特許 6909959 杭支持構造物の構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6909959

(24)【登録日】2021年7月8日

(45)【発行日】2021年7月28日

(54)【発明の名称】杭支持構造物の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02B 3/06 20060101AFI20210715BHJP

【ＦＩ】

   E02B3/06

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-8457(P2017-8457)

(22)【出願日】2017年1月20日

(65)【公開番号】特開2018-115514(P2018-115514A)

(43)【公開日】2018年7月26日

【審査請求日】2019年12月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000166627

【氏名又は名称】五洋建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100172096

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 理太

(74)【代理人】

【識別番号】100089886

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 雅雄

(72)【発明者】

【氏名】池野 勝哉

【審査官】 湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１８３３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７００７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３０２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１８３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６４１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９７８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３８５４３２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構築する杭支持構造物の法線方向及び法線直角方向に間隔をおいて複数の杭を打設した後、その杭頭部にプレキャストコンクリート部材を接合させ、前記杭に支持されたプレキャストコンクリート部材間に場所打ちコンクリート部を形成し、前記杭に支持されたプレキャストコンクリート部材間を連結する杭支持構造物の構築方法において、
前記杭と嵌合する複数の嵌合部と、該嵌合部間を連結する一定長さの連結補強材とを備えた補強部材を使用し、
後に形成する前記場所打ちコンクリート部下において隣り合う杭間を前記補強部材で連結し、該隣り合う杭を互いに支持させて補強した後、前記杭に前記プレキャストコンクリート部材を接合させるとともに、該プレキャストコンクリート部材間に場所打ちコンクリートを打設して前記場所打ちコンクリート部を形成することを特徴とする杭支持構造物の構築方法。

【請求項2】

前記補強部材は、嵌合部を直列配置した直線型、嵌合部を三隅に配置した三角形型、嵌合部を四隅に配置した矩形型又はコ字型の何れか一を前記場所打ちコンクリートの位置に合わせて適宜選択して使用する請求項１に記載の杭支持構造物の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、桟橋等の杭頭部にコンクリート製の上部工が接合された杭支持構造物の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、桟橋等の杭支持構造物の構築においては、複数の鋼管杭を打設した後、海上において、足場設置、支保工設置、杭頭処理工等の各作業を行うとともに、鋼管杭間に架け渡した支保工を利用して鋼管杭間に型枠を形成し、コンクリートを場所打ちすることによってコンクリート製の上部工を形成していた。

【0003】

この杭支持構造物の構築においては、一連の構築作業を海上で行うため、海象・気象条件が悪い場合、鋼管杭が波浪等によって揺動し、各作業に支障を来すおそれがあることから、鋼管杭の打設後に各鋼管杭間を仮設の鋼材で連結し、鋼管杭を互いに支持させるようにしていた。

【0004】

また、鋼管杭間に支保工を架設する場合には、上述の仮設鋼材とともに、或いは、仮設鋼材に代えて支保工によって鋼管杭間を互いに支持させるようにしていた。

【0005】

また、近年では、上部工（梁部分）を構成する１又は複数のプレキャストコンクリート造の既製部材（以下、プレキャストコンクリート部材という）を予め陸上の工場又は製作ヤードで製造し、それを施工現場に搬送し、鋼管杭の頭部にクレーン等を用いてプレキャストコンクリート部材を支持させ、その状態で杭頭部とプレキャストコンクリート部材との間に場所打ちコンクリートを打設することにより接合させるようにした工法（以下、ＰＣａブロック工法という）が用いられ、工期短縮及び品質向上が図られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0006】

尚、上部工を複数のプレキャストコンクリート部材によって構成する場合には、各プレキャストコンクリート部材間に場所打ちコンクリートを打設し、各プレキャストコンクリート部材間を接続するようにしている。

【0007】

このＰＣａブロック工法は、複数のプレキャストコンクリート部材に分割することにより、各プレキャストコンクリート部材を揚重・移送させる起重機船等の装置が小規模のものでよく、その分、費用の低減及び狭い水域など大型船の移動が制限される場所でも施工可能という利点も備えている。

【0008】

一方、この種の杭支持構造物では、各鋼管杭間をストラットと呼ばれる補強鋼材によって連結し、鋼管杭を互いに支持させることにより、水平剛性及び水平耐力を増加させる補強方法（以下、ストラット工法という）が知られている（例えば、特許文献２を参照）。

【0009】

このストラット工法では、各杭の水平剛性及び水平耐力が増加することによって、鋼管杭の小断面化や杭本数を削減し、コストの低減を図ることもできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００１−２８８７２５号公報

