JP5111291B2 - 杭施工装置 - Google Patents

Description

本発明は、杭頭結合筋が露出された杭体を布設する杭施工装置に関する。

図８に示されるように、杭体１の杭頭２内には杭頭結合筋３が埋め込まれていて、この杭頭結合筋３が所定のレベル、一般的にはグランドレベル４より低いレベルに布設される。その後、基礎ベースコンクリートが構築された後、杭体１の杭頭２内に埋め込まれた杭頭結合筋３を露出する作業が行なわれる（例えば、引用文献１、２参照）。

要するに、杭頭結合筋３を露出させた杭体１をそのままの状態で布設する施工方法は、従来技術にはなく、杭体１を布設した後に、例えば、パイルカッタを用いて杭頭２のコンクリート部分を切断し、杭頭結合筋３を露出させるようにしている。鋼管コンクリート杭（いわゆるＳＣ杭）では、酸素溶断、もしくはグラインダにて鋼管をカットしてコンクリート中に埋め込んだ杭頭結合筋３をはつり出すカットオフ作業が行なわれる。

そして、これらの杭頭結合筋３に橋脚などの地上構造物５の基礎部６が施工される。
特開２００２−０５４１３６号公報（第２−３頁、図１−３） 特開２００５−２１３９６３号公報（第４−５頁、図２−５）

この従来の方法には、杭頭結合筋３を長く突出させる必要があり、杭頭結合筋３をはつり出すカットオフ作業に要する工費および工期がかかり、カットオフ作業に伴ないスクラップなどの産業廃棄物が発生するなどの問題もある。

一方、杭頭から杭頭結合筋を露出させた杭体を成形すれば、上記のような杭頭のカットオフ作業をする必要はないが、このような杭頭結合筋が露出したままの状態の杭体を布設する施工方法は、プレボーリング工法においては従来考えられていない。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、杭頭結合筋が露出された杭体をプレボーリング工法において布設するための杭施工装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、杭頭結合筋が露出された杭体の杭頭上に被嵌される結合筋収納空間を有する杭施工治具と、この杭施工治具を介して杭体を少なくとも昇降操作する昇降操作体とを具備し、杭施工治具は、中空に形成された杭体の内部を経て上昇するプレボーリング孔内充填材排出用の排出穴を備えた杭施工装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載の杭施工装置における杭施工治具が、円筒状に形成された治具本体と、この治具本体の下部に設けられ治具本体の回転方向により杭体の上端部側面に突出された突起部に対し嵌脱自在の嵌合溝部とを具備したものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の杭施工装置における昇降操作体として、ヤットコを用いるものである。

請求項１に記載された発明によれば、杭頭結合筋が露出された杭体を、その杭頭上に被嵌される結合筋収納空間を有する杭施工治具を介して、昇降操作体により少なくとも昇降操作するので、杭頭結合筋が露出されたままの杭体を布設することができ、杭頭結合筋をはつり出すカットオフ作業を行なう場合の問題点を解消できる。特に、杭体内を上昇したプレボーリング孔内充填材を、杭施工治具に設けられた排出穴から外部へ排出できるので、充填材が投入された掘削穴に杭体を挿入するプレボーリング工法にこの杭施工装置を適用でき、プレボーリング工法においても、杭頭結合筋が露出されたままの杭体を布設することができ、杭頭結合筋をはつり出すカットオフ作業を行なう場合の問題点を解消できる。

請求項２に記載された発明によれば、治具本体の下部に、その回転方向により杭体の上端部側面に突出された突起部に対し嵌脱自在の嵌合溝部を設けたので、昇降操作体により治具本体を回転させる方向によって、杭施工治具の嵌合溝部と杭体の突起部とを簡単に脱着できる。

請求項３に記載された発明によれば、必要な長さのヤットコにより、杭体の杭頭および杭頭結合筋をグランドレベルから任意の深さのレベルに布設できる。

以下、本発明を、図１乃至図３に示された第１の前提技術、図４および図５に示された第２の前提技術、図６に示された第１の実施の形態、図７に示された第２の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

