(57)【要約】【課題】プレボーリング工法で既製杭を埋設する際に杭頭レベルから地表面の間の杭孔内に形成されるヤットコ柱を容易に低強度化できる方法と装置を提供する。【解決手段】回転キャップ１１を既製杭２６の上端部に取り付け、未硬化の硬化性充填物２４が充填されている杭孔１７内の所定の深さまで立て込んで行く。既製杭２６を所定の深さまで立て込んだら、オーガーを逆回転させ、回転キャップ１１を既製杭２６から取り外し、１ｍ程度引き上げる。ヤットコ１９下端のロット１に設けた吐出口５より希釈溶液としてのベントナイト液を吐出し、攪拌翼１５で杭孔１７内上部の未硬化の硬化性充填物２４と混合しながら、ヤットコ１９を引き上げて行く。吐出を開始した深さより上部に充填されている硬化性充填物２４とベントナイト液を攪拌混合することで、硬化物であるヤットコ柱２３を低強度化させる。ヤットコ柱２３の低強度化により根切り作業が容易となる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既製杭を杭孔に埋設するのに使用するロッド式ヤットコの回転キャップの直上部に接続されるロットであり、前記ロットには吐出液の通路となる中空軸部と該吐出液を杭孔内の横方向に吐出させるための逆止弁を備えた１〜複数個の吐出孔が設けられており、前記中空軸部の下端部は閉塞されていることを特徴とするヤットコ用ロット。
【請求項２】
上記吐出孔と同じ高さまたは吐出孔より下方のロット外面に、前記吐出孔より吐出した吐出液を攪拌するための攪拌翼が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のヤットコ用ロット。
【請求項３】
埋設する既製杭の杭頭部を把持する杭把持部を有する回転キャップと、該回転キャップの直上部に接続される請求項１または請求項２に記載のヤットコ用ロットと、該ロットの上部に接続され中空軸部を有する１〜複数個のロットとを備えたヤットコであって、該ヤットコの上部には、これら回転キャップとロットを正逆自在に回転させるための駆動部と吐出液の供給部とが設けられていることを特徴とするヤットコ。
【請求項４】
杭孔内に埋設された既製杭の上方に硬化性充填物によって形成されるヤットコ柱の低強度化方法であって、杭孔内に埋設された既製杭より上方に充填された未硬化の硬化性充填物中の低強度化したい所定範囲の深さで請求項３に記載のヤットコを適宜上下反復させ、上記吐出孔から希釈水または希釈溶液を吐出して前記所定範囲の深さの前記硬化性充填物と混合し、該所定範囲の深さの硬化性充填物の硬化強度を低下させてヤットコ柱の少なくとも一部を低強度化することを特徴とするヤットコ柱の低強度化方法。
【請求項５】
プレボーリング工法による既製杭の埋設方法であって、請求項３に記載のヤットコの回転キャップを埋設杭に取り付けて、該埋設杭を未硬化の硬化性充填物が充填されている杭孔内の所定の深さに埋設し、その後、前記回転キャップを埋設杭から取り外しヤットコを引き上げる際に、所定の深さに達した時点で上記請求項１または請求項２に記載のヤットコ用ロットの上記吐出孔から希釈水または希釈溶液を吐出して、これらと前記硬化性充填物とを混合しながら前記ヤットコを引き上げ、吐出を開始した前記所定の深さより上部に充填されている硬化性充填物の硬化強度を低下させて硬化させることを特徴とする既製杭の埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレボーリング工法で既製杭を埋設する際に用いるヤットコ用ロットとヤットコに関し、特に、ヤットコ柱を低強度化させるための手段を備えたヤットコ用ロットとヤットコ、ならびに、これらを用いたヤットコ柱の低強度化方法及び既製杭の埋設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビルディング等の建築構造物を構築する際には、これを支持するため地中に既製杭を埋設し一体形成することが行われている。既製杭を埋設する工法の一つにプレボーリング工法があり、ヤットコを用いて中空コンクリート杭等の既製杭を埋設する。
【０００３】
これは、一般的な建築構造物には地下階が存在したり、地下階が存在しない場合でもパイルキャップや地中梁を形成する関係から、ほとんどの場合、施工地盤面より下に杭頭レベルを設定する必要があるからである。
【０００４】
一方、プレボーリング工法の施工管理では、ヤットコを用いて既製杭を埋設する際に発生する杭周固定液と掘削土砂との混合物（ソイルセメント）のオーバーフロー物を地表面で採取して供試体を作成して強度管理を行うことが行われている。このため、通常、杭頭レベルから地表面の間の杭孔内にはソイルセメントが強固に固化したヤットコ柱が形成される。
