リサイクル電柱による基礎杭の施工方法
【課題】先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱の特徴を利用して、Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤に対して、周辺の地盤を乱すことなくリサイクル電柱を地中に設置して基礎杭を形成する。
【解決手段】本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法は、Ｎ値が３以下の地盤１２を含む基礎地盤１１の当該Ｎ値が３以下の地盤１２に対して、倒立状態としたリサイクル電柱１０を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機１３を用いて圧入する工程を含む。リサイクル電柱は、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱である。Ｎ値が３以下の地盤１２の上方にこれより硬い地盤２２がある場合には、当該硬い地盤２２にリサイクル電柱１０の最小外径よりも小さな内径のガイド孔を先行掘削した後に、Ｎ値が３以下の地盤１２に向けてリサイクル電柱１０を圧入する。
【解決手段】本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法は、Ｎ値が３以下の地盤１２を含む基礎地盤１１の当該Ｎ値が３以下の地盤１２に対して、倒立状態としたリサイクル電柱１０を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機１３を用いて圧入する工程を含む。リサイクル電柱は、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱である。Ｎ値が３以下の地盤１２の上方にこれより硬い地盤２２がある場合には、当該硬い地盤２２にリサイクル電柱１０の最小外径よりも小さな内径のガイド孔を先行掘削した後に、Ｎ値が３以下の地盤１２に向けてリサイクル電柱１０を圧入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサイクル電柱による基礎杭の施工方法に関し、特にＮ値が３以下の地盤を含む基礎地盤にリサイクル電柱による基礎杭を設置する施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば都市部の再開発や道路の拡幅工事等に伴って、多くの電柱が撤去され、産業廃棄物等として処理されている一方で、このような電柱をリサイクル品として有効利用できるようにする方法が種々開発されている。例えば、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱の場合、解体業者等に引き取られ、コンクリート部分と鉄筋とに分離解体した後に、鉄筋を鉄屑として再利用したり、コンクリート部分から得られた骨材を再生骨材として再利用する方法が一般的に採用されている。
【０００３】
また、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱は、例えば立設した設置状態において負荷される強風等によるモーメント力に抗して撓みや変形等が生じないように、引張り強度を向上させるための多数の鉄筋が埋設されて強固な構造を備えていることから、このような強固な構造のリサイクル電柱を地中に設置して、建物の基礎杭として有効利用する方法も開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−７１９３２号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらのリサイクル電柱を建物の基礎杭として有効利用する方法では、アースオーガー等の穴掘り用の重機を用いて、杭を挿入するための挿入穴や、杭を打込むためのガイド孔を予め先行して掘削形成した後に、杭を挿入して周囲をセンメントミルク等によって固めたり、杭を打ち込んだりするものであることから、特にＮ値が３以下の軟弱層が連続する基礎地盤に対して施工する場合には、穴掘り用の重機を用いた掘削時に周辺の地盤を乱しやすい。また、杭の周囲にセンメントミルク等を注入する場合には、周辺の地盤に六価クロム等を溶出させて、環境問題を生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱の特徴を利用して、Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤に対して、周辺の地盤を乱すことなくリサイクル電柱を地中に設置できると共に、センメントミルク等を用いることなく十分な支持力を効果的に得ることのできるリサイクル電柱による基礎杭の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤の当該Ｎ値が３以下の地盤に対して、倒立状態としたリサイクル電柱を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機を用いて圧入する工程を含むリサイクル電柱による基礎杭の施工方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００７】
そして、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、前記リサイクル電柱が、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、前記Ｎ値が３以下の地盤の上方にこれより硬い地盤がある場合に、当該硬い地盤に前記リサイクル電柱の最小外径よりも小さな内径のガイド孔を先行掘削した後に、前記Ｎ値が３以下の地盤に向けて前記リサイクル電柱を圧入することができる。
