(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
難透水層の下方に被圧地下水層が存在する地盤中に、下端が前記被圧地下水層に到達する場所打ち杭を構築する工法において、
内部の土砂を掘削しながら下端が前記難透水層に到達するように大径ケーシングを貫入する工程と、
前記大径ケーシング内に小径ケーシグを挿入し、前記大径および小径ケーシング内に前記被圧地下水層の被圧水位と同等の水位まで注水を行いながら、前記小径ケーシング内の土砂を掘削して、その下端が前記被圧地下水層まで到達するように貫入する工程と、
前記小径ケーシング内に鉄筋籠を建て込んで、先端が前記難透水層に留められている前記小径ケーシング内の天端まで、トレミー管によりコンクリートを充填する工程と、
この工程の後に、前記小径ケーシングを引き抜きながらコンクリートを打設して、前記大径ケーシング内に充填する工程とからなることを特徴とする被圧地下水帯における場所打ち杭の構築工法。
【請求項２】
前記場所打ち杭の溝築に先立ち、必要に応じて前記難透水層に薬液を注入して、前記難透水層の地盤改良を行うことを特徴とする請求項１記載の被圧地下水帯における場所打ち杭の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被圧地下水帯における場所打ち杭の構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
扇状地などの地盤中には、被圧地下水層の存在が認められる場合があり、この種の被圧地下水層の上部側には、通常、難透水層が存在している。このような性状の地盤中に、例えば、送電鉄塔などの基礎を構築する場合には、マット基礎やディープウェルによる地下水位低下工法などが実施されている。
【０００３】
ところが、送電用鉄塔の基礎では、風荷重に伴うモーメントにより、引揚げ荷重が大きく働くため、基礎体の自重で引揚げに対抗するマット基礎は、経済的な面で非常に不利になり、採用することが難しい。
【０００４】
また、ディープウェルによる地下水位の低下は、周辺の水環境に悪影響を及ぼすおそれがある。このような条件を勘案すると、場所打ち杭による杭基礎が、施工性，経済性から有利である。
【０００５】
しかしながら、被圧地下水帯において場所打ち杭基礎を構築する際には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、場所打ち杭の構築工法に関して、「道路橋示方書」では、被水頭圧がＧＬ＋２ｍを越える場合には、適さないと記載されているが、オールケーシング工法で杭を溝築する方法であれば、被圧地下水帯においても場所内打ち杭基礎の構築は、可能であると考えられる。
【０００７】
ところが、このようなオールケーシング工法を採用した場合にも、以下に説明する解決すべき課題がある。図１０は、被圧地下水帯において、オールケーシング工法により場所打ち杭を溝築する際の、一般的な施工状態を示している。
【０００８】
杭基礎が溝築される地盤１中には、深度方向に沿って、それぞれ所定の厚みを有する不圧滞水層１ａ，難透水層１ｂ，被圧地下水層１ｃが存在している。このような地盤１中に、オールケーシング工法により場所打ち杭を溝築する際には、両端が開口したケーシング２を、内部を掘削しながら回転させて地盤１中の所定深度までに貫入し、この後に、ケーシング２内に鉄筋籠を建て込んで、ケーシング２を抜き出しながらコンクリートを打設する。
【０００９】
ところが、図１０（Ａ）に示すように、ケーシング２の先端が、難透水層１ｂを貫通する間際に、被圧地下水層１ｃの水圧によって、これが破壊され、ケーシング２の先端側の土砂が、地下水とともに地上側に噴出し、ボイリング，地盤の緩み，杭支持力の低下に繋がる。
【００１０】
このような問題に対しては、同図に示すように、ケーシング２内に注水し、注水の水頭圧により被圧地下水の圧力を押えながら、ケーシング２の貫入を行えばよい。ところが、このような手段を講じたとしても、被圧地下水層１ｃから地下水の流出を押えることができない。
【００１１】
