JPH10266199A - 先端パッカー付き二重注入管および鋼芯モルタル杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の橋脚等の基礎を補強する工事に使用さ
れる先端パッカー付き二重注入管および鋼芯モルタル杭
の施工方法に関し、既存の橋脚等を維持しつつ行う基礎
補強工事における作業性を改善することを課題とする。 【解決手段】 土中に残置したケーシング式掘削用のケ
ーシングに挿入される鋼棒導入管と、この鋼棒導入管に
挿入されるパッカー付き鋼棒と、前記鋼棒導入管の外面
側に併設し固着したグラウトパイプと、前記鋼棒導入管
の先端部で前記ケーシング内面と前記鋼棒導入管外面と
前記グラウトパイプ外面との間を封じる先端パッカーと
を備えた先端パッカー付き二重注入管と、この先端パッ
カー付き二重注入管を使用した鋼芯モルタル杭の施工方
法とを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既存の橋脚等の基
礎を補強する工事に使用される先端パッカー付き二重注
入管および鋼芯モルタル杭の施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高架道路や高架橋等の基礎を補強
するには、既に架設されている道路や橋を取り壊すわけ
にはいかないので、既存の脚柱をそのまま維持して補強
工事をしなければならない。このため脚柱の倒れまたは
抜けを防止するための基礎工事では、既存の脚柱の外周
部から杭孔を掘削し、その杭孔にグラウト注入パイプに
てグラウトの注入を行いその注入後に鋼芯を挿入するか
または段階的にパッカーを付けた鋼芯を杭孔に挿入して
その鋼芯に付けたパッカー間にグラウトを順に注入しつ
つグラウト注入パイプを引き上げて、鋼芯モルタル杭を
形成させ、形成させた杭の上に脚柱補強用の鉄筋コンク
リート基礎を構築して、脚柱の倒れまたは抜けを防止す
る工法が採られている。

【０００３】〔従来技術の問題点〕このような従来の技
術では、既存の脚柱の周囲に杭打ちする必要上、高架部
の存在に影響されて、あまり大きな掘削機を使用するこ
とができない。また、鉛直方向への掘削は容易であるが
斜め方向への掘削には制限が多く、困難である。このた
め、施工の作業性が悪く、作業効率を高めることができ
ないという問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における問題点に鑑みてなされたものであり、その解消
を目的として設定する具体的な課題は、既存の橋脚等を
維持しつつ行う基礎補強工事における作業性を改善した
先端パッカー付き二重注入管および鋼芯モルタル杭の施
工方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
に係る先端パッカー付き二重注入管は、土中に残置した
ケーシング式掘削用のケーシングに挿入される鋼棒導入
管と、この鋼棒導入管に挿入されるパッカー付き鋼棒
と、前記鋼棒導入管の外面側に併設し固着したグラウト
パイプと、前記鋼棒導入管の先端部で前記ケーシング内
面と前記鋼棒導入管外面と前記グラウトパイプ外面との
間を封じる先端パッカーとを備えたことを特徴とするも
のである。

【０００６】また、請求項２に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法は、ケーシング式掘削により掘削した後にケーシ
ングを土中に残置し、該ケーシング内に請求項１記載の
先端パッカー付き二重注入管を挿入し、パッカー付き鋼
棒を残しつつ前記ケーシングとともに引き上げてグラウ
トパイプ先端よりモルタルを注入することを特徴とす
る。

【０００７】また、請求項３に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法は、前記モルタルの注入は、前記グラウトパイプ
先端より最下端に位置する鋼棒パッカーの下方にモルタ
ルを注入して根固めし、根固め後に前記ケーシングとと
もに前記先端パッカー付き二重注入管を前記パッカー付
き鋼棒を残しつつ上段に位置する鋼棒パッカーの位置ま
で引き上げて、前記グラウトパイプ先端より隣接した鋼
棒パッカーの下方へモルタルを注入し、この注入工程を
前記鋼棒パッカーの配設段数分繰り返すことを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における以下の実施の形態
では、橋脚の基礎を補強する場合について説明する。た
だし、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解さ
せるため具体的に示したものであり、特に指定のないか
ぎり、別態様を制限するものではない。

