杭の拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法
【課題】杭の拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを確認することができる拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法を提供する。
【解決手段】杭１４の下端に設けられている拡底部材１が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材１の拡大確認装置Ｓであって、一端部２０ａが拡底部材１の拡底板５に接続され、他端部２０ｂが杭１４の軸方向の中空部１４ａを通って杭１４の上端まで延びるワイヤ２０と、他端部２０ｂが接続され、他端部２０ｂの下方への移動量Ｐを測定する測定手段３０とを備える。
【解決手段】杭１４の下端に設けられている拡底部材１が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材１の拡大確認装置Ｓであって、一端部２０ａが拡底部材１の拡底板５に接続され、他端部２０ｂが杭１４の軸方向の中空部１４ａを通って杭１４の上端まで延びるワイヤ２０と、他端部２０ｂが接続され、他端部２０ｂの下方への移動量Ｐを測定する測定手段３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭の下端に設けられる拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物、構造物等を支持する基礎杭には、構造物等を支える支持力のほか、地震等による外力に対する引き抜き抵抗が要求される。そのため従来から、杭径よりも大きな拡底部を杭の下端に設けた拡底杭が広く知られている。この場合、あらかじめ杭孔の底部に杭径よりも大きな直径をした孔底拡開部を掘削してから、この孔底拡開部内にセメントミルクあるいはコンクリート等を打設して拡底部を設ける。
【０００３】
しかし、このようにして設けられた拡底部が無鉄筋の状態では、拡底杭が十分な支持力および引き抜き抵抗を備えることができない。そのため、杭径よりも大きくなるように拡大させることのできる拡底部材を杭の下端に設け、孔底拡開部内で当該拡底部材を拡大させてからセメントミルクあるいはコンクリートを打設して、拡底部材により補強された拡底部を設ける方法が公知である。
【０００４】
例えば、特許文献１の拡底部材は、杭の下端部に上下１対のバンドを設け、バンド外周面の上下対称位置にそれぞれバンドの長さ方向に沿って湾曲する複数個のアームを、杭の断面方向から見てそれぞれ一端がヒンジを介して他端が杭外側方向へ回動するように開閉可能に軸着すると共に、それぞれ上下の対応するアーム間に杭の長さ方向に沿った複数本の縦筋を連結した構成である。また、特許文献２の拡底部材は、杭の下端に軸支された拡底板が、回転することにより杭の外周面より外側に突出するようにした構成である。
【０００５】
特許文献１及び２に開示された拡底部材は、孔底拡開部内で拡大することにより拡底部を補強する効果を発揮するが、拡底部材が孔底拡開部内で実際に拡大しているか否かを確認する手段はこれまで知られていなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２８７９４３号公報
【特許文献２】特開２００９−２７５４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、杭の拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを確認することができる拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る拡底部材の拡大確認装置は、杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認装置であって、一端部が拡底部材の拡大部に接続され、他端部が杭の軸方向の中空部を通って杭の上端まで延びるワイヤと、前記他端部が接続され、前記他端部の下方への移動量を測定する測定手段とを備えるものである。
【０００９】
この構成によれば、ワイヤの一端部が拡底部材の拡大部に接続されているので、拡大部を径方向外側に拡大させると、一端部は径方向外側に引っ張られ、これに伴い、他端部も下方に引っ張られる。他端部は測定手段に接続されており、他端部の下方への移動量を測定することができる。このとき、拡底部材が完全に拡大した場合の拡大量は予め分かっているので、他端部の移動量が拡大量に相当すれば、拡底部材が完全に拡大していると判断でき、他端部の移動量が拡大量に満たなければ、拡底部材が正確に拡大していないと判断できる。その結果、本発明によれば、杭の拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを確認することができる。
【００１０】
上記において、前記測定手段は、杭の上端に脱着可能に連結される埋設ロッドに設けられていることが好ましい。
【００１１】
埋設ロッドは、杭の上端に着脱可能に連結され、杭を杭孔に埋設し、拡底部材を拡大させる際に使用されるものである。この埋設ロッドに測定手段を設けることで、杭の埋設と拡底部材の拡大を行うとともに、拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを容易に確認することができる。
【００１２】
上記において、前記測定手段は、前記他端部が接続される検出体と、前記検出体を上方に付勢するバネと、前記検出体がバネに抗して下方へ移動する移動量を表示する表示手段とを備えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、ワイヤの他端部は上方に付勢されており、ワイヤがたるむのを防止できるため、測定手段によって他端部の移動量を正確に測定でき、拡底部材の拡大の成否を正しく確認することができる。