この理由は、オールケーシング工法では、ケーシング２と地盤１との間に、フリクションカットのために隙間を設けており、このような隙間が設けられていると、図１０（Ｂ）に示すように、ケーシング２の先端が被圧地下水層１ｃに到達すると、この隙間から地下水が上方に流出するという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被圧地下水層から地下水が流出すことがない被圧地下水帯における場所打ち杭の溝築工法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、難透水層の下方に被圧地下水層が存在する地盤中に、下端が前記被圧地下水層に到達する場所打ち杭を構築する工法において、内部の土砂を掘削しながら下端が前記難透水層に到達するように大径ケーシングを貫入する工程と、前記大径ケーシング内に小径ケーシグを挿入し、前記大径および小径ケーシング内に前記被圧地下水層の被圧水位と同等の水位まで注水を行いながら、前記小径ケーシング内の土砂を掘削して、その下端が前記被圧地下水層まで到達するように貫入する工程と、前記小径ケーシング内に鉄筋籠を建て込んで、先端が前記難透水層に留められている前記小径ケーシング内の天端まで、トレミー管によりコンクリートを充填する工程と、この工程の後に、前記小径ケーシングを引き抜きながらコンクリートを打設して、前記大径ケーシング内に充填する工程とで構成した。
このように構成された場所打ち杭の溝築工法によれば、大径ケーシング内に小径ケーシグを挿入し、大径および小径ケーシング内に被圧地下水層の被圧水位と同等の水位まで注水を行いながら、小径ケーシング内の土砂を掘削して、その下端が被圧地下水層まで到達するように貫入するので、大径および小径ケーシング内の水圧と被圧地下水層の水圧とがそれぞれ均衡している。
従って、被圧地下水層の地下水が、小径ケーシング内に流入すことが防止されるとともに、難透水層を貫通する小径ケーシングの外周面の隙間を通って、地下水が上方に流出することも防げる。
本発明では、コンクリートの打設は、先端が難透水層に留められている小径ケーシング内の天端まで、トレミー管によりコンクリートを充填する工程と、この工程の後に、小径ケーシングを引き抜きながらコンクリートを打設して、大径ケーシング内に充填する工程で行うので、コンクリートを一旦、小径ケーシングの上端まで充填した後に、大径ケーシング内に充填することにより、径が小径から大径になる杭の継ぎ目の縁切れ，杭鉄筋の偏心が防止できる。
また、大径ケーシング内にコンクリートを補充充填する際に、小径ケーシングとトレミー管を２重のトレミー管として使用することで、コンクリートの品質の劣化を防止することができる。
前記場所打ち杭の溝築に先立ち、必要に応じて前記難透水層に薬液を注入して、前記難透水層の地盤改良を行うことができる。
この構成を採用すると、難透水層が強化されて、被圧地下水層からの地下水の流出をより確実に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図９は、本発明にかかる被圧地下水帯における場所打ち杭の溝築工法の一実施例を示している。
【００１５】
同図に示した場所打ち杭の溝築工法では、杭が溝築される地盤１０中には、深度方向に沿って、それぞれ所定の厚みを有する不圧滞水層１０ａ，難透水層１０ｂ，被圧地下水層１０ｃが存在している。
【００１６】
図１から図６は、場所打ち杭の施工手順を示しており、被圧地下水層１０ｃに下端が到達する場所打ち杭を溝築する際には、まず、地盤１０上に盛土１２が形成される。
【００１７】
盛土１２の形成状態の一例を図７に示している。同図に示した盛土１２の形成状態は、被圧地下水層１０ｃの被圧水頭高さの最大値よりも若干低い高さの盛土１２を形成している。
【００１８】
このような高さの盛土１２を形成しておくと、後述する小径および大径ケーシング１６，２０内に注水して、被圧地下水の圧力に対抗させる際に、大径ケーシング１６を安定した状態に保ことができるとともに、小径ケーシング２０を掘削機１４により把持することが可能になる。
【００１９】
なお、盛土１２を形成する場合には、このような形成状態が望ましいが、この盛土１２は、例えば、ステージなどで代替することができる。
【００２０】
盛土１２の形成が終了すると、図１に示すように、盛土１２上に全施工ベノト掘削機１４を設置して、両端が開口した円形断面の大径ケーシング１６を地盤１０中に貫入する。
【００２１】
この大径ケーシング１６を地盤１０中に貫入する際には、グラブバケット１８により内部の土砂を掘削除去するとともに、大径ケーシング１６を把持している掘削機１４により、大径ケーシング１６を回転させる。
