JP5990214B2

JP5990214B2 - 場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法

Info

Publication number: JP5990214B2
Application number: JP2014079913A
Authority: JP
Inventors: 豊島　徹; 徹豊島
Original assignee: 大亜ソイル株式会社
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2034-04-09
Also published as: JP2015187373A

Description

本発明は、場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法に関し、特に軟弱層地盤における場所打ちコンクリート杭の施工に際し、杭孔の掘削中やコンクリートの打設中に孔壁に生じた崩壊部や孔壁に現れた超軟弱層部を補強して、杭の水平地盤反力を確実に確保できるようにしたものである。

例えば、図5(a),(b)に図示するように、場所打ちコンクリート杭１は、一般にアースドリル等の掘削機によって所定の深さに削孔した杭孔２内に鉄筋かご３を建て込み、その後からコンクリート４を打設することにより構築される。

その際、特にピート層や埋立て地盤などの超軟弱層地盤における場所打ちコンクリート杭の施工では、削孔に伴う孔壁崩壊が懸念されることから、孔壁の保護にケーシングパイプ(図省略)が用いられることがある。

また、打設直後のコンクリート４の流出を防いで杭径を保持し、かつ打設直後のコンクリート４が孔壁の崩壊に伴う土砂などを巻き込まないように鉄筋かご３の外周に透水性のネット５を被着することも行われている。

特許第3963921号特開2006-241919号公報特開2005-264522号公報

しかし、ピート層や埋立て地盤などの超軟弱層地盤においては、杭孔の掘削中に孔壁が崩壊して横穴やくぼみＡが発生することがある。また、既存の構造物を解体撤去した跡地における施工においても、孔壁が崩壊してしまうことがあり、このような状況下における場所打ちコンクリート杭の施工では、特に杭の水平地盤反力を確実に確保できないおそれがあった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に杭の水平地盤反力を確実に確保できるようにした場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、杭孔に鉄筋かごを建て込み、コンクリートを打設することにより構築される場所打ちコンクリート杭の施工に際し、鉄筋かごの外周に透水性のネットを被着してコンクリートの流出を防止することにより杭径を保持し、また、杭孔の掘削やコンクリートの打設時に生じた孔壁の崩壊部分を杭孔に挿入した注入管によってグラウト材を充填して埋めることにより、孔壁を補強して杭の水平地盤反力を確実に確保できるようにしたものである。

また、孔壁にピート層などの超軟弱な地層が現れたときは、この超軟弱な地層面と透水性ネットとの間にグラウト材を充填して孔壁を補強することにより杭の水平地盤反力を高めることができる。

また、超軟弱層が相当厚い場合には、杭孔の全体にわたって孔壁と透水性ネットとの間にグラウト材を充填して孔壁全体を補強して杭の水平地盤反力を高めることもできる。なお、杭の設計、施工にあたっては、予め地盤調査が行なわれるため、例えば標準貫入試験のＮ値の値から超軟弱層の有無や位置などを確認することができる。また、超音波測定装置などを利用することにより孔壁崩壊部の有無を確認することもできる。

また、杭孔の削孔に際し、特に表層ガラ等の障害及び崩壊を防ぐためにケーシングパイプを使用する。この場合、一般的には地表より５〜６ｍ程度のケーシングパイプを使用するが、５〜６ｍ以上の軟弱層地盤、あるいは地中障害（コンクリートガラ）等を除去した地層に対しては、削孔中に孔壁が崩壊するおそれがあるので、さらに長いケーシングパイプを使用して支持地盤まで掘削し、底さらいおよびスライム処理の後、鉄筋かごとトレミー管をセットしコンクリートを打設する。なお、コンクリートの流失を防ぐために鉄筋かごに透水性のネットを被着する。

そして、ケーシングパイプを引き抜いて杭の完成とするも、ケーシングパイプを引き抜いた裏側にあらかじめ行ったボーリング調査、崩壊しそうな位置およびコンクリートの解体した後のガラの除去あとの位置には注入管をセットしてグラウト材を注入する。

