(57)【要約】【課題】場所打ちコンクリート杭の杭頭部のまだ固まらないコンクリートにおいて、コンクリート天端の高低差をなくし、硬化した杭頭部コンクリートの出来形およびコンクリート強度を適切に確保することができる場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法および杭頭処理装置を提供する。【解決手段】場所打ちコンクリート杭Kの杭頭部のまだ固まらないコンクリートCの天端10に、底面が逆円錐状をなす装置本体2とウエイト3を有する杭頭処理装置1をクレーン9で吊り下す。底蓋4の底面部4aを杭頭部のコンクリートCの天端10に接地させ、ウエイト3の重量を利用して装置本体2を場所打ちコンクリート杭Kのまだ固まらないコンクリートC中に、装置本体2に働く浮力に抵抗しながら沈下させつつ、底面部4aによって杭頭部のコンクリートCを中央部から周辺方向に押し拡げることにより、コンクリートCの天端10を均す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
場所打ちコンクリート杭の杭頭部のまだ固まらないコンクリートを均す杭頭処理方法において、打設直後のコンクリート天端に、底面が逆円錐状に形成された杭頭処理装置を吊り下し、当該杭頭処理装置の重量を利用してまだ固まらないコンクリートの中に、前記杭頭処理装置の装置本体に働く浮力に抵抗しながら沈下させつつ、前記杭頭処理装置の底面部によって杭頭部のコンクリートを杭の中心部から周辺方向に押し拡げるように均すことを特徴とする場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法。
【請求項２】
場所打ちコンクリート杭の杭頭部のまだ固まらないコンクリートの天端を均す杭頭処理装置において、装置本体と装置本体の上側に接続されたウエイトを具備し、装置本体は底面が逆円錐状に形成された底蓋を備えていることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置において、装置本体の上側に接続されたウエイトは、装置本体のコンクリート天端に対する接地圧が１０〜２０ｋＮ／ｍ２程度となるような重量を有し、かつ前記装置本体の底蓋のテーパの勾配が１０°から３０°程度であることを特徴とする場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置。
【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杭頭処理方法および杭頭処理装置に関し、コンクリート打設直後のまだ固まらない場所打ちコンクリート杭の杭頭部の出来形およびコンクリート強度を適切に確保することができる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、場所打ちコンクリート杭の杭頭付近は配筋が密であり、また、コンクリートの打ち込み落差が小さくなるため、コンクリートが杭頭全体に拡がりにくい。
【０００３】
そのため、コンクリート打設直後の杭頭部は、中央部が盛り上がり、周辺部が低い状態になり、鉄筋かごの外側までコンクリートが充分に行き渡らない状態で硬化してしまう場合が多い。
【０００４】
その結果、硬化したコンクリートの出来形を確保できず、杭頭部のコンクリートに角欠けや肩落ち等の瑕疵が生じることがあった。
【０００５】
また、近年、建築物の高層化に伴い、大口径の杭が増える傾向にあるが、杭径が大きいとこのような杭中央部と周辺部におけるコンクリート天端の高低差が顕著となり、瑕疵の発生を増加させる要因になっていた。
【０００６】
さらに、水中で打設される場所打ちコンクリート杭の杭頭部は、所定のコンクリート強度を確保するために、杭天端より上に５０〜８０ｃｍほどの余盛りと呼ばれるコンクリートを増し打ちするが、この余盛りコンクリートの天端が杭中央部と周辺部において高低差が大きく、杭周辺部の余盛りが所定量に満たないと、杭本体コンクリートの強度を確保できず、強度不足という品質不良の瑕疵も発生することもあった。
【０００７】
従来、場所打ちコンクリート杭の杭頭部の中央部と周辺部におけるまだ固まらないコンクリートの高低差を無くし、コンクリートを鉄筋かごの外側まで行き渡らせる方法として、トレミー管を上下動させる方法やバイブレータ(振動によりコンクリートの流動性をよくする)を杭頭部のコンクリート中に挿入して天端を均す方法（非特許文献1）などが行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１３３０８１号公報
【特許文献２】特開２００８−１５６８６４号公報