【００１４】
上記において、前記中空部を延びるワイヤを、杭の下端において径方向外側へ案内するガイドを備えることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、測定手段と拡底部材の拡大部とに接続されたワイヤの移動をスムーズにすることができるため、他端部の移動量を正確に測定でき、拡底部材の拡大の成否を正しく確認することができる。
【００１６】
また、上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る拡底部材の拡大確認方法は、杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認方法であって、ワイヤの一端部を拡底部材の拡大部に接続するとともに、他端部を杭の軸方向の中空部を通して杭の上端まで延ばし、他端部の移動量を測定可能な測定手段に接続する工程と、杭を杭孔に埋設し、前記拡大部を拡大させる工程と、前記他端部の移動量を測定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
かかる構成による拡底部材の拡大確認方法の作用効果はすでに述べた通りであり、本発明によれば、杭の拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】拡底部材の拡大確認装置の使用状態の一例を示す斜視図
【図２】図１の部分断面図
【図３】拡底部材の外観構成を示す斜視図
【図４】拡底部材の構成を示す縦断面図
【図５】拡底板の形状を示す正面図
【図６】拡底板の姿勢変換を説明するための図
【図７】測定手段の正面図、平面図、及び側面図
【図８】拡底板が拡大したときの拡大確認装置の動作を示す図
【図９】杭（拡底杭）の施工手順を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、拡底部材の拡大確認装置の使用状態の一例を示す斜視図である。図２は、図１の部分断面図である。本発明の拡大確認装置Ｓは、杭１４の下端に設けられている拡底部材１が径方向外側に拡大したか否かを確認するためのものである。
【００２０】
＜拡底部材の構成＞
図３は、拡底部材１の外観構成を示す斜視図である。図４は、拡底部材１の構成を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、拡底部材１の中心軸をＯとし、図３の上側を拡底部材１の上側、図３の下側を拡底部材１の下側とする。
【００２１】
拡底部材１の上部には支持板２が配置され、下部には座板３が配置される。支持板２と座板３は、連結部材４によって連結される。支持板２および座板３には、それぞれ複数の拡底板５がネジ６により回転可能に軸支される。本実施形態では、拡底板５が拡大部に相当する。
【００２２】
拡底部材１は、支持板２を杭１４の下端に溶接等することにより取り付けられる。拡底部材１が取り付けられる杭１４は、例えば、鋼管杭や、ＰＨＣ杭（プレテンション方式遠心力高強度プレストレストコンクリート杭）、ＲＣ杭（遠心力鉄筋コンクリート杭）等のコンクリート杭等が挙げられる。
【００２３】
支持板２は、中心に貫通孔の開いた円盤状をしている。支持板２の外径は、拡底部材１が取り付けられる杭１４の外径と同じか又は小さくなるように形成されている。なお、施工性や強度等を考慮し、支持板２の外径は杭１４の外径と同じとすることが好ましい。これにより、下端に拡底部材１を取り付けた杭１４を杭孔に挿入する際にも、支持板２が障害とならない。また、支持板２の中心には、貫通孔が設けられており、土砂、セメントミルク等の根固め材が支持板２を通過することができる。支持板２の貫通孔の周囲には、拡底板５をネジ６で取り付けるためのネジ穴が複数形成されている。本実施形態においては、ネジ穴は円周方向に均等に８つ配列して形成されている。
【００２４】
座板３も支持板２と同じように、中心に貫通孔の開いた円盤状をしている。座板３の外径も、拡底部材１が取り付けられる杭１４の外径と同じか又は小さくなるように形成しているが、支持板２と同じように、杭１４の外径と同じとすることが好ましい。座板３にも、拡底板５をネジ６で取り付けるためのネジ穴が８つ形成されている。
【００２５】
連結部材４は、円筒状をしており、上下端には、支持板２と座板３とに連結できるように突出部４ａが設けられている。突出部４ａは、円筒の外側方に突出しており、拡底板５を支持板２および座板３に軸支するためのネジ６によって、支持板２の下面側および座板３の上面側に締結される。なお、拡底板５は、突出部４ａと支持板２との間、および突出部４ａと座板３との間に挟まれる形で軸支される。
【００２６】
拡底板５の形状について、図５を用いて説明する。図５は、拡底板５の正面図である。また、拡底板５の姿勢変換について、図６を用いて説明する。拡底板５は、支持板２および座板３にそれぞれ軸支されているが、ここでは、座板３に軸支されている拡底板５について説明を行なう。なお、支持板２に軸支されている拡底板５の形状は、図３に示すように、座板３に軸支されている拡底板５の形状と鏡映対称となっている。
【００２７】
拡底板５が、ネジ６を中心に反時計回りに回転し、座板３の外径よりも内側に収容された収容姿勢を上方から見た図を図６（ａ）に示す。また、拡底板５が、ネジ６を中心に時計回りに回転し、座板３の外径よりも外側に突出した拡底姿勢を上方から見た図を図６（ｂ）に示す。なお、ここでは、説明を容易にするために、連結部材４は図示していない。
【００２８】
拡底板５は、図５に示すように、扇形状の一部を切り取った、略Ｌ字状をした板から形成されている。しかし、拡底板５は、平板ではなく、収容姿勢および拡底姿勢の両姿勢において、一の拡底板５は、他の拡底板５と一部が重なるため、重なる位置では、拡底板５は部分的に湾曲している。
【００２９】
