(57)【要約】【課題】隣り合う拡底杭部と連結杭部の掘削孔を同じ掘削機で掘削形成することを可能にし、効率的且つ経済的に複数の拡底杭部と連結杭部からなる拡底杭を構築可能な場所打ちコンクリート杭の構築方法を提供する。【解決手段】杭用の掘削機９を用い、隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０を少なくとも隣り合う拡底杭部１の軸部２が重ならないように所定の間隔をあけて掘削する。各拡底杭部１の掘削孔１０に掘削機ガイド部材１２を挿入して設置する。各拡底杭部１の掘削孔１０に挿入設置した掘削機ガイド部材１２で鉛直方向に案内させつつ、杭用の掘削機９を用いて隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０の間の連結杭部８の地盤Ｇを掘削し、隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０を連通させる。隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０と連結杭部８の掘削孔１１からなる連結掘削孔にコンクリートを打設する。【選択図】図１
2019183495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の軸部及び該軸部の先端部を拡張してなる略円錐台状の拡底部からなる拡底杭部と、所定の間隔をあけて設けられた隣り合う前記拡底杭部を連結する連結杭部とを備えた場所打ちコンクリート杭を構築する方法であって、
杭用の掘削機を用い、前記隣り合う拡底杭部の掘削孔を少なくとも前記隣り合う拡底杭部の軸部が重ならないように所定の間隔をあけて掘削する拡底杭部掘削工程と、
前記各拡底杭部の掘削孔に掘削機ガイド部材を挿入して設置する掘削機ガイド部材設置工程と、
前記各拡底杭部の掘削孔に挿入設置した前記掘削機ガイド部材で鉛直方向に案内させつつ、杭用の掘削機を用いて前記隣り合う拡底杭部の掘削孔の間の前記連結杭部の地盤を掘削して前記連結杭部の掘削孔を形成し、前記隣り合う拡底杭部の掘削孔を連通させる連結杭部掘削工程と、
前記隣り合う拡底杭部の掘削孔と前記連結杭部の掘削孔からなる連結掘削孔にコンクリートを打設するコンクリート打設工程とを備えることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の構築方法。
【請求項２】
請求項１記載の場所打ちコンクリート杭の構築方法において、
隣り合う一方の拡底杭部の掘削孔に挿入する一方の掘削機ガイド部材は、他方の拡底杭部の掘削孔を向く面に杭用の掘削機の側面が係合して杭用の掘削機を鉛直方向に案内するための一方のガイド面を備えて形成され、
他方の拡底杭部の掘削孔に挿入する他方の掘削機ガイド部材は、一方の拡底杭部の掘削孔を向く面に杭用の掘削機の側面が係合して杭用の掘削機を鉛直方向に案内するための他方のガイド面を備えて形成されていることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ちコンクリート杭の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超高層ビルなど重量の大きい建物では、杭基礎として場所打ちコンクリート拡底杭が多用されている。
【０００３】
場所打ちコンクリート拡底杭（場所打ちコンクリート杭）は、略一定の径の軸部と、軸部の先端部側を必要な支持力に合わせて拡底してなる略円錐台状の拡底部とを備えて構築され、杭先端部に拡底部を設けることで支持耐力を大幅に向上させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
場所打ちコンクリート拡底杭を構築する際には、例えば、掘削機を用いて地表面から略一定の径の掘削孔を所定の深度まで安定液を充填しつつ掘削形成する。次に、ロッドの先端に接続した拡底用掘削機（拡底バケットなどの拡底機）を挿入して掘削孔の先端部に配置した段階で、拡底用掘削機を拡張させつつロッドを中心軸周りに回転させて孔壁部分の地盤を掘削し、掘削孔の先端部を拡底する。そして、拡底した掘削孔に鉄筋籠を建て込むとともにトレミー管を用いて安定液と置換するようにコンクリートを打設し、必要に応じて杭頭部側を埋め戻したり、杭頭基礎を構築するなどし、場所打ちコンクリート拡底杭の施工が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１２０４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、複数の拡底杭１を構築する場合、隣り合う拡底杭１の杭間隔は、一般に（軸径（軸部２の平均径）＋拡底径（拡底部３の平均径））以上確保する。
