(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの所定杭穴を掘削し、該杭穴内に、必要断面積分の複数の既成杭を平面略環状に並列して、連結して一度に、埋設して前記杭穴内に一体の支持杭を構成する工法であって、
前記既製杭の埋設は、１本の既製杭に、前記杭穴内周より小径の円板の周縁に保持部を形成してなる杭保持具を固定し、該杭保持具を前記杭穴の略中心に配置して、前記既製杭を所定位置に沈下し、他の既製杭を前記杭保持具の保持部に係止させた状態で前記杭穴の内壁に沿って沈下する群杭の施工方法。
【請求項２】
杭の埋設前、埋設中あるいは埋設後に、杭穴内に杭周固定手段を投入して、群杭を構成する複数の既製杭を構造的に一体化する請求項１記載の群杭の施工方法。
【請求項３】
既製杭を下方に開口した中空部を有する構造とすると共に該中空部を開閉自在として既製杭に生じる浮力を調節しながら既製杭を沈設する請求項１に記載の群杭の施工方法。
【請求項４】
所定口径の１つの杭穴内に、複数の既製杭を、前記杭穴の周壁の内周に沿って平面略環状に並列して埋設すると共に、前記杭穴内壁と既製杭の外壁との間に、杭周固定手段を充填してなり、前記杭穴内の略中心に、周縁に複数の保持部を形成してなる杭保持具を配置し、前記複数の既製杭を前記杭保持具の保持部に係止させたことを特徴とする群杭構造。
【請求項５】
複数の既製杭を平面略環状に保持して埋設する治具であって、杭穴内挿入できる円板状基体の少なくとも周囲に、埋設予定用の既製杭を仮止めできるように、該既製杭の外周形状に沿った形状の杭保持部を形成したことを特徴とする杭保持具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、１つの杭穴内に横に並列した既製杭を支持杭として埋設する群杭の施工方法、及びこの施工方法により形成される群杭構造並びにこの施工方法に使用する杭保持具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、支持杭を構築する場合、現場造成杭では、所定口径の杭穴を掘削し、杭穴内に鉄筋篭を内装し、コンクリートを打設して、支持杭を構築していた。また、既成杭（コンクリート、鋼管など）を深さに応じて縦に連結することは一般に行なわれているが、複数の既成杭を横に並列することはなされていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記現場造成杭の場合、鉄筋篭や打設するコンクリートの性能に左右され、現場の品質管理が繁雑であった。また、大口径（例えば１５０cm以上）では、その口径の鉄筋篭を工場生産により現場に搬送する場合には無駄が多く、現場で製造する場合には品質管理が繁雑であると共に、天候に左右され工期の遅れを伴う問題点があった。
【０００４】
また、既成杭で大口径長尺（例えば口径１００cm以上、長さ１０ｍ以上）の杭を施工する場合には、生産、搬送、埋設工事のいずれの場面でも大形、重量超過となり、実施には危険と困難とが伴っていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明は、杭穴内に、既成杭を略環状に並列して埋設するので、前記問題点を解決した。
【０００６】