【０００９】
さらに、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、倒立状態とした前記リサイクル電柱の下端に押退けプレート部材を備える先端金具を取り付けておき、該先端金具によって転石を押退けつつ前記リサイクル電柱を圧入することが好ましい。
【００１０】
さらにまた、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、倒立状態とした前記リサイクル電柱の上端に、前記圧入用重機の圧入施工治具との相対回転を防止する機能を備える鋼製キャッピング部材を、前記リサイクル電柱の鉄筋に溶接して固定しておき、該鋼製キャッピング部材を介在させて前記リサイクル電柱の上端部分に前記圧入施工治具を装着した状態で、前記リサイクル電柱を圧入することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱の特徴を利用して、Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤に対して、周辺の地盤を乱すことなくリサイクル電柱を地中に設置できると共に、センメントミルク等を用いることなく十分な支持力を効果的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい一実施形態に係るリサイクル電柱による基礎杭の施工方法は、図１に示すように、リサイクル電柱１０として、好ましくはプレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱（以下「ＰＣコンクリート電柱」）を、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２が地表面から相当の深さに亘って軟弱層として連続する基礎地盤１１に、例えば鋼管杭やＰＣコンクリート杭を打設する重機として公知の、圧入機構を備える杭打機１３を用いて圧入設置することにより、建物の基礎杭として有効利用する際に採用されたものである。
【００１３】
すなわち、本実施形態のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法は、Ｎ値が３以下の地盤１２を含む基礎地盤１１に、リサイクル電柱１０による基礎杭を設置するための基礎杭の施工方法であって、Ｎ値が３以下の地盤１２に対して、倒立状態としたリサイクル電柱１０を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機としての杭打機１３を用いて圧入する工程を含んでいる。
【００１４】
本実施形態では、リサイクル電柱１０としてのＰＣコンクリート電柱は、例えば都市部の再開発や道路の拡幅工事等に伴って、不必要になったり交換されることになった電柱である。またＰＣコンクリート電柱１０は、プレキャストコンクリート製品として工場等において製造されたものであり、電柱として立設状態で設置された際に、強風等によるモーメント力が負荷されても撓みや変形等が生じないように、引張り強度を向上させるための多数の鉄筋が埋設された強固な構造を備えている。したがって、ＰＣコンクリート電柱１０は、撤去された際の状態のまま、多くの改修を加えることなく基礎杭として転用することが可能である。
【００１５】
さらに、ＰＣコンクリート電柱１０は、立設状態で設置されてモーメント力が負荷された際に、根元部分の方が先端部分よりも大きな曲げ荷重等を受けることから、このような荷重を効率良く支持するべく、根元部分の外径が大きく、先端部分に行くにしたがってその外径が徐々に小さくなっていて、外周面がテーパー状に先細りとなる円筒形状（切頭円錐筒形状）を有している。本実施形態では、このような先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱１０の特徴を利用しつつ、軟弱地盤１２にリサイクル電柱１０を効率良く設置すると共に、摩擦杭として十分な支持力が得られるようにする。
【００１６】
なお、本実施形態では、ＰＣコンクリート電柱１０として、例えば根元部分の外径が２００〜２５０ｍｍ、先端部分の外径が１２０〜１４０ｍｍ、長さが６〜８ｍの円筒形状を備え、テーパー状に先細りとなる外周面の軸方向の勾配が1／１００ 〜１／７５のものを用いることができる。また、外周面の軸方向の勾配が1／７５又は１／１００のものを用いることが好ましい。
【００１７】
そして、本実施形態では、このようなリサイクル電柱１０としてのＰＣコンクリート電柱を、建物の建築現場に搬入した後、図２（ａ）に示すように、杭打機１３を用いて基礎杭の設置位置に、先細りの先端部分を鉛直下方に向けた倒立状態で建込む。しかる後に、図２（ｂ）に示すように、杭打機１３を用いて、建込んだＰＣコンクリート電柱１０を適宜回転させつつ、例えば７ｔ〜８ｔ程度の圧入力を加えて、基礎地盤１１を構成するＮ値が３以下の軟弱地盤１２に所定の深さまで圧入してゆくことにより、図１示すように、基礎地盤１１にリサイクル電柱１０からなる基礎杭が埋設設置されることになる。
【００１８】
ここで、円筒形状のＰＣコンクリート電柱１０は、内側に貫通穴１０ａ（図３（ａ）参照）が形成されていることから、貫通穴１０ａの下端を閉塞する先端金具１４を取り付けた状態で、ＰＣコンクリート電柱１０を圧入する作業を行うことが好ましい。本実施形態では、図３（ａ）にも示すように、倒立状態としたＰＣコンクリート電柱１０の下端に押退けプレート部材１５を備える先端金具１４を取り付けておき、基礎地盤１１にＰＣコンクリート電柱１０の圧入を妨げる転石等が存在する場合でも、例えばＰＣコンクリート電柱１０を回転させながら、この先端金具１４の押退けプレート部材１５によって転石等を押退けつつ、ＰＣコンクリート電柱１０を圧入して行くことができるようになっている。