【０００７】
一方、図３に示すように、設計上、建物本体４の柱５の間隔（＝杭１の間隔）が拡底径よりも狭い部分が生じることがあり、この場合には、拡底杭１の間に土が浮くなどして不安定な部分６が生じるため、図４に示すように、隣り合う拡底杭１の位置を平面的に（横に）ずらしたり、図５に示すように、隣り合う拡底杭１の拡底部３を鉛直方向に（上下に）ずらすなどし、拡底部３が重ならないようにしている。
【０００８】
しかしながら、隣り合う拡底杭１を平面的にずらすと、建物本体４の柱５の位置と杭１の位置がずれ、これに起因して拡底杭１に大きなモーメントが生じることになり、これを処理するために基礎７を厚くする必要が生じる（図４）。
【０００９】
また、隣り合う拡底杭１の拡底部３を鉛直方向にずらすと、上部の杭底１ａの直下で下部の杭１の掘削を行うことになるため、この部分Ｒの地盤Ｇの緩みに起因して上部の杭１の支持力不足が生じたり、下部の杭１に上部の杭１の荷重Ｐが伝わってしまい下部の杭１の支持力不足を招くおそれがある（図５）。
【００１０】
これに対し、図６に示すように、少なくとも軸部２が重ならない間隔で隣り合う拡底杭（拡底杭部）１の掘削孔を掘削形成し、隣り合う拡底杭１の掘削孔の間の地盤を掘削して隣り合う２つの拡底杭部（１）を壁部１４で連結し、一つの拡底杭１として構築することも考えられる（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
しかしながら、図７に示すように、連結杭部８の掘削を行う際に掘削機９が先行掘削した拡底杭部（１）の掘削孔１０側に曲がってしまい（掘削方向がずれてしまい）、連結杭部８の地盤Ｇを好適に掘削できない可能性がある。
【００１２】
一方、隣り合う拡底杭部（１）の掘削孔１０の間の連結杭部８の地盤Ｇを地中連続壁構築用の機械で掘削すれば、掘削孔が曲がることなく、連結杭部８の掘削作業が行える。
【００１３】
しかしながら、杭１の掘削機（アースドリルなど）と地中連続壁の掘削機（リバースなど）は機械が異なるため、２種類の大型の専用機械を現場に入れる必要が生じることや、地中連続壁用の掘削機を用いる作業は費用が高く、付属設備に大きな面積を要することから、杭１を構築のための総費用が非常に高くなってしまう。また、施工に必要なスペースも非常に大きくなる。
【００１４】
上記事情に鑑み、本発明は、隣り合う拡底杭部と連結杭部の掘削孔を同じ掘削機で掘削形成することを可能にし、効率的且つ経済的に複数の拡底杭部と連結杭部からなる拡底杭を構築可能な場所打ちコンクリート杭の構築方法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】
【００１５】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１６】
本発明の場所打ちコンクリート杭の構築方法は、円柱状の軸部及び該軸部の先端部を拡張してなる略円錐台状の拡底部からなる拡底杭部と、所定の間隔をあけて設けられた隣り合う前記拡底杭部を連結する連結杭部とを備えた場所打ちコンクリート杭を構築する方法であって、杭用の掘削機を用い、前記隣り合う拡底杭部の掘削孔を少なくとも前記隣り合う拡底杭部の軸部が重ならないように所定の間隔をあけて掘削する拡底杭部掘削工程と、前記各拡底杭部の掘削孔に掘削機ガイド部材を挿入して設置する掘削機ガイド部材設置工程と、前記各拡底杭部の掘削孔に挿入設置した前記掘削機ガイド部材で鉛直方向に案内させつつ、杭用の掘削機を用いて前記隣り合う拡底杭部の掘削孔の間の前記連結杭部の地盤を掘削して前記連結杭部の掘削孔を形成し、前記隣り合う拡底杭部の掘削孔を連通させる連結杭部掘削工程と、前記隣り合う拡底杭部の掘削孔と前記連結杭部の掘削孔からなる連結掘削孔にコンクリートを打設するコンクリート打設工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の場所打ちコンクリート杭の構築方法において、隣り合う一方の拡底杭部の掘削孔に挿入する一方の掘削機ガイド部材は、他方の拡底杭部の掘削孔を向く面に杭用の掘削機の側面が係合して杭用の掘削機を鉛直方向に案内するための一方のガイド面を備えて形成され、他方の拡底杭部の掘削孔に挿入する他方の掘削機ガイド部材は、一方の拡底杭部の掘削孔を向く面に杭用