JP2020111908A - 場所打ちコンクリート杭の構築方法及び底部注入管 - Google Patents

Abstract

【課題】杭孔に鉄筋かごをスムーズに建て込んで構築し、沈下を抑制することができる場所打ちコンクリート杭の構築方法と、この構築方法に用いる底部注入管を提供する。【解決手段】場所打ちコンクリート杭１の構築方法は、杭孔１０１を地盤１００に掘削する杭孔掘削工程、下向き凸状に形成された底部注入管３２が下方に配管された鉄筋かご２０を杭孔１０１内に建て込む建て込み工程、杭孔１０１内に生コンクリートを打設して地盤１００内に場所打ちコンクリート杭１を構成するコンクリート打設工程、及び一端が地上から杭底部１ａまで延びる鉛直注入管３１に接続され、他端が杭底部１ａから地上まで延びる鉛直排出管３３に接続された底部注入管３２から注入材を注入する注入工程を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、構築した場所打ちコンクリート杭の沈下を抑制することができる場所打ちコンクリート杭の構築方法と、この構築方法に用いる底部注入管に関する。

従来より、地盤に掘削した杭孔内に鉄筋かごを建て込み、鉄筋かごが建て込まれた杭孔内にコンクリートを打設して地中に構成するコンクリート構造の杭である場所打ちコンクリート杭は、所望の杭長や杭径で構成できるため、様々な工事等に多用されている。

このような場所打ちコンクリート杭において、例えば特許文献１に開示の工法は、先端プレロード場所打ち杭工法といい、杭孔の底部の地盤である杭底地盤に予め荷重（以下、「プレロード」という。）を作用させて場所打ちコンクリート杭の沈下を抑制している。具体的には、杭先端位置となる杭底に注入バッグを配置した状態でコンクリートを打設し、コンクリート硬化後に注入バッグ内に注入材を注入して注入バッグを杭先端から下方に向けて膨張させることによって杭先端の杭底地盤に荷重を作用させ、プレロードが作用した杭底地盤を予め圧縮させて以後の杭の沈下を抑制できるとされている。

上述のような先端プレロード場所打ち杭工法では、注入バッグを杭先端となる杭孔底部に配置する必要があるため、上述したように鉄筋かごの底部に注入バッグを配置した状態で鉄筋かごとともに杭孔に建て込む。しかしながら、杭底地盤にプレロードを作用させて注入バッグは杭底全体を覆う大きさであり、杭底全体を覆う大きさの注入バッグが杭孔への建て込み時に建て込み抵抗となり、スムーズな建て込みができないおそれがあった。

特開２００１−２１４４３８号公報

そこで本発明では、杭孔に鉄筋かごをスムーズに建て込んで構築した場所打ちコンクリート杭の沈下を抑制することができる場所打ちコンクリート杭の構築方法と、この構築方法に用いる底部注入管を提供することを目的とする。

この発明は、場所打ちコンクリート杭のための杭孔を地盤に掘削する杭孔掘削工程、杭底部の全体に亘って下向き凸状に形成された底部注入管が下方に配管された鉄筋かごを前記杭孔内に建て込む建て込み工程、前記杭孔内にコンクリートを打設して前記地盤内に場所打ちコンクリート杭を構成するコンクリート打設工程、及び一端が地上から前記杭底部まで延びる鉛直注入管に接続され、他端が前記杭底部から地上まで延びる鉛直排出管に接続された前記底部注入管から注入材を注入する注入工程を行う場所打ちコンクリート杭の構築方法であることを特徴とする。

あるいは、この発明は、地盤に掘削された杭孔内に建て込む鉄筋かごの下方に配管されるとともに、前記鉄筋かごが建て込まれた杭孔内に打設されたコンクリートによって構築される場所打ちコンクリート杭の杭底部に配設され、一端が地上から前記杭底部まで延びる鉛直注入管に接続され、他端が前記杭底部から地上まで延びる鉛直排出管に接続されるとともに、前記杭底部の全体に亘る下向き凸状に形成され、注入材を注入する底部注入管であることを特徴とする。

上記注入材は、セメントミルク、モルタル、あるいは所定径の骨材を含有するセメント系注入材など、杭底地盤の状況などに応じて適した注入材とすることができる。
この発明により、鉄筋かごを杭孔にスムーズに建て込んで構築した場所打ちコンクリート杭の沈下を抑制することができる。

詳述すると、鉄筋かごの下方に杭底部の全体に亘る下向き凸状に形成された底部注入管が配設されているため、注入材を封入する注入袋が取り付けられた鉄筋かごを建て込む場合に比べ、特に、杭底部全体に亘るものの、螺旋渦巻き状に形成されている底部注入管が鉄筋かごの前記杭孔への建て込みに支障することなく、スムーズに鉄筋かごを建て込んで場所打ちコンクリート杭を構築することができる。

また、前記底部注入管より杭底部に対向する杭底地盤に対して注入材を注入するため、特に、前記杭底地盤において削孔によって緩んだ部分などに対して注入材を注入することで、杭底地盤を地盤改良して場所打ちコンクリート杭の沈下を確実に抑制することができる。

