説明

杭と柱の一体化施工方法

【課題】場所打ちコンクリート杭に鋼管充填コンクリート柱を、作業性良好に一体化することが可能な杭と柱の一体化施工方法を提供する。
【解決手段】強度部材としての鉄筋8や鉄骨などを内部に有する場所打ちコンクリート杭1に鋼管充填コンクリート柱6を一体化する方法であって、場所打ちコンクリート杭を形成する際、杭コンクリート2打設前に予め、杭頭部3を取り囲んで地中から地盤面Gに達する鋼管部材4を配置する第1工程と、杭コンクリートを打設した後、場所打ちコンクリート杭の杭頭部位置の鉄筋を露出させるとともに、鋼管部材の下部が杭頭部位置の鉄筋を包囲しつつ地中に残存するように、鋼管部材を地盤面上方へ引き上げる第2工程と、引き上げられて地盤面上方に露出された鋼管部材の露出部分を鋼管充填コンクリート柱の下部とするために、鋼管部材内に、柱コンクリート10を打設して杭頭部の鉄筋を埋設する第3工程とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、場所打ちコンクリート杭に鋼管充填コンクリート柱を、作業性良好に一体化することが可能な杭と柱の一体化施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、柱と杭を接合する構造として、例えば特許文献1が知られている。この特許文献1は、鋼管内にコンクリートを充填してなる充填鋼管コンクリート造の柱と、PC杭や場所打ちコンクリート杭等の杭との接合構造に関し、杭の杭頭部を最下階のスラブ上まで突出させる一方で、柱の鋼管の下端部を地中に達するように埋め込んで杭の杭頭部に装着して、当該杭頭部を鋼管内に挿入し、杭頭に突出させた杭鉄筋を鋼管内のコンクリートに定着させるようにしていた。当該接合構造では、杭構築時に杭頭から杭鉄筋を突出させ、杭が硬化した後で、杭頭部にその上方から柱の鋼管を吊り込んで当該鋼管内に杭頭部を挿入し、その後、鋼管内へ打設したコンクリートに杭鉄筋を定着させるように施工されると考えられる。
【特許文献1】特開2001−254365号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記背景技術にあっては、「柱の鋼管の下端部を……杭の杭頭部に装着」するものであることから、杭頭部を含む杭の構築作業が完了した後に、柱の鋼管を装着するものであり、従ってまず杭を硬化させ、次いで、構築が完了した杭の周りの地盤を一旦掘削し、その後柱の鋼管を杭頭部に装着して固定し、さらに鋼管の周りを埋め戻しして当該鋼管を地中に埋め込む、という一連の作業が必要であり、杭と柱の接合がきわめて煩雑で手間や時間がかかるという課題があった。
【0004】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、場所打ちコンクリート杭に鋼管充填コンクリート柱を、作業性良好に一体化することが可能な杭と柱の一体化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】
【0005】
本発明にかかる杭と柱の一体化施工方法は、鉄筋や鉄骨などの強度部材を内部に有する場所打ちコンクリート杭に鋼管充填コンクリート柱を一体化する方法であって、上記場所打ちコンクリート杭を形成する際、杭コンクリート打設前に予め、杭頭部を取り囲んで地中から地盤面に達する鋼管部材を配置する第1工程と、杭コンクリートを打設した後、上記場所打ちコンクリート杭の杭頭部位置の杭頭部強度部材を露出させるとともに、上記鋼管部材の下部が該杭頭部強度部材を包囲しつつ地中に残存するように、当該鋼管部材を地盤面上方へ引き上げる第2工程と、引き上げられて地盤面上方に露出された上記鋼管部材の露出部分を上記鋼管充填コンクリート柱の下部とするために、該鋼管部材内に、柱コンクリートを打設して上記杭頭部強度部材を埋設する第3工程とからなることを特徴とする。
【0006】
前記第2工程の露出作業は、前記杭頭部の杭コンクリートを吸引除去することにより実行されることを特徴とする。
【0007】