の掘削機の側面が係合して杭用の掘削機を鉛直方向に案内するための他方のガイド面を備えて形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の場所打ちコンクリート杭の構築方法によれば、隣り合う拡底杭部と連結杭部の掘削孔を同じ掘削機で掘削形成することができ、超高層ビルなど非常に大きな柱軸力を好適に支持可能な高支持耐力の場所打ちコンクリート拡底杭を効率的且つ経済的に構築することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る場所打ちコンクリート杭の構築方法において、隣り合う拡底杭部の間の地盤を掘削する手順を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る場所打ちコンクリート杭を示す図である。
【図３】建物本体の柱の間隔（＝杭の間隔）が拡底径よりも狭い部分が生じたケースを示す図である。
【図４】隣り合う拡底杭の位置を平面的にずらした状態を示す図である。
【図５】隣り合う拡底杭の拡底部を鉛直方向にずらした状態を示す図である。
【図６】隣り合う２つの拡底杭部を壁部で連結し一つの拡底杭として構築した状態を示す図である。
【図７】隣り合う２つの拡底杭部の間の地盤を掘削する際に曲がりが生じた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１及び図２を参照し、本発明の一実施形態に係る場所打ちコンクリート杭の構築方法について説明する。
【００２１】
本実施形態の場所打ちコンクリート杭の構築方法では、図１（ａ）から図１（ｃ）に示すように、従来の杭用の掘削機９を用い、略一定の径の円柱状の軸部２及び軸部２の先端部を拡張してなる略円錐台状の拡底部３からなる拡底杭部１の掘削孔１０を、少なくとも隣り合う拡底杭部１の軸部２が重ならないように所定の間隔をあけて先行掘削する（先行掘削工程）。これら一対の拡底杭部１の掘削孔１０は、各拡底杭部１の軸部２の中心軸Ｏ１と、後工程で隣り合う一対の拡底杭部１の掘削孔１０を連結するようにこれら一対の掘削孔１０の間の地盤Ｇを掘削形成する連結杭部８の掘削孔１１の中心軸Ｏ１とが平面視で互いに一直線Ｓ１上に配されるように掘削する。
【００２２】
そして、この段階で、隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０にそれぞれ掘削機ガイド部材１２を挿入する（掘削機ガイド部材設置工程）。
【００２３】
掘削機ガイド部材１２は、例えば、鉄筋１２ａと鋼板１２ｂを用いて形成したものであり、隣り合う一方の拡底杭部１の掘削孔１０に挿入する一方の掘削機ガイド部材１２には、他方の拡底杭部１の掘削孔１０を向く面に杭用の掘削機９を鉛直方向に案内するための一方のガイド面１２ｃが形成され、他方の拡底杭部１の掘削孔１０に挿入する他方の掘削機ガイド部材１２には、一方の拡底杭部１の掘削孔１０を向く面に杭用の掘削機９を鉛直方向に案内するための他方のガイド面１２ｃが形成されている。
【００２４】
これら一対の掘削機ガイド部材１２をそれぞれ隣り合う一方の拡底杭部１と他方の拡底杭部１の掘削孔１０に挿入すると、一対の掘削機ガイド部材１２のガイド面１２ｃ同士が杭用の掘削機９の大きさ形状に応じた所定の間隔をもって対向配置される。また、本実施形態では、各掘削機ガイド部材１２のガイド面１２ｃが平面視で杭用の掘削機９に対応（杭用の掘削機９の側面が係合）するように同心円の一部に沿う円弧状に形成されている。
【００２５】
一対の掘削機ガイド部材１２をそれぞれ隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０に挿入し安定液中に沈設した段階で、一対の掘削機ガイド部材１２（一対のガイド面１２ｃ）の間に杭用の掘削機９を挿入するように、一対のガイド面１２ｃに案内させながら隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０の間（連結杭部８）の地盤Ｇを掘削する（連結杭部掘削工程）。
【００２６】
このとき、掘削機９が掘削機ガイド部材１２のガイド面１２ｃに案内されて鉛直方向に導かれる。これにより、隣り合う拡底杭部１の間の連結杭部８の地盤Ｇを掘削する場合であっても、曲がりが生じることがなく、隣り合う拡底杭部１の間の地盤Ｇを好適に掘削し、一対の拡底杭部１の掘削孔１０を連結杭部８となる掘削孔１１で連結することができる。
【００２７】