拡底板５には、扇形状の一部を切り取る切り取り部５ａが形成されている。この切り取り部５ａを形成することで、収容姿勢および拡底姿勢において、拡底板５と、隣接する拡底板５を軸支しているネジ６とが干渉することを防ぐことができる。
【００３０】
また、拡底板５には、最小径部５ｂが形成されており、図６（ａ）の収容姿勢では、隣接する拡底板５の最小径部５ｂどうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成する。この収容姿勢においては、拡底板５の最小径部５ｂが座板３の外周と一致する。
【００３１】
さらに、拡底板５には、最大径部５ｃが形成されており、図６（ｂ）の拡底姿勢では、隣接する拡底板５の最大径部５ｃどうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成する。この拡底姿勢においては、拡底板５の最大径部５ｃが座板３の外周よりも突出する。
【００３２】
また、拡底板５の最大径部５ｃには、抵抗部５ｄが形成されている。板状の抵抗部５ｄは、拡底板５の表面に対して中心軸Ｏ方向に立設されており、拡底部材１を中心軸Ｏの周りに回転させることで外部の抵抗、具体的には、地中の土砂や杭孔に投入されたセメントミルク等、またはこれらの混合物等の抵抗を受ける。抵抗部５ｄは、拡底部材１の円周方向に対して所定の傾きを有しており、拡底部材１を中心軸Ｏを中心に時計回りに回転させる場合には、抵抗部５ｄは抵抗を受けて、拡底板５をネジ６を中心に反時計回りに付勢する。一方、拡底部材１を中心軸Ｏを中心に反時計回りに回転させる場合には、抵抗部５ｄは抵抗を受けて、拡底板５をネジ６を中心に時計回りに付勢する。すなわち、拡底部材１を中心軸Ｏを中心に時計回りに回転させる場合には、拡底板５は収容姿勢を保持し、一方で拡底部材１を中心軸Ｏを中心に反時計回りに回転させる場合には、拡底板５は拡底姿勢を保持しようとする。
【００３３】
＜拡大確認装置の構成＞
拡大確認装置Ｓは、ワイヤ２０と測定手段３０とを備える。ワイヤ２０は、一端部２０ａが拡底部材１の拡底板５に接続され、他端部２０ｂが杭１４の軸方向の中空部１４ａを通って杭１４の上端まで延びている。ワイヤ２０の外径は、例えば３ｍｍである。
【００３４】
測定手段３０は、杭１４の上端に脱着可能に連結される埋設ロッド４０に設けられている。埋設ロッド４０は、ロッド本体４１とキャップ４２とで構成される。ロッド本体４１は、杭１４の埋設及び拡底部材１の拡大を行う際に、上下動及び／又は回転させられる。キャップ４２は、杭１４の上端を覆うようにして、杭１４に連結される。キャップ４２は、筒部４３を備え、筒部４３の下端部には、杭１４の上端の径方向外側に突出する係止ピン１４ｂに対応して、係止ピン１４ｂを挿入する入口４４と回転した係止ピン１４ｂを係止できる収容部４５を形成している。なお、係止ピン１４ｂは、杭１４の上端に周方向に適当な間隔を置いて複数設けられる。キャップ４２の天井部４６には、複数の開孔４７が設けられている。杭１４の中空部１４ａを通って杭１４の上端まで延びたワイヤ２０は、開孔４７を通って測定手段３０へとさらに延びている。
【００３５】
次に、測定手段３０の詳細について説明する。図７は、測定手段３０の正面図、平面図、及び側面図である。測定手段３０は、ワイヤ２０の他端部２０ｂの下方への移動量を測定する機能を有する。測定手段３０は、固定部３１により埋設ロッド４０に固定される。固定部３１は、ロッド本体４１の外周に嵌合する円筒状となっている。固定部３１の側面には、一対の縦板３２，３３が互いに平行に突設されている。一方の縦板３２の外側面には、目盛り３２ａが形成されている。
【００３６】
測定手段３０は、ワイヤ２０の他端部２０ｂが接続される検出体３４と、検出体３４を上方に付勢するバネ３５と、検出体３４がバネ３５に抗して下方へ移動する移動量を表示する表示手段３６を備える。検出体３４は、細長い板状をしており、下端部に他端部２０ｂが連結される。検出体３４は、一対の縦板３２，３３の間に配置されている。検出体３４の下部には、断面略Ｌ字状の指示体３７が設けられている。指示体３７の長辺部３７ａは検出体３４と平行に、短辺部３７ｂは検出体３４と垂直に設けられている。指示体３７は指針３７ｃを備え、表示手段３６は、指針３７ｃと目盛り３２ａとで構成されている。指示体３７の短辺部３７ｂには、縦板３２の下端と対向する面に緩衝材３８を設けている。
【００３７】
バネ３５の上端は、縦板３２と縦板３３との間に渡された梁部材３９に固定され、下端は、検出体３４に固定されており、バネ３５は、検出体３４を縦板３２，３３に対して上方に付勢することができる。
【００３８】
拡大確認装置Ｓは、杭１４の中空部１４ａを延びるワイヤ２０を、杭１４の下端において径方向外側へ案内するサヤ管５０（ガイドに相当）を備えることが好ましい。サヤ管５０は略Ｌ字状のパイプであって、内径はワイヤ２０の外径よりも大きい（図２を参照）。サヤ管５０の一方の開口には、フランジ５１が設けられている。一方、拡底部材１の支持板２には、台座５２が溶接等により固定され、台座５２には、サヤ管５０の外周よりわずかに大きな径を有する貫通孔５３が設けられている（図８を参照）。フランジ５１の下面と貫通孔５３の外周を摺動可能とすることで、サヤ管５０は貫通孔５３を中心として台座５２に対して回動自在に支持される。
【００３９】
拡底部材１の拡底板５が拡大したとき、すなわち拡底板５が収容姿勢から拡底姿勢へと姿勢を変えたときの拡大確認装置Ｓの動作を図８を用いて説明する。図８は、説明の便宜のため、支持板２に軸支されている複数の拡底板５のうち、ワイヤ２０の一端部２０ａが接続された１枚のみを示している。また、収容姿勢の拡底板５を破線で示し、拡底姿勢の拡底板５を実線で示している。
【００４０】
拡底板５が収容姿勢から拡底姿勢へと姿勢を変えると、拡底板５の点Ａは点Ｂへ移動する。このとき、貫通孔５３の位置を基準として、点Ｂまでの距離Ｄ２から点Ａまでの距離Ｄ１を引いた長さＤ２−Ｄ１を拡底部材１の拡大量Ｌとする。
