場所打ちコンクリート杭におけるグラウト注入機構およびグラウト工法
【課題】簡易な操作によってグラウト噴出口を拡幅部内に位置させることができて作業に要する手間を大幅に低減することが可能になるグラウト注入機構を提供する。
【解決手段】拡幅部１４ｂが形成された掘削孔１４内に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、拡幅部の側壁にグラウトを注入するためのグラウト注入機構であって、杭鉄筋１３内に上下方向に移動自在または軸線廻りに回転自在に垂設された操作軸１０と、基端部が操作軸または杭主筋に揺動自在に連結され、先端部１１ａが杭鉄筋を建て込む際に掘削孔内に位置するとともに、杭鉄筋の配筋後に操作軸を操作することにより外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材１１と、掘削孔内に垂下された可撓性を有するグラウト管１２と、グラウト管の拡幅部に臨む位置に設けられたグラウト噴出口１７の保護材１８と備え、保護材にスポーク材の先端部が連結されている。
【解決手段】拡幅部１４ｂが形成された掘削孔１４内に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、拡幅部の側壁にグラウトを注入するためのグラウト注入機構であって、杭鉄筋１３内に上下方向に移動自在または軸線廻りに回転自在に垂設された操作軸１０と、基端部が操作軸または杭主筋に揺動自在に連結され、先端部１１ａが杭鉄筋を建て込む際に掘削孔内に位置するとともに、杭鉄筋の配筋後に操作軸を操作することにより外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材１１と、掘削孔内に垂下された可撓性を有するグラウト管１２と、グラウト管の拡幅部に臨む位置に設けられたグラウト噴出口１７の保護材１８と備え、保護材にスポーク材の先端部が連結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡幅部を有する掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、その支持力等を増大させるために用いられるグラウト注入機構およびこれを用いたグラウト工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
場所打ちコンクリート杭の施工方法として、図１６に示すように、掘削孔１の底部１ａの近傍部分に拡幅部２を形成することにより、コンクリート杭３の下端部分３ａにおける地盤との接触面積を増大させてコンクリート杭３から地盤へ伝える力を大きくして、一層支持力や沈下剛性を増加させるものがある。
【０００３】
一方、下記特許文献１に見られるように、場所打ちコンクリート杭を施工する際に、予めコンクリート杭に埋設しておいたグラウト管から底部にグラウト材を噴出させ、杭底部の地盤および残存スライムを硬化させることにより、当該コンクリート杭の支持力と沈下剛性を増加させるグラウト工法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に見られるグラウト工法を、上記拡幅部２を形成する場所打ちコンクリート杭の施工方法に対して用いようとすると、図１６に示すように、底部１ａに拡幅部２を有する掘削孔１を掘削し、次いで２本の平行な注入管部４とこれらの下端連結部に設けられた噴出管部５とからなるグラウト管を杭鉄筋６に組み付けて掘削孔１内に建て込んだ後に、掘削孔１内にコンクリートを打設して、このコンクリートが硬化する直前にグラウト管から水圧をかけてコンクリート中に流路を形成し、上記コンクリートが硬化した後に、注入管部４からグラウト材を加圧注入して噴出管部５の噴出口からコンクリート杭３の先端部に噴出させることになる。
【０００５】
この結果、噴出管部５の直下に位置するコンクリート杭３の底部の地盤７ａおよび残存スライムを硬化させることはできるものの、図中点線で示す拡幅部２の外周を覆う地盤７ｂに上記グラウト材を充填することが難しく、よって所望の上記効果を得ることができないという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明者等は、先に下記特許文献２において、図１４および図１５に示すように、深さ方向の一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部２が形成された掘削孔１内に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する際に用いられるグラウト管８であって、少なくとも拡幅部２まで到達する長さ寸法を有し、かつ拡幅部２に臨む位置に、その軸心から離間する方向に屈曲されてなる偏心管部８ａを有するとともに、偏心管部８ａにグラウト材の噴出口を有する拡幅部用グラウト噴出管部９を設けた場所打ちコンクリート杭におけるグラウト管を提案した。
【０００７】
上記グラウト管を用いたグラウト工法によれば、図１４に示すように、上記偏心管部８ａを杭鉄筋６側に位置させてグラウト噴出管部９を杭鉄筋６内に位置させた状態で建て込むことにより、偏心管部８ａが掘削孔１と干渉することがなく、しかも掘削孔１内にコンクリートを打設する前に、図１５に示すように、グラウト管８をその軸心周りに回動させて偏心位置にある拡幅部２用のグラウト噴出管部９を拡幅部２内に位置させ、掘削孔１内に打設したコンクリートが硬化した後にグラウト管８にグラウト材を加圧注入することにより、拡幅部２の周辺地盤についてもグラウト材を充填することができ、よって容易かつ確実に当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができるという効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平８−３３００７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記グラウト工法にあっては、複数本のグラウト管８を、各々その軸心周りに回動させて、偏心位置にある拡幅部２用のグラウト噴出管部９を拡幅部２内に位置させているために、全てのグラウト管８のグラウト噴出管部９を配置するために、多くの手間と時間を要するという欠点があった。
【００１０】
また、グラウト管８自体を回動させている結果、操作に耐え得る所望の強度を得るために当該グラウト管８を金属製にする必要があり、特に掘削孔の深度が大きくなると、その重量が嵩んで操作が難しくなる等の問題点もあり、その改善が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、グラウト噴出口が掘削孔と干渉することなく杭鉄筋と一体に建て込むことができ、しかも建て込み後に簡易な操作によって当該グラウト噴出口を拡幅部内に位置させることができて作業に要する手間を大幅に低減することが可能になる場所打ちコンクリート杭におけるグラウト注入機構およびグラウト工法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔内に、当該掘削孔の側壁に沿って鉛直方向に配置される複数本の杭主筋と、これら杭主筋の鉛直方向に間隔をおいて水平に配置されるとともに上記杭主筋の外周同士を連結する杭せん断補強筋とからなる筒籠状の杭鉄筋を配筋した後に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する際に、上記拡幅部の側壁にグラウトを注入するためのグラウト注入機構であって、上記杭鉄筋の中心部に上下方向に移動自在または軸線廻りに回転自在に垂設されて当該掘削孔の上方から上下移動または回転操作可能な操作軸と、上記杭鉄筋の周方向に間隔をおいて配置され、基端部が上記操作軸または上記杭主筋に揺動自在に連結され、先端部が上記杭鉄筋を上記掘削孔に挿入する際に上記掘削孔内に位置するとともに、上記杭鉄筋の配筋後に上記操作軸を上下移動または回転させることにより上記杭主筋よりも外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材と、上記掘削孔内に垂下されて上端部からグラウトが供給される可撓性を有するグラウト管と、このグラウト管の上記拡幅部に臨む位置に設けられたグラウト噴出口の保護材とを備えてなり、上記保護材に上記スポーク材の上記先端部が連結されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記スポーク材が、平面視において上記先端部が上記杭鉄筋側から上記掘削孔の側壁側に向けて直線的に延出するように設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の本