建造物の基礎における「杭工事」は、過去6回ほど記事にしています。
今回は、継杭の溶接工法を紹介します。
継杭とは、必要な杭の長さが、一本の杭では足りない場合に、継手を設けて打設時に連結して打ち込む杭のことをいいます。
先に打ち込む杭が下杭、それに継ぐ杭が上杭と呼ばれます。
例えば、施工杭長が15mという事であれば、上杭C種=7mと下杭A種=8mの2本杭を溶接で連結し施工したりします。
杭の現場継手は、溶接継手と無溶接継手とありますが、今回は溶接継手の半自動溶接という方法を、記述します。
こういった特殊作業には、専用の資格が必要となり、資格を持った技能者が施工に当たります。
継杭溶接の一般的な仕様です。
A.杭の継手の工法は、特記による。
特記がなければ、アーク溶接による溶接継手とする。
B.継手の施工に当たっては、上下杭の軸線を同一線上に合わせる。
C.継手の溶接は、溶接方法に応じた次の技能資格者が行う。
a)手溶接を行う場合は、JIS Z 3801(手溶接技術検定における試験方法及び判定基準)によるA-2H程度、または(社)日本溶接協会規格 WES 8106によるFP-A-2Pの技量を有する者。
b)半自動溶接を行う場合は、JIS Z 3841(半自動溶接技術検定における試験方法及び判定基準) によるSS-2H程度、若しくは(社)日本溶接協会規格 WES 8106によるFP-SS-2P又はFP-SA-2Pの技量を有する者。
c)自動溶接を行う場合は、JIS Z 3841によるSS-2F又はSA-2F以上の技量を有し、自動溶接に 1年以上従事した者。
d)a)又はb)によることが困難な場合は、手溶接にあってはA-2F、半自動溶接にあってはSS-2F又 は、SA-2Fの技量を有し、1又は2と同等以上の能力があると認められる者。
D.溶接施工は、JIS A 7201(遠心力コンクリート杭の施工標準)及び(社)日本溶接協会規格 WES 7601(基礎杭打設時における溶接作業標準)による。
E.溶接部の確認は、JIS A 7201の9.6溶接部の検査による。
F.準備作業
杭継手溶接部における表面の錆・泥土などの溶接に有害な付着物を、ワイヤーブラシ及び布などで除去する。
気温が0℃から-15℃の場合は、溶接部から100㎜以内の部分をプロパンバーナーで36℃以上に余熱してから行う。
G.溶接ワイヤー
溶接ワイヤーは、JISZ3313「軟鋼及び高張力鋼用アーク溶接フラックス入りワイヤー」を使用する。
また、ワイヤー径は、3.2㎜とする。
H.溶接機
溶接機は、半自動溶接機を使用する
I.溶接施工
a)降雨、または強風(10m/S以上)の時は施工しない。
ただし、ある程度の風で溶接部及び溶接工が影響を受けないようにシートで防護処置を行う場合は、責任技術者の承諾を受けて行う。
b)溶接ワイヤーの保持は、適当なアーク長さと角度を保ち、運棒に注意して十分な溶け込みを確認する。
c)溶接は、全周溶接とし、余盛りは3㎜以下とする。
d)溶接完了後は、スラグを取り除く。
J.外観検査
溶接完了後は、目視によって、溶接部に欠陥がないか検査する。
建込みから、溶接までの作業手順です。
A.上杭の建込
①上杭を下杭と同様の手順で、吊り込む。
②下杭・上杭の溶接端板をウエス・ワイヤーブラシで清掃する。
③下杭に建込バンドを取り付ける。
④上杭を下杭に載せる。
⑤上下の杭軸が一直線になるようにして、溶接開先部の食い違い量は2㎜以下、ルートかんかくは4㎜以下に調整する。
⑥溶接開先部を仮止め溶接する。
⑦建込バンドを外す。
B.継手溶接
①開先部の泥や錆をワイヤーブラシで取り除く。
②継手溶接を行う。
下記写真が、某現場における継杭溶接状況です↓
(クリック拡大)