【００４１】
一方、拡底板５が拡大すると、拡底板５に接続されたワイヤ２０の一端部２０ａは貫通孔５３を中心に径方向外側に引っ張られ、これに伴い、他端部２０ｂも下方に引っ張られる。これにより、他端部２０ｂが接続された検出体３４も下方に移動し、検出体３４と連動して指針３７ｃも下方に移動する。指針３７ｃの移動量を目盛り３２ａにより測定することで、他端部２０ｂの移動量Ｐを測定できる。
【００４２】
このとき、拡底部材１の拡大量Ｌは予め分かっているので、他端部２０ｂの移動量Ｐが拡大量Ｌに相当すれば、拡底部材１が完全に拡大していると判断でき、他端部２０ｂの移動量Ｐが拡大量Ｌに満たなければ、拡底部材１が正確に拡大していないと判断できる。
【００４３】
＜拡底杭の施工手順＞
拡底部を下端に設けた杭（拡底杭）の施工手順について、図９を用いて説明する。図９（ａ）のように、初めに、杭１４を挿入するための杭孔１１を地盤１０の所定の深度まで掘削する。次いで、杭孔１１の底部に杭径よりも大きな直径をした孔底拡開部１２を掘削する。孔底拡開部１２を掘削する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、オーガーヘッドに設けた拡大翼を拡翼して拡大掘削する方法が知られている。この孔底拡開部１２内にセメントミルクを投入し、拡大翼を上下反復し、セメントミルクと土砂とを攪拌混合させた混合物１３を孔底拡開部１２に充填する。
【００４４】
拡底部材１は、あらかじめ杭１４の下端に溶接等により固定される。また、杭１４の上端には、測定手段３０を固定した埋設ロッド４０が連結されている（図９では不図示）。拡大確認装置Ｓのワイヤ２０は、一端部２０ａを拡底部材１の拡底板５に接続するとともに、他端部２０ｂを杭１４の軸方向の中空部１４ａを通して杭１４の上端まで延ばす。さらに、他端部２０ｂを測定手段３０に接続する。
【００４５】
次いで、図９（ｂ）のように、下端に拡底部材１を固定した杭１４を、杭孔１１内に挿入する。座板３および支持板２には中心に貫通孔を設けてあり、また、これらの貫通孔は拡底板５によって塞がれていないので、杭１４の中空部１４ａには、セメントミルクと土砂の混合物１３が充填される。
【００４６】
杭１４を杭孔１１に挿入する際には、すべての拡底板５は、収容姿勢としておく。また、挿入過程では杭１４を時計回りに回転させることで、拡底板５は、抵抗部５ｄにセメントミルクと土砂の混合物１３からの抵抗を受け、収容姿勢を保つことができ、挿入する際の障害となりにくい。
【００４７】
杭１４を杭孔１１に挿入していき、拡底部材１が孔底拡開部１２に位置した時点で、杭１４を逆回転、すなわち、反時計回りに回転させる。杭１４を反時計回りに回転させると、拡底板５は、抵抗部５ｄにセメントミルクと土砂の混合物１３からの抵抗を受け、図９（ｃ）のように収容姿勢から拡底姿勢へと姿勢を変える。
【００４８】
このとき、測定手段３０によりワイヤ２０の他端部２０ｂの移動量Ｐを測定する。移動量Ｐを拡底部材１の拡大量Ｌと比較することで、前述のように拡底部材１が孔底拡開部１２内で拡大しているか否かを確認することができる。
【００４９】
拡底板５を拡底姿勢に保持したまま、セメントミルクを固化させる。これにより、拡底板５は、杭１４の外周面より外側に突出した円盤を形成するので、この拡底部材１によれば、大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭１４に形成することができる。
【００５０】
＜別実施形態＞
測定手段３０の構成としては、前述のものに限られず、ワイヤ２０の他端部２０ｂの下方への移動量を測定できる構成であればよい。また、ワイヤ２０の一端部２０ａ及び他端部２０ｂは、それぞれ別のワイヤを介して拡底部材の拡大部及び測定手段に接続されてもよい。ワイヤ同士は、クリップ等のジョイント部材で連結される。
【００５１】
前述の実施形態では、ワイヤ２０の一端部２０ａを、支持板２に軸支されている拡底板５に接続しているが、座板３に軸支されている拡底板５に接続しても構わない。また、本発明の拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法は、前述の拡底部材以外の公知の拡底部材に対して適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 拡底部材
５ 拡底板
１１ 杭孔
１２ 孔底拡開部
１４ 杭
１４ａ 中空部
２０ ワイヤ
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
３０ 測定手段
３４ 検出体
３５ バネ
３６ 表示手段
３７ 指示体
３７ｃ 指針
４０ 埋設ロッド
５０ サヤ管
５２ 台座
５３ 貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭の下端に設けられる拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物、構造物等を支持する基礎杭には、構造物等を支える支持力のほか、地震等による外力に対する引き抜き抵抗が要求される。そのため従来から、杭径よりも大きな拡底部を杭の下端に設けた拡底杭が広く知られている。この場合、あらかじめ杭孔の底部に杭径よりも大きな直径をした孔底拡開部を掘削してから、この孔底拡開部内にセメントミルクあるいはコンクリート等を打設して拡底部を設ける。
【０００３】
しかし、このようにして設けられた拡底部が無鉄筋の状態では、拡底杭が十分な支持力および引き抜き抵抗を備えることができない。そのため、杭径よりも大きくなるように拡大させることのできる拡底部材を杭の下端に設け、孔底拡開部内で当該拡底部材を拡大させてからセメントミルクあるいはコンクリートを打設して、拡底部材により補強された拡底部を設ける方法が公知である。
【０００４】