なお、杭底部の全体に亘って下向き凸状に形成された底部注入管は、杭底部全面を覆うことを意味するのではなく、曲げ部を設けたり、分岐部及び合流部を設けたりして全面に拡がるように配管されることをいう。
また、上述の下向き凸状とは、杭底部の全体に亘って配管された全体として略下向き凸状であることをいう。

この発明の態様として、前記底部注入管は、下向きに凸な螺旋渦巻き状であってもよい。
この発明により、注入材をスムーズに導通させることができる。

詳述すると、下向きに凸な螺旋渦巻き状に形成された前記底部注入管は、滑らかな、いわゆる一筆書き状の曲線であるため、急な曲げ部、すなわち高曲率部は形成されず、注入材をスムーズに導通させることができ、底部注入管で注入材が閉塞するおそれを抑制することができる。
なお、上述の下向きに凸な螺旋渦巻き状とは、平面視渦巻き状、かつ正面視円錐台状あるいは正面視円錐状であることをいう。

またこの発明の態様として、下向き凸状に形成された前記底部注入管の平面視中央の下端部に前記鉛直注入管に接続され、前記底部注入管の平面視外側の上端部に前記鉛直排出管が接続されてもよい。

この発明により、前記底部注入管において、重力が作用する下方から上方、かつ平面視中央から外側に向かって、注入材を送り出しながら、所定圧力で前記注入材を前記底部注入管から杭底地盤に注入し、杭底地盤を地盤改良して場所打ちコンクリート杭の沈下をさらに抑制することができる。

またこの発明の態様として、前記鉛直排出管に閉止弁を備え、前記注入工程において、前記鉛直注入管から前記底部注入管を通り前記鉛直排出管から排出されるまで前記注入材を導通させ、前記鉛直排出管から前記注入材が排出されたのち前記閉止弁を閉止し、所定圧力に達するまで前記鉛直注入管から前記注入材を注入してもよい。

この発明により、前記底部注入管より杭底部に対向する杭底地盤に対して注入材を注入するため、杭底地盤を地盤改良して場所打ちコンクリート杭の沈下をより抑制することができる。
詳述すると、前記底部注入管の一端に接続され、地上から前記杭底部まで延びる鉛直注入管から注入された前記注入材が前記底部注入管を通り、前記底部注入管の他端に接続され、他端が前記杭底部から地上まで延びる鉛直排出管から排出されるため、注入材の注入経路のいずれかで閉塞が生じていないことを確認しながら、確実に注入することができる。

また、前記鉛直排出管から前記注入材が排出されたのち前記閉止弁を閉止し、所定圧力に達するまで前記鉛直注入管から前記注入材を注入するため、所定圧力で注入材を前記底部注入管から杭底地盤に注入して杭底地盤を地盤改良し、場所打ちコンクリート杭の沈下をより抑制することができる。

またこの発明の態様として、前記底部注入管は、所定間隔を隔てて形成された注入孔を複数有する管本体で構成されてもよい。
上記管本体は、鋼管や樹脂管など、コンクリート打設工程におけるコンクリートの打設圧力によって損傷しない強度を有する管体であればよく、例えば、耐圧性及び耐候性に加え、可撓性を有するサクションホースなどとすることができる。

この発明により、前記管本体に設けた注入孔から杭底地盤に前記注入材を確実に注入し、杭底地盤を地盤改良して場所打ちコンクリート杭の沈下を確実に抑制することができる。

またこの発明の態様として、前記底部注入管に、前記管本体に形成された前記注入孔を閉塞するとともに、所定圧力で開放する閉塞体が備えられてもよい。
この発明により、管本体に設けた複数の注入孔を、所定圧力で開放する閉塞体で閉塞するため、コンクリート打設工程におけるコンクリートによって前記管本体の注入孔が閉塞し、注入材を注入できないという不具合が生じることがない。

また、注入孔を閉塞する閉塞体が所定圧力で開放するため、開放された注入孔から前記注入材を前記底部注入管から杭底地盤に注入し、杭底地盤を地盤改良して場所打ちコンクリート杭の沈下をさらに抑制することができる。

また、上記閉塞体は、一部を挿入して注入孔を閉塞する態様、注入孔の外側を覆うように貼り付けて閉塞する態様、一部を挿入するとともに、注入孔の外側を覆う態様など、注入孔を閉塞するとともに、所定の圧力で閉塞状態を開放できる閉塞体であればよい。

またこの発明の態様として、前記底部注入管に、前記管本体を覆うとともに、前記所定圧力で前記注入材が導出可能に破損するカバー体が備えられてもよい。
この発明により、注入孔を複数有する管本体を前記カバー体で覆っているため、コンクリート打設工程におけるコンクリートによって前記管本体の注入孔が閉塞し、注入材を注入できないという不具合が生じることがない。また、所定圧力でカバー体が破損するため、カバー体の破損部分から導出された前記注入材を前記底部注入管から杭底地盤に注入し、杭底地盤を地盤改良して場所打ちコンクリート杭の沈下をさらに抑制することができる。