即ちこの発明は、１つの所定杭穴を掘削し、該杭穴内に、必要断面積分の複数の既成杭を平面略環状に並列して、連結して一度に、埋設して前記杭穴内に一体の支持杭を構成する工法であって、前記既製杭の埋設は、１本の既製杭に、前記杭穴内周より小径の円板の周縁に保持部を形成してなる杭保持具を固定し、該杭保持具を前記杭穴の略中心に配置して、前記既製杭を所定位置に沈下し、他の既製杭を前記杭保持具の保持部に係止させた状態で前記杭穴の内壁に沿って沈下する群杭の施工方法である。また、杭の埋設前、埋設中あるいは埋設後に、杭穴内に杭周固定手段を投入して、群杭を構成する複数の既製杭を構造的に一体化する群杭の施工方法である。また、既製杭を下方に開口した中空部を有する構造とすると共に該中空部を開閉自在として既製杭に生じる浮力を調節しながら既製杭を沈設する群杭の施工方法である。
【０００７】
また、この発明は、所定口径の１つの杭穴内に、複数の既製杭を、前記杭穴の周壁の内周に沿って平面略環状に並列して埋設すると共に、前記杭穴内壁と既製杭の外壁との間に、杭周固定手段を充填してなり、前記杭穴内の略中心に、周縁に複数の保持部を形成してなる杭保持具を配置し、前記複数の既製杭を前記杭保持具の保持部に係止させたことを特徴とする群杭構造である。
【０００８】
また、この発明は、複数の既製杭を平面略環状に保持して埋設する治具であって、杭穴内挿入できる円板状基体の少なくとも周囲に、埋設予定用の既製杭を仮止めできるように、該既製杭の外周形状に沿った形状の杭保持部を形成したことを特徴とする杭保持具である。
【０００９】
前記における既成杭とは、各種のコンクリート系の既製杭、各種の鋼管系の既成杭など任意である。
【００１０】
また、前記における杭周固定手段とは、生コンクリート、セメントモルタル、セメントミルク、杭周固定液等のセメントを主成分とするものを指す。
【００１１】
また、杭穴の径と既成杭の径とは、もとめられる支持杭の強度、剛性、構築現場の環境、施工性などによって、種々選択して使用する。一般に杭穴の周壁に沿って環状に配置するが、杭穴内に敷き詰めることもできる。
【００１２】
例えば、杭穴２６口径φ３０００の場合の例を図１に示す。既製の杭１のφ３００を１２本（ａ）、φ４００を１２本（ｂ）、φ５００杭を９本（ｃ）、φ６００の杭を８本（ｄ）、φ７００の杭を７本（ｅ）、φ８００の杭１を６本（ｆ）、φ９００の杭１を５本夫々杭穴２６の外周に沿って環状に配置した例を示す。また、φ１０００の杭１を４本（ｈ）、φ１２００の杭１を３本（ｉ）を杭穴２６内に内装した例を夫々示す。また、杭穴２６内に、４本のφ９００の杭１を環状に配置し、中心にφ５００の杭１を１本配置した例（ｊ）、４本のφ１０００の杭１の間隙に、夫々φ４００の杭１を合計５本配置した例（ｋ）、φ１２００の杭１とφ５００の杭１を３本づつ配置した例（ｌ）を示す。
【００１３】
【実施の態様】
１つの所定杭穴を掘削して、杭穴内にセメントミルク等の杭周固定手段を撹拌形成する。杭穴上方に、必要断面積分の複数の中空部を有する既製杭を、杭保持具により平面略環状に並列して吊下げる。複数の既製杭を、まとめて又は１本づつ順に、杭穴内に沈下させる。既製杭の中空部は閉塞板により閉塞され、杭穴内で既製杭には浮力が生じ、既製杭を保持する各種器材の必要支持力を削減できる。また、浮力が過大に作用した場合には、浮力調整器により既製杭の中空部内にセメントミルクを取りいれる。杭穴内に既製杭が沈設され、セメントミルクが固化したなら、複数の既製杭の周囲にセメントミルクが満たされた群杭構造を構築できる。この群杭構造は既製杭を鉄筋篭に代わる構造材とした現場造成杭と同等以上の支持力を発揮できる。
【００１４】
【作用】
杭穴内の複数の既製杭は杭穴内のコンクリートやセメントミルクにより一体に形成され、鉄筋篭を使用せず、既製杭を構造体とし、杭穴内を軸径とする現場造成杭を構成することができる。
【００１５】
杭保持具により、既製杭相互間に距離を一定に保つことができ、横方向に並べた群杭を一体に保持して取扱でき、所定間隔に保って埋設できる。
【００１６】
既製杭の中空部を開閉自在とすれば、既製杭に生じる浮力を調節できる。