例えば、特許文献１の拡底部材は、杭の下端部に上下１対のバンドを設け、バンド外周面の上下対称位置にそれぞれバンドの長さ方向に沿って湾曲する複数個のアームを、杭の断面方向から見てそれぞれ一端がヒンジを介して他端が杭外側方向へ回動するように開閉可能に軸着すると共に、それぞれ上下の対応するアーム間に杭の長さ方向に沿った複数本の縦筋を連結した構成である。また、特許文献２の拡底部材は、杭の下端に軸支された拡底板が、回転することにより杭の外周面より外側に突出するようにした構成である。
【０００５】
特許文献１及び２に開示された拡底部材は、孔底拡開部内で拡大することにより拡底部を補強する効果を発揮するが、拡底部材が孔底拡開部内で実際に拡大しているか否かを確認する手段はこれまで知られていなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２８７９４３号公報
【特許文献２】特開２００９−２７５４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、杭の拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを確認することができる拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る拡底部材の拡大確認装置は、杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認装置であって、一端部が拡底部材の拡大部に接続され、他端部が杭の軸方向の中空部を通って杭の上端まで延びるワイヤと、前記他端部が接続され、前記他端部の下方への移動量を測定する測定手段とを備えるものである。
【０００９】
この構成によれば、ワイヤの一端部が拡底部材の拡大部に接続されているので、拡大部を径方向外側に拡大させると、一端部は径方向外側に引っ張られ、これに伴い、他端部も下方に引っ張られる。他端部は測定手段に接続されており、他端部の下方への移動量を測定することができる。このとき、拡底部材が完全に拡大した場合の拡大量は予め分かっているので、他端部の移動量が拡大量に相当すれば、拡底部材が完全に拡大していると判断でき、他端部の移動量が拡大量に満たなければ、拡底部材が正確に拡大していないと判断できる。その結果、本発明によれば、杭の拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを確認することができる。
【００１０】
上記において、前記測定手段は、杭の上端に脱着可能に連結される埋設ロッドに設けられていることが好ましい。
【００１１】
埋設ロッドは、杭の上端に着脱可能に連結され、杭を杭孔に埋設し、拡底部材を拡大させる際に使用されるものである。この埋設ロッドに測定手段を設けることで、杭の埋設と拡底部材の拡大を行うとともに、拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを容易に確認することができる。
【００１２】
上記において、前記測定手段は、前記他端部が接続される検出体と、前記検出体を上方に付勢するバネと、前記検出体がバネに抗して下方へ移動する移動量を表示する表示手段とを備えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、ワイヤの他端部は上方に付勢されており、ワイヤがたるむのを防止できるため、測定手段によって他端部の移動量を正確に測定でき、拡底部材の拡大の成否を正しく確認することができる。
【００１４】
上記において、前記中空部を延びるワイヤを、杭の下端において径方向外側へ案内するガイドを備えることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、測定手段と拡底部材の拡大部とに接続されたワイヤの移動をスムーズにすることができるため、他端部の移動量を正確に測定でき、拡底部材の拡大の成否を正しく確認することができる。
【００１６】
また、上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る拡底部材の拡大確認方法は、杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認方法であって、ワイヤの一端部を拡底部材の拡大部に接続するとともに、他端部を杭の軸方向の中空部を通して杭の上端まで延ばし、他端部の移動量を測定可能な測定手段に接続する工程と、杭を杭孔に埋設し、前記拡大部を拡大させる工程と、前記他端部の移動量を測定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
かかる構成による拡底部材の拡大確認方法の作用効果はすでに述べた通りであり、本発明によれば、杭の拡底部材が孔底拡開部内で拡大しているか否かを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】拡底部材の拡大確認装置の使用状態の一例を示す斜視図
【図２】図１の部分断面図
【図３】拡底部材の外観構成を示す斜視図
【図４】拡底部材の構成を示す縦断面図
【図５】拡底板の形状を示す正面図
【図６】拡底板の姿勢変換を説明するための図
【図７】測定手段の正面図、平面図、及び側面図
【図８】拡底板が拡大したときの拡大確認装置の動作を示す図
【図９】杭（拡底杭）の施工手順を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、拡底部材の拡大確認装置の使用状態の一例を示す斜視図である。図２は、図１の部分断面図である。本発明の拡大確認装置Ｓは、杭１４の下端に設けられている拡底部材１が径方向外側に拡大したか否かを確認するためのものである。
【００２０】
＜拡底部材の構成＞
図３は、拡底部材１の外観構成を示す斜視図である。図４は、拡底部材１の構成を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、拡底部材１の中心軸をＯとし、図３の上側を拡底部材１の上側、図３の下側を拡底部材１の下側とする。
