(57)【要約】【課題】場所打ちコンクリート杭の杭径が大きい場合や余盛高さが大きい場合等に余盛部を的確に小割にすることができる杭頭処理工法の提供。【解決手段】この杭頭処理工法は、余盛部６の外周面又は上面より斜めに向けて分割用装薬孔１４，１５を形成し、分割用装薬孔１４，１５に破砕剤７を装填し、破砕剤７に点火することによって余盛部６を複数の破砕塊に分割することによって、余盛部を的確に分割することができ、分割された破砕塊を効率よく除去することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の場所打ちコンクリート杭の計画天端から上側の余盛部を分断させるとともに、前記余盛部を複数に分割して除去する杭頭処理工法において、
前記余盛部の外周面又は上面より斜めに向けて分割用装薬孔を形成し、
前記分割用装薬孔に破砕剤を装填し、該破砕剤に点火することによって前記余盛部を複数の破砕塊に分割することを特徴とする杭頭処理工法。
【請求項２】
前記余盛部の外周面より中央部に至る上向きに傾斜した分割用装薬孔を前記余盛部の周方向に間隔をおいて形成する請求項１に記載の杭頭処理工法。
【請求項３】
前記余盛部の外周面より中央部に至る下向きに傾斜した分割用装薬孔を前記余盛部の周方向に間隔をおいて形成する請求項１又は２に記載の杭頭処理工法。
【請求項４】
前記下向きに傾斜した分割用装薬孔を前記上向きに傾斜した分割用装薬孔の下方に配置して形成する請求項３に記載の杭頭処理工法。
【請求項５】
前記余盛部の上面の中央側より外周面側に向けて下向きに傾斜した分割用装薬孔を周方向に間隔をおいて形成する請求項１〜４の何れか一に記載の杭頭処理工法。
【請求項６】
前記余盛部の上面の外縁側より中央部に至る下向きに傾斜した分割用装薬孔を周方向に間隔をおいて形成する請求項１〜５の何れか一に記載の杭頭処理工法。
【請求項７】
前記余盛部の下端部に外周面から中央部に至る水平方向の水平破断用装薬孔を形成し、該水平破断用装薬孔に破砕剤を装填し、該破砕剤に点火することによって、前記余盛部を前記コンクリート杭の計画天端より分断させ、
しかる後、前記分割用装薬孔に装填された破砕剤に点火し、前記余盛部を複数の破砕塊に分割する請求項１〜６の何れか一に記載の杭頭処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的破砕剤等の破砕剤を用いて場所打ちコンクリート杭の杭頭処理を行う杭頭処理工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
場所打ちのコンクリート杭は、地盤に形成された杭孔に鉄筋籠を建て込み、しかる後、杭孔にコンクリートを打設して形成される。
【０００３】
その際、杭頭部には、杭孔にコンクリートを打設することによって、底部の土やスライム等の不純物が浮かび出て沈澱して固まるため、その不純物を含む杭頭部分（以下、余盛部という）を取り除く処理、即ち、杭頭処理が必要となる。
【０００４】
従来、この種の杭頭処理は、ブレーカ等の破砕機を用いて人力で余盛部を斫り取り、発生したコンクリートガラを除去する方法が一般的である。
【０００５】
しかしながら、破砕機による杭頭処理工法は、作業に多くの時間を要するとともに、その騒音・振動が周辺環境に及ぼす影響が大きいという問題があった。
【０００６】
また、その他の杭頭処理工法としては、予め杭頭部に設置したシース管等に挿入した静的破砕剤の膨張作用によって余盛部を小割にする静的破砕剤による杭頭処理工法も知られている。
【０００７】
しかしながら、静的破砕剤による杭頭処理工法では、シース管等の設置やコンクリート打設の状態の影響が大きく、その状態によって静的破砕剤が的確に作用することが難しく、水平破断面がうまく形成され難いため、結果的にブレーカ等の破砕機を用いて人力で余盛部を斫り取る作業が多くなる傾向にあった。
【０００８】
そこで、近年では、杭頭部の所定の高さに複数の装薬孔を杭中心に向けた放射状に形成し、この装薬孔内に動的破砕剤を装填し、動的破砕剤によって計画天端から上の余盛部を水平破断させる杭頭処理方法が提案されている。
【０００９】
しかしながら、杭径が大きな場合や重機の近接が困難な場所であった場合には、水平破断後の余盛部をそのまま撤去することが困難であるため、水平破断後の余盛部を小割にする必要がある。
【００１０】