【特許文献2】特開平９−２３５７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、上述の如きＰＣａブロック工法においては、型枠設置のために各鋼管杭間に支保工を架け渡す必要がなく、その分の費用の削減及び工期の短縮を図ることができるという利点があるが、その一方で、海象・気象条件が悪い場合には、鋼管杭が波浪等によって揺動するおそれがあることから、各鋼管杭間を仮設の鋼材で連結する必要があり、そのため、支保工を省略できるというＰＣａブロック工法の利点が生かし切れていないという問題があった。

【0012】

一方、従来のストラット工法では、波浪等による外力が作用することが予想される方向の補強を主としたものであり、ＰＣａブロック工法との併用が想定されていなかった。

【0013】

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、プレキャストコンクリート部材の設置を効率よく行え、且つ、構造物の補強を図ることができる杭支持構造物の構築方法の提供を目的としてなされたものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、構築する杭支持構造物の法線方向及び法線直角方向に間隔をおいて複数の杭を打設した後、その杭頭部にプレキャストコンクリート部材を接合させ、前記杭に支持されたプレキャストコンクリート部材間に場所打ちコンクリート部を形成し、前記杭に支持されたプレキャストコンクリート部材間を連結する杭支持構造物の構築方法において、前記杭と嵌合する複数の嵌合部と、該嵌合部間を連結する一定長さの連結補強材とを備えた補強部材を使用し、後に形成する前記場所打ちコンクリート部下において隣り合う杭間を前記補強部材で連結し、該隣り合う杭を互いに支持させて補強した後、前記杭に前記プレキャストコンクリート部材を接合させるとともに、該プレキャストコンクリート部材間に場所打ちコンクリートを打設して前記場所打ちコンクリート部を形成する杭支持構造物の構築方法にある。

【0015】

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記補強部材は、嵌合部を直列配置した直線型、嵌合部を三隅に配置した三角形型、嵌合部を四隅に配置した矩形型又はコ字型の何れか一を前記場所打ちコンクリートの位置に合わせて適宜選択して使用することにある。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る杭支持構造物の構築方法は、上述したように、構築する杭支持構造物の法線方向及び法線直角方向に間隔をおいて複数の杭を打設した後、その杭頭部にプレキャストコンクリート部材を接合させ、前記杭に支持されたプレキャストコンクリート部材間に場所打ちコンクリート部を形成し、前記杭に支持されたプレキャストコンクリート部材間を連結する杭支持構造物の構築方法において、前記杭と嵌合する複数の嵌合部と、該嵌合部間を連結する一定長さの連結補強材とを備えた補強部材を使用し、後に形成する前記場所打ちコンクリート部下において隣り合う杭間を前記補強部材で連結し、該隣り合う杭を互いに支持させて補強した後、前記杭に前記プレキャストコンクリート部材を接合させるとともに、該プレキャストコンクリート部材間に場所打ちコンクリートを打設して前記場所打ちコンクリート部を形成することにより、支保工や仮固定用の鋼材を用いずに杭の位置決めを容易に行うことができるとともに、杭支持構造物全体の剛性を向上させることができる。

【0017】

また、本発明において、前記補強部材は、嵌合部を直列配置した直線型、嵌合部を三隅に配置した三角形型、嵌合部を四隅に配置した矩形型又はコ字型の何れか一を前記場所打ちコンクリートの位置に合わせて適宜選択して使用することにより、パターン化された形状の複数の補強部材の組み合わせによって、様々なプレキャストコンクリート部材の配置に容易に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】(ａ)は本発明に係る杭支持構造物の構築方法により構築された杭支持構造物の一例を示す側面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線矢視図である。

【図2】図1中の補強部材を示す平面図であって、（ａ）は直線型、（ｂ）三角型、（ｃ）は矩形型、（ｄ）はコ字型である。

【図3】補強部材の取り付け状態を示す平面図、（ｂ）は同縦断面図である。

【図4】(ａ)は本発明に係る杭支持構造物の構築方法における補強部材取り付け作業の初期段階の状態を示す側面図、（ｂ）は同平面図である。

【図5】(ａ)は同上の補強部材取り付け作業の後段階の状態を示す側面図、（ｂ）は同平面図である。

【図6】(ａ)は同上のプレキャストコンクリート部材の取り付け作業の状態を示す側面図、（ｂ）は同平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、本発明に係る杭支持構造物の構築方法の実施態様を図１〜図６に示した実施例に基づいて説明する。

