JP6127760B2 - 構真柱の建込み方法 - Google Patents

Description

この発明は、場所打ち杭の築造に伴って杭孔に建込まれる構真柱の建込み方法に関する。

建物の地下階を構築する工法の１つとして逆打ち工法が知られている。これは地表面から下に構築される地下部分の各階の床を山留壁の支保工として構築しながら、地盤を各階ごとに掘り下げていく工法である。この工法は周辺地盤に変状を及ぼすことが少なく、また地下工事と地上工事とを並行して進めることができるため、工期短縮が図れるなどのメリットがある。

この逆打ち工法において、基礎杭を場所打ち杭とする場合、上階の床や荷重の作用する梁を支承するための構真柱が場所打ち杭上に設置される。構真柱は場所打ち杭の築造の際に杭孔に建込まれるが、その建込み方式としては従来、２つの方式が一般に採用されている（例えば特許文献１参照）。すなわち、杭孔への鉄筋籠の建込み後、構真柱を建込んでからコンクリートを打設する方式（同文献の図１参照）と、コンクリートを打設してからその直後に構真柱を建込む方式（同文献の図８参照）である。

特開２００３ー３１３８６２

しかしながら、上記両方式ともに、構真柱の建込みとコンクリートの打設とが別工程として行われるので、工程数が多くなり手間がかかる。

また、構真柱が打設コンクリート中に入り込んでいくとき、構真柱がスライム等の不良コンクリート部を通過するため、出来上がりの硬化コンクリートと構真柱との密着度が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、工程数を減らして、硬化コンクリートと構真柱との密着度を向上させることが可能な構真柱の建込み方法を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、構真柱が取り付けられたトレミー管を、前記構真柱側を先端として地盤に掘削された孔内に挿入し、
前記トレミー管を用いてコンクリートを前記孔内に打設しながら、当該打設されたコンクリート内に前記構真柱の下端部を入れた状態を維持しつつ前記構真柱を所定深度まで引き上げ、
前記構真柱を前記所定深度で保持するとともに、前記トレミー管を前記構真柱から取り外して前記トレミー管を前記孔内から引き抜くことを特徴とする構真柱の建込み方法にある。

上記建込み方法において、前記構真柱は、前記トレミー管の一端に前記トレミー管と同軸的に接続された管状体であり、且つ前記トレミー管に対して着脱自在である構成を採ることができる。この場合、前記構真柱は、前記トレミー管とほぼ同径の単管である構成を採ることができる。

あるいは、前記構真柱は、前記トレミー管の外径よりも大きい内径を有する単管であり、前記トレミー管の外周を囲うように設けられる構成を採ることもできる。さらに、前記構真柱は、前記トレミー管とほぼ同径の内管及び当該内管の外周に設けられる外管を有する二重管である構成を採ることもできる。前記構真柱は、前記構真柱の外周側面を貫通する貫通穴を前記構真柱の上端部に有する構成を採用すると良い。

また、上記建込み方法において、前記構真柱は、前記トレミー管の外周に着脱自在に取り付けられた棒状体である構成を採ることができる。この場合、前記トレミー管は、錘を備えており、前記錘、前記トレミー管及び前記構真柱を含む全体の重心位置がトレミー管の軸心上に位置する構成を採用すると良い。

この発明によれば、トレミー管の杭孔への挿入に伴って構真柱が杭孔に建込まれるので、従来工法に比べて工程数を低減することができる。また、構真柱がコンクリート不良部を通過することがないので、硬化コンクリートと構真柱との密着度を向上させることができる。

