JP4178273B2

JP4178273B2 - 既製杭を使用した構真柱の構築方法

Info

Publication number: JP4178273B2
Application number: JP18717099A
Authority: JP
Inventors: 謙二高野
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2019-07-01
Also published as: JP2001011860A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下工事を逆打ち工法で施工する場合に主に使用する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工法が用いられている。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、上端に予め構真杭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５（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杭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が高止まりした場合に、既製杭だけでなく既製杭に一体的に接続した構真柱までも高止まりし、所定のレベル位置Ｘに設置できない問題があった（図５（ｃ）（ａ））。更に、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５（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、構真杭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。
【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した既製杭を使用した構真柱の構築方法である。
(1) 中空部を有する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構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の下端部を、該下端部に鉄筋かごを嵌装した状態で、該鉄筋かごと共に前記既製杭の中空部内の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。
【０００９】
また、他の発明は、
(1) 中空部を有する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構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の下端部を、該下端部に鉄筋かごを嵌装した状態で、該鉄筋かごと共に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下端部を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、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、上端に仮止め材を固定した構真柱を支持し、セメントミルクが固化した後に前記仮止め材を前記構真柱から分離する構真柱の構築方法である。また、セメントミルクの圧縮強度を５０〜３００ｋｇ／ｃｍ^２とした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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
(1) 中空部を有する既製杭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））。
(2) スパイラルオーガー１２等により既製杭１の中空部３の上端部３ａ、既製杭１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の上端に仮止め材２３を固定して、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の下端部を既製杭１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））。
(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））。
【００１４】
【実施例１】
図１〜３に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１５】
(1) 既製杭１をプレボーリング工法、中掘工法等の従来任意の方法によって、所定位置に沈設する。既製杭（打ち継ぐ場合には、最上に位置する既製杭）１は、上端部に上方に開放した中空部３が形成されている（図１（ａ））。
【００１６】
(2) 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を固着して補強する（図１（ｂ））。
【００１７】
(3) 沈設された既製杭１の中空部３内の構真柱設置位置より下方から地上２４付近までスパイラルオーガー（またはその他のセメントミルク注入装置でも可能）１２を用いて、既製杭１の中空部３の上端部３ａ、既製杭１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））。
【００１８】
ここで、セメントミルク１３を注入する前に、既製杭１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既製杭１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、既製杭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。
【００１９】
(4) 掘削孔５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））。
【００２０】
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。
【００２１】
(5) Ｈ形鋼からなる構真柱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、既製杭１の上端（頭部位置）２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。
【００２２】
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の下端部を既製杭１の中空部３内のセメントミルク１３内に沈設する。ここで、構真柱２０の芯と既製杭１の芯がづれていたり、既製杭１が傾斜していた場合にも、あるいは既製杭１が地中障害などにより高止まりの状態にあっても、既製杭１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。
【００２３】
(6) 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（図１（ｄ））。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、既製杭１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。
【００２４】
(7) 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））。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、前記実施例において、構真柱の下端部外周に鉄筋かごを２５を嵌装した状態で、下降して埋設することもできる（図３）。この場合、構真柱の根入れ部分を補強して、既製杭と構真柱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（上部構造物の荷重を考慮して、既製杭の中空部内に配置される部分）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）。
【００２８】
【実施例２】
図１、２、３に基づきこの発明の他の実施例を説明する。
【００２９】
(1) 実施例１と同様に、中空部３を有する既製杭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４（ａ））。また、実施例１と同様に、既製杭１の中空部３内、掘削孔５内の不純物は予め除いておく。
【００３０】
(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４（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））。
【００３１】
(3) 実施例１と同様に、Ｈ形鋼からなる構真柱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、前記構真杭２０は、設置した状態で、既製杭１の上端（頭部位置）２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。
【００３２】
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の下端部を既製杭１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４（ａ））。ここで、構真柱２０の芯と既製杭１の芯がづれていたり、既製杭１が傾斜していた場合にも、あるいは既製杭１が地中障害などにより高止まりの状態にあっても、既製杭１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。
【００３３】
(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４（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）よりも下方に位置させておく。
【００３４】
(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、既製杭１の中空部３の上端部３ａ、既製杭１の上方の掘削孔５内にセメントミルクを充填する（図４（ｂ））。充填完了後、トレミー管１４を掘削孔５外へ撤去する。
【００３５】
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。
【００３６】
(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４（ｃ））。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
前記実施例において、セメントミルクの圧縮強度は、前記実施例１と同様に、５０〜３００ｋｇ／ｃｍ² 程度とすることもできる。また、前記実施例１と同様に、構真柱の下端部外周に鉄筋かご２５を嵌装することもできる（図３）。
【００４０】
【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。
【００４１】
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するので、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。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【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】この発明の実施例の他の構真柱を表す縦断面図である。
【図４】（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５】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、（ｃ）は高止まり状態、を夫々表す。
【符号の説明】
１既製杭
２既製杭の上端
３既製杭の中空部
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
１４トレミー管（注入管）
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
２３仮止め材
２４地面
２５鉄筋かご
３２既製杭（従来例）
３３構真柱（従来例）
３４掘削孔（従来例）

Claims

(1) 中空部を有する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構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の下端部を、該下端部に鉄筋かごを嵌装した状態で、該鉄筋かごと共に前記既製杭の中空部内の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。
(1) 中空部を有する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構真柱を鉛直に支持し、下降した前記構真柱の下端部を、該下端部に鉄筋かごを嵌装した状態で、該鉄筋かごと共に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下端部を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。
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、上端に仮止め材を固定した構真柱を支持し、セメントミルクが固化した後に前記仮止め材を前記構真柱から分離する請求項１又は２記載の構真柱の構築方法。
セメントミルクの圧縮強度を５０〜３００ｋｇ／ｃｍ^２とした請求項１又は２記載の構真柱の構築方法。