発明に係る場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法は、深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔を掘削し、当該掘削孔内に、上記杭鉄筋および請求項１または２に記載のグラウト注入機構を、上記スポーク材の先端部を上記杭鉄筋側に位置させた状態で建て込み、次いで上記操作軸を、上下移動または回転させて上記スポーク材の先端部を上記拡幅部の側壁に臨む位置に延出させた後に、上記掘削孔内にコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入することにより、上記グラウト噴出口から上記グラウト材を地盤中に噴出させることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記拡幅部が、上記掘削孔の底部に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１または２に記載の発明およびこれを用いた請求項３または４に記載の発明においては、杭鉄筋を掘削孔に挿入する際に先端部が掘削孔内に位置するとともに、上記杭鉄筋の配筋後に操作軸を上下移動または回転させることにより上記先端部が杭主筋よりも外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材を、上記杭鉄筋の周方向に間隔をおいて配置し、上記掘削孔内に垂下した可撓性を有するグラウト管のグラウト噴出口の保護材に、上記スポーク材の上記先端部を連結したグラウト注入機構を用いている。
【００１７】
このため、掘削孔に杭鉄筋および上記グラウト注入機構を建て込む際に、先ずグラウト管の保護材と連結されたスポーク材の先端部を、杭鉄筋側に位置させておくことにより、上記保護材やスポーク材の先端部が掘削孔の側壁と干渉することを防止することができる。
【００１８】
そして、上記掘削孔内にコンクリートを打設する前に、上記操作軸を上下移動またはその軸心周りに回転させることにより、杭鉄筋側にあるスポーク材の先端部を拡幅部側に延出させて、上記グラウト噴出口を上記拡幅部の側壁に臨む位置に配置させることができる。この結果、上記掘削孔内に打設したコンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入すると、グラウト噴出口から噴出したグラウト材が、コンクリートに亀裂を生じさせながら拡幅部周囲の地盤中に噴出し、時間の経過に伴って上記地盤とスライムを硬化させて行く。
【００１９】
したがって、上記グラウト注入機構およびこれを用いたグラウト工法によれば、拡幅部が形成された掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、上記拡幅部の周辺地盤についてもグラウト材を充填することができ、よって容易かつ確実に当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができる。
【００２０】
しかも、杭鉄筋およびグラウト注入機構を建て込んだ後に、操作軸を上下動または回転させるといった簡易な操作によって、同時に複数のスポーク材の先端部を拡幅部側に延出させて、当該先端部に連結されているグラウト噴出口を拡幅部内の所定位置に配置させることができる。また、従来のように、掘削孔の上方からグラウト管自体を回転操作することがないために、上記グラウト管として、グラウト材の加圧注入に耐えうる限りにおいて、極力軽量なものを用いることも可能になる。このため、当該作業に要する手間や時間も大幅に減じることができる。
【００２１】
この際に、請求項２に記載の発明のように、スポーク材を、その先端部が杭鉄筋側から掘削孔の側壁側に向けて、平面視において直線的に延出するように設ければ、予めスポーク材の先端部に、グラウト管の保護材をグラウト噴出口が掘削孔の側壁に向くようにして接続することにより、グラウト材の注入時に、確実にグラウト噴出口を掘削孔の側壁に対向させて配置することが可能になる。
【００２２】
なお、請求項１〜３のいずれかに記載の発明は、掘削孔の深さ方向の如何なる位置に拡幅部が形成されていても適用することができるが、特に請求項４に記載の発明のように、上記拡幅部が掘削孔の底部に形成されている、いわゆる拡底部を有するコンクリート杭におけるグラウト工法に適用した場合には、上記掘削孔の深度が大きい場合においても、掘削孔の上方からグラウト注入機構を操作して、容易かつ確実にコンクリート杭の拡径された底部から上記グラウト材を噴出させて周囲の地盤を硬化させることが可能になるために、顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態において掘削孔内にグラウト注入機構を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１の要部の拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。
【図３】図１のグラウト注入機構の操作軸を操作する際の状態を示す平面図である。
【図４】図１のグラウト注入機構の操作軸を操作した後のグラウト注入時の状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態において掘削孔内にグラウト注入機構を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図６】図５の要部の拡大図である。
【図７】図５のグラウト注入機構の操作軸を操作する際の状態を示す平面図である。
【図８】図５のグラウト注入機構の操作軸を操作した後のグラウト注入時の状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態において掘削孔内にグラウト注入機構を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図１０】図９の要部の拡大図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】図１１のグラウト注入機構の操作軸を操作する際の状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である。
【図１３】（ａ）は、図１２（ａ）の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。
【図１４】従来のグラウト注入管を示す縦断面図である。
【図１５】（ａ）は、図１４のグラウト管を回動させた状態を示す平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図１６】拡幅部を有する掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、従来のグラウト工法を適用した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
図１〜図４は、本発明に係わるグラウト注入機構の第１実施形態を示すものであり、このグラウト注入機構は、操作軸１０と、スポーク材１１と、グラウト管１２とから概略構成されたもので、杭主筋１３ａと帯筋（杭せん断補強筋）１３ｂとからなる筒籠状の杭鉄筋１３に組み付けられて、コンクリート杭を構築すべく掘削された掘削孔１４内に一体的に建て込まれるものである。ここで、上記グラウト注入機構が用いられる掘削孔１４は、その下端部に、底部１４ａに向けて漸次内径が大径となる拡底部（拡幅部）１４ｂが形成されている。
【００２５】
グラウト注入機構の操作軸１０は、掘削孔１４の拡底部１４ｂまで到達する長さ寸法に形成された鋼棒で、杭鉄筋１３における帯筋１３ｂの中心部に配置されるとともに、掘削孔１４の上方からその軸線廻りに回転自在に設けられている。そして、この操作軸１０の下部外周であって、拡底部１４ｂに臨む位置に、複数本の操作杆１５が一体的に接合されている。
【００２６】
これら操作杆１５は、図１に示すように、操作軸１０の高さ方向の複数箇所（図では３箇所）に、当該操作軸１０から放射状に突出するように、その基端部が剛接合されている。また、操作杆１５は、操作軸１０の各々の高さ位置において、周方向に等間隔をおいて複数本（図では、各８本）設けられている。そして、各々の操作杆１５の先端部に、上記スポーク材１１が揺動自在に連結されている。
【００２７】
これらスポーク材１１は、基端部が操作杆１５の先端部にピン１６によって揺動自在に連結されるとともに、先端部１１ａが杭鉄筋１３の帯筋１３ｂ上に載置されている。
