(57)【要約】【課題】場所打ちコンクリート杭の施工において、杭心精度を向上させる。【解決手段】予め地盤１上に、設計杭心ＰＯと同心かつ表層ケーシング３より大径の仮想円Ｒに外接するように仮設材２１を敷設することによって、多角形状の定規２を形成し、地盤１の表層部に、表層ケーシング３を、定規２の多角形の各辺２１ａと仮想円Ｒとの接点ＣＸ１，ＣＸ２，ＣＹ１，ＣＹ２から等距離Ｌ１となるように挿入することによって上部孔４を形成し、その底部から地盤１中へ表層ケーシング３と同心の杭体形成用孔５を鉛直に削孔し、この杭体形成用孔５に鉄筋かごを鉛直に挿入してからコンクリートを打設する。【選択図】図２
2006138067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の表層部に、表層ケーシングで保護した鉛直な上部孔を形成し、その底部から地盤中へ前記表層ケーシングと同心の杭体形成用孔を鉛直に削孔し、この杭体形成用孔に鉄筋かごを鉛直に挿入してからコンクリートを打設する場所打ちコンクリート杭の構築方法において、前記上部孔の形成に際して、予め地盤上に、直線部を有する所要数の仮設材を、前記設計杭心と同心かつ前記表層ケーシングより大径の仮想円に前記直線部が外接するように敷設することによって多角形状の定規を形成し、前記表層ケーシングを、前記定規の多角形の各辺と前記仮想円との接点から等距離となるように挿入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。
【請求項２】
仮設材が敷鉄板であることを特徴とする請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ちコンクリート杭の施工方法に関し、特に、杭心精度を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、場所打ちコンクリート杭の施工方法としては、例えば特許文献１に開示されたような方法が知られている。
【特許文献１】特開平９−２４２０６７公報
【０００３】
すなわち従来の技術による場所打ちコンクリート杭の施工においては、まず地盤に杭体よりも適宜大径の孔を掘削して鋼管等からなる表層ケーシングを設置する。次にこの表層ケーシングをガイドとして杭体形成用孔を掘削し、この杭体形成用孔内に鉄筋かごを吊り降ろして建て込み、表層ケーシングから吊り下げた状態に支持する。また、鉄筋かごの外周には、杭体形成用孔の内壁との所定のクリアランスを保持して鉄筋かごのコンクリートかぶり厚さを確保するためのスペーサを設けておく。そして、鉄筋かごの建て込み後、コンクリートを杭体形成用孔内に打設することによって杭体を構築し、コンクリートの硬化による杭体の所要強度の発現後、杭頭処理を行う。
【０００４】
ここで、図１１は、場所打ちコンクリート杭の杭心精度について説明するための鉛直断面図である。すなわち図１１において、参照符号３は表層ケーシング、５は杭体形成用孔、６は杭体形成用孔５内に設置された鉄筋かご、６３は鉄筋かご６の外周に設けられたスペーサ、８は杭体形成用孔５内にコンクリートの打設により構築された杭体、ΔＯ６は設計上の杭心（杭体８の心）ＰＯに対する鉄筋かご６の心Ｏ６の心ずれ量、すなわち杭心精度である。通常、杭心精度ΔＯ６の許容値は100mm以下とされる。
【０００５】
なお、一般に杭心精度ΔＯ６の許容値を100mm以下と規定しているのは、100mmを超える心ずれが生じた場合は、基礎梁やそれに付随する耐力壁の剛性を高めるなど、杭頭周りの補強工事が必要となり、施工コストの上昇や工期の延長を来すからである。
【０００６】
しかしながら、従来の技術による場所打ちコンクリート杭の施工においては、表層ケーシング３を重機によって設置するため、微調整が難しい重機を用いた場合は、表層ケーシング３の設置精度（設計杭心ＰＯに対する表層ケーシング３の心Ｏ３のずれ量ΔＯ３）が悪化することが懸念される。そして、杭体形成用孔５は、表層ケーシング３をガイドとして掘削されるものであるため、表層ケーシング３の設置精度ΔＯ３の悪化は、杭心精度ΔＯ６の悪化を来すものであった。したがって、杭心精度ΔＯ６の許容値を例えば100mm以内に規制するためには、外径が杭体形成用孔５（杭体８）よりも大径である表層ケーシング３の設置精度ΔＯ３を、厳しく管理することが重要であるが、従来、このような管理値は定められていなかった。
【０００７】
