(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
場所打ちコンクリート杭を構成する杭頭捨型枠が接合された鉄筋を杭孔に配設するとともに、前記杭頭捨型枠の上端を超える高さであって前記杭孔に対して打ち増しする余盛りコンクリートの高さに相当する部分をケーシングで支持し、次いで、前記ケーシングの周囲に余盛りコンクリートを一時貯留するピットを穿設して、この状態から前記杭孔に、前記余盛りコンクリートの高さまでコンクリートを打設した後、前記ケーシングを杭孔から抜き出すことにより、前記杭頭捨型枠よりも上方に打設された余盛りコンクリートを前記ピットに導いて、杭頭捨型枠内のコンクリート上面を前記杭の天端として確保し、次いで、打設されたコンクリートが硬化する前に、前記杭頭捨型枠内の上端中央部で該コンクリート内に底付き鋼管を圧入した後、該鋼管の中空部に鉄骨柱を挿入し、鋼管の中空部と該鉄骨柱の間隙に硬化剤を注入して、鉄骨柱の杭上への建方を行うことを特徴とする建築物の基礎の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単層（平屋建て）ないし３〜４階建て程度の低層の建築物の基礎の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の基礎構造として、杭の上端部にフーチングを介して柱を接合して立設し、それら柱間に梁を架設し、かつ杭の上端部同士をつなぎ梁により連結するものが一般的であるが、より簡略で合理的な構造として杭と柱とを直接的に接合してつなぎ、地中梁およびフーチングを省略することが近年試みられるようになった。
【０００３】
以下、場所打ちコンクリート杭における杭と柱を直接的に接合する従来の施工方法を図２に示す。はじめに、地盤に図示しないケーシングを挿入しながら、該ケーシングの中を泥水（ベントナイト溶液）掘削して杭孔を穿設した後、該杭孔に鉄筋２３を挿入してコンクリート２２を打設し、場所打ちコンクリート杭２１を築造する。この施工方法では、打設したコンクリート２２の天端２９に泥土が混入しやすいため、該コンクリート２２を余分に打設して、泥土が混入したコンクリート２２を余盛りコンクリート２４とする。前記場所打ちコンクリート杭２１の周囲を掘削し、該余盛りコンクリート２４を露出させてブレーカー等によるはつり作業で除去して正規の杭頭の上面であるコンクリート２２の天端２９を得る。
【０００４】
その後、底面が場所打ちコンクリート杭２１の直径よりやや大きく、杭頭部から地盤高さ程度のコンクリート塊２５を場所打ちコンクリート杭２１の上端部に築造して、場所打ちコンクリート杭２１、およびコンクリート塊２５の周囲を埋め戻す。ここで、該コンクリート塊２５の形状は、円柱や角柱等いずれでもよく、構造物から鉄骨柱に伝わる鉛直荷重による応力歪みに耐えうる形状であればよい。次いで、該コンクリート塊２５の鉛直方向中央部に柱用孔２６を設けて、鉄骨柱２７を挿入しその間隙を硬化剤２８で充填する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の建築物の基礎の施工方法にあっては、次の問題があった。すなわち、はつり作業が必要な場所打ちコンクリート杭２１への鉄骨柱２７の接合は、はつり作業でのコンクリート天端レベルを平坦かつ正確に仕上げることが難しいため、杭に鉄筋柱を直接接合する場合では、杭の上部に新たに鉄骨柱の建て込み用基礎を築造する必要がある等、作業工程、基礎構造ともに複雑となっていた。
【０００６】