透水性のネットにはポリエチレン等の化学繊維からなる透水性のネットを用いることができ、杭孔に鉄筋かごを建て込む際に、地上で鉄筋かごの外周に被着し鉄筋かごと一緒に杭孔内に設置すればよい。

グラウト材にはソイルセメントや流動化処理土などを利用することもできる。特に、流動化処理土は発生土に流動性を高めるための調整泥水(粘土、シルト程度の細粒土に所定の水を加えた泥水)と固化材を適切な配合で配合し、孔壁崩壊部や超軟弱層部に適当な流動状態にしてポンプ圧送により容易に注入することができる。

グラウト材の注入するタイミングは、杭のコンクリートを打設した後、打設する前のいずれでもよいが、杭のコンクリートを打設した後可能な限り速やかに注入するの方が望ましい。

杭のコンクリートが未だ硬化前であるため、注入管を抵抗なく引抜いて容易に回収することができるためであり、また、杭のコンクリートの打設により透水性ネットが完全に伸びて杭径を確実に確保することができるためである。

注入管には口径25ｍｍ程度の鋼管または塩ビ管などを用いることができ、また注入管は地上で鉄筋かごに添わせて透水性ネットの内側または外側に取り付け、また、注入管の先端部に透水性ネットを孔壁側に貫通する吐出部を形成し、そして鉄筋かごと一緒に杭孔内に設置すればよい。

吐出部は、注入管の先端部を孔壁側にＬ字状または「く」の状に形成し、その突出長さは鉄筋かごを杭孔内に建て込む際に、孔壁にぶつかる等して鉄筋かごの建込みに支障をきたさない長さとするのがよい。

また、吐出部をゴムや軟質樹脂などの変形自在な素材より注入管とは別体に形成し、注入管の先端部に差込み式あるいはねじ込み式などによって脱着自在に取り付けられるようにしてもよい。

また、孔壁の崩壊が相当深きにわたって発生している場合、あるいは空洞部が深さ方向に複数個所に発生している場合は、注入管を複数段に取り付け、各注入管のグラウト材吐出口を各空洞部内に突出させることにより、グラウト材の充填をきわめて効率的に行うことができる(図４参照)。

また、杭孔の口径が大きい場合は、複数の注入管を鉄筋かごの周方向に一定間隔おきに取り付け、各注入管のグラウト材吐出口を複数個所に突出させるのがよい(図1,2参照)。

また、コンクリートの打設前または打設直後に鉄筋かごに添わせて透水性のネットの内側または外側に後から挿入して杭孔に設置することもできる。さらに、注入管はグラウト材の充填完了後、杭のコンクリート内に埋め込んで放置してもよいが、回収して繰り返し利用するようにすることもできる。

また、注入管の先端部にグラウト材の注入圧によって簡単に離脱するようなゴムまたは合成樹脂などからなる止栓を取り付けてグラウト材を充填するまでの間、コンクリート等で詰まらないようにするのがよい。

なお、注入管の設置により施工される場所打ちコンクリート杭の断面欠損による杭の強度低下が懸念されるが、その場合には杭径と鉄筋量を割り増ししたり、あるいは注入管に構造鋼管用い、注入管内にコンクリートを充填する等の方法により対応すればよい。一般的に杭径に対して注入管の径はかなり小径あるため特に問題はない。

本発明は、杭孔に鉄筋かごを建て込み、コンクリートを打設することにより構築される場所打ちコンクリート杭の施工に際し、鉄筋かごの外周に透水性のネットを被着してコンクリートの流出を防止することにより杭径を保持することができる。

また、杭孔の掘削やコンクリートの打設時に生じた孔壁の崩壊部分を杭孔に挿入した注入管によりグラウト材を充填して埋めることにより、孔壁を補強して杭の水平地盤反力を確保することができる。

