(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭穴を掘削する工程と、
袋体に処理対象物を収容する工程と、
鉄筋かごの内側に沿って延びる筒状の保持部を設けておき、前記掘削した杭穴に当該鉄筋かごを挿入する工程と、
前記袋体を前記鉄筋かごの内側に投入して前記保持部の内部に保持させる工程と、を備えることを特徴とする場所打ち杭構築方法。
【請求項２】
請求項１に記載の場所打ち杭構築方法において、
前記保持部を鉄筋で組み立てることを特徴とする場所打ち杭構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ち杭構築方法および場所打ち杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高層建物の基礎として、場所打ちコンクリート杭（以降、場所打ち杭と呼ぶ）が多く用いられている。
場所打ち杭を構築する方法としては、例えば、アースドリル工法、オールケーシング工法、リバースサーキュレーション工法があるが、建築分野では、アースドリル工法が採用されることが多い。
【０００３】
ここで、場所打ち杭を構築する際、杭に用いられるコンクリート量を低減して、施工コストを削減するため、鉄筋かごの内側に杭穴の中心軸に沿って延びる中空形状の袋体を設け、この袋体に水や圧搾空気を圧入する手法が提案されている（特許文献１参照）。
この発明によれば、袋体の体積分だけコンクリート量を低減して、施工コストを削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１３２９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、環境意識の高まりや施工コストの削減の観点から、現場から排出される土量を低減することが要請されている。しかしながら、特許文献１に示された手法では、袋体の内部に圧搾空気を圧入するため、コンクリート量を削減できるが、現場から排出される土量を低減することは困難であった。
【０００６】
さらに、近年では大型の構造物が増加しているため、場所打ち杭が大口径化する傾向にあり、これに伴い、掘削時に発生する土量が増加するため、現場から排出される土の処分費も増大していた。
【０００７】
本発明は、コンクリート量を削減でき、かつ、現場から排出される土量を低減できる場所打ち杭構築方法および場所打ち杭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の場所打ち杭構築方法は、杭穴を掘削する工程と、袋体に処理対象物を収容する工程と、鉄筋かごの内側に沿って延びる筒状の保持部を設けておき、前記掘削した杭穴に当該鉄筋かごを挿入する工程と、前記袋体を前記鉄筋かごの内側に投入して前記保持部の内部に保持させる工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、処理対象物とは、現場で発生し、そのままもしくは何らかの処理を行って処分する必要がある物を意味し、例えば、土、汚泥、コンクリートガラなどが挙げられる。
【００１０】
本発明の場所打ち杭構築方法では、前記処理対象物は、掘削により発生する土であることが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、鉄筋かごの内側に処理対象物を投入することで、この投入した処理対象物の量に等しい体積のコンクリート量を低減できる。その結果、コンクリートについては、材料費のみならず、打設費も低減できることになる。
また、投入した処理対象物の量の分だけ、現場から排出される処理対象物の量を低減できる。その結果、処理費のみならず、積み込み手間も低減できることになる。
以上より、場所打ち杭の構築にかかる施工コストを大幅に低減できる。
【００１２】
また、杭の形状が円筒形の外殻構造となるので、従来のように中実構造とした場合に比べて、コンクリート量を大幅に低減できる。
また、杭の外周面の面積は、中実構造とした場合と同一であるため、杭の外周面と地盤との摩擦力で決定される杭の支持力が低減することなく、杭の支持力を十分に確保できる。