また、この杭鉄筋１３には、杭主筋１３ａに沿ってスポーク材１１の本数に対応した複数本（図では８本）のグラウト管１２が添設されている。このグラウト管１２は、可撓性を有する樹脂素材からなるもので、各々スポーク材１１の先端位置に配置されている。
【００２８】
さらに、各グラウト管１２の上記スポーク材１１の先端位置には、図２に示すように、グラウト材の噴出口１７が穿設されるとともに、この噴出口１７を覆うように保護材１８が設けられている。なお、この保護材１８としては、噴出口１７から高圧のグラウト材が噴出する際に、その圧力により開口して当該グラウト材を周囲のコンクリートに噴出させるように、複数の切り込みが形成された不連続な円筒材等が用いられている。
【００２９】
そして、この保護材１８の外周であって、噴射口１７の穿孔位置の反対側に、スポーク材１１の先端１１ａが連結されている。ここで、スポーク材１１は、杭鉄筋１３を掘削孔１４内に挿入する際の図３に示す収納位置において、先端１１ａが帯筋１３ｂ上に位置して、グラウト管１２および保護材１８が上記掘削孔１４内に位置するとともに、図３および図４に示すように、操作軸１０を反時計回り方向に回転させた際に、上記先端１１ａが拡底部１４ｂの側壁側に延出して、グラウト管１２および保護材１８が当該側壁に臨む位置に配置されるような長さ寸法に設定されている。また、グラウト管１２は、スポーク材１１の上記収納位置において、上下間に所定の余剰長さとなる撓みが形成されるように、保護材１８がスポーク材１１の先端１１ａに連結されている。
【００３０】
次に、上記構成からなるグラウト注入機構を用いた本発明に係るグラウト工法の実施形態について説明する。
先ず、上記掘削孔１４を掘削し、この掘削孔１４内に、杭鉄筋１３およびこの杭鉄筋１３に組み付けた上記グラウト注入機構を建て込む。この際に、操作軸１０を、図３中最も時計回り方向に回転させた収納位置に保持することにより、スポーク材１１の先端１１ａおよびグラウト管１２等を、掘削孔１３の側壁と干渉しない杭鉄筋１３側に位置させた状態で建て込む。
【００３１】
次いで、杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みが完了した後に、操作軸１０を、図３中反時計回り方向に回転させる。すると、スポーク材１１は、操作軸１０と一体に回転する操作杆１５に押し出されるとともに、帯筋１３ｂと操作軸１０の回転方向に隣接する杭主筋１３ａとの交差部において、それ以上の回転が阻止されて案内されつつ、その先端１１ａおよびグラウト管１２が拡底部１４ｂの側壁に向けて延出する。そして、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００３２】
次に、掘削孔１４内にコンクリートを打設して、このコンクリートが硬化する直前に、グラウト管１２から水圧をかけてコンクリート中に流路を形成する。そして、上記コンクリートが硬化した後に、グラウト管１２にグラウト材を加圧注入する。すると、各々のグラウト管１２の噴出口１７から噴出したグラウト材は、上記流路に流入するとともにコンクリートに亀裂を生じさせながら掘削孔１４の底部１４ａおよび拡底部１４ｂの周囲の地盤中に噴出し、時間の経過に伴って当該地盤とスライムを硬化させて行く。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５〜図８は、本発明に係るグラウト注入機構の第２の実施形態を示すもので、図１〜図４に示したものと同一構成部分および対応する構成部分については、同一符号を付してある。
このグラウト注入機構においては、操作軸１０が杭鉄筋１３の中心部において上下方向に移動自在に設けられている。そして、この操作軸１０の下部外周であって、拡底部１４ｂに臨む位置に、複数本のスポーク材１１が揺動自在に連結されている。
【００３４】
これらスポーク材１１は、図５に示すように、操作軸１０の高さ方向の複数箇所（図では３箇所）において、当該操作軸１０から放射状に突出するように、その基端部がピン１６を介して揺動自在に連結されている。また、スポーク材１１は、操作軸１０の各々の高さ位置において、周方向に等間隔をおいて複数本（図では、各８本）設けられている。そして、各々のスポーク材１１は、先端部１１ａが杭鉄筋１３の帯筋１３ｂ上に載置されている。
【００３５】
そして、杭鉄筋１３には、同様に杭主筋１３ａに沿ってスポーク材１１の本数に対応した複数本（図では８本）のグラウト管１２が添設されるとともに、当該グラウト管１２の噴射口１７を覆う保護材１８の外周であって、噴射口１７の穿孔位置の反対側に、スポーク材１１の先端１１ａが連結されている。
【００３６】
上記構成からなるグラウト注入機構を用いた本発明に係るグラウト工法の実施形態について説明すると、同様に掘削孔１４を掘削した後に、この掘削孔１４内に、杭鉄筋１３およびこの杭鉄筋１３に組み付けた上記グラウト注入機構を建て込む。この際に、操作軸１０を、図５および図７に示す最も上方の収納位置に保持することにより、スポーク材１１の先端１１ａおよびグラウト管１２等を、掘削孔１３の側壁と干渉しない杭鉄筋１３側に位置させた状態で建て込む。
【００３７】
次いで、杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みが完了した後に、図７および図９に示すように、掘削孔１４の上方から掘削孔１４内に押し込むようにして、操作軸１０を下方に移動させる。すると、スポーク材１１は、先端１１ａが帯筋１３ｂ上にあって、下方への移動が阻止されているために、当該帯筋１３ｂ上を滑りつつ、その先端１１ａおよびグラウト管１２が拡底部１４ｂの側壁に向けて延出する。そして、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００３８】
そして、第１の実施形態と同様にして、掘削孔１４内にコンクリートを打設し、硬化前に水圧をかけて流路を形成し、次いで上記コンクリートが硬化した後に、グラウト管１２にグラウト材を加圧注入することにより、各々のグラウト管１２の噴出口１７から噴出したグラウト材を掘削孔１４の底部１４ａおよび拡底部１４ｂの周囲の地盤中に噴出させることができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図９および図１０は、上記第２の実施形態の変形例である本発明に係るグラウト注入機構の第３の実施形態を示すものである。
このグラウト注入機構においては、図９に示すスポーク材１１の収納位置において、上下方向に移動自在に設けられた操作軸１０が最も下方位置となっている。そして、スポーク材１１の先端１１ａが、帯筋１３ｂの下側に位置するように配置されている。
【００４０】
上記構成からなるグラウト注入機構を用いたグラウト工法においては、スポーク材１１等を、図９に示す収納位置に保持しつつ杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みを行った後に、同図および図１０に矢印で示すように、掘削孔１４の上方から操作軸１０を吊り上げるようにして上方に移動させる。すると、スポーク材１１は、先端１１ａが帯筋１３ｂの下側にあって、上方への移動が阻止されているために、当該帯筋１３ｂの下面を滑りつつ、その先端１１ａおよびグラウト管１２が拡底部１４ｂの側壁に向けて延出する。この結果、第２の実施形態と同様に、図８に示すように、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００４１】
（第４の実施形態）
図１１〜図１３は、本発明に係るグラウト注入機構の第４の実施形態を示すものである。
このグラウト注入機構においては、掘削孔１４の拡底部１４ｂ内に位置する複数本（図ではその内の１本のみを示す）の帯筋１３ｂに、スポーク材１１の基端部が回動自在に連結されている。ここで、スポーク材１１は、先端１１ａが基端部の上方位置から、掘削孔１４の径方向外方に向けて拡底部１４ｂの側壁に臨む位置まで揺動するように連結されている。
【００４２】
また、スポーク材１１と、当該スポーク材１１の上部と対向する杭主筋１３ａとが、揺動制御リンク２０によって連結されている。この揺動制御リンク２０は、ピン２１によって先端部同士が開閉自在に設けられた一対のリンク杆２２ａ、２２ｂからなるもので、一方のリンク杆２２ａの先端部がピン２３ａを介してスポーク材１１に摺動自在に設けられたスリーブ２９ａに連結されるとともに、他方のリンク杆２２ｂの先端部がピン２３ｂを介して杭主筋１３ａに固定されたスリーブ２９ｂに連結されている。
【００４３】
ここで、リンク杆２２ａ、２２ｂは、スポーク材１１が揺動して水平になった際に、直線状となって当該スポーク材１１を上記水平位置に保持する長さ寸法に形成されている。さらに、これらリンク杆２２ａ、２２ｂの連結部には、両者を開方向に弾性力を付与するスプリング２４が介装されている。
【００４４】