場所打ちコンクリート杭の施工の際に、孔壁に生じた崩壊部分をグラウト材の充填によって補強する方法を示し、図1(a)はその縦断面図、図1(b)は図1(a)におけるイ−イ線横断面図である。図2は、図1(a)におけるロ部拡大図である。図2におけるハ部拡大図であり、図3(a)は縦断面図、図3(b)は側面図である。場所打ちコンクリート杭の施工の際に、孔壁の２か所に生じた崩壊部分をグラウト材の充填によって補強する方法を示し、図4(a)は縦断面図、図4(b)は図4(a)におけるニ−ニ線断面図である。図5(a)は、透水性ネットと注入管が取り付けられた鉄筋かごを示す斜視図、図5(b)は注入管の正面図である。場所打ちコンクリート杭とその施工の際に、孔壁に生じた崩壊部分を示し、図6(a)はその縦断面図、図6(b)は図6(a)におけるホ−ホ線断面図である。

図１〜図３は、杭孔内に施工された場所打ちコンクリート杭と補強された孔壁および孔壁の補強方法を示し、図において、場所打ちコンクリート杭１は、一定の深さに削孔した杭孔２内に鉄筋かご３を建て込み、その後からコンクリート４を打設することにより構築されている。

なお、杭孔２の掘削には、原則として孔壁保護用のケーシングパイプ(図省略)が用いられる。

鉄筋かご３の外周は全体にわたり透水性のネット５によって被覆され、これにより打設直後のコンクリート４が杭孔周囲の地盤中に流出したり、孔壁崩壊に伴う土砂を巻き込まないようにされている。なお、透水性のネット５には、ポリエチレン等の化学繊維からなる透水性のネットが用いられている。

また、鉄筋かご３と透水性ネット５との間には、いわゆる「コンクリートのかぶり厚ｔ」が確保され、かぶり厚ｔは複数のスペーサー６と複数のネット取付けリング７によって確保されている。

スペーサー６は、鉄筋かご３の主筋3aに鉄筋かご３の軸方向および円周方向に一定間隔おきに取り付けられ、ネット取付けリング７は鉄筋かご３の外径より一回り大きい径に形成されている。

また、ネット取付けリング７は、鉄筋かご３の円周方に隣接する複数のスペーサー6,6間に取り付けられている。また、ネット取付けリング７は鉄筋かご３の軸方向に一定間隔おきに複数取り付けられている。

そして、このネット取付けリング7,7の外側に透水性のネット５が被着され、透水性のネット５はネット取付けリング7,7に番線などの結束線８によって結束されている。

なお、スペーサー６とネット取付けリング７は、鉄筋かご３の組立ての際に溶接によって取り付けられ、また、透水性ネット５は鉄筋かご３を杭孔２内に建て込む際に地上で鉄筋かご３の外周に被着される。

符号Ａは、杭孔２の削孔中に孔壁が崩壊することにより生じた空洞部であり、空洞部Ａはグラウト材９を充填することにより完全に埋められている。

グラウト材９の充填には鋼管または塩ビ管などからなる注入管10が用いられ、グラウト材９にはソイルセメントや流動化処理土などが用いられている。

注入管10は、鉄筋かご３に添わせて透水性のネット５の内側に挿入され、その先端部はほぼＬ字状に形成され、グラウト材９の吐出部10aになっており、吐出部10aはネット５を貫通して孔壁側に突出している。

なお、注入管10の先端をＬ字状というよりは、やや下向きとなるような「く」の字状に形成することにより、吐出部10aにおけるグラウト材９の通りをよくすることができる(図省略)。また、吐出部10aの突出長さは、鉄筋かご３を杭孔２内に建て込む際に、孔壁に引っかかったり、あるいは孔壁にぶつかる等して損傷してしまう等の事態に至らないように最適な長さに設定されている。また、図5(b)に図示するように、吐出部10aを変形自在なゴム製とし、注入管10の先端部にねじ込み式により脱着自在に取り付けることもできる。