また、鉄筋かごの内側に処理対象物を投入したので、杭のコンクリート量の減少率に対して、断面２次モーメントの減少率を小さくできる。
【００１３】
また、ケーシング、オーガー、安定液などの従来の重機や設備を利用できるから、新たな設備を設ける必要がなく、重機や設備などの施工コストが増大するのを抑制できる。
また、従来の場所打ち杭工法と同様に、砂礫地盤や孔壁の崩壊しやすい軟弱地盤での施工が可能である。
【００１４】
ところで、地中熱を利用して融雪や暖房を行う構造物では、土に近い杭の外周付近に設備配管を設置する場合がある。この場合、従来の現場打ち杭では、杭の構造体部分の断面積を確保するため、２００ｍｍ程度コンクリートを増し打ちする必要があった。
しかしながら、この発明によれば、鉄筋かごの内側に袋体とともに設備配管を収納できるので、コンクリートを増量する必要がなくなる。
【００１５】
また、従来では、設備配管を設置する場合、本設鉄筋の外周に補強筋、帯筋、スペーサなどの支持具を設けて、この支持具に設備配管を支持させていた。このように中空形状を維持するための支持具が既に存在しているため、この支持具を利用して設備配管を保持できるから、設備配管を容易に保持できる。
【００１６】
また、処理対象物を、複数の袋体に小分けにして保持部に投入すれば、処理対象物を袋体の内部に封入しやすいうえに、掘削後に杭穴に袋体を投入する作業も容易となり、施工性が向上する。また、袋体に土を密実に詰めることができ、型くずれしにくくなる。
地上で袋体に処理対象物を詰めるので、袋体の形状を容易に保持でき、地上での運搬や保管が容易である。
処理対象物を封入した後、袋体の体積はほとんど変化しないので、コンクリートの低減量は袋体の投入量にほぼ等しいと考えることができるから、袋体の投入量に基づいて、コンクリート打設量を容易に確認できる。
処理対象物を封入した袋体はある程度の強度を有するので、この袋体を圧縮やせん断等の外力に対して抵抗する補助として利用できる。
【００１７】
本発明の場所打ち杭構築方法は、前記鉄筋かごの内側に沿って延びる筒状の保持部を設けておき、前記袋体を前記鉄筋かごの内側に投入する際、当該袋体を前記保持部の内部に保持させることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、鉄筋かごの内側に沿って延びる筒状の保持部を設けておき、袋体を鉄筋かごの内側に投入する際、保持部の内部に袋体を保持させた。よって、袋体を鉄筋かごの内部の所定の位置に円滑に投入できる。
【００１９】
請求項２に記載の場所打ち杭構築方法は、前記保持部を鉄筋で組み立てることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、保持部を組み立てる際に、鉄筋かごを組み立てるための工具や設備を利用できるから、保持部の組み立てにかかるコストを低減できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、鉄筋かごの内側に処理対象物を投入することで、この投入した処理対象物の量に等しい体積のコンクリート量を低減できる。その結果、コンクリートについては、材料費のみならず、打設費も低減できることになる。また、投入した処理対象物の量の分だけ、現場から排出される処理対象物の量を低減できる。その結果、処理費のみならず、積み込み手間も低減できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る場所打ち杭に用いられる鉄筋かごの斜視図である。
【図２】前記実施形態に係る場所打ち杭を構築する手順を説明するための図（その１）である。
【図３】前記実施形態に係る場所打ち杭を構築する手順を説明するための図（その２）である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る場所打ち杭に用いられる保持部の一部の側面図である。
【図５】前記実施形態に係る保持部と鉄筋かごの関係を示す側面図である。
【図６】前記実施形態に係る場所打ち杭を構築する手順を説明するための図（その１）である。