【００２１】
拡底部材１の上部には支持板２が配置され、下部には座板３が配置される。支持板２と座板３は、連結部材４によって連結される。支持板２および座板３には、それぞれ複数の拡底板５がネジ６により回転可能に軸支される。本実施形態では、拡底板５が拡大部に相当する。
【００２２】
拡底部材１は、支持板２を杭１４の下端に溶接等することにより取り付けられる。拡底部材１が取り付けられる杭１４は、例えば、鋼管杭や、ＰＨＣ杭（プレテンション方式遠心力高強度プレストレストコンクリート杭）、ＲＣ杭（遠心力鉄筋コンクリート杭）等のコンクリート杭等が挙げられる。
【００２３】
支持板２は、中心に貫通孔の開いた円盤状をしている。支持板２の外径は、拡底部材１が取り付けられる杭１４の外径と同じか又は小さくなるように形成されている。なお、施工性や強度等を考慮し、支持板２の外径は杭１４の外径と同じとすることが好ましい。これにより、下端に拡底部材１を取り付けた杭１４を杭孔に挿入する際にも、支持板２が障害とならない。また、支持板２の中心には、貫通孔が設けられており、土砂、セメントミルク等の根固め材が支持板２を通過することができる。支持板２の貫通孔の周囲には、拡底板５をネジ６で取り付けるためのネジ穴が複数形成されている。本実施形態においては、ネジ穴は円周方向に均等に８つ配列して形成されている。
【００２４】
座板３も支持板２と同じように、中心に貫通孔の開いた円盤状をしている。座板３の外径も、拡底部材１が取り付けられる杭１４の外径と同じか又は小さくなるように形成しているが、支持板２と同じように、杭１４の外径と同じとすることが好ましい。座板３にも、拡底板５をネジ６で取り付けるためのネジ穴が８つ形成されている。
【００２５】
連結部材４は、円筒状をしており、上下端には、支持板２と座板３とに連結できるように突出部４ａが設けられている。突出部４ａは、円筒の外側方に突出しており、拡底板５を支持板２および座板３に軸支するためのネジ６によって、支持板２の下面側および座板３の上面側に締結される。なお、拡底板５は、突出部４ａと支持板２との間、および突出部４ａと座板３との間に挟まれる形で軸支される。
【００２６】
拡底板５の形状について、図５を用いて説明する。図５は、拡底板５の正面図である。また、拡底板５の姿勢変換について、図６を用いて説明する。拡底板５は、支持板２および座板３にそれぞれ軸支されているが、ここでは、座板３に軸支されている拡底板５について説明を行なう。なお、支持板２に軸支されている拡底板５の形状は、図３に示すように、座板３に軸支されている拡底板５の形状と鏡映対称となっている。
【００２７】
拡底板５が、ネジ６を中心に反時計回りに回転し、座板３の外径よりも内側に収容された収容姿勢を上方から見た図を図６（ａ）に示す。また、拡底板５が、ネジ６を中心に時計回りに回転し、座板３の外径よりも外側に突出した拡底姿勢を上方から見た図を図６（ｂ）に示す。なお、ここでは、説明を容易にするために、連結部材４は図示していない。
【００２８】
拡底板５は、図５に示すように、扇形状の一部を切り取った、略Ｌ字状をした板から形成されている。しかし、拡底板５は、平板ではなく、収容姿勢および拡底姿勢の両姿勢において、一の拡底板５は、他の拡底板５と一部が重なるため、重なる位置では、拡底板５は部分的に湾曲している。
【００２９】
拡底板５には、扇形状の一部を切り取る切り取り部５ａが形成されている。この切り取り部５ａを形成することで、収容姿勢および拡底姿勢において、拡底板５と、隣接する拡底板５を軸支しているネジ６とが干渉することを防ぐことができる。
【００３０】
また、拡底板５には、最小径部５ｂが形成されており、図６（ａ）の収容姿勢では、隣接する拡底板５の最小径部５ｂどうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成する。この収容姿勢においては、拡底板５の最小径部５ｂが座板３の外周と一致する。
【００３１】
さらに、拡底板５には、最大径部５ｃが形成されており、図６（ｂ）の拡底姿勢では、隣接する拡底板５の最大径部５ｃどうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成する。この拡底姿勢においては、拡底板５の最大径部５ｃが座板３の外周よりも突出する。
【００３２】
また、拡底板５の最大径部５ｃには、抵抗部５ｄが形成されている。板状の抵抗部５ｄは、拡底板５の表面に対して中心軸Ｏ方向に立設されており、拡底部材１を中心軸Ｏの周りに回転させることで外部の抵抗、具体的には、地中の土砂や杭孔に投入されたセメントミルク等、またはこれらの混合物等の抵抗を受ける。抵抗部５ｄは、拡底部材１の円周方向に対して所定の傾きを有しており、拡底部材１を中心軸Ｏを中心に時計回りに回転させる場合には、抵抗部５ｄは抵抗を受けて、拡底板５をネジ６を中心に反時計回りに付勢する。一方、拡底部材１を中心軸Ｏを中心に反時計回りに回転させる場合には、抵抗部５ｄは抵抗を受けて、拡底板５をネジ６を中心に時計回りに付勢する。すなわち、拡底部材１を中心軸Ｏを中心に時計回りに回転させる場合には、拡底板５は収容姿勢を保持し、一方で拡底部材１を中心軸Ｏを中心に反時計回りに回転させる場合には、拡底板５は拡底姿勢を保持しようとする。
【００３３】
＜拡大確認装置の構成＞
拡大確認装置Ｓは、ワイヤ２０と測定手段３０とを備える。ワイヤ２０は、一端部２０ａが拡底部材１の拡底板５に接続され、他端部２０ｂが杭１４の軸方向の中空部１４ａを通って杭１４の上端まで延びている。ワイヤ２０の外径は、例えば３ｍｍである。
【００３４】
