JPH0567732B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、場所打コンクリート杭の杭頭部処
理装置に関するものである。

「従来の技術」 周知のように、場所打コンクリート杭を施工す
る場合には、その杭頭部の強度を確保し、また杭
上端の位置決めを正確に行うために、杭頭部に高
さ１ｍ程度のコンクリートの余盛りを行つてお
き、コンクリートの硬化後にその余盛り部分を斫
ることが従来一般的であつた。ところが、余盛り
部分の斫り作業は容易なものではないし、また、
騒音や振動、粉塵の発生を伴うので好ましくな
く、このため、第９図に示すような杭頭処理法が
提案されている（特公昭58−34616号）。

その杭頭処理法は、内部に鉄筋かごａが配され
た杭孔ｂの所定高さまでコンクリートｃを打設し
た後、コンクリートｃが未固化の状態においてそ
の上面に水等の液体層ｄを設けるとともに、送気
装置ｅをコンクリートｃ中に配し、エアーコンプ
レツサｆによつて送気装置ｅを通してコンクリー
トｃ中に圧縮空気ｇを水平方向に噴出させる、と
いうものである。そして、その圧縮空気ｇの噴射
エネルギーで杭頭部のコンクリートｃを液体ｄ中
で攪乱することによつて、コンクリートｃを砂利
層、砂層、セメント層に分離、堆積させる、とい
うものである。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記の場合、余盛り部分のコン
クリートが砂利層、砂層、セメント層に分離、堆
積してほとんど固化せず、このため従来にように
斫り作業が困難になることはないが、それら未固
化のまま残つた砂利層、砂層、セメント層を杭頭
部から除去することは必ずしも簡便に行えるもの
ではない。特に、ペースト（のろ）状となつて残
つたセメント層を効率良く除去することは著しく
困難であるし、また、除去したセメントペースト
をそのまま廃棄処分することはできず、何等かの
後処理が必要となるものであつた。

また、上記の場合、送気装置ｅから噴出させる
空気粒ｇの噴射エネルギによつてコンクリーｃを
攪乱するのであるが、充分な攪乱効果が得られる
ためには空気流ｇに膨大な噴射エネルギを付与し
なければならず、したがつて空気流ｇの噴射圧力
は極めて高圧なものとしなければならず、このた
めエアーコンプレツサｆは著しく大形かつ大容量
のものとなつて設備費や運転費がかさんでしま
う、という難点もあつた。

さらに、上記の処理法では、第１０図に示すよ
うに送気装置ｅが杭孔内において偏心し、しかも
杭孔に対して傾いてしまうことがあり、その場合
には高圧の空気流が斜め下方に向けて噴射される
ので、コンクリートが造成するべき杭の上端位置
H₀より下方まで必要以上に攪乱されてしまい、
その結果、第１０図に示されるように杭頭に凹凸
が生じてしまうことがあつた。そして、そのよう
な場合には、杭頭部にコンクリートの打ち増しが
必要となつたり、補強コンクリートを施す必要が
生じる、等の問題があつた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、場所打コンクリート杭の杭頭部の処理を容易
に行うことのできる有効適切な杭頭部処理装置を
提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、ベントナイト泥水が注水されてい
る杭孔内に打設されたコンクリート中の所定位置
から気泡を墳発発泡させて、コンクリートとベン
トナイト泥水とを部分的に混合させて杭頭部にベ
ントナイトコンクリートを形成する場所打コンク
リート杭の杭頭部処理装置であつて、前記コンク
リート中に上下方向に沿つて挿入されるエアパイ
プを有し、該エアパイプ下端側部には、気泡を発
泡させる開口部が全周にわたつて断続的または連
続的に設けられていることを特徴としている。

「作用」 この発明では、エアパイプの下端部側面に設け
られている開口部から吹き出された空気が気泡と
なつてコンクリート中を浮上するが、その気泡の
浮力によつてエアパイプの下端より上方部に存す
るコンクリートおよびその上方部に存するベント
ナイト泥水に上下方向の緩やかな対流が生じ、そ
の結果、コンクリートとベントナイト泥水、およ
び多量の空気とが混合されて、場所打コンクリー
ト杭の頭部に脆弱なベントナイトコンクリートが
形成される。しかも、開口部は、エアパイプ下端
側部に全周にわたつて断続的または連続的に設け
られているため、コンクリートとベントナイト泥
水との混合中にエアパイプを回転させることなく
コンクリートを打設した面よりも上方部において
のみ撹拌作用をまんべんなく行うことができ、ま
た開口部に導かれて気泡が所定位置から側方に向
けて確実に噴発発泡する。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