そして、上記実施形態と同様に、スポーク材１１の先端１１ａに、グラウト管１２の噴出口１７を覆う保護材１８が連結されている。ここで、本実施形態においても、スポーク材１１の先端１１ａは、保護材１８の外周であって、噴射口１７の穿孔位置の反対側に連結されている。
【００４５】
他方、杭鉄筋１３の中心部には、第１の実施形態と同様に、操作軸１０がその軸線周りに回転自在に設けられている。そして、この操作軸１０の外周には、複数本（図では６本）の操作杆２５が円周方向に等間隔をおいて、操作軸１０の径方向に向けて放射状に延出するように固定されている。これら操作杆２５は、スポーク材１１の上部と同じ高さ位置に水平に設けられており、各々の先端部には、係合片２６の基端部がピン２７を介して回転自在に設けられている。
【００４６】
各係合片２６は、先端部にＵ字状の溝部２６ａが形成された板状部材で、当該溝部２６ａ内にスポーク材１１の上部が挿入されている。また、各係合片２６と操作杆２５との間には、操作杆２５に対して、係合片２６を、その溝部２６ａ内に挿入されたスポーク材１１を保持する方向（図１２（ｂ）において、ピン２７を中心に反時計回り方向）に弾性力を付与するスプリング２８が介装されている。なお、図中符号３０は、スポーク材１１の水平方向に移動を阻止するストッパである。
【００４７】
次に、上記構成からなる第４の実施形態のグラウト注入機構を用いた本発明に係るグラウト工法の実施形態について説明する。
このグラウト工法においては、掘削孔１４を掘削した後に、この掘削孔１４内に、杭鉄筋１３およびこの杭鉄筋１３に組み付けた上記グラウト注入機構を建て込む。この際に、操作軸１０を、スポーク材１１を立ててその先端１１ａを杭主筋１３ａ側に位置させるとともに、係合片２６の溝部２６ａ内に挿入した収納位置に保持した状態にすることにより、スポーク材１１の先端１１ａおよびグラウト管１２等を、掘削孔１３の側壁と干渉しない状態で建て込む。
【００４８】
次いで、上記杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みが完了した後に、掘削孔１４の上方から操作軸１０を操作して、当該操作軸１０および操作杆２５を図１２（ａ）に矢印で示す時計回り方向に回転させる。すると、操作杆２５の回転に伴って係合片２６も回転するが、当該係合片２６の溝部２６ａ内に挿入されているスポーク材１１は、ストッパ３０によって水平方向の移動が阻止されているために、係合片２６がスプリング２８の弾性力に抗して回転することにより、その溝部２６ａ内からスポーク材１１が離脱する。
【００４９】
これにより、スポーク材１１に対する係合が解けるために、揺動制御リンク２０におけるスプリング２４の弾性力によって、リンク杆２２ａ、２２ｂが開き、スポーク材１１が水平まで揺動してその先端１１ａが拡底部１４ｂ側に延出する。そして、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００５０】
そして、第１〜第３の実施形態と同様にして、掘削孔１４内にコンクリートを打設し、このコンクリートが硬化した後に、グラウト管１２にグラウト材を加圧注入することにより、各々のグラウト管１２の噴出口１７から噴出したグラウト材を掘削孔１４の底部１４ａおよび拡底部１４ｂの周囲の地盤中に噴出させることができる。
【００５１】
以上のように、上記第１〜第４の実施形態に示したグラウト注入機構およびこれらを用いたグラウト工法によれば、杭鉄筋１３を掘削孔１４に挿入する際に先端１１ａおよびこれに連結されたグラウト管１２が掘削孔１４内に位置するとともに、杭鉄筋１３の配筋後に操作軸１０を上下移動または回転させることにより先端１１ａが外周方向に延出して拡幅部１４ｂの側壁と対向する複数本のスポーク材１１を、杭鉄筋１３の周方向に間隔をおいて配置し、掘削孔１４内に垂下した可撓性を有するグラウト管１２のグラウト噴出口１７の保護材１８に、スポーク材１１の先端１１ａを連結している。
【００５２】
このため、掘削孔１４に杭鉄筋１３および上記グラウト注入機構を建て込む際に、先ずグラウト管１２の保護材１８と連結されたスポーク材１１の先端１１ａを杭鉄筋１３側に位置させておくことにより、これら保護材１８やスポーク材１１の先端１１ａが掘削孔１４の側壁と干渉することを防止することができる。
【００５３】
そして、掘削孔１４内にコンクリートを打設する前に、操作軸１０を上下移動またはその軸心周りに回転させることにより、スポーク材１１の先端１１ａを拡幅部１４ｂ側に延出させて、グラウト噴出口１７を拡幅部１４ｂの側壁に臨む位置に配置させることができる。この結果、掘削孔１４内に打設したコンクリートが硬化した後にグラウト管１２にグラウト材を加圧注入すると、グラウト噴出口１７から噴出したグラウト材が、コンクリートに亀裂を生じさせながら拡幅部１４ｂ周囲の地盤中に噴出し、時間の経過に伴って上記地盤とスライムを硬化させて行く。
【００５４】
したがって、上記グラウト注入機構およびこれを用いたグラウト工法によれば、拡幅部１４ｂが形成された掘削孔１４に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、拡幅部１４の周辺地盤についてもグラウト材を充填することができ、よって容易かつ確実に当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができる。
【００５５】
しかも、杭鉄筋１３およびグラウト注入機構を建て込んだ後に、操作軸１０を上下動または回転させるといった簡易な操作によって、同時に複数のスポーク材１１の先端１１ａを拡幅部１４ｂ側に延出させて、グラウト噴出口１７を拡幅部１４ｂ内の所定位置に配置させることができる。また、グラウト管１２として、グラウト材の加圧注入に耐えうる限りにおいて、極力軽量なものを用いることも可能になる。このため、当該作業に要する手間や時間も大幅に低減させることができる。
【００５６】
加えて、スポーク材１１を、掘削孔１４の上方から見た平面視において、その先端１１ａが杭鉄筋１３側から拡底部１４ｂの側壁側に向けて直線的に延出するように、揺動自在に設けているために、予めスポーク材１１の先端１１ａに、グラウト管１２の保護材１８を噴出口１７が掘削孔１４の側壁に向くようにして接続することにより、グラウト材の注入時に、確実にグラウト噴出口１７を拡底部１４ｂの側壁に対向させて配置することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 操作軸
１１ スポーク材
１１ａ 先端
１２ グラウト管
１３ 杭鉄筋
１３ａ 杭主筋
１３ｂ 帯筋（杭せん断補強筋）
１４ 掘削孔
１４ａ 底部
１４ｂ 拡底部（拡幅部）
１７ グラウト材の噴出口
１８ 保護材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡幅部を有する掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、その支持力等を増大させるために用いられるグラウト注入機構およびこれを用いたグラウト工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
場所打ちコンクリート杭の施工方法として、図１６に示すように、掘削孔１の底部１ａの近傍部分に拡幅部２を形成することにより、コンクリート杭３の下端部分３ａにおける地盤との接触面積を増大させてコンクリート杭３から地盤へ伝える力を大きくして、一層支持力や沈下剛性を増加させるものがある。
【０００３】
一方、下記特許文献１に見られるように、場所打ちコンクリート杭を施工する際に、予めコンクリート杭に埋設しておいたグラウト管から底部にグラウト材を噴出させ、杭底部の地盤および残存スライムを硬化させることにより、当該コンクリート杭の支持力と沈下剛性を増加させるグラウト工法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に見られるグラウト工法を、上記拡幅部２を形成する場所打ちコンクリート杭の施工方法に対して用いようとすると、図１６に示すように、底部１ａに拡幅部２を有する掘削孔１を掘削し、次いで２本の平行な注入管部４とこれらの下端連結部に設けられた噴出管部５とからなるグラウト管を杭鉄筋６に組み付けて掘削孔１内に建て込んだ後に、掘削孔１内にコンクリートを打設して、このコンクリートが硬化する直前にグラウト管から水圧をかけてコンクリート中に流路を形成し、上記コンクリートが硬化した後に、注入管部４からグラウト材を加圧注入して噴出管部５の噴出口からコンクリート杭３の先端部に噴出させることになる。
【０００５】