【０００９】〔構成〕先端パッカー付き二重注入管１０
は、図１，２に示すように、ケーシング１１に挿入され
る鋼棒導入管としての円筒管１２と、この円筒管１２に
挿入する複数の鋼棒パッカー１３を所定間隔で外嵌した
パッカー付き鋼棒１４と、円筒管１２の外面側に併設し
て固着したグラウトパイプ１５と、円筒管１２の先端部
でケーシング内面と円筒管外面とグラウトパイプ外面と
の間の空隙を封じる円筒管装着用の先端パッカー１６と
を具備した注入管を形成する。

【００１０】ケーシング式掘削用の掘削軸１７（図５）
は、削孔後には、ケーシング１１を孔に残してロッド１
９だけを抜き取ることができるように構成した掘削軸を
用いる。例えば、インパクトドリル等の比較的小型の削
孔機１８（図４）に取り付けて、ケーシング１１を回転
させ、ケーシング１１の中に挿入してケーシング１１と
は別の動作をさせて使用するロッド１９（図５）に軸方
向のインパクトを与えて掘り進めるようにし、削孔後に
は、ケーシング１１を孔に残してロッド１９だけを抜き
取ることができるようにした掘削軸が例示できる。

【００１１】鋼棒パッカー１３は、略均等な間隔でパッ
カー付き鋼棒１４の鋼棒部分１４ａの周囲に複数個固着
し、円筒管１２にパッカー付き鋼棒１４を挿入する時の
支持機能と、モルタル注入時のパッカー付き鋼棒１４と
円筒管との間に形成される間隙のシール機能とを兼ね備
える。鋼棒パッカー１３は硬質合成ゴムからなり、耐圧
性および耐摩耗性が高く、経年変化の少ない材料を選択
して使用する。

【００１２】先端パッカー１６は、円筒管１２の先端部
に設けて、モルタル注入時のグラウトパイプ１５が固着
された円筒管１２とケーシング１１との間に形成される
間隙のシール機能を備え、そのシール機能を効果的に発
揮できるようにするため、硬質合成ゴムの中でも鋼棒パ
ッカー１３よりも軟質で柔軟性に富み、複雑形状になじ
んでシール性を高める材料を選択して使用する。

【００１３】グラウトパイプ１５は、円筒管１２に平行
に配置し、円筒管１２の先端よりも若干先方に突出さ
せ、円筒管１２との接触部を溶接等により固着して、円
筒管１２と一体に形成する。この一体化されたグラウト
パイプ１５と円筒管１２との外側面を先端パッカー１６
によって被覆し、ケーシング１１に挿入した場合にケー
シング１１との間の間隙を埋めるようにする。

【００１４】〔施工方法〕このような先端パッカー付き
二重注入管１０を使用して橋脚の補強工事を実施するに
は、図３に示すように、まず、補強すべき橋脚２１の周
囲をパワーシャベル等の掘削機械を使用して掘り下げ、
一次掘削部２２を除去して鉄筋コンクリート製基礎を打
設できる領域を設け、図４に示すように、掘削した底面
２３に削孔機１８を設置する。

【００１５】そして、図５に示すように、掘削軸１７を
取り付けて削孔する。削孔にあたっては、所定深さに達
するまでに掘削軸１７の長さが足りなければ継ぎ足し、
所定深さに達するまで継ぎ足しを繰り返しながら削孔す
る。所定深さに達すると、図６に示すように、掘削軸１
７のロッド１９だけを引き抜いて撤去し、ケーシング１
１を土中に残す。

【００１６】その後、図７に示すように、ケーシング１
１の中に先端パッカー付き二重注入管１０を挿入し、ケ
ーシング１１の先端よりも先端パッカー付き二重注入管
１０の先端の方が若干先方（下方）へ突出するように位
置させる。そして、図示しないモルタル注入用配管をグ
ラウトパイプ１５と接続してモルタルを削孔した杭孔形
成用の孔へ注入できるようにする。

【００１７】図８に示すように、パッカー付き鋼棒１４
に取り付けた最下端の鋼棒パッカー１３の位置に先端パ
ッカー１６が位置するまでパッカー付き鋼棒１４を除
く、すべての部材を引き上げ、グラウトパイプ１５から
モルタルを注入し、最下端の鋼棒パッカー１３よりも下
方に位置する鋼棒部分１４ａを心棒とするモルタル杭２
４の最下端部２４ａを形成させて根固めする。