この発明の第１実施形態に係る杭孔の側断面図であり、（ａ）は安定液を満たした杭孔に鉄筋籠を建て込んだ状態を示し、（ｂ）はトレミー管及び構真柱を杭孔に挿入している状態を示し、（ｃ）は構真柱の下端を着底させた状態を示し、（ｄ）はコンクリートを杭孔内に打設している状態を示している。 この発明の第１実施形態に係る杭孔の側断面図であり、（ｅ）はトレミー管及び構真柱を引き上げている状態を示し、（ｆ）はコンクリートの打設を完了した状態を示し、（ｇ）はトレミー管と構真柱との接続を解除して構真柱を残置し、構真柱の芯出し状態を示している。 第１実施形態に係るフローを示す図である。 第１実施形態で使用する構真柱の別例を示す平面図である。 この発明の第２実施形態に係る杭孔の側断面図であり、（ａ）は安定液を満たした杭孔に鉄筋籠を建て込んだ状態を示し、（ｂ）はトレミー管及び構真柱を杭孔に挿入している状態を示し、（ｃ）は構真柱の下端を着底させた状態を示し、（ｄ）はコンクリートを杭孔内に打設している状態を示している。 この発明の第２実施形態に係る杭孔の側断面図であり、（ｅ）はトレミー管及び構真柱を引き上げている状態を示し、（ｆ）はコンクリートの打設を完了した状態を示し、（ｇ）はトレミー管と構真柱との接続を解除して構真柱を残置し、構真柱の芯出し状態を示している。 第２実施形態で使用する構真柱とトレミー管との接続例を示す断面図である。 第２実施形態に係るフローを示す図である。 第２実施形態で使用する構真柱の別例を示す断面図である。 この発明の第３実施形態に係る杭孔の側断面図であり、（ａ）は安定液を満たした杭孔に鉄筋籠を建て込んだ状態を示し、（ｂ）はトレミー管及び構真柱を杭孔に挿入している状態を示し、（ｃ）はトレミー管の下端を着底させた状態を示し、（ｄ）はコンクリートを杭孔内に打設している状態を示している。 この発明の第３実施形態に係る杭孔の側断面図であり、（ｅ）はトレミー管及び構真柱を引き上げている状態を示し、（ｆ）はコンクリートの打設を完了した状態を示し、（ｇ）はトレミー管と構真柱との接続を解除して構真柱を残置し、構真柱の芯出し状態を示している。 第３実施形態で使用する構真柱の例を示す平面図である。 第３実施形態で使用する構真柱とトレミー管との接続例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。 第３実施形態に係るフローを示す図である。

この発明の実施形態についてを図面を参照しながら以下に説明する。
図１、図２は、この発明の第１実施形態を示す断面図である。また、図３は、第１実施形態に係るフローを示す図である。
図１（ａ）は、場所打ち杭築造のために、安定液１を満たしながら杭孔２を掘削した後、杭孔２に鉄筋籠３を建込んだ状態を示している。

この第１実施形態では、鉄筋籠３の杭孔２への挿入（ステップＳ１）後、図１（ｂ）に示すように（図面の簡略化のために鉄筋籠３のフープ筋は一部省略、（ｃ）以下も同じ）、トレミー管４に構真柱５を着脱自在に取り付けて（ステップＳ２）、トレミー管４及び構真柱５を杭孔２に挿入する（ステップＳ３）。構真柱は、一般的にＨ形断面や十字形断面の鋼材が用いられるが、この第１実施形態では構真柱５として管状体、具体的にはトレミー管４とほぼ同径の単管である円形鋼管を用いる。

この構真柱５の上端にはフランジ６が設けられている。他方、トレミー管４は管ユニット４ａを多数本接続しながら杭孔２に挿入され、これら管ユニット４ａどうしを接続するために上下端にフランジ７が設けられている。構真柱５はそのフランジ６と先端の管ユニット４ａのフランジ７とをボルト１８等により接合することにより、トレミー管４に同軸的に接続される。構真柱５と管ユニット４ａはボルト１８等により接合されるため、短時間で容易に着脱が可能である。
また、構真柱５と管ユニット４ａの接続状態において、構真柱５の内部はトレミー管４と連通状態にある。すなわち、この実施形態では、構真柱５は後述するコンクリートの打設まではトレミー管４の一部として機能する。なお、構真柱５の外周には地中梁と接合するための接合部材８が設けられている。

