(57)【要約】【課題】  施工の際に既存の構造物の影響を低減し、工期の短縮とコストの削減を可能とする柱構造物の施工方法及び柱構造物を提供する。【解決手段】  複数の杭３及び複数の柱４を地中梁２で繋いだ柱構造物１を施工する方法である。この方法は、鋼管６の貫入方向の地盤を掘削しながら、施工部位における地盤内に側方から横方向に鋼管６を貫入し、鋼管６内のスペースを利用して、鋼管６と交差するように杭３及び柱４を施工した後、鋼管６内にコンクリート７を打設する。【選択図】  図１
2006097441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の杭及び複数の柱を地中梁で繋いだ柱構造物を施工する方法であって、
鋼管の貫入方向の地盤を掘削しながら、施工部位における地盤内に側方から横方向に当該鋼管を貫入し、
前記鋼管内のスペースを施工スペースとして利用して、前記鋼管と交差するように杭及び柱を施工した後、
前記鋼管内にコンクリートを打設して前記柱構造物とする、
ことを特徴とする柱構造物の施工方法。
【請求項２】
前記杭の施工を前記鋼管の内部から行う、ことを特徴とする請求項１に記載の柱構造物の施工方法。
【請求項３】
前記杭及び前記柱の施工において生じる泥水及び残土の搬出を、前記鋼管を通して行う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の柱構造物の施工方法。
【請求項４】
前記鋼管内にコンクリートを打設する前に、前記鋼管内を作業通路として利用する、ことを特徴とする請求項１〜３に記載の柱構造物の施工方法。
【請求項５】
前記鋼管内にコンクリートを打設する前に、前記柱の脚部に前記鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒を接合する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の柱構造物の施工方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法により施工されたことを特徴とする柱構造物。
【請求項７】
複数の杭と、複数の柱と、該複数の杭及び柱を繋ぐ地中梁と、を備える柱構造物であって、
前記地中梁は、鋼管内にコンクリートを打設して形成されている、ことを特徴とする柱構造物。
【請求項８】
前記複数の柱の脚部には、前記鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒が接合されている、ことを特徴とする請求項７に記載の柱構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭を基礎とする複数の柱を地中梁で繋いだ柱構造物を施工する方法、及び柱構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工地盤、高架橋、建築物等を施工する際に、杭を基礎とする複数の柱を地中梁で繋いだ柱構造物を施工する場合には、施工部位における地盤を掘削し、地表面から所定の位置まで掘り下げる開削工法により施工していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この施工方法では、まず施工部位における地盤の全範囲を掘削して、周囲の掘削面の崩落を防止するために杭や矢板等で土留めを行う。そして、掘削した場所に杭を打ち、柱と地中梁を設置した後、掘削した場所を埋戻して地表面を復旧する。
【特許文献１】特開２００２−３０９５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の開削による施工方法では、施工部位における地盤の全範囲を開削し地盤を掘り下げなければならないことから、広範な施工範囲となることが多い。そのため、施工対象となる場所又は近隣に既に鉄道、道路、建築物等の構造物が存在している場合や、施工対象となる場所が狭隘である場合には、施工の際に既存の構造物の仮受け工事が必要となる、夜間のみの作業に限定されるといった規制を受ける場合があり、コストの増大と工期の延長をもたらしていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、施工の際に既存の構造物の影響を低減し、工期の短縮とコストの削減を可能とする柱構造物の施工方法及び柱構造物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】
【０００６】
本発明は、複数の杭及び複数の柱を地中梁で繋いだ柱構造物を施工する方法である。この方法は、鋼管貫入方向の地盤を掘削しながら、施工部位における地盤内に側方から横方向にその鋼管を貫入し、鋼管内のスペースを利用して、鋼管と交差するように杭及び柱を施工した後、鋼管内にコンクリートを打設して柱構造物とする、ことを特徴とする。
【０００７】
