(57)【要約】【課題】平面交差道路を立体交差に変更するために行うアンダーパスを短工期で施工する技術を提供する。【解決手段】オーガドリルが収納される軸方向凹条を左右連接面に備え、強度が高く、止水性に富み、迅速施工に適したプレテンション方式プレストレストコンクリート杭１０をアンダーパス形成部の側部に順次沈設し、２連の連続地中壁を形成し、その頂部に上床版となるホロー桁２１をジャッキ２２を介装して架設し、地中壁間のアンダーパス路面を掘削して底版コンクリート４０を打設した後、ジャッキ２２を取外してその隙間にモルタルを間詰めし、アンダーパスを造成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガドリルが収納される軸方向凹条を左右連接面に備えると共に隣接する杭同士の連接部に軸対称な一対の相欠きを備えたプレテンション方式プレストレストコンクリートから成ることを特徴とするコンクリート杭。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート杭にオーガドリルを添装し、隣接杭同士の相欠きを噛合わせて、アンダーパスを造成すべき地盤の両側部に順次沈設して連続地中壁を構築し、各隣接凹条が形成する空所内に鉄筋を挿入し、該空所にコンクリートを打設し、２連の地中壁間にアンダーパスを造成することを特徴とするアンダーパスの施工方法。
【請求項３】
アンダーパス上に上床版を設ける部分では、端部にジャッキを介装したＰＣホロー桁を、２連の前記地中壁の上端間に架設し、該ＰＣホロー桁を工事中の前記地中壁の倒れを支持する支持材として用い、アンダーパス路面を掘下げ、アンダーパス底版コンクリートを打設した後、前記ジャッキを取外し、ＰＣホロー桁と前記地中壁間に目地材を設置して前記ＰＣホロー桁を道路用床版とすることを特徴とする請求項２記載のアンダーパスの施工方法。
【請求項４】
前記ＰＣホロー桁をジャッキを介装することなく２連の前記地中壁の上端間に架設し、工事中の支持材として用いると共に道路用床版とすることを特徴とする請求項３記載のアンダーパスの施工方法。
【請求項５】
上方が開放したアンダーパス部分では、切梁支持用ガーダを２連の前記地中壁の頂部に沿わせて設置し、端部にジャッキを介装した切梁用ガーダを前記切梁支持用ガーダ間に架設して前記２連の地中壁の上端間を支持し、アンダーパス路面を掘下げ、底版コンクリートを打設した後、前記切梁用ガーダ及び切梁支持用ガーダを取外すことを特徴とする請求項２記載のアンダーパスの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート杭及びアンダーパスの施工方法に関し、特に都市部における平面交差道路を立体交差に変更するために行うアンダーパス施工技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アンダーパスを施工する場合には、シートパイル、又はＨ鋼と横杭などで仮土留めを行い、仮土留めの内部に、アンダーパスのコンクリート躯体を場所打ちで構築する手段によって行われていた。この技術では、所要の用地幅が大きくなり、工期が長く、交通規制期間が伸びることにより、周辺住民に多大な迷惑をかけるものであった。また、工事費の半分以上を仮設費が占める。
【０００３】
また、シートパイル又はＨ鋼を自立で土圧に抵抗させようとすると、打込み長を長くする必要があり不経済である。
【０００４】
これを改善する技術として、アンダーパスの側壁となる部分に矢板又は杭を連続的に打設し、防水処理、倒れ込み防止処理などを施した後、アンダーパス路面を掘下げ、道路を構築する技術がある。
【０００５】
このようなアンダーパス、あるいは河川の鉛直護岸や高低差のある土地の鉛直壁体等を造成する場合に、角杭を整列施工して壁体を形成する壁体パイル技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術では壁体パイルとして、プレテンション方式のプレストレスト遠心力コンクリートパイルを用い、断面を角形に成形し、構造物として最適な剛性および耐力を有するように壁体が設計されている。
【０００６】
