JP2001073358A - 杭孔内への既製杭の埋設方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】掘削土の地質によらず、シルト等の地質であっ
ても根固め部の品質を高め、既製杭の表面の泥土膜付着
を防止してソイルセメント等との一体性を高める。 【解決手段】 節杭１０より大径の杭孔軸部２を掘削す
ると共に杭孔軸部２の下端部を拡底して拡大球根部３を
掘削する。杭孔１の底部から根固め用のセメントミルク
を注入し、杭孔１の拡大球根部３内に満たされていた掘
削泥土をセメントミルクに置換する。 杭孔軸部２で杭
周固定液用のセメントミルクを注入し、杭孔１の軸部２
内の掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔１の
軸部２内のほぼ孔口５までソイルセメント層７を形成す
る（ａ）。 杭穴１内に中空部１３を上下に開放した節
杭１０を沈設して、セメントミルク又はソイルセメント
の固化により節杭１０と一体となった基礎構造体を構築
する（ｂ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、杭孔の下端部に
形成した根固め部に、既製杭を埋設して基礎杭構造を形
成する施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既製杭を拡大球根部を有する杭孔内に埋
設する拡大根固め工法において、その品質上最も重要な
拡大球根部の形成である。

【０００３】従来の施工方法では、杭孔２１の軸部２２
を掘削し続いて軸部２２の下端部を拡大して拡大球根部
２３を掘削し、その後、拡大球根部２３内にセメントミ
ルクを注入し、掘削土とセメントミルクとを撹拌・混合
しソイルセメント化する方法が取られていた。また他の
方法では、杭孔２１の下部でセメントミルクを高圧噴射
しながら拡大球根部２３を併行築造する方法もあった。

【０００４】また、杭孔２１の拡大球根部２３や軸部２
２にソイルセメントを充填した場合、通常、杭孔２１の
上端部は、ソイルセメントを形成せず、泥土層２６のま
まとしてあった。これは、杭孔２１の上端部の該泥土層
２６は、既製杭の降下により地上に溢れて出て回収され
るので、杭基礎の品質には影響しないと考えられていた
為である。尚、泥土は水分が多いと泥水となっている場
合もあった。

【０００５】従って、これらの工法により、杭孔２１内
には、下からソイルセメント（根固め液）層２４、ソイ
ルセメント（杭周固定液）層２５、泥土層２６が形成さ
れ（図１１（ａ））、この中に既製杭２７を下降埋設し
ていた（図１１（ｂ））。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術の内、
拡大球根部の築造について以下の問題点があった。

【０００７】(1) 拡大球根部において、掘削土と根固め
用セメントミルクを混合するため、拡大球根部のソイル
セメントの品質が、掘削土の地質に左右され、各杭の支
持力がばらつく原因となる問題点があった。

【０００８】(2) また、施工の地盤において、シルト等
地質の良くない部分（地層）があると、それが原因で杭
基礎の品質が低下する問題点があった。

【０００９】また、前記従来の技術の既製杭２７の押し
入れ・沈設方法について、既製杭２７を杭孔２１へ下降
させる際に、既製杭２７が泥土層２６を通過するので、
既製杭２７の表面に泥土が付着して泥土膜２９、２９が
形成されたままで既製杭２７が沈設されていた（図１１
（ｂ））。従って、ソイルセメントの固化時に既製杭２
７とソイルセメント層２４、２５とが十分に一体化され
ないことがあった。従って、杭基礎の支持力発現時に初
期沈下し、支持力が安定しない問題点があった。

【００１０】これは、杭孔下端部を拡大掘削しない杭孔
に既製杭を埋設する工法の場合にも同様の問題点が存在
していた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】然るにこの発明では、底
部からセメントミルクを注入し、杭孔下端部（根固め
部）内の掘削泥土をセメントミルクに置換するので、ま
た、ソイルセメント層を杭孔のほぼ孔口まで形成するの
で、前記問題点を解決した。