【０００５】
既製杭の杭頭部はフーチング等に接続するための処理が必要であり、そのため根切り作業をしなければならないが、上記ヤットコ柱が存在すると根切り作業がスムーズに進められなくなったり、産業廃棄物処理となるためコスト高となる。したがって、杭孔内に形成される強固に固化したヤットコ柱を未然に防ぎ、根切り作業を阻害しないようにする必要があった。
【０００６】
根切り工事を簡易にする方法として、特許第２５５５８３８号公報（特許文献１）に記載されるものがある。これは、ソイルセメント柱列孔下部の根入れ部には普通強度のセメントミルクを、ソイルセメント柱列孔上部の根切り部には低強度のセメントミルクを注入する方法である。
【０００７】
また、フーチングに接続するための既製杭の杭頭部の処理方法として、特開２００１−３３６１４７号公報（特許文献２）に記載されるものがある。これは、既製杭の杭頭部に回転キャップを取り付けて既製杭を下降させた後、既製杭の中空部内に回転キャップに取り付けたノズルから薄め液を吐出させ、既製杭の中空部内に充填された硬化性材料の濃度を薄くし、固化強度を低下させる杭頭処理方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２５５５８３８号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の通り、特許文献１には根切り工事を簡易にする方法が記載されているが、普通強度のセメントミルクと低強度のセメントミルクの２種類を用意する必要があり、手間がかかりコスト高となる。また、既製杭を埋設施工した際に発生するソイルセメントの強度管理が行えない。
【００１０】
一方、特許文献２には硬化性材料の濃度を薄くして固化強度を低下させる杭頭処理方法が記載されているが、該硬化性材料は既製杭の中空部内に充填されたものであるからして、この方法では杭孔内に形成される強固に固化したヤットコ柱を未然に防ぐことができず、円滑な根切り作業ができない。
【００１１】
本発明は、上記背景における上記課題に鑑みてなされたものであり、プレボーリング工法で既製杭を埋設する際に杭頭レベルから地表面の間の杭孔内に形成される強固に固化したヤットコ柱を未然に防ぐべく、低強度のヤットコ柱を効率よく形成する方法と装置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】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、既製杭を杭孔内に埋設する際に使うヤットコを改造し、該ヤットコで既製杭を杭孔内に埋設した後ヤットコを引き上げる段階で、既に杭孔内に充填されている硬化性充填物（ソイルセメント）の低強度化を図れば効率よく低強度のヤットコ柱を形成することができることを見出し、発明を完成させた。
【００１３】
すなわち、請求項１に係る発明は、既製杭を杭孔に埋設するのに使用するロッド式ヤットコの回転キャップの直上部に接続されるロットであり、前記ロットには吐出液の通路となる中空軸部と該吐出液を杭孔内の横方向に吐出させるための逆止弁を備えた１〜複数個の吐出孔が設けられており、前記中空軸部の下端部は閉塞されていることを特徴とする。
【００１４】
回転キャップは従来のものと同じであるが、本発明では、ロットの一部を改造して、希釈水や希釈溶液等の吐出液が杭孔内の横方向に吐出できるよう、１〜複数個の吐出孔を設けている。これによって、ヤットコで既製杭を埋設する工程の中で低強度のヤットコ柱を簡便に形成できるので、効率的である。
【００１５】
吐出口には逆止弁が設けられており、これによって、外部からの硬化性充填物の逆流を防いでいる。
【００１６】
ロット中空軸部の下端部は閉塞してあり、吐出液が下方に流れないようにしてある。これによって、吐出口から吐出液を杭孔内の横方向に効率よく吐出できる。
【００１７】
吐出口の形状、寸法、数等の設け方は、杭孔内の硬化性充填物に行き渡るよう設けられておれば、特に限定されない。横方向の対面に一対、もしくは、該対を縦方向に二箇所設けるのが一般的である。
【００１８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係るヤットコ用ロットにおいて、上記吐出孔と同じ高さまたは吐出孔より下方のロット外面に、前記吐出孔より吐出した吐出液を攪拌するための攪拌翼が取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
攪拌翼を回転させながら吐出液を吐出することによって、吐出液と杭孔内に既に充填されている硬化性充填物（ソイルセメント）が十分混合されるので、低強度のヤットコ柱を均一に形成することができる。