また、硬化した場所打ちコンクリート杭のはつり作業は、粉塵や騒音が発生するため周辺環境へ悪影響を及ぼすとともに、コンクリートのはつりガラ（産業廃棄物）が発生するなど、社会環境への問題が生じていた。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明では、泥土が混入した余盛りコンクリートの除去作業を環境への悪影響を及ぼすことなく容易かつ速やかに行うとともに、柱と場所打ちコンクリート杭を直接的に接合する際の施工性を向上するとともにコストダウン、工期短縮が図れる建築物の基礎の施工方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の基礎の施工方法では、場所打ちコンクリート杭を構成する杭頭捨型枠が接合された鉄筋を杭孔に配設するとともに、前記杭頭捨型枠の上端を超える高さであって前記杭孔に対して打ち増しする余盛りコンクリートの高さに相当する部分をケーシングで支持し、次いで、前記ケーシングの周囲に余盛りコンクリートを一時貯留するピットを穿設して、この状態から前記杭孔に、前記余盛りコンクリートの高さまでコンクリートを打設した後、前記ケーシングを杭孔から抜き出すことにより、前記杭頭捨型枠よりも上方に打設された余盛りコンクリートを前記ピットに導いて、杭頭捨型枠内のコンクリート上面を前記杭の天端として確保し、次いで、打設されたコンクリートが硬化する前に、前記杭頭捨型枠内の上端中央部で該コンクリート内に底付き鋼管を圧入した後、該鋼管の中空部に鉄骨柱を挿入し、鋼管の中空部と該鉄骨柱の間隙に硬化剤を注入して、鉄骨柱の杭上への建方を行うことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１（ｃ）は、本発明の建築物の基礎構造を示している。これらは、杭頭捨型枠４が設けられた場所打ちコンクリート杭１と、該場所打ちコンクリート杭１の上端中央部に挿入されて、上端部が前記杭頭捨型枠４より上方に突き出している底付きの鋼管６と、該鋼管６の内部で硬化剤８を充填することで該鋼管６に固定された鉄骨柱９と、から構成されている。
【００１１】
場所打ちコンクリート杭１は、鉄筋３と、該鉄筋３の上端部に取り付けられた杭頭捨型枠４と、コンクリート２により構成されている。前記鉄筋３は、周方向に等間隔をおいて互いに平行に配された複数の主筋に、軸方向に等間隔をおいて配された複数の帯筋が結束されたものである。
【００１２】
該鉄筋３の上端部の周囲には、円筒状の前記杭頭捨型枠４が配されている。該杭頭捨型枠４は、例えば厚さ１〜２ｍｍ程度の鉄板を円筒状に曲げ加工し、重ねた端部どうしを溶接して成形されたもので、複数のスペーサ１３を介して鉄筋３と同軸的になるよう主筋に溶接されている。該杭頭捨型枠の直径は、前記杭孔１２の実質的な直径と同一とされており、したがって、該杭頭捨型枠４は杭孔１２と同軸に配される。
【００１３】
また、場所打ちコンクリート杭１の施工の際には、従来工法に従い円筒状のケーシング１１が用いられるが、該ケーシング１１は地盤に穿孔した杭孔１２の上部に地盤面から適宜な高さに突出する状態に挿入され、該ケーシング１１の内径は、実質的な杭孔の直径よりも若干大きく、ケーシング１１により前記杭孔１２上部の内壁面が支持されている。
【００１４】
前記場所打ちコンクリート杭１の頭部断面中央部には、杭頭捨型枠４の上方に突き出るように前記鋼管６が挿入されている。鋼管６は中空となっており、上端部は解放されているが、下端部には底が設けられて、塞がれている。さらに、該鋼管６の外底部は、円錐形状の先端ガイド１４が設けられており、該鋼管６を硬化していないコンクリート２中へ挿入する際の抵抗が小さくなるような形状となっている。
【００１５】
次に本発明の施工方法を示す。まず、杭孔１２の上部にケーシング１１を挿入し、地盤を泥水（ベントナイト溶液）掘削して杭孔１２を穿設する。次に、杭孔１２内に鉄筋３を配し、前記ケーシング１１の周囲にピット１５を穿設する。前記杭孔１２内に鉄筋３を配するには、まず、杭頭捨型枠４を上端に設置した該鉄筋３をクレーン等で釣り上げ、前記杭孔１２に対する鉄筋３の鉛直方向、および垂直方向の位置あわせを行いながら、鉄筋３の杭孔１２内の図示しないベントナイト溶液中に吊りおろす。
【００１６】
