(57)【要約】【課題】  杭頭部から杭底部まで必要充分な強度を有ししかもコストダウンを図ることができる場所打ちコンクリートおよびその施工方法を提供すること。【解決手段】  場所打ちコンクリート杭２０の施工に際し、掘削孔１２へトレミー管１６を挿入し、トレミー管１６から掘削孔１２へコンクリートを打設し、その際、トレミー管１６の先端を既打設コンクリート中に埋没させつつ、かつ、段階的にトレミー管１６を引き上げつつ行なう。そして、杭体底部２０Ａ、杭体中間部２０Ｂ、杭体頭部２０Ｃへといくにつれ打設するコンクリート中のセメント量を増加させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削孔へコンクリートが打設されることで形成される場所打ちコンクリート杭であって、
杭体底部、杭体中間部、杭体頭部へといくにしたがいコンクリート中のセメント量が増加している、
ことを特徴とする場所打ちコンクリート杭。
【請求項２】
掘削孔へトレミー管を挿入し、トレミー管から掘削孔へコンクリートを打設するに際して、トレミー管の先端を既打設コンクリート中に埋没させつつトレミー管を引き上げて行なう場所打ちコンクリート杭の施工方法において、
杭体底部、杭体中間部、杭体頭部へといくにつれ打設するコンクリート中のセメント量を増加させるようにした、
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３】
コンクリート打設時における打設コンクリートの流動圧を管理し、コンクリート打ち上がり面の高低差を３０ｃｍ内外に近づけつつコンクリートを打設することを特徴とする請求項２記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法。
【請求項４】
コンクリート打設時におけるトレミー管の既打設コンクリート中への管入長さを２ｍ内外に維持し、前記杭体底部と杭体中間部との境の部分、および前記杭体中間部と杭体頭部との境の部分のそれぞれ２ｍほど下部より、コンクリートの調合を変化させることを特徴とする請求項２記載の場所打ちコンクリート杭の施工方法。
【請求項５】
杭頭部においてコンクリートを打設する際に、バイブレータを稼動させて打設コンクリートを締め固め、密実性を高めるようにしたことを特徴とする請求項２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およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
場所打ちコンクリート杭には、掘削方式により（１）回転バケット安定液正循環方式[アースドリル工法]、(２)回転ビット掘削泥水逆循環方式[リバース工法]、(３)ハンマーグラブ掴み出し方式[オールケーシング工法]、(４)人力もしくは専用クラムシェルなどの機械掘削方式[深礎]の４種が代表的工法として挙げられる。
これらの場所打ちコンクリート杭は、所定の断面を所定の精度で掘削した後、スライム処理を実施して鉄筋かごを建て込み、トレミー工法により掘削孔底部よりコンクリートを順次上方に打ち上げてその杭躯体が構築されている。
【０００３】
場所打ちコンクリート杭は、建造物の大型化、高層化に伴い、大口径(直径が２〜４ｍ)、大深度(深さが５０〜７０ｍ)のものも地盤条件より計画され、杭体頭部(通常、杭径の３〜５倍の深度範囲)に作用する曲げ、せん断応力により杭径を以深の杭軸部より大きくする拡頭杭、この拡頭杭に厚肉鋼管を鉄筋かご外部に設置する鋼管巻き場所打ち杭、さらに杭先端部を拡幅し杭耐力を増大させる拡底杭など負担する荷重度に応じて杭方式、形状が合理的に選定されている。
