JP2000282451A

JP2000282451A - 地盤強化方法

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Publication number: JP2000282451A
Application number: JP11085418A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ando; 裕安藤; Makoto Otsuka; 誠大塚
Original assignee: Fudo Construction Co Ltd
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3524422B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】地盤中に締固めた砂杭を多数造成して地盤の
強化を図る締固砂杭造成工法において、地盤強度が均一
で、施工効率に優れる地盤強化方法を提供すること。【解決手段】地盤中に締固めた砂杭１を多数造成して
地盤の強化を図る締固砂杭造成工法において、砂杭１の
打設を外周部から中央部に向かう方向で行い、前記中央
部においては、前記外周部に比して、砂杭１の置き換え
率を低減せしめて打設する。砂杭１の打設を既設構造物
に近接する側から該既設構造物から離れる側に向かって
行い、該既設構造物から離れるにつれて、砂杭１の置き
換え率を維持又は低減せしめて打設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤中に締固めた
砂杭を多数造成して地盤の強化を図る締固砂杭造成工法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】締固砂杭造成工法は、特公昭６２−２５
８０８号公報などに開示されているように、中空管を地
盤中の設計深度まで貫入した後、地表まで引き抜く過程
で、前記中空管を一定深さ引き抜き管内に投入された砂
等を排出する引き抜き工程と、前記中空管を再び貫入し
て排出砂等を締固める再貫入工程とを繰り返して行うこ
とにより、所定の強度に締固めた砂杭を造成し、地盤を
改良するものである。

【０００３】従来、この締固砂杭造成工法により地盤中
に締固めた砂杭を多数打設する方法としては、例えば、
図９及び図１０（簡略のため、図９と異なり、四角形の
交点に砂杭を打設する態様である。）に示すように、強
化地盤領域２に杭径及び杭長さが同じ数十本〜数百本の
砂杭を砂杭間が等ピッチｐとなるように当初の設計打設
位置で施工していた。すなわち、単位地盤容積に占める
砂杭の容積、所謂砂杭の置き換え率は強化地盤領域２全
体に亘り一定であった。また、その打設方向は、通常、
施工が容易であることから図９中、左側Ａから右側Ｂへ
向かう方向のように、外周部から中心部、中心部から他
側の外周部という一方向のものが一般的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
工法では、打設が進むにつれ、すなわち打設方向側（図
９中、Ｂ側）に近くなる程、既に打設済みの砂杭の近傍
では杭の打設が困難になる場合があった。また、砂杭の
造成施工終了後、土質調査を行ったところ、このような
杭の打設が困難になる場所では地盤強度の改善が過剰で
あり、従って、設計地盤領域全体で、強度的に過剰な部
分が生じるという問題があると共に、不経済でもあっ
た。

【０００５】従って、本発明の目的は、地盤中に締固め
た砂杭を多数造成して地盤の強化を図る締固砂杭造成工
法において、地盤強度に過剰な部分ができず、施工効率
に優れる地盤強化方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意検討を行ったところ、地盤強度に過剰な
部分が生じるのは、砂杭の打設にともなう地盤強化が打
設進行方向に効果的に現れるためであること、従って、
（１）砂杭の打設を外周部から中央部に向う方向で行え
ば、中央部においてこの強化効果がより一層高められる
から、該中央部の砂杭の置き換え率を低減でき、地盤強
度が部分的に過剰とならず均一化されると共に、工期の
短縮などによる施工効率が改善されること、（２）既設
構造物が一方の側に存在する地盤においては、砂杭の打
設を既設構造物に近接する側から遠ざける方向に行え
ば、打設に伴う変位は打設方向に向かうから、既設構造
物への変位影響が低減されることなどを見出し、本発明
を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、地盤中に締固めた砂
杭を多数造成して地盤の強化を図る締固砂杭造成工法に
おいて、砂杭の打設を外周部から中央部に向かう方向で
行い、前記中央部においては、前記外周部に比して、砂
杭の置き換え率を低減せしめて打設することを特徴とす
る地盤強化方法を提供することにある。

【０００８】また、本発明は、地盤中に締固めた砂杭を
多数造成して地盤の強化を図る締固砂杭造成工法におい
て、砂杭の打設を既設構造物に近接する側から該既設構
造物から離れる側に向かって行い、該既設構造物から離
れるにつれて、砂杭の置き換え率を維持又は低減せしめ
て打設することを特徴とする地盤強化方法を提供するも
のである。