まず、第５図を参照して、この実施例に用いる
エアパイプＡについて説明する。エアパイプＡ
は、上端が閉塞され下端が開放されている本体パ
イプ１の上面に、エアホースを接続するための接
続管２が取り付けられているとともに、本体パイ
プ１の下端には本体パイプ１の径よりやや大径の
底板３が取り付けられ、かつ、本体パイプ１の下
端部側面に等間隔で複数の開口部４が切欠かれて
形成されてなるものであつて、接続管２を通して
本体パイプ１内に空気が送りこまれると、その空
気が開口部４から吹き出すようにされているもの
である。

また、パイプ本体１の上端部には、パイプ本体
１の半径方向に放射状に延びる４本のアーム５…
が取り付けられている。これらのアーム５…はパ
イプ本体１に沿つて上下に移動でき、かつ、所望
の位置で固定できるようにされている（第５図で
はパイプ本体１の最上部に固定された状態となつ
ている）。これらのアーム５…は、後述する支持
台１５によつてエアパイプＡを杭孔内において鉛
直となるように支持するためのものであるととも
に、パイプ本体１に対するこれらアーム５…の取
り付け位置を調節することによつて、エアパイプ
Ａの杭孔内における下端位置の位置決めを行うた
めのものである。

なお、このエアパイプＡの寸法は、造成する杭
の寸法や、施工地盤位置と杭上端位置との距離等
を勘案して適宜設定すれば良いが、一例を上げれ
ば本体パイプ１の長さは２ｍ程度、その直径は50
mm程度とすることが良い。

以上でエアパイプＡを構成を説明したが、次
に、そのエアパイプＡを用いる杭頭処理方法の一
実施例を第１図ないし第４図を参照して説明す
る。これらの図は、この実施例を杭頭処理方法の
施工手順を工程順に示すもので、図中の符号１１
は所定深さに掘削された杭孔、１２はその内側に
配された鉄筋かごである。また、H₀は造成され
る杭の上端位置を示している。

まず、杭孔１１内にベントナイト泥水１３を満
たし、トレミー管（図示せず）を用いてそのベン
トナイト泥水１３と置換しつつコンクリート１４
を杭上端位置H₀より所定距離（たとえば１ｍ程
度）だけ高い位置H₁まで打設する。また、杭孔
１１の周囲にエアパイプＡを支持するための環状
の支持台１５（平面形状は第２図ロ参照）を水平
となるように配置する。

そして、クレーン等を使用してエアパイプＡを
杭孔１１の直上方に吊り上げ、次いで徐々に降下
させていき、杭孔１１内にエアパイプＡを挿入し
ていく。その際、エアパイプＡの接続管２にエア
ホース１６を接続しておき、そのエアホース１６
を通してエアコンプレツサ（図示せず）から空気
をエアパイプＡ内に送り込みつつエアパイプＡを
降下させていく。このようにすることにより、第
１図に示すようにエアパイプＡの下端部に設けら
れている開口部４から空気が気泡Ｂとなつてベン
トナイト泥水１３中に発泡し、したがつてエアパ
イプＡ内にベントナイト泥水１３が流入してしま
うことがない。

そして、エアパイプＡの上端部に取り付けられ
ているアーム５…を支持台１５上に載置すると、
第２図イに示すようにエアパイプＡは杭孔１１内
において鉛直となつた状態で支持される。この
際、アーム５…のパイプ本体１に対する取り付け
位置を予め調節しておいて、エアパイプＡが支持
台１５によつて支持されたときにその下端位置が
杭上端位置H₀より若干（たとえば50mm〜150mm程
度）高い位置H₂となるようにしておく。

第２図に示すようにエアパイプＡを支持台１５
によつて支持したら、そのまま所定の時間エアコ
ンプレツサからエアパイプＡへの送気を継続す
る。これにより、本体パイプ１に送り込まれた空
気は第２図イおよび第５図ロに示したように、開
口部４から気泡Ｂとなつてコンクリート１４中に
発泡し、その気泡Ｂはコンクリート１４中および
その上方部に存しているベントナイト泥水１３中
を浮上していく。そして、気泡Ｂが浮上するに伴
つて、気泡Ｂの浮力によつて第２図イ中に矢印で
示すような上下方向の緩やかな対流が生じ、これ
により、エアパイプＡの下端位置H₂より上方の
部分においてのみコンクリート１４とベントナイ
ト泥水１３とが混合されることになる。この際、
第２図ロに矢印で示すように、エアパイプＡのア
ーム５…を支持台１５上において水平方向に滑ら
せたり回転させることによつて、エアパイプＡを
その鉛直状態を保持したままで水平方向に移動さ
せれば、コンクリート１４とベントナイト泥水１
３とを杭孔１１の全断面にわたつて満遍なく混合
することができる。