【００１８】根固めした後、図９に示すように、再度、
パッカー付き鋼棒１４を除くすべての部材を１つ上の段
の鋼棒パッカー１３の位置まで引き上げ、グラウトパイ
プ１５からモルタルを注入して根固めしたモルタル杭２
４の最下端部２４ａの上部にモルタル杭２４の一部２４
ｂを形成させる。そして、この工程を下方から順に必要
段数繰り返し、モルタル杭２４の一部を最下端部２４ａ
から最上端部２４ｅまでのすべてを形成させて、図１０
に示すように、所定長さのモルタル杭２４を形成させ
る。

【００１９】このようにして形成されるパッカー付き鋼
棒１４を芯材として設けた鋼芯モルタル杭２４を、図１
１に示すように、略同じ箇所を基点として斜め下方の別
方向に向けて複数本形成し、上端部２４ｆを束ね、この
複数本束ねた杭を橋脚２１の周囲に多数設け、一次掘削
部２２を除去した空間に鉄筋籠２６ａを組み立てて、鉄
筋籠２６ａに上端部２４ｆを固着し、鉄筋籠２６ａを設
けた箇所にコンクリートを流し込んで、一定期間養生
し、鉄筋コンクリート基礎２６を形成する。

【００２０】〔作用・効果〕先端パッカー付き二重注入
管１０では、ケーシング１１にパッカー付き鋼棒１４と
円筒管１２とグラウトパイプ１５とを一体に挿入するこ
とができるため、削孔した後に土中に残したケーシング
１１に先端パッカー付き二重注入管１０を容易に挿入で
き、作業性が向上して、時間短縮およびコスト削減に寄
与することができる。

【００２１】鋼芯モルタル杭２４の製造方法では、削孔
した後に、鋼芯モルタル杭２４を効率良く形成すること
ができ、コスト低減に寄与することができるとともに二
重注入管を土中に残したケーシング１１の中に挿入して
用いることによって、施工精度が高くなり、施工品質が
向上する。また、削孔には比較的小型の掘削機械を利用
することができ、しかも鉛直方向のみならず斜め方向へ
の施工も容易であるため、迅速に施工することができ、
コストを低減させることができる。

【００２２】鋼芯モルタル杭２４を基礎杭として有する
鉄筋コンクリート基礎２６では、橋脚２１の基部を取り
囲むようにして形成されているため、地震等によって橋
脚２１が傾く場合に、橋脚２１の基部により基礎２６が
浮き上がる方向に力が加えられたとしても、基礎２６の
下方に延びた鋼芯モルタル杭２４が引っ張られて抵抗
し、基礎２６の浮き上がりを防止して、橋脚２１の傾き
が戻される方向へ力を作用させて、橋脚２１の倒れが防
止される。

【００２３】〔別態様〕この実施の形態は、発明の趣旨
をより良く理解させるために、具体的に説明したもので
あって、別態様を制限するものではない。したがって、
発明の趣旨を変えない範囲で変更可能である。例えば、
鋼棒導入管は円筒管に限定することはなく、その断面が
円以外の一部潰れた円、楕円、あるいは多角形等の断面
であっても良い。また、先端パッカーは硬質合成ゴムと
したが、発泡性プラスチック等の耐久性が劣る材料でも
使用期間を短期間に限定した場合であれば用いることが
できる。グラウトパイプを含むケーシングと円筒管との
間の間隙を均一にするために、先端パッカーの他に、先
端以外の位置にも円筒管外周側のパッカーを中間パッカ
ーとして設けても良い。また、円筒管へのグラウトパイ
プの固着についても溶接の他にベルトを使用したクラン
プ止め、あるいはリベット止め等を使用しても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に係る先
端パッカー付き二重注入管では、掘削後、土中に残置さ
れたケーシングを利用し、高精度にパッカー付き鋼棒と
グラウトパイプとを挿入することができ、鋼棒パッカー
と先端パッカーとにより鋼棒導入管とパッカー付き鋼棒
との間、およびケーシングと鋼棒導入管との間に生じる
不要な間隙を封じたことにより、モルタルをケーシング
や鋼棒導入管等の配管内を逆流させることなく必要な範
囲に注入することができ、作業性が良く、高精度で効率
的に鋼芯モルタル杭を打設することができる。