このような壁体パイルとして、遠心力締固めによるプレテンション方式・プレストレスト・コンクリート製品があり、曲げ剛性が大きく強度および断面性能は均一・確実で高い信頼性を有し、変位量が少なく、自立形式の壁体として適切であると云われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この壁体パイルは、中央に中空部を備えており、この中空部にスクリューオーガを挿入し、中掘工法で先端土砂を掘削し連続排土を繰り返しながらパイルを圧入し、無騒音無振動にて施工できる。しかし、この技術は壁体パイル間の隣接面にはグラウト孔を設け、これにグラウトを施工することによって水密性を保つようにしているので、施工誤差により目開きが大きくなった場合、止水性を確保することが難しくなる。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭４８−９９９０８号公報（第１−２頁、図２）
【特許文献２】
特開昭６２−１０３２４号公報（第２−３頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記技術に改善を施し、強度が高く、止水性に富み、迅速施工に適したコンクリート杭及びこれを用いたアンダーパスの施工方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オーガドリルが収納される軸方向凹条を左右連接面に備えると共に隣接する杭同士の連接部に軸対称な一対の相欠きを備えたプレテンション方式プレストレストコンクリートから成ることを特徴とするコンクリート杭である。このコンクリート杭は全体断面がほぼ矩形状で、正面及び背面は平面とし、左右側面には凹条と相欠きを設けている。
【００１１】
この杭は、左右連接面に設けた凹条が杭の沈設時にオーガドリルを添装する凹条となると共に、この凹条が隣接杭間に鉄筋コンクリートを打設するための空所を形成する。従って、この杭は２連のオーガドリルによって迅速に沈下施工ができ、また杭の連接体は一体の強固な壁体を形成すると共に、完全な止水性を確保する。上記凹条の大きさは、オーガドリルを収納することができ、コンクリート打設のときに鉄筋間にトレミー管を挿脱することができる大きさとする。
【００１２】
また、本発明の杭は隣接する杭同士との連接部に軸対称な一対の相欠きを備えている。相欠きは連接する部材の連接先端部に相互に切欠きを設けて重なり合うようにした接合構造であり、この相欠きを軸対称に設けることによって、全体として雄雌接合となる。この一対の相欠きを設けることによって、杭沈設時に既設杭と連接部が噛合って沈設位置、方向を案内するガイドとなると共に、隣接する杭との間に目開きが生じても、相欠きの重なりにより細隙を維持し、空所内に打設したコンクリートがこの細隙を閉鎖してしまうので、止水性が高い。
【００１３】
このようなコンクリート杭を用いてアンダーパスを施工する本発明方法は、上記コンクリート杭にオーガドリルを添装し、隣接する杭同士の連接部の相欠きを噛合わせて、アンダーパスを造成すべき地盤の両側部に順次沈設して連続地中壁を構築し、各隣接凹条が形成する空所内に鉄筋を挿入し、該空所にコンクリートを打設し、次いで２連の地中壁間にアンダーパスを造成することを特徴とするアンダーパスの施工方法である。
【００１４】
このとき、アンダーパス上に上床版を設ける部分では、端部にジャッキを介装したＰＣホロー桁を、２連の前記地中壁の上端間に架設し、該ＰＣホロー桁を工事中の前記地中壁の倒れを支持する支持材として用い、アンダーパス路面を掘下げ、アンダーパス底版コンクリートを打設した後、前記ジャッキを取外し、ＰＣホロー桁と前記地中壁間に目地材を設置して前記ＰＣホロー桁を道路用床版とすることを特徴とする。
【００１５】
この場合、地盤の条件等によって、前記ＰＣホロー桁をジャッキを介装することなく２連の前記地中壁の上端間に架設し、工事中の支持材として用いると共に道路用床版とすることもできる。
【００１６】
また、上方が開放したアンダーパス部分では、切梁支持用ガーダを２連の前記地中壁の頂部に沿わせて設置し、端部にジャッキを介装した切梁用ガーダを前記切梁支持用ガーダ間に架設して前記２連の地中壁の上端間を支持し、アンダーパス路面を掘下げ、底版コンクリートを打設した後、前記切梁用ガーダ及び切梁支持用ガーダを取外すことを特徴とする。
【００１７】