余盛部を破砕する方法としては、竪管方式の水平フィン（平鋼２枚重ね）付装薬ホルダを杭外周の杭主筋内側に配置して密閉状態とし、場所打ちコンクリートの打設後、動的破砕剤を装薬ホルダに挿入し、遠隔操作にて余盛部を動的破砕により水平及び鉛直方向に破断する方法が知られている（たとえば、特許文献１及び２を参照）。
【００１１】
この工法では、水平方向の破砕力は水平フィンの間から、鉛直方向の破砕力は竪管の山形鋼２枚合わせの隙間から、それぞれ音速に近い速さで噴出し、余盛部を水平及び鉛直方向に破断するようになっている。
【００１２】
また、余盛部を小割する方法としては、径方向に間隔をおいて余盛部の上面から鉛直方向に削孔した複数の竪孔をそれぞれ放射状に設け、杭径に合わせて装薬量を調整した上で破砕剤に点火して縦方向に小割する方法が提案されている。
【００１３】
また、コンクリート杭３０の余盛部３１を小割する他の方法としては、図１０、図１１に示すように、余盛り部３１の所定の高さ（余盛部３１の略中間高さ）に径方向に向けた横孔３２，３２…を放射状に設けるとともに、横孔３２，３２…と干渉しないように径方向に間隔をおいて余盛部３０の上面から鉛直方向に削孔した複数の竪孔３３，３３…をそれぞれ放射状に設け、竪穴３３，３３…及び横孔３２，３２…にそれぞれ破砕剤３４を装填し、破砕剤３４に点火して縦横方向で同時に余盛部３１を破砕する方法も考えられる。尚、図中符号３５は水平破断用の装薬孔、符号３６は主筋、符号３７は帯筋である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１６−１５１１６２号公報
【特許文献２】特開２０１３‐１２４５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、竪管方式の水平フィン付装薬ホルダを使用した工法は、破砕力は比較的安定して、１回の点火により水平及び垂直の両方向で破断が可能であるが、杭施工前に竪管方式の水平フィン付装薬ホルダ等を取り付ける必要があり、装薬ホルダ等の取り付け状態が悪いと動的破砕剤が的確に作用することが難しいという問題があった。また、竪管の数を増やすことにより破砕片を小さくできるが、竪管方式の装薬ホルダが高価であり、費用が嵩むという問題があった。
【００１６】
一方、径方向に間隔をおいて余盛部の上面から鉛直方向に削孔した複数の竪孔をそれぞれ放射状に設ける場合には、縦方向で小割にするため、杭径が大きい場合や余盛り高さが大きい場合、破砕片が大きく、重機が近接できたとしても容易に搬送できないおそれがあった。
【００１７】
また、縦横方向で同時に余盛部を破砕する方法では、脚線の縦横を直列に結線した場合、先行する破砕により、他方の脚線が切断される等によって後行の破砕が阻害されるおそれがあった。
【００１８】
尚、縦横方向で余盛部を破砕する方法では、縦横の各装薬孔に装填する破砕剤に段発電気雷管を用いて縦横の各孔の破砕に時間差を設けることによって、縦横双方の破砕を的確に行うことも考えられるが、実際には、先行破砕により後行破砕の部分が影響を受けた場合等、必ずしも想定通りに破砕が進行しないおそれがあった。
【００１９】
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、場所打ちコンクリート杭の杭径が大きい場合や余盛高さが大きい場合等に余盛部を的確に小割にすることができる杭頭処理工法の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、円柱状の場所打ちコンクリート杭の計画天端から上側の余盛部を分断させるとともに、前記余盛部を複数に分割して除去する杭頭処理工法において、前記余盛部の外周面又は上面より斜めに向けて分割用装薬孔を形成し、前記分割用装薬孔に破砕剤を装填し、該破砕剤に点火することによって前記余盛部を複数の破砕塊に分割することにある。
【００２１】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記余盛部の外周面より中央部に至る上向きに傾斜した分割用装薬孔を前記余盛部の周方向に間隔をおいて形成することにある。
【００２２】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記余盛部の外周面より中央部に至る下向きに傾斜した分割用装薬孔を前記余盛部の周方向に間隔をおいて形成することにある。
【００２３】
請求項４に記載の発明の特徴は、請求項３の構成に加え、前記下向きに傾斜した分割用装薬孔を前記上向きに傾斜した分割用装薬孔の下方に配置して形成することにある。