以上のようにして先端に構真柱５を接続したトレミー管４を杭孔２に挿入し、同図（ｃ）に示すように、構真柱５の先端を孔底に着底させる（ステップＳ４）。なお、必要に応じてスライム処理等の孔底処理を行う。次いで、同図（ｄ）に示すようにコンクリートの打設を開始する（ステップＳ５）。打設コンクリートＣは、図２（ｅ）に示すように、通常の場所打ち杭施工の場合と同様に、トレミー管４を引き上げながら（ステップＳ６）、その先端すなわち構真柱５の先端から打設する。その際、トレミー管４の引き上げに伴って管ユニット４ａは順次回収される。そして、同図（ｆ）に示すように、コンクリートの打設が完了したら（ステップＳ７）、構真柱５を所定深度位置に適宜の保持手段９により保持するとともに、トレミー管４を構真柱５から取り外す（同図（ｇ）、ステップＳ８）。続いて、トレミー管を回収し（ステップＳ９）、構真柱５には芯出し装置１０を取り付けて杭孔芯と一致させる（ステップＳ１０）。以上によって、構真柱５の建込みを完了する。なお、打設コンクリートＣの硬化後は、杭孔２は埋め戻される。

図４は、本実施形態で使用する構真柱１５の別の例を示している。この例は、円形鋼管１５ａの外周に軸方向に延びるＴ字形の補強プレート１５ｂを９０度の角度間隔をおいて設けたものである。言い換えれば、構真柱として用いられている十字形断面の鋼材の中心部を円形鋼管１５ａに置き換えたものである。円形鋼管１５ａはトレミー管４の先端に接続され、トレミー管の一部として機能する。

上記実施形態によれば、トレミー管４の杭孔２への挿入に伴って構真柱５が杭孔２に建込まれるので、従来工法に比べて工程数が減り施工時間を短縮することができる。係る場合に、構真柱５とトレミー管４とが同軸になるようにトレミー管４の下端に構真柱５を接続して、トレミー管４及び構真柱５を杭孔２内に挿入し、コンクリート打設後はトレミー管４のみを地上へ回収するため、従来よりもトレミー管の挿入及び引き抜き距離が短くてすむ。これにより、施工時間を大幅に短縮することができる。
また、構真柱５がコンクリート不良部を通過することがないので、硬化コンクリートＣと構真柱５との密着度に影響を及ぼすことがない。
また、構真柱５は、トレミー管４とほぼ同径の単管であるため、コンクリートの打設圧を変化させることがない。

そして、杭孔内に構真柱を建て込んだ後、杭孔にトレミー管を挿入してコンクリートを打設する従来の工法では、トレミー管の挿入時には杭孔中に構真柱がすでに存在しているため、トレミー管を挿入したり、引き抜いたりするためのスペースが狭い。このため、当該工法では、コンクリート打設時にトレミー管が構真柱や孔壁に引っ掛かり、打設中断トラブルが発生する危険性があった。
しかしながら、本実施形態によれば、構真柱５がトレミー管４と軸方向に連続してトレミー管の一部として機能しているので、トレミー管４の挿入時には十分なスペースがあり、コンクリート打設中断のトラブルが発生することはない。

さらに、杭孔内にコンクリートを打設した後、杭孔に構真柱を建込む従来の工法では、打設コンクリートの硬化前に構真柱を杭孔に建込む必要があるため、建込みに時間がかかると構真柱を所定位置に設置できないおそれがあった。
しかしながら、本実施形態によれば、構真柱５はコンクリートの打設に伴って設置されるので、コンクリートの硬化時間を考慮することなく所定位置に精度よく設置することができる。

図５、図６は、この発明の第２実施形態を示す断面図である。また、図７は、第２実施形態で使用する構真柱とトレミー管との接続例を示す断面図、図８は、第２実施形態に係るフローを示す図である。
図５（ａ）は、場所打ち杭築造のために、安定液１を満たしながら杭孔２を掘削した後、杭孔２に鉄筋籠３を建込んだ状態を示している。