【００１９】
すなわち、先端金具１４は、内周面がＰＣコンクリート電柱１０の先端部分と同様の先細り形状となった円筒スリーブ部１４ａの中空内部を、仕切りプレート１４ｂで上下に仕切って上方部分をＰＣコンクリート電柱１０の先端嵌着部とし、当該先端嵌着部にＰＣコンクリート電柱１０の先端部分を嵌め込んだ状態で溶接等により固定されるようになっている。また仕切りプレート１４ｂよりも下方部分の円筒スリーブ部１４ａには、これの中央を直径方向に横断すると共に、円筒スリーブ部１４ａよりもさらに下方に突出する略矩形形状の押退けプレート部材１５が、溶接等により固定されて取り付けられている。この押退けプレート部材１５が圧入時のＰＣコンクリート電柱１０の回転に伴って回転することにより、基礎地盤１１の中に存在する転石等を径方向外側に押退けつつ、ＰＣコンクリート電柱１０を略鉛直に保持した状態で、引き続き圧入させることができるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態では、倒立状態としたＰＣコンクリート電柱１０の上端部分に、杭打機１３の圧入施工治具１６を装着して圧入作業が行われることになるが、好ましくは図４（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＣコンクリート電柱１０の上端に、圧入施工治具１６との相対回転を防止する機能を備える鋼製キャッピング部材１７を、ＰＣコンクリート電柱１０の鉄筋１０ｂに溶接して固定しておき、この鋼製キャッピング部材１７を介在させてＰＣコンクリート電柱１０の上端部分に圧入施工治具１６を装着した状態で、ＰＣコンクリート電柱１０を圧入する。
【００２１】
すなわち、鋼製キャッピング部材１７は、倒立状態としたＰＣコンクリート電柱１０の、貫通穴１０ａの上端開口の周囲を囲む上端面に配置される円環帯板形状の円環プレート部１７ａと、この円環プレート部１７ａの内側縁部から下方に突出して設けられた円筒形状の挿入スリーブ部１７ｂとからなる。挿入スリーブ１７ｂを貫通穴１０ａの上部に挿入すると共に、円環プレート部１７ａをＰＣコンクリート電柱１０の上端面に載置した状態で、当該上端面に露出させた鉄筋１０ｂに円環プレート部１７ａを溶接することにより、ＰＣコンクリート電柱１０の上端部に鋼製キャッピング部材１７が強固に固定されることになる。また円環プレート部１７ａの上面には、直径方向に対向する位置に、一対の回転防止リブ１８が上方に突出して設けられている。これらの回転防止リブ１８は、杭打機１３の圧入施工治具１６がＰＣコンクリート電柱１０の上端部を覆って装着された際に、圧入施工治具１６の中空内部を横断して設けられた端面当接プレート１９の、直径方向に延設して形成された係止スリット１９ａに挿入配置される。これによって、ＰＣコンクリート電柱１０を回転させつつ杭打機１３により基礎地盤１１に圧入する際に、ＰＣコンクリート電柱１０が圧入施工治具１９に対して相対回転して回転力が伝わらなくなるのを、効果的に回避することが可能になる。
【００２２】
また、鋼製キャッピング部材１７には、挿入スリーブ部１７ｂの下端開口を覆って閉塞プレート１７ｃを設けておくことが好ましい。挿入スリーブ部１７ｂの下端開口を覆って閉塞プレート１７ｃを設けておくことにより、図５に示すように、ＰＣコンクリート電柱１０を所定の深さまで圧入した後に、基礎地盤１１の地盤面に基礎砕石２０、鉄筋、型枠等を配置して布基礎、べた基礎、フーチング基礎等の基礎コンクリート２１を形成する際に、打設したコンクリートがＰＣコンクリート電柱１０の貫通穴１０ａに落下するのを回避することが可能になる。
【００２３】
そして、本実施形態では、上述のように、杭打機１３を用いて、基礎杭の設置位置に建込んだＰＣコンクリート電柱１０を地盤面から軟弱地盤１２向けて所定の深さまで圧入して行くことにより設置して、ＰＣコンクリート電柱１０は基礎杭１３として有効利用されることになるが、本実施形態のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱１０の特徴を効率良く利用して、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２を含む基礎地盤１１に対して、周辺の地盤を乱すことなくＰＣコンクリート電柱１０を地中に設置できると共に、センメントミルク等を用いることなく十分な支持力を効果的に得ることが可能になる。
【００２４】
すなわち、本実施形態によれば、リサイクル電柱としてのＰＣコンクリート電柱１０は、外周面がテーパー状に先細りとなった円筒形状を有しており、先細りの先端側を下方に向けたクサビ状の倒立状態で、必要に応じて適宜回転させなが圧入してゆくので、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２に対して、ガイド孔を予め掘削形成して周辺の地盤を乱すことなく、杭打機１３を用いてスムーズに圧入してゆくことが可能になる。また、ＰＣコンクリート電柱１０が圧入されるのに伴って、先細りのクサビ形状によって、周囲の地盤を押し拡げるようにしながらＰＣコンクリート電柱１０の外周面が周囲の地盤と強固に密着して行くので、相当の摩擦力を確保することが可能になる。さらに、ＰＣコンクリート電柱１０は周囲の地盤と強固に密着するので、ＰＣコンクリート電柱１０の周囲にセンメントミルク等を注入する必要がなく、環境問題を生じるおそれもない。したがって、ＰＣコンクリート電柱１０の先細りの形状によって、摩擦杭としての支持力の増加と、建物の沈下抑制効果の向上を図ることが可能になる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、リサイクル電柱としてのＰＣコンクリート電柱１０は、杭打機１３による圧入によって基礎地盤１１に設置されるので、例えば圧入作業の施工時や圧入作業の終了後における押し込み力を管理データとして計測し、この管理データからＰＣコンクリート電柱１０による基礎杭の支持力を確認したり、支持力を推定したりすることも可能になる。
