(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(1) 最上端に位置する中空部を有する既製杭の下端面に、中央部に透孔を穿設した端面板を取り付けて構成し、前記既製杭を任意の工法で埋設する。
(2) 前記既製杭の中空部内で、少なくとも上端部にセメントミルクを充填する。
(3) 前記既製杭の上方の地上で、下端部を先細に形成した構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の先細に形成した下端部を、前記透孔内に収容して、前記セメントミルク内に埋設する。
以上の工程により構真柱を建て込むことを特徴とする既製杭を使用した構真柱の構築方法。
【請求項２】
(1) 最上端に位置する中空部を有する既製杭の下端面に、中央部に透孔を穿設した端面板を取り付けて構成し、前記既製杭を任意の工法で埋設する。
(2) 前記既製杭の上方の地上で、下端部を先細に形成した構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の下端部を前記既製杭の中空部内に臨ませる。
(3) 地上から注入管を前記既製杭の中空部内に挿入し、該注入管からセメントミルクを放出し、少なくとも前記構真柱の先細に形成した下端部を、前記透孔内に収容して、セメントミルクで満たす。
以上の工程により構真柱を建て込むことを特徴とする既製杭を使用した構真柱の構築方法。
【請求項３】
構真柱は下端部外周に鉄筋かごを配置して下降した請求項１又は２記載の構真柱の構築方法。
【請求項４】
既製杭の掘削孔の地上付近に、ケーシングを嵌挿して、該ケーシングの上端の位置決め治具に構真柱を支持する請求項１又は２記載の構真柱の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に地下工事を逆打ち工法で施工する場合の工法であって、既製杭を使用した構真柱の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設工事の工期の短縮化、工事の安全性、市街地での近接施工の要求から地下工事の逆打ちが用いられている。逆打ち工法の特徴は、１階スラブを早期に施工して、地上部と地下部とを同時に施工するものである。
【０００３】
１階の床スラブを施工するためには、地下部の柱部材を施工する必要があり、従来、地下部の柱の施工は地上部からリバース工法、アースドリル工法等の現場造成杭に構真柱を設置していた。また、近年の既製杭の大径化にも伴い、既製杭を使用して構真柱を構築する方法も提案されている。
【０００４】
例えば、特開平６−８８３５０「構真柱建込み工法」、特許第２８５８９９８号「逆打工法用仮設対応支柱の施工方法」のように、上端に予め構真柱３３を固定した既製杭３２を埋設する横真柱の構築方法が考えられた（図８（ａ））。また、他の方法では、コンクリート系の既製杭の上端に鋼管杭を固定してなる既製杭を埋設して、構真柱を、鋼管杭を挿通してコンクリート系既製杭の上に、構築する工法も提案されている（特許第２５６７９９０号「地下構築用逆打工法」）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記既製杭を使用して構真柱を構築する工法の内、前者の構築方法においては、既製杭３２と構真柱（Ｈ形鋼、鋼管等）３３とを施工前に予め一体的に接続して構真柱となし、同時に埋設している。この方法であると、掘削孔３４が土砂の崩壊等によって、既製杭１の杭芯Ｙの位置がズレたり、既製杭が傾斜したりと、いわゆる偏心を起こした場合にも、既製杭だけでなく構真柱までも偏心を起こしてしまう問題があった（図８（ｂ）（ａ））。このような問題が生じた場合、構真柱は上層の荷重を受けるため、傾斜すると予想外の曲げモーメントが加わるので、構真柱の破壊を招き、また必要以上に構真柱を大断面としなければならなかった。