この第１実施形態においても、鉄筋籠３の杭孔２への挿入（ステップＳ１）後、図５（ｂ）に示すように（図面の簡略化のために鉄筋籠３のフープ筋は一部省略、（ｃ）以下も同じ）、トレミー管４に構真柱２５を着脱自在に取り付けて（ステップＳ２）、トレミー管４及び構真柱２５を杭孔２に挿入する（ステップＳ３）。ここで、上記第１実施形態では構真柱としてトレミー管４とほぼ同径の円形鋼管を用いたが、この第２実施形態では、構真柱２５としてトレミー管４の外径よりも大きい内径を有する単管である円形鋼管（角形鋼管であってもよい）を用いる。

構真柱２５は図７に示すように、トレミー管４の外周、より具体的には先端の管ユニット４ａの外周を囲うように設けられる。構真柱２５とトレミー管４とを接続するために、構真柱２５の上端には内向きのフランジ１０が形成されるとともに、連結プレート１１が設けられる。この連結プレート１１にはトレミー管４の内径と同径の穴１１ａが形成されている。構真柱２５の建込み時には、まず先端の管ユニット４ａのフランジ７とその上部に接続される管ユニット４ａのフランジ７との間に連結プレート１１を挟み込み、ボルト１２により上下の管ユニット４ａ、４ａを接続する。次に、トレミー管４を構真柱２５内に挿入し、ボルト１３により連結プレート１１を構真柱２５のフランジ１１に接続する。

構真柱２５の下端には内向きのフランジ１４が設けられている。このフランジ１４と管ユニット４ａのフランジ７との間には、構真柱２５の建て込み時やコンクリート打設時に浮力の影響を抑制するために、構真柱２５内に安定液１を入り込ませ、またコンクリートを入り込ませるための環状の隙間１６が設けられている。また、構真柱２５の上端部には、空気抜きのための複数の貫通穴１７が外周側面を貫通して設けられている。

以上のようにして先端に構真柱２５を接続したトレミー管４を杭孔２に挿入し、図５（ｃ）に示すように、トレミー管４の先端を孔底に着底させる（ステップＳ４）。なお、必要に応じてスライム処理等の孔底処理を行う。次いで、同図（ｄ）に示すようにコンクリートの打設を開始する（ステップＳ５）。打設コンクリートＣは、図６（ｅ）に示すように、トレミー管４を引き上げながら（ステップＳ６）、構真柱２５内の先端の管ユニット４ａから打設する。その際、トレミー管４の引き上げに伴って管ユニット４ａは順次回収される。そして、同図（ｆ）に示すように、コンクリートの打設が完了したら（ステップＳ７）、構真柱２５を所定深度位置に適宜の保持手段９により保持するとともに、図７に示したボルト１３を取り外してトレミー管４を構真柱２５から取り外す（同図（ｇ）、ステップＳ８）。続いて、トレミー管を回収し（ステップＳ９）、構真柱２５には芯出し装置１０を取り付けて杭孔芯と一致させる（ステップＳ１０）。以上によって、構真柱２５の建込みを完了する。なお、打設コンクリートＣの硬化後は、杭孔２は埋め戻される。

図９は、第２実施形態で使用する構真柱３５の別の例を示している。この例では、構真柱３５は、トレミー管４とほぼ同径の内管１９及び内管１９の外周に設けられる外管２０を有する二重管で構成されている。内管１９及び外管２０はいずれも円形鋼管からなるが、外管２０は角形鋼管であってもよい。内管１９及び外管２０の各下端間は底板２１によって閉鎖され、内管１９及び外管２０は一体となっている。構真柱３５は、内管１９とトレミー管４とが連通するように先端の管ユニット４ａに接続され、内管１９はコンクリートの打設時にはトレミー管４の一部として機能する。

この構真柱３５の場合、構真柱３５の建て込み時やコンクリート打設時に浮力の影響を抑制するために、外管２０内に安定液１を入り込ませ、またコンクリートを入り込ませるための複数の貫通穴２２が外管２０の下端部に設けられている。貫通穴２２は底板２１に設けるようにしてもよい。外管２０の上端部に空気抜きのための貫通穴を設ける点は、図７に示した構真柱２５の場合と同様である。この構真柱３５の場合、杭孔２へのコンクリート打設完了後、内管１９及び外管２０が杭孔２に残置されることになる。