この状態で、鉄筋３を構成する主筋の上端は地盤面と同等レベルか僅かに突出している。また、前記杭頭捨型枠４は、ケーシング１１に対してその上方に余盛りコンクリート５が十分に打設できる深さに位置している。ケーシング１１の杭孔１２への挿入部分は、少なくとも杭頭捨型枠４の上端部分をカバーしていればよいが、図示例のように杭頭捨型枠４よりも十分に深く、さらには、杭孔１２の底部に達する長さであってもよい。
【００１７】
上記のように鉄筋３ならびに杭頭捨型枠４を杭孔１２に配したら、次に該杭孔１２内にコンクリート２を打設する。打設する該コンクリート２の量は、前記杭頭捨型枠４を超え、前記ケーシング１１の上端部よりもやや下方まで達する量とする。打設するコンクリート２の上面から杭頭捨型枠４の上端レベルまでが、余盛りコンクリート５である。該余盛りコンクリート５の中には、打設したコンクリート２に混入した泥土が浮上して集合させられる一方、前記杭頭捨型枠内、およびこれより下部のコンクリート２は泥土が混入していない健全な状態となる。（図１（ａ））
【００１８】
前記コンクリート２（余盛りコンクリートを含む）を打設したら、該コンクリート２が硬化せず流動状態を保っている間に、前記ケーシング１１を杭孔１２から抜き出す。すると、前記杭頭捨型枠４よりも上方でケーシング１１に確保されていた余盛りコンクリート５が杭頭捨型枠４の周囲に流出するので、あらかじめケーシング１１の周囲に設けたピット１５に導き、一旦貯留させる。該ピット１５は、図示例ではケーシング１１の周囲の一部に穿設されているが、該ケーシング１１の全周にわたって穿設されていても良い。
【００１９】
なお、前記ケーシング１１を抜き出す際に、前記コンクリート２には該ケーシング１１の厚さに見合った容量分の沈降が生じる。したがって、余盛りコンクリート５の高さは、前記コンクリート２が沈降しても泥土を混入した余盛りコンクリート５が杭頭捨型枠４内のコンクリート２に混入しない高さとしておく。
【００２０】
また、杭頭捨型枠４の上端部高さは地盤面とほぼ同程度であるので、前記ピット１５の容量は、貯留させた余盛りコンクリートが溢れて杭頭捨型枠４内のコンクリートに流出しないように余裕をもたせておく。ケーシング１１内の余盛りコンクリート５の一部をポンプ等であらかじめ排出しても良く、その場合には、ピット１５の容量を小さくすることができる。次いで、ピット１５内の余盛りコンクリート５をポンプ等で排除する。
【００２１】
このようにして泥土が混入した余盛りコンクリート５を除去することにより、杭頭捨型枠４内のコンクリート２が場所打ちコンクリート杭１の天端を構成し、コンクリート２の天端となる。
【００２２】
この後、下端部に底を設けた前記鋼管６の内底におもり７を載置した上で、杭頭捨型枠４の上端部より杭断面の中央部位置で、所定の深さまで該鋼管６を回転圧入する。鋼管６が圧入されたことにより、杭頭捨型枠４内のコンクリート２は圧入された鋼管６の容量に相当する量が杭頭捨型枠４の周囲に流出するので、再度前記ピット１５に貯留し、前記ピット１５内の該コンクリート２をポンプ等で排除する。（図１（ｂ））
【００２３】
一方、前記杭頭捨型枠４内のコンクリート２の天端は鏝押さえ作業により平坦とし、前記場所打ちコンクリート杭１内のコンクリート２が硬化して、前記鋼管６が場所打ちコンクリート杭１と充分接合された後に、前記鋼管６の内底に載置されたおもりを取り除き、該鋼管６の内部に鉄骨柱９の柱脚部１０を挿入して、十分な位置決めを行い、鋼管６内の間隙部にモルタルグラウト材８を充填し、鉄骨柱９を鋼管に固定させる。これにより、鉄骨柱９は前記鋼管６を介して場所打ちコンクリート杭１に固定されて一体的に接合される。（図１（ｃ））
【００２４】
上述の構成によれば、コンクリート２（余盛りコンクリートを含む）を打設後、コンクリート２が硬化せず流動状態を保っている間に、ケーシング１１を杭孔１２から抜き出し、杭頭捨型枠よりも上方でケーシングに確保されていた余盛りコンクリートが杭頭捨型枠の周囲に流出するので、場所打ちコンクリート杭は泥土が混入していない健全なコンクリートとして品質を保つことができる。