そして、軸部２及び拡底部３からなる隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０と、軸部２及び拡底部３からなる連結杭部８の掘削孔１１とが連通して形成され、安定液が充填された連結掘削孔から掘削機ガイド部材１２を引き抜いて取り除き、鉄筋籠を建て込むとともにトレミー管を用いて安定液と置換するようにコンクリートを打設する（コンクリート打設工程）。また、必要に応じて杭頭部側を埋め戻したり、杭頭基礎を構築し、場所打ちコンクリート杭１’の施工が完了する。
【００２８】
このようにして構築された本実施形態の場所打ちコンクリート杭１’は、図２に示すように、軸部２及び拡底部３からなる３本の拡底杭１、８を、これら３本の拡底杭１、８の軸部２の中心軸Ｏ１、Ｏ２が平面視で同一直線Ｓ１上に配され、且つ隣り合う拡底杭１、８の軸部２同士及び拡底部３同士の一部が重なるようにして一体化した形で構築される。
【００２９】
言い換えれば、本実施形態の場所打ちコンクリート杭１’は、３本の拡底杭１、８の略円柱状の軸部２が一体化された軸連結部１８の側面の一面１８ａ及び他面１８ｂが軸連結部１８の上端から下端まで延び、略一定の径の３つの凸円弧面１９を並列結合した円弧凹凸形状を呈するように形成され、３本の拡底杭１、８の略円錐台状の拡底部３が一体化された拡底連結部２０の側面の一面２０ａ及び他面２０ｂが拡底連結部２０の上端から下端に向かうに従い漸次径が大となる３つの円錐面を並列結合した円錐凹凸形状を呈するように形成されている。
【００３０】
このように形成された本実施形態の場所打ちコンクリート杭１’は、大きな底面積を備えることで高支持耐力の杭を実現できる。また、拡底連結部２０の側面の一面２０ａ及び他面２０ｂが円錐凹凸形状で形成されることに加え、軸連結部１８の側面の一面１８ａ及び他面１８ｂが円弧凹凸形状で形成されることによって、杭１’の摩擦抵抗力を大幅に向上させることができ、この点から、さらに高支持耐力の杭１’を実現することが可能になる。
【００３１】
なお、各拡底杭１、８の底面積、ひいては軸連結部１８及び拡底連結部２０からなる杭１’の底面積合計は、杭１’の必要支持力によって決めればよい。
【００３２】
したがって、本実施形態の場所打ちコンクリート杭の構築方法においては、設計上、建物本体４の柱５が近接する場合でも、必要な支持力を与える場所打ちコンクリート杭１’を構築できる。また、隣り合う拡底杭部１の掘削と、連結杭部８の掘削とを、掘削孔１０が曲がることなく、同じアールドリルなどの杭用の掘削機９を用いて行うことができる。
【００３３】
よって、本実施形態の場所打ちコンクリート杭の構築方法によれば、従来と比較し、超高層ビルなど非常に大きな柱軸力を好適に支持可能な高支持耐力の場所打ちコンクリート杭１’を効率的且つ経済的に構築することが可能になる。
【００３４】
以上、本発明に係る場所打ちコンクリート杭の構築方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３５】
例えば、隣り合う拡底杭部１の掘削孔１０にそれぞれ挿入配置する掘削機ガイド部材１２は、杭用の掘削機９を鉛直方向に案内して連結杭部８の掘削を行うことが可能であれば、必ずしも、その形状、構成を本実施形態のように限定しなくてもよい。
【００３６】
また、連結杭部８は必ずしも軸部２と拡底部３を備えた拡底杭形状でなくてもよい。すなわち、所望の支持耐力が得られるのであれば、軸部２のみで形成、構成してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１      場所打ちコンクリート杭（拡底杭部、拡底杭）
１’    場所打ちコンクリート杭
１ａ    杭底
２      軸部
３      拡底部
４      建物本体
５      柱
７      基礎
８      連結杭部
９      掘削機
１０    拡底杭部の掘削孔
１１    連結杭部の掘削孔
１２    掘削機ガイド部材
１２ａ  鉄筋
１２ｂ  鋼板
１２ｃ  ガイド面
１４    壁部
１８    軸連結部
１８ａ  一面
１８ｂ  他面
１９    凸円弧面
２０    拡底連結部
２０ａ  一面
２０ｂ  他面
Ｇ      地盤
Ｏ１    中心軸
Ｏ２    中心軸
Ｐ      荷重
Ｓ１    一直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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