【特許文献３】特開２００５−０４８５４７号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「場所打ちコンクリート杭施工指針・同解説」(改訂版)（社）日本基礎建設協会発行、平成１２年６月、５９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、トレミー管を上下動させることによってコンクリート杭の天端を均す方法は、杭径が小さい場合にはある程度の効果はあるが、概ね２ｍ以上の杭径の場合、およびそれよりも杭径が小さくても鉄筋かごの配筋が密な場合においては、その効果は小さい。
【００１１】
また、バイブレータを使用する方法は、一般に手作業で行なうため、杭の天端が深いとバイブレータの重量が重くなり作業性が悪い。さらに、杭径が大きいとバイブレータを挿入する箇所が多くなり、作業時間が長くなり作業効率が低下する等の課題があった。
【００１２】
これに対して特許文献１では、複数のバイブレータを予め用意した架台部に装備してコンクリートの品質・強度を良好にする方法が紹介されている。また、特許文献２では、鉄筋篭の内側と外側でのコンクリート天端の高低差をなくすため、トレミー管に起振機（バイブレータ）を取り付ける方法が紹介されている。さらに、特許文献３では、鉄筋篭にバイブレータを配置するための支持具を取り付けた方法が紹介されている。
【００１３】
しかし、特許文献１および３の発明では、杭径が大きくなるとそれに応じてバイブレータの必要本数が増え、特許文献１では杭径に応じた架台の製作が必要であり、特許文献３では、杭径が大きい場合においては支持具を必要な個数分だけ製作し、取り付けなければならず、手間とコストが嵩むことになる。
【００１４】
また、特許文献２の発明では、比較的杭径が小さい場合は効果が期待できるが、大口径杭の場合は肝心の杭周辺部まで振動が伝わらないことが懸念される。
【００１５】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、高低差のある打設直後の場所打ちコンクリート杭の天端を均し、鉄筋かご外側の杭周辺までコンクリートを充分に行き渡らせることにより、杭頭部の出来形およびコンクリート強度を適切に確保することのできる場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法および同工法の実施に使用する杭頭処理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】
【００１６】
請求項１記載の場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部のまだ固まらないコンクリートを均す杭頭処理方法において、場所打ちコンクリート杭の杭頭部の打設直後のコンクリート天端に、底面が逆円錐状に形成された杭頭処理装置をクレーン等で吊り下し、当該杭頭処理装置の重量を利用してまだ固まらないコンクリートの中に、前記杭頭処理装置の装置本体に働く浮力に抵抗しながら沈下させつつ、前記杭頭処理装置の底面部によって杭頭部のコンクリートを杭の中心部から周辺方向に押し拡げることにより、コンクリート天端を均すことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明によれば、打設直後の場所打ちコンクリート杭の杭頭部のまだ固まらないコンクリート(余盛りコンクリート部分を含む)に杭頭処理装置の装置本体を、その重量を利用してまだ固まらないコンクリート中に、装置本体に働く浮力に抵抗しながら沈下させつつ、前記杭頭処理装置の底面部によって杭頭部のコンクリートを杭の中心部から周辺方向へ押し拡げ、杭頭部の中央部分の高さの高いコンクリートを低くし、その分のコンクリートを周辺部分に押し出して杭頭部のコンクリート天端を均すことができる。
【００１８】
この場合、杭頭処理装置の底面部が逆円錐状、すなわち杭の中心部から周辺方向に徐々に上り勾配となるテーパ状に形成されていることにより、杭頭部のまだ固まらないコンクリートを下方かつ周辺方向に押し拡げることができ、鉄筋かごの外側までコンクリートを行き渡らせることができる。
【００１９】
杭頭部のコンクリート天端を均すことによって、余盛りコンクリートの高さを一様にすることができるため、杭本体のコンクリートにかかる上載圧も一様となり、所定のコンクリート強度を確保することができる。    
【００２０】
また、余盛りコンクリートの高さが一様であることのメリットとして、冬期における低い外気温から杭本体のコンクリートを一様に保護することができ、上記の上載圧と同様に強度の確保に寄与する。
【００２１】