【００２４】
請求項５に記載の発明の特徴は、請求項１〜４の何れか一の構成に加え、前記余盛部の上面の中央側より外周面側に向けて下向きに傾斜した分割用装薬孔を周方向に間隔をおいて形成することにある。
【００２５】
請求項６に記載の発明の特徴は、請求項１〜５の何れか一の構成に加え、前記余盛部の上面の外縁側より中央部に至る下向きに傾斜した分割用装薬孔を周方向に間隔をおいて形成することにある。
【００２６】
請求項７に記載の発明の特徴は、請求項請求項１〜６の何れか一の構成に加え、前記余盛部の下端部に外周面から中央部に至る水平方向の水平破断用装薬孔を形成し、該水平破断用装薬孔に破砕剤を装填し、該破砕剤に点火することによって、前記余盛部を前記コンクリート杭の計画天端より分断させ、しかる後、前記分割用装薬孔に装填された破砕剤に点火し、前記余盛部を複数の破砕塊に分割することにある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る杭頭処理工法は、請求項１に記載の構成を具備することによって、斜めに向けた各分割用装薬孔でほぼ同時に発生する破砕力が別の破砕力発生元である隣り合う他の分割用装薬孔に向けても作用し、余盛り部が分割用装薬孔によって区画された各部分に破断され、的確に余盛部を複数の破砕塊に分割することができる。
【００２８】
また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、周方向に間隔をおいて形成された各分割用装薬孔間に破砕力が伝播し、各分割用装薬孔間に連続した平面状の破断面が形成され、的確に余盛部を上下に分割する破断面を形成することができる。
【００２９】
さらに、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、周方向に間隔をおいて形成された各分割用装薬孔間に破砕力が伝播し、各分割用装薬孔間に連続した平面状の破断面が形成され、的確に余盛部を上下に分割する破断面を形成することができる。また、ドリル等の削孔機を下向きにして作業を行うことができるので、作業員が削孔機を支え易く、外周からの作業が行いやすい。
【００３０】
さらにまた、請求項４に記載の構成を具備することによって、上下に配置された分割用装薬孔間に破砕力が伝播し、上下に配置された分割用装薬孔間に連続した平面状の破断面が形成され、的確に余盛部を周方向に分割する破断面を形成することができる。
【００３１】
また、本発明において、請求項５乃至請求項６の構成を具備することによって、周方向に間隔をおいて形成された各分割用装薬孔間に破砕力が伝播し、各分割用装薬孔間に平面状の破断面が形成され、余盛部を的確に複数の破砕塊に分割することができる。また、ドリル等の削孔機を余盛部の上面から下向きにして作業を行うことができるので、作業員が削孔機を支え易く、作業が行いやすい。
【００３２】
また、本発明において、請求項７の構成を具備することによって、余盛部の水平破断後に各分割用装薬孔に装填した破砕剤に点火するので、水平破断の影響を受けずに小割作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る杭頭処理工法の態様の一例を示す平面図である。
【図２】同上の正面図である。
【図３】同上の水平破断時のＡ-Ａ線矢視断面図である。
【図４】同上の小割作業時のＡ-Ａ線矢視断面図である。
【図５】同上の破砕剤の装填状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る杭頭処理工法の態様の他の一例を示す平面図である。
【図７】同上の縦断面図である。
【図８】本発明に係る杭頭処理工法の態様のさらに他の一例を示す平面図である。
【図９】同上の縦断面図である。
【図１０】従来の杭頭処理工法の態様の一例を示す平面図である。
【図１１】同上の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、本発明に係る杭頭処理工法の実施態様を図１〜図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は場所打ちコンクリート杭（以下、コンクリート杭という）である。
【００３５】
