射性廃棄物としての放射化コンクリー
トガラが多量に発生するので、その保管ないし処分を如
何にして行うかは早急に解決するべき重要な課題であ
る。
【0005】上記事情に鑑み、本発明は産業廃棄物とし
てのコンクリートガラ、ひいては極低レベル放射性廃棄
物としての放射化コンクリートガラの有効活用を可能と
する有効な手段を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄物として
のコンクリートガラを建築土木工事の分野において有効
活用するべく、構造物の基礎杭としての鋼管コンクリー
ト杭の中込材としてコンクリートガラを利用するもので
ある。
【0007】すなわち、請求項1の発明の鋼管コンクリ
ート杭は、支持層に達するように設けられた鋼管内に廃
棄物であるコンクリートガラを充填するとともにモルタ
ルを圧入し、硬化したモルタル中に前記コンクリートガ
ラを埋設せしめた状態で該コンクリートガラを鋼管内全
体に封じ込めてなるものである。
【0008】また、請求項2の発明は上記の鋼管コンク
リート杭の施工方法であって、支持層に達するように設
けられた鋼管内の先端部に止水コンクリートを打設して
その先端部を封止した後、該鋼管内にトレミー管を挿入
し、廃棄物であるコンクリートガラを鋼管内に充填した
後に、前記トレミー管を通して鋼管内にモルタルを圧入
し、該モルタルを硬化せしめて該モルタル中に前記コン
クリートガラを埋設せしめた状態で該コンクリートガラ
を鋼管内全体に封じ込めるようにしたものである。
【0009】さらに、請求項3の発明は、請求項2の発
明の施工方法において、鋼管内へのコンクリートガラの
充填工程とモルタルの圧入工程を鋼管の高さ方向に所定
寸法ずつ繰り返し実施するようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施形態である鋼
管コンクリート杭1の設置状況を示す。本実施形態の鋼
管コンクリート杭1は建屋2の基礎杭として支持層3に
達するように設けられ、その上端部は基礎スラブ4中に
埋設されて建屋2を支持するものである。
【0011】鋼管コンクリート杭1の構造をその施工手
順とともに図2に示す。まず(a)に示すように鋼管1
1を支持層に達するように施工する。鋼管11の施工は
周知の鋼管杭工法たとえば打設工法や中堀工法等によれ
ば良い。鋼管11の先端を開端状態で打設した場合には
その内部から排土を行った後、鋼管11内にコンクリー
ト注入ホース12を挿入し、鋼管11先端部に止水コン
クリート13を打設してそこを水密裡に封止する。
【0012】次に、(b)に示すように鋼管11内にト
レミー管14を挿入し、バケット等の投入装置15を用
いて鋼管11内にコンクリートガラ16を投入し充填し
ていく。ここで用いるコンクリートガラ16は建物解体
等により廃棄物として発生したもので、予め所定の粒径
(5〜10cm程度とすることが好適である)に揃えて
粉砕しておく。
【0013】上記のコンクリートガラ16を鋼管11内
に所定高さ(たとえば1〜2m程度)まで充填し、必要
に応じて突き固めを行った後、(c)に示すようにトレ
ミー管14を通してコンクリートガラ16中にモルタル
17を圧入してそのモルタル17中にコンクリートガラ
16を埋設してしまう。その際、モルタル17中に残留
気泡が生じないようにモルタル17の圧入は鋼管11の
最底部より徐々にかつ静的に行い、必要に応じてトレミ
ー管14を引き上げつつ圧入を行う。
【0014】以上のコンクリートガラ16の充填工程と
モルタル17の圧入工程を所定高さずつ(上記のように
たとえば1〜2m程度ずつ)繰り返し実施することによ
り、コンクリートガラ16およびモルタル17を確実か
つ十分に密に充填、圧入していき、最終的に(d)に示
すように鋼管11の上端部までコンクリートガラ16の
充填とモルタル17の圧入を行う。モルタル17が硬化
すれば、鋼管11内全体にコンクリートガラ16が密に
充填されてモルタル17により封じ込まれた鋼管コンク
リート杭1が完成する。そこで、この鋼管コンクリート
杭1の上端部に基礎スラブ4を施工し、上部構造の建屋
2を施工する。
【0015】上記構造の鋼管コンクリート杭1は、鋼管
11内にコンクリートガラ16を充填してモルタル17
により封じ込めるので、廃棄物であるコンクリートガラ
16を中込材として有効に利用することができるもので
あり、廃棄物量の削減ひいては環境保全に寄与し得るも
のである。特に、大規模な火力発電所や原子力発電所の
建屋は高度の構造的信頼性が要求されるのでその基礎杭
としては大径のものが多数(1000本以上となること
もある)設けられることが通常であり、したがってその
ような建屋の基礎杭として本実施形態の鋼管コンクリー
ト杭1を採用すればコンクリートガラ16の所要量も多
大となり、多量のコンクリートガラ16の有効利用が可
能となる。
【0016】また、上記の鋼管コンクリート杭1は鋼管
11を廃棄物であるコンクリートガラの収納容器として
機能するものであるといえるが、鋼管11はそれ自体が
杭として機能し得るものであって自ずと優れた密閉性を
有し、またその先端部を止水コンクリート13により封
止しており、かつコンクリートガラ16をモルタル17
中に埋設して封じ込めているので、廃棄物であるコンク
リートガラ16が鋼管11から周囲地盤へ漏出してしま
う懸念はない。
【0017】したがって、鋼管11内に充填するコンク
リートガラ16としては通常の産業廃棄物のみならず原
子力建屋の解体等により発生する極低レベル放射性廃棄
物としての放射化コンクリートガラを用いることも可能
である。そして、原子力施設において老朽化した旧建屋
を解体して同施設内に新建屋を建て直すに際して、新建
屋の基礎杭として本実施形態の鋼管コンクリート杭1を
採用し、旧建屋の解体により発生した放射化コンクリー
トガラをその鋼管コンクリート杭1に充填して封じ込め
ることとすれば、放射化コンクリートガラを施設外に搬
出することなく、しかも格別の保管スペースを必要とす