【０００６】
また、後者の方法であると、コンクリート系の既製杭の上に構真柱を設置するため、構真柱の重量がコンクリート系の既製杭に伝わり、コンクリート系の既製杭を沈設するために使用する根固め液や杭周囲定液が固化するまで構真柱を構築できない問題があった。また、構真柱の先端がフラットな構造となっているため、既製杭が偏心等を起こした場合、偏心した既製杭の上に該横真柱を設置することになるため、強度的にも鉛直精度的にも不安な要素となっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、既製杭の中空部に充填したセメントミルク内に、構真柱の下端部を沈設したので、前記問題点を解決した。
【０００８】
即ちこの発明は、以下の工程により構真柱を建て込むことを特徴とする既製杭を使用した構真柱の構築方法である。
(1) 最上端に位置する中空部を有する既製杭の下端面に、中央部に透孔を穿設した端面板を取り付けて構成し、前記既製杭を任意の工法で埋設する。
(2) 前記既製杭の中空部内で、少なくとも上端部にセメントミルクを充填する。
(3) 前記既製杭の上方の地上で、下端部を先細に形成した構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の先細に形成した下端部を、前記透孔内に収容して、前記セメントミルク内に埋設する。
【０００９】
また、他の発明は、
(1) 最上端に位置する中空部を有する既製杭の下端面に、中央部に透孔を穿設した端面板を取り付けて構成し、前記既製杭を任意の工法で埋設する。
(2) 前記既製杭の上方の地上で、下端部を先細に形成した構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の下端部を前記既製杭の中空部内に臨ませる。
(3) 地上から注入管を前記既製杭の中空部内に挿入し、該注入管からセメントミルクを放出し、少なくとも前記構真柱の先細に形成した下端部を、前記透孔内に収容して、セメントミルクで満たす。
以上の工程により構真柱を建て込むことを特徴とする既製杭を使用した構真柱の構築方法である。
【００１０】
また、前記において、構真柱は下端部外周に鉄筋かごを配置して下降した構真柱の構築方法である。更に、既製杭の掘削孔の地上付近に、ケーシングを嵌挿して、該ケーシングの上端の位置決め治具に構真柱を支持する構真柱の構築方法である。
【００１１】
前記における既製杭とは、予め工場で製造された杭で、コンクリート系、鋼管系あるいはこれらの組合せのいずれでも可能である。また、打ち継ぐ場合に、単位既製杭の構成を異なるものとすることもできる。
【００１２】
また、前記における最上端に位置する既製杭とは、継ぎ杭の場合の最上の既製杭や、単一杭の場合のその一の既製杭をも指す。
【００１３】
また、前記における工法は、逆打ち工法において特に有効であるが、下階から順に構築する順打ち工法の基礎の構築にあたり、既製杭に直接に鉄骨柱（構真柱）を接合する際にも応用できる。
【００１４】
また、前記における半閉塞とは、構真柱の全長が端面板を通過することはできないが、セメントミルクは通過できるように、形成した端面板をいい、例えば開口を形成して構成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
(1) 継ぎ杭からなる既製杭１を従来任意の方法によって沈設し（図１（ａ））、掘削孔５の孔壁上端部６に、ケーシング７を鉛直に嵌挿する（図１（ｂ））。既製杭１は、下端に端面板２８を取付けた中空部３を有する上杭２と下杭３０とから構成される。
(2) スパイラルオーガー１２等により上杭２の中空部３、上杭２の上方の掘削孔５内にセメントミルク（圧縮強度２００ｋｇ／ｃｍ２ 程度）１３を注入充填する（図１（ｂ）（ｃ））。