上記のようにして所定の時間空気を送り込んで
コンクリート１４とベントナイト泥水１３とを充
分に混合したら、エアコンプレツサを停止して送
気を中止し、第３図に示すようにエアパイプＡを
杭孔１１から引き出し、支持台１５を撤去する。
そのまま所定時間が経過すると、エアパイプＡの
下端位置H₂より下方のコンクリート１４は硬化
して強固なコンクリート杭１６が形成されるとと
もに、それより上方の部分においては、混合され
たコンクリート１４とベントナイト泥水１３とが
硬化してベントナイトコンクリート１７が形成さ
れる。このベントナイトコンクリート１７は、コ
ンクリート中に多量のベントナイトおよび多量の
気泡が混入しているので、その強度は通常50〜
100Kg／cm²程度となり、したがつて一般のコンク
リートに比して著しく脆弱なものであつて比較的
容易に破壊できるものである。

その後、第４図に示すように、杭頭部周辺の地
盤を掘削し、上記のベントナイトコンクリート１
７を全て斫つて除去してコンクリート杭１６の上
面を露出させ、続いて、そのコンクリート杭１６
の上端を最終的に造成するべき杭の上端位置H₀
まで斫り取れば施工が完了する。

なお、上記のように、ベントナイトコンクリー
ト１７を除去した後に、さらにコンクリート杭１
６の上端部を斫るようにしているのは、杭頭部の
強度を確保するための安全策、すなわち杭頭の施
工高さ誤差等により杭頭部に若干のベントナイト
泥水１３が混入してその強度が低下してしまつた
としても品質上の問題が生じないようにするため
であり、また、杭上端の位置決めをより正確に行
うためでもある。

以上で説明した実施例によれば、後に除去すべ
き杭頭部の大部分を脆弱なベントナイトコンクリ
ート１７とするので、そのベントナイトコンクリ
ート１７は簡易なブレーカ等によつて容易に破
壊、除去でき、したがつて従前のように高強度の
コンクリートそのものを１ｍ程度も斫る場合に比
してその作業を著しく容易に行うことができる
し、そのため、騒音や振動の発生もさほどのもの
ではない。

また、上記実施例によれば、高圧空気流によつ
てコンクリートを分離、堆積させるようにした従
来の処理法における未固化の状態のままの砂利
層、砂層、セメント層の除去の困難さが解消する
から、従来の方法に比して作業性に優れていると
ともに、斫つたベントナイトコンクリート１７は
一般のコンクリート屑とともに処分することがで
きるから、上述の従来の方法においては必要であ
つたセメントペースト等に対する格別な後処理は
一切不要である。

また、上記実施例では、気泡Ｂを浮上させるこ
とでその浮力を利用して緩やかな対流を生ぜし
め、それによつてコンクリート１４とベントナイ
ト泥水１３とを混合させるものであるから、エア
パイプＡに送り込む空気の所要圧力はその空気が
開口部４からコンクリート１４中に押し出される
程度の低圧（たとえば４〜５気圧程度）で充分で
ある。したがつて、従来の空気流の噴射エネルギ
によつてコンクリートを直接的に攪乱する場合の
ような高圧を必要とせず、このため、エアーコン
プレツサも小形、小容量のもので充分であつて、
設備費や運転費を削減でき、しかも、エアーコン
プレツサの発生する騒音や振動も軽減させること
ができる。

さらに、上記のエアパイプＡは、上端部にアー
ム５…を取り付け、それらのアーム５…を支持台
１５上に置くことによつて支持されて杭孔１１内
に配置されるようになつているので、エアパイプ
Ａを杭孔１１内において傾くことなく確実に鉛直
な状態で保持することができるとともに、アーム
５…のパイプ本体１に対する取り付け位置を上下
方向に調節するのみでエアパイプＡの下端位置の
位置決めを容易にかつ正確に行うことができ、さ
らに、アーム５…を支持台１５上で滑らせること
によつてエアパイプＡを鉛直に保持したままで水
平方向の移動を容易に行うことができるものとな
つている。なお、エアパイプＡの傾きを防止する
ためにはアーム５の本数は少なくとも３本あれば
良い。

そのうえ、上記実施例によれば、エアパイプＡ
の下端部の開口部４から発泡した気泡Ｂは自ずと
コンクリート中を浮上していくし、しかも開口部
４の下部にはパイプ本体１より大径の底板３が取
り付けられているので、その底板３によつて気泡
Ｂが下方に向かうこと防止され、このため、エア
パイプＡの下端より下方においてはコンクリート
１４とベントナイト泥水１３とが混合されてしま
うことはない。そして、この方法では、上述した
ようにアーム５…および支持台１５によつてエア
パイプＡが傾くことが有効に防止されるが、仮に
エアパイプＡが傾いてしまつたとしても、第６図
に示すように気泡Ｂは上部側となつた開口部４の
みから発泡して下部側となつた開口部４からは殆
ど発泡することがない。したがつて、従来の高圧
気流によつて攪乱する処理法のように下向きの気
流によつてコンクリートが必要以上の範囲にわた
つて攪乱されてしまう（第１０図参照）ようなこ
とはなく、このため、杭頭部に凹凸が生じてしま
つたり、杭頭部に対するコンクリートの打ち増し
や補強が必要となることはない。