杭工事は、奥が深いので、これからも度々紹介する予定です。
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今回は杭工事です。
紹介するのは、数ある工法のなかの「圧入工法」です。
杭を構築する工法としては、
打撃系
圧入系
掘削系
ハイブリッド系
等があります。
そのなかの「圧入系」とは、油圧による静荷重を用いて、既製杭を地中に押し込む工法です。
それでは、さっそく施工手順を説明します。
今回の圧入工法(プレボーリング併用)は、「オチパイル圧入工法」です。
「越智建設株式会社」さんのホームページを参考にさせていただきました。
材料(PC既製杭 250mm)も搬入されます↓
(クリック拡大)

・杭芯ずれ対策として専用のパイルスケールを使用します。
・使用するオーガー径は、杭径と同径とします。
・オーガーの鉛直性は、掘削開始前に水準器によりチェックします。
・掘削速度は、孔壁の崩壊や孔曲がりが生じないよう、0.4m/sec以下とします。
3.逆回転でオーガーを引き抜きます。
・急激なオーガーの引抜きにより、先端地盤に負圧が発生し、ボイリングを引起す可能性があるため、引抜き速度は掘削速度に準じます。
・杭の鉛直性は施工助手が2方向以上から確認し、最終的には、杭に水準器等を用いてチェックします。
5.油圧で所定の高さまで、杭を圧入します。
(クリック拡大)

・押込み速度は、鉛直性を確保するため、砂質土、粘性土とも0.2m/sec以下とします。
以上で完了です。
他の工法と違い、とても簡易で迅速な施工が可能です。
また、水やセメントを使用しないため、現場がきれいに仕上がります。
それにしても、杭工事はいろいろな工法があり、また年々進化しているのではないでしょうか。
建築工事標準仕様書・同解説 JASS 3・土工事および山留め工事、JASS 4・杭・地業および基礎工事
建築技術者のためのJASS4杭工事Q&A(2005)
杭工事です。
基礎杭工の本工事の前に、杭の打込み作業や杭の支持力を検討するために、杭打ちする試験用の杭を「試験杭」と称します。
実際に用いられる多くの基礎杭から少数を選び、試験杭とするのが通常です。
支持層が、地盤調査結果通りかを、確認する事も目的のひとつになります。
設計柱状図と対比する事で支持層との相関関係を確認します。
一般的に、試験杭は、構造物毎に打設開始1本目を試験杭とします。
試験杭は設計柱状図ボーリング位置に近い場所で行います。
杭の試験管理項目は下記に記す項目で行い、施工工程毎に施工状態を記録し施工管理を行います。
施工管理項目
1 杭番号
2 施工年月日
3 杭仕様(掘削径、掘削長、鋼管杭径、鋼管継ぎ明細、etc)
4 杭の偏芯量
5 杭の傾斜
6 オーガー駆動装置の電流値(場合により)
7 施工深度
8 支持層管理値
9 溶接部の検査(カラーチェック)
10 溶接部の検査(放射線透過試験・超音波探傷試験)
11 その他必要と認めたもの
試験杭は、工事開始の一番最初に行うことが多く、設計監理立会にて確認をします。
土中の地質がどのようなものなのかは、これから先の杭工事、土工事にも影響してきます。
よって、毎回、毎回緊張することが多いです。
下記写真は、某現場において、既製杭+セメントミルク工法にて杭を打設する際に、試験杭を施工している状況です↓
(クリック拡大)
杭を挿入しています↓