このような施工方法により、本発明のコンクリート杭を側壁としたアンダーパス造成ができるので、従来のように、土留め壁の内側に現場打ちコンクリートで断面Ｕ字形の全体構造体を構築する必要が無くなる。従って、短工期にアンダーパスの施工を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図５は本発明のコンクリート杭１０の断面図を示すものである。この杭は多数のプレテンション方式のプレストレスト緊張材１３を内蔵したプレストレストコンクリート杭であって、左右両側面に大きな軸方向凹条１４を備えている。この凹条１４にオーガドリルを収納して２連のオーガドリルにより、地中に迅速に沈設することができる。
【００２０】
沈設工程の説明図を図６、図７に示した。
【００２１】
図６、図７中、コンクリート杭１０ａは既に地中に沈設した杭、コンクリート杭１０ｂはこのコンクリート杭１０ａに隣接して沈設中の杭を示している。コンクリート杭１０ｂは左右側面の軸方向凹条内にそれぞれオーガドリル６０を添設している。このオーガドリル６０の軸６１を回転させながら杭１０の下面より下方に位置させた掘削刃物６３で地中を掘削し、螺旋羽根６２で排土しながら杭の上面に取付けた圧入用キャップ６６を押し下げコンクリート杭１０ｂを沈下させる。掘削刃物６３は、掘削時は円形断面６４の領域を掘削し、杭１０ｂの沈設後、コンクリート杭１０ｂの両側面の凹部内を上昇するように縮径することができる構造にしてある。
【００２２】
隣接するコンクリート杭１０同士は凹条１４を対向させて地中に沈設するので、隣接するコンクリート杭同士の間に大きな空所が生ずる。この空所内に鉄筋コンクリートを打設して、コンクリート杭同士を強固に結合して一体の壁体を地中に形成することができる。
【００２３】
隣接する杭同士の連接部の凹条１４の縁部は、相欠きを形成するように切欠１７、１８を設けた凸条１５、１６を形成してある。この相欠きは軸対称に設けられ、凸条１５、１５内に相手側の凸条１６、１６が嵌まり込むようになっている。従って、このコンクリート杭１０を沈設するとき、この相欠きは沈設位置及び方向を案内するガイドとなる。また、隣接する杭同士の目地の目開きが変化しても、相欠きの嵌り込み面の細隙寸法はほとんど変化しないから、空所内に鉄筋コンクリートを打設することにより完全な止水性を確保することができる。
【００２４】
図１は本発明方法を説明するアンダーパス構築方法を示す断面図で、アンダーパスに上床版を設ける部分の断面図を示している。
【００２５】
アンダーパス施工の作業工程は次の通りである。
【００２６】
（１）本発明のコンクリート杭１０の凹条内にオーガドリルを添装し、隣接杭１０同士の相欠きを噛合わせてアンダーパスを造成すべき地盤の両側部に順次沈設して連続地中壁を構築する。
【００２７】
（２）この地中壁のコンクリート杭１０の各隣接凹条が形成する空所内に鉄筋を挿入し、空所にコンクリートを打設し、２連の地中壁を形成する。
【００２８】
（３）図１はアンダーパス上に上床版を設ける場合を示しており、地中に沈設した杭１０の頂部に桁受け部１１を施工し、その上に、端部にジャッキ２２を介装したＰＣホロー桁２１を、２連の前記地中壁（コンクリート杭１０）の上端間に架設する。ＰＣホロー桁２１はアンダーパス路面を約２ｍ程度切り下げた段階で架設し、最上段の切張りとして使用する。このＰＣホロー桁２１は工事中の前記地中壁（コンクリート杭１０）の倒れを支持する支持材として用いる。
【００２９】
地盤の条件等によっては、ジャッキを介装することなくＰＣホロー桁を架設し、工事中の地中壁の倒れを支持する支持材として用いると共に、そのまま道路用床版とすることもできる。
【００３０】
（４）アンダーパス路面を掘下げる。２連の地中壁間の当初の地面５０ａを順次掘下げて、途中の地面５０ｂまで掘下げたら、必要に応じて、切梁３１を設ける。切梁３１は例えばガーダ等を用い、コンクリート杭１０に設けたブラケット１２上に壁面に沿うガーダ３２を腹起しとして架設し、このガーダ３２間にジャッキ３３を端部に装着した切梁３１を架設する。この切梁３１は杭１０が形成している壁体の膨出等の変形を防止するものである。
【００３１】
（５）掘下げが最終の地面５０ｃに到達したら、底版コンクリート４０を施工する。この底版コンクリート４０は鉄筋４２によりコンクリート杭１０と結合すると共に、緩衝材４１として図４に示すように、ゴム等の弾粘性材料を底版コンクリート４０とコンクリート杭１０との間に挿入する。
【００３２】