この方法では、施工部位における地盤の全範囲を開削して地中梁を施工する必要がなく、最低限の施工範囲について開削及び穴の掘削をすればよいため、既存の構造物の影響が低減される。また、鋼管内のスペースを利用して施工することで、地上での作業を減らすことができる。従って、工期の短縮とコストの削減が可能となる。
【０００８】
このとき、杭の施工を鋼管の内部から行うと好ましい。また、杭及び柱の施工において生じる泥水及び残土の搬出を、鋼管を通して行うと好ましい。さらに、鋼管内にコンクリートを打設する前に、鋼管内を作業通路として利用すると好ましい。このようにすれば、地上での作業を減らすことができるため好ましい。
【０００９】
また、鋼管内にコンクリートを打設する前に、柱の脚部に鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒を接合すると好ましい。このようにすれば、柱と地中梁との連結がより強固になり、柱と地中梁との交差部分における強度の向上が図られる。
【００１０】
本発明に係る柱構造物は、上記した方法により施工されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る柱構造物は、複数の杭と、複数の柱と、その複数の杭及び柱を繋ぐ地中梁と、を備え、地中梁は、鋼管内にコンクリートを打設して形成されている、ことを特徴とする。
【００１２】
この柱構造物では、施工部位における地盤内に側方から横方向に鋼管を貫入し、コンクリートを打設して、地中梁を形成することができる。従って、最低限の施工範囲について開削及び穴の掘削をすればよいため、既存の構造物の影響が低減される。また、鋼管内のスペースを利用して施工することで、地上での作業を減らすことができる。その結果、工期の短縮とコストの削減が可能となる。
【００１３】
複数の柱の脚部には、鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒が接合されていると好ましい。このようにすれば、柱と地中梁との連結がより強固になり、柱と地中梁との交差部分における強度の向上が図られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、施工の際に既存の構造物の影響を低減し、工期の短縮とコストの削減を可能とする柱構造物の施工方法及び柱構造物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る柱構造物の構成を示す斜視図である。図１に示すように、柱構造物１は地中梁２、杭３及び柱４を備えている。地中梁２は、複数の鋼管エレメント５からなる鋼管６内にコンクリート７を打設することで構成されている。杭３は場所打ち杭等であり、例えば鉄筋かごとコンクリートの打設により構築される。また、柱４は鋼材、コンクリート等で構築され、柱４の脚部と杭３の頭部とが接合される。さらに、後述する図１０に示すように、柱４と地中梁２とは、複数の鋼棒１８によりコンクリートを介して接合されている。
【００１７】
鋼管エレメント５は、四角筒状であり、内部で人間が作業できる程度の大きさ（例えば、鋼管エレメント５の幅及び高さがそれぞれ１．５ｍの正方形）以上であることが好ましい。また、鋼管エレメント５の軸方向の長さとしては、例えば４〜５ｍである。なお、後述する図２に示すように、鋼管エレメント５には上側側面部及び下側側面部に穴が設けられている鋼管エレメント５ｂと、穴の設けられていない鋼管エレメント５ａとの２種類がある。鋼管６は、複数の鋼管エレメント５同士をボルト止め又は溶接等により接合したものである。用いる鋼管エレメント５の数は、施工部位における地盤の範囲により適切な数とすることが好ましい。
【００１８】
図２は、鋼管エレメントを示す図であり、（ａ）は穴の設けられていない鋼管エレメント５ａを示し、（ｂ）は上下の側面部に穴が設けられている鋼管エレメント５ｂを示す。杭３及び柱４の施工を行う部位においては、鋼管エレメント５ｂを用いると好ましく、その他の部位においては、鋼管エレメント５ａを用いると好ましい。鋼管エレメント５ｂに設けられている穴は、杭３及び柱４を施工するために設けられたものであり、上下面とも杭３の太さと同じ程度の大きさとなっている。なお、鋼管エレメント５は、内部で人間が作業できる大きさであればよいので、四角筒状のほかに、円筒状、三角筒状、六角筒状又はその他の多角筒状であってもよい。
【００１９】
図３〜１０は、本実施の形態に係る柱構造物の施工方法を説明するための図である。まず、この施工方法では、図３に示すように、地盤を掘削して立坑８を施工する。ここで、柱構造物の施工部位を挟んで、鋼管エレメント５を貫入する位置において貫入側立坑８ａを掘削し、鋼管エレメント５を牽引する位置において牽引側立坑８ｂを掘削する。そして、貫入側立坑８ａ及び牽引側立坑８ｂの掘削面の崩落を防止するため、鋼管エレメント５を貫入又は牽引する場所を除いた周囲の掘削面に土留め部材９（例えば、杭、矢板）を設置する。なお、ここでは、図３に示すように、施工部位における地盤の地上面には鉄道の線路が敷設されている施工現場を想定している。