【００１２】即ちこの発明は、拡大球根部を有する杭孔
内に、中空部を有する既製杭を埋設する方法であって、 (1) 既製杭の最大径より大径の杭孔軸部を掘削すると共
に該杭孔軸部の下端部を拡底して拡大球根部を掘削す
る。 (2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミル
クを注入し、杭孔球根部内に満たされていた掘削泥土を
セメントミルクに置換する。 (3) 次に、前記杭孔軸部で杭周固定液用のセメントミル
クを注入し、前記杭孔軸部内の掘削泥土をセメントミル
クと撹拌混合して杭孔軸部内にソイルセメント層を形成
する。 (4) 続いて、前記杭穴内に既製杭を沈設する。 以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の
埋設方法である。

【００１３】また、この発明は、杭孔内に中空部を有す
る既製杭を埋設する方法であって、 (1) 既製杭の最大径より大径の杭孔を掘削する。 (2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミル
クを注入し、杭孔の下端部内に満たされていた掘削泥土
をセメントミルクに置換する。 (3) 次に、前記杭孔の中間部及び上部で杭周固定液用の
セメントミルクを注入し、前記杭孔中間部及び上部内の
掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔の中間部
及び上部内にソイルセメント層を形成する。 (4) 続いて、前記杭穴内に、異形摩擦杭からなる既製杭
を沈設する。 以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の
埋設方法である。

【００１４】また、前記において杭孔軸部のソイルセメ
ント層を該杭孔のほぼ孔口まで形成する埋設方法であ
る。また、既製杭を回転しながら杭孔内に沈設する埋設
方法である。更に、既製杭を異形摩擦杭とした埋設方法
である。

【００１５】また、前記において、既製杭を、１つ又は
複数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下
部軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部
より大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、
前記既製杭を、その下部軸部の最上に位置する突起が、
杭穴の拡大球根部内に位置するように埋設したことを特
徴とする杭孔内への既製杭の埋設方法である。また、既
製杭を、１つ又は複数の突起を形成した下部軸部の上部
であって、前記下部軸部の最上に位置する突起に連続し
て、前記下部軸部より大径に形成した上部軸部を一体に
形成して構成し、前記既製杭を、その下部軸部の最上に
位置する突起が、杭穴内の根固め用セメントミルクが注
入された区間内に位置するように埋設したことを特徴と
する杭孔内への既製杭の埋設方法である。更に、既製杭
を下杭とその上方に位置する１つ又は複数の上杭とから
構成し、前記下杭は、１つ又は複数の突起を形成した下
部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置する
突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した上部
軸部を一体に形成して構成し、前記上杭は、前記上部軸
部の外径と略同径の外径で形成したことを特徴とする杭
孔内への既製杭の埋設方法である。

【００１６】前記におけるソイルセメントとは、例えば
軸部径３００ｍｍ・節部径４５０ｍｍの杭の場合に、セ
メント量４５ｋｇ、水４５リットルで、練り上がり量
０．０５３９３ｍ^３ 程度（深さ１ｍ当たり）、圧縮強
度７５ｋｇ／ｃｍ^２ のセメントミルクを注入し、掘削
土等と混合してソイルセメントとして形成する。いかな
る配合とするかは、杭基礎全体の所要強度、周辺地盤の
強度、既製杭の強度などにより決定される。

【００１７】また、前記における既製杭としては、節杭
（異形摩擦杭）一本又は複数の連結、円筒杭の一本又は
複数の連結、あるいは、節杭と円筒杭との継ぎ杭その他
の異種の継ぎ杭等として、構成することもできる。

【００１８】また、前記における異形摩擦杭とは、外面
に突起を有する杭で、例えばいわゆる節杭の他その形状
は任意である（図２〜図６、８）。

【００１９】例えば、環状の突起３０、３０を所定間隔
で設けた既製杭１０で、環状突起３０、３０は異なる間
隔（図２（ａ））、又は異なる径の環状突起３０、３０
ａ、３０ｂとすることもできる（図２（ｂ）（ｃ））。
また、環状突起３０は軸部と一体成形の他、部分リング
状の部材３１、３１を着脱自在に取り付けて構成した既
製杭１０とすることもできる（図３（ａ）（ｂ））。