【００１７】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。ここでは、径３０００mmの杭穴に径８００mmの６本の既成コンクリート杭を埋設する実施例について説明する（図（ｆ））。
【００１８】
(1) 既製コンクリート杭１この実施例に使用する既製コンクリート杭１は、中空杭であって、中空部の下端は閉塞板４で密閉され、閉塞板４の上面に浮力調節器９が設けられている（図２（ａ））。前記浮力調節器９は、閉塞板４の貫通孔８を開閉する弁を有し、該弁は、前記既製コンクリート杭１に自重以上の浮力が発生している場合に、自動により、あるいは手動により開放できるように設定されている。また、前記閉塞板４は、円形の弾性板５の上面に、該弾性板５より小径で、放射状の切欠部７、７を形成した金属製の補強板６とから形成されている（図２（ｂ））。また、前記閉塞板４は既製コンクリート杭１から着脱自在に取付けられ、閉塞板４の上面に、閉塞板４を中空部３を通して既製コンクリート杭１の上方まで引き上げる為の操作ワイヤー１０が取付けられている。
【００１９】
また、既製コンクリート杭１の上端には、杭吊り用の吊突起１１が形成され、該吊突起１１は軸部１２と上端支持部１３とから構成される（図４（ｂ））。また、前記補強板６の材質は、金属に限らず、所定の強度を有すれば硬質合成樹脂などを使用することもできる。
【００２０】
(2) 杭保持具１５また、この実施例に使用するスペーサ（杭保持具）１５は、杭穴径より十分小径の外径を有する円板１６の周縁部に杭の配置に応じて、使用する杭を保持できる部分円状の切欠（杭収容部）１７，１７を形成してある。また、切欠１７、１７の内で、１本目の既製コンクリート杭１ａを保持する第一切欠１７ａには、該杭１ａを固定できるバンド１８が取付けられている。
【００２１】
(3) 杭吊下具杭吊下具２０は、略円形の円板２１に、使用する杭の数と位置に応じて放射状の切欠２２、２２を形成して構成してあり、該切欠２２の底２３が、配置される既製コンクリート杭１の中心位置にほぼ一致させてある。前記切欠２２は、既製コンクリート杭１の前記吊突起１１の軸部１２は挿通できるが上端支持部１３は通過できない幅で形成され、前記吊突起１１を係止できるようになっている。前記スペーサー１５と杭吊下具２０とを杭１に取付けた状態で、保持される各杭１は埋設予定の群杭の状態で保持される。
【００２２】
(4) 次に、この発明の施工方法を説明する。
【００２３】
(A) 例えば、アースドリル２５で、全杭穴深さの「３分の２」乃至「４分の３」程度を掘削をして残土を排土する（図８（ｂ））。続いて、穴壁練り付け具３０を有する掘削ロッド２９で（図８（ａ））、残りの設定した穴底２８まで地中を掘削して杭穴２６を形成すると共に、穴壁２８に泥土を練り付け、杭穴壁２８を整える。ここで、砂質の地盤等では、必要ならば、杭穴２６内に地上部より砂利等の骨材を投入する。
【００２４】
(B) 次に、杭穴２６内にセメントミルクを注入し、杭穴２６内を撹拌して、杭穴２６内下端部の泥土を生コンクリート化して、杭穴２６内の下端側３分の１程度までをセメントミルク領域とする。
【００２５】
(C) 前記掘削ロッド２９を杭穴２６外に引き抜く。
【００２６】
(D) 地上３６に配置した杭支持装置（図示していない）の支持ワイヤー２４に、スペーサー１５を嵌装した第一杭（１本目の杭）１ａを縦吊り状態で、杭吊下具２０に係止支持する。この際、スペーサー１５の第一切欠１７ａに、第一杭１ａを嵌挿して、ベルト１８で第一杭１ａとスペーサー１５とを固定してある。また、スペーサー１５が杭穴２６の上方で、杭穴２６の中心に位置するように設定する。
【００２７】