請求項２記載の場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部のまだ固まらないコンクリートを均す杭頭処理装置において、装置本体と装置本体の上側に接続されたウエイトを具備し、装置本体は底面が逆円錐状、すなわち杭の中心部から周辺方向に徐々に上り勾配となるテーパ状に形成された底蓋を備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項３記載の場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置は、請求項２記載の場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置において、装置本体の上側に接続されたウエイトは、装置本体のコンクリート天端に対する接地圧が１０〜２０ｋＮ／ｍ２程度となるような重量を有し、かつ前記装置本体の底蓋のテーパの勾配は１０°から３０°程度であることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明によれば、鉄筋かご外側の杭周辺部までコンクリートを十分に行き渡らせるため、杭頭処理装置の装置本体部分がまだ固まらないコンクリートの中に杭本体の設計上の杭天端の深さ程度まで沈下させる必要がある。
【００２４】
このため、杭頭処理装置の装置本体が自重でまだ固まらないコンクリート中に、装置本体に働く浮力に抵抗しながら沈下させる必要があるが、まだ固まらないコンクリートの硬さ（流動性）には幅があるとしても、前記装置の重量が重すぎるとクレーン等が大型となるため、コスト高となる。また、逆に装置本体の底面積が広く前記装置の重量が軽すぎる場合には、装置本体の沈下に伴って働く浮力に抵抗できず、沈下しにくくなるため効果が期待できない。このような条件を踏まえ、前記装置のコンクリート天端に対する接地圧は１０〜２０ｋＮ／ｍ２程度としている。
【００２５】
また、杭の中央部が盛り上がり、鉄筋かご外側の杭周辺部までコンクリートが行き渡っていない、打設直後の場所打ちコンクリート杭の杭頭部のコンクリートを均すため、杭の中央部にあるコンクリートを杭周辺方向に押し拡げる必要がある。
【００２６】
このため、当該装置本体の底蓋は、当該装置本体を下方に沈下させた際にまだ固まらないコンクリートが杭中央から杭周辺方向に向かって移動するように、逆円錐形のテーパ状をなしている。
【００２７】
この底蓋のテーパの勾配は、杭中央から杭周辺方向へのコンクリートの移動がスムーズに行われる必要があることから、１０°から３０°程度の範囲が適当である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、トレミー管の上下動やバイブレータによる振動を行わなくても、打設直後の場所打ちコンクリート杭の杭頭部のまだ固まらないコンクリートの高低差のある天端を均し、鉄筋かご外側の杭周辺部までコンクリートを充分に行き渡らせることができ、場所打ちコンクリート杭の杭頭部の出来形およびコンクリート強度などの品質を適切に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置の正面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図１に図示する杭頭処理装置による場所打ちコンクリート杭の杭頭処理方法を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理装置の一実施形態を示し、また、図２は、図１に図示する杭頭処理装置を用いて場所打ちコンクリート杭の杭頭部を処理する方法の概要を示したものである。
【００３１】
図において、杭頭処理装置１は、造成される場所打ちコンクリート杭Ｋの杭径Ｂよりやや小さい外径Ｄと、高さＨを有する円筒形の装置本体２と円柱状のウエイト３を備えて構成されている。
【００３２】
装置本体２は、下端部に装置本体２とほぼ同径の底蓋４を備え、上端部は開放し、さらに中心部に鉛直に立ち上がる軸部５を備えている。
【００３３】
底蓋４は装置本体２の下端部に周縁部の一ヶ所を装置本体２の周縁部に取付けピン６によって軸着されており、これにより底蓋４は取付けピン６を軸に上下方向に片開き式に開閉するようになっている。
【００３４】
また、底蓋４は通常、開かないように装置本体２の下端部に開閉自在に固定されている。さらに、底蓋４の特に底面部４ａは中心部から周辺方向に徐々に上り勾配となる逆円錐形のテーパ状に形成されている。
【００３５】