杭の工事監理チェックリスト
杭頭接合工法のひとつである「NCPアンカー」について記述致します。
杭頭補強に関しては、過去に2度ばかり「パイルスタッド」「杭頭補強筋」の記事を掲載しました。
このように、杭と基礎とを接合する工法はいろいろあるのですが、今回紹介する「NCPアンカー工法」は、既製コンクリート杭(PHC杭・ PRC杭)の杭頭端板に設けられた雌ねじに、NCPボルトの雄ねじ部を螺合し、かつ、内面に非螺合部(ねじ無し部)を設けたNCPカプラーを雄ねじ部に装着して締め付ける事により、雌ねじとの接合部の直上に雄ねじの伸び部を形成し、かつ、緊張して接合部に軸力を導入して接合する工法です。
基本的には、下図のような構成になります↓
(クリック拡大)※岡部株式会社カタログ抜粋

NCPアンカー特長としては、下記が挙げられます。
1.迅速で信頼性の高い技術サポートと、確実なトルク管理で取付け強度を確認できます。
2.確実な機械式接合
非螺合部を成型したNCPカプラーを用いて機械的に接合する際、トルクレンチで導入された軸力を管理する事により、1本毎に取付け強度を確認する為、確実で信頼性の高い杭頭接合部を形成出来ます。
これは、確かに非常に簡易な方法です。
3.工期短縮
現場環境及び天候に左右されず、かつ、小さな作業スペースで施工可能であり、特殊技能を必要としないトルクレンチでの作業である為、工程管理が容易であると共に大幅な工期短縮が期待できます。
従来の鉄筋かごを挿入するだけの工法も、工程的には有利だと考えますが、パイルスタッド工法と比較すると、天候等の面で短縮につながります。
4.杭内部処理の低減
杭中空部の残土(土ソイルセメント)の除去量が低減可能なため、残土処理費用も低減できます。
杭径がおおきく、本数も多い場合等は、在来工法に比べ、経済的にかなり有利ではないでしょうか。
5.各社杭メーカーの既製コンクリート杭(PHC杭・PRC杭)に対応し、高支持力杭にも適用可能です。
設計図書に最初から盛り込まれている場合がほとんどで、確認申請の構造図書にも、計算書が添付されます。
それでは、NCPアンカーの施工手順です。
NCPアンカーの取付作業は、杭を打設し捨てコン打設後、かつ基礎ベース配筋前になります。
1.準備作業
杭端板ねじ部の養生
これは、杭打設前に杭頭のネジ部分の孔がセメントミルク等で塞がれないよう、専用スポンジ等で養生します。
養生用のスポンジ・ゴムキャップは各種ねじサイズに合わせたものを使用します。
2.NCPアンカー材料
某現場にて使用した、NCPアンカーです↓
(クリック拡大)

3.ねじ部の清掃
専用研磨機・スポイト等を使用して、雌ネジ部分を清掃します。
某現場にて、清掃状況です↓
(クリック拡大)

4.ねじ深さの確認
ネジの深さをノギス等の計測器にて計り確認します。
5.NCPアンカーの仮締取付
下写真のように、NCPアンカーを取付けて、仮締めを行ないます。
(クリック拡大)

6.NCPアンカー螺合長を確認
アンカーの長さを、スケールで計り確認します。
7.仮締め位置のマーキング
鉄骨工事の高力ボルトと同じ考えで、NCPアンカーのカプラー部分と杭の頭のプレートにそれぞれマーキングをします。
某現場におけるマーキング状況↓
(クリック拡大)

8.NCPアンカーのトルク締付け
指定のトルクまで、レンチを使用して締め付けます。
某現場における締め付け状況及び、トルク確認写真です↓
(クリック拡大)

9.マーキングのズレを確認
最後に、マーキングのずれを確認し完了です↓
(クリック拡大)

わたしが経験した現場においては、杭30本に、それぞれ8本ずつ施工し(30*8=240ヶ所)作業員2名で、半日程度でした。
非常に簡易的で優れた工法ではないでしょうか。
過去に紹介した工法と、今回の工法と、それぞれ比較してみてください。
杭基礎設計便覧平成18年度改訂
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