(E) 続いて、２本目の既製コンクリート杭１も、中間部をスペーサ１５の切欠１７に嵌挿して、上端部を杭吊下具２０の切欠２２に係止して、以下順に６本の既製コンクリート杭１、１を同様にスペーサー１５、杭吊下具２０に嵌挿して並列して、群杭の形を作る。以上のようにして、並列した既製コンクリート杭１、１を杭吊下具２０に連結した支持ワイヤー２４で１本にまとめ上方で、杭支持装置に支持されている。
【００２８】
(F) 続いて、杭支持装置（図示していない）を作動して、６本の既製コンクリート杭１、１をまとめて杭穴２６内に沈設する。沈設しながら、杭穴上部からあふれる泥土を処理する。この際、中空部が閉塞板で密閉され、既製コンクリート杭１、１に浮力が作用しているので、既製コンクリート杭１、１の支持は、杭支持装置に、６本の既製コンクリート杭の全重量を保持するほどの支持力は必要としない。
【００２９】
また、ここで、既製コンクリート杭１、１に生じる浮力が過大となり、既製コンクリート杭１の下降が不可能になったならば、浮力調節器９の弁を開放して、杭１の下端から中空部３内にセメントミルク（あるいは泥水）を導き入れ、既製コンクリート杭１の重量を増して既製コンクリート杭１の沈下を図る。とりわけ、比較的大径の既製コンクリート杭を使用する場合等、外周容積に比して、中空部の容積が大きいので、浮力が大きくなり、自重のみによっても杭の沈設ができない事態となるので、有効である。
【００３０】
(G) 既製コンクリート杭１、１を縦方向に打ち継ぐ場合には、束ねた既製コンクリートの上端部を杭穴２６近傍の地上３６で、油圧ジャッキー３２で一旦保持して（図５）、杭吊下具２０を取り外す。この際、既製コンクリート杭１を保持する油圧ジャッキー３２は、既製コンクリート杭１、１に浮力が生じているので、小さな耐力のもので足りる。
【００３１】
次に、前記と同様に、スペーサー１５を嵌装して、かつ上端を杭吊下具２０に係止した第一杭１ａをまず、既設の第一杭１ａに連結する。続いて、同様に、第二杭以降を順に、スペーサー１５に係止し、既設杭１の上端に連結すると共に、杭吊下具２０に係止し、同様に沈下させる（図７）。
【００３２】
(H) 既製コンクリート杭１が杭穴底２８に至った段階で、６本の既製コンクリート杭１、１の杭周壁２、２相互の間及び既製コンクリート杭１の杭周壁２と杭穴壁２７との間にセメントミルクが満たされ、セメントミルク固化後に、杭穴内に、杭穴２６の内径を外径とする一体の群杭構造（コンクリート杭）３４を構成する（図９（ａ）（ｂ））。この場合、既製コンクリート杭１、１が鉄筋篭に代わる一種の構造体として作用する。
【００３３】
(I) 前記において、既製コンクリート杭１、１の埋設完了後セメントミルクの固化前に、必要ならば、地上からワイヤー１０を引くことにより、閉塞板４と共に浮力調節器９を回収できる。即ち、閉塞板４は円形の弾性板５と切欠部７、７を設けた補強板６とから構成するので、変形して中空部３を通過して、容易に地上に回収できる。また、閉塞板４の回収により、杭１下端からセメントミルクが中空部３内に入り杭１下端部は更に強固に一体化する。また、閉塞板４を回収しない場合であっても、浮力調節器９の弁を開れば、同様に中空部３にセメントミルクを導入できる。
【００３４】
また、地上で回収した泥水は、通常、現場敷地内又は近隣の水槽内に溜め置きし、沈殿した泥土を廃棄物として場外排出されていた。しかし、この発明では、泥土を各既製コンクリート杭１、１の中空部３内に戻すことができるので、廃棄物として処理すべき泥土の量を大幅に削減できる。
【００３５】
