(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレストレスを導入するＰＣ鋼棒の少なくとも一本以上を中空とし、該中空ＰＣ鋼棒及びその他のＰＣ鋼棒によってプレストレスを導入して形成したコンクリート杭体の上下端に、前記中空ＰＣ鋼棒の端部が夫々開口する構成としたプレストレストコンクリート杭を地盤に圧入又は打撃により沈設するに際し、コンクリート杭体の上端に開口する中空ＰＣ鋼棒の端部から圧入した地盤改良材を前記コンクリート杭体の下端に開口する前記中空ＰＣ鋼棒の端部から高圧で噴出しながら、前記地盤に穿設した掘削孔又は建込み孔内に沈設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の建込工法。
【請求項２】
プレストレスを導入するＰＣ鋼棒の少なくとも一本以上を中空とし、該中空ＰＣ鋼棒及びその他のＰＣ鋼棒によってプレストレスを導入して形成したコンクリート杭体の上下端に、前記中空ＰＣ鋼棒の端部が夫々開口する構成としたプレストレストコンクリート杭を地盤に圧入又は打撃により沈設するに際し、コンクリート杭体の上端に開口する中空ＰＣ鋼棒の端部から圧入した掘削液を前記コンクリート杭体の下端に開口する前記中空ＰＣ鋼棒の端部から高圧で噴出しながら沈設し、沈設後、コンクリート杭体の上端に開口する中空ＰＣ鋼棒の端部から圧入した地盤改良材を前記コンクリート杭体の下端に開口する前記中空ＰＣ鋼棒の端部から高圧で噴出させることを特徴とするプレストレストコンクリート杭の建込工法。
【請求項３】
地盤表面に漏液防止治具を設置し、該漏液防止治具の杭貫挿孔にプレストレストコンクリート杭を挿通して沈設することを特徴とする請求項１又は２記載のプレストレストコンクリート杭の建込工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎を支持する杭周囲の土質の改良及び杭の支持力を向上させるのに使用して最適なプレストレストコンクリート杭の建込工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣ鋼棒によってプレストレスを導入して形成したコンクリート杭体の肉厚部に流体注入導管を埋設し、アースオーガ等で地盤に穿設した掘削孔と、該掘削孔内に沈設したプレストレストコンクリート杭の外周面との間に生じた空隙部を、前記流体注入導管を通してコンクリート杭の先端から注入した杭周固定液で満たし、杭周固定液が硬化した後杭周面に摩擦力を発現させるようにした構造のプレストレストコンクリート杭は、例えば実公昭６２−１３１２号公報，実公平６−９０６２号公報及び実公平７−４５６３０号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の前記流体注入導管は、プレストレストコンクリート杭の肉厚部内に、プレストレスを導入した多数のＰＣ鋼棒と平行して単に埋設しただけの構成のものであり、前記流体注入導管はコンクリート杭体にプレストレスを導入する機能は何ら果たしていない。
【０００４】
この種のプレストレストコンクリート杭では、プレストレスを導入するＰＣ鋼棒の本数を多くすればする程高曲げモーメントの杭を得ることができるが、上記のような従来のプレストレストコンクリート杭では、プレストレスの導入には関与しない流体注入導管をも設置することになるので、コンクリート杭体の限られた断面積の肉厚部においては、ＰＣ鋼棒の本数を多くすることはプレストレストコンクリート杭の性能に悪影響を与える結果となる。その結果、一定本数以上のＰＣ鋼棒を配筋することは困難であり、高プレストレス化には限界があるといった問題点がある。
【０００５】