この結果、噴出管部５の直下に位置するコンクリート杭３の底部の地盤７ａおよび残存スライムを硬化させることはできるものの、図中点線で示す拡幅部２の外周を覆う地盤７ｂに上記グラウト材を充填することが難しく、よって所望の上記効果を得ることができないという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明者等は、先に下記特許文献２において、図１４および図１５に示すように、深さ方向の一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部２が形成された掘削孔１内に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する際に用いられるグラウト管８であって、少なくとも拡幅部２まで到達する長さ寸法を有し、かつ拡幅部２に臨む位置に、その軸心から離間する方向に屈曲されてなる偏心管部８ａを有するとともに、偏心管部８ａにグラウト材の噴出口を有する拡幅部用グラウト噴出管部９を設けた場所打ちコンクリート杭におけるグラウト管を提案した。
【０００７】
上記グラウト管を用いたグラウト工法によれば、図１４に示すように、上記偏心管部８ａを杭鉄筋６側に位置させてグラウト噴出管部９を杭鉄筋６内に位置させた状態で建て込むことにより、偏心管部８ａが掘削孔１と干渉することがなく、しかも掘削孔１内にコンクリートを打設する前に、図１５に示すように、グラウト管８をその軸心周りに回動させて偏心位置にある拡幅部２用のグラウト噴出管部９を拡幅部２内に位置させ、掘削孔１内に打設したコンクリートが硬化した後にグラウト管８にグラウト材を加圧注入することにより、拡幅部２の周辺地盤についてもグラウト材を充填することができ、よって容易かつ確実に当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができるという効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平８−３３００７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記グラウト工法にあっては、複数本のグラウト管８を、各々その軸心周りに回動させて、偏心位置にある拡幅部２用のグラウト噴出管部９を拡幅部２内に位置させているために、全てのグラウト管８のグラウト噴出管部９を配置するために、多くの手間と時間を要するという欠点があった。
【００１０】
また、グラウト管８自体を回動させている結果、操作に耐え得る所望の強度を得るために当該グラウト管８を金属製にする必要があり、特に掘削孔の深度が大きくなると、その重量が嵩んで操作が難しくなる等の問題点もあり、その改善が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、グラウト噴出口が掘削孔と干渉することなく杭鉄筋と一体に建て込むことができ、しかも建て込み後に簡易な操作によって当該グラウト噴出口を拡幅部内に位置させることができて作業に要する手間を大幅に低減することが可能になる場所打ちコンクリート杭におけるグラウト注入機構およびグラウト工法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔内に、当該掘削孔の側壁に沿って鉛直方向に配置される複数本の杭主筋と、これら杭主筋の鉛直方向に間隔をおいて水平に配置されるとともに上記杭主筋の外周同士を連結する杭せん断補強筋とからなる筒籠状の杭鉄筋を配筋した後に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する際に、上記拡幅部の側壁にグラウトを注入するためのグラウト注入機構であって、上記杭鉄筋の中心部に上下方向に移動自在または軸線廻りに回転自在に垂設されて当該掘削孔の上方から上下移動または回転操作可能な操作軸と、上記杭鉄筋の周方向に間隔をおいて配置され、基端部が上記操作軸または上記杭主筋に揺動自在に連結され、先端部が上記杭鉄筋を上記掘削孔に挿入する際に上記掘削孔内に位置するとともに、上記杭鉄筋の配筋後に上記操作軸を上下移動または回転させることにより上記杭主筋よりも外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材と、上記掘削孔内に垂下されて上端部からグラウトが供給される可撓性を有するグラウト管と、このグラウト管の上記拡幅部に臨む位置に設けられたグラウト噴出口の保護材とを備えてなり、上記保護材に上記スポーク材の上記先端部が連結されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記スポーク材が、平面視において上記先端部が上記杭鉄筋側から上記掘削孔の側壁側に向けて直線的に延出するように設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の本発明に係る場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法は、深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔を掘削し、当該掘削孔内に、上記杭鉄筋および請求項１または２に記載のグラウト注入機構を、上記スポーク材の先端部を上記杭鉄筋側に位置させた状態で建て込み、次いで上記操作軸を、上下移動または回転させて上記スポーク材の先端部を上記拡幅部の側壁に臨む位置に延出させた後に、上記掘削孔内にコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入することにより、上記グラウト噴出口から上記グラウト材を地盤中に噴出させることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記拡幅部が、上記掘削孔の底部に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１または２に記載の発明およびこれを用いた請求項３または４に記載の発明においては、杭鉄筋を掘削孔に挿入する際に先端部が掘削孔内に位置するとともに、上記杭鉄筋の配筋後に操作軸を上下移動または回転させることにより上記先端部が杭主筋よりも外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材を、上記杭鉄筋の周方向に間隔をおいて配置し、上記掘削孔内に垂下した可撓性を有するグラウト管のグラウト噴出口の保護材に、上記スポーク材の上記先端部を連結したグラウト注入機構を用いている。
【００１７】
このため、掘削孔に杭鉄筋および上記グラウト注入機構を建て込む際に、先ずグラウト管の保護材と連結されたスポーク材の先端部を、杭鉄筋側に位置させておくことにより、上記保護材やスポーク材の先端部が掘削孔の側壁と干渉することを防止することができる。
【００１８】
そして、上記掘削孔内にコンクリートを打設する前に、上記操作軸を上下移動またはその軸心周りに回転させることにより、杭鉄筋側にあるスポーク材の先端部を拡幅部側に延出させて、上記グラウト噴出口を上記拡幅部の側壁に臨む位置に配置させることができる。この結果、上記掘削孔内に打設したコンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入すると、グラウト噴出口から噴出したグラウト材が、コンクリートに亀裂を生じさせながら拡幅部周囲の地盤中に噴出し、時間の経過に伴って上記地盤とスライムを硬化させて行く。
【００１９】
したがって、上記グラウト注入機構およびこれを用いたグラウト工法によれば、拡幅部が形成された掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、上記拡幅部の周辺地盤についてもグラウト材を充填することができ、よって容易かつ確実に当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができる。
【００２０】
しかも、杭鉄筋およびグラウト注入機構を建て込んだ後に、操作軸を上下動または回転させるといった簡易な操作によって、同時に複数のスポーク材の先端部を拡幅部側に延出させて、当該先端部に連結されているグラウト噴出口を拡幅部内の所定位置に配置させることができる。また、従来のように、掘削孔の上方からグラウト管自体を回転操作することがないために、上記グラウト管として、グラウト材の加圧注入に耐えうる限りにおいて、極力軽量なものを用いることも可能になる。このため、当該作業に要する手間や時間も大幅に減じることができる。
【００２１】
この際に、請求項２に記載の発明のように、スポーク材を、その先端部が杭鉄筋側から掘削孔の側壁側に向けて、平面視において直線的に延出するように設ければ、予めスポーク材の先端部に、グラウト管の保護材をグラウト噴出口が掘削孔の側壁に向くようにして接続することにより、グラウト材の注入時に、確実にグラウト噴出口を掘削孔の側壁に対向させて配置することが可能になる。