【００２０】また、環状突起の一部に切り欠き３２、３
２を形成して、放射状の突起３３、３３を設けた形状の
既製杭１０とすることもできる（図４（ａ）（ｂ））。
また、切り欠き３２の位置を上下で位相を違えて突起３
３、３３を設けた既製杭１０とすることもできる（図５
（ａ）（ｂ）（ｃ））。

【００２１】また、突起３４を縦に配置した板状とし
て、放射状に配置して既製杭１０を形成することもでき
る（図６（ａ）（ｂ））。

【００２２】前記における「ソイルセメント層を杭孔の
ほぼ孔口まで形成する」とは、杭孔の杭孔口付近までソ
イルセメント層を形成することが望ましいが、構築現場
の状況などに応じて、適宜杭孔口より下方位置までとす
ることも可能である。

【００２３】

【発明の実施の形態】既製杭としての節杭１０の最大径
より大径の杭孔軸部２を掘削すると共に該杭孔軸部２の
下端部を拡底して拡大球根部３を掘削する。

【００２４】次に、杭孔１の底部から根固め用のセメン
トミルクを注入し、杭孔１の拡大球根部３内に満たされ
ていた掘削泥土をセメントミルクに置換する。次に、杭
孔軸部２で杭周固定液用のセメントミルクを注入し、杭
孔１の軸部２内の掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合
して杭孔１の軸部２内のほぼ孔口５までソイルセメント
層７を形成する。続いて、杭穴１内に中空部１３を上下
に開放した節杭１０を沈設して、セメントミルク又はソ
イルセメントの固化により、杭孔球根部及び節杭１０の
中空部１３のセメントミルクが充填され、杭孔の軸部２
にソイルセメントが充填された節杭１０と一体となった
基礎構造体が構築される。

【００２５】

【実施例１】（１） 図１等に基づきこの発明の実施例
を説明する。

【００２６】既製杭の径に見合った所定の杭孔１を掘削
する。まず、既製杭の外径より大径の円筒状の杭孔を所
定の深さまで、掘削土を杭孔内壁に練付けながら又は掘
削土を排土しながら、掘削し、その杭孔の下端部を拡大
径に掘削して、拡大球根部３とし、杭孔１の拡大球根部
３の上方を軸部２とする。この状態で、杭孔１内には掘
削土が残っている。

【００２７】次に、泥土化した掘削土の残っている拡大
球根部３の最下端（底）４に根固め液としての比重が大
きいセメントミルクを注入する。この際セメントミルク
の充填に従って、該部の掘削土を杭孔１の上方（杭孔軸
部２）に押し上げ、前記拡大球根部３の掘削土をほとん
どセメントミルクに置換する。従って、拡大球根部３内
にはセメントミルク層６が形成される。

【００２８】ここで、掘削土にシルトなど拡大球根部３
のセメントミルクの品質に良くない土泥が存在する場合
であっても、これら泥土の比重（１．２〜１．７）は、
セメンミルク（比重：１．７以上）より軽く、セメント
ミルク層６の上方に容易に押し上げられる。また掘削土
に比重の大きい砂質や砂れき（比重：２．７〜２．８）
が混入している場合は拡大球根部２のセメントミルク内
に残るが骨材として作用するので、セメントミルクの品
質上何ら問題はなく、高品質なセメント層が形成され
る。

【００２９】次に、杭孔１の軸部２内に杭周固定液とし
てのセメントミルクをほぼ杭孔口５まで注入し、セメン
トミルクと該部の掘削土とを撹拌混合しソイルセメント
を生成し、ソイルセメント層７を形成する（図１
（ａ））。この際、ソイルセメント層７とセメントミル
ク層６とは比重が違うので、両層が混ざることは少な
い。