(3) ケーシング７上に、構真柱の位置決め治具１５を設置固定する（図１（ｃ））。
(4) Ｈ形鋼からなる構真柱２０は、先端に先細部２２を形成し、上端に仮止め材２３を固定して形成される。位置決め治具１５の収容部１８に沿わせて、構真柱２０を下降する。構真柱２０の下端部を上杭２の中空部３内のセメントミルク１３内に沈設して、仮止め材２３を位置決め治具１５に溶接などにより固着する（図１（ｄ）、図２（ｂ）（ｃ））。(5) セメントミルク固化後、仮止め材２３を構真柱２０から分離し、ケーシング７、位置決め治具１５等を掘削孔５周辺から撤去して、構真柱２０の構築を完了する（図１（ｅ））。
【００１６】
【実施例１】
図１、２に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１７】
(1) この実施例に使用する既製杭１は、所定数の単位杭を連結してなるいわゆる継ぎ杭から構成し、最上に位置する既製杭であって、横真柱の根入れ長Ｌとほぼ同じ長さの既製杭（以下、上杭２という。図３）と、該上杭２の下方に位置する既製杭（以下、下杭３０という。）とする。前記上杭２の下端２ｂに、中央部に円形の開口２９を有する半開塞構造の端面板２８が固定されている。また、上杭２は上方に開放した中空部３が形成されている（図３（ａ）（ｂ））。
【００１８】
(2) プレボーリング工法、中掘工法等の任意の工法で、下杭３０、３０を順次埋設し、最上の下杭３０ａ（上杭２の直下の下杭）に上杭２を結合して、既製杭１の全体を所定位置に沈設する（図１（ａ））。ここで、最上の下杭３０ａと上杭２との結合は、従来使用される任意の方法でなされ、溶接の他、ボルトナットや各種カップリングを使用した無溶接のいずれでも可能である。また、前記上杭２は下杭３０ａを下降させながら結合する他、下杭３０ａを下降させる前に構築現場で、又は構築現場に搬入する前に予め結合させておくこともできる。
【００１９】
(3) 掘削孔５の孔壁上端部６に、ケーシング７を鉛直に嵌挿して、地面２４に載置した鋼板９と前記ケーシング７とを固定し、補強板１０、１０を固着して補強する（図１（ｂ））。
【００２０】
(4) スパイラルオーガー１２を使用して、上杭（既製杭１）２の中空部３、上杭２の上方の掘削孔５内にセメントミルク（圧縮強度２００Ｋｇ／ｃｍ２ 程度）１３を注入する（図１（ｂ）（ｃ））。
【００２１】
ここで、セメントミルク１３を注入する前に、上杭２の中空部３内及び掘削孔５内に、泥土塊等の不純物がある場合には、これを除去しておく。例えば、スパイラルオーガー１２を回転させることにより上杭２の中空部３内及び掘削孔５内の泥土塊等を抜出して行う。また、既製杭１を沈設の際に使用した根固め液や杭周固定液などが、上杭２の上端部に固化して固着していた場合には、これらの固化物を、掘削ヘッドを有するスパイラルオーガー１２等の掘削手投を用いて除去しておく。
【００２２】
(5) 掘削孔１に挿入されたケーシング７上に、構真柱の位置決め治具１５を設置固定する（図１（ｃ））。
【００２３】
前記位置決め治具１５は、ケーシング７上に架設される支持杆１６、１６と、該支持杆１６、１６上に架設される基準杆１７、１７とから平面井桁状に形成される（図２（ｂ））。前記位置決め治具１５は、支持杆１６、１６及び基準杆１７、１７間が収容部１８を形成し、該収容部１８に構真柱２０を嵌挿できるようになっている。また、前記収容部１８の位置は、構築すべき構真柱２０の位置に合わせておく。
【００２４】
(6) この実施例に使用する構真柱２０は、Ｈ形鋼からなり、下端を尖らせて先細部２２を形成してある。前記構真柱２０の上端に、同一断面のＨ形鋼からなる仮止め材２３を固定しておく。また、前記構真柱２０は、設置した状態で、上杭２の上端（頭部位置）２ａより上部（長さＬの根入れ部分より上方）に剥離剤を塗布して、フーチング等構築時、構真柱２０周面から固化したセメントミルクを剥がしやすいようにしておくことが望ましい。