【００２２】
なお、請求項１〜３のいずれかに記載の発明は、掘削孔の深さ方向の如何なる位置に拡幅部が形成されていても適用することができるが、特に請求項４に記載の発明のように、上記拡幅部が掘削孔の底部に形成されている、いわゆる拡底部を有するコンクリート杭におけるグラウト工法に適用した場合には、上記掘削孔の深度が大きい場合においても、掘削孔の上方からグラウト注入機構を操作して、容易かつ確実にコンクリート杭の拡径された底部から上記グラウト材を噴出させて周囲の地盤を硬化させることが可能になるために、顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態において掘削孔内にグラウト注入機構を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１の要部の拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。
【図３】図１のグラウト注入機構の操作軸を操作する際の状態を示す平面図である。
【図４】図１のグラウト注入機構の操作軸を操作した後のグラウト注入時の状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態において掘削孔内にグラウト注入機構を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図６】図５の要部の拡大図である。
【図７】図５のグラウト注入機構の操作軸を操作する際の状態を示す平面図である。
【図８】図５のグラウト注入機構の操作軸を操作した後のグラウト注入時の状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態において掘削孔内にグラウト注入機構を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図１０】図９の要部の拡大図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】図１１のグラウト注入機構の操作軸を操作する際の状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である。
【図１３】（ａ）は、図１２（ａ）の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。
【図１４】従来のグラウト注入管を示す縦断面図である。
【図１５】（ａ）は、図１４のグラウト管を回動させた状態を示す平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図１６】拡幅部を有する掘削孔に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、従来のグラウト工法を適用した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
図１〜図４は、本発明に係わるグラウト注入機構の第１実施形態を示すものであり、このグラウト注入機構は、操作軸１０と、スポーク材１１と、グラウト管１２とから概略構成されたもので、杭主筋１３ａと帯筋（杭せん断補強筋）１３ｂとからなる筒籠状の杭鉄筋１３に組み付けられて、コンクリート杭を構築すべく掘削された掘削孔１４内に一体的に建て込まれるものである。ここで、上記グラウト注入機構が用いられる掘削孔１４は、その下端部に、底部１４ａに向けて漸次内径が大径となる拡底部（拡幅部）１４ｂが形成されている。
【００２５】
グラウト注入機構の操作軸１０は、掘削孔１４の拡底部１４ｂまで到達する長さ寸法に形成された鋼棒で、杭鉄筋１３における帯筋１３ｂの中心部に配置されるとともに、掘削孔１４の上方からその軸線廻りに回転自在に設けられている。そして、この操作軸１０の下部外周であって、拡底部１４ｂに臨む位置に、複数本の操作杆１５が一体的に接合されている。
【００２６】
これら操作杆１５は、図１に示すように、操作軸１０の高さ方向の複数箇所（図では３箇所）に、当該操作軸１０から放射状に突出するように、その基端部が剛接合されている。また、操作杆１５は、操作軸１０の各々の高さ位置において、周方向に等間隔をおいて複数本（図では、各８本）設けられている。そして、各々の操作杆１５の先端部に、上記スポーク材１１が揺動自在に連結されている。
【００２７】
これらスポーク材１１は、基端部が操作杆１５の先端部にピン１６によって揺動自在に連結されるとともに、先端部１１ａが杭鉄筋１３の帯筋１３ｂ上に載置されている。
また、この杭鉄筋１３には、杭主筋１３ａに沿ってスポーク材１１の本数に対応した複数本（図では８本）のグラウト管１２が添設されている。このグラウト管１２は、可撓性を有する樹脂素材からなるもので、各々スポーク材１１の先端位置に配置されている。
【００２８】
さらに、各グラウト管１２の上記スポーク材１１の先端位置には、図２に示すように、グラウト材の噴出口１７が穿設されるとともに、この噴出口１７を覆うように保護材１８が設けられている。なお、この保護材１８としては、噴出口１７から高圧のグラウト材が噴出する際に、その圧力により開口して当該グラウト材を周囲のコンクリートに噴出させるように、複数の切り込みが形成された不連続な円筒材等が用いられている。
【００２９】
そして、この保護材１８の外周であって、噴射口１７の穿孔位置の反対側に、スポーク材１１の先端１１ａが連結されている。ここで、スポーク材１１は、杭鉄筋１３を掘削孔１４内に挿入する際の図３に示す収納位置において、先端１１ａが帯筋１３ｂ上に位置して、グラウト管１２および保護材１８が上記掘削孔１４内に位置するとともに、図３および図４に示すように、操作軸１０を反時計回り方向に回転させた際に、上記先端１１ａが拡底部１４ｂの側壁側に延出して、グラウト管１２および保護材１８が当該側壁に臨む位置に配置されるような長さ寸法に設定されている。また、グラウト管１２は、スポーク材１１の上記収納位置において、上下間に所定の余剰長さとなる撓みが形成されるように、保護材１８がスポーク材１１の先端１１ａに連結されている。
【００３０】
次に、上記構成からなるグラウト注入機構を用いた本発明に係るグラウト工法の実施形態について説明する。
先ず、上記掘削孔１４を掘削し、この掘削孔１４内に、杭鉄筋１３およびこの杭鉄筋１３に組み付けた上記グラウト注入機構を建て込む。この際に、操作軸１０を、図３中最も時計回り方向に回転させた収納位置に保持することにより、スポーク材１１の先端１１ａおよびグラウト管１２等を、掘削孔１３の側壁と干渉しない杭鉄筋１３側に位置させた状態で建て込む。
【００３１】
次いで、杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みが完了した後に、操作軸１０を、図３中反時計回り方向に回転させる。すると、スポーク材１１は、操作軸１０と一体に回転する操作杆１５に押し出されるとともに、帯筋１３ｂと操作軸１０の回転方向に隣接する杭主筋１３ａとの交差部において、それ以上の回転が阻止されて案内されつつ、その先端１１ａおよびグラウト管１２が拡底部１４ｂの側壁に向けて延出する。そして、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００３２】
次に、掘削孔１４内にコンクリートを打設して、このコンクリートが硬化する直前に、グラウト管１２から水圧をかけてコンクリート中に流路を形成する。そして、上記コンクリートが硬化した後に、グラウト管１２にグラウト材を加圧注入する。すると、各々のグラウト管１２の噴出口１７から噴出したグラウト材は、上記流路に流入するとともにコンクリートに亀裂を生じさせながら掘削孔１４の底部１４ａおよび拡底部１４ｂの周囲の地盤中に噴出し、時間の経過に伴って当該地盤とスライムを硬化させて行く。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５〜図８は、本発明に係るグラウト注入機構の第２の実施形態を示すもので、図１〜図４に示したものと同一構成部分および対応する構成部分については、同一符号を付してある。
このグラウト注入機構においては、操作軸１０が杭鉄筋１３の中心部において上下方向に移動自在に設けられている。そして、この操作軸１０の下部外周であって、拡底部１４ｂに臨む位置に、複数本のスポーク材１１が揺動自在に連結されている。
【００３４】
これらスポーク材１１は、図５に示すように、操作軸１０の高さ方向の複数箇所（図では３箇所）において、当該操作軸１０から放射状に突出するように、その基端部がピン１６を介して揺動自在に連結されている。また、スポーク材１１は、操作軸１０の各々の高さ位置において、周方向に等間隔をおいて複数本（図では、各８本）設けられている。そして、各々のスポーク材１１は、先端部１１ａが杭鉄筋１３の帯筋１３ｂ上に載置されている。