また、アースオーガ等で地盤を緩めて掘削孔を穿設し、この掘削孔内にコンクリート杭を沈設する従来の建て込み工法は、結果として杭周囲の土の強度を弱めているとゝもに、掘削孔と杭周面との間の空隙部に充填された杭周固定液は単に空隙部を埋めるためのものであり、杭周囲の地盤の強化はあまり期待することができないこと、杭建て込みの際、杭周固定液が掘削孔から地表面に流出して、作業現場の環境を悪化せしめる、といった諸問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するために成されたもので、掘削液又は地盤改良材を注入するための中空ＰＣ鋼棒にもプレストレスを導入する構成とすることにより、その他のＰＣ鋼棒の本数を多くすることなくコンクリート杭体に高曲げモーメントを付与することができ、また杭を掘削孔内に建て込む際又は建て込んだ後に、杭周囲の土砂と空隙部に地盤改良材を充填，浸透させることにより、杭周辺の地盤そのものを強化し、杭の支持力を向上せしめるものを提供することを目的としたものであり、その要旨は、プレストレスを導入するＰＣ鋼棒の少なくとも一本以上を中空とし、該中空ＰＣ鋼棒及びその他のＰＣ鋼棒によってプレストレスを導入して形成したコンクリート杭体の上下端に、前記中空ＰＣ鋼棒の端部が夫々開口する構成としたプレストレストコンクリート杭を地盤に圧入又は打撃により沈設するに際し、コンクリート杭体の上端に開口する中空ＰＣ鋼棒の端部から圧入した地盤改良材を前記コンクリート杭体の下端に開口する前記中空ＰＣ鋼棒の端部から高圧で噴出しながら、前記地盤に穿設した掘削孔又は建込み孔内に沈設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の建込工法にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明するに、図において、１は本発明で使用するプレストレストコンクリート杭で、コンクリート杭体２の中心に中空孔３を備えるとゝもに、その肉厚部４内には、前記コンクリート杭体２の外周面と同心位置に設置した複数本の中実なＰＣ鋼棒５及び軸中心部が空洞な円筒状の中空ＰＣ鋼棒６と、該両ＰＣ鋼棒５，６の外周に巻きつけた螺旋鉄筋７が夫々埋設されている。
【０００８】
前記プレストレストコンクリート杭１は、前記中実なＰＣ鋼棒５と中空ＰＣ鋼棒６の緊張によりプレストレスを導入させたもので、プレテンション方式によって形成したものであり、前記ＰＣ鋼棒５，６の緊張後の戻り力をコンクリート杭体２の長手方向に圧縮する方向に作用させている。
【０００９】
ここで、前記中空ＰＣ鋼棒６は少なくとも一本以上（図面では４本）用いられており、その上下両端部６Ａ，６Ｂはコンクリート杭体２の上下端に夫々装着した端板８Ａ，８Ｂを貫通して突出していて、その外周面には治具等を装着できるようにネジが刻設されている。なお、前記中空ＰＣ鋼棒６の内径は９mm〜２２mmのものが望ましい。特に、６mm以下の内径では後述する注入材圧入時に管内閉塞を起こす虞れがあり、また内径が４０mm以上のものでは、コンクリート杭体２の性能に影響がでるからである。
【００１０】
９は前記プレストレストコンクリート杭１の上部端板８Ａ上に設置する頭部治具で、プレストレストコンクリート杭１を地盤Ｇ中に建て込む際に使用するものであり、その構成は、図３に示すように、前記コンクリート杭体２の外径と同一径を有する円盤状の底板１０と天板１１とを上下に平行に離間し、両板１０，１１間に介在した４枚の支持板１２を互いに直交位置に配置して、該支持板１２を介して前記底板１０と天板１１とを一体に固定したものである。
【００１１】
１３は頭部治具９の前記底板１０に穿設した貫通孔で、プレストレストコンクリート杭１の前記上部端板８Ａから突出した中空ＰＣ鋼棒６の上端部６Ａと対応する位置に夫々形成されている。なお、図中１４は前記中空ＰＣ鋼棒６の上端部６Ａに固定するエルボ管で、該エルボ管１４の他端はフレキシブルホース１５を介して掘削液又は地盤改良材の流体注入装置１６に接続されている。
【００１２】
１７は逆碗形形状の漏液防止治具で、中央にプレストレストコンクリート杭１の外径よりやや大きい径の杭貫挿孔１７Ａを備えており、地盤Ｇに打ち込んだ固定金具１８により地盤Ｇの表面に固定するものである。
【００１３】
そこで、前記構成からなるプレストレストコンクリート杭１を地盤Ｇ中に建て込む場合の第一の方法は、まず杭を打とうとする箇所に予めアースオーガで掘削孔Ｈを穿設する。
【００１４】
次に、図３に示すように、前記プレストレストコンクリート杭１の上部端板８Ａの上に頭部治具９を設置し、該頭部治具９の底板１０に穿設した貫通孔１３内にプレストレストコンクリート杭１の上部端板８Ａから突出している中空ＰＣ鋼棒６の上端部６Ａを挿通せしめた後、この上端部６Ａにナット１９を螺合してこれを締め付けることにより、頭部治具９をプレストレストコンクリート杭１の上部端板８Ａ上に固定する。
【００１５】