前記第2工程の引き上げ作業は、杭コンクリートの未硬化状態で実行されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明にかかる杭と柱の一体化施工方法にあっては、場所打ちコンクリート杭に鋼管充填コンクリート柱を、作業性良好に一体化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下に、本発明にかかる杭と柱の一体化施工方法の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる杭と柱の一体化施工方法は基本的には、図1に示す手順で実施される。まず、場所打ちコンクリート杭1を構築する。構築に際しては、杭コンクリート2打設前に予め、杭頭部3を取り囲んで地中から地盤面Gに達する鋼管部材4を配設する。具体的には、杭孔5を形成する前に、杭1を構築する箇所に、地盤面Gから地中へ向かって中空筒体状の鋼管部材4を打設する。鋼管部材4は平面断面が円形であっても、それ以外の多角形状であっても良い。
【0010】
鋼管部材4は、後述する引き上げ作業によって、一部が地中に埋設された状態で、地盤面G上方に露出される部分が鋼管充填コンクリート柱6の下部を形成できる長さ寸法で形成される。またこの鋼管部材4は、現場打ちコンクリート杭1を構築したときに、杭頭部3の周りを当該鋼管部材4で取り囲むことができる打設深さで地中に打ち込まれる。「地盤面Gに達する」とは、鋼管部材4で杭頭部3を取り囲み得るとともに、後述する引き上げ作業に際し鋼管部材4に対して必要な取り合いが可能であるように、鋼管部材4の上端部が地盤面Gから僅かに突出するだけでもよく、従ってそれ以上突出させても良い。そしてこの鋼管部材4は、その上端部が少なくとも杭頭部3位置よりも僅かに高い位置にセットされて、杭1の構築時に各種作業に利用されるスタンドパイプとして兼用される。
【0011】
鋼管部材4を打設したならば、一般周知の方法によって鋼管部材4内方に現場打ちコンクリート杭1を構築する。略述すると、まず、杭孔5を形成する。この際、例えば掘削土砂を泥水とともに吸い上げて排出しつつ、掘削を進めていく。次いで、杭孔5内に鉄筋籠や鉄骨部材などの強度部材を挿入する。その後、トレミー管7で杭コンクリート2を、予め設定した杭頭部3位置まで打設する。これにより、地中から地盤面Gに達する鋼管部材4を配置した状態で、鉄骨部材や鉄筋籠などの強度部材を内部に有する現場打ちコンクリート杭1が形成される(図1(a)参照)。
【0012】
次いで、杭コンクリートを打設した後、杭コンクリート2が未硬化の状態で、杭頭部3位置の強度部材を露出させる。図示例にあっては、鉄筋コンクリート杭が示されていて、杭頭部3位置の鉄筋8が露出される。露出作業はいわゆる杭頭処理に相当し、吸引ホース9で、杭頭部3の不良なコンクリート部分を除去することによって行われる。未硬化状態であるので、吸引ホース9などの吸引作用で容易かつ迅速に杭頭部3の不良コンクリート部分を除去して鉄筋8を杭頭部3から上方へ露出させることができる。露出作業は、吸引によるほか、適宜な方法を採用することができる(図1(b)参照)。
【0013】
その後、鋼管部材4の下部が杭頭部3から露出された鉄筋8を包囲した状態で地中に残存するように、鋼管部材4をクレーンなどで地盤面G上方へ引き上げる。この引き上げ作業は杭コンクリート2の未硬化状態で実施され、従って比較的小さな揚重能力で速やかに鋼管部材4を引き上げることができる。地中への鋼管部材4の残存量は、後述する柱コンクリート10で埋設される杭頭部3の鉄筋8の作用も相俟って、杭1と柱6との相互間で必要な応力伝達を確保できる程度でよい。従ってまた、鋼管部材4の地盤面G上への露出量は、当該露出部分が鋼管充填コンクリート柱6に要求されるコンファインド効果を確保できる程度でよい。
【0014】
鋼管部材4には予め、地中と接する外周面や杭コンクリート2と接する内周面に、剥離性もしくは潤滑性を発揮するコーティングを形成しておくようにしても良い。このようにすれば、比較的長大な鋼管部材4であっても、円滑・迅速に引き上げ作業を行うことができる(図1(c)参照)。図示しないけれども、引き上げた鋼管部材4が沈下しないように、仮受材などの支持部材で当該鋼管部材4を支持することが好ましい。
【0015】
ところで、この杭頭部3の鉄筋8の露出作業と鋼管部材4の引き上げ作業は、先に鋼管部材4の引き上げを行い、その後に杭頭部3位置の鉄筋8を露出させるように、順序を逆にして施工してもよいことはもちろんである。しかしながら、露出作業の利便性からすれば、引き上げ作業前に露出作業を行うことが好ましい。
【0016】
