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既製杭と採熱チューブを用いた地中熱利用技術 地熱トルネード工法®|鋼管・既製コンクリート杭打設工|ジャパンパイル株式会社

ダブルスパイラルチューブ
ダブルスパイラルチューブ
杭施工現場
杭施工現場
杭中空部に設置
杭中空部に設置
施工状況
施工状況
チューブの配置状況 施工後の杭を掘り起こし縦半分に切断して開いた断面
チューブの配置状況
施工後の杭を掘り起こし
縦半分に切断して開いた断面

 

概要

「地熱トルネード工法®」は、建物の基礎杭を利用することで地中熱利用のための掘削費用をゼロとし、杭打ち工事と同時に二重らせん状の採熱チューブ(ダブルスパイラルチューブ。以下、チューブ)も設置できる工法である。
チューブをあらかじめ縮めた状態で既製杭の内部に設置し、杭施工時にチューブを伸長させるため、精度よく所定の位置にチューブを設置できる。
杭頭部からチューブが飛び出さないため、根切り掘削時の障害とならず、スムーズな根切り作業が可能。
また、従来の後入れ工法に比べ、チューブを設置する作業員の人員削減ができるなど、コストダウンを可能とした工法でもある。
既製杭の地中熱利用技術で懸念される杭体性能の低下は、杭周囲の周面摩擦力の低下もなく、支持力に影響する杭体の断面欠損もない。
本工法は、第25回(令和5年度)国土技術開発賞 優秀賞を受賞した。
 
 

特長

  1. 設置孔の掘削が不要
    杭孔を利用するため、チューブ設置孔を別に掘る必要がない。
  2. 断面欠損がなく、杭の支持力に影響しない
    杭中空部にチューブを挿入するので杭体の断面欠損がなく、根固め部区間にはチューブを設置しないため杭の支持力に影響しない。
    チューブを二重らせん状にすることで、チューブの伸縮が可能となり、あらかじめ縮めた状態で杭の中空部に設置し、杭の施工時にはチューブをバネのように伸長させて、所定の深度や位置にチューブを精度よく設置することができる。
  3. 専任の作業員を削減できる
    チューブは従来の人力での設置ではなく、クレーンを用いるため、安全に省力化が図れる。
    さらに杭孔を利用することから、チューブの設置孔を掘削する工事や、チューブを設置するための専任の作業員も不要となる。
    安全に省力化、省人化が図れる工法である。
  4. あらゆるプレボーリング工法に対応
    杭の外径が600㎜以上の既製コンクリート杭や鋼管杭などの既製杭に適用可能で、既製杭で広く使用されているプレボーリング杭工法が主な適用工法である。
    伸長時のチューブの設置深さは最大で30m(配管長は約200m)である。
  5. 根切り作業がスムーズ
    チューブは全て杭の中空部に収まるため、杭頭部に余長チューブはない。
    そのため、根切り作業時に重機を用いて作業してもチューブの破損を防止できる。
  6. 施工コストを削減
    杭との同時施工により、従来工法に比べて約半分のコストで施工が可能。
    現場でのチューブの加工やチューブ同士の継手作業を必要としないため、通常の杭工事の施工時間に加えて杭の継手1カ所当たり数分程度増加するだけで、本来の杭施工の歩掛に影響しない。
    設置に伴う費用(掘削費、設置費)を抑えるとともに、工期短縮も期待される。

 
 

効果

チューブ同士の間隔が均等に保たれることやチューブが杭内壁付近に配置されることによって、チューブ同士の熱干渉が少ない。
そのため、地中熱を取り込みやすく、採熱量が従来工法よりも最大で2倍アップする。
 
 

施工実績

・オフィスビル(愛知県名古屋市)
・ごみ処理施設の管理棟(東京都)
・設計事務所のオフィス(北海道札幌市)他
 
 

施工手順

施工手順
①事前に杭中空部にスパイラルチューブを設置
②チューブの伸長で配置作業
③杭頭部でスパイラルチューブを固定、配置完了。
④杭の回転埋設による従来施工
⑤杭とスパイラルチューブを同時に設置完了
※「スパイラルチューブ」とは、本工法独自の二重らせん状の採熱チューブの名称を指す。

 
 

地熱トルネード工法®に関するQ&A|ジャパンパイル株式会社による回答

Q1.本工法を施工できる会社を教えてください

本工法を用いた杭の施工ができるのは当社のみであり、チューブを設置した杭を施工するところまでを請負います。
地中熱ヒートポンプや設備機器の選定および設計、杭中空部の斫り作業、チューブの水圧検査、チューブの配管作業等は当社の請負い範囲ではありません。
ただし、元請けとなるゼネコンや、配管作業等を実施する設備会社の指定はありません。
また、ダブルスパイラルチューブのみの販売はできません。

 

Q2.本工法を適用できる杭仕様を教えてください

チューブが設置できる杭長は、8~30m、杭径は600~1200mmとなります。

 

Q3.採放熱性能はどの程度ですか?

本工法は長期の実験結果によって、表に示す設計情報を確認しています。
 
採放熱性能

 

Q4.納期はどの程度ですか?

採用本数により異なりますが、2~4カ月となります。

 

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