【０００９】かかる構成を採ることにより、砂杭の打設
にともなう地盤強化が中央部でより効果的に現れるた
め、前記中央部では、前記外周部に比して、砂杭の置き
換え率を低減できる。砂杭の置き換え率を低減する方法
として、砂杭間のピッチを広げる方法、砂杭径を小さく
する方法又は砂杭長を短くする方法などが採用できるか
ら、強化地盤領域の中央部での砂や砂杭の本数を減少で
き、工期の短縮などによる施工効率が改善されると共
に、地盤強度が均一化される。また、既設構造物が一方
の側に存在する地盤においては、砂杭の打設を既設構造
物に近接する側から該既設構造物から離れる側に向かっ
て行うから、既設構造物への変位影響が低減される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において、締固砂杭造成工
法は公知の工法であって、中空管を地盤中の設計深度ま
で貫入した後、地表まで引き抜く過程で、前記中空管を
一定深さ引き抜き管内に投入された砂等を排出する引き
抜き工程と、前記中空管を再び貫入して排出砂等を締固
める再貫入工程とを繰り返して行うことにより、所定の
強度の締固の砂杭を造成し、地盤を改良するものであ
る。このうち、中空管の上部側に設けられてリーダー側
のラックと噛み合いながら回動される油圧ピニオン機構
により、貫入工程、引き抜き工程及び再貫入工程を行う
ようにしたものが、振動及び騒音問題を生じることなく
締固め力を増大できる点で好ましい。

【００１１】砂としては、砂、砂利、砕石、鉱さいなど
の砂類似粒状材料及びこれらを組み合わせた混合物が挙
げられる。また、本発明の締固砂杭造成工法が適用され
る地盤としては、砂質系地盤及び粘性土系地盤などが挙
げられるが、このうち、特に砂質系地盤に適用すると、
効果が顕著に表れる。

【００１２】本発明の地盤強化方法の砂杭の打設を外周
部から中央部に向かって行う態様について、図１〜図４
を参照して説明する。図１は強化地盤領域が円形の場合
の打設方向、図２は強化地盤領域が四角形の場合の打設
方向、図３は強化地盤領域が円形の場合の他の態様、図
４は強化地盤領域が円形の場合の他の態様の打設方向を
それぞれ示す模式図である。図１中、１は砂杭であり、
矢印は砂杭の打設方向を示す（図２〜図４も同様）。す
なわち、砂杭の打設は先ず、外周部の最外の一周から
時計回り方向で行われ、次いでその内側の周の砂杭の打
設が順次に行われる。この操作が領域でも繰り返さ
れ、続いて、中央部の砂杭が同様に打設される。打設
が行われる回転方向としては、上記以外反時計回りであ
ってもよく、また、１周毎又は任意の周毎に時計回り又
は反時計回りを逆転させてもよい。図２において、図１
と異なる点は、強化地盤領域が四角形である以外は、図
１と同様である。

【００１３】図３において、砂杭の打設は外周部の砂杭
を始めとして、矢印のように中央部に向かう半径方向
で行われる。次いで、反対の方向（向かい側）の外周部
の砂杭から、矢印にように中央部に向かう半径方向で
行われる。そして、この打設を→→→→→
と順次に行う。この方法において、半径方向行き戻り後
の次の方向、すなわち、、、の次の方向としては
上記のように、既存砂杭を等分割する方向、すなわち、
それぞれ、、方向のものが好ましいが、これに限
定されるものではない。

【００１４】図４は砂杭の打設方向が外周部から中央部
に向けて螺旋状に打設されるものである。また、図では
省略するが、砂杭の打設方向が外周部から中央部に向け
て渦巻き状を形成するようなものであってもよい。図３
の半径方向への打設方法及び図４の螺旋状又は渦巻き状
の打設方法は、前記図１の外周部から中央部へ１周毎に
打設される方法を組み合わせて適用してもよい。すなわ
ち、１周毎に所定数を打設した後、半径方向への打設方
法に切り換えてもよく、１周毎に所定数を打設した後、
螺旋状又は渦巻き状の打設方法に切り換えてもよい。