また、上記カバー体は、注入材を注入する際の注入圧力で破損すれば、どのようなカバー体であってもよく、例えば、一般的にサニーホース（登録商標）と呼ばれる樹脂製送排水ホースなどとすることができる。また、カバー体には、前記所定圧力で確実に破損するようなスリットや切り込みなどの破損を促進する破損促進処理を行ってもよい。

またこの発明の態様として、前記鉄筋かご底部と前記底部注入管との間に、前記杭孔内に打設するコンクリートの前記底部注入管の周囲まで侵入することを抑止する侵入抑止手段が設けられてもよい。
この発明により、前記杭孔内に打設するコンクリートが前記底部注入管の周囲まで侵入することを抑止でき、前記底部注入管の注入孔を閉塞するおそれを低減することができる。

本発明により、杭孔に鉄筋かごをスムーズに建て込んで構築した場所打ちコンクリート杭の沈下を抑制することができる場所打ちコンクリート杭の構築方法と、この構築方法に用いる底部注入管を提供することができる。

場所打ちコンクリート杭の断面図。 注入管付き鉄筋かごの説明図。 底部注入管の説明図。 場所打ちコンクリート杭の構築方法のフローチャート。 場所打ちコンクリート杭の構築方法の概略図。 別の実施形態の底部注入管の説明図。 さらに別の実施形態の底部注入管の説明図。

場所打ちコンクリート杭１及びその構築方法並びに、注入管付き鉄筋かご１０の一実施形態を以下図面とともに説明する。
図１は場所打ちコンクリート杭１の断面図を示し、図２は注入管付き鉄筋かご１０の説明図を示し、図３は底部注入管３２の説明図を示している。

詳述すると、図２（ａ）は注入管付き鉄筋かご１０の底面側からの斜視図を示し、注入管付き鉄筋かご１０の底面図を示し、図２（ｂ），（ｃ）は鉄筋かご２０の底面図を示している。また、図３は底部注入管３２を構成する注入管体４０を直線状にしてその一部を図示しており、図３（ａ）はカバー体６０の内部の管本体５０を破線で示した注入管体４０の正面図であり、図３（ｂ）は管本体５０を図示し、管本体５０に被せるカバー体６０を破線で示している。そして、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるａ−ａ矢視拡大断面図を示し、図３（ｄ）は図３（ｂ）におけるｂ−ｂ矢視拡大断面図を示している。

また、図４は場所打ちコンクリート杭１の構築方法のフローチャートを示し、
図５は場所打ちコンクリート杭１の構築方法の概略図を示している。
詳しくは、図５（ａ）は杭孔掘削工程の概略図であり、図５（ｂ）は建て込み削工程の概略図であり、図５（ｃ）はコンクリート打設工程の概略図であり、５（ｄ）は注入工程における第１注入工程の概略図であり、図５（ｅ）は注入工程における第２注入工程の概略図であり、図５（ｆ）は注入完了状態の概略図である。
なお、図１においては円形金網７０について概略的に図示しており、図２（ａ）及び図５では円形金網７０の図示を省略している。

場所打ちコンクリート杭１は、地盤１００に掘削した杭孔１０１内に建て込まれた注入管付き鉄筋かご１０と、注入管付き鉄筋かご１０が建て込まれた杭孔１０１内に打設されたコンクリート２とで構成されたコンクリート構造の杭である。

なお、後述する杭孔掘削工程でアースドリル１１０によって掘削される杭孔１０１の杭孔底部１０１ａは下向き凸な円錐状となるため、杭孔１０１に打設された生コンクリートによって構築される場所打ちコンクリート杭１の杭底部１ａも下向き凸な円錐状となる。

また、図１、図２、図５において、場所打ちコンクリート杭１や注入管付き鉄筋かご１０を所定の長さや径で図示しているが、このような長さや径に限定されず、場所打ちコンクリート杭１として要する所望の支持力を構成できる長さや径で構成される。

注入管付き鉄筋かご１０は、場所打ちコンクリート杭１としての構造部材である鉄筋かご２０と、杭孔１０１の底部の地盤１００である杭底地盤１００ａに注入材Ｇを注入して地盤改良するための注入管３０と、鉄筋かご２０の底面と注入管３０との間に配置された円形金網７０とで構成している。

鉄筋かご２０は、周方向に所定間隔を隔てて複数本配置した鉛直方向の主鉄筋２１と、周方向に所定間隔を隔てて複数本配置した主鉄筋２１の外側において、鉛直方向に所定間隔を隔てて複数本配置された平面視円形の帯鉄筋２２とで略円筒状に構成されている。

注入管３０は、地盤１００の地表から杭孔１０１内の底部まで延びる鉛直注入管３１と、鉄筋かご２０の底部に配管される底部注入管３２と、杭孔１０１内の底部から地盤１００の地表まで延びる鉛直排出管３３とで構成されている。