【００３０】次に、節杭１０を、ほぼ杭孔口５までソイ
ルセメント層７が形成されている杭孔１に押し入れ、ソ
イルセメント層７を貫通して、前記節杭１０の下端１１
は拡大球根部３のセメントミルク層６内に位置させる。
ここで、節杭１０は中空部１３が上下に開放し、外壁１
２に所定長さ毎に節１４、１４を有する。

【００３１】節杭１０を沈設する際に、杭孔１内には泥
土層がないので、節杭１０の全面（外面、中空部内面）
で、泥土が付着しない。よって、節杭１０の表面には泥
土膜が形成されず、セメントミルク層又はソイルセメン
ト層が直接に接触している。

【００３２】また、杭孔１の拡大球根部３及び軸部２の
下端部の内壁と、節杭１０の外壁との間隙には、セメン
トミルク層６が形成されており、前記セメントミルク層
６の上方の杭孔１の軸部２の内壁と前記節杭１０の外壁
との間隙には、ソイルセメント層７が形成される。ま
た、節杭１０の中空部１３には、杭孔１のソイルセメン
ト層７の通過に従いソイルセメントが充填されるが、そ
の後、拡大球根部のセメントミルク層６内を通過するに
従い、中空部には下端１１からセメントミルクが充填さ
れ、中空部上端から比重の軽いソイルセメントを押し出
し、最終的には中空部には杭外周部より圧縮強度の大き
いソイルセメント層８が形成される（図１（ｂ））。

【００３３】セメントミルク及びソイルセメントが固化
し強度を発現することにより、杭孔１内で、節杭１０と
ソイルセメント層７、８、セメントミルク層６とが一体
となった基礎杭構造体１６を構成する（図１（ｂ））。
従って、セメントミルク層６、ソイルセメント層７、８
は外周部の地盤より圧縮強度がより大きく形成されるの
で、鉛直支持力の安定化と共に水平支持力も強化されて
いる。

【００３４】前記のように、地盤が強化されるので、本
発明の工法は、シルト（一般に粒径０．００５〜０．０
７４ｍｍ程度）及び粘土（一般に粒径０．００５ｍｍ以
下）が主成分の地盤（圧縮強度の良くない地盤）の施工
において特に有効である。

【００３５】（２）他の実施例−１ 前記実施例において、施工条件などの理由により、杭沈
設前の杭孔内に若干の泥水帯が介在する場合であって
も、杭孔１内のほぼ全深さで、ソイルセメント層又はセ
メントミルク層が形成されている為に特に影響がない
が、節杭１０に付着する泥水膜を完全に除去する為に
は、節杭１０を回転しながら沈設する等することによ
り、杭周部等に付着した泥水をソイルセメント内に飛散
させることができる。更に、節杭１０を回転させながら
下降することにより、節杭１０の節１４、１４の下端部
などに点在する気泡を消滅させることもできる。

【００３６】（３）他の実施例−２ また、前記実施例において、既製杭として中空部が上下
に開放した節杭を使用したので、効果が最も顕著に現れ
るが、中空部を封鎖した又は中空部を有さない節杭の
他、円筒杭、鋼管杭などその他の既製杭の単独又は組合
せで使用することもできる。また、中空部を有する既製
杭の場合には、更に水平支持力の向上にも有効である。

【００３７】（４）他の実施例−３ また、前記実施例において、軸部の外径が上下位置で異
なる他の既製杭３５を使用することもできる。

【００３８】既製杭３５は、下部軸部３６が、外径４０
０ｍｍ、軸部肉厚６５ｍｍで形成され、前記下部軸部３
６の下端部及び中間部に、外径５５０ｍｍの環状突起３
８、環状突起３８ａ（最上に位置する突起）が２つ形成
されている。また、下部軸部３６の最上の環状突起３８
ａに連続して、前記下部軸部３６より大径の上部軸部３
７（外径５００ｍｍ、軸部肉厚１１５ｍｍ）が形成され
ている（図８（ａ））。