そして、図４に示すように、頭部治具９の前記底板１０の上方に突出する各中空ＰＣ鋼棒６の上端部６Ａに夫々、流体注入装置１６に一端を接続したフレキシブルホース１５の他端をエルボ管１４を介して各別に連結する。
【００１６】
つぎに、図示しないリーダーにより、上端に頭部治具９を固定したプレストレストコンクリート杭１を吊り下げ、その先端部１Ａを掘削孔Ｈ内に挿入する。しかる後、前記頭部治具９の天板１１を油圧或いはハンマー等の図示しない打撃伝達装置により打撃し、プレストレストコンクリート杭１を頭部治具９を介して掘削孔Ｈ内に打ち込んでゆく。
【００１７】
これと同時に、流体注入装置１６から前記フレキシブルホース１５，エルボ管１４を通して、前記中空ＰＣ鋼棒６内にその上端部６Ａから地盤改良材２０を圧入し、図４に示すように、プレストレストコンクリート杭１の先端部１Ａから突出した中空ＰＣ鋼棒６の下端部６Ｂから、土質に合わせて選択した水ガラス系，セッコウ系或いはセメント系等の地盤改良材２０を高圧で噴出させながら沈設していき、プレストレストコンクリート杭１を掘削孔Ｈの所定深さまで沈設する。
【００１８】
この場合、プレストレストコンクリート杭１における中空孔３の下端部の開口部は、杭１の建て込み圧入によりその内部に土砂が入り込んで閉塞されているので、地盤改良材２０の前記中空孔３内への侵入を防ぎつつ、プレストレストコンクリート抗１の周囲と掘削孔Ｈとの空隙部Ｓに地盤改良材２０を充填するとゝもに、掘削孔Ｈの壁面の周囲の地盤Ｇ１中に浸透させる。
【００１９】
そして、図５に示すように、地盤改良材２０が地盤Ｇの表面近くまで浸透してきたら地盤改良材２０の噴出を停止し、掘削孔Ｈの壁面の周囲の地盤Ｇ１中に浸透したこの地盤改良材２０を硬化させる。これにより、プレストレストコンクリート杭１の周囲の地盤Ｇ１そのものが硬化した前記地盤改良材２０により強化され、杭の支持力を向上させる。なお、前記地盤改良材２０として流動性の高い材料を使用すると、短時間で地盤Ｇ１中に圧入することができる。
【００２０】
しかし、地盤Ｇ１の土質によっては地盤改良材２０の地盤Ｇ１への浸透が少なく、地盤改良材２０が地盤Ｇの表面に溢れ出る虞れがある。この場合には、掘削孔Ｈの上方開口部に漏液防止治具１７を設置する。この漏液防止治具１７の設置方法は、該漏液防止治具１７に形成した杭貫挿孔１７Ａの中心と前記掘削孔Ｈの中心とを合致せしめて地盤Ｇの表面に置き、これに固定金具１８を打ち込んで地盤Ｇに固定する。
【００２１】
そして、プレストレストコンクリート杭１をその先端部１Ａから杭貫挿孔１７Ａを通して掘削孔Ｈ内に挿入し、その後は前記のように、中空ＰＣ鋼棒の下端部６Ｂから地盤改良材２０を高圧で噴出させながら打撃伝達装置により打撃し、沈設していく。これにより、前記漏液防止治具１７によって地盤改良材２０の地盤表面への溢出が防止されるとゝもに、空隙部Ｓ内の圧力が高まることにより、掘削孔Ｈの壁面の周囲の地盤Ｇ１中への前記地盤改良材２０の浸透が増進され、杭支持力が強化される。
【００２２】
以上は、まず杭を打とうとする箇所に予めアースオーガで掘削孔Ｈを穿設し、該掘削孔Ｈ内に杭を建込む方法について説明したが、第二の方法として、地盤Ｇが比較的軟弱な場合には掘削孔Ｈを穿設することなく地盤Ｇに直接杭を建込むことも可能であり、その場合の施工方法は、図６に示すように、中空ＰＣ鋼棒の下端部６Ｂから水等の掘削液２０Ａを高圧で噴出して、建込み孔Ｓを穿設しながら打撃伝達装置により打撃し、プレストレストコンクリート杭１を地盤Ｇ中に建込んでいく。
【００２３】
そして、プレストレストコンクリート杭１を所定深さまで建込んだ後、図７に示すように、コンクリート杭体２の上端に開口する中空ＰＣ鋼棒６の上端部６Ａから掘削液２０Ａに代えて地盤改良材２０を圧入し、コンクリート杭体２の下端に開口する前記中空ＰＣ鋼棒６の下端部６Ｂから地盤改良材２０を高圧で噴出させる。これにより建込み孔Ｓ内の圧力が高まり、該建込み孔Ｓの壁面の周囲の地盤Ｇ１中への前記地盤改良材２０の浸透が増進される。
【００２４】
つぎに、図８に示すように、地盤改良材２０が地盤Ｇの表面近くまで浸透してきたら地盤改良材２０の噴出を停止し、建込み孔Ｓの壁面の周囲の地盤Ｇ１中に浸透したこの地盤改良材２０を硬化させる。これにより、プレストレストコンクリート杭１の周囲の地盤Ｇ１そのものが硬化した前記地盤改良材２０により強化され、杭の支持力を向上させる。
【００２５】