【００２０】
次に、図４に示すように、鋼管エレメント５の進行方向に対して前方に掘削装置１０を取り付ける。また、施工部位における地盤内に鋼管エレメント５を牽引するための牽引部材１１を通すための小径穴を掘削し、貫入側立坑８ａから牽引側立坑８ｂへと貫通させる。この鋼管エレメント５を牽引装置１２により図４に示す矢印方向に牽引することで、掘削装置１０により貫入側立坑８ａから牽引側立坑８ｂへと地盤を掘削しながら鋼管エレメント５が進んでいく。そして、一つ目の鋼管エレメント５が地盤内に貫入された後、その鋼管エレメント５に次の鋼管エレメント５をボルト止め又は溶接等で接合して牽引装置１２により牽引する。同様の手順により貫入側立坑８ａから牽引側立坑８ｂへ到達するまで次々と鋼管エレメント５を地盤内に貫入して、図５に示すように、平面視において地上面の線路と交差する形で鋼管６を地盤内に敷設する。ここで、鋼管６を施工する際には、杭３及び柱４を施工する部位に穴が設けられている鋼管エレメント５ｂが位置するように、鋼管エレメント５同士を接合して牽引するのが好ましい。これにより、適切な位置に杭３及び柱４を施工することができる。
【００２１】
次に、図６に示すように、鋼管６の内部において杭３を施工するための縦穴１３を、穴が設けられている鋼管エレメント５ｂを利用して穿孔装置１４により掘削する。また、縦穴１３を所定深さまで掘削しつつ、搬出装置１５（例えば、バキューム装置）により掘削で発生した土砂及び泥水を鋼管６の外部に搬出する。そして、掘削が終了した後に、縦穴１３の内部にコンクリート打設のための鉄筋かごを設置する。
【００２２】
このとき、図７（ａ）に示すように、杭３の太さが鋼管エレメント５の幅よりも小さな場合には、鋼管エレメント５ｂに設けられている穴を利用して上述の手順にて縦穴１３を掘削する。一方、図７（ｂ）に示すように、杭３の太さが鋼管エレメント５の幅よりも大きな場合には、杭３と干渉する部分について鋼管６の内部から鋼管エレメント５を切断した後に上述の手順にて縦穴１３を掘削する。なお、図７（ｂ）に示される場合には、杭３の太さに応じて鋼管エレメント５が切断されることとなるので、杭３及び柱４を施工する部位における鋼管エレメント５としては、鋼管エレメント５ａ又は鋼管エレメント５ｂのどちらを用いてもよい。
【００２３】
また、図８に示すように、地上面から柱４を施工するための縦穴１６を、穿孔装置１４により掘削する。この縦穴１６は、鋼管６と直交するように設けられており、鋼管エレメント５ｂの上側面に設けられている穴に接続される。この掘削の際にも、鋼管６の内部において残土及び泥水を搬出する作業を行うと、地上での作業が減らせるため好ましい。
【００２４】
その後、図９に示すように、柱４の脚部の一部が鋼管エレメント５ｂ内を経て縦穴１３内に至るまで、地上面から鋼製の柱４を縦穴１６に挿通する。そして、縦穴１３内にコンクリートを打設して、柱４の基礎としての杭３の施工を行う。
【００２５】
次に、図１０に示すように、鋼管６の内部において、鋼管６の軸方向に垂直な柱４の脚部の左右側面に、溶接又はボルト止め等により平板鋼材１７を接合する。そして、同じく鋼管６の内部において、この平板鋼材１７に所定長さの鋼棒１８（例えば、鉄筋）を鋼管６の軸方向に沿って溶接により接合する。この際、鋼棒１８を平板鋼材１７の上面に接合してもよいし、下面に接合してもよい。この鋼棒１８は、鋼管６内部における作業に支障を来たさないように、柱４の近傍にのみ延在する短いものであると好ましい。また、柱４の脚部に接合する平板鋼材１７及び鋼棒１８は、得るべき柱構造物１の強度に応じて適切な数を用いることが好ましい。
【００２６】
そして、鋼管６の内部にコンクリート７を打設する。これにより、複数の杭３及び柱４を繋ぐ地中梁２が形成され、柱構造物１が構築される。その後、貫入側立坑８ａ及び牽引側立坑８ｂを埋め戻す。
【００２７】
このように本実施形態では、施工部位における地盤の全範囲を開削して地中梁２を施工する必要がなく、最低限の施工範囲について開削及び穴の掘削をすればよく、また鉄道などの既存の構造物に対する防護や仮受けの工事が必要ないため、施工において既存の構造物の影響が低減される。また、杭３の施工を鋼管６の内部から行ったり、杭３及び柱４の施工において生じる泥水及び残土の搬出を、鋼管６を通して行ったり、鋼管６内を作業通路としたりするなど、鋼管６内のスペースを利用して施工することができるため、地上での作業を減らすことができる。従って、工期の短縮とコストの削減が可能となる。
【００２８】
また、柱４の脚部には鋼管６の軸方向に沿って延びる鋼棒１８が接合されているため、柱４と地中梁２との連結がより強固になり、柱と地中梁との交差部分における強度の向上が図られる。なお、この構造は、杭３が鋼管６の幅よりも細く、鋼管エレメント５ｂを用いる場合、及び、杭３が鋼管エレメント５の幅よりも太く、鋼管エレメント５ａを切断して用いる場合、のどちらの場合においても、強度の向上が図られ有効である。