【００２５】
前記先細部２２は、Ｈ形鋼の先端を削り、又は他の逆錘形の別部材を接続して構成する。
【００２６】
前記位置決め治具１５の収容部１８に、上方から仮止め材２３を固定した構真柱２０を挿入し、位置決め治具１５に沿わせて、トランシット等で鉛直を確認しながら構真柱２０を下降して、構真柱２０の下端部を上杭２の中空部３内のセメントミルク１３内に沈設する（図１（ｄ））。
【００２７】
ここで、構真柱２０の芯と既製杭１（上杭２）の芯が合っていれば、構真柱２０の先細部２２を端面板２８の開口２９内に臨ませれば、より強固に構真柱２０と既製杭１（上杭２）とを連結できる。また、上杭２の端面板２８より上方に沈設することもできる。
【００２８】
また、構真柱２０の芯と上杭２（既製杭１）の芯がづれていたり、上杭２が傾斜していた場合にも、上杭２の中空部３内に構真柱２０の下端部２１を収容できれば、構真柱２０の構築に支障はない。
【００２９】
(7) 構真柱２０の仮止め材２３を位置決め治具１５に溶接などにより固着して、セメントミルク１３が固化発現まで、構真柱２０を所定位置に保持する。この際、構真柱２０は地上２４の位置決め治具１５で保持されているので、上杭２の周壁と掘削孔５との間の杭周固定液、掘削孔５底部の根固め液が固化する前であっても、構真柱２０を構築することができ、構真柱２０の荷重が既製杭１に影響を与えることもない。
【００３０】
(8) セメントミルク固化後、仮止め材２３を構真柱２０から分離し、ケーシング７、鋼板９、位置決め治具１５等を掘削孔５周辺から撤去する。以上で、構真柱２０の構築を完了する（図１（ｅ））。
【００３１】
以降従来の逆打ち工法と同様に、構真柱２０の上端部に上階の柱を接合して、基準階スラブ及び上層の躯体を構築すると共に、地盤を掘りながら構真柱２０を使用して地階を構築する。
【００３２】
前記実施例において、セメントミルクの圧縮強度を２００ｋｇ／ｃｍ２ 程度としたが、構真柱との接合強度と経済性とを考慮して、５０〜３００ｋｇ／ｃｍ２ 程度とすることもできる。
【００３３】
また、前記実施例において、セメントミルク１３を閉塞板２８の開口２９から下方に浸透させ、閉塞板２８の下方の下杭３０ａの中空部内にも、構真柱２０の周囲のセメントミルク１３層に連続したセメントミルク１３ａ層を形成することができる（図４）。この場合、上杭２と下杭３０との一体性が高まり、構真柱２０は既製杭１の全体と強固に接合される。
【００３４】
また、前記実施例において、構真柱２０の下端部外周に鉄筋かご２５を嵌装した状態で、下降して埋設することもできる（図５）。この場合、構真柱２０の根入れ部分を補強して、既製杭１（上杭２）と構真柱２０との一体性を更に高めることができるので、根入れ長さＬ（ほぼ上杭２長さ分）だけ、設けることが望ましいが、根入れ部分の一部に設けることもできる（図示していない）。
【００３５】
また、前記実施例において、構真柱２０の先端を鋭角状に尖らせて先細部２２を形成したが、先細に形成されていれば、鈍角状、半球形状などその形状は任意である（図示していない）。
【００３６】
また、前記実施例において、構真柱２０は先細部２２を形成したので、構真柱２０の建て込み作業がし易く、特に端面板２８の開口に挿入しやすいが、下端をフラットに形成した構真柱２０を使用することもできる（図６）。
【００３７】
また、前記実施例において、端面板２８を使用したので、高強度のセメントミルク１３が、掘削孔５の下方に位置する周面固定液などと混ざるおそれなく、上杭２と構真柱２０とを強固に接合できる。この場合、開口２９を形成しなければ、上杭２の中空部３が下方と分離されて、より強固な接合ができる（図示していない）。
【００３８】