また、杭体８の設計天端の深さＤは、設計条件により異なる。そして、上述した図１１に示される例のように、杭設計天端の深さＤが深いほど、杭心精度ΔＯ６の悪化が懸念される。すなわち、杭設計天端の深さＤが、例えば10mである場合、杭体形成用孔５を1／100の鉛直精度で掘削したとしても、杭体８の天端では、すでに100mmの心ずれが生じていることになる。したがって、杭設計天端の深さＤが深いほど、鉛直精度を厳しくする必要があるが、掘削機によっては、鉛直精度の微調整が困難であった。
【０００８】
また、従来の工法によれば、鉄筋かご６のコンクリートかぶり厚さを確保するためのスペーサ６３と、杭体形成用孔５の内壁とのクリアランスを、それほど小さくすることができなかった。これは、スペーサ６３と杭体形成用孔５の内壁とのクリアランスを小さくすると、スペーサ６３との接触による杭体形成用孔５の肌落ち（掘削面の崩落）が起こりやすくなるからである。したがって、スペーサ６３により杭心精度ΔＯ６の向上を図ることは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、場所打ちコンクリート杭の施工において、杭心精度ΔＯ６を向上させることのできる施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
場所打ちコンクリート杭の施工において、表層ケーシングを、設計杭心と同心的に建て込み、表層ケーシングの下端から掘削する杭体形成用孔を、可及的に鉛直にし、この杭体形成用孔の心に、鉄筋かごの心を合わせて建て込む事ができれば、結果的に、施工されたコンクリート杭の杭心と鉄筋かごの心を一致させることができるはずである。
【００１１】
請求項１の発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法は、このような観点から、地盤の表層部に、表層ケーシングで保護した鉛直な上部孔を形成し、その底部から地盤中へ前記表層ケーシングと同心の杭体形成用孔を鉛直に削孔し、この杭体形成用孔に鉄筋かごを鉛直に挿入してからコンクリートを打設する場所打ちコンクリート杭の構築方法において、前記上部孔の形成に際して、予め地盤上に、直線部を有する所要数の仮設材を、前記設計杭心と同心かつ前記表層ケーシングより大径の仮想円に前記直線部が外接するように敷設することによって多角形状の定規を形成し、前記表層ケーシングを、前記定規の多角形の各辺と前記仮想円との接点から等距離となるように挿入するものである。
【００１２】
なお、ここでいう設計杭心とは、施工すべきコンクリート杭の設計上の軸心のことである。
【００１３】
上記構成において、設計杭心と同心かつ表層ケーシングより大径の仮想円に外接する多角形状の定規は、表層ケーシングの中心を、設計杭心に合わせて設置するためのものであって、すなわち表層ケーシングを、多角形状の定規における各辺をガイドとして、この各辺から等距離となるように挿入することによって、表層ケーシングの中心を、設計杭心と可及的に同心とすることができる。
【００１４】
また、請求項２の発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法は、請求項１に記載の施工方法において、定規を形成する仮設材として敷鉄板を用いるものである。
【００１５】
また、請求項３の発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法は、請求項１に記載の施工方法において、上部孔あるいは杭体形成用孔を削孔する掘削機の掘削軸の鉛直度を、下げ振りで２方角から測定して調整するものである。これによって、鉛直性の高い削孔を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法によれば、表層ケーシングの設置精度を高めることができ、ひいては、これによって設計杭心に対する杭心の施工精度も向上させることができ、その結果、杭心と鉄筋かごの心ずれも抑制して杭心精度を向上することができる。
【００１７】
請求項２の発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法によれば、表層ケーシングの設置精度を高めるための定規として、現場で多用される敷鉄板を用いることによって、コストアップを抑えることができる。
【００１８】