【００２０】
攪拌翼は吐出口と同じ高さまたは吐出口より少し下に設けられていることが好ましい。具体的には０〜５０ｃｍ下である。攪拌翼の形状、寸法、数等は特に限定されない。従来のヤットコのロットに取り付けられているものでよい。
【００２１】
請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に係るヤットコ用ロットを組み込んだヤットコに関するものであり、埋設する既製杭の杭頭部を把持する杭把持部を有する回転キャップと、該回転キャップの直上部に接続される請求項１または請求項２に記載のヤットコ用ロットと、該ロットの上部に接続され中空軸部を有する１〜複数個のロットとを備えたヤットコであって、該ヤットコの上部には、これら回転キャップとロットを正逆自在に回転させるための駆動部と吐出液の供給部とが設けられていることを特徴とする。
【００２２】
本発明のヤットコでは、上記ヤットコ用ロット以外の装備は、従来のものと同じでよい。本発明のヤットコ用ロット以外の接続ロットは、既製杭を埋設する深さとロットの長さに応じて、適宜１〜複数個が接続して使われる。
【００２３】
このように、本発明のヤットコは、従来から用いられているヤットコのロットの一部に本発明のロットを組み込んだものでよく、従来のヤットコをそのまま使用でき、効率的である。
【００２４】
請求項４に係る発明は、杭孔内に埋設された既製杭の上方に硬化性充填物によって形成されるヤットコ柱の低強度化方法であって、杭孔内に埋設された既製杭より上方に充填された未硬化の硬化性充填物中の低強度化したい所定範囲の深さで請求項３に記載のヤットコを適宜上下反復させ、上記吐出孔から希釈水または希釈溶液を吐出して前記所定範囲の深さの前記硬化性充填物と混合し、該所定範囲の深さの硬化性充填物の硬化強度を低下させてヤットコ柱の少なくとも一部を低強度化することを特徴とする。
【００２５】
本発明で言うヤットコ柱とは、埋設した既製杭の杭頭レベルから地表面までの杭孔内に形成される強固なソイルセメント柱である。本発明のこの方法では、杭孔内に埋設された既製杭より地表面までの上方であれば、低強度化したい杭孔の所定範囲の深さを任意に設定できる。
【００２６】
この低強度化は根切り作業の容易性と関連するので、前記所定範囲の深さは、通常、根切りする範囲の深さである。なお、埋設した既製杭の部分は、地盤への支持構造上、杭周固定液（ソイルセメント）が強固に固化されている必要があるので、硬化性充填物を低強度化する範囲は、埋設した既製杭の杭頭レベルの１ｍ程度より上の部分であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明で言う硬化性充填物とは、セメントミルク等の杭周固定液に掘削土砂が混ざったソイルセメントである。この硬化性充填物は、希釈水または希釈溶液と混合する時点で未硬化でなければならない。硬化していたり、硬化が始まっていると混合できなくなる。
【００２８】
低強度化する程度は、ヤットコ柱によって、根切り作業が阻害されない程度の弱強度で硬化していれば、特に限定されない。概して、０．１〜０．５Ｎ／ｍｍ2程度である。低強度化は、本発明のヤットコ用ロットの吐出口から希釈水または希釈溶液を吐出し、未硬化の硬化性充填物と混合されることによりなされる。
【００２９】
吐出は、０．１〜６．０ＭＰａ程度の圧力でなされる。希釈溶液としては２〜２０％程度の濃度のベントナイト溶液等が挙げられる。前記混合は、本発明のヤットコを回転させながら低強度化したい所定範囲の深さで該ヤットコの本発明のヤットコ用ロットを適宜上下反復させることによりなされる。混合を十分に行うために、該ヤットコ用ロットに、攪拌翼が設けられていることが好ましい。
【００３０】
上記吐出及び混合は、通常、本発明のヤットコにより既製杭を埋設した後、該ヤットコを地上に引き上げる際になされる。この場合は、ヤットコ（ヤットコ用ロット）は上下反復せず、上方に引き上げられるのみである。
【００３１】
この他、従来のヤットコで既製杭を埋設した後、一旦該ヤットコを地上に引き上げ、本発明のヤットコ用ロットを取り付けて本発明のヤットコにした後、該ヤットコを未硬化の硬化性充填物が充填されている杭孔内に挿入し、該ヤットコの挿入時もしくは該ヤットコの引き上げ時もしくは該ヤットコを上下反復させて上記吐出及び混合を行ってもよい。
【００３２】