図９乃至図１１に示すものは、コンクリート杭体２の肉厚部４内に埋設した前記中空ＰＣ鋼棒６の上端部６Ａと流体注入装置１６との連結状態を示す他実施例であり、図９に示すものは、底板１０から突出した４本の中空ＰＣ鋼棒６の上端部６Ａに螺合により連結された各エルボ管１４の他端を夫々、連結管２３を介して集水部材２４と連結し、該集水部材２４から１本のフレキシブルホース１５Ａで流体注入装置１６に接続したものである。
【００２６】
また、図１０及び図１１に示すものは、各エルボ管１４の他端に連結した短いホース２１は夫々前記底板１０の中央に直立した供給円筒部２２に直結され、該供給円筒部２２の天面部から１本のフレキシブルホース１５Ａで流体注入装置１６に接続したものであり、夫々の作用については前記実施例と同様である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係るプレストレストコンクリート杭の建込工法は、上記のように、プレストレスを導入するＰＣ鋼棒の少なくとも一本以上を中空とし、該中空ＰＣ鋼棒及びその他のＰＣ鋼棒によってプレストレスを導入して形成したコンクリート杭体の上下端に、前記中空ＰＣ鋼棒の端部が夫々開口する構成としたプレストレストコンクリート杭を地盤に圧入又は打撃により沈設するに際し、コンクリート杭体の上端に開口する中空ＰＣ鋼棒の端部から圧入した掘削液及び又は地盤改良材を前記コンクリート杭体の下端に開口する前記中空ＰＣ鋼棒の端部から高圧で噴出しながら沈設する構成であるから、地盤改良材の杭周囲の地盤への浸透が増進され、土質が改良される。この改良された地盤により杭周囲の摩擦力が増加し、杭の支持力が向上する。更に、土質によっては地盤表面に漏液防止治具を設置し、該漏液防止治具の杭貫挿孔にプレストレストコンクリート杭を挿通して沈設する構成とすることにより、地盤表面に掘削液及び又は地盤改良材が流出することがないので作業現場の環境が改善されるとゝもに、掘削孔又は建込み孔の開口部が漏液防止治具により塞がれることにより孔内の圧力が高まり、地盤改良材の杭周囲の地盤への浸透が一層増進され、杭の支持力が向上する、といった諸効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で使用するレストレストコンクリート杭の一部省略縦断面部分図である。
【図２】  同プレストレストコンクリート杭の横断面図である。
【図３】  同プレストレストコンクリート杭と頭部治具の斜視図である。
【図４】  杭建て込み時における第一方法の第１作用説明図である。
【図５】  杭建て込み時における第一方法の第２作用説明図である。
【図６】  杭建て込み時における第二方法の第１作用説明図である。
【図７】  杭建て込み時における第二方法の第２作用説明図である。
【図８】  杭建て込み時における第二方法の第３作用説明図である。
【図９】  図４のＩーＩ線断面に相当する他実施例の拡大図である。
【図１０】  他実施例の頭部治具の使用状態時の要部正面図である。
【図１１】  図１０のIIーII線断面図である。
【符号の説明】
１  プレストレストコンクリート杭
１Ａ  先端部
２  コンクリート杭体
３  中空孔
４  肉厚部
５  ＰＣ鋼棒
６  中空ＰＣ鋼棒
６Ａ  上端部
６Ｂ  下端部
７  螺旋鉄筋
８Ａ  上部端板
８Ｂ  下部端板
９  頭部治具
１０  底板
１１  天板
１２  支持板
１３  貫通孔
１４  エルボ管
１５  フレキシブルホース
１６  流体注入装置
１７  漏液防止治具
１８  固定金具
２０  地盤改良材
２０Ａ  掘削液
２１  ホース
２２  供給円筒部
Ｇ  地盤
Ｇ１  杭周地盤
Ｈ  掘削孔
Ｓ  建込み孔
【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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【図８】
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【図９】
0003754506.tif 000010
【図１０】
0003754506.tif 000011
【図１１】
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