請求項３の発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法によれば、鉛直性の高い杭体形成用孔が削孔されるので、杭設計天端が深い場合でも、高い杭心精度での施工を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、多角形状の定規を仮設する工程を示す平面図、図２は、地盤表層部に表層ケーシングを設置する工程を示す平面図、図３は、図２におけるIII−III線で切断した鉛直断面図、図４は、表層ケーシングの斜視図、図５は、上部孔の底部から杭体形成用孔を削孔する工程を示す鉛直断面図、図６及び図７は、杭体形成用孔に鉄筋かごを挿入する工程を示す鉛直断面図、図８は、図７におけるVIII−VIII線で切断した水平断面図、図９は、杭体形成用孔にコンクリートを打設する工程を示す鉛直断面図である。
【００２０】
図示の形態による場所打ちコンクリート杭の施工方法においては、まず図１に示されるように、設計杭心ＰＯと同心に挿入すべき表層ケーシングの予定挿入領域Ｑの外側を取り囲むように、地盤１上に、４枚の敷鉄板２１を井桁状に敷設する。
【００２１】
詳しくは、敷鉄板２１は請求項１に記載された仮設材に相当するものであって、直線状の辺２１ａを有する。そして、一対の敷鉄板２１を、設計杭心ＰＯを原点とするＸＹ座標におけるＸ軸と平行に、他の一対の敷鉄板２１を、Ｙ軸と平行に敷設することによって、前記各辺２１ａが、設計杭心ＰＯを中心とする前記表層ケーシングの予定挿入領域Ｑの径よりも大径の仮想円Ｒに外接する正方形状の定規２を仮設する。
【００２２】
定規２としては、敷鉄板２１以外のものを用いることも考えられるが、敷鉄板２１は作業現場でよく用いられるものであるため、無駄なコストを極力抑えることができ、また、軟弱な施工地盤上でも掘削機を載せる足場を安定させることのできる剛性を有することなどから、これを定規２として敷設するのが好ましい。なお、敷地隅部などのように、敷鉄板２１を井桁状に敷けない場合は，Ｈ型鋼などで代替することもでき、井桁状以外にも、仮想円Ｒに外接する三角形や六角形などになるように敷設しても良い。
【００２３】
また、Ｘ軸上及びＹ軸上には、それぞれ設計杭心ＰＯから等距離の位置に、逃げ墨ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＹ１，ＰＹ２を設置する。この逃げ墨ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＹ１，ＰＹ２は、地盤１に打ち込まれて容易に目視できるものが用いられる。
【００２４】
次に、図２に示されるように、地盤１の表層部に、表層ケーシング３を、敷鉄板２１による井桁状の定規２の各辺２１ａと仮想円Ｒとの接点ＣＸ１，ＣＸ２，ＣＹ１，ＣＹ２から等距離Ｌ１（Ｌ１＝30mm程度）となるように挿入することによって、言い換えれば、Ｘ軸上及びＹ軸上で各辺２１ａに対して等距離Ｌ１となるように設置することによって、上部孔４を形成する。
【００２５】
表層ケーシング３の設置は、まず掘削機によって、表層ケーシング３よりも僅かに小径の鉛直孔を、設計杭心ＰＯと同心に削孔してから、この孔に表層ケーシング３を圧入する。このときの距離Ｌ１の確認は、目分量で十分である。そして、表層ケーシング３の圧入過程では、定規２としての各敷鉄板２１の辺２１ａが、表層ケーシング３のずれ量をＬ１以下に抑えるフェールセーフ的な役割を有する。このため、設計杭心ＰＯに対する表層ケーシング３の心ずれ量を、最大でも例えば30mmといった小さなものとすることができる。
【００２６】
なお、表層ケーシング３は、図４に示されるように、鋼管等からなる円筒状のものであって、施工すべき場所打ちコンクリート杭の杭径よりも外径が100〜200mm程度大きいものが用いられる。また、図３に示される地盤１への表層ケーシング３の挿入深さｄは、従来の方法と同様、例えば2〜5m程度とする。
【００２７】
また、表層ケーシング３の外周には、図２、図３及び図４に示されるように、天端から75cm以上の側面位置にＨ形鋼等を溶接することによって複数の支持突起３１を突設する。そして、表層ケーシング３の挿入に際しては、図３に示されるように、支持突起３１が敷鉄板２１上に掛止されることによって、孔４への作業員の墜落を防止するための、地上からの突出高さｈが確保される。
【００２８】