【００１５】次に、砂杭の打設を既設構造物に近接する
側から該既設構造物から離れる側に向かって行う形態の
ものを図５を参照して説明する。図５は締固砂杭造成が
行われた地盤の断面を示す模式図である。地盤１０には
地中構造物５を有する既設構造物３が存在し、既設構造
物３に隣接して道路６の高盛土４を造成する場合であ
り、既設構造物３の向かい側には既設構造物がない。こ
の場合、砂杭１の打設は矢印で示すように既設構造物３
に近接する側から既設構造物３から離れる側に向かって
施工される。これにより、砂杭の打設による地盤の強化
効果は、既設構造物３とは逆の方向に向かうから既設構
造物３への変位影響が低減される。この打設方法は打設
方向が一方向であり、前記のような外周部から中央部へ
向かう打設方法に比して、打設方向側に対する地盤の強
化効果は小さい。従って、この方法においては、砂杭の
置き換え率は、そのまま維持してもよく、場合によって
は既設構造物から離れるに従い、砂杭径Ｄ₁＝Ｄ₂＝Ｄ
₃＝Ｄ₄＝Ｄ₅＞Ｄ₆＝Ｄ₇＝Ｄ₈＝Ｄ₉のように砂杭
径を小さくして、砂杭の置き換え率を低減させてもよ
い。また、既設構造物は地上構造物のみでなく、地中に
あるものも含まれる。

【００１６】強化地盤領域の形状は、特に制限されず、
上記円形状、四角形状の他、図では省略する菱形状、楕
円形状などが挙げられる。また、中央部とは、中心を含
む一定の領域をいい、その範囲は、地盤強化領域の形状
や広さ、地盤の土質、砂杭の打設数、砂杭径及び砂杭長
さなどによって適宜に決定される。

【００１７】次に、中央部又は既設構造物から離れる側
の地盤に対する砂杭の置き換え率、すなわち、強化地盤
領域２における単位地盤容積に占める砂杭の容積を低減
する方法について、図６〜図８の四角形の交点に砂杭を
打設する方法を参照して説明する。図６は、砂杭間のピ
ッチを広げる例を示したものである。図６中、多数の砂
杭１は同一径の同一長さであり、砂杭間のピッチのみを
異にする。すなわち、外周部から中央部に向けて打設さ
れた砂杭は、中央部において、砂杭間ピッチが疎になる
打設方法である。図中、砂杭間のピッチｐ₁〜ｐ₆はｐ
₁＝ｐ₆＜ｐ₂＝ｐ₃＝ｐ₄＝ｐ₅の関係にある。これ
により、外周部に比して、中央部の砂杭の置き換え率が
低減されるから、中央部の過度の強度が緩和され全体と
して均一強度の地盤が得られると共に、砂材料及び砂杭
の本数が削減でき経済的であり、工期も短縮できる。砂
杭間のピッチを広げる形態としては、これに制限され
ず、例えば、ｐ₁＝ｐ₂＝ｐ₅＝ｐ₆＜ｐ₃＝ｐ₄又は
ｐ₁＝ｐ₆＜ｐ₂＝ｐ₅＜ｐ ₃＝ｐ₄の関係としてもよ
い。

【００１８】図７は砂杭径を小さくする例を示したもの
である。図７中、多数の砂杭１は砂杭間同一ピッチの同
一長さであり、砂杭径のみを異にする。すなわち、外周
部から中央部に向けて打設された砂杭は、中央部におい
て、砂杭径が小さくなる打設方法である。図中、砂杭径
ｄ₁〜ｄ₈は、ｄ₁＝ｄ₂＝ｄ₇＝ｄ₈＞ｄ₃＝ｄ₆＞
ｄ₄＝ｄ₅の関係にある。これにより、外周部に比し
て、中央部の砂杭の置き換え率が低減されるから、中央
部の過度の強度が緩和され全体として均一強度の地盤が
得られると共に、砂材料が削減でき経済的である。砂杭
径を小さくする形態としては、これに制限されず、例え
ば、ｄ₁＝ｄ₂＝ｄ₇＝ｄ₈＞ｄ₃＝ｄ₄＝ｄ₅＝ｄ₆
の関係としてもよい。また、砂杭径の調節方法として
は、公知の方法が適用でき、引き抜き工程で排出される
砂量と再貫入工程での再貫入の程度によって調節され
る。例えば、引き抜き工程で排出される砂量が一定の場
合、再貫入工程での再貫入の程度を大きくすれば、砂杭
径の大きなものが得られ、逆に、再貫入工程での再貫入
の程度を小さくすれば、砂杭径の小さなものが得られ
る。