その後、引き上げられて地盤面G上方に露出された鋼管部材4の露出部分を鋼管充填コンクリート柱6の下部とするために、鋼管部材4内に上方から柱コンクリート10を打設し、この柱コンクリート10で杭頭部3に露出している鉄筋8を埋設する。このように柱コンクリート10で杭頭部3の鉄筋8を埋設することにより、地中から地盤面G上方に露出された鋼管部材4を構造強度的に複合させた形態で、柱コンクリート10が充填されて構築される鋼管充填コンクリート柱6と、現場打ちコンクリート杭1とを一体化することができる(図1(d)参照)。図示例にあっては、現場打ちコンクリート杭1として鉄筋コンクリート杭を例示して説明したが、鉄骨コンクリート杭であっても、また鉄骨・鉄筋コンクリート杭であっても、同様に施工することができる。
【0017】
このような杭と柱の一体化施工方法は、フーチングを備えない形態の一般的な建物の構築に好適であることはもちろんのこと、橋梁の脚部を構築する際にも、好ましく適用することができる。図2には、上記実施形態にかかる杭と柱の一体化施工方法を適用した橋梁の施工手順が示されている。図2では、「1.鋼管打設ステップ」から「11.踏座工ステップ」までが、正面視、側面視および平面視で示されているとともに、「12.橋桁工ステップ」は側面視で示されている。図示に従って説明すると、まず、所望数の鋼管部材4を所定の箇所に打設する(1.鋼管打設ステップ)。次いで、各鋼管部材4を利用してその内方に杭孔5を掘削する(2.基礎杭工(掘削)ステップ)。次いで、杭孔5内に鉄筋や鉄骨などの強度部材を挿入し、さらに杭コンクリート2を打設する(3.基礎杭工(コンクリート打設)ステップ)。
【0018】
次いで、杭コンクリート2が未硬化状態で、吸引ホース9などを利用した吸引処理により杭頭部3の不良コンクリートを除去して、鋼管部材4内で鉄筋などの強度部材を杭頭部3に露出させる(4.杭頭処理工ステップ)。次いで、杭コンクリート2が未硬化状態で、杭頭部3の強度部材を包囲しつつ地中に残存する態様で、鋼管部材4を地盤面G上方へ引き上げる(5.鋼管引抜工ステップ)。次いで、引き上げた鋼管部材4が沈下しないよう、鋼管部材4をその外周に配設した仮受材11で支持する(6.鋼管仮受工ステップ)。
【0019】
次いで、各鋼管部材4内に上方からコンクリート10を打設して鋼管充填コンクリート柱形式の橋台12をそれぞれ構築する。これにより、杭施工用の鋼管部材4を橋台12の主体として利用する(7.橋台工(コンクリート打設)ステップ)。次いで、これら橋台12それぞれの上端に小規模な梁様の橋台体13を設置する(8.橋台設置ステップ)。次いで、地盤面Gから橋台体13上に達するスロープ14を形成する気泡混合土を、橋台12を巻き込むようにして打設するための化粧型枠15を設置する。この化粧型枠15は仕上げ材として兼用する(9.化粧型枠設置工ステップ)。次いで、化粧型枠15を利用し、橋台12を巻き込むようにして気泡混合土16を打設してスロープ14を形成する(10.気泡混合土工ステップ)。次いで、橋台12上に踏座17を設置する(11.踏座工ステップ)。
【0020】
以上のような作業手順により、スロープ14付きの橋台12を一対構築する。その後、これらスロープ14を繋ぐために、各橋台12上の踏座17間に橋桁18を掛け渡す(12.橋桁工ステップ)。これにより、上記杭と柱の一体化施工法を利用して橋梁を建設することができる。
【0021】
以上説明した本実施形態にかかる杭と柱の一体化施工方法にあっては、場所打ちコンクリート杭1を形成する際、杭コンクリート2打設前に予め、地中から地盤面Gに達する鋼管部材4を配置してから、杭コンクリート2を打設し、その後、鋼管部材4を引き上げる手順を備えることから、現場打ちコンクリート杭1周りに鋼管部材4を装着するにあたって、当該現場打ちコンクリート杭1周りや鋼管部材4周りでの地盤の掘削や埋め戻しが不要で手間がかからないとともに、杭コンクリート2が硬化するまでの待ち時間も必要がなく、短期間で効率よく現場打ちコンクリート杭1に鋼管部材4を装着することができ、作業性良好に杭1と柱6とを一体化することができる。
【0022】
また、鋼管部材4を、杭コンクリート2打設前には、杭頭部3を取り囲むように配置し、鋼管部材4の引き上げ前もしくは引き上げ後に鉄筋8や鉄骨部材などの強度部材の露出作業を行い、そして鋼管部材4の引き上げ後にその内部に柱コンクリート10を打設して杭頭部3の鉄筋8などの強度部材を埋設するようにして、これによって、引き上げられた地盤面G上方に露出された鋼管部材4の露出部分を鋼管充填コンクリート柱6の下部として形成するようにしたので、杭1と柱6の一体化に寄与する杭頭部3の鉄筋8など強度部材の露出処理の円滑性を確保しつつ、現場打ちコンクリート杭1と鋼管充填コンクリート柱6とを、鋼管部材4を構造強度的に複合させてまさに一体化することができる。