また、端面板２８は上杭２の下端又はその直下の下杭３０ａの上面に設けることが望ましいが、他の下杭に設けることもできる（図示していない）。
【００３９】
また、前記実施例において、既製杭１は上杭２からのみ構成される単杭とすることもできる（図示していない）
【００４０】
【実施例２】
図１〜図７に基づきこの発明の他の構築方法を説明する。
【００４１】
(1) 実施例１と同様に、端面板２８を有する上杭２、下杭３０等の継ぎ杭からなる既製杭１を従来任意の方法によって、所定位置に沈設する（図１（ａ））。続いて、既製杭１の掘削孔５の孔壁上端部６に、鋼管からなるケーシング７を鉛直に嵌装して、地面２４に載置した鋼板９と前記ケーシング７とを固定し、補強板１０を固着して補強する（図７（ａ））。また、実施例１と同様に、上杭２の中空部３内、掘削孔５内の不純物は予め除いておく。
【００４２】
(2) 掘削孔５に挿入されたケーシング７上に、実施例１と同様に、構真柱の位置決め治具１５を設置固定する（図７（ａ））。前記位置決め治具１５は、支持杆１６、１６と、基準杆１７、１７とから平面井桁状に形成され、該井桁状内を構真柱の収容部１８とする（図２（ｂ））。
【００４３】
(3) 実施例１と同様に、Ｈ形鋼からなる先細部２２を形成した構真柱２０の上端に、同一断面のＨ形鋼からなる仮止め材２３を固定しておく。また、前記構真柱２０は、設置した状態で、上杭２の上端（頭部位置）２ａより上部（長さＬの根入れ部分より上方）に剥離剤を塗布して、フーチング等構築時、構真柱２０周面から固化したセメントミルクを剥がしやすいようにしておくことが望ましい。
【００４４】
前記位置決め治具１５の収容部１８に、上方から仮止め材２３を固定した構真柱２０を挿入し、位置決め治具１５に沿わせて、トランシット等で鉛直を確認しながら構真柱２０を下降して、構真柱２０の下端部を上杭２の中空部３内に沈設し、仮止め材２３を位置決め治具１５に溶接などにより固着して構真柱２０を所定位置に保持する（図７（ａ））。ここで、構真柱２０の芯と既製杭１（上杭２）の芯が合っていれば、構真柱２０の先細部２２を端面板２８の開口２９内に臨ませれば、より強固に構真柱２０と既製杭１（上杭２）とを連結できる。また、上杭２の端面板２８より上方に沈設することもできる。
【００４５】
(4) 前記構真柱２０の沈設後又は沈設前に、セメントミルク注入用のトレミー管１４を掘削孔５内を通り、既製杭１の中空部３内に挿入する（図７（ａ）、図２鎖線図示１４）。前記トレミー管１４の先端を構真柱２０の下端（予定位置）付近（端面板２８付近）に位置させておく。
【００４６】
(5) 続いて、トレミー管１４の先端からセメントミルク（圧縮強度２００ｋｇ／ｃｍ２ 程度）を注入し、上杭２の中空部３内、上杭２の上方の掘削孔５内にセメントミルクを充填する（図７（ｂ））。充填完了後、トレミー管１４を掘削孔５外へ撤去する。
【００４７】
ここで、仮止め材２３を位置決め治具１５に固着してあるので、セメントミルク１３が固化発現まで、構真柱２０を所定位置に保持され、既製杭１（上杭２、下杭３０）の周壁と掘削孔５との間の杭周固定液、掘削孔５底部の根固め液が固化する前であっても、構真柱２０を構築することができ、構真柱２０の荷重が既製杭１に影響を与えることもない。
【００４８】
(6) セメントミルク固化後、仮止め材２３を構真柱２０から分離し、ケーシング７、鋼板９、位置決め治具１５等を掘削孔５周辺から撤去する。以上で、構真柱２０の構築を完了する（図７（ｃ））。
【００４９】
以降従来の逆打ち工法と同様に、構真柱２０の上端部に上階の柱を接合して、基準階スラブ及び上層の躯体を構築すると共に、地盤を掘りながら構真柱２０を使用して地階を構築する。
【００５０】
前記実施例において、セメントミルクの充填にトレミー管１４を使用したが、従来の他の方法によりセメントミルクを充填することもできる。