（６）底版コンクリート４０を打設した後、ＰＣホロー桁２１の端部に装着していたジャッキ２２を取外し、コンクリート杭を変形させ、ＰＣホロー桁２１とコンクリート杭１０とが接触しないことを確認した後、ＰＣホロー桁２１と前記地中壁間に目地材を設置して前記ＰＣホロー桁をアンダーパス上方の道路用床版とする。又、前記切梁３１、ガーダ３２も取外す。
【００３３】
以上の作業工程から明らかなように、本発明では、本発明に係るコンクリート杭１０を工事中の土留めとして用い、最終的にアンダーパスの側壁本体として利用する。地盤を切り下げながら、必要に応じ切張りをコンクリート杭に直接かけながら、最終掘削位置まで掘削を行う。
【００３４】
次に、図２はアンダーパスの上方が開放したＵ字状の部分の施工工程を示す断面図、図３はその平面図である。作業工程（１’）、（２’）は、図１について説明した上記工程（１）、（２）と同様である。
【００３５】
（３’）図２に示すように、断面Ｕ字形の上方が開放したアンダーパス部分では、切梁支持用ガーダ３２ａを２連の前記地中壁（コンクリート杭１０）の頂部に沿わせて設置し、端部にジャッキ３３ａを介装した切梁用ガーダ３１ａを切梁支持用ガーダ３２ａ間に架設し、前記２連の地中壁（コンクリート杭１０）の上端間を支持する。
【００３６】
従来、通常、切り梁材としてＨ鋼を使用していたが、これでは設置手間がかかり、また、その下での作業性も悪くなるので、桁架設用のガーダを使用するようにした。ガーダは、壁面に沿うガーダ３２を連続して設置し、次にこれと直角方向に切梁３１（ガーダ）を配置する。
【００３７】
座屈剛性の大きいガーダを使用することにより、従来、Ｈ鋼を切梁とする場合には、切梁の中間を支持する中間杭が必要であったが、その必要が無くなり、ガーダ下の掘削作業性、工程が大きく改善される。
【００３８】
また、設計例によれば、従来のＨ形鋼による切梁では切梁配置のピッチを３ｍごとに設置する必要があったが、上記ガーダを用いた切梁３１ではピッチ７ｍごとに設置すればよい。従って作業性が著しく向上した。
【００３９】
（４’）アンダーパス路面を掘下げる工程及び（５’）底版コンクリートを打設する工程は、上記図１について説明した工程（４）、（５）と同様である。図１に示した切梁３１、ガーダ３２、ジャッキ３３はそれぞれ３１ｂ、３２ｂ、３３ｂの符号を付して示した。
【００４０】
（６’）底版コンクリート４０を打設した後、切梁３１ａ、３１ｂ、ガーダ３２ａ、３２ｂ、ジャッキ３３ａ、３３ｂを取外す。
【００４１】
本発明では底版コンクリート打設までガーダによる切梁を使用することによって、コンクリート杭の沈設長さを短くすることが可能になる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、強度が高く、止水性に富み、迅速施工に適したコンクリート杭を提供することができ、このコンクリート杭を用いて２連の側壁を地中に構築し、その間の地盤を掘削してアンダーパス底版を施工し、この杭壁と底版により、迅速、低コストでアンダーパスを施工することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のアンダーパスの施工を示す断面図である。
【図２】実施例のアンダーパスの施工を示す断面図である。
【図３】実施例のアンダーパスの施工を示す平面図である。
【図４】実施例のコンクリート杭の斜視図である。
【図５】実施例のコンクリート杭の断面図である。
【図６】杭の沈設工程の説明図である。
【図７】杭の沈設工程の説明図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ    コンクリート杭
１１    桁受け部
１２、１２ａ、１２ｂ    ブラケット
２１    ホロー桁
２２    ジャッキ
３１、３１ａ、３１ｂ    切梁
３２、３２ａ、３２ｂ    ガーダ
３３、３３ａ、３３ｂ    ジャッキ
４０    底版コンクリート
４１    緩衝材
４２    鉄筋
５０ａ    当初の地面
５０ｂ    途中の地面
５０ｃ    最終の地面
６０    オーガドリル
６１    軸
６２    螺旋羽根
６３    掘削刃物
６４    円形断面
６６    圧入キャップ
【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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