【0020】

図１(ａ)は本発明により構築された杭支持構造物１の側面図、図１（ｂ）は同Ａ-Ａ線矢視図である。尚、図１(ａ)中の右側を陸側、左側を沖側とし、図１（ｂ）中に示す方向をそれぞれ構築する杭支持構造物１の法線方向及び法線直角方向（以下、法直方向という）として説明する。

【0021】

杭支持構造物１は、図１に示すように、法線方向及び法直方向に間隔をおいて水底地盤２に打設された複数の鋼管杭３，３…と、鋼管杭３，３…に支持されたプレキャストコンクリート部材４，４…と、プレキャストコンクリート部材４，４間を連結する場所打ちコンクリート１１とを備え、プレキャストコンクリート部材４，４…と場所打ちコンクリート１１とによって梁部５を成し、その梁部５上に床版部６が形成され、梁部５と床版部６とにより上部工７を成している。

【0022】

また、この杭支持構造物１では、鋼管杭３と嵌合する複数の嵌合部８，８…と、嵌合部８，８間を連結する一定長さの連結補強材９とを備えた補強部材１０ａ〜１０ｄを使用し、鋼管杭３，３…を水底地盤２に打設した後、所定の隣り合う鋼管杭３，３間が補強部材１０ａ〜１０ｄで連結され、その状態で各プレキャストコンクリート部材４，４…を杭頭部に接合する。

【0023】

梁部５は、図１に示すように、複数のプレキャストコンクリート部材４，４…と、各プレキャストコンクリート部材４，４間を連結する場所打ちコンクリート部１１，１１…とを備え、格子状に形成されている。

【0024】

各プレキャストコンクリート部材４，４…は、下面が開口した穴の内側に鞘管１３，１３を備え、鞘管１３，１３内に配置した支承部材が鋼管杭３の杭頭部に支持されることにより仮支持され、嵌合された鞘管１３，１３と杭頭部との間にグラウト等の充填材が打設されることにより杭頭部に接合されるようになっている。

【0025】

また、プレキャストコンクリート部材４は、鞘管１３，１３が間隔を置いて配置された梁状に形成され、隣り合う鋼管杭３，３…に跨って支持されるようになっている。

【0026】

そして、梁部５は、各プレキャストコンクリート部材４，４…を組み合わせ、互いに隣り合うプレキャストコンクリート部材４，４間に場所打ちコンクリート部１１を打設することにより、格子状に形成されている。

【0027】

鞘管１３，１３は、筒状に形成され、杭挿入部に挿入された状態でプレキャストコンクリート部材４と一体化されている。尚、鞘管１３の長さは、図に示すように、プレキャストコンクリート部材４の高さ（上下方向厚さ）より長く形成され、下側がプレキャストコンクリート部材４の下面より突出させたものに限定されず、プレキャストコンクリート部材４の高さ（上下方向厚さ）程度あるいは短く形成されたものでもよい。

【0028】

支承部材は、特に図示しないが、例えば、Ｈ型鋼等によって構成され、鞘管１３，１３の下端から所定の高さ位置において鞘管１３，１３内を直径方向に横切るように配置され、この支承部材が鋼管杭３，３…の杭頭部に支持され、プレキャストコンクリート部材４，４…が鋼管杭３，３…の杭頭部に仮支持できるようになっている。

【0029】

補強部材１０ａ〜１０ｄは、図２に示すように、嵌合部８，８を直列配置した直線型１０ａ、嵌合部８，８…を三隅に配置した三角型１０ｂ、嵌合部８，８…を四隅に配置した矩形型１０ｃ又はコ字型１０ｄを備え、その何れかを適宜選択して使用するようになっている。尚、図１（ｂ）及び図２には、各補強部材１０ａ〜１０ｄを識別し易いように便宜上ハッチングを付している。

【0030】

嵌合部８は、図３に示すように、鋼管杭径よりも大径の円筒状に形成され、鋼管杭３に溶接等によって固定された支持部材１７に支持されるようになっている。

【0031】

また、嵌合部８は、その内周部に係止部材１４，１４…が突設され、鋼管杭３，３…には、その外周面にシアキー等の係合凸体１５が突設されており、嵌合部８と鋼管杭３との間にモルタル等の充填材１６が充填されることにより、鋼管杭３に対し嵌合部８が所定高さ位置に強固に固定されるようになっている。