請求項５に係る発明は、プレボーリング工法による既製杭の埋設方法であって、請求項３に記載のヤットコの回転キャップを埋設杭に取り付けて、該埋設杭を未硬化の硬化性充填物が充填されている杭孔内の所定の深さに埋設し、その後、前記回転キャップを埋設杭から取り外しヤットコを引き上げる際に、所定の深さに達した時点で上記請求項１または請求項２に記載のヤットコ用ロットの上記吐出孔から希釈水または希釈溶液を吐出して、これらと前記硬化性充填物とを混合しながら前記ヤットコを引き上げ、吐出を開始した前記所定の深さより上部に充填されている硬化性充填物（ヤットコ柱）の硬化強度を低下させて硬化させることを特徴とする。
【００３３】
この発明は、上記請求項４に示される発明の一実施形態の発明である。この発明では、上記請求項３に係る本発明のヤットコを用いることで、既製杭のヤットコによる埋設工程で硬化性充填物（ヤットコ柱）の低強度化が図れるので効率的である。これによって、次の根切り作業が容易となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、プレボーリング工法で既製杭を埋設する際に杭頭レベルから地表面の間の杭孔内に形成される強固に固化したヤットコ柱を未然に防ぐことができ、以降の根切り作業がスムーズに行える。また、従来から使用されているヤットコを使用でき、既製杭の埋設工程の中で処理できるので効率的である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】回転キャップの直上部に接続された本発明のヤットコ用ロットの一例を示す正面図である。
【図２】図１に対応するヤットコ用ロットの一部断面図（吐出口部分については直交方向の断面）である。
【図３】本発明の既製杭の埋設方法における施工手順を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しつつ、本発明をより具体的に説明する。
【００３７】
図１は回転キャップ１１の直上部に接続された本発明のヤットコ用ロット１の一例を示したもので、図２はその一部断面図（吐出口部分については直交方向の断面）である。
【００３８】
本発明のヤットコ用ロット１は、後述する図３で説明するように、既製杭をロッド式ヤットコにより杭孔に埋設する際に使用される回転キャップ１１の直上部に接続されるロット１であり、吐出液１０の通路となる中空軸部９の下端部は閉塞してある（図中、符号７がその閉塞部を示す）。
【００３９】
本実施形態において、回転キャップ１１は従来のものと同様のものであり、回転キャップ本体１２の側面下部に鍵状の切欠きによる杭把持部１３が形成され、既製杭の頭部に設けられた突起等に係止し、回転力を伝えられるようになっている。図では杭把持部１３を１箇所のみ記載しているが、２以上、複数形成される。
【００４０】
回転キャップ１１の上面には、ジョイント凸部３が形成されており、ヤットコ用ロット１の中空軸部９下端内面に位置するジョイント凹部４に嵌合させ、固定用のピン（図示せず）を中空軸部９の外面からジョイント用ピン穴１４を貫通させ、ジョイント凸部３に形成した凹溝８に係合させることで、回転キャップ１１とヤットコ用ロット１を着脱可能に固定している。
【００４１】
ヤットコ用ロット１とその上方に接続させるロット（後述する図３のロット２２参照）の間も同様の接続機構となっており、それにより複数のロットを継ぎ足してヤットコ（後述する図３のヤットコ１参照）が形成される。図中、符号２が上方のロットを継ぎ足すためのジョイント凸部である。
【００４２】
このヤットコ用ロット１の側面には、逆止弁６を備えた１〜複数個の吐出孔５が設けられており、上述のように中空軸部９の下端部を閉塞してあることで、上方から供給された吐出液１０が杭孔内の横方向に吐出されるようになっている。
【００４３】
すなわち、逆止弁６によって外部からの硬化性充填物の逆流を防ぎ、またロット中空軸部９の下端部は閉塞して、吐出液１０が下方に流れないようにしてあることにより、吐出口５から吐出液１０を杭孔内の横方向に効率よく吐出できるようになっている。
【００４４】
このような構成により、ヤットコで既製杭を埋設する最後の工程において、根切り部（後述する図３(f)の根切り部２９参照）に形成されるヤットコ柱の低強度化が可能となる。
【００４５】
また、吐出孔５より下方のロット外面には、吐出孔５より吐出した吐出液１０を攪拌するための攪拌翼１５が取付具１６を介して取り付けられており、攪拌翼１５を回転させながら吐出液１０を吐出することによって、吐出液１０と杭孔内に既に充填されている硬化性充填物（ソイルセメント）が十分混合されるので、低強度のヤットコ柱を均一に形成することができる。
【００４６】
攪拌翼１５の形状、寸法、数等は特に限定されず、従来のヤットコのロットに取り付けられているものを用いことができるが、低強度のヤットコ柱を均一に形成する上では、攪拌翼１５は吐出口５と同じ高さまたは５０ｃｍ程度までの範囲で吐出口５より下方に設けることが好ましい。