コンクリート杭１は、地盤に形成された杭孔（図示せず）に鉄筋籠２を建て込み、周方向に間隔をおいて複数の鉄筋（主筋）３，３…を配置した後、杭孔にコンクリート４を打設することにより構築する。図中符号５は、鉄筋籠２を構成する帯筋である。尚、図３、図４においては、説明上の便宜のために、鉄筋３，３…及び帯筋５の記載を省略している。
【００３６】
その際、杭孔の底部にトレミー管を挿入し、底部からコンクリート４を打ち上げてくるため、コンクリート杭１の杭頭部には、底部の土やスライム等の不純物が、杭頭部のコンクリートに混入するため、その不純物を含む杭頭部分（以下、余盛部６という）を取り除くために杭頭処理を行うようになっている。
【００３７】
尚、余盛部６とは、コンクリート杭１の予定される杭の計画天端１ａより上の杭頭部分をいうものとする。
【００３８】
この杭頭処理工法は、動的破砕剤等の破砕剤７を使用し、円柱状の場所打ちコンクリート杭１の計画天端１ａから上側の余盛部６を分断させるとともに、余盛部６を複数の破砕塊に分割して除去するようになっている。
【００３９】
この杭頭部の余盛部６を動的破砕剤等の破砕剤７を用いて計画天端１ａから分断するには、先ず、杭頭部の計画天端１ａの近傍にドリル等の削孔機を使用して複数（本実施例では６本）の水平破断用装薬孔８，８…を削孔する。
【００４０】
この水平破断用装薬孔８，８…は、杭の外周側から杭中心側に向けた放射状に形成され、各水平破断用装薬孔８，８…は、略等角間隔に配置されている。
【００４１】
また、水平破断用装薬孔８，８…の全長Ｌは、杭半径の９０％前後とし、水平破断用装薬孔８，８…の径は、破砕剤７を充填するビニル管９の径に合わせて設定され、ビニル管９の内径は、点火具１０を含む装薬長Ｌ１の水平破断用装薬孔８，８…長に対する比率が６０±５％となるように、破砕剤７の嵩密度、充填状態等を考慮して設定する。
【００４２】
尚、各水平破断用装薬孔８，８…は、互いに干渉しないように先端（奥側端部）をそれぞれ杭中心よりやや偏らせて配置してもよい。
【００４３】
破砕剤７としては、公知の各種動的破砕剤を使用でき、例えば、酸化第２銅、アルミニウム、硫酸マグネシウム７水和物を主成分としたものを使用してもよく、臭素酸塩等のガス発生剤を主剤とした薬筒と点火具が一体となったものを使用してもよい。
【００４４】
また、動的破砕剤の装薬量は、これまでの実績により、杭頭断面積１ｍ２当り２５６ｇを標準とし、杭径や杭の主筋量に基づき、標準量の８５％〜１００％の範囲で調整する。
【００４５】
そして、図４に示すように、ビニル管９の最奥部から順に破砕剤７及び点火具１０を充填し、そのビニル管９を水平破断用装薬孔８，８…に挿入した後、脚線１０ａを水平破断用装薬孔８，８…の外に引き出し、しかる後、砂等の込め物１１を水平破断用装薬孔８，８…内に充填する。尚、ビニル管９の両端は、プラスチック製の栓１２，１２を嵌め込み、その外側をシール材１３で密閉する。
【００４６】
また、装填作業が完了したら、装薬長Ｌ１及び込め物長Ｌ２を測定し、これらの測定値を記録し、適性値の範囲にあること等を確認する。
【００４７】
次に、杭の周囲から作業員を退避させ、安全を確認したうえで、点火具１０から引き出された脚線１０ａを発破器（図示せず）に接続し、発破器よる遠隔操作によって破砕剤７に点火し、杭頭部の余盛部６を水平破断する。
【００４８】
動的破砕剤は、点火によるテルミット反応と呼ばれる還元反応を誘発し、高温・高圧の水蒸気を発生し、この発生した水蒸気の膨張圧を利用してコンクリート４が破砕され、余盛部６が杭頭部より水平方向に破断される。
【００４９】
次に、動的破砕剤によって余盛部６を小割するには、先ず、余盛部６の外周面又は上面より斜めに向けて分割用装薬孔１４，１４…を形成する。尚、分割用装薬孔１４，１４…は、水平破断用装薬孔８，８…を削孔する際に一緒に形成してもよく、水平破断後に形成してもよい。
【００５０】
分割用装薬孔１４は、例えば、図１〜４に示すように、ドリル等の削孔機を使用して余盛部６の外周面より斜め上向きに削孔し、中央部に至る上向きに傾斜した複数（本実施例では６本）の分割用装薬孔１４，１４…を余盛部６の周方向に間隔をおいて放射状に配置されるように形成する。
【００５１】
また、ドリル等の削孔機を使用して余盛部６の外周面より斜め下向きに削孔し、余盛部６の外周面より中央部に至る下向きに傾斜した複数（本実施例では６本）の分割用装薬孔１５，１５…を余盛部６の周方向に間隔をおいて放射状に配置されるように形成する。
【００５２】