前記実施例において、(A)〜(D)で、アースドリル２５で一部を掘削して残りを掘削ロッド２９で杭穴２６を掘削する例を示したが、杭穴２６の掘削は、従来の他の各種工法の単独あるいは複数の工法の組み合わせで行なうこともできる（図示していない）。要は、所定口径の杭穴２６が形成されればよい。
【００３６】
また、前記実施例において、閉塞板４を使用することが望ましいが、省略して通常の各種既製コンクリート杭を使用することもできる。
【００３７】
また、前記実施例では、スペーサー１５、杭吊下具２０を使用したが、６本の既製コンクリート杭を、所定間隔を保って、杭穴内の所定位置に沈設できれば、他の構造のものを使用することもできる。
【００３８】
また、前記実施例において、既製コンクリート杭１の６本を、まとめて杭穴２６内に沈設させたが、１本づつあるいは２〜３本づつ沈設させることもできる（図示していない）。
【００３９】
【実施例２】
次に、図６に基づき、既製コンクリート杭１先端部の構築の他の実施例を説明する。即ち以下の(A) 〜(D) の各例を適宜選択して採用することができる。
【００４０】
(A) 杭穴底２８に沈降した砂礫層３７の上に既製コンクリート杭１、１を定着させる（図６（ａ））。即ち、撹拌治具、練り付け治具、及び排土を促進させる部材（例えば螺旋状羽根など）を取付けた掘削ロッド２９により、掘削時に杭穴２６内に残って沈降した砂礫にセメントミルクを混合して、砂礫を含んだコンクリートを生成して、沈降した砂礫の天端に既製コンクリート杭１、１を定着させる。
【００４１】
(B) 砂層地盤で、既製コンクリート杭１の下端部で礫質が不足する場合には、地上（杭穴上部）から骨材を投入して、杭穴底部のコンクリート内の骨材比率を調節し、該骨材層３８上に既製コンクリート杭を定着させる（図６（ｂ））。
【００４２】
(C) 杭穴底部２８に沈降した砂礫をコンクリート杭の中空部（図示していない）に取り込んで、既製コンクリート杭１の下端部を沈降した砂礫層３７の内部にある程度挿入して該部に定着させる（図６（ｃ））。ここで、挿入量は、地盤や求められる支持力にもよるが、杭穴２６の穴径程度とする。
【００４３】
(D) 杭穴底２８に沈降した砂礫をスライムと仮定した場合には、砂礫は杭の強度発現に考慮されないので、砂礫の総てをコンクリート杭の中空部（図示していない）に取り込んで、既製コンクリート杭１の先端を支持地盤上（杭穴底２８）に定着させる（図６（ｄ））。
【００４４】
【実施例３】
前記実施例１における群杭構造（既製コンクリート杭）の軸部の構築の他の実施例を説明する。即ち、下記の(A) 〜(F) のいずれかの方法で行なうことができる。(A) 〜(F) のいずれを採用するかは、構築現場の土質、掘削する工法、求める支持力などにより適宜選択して行なう。
【００４５】
(A) 杭穴２６掘削後、杭穴２６内にトレミー管を配置して、沈設した既製コンクリート杭１、１の周壁２、２間、既製コンクリート杭１の周壁２と杭穴壁２７との間に生コンクリートを充填投入する。この場合、既製コンクリート杭１の中空ぶ３は任意であり、中空部３の底を閉鎖して中空部３内は中空のまま、あるいは沈設時に浮力調整した場合には中空部３内に泥水等が入っている。
【００４６】
(B) 杭穴２６掘削後、杭穴２６内の泥水をすべてセメントミルク状にして固化させる。この場合も、既製コンクリート杭１の中空部３は任意であり、中空部３の底を閉鎖して中空部３内は中空のまま、あるいは沈設時に浮力調整した場合には中空部３内に泥水等が入っている。
【００４７】
(C) 杭穴２６掘削後、杭穴内に一定量（例えば、杭穴底から穴径程度の高さまで）セメントミルクを注入する。次に、杭穴２６内にトレミー管を配置して、杭穴底２８から骨材（砕石や砂など）を投入しながら、トレミー管を引き上げる。この場合も、既製コンクリート杭１、１の中空部３は(A) (B) と同様に任意である。