詳述すると、鉛直注入管３１は、鉄筋かご２０の外側に配置され、地上に露出する上端部には圧力計Ｐ１（図５参照）が接続されるとともに、図示省略する注入ポンプを接続される。鉛直注入管３１の下端部３１ａは、底面視中央に向かって下斜め方向に延びるとともに、後に詳しく説明する底部注入管３２の中央下端部３２ａに接続されている。

底部注入管３２は、図３に示す注入管体４０を巻き回して、場所打ちコンクリート杭１の杭底部１ａに対応する、つまり杭孔１０１の杭孔底部１０１ａに対応するように平面視渦巻き状、かつ正面視下向きの略円錐台状に形成されている。

また、平面視渦巻き状、かつ正面視下向きの略円錐台状に形成された底部注入管３２の平面視中央の下端部である中央下端部３２ａが上述したように、鉛直注入管３１の下端部３１ａと接続されている。

さらに、平面視径外側の上端部である外側上端部３２ｂは、後に詳しく説明する鉛直排出管３３の下端部３３ａに接続されている。また、底部注入管３２は、鉄筋かご２０の底部に径方向に配置した取り付け部材２３及び取り付け部材２３に取付けた円形金網７０を介して鉄筋かご２０の底部に取り付けられている。

鉛直排出管３３は、鉛直注入管３１と径方向に対向する鉄筋かご２０の外側に配置され、地上に露出する上端部には圧力計Ｐ２（図５参照）と閉止弁３４（図５参照）が接続される。鉛直排出管３３の下端部３３ａは、上述の底部注入管３２の外側上端部３２ｂに接続されている。

このように構成された注入管３０は、後述する注入材Ｇが導通可能な管体であるが、注入管３０のうち底部注入管３２は、図３に示す注入管体４０で構成している。
注入管体４０は、注入材Ｇを導通可能で、コンクリート打設工程におけるコンクリートの打設圧力によって損傷しない耐圧性及び耐候性に加え、可撓性を有する例えば、サクションホースなどで構成する管本体５０と、管本体５０を覆うカバー体６０とで構成している。

管本体５０は、円形断面の下半部分において、長手方向に所定間隔を隔てるとともに、千鳥配置された複数の注入孔５１を備えている。注入孔５１は、後述する注入材Ｇが導通可能な径で構成している。

カバー体６０は、注入材Ｇを注入する際の注入圧力で外部と導通可能に破損する強度であり、例えば、一般的にサニーホース（登録商標）と呼ばれる樹脂製送排水ホースなどで構成することができる。なお、強度があるカバー体６０の場合には、所定の注入圧力で確実に破損するようなスリットや切り込みなどの破損を促進する破損促進処理を行ってもよい。本実施形態においては、注入材Ｇの注入圧力を１．５ＭＰａとし、カバー体６０は注入材Ｇの注入圧力１．５ＭＰａより低い０．８ＭＰａで破損するような強度で構成している。

このように構成した注入管３０によって、杭底部１ａに対向する杭底地盤１００ａに対して注入する注入材Ｇは、セメントミルク、モルタル、あるいは所定径の骨材を含有するセメント系注入材などいわゆるグラウト材と呼ばれ、杭底地盤１００ａの状況などに応じて適した性状で構成される。

円形金網７０は、取り付け部材２３に取付けられ、鉄筋かご２０の底面と注入管３０との間に配置される金網であり、杭孔１０１より小径、且つ鉄筋かご２０及び注入管３０よりひと回り大きな平面視円形状に形成されている。なお、円形金網７０は、杭孔１０１内に打設するコンクリートが、底部注入管３２側にまで侵入しかないようにするための金網であり、本実施形態では１０ｍｍメッシュの金網を用いている。

また、円形金網７０は平板状に形成し、取り付け部材２３に固定し、平面視渦巻き状、かつ正面視下向きの略円錐台状に形成された底部注入管３２に沿うように変形させて配置してもよいし、予め正面視下向きの略円錐台状に形成してもよい。

続いて、場所打ちコンクリート杭１の構築方法のフローチャートを示す図４、
場所打ちコンクリート杭１の構築方法の概略図を示す図５とともに、場所打ちコンクリート杭１の構築方法について説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、アースドリル１１０によって、地盤１００を所定径で所定深さに掘削して杭孔１０１を構築する（ステップｓ１：杭孔掘削工程）。なお、杭孔１０１を構築する地盤１００の掘削方法は、リバース工法、オールケーシング工法、深礎工法など径や深さあるいは地盤１００の性状に応じて適宜の工法で掘削すればよい。また、杭孔１０１の構築に伴って、杭孔１０１の杭孔底部１０１ａにたまったスライムを処理する（スライム処理）。

次に、図５（ｂ）に示すように、杭孔掘削工程で構築した杭孔１０１内部に、鉄筋かご２０と注入管３０とで構成する注入管付き鉄筋かご１０を建て込む（ステップｓ２：建て込み工程）。このとき、注入管３０の底部注入管３２が、杭孔１０１の杭孔底部１０１ａに配置される。