測定手段３０は、杭１４の上端に脱着可能に連結される埋設ロッド４０に設けられている。埋設ロッド４０は、ロッド本体４１とキャップ４２とで構成される。ロッド本体４１は、杭１４の埋設及び拡底部材１の拡大を行う際に、上下動及び／又は回転させられる。キャップ４２は、杭１４の上端を覆うようにして、杭１４に連結される。キャップ４２は、筒部４３を備え、筒部４３の下端部には、杭１４の上端の径方向外側に突出する係止ピン１４ｂに対応して、係止ピン１４ｂを挿入する入口４４と回転した係止ピン１４ｂを係止できる収容部４５を形成している。なお、係止ピン１４ｂは、杭１４の上端に周方向に適当な間隔を置いて複数設けられる。キャップ４２の天井部４６には、複数の開孔４７が設けられている。杭１４の中空部１４ａを通って杭１４の上端まで延びたワイヤ２０は、開孔４７を通って測定手段３０へとさらに延びている。
【００３５】
次に、測定手段３０の詳細について説明する。図７は、測定手段３０の正面図、平面図、及び側面図である。測定手段３０は、ワイヤ２０の他端部２０ｂの下方への移動量を測定する機能を有する。測定手段３０は、固定部３１により埋設ロッド４０に固定される。固定部３１は、ロッド本体４１の外周に嵌合する円筒状となっている。固定部３１の側面には、一対の縦板３２，３３が互いに平行に突設されている。一方の縦板３２の外側面には、目盛り３２ａが形成されている。
【００３６】
測定手段３０は、ワイヤ２０の他端部２０ｂが接続される検出体３４と、検出体３４を上方に付勢するバネ３５と、検出体３４がバネ３５に抗して下方へ移動する移動量を表示する表示手段３６を備える。検出体３４は、細長い板状をしており、下端部に他端部２０ｂが連結される。検出体３４は、一対の縦板３２，３３の間に配置されている。検出体３４の下部には、断面略Ｌ字状の指示体３７が設けられている。指示体３７の長辺部３７ａは検出体３４と平行に、短辺部３７ｂは検出体３４と垂直に設けられている。指示体３７は指針３７ｃを備え、表示手段３６は、指針３７ｃと目盛り３２ａとで構成されている。指示体３７の短辺部３７ｂには、縦板３２の下端と対向する面に緩衝材３８を設けている。
【００３７】
バネ３５の上端は、縦板３２と縦板３３との間に渡された梁部材３９に固定され、下端は、検出体３４に固定されており、バネ３５は、検出体３４を縦板３２，３３に対して上方に付勢することができる。
【００３８】
拡大確認装置Ｓは、杭１４の中空部１４ａを延びるワイヤ２０を、杭１４の下端において径方向外側へ案内するサヤ管５０（ガイドに相当）を備えることが好ましい。サヤ管５０は略Ｌ字状のパイプであって、内径はワイヤ２０の外径よりも大きい（図２を参照）。サヤ管５０の一方の開口には、フランジ５１が設けられている。一方、拡底部材１の支持板２には、台座５２が溶接等により固定され、台座５２には、サヤ管５０の外周よりわずかに大きな径を有する貫通孔５３が設けられている（図８を参照）。フランジ５１の下面と貫通孔５３の外周を摺動可能とすることで、サヤ管５０は貫通孔５３を中心として台座５２に対して回動自在に支持される。
【００３９】
拡底部材１の拡底板５が拡大したとき、すなわち拡底板５が収容姿勢から拡底姿勢へと姿勢を変えたときの拡大確認装置Ｓの動作を図８を用いて説明する。図８は、説明の便宜のため、支持板２に軸支されている複数の拡底板５のうち、ワイヤ２０の一端部２０ａが接続された１枚のみを示している。また、収容姿勢の拡底板５を破線で示し、拡底姿勢の拡底板５を実線で示している。
【００４０】
拡底板５が収容姿勢から拡底姿勢へと姿勢を変えると、拡底板５の点Ａは点Ｂへ移動する。このとき、貫通孔５３の位置を基準として、点Ｂまでの距離Ｄ２から点Ａまでの距離Ｄ１を引いた長さＤ２−Ｄ１を拡底部材１の拡大量Ｌとする。
【００４１】
一方、拡底板５が拡大すると、拡底板５に接続されたワイヤ２０の一端部２０ａは貫通孔５３を中心に径方向外側に引っ張られ、これに伴い、他端部２０ｂも下方に引っ張られる。これにより、他端部２０ｂが接続された検出体３４も下方に移動し、検出体３４と連動して指針３７ｃも下方に移動する。指針３７ｃの移動量を目盛り３２ａにより測定することで、他端部２０ｂの移動量Ｐを測定できる。
【００４２】
このとき、拡底部材１の拡大量Ｌは予め分かっているので、他端部２０ｂの移動量Ｐが拡大量Ｌに相当すれば、拡底部材１が完全に拡大していると判断でき、他端部２０ｂの移動量Ｐが拡大量Ｌに満たなければ、拡底部材１が正確に拡大していないと判断できる。
【００４３】
＜拡底杭の施工手順＞
拡底部を下端に設けた杭（拡底杭）の施工手順について、図９を用いて説明する。図９（ａ）のように、初めに、杭１４を挿入するための杭孔１１を地盤１０の所定の深度まで掘削する。次いで、杭孔１１の底部に杭径よりも大きな直径をした孔底拡開部１２を掘削する。孔底拡開部１２を掘削する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、オーガーヘッドに設けた拡大翼を拡翼して拡大掘削する方法が知られている。この孔底拡開部１２内にセメントミルクを投入し、拡大翼を上下反復し、セメントミルクと土砂とを攪拌混合させた混合物１３を孔底拡開部１２に充填する。
【００４４】
拡底部材１は、あらかじめ杭１４の下端に溶接等により固定される。また、杭１４の上端には、測定手段３０を固定した埋設ロッド４０が連結されている（図９では不図示）。拡大確認装置Ｓのワイヤ２０は、一端部２０ａを拡底部材１の拡底板５に接続するとともに、他端部２０ｂを杭１４の軸方向の中空部１４ａを通して杭１４の上端まで延ばす。さらに、他端部２０ｂを測定手段３０に接続する。
【００４５】
次いで、図９（ｂ）のように、下端に拡底部材１を固定した杭１４を、杭孔１１内に挿入する。座板３および支持板２には中心に貫通孔を設けてあり、また、これらの貫通孔は拡底板５によって塞がれていないので、杭１４の中空部１４ａには、セメントミルクと土砂の混合物１３が充填される。
【００４６】
杭１４を杭孔１１に挿入する際には、すべての拡底板５は、収容姿勢としておく。また、挿入過程では杭１４を時計回りに回転させることで、拡底板５は、抵抗部５ｄにセメントミルクと土砂の混合物１３からの抵抗を受け、収容姿勢を保つことができ、挿入する際の障害となりにくい。