上述の場所打ちコンクリート杭は、従来、杭頭部で最大となる曲げ、せん断応力によりコンクリート強度が定められ、軸圧縮力のみ作用する杭底部まで同一のコンクリート調合(配合)、強度のものが打設されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１２４３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのため、従来の場所打ちコンクリート杭では、最も大きな値の曲げ、せん断応力が作用する杭頭部を基準としてコンクリート強度を定めており、そのため、杭頭部よりも下方の杭軸部や杭底部では必要充分な強度をはるかに上回る不必要な強度を持つことになり、その分コスト高となる不具合を有していた。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、杭頭部から杭底部までその深さ方向の全長にわたって必要充分な強度を有ししかもコストダウンを図ることができる場所打ちコンクリートおよびその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】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明は、掘削孔へコンクリートが打設されることで形成される場所打ちコンクリート杭であって、杭体底部、杭体中間部、杭体頭部へといくにしたがいコンクリート中のセメント量が増加していることを特徴とする。
また、本発明は、掘削孔へトレミー管を挿入し、トレミー管から掘削孔へコンクリートを打設するに際して、トレミー管の先端を既打設コンクリート中に埋没させつつトレミー管を引き上げて行なう場所打ちコンクリート杭の施工方法において、杭体底部、杭体中間部、杭体頭部へといくにつれ打設するコンクリート中のセメント量を増加させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、場所打ちコンクリート杭の各部位に応じて必要強度が発揮されるように、コンクリートの調合を変化させるので、必要な強度を確保しつつ材料費の点で合理的な杭体構築が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、杭体底部、杭体中間部、杭体頭部へといくにしたがいコンクリート中のセメント量を増加させることで上記の目的を達成した。
以下、本発明の場所打ちコンクリート杭の施工方法を場所打ちコンクリート杭と共に図面にしたがって説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、実施例１の場所打ちコンクリート杭の施工方法の説明図で、トレミー工法によるコンクリート打設時の流動状況を示している。
図１において符号１０は地盤、符号１２は地盤に掘削された掘削孔１２、符号１４は地表面、符号１６はトレミー管を示す。
場所打ちコンクリート杭２０は、掘削孔１２にコンクリートが打設されることで形成されている。
本実施例の場所打ちコンクリート杭２０は、杭体底部２０Ａ、杭体中間部２０Ｂ、杭体頭部２０Ｃへといくにしたがいコンクリート中のセメント量が増加している。
場所打ちコンクリート杭２０の施工に際しては、掘削孔１２へトレミー管１６を挿入し、トレミー管１６から掘削孔１２へコンクリートを打設し、その際、トレミー管１６の先端を既打設コンクリート中に埋没させつつ、かつ、段階的にトレミー管１６を引き上げつつ行なう。
そして、杭体底部２０Ａ、杭体中間部２０Ｂ、杭体頭部２０Ｃへといくにつれ打設するコンクリート中のセメント量を増加させる。
コンクリート打設に用いるトレミー管１６の内径、長さは次の通りである。すなわち、トレミー管１６の内径は、杭径に応じて通常、８吋(２０３ｍｍ)、１０吋(２５４ｍｍ)、１２吋(３０５ｍｍ)のものが用いられる。トレミー管１６の長さは、単体１ｍ、２ｍ、３ｍ、５ｍものなどがあり、杭底部、中間部、杭頭部にわたり杭底より２０ｃｍ程上げたところから施工地盤高さまで、それら単体１ｍ、２ｍ、３ｍ、５ｍなどのものが適宜組み合わせて用いられる。
【０００９】
上述のトレミー管１６を用いた場所打ちコンクリート杭２０の施工に際して、まず、トレミー管１６に充填されたコンクリートは、安定液もしくは泥水を押し上げて掘削孔１２の底部に打設される。
次に、打設するコンクリートは、トレミー管１６の先部の周部より既打設コンクリートを水平に押しやり、被さるように打設され、そのコンクリート打設面は、トレミー管１６の先部の周部がやや低く掘削孔１２の内壁に至るにつれてなだらかに上昇する形状となる。より詳細には、掘削孔１２内においてその中央部から外周部に至るにつれてなだらかに上昇する形状で、コンクリートのワーカビリティにより中央部と外周部との高さの差は２０〜５０ｃｍ程度となる。
コンクリートの打設は、トレミー管１６の先端を既打設コンクリート中に常に２〜５ｍ程度埋没させながら順次設計杭天まで連続的に打設される。