先ず、図１乃至図３に示された中掘り工法における第１の前提技術を説明する。

図１に示される杭体11は、杭頭の上端プレート12から杭頭結合筋13が杭成形時から突出された鋼管コンクリート杭（いわゆるＳＣ杭）である。この種の杭体11は、杭本体11aから露出した鉄筋である杭頭結合筋13の防錆対策として、例えば、セメントペーストが充填された袋等で杭頭結合筋13の露出部分を覆うか、あるいは、ポリエステルフィルムなどを杭頭結合筋13の露出部分に巻き付けるなどの方法を採用することで、杭体11を施工する前に露出した杭頭結合筋13が錆びないように保護する。

この杭体11の上側に設けられた杭施工装置14は、杭頭結合筋13が露出された杭体11の杭頭上に被嵌される結合筋収納空間15を有する杭施工治具16と、この杭施工治具16を介して杭体11を少なくとも昇降操作する昇降操作体17とを具備したものである。

杭施工治具16は、図１に示されるように円筒状に形成された治具本体21の下部に、図２に示されるように治具本体21の回転方向により杭体11の上端部側面に突出された複数の突起部22に対し嵌脱自在の複数の嵌合溝部23が設けられている。

複数の突起部22は、鋼管24または鋼製のバンドに溶接され、複数の嵌合溝部23は、図２に示されるように治具本体21の下端から上方へ切込形成された縦溝25と、この縦溝25の上端から横方向に切込形成された横溝26とがＬ字状に設けられたものである。

図１および図３に示されるように、杭施工治具16の治具本体21は、嵌合溝部23を備えた外筒部21aと、この外筒部21aの内側に同心状に設けられた内筒部21bとを備えている。この内筒部21bは、中空に形成された杭体11の内径面と連続的に設けられた内径面を有し、その内部には、スクリュー挿入空間27が設けられている。

図１および図３に示されるように、外筒部21aと内筒部21bとの下部間には、杭体11の上端プレート12に係合されるリング状の係止プレート28が溶接され、この係止プレート28には、図３に示されるように複数の杭頭結合筋13をそれぞれ挿通するための円弧状の結合筋挿通穴29が穿設されており、さらに、各結合筋挿通穴29，29間には、外筒部21aと内筒部21bとの間に放射状に溶接された複数の補強リブ30が配置されている。

図１に示されるように、杭施工治具16の治具本体21は、内筒部21bの上端に開口されて掘削用のオーガスクリューＳが挿入されるスクリュー挿入口31を備えている。一方、昇降操作体17は、杭施工治具16のスクリュー挿入口31上に連続するスクリュー挿入筒部32を備えている。

この昇降操作体17としては、ヤットコを用いる。このヤットコは、杭頭布設レベルが深い場合を想定して、種々のサイズのものを、ボルト33により杭施工治具16の上端プレート部34と脱着可能に連結できる構造とする。すなわち、このヤットコは、オーガスクリューＳを挿入するためのスクリュー挿入筒部32の下端部に杭施工治具16の上端プレート部34と連結されるフランジ状プレート35が溶接され、このフランジ状プレート35上に複数の補強リブ36が放射状に配置されて溶接され、各補強リブ36間に上記ボルト33が配置されている。

この第１の前提技術によれば、杭体11内に掘削用のオーガスクリューＳを挿入する中掘り工法において、杭頭結合筋13が露出された杭体11の杭頭上に結合筋収納空間15を有する杭施工治具16を被嵌して一体的に係着する。その係着は、杭体11の上端部側面に突出された突起部22に杭施工治具16の嵌合溝部23の縦溝25を位置合わせして、昇降操作体17により杭施工治具16を下げることで、相対的に縦溝25内に突起部22を挿入し、さらに、昇降操作体17により杭施工治具16を回動することで、相対的に横溝26内に突起部22を挿入する。杭施工治具16を反対方向へ回動することで、突起部22を嵌合溝部23内から外すことができる。

このようにして杭体11の上部に係着された杭施工治具16を介して、昇降操作体17により杭体11をオーガスクリューＳとともに下降させ布設する。このとき、オーガスクリューＳにより杭体11内を上昇された土砂などは、杭施工治具16のスクリュー挿入空間27および昇降操作体17のスクリュー挿入筒部32を経て、外部へ排出される。