【００２９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。
【００３０】
例えば、本実施の形態では、鋼管６の内部から杭３の施工を行ったが、地上面から鋼管エレメント５に設けられている穴に向かって穿孔装置１４等により地盤を掘削して、柱４の施工と併せて杭３の施工を行ってもよい。この場合においても、鋼管６の内部を残土及び泥水の搬出に利用することができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、柱４の脚部に平板鋼材１７を接合し、その平板鋼材１７にさらに鋼棒１８を接合しているが、鋼棒１８の一方の先端部にねじ山を設け、柱４に設けたナット又はねじ穴にその鋼棒１８をねじ込むことで、柱４と鋼棒１８とを直接接合してもよい。
【００３２】
また本実施の形態では、柱４が鋼製である場合について説明したが、柱４はコンクリート製であってもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、施工部位における地上面に敷設されている鉄道の線路と平面視において交差するように、鋼管６を地盤内に貫入して柱構造物１を施工したが、平面視において線路と平行になるよう鋼管６を地盤内に貫入して柱構造物１を施工してもよい。また、本発明は線路近隣への柱構造物１の施工に限らず、他の場所への柱構造物の施工にも適用することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、施工部位における地盤内に鋼管６を貫入するために貫入側立坑８ａ及び牽引側立坑８ｂを掘削したが、施工部位が台地となっている場合にはこれらの立坑の掘削を省略してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、柱４の脚部の一部が鋼管エレメント５ｂ内を経て縦穴１３に至るまで挿通された後、縦穴１３内にコンクリートを打設することで杭３と柱４とを接合したが、縦穴１３内にコンクリートを打設して杭３の施工をした後、柱４の脚部が鋼管エレメント５の内部に位置すると共に縦穴１３に至らない状態で、鋼管６の内部にコンクリートを打設することで、柱構造物１を施工してもよい。なお、この場合についても、柱４は鋼材又はコンクリート製であることが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態に係る柱構造物の構成を示す斜視図である。
【図２】鋼管エレメントを示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、立坑及び土留めを施工した様子を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、鋼管エレメントを牽引する様子を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、施工部位における地盤内に鋼管を施工した様子を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、鋼管の内部で杭の縦穴を施工する様子を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、杭と鋼管エレメントの穴との関係を示す図である。
【図８】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、施工部位における地盤の地上面から柱の縦穴を施工する様子を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、施工部位における地盤に柱を施工した様子を示す図である。
【図１０】本実施の形態に係る柱構造物の施工方法において、柱脚部に鋼棒を接合した様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…柱構造物、２…地中梁、３…杭、４…柱、５…鋼管エレメント、６…鋼管、７…コンクリート、８…立坑、９…土留め部材、１０…掘削装置、１１…牽引部材、１２…牽引装置、１３，１６…縦穴、１４…穿孔装置、１５…搬出装置、１７…平板鋼材、１８…鋼棒。
【図１】
2006097441.tif 000003
【図２】
2006097441.tif 000004
【図３】
2006097441.tif 000005
【図４】
2006097441.tif 000006
【図５】
2006097441.tif 000007
【図６】
2006097441.tif 000008
【図７】
2006097441.tif 000009
【図８】
2006097441.tif 000010
【図９】