【００２６】
なお、本実施形態では、上記実施形態のＰＣコンクリート電柱１０を杭打機１３によって圧入した直後の当該ＰＣコンクリート電柱１０の支持力と、ＰＣコンクリート電柱１０の平均外径を杭の直径として換算したストレート形状のＰＣ杭を杭打機１３によって圧入した直後の当該ＰＣ杭の支持力とを比較した結果、例えば図７に示すように、外周面が先細りのテーパー形状となった本実施形態のＰＣコンクリート電柱１０は、従来のストレート形状のＰＣ杭と比較して、約２倍〜２．５倍程度の支持力が得られることが確認された。
【００２７】
図６は、ＰＣコンクリート電柱１０が圧入される基礎地盤１１が、例えばＮ値が３以下の軟弱地盤１２と、これより硬い、表層部分の盛土や埋土による締まった地盤２２とならなる基礎地盤１１である場合の施工方法を説明するものである。本実施形態によれば、図６に示すようにＮ値が３以下の軟弱地盤１２の上方にこれより硬い地盤２２がある場合には、好ましくは当該硬い地盤２２に、ＰＣコンクリート電柱１０の最大外径よりも小さな内径（好ましくはＰＣコンクリート電柱１０の中央部分の外径よりも小さな内径）として、例えば根元部分の外径の６０〜７０％の内径のガイド孔を、例えば杭打機１３のオーガー２３を用いて先行掘削した後に、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２に向けてＰＣコンクリート電柱１０を圧入することにより、上述の硬い地盤２２がない場合と同様の作用効果が得られることになる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、リサイクル電柱は、ＰＣコンクリート電柱である必要は必ずしも無く、先細りのテーパー形状となった外周面を備える木製の電柱等であっても良い。また、硬い地盤に先行掘削されるガイド孔は、ＰＣコンクリート電柱の下端部分の最小外径よりも小さな内径で形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の好ましい一実施形態に係るリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によってリサイクル電柱を圧入する状況を説明する側面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本実施形態の好ましい一実施形態に係るリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によってリサイクル電柱を圧入する工程を説明する略示側面図である。
【図３】（ａ）はリサイクル電柱の下端に先端金具を取り付けた状態の部分断面図、（ｂ）は先端金具の斜視図である。
【図４】（ａ）はリサイクル電柱の上端に圧入施工治具及び鋼製キャッピング部材を取り付けた状態の部分断面図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。
【図５】リサイクル電柱を圧入した基礎地盤の地盤面に基礎コンクリートを形成した状態を説明する断面図である。
【図６】Ｎ値が３以下の地盤の上方にこれより硬い地盤がある場合の施工方法を説明する略示側面図である。
【図７】外周面が先細りのテーパー形状となったリサイクル電柱による支持力と、従来のストレート形状のＰＣ杭による支持力とを比較して示すチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１０ ＰＣコンクリート電柱（リサイクル電柱）
１０ａ ＰＣコンクリート電柱の貫通穴
１０ｂ ＰＣコンクリート電柱の鉄筋
１１ 基礎地盤
１２ 軟弱地盤（Ｎ値が３以下の地盤）
１３ 杭打機（圧入用重機）
１４ 先端金具
１４ａ 先端金具の円筒スリーブ部
１４ｂ 先端金具の仕切りプレート
１５ 押退けプレート部材
１６ 圧入施工治具
１７ 鋼製キャッピング部材
１７ａ 鋼製キャッピング部材の円環プレート部
１７ｂ 鋼製キャッピング部材の挿入スリーブ部
１８ 回転防止リブ
１９ 端面当接プレート
１９ａ 端面当接プレートの係止スリット
２０ 基礎砕石
２１ 基礎コンクリート
２２ 硬い地盤
２３ オーガー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサイクル電柱による基礎杭の施工方法に関し、特にＮ値が３以下の地盤を含む基礎地盤にリサイクル電柱による基礎杭を設置する施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば都市部の再開発や道路の拡幅工事等に伴って、多くの電柱が撤去され、産業廃棄物等として処理されている一方で、このような電柱をリサイクル品として有効利用できるようにする方法が種々開発されている。例えば、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱の場合、解体業者等に引き取られ、コンクリート部分と鉄筋とに分離解体した後に、鉄筋を鉄屑として再利用したり、コンクリート部分から得られた骨材を再生骨材として再利用する方法が一般的に採用されている。
【０００３】