【００４８】
(D) 杭穴２６掘削後、杭穴２６内にセメントミルクを、杭穴底２８から所定量（セメントミルクと骨材類で杭穴２６の穴内が充填される量程度）注入する。次に、地上３６から杭穴２６内に骨材（砕石や砂など）を投入して、沈設した既製コンクリート杭１、１の周壁２、２間、既製コンクリート杭１の周壁２と杭穴壁２７の周囲をセメントミルクと骨材との混合物で満たす。この場合も、既製コンクリート杭１、１の中空部３は(A) (B) (C) と同様に任意である。
【００４９】
(E) 既製コンクリート杭１を一種のトレミー管と考え、既製コンクリート杭１の中空部３内に地上３６から生コンクリートを投入して、既製コンクリート杭１の下端から杭穴２６内に生コンクリートを充填する。この場合には、中空部内３は生コンクリートで満たされる。
【００５０】
(F) 群杭構造の構造体としての強度が許容されれば、杭穴２６内に杭周固定液程度のセメントミルクを投入して、沈設した既製コンクリート杭１、１の周壁２、２間、既製コンクリート杭１の周壁２と杭穴壁２７の周囲を、このセメントミルクで満たすこともできる。
【００５１】
【発明の効果】
杭穴内に複数の既製杭を埋設するので、杭穴内のコンクリートやセメントミルク等の杭周固定手段により、杭穴内に信頼性の高い現場造成杭を構成できる効果がある。また、使用する既製杭の軸径や埋設本数、杭穴の深さなどに対応して種々選択でき、現場での作業を大幅削減して、効率良く施工でき、かつ求める支持力を発揮できる現場造成杭を構築できる効果がある。
【００５２】
中空部の閉塞板に浮力調節具を取付ければ、既製杭に浮力を発生させ、既製杭の全長分の重量を支える必要がなく、各種器材を小形化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）乃至（ｌ）はこの発明の実施例の群杭の構成を表す平面図である。
【図２】この実施例に使用する使用するコンクリート杭で、（ａ）は下端部の概略した縦断面図、（ｂ）は使用する浮力調節具の閉塞板の平面図である。
【図３】この発明の実施に使用する杭連結具で、（ａ）は平面図、（ｂ）は第一杭を連結した状態の一部平面図、（ｃ）は同じく第二杭を連結した状態の一部平面図である。
【図４】杭頭での既製杭の支持を表した図で、（ａ）は概略した平面図、（ｂ）は概略した正面図である。
【図５】同じく概略した正面図である。
【図６】（ａ）乃至（ｄ）は杭下端部の異なる構築方法を説明する概略した縦段断面図である。
【図７】この発明の施工途中の群杭構造の概略した縦断面図である。
【図８】（ａ）はこの発明で使用する掘削ロッドの概略した正面図、（ｂ）は同じく概略したアースオーガーの正面図である。
【図９】この発明の郡杭構造で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１ 既製コンクリート杭
２ 周壁（既製コンクリート杭）
３ 中空部（既製コンクリート杭）
４ 閉塞板
９ 浮力調節器
１５ スペーサー（杭保持具）
２０ 杭吊下具
２６ 杭穴
２７ 穴壁（杭穴）
３８ 穴底（杭穴）
３４ 群杭構造（コンクリート杭）
【図１】
0003890426.tif 000002
【図２】
0003890426.tif 000003
【図３】
0003890426.tif 000004
【図４】
0003890426.tif 000005
【図５】
0003890426.tif 000006
【図６】
0003890426.tif 000007
【図７】
0003890426.tif 000008
【図８】
0003890426.tif 000009
【図９】
0003890426.tif 000010