そして、図５（ｃ）に示すように、注入管付き鉄筋かご１０が建て込まれた杭孔１０１内に、トレミー管１２０を用いて生コンクリートを打設して、コンクリート２と鉄筋かご２０（注入管付き鉄筋かご１０）とで構成する場所打ちコンクリート杭１を構築する（ステップｓ３：コンクリート打設工程）。

なお、コンクリート打設工程の後でも先でもよいが、後述する注入工程の準備工として、注入管３０の鉛直注入管３１の上端部に圧力計Ｐ１と注入ポンプ（図示省略）を接続し、鉛直排出管３３の上端部に圧力計Ｐ２と閉止弁３４を接続する。なお、圧力計Ｐ１，Ｐ２は建て込み時に予め鉛直注入管３１，鉛直排出管３３に取り付けていてもよい。

コンクリート打設工程によって打設された生コンクリートが硬化し、コンクリート２と鉄筋かご２０（注入管付き鉄筋かご１０）とで場所打ちコンクリート杭１を構築したあと、杭孔底部１０１ａを構成する杭底地盤１００ａに注入材Ｇを底部注入管３２から注入して、杭底地盤１００ａを地盤改良する注入工程を行う（ステップｓ４〜ｓ７）。注入工程について以下で詳しく説明する。

注入材Ｇの注入工程では、図５（ｄ）に示すように、鉛直注入管３１の上端部に接続された注入ポンプから注入材Ｇを鉛直注入管３１に注入する（ステップｓ４）。鉛直注入管３１から注入された注入材Ｇは、鉛直注入管３１から底部注入管３２を通り、鉛直排出管３３の上端部から排出するまで注入し（ステップｓ５：Ｎｏ）、鉛直排出管３３の上端部から注入材Ｇが排出されると（ステップｓ５：Ｙｅｓ）、注入管３０の内部において注入材Ｇが詰まることなく、行き亘ったことが確認できるため、鉛直排出管３３の上端部に接続された閉止弁３４を閉止する（ステップｓ６）。

なお、閉止弁３４の閉止前の鉛直排出管３３上端部から注入材Ｇが排出されたときの圧力計Ｐ２の圧力が、カバー体６０の破損圧力以下である場合は、底部注入管３２を構成する注入管体４０の管本体５０に被せたカバー体６０が破損していないことを確認することができる。

そして、閉止弁３４を閉止した状態で注入材Ｇの注入を圧力計Ｐ１と圧力計Ｐ２の平均値が所定圧力に達するまで続ける（ステップｓ７：Ｎｏ）。この所定圧力に達するまでにおいて、注入材Ｇの注入圧力がカバー体６０の破損圧力を超えると、管本体５０の注入孔５１から導出した注入材Ｇの圧力がカバー体６０に作用して、カバー体６０が破損し、図５（ｅ）に図示するように、杭孔１０１の杭孔底部１０１ａを構成する杭底地盤１００ａに注入材Ｇを注入することができる。

注入材Ｇの注入圧力が所定圧力まで達すると（ステップｓ７：Ｙｅｓ）、図５（ｆ）に図示するように、杭孔１０１の杭孔底部１０１ａを構成する杭底地盤１００ａに注入材Ｇが十分注入され、杭底地盤１００ａを地盤改良することができる。

このように、場所打ちコンクリート杭１のための杭孔１０１を地盤１００に掘削する杭孔掘削工程（ステップｓ１）、杭底部１ａの全体に亘って下向き凸状に形成された底部注入管３２が鉄筋かご２０の下方に配管された注入管付き鉄筋かご１０を杭孔１０１内に建て込む建て込み工程（ステップｓ２）、杭孔１０１内に生コンクリートを打設して地盤１００内に場所打ちコンクリート杭１を構成するコンクリート打設工程（ステップｓ３）、及び一端が地上から杭底部１ａまで延びる鉛直注入管３１に接続され、他端が杭底部１ａから地上まで延びる鉛直排出管３３に接続された底部注入管３２から注入材Ｇを注入する注入工程（ステップｓ４〜ｓ７）を行う場所打ちコンクリート杭１の構築方法は、注入管付き鉄筋かご１０を杭孔１０１にスムーズに建て込んで構築した場所打ちコンクリート杭１の沈下を抑制することができる。

詳述すると、鉄筋かご２０の下方に杭底部１ａの全体に亘る下向き凸状に形成された底部注入管３２が配設されているため、注入材Ｇを封入する注入袋が取り付けられた鉄筋かごを建て込む場合に比べ、特に、杭底部１ａ全体に亘るものの、螺旋渦巻き状に形成されている底部注入管３２が鉄筋かご２０の杭孔１０１への建て込みに支障することなく、スムーズに鉄筋かご２０を建て込んで場所打ちコンクリート杭１を構築することができる。

また、底部注入管３２より杭底部１ａに対向する杭底地盤１００ａに対して注入材Ｇを注入するため、杭底地盤１００ａを地盤改良して場所打ちコンクリート杭１の沈下を抑制することができる。
さらに、底部注入管３２より注入材Ｇを注入するため、特に、杭底地盤１００ａにおいて削孔によって緩んだ部分などに対して注入材Ｇを注入することで、杭底地盤１００ａを地盤改良して場所打ちコンクリート杭１の沈下を確実に抑制することができる。