打設コンクリートは、それより上に打設されたコンクリートの自重(杭径吋法の５倍程度の高さ)を受けながら順次硬化が始まり、２〜５時間経過後に自立する程度まで硬化が進行する。
【００１０】
トレミー工法によるコンクリート打設では、このようにコンクリート打設高さに応じてトレミー管１６の既打設コンクリート中への埋没深さを管理しつつトレミー管１６を引き上げる(トレミー管１６の先端を抜き去る)ことから層状に打設がなされている。
このようなコンクリート打設状況から、杭体コンクリートの調合(配合)は必要強度に応じたものにすることで、より合理的な杭体構築が可能となる。
杭体打設コンクリートの調合(配合)を、杭体底部２０Ａ、杭体中間部２０Ｂ、杭体頭部２０Ｃへといくにつれ、セメント量を増加させ、連続的に打ち分けて必要な強度を有する杭躯体を構築する。そのためには、下記の３項が重要となる。
（１）コンクリート打ち上がり面をレベル（高低差３０ｃｍ内外）に近づけるように打設する。
そのためには、トレミー管１６の径を杭径に応じて適正に定める。例えば、杭径が２０００ｍｍ未満の場合には管径が１０吋のトレミー管１６を用い、杭径が２０００ｍｍ以上の場合には管径が１２吋のトレミー管１６を用い、打設コンクリートの流動圧を確保する。
また、打設コンクリートのワーカビリティを適正に管理する。例えば、杭体底部２０Ａではスランプ値を１７〜１８ｃｍとし、杭体中間部２０Ｂではスランプ値を１８〜１９ｃｍとし、杭体頭部２０Ｃではスランプ値を１９〜２０ｃｍとし、上部ほど流動性を高める。
（２）打設コンクリートの調合（配合）変化計画部位の２ｍほど下部より、調合（配合）を変化させる。すなわち、杭体底部２０Ａと杭体中間部２０Ｂとの境の部分、および杭体中間部２０Ｂと杭体頭部２０Ｃとの境の部分のそれぞれ２ｍほど下部より、コンクリートの調合を変化させる。
これは、打設コンクリートの調合（配合）変化計画部位で確実に計画通りの調合（配合）とするためであり、トレミー管１６の既打設コンクリート中への管入長さも２ｍ内外となるように、トレミー管１６の構成を事前に計画しておく。
（３）杭体頭部２０Ｃのコンクリート打設では、バイブレータを用いる。
これは杭体頭部２０Ｃでは、打設コンクリートの自重圧密作用、コンクリートの流動性が減少することなどから、コンクリート強度が低下傾向となるためであり、そのため、この部位の打設コンクリートを締め固め、密実性を高めるため、コンクリート打設完了後に、事前に設置した高周波バイブレータを稼動させる。
【００１１】
上記の（１）乃至（３）を実施しつつトレミー工法により杭径が２ｍ、長さが１７．５ｍの場所打ちコンクリート杭２０を表１に示す条件のもとで施工した。
また、使用した高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ減水剤、使用可能なＡＥ減水剤を表２に示す。
【００１２】
【表１】
2006016787.tif 000003
【００１３】
【表２】
2006016787.tif 000004
【００１４】
得られたコンクリート杭の強度を表３に示す。
【００１５】
【表３】
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【００１６】
表１および表３から明らかなように、本実施例によれば、杭体底部２０Ａから杭体頭部２０Ｃまでその深さ方向の全長にわたって必要充分な強度を有しており、したがって、場所打ちコンクリート杭２０において所望の強度を確保しつつ使用するセメント量を減少させることが可能となり、材料費を削減することが可能となる。すなわち、場所打ちコンクリート杭２０を用いた基礎工事のコストダウンを図ることが可能となり、場所打ちコンクリート杭２０を用いた構造物のコストダウンを図る上で極めて有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】場所打ちコンクリート杭の施工方法の説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０……地盤、１２……掘削孔、１４……地表面、１６……トレミー管、２０……場所打ちコンクリート杭、２０Ａ……杭体底部、２０Ｂ……杭体中間部、２０Ｃ……杭体頭部。
【図１】
2006016787.tif 000006