また、杭頭結合筋13が露出された杭体11を、その杭頭上に被嵌された結合筋収納空間15を有する杭施工治具16を介して、昇降操作体17により昇降操作するので、杭頭結合筋13が露出されたままの杭体11を布設することができ、杭頭結合筋13をはつり出すカットオフ作業が不要となり、このカットオフ作業を行なう場合の問題点を解消できる。

すなわち、杭頭結合筋13の埋め込み部分での杭材コストの削減、カットオフが不要となるためにカット費用の削減、カットオフにより生ずるスクラップ処理費の削減に伴うコスト縮減を図れるとともに、下部工事における工期が大きく短縮される効果が顕著となる。また、カットオフでのエネルギー削減とスクラップ化される鋼材およびコンクリートの資源環境対策効果も大きい。

また、治具本体21の下部に、その回転方向により杭体11の上端部側面に突出された突起部22に対し嵌脱自在の嵌合溝部23を設けたので、昇降操作体17により治具本体21を回転させる方向によって、杭施工治具16の嵌合溝部23と杭体11の突起部22とを簡単に脱着できる。

杭施工治具16の治具本体21は、外筒部21aの内側に杭体11の内径面と連続的な内筒部21bを設け、この内筒部21bの上端にスクリュー挿入口31を開口し、このスクリュー挿入口31上に昇降操作体17のスクリュー挿入筒部32を連続的に設けたので、これらの内筒部21b、スクリュー挿入口31およびスクリュー挿入筒部32を通して、オーガスクリューＳを挿入する中掘り工法にこの杭施工装置14を適用でき、中掘り工法においても、杭頭結合筋13が露出されたままの杭体11を布設することができ、杭頭結合筋13をはつり出すカットオフ作業を行なう場合の問題点を解消できる。

昇降操作体17として、必要な長さのヤットコを用いることで、杭体11の杭頭および杭頭結合筋13をグランドレベルから任意の深さのレベルに布設できる。

次に、図４および図５に示された中掘り工法における第２の前提技術を説明する。

この第２の前提技術の杭施工装置14は、図４に示されるように外筒部21aの上部と内筒部21bの上部との間に複数の補強リブ30aが、放射状に溶接されているとともに、図５に示されるように複数の杭頭結合筋13を挿通するための結合筋挿通穴29aが、外筒部21aに溶接されたリング状の係止プレート28aと、内筒部21bに溶接されたリング状の係止プレート28bとの間に、連続的に形成されている。他の構成および作用効果は、第１の前提技術と同様であるから、その説明を省略する。

次に、図６に示された本発明に係るプレボーリング工法における杭施工装置の第１の実施の形態を説明する。

図６に示された杭施工装置14は、杭頭結合筋13が露出された杭体11の杭頭上に被嵌される結合筋収納空間15を有する杭施工治具16と、この杭施工治具16を介して杭体11を昇降操作する昇降操作体17とを具備した点で、第１の前提技術と同様である。

杭施工治具16は、円筒状に形成された治具本体21と、この治具本体21の下部に設けられ治具本体21の回転方向により杭体11の上端部側面に突出された突起部22に対し嵌脱自在の嵌合溝部23とを具備した点でも、第１の前提技術と同様である。

さらに、この杭施工装置14における杭施工治具16の上端プレート部34は、閉じられた閉塞型であるので、治具本体21の側面部に、中空に形成された杭体11の内部を経て上昇するプレボーリング孔内充填材排出用の排出穴38を備えている。すなわち、プレボーリング孔内での杭体11の下降に伴なって、プレボーリング孔内に投入されているセメントミルクなどの充填材が杭体11内で上昇するので、この充填材を排出穴38より外部へ排出する。

また、昇降操作体17としては、杭施工治具16の上端プレート部34の中央部にヤットコ連結部材39aが溶接され、このヤットコ連結部材39aの上端凸部39bに中空ロッド状のヤットコ39cを嵌着してこれらのピン穴に挿入された連結ピン39dにより、ヤットコ連結部材39aとヤットコ39cとを脱着可能に連結させたものであり、必要な長さのヤットコ39cを用いることにより、杭体11の杭頭および杭頭結合筋13をグランドレベルから任意の深さのレベルに布設できる。