なお、例えば、鉄筋かごの底部に注入バッグを配置した状態で鉄筋かごとともに杭孔に建て込んで、注入バッグを杭先端となる杭孔底部に配置して杭底地盤にプレロードを作用させる先端プレロード場所打ち杭工法では、杭底全体を覆う大きさの注入バッグが杭孔への建て込み時に建て込み抵抗となり、スムーズな建て込みができないおそれがあったり、圧力をかけるための注入バッグのコストがかかったり、注入バッグの取り付けも手間がかかったりしていたが、上述の場所打ちコンクリート杭１の構築方法では、注入バックが不要であるため、コストや取付け手間を低減できるとともに、上述したように、注入管付き鉄筋かご１０を杭孔１０１にスムーズに建て込んで構築した場所打ちコンクリート杭１の沈下を抑制することができる。

なお、底部注入管３２は、杭孔底部１０１ａの形状に応じた下向きに凸な螺旋渦巻き状であるため、注入材Ｇをスムーズに導通させることができる。
詳述すると、下向きに凸な螺旋渦巻き状に形成された底部注入管３２は、滑らかな、いわゆる一筆書き状の曲線であるため、急な曲げ部、すなわち高曲率部は形成されず、注入材Ｇをスムーズに導通させることができ、底部注入管３２で注入材Ｇが閉塞するおそれを抑制することができる。

また、下向き凸状に形成された底部注入管３２の平面視中央の下端部である中央下端部３２ａに鉛直注入管３１に接続され、底部注入管３２の平面視外側の上端部である外側上端部３２ｂに鉛直排出管３３が接続されたことにより、底部注入管３２において、重力が作用する下方から上方、かつ平面視中央から外側に向かって、注入材Ｇを送り出しながら、所定圧力で注入材Ｇを底部注入管３２から杭底地盤１００ａに注入し、杭底地盤１００ａを地盤改良して場所打ちコンクリート杭１の沈下をさらに抑制することができる。

また、鉛直排出管３３に閉止弁３４を備え、注入工程（ステップｓ４〜ｓ７）において、鉛直注入管３１から底部注入管３２を通り鉛直排出管３３から排出されるまで注入材Ｇを導通させ（ステップｓ５）、鉛直排出管３３から注入材Ｇが排出されたのち閉止弁３４を閉止し（ステップｓ６）、所定圧力に達するまで鉛直注入管３１から注入材Ｇを注入したことにより（ステップｓ７）、底部注入管３２より杭底部１ａに対向する杭底地盤１００ａに対して注入材Ｇを注入するため、杭底地盤１００ａを地盤改良して場所打ちコンクリート杭１の沈下をより抑制することができる。

詳述すると、底部注入管３２の一端に接続され、地上から杭底部１ａまで延びる鉛直注入管３１から注入された注入材Ｇが底部注入管３２を通り、底部注入管３２の他端に接続され、他端が杭底部１ａから地上まで延びる鉛直排出管３３から排出されるため、注入材Ｇの注入経路のいずれかで閉塞が生じていないことを確認しながら、杭底地盤１００ａに確実に注入することができる。

また、鉛直排出管３３から注入材Ｇが排出されたのち閉止弁３４を閉止し、所定圧力に達するまで鉛直注入管３１から注入材Ｇを注入するため、所定圧力で注入材Ｇを底部注入管３２から杭底地盤１００ａに注入し、杭底地盤１００ａを地盤改良して場所打ちコンクリート杭１の沈下をより抑制することができる。

また、底部注入管３２を構成する注入管体４０は、所定間隔を隔てて形成された注入孔５１を複数有する管本体５０と、管本体５０を覆うとともに、所定圧力で注入材Ｇが導出可能に破損するカバー体６０とで構成されているため、コンクリート打設工程（ステップｓ３）における生コンクリートによって管本体５０の注入孔５１が閉塞し、注入材Ｇを注入できないという不具合が生じることがない。

また、所定圧力でカバー体６０が破損するため、カバー体６０の破損部分から導出された注入材Ｇを底部注入管３２から杭底地盤１００ａに注入し、杭底地盤１００ａを地盤改良して場所打ちコンクリート杭１の沈下をさらに抑制することができる。

また、鉄筋かご２０と底部注入管３２との間に円形金網７０を設けているため、杭孔１０１内に打設するコンクリートが、底部注入管３２が配置された杭底部１ａまで侵入することを抑止し、底部注入管３２を構成する管本体５０の注入孔５１を閉塞するおそれを低減することができる。

なお、上述の説明では、複数の注入孔５１を管本体５０にカバー体６０を被せて構成した注入管体４０を用いたが、カバー体６０を用いずとも、図６に示すように、管本体５０に設けた注入孔５１を閉塞する閉塞体６１を用いて、注入管体４０ａを構成してもよい。