尚、下向きに傾斜した分割用装薬孔１５，１５…は、上向きに傾斜した分割用装薬孔１４，１４…の下方に配置し、上向きに傾斜した分割用装薬孔１４，１４…と下向きに傾斜した分割用装薬孔１５，１５…とがそれぞれ上下方向で略重なるように配置することが好ましい。
【００５３】
また、上向きに傾斜した分割用装薬孔１４，１４…及び下向きに傾斜した分割用装薬孔１５，１５…は、本実施例のように余盛部６外周面の同一位置から削孔してもよく、基端開口部を上下にずらして設けてもよい。
【００５４】
そして、図４の場合と同様に、ビニル管９の最奥部から順に破砕剤７及び点火具１０を充填し、そのビニル管９を上向きに傾斜した分割用装薬孔１４，１４…及び下向きに傾斜した分割用装薬孔１５，１５…に挿入した後、脚線１０ａを分割用装薬孔１４，１５の外に引き出し、しかる後、砂等の込め物１１を上向きに傾斜した分割用装薬孔１４，１４…及び下向きに傾斜した分割用装薬孔１５，１５…の内部に充填する。尚、ビニル管９の両端は、プラスチック製の栓１２，１２を嵌め込み、その外側をシール材１３で密閉する。
【００５５】
また、装填作業が完了したら、装薬長Ｌ１及び込め物長Ｌ２を測定し、これらの測定値を記録し、適性値の範囲にあること等を確認する。
【００５６】
次に、杭の周囲から作業員を退避させ、安全を確認したうえで、点火具１０から引き出された脚線１０ａを発破器（図示せず）に接続し、発破器よる遠隔操作によって破砕剤７に点火し、杭頭部の余盛部６を複数の破砕塊に分割する。
【００５７】
このように構成された杭頭処理工法では、斜めに向けた各分割用装薬孔１４，１５でほぼ同時に発生する破砕力が別の破砕力発生元である隣り合う他の分割用装薬孔１４，１５に向けても作用し、分割用装薬孔１４，１５の中央から間隔をおいて形成された分割用装薬孔１４，１４間方向、分割用装薬孔１５，１５間方向及び上下に破砕力が伝播し、それぞれ分割用装薬孔１４，１４間、分割用装薬孔１５，１５間及び分割用装薬孔１４，１５間に平面状の破断面が形成され、余盛り部が分割用装薬孔１４，１５によって区画された各部分、即ち、周方向（６分割）及び上下方向（３分割）に破断され、的確に余盛部６を複数（本実施例では１８分割）の破砕塊に分割することができる。
【００５８】
尚、分割用装薬孔の態様は、図１〜４に示す態様に限定されず、例えば、上向きに傾斜した分割用装薬孔１４，１４…又は下向きに傾斜した分割用装薬孔１５，１５…のいずれかだけを設けてもよい。
【００５９】
また、分割用装薬孔１４，１４…の態様としては、例えば、図６、図７に示すように、余盛部６の上面の中央側より外周面側に向けて下向きに傾斜する分割用装薬孔１６，１６…を周方向に間隔をおいて形成するようにしてもよく、図８、図９に示すように、余盛部６の上面の外縁側より中央部に至る下向きに傾斜した分割用装薬孔１７，１７…を周方向に間隔をおいて形成するようにしてもよい。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明を省略し、且つ、図６〜図９においては、説明上の便宜のために、鉄筋３，３…及び帯筋５の記載を省略している。
【００６０】
このように分割用装薬孔１６，１７を形成することによって、余盛部６は、分割用装薬孔１６，１７によって区画された各部分、即ち、周方向（６分割）及び上下方向（２分割）の１２個の破砕塊に分割される。
【００６１】
また、分割用装薬孔は、各分割用装薬孔１４〜１７の態様を併用してもよい。
【００６２】
尚、上述の実施例では、水平破断用装薬孔８，８…に装填した破砕剤に点火して余盛部６を計画天端１ａより水平破断した後、分割用装薬孔に装填した破砕剤に点火して複数の破砕塊に分割した例について説明したが、水平破断用装薬孔に装填された破砕剤と分割用装薬孔に装填された破砕剤とに同時に点火してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  コンクリート杭
１ａ  計画天端
２  鉄筋籠
３  鉄筋
４  コンクリート
５  帯筋
６  余盛部
７  破砕剤
８  水平破断用装薬孔
９  ビニル管
１０  点火具
１１  込め物
１２  栓
１３  シール材
１４  分割用装薬孔
１５  分割用装薬孔
１６  分割用装薬孔
１７  分割用装薬孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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