【００２２】
このような回転と掘削とにより、大径ケーシング１６の先端が、難透水層１０ｂの下方に所定長さだけ貫入すると、大径ケーシング１６の貫入を停止する。この場合の、大径ケーシング１６先端の難透水層１０ｂへの貫入長は、施工誤差や難透水層１０ｂの出現深度の推定誤差などを勘案して、少なくとも１ｍ程度に設定することが望ましい。
【００２３】
大径ケーシング１６の貫入が終了すると、その内部のスライム処理が行われる。ここでスライム処理を行う理由は、大径ケーシング１６内に小径ケーシング２０を挿入して地盤１０中に貫入した後には、小径ケーシング２０の存在が邪魔になり、十分なスライム処理ができなくなるからである。
【００２４】
大径ケーシング１６内のスライム処理が終了すると、図２に示すように、小径ケーシング２０の地盤１０中への貫入作業が行われる。小径ケーシング２０は、例えば、大径ケーシング１６の１／２程度の直径を有する両端が開口した円形断面の筒体であり、大径ケーシング１６の中心軸上に挿入される。
【００２５】
この場合、小径ケーシング２０を大径ケーシング１６の軸心に一致させるために、本実施例では、図８に示すように、位置決め部材２２を使用した。同図に示した位置決め部材２２は、井桁状に組合わせた４本の角形鋼管を用い、角形鋼管の下面側に、小径ケーシング２０の外周面に摺接するガイドプレート２４を取付けている。
【００２６】
小径ケーシング２０は、大径ケーシング１６と同様に、グラブバケット１８により内部の土砂を掘削除去するとともに、小径ケーシング２０を把持している掘削機１４により、回転させることで地盤１０中に貫入するが、掘削機１４により小径ケーシング２０を把持させるために、図示省略のアダプタを用いた。
【００２７】
小径ケーシング２０を地盤中に貫入する際には、図２に示すように、両ケーシング１６，２０内に、注水を行う。この場合の注水高さは、被圧地下水層１０ｃの被圧水位と同等の高さであり、小径ケーシング２０の先端が、難透水層１０ｂを貫通する間際からは、常時その水位を保必要がある。
【００２８】
そして、小径ケーシング２０の先端が、難透水層１０ｂを貫通して、被圧地下水層１０ｃの所定深度まで到達すると、小径ケーシング２０の貫入を終了し、図３に示すように、小径ケーシング２０内のスライム処理が行われる。
【００２９】
このスライム処理が終了すると、図４に示すように、小径ケーシング２０内に鉄筋籠２６が建て込まれる。スライム処理と鉄筋籠２６の建込を行う間は、ケーシング１６，２０内の水位は、前述した状態に保たれている。
【００３０】
鉄筋籠２６の建込が終了すると、図５に示すように、コンクリートＣの打設が、トレミー管２８を用いて行われる。トレミー管２８によるコンクリートＣの打設は、小径ケーシング２０を引き抜きながら行い、小径ケーシング２０の引き抜きは、その先端が難透水層１０ｂから離間しないように、その範囲内に留めて、天端まで充填する。
【００３１】
打設したコンクリートＣが小径ケーシング２０の天端に到達すると、トレミー管２８によりコンクリートを供給しながら、小径ケーシング２０を引き抜き、大径ケーシング１６内にコンクリートＣを供給する。つまり、本実施例の場合には、小径ケーシング２０内にコンクリートＣを充填した後は、小径ケーシング２０もトレミー管として使用しコンクリートＣの打設を行う。
【００３２】
このようなコンクリートＣの打設方法を採用するのは、以下に説明する理由に基づいている。図９には、トレミー管２８を使用して、大径ケーシング１６内にコンクリートＣを打設する際の状態が示されている。
【００３３】
小径トレミー管２０を引き抜きながらトレミー管２８からコンクリートＣを打設する過程において、図９（Ａ）に示すように、小径ケーシング２０の先端が、大径ケーシング１６内に打設されているコンクリートＣの天端面から離間しない状態にある間は、問題がない。
【００３４】
ところが、図９（Ｂ）に示すように、小径ケーシング２０の先端が、大径ケーシング１６内に打設されているコンクリートＣの天端面から離間すると、大径ケーシング１６内に注水されている水が、小径ケーシング２０の抜き出しに伴って、小径ケーシング２０側に流動し、この糧道によりコンクリートＣが洗われて、骨材とセメントとが分離し、コンクリートが硬化したときにこの部分の品質が低下する。
【００３５】