ることなく、施設内において安全に保管することが可能
となる。
【0018】なお、コンクリートガラ16が中込材とし
て充填された上記の鋼管コンクリート杭1は通常の中空
の鋼管杭に比べて構造的強度が高められたものとなる。
図3は本実施形態の鋼管コンクリート杭1と単なる中空
の鋼管杭の鉛直支持能力および水平抵抗性能を比較して
示すもので、いずれも本実施形態の鋼管コンクリート杭
1の方が優れた性能を有することがわかる。したがって
上記の鋼管コンクリート杭1の採用により通常の鋼管杭
の場合に比較して杭所要本数や杭断面積の削減を図るこ
とが可能となり、中込材として廃棄物であるコンクリー
トガラ16を有効利用することと相俟って杭工事費用の
削減を図ることができる。
【0019】また、本発明は上記のような鋼管コンクリ
ート杭1を新たに施工する場合に限らず、既存の鋼管杭
を上記のような鋼管コンクリート杭1に改修する場合に
も適用可能である。図4は既存の鋼管杭20を上記実施
形態の鋼管コンクリート杭1に改修する場合の手順を示
すもので、(a)に示すように既存の基礎スラブ21に
頭部が埋設されている鋼管杭20を対象としてそれを上
記実施形態のような鋼管コンクリート杭1に改修するに
際しては、(b)に示すように基礎スラブ21の一部を
解体して鋼管杭20の頭部を露出せしめてその内部から
排土を行い、以降は図2に示した工程により(c)に示
すように鋼管20先端部への止水コンクリート13の打
設と、鋼管20内全体へのコンクリートガラ16の充填
およびモルタル17の圧入とを行った後、(d)に示す
ように基礎スラブ21を復旧すれば良い。これにより、
廃棄物であるコンクリートガラ16を有効に利用して既
存の鋼管杭20の増強、すなわちより高強度の鋼管コン
クリート杭1に改修することが可能であり、きわめて有
効かつ合理的である。
【0020】
【発明の効果】請求項1の発明の鋼管コンクリート杭
は、鋼管内に廃棄物であるコンクリートガラを充填して
モルタルを圧入し、コンクリートガラをモルタル中に埋
設した状態で鋼管内全体に封じ込める構成であるから、
廃棄物であるコンクリートガラを中込材として有効に利
用することが可能であり、また構造的に優れた基礎杭を
実現することができる。
【0021】請求項2の発明の施工方法は、鋼管内に止
水コンクリートを打設してその先端部を封止するととも
に、鋼管内にトレミー管を挿入してコンクリートガラを
鋼管内に充填した後にトレミー管を通して鋼管内にモル
タルを圧入するので、止水コンクリートによる水密性が
確実に確保できるとともに、トレミー管によりモルタル
の圧入を確実に行うことができ、したがってコンクリー
トガラを鋼管内に確実に封じ込むことができて外部への
漏出を防止できる。
【0022】請求項3の発明の施工方法は、鋼管へのコ
ンクリートガラの充填工程とモルタルの圧入工程を鋼管
の高さ方向に所定寸法ずつ繰り返し実施するようにした
ので、杭長が長いような場合であってもコンクリートガ
ラを確実かつ十分に密に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態である鋼管コンクリート杭
の設置状況を示す概要図である。
【図2】 同鋼管コンクリート杭の施工手順を示す図で
ある。
【図3】 同鋼管コンクリート杭の特性を示す図であ
る。
【図4】 既存の鋼管杭を本発明の鋼管コンクリート杭
に改修する場合の施工手順を示す図である。
【符号の説明】
1 鋼管コンクリート杭 2 建屋 3 支持層 11 鋼管 13 止水コンクリート 14 トレミー管 16 コンクリートガラ 17 モルタル 20 鋼管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 和也 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 高橋 敏人 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 須原 淳二 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 Fターム(参考) 2D041 AA03 BA00 DB02 EB02 EB05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造物の基礎杭としての鋼管コンクリー
    ト杭であって、支持層に達するように設けられた鋼管内
    に廃棄物であるコンクリートガラを充填するとともにモ
    ルタルを圧入し、硬化したモルタル中に前記コンクリー
    トガラを埋設せしめた状態で該コンクリートガラを鋼管
    内全体に封じ込めてなることを特徴とする鋼管コンクリ
    ート杭。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の鋼管コンクリート杭を施
    工するに際し、支持層に達するように設けられた鋼管内
    の先端部に止水コンクリートを打設してその先端部を封
    止した後、該鋼管内にトレミー管を挿入し、廃棄物であ
    るコンクリートガラを鋼管内に充填した後に、前記トレ
    ミー管を通して鋼管内にモルタルを圧入し、該モルタル
    を硬化せしめて該モルタル中に前記コンクリートガラを
    埋設せしめた状態で該コンクリートガラを鋼管内全体に
    封じ込めることを特徴とする鋼管コンクリート杭の施工
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の鋼管コンクリート杭の施
    工方法であって、前記鋼管内へのコンクリートガラの充
    填工程とモルタルの圧入工程を該鋼管の高さ方向に所定
    寸法ずつ繰り返し実施することを特徴とする鋼管コンク
    リート杭の施工方法。
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