また、設計杭心ＰＯに対する表層ケーシング３の心ずれ量の最終的な確認は、図３に示されるように、逃げ墨ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＹ１，ＰＹ２から表層ケーシング３までのＸ軸方向及びＹ軸方向の距離Ｌ２を測定することよって、容易に行うことができる。
【００２９】
次に、図５に示されるように、上部孔４の底部から杭体形成用孔５を削孔する。この削孔には、主としてアースドリル工法あるいはリバース工法などの既知の方法が採用され、不図示の掘削機におけるケリーバの軸心を、表層ケーシング３の天端の心に合わせると共に、下げ振りによってケリーバの軸心の鉛直度を確認し、可及的に鉛直となるように調整する。なお、ケリーバは、請求項１に記載された掘削軸に相当する。
【００３０】
詳しくは、下げ振りによる掘削機のケリーバの鉛直性は、互いに直交する２方角（例えばＸ軸方向及びＹ軸方向）から測定する。このうち、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向のうち一方においては、ケリーバ軸心を目視できる位置に設置した下げ振りによって、他方では、例えば掘削機を操縦するオペレータが、操縦席のフロントガラスなど取り付けた下げ振りによって、ケリーバの鉛直性を確認する。そして、このような直交する２方角から鉛直性を測定することによって、高い鉛直性で削孔し、表層ケーシング３と同心的かつ鉛直精度の高い杭体形成用孔５を削孔することができる。なお、鉛直性は、機能確保から一般的に1/100以下とし、杭心ずれ100mm以下を確保するために、設計杭天端深度によっては1/150〜1/350以下とすることが必要である。
【００３１】
更に、図６又は図７，図８に示されるように、掘削された杭体形成用孔５内に、鉄筋かご６を吊り降ろして建て込む。この鉄筋かご６は、多数の主筋６１と、これを円筒面に沿って並んだ状態に結束する多数の肋筋６２と、杭体形成用孔５の内壁面５ａに対する鉄筋かご６の所定のクリアランス（後述する図９に示される杭体８における鉄筋かご６の所定のコンクリート被り厚）を確保するための所要数のスペーサ６３からなるものであって、天端を、例えば適当な支持具を介して表層ケーシング３に吊り下げた状態に支持する。また、スペーサ６３は金属板などで製作されたものであって、例えば60〜120度程度の位相間隔で設けられている。
【００３２】
このうち、図６に示される例では、設計杭天端Ｔが上部孔４（表層ケーシング３）の下端よりも高い位置にあって、鉄筋かご６のスペーサ６３が杭体形成用孔５の内壁面５ａと対向する高さに設けられている。この場合は、スペーサ６３との干渉による杭体形成用孔５の肌落ちを極力防止しつつ鉄筋かご６の所要の同心性を確保するため、杭体形成用孔５の内壁面５ａに対するスペーサ６３のクリアランスを20〜25mmとするのが望ましい。また、杭体形成用孔５の肌落ちは極力防止することによって、杭体形成用孔５に対する鉄筋かご６の同心性を高めることができる。
【００３３】
一方、図７及び図８に示される例では、設計杭天端Ｔが上部孔４（表層ケーシング３）の下端よりも低い位置にあって、鉄筋かご６の天端が表層ケーシング３の内周（上部孔４の内周）に突出しているので、スペーサ６３を表層ケーシング３の内周面３ａと対向する高さに設けてある。そしてこの場合は、表層ケーシング３の内周面３ａに対するスペーサ６３のクリアランスを０にすることができるので、表層ケーシング３に対する杭体形成用孔５の同心性及び杭体形成用孔５の鉛直性が高いほど、杭体形成用孔５に対する鉄筋かご６の同心性（すなわち図１１における杭心精度ΔＯ６）も高いものとなる。
【００３４】
なお、最終的な杭心精度の確認は、設計杭天端における設計杭心ＰＯと鉄筋かご６の心ずれ量で判断されるが、図７及び図８に示される例では、表層ケーシング３の内周面３ａと接するスペーサ６３によって、鉄筋かご６が、設計杭天端で表層ケーシング３とほぼ同心に位置決めされるため、杭心精度を、表層ケーシング３の心ずれ量（30mm以下）と同程度の、高い精度にすることができる。
【００３５】
鉄筋かご６の建て込み後は、図９に示されるように、コンクリート７を杭体形成用孔５内に打設することによって杭体８を構築し、コンクリート７の硬化による杭体８の所要強度の発現後、杭頭処理を行う。また、表層ケーシング３及び敷鉄板２１は、例えばコンクリート７の打設後４〜６時間程度経過することによってこのコンクリート７がある程度硬化した時点で撤去する。