また、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱は、例えば立設した設置状態において負荷される強風等によるモーメント力に抗して撓みや変形等が生じないように、引張り強度を向上させるための多数の鉄筋が埋設されて強固な構造を備えていることから、このような強固な構造のリサイクル電柱を地中に設置して、建物の基礎杭として有効利用する方法も開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−７１９３２号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらのリサイクル電柱を建物の基礎杭として有効利用する方法では、アースオーガー等の穴掘り用の重機を用いて、杭を挿入するための挿入穴や、杭を打込むためのガイド孔を予め先行して掘削形成した後に、杭を挿入して周囲をセンメントミルク等によって固めたり、杭を打ち込んだりするものであることから、特にＮ値が３以下の軟弱層が連続する基礎地盤に対して施工する場合には、穴掘り用の重機を用いた掘削時に周辺の地盤を乱しやすい。また、杭の周囲にセンメントミルク等を注入する場合には、周辺の地盤に六価クロム等を溶出させて、環境問題を生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱の特徴を利用して、Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤に対して、周辺の地盤を乱すことなくリサイクル電柱を地中に設置できると共に、センメントミルク等を用いることなく十分な支持力を効果的に得ることのできるリサイクル電柱による基礎杭の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤の当該Ｎ値が３以下の地盤に対して、倒立状態としたリサイクル電柱を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機を用いて圧入する工程を含むリサイクル電柱による基礎杭の施工方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００７】
そして、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、前記リサイクル電柱が、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、前記Ｎ値が３以下の地盤の上方にこれより硬い地盤がある場合に、当該硬い地盤に前記リサイクル電柱の最小外径よりも小さな内径のガイド孔を先行掘削した後に、前記Ｎ値が３以下の地盤に向けて前記リサイクル電柱を圧入することができる。
【０００９】
さらに、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、倒立状態とした前記リサイクル電柱の下端に押退けプレート部材を備える先端金具を取り付けておき、該先端金具によって転石を押退けつつ前記リサイクル電柱を圧入することが好ましい。
【００１０】
さらにまた、本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、倒立状態とした前記リサイクル電柱の上端に、前記圧入用重機の圧入施工治具との相対回転を防止する機能を備える鋼製キャッピング部材を、前記リサイクル電柱の鉄筋に溶接して固定しておき、該鋼製キャッピング部材を介在させて前記リサイクル電柱の上端部分に前記圧入施工治具を装着した状態で、前記リサイクル電柱を圧入することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱の特徴を利用して、Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤に対して、周辺の地盤を乱すことなくリサイクル電柱を地中に設置できると共に、センメントミルク等を用いることなく十分な支持力を効果的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい一実施形態に係るリサイクル電柱による基礎杭の施工方法は、図１に示すように、リサイクル電柱１０として、好ましくはプレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱（以下「ＰＣコンクリート電柱」）を、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２が地表面から相当の深さに亘って軟弱層として連続する基礎地盤１１に、例えば鋼管杭やＰＣコンクリート杭を打設する重機として公知の、圧入機構を備える杭打機１３を用いて圧入設置することにより、建物の基礎杭として有効利用する際に採用されたものである。
【００１３】
すなわち、本実施形態のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法は、Ｎ値が３以下の地盤１２を含む基礎地盤１１に、リサイクル電柱１０による基礎杭を設置するための基礎杭の施工方法であって、Ｎ値が３以下の地盤１２に対して、倒立状態としたリサイクル電柱１０を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機としての杭打機１３を用いて圧入する工程を含んでいる。
【００１４】
本実施形態では、リサイクル電柱１０としてのＰＣコンクリート電柱は、例えば都市部の再開発や道路の拡幅工事等に伴って、不必要になったり交換されることになった電柱である。またＰＣコンクリート電柱１０は、プレキャストコンクリート製品として工場等において製造されたものであり、電柱として立設状態で設置された際に、強風等によるモーメント力が負荷されても撓みや変形等が生じないように、引張り強度を向上させるための多数の鉄筋が埋設された強固な構造を備えている。したがって、ＰＣコンクリート電柱１０は、撤去された際の状態のまま、多くの改修を加えることなく基礎杭として転用することが可能である。