具体的には、図６に示すように、注入管体４０ａは、管本体５０の注入孔５１に対して閉塞体６１を装着して構成している。
閉塞体６１は、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、注入孔５１の表面を覆う平面視円形のフランジ部６１ａと、フランジ部６１ａの底面視中央に設けられ、フランジ部６１ａより底面側に突出する挿入凸部６１ｂとで構成している。

このように構成された閉塞体６１は、適宜の弾力性を有する素材で構成されており、管本体５０の注入孔５１に対して外側から挿入凸部６１ｂを圧入することで管本体５０に装着することができる。この装着状態では、挿入凸部６１ｂが圧入された注入孔５１の外側にフランジ部６１ａが被さるような態様で装着される。

そして、管本体５０内部からの所定圧力が挿入凸部６１ｂに作用することで、挿入凸部６１ｂが注入孔５１から脱出して、閉塞体６１は管本体５０から取り外され、注入孔５１が開放されることとなる。なお、注入孔５１から閉塞体６１が取り外される所定の圧力は、上述の説明において、ステップｓ７において、注入材Ｇの注入圧力が作用してカバー体６０が破損する圧力と同等の圧力としている。

そのため、上述で説明したように、ステップｓ７において、閉止弁３４を閉止した状態で注入材Ｇの注入を圧力計Ｐ１と圧力計Ｐ２の平均値が所定圧力に達し、注入材Ｇの注入圧力が閉塞体６１の取り外し圧力を超えると、管本体５０の注入孔５１から導出した注入材Ｇの圧力が閉塞体６１に作用して、閉塞体６１が取り外され、杭孔１０１の杭孔底部１０１ａを構成する杭底地盤１００ａに注入材Ｇを注入することができる。

このように、注入材Ｇの注入圧力が所定圧力まで達すると、杭孔１０１の杭孔底部１０１ａを構成する杭底地盤１００ａに注入材Ｇが十分注入され、杭底地盤１００ａを地盤改良することができる。

特に、注入材Ｇの注入圧力を高くすると、杭孔底部１０１ａに残るスライムや杭底地盤１００ａに対し、底部注入管３２から注入材Ｇを噴出させて地盤改良でき、杭底地盤１００ａをより確実に地盤改良して場所打ちコンクリート杭１の沈下をより確実に抑制することができる。

また、フランジ部６１ａのみで閉塞体６１を構成し、管本体５０の注入孔５１の外側に貼り付けて注入孔５１を閉塞してもよいし、挿入凸部６１ｂのみで閉塞体６１を構成し、注入孔５１に圧入して注入孔５１を閉塞してもよい。また、閉塞体６１を装着した管本体５０に対してカバー体６０を被せて注入管体４０を構成してもよい。

以上、本発明の構成と、前述の実施態様との対応において、本発明の場所打ちコンクリート杭は場所打ちコンクリート杭１に対応し、
以下同様に、
杭孔は杭孔１０１に対応し、
地盤は地盤１００に対応し、
杭孔掘削工程はステップｓ１に対応し、
底部注入管は底部注入管３２に対応し、
鉄筋かごは鉄筋かご２０に対応し、
建て込み工程はステップｓ２に対応し、
コンクリートは生コンクリートに対応し、
コンクリート打設工程はステップｓ３に対応し、
鉛直注入管は鉛直注入管３１に対応し、
鉛直排出管は鉛直排出管３３に対応し、
注入材は注入材Ｇに対応し、
注入工程はステップｓ４〜ｓ７に対応し、
閉止弁は閉止弁３４に対応し、
注入孔は注入孔５１に対応し、
管本体は管本体５０に対応し、
カバー体はカバー体６０に対応し、
閉塞体は閉塞体６１に対応し、
侵入抑止手段は円形金網７０に対応するも、上記実施形態に限定するものではない。

上述の説明においては、注入管体４０を巻き回して平面視渦巻き状、かつ正面視下向きの略円錐台状の底部注入管３２を用いたが、杭底部１ａの全面、つまり鉄筋かご２０の底面全体を亘って、曲げ部を設けたり、分岐部及び合流部を設けたりして全面に拡がるように配管されてもよい。

例えば、図７に例示するような底部注入管３２Ｘや底部注入管３２Ｙであってもよい。なお、図７では円形金網７０の図示を省略している。具体的には、図７（ａ）に示す底部注入管３２Ｘは、底面視中央部３２Ｘａから径方向外向きに放射方向に延びる放射部分３２Ｘｂと、鉄筋かご２０の帯鉄筋２２と略同径で、放射部分３２Ｘｂの径外側端部に接続された外径部３２Ｘｃとで構成され、底面視中央部３２Ｘａが外径部３２Ｘｃより下方に突出する正面視下向きの略円錐状に形成している。

また、図７（ｂ）に示す底部注入管３２Ｙは、径方向外側において鉛直注入管３１の下端部３１ａに接続される接続端部３２Ｙａと、周方向における対向部分に配置され、鉛直排出管３３の下端部３３ａに接続される接続端部３２Ｙｃとを結ぶ底面視略波形の波形注入管３２Ｙｂで下方に突出する正面視下向きの略円錐状に形成している。