【００５１】
また、前記実施例におけるセメントミルクの他の実施例、構真柱２０の他の実施例、既製杭１の他の実施例などは、前記実施例１と同様である（図４〜図６等）。
【００５２】
また、前記実施例において、既製杭１は上杭２からのみ構成される単杭とすることもできる（図示していない）
【００５３】
【発明の効果】
既製杭の中空部内に充填したセメントミルク内に構真柱を埋設するので、既製杭が高止り、偏心等を起こしても、横真柱は該既製杭の位置に左右されることなく、鉛直性を保ち所定位置に高精度に設置できる効果がある。
【００５４】
また、既製杭の沈設に際し、根固め液や杭周固定液を使用した場合において、これらの固化の如何を問わず、構真柱を横築できるので、施工期間を短縮できる効果がある。
【００５５】
また、構真柱を先細とした場合には、先細部を案内として位置決め治具に嵌挿する作業が効率よくできる効果がある。
【００５６】
また、最上に位置する既製杭の下端に中空部を塞ぐような端面板を設けたので、セメントミルクを隔離して鉛直支持力を増強できる。また、端面板の中央部に開口を設けて、先細とした構真柱の先細部を開口に臨ませれば、構真柱の接合を強固にできる。更に、構真柱の下端部に鉄筋かごを配置すれば、上記の１．５〜２倍程度の耐力を得ることができる。
【００５７】
また、掘削孔の地上付近に、ケーシングを嵌挿して、ケーシングの上端の位置決め治具に構真柱を支持させれば、掘削孔壁の崩壊を防ぎ、セメントミルクの質の劣化を防止できる。
【００５８】
また、圧縮強度５０〜３００ｋｇ／ｃｍ２ 程度のセメントミルクを使用して構真柱と既製杭とを付着力により接合れば、摩擦力、鉛直支持力を有し、強固に固結できるため、構真柱が高耐力を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、この発明の実施例１に係る構築方法を説明する縦断面図である。
【図２】実施例で、構真柱を位置決め治具に保持した状態で、（ａ）は既製杭部分の横断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は一部を省略した縦断面図である。
【図３】（ａ）はこの発明の実施例に使用する上杭の縦断面で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】この発明の他の実施例により構築した構真柱の縦断面図である。
【図５】この発明の他の構真柱を表す縦断面図である。
【図６】同じく他の構真柱を表す縦断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の他の構築方法で、実施例２に係る構築方法を説明する縦断面図である。
【図８】従来例の概略した縦断面図で、（ａ）は正しく施工された状態、（ｂ）は偏心状態を夫々表す。
【符号の説明】
１ 既製杭
２ 上杭
２ａ 上杭の上端
３ 上杭の中空部
５ 掘削孔
６ 掘削孔の上端部
７ ケーシング
８ ケーシングの上端
１２ スパイラルオーガ
１３ セメントミルク
１３ａ セメントミルク
１４ トレミー管
１５ 位置決め治具
１８ 位置決め具の収容部
２０ 構真柱
２１ 構真柱の下端部
２２ 構真柱の先細部
２３ 仮止め材
２４ 地面
２５ 鉄筋かご
２８ 端面板
２９ 端面板の開口
３０ 下杭（既製杭）
３２ 既製杭（従来例）
３３ 構真柱（従来例）
３４ 掘削孔（従来例）
【図１】
0004293297.tif 000002
【図２】
0004293297.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004293297.tif 000007
【図７】
0004293297.tif 000008
【図８】
0004293297.tif 000009