【００１５】
さらに、ＰＣコンクリート電柱１０は、立設状態で設置されてモーメント力が負荷された際に、根元部分の方が先端部分よりも大きな曲げ荷重等を受けることから、このような荷重を効率良く支持するべく、根元部分の外径が大きく、先端部分に行くにしたがってその外径が徐々に小さくなっていて、外周面がテーパー状に先細りとなる円筒形状（切頭円錐筒形状）を有している。本実施形態では、このような先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱１０の特徴を利用しつつ、軟弱地盤１２にリサイクル電柱１０を効率良く設置すると共に、摩擦杭として十分な支持力が得られるようにする。
【００１６】
なお、本実施形態では、ＰＣコンクリート電柱１０として、例えば根元部分の外径が２００〜２５０ｍｍ、先端部分の外径が１２０〜１４０ｍｍ、長さが６〜８ｍの円筒形状を備え、テーパー状に先細りとなる外周面の軸方向の勾配が1／１００ 〜１／７５のものを用いることができる。また、外周面の軸方向の勾配が1／７５又は１／１００のものを用いることが好ましい。
【００１７】
そして、本実施形態では、このようなリサイクル電柱１０としてのＰＣコンクリート電柱を、建物の建築現場に搬入した後、図２（ａ）に示すように、杭打機１３を用いて基礎杭の設置位置に、先細りの先端部分を鉛直下方に向けた倒立状態で建込む。しかる後に、図２（ｂ）に示すように、杭打機１３を用いて、建込んだＰＣコンクリート電柱１０を適宜回転させつつ、例えば７ｔ〜８ｔ程度の圧入力を加えて、基礎地盤１１を構成するＮ値が３以下の軟弱地盤１２に所定の深さまで圧入してゆくことにより、図１示すように、基礎地盤１１にリサイクル電柱１０からなる基礎杭が埋設設置されることになる。
【００１８】
ここで、円筒形状のＰＣコンクリート電柱１０は、内側に貫通穴１０ａ（図３（ａ）参照）が形成されていることから、貫通穴１０ａの下端を閉塞する先端金具１４を取り付けた状態で、ＰＣコンクリート電柱１０を圧入する作業を行うことが好ましい。本実施形態では、図３（ａ）にも示すように、倒立状態としたＰＣコンクリート電柱１０の下端に押退けプレート部材１５を備える先端金具１４を取り付けておき、基礎地盤１１にＰＣコンクリート電柱１０の圧入を妨げる転石等が存在する場合でも、例えばＰＣコンクリート電柱１０を回転させながら、この先端金具１４の押退けプレート部材１５によって転石等を押退けつつ、ＰＣコンクリート電柱１０を圧入して行くことができるようになっている。
【００１９】
すなわち、先端金具１４は、内周面がＰＣコンクリート電柱１０の先端部分と同様の先細り形状となった円筒スリーブ部１４ａの中空内部を、仕切りプレート１４ｂで上下に仕切って上方部分をＰＣコンクリート電柱１０の先端嵌着部とし、当該先端嵌着部にＰＣコンクリート電柱１０の先端部分を嵌め込んだ状態で溶接等により固定されるようになっている。また仕切りプレート１４ｂよりも下方部分の円筒スリーブ部１４ａには、これの中央を直径方向に横断すると共に、円筒スリーブ部１４ａよりもさらに下方に突出する略矩形形状の押退けプレート部材１５が、溶接等により固定されて取り付けられている。この押退けプレート部材１５が圧入時のＰＣコンクリート電柱１０の回転に伴って回転することにより、基礎地盤１１の中に存在する転石等を径方向外側に押退けつつ、ＰＣコンクリート電柱１０を略鉛直に保持した状態で、引き続き圧入させることができるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態では、倒立状態としたＰＣコンクリート電柱１０の上端部分に、杭打機１３の圧入施工治具１６を装着して圧入作業が行われることになるが、好ましくは図４（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＣコンクリート電柱１０の上端に、圧入施工治具１６との相対回転を防止する機能を備える鋼製キャッピング部材１７を、ＰＣコンクリート電柱１０の鉄筋１０ｂに溶接して固定しておき、この鋼製キャッピング部材１７を介在させてＰＣコンクリート電柱１０の上端部分に圧入施工治具１６を装着した状態で、ＰＣコンクリート電柱１０を圧入する。
【００２１】
すなわち、鋼製キャッピング部材１７は、倒立状態としたＰＣコンクリート電柱１０の、貫通穴１０ａの上端開口の周囲を囲む上端面に配置される円環帯板形状の円環プレート部１７ａと、この円環プレート部１７ａの内側縁部から下方に突出して設けられた円筒形状の挿入スリーブ部１７ｂとからなる。挿入スリーブ１７ｂを貫通穴１０ａの上部に挿入すると共に、円環プレート部１７ａをＰＣコンクリート電柱１０の上端面に載置した状態で、当該上端面に露出させた鉄筋１０ｂに円環プレート部１７ａを溶接することにより、ＰＣコンクリート電柱１０の上端部に鋼製キャッピング部材１７が強固に固定されることになる。また円環プレート部１７ａの上面には、直径方向に対向する位置に、一対の回転防止リブ１８が上方に突出して設けられている。これらの回転防止リブ１８は、杭打機１３の圧入施工治具１６がＰＣコンクリート電柱１０の上端部を覆って装着された際に、圧入施工治具１６の中空内部を横断して設けられた端面当接プレート１９の、直径方向に延設して形成された係止スリット１９ａに挿入配置される。これによって、ＰＣコンクリート電柱１０を回転させつつ杭打機１３により基礎地盤１１に圧入する際に、ＰＣコンクリート電柱１０が圧入施工治具１９に対して相対回転して回転力が伝わらなくなるのを、効果的に回避することが可能になる。