【００３６】
以上の工程によれば、表層ケーシング３を、敷鉄板２１による定規２によって設計杭心ＰＯに対して小さな心ずれ量で建て込むことができる。しかも、表層ケーシング３の下端から掘削する杭体形成用孔５を、ケリーバの軸心の鉛直度を下げ振りで確認しながら可及的に鉛直となるように調整した掘削機で同心的に掘削し、この杭体形成用孔５の心に、スペーサ６３によって鉄筋かご６の心を合わせて建て込むため、施工された杭体８の心と鉄筋かご６の心をほぼ一致させて、杭心精度を著しく向上することができる。
【実施例】
【００３７】
図１０は、本発明の実施例を示す説明図である。なお、この実施例において、設計杭天端の深さはGL‐5.42m、表層ケーシングの長さは4m、表層ケーシングの下端深さは作業地盤‐1.86mである。
【００３８】
図１０に示されるように、この施工では、杭体（No.1〜45）のいずれも、心ずれ量が100mm以下に抑制され、高い杭心精度が実現された。また、最大の心ずれ量は、杭No.37のＹ方向の92mmだが、心ずれ量の平均値は、Ｘ方向については29.4mm、Ｙ方向については28.4mmであった。また、本施工方法により実施した他の数多くの施工例（設計杭天端深さGL‐3〜10m程度）でも上記と同様の結果が得られた。したがって、杭心精度の高い場所打ちコンクリート杭の施工が可能であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法において、多角形状の定規を仮設する工程を示す平面図である。
【図２】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法において、地盤表層部に表層ケーシングを設置する工程を示す平面図である。
【図３】図２におけるIII−III線で切断した鉛直断面図である。
【図４】表層ケーシングの斜視図である。
【図５】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法において、上部孔の底部から杭体形成用孔を削孔する工程を示す鉛直断面図である。
【図６】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法において、杭体形成用孔に鉄筋かごを挿入する工程を示す鉛直断面図である。
【図７】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法において、杭体形成用孔に鉄筋かごを挿入する他の工程を示す鉛直断面図である。
【図８】図６におけるVIII−VIII線で切断した水平断面図である。
【図９】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の施工方法において、杭体形成用孔にコンクリートを打設する工程を示す鉛直断面図である。
【図１０】本発明の実施例における心ずれ測定結果を示す説明図である。
【図１１】場所打ちコンクリート杭の杭心精度について説明するための鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  地盤
２  定規
２１  敷鉄板（仮設材）
２１ａ  辺
３  表層ケーシング
３１  支持突起
４  上部孔
５  杭体形成用孔
６  鉄筋かご
６１  主筋
６２  肋筋
６３  スペーサ
７  コンクリート
８  杭体
ＣＸ１，ＣＸ２，ＣＹ１，ＣＹ２  接点
ＰＯ  設計杭心
ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＹ１，ＰＹ２  逃げ墨
Ｑ  表層ケーシングの予定挿入領域
Ｒ  仮想円
Ｔ  設計杭天端
【図１】
2006138067.tif 000003
【図２】
2006138067.tif 000004
【図３】
2006138067.tif 000005
【図４】
2006138067.tif 000006
【図５】
2006138067.tif 000007
【図６】
2006138067.tif 000008
【図７】
2006138067.tif 000009
【図８】
2006138067.tif 000010
【図９】
2006138067.tif 000011
【図１０】
2006138067.tif 000012
【図１１】
2006138067.tif 000013