【0032】

係止部材１４，１４…は、図３に示すスタッド状の他、鋼棒材を周方向に溶接したシアキー等であってもよい。

【0033】

連結補強材９は、それぞれ取り付けられる鋼管杭間３，３の距離に合わせて長さが設定され、杭３，３間の法線直角方向距離と同じ長さの法直方向用連結補強材９ａ、杭３，３間の法線方向距離と同じ長さの法線方向用連結補強材９ｂ、対角線方向に隣り合う杭間距離と同じ長さの対角線用連結補強材９ｃで構成されている。

【0034】

各連結補強材９ａ〜９ｃの長さは、本実施例に示すものに限定されず、自由に設定することができ、例えば、法直方向用連結補強材９ａと法線方向用連結補強材９ｂとが同じ長さ、又は、法直方向用連結補強材９ａが法線方向用連結補強材９ｂよりも長いものであってもよい。

【0035】

そして、各補強部材１０ａ〜１０ｄは、各嵌合部材８，８…の配置と、各嵌合部材８，８間を連結する連結補強材９ａ〜９ｃとの組み合わせによって、嵌合部８，８を直列配置した直線型１０ａ、嵌合部８，８を三隅に配置した三角形型１０ｂ、各嵌合部３，３…を四隅に配置された矩形型１０ｃ又はコ字型１０ｄを成している。

【0036】

尚、各補強部材１０ａ〜１０ｄは、プレキャストコンクリート部材４，４の配置に合わせて、鞘管１３の下側に二段配置に取り付けられるようになっている。

【0037】

次に、具体的な杭支持構造物１の構築方法について説明する。

【0038】

初めに、事前の準備として、構築現場の地形や使用可能な起重機船等のクレーン装置の規模等に基づき、梁部５を構成するプレキャストコンクリート部材４，４…の構成を決定し、工場又は陸上のヤードで各プレキャストコンクリート部材４，４…を成形する。

【0039】

一方、各プレキャストコンクリート部材４，４…の配置と場所打ちコンクリート部１１，１１…の配置を勘案し、各鋼管杭３，３…間を連結する補強部材を直線型１０ａ、三角型１０ｂ、矩形型１０ｃ又はコ字型１０ｄより適宜選択し、必要な各補強部材１０ａ〜１０ｄを事前に工場等で製作する。

【0040】

補強部材１０ａ〜１０ｄの選択は、法線方向及び法直方向で互いに隣り合う鋼管杭３，３…間に場所打ちコンクリート部１１，１１…が介在されるかを確認し、場所打ちコンクリート部１１，１１…下に必ず各補強部材１０ａ〜１０ｄの連結補強部材９ａ〜９ｃが位置し、且つ、最も合理的に補強できるように各補強部材１０ａ〜１０ｄを組み合わせる。

【0041】

例えば、各プレキャストコンクリート部材４，４…が図１に示すように配置される場合、隅部に矩形型１０ｃ及び三角型１０ｂを配置すると、プレキャストコンクリート部材４，４…によって連結される部分にも補強連結材９が配置されるので、直線型を配置することが最も合理的である。

【0042】

このように、各場所打ちコンクリート部１１，１１…の配置と各補強部材１０ａ〜１０ｄの形状とを重ね合わせるとともに、隣り合う補強部材１０ａ〜１０ｄの重複等を総合的に考慮し、合理的な配置を決定する。

【0043】

次に、水底地盤２に鋼管杭３，３…を法線方向及び法直方向にそれぞれ所定の間隔を置いて打設する。

【0044】

その際、打設された各鋼管杭３，３…は、それぞれ独立して立設された状態にあり、波浪やその他の外力が作用する状態にある。

【0045】

そこで、先ず、図４に示すように、下段側の所定の配置に各補強部材１０ａ〜１０ｄを取付け、各鋼管杭３，３…間を連結し、隣り合う鋼管杭３，３を互いに支持させ、且つ、各鋼管杭３，３…間を互いに位置決めさせる。

【0046】

補強部材１０ａ〜１０ｄの取り付け作業は、基準となる鋼管杭３，３間に跨るように補強部材１０ａ〜１０ｄを取付け、その鋼管杭３，３を互いに支持させることにより補強した後、補強された鋼管杭３，３…の位置に合わせて法線方向及び法線直角方向で互いに隣り合う鋼管杭３，３…の位置を調整する。

【0047】

鋼管杭３，３…の位置調整は、例えば、チェーンブロックの一端を既に補強された鋼管杭３，３…に支持させ、チェーンブロックを介して他方の鋼管杭３，３…の杭頭部を引っ張ることによって位置を合わせる。