以上の第２実施形態によっても、トレミー管４の杭孔２への挿入に伴って構真柱２５、３５が杭孔２に建込まれるので、第１実施形態と同様の効果が得られる。
また、構真柱２５の径あるいは構真柱３５を構成する外管２０の径は、設計荷重に応じて調整することができるため、構真柱２５、３５は様々な設計荷重の構築構造物に対応することができる。さらに、構真柱３５のように、構真柱を一体となった内管１９及び外管２０で構成することにより、内管１９をコンクリート打設時にはトレミー管４の一部として機能させるとともに、コンクリート打設後は構築構造物を支持するための強度部材として用いることができる。

図１０、図１１は、この発明の第３実施形態を示す断面図である。また、図１２は、第３実施形態で使用する構真柱の例を示す平面図、図１３は、第３実施形態で使用する構真柱とトレミー管との接続例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、図１４は、第３実施形態に係るフローを示す図である。
図１０（ａ）は、場所打ち杭築造のために、安定液１を満たしながら杭孔２を掘削した後、杭孔２に鉄筋籠３を建込んだ状態を示している。

この第３実施形態においても、鉄筋籠３の杭孔２への挿入（ステップＳ１）後、図１０（ｂ）に示すように（図面の簡略化のために鉄筋籠３のフープ筋は一部省略、（ｃ）以下も同じ）、トレミー管４に構真柱４５を着脱自在に取り付けて（ステップＳ２）、トレミー管４及び構真柱４５を杭孔２に挿入する（ステップＳ３）。ここで、上記第１、第２実施形態では構真柱としてトレミー管４に同軸的に接続される管状体を用いたが、この第３実施形態では構真柱４５、５５は、図１２に例示されるように、それぞれＨ形断面（同図（ａ））や十字形断面（同図（ｂ）などの棒状の鋼材からなっている。これらの構真柱４５、５５はトレミー管４の外周に軸方向に沿って取り付けられる。構真柱は、Ｈ形断面や十字形断面に限らず、Ｉ形、Ｔ形、Ｚ形、山形及び溝形の各断面とすることができる。

図１３は、Ｈ形断面とした構真柱４５のトレミー管４への取り付け例を示している。トレミー管４は構真柱４５を構成するＨ形断面鋼材のフランジ４５ａ、４５ａ間に入り込むように配置され、取り付けには矩形の連結プレート２３が用いられる。この連結プレート２３には上下の管ユニット４ａ、４ａを連通させるための穴２３ａが形成されている。トレミー管４を構成する上下の管ユニット４ａ、４ａのフランジ７、７間に連結プレート２３を挟み込み、フランジ７、７はボルト２４により接続される。Ｈ形断面鋼材のウェブ４５ｂを挟んだトレミー管の反対側には、フランジ４５ａ、４５ａにブラケット２５が設けられている。このブラケット２５に連結プレート２３がボルト２６により固定され、これによりトレミー管４と構真柱４５とが一体化される。構真柱４５はその先端がトレミー管４の先端と一致するように取り付けられているが、トレミー管４の先端よりも幾分か上方に位置するように取り付けてもよい。

上記第１、第２実施形態の場合、構真柱はトレミー管４に同軸的に取り付けられるので、全体の重心位置はトレミー管の軸心上にあり、杭孔２への挿入の際にトレミー管に傾きは生じにくい。一方、本実施形態のようにトレミー管４の外周に構真柱４５、５５を取り付けると、全体の重心位置がトレミー管の軸心からずれてしまい、杭孔２への挿入の際にトレミー管及び構真柱が傾きやすい。このような傾きを防止するために、図１２に示すように、トレミー管４に錘２７を取り付けるとよい。錘２７は、錘２７、トレミー管４及び構真柱４５（又は５５）を含む全体の重心位置がトレミー管４の軸心上に位置するように、トレミー管４に取り付けられる。錘２７の取付け位置は、例えば、構真柱４５、５５及びトレミー管４の各軸心を含む面上であって、トレミー管４を挟む構真柱４５、５５の反対側である。この錘２７は、例えば、適宜の管ユニット４ａを選択し、そのフランジ７、７間にボルト等を用いて取り付けることができる。