【００４７】
吐出口５と攪拌翼１５とがこのような位置関係にあることにより、吐出口５から吐出された吐出液１０と杭孔内の硬化性充填物とが攪拌翼１５の水平方向の回転により効果的に攪拌混合される。この回転は、後述の図３に示すヤットコの上部にある駆動部２０（オーガ駆動装置）によりヤットコ用ロット１が回転することによりなされる。
【００４８】
図３は本発明の既製杭の埋設方法における施工の様子を示したものであり、以下のような手順で施工を行う。
【００４９】
(1) 杭立て込み挿入（図３(a)、(b)参照）
プレボーリングにより掘削し、硬化性充填材を充填した杭孔１７に、既製杭２６を立て込む。
【００５０】
既製杭２６の立込み前のオーガー等による杭孔１７の掘削およびセメントミルク等の硬化性充填材２４の充填、根固め液２８による根固め部２７の造成などは、従来と特に変わるところはない。
【００５１】
回転キャップ１１の直上部に接続された本発明のヤットコ用ロット１を備えた本発明のヤットコ１９の回転キャップ１１を既製杭２６の上端部に取り付け、既製杭２６を未硬化の硬化性充填物２４が充填されている杭孔１７内の所定の深さまで立て込んで行く。
【００５２】
回転キャップ１１の既製杭２６の上端部への取り付けは、ヤットコ１９先端の回転キャップ１１の杭把持部（切欠部）１３と既製杭２６の杭頭部に設けられた係止金具２５とを係合させることによって行う。
【００５３】
下端のロット１の上方には、通常のロット２２が複数本接続されている。
【００５４】
(2) 逆転で回転キャップを外し、ヤットコを引き上げる（図３(c)、(d)参照）
埋設杭である既製杭２６を所定の深さまで立て込んだら、次に、オーガーを逆回転させ、回転キャップ１１を既製杭２６から取り外し、既製杭２６を残してヤットコ１９を１ｍ程度引き上げる。引き上げ高さは、ロット２２に目盛等の印を付しておけば、容易にわかる。
【００５５】
ヤットコ１９を約１ｍ引き上げたところで、後述のベントナイト液の吐出を開始するのは、埋設した既製杭２６の周囲に充填されている硬化性充填物２４の強度を低下させないようにするためである。
【００５６】
(3) ベントナイト液を送り、攪拌しながら引き上げる（図３(e)参照）
オーガーの駆動部２０に位置する吐出液供給口３０から希釈溶液としてのベントナイト液を送り込み、ヤットコ１９下端のヤットコ用ロット１の吐出口５よりベントナイト液を吐出し、攪拌翼１５で杭孔１７内上部の未硬化の硬化性充填物２４と混合しながら、ヤットコ１９を引き上げて行く。
【００５７】
吐出口５より少し下に取り付けられている攪拌翼１５でベントナイト液と未硬化の硬化性充填物２４
とを攪拌混合しながら、回転キャップ１１が地上に達するまでヤットコ１９を引き上げる。ベントナイト液の吐出は、吐出口５が地上に達するまで行う。
【００５８】
(4) ヤットコ柱の自硬性を抑え、根切り作業を行う（図３(f)参照）
吐出を開始した深さより上部に充填されている硬化性充填物２４と希釈溶液としてのベントナイト液を攪拌混合することで、硬化物であるヤットコ柱２３（埋設した既製杭２６の杭頭レベルから地表面１８までの杭孔１７内に形成されるソイルセメント柱）を低強度化させることができる。
【００５９】
図３(f)における符号２９で示される点線の範囲が根切り部であり、ヤットコ柱２３の低強度化により根切り作業が容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、プレボーリング工法で既製杭を埋設する際に、埋設した既製杭の杭頭レベルから地表面までの杭孔内に形成されるヤットコ柱を低強度化し、根切り作業を容易とすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…ヤットコ用ロット、
２…ジョイント凸部、
３…ジョイント凸部、
４…ジョイント凹部、
５…吐出口、
６…逆止弁、
７…閉塞部、
８…凹溝、
９…中空軸部、
１０…吐出液、
１１…回転キャップ、
１２…回転キャップ本体、
１３…杭把持部（切欠部）、
１４…ジョイントピン用穴、
１５…攪拌翼、
１６…攪拌翼取付具、
１７…杭孔、
１８…地表面、
１９…ヤットコ、
２０…駆動部、
２１…油圧スイベル、
２２…ロット、
２３…低強度化したヤットコ柱、
２４…硬化性充填物、
２５…係止金具、
２６…既製杭、
２７…根固め部、
２８…根固め液、
２９…根切り部、
３０…吐出液供給部
【図１】
2011021351.tif 000003
【図２】
2011021351.tif 000004
【図３】
2011021351.tif 000005