このような品質の低下を防ぐために、本実施例の場合には、小径ケーシング２０内にコンクリートＣを充填した後は、トレミー管２８と小径ケーシング２０とを２重のトレミー管として用い、これらによりコンクリートＣの打設を行うようにした。
【００３６】
このようなコンクリートの打設方法を採用すると、杭基礎のコンクリートの品質低下を効果的に防ぐことができる。
小径ケーシング２０を引き抜きながら、大径ケーシング１６内にコンクリートＣを充填し、図６に示すように、小径ケーシング２０の引き抜きが終了した後に、トレミー管２８を使用してコンクリートＣを補充充填して、大径ケーシング１６を引き抜くと、場所打ち杭の施工が終了する。
【００３７】
さて、以上のように構成された被圧地下水帯における場所打ち杭の溝築工法によれば、大径ケーシング１６内に小径ケーシグ２０を挿入し、大径および小径ケーシング１６，２０内に被圧地下水層１０ｃの被圧水位と同等の水位まで注水を行いながら、小径ケーシング２０内の土砂を掘削して、その下端が被圧地下水層１０ｃまで到達するように貫入するので、大径および小径ケーシング１６，２０内の水圧と被圧地下水層１０ｃの水圧とがそれぞれ均衡している。
【００３８】
従って、被圧地下水層１０ｃの地下水が、小径ケーシング２０内に流入すことが防止されるとともに、難透水層１０ｂを貫通する小径ケーシング２０の外周面の隙間を通って、地下水が上方に流出することも防げる。
【００３９】
また、本実施例の場合には、コンクリートＣの打設は、先端が難透水層１０ｂに留められている小径ケーシング２０内に、トレミー管２８によりコンクリートＣを一旦充填した後に、小径ケーシング２０を引き抜くことにより大径ケーシング１６内に充填するので、径が小径から大径になる杭の継ぎ目の縁切れ，鉄筋籠２６の偏心が防止できる。
【００４０】
また、大径ケーシング１６内にコンクリートを補充充填する際に、小径ケーシング２０とトレミー管２８を２重のトレミー管として使用することで、コンクリートの品質の劣化を防止することができる。
【００４１】
なお、上記実施例で示した場所打ち杭の溝築工法では、場所打ち杭の溝築に先立ち、必要に応じて難透水層１０ｂに薬液を注入して、難透水層１０ｂの地盤改良を行うことができる。
【００４２】
この構成を採用すると、難透水層１０ｂが強化されて、被圧地下水層１０ｃからの地下水の流出をより確実に防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる被圧地下水帯における場所打ち杭の溝築工法によれば、被圧地下水の流出を防止しつつ、杭基礎の溝築が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる被圧地下水帯における場所打ち杭の溝築工法の一実施例の最初の工程を示す縦断面図である。
【図２】図１の工程に引き続いて行われる工程の縦断面図である。
【図３】図２の工程に引き続いて行われる工程の縦断面図である。
【図４】図３の工程に引き続いて行われる工程の縦断面図である。
【図５】図４の工程に引き続いて行われる工程の縦断面図である。
【図６】図５の工程に引き続いて行われる工程の縦断面図である。
【図７】図１に示した盛土の形成状態の説明図である。
【図８】図２に示した位置決め部材の説明図である。
【図９】トレミー管によりコンクリートの打設を行う際に発生する不都合の説明図である。
【図１０】オールケーシング工法で場所打ち杭を溝築する際に発生する不都合の説明図である。
【符号の説明】
１０      地盤
１０ａ    不圧滞水層
１０ｂ    難透水層
１０ｃ    被圧地下水層
１２      盛土
１４      掘削機
１６      大径ケーシング
１８      グラブバケット
２０      小径ケーシング
２２      位置決め部材
２６      鉄筋籠
２８      トレミー管
【図１】
0003810882.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003810882.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003810882.tif 000007
【図７】
0003810882.tif 000008
【図８】
0003810882.tif 000009
【図９】
0003810882.tif 000010
【図１０】
0003810882.tif 000011