【００４７】
杭１４を杭孔１１に挿入していき、拡底部材１が孔底拡開部１２に位置した時点で、杭１４を逆回転、すなわち、反時計回りに回転させる。杭１４を反時計回りに回転させると、拡底板５は、抵抗部５ｄにセメントミルクと土砂の混合物１３からの抵抗を受け、図９（ｃ）のように収容姿勢から拡底姿勢へと姿勢を変える。
【００４８】
このとき、測定手段３０によりワイヤ２０の他端部２０ｂの移動量Ｐを測定する。移動量Ｐを拡底部材１の拡大量Ｌと比較することで、前述のように拡底部材１が孔底拡開部１２内で拡大しているか否かを確認することができる。
【００４９】
拡底板５を拡底姿勢に保持したまま、セメントミルクを固化させる。これにより、拡底板５は、杭１４の外周面より外側に突出した円盤を形成するので、この拡底部材１によれば、大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭１４に形成することができる。
【００５０】
＜別実施形態＞
測定手段３０の構成としては、前述のものに限られず、ワイヤ２０の他端部２０ｂの下方への移動量を測定できる構成であればよい。また、ワイヤ２０の一端部２０ａ及び他端部２０ｂは、それぞれ別のワイヤを介して拡底部材の拡大部及び測定手段に接続されてもよい。ワイヤ同士は、クリップ等のジョイント部材で連結される。
【００５１】
前述の実施形態では、ワイヤ２０の一端部２０ａを、支持板２に軸支されている拡底板５に接続しているが、座板３に軸支されている拡底板５に接続しても構わない。また、本発明の拡底部材の拡大確認装置及び拡大確認方法は、前述の拡底部材以外の公知の拡底部材に対して適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 拡底部材
５ 拡底板
１１ 杭孔
１２ 孔底拡開部
１４ 杭
１４ａ 中空部
２０ ワイヤ
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
３０ 測定手段
３４ 検出体
３５ バネ
３６ 表示手段
３７ 指示体
３７ｃ 指針
４０ 埋設ロッド
５０ サヤ管
５２ 台座
５３ 貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認装置であって、
一端部が拡底部材の拡大部に接続され、他端部が杭の軸方向の中空部を通って杭の上端まで延びるワイヤと、
前記他端部が接続され、前記他端部の下方への移動量を測定する測定手段とを備える拡底部材の拡大確認装置。
【請求項２】
前記測定手段は、杭の上端に脱着可能に連結される埋設ロッドに設けられている請求項１に記載の拡底部材の拡大確認装置。
【請求項３】
前記測定手段は、前記他端部が接続される検出体と、前記検出体を上方に付勢するバネと、前記検出体がバネに抗して下方へ移動する移動量を表示する表示手段とを備える請求項１又は２に記載の拡底部材の拡大確認装置。
【請求項４】
前記中空部を延びるワイヤを、杭の下端において径方向外側へ案内するガイドを備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の拡底部材の拡大確認装置。
【請求項５】
杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認方法であって、
ワイヤの一端部を拡底部材の拡大部に接続するとともに、他端部を杭の軸方向の中空部を通して杭の上端まで延ばし、他端部の移動量を測定可能な測定手段に接続する工程と、
杭を杭孔に埋設し、前記拡大部を拡大させる工程と、
前記他端部の移動量を測定する工程と、
を含むことを特徴とする拡底部材の拡大確認方法。
【請求項１】
杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認装置であって、
一端部が拡底部材の拡大部に接続され、他端部が杭の軸方向の中空部を通って杭の上端まで延びるワイヤと、
前記他端部が接続され、前記他端部の下方への移動量を測定する測定手段とを備える拡底部材の拡大確認装置。
【請求項２】
前記測定手段は、杭の上端に脱着可能に連結される埋設ロッドに設けられている請求項１に記載の拡底部材の拡大確認装置。
【請求項３】
前記測定手段は、前記他端部が接続される検出体と、前記検出体を上方に付勢するバネと、前記検出体がバネに抗して下方へ移動する移動量を表示する表示手段とを備える請求項１又は２に記載の拡底部材の拡大確認装置。
【請求項４】
前記中空部を延びるワイヤを、杭の下端において径方向外側へ案内するガイドを備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の拡底部材の拡大確認装置。
【請求項５】
杭の下端に設けられている拡底部材が径方向外側に拡大したか否かを確認するための拡底部材の拡大確認方法であって、
ワイヤの一端部を拡底部材の拡大部に接続するとともに、他端部を杭の軸方向の中空部を通して杭の上端まで延ばし、他端部の移動量を測定可能な測定手段に接続する工程と、
杭を杭孔に埋設し、前記拡大部を拡大させる工程と、
前記他端部の移動量を測定する工程と、
を含むことを特徴とする拡底部材の拡大確認方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６７４９３（Ｐ２０１２−１６７４９３Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９８７５（Ｐ２０１１−２９８７５）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（５１１１４５９５９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（５１１１４５９５９）
【Ｆターム（参考）】
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