また、注入管10の吐出部10aは、鉄板などからなる二枚の支持プレート11によって支持されている。支持プレート11は矩形板状に形成され、ネット５の両側に重ね合わせられ、かつ接着材やボルト等によってネット５の両側に固着されている。そして、この二枚の支持プレート11の中心を吐出部10aが孔壁側に貫通している。

グラウト材９はコンクリート４の打設前または打設直後に地上からポンプで圧入することにより充填されている。なお、グラウト材９の充填量はポンプ圧などを目安に決定することができる。すなわち、グラウト材９の充填中にポンプ圧がかなり高圧に達したときを目安に空洞部Ａはほぼ充填されたものと推測することができる。

また、注入管10とは別に空パイプ(図省略)を先端が空洞部Ａに到達するように挿入し、当該パイプの上端より空洞部Ａ内のグラウト材９が溢れ出したことを目安にグラウト材の充填を確認することもできる。

なお、注入管10は、鉄筋かご３を杭孔２内に建て込む際、地上で透水性ネット５の内側に取り付けられ、鉄筋かご３と一緒に杭孔２内に設置されるが、鉄筋かご３を杭孔２内に建て込んだ後から杭孔２内に設置することもできる。

また、注入管10は、杭孔２の大きさや空洞部Ａの大きさ等に応じて鉄筋かご３の周方向に複数設置することにより、グラウト材９の注入をきわめて短時間で行なうことができる。

さらに、孔壁の崩壊が相当深きにわたって発生している場合、あるいは図４に図示するように、空洞部Ａが深さ方向に複数個所に発生している場合は、複数の注入管10,10を複数段に取り付け、各注入管10のグラウト材吐出口10aを各空洞部Ａ内に突出させることにより、グラウト材の充填をきわめて効率的に行うことができる。

また、注入管10の先端部にグラウト材９の充填圧で簡単に離脱するようなコーン状の止栓12を取り付け、グラウト材９を充填するまでの間コンクリート４等で詰らないようにするのがよい。

また、孔壁に特にピート層などのような超軟弱な地層が現れたときは、この部分にグラウト９を充填して孔壁を部分的に補強することができる。さらに、超軟弱層が相当厚い場合には、杭孔２全体の孔壁と透水性ネット５との間にグラウト材９を充填して孔壁全体を補強することもできる。

本発明は、場所打ちコンクリート杭の施工に際し、杭の水平地盤反力を確実に確保することができる。

１場所打ちコンクリート杭
２杭孔
３鉄筋かご
４コンクリート
５透水性のネット
６スペーサー
７ネット取付けリング
８結束線
９グラウト材
10 注入管
11 支持プレート
12 止栓
Ａ空洞部

Claims

外周に透水性ネットが被着された鉄筋かごを杭孔内に建て込み、かつ前記透水性ネット内にコンクリートを打設することにより構築される場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法において、前記透水性ネットの内側に注入管を前記鉄筋かごに添わせて挿入すると共に、前記注入管の先端部にくの字状に形成された吐出部を前記透水性ネットに取り付けられた支持プレートに孔壁側に向けて貫通させ、かつ前記注入管を介して前記杭孔の孔壁に生じた崩壊部または超軟弱層部と透水性ネットとの間にソイルセメントまたは流動化処理土を充填することにより孔壁を補強することを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法。
請求項１記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法において、吐出部の先端部にソイルセメントまたは流動化処理土の充填圧によって離脱可能な止栓が取り付けられていることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法。
請求項１または２記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法において、注入管の吐出部はゴムまたは軟質性樹脂から変形自在に形成されていることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法。
請求項１〜３のいずれかひとつに記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法において、吐出部は注入管の先端部に脱着自在に取り付けられていることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法。
請求項１〜４のいずれかひとつに記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法において、支持プレートは透水性ネットの両側に重ねて取り付けられ、当該支持プレートに前記吐出部を孔壁側に貫通させてあることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法。
請求項１〜５のいずれかひとつに記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法において、注入管に鋼管または塩ビ管を用いることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の施工方法における孔壁の補強方法。