そして、セメントミルクなどの充填材が充填されたプレボーリング孔内に杭体11を挿入するプレボーリング工法において、杭頭結合筋13が露出された杭体11の杭頭上に結合筋収納空間15を有する杭施工治具16を被嵌して一体化し、この杭施工治具16を介して昇降操作体17により杭体11を布設する。

この第１の実施の形態によれば、充填材が充填された掘削穴に杭体11を挿入するプレボーリング工法においても、杭体内を上昇したプレボーリング孔内充填材を、杭施工治具16に設けられた排出穴38から外部へ排出できるので、この杭施工治具16を介して、杭頭結合筋13が露出されたままの杭体11を布設することができ、杭頭結合筋13をはつり出すカットオフ作業を行なう場合の問題点を解消できる。

次に、図７は、本発明に係るプレボーリング工法における杭施工装置の第２の実施の形態を示し、図６に示された実施の形態の昇降操作体17として、図１に示されたヤットコを用いたものであり、必要な長さのヤットコを用いることにより、杭体11の杭頭および杭頭結合筋13をグランドレベルから任意の深さのレベルに布設できる。他の構成および作用効果は、図６に示されたものと同様である。

以上のように、プレボーリング工法においても、杭頭結合筋13が露出された杭体11の杭頭上に被嵌された杭施工治具16を介して、昇降操作体17により杭体11を布設する杭施工方法を採用し、杭頭結合筋13をはつり出すカットオフ作業を不要にでき、カットオフ作業を行なう場合の問題点を解消できる。

すなわち、杭頭結合筋13が露出した杭体11を製造して、杭施工治具16により、この杭頭結合筋13が露出した状態でグランドレベルより低い所定のレベル位置に杭頭部を揃えて布設するので、杭頭結合筋13の長さを最初から短くして余長部分を削除でき、また、鉄筋はつり出しカットオフ作業を不要にできるので、工費を削減できるとともに工期を短縮でき、さらに、杭頭結合筋のはつり出しカットオフ作業に伴うスクラップの発生がなくなり、廃棄物を削減でき、経済的である。

なお、杭施工治具の嵌合溝部は、治具本体の下端から切込状に形成した例を示したが、治具本体の下端から内面に凹溝を付けるように形成しても良い。また、杭体11として鋼管コンクリート杭（ＳＣ杭）の例を示したが、突起部22を設けた鋼管24を杭体11の全長より短くしたコンクリート杭（いわゆるＰＣ杭またはＰＲＣ杭）でも良い。

本発明は、プレボーリング工法により、所定深度に杭体を布設する際に利用可能である。

本発明に係る杭施工装置の第１の前提技術を示す断面図である。 同上杭施工装置の正面図である。 図１のIII−III線断面図である。 同上杭施工装置の第２の前提技術を示す断面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 本発明に係る杭施工装置の第１の実施の形態を示す断面図である。 同上杭施工装置の第２の実施の形態を示す断面図である。 杭頭結合筋の施工例を示す断面図である。

11 杭体
13 杭頭結合筋
14 杭施工装置
15 結合筋収納空間
16 杭施工治具
17 昇降操作体
21 治具本体
22 突起部
23 嵌合溝部
38 排出穴

Claims (3)

1. 杭頭結合筋が露出された杭体の杭頭上に被嵌される結合筋収納空間を有する杭施工治具と、
   この杭施工治具を介して杭体を少なくとも昇降操作する昇降操作体とを具備し、
   杭施工治具は、中空に形成された杭体の内部を経て上昇するプレボーリング孔内充填材排出用の排出穴を備えた
   ことを特徴とする杭施工装置。
2. 杭施工治具は、
   円筒状に形成された治具本体と、
   この治具本体の下部に設けられ治具本体の回転方向により杭体の上端部側面に突出された突起部に対し嵌脱自在の嵌合溝部と
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の杭施工装置。
3. 昇降操作体として、ヤットコを用いる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の杭施工装置。

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