このように構成された底部注入管３２Ｘ，３２Ｙを上述の注入管体４０で構成することで、上述の底部注入管３２と同様に、注入材Ｇを杭底地盤１００ａに注入して、杭底地盤１００ａを地盤改良することができる。
なお、上述したように、底部注入管３２の形状は、これらに限定されず、適宜の形状とすることができる。

また、上述の説明では、管本体５０にカバー体６０を被せたり、管本体５０の注入孔５１に閉塞体６１を装着して注入管体４０，４０ａを構成したが、鉄筋かご２０と底部注入管３２との間に円形金網７０を設けることで、杭孔１０１内に打設するコンクリートが、底部注入管３２が配置された杭底部１ａまで侵入することを抑止し、底部注入管３２を構成する管本体５０の注入孔５１を閉塞するおそれを低減しているため、注入孔５１が露出したままの管本体５０を注入管体４０としてもよい。
さらにまた、例えば、杭孔１０１内に打設するコンクリートの性状等の条件によっては円形金網７０を設けなくてもよい、

１…場所打ちコンクリート杭
２０…鉄筋かご
３１…鉛直注入管
３２…底部注入管
３３…鉛直排出管
３４…閉止弁
５０…管本体
５１…注入孔
６０…カバー体
６１…閉塞体
７０…円形金網
１００…地盤
１０１…杭孔
Ｇ…注入材

Claims (15)

1. 場所打ちコンクリート杭のための杭孔を地盤に掘削する杭孔掘削工程、
   杭底部の全体に亘って下向き凸状に形成された底部注入管が下方に配管された鉄筋かごを前記杭孔内に建て込む建て込み工程、
   前記杭孔内にコンクリートを打設して前記地盤内に場所打ちコンクリート杭を構成するコンクリート打設工程、及び
   一端が地上から杭底部まで延びる鉛直注入管に接続され、他端が杭底部から地上まで延びる鉛直排出管に接続された前記底部注入管から注入材を注入する注入工程を行う
   場所打ちコンクリート杭の構築方法。
2. 前記底部注入管は、下向きに凸な螺旋渦巻き状である
   請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法。
3. 下向き凸状に形成された前記底部注入管の平面視中央の下端部に前記鉛直注入管に接続され、
   前記底部注入管の平面視外側の上端部に前記鉛直排出管が接続された
   請求項２に記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法。
4. 前記鉛直排出管に閉止弁を備え、
   前記注入工程において、
   前記鉛直注入管から前記底部注入管を通り前記鉛直排出管から排出されるまで前記注入材を導通させ、
   前記鉛直排出管から前記注入材が排出されたのち前記閉止弁を閉止し、
   所定圧力に達するまで前記鉛直注入管から前記注入材を注入する
   請求項１乃至３のうちいずれかに記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法。
5. 前記底部注入管は、所定間隔を隔てて形成された注入孔を複数有する管本体で構成された
   請求項４に記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法。
6. 前記底部注入管に、
   前記管本体に形成された前記注入孔を閉塞するとともに、所定圧力で開放する閉塞体が備えられた
   請求項５に記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法。
7. 前記底部注入管に、
   前記管本体を覆うとともに、前記所定圧力で前記注入材が導出可能に破損するカバー体が備えられた
   請求項５または６に記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法。
8. 前記鉄筋かご底部と前記底部注入管との間に、
   前記杭孔内に打設するコンクリートの前記底部注入管の周囲まで侵入することを抑止する侵入抑止手段が設けられた
   請求項１乃至７のうちいずれかに記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法。
9. 地盤に掘削された杭孔内に建て込む鉄筋かごの下方に配管されるとともに、
   前記鉄筋かごが建て込まれた杭孔内に打設されたコンクリートによって構築される場所打ちコンクリート杭の杭底部に配設され、
   一端が地上から杭底部まで延びる鉛直注入管に接続され、他端が杭底部から地上まで延びる鉛直排出管に接続されるとともに、
   杭底部の全体に亘る下向き凸状に形成され、注入材を注入する
   底部注入管。
10. 下向きに凸な螺旋渦巻き状である
    請求項９に記載の底部注入管。
11. 前記鉛直注入管が下向きに凸な螺旋渦巻き状の平面視中央の下端部に接続され、
    平面視外側の上端部に前記鉛直排出管が接続された
    請求項１０に記載の底部注入管。
12. 前記鉛直排出管に閉止弁が備えられた
    請求項９乃至１１のうちいずれかに記載の底部注入管。
13. 所定間隔を隔てて形成された注入孔を複数有する管本体で構成された
    請求項９または１０に記載の底部注入管。
14. 前記管本体に形成された前記注入孔を閉塞するとともに、所定圧力で開放する閉塞体が備えられた
    請求項１３に記載の底部注入管。
15. 前記管本体を覆うとともに、所定圧力で前記注入材が導出可能に破損するカバー体が備えられた
    請求項１３または１４に記載の底部注入管。

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