【００２５】また、請求項２に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法では、ケーシング式掘削により削孔後にケーシン
グを土中に残置し、このケーシング内に先端パッカー付
き二重注入管を挿入し、その後に先端パッカー付き二重
注入管をパッカー付き鋼棒を残しつつ前記ケーシングと
ともに引き上げてグラウトパイプ先端より前記削孔した
孔にモルタルを注入することにより、従来よりも高い圧
力でモルタルを注入することができ、従来工法よりも大
径の杭を形成することができ、パッカー付き鋼棒を杭の
略中心部に配置させることができ、パッカー付き鋼棒の
鋼棒部分によって強力に補強された杭を形成することが
でき、現場打ち鋼芯モルタル杭を作業性良く、高精度に
施工できて、施工コストを低減化させることができる。

【００２６】また、請求項３に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法では、グラウトパイプ先端より最下端に位置する
鋼棒パッカーの下方にモルタルを注入して根固めし、根
固め後にケーシングとともに先端パッカー付き二重注入
管をパッカー付き鋼棒を残しつつ上段に位置する鋼棒パ
ッカーの位置まで引き上げて、グラウトパイプ先端より
隣接した鋼棒パッカーの下方へモルタルを注入し、この
注入工程を鋼棒パッカーの配設段数分繰り返すことによ
り、モルタル注入を下方から順に確実に行うことがで
き、現場打ち鋼芯モルタル杭の施工を高精度に施工で
き、施工品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る先端パッカー付き二
重注入管を示す横断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る先端パッカー付き二
重注入管を示す部分縦断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法における一次掘削を示す側面断面説明図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法における削孔機械の設置を示す側面断面説明図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法における削孔を示す側面断面説明図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法におけるロッド撤去を示す側面断面説明図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法における先端パッカー付き二重注入管の挿入を示
す側面断面説明図である。

【図８】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法における根固めを示す側面断面説明図である。

【図９】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の施
工方法におけるモルタル注入手順を示す側面断面説明図
である。

【図１０】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の
施工方法における完成した鋼芯モルタル杭を示す側面断
面説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態に係る鋼芯モルタル杭の
施工方法における杭打ち後の鉄筋コンクリート製基礎の
施工を示す側面断面説明図である。

【符号の説明】

１０ 先端パッカー付き二重注入管 １１ ケーシング １２ 円筒管（鋼棒導入管） １３ 鋼棒パッカー １４ パッカー付き鋼棒 １５ グラウトパイプ １６ 先端パッカー １７ （ケーシング式掘削用の）掘削軸 １８ 削孔機 １９ ロッド ２１ 橋脚 ２２ 一次掘削部 ２４ 鋼芯モルタル杭 ２６ 鉄筋コンクリート基礎

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糸山 直太 東京都大田区南蒲田２丁目16番２号 利根 地下技術株式会社内 (72)発明者 馬場 雄計 神奈川県大和市上和田字城山2060 ティジ ィティ・エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土中に残置したケーシング式掘削用のケー
   シングに挿入される鋼棒導入管と、この鋼棒導入管に挿
   入されるパッカー付き鋼棒と、前記鋼棒導入管の外面側
   に併設し固着したグラウトパイプと、前記鋼棒導入管の
   先端部で前記ケーシング内面と前記鋼棒導入管外面と前
   記グラウトパイプ外面との間を封じる先端パッカーとを
   備えたことを特徴とする先端パッカー付き二重注入管。
2. 【請求項２】ケーシング式掘削により掘削した後にケー
   シングを土中に残置し、該ケーシング内に請求項１記載
   の先端パッカー付き二重注入管を挿入し、パッカー付き
   鋼棒を残しつつ前記ケーシングとともに引き上げてグラ
   ウトパイプ先端よりモルタルを注入することを特徴とす
   る鋼芯モルタル杭の施工方法。
3. 【請求項３】前記モルタルの注入は、前記グラウトパイ
   プ先端より最下端に位置する鋼棒パッカーの下方に注入
   して根固めし、根固め後に前記ケーシングとともに前記
   先端パッカー付き二重注入管を前記パッカー付き鋼棒を
   残しつつ上段に位置する鋼棒パッカーの位置まで引き上
   げて、前記グラウトパイプ先端より隣接した鋼棒パッカ
   ーの下方へモルタルを注入し、この注入工程を前記鋼棒
   パッカーの配設段数分繰り返すことを特徴とする請求項
   ２記載の鋼芯モルタル杭の施工方法。