【００２５】
上記手法により泥土が混入した余盛りコンクリート５を除去することから、杭頭捨型枠４内のコンクリート２が場所打ちコンクリート杭１の天端を構成し、その上面がコンクリート２の天端となるため、場所打ちコンクリート杭１の頭部はコンクリート２の天端を鏝押さえ作業により平坦とすればよく、杭天レベルが正確かつ平滑であるとともに、はつり作業が省略でき施工性が向上する。
【００２６】
杭頭捨型枠４よりも上方でケーシング１１に確保されていた余盛りコンクリート５は、あらかじめケーシング１１の周囲に設けたピット１５に一旦貯留させたのち、ポンプ等で排除すればよく、コンクリートがらやはつりがら等の産業廃棄物が発生しない。
【００２７】
場所打ちコンクリート杭１の施工段階で、鉄骨柱９と接合するための鋼管６を場所打ちコンクリート杭１の頭部に設けてしまうため、場所打ちコンクリート杭１の上端部を基礎兼用とすることが可能となり、鉄骨柱９建て込み用の基礎築造の作業工程が省略できるとともに、基礎構造が簡略で杭と柱との間に十分なる接合強度を確保でき、場所打ちコンクリート杭を用いた場合においても杭と柱を直接的に接合する建築物の基礎構造の適用が可能となった。
【００２８】
場所打ちコンクリート杭１の頭部には杭頭捨型枠４が取り付けられているため、建築物より柱９および杭１に伝わる鉛直荷重により生じる場所打ちコンクリート杭１の頭部の圧縮歪み等の変位を最小限にとどめ、場所打ちコンクリート杭頭部の早期劣化を抑制することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１記載の基礎の施工方法によれば、場所打ちコンクリート杭を構成する杭頭捨型枠が接合された鉄筋を杭孔に配設するとともに、前記杭頭捨型枠の上端を超える高さであって前記杭孔に対して打ち増しする余盛りコンクリートの高さに相当する部分をケーシングで支持し、次いで、前記ケーシングの周囲に余盛りコンクリートを一時貯留するピットを穿設して、この状態から前記杭孔に、前記余盛りコンクリートの高さまでコンクリートを打設した後、前記ケーシングを杭孔から抜き出すことにより、前記杭頭捨型枠よりも上方に打設された余盛りコンクリートを前記ピットに導いて、杭頭捨型枠内のコンクリート上面を前記杭の天端として確保し、次いで、打設されたコンクリートが硬化する前に、前記杭頭捨型枠内の上端中央部で該コンクリート内に底付き鋼管を圧入したのち、該鋼管の中空部に鉄骨柱を挿入し、鋼管の中空部と該鉄骨柱の間隙に硬化剤を注入して、鉄骨柱の杭上への建方を行うことから、はつり作業や鉄骨柱建て込み用の基礎の築造等の作業工程が省略でき、工期短縮に大きく貢献するとともに、はつり作業を行わないため産業廃棄物が生じることなく、周辺環境への悪影響を及ぼすことなく容易かつ速やかで、また低コストで作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る場所打ちコンクリート杭に柱を接合する際の工程を示した図である。
【図２】  従来の場所打ちコンクリート杭に柱を接合する際の工程を示した図である。
【符号の説明】
１  場所打ちコンクリート杭
２  コンクリート
３  鉄筋
４  杭頭捨型枠
５  余盛りコンクリート
６  鋼管
７  おもり
８  硬化剤
９  鉄骨柱
１０  柱脚部
１１  ケーシング
１２  杭孔
１３  スペーサ
１４  先端ガイド
１５  ピット
２１  場所打ちコンクリート杭
２２  コンクリート
２３  鉄筋
２４  余盛りコンクリート
２５  コンクリート塊
２６  柱用孔
２７  鉄骨柱
２８  硬化剤
２９  天端
【図１】
0004479099.tif 000002
【図２】
0004479099.tif 000003