【００２２】
また、鋼製キャッピング部材１７には、挿入スリーブ部１７ｂの下端開口を覆って閉塞プレート１７ｃを設けておくことが好ましい。挿入スリーブ部１７ｂの下端開口を覆って閉塞プレート１７ｃを設けておくことにより、図５に示すように、ＰＣコンクリート電柱１０を所定の深さまで圧入した後に、基礎地盤１１の地盤面に基礎砕石２０、鉄筋、型枠等を配置して布基礎、べた基礎、フーチング基礎等の基礎コンクリート２１を形成する際に、打設したコンクリートがＰＣコンクリート電柱１０の貫通穴１０ａに落下するのを回避することが可能になる。
【００２３】
そして、本実施形態では、上述のように、杭打機１３を用いて、基礎杭の設置位置に建込んだＰＣコンクリート電柱１０を地盤面から軟弱地盤１２向けて所定の深さまで圧入して行くことにより設置して、ＰＣコンクリート電柱１０は基礎杭１３として有効利用されることになるが、本実施形態のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によれば、先端に向けて先細りとなった形状を備えるリサイクル電柱１０の特徴を効率良く利用して、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２を含む基礎地盤１１に対して、周辺の地盤を乱すことなくＰＣコンクリート電柱１０を地中に設置できると共に、センメントミルク等を用いることなく十分な支持力を効果的に得ることが可能になる。
【００２４】
すなわち、本実施形態によれば、リサイクル電柱としてのＰＣコンクリート電柱１０は、外周面がテーパー状に先細りとなった円筒形状を有しており、先細りの先端側を下方に向けたクサビ状の倒立状態で、必要に応じて適宜回転させなが圧入してゆくので、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２に対して、ガイド孔を予め掘削形成して周辺の地盤を乱すことなく、杭打機１３を用いてスムーズに圧入してゆくことが可能になる。また、ＰＣコンクリート電柱１０が圧入されるのに伴って、先細りのクサビ形状によって、周囲の地盤を押し拡げるようにしながらＰＣコンクリート電柱１０の外周面が周囲の地盤と強固に密着して行くので、相当の摩擦力を確保することが可能になる。さらに、ＰＣコンクリート電柱１０は周囲の地盤と強固に密着するので、ＰＣコンクリート電柱１０の周囲にセンメントミルク等を注入する必要がなく、環境問題を生じるおそれもない。したがって、ＰＣコンクリート電柱１０の先細りの形状によって、摩擦杭としての支持力の増加と、建物の沈下抑制効果の向上を図ることが可能になる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、リサイクル電柱としてのＰＣコンクリート電柱１０は、杭打機１３による圧入によって基礎地盤１１に設置されるので、例えば圧入作業の施工時や圧入作業の終了後における押し込み力を管理データとして計測し、この管理データからＰＣコンクリート電柱１０による基礎杭の支持力を確認したり、支持力を推定したりすることも可能になる。
【００２６】
なお、本実施形態では、上記実施形態のＰＣコンクリート電柱１０を杭打機１３によって圧入した直後の当該ＰＣコンクリート電柱１０の支持力と、ＰＣコンクリート電柱１０の平均外径を杭の直径として換算したストレート形状のＰＣ杭を杭打機１３によって圧入した直後の当該ＰＣ杭の支持力とを比較した結果、例えば図７に示すように、外周面が先細りのテーパー形状となった本実施形態のＰＣコンクリート電柱１０は、従来のストレート形状のＰＣ杭と比較して、約２倍〜２．５倍程度の支持力が得られることが確認された。
【００２７】
図６は、ＰＣコンクリート電柱１０が圧入される基礎地盤１１が、例えばＮ値が３以下の軟弱地盤１２と、これより硬い、表層部分の盛土や埋土による締まった地盤２２とならなる基礎地盤１１である場合の施工方法を説明するものである。本実施形態によれば、図６に示すようにＮ値が３以下の軟弱地盤１２の上方にこれより硬い地盤２２がある場合には、好ましくは当該硬い地盤２２に、ＰＣコンクリート電柱１０の最大外径よりも小さな内径（好ましくはＰＣコンクリート電柱１０の中央部分の外径よりも小さな内径）として、例えば根元部分の外径の６０〜７０％の内径のガイド孔を、例えば杭打機１３のオーガー２３を用いて先行掘削した後に、Ｎ値が３以下の軟弱地盤１２に向けてＰＣコンクリート電柱１０を圧入することにより、上述の硬い地盤２２がない場合と同様の作用効果が得られることになる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、リサイクル電柱は、ＰＣコンクリート電柱である必要は必ずしも無く、先細りのテーパー形状となった外周面を備える木製の電柱等であっても良い。また、硬い地盤に先行掘削されるガイド孔は、ＰＣコンクリート電柱の下端部分の最小外径よりも小さな内径で形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の好ましい一実施形態に係るリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によってリサイクル電柱を圧入する状況を説明する側面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本実施形態の好ましい一実施形態に係るリサイクル電柱による基礎杭の施工方法によってリサイクル電柱を圧入する工程を説明する略示側面図である。
【図３】（ａ）はリサイクル電柱の下端に先端金具を取り付けた状態の部分断面図、（ｂ）は先端金具の斜視図である。