【００１９】図８は強化地盤１０上にタンク７を建設す
る際、中央部の砂杭長を短くする例を示したものであ
る。図８中、多数の砂杭１は砂杭間同一ピッチの同一径
であり、砂杭長のみを異にする。すなわち、外周部から
中央部に向けて打設された砂杭は、中央部において砂杭
長が短くなる打設方法である。図中、砂杭１の長さは、
中央部の３本の砂杭の砂杭長ｈ₂が外周部の他の砂杭の
砂杭長ｈ₁より短い関係にある。これにより、外周部に
比して、中央部の砂杭の置き換え率が低減されるから、
中央部の過度の強度が緩和され全体として均一強度の地
盤が得られると共に、砂材料の削減及び施工時間の短縮
などができ経済的である。

【００２０】また、砂杭の置き換え率を低減する方法と
しては、前述の砂杭間のピッチを広げる方法、砂杭径を
小さくする方法及び砂杭長を短くする方法を組み合わせ
て行ってもよい。具体的には、砂杭間のピッチを広げ且
つ砂杭径を小さくする方法、砂杭間のピッチを広げ且つ
砂杭長を短くする方法、砂杭径を小さくし且つ砂杭長を
短くする方法である。また、砂杭径を小さくする変形例
として、砂杭の上方部の径を大きく、下方部に径を小さ
くする一段又は複数段の段差杭であってもよく、砂杭の
下方部から上方部に向けて径が増大する略テーパ状の杭
であってもよい。

【００２１】

【実施例】本発明の地盤強化方法について、砂質系地盤
に対する図９に示す砂杭の打設位置で、表１に示す施工
仕様の締固砂杭造成工法を行い、施工後の土質調査を行
った。結果は、所定の各測定点におけるＮ値は２２〜２
７でほとんど差がなく、均一強度を有する地盤を造成す
ることができた。Ｎ値は標準貫入試験装置を使用して得
られる値である。なお、中央部は中心から８ｍ以内とし
た。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、砂杭の打設にともなう
地盤強化が中央部でより効果的に現れるため、前記中央
部では、前記外周部に比して、砂杭の置き換え率を低減
できる。これにより、強化地盤領域の中央部での砂や砂
杭の本数を減少でき、工期の短縮などによる施工効率が
改善されると共に、地盤強度に過剰な部分がなく均一化
される。また、既設構造物が一方の側に存在する地盤に
おいては、砂杭の打設を既設構造物に近接する側から該
既設構造物から離れる側に向かって行うから、既設構造
物への変位影響が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地盤強化方法における打設方向の一例
を示す模式図である。

【図２】本発明の地盤強化方法における打設方向の他の
例を示す模式図である。

【図３】本発明の地盤強化方法における打設方向の他の
例を示す模式図である。

【図４】本発明の地盤強化方法における打設方向の他の
例を示す模式図である。

【図５】本発明の他の形態の地盤強化方法における打設
方向を示す模式図である。

【図６】置き換え率の低減方法の一例を示す説明図であ
る。

【図７】置き換え率の低減方法の他の例を示す説明図で
ある。

【図８】置き換え率の低減方法の他の例を示す説明図で
ある。

【図９】従来の締固砂杭造成方法における砂杭の位置図
である。

【図１０】従来の締固砂杭造成方法における砂杭の打設
方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１砂杭２強化地盤領域３既設構造物４高盛土５地中構造物６道路７タンク１０地盤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤中に締固めた砂杭を多数造成して地
盤の強化を図る締固砂杭造成工法において、砂杭の打設
を外周部から中央部に向かう方向で行い、前記中央部に
おいては、前記外周部に比して、砂杭の置き換え率を低
減せしめて打設することを特徴とする地盤強化方法。
【請求項２】地盤中に締固めた砂杭を多数造成して地
盤の強化を図る締固砂杭造成工法において、砂杭の打設
を既設構造物に近接する側から該既設構造物から離れる
側に向かって行い、該既設構造物から離れるにつれて、
砂杭の置き換え率を維持又は低減せしめて打設すること
を特徴とする地盤強化方法。
【請求項３】前記砂杭の置き換え率を低減する方法
が、砂杭間のピッチを広げる方法、砂杭径を小さくする
方法又は砂杭長を短くする方法であることを特徴とする
請求項１又は２記載の地盤強化方法。
【請求項４】前記地盤が、砂質系地盤であることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の地盤強化
方法。