ウエイト３は、軸部５の上端部に複数の取付けボルト７によって脱着自在に取り付けられ、ウエイト３の上端部にクレーン９のフック９ａを引っ掛けるための吊り用輪環８が取り付けられている。また、ウエイト３は、造成される場所打ちコンクリート杭Ｋの杭径Ｂに応じて重量の異なるものに付け替えられるようになっている。
【００３６】
なお、本発明の杭頭処理装置の具体的な寸法としては、装置本体２の外径Ｄは、場所打ちコンクリート杭Ｋの鉄筋かごＴの内径（一般に杭径Ｂより２０〜３０ｃｍ小さい）よりも若干小さい程度が好ましいため、造成される杭径Ｂより４０〜６０ｃｍ程度小さければよく、高さＨは、余盛りコンクリートＣ１の最低高さと同程度の５０ｃｍ程度あればよく、また、底蓋４の底面部４ａのテーパの勾配Ｒは１０°〜３０°程度がコンクリートの周辺方向への押し出しに対して効果的である。
【００３７】
さらに、杭頭部のまだ固まらないコンクリートＣの天端１０に杭頭処理装置１の底面部４ａを接地させて押し付けるときの接地圧を、例えば１５ｋＮ／ｍ2とすると、杭径Ｂが２．０ｍ、２．５ｍ、３．０ｍの場合、ウエイト３の重量はそれぞれ３０ｋＮ、５０ｋＮ、８０ｋＮ程度となる。
【００３８】
このような構成において、次に、図１に図示する杭頭処理装置１を用いて場所打ちコンクリート杭Ｋの杭頭部のコンクリートＣの処理方法を図２で説明する。なお、図２に示される場所打ちコンクリート杭Ｋは、生コンクリートの打設作業が終了した直後の状態を示しており、打設されたコンクリートＣの上部は安定液Ａで満たされ、崩壊防止のためケーシングＰで保護されている。
【００３９】
（1）最初に、フック９ａを吊り用輪環８に引っ掛け、杭頭処理装置１をクレーン９で吊る（図２(a)）。
【００４０】
（2）そして、杭頭処理装置１を、場所打ちコンクリート杭Ｋの杭頭部のまだ固まらない打設直後のコンクリートＣの天端１０まで下す（図２(b)）。
【００４１】
（3）次に、装置本体２の底蓋４の底面部４ａをまだ固まらないコンクリートＣの天端に接地させ、ウエイト３の重量を利用して装置本体２をコンクリートＣの中に徐々に沈下させ、場所打ちコンクリート杭Ｋの設計上の杭天端Ｌの深さ付近まで沈下させる（図２(c)）。この時、コンクリートＣが柔らかい場合は、装置本体２の沈下速度をクレーン９で制御しながらゆっくりと下ろす。また、コンクリートＣが硬い場合は、杭頭処理装置１を吊っているワイヤ９ｂが弛み、装置本体２が傾いてしまうため、ワイヤ９ｂが弛まないように徐々に沈下させる。
【００４２】
（4）また、余盛りコンクリートＣ１の量が所定量よりも多い場合には、装置本体２の底蓋４が杭本体の設計上の杭天端Ｌに到達するまでに、余盛りコンクリートＣ１のうち余分な量のみが装置本体２の中に越流して取り込まれる。
【００４３】
（5）なお、装置本体２の底蓋４が設計上の杭天端Ｌを超えて沈下しないようにするために、杭頭処理装置１の一部またはクレーン９のワイヤ９ｂにマーキングしてレベルを管理する。
【００４４】
（6）上記（1）〜（3）の作業を行い、杭頭処理装置１をクレーン９で吊り上げ、場所打ちコンクリート杭Ｋの外に移す（図２(d)）。余盛りコンクリートＣ１の天端１０が杭の中央部と周辺部で差がほとんどないことを検測テープ等で確認した後、装置本体２の中に余分なコンクリートＣが回収されている場合は、場所打ちコンクリート杭Ｋの外で底蓋４を開けて内容物を排出する。もし、杭の中央部と周辺部で差がある場合は、再度上記（1）〜（3）を繰り返す。
【００４５】
以上の処理方法により、打設直後の場所打ちコンクリート杭Ｋの杭頭部のまだ固まらないコンクリートＣにおいて、余盛りコンクリートＣ１の中央部分の高さの高い部分を低くし、その分のコンクリートを周辺部分に押し出して、杭頭部コンクリートＣの天端１０を全体的に均すことができ、余盛りコンクリートＣ１の高さＳを一様にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、コンクリート打設直後のまだ固まらない場所打ちコンクリート杭の杭頭部の出来形およびコンクリート強度を適切に確保することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  杭頭処理装置
２  装置本体
３  ウエイト
４  底蓋
４ａ  底面部
５  軸部
６  取付けピン
７  取付けボルト
８  吊り用輪環
９  クレーン
９ａ  フック
９ｂ  ワイヤ
１０  天端
Ｋ  場所打ちコンクリート杭
Ｂ  杭径
Ｔ  鉄筋かご
Ｐ  ケーシング
Ａ  安定液
Ｌ  設計上の杭天端
Ｃ  コンクリート
Ｃ１  余盛りコンクリート
Ｓ  余盛りコンクリートの高さ
Ｈ  高さ
Ｄ  外径
Ｒ  勾配
【図１】
2012062660.tif 000003
【図２】
2012062660.tif 000004