【図４】（ａ）はリサイクル電柱の上端に圧入施工治具及び鋼製キャッピング部材を取り付けた状態の部分断面図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。
【図５】リサイクル電柱を圧入した基礎地盤の地盤面に基礎コンクリートを形成した状態を説明する断面図である。
【図６】Ｎ値が３以下の地盤の上方にこれより硬い地盤がある場合の施工方法を説明する略示側面図である。
【図７】外周面が先細りのテーパー形状となったリサイクル電柱による支持力と、従来のストレート形状のＰＣ杭による支持力とを比較して示すチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１０ ＰＣコンクリート電柱（リサイクル電柱）
１０ａ ＰＣコンクリート電柱の貫通穴
１０ｂ ＰＣコンクリート電柱の鉄筋
１１ 基礎地盤
１２ 軟弱地盤（Ｎ値が３以下の地盤）
１３ 杭打機（圧入用重機）
１４ 先端金具
１４ａ 先端金具の円筒スリーブ部
１４ｂ 先端金具の仕切りプレート
１５ 押退けプレート部材
１６ 圧入施工治具
１７ 鋼製キャッピング部材
１７ａ 鋼製キャッピング部材の円環プレート部
１７ｂ 鋼製キャッピング部材の挿入スリーブ部
１８ 回転防止リブ
１９ 端面当接プレート
１９ａ 端面当接プレートの係止スリット
２０ 基礎砕石
２１ 基礎コンクリート
２２ 硬い地盤
２３ オーガー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤の当該Ｎ値が３以下の地盤に対して、倒立状態としたリサイクル電柱を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機を用いて圧入する工程を含むリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項２】
前記リサイクル電柱が、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱である請求項１に記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項３】
前記Ｎ値が３以下の地盤の上方にこれより硬い地盤がある場合に、当該硬い地盤に前記リサイクル電柱の最大外径よりも小さな内径のガイド孔を先行掘削した後に、前記Ｎ値が３以下の地盤に向けて前記リサイクル電柱を圧入する請求項１又は２に記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項４】
倒立状態とした前記リサイクル電柱の下端に押退けプレート部材を備える先端金具を取り付けておき、該先端金具によって転石を押退けつつ前記リサイクル電柱を圧入する請求項１〜３のいずれかに記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項５】
倒立状態とした前記リサイクル電柱の上端に、前記圧入用重機の圧入施工治具との相対回転を防止する機能を備える鋼製キャッピング部材を、前記リサイクル電柱の鉄筋に溶接して固定しておき、該鋼製キャッピング部材を介在させて前記リサイクル電柱の上端部分に前記圧入施工治具を装着した状態で、前記リサイクル電柱を圧入する請求項１〜４のいずれかに記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項１】
Ｎ値が３以下の地盤を含む基礎地盤の当該Ｎ値が３以下の地盤に対して、倒立状態としたリサイクル電柱を、ガイド孔を予め掘削形成することなく圧入用重機を用いて圧入する工程を含むリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項２】
前記リサイクル電柱が、プレキャスト鉄筋コンクリート製の電柱である請求項１に記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項３】
前記Ｎ値が３以下の地盤の上方にこれより硬い地盤がある場合に、当該硬い地盤に前記リサイクル電柱の最大外径よりも小さな内径のガイド孔を先行掘削した後に、前記Ｎ値が３以下の地盤に向けて前記リサイクル電柱を圧入する請求項１又は２に記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項４】
倒立状態とした前記リサイクル電柱の下端に押退けプレート部材を備える先端金具を取り付けておき、該先端金具によって転石を押退けつつ前記リサイクル電柱を圧入する請求項１〜３のいずれかに記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【請求項５】
倒立状態とした前記リサイクル電柱の上端に、前記圧入用重機の圧入施工治具との相対回転を防止する機能を備える鋼製キャッピング部材を、前記リサイクル電柱の鉄筋に溶接して固定しておき、該鋼製キャッピング部材を介在させて前記リサイクル電柱の上端部分に前記圧入施工治具を装着した状態で、前記リサイクル電柱を圧入する請求項１〜４のいずれかに記載のリサイクル電柱による基礎杭の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２３１５５２（Ｐ２００７−２３１５５２Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２３０９（Ｐ２００６−５２３０９）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【Ｆターム（参考）】
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