【0048】

そして、その状態で隣り合う鋼管杭３，３の杭頭部間が連結されるように補強部材１０ａ〜１０ｄを取り付ける。

【0049】

そして、補強された鋼管杭３を基準とした位置調整と、補強部材１０ａ〜１０ｄの連結作業とを順次繰り返すことにより図５に示す配置のように各補強部材１０ａ〜１０ｄを取り付ける。

【0050】

同様に、図５に示すように、下段側に取り付けられた補強材１０ａ〜１０ｄによって補強された杭を基準にして、上段側の所定の配置に各補強部材１０ａ〜１０ｄを取付け、各鋼管杭３，３…間を連結し、隣り合う鋼管杭３，３を互いに支持させ、且つ、各鋼管杭３，３…間を互いに位置決めさせる。

【0051】

そして、各補強部材１０ａ〜１０ｄの各嵌合部８内にモルタル等の充填材１６を充填し、鋼管杭８に各補強部材１０ａ〜１０ｄを固定する。

【0052】

次に、各プレキャストコンクリート部材４，４…をクレーン船等によって施工現場まで移送し、プレキャストコンクリート部材４，４…をクレーンによって吊上げ、図６に示すように、鞘管１３，１３の位置を対応する各鋼管杭３，３…に合わせた状態で吊り下ろす。

【0053】

その際、各鋼管杭３，３…間に跨って補強部材１０ａ〜１０ｄが取り付けられているので、各鋼管杭３，３…が所定の間隔に保たれるとともに、互いに支持されて揺動が防止されているので容易に位置合わせでき、効率よくプレキャストコンクリート部材４，４…を吊り下ろすことができる。

【0054】

そして、鞘管１３，１３が鋼管杭３，３…の杭頭部の外側に嵌め込まれると、支承部材が杭頭部に支持され、支承部材を介してプレキャストコンクリート部材４，４…が杭に仮支持される。

【0055】

次に、図６に示すように、プレキャストコンクリート部材４，４…を杭頭部に仮支持させた状態で、鞘管１３，１３と鋼管杭３，３…との間の隙間をグラウト等の充填材で充填し、鋼管杭３，３…の杭頭部にプレキャストコンクリート部材４，４…を接合する。

【0056】

また、必要に応じて鋼管杭の杭頭部に場所打ちコンクリートによる中詰めコンクリートを打設してプレキャストコンクリート部材４，４…の設置が完了する。

【0057】

そして、鋼管杭３，３…毎に上述したプレキャストコンクリート部材４，４…の接合作業を行った後、隣り合うプレキャストコンクリート部材４，４間に鉄筋等を配設するとともに型枠を設置し、図１に示すように、場所打ちコンクリートを打設して各プレキャストコンクリート部材４，４…間を連結する場所打ちコンクリート部１１，１１…を形成する。

【0058】

その際、場所打ちコンクリート部１１の両側に配置されるプレキャストコンクリート部材４，４が支持される鋼管杭３，３間に必ず補強部材１０ａ〜１０ｄの補強連結部材９が跨って配置されているので、プレキャストコンクリート部材４，４間が所定の間隔に保持され、誤差なく場所打ちコンクリートを打設することができる。

【0059】

そして、場所打ちコンクリートを養生固化させることにより、鋼管杭３，３…に支持された格子状の梁部５が形成され、梁部５上に場所打ちコンクリート又はプレキャスト床板を設置することにより床版６を設置し、杭支持構造物１が構築される。

【0060】

尚、補強部材１０ａ〜１０ｄの態様は、上述の実施例に限定されず、例えば、３以上の嵌合部８，８…を直列配置し、各嵌合部間を補強連結材９で連結したもの等であってもよい。

【0061】

また、上述の実施例では、杭として鋼管杭を例に説明したが、上部工を支持する杭は鋼管杭に限定されるものではない。

【0062】

さらに、上述の実施例では、プレキャストコンクリート部材４を隣り合う鋼管杭３，３に跨って支持させる形状とした例について説明したが、プレキャストコンクリート部材は、鋼管杭毎に支持させる形状のものでもよく、３以上の複数の鋼管杭に支持させる形状であってもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 杭支持構造物
２ 水底地盤
３ 鋼管杭
４ プレキャストコンクリート部材
５ 梁部
６ 床版部
７ 上部工
８ 嵌合部
９ 補強連結材
１０ 補強部材
１１ 場所打ちコンクリート部
１２ プレキャストコンクリートブロック
１３ 鞘管
１４ 係止部材
１５ 係合凸体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】