【図７】前記実施形態に係る場所打ち杭を構築する手順を説明するための図（その２）である。
【図８】前記実施形態に係る場所打ち杭を構築する手順を説明するための図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る場所打ち杭に用いられる鉄筋かご１０の斜視図である。
鉄筋かご１０は、円筒形状であり、軸方向に延びる１２本の主筋１１と、この主筋１１の外側に所定間隔おきに巻かれた複数の円環状の帯筋１２と、からなる。
この鉄筋かご１０の内側には、中心軸に沿って延びる保持部１３が設けられている。この保持部１３は、支持具１４を介して、帯筋１２に取り付けられている。
保持部１３は、略円筒形状の壁部１３１と、この壁部１３１の先端を塞ぐ円錐形状の底蓋１３２と、を備えている。
【００３２】
以下、アースドリル拡底工法を用いて場所打ち杭を構築する手順について、図２および図３を参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１では、図２（ａ）に示すように、ベントナイト等の安定液を用いて孔壁を安定させながらドリリングバケットで地盤２を削孔し、さらに、孔の先端を拡底バケットにより所定の形状に形成する。これにより地盤に杭穴２０を形成する。
また、地上にて、袋体２１を複数用意し、杭穴２０の掘削により発生した処理対象物としての土をこれら袋体２１に封入しておく。
また、上述の鉄筋かご１０を軸方向に所定長さ毎に分割したものを鉄筋かごユニットとして、この鉄筋かごユニットを鉄筋ヤードにて製作しておく。
【００３３】
ステップＳ２では、図２（ｂ）に示すように、鉄筋かごユニットをクレーンで吊り上げて、杭穴２０の内部に挿入する。この作業を繰り返すことで、杭穴２０内で鉄筋かごユニットを軸方向に連結し、鉄筋かご１０を構築する。
【００３４】
ステップＳ３では、図２（ｃ）に示すように、杭穴２０の断面の対角線上に位置するように、２本のトレミー管２２を杭穴２０内に挿入し、トレミー管２２を通して杭穴２０の先端部にコンクリートを打設する。これにより、鉄筋かご１０の位置が固定される。
このとき、円錐形状の底蓋１３２により、コンクリートが円滑に杭穴２０の先端部に円滑に回り込む。
【００３５】
そして、土を封入した袋体２１を鉄筋かご１０の保持部１３内部に投入する。このとき、保持部１３の壁部１３１は、袋体２１を投入する際のガイドの役割を果たす。また、積み上げる袋体２１のコンクリート上面からの高さは、袋体２１の自重に伴って発生する側方への圧力で保持部１３が座屈しない程度とする。具体的には、本実施形態では、コンクリート上面から袋体２１を４段分だけ積み上げる。
【００３６】
ステップＳ４では、図３（ａ）に示すように、トレミー管２２をある程度上昇させて、その後、このトレミー管２２を通して、既に積み上げた袋体２１の高さまでコンクリートを打設する。そして、ステップＳ３と同様に、土を封入した袋体２１を鉄筋かご１０の保持部１３内部に所定量だけ投入する。
【００３７】
ステップＳ５では、ステップＳ４の作業を繰り返すことにより、図３（ｂ）に示すように、所定の深度までコンクリートを打設して、場所打ち杭１を構築する。
【００３８】
ステップＳ６では、図３（ｃ）に示すように、残土を埋め戻す。
【００３９】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）鉄筋かご１０の内側に掘削により発生した土を投入することで、この投入した土量に等しい体積のコンクリート量を低減できる。その結果、コンクリートについては、材料費のみならず、打設費も低減できることになる。
また、投入した土量の分だけ、現場から排出される土量を低減できる。その結果、処理費のみならず、積み込み手間も低減できることになる。
以上より、場所打ち杭１の構築にかかる施工コストを大幅に低減できる。
【００４０】
また、場所打ち杭１の形状が円筒形の外殻構造となるので、従来のように中実構造とした場合に比べて、コンクリート量を大幅に低減できる。
また、場所打ち杭１の外周面の面積は、中実構造とした場合と同一であるため、場所打ち杭１の外周面と地盤２との摩擦力で決定される杭の支持力が低減することなく、杭の支持力を十分に確保できる。