2006097441.tif 000011
【図１０】
2006097441.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月13日(2006.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の杭及び複数の柱を地中梁で繋いだ柱構造物を施工する方法であって、
鋼管の貫入方向の地盤を掘削しながら、施工部位における地盤内に側方から横方向に当該鋼管を貫入し、
前記鋼管内のスペースを施工スペースとして利用して、前記鋼管と交差するように杭及び柱を施工し、
前記柱の近傍にのみ延在すると共に前記鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒を前記柱の脚部に接合した後、
前記鋼管内にコンクリートを打設して前記地中梁を形成することで前記柱構造物とする、
ことを特徴とする柱構造物の施工方法。
【請求項２】
前記杭の施工を前記鋼管の内部から行う、ことを特徴とする請求項１に記載の柱構造物の施工方法。
【請求項３】
前記杭及び前記柱の施工において生じる泥水及び残土の搬出を、前記鋼管を通して行う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の柱構造物の施工方法。
【請求項４】
前記鋼管内にコンクリートを打設する前に、前記鋼管内を作業通路として利用する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の柱構造物の施工方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法により施工されたことを特徴とする柱構造物。
【請求項６】
複数の杭と、複数の柱と、該複数の杭及び柱を繋ぐ地中梁と、を備える柱構造物であって、
前記地中梁は、鋼管内にコンクリートを打設して形成されており、
前記柱の脚部には、該柱の近傍にのみ延在すると共に前記鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒が接合されている、ことを特徴とする柱構造物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、複数の杭及び複数の柱を地中梁で繋いだ柱構造物を施工する方法である。この方法は、鋼管貫入方向の地盤を掘削しながら、施工部位における地盤内に側方から横方向にその鋼管を貫入し、鋼管内のスペースを利用して、鋼管と交差するように杭及び柱を施工し、柱の近傍にのみ延在すると共に鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒を柱の脚部に接合した後、鋼管内にコンクリートを打設して地中梁を形成することで柱構造物とする、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この方法では、施工部位における地盤の全範囲を開削して地中梁を施工する必要がなく、最低限の施工範囲について開削及び穴の掘削をすればよいため、既存の構造物の影響が低減される。また、鋼管内のスペースを利用して施工することで、地上での作業を減らすことができる。従って、工期の短縮とコストの削減が可能となる。さらに、鋼棒を柱の脚部に接合しているから、柱と地中梁との連結がより強固になり、柱と地中梁との交差部分における強度の向上が図られると共に、鋼棒が柱の近傍にのみ延在しているから、鋼管内のスペースを利用して施工する際に、鋼管内部における作業に支障を来すことがほとんどない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る柱構造物は、複数の杭と、複数の柱と、その複数の杭及び柱を繋ぐ地中梁と、を備え、地中梁は、鋼管内にコンクリートを打設して形成されており、柱の脚部には、その柱の近傍にのみ延在すると共に鋼管の軸方向に沿って延びる鋼棒が接合されている、ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この柱構造物では、施工部位における地盤内に側方から横方向に鋼管を貫入し、コンクリートを打設して、地中梁を形成することができる。従って、最低限の施工範囲について開削及び穴の掘削をすればよいため、既存の構造物の影響が低減される。また、鋼管内のスペースを利用して施工することで、地上での作業を減らすことができる。その結果、工期の短縮とコストの削減が可能となる。さらに、鋼棒が柱の脚部に接合されているから、柱と地中梁との連結がより強固になり、柱と地中梁との交差部分における強度の向上が図られると共に、鋼棒が柱の近傍にのみ延在しているから、鋼管内のスペースを利用して施工する際に、鋼管内部における作業に支障を来すことがほとんどない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】