以上でこの発明の実施例を説明したが、この発
明の実施に用いるエアパイプの形態は第５図に示
したものに限るものではなく、その下端から気泡
が発泡して浮上できるものであれば、その形状、
寸法等は適宜変更して良く、たとえば第７図に示
すようなエアパイプA₂、第８図に示すようなエ
アパイプA₃が考えられる。

第７図に示すエアパイプA₂は、上記のエアパ
イプＡの開口部４の上方に環状の邪魔板２０を取
り付けた構成とされたものであつて、この邪魔板
２０を取り付けたことによつて、気泡Ｂは開口部
４から直ちに浮上することはなく、邪魔板２０下
面に沿つて外周側に向かつて流れた後にエアパイ
プA₂から所定距離だけ離間した位置で浮上して
いくことになり、大径の杭を造成する場合等に好
適である。勿論、その邪魔板２０の径寸法は適宜
設定すれば良い。また、第８図に示すエアパイプ
A₃は、エアパイプＡのように本体パイプ１の下
端部を切欠いて開口部４を形成することなく、本
体パイプ２１の下端に複数本のスペーサ２２…を
介して円板状の底板２３を取り付け、本体パイプ
２１の下端と底板２３との間の〓間から気泡Ｂを
発泡させるようにしたものである。なお、第７
図、第８図に示したエアパイプA₂，A₃では、エ
アパイプＡにお多けるアーム５の図示は省略して
いるが、エアパイプＡと同様にアームを少なくと
も３本備えるようにすれば良い。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明によれ
ば、気泡を発泡させる開口部が、エアパイプ下端
側部に全周にわたつて断続的または連続的に設け
られているため、以下の効果を奏することができ
る。

コンクリートとベントナイト泥水との混合中に
エアパイプを回転させることなくコンクリートを
打設した面よりも上方部においてのみ撹拌作用を
まんべんなく行うことができる故、装置を簡素化
することができる。

開口部に導かれて気泡が所定位置から側方に向
けて確実に噴発発泡するため、不必要に杭頭の位
置のコンクリートを混合することなく混合位置す
なわち杭頭の位置を確実に決めることができるば
かりでなく、エアージエツトやウオータージエツ
トを使用したりする場合のように下方のコンクリ
ートを不必要に乱してしまうことにより品質の低
下を招くようなことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明方法の実施例を
説明するための図である。第１図ないし第４図
は、この実施例の方法の施工手順を工程順に説明
するための図であつて、第１図はエアパイプを杭
孔内に挿入している状態の立断面図、第２図は気
泡によつてコンクリートとベントナイト泥水とを
混合している状態であつてこのうちイは立断面
図、ロは平面図、第３図は杭頭部にベントナイト
コンクリートが形成された状態を示す立断面図、
第４図はベントナイトコンクリートが除去されて
杭の造成が完了した状態を示す立断面図である。
第５図は上記の方法に用いて好適なエアパイプを
示すものでこのうちイは斜視図、ロは断面図、第
６図は上記のエアパイプが傾いた状態を示す拡大
図である。第７図および第８図はいずれもエアパ
イプの他の構成例を示すもので、それぞれイは斜
視図、ロは断面図である。第９図は従来の杭頭処
理法を説明するための断面図、第１０図はその処
理法において送気装置が傾いた状態を示す拡大図
である。 Ａ……エアパイプ、Ｂ……気泡、H₀……杭の
上端位置、４……開口部、１１……杭孔、１３…
…ベントナイト泥水、１４……コンクリート、１
６……コンクリート杭、１７……ベントナイトコ
ンクリート、A₂，A₃……エアパイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベントナイト泥水が注水されている杭孔内に
   打設されたコンクリート中の所定位置から気泡を
   発泡させて、コンクリートとベントナイト泥水と
   を部分的に混合させて杭頭部にベントナイトコン
   クリートを形成する場所打コンクリート杭の杭頭
   部処理装置であつて、 前記コンクリート中に上下方向に沿つて挿入さ
   れるエアパイプを有し、該エアパイプ下端側部に
   は、気泡を発泡させる開口部が全周にわたつて断
   続的または連続的に設けられていることを特徴と
   する場所打コンクリート杭の杭頭部処理装置。