また、鉄筋かご１０の内側に掘削により発生した土を投入したので、杭のコンクリート量の減少率に対して、断面２次モーメントの減少率を小さくできる。
【００４１】
また、ケーシング、オーガー、安定液などの従来の重機や設備を利用できるから、新たな設備を設ける必要がなく、重機や設備などの施工コストが増大するのを抑制できる。
また、従来の場所打ち杭工法と同様に、砂礫地盤や孔壁の崩壊しやすい軟弱地盤での施工が可能である。
【００４２】
また、掘削により発生した土を、複数の袋体２１に小分けにして保持部に投入するので、土を袋体２１の内部に封入しやすいうえに、掘削後に杭穴２０に袋体を投入する作業も容易となり、施工性が向上する。また、袋体２１に土を密実に詰めることができ、型くずれしにくくなる。
地上で袋体２１に掘削により発生した土を詰めるので、袋体２１の形状を容易に保持でき、地上での運搬や保管が容易である。
掘削により発生した土を封入した後、袋体２１の体積はほとんど変化しないので、コンクリートの低減量は袋体の投入量にほぼ等しいと考えることができるから、袋体２１の投入量に基づいて、コンクリート打設量を容易に確認できる。
掘削により発生した土を封入した袋体２１はある程度の強度を有するので、この袋体を圧縮やせん断等の外力に対して抵抗する補助として利用できる。
【００４３】
（２）鉄筋かご１０の内側に沿って延びる筒状の保持部１３を設けておき、袋体２１を鉄筋かご１０の内側に投入する際、保持部１３の内部に袋体２１を投入した。よって、袋体２１が鉄筋かご１０の鉄筋に引っ掛かるのを防止でき、袋体２１を鉄筋かご１０の内部に円滑に投入できる。
【００４４】
（３）袋体２１に封入する土を杭穴２０の掘削時に発生する土としたので、場所打ち杭の構築時に発生する土を現場内で効率的に再利用し、場外への搬出を出来る限り低減できる。
【００４５】
〔第２実施形態〕
本実施形態では、保持部１３Ａの構造が、第１実施形態と異なる。
図４は、本発明の第２実施形態に係る場所打ち杭に用いられる保持部１３Ａの一部の側面図である。
保持部１３Ａは、複数の保持部ユニット３０が軸方向に連結されたものである。
各保持部ユニット３０は、鉄筋で円筒形状に組み立てられた保持部本体３１と、この保持部本体３１の内部に設けられた１つの袋体３２と、を備える。
保持部本体３１は、軸方向に延びる複数本の軸筋３３と、この軸筋３３の外側に所定間隔おきに巻かれた複数の円環状の帯筋３４と、軸筋３３の外側に所定位置に巻かれた３つの円環状の補強筋３５と、基端側外周の４箇所に設けられたスペーサ３６と、を備える。
【００４６】
図５は、保持部１３Ａと鉄筋かご１０Ａの関係を示す側面図である。
鉄筋かご１０Ａの主筋１１の内側には、長さ方向の所定間隔おきに、円環状の補強リング１６が設けられている。
【００４７】
以上の保持部１３Ａを鉄筋かご１０Ａに挿入すると、保持部１３Ａのスペーサ３６が鉄筋かご１０Ａの補強リング１６の内側に当接するため、保持部１３Ａの鉄筋かご１０Ａに対する相対位置が決定され、保持部１３Ａが鉄筋かご１０Ａの中心軸上に位置することになる。
【００４８】
以下、アースドリル拡底工法を用いて場所打ち杭を構築する手順について、図６〜８を参照しながら説明する。
地上にて、杭穴２０の掘削により発生した土を、保持部ユニット３０の袋体３２に封入しておく。また、鉄筋かご１０Ａを軸方向に所定長さ毎に３つに分割して、それぞれ、最下部、中間部、最上部の鉄筋かごユニット１７とし、これら３つの鉄筋かごユニット１７を鉄筋ヤードにて製作しておく。
【００４９】
まず、ステップＳ１では、図６（ａ）に示すように、ベントナイト等の安定液を用いて孔壁を安定させながらドリリングバケットで地盤２を削孔し、さらに、孔の先端を拡底バケットにより所定の形状に形成する。これにより地盤に杭穴２０を形成する。
さらに、最下部の鉄筋かごユニット１７をクレーンで吊り上げて、杭穴２０の内部に挿入する。
【００５０】
ステップＳ２では、図６（ｂ）に示すように、保持部ユニット３０をクレーンで吊り上げて、杭穴２０の最下部の鉄筋かごユニット１７の内部に挿入する。この作業を２回繰り返して、２つの保持部ユニット３０を挿入する。