【００３５】
そして、杭鉄筋１３には、同様に杭主筋１３ａに沿ってスポーク材１１の本数に対応した複数本（図では８本）のグラウト管１２が添設されるとともに、当該グラウト管１２の噴射口１７を覆う保護材１８の外周であって、噴射口１７の穿孔位置の反対側に、スポーク材１１の先端１１ａが連結されている。
【００３６】
上記構成からなるグラウト注入機構を用いた本発明に係るグラウト工法の実施形態について説明すると、同様に掘削孔１４を掘削した後に、この掘削孔１４内に、杭鉄筋１３およびこの杭鉄筋１３に組み付けた上記グラウト注入機構を建て込む。この際に、操作軸１０を、図５および図７に示す最も上方の収納位置に保持することにより、スポーク材１１の先端１１ａおよびグラウト管１２等を、掘削孔１３の側壁と干渉しない杭鉄筋１３側に位置させた状態で建て込む。
【００３７】
次いで、杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みが完了した後に、図７および図９に示すように、掘削孔１４の上方から掘削孔１４内に押し込むようにして、操作軸１０を下方に移動させる。すると、スポーク材１１は、先端１１ａが帯筋１３ｂ上にあって、下方への移動が阻止されているために、当該帯筋１３ｂ上を滑りつつ、その先端１１ａおよびグラウト管１２が拡底部１４ｂの側壁に向けて延出する。そして、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００３８】
そして、第１の実施形態と同様にして、掘削孔１４内にコンクリートを打設し、硬化前に水圧をかけて流路を形成し、次いで上記コンクリートが硬化した後に、グラウト管１２にグラウト材を加圧注入することにより、各々のグラウト管１２の噴出口１７から噴出したグラウト材を掘削孔１４の底部１４ａおよび拡底部１４ｂの周囲の地盤中に噴出させることができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図９および図１０は、上記第２の実施形態の変形例である本発明に係るグラウト注入機構の第３の実施形態を示すものである。
このグラウト注入機構においては、図９に示すスポーク材１１の収納位置において、上下方向に移動自在に設けられた操作軸１０が最も下方位置となっている。そして、スポーク材１１の先端１１ａが、帯筋１３ｂの下側に位置するように配置されている。
【００４０】
上記構成からなるグラウト注入機構を用いたグラウト工法においては、スポーク材１１等を、図９に示す収納位置に保持しつつ杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みを行った後に、同図および図１０に矢印で示すように、掘削孔１４の上方から操作軸１０を吊り上げるようにして上方に移動させる。すると、スポーク材１１は、先端１１ａが帯筋１３ｂの下側にあって、上方への移動が阻止されているために、当該帯筋１３ｂの下面を滑りつつ、その先端１１ａおよびグラウト管１２が拡底部１４ｂの側壁に向けて延出する。この結果、第２の実施形態と同様に、図８に示すように、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００４１】
（第４の実施形態）
図１１〜図１３は、本発明に係るグラウト注入機構の第４の実施形態を示すものである。
このグラウト注入機構においては、掘削孔１４の拡底部１４ｂ内に位置する複数本（図ではその内の１本のみを示す）の帯筋１３ｂに、スポーク材１１の基端部が回動自在に連結されている。ここで、スポーク材１１は、先端１１ａが基端部の上方位置から、掘削孔１４の径方向外方に向けて拡底部１４ｂの側壁に臨む位置まで揺動するように連結されている。
【００４２】
また、スポーク材１１と、当該スポーク材１１の上部と対向する杭主筋１３ａとが、揺動制御リンク２０によって連結されている。この揺動制御リンク２０は、ピン２１によって先端部同士が開閉自在に設けられた一対のリンク杆２２ａ、２２ｂからなるもので、一方のリンク杆２２ａの先端部がピン２３ａを介してスポーク材１１に摺動自在に設けられたスリーブ２９ａに連結されるとともに、他方のリンク杆２２ｂの先端部がピン２３ｂを介して杭主筋１３ａに固定されたスリーブ２９ｂに連結されている。
【００４３】
ここで、リンク杆２２ａ、２２ｂは、スポーク材１１が揺動して水平になった際に、直線状となって当該スポーク材１１を上記水平位置に保持する長さ寸法に形成されている。さらに、これらリンク杆２２ａ、２２ｂの連結部には、両者を開方向に弾性力を付与するスプリング２４が介装されている。
【００４４】
そして、上記実施形態と同様に、スポーク材１１の先端１１ａに、グラウト管１２の噴出口１７を覆う保護材１８が連結されている。ここで、本実施形態においても、スポーク材１１の先端１１ａは、保護材１８の外周であって、噴射口１７の穿孔位置の反対側に連結されている。
【００４５】
他方、杭鉄筋１３の中心部には、第１の実施形態と同様に、操作軸１０がその軸線周りに回転自在に設けられている。そして、この操作軸１０の外周には、複数本（図では６本）の操作杆２５が円周方向に等間隔をおいて、操作軸１０の径方向に向けて放射状に延出するように固定されている。これら操作杆２５は、スポーク材１１の上部と同じ高さ位置に水平に設けられており、各々の先端部には、係合片２６の基端部がピン２７を介して回転自在に設けられている。
【００４６】
各係合片２６は、先端部にＵ字状の溝部２６ａが形成された板状部材で、当該溝部２６ａ内にスポーク材１１の上部が挿入されている。また、各係合片２６と操作杆２５との間には、操作杆２５に対して、係合片２６を、その溝部２６ａ内に挿入されたスポーク材１１を保持する方向（図１２（ｂ）において、ピン２７を中心に反時計回り方向）に弾性力を付与するスプリング２８が介装されている。なお、図中符号３０は、スポーク材１１の水平方向に移動を阻止するストッパである。
【００４７】
次に、上記構成からなる第４の実施形態のグラウト注入機構を用いた本発明に係るグラウト工法の実施形態について説明する。
このグラウト工法においては、掘削孔１４を掘削した後に、この掘削孔１４内に、杭鉄筋１３およびこの杭鉄筋１３に組み付けた上記グラウト注入機構を建て込む。この際に、操作軸１０を、スポーク材１１を立ててその先端１１ａを杭主筋１３ａ側に位置させるとともに、係合片２６の溝部２６ａ内に挿入した収納位置に保持した状態にすることにより、スポーク材１１の先端１１ａおよびグラウト管１２等を、掘削孔１３の側壁と干渉しない状態で建て込む。
【００４８】
次いで、上記杭鉄筋１３およびグラウト注入機構の建て込みが完了した後に、掘削孔１４の上方から操作軸１０を操作して、当該操作軸１０および操作杆２５を図１２（ａ）に矢印で示す時計回り方向に回転させる。すると、操作杆２５の回転に伴って係合片２６も回転するが、当該係合片２６の溝部２６ａ内に挿入されているスポーク材１１は、ストッパ３０によって水平方向の移動が阻止されているために、係合片２６がスプリング２８の弾性力に抗して回転することにより、その溝部２６ａ内からスポーク材１１が離脱する。
【００４９】
これにより、スポーク材１１に対する係合が解けるために、揺動制御リンク２０におけるスプリング２４の弾性力によって、リンク杆２２ａ、２２ｂが開き、スポーク材１１が水平まで揺動してその先端１１ａが拡底部１４ｂ側に延出する。そして、グラウト管１２に穿設した噴出口１７が、拡底部１４ｂの側壁と対向する位置に配置される。
【００５０】
そして、第１〜第３の実施形態と同様にして、掘削孔１４内にコンクリートを打設し、このコンクリートが硬化した後に、グラウト管１２にグラウト材を加圧注入することにより、各々のグラウト管１２の噴出口１７から噴出したグラウト材を掘削孔１４の底部１４ａおよび拡底部１４ｂの周囲の地盤中に噴出させることができる。
【００５１】
以上のように、上記第１〜第４の実施形態に示したグラウト注入機構およびこれらを用いたグラウト工法によれば、杭鉄筋１３を掘削孔１４に挿入する際に先端１１ａおよびこれに連結されたグラウト管１２が掘削孔１４内に位置するとともに、杭鉄筋１３の配筋後に操作軸１０を上下移動または回転させることにより先端１１ａが外周方向に延出して拡幅部１４ｂの側壁と対向する複数本のスポーク材１１を、杭鉄筋１３の周方向に間隔をおいて配置し、掘削孔１４内に垂下した可撓性を有するグラウト管１２のグラウト噴出口１７の保護材１８に、スポーク材１１の先端１１ａを連結している。
【００５２】
このため、掘削孔１４に杭鉄筋１３および上記グラウト注入機構を建て込む際に、先ずグラウト管１２の保護材１８と連結されたスポーク材１１の先端１１ａを杭鉄筋１３側に位置させておくことにより、これら保護材１８やスポーク材１１の先端１１ａが掘削孔１４の側壁と干渉することを防止することができる。