【0023】
また、杭コンクリート2の未硬化状態で、杭頭部3の杭コンクリート2を吸引除去することにより鉄筋8などの強度部材の露出作業を行うようにしたので、簡便にかつ効率よく作業を完了することができる。さらに、杭コンクリート2の未硬化状態で鋼管部材4の引き上げ作業を行うようにしたので、当該作業も簡便かつ円滑に完了することができる。
【0024】
また、本実施形態にかかる杭1と柱6の一体化施工方法による橋梁の施工にあっては、杭施工用の鋼管部材4を引き上げ、その内部にコンクリート10を打設したものを橋台12の主体に利用し、その上に直接踏座17を設置するようにしたので、杭1の施工とは別に橋台12を構築する手間を削減することができる。また、橋台12を構成する鋼管部材4が地中から引き上げられるために汚損されていても、これを巻き込むようにスロープ14を施工するので、鋼管部材4の清掃作業などを省略することができる。また、スロープ14を、橋台12を巻き込むようにして打設される気泡混合土16で施工するようにしていて、これを地中梁として考慮することが可能であり、別途地中梁を施工する手間を削減することができる。また、気泡混合土16の打設型枠を化粧型枠15としたので、仕上げ工を簡素化することができる。これらにより、橋梁工事を省力化することができ、短期日で橋梁を構築することができる。
【0025】
従って例えば、日中の交通量が多い道路や鉄道の上方に橋梁を構築する場合など、夜間のみの施工という制限された条件下であっても、短期間に円滑に施工を完了することができる。また、鋼管部材4を利用した橋台12の施工精度については、小規模な橋台体13を用意して橋台12上に設置することで、必要な精度調整を簡便にかつ精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明にかかる杭と柱の一体化施工方法の好適な一実施形態を示す工程図である。
【図2】本発明にかかる杭と柱の一体化施工方法を用いて橋梁を構築する手順を示す工程図である。
【符号の説明】
【0027】
1 場所打ちコンクリート杭
2 杭コンクリート
3 杭頭部
4 鋼管部材
6 鋼管充填コンクリート柱
8 鉄筋
10 柱コンクリート
G 地盤面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄筋や鉄骨などの強度部材を内部に有する場所打ちコンクリート杭に鋼管充填コンクリート柱を一体化する方法であって、
上記場所打ちコンクリート杭を形成する際、杭コンクリート打設前に予め、杭頭部を取り囲んで地中から地盤面に達する鋼管部材を配置する第1工程と、
杭コンクリートを打設した後、上記場所打ちコンクリート杭の杭頭部位置の杭頭部強度部材を露出させるとともに、上記鋼管部材の下部が該杭頭部強度部材を包囲しつつ地中に残存するように、当該鋼管部材を地盤面上方へ引き上げる第2工程と、
引き上げられて地盤面上方に露出された上記鋼管部材の露出部分を上記鋼管充填コンクリート柱の下部とするために、該鋼管部材内に、柱コンクリートを打設して上記杭頭部強度部材を埋設する第3工程とを含むことを特徴とする杭と柱の一体化施工方法。
【請求項2】
前記第2工程の露出作業は、前記杭頭部の杭コンクリートを吸引除去することにより実行されることを特徴とする請求項1に記載の杭と柱の一体化施工方法。
【請求項3】
前記第2工程の引き上げ作業は、杭コンクリートの未硬化状態で実行されることを特徴とする請求項1または2に記載の杭と柱の一体化施工方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2006−322179(P2006−322179A)
【公開日】平成18年11月30日(2006.11.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−144898(P2005−144898)
【出願日】平成17年5月18日(2005.5.18)
【出願人】(000140292)株式会社奥村組 (469)
【Fターム(参考)】