以上のようにして先端に構真柱４５を接続したトレミー管４を杭孔２に挿入し、図１０（ｃ）に示すように、トレミー管４の先端を孔底に着底させる（ステップＳ４）。なお、必要に応じてスライム処理等の孔底処理を行う。次いで、同図（ｄ）に示すようにコンクリートの打設を開始する（ステップＳ５）。打設コンクリートＣは、図１１（ｅ）に示すように、通常の場所打ち杭施工の場合と同様に、トレミー管４を引き上げながら（ステップＳ６）、その先端から打設する。その際、トレミー管４の引き上げに伴って構真柱４５も引き上げられ、また管ユニット４ａは順次回収される。そして、同図（ｆ）に示すように、コンクリートの打設が完了したら（ステップＳ７）、構真柱４５を所定深度位置に適宜の保持手段９により保持するとともに、図１３に示したボルト２４を取り外してトレミー管４を構真柱４５から取り外す（同図（ｇ）、ステップＳ８）。続いて、トレミー管を回収し（ステップＳ９）、構真柱４５には芯出し装置１０を取り付けて杭孔芯と一致させる（ステップＳ１０）。以上によって、構真柱４５の建込みを完了する。なお、打設コンクリートＣの硬化後は、杭孔２は埋め戻される。

なお、本実施形態では、構真柱として鋼製のものを示したが、プレキャストコンクリート製のものを用いてもよい。

この第３実施形態によっても、トレミー管の杭孔への挿入に伴って構真柱が杭孔に建込まれるので、従来工法に比べて工程数が減り施工時間を短縮することができる。また、構真柱は上記第１、第２実施形態のようにトレミー管４と軸方向に連続するものではないが、トレミー管の挿入時には十分なスペースがあり、コンクリート打設中断のトラブルが発生することはない。
さらに、構真柱として、設計条件に応じて様々な断面形状の形鋼を用いることができる。これにより、設計の幅を広げることができる。
また、本実施形態でも上記各実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上記各実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。

２ 杭孔
３ 鉄筋籠
４ トレミー管
４ａ 管ユニット
５、１５、２５、３５、４５ 構真柱
１１ 内管
１２ 外管
Ｃ 打設コンクリート

Claims (8)

1. 構真柱が取り付けられたトレミー管を、前記構真柱側を先端として地盤に掘削された孔内に挿入し、
   前記トレミー管を用いてコンクリートを前記孔内に打設しながら、当該打設されたコンクリート内に前記構真柱の下端部を入れた状態を維持しつつ前記構真柱を所定深度まで引き上げ、
   前記構真柱を前記所定深度で保持するとともに、前記トレミー管を前記構真柱から取り外して前記トレミー管を前記孔内から引き抜くことを特徴とする構真柱の建込み方法。
2. 前記構真柱は、前記トレミー管の一端に前記トレミー管と同軸的に接続された管状体であり、且つ前記トレミー管に対して着脱自在であることを特徴とする請求項１記載の構真柱の建込み方法。
3. 前記構真柱は、前記トレミー管とほぼ同径の単管であることを特徴とする請求項２記載の構真柱の建込み方法。
4. 前記構真柱は、前記トレミー管の外径よりも大きい内径を有する単管であり、前記トレミー管の外周を囲うように設けられることを特徴とする請求項２記載の構真柱の建込み方法。
5. 前記構真柱は、前記トレミー管とほぼ同径の内管及び当該内管の外周に設けられる外管を有する二重管であることを特徴とする請求項２記載の構真柱の建込み方法。
6. 前記構真柱は、前記構真柱の外周側面を貫通する貫通穴を前記構真柱の上端部に有することを特徴とする請求項４又は５記載の構真柱の建込み方法。
7. 前記構真柱は、前記トレミー管の外周に着脱自在に取り付けられた棒状体であることを特徴とする請求項１記載の構真柱の建込み方法。
8. 前記トレミー管は、錘を備えており、
   前記錘、前記トレミー管及び前記構真柱を含む全体の重心位置が前記トレミー管の軸心上に位置することを特徴とする請求項７記載の構真柱の建込み方法。

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