【００５１】
ステップＳ３では、図６（ｃ）に示すように、中間部の鉄筋かごユニット１７をクレーンで吊り上げて杭穴２０の内部に挿入し、最下部の鉄筋かごユニット１７に連結する。その後、この連結した鉄筋かごユニット１７を所定量だけ沈降させる。
【００５２】
ステップＳ４では、図７（ａ）に示すように、保持部ユニット３０をクレーンで吊り上げて、杭穴２０の中間部の鉄筋かごユニット１７の内部に挿入する。この作業を３回繰り返して、３つの保持部ユニット３０を挿入する。
【００５３】
ステップＳ５では、図７（ｂ）に示すように、最上部の鉄筋かごユニット１７をクレーンで吊り上げて杭穴２０の内部に挿入し、中間部の鉄筋かごユニット１７に連結する。その後、この連結した鉄筋かごユニット１７をさらに所定量だけ沈降させる。
【００５４】
ステップＳ６では、図７（ｃ）に示すように、保持部ユニット３０をクレーンで吊り上げて、杭穴２０の最上部の鉄筋かごユニット１７の内部に挿入する。この作業を３回繰り返して、３つの保持部ユニット３０を挿入する。
【００５５】
このようにして、鉄筋かごユニット１７を軸方向に連結し、杭穴２０内に鉄筋かご１０を構築するとともに、保持部ユニット３０を軸方向に連結して、鉄筋かご１０の内部に保持部１３Ａを構築する。
【００５６】
ステップＳ７では、図８（ａ）に示すように、構築した鉄筋かご１０Ａをさらに所定量だけ沈降させる。続いて、杭穴２０の断面の対角線上に位置するように、２本のトレミー管２２を杭穴２０内に挿入し、トレミー管２２を通して杭穴２０の先端部にコンクリートを打設する。
【００５７】
ステップＳ８では、トレミー管２２を引き上げながらコンクリートを打設する作業を繰り返すことにより、図８（ｂ）に示すように、所定の深度までコンクリートを打設して、場所打ち杭１Ａを構築する。その後、残土を埋め戻す。
【００５８】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（３）と同様の効果がある。
【００５９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００６０】
例えば、場所打ち杭１に設備配管を埋設してもよい。この場合、鉄筋かご１０の内側に袋体とともに設備配管を収納できるので、コンクリートを増量する必要がなくなる。また、このように中空形状を維持するための支持具１４が既に存在しているため、この支持具１４を利用して設備配管を保持できるから、設備配管を容易に保持できる。
【００６１】
また、第１実施形態では、鉄筋かご１０を杭穴２０の内部に完全に挿入し、その後、袋体２１を鉄筋かご１０の保持部１３内部に所定量だけ投入し、この既に積み上げた袋体２１の高さまでコンクリートを打設する手順を繰り返したが、これに限らない。すなわち、鉄筋かご１０を杭穴２０の内部に所定寸法だけ挿入し、袋体２１を鉄筋かご１０の保持部１３内部に所定量だけ投入する手順を繰り返して、その後、コンクリートを一度で打設してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１、１Ａ      場所打ち杭
２      地盤
１０、１０Ａ    鉄筋かご
１１    主筋
１２    帯筋
１３、１３Ａ    保持部
１４    支持具
１５    鉄筋かご
１６    鉄筋かごユニット
１６１  補強リング
２０    杭穴
２１    袋体
２２    トレミー管
３０    保持部ユニット
３１    保持部本体
３２    袋体
３３    軸筋
３４    帯筋
３５    補強筋
３６    スペーサ
１３１  壁部
１３２  底蓋
【図１】
0005503823.tif 000002
【図２】
0005503823.tif 000003
【図３】
0005503823.tif 000004
【図４】
0005503823.tif 000005
【図５】
0005503823.tif 000006
【図６】
0005503823.tif 000007
【図７】
0005503823.tif 000008
【図８】
0005503823.tif 000009