【００５３】
そして、掘削孔１４内にコンクリートを打設する前に、操作軸１０を上下移動またはその軸心周りに回転させることにより、スポーク材１１の先端１１ａを拡幅部１４ｂ側に延出させて、グラウト噴出口１７を拡幅部１４ｂの側壁に臨む位置に配置させることができる。この結果、掘削孔１４内に打設したコンクリートが硬化した後にグラウト管１２にグラウト材を加圧注入すると、グラウト噴出口１７から噴出したグラウト材が、コンクリートに亀裂を生じさせながら拡幅部１４ｂ周囲の地盤中に噴出し、時間の経過に伴って上記地盤とスライムを硬化させて行く。
【００５４】
したがって、上記グラウト注入機構およびこれを用いたグラウト工法によれば、拡幅部１４ｂが形成された掘削孔１４に場所打ちコンクリート杭を構築する際に、拡幅部１４の周辺地盤についてもグラウト材を充填することができ、よって容易かつ確実に当該コンクリート杭の支持力や沈下剛性を大幅に増加させることができる。
【００５５】
しかも、杭鉄筋１３およびグラウト注入機構を建て込んだ後に、操作軸１０を上下動または回転させるといった簡易な操作によって、同時に複数のスポーク材１１の先端１１ａを拡幅部１４ｂ側に延出させて、グラウト噴出口１７を拡幅部１４ｂ内の所定位置に配置させることができる。また、グラウト管１２として、グラウト材の加圧注入に耐えうる限りにおいて、極力軽量なものを用いることも可能になる。このため、当該作業に要する手間や時間も大幅に低減させることができる。
【００５６】
加えて、スポーク材１１を、掘削孔１４の上方から見た平面視において、その先端１１ａが杭鉄筋１３側から拡底部１４ｂの側壁側に向けて直線的に延出するように、揺動自在に設けているために、予めスポーク材１１の先端１１ａに、グラウト管１２の保護材１８を噴出口１７が掘削孔１４の側壁に向くようにして接続することにより、グラウト材の注入時に、確実にグラウト噴出口１７を拡底部１４ｂの側壁に対向させて配置することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 操作軸
１１ スポーク材
１１ａ 先端
１２ グラウト管
１３ 杭鉄筋
１３ａ 杭主筋
１３ｂ 帯筋（杭せん断補強筋）
１４ 掘削孔
１４ａ 底部
１４ｂ 拡底部（拡幅部）
１７ グラウト材の噴出口
１８ 保護材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔内に、当該掘削孔の側壁に沿って鉛直方向に配置される複数本の杭主筋と、これら杭主筋の鉛直方向に間隔をおいて水平に配置されるとともに上記杭主筋の外周同士を連結する杭せん断補強筋とからなる筒籠状の杭鉄筋を配筋した後に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する際に、上記拡幅部の側壁にグラウトを注入するためのグラウト注入機構であって、
上記杭鉄筋の中心部に上下方向に移動自在または軸線廻りに回転自在に垂設されて当該掘削孔の上方から上下移動または回転操作可能な操作軸と、上記杭鉄筋の周方向に間隔をおいて配置され、基端部が上記操作軸または上記杭主筋に揺動自在に連結され、先端部が上記杭鉄筋を上記掘削孔に挿入する際に上記掘削孔内に位置するとともに、上記杭鉄筋の配筋後に上記操作軸を上下移動または回転させることにより上記杭主筋よりも外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材と、上記掘削孔内に垂下されて上端部からグラウトが供給される可撓性を有するグラウト管と、このグラウト管の上記拡幅部に臨む位置に設けられたグラウト噴出口の保護材とを備えてなり、上記保護材に上記スポーク材の上記先端部が連結されていることを特徴とする場所打ちコンクリート杭におけるグラウト注入機構。
【請求項２】
上記スポーク材は、平面視において上記先端部が上記杭鉄筋側から上記掘削孔の側壁側に向けて直線的に延出するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭におけるグラウト注入機構。
【請求項３】
深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔を掘削し、当該掘削孔内に、上記杭鉄筋および請求項１または２に記載のグラウト注入機構を、上記スポーク材の先端部を上記杭鉄筋側に位置させた状態で建て込み、次いで上記操作軸を、上下移動または回転させて上記スポーク材の先端部を上記拡幅部の側壁に臨む位置に延出させた後に、上記掘削孔内にコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入することにより、上記グラウト噴出口から上記グラウト材を地盤中に噴出させることを特徴とする場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法。
【請求項４】
上記拡幅部は、上記掘削孔の底部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法。
【請求項１】
深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔内に、当該掘削孔の側壁に沿って鉛直方向に配置される複数本の杭主筋と、これら杭主筋の鉛直方向に間隔をおいて水平に配置されるとともに上記杭主筋の外周同士を連結する杭せん断補強筋とからなる筒籠状の杭鉄筋を配筋した後に、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する際に、上記拡幅部の側壁にグラウトを注入するためのグラウト注入機構であって、
上記杭鉄筋の中心部に上下方向に移動自在または軸線廻りに回転自在に垂設されて当該掘削孔の上方から上下移動または回転操作可能な操作軸と、上記杭鉄筋の周方向に間隔をおいて配置され、基端部が上記操作軸または上記杭主筋に揺動自在に連結され、先端部が上記杭鉄筋を上記掘削孔に挿入する際に上記掘削孔内に位置するとともに、上記杭鉄筋の配筋後に上記操作軸を上下移動または回転させることにより上記杭主筋よりも外周方向に延出して拡幅部の側壁と対向する複数本のスポーク材と、上記掘削孔内に垂下されて上端部からグラウトが供給される可撓性を有するグラウト管と、このグラウト管の上記拡幅部に臨む位置に設けられたグラウト噴出口の保護材とを備えてなり、上記保護材に上記スポーク材の上記先端部が連結されていることを特徴とする場所打ちコンクリート杭におけるグラウト注入機構。
【請求項２】
上記スポーク材は、平面視において上記先端部が上記杭鉄筋側から上記掘削孔の側壁側に向けて直線的に延出するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の場所打ちコンクリート杭におけるグラウト注入機構。
【請求項３】
深さ方向の少なくとも一部分に内径が他の部分より大きい拡幅部が形成された掘削孔を掘削し、当該掘削孔内に、上記杭鉄筋および請求項１または２に記載のグラウト注入機構を、上記スポーク材の先端部を上記杭鉄筋側に位置させた状態で建て込み、次いで上記操作軸を、上下移動または回転させて上記スポーク材の先端部を上記拡幅部の側壁に臨む位置に延出させた後に、上記掘削孔内にコンクリートを打設し、当該コンクリートが硬化した後に上記グラウト管にグラウト材を加圧注入することにより、上記グラウト噴出口から上記グラウト材を地盤中に噴出させることを特徴とする場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法。
【請求項４】
上記拡幅部は、上記掘削孔の底部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１５４１１５（Ｐ２０１２−１５４１１５Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２００（Ｐ２０１１−１５２００）
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（５０５４０８６８６）ジャパンパイル株式会社 (67)
【出願人】（０００１５７２８９）丸五基礎工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（５０５４０８６８６）ジャパンパイル株式会社 (67)
【出願人】（０００１５７２８９）丸五基礎工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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