【００３９】続いて、軸部２（径５８０ｍｍ）、拡大球
根部３（径８００ｍｍ、拡大球根部長２５００ｍｍ）
で、杭孔１を掘削し、杭孔１内で拡大球根部３内に同様
にセメントミルク層６、ソイルセメント層７を形成する
（図１（ａ））。続いて、杭孔１内に既製杭３５を、杭
孔１の拡大球根部３内に下部軸部３６の最上の環状突起
３８ａが位置するように埋設する。このとき、既製杭３
５の下端面３９と拡大球根部底部３の最下端（底）４と
は高さＨ_２（ ＝５００ｍｍ）、下部軸部３６の最上に
位置する環状突起３８ａと拡大球根部３の上端部３ａと
が高さＨ_１（ ＝５００ｍｍ）に位置するように埋設す
る。即ち、下部軸部３６の最上に位置する環状突起３８
ａが杭孔１の拡大球根部３内に位置することに伴い、上
部軸部３７の下端部３７ａも拡大球根部３内に位置する
ことになる。また、既製杭３５の埋設にともない、セメ
ントミルク層６の上面は、上昇し、杭孔１の拡大球根部
３内及び軸部２の下部がセメントミルク層６となってい
る（図９（ａ））。

【００４０】これによって、セメントミルク層６が形成
されている拡大球根部３内に、下部軸部３６よりも大径
の上部軸部３７の下端部３７ａが埋設され、セメントミ
ルクとの付着面積が増大し、ソイルセメント層７が形成
された杭孔１の軸部２においても、下部軸部３６より大
径の上部軸部３７が埋設されることによって、ソイルセ
メント層７との付着面積が増大する。

【００４１】例えば、比較用既製杭として、上部軸部３
７の外径を下部軸部３６と同一の軸部外径４００ｍｍ、
軸部肉厚６５ｍｍで、下端部及び中間部に環状突起３
８、３８（外径５５０ｍｍ）を２つ有する既製杭を形成
する。この比較用既製杭を上記と同じ掘削径（軸部２の
外径５８０ｍｍ、拡大球根部３の外径８００ｍｍ、拡大
球根部の深さ２５００ｍｍ）の杭孔１に埋設した場合を
比べると、前記既製杭３５では、比較用既製杭に比べて
約１．２倍の付着面積が得られ、水平支持力の向上と安
定性が強化される。

【００４２】また、必要に応じて上部軸部３７にも、下
部軸部３６の環状突起３８と略同径の環状突起４１を設
けて既製杭３５とすることもできる（図８（ｂ）。この
場合も前記同様に、拡大球根部３を有する杭孔１に埋設
すれば、さらに付着面積が増大し、上部軸部３７の環状
突起４１による支圧力が付与される。

【００４３】また、複数の既製杭を連結する連結杭構造
とする場合には、下部軸部３６と該下部軸部３６より大
径の上部軸部３７を有し、少なくとも下部軸部３６に環
状突起３８を形成した既製杭３５を下杭として使用し、
その上部に上杭として他の既製杭４２（図８（ａ）
（ｂ）鎖線図示４２）の１つ又は複数本を連結して、既
製杭とする（図示していない）。この場合、既製杭４２
は、上部軸部３７の外径と略同径で、下杭と連結できれ
ば、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、ＳＣ杭、節杭、鋼管杭等その
種類は問わない。連結杭構造とすることによって、長尺
杭となった場合であっても、杭孔１の全長に亘って連結
杭との付着面積を増大させることができる（図示してい
ない）。

【００４４】上記のような既製杭３５を使用して、環状
突起３８を拡大球根部３内に位置するように埋設する効
果としては、拡大球根部３でのセメントミルクとの付着
面積を増大させ、良好な付着状態を維持させることによ
り、拡大球根部３内での支持力を向上・安定化させ、か
つ下部軸部３６から上部軸部３７へと移行する部分の補
強も併せて実現できるだけでなく、杭孔１の軸部２全長
に亘ってソイルセメント層７との付着面積を増大させる
ことによって、杭周面支持力を向上させて、基礎杭構造
全体としての鉛直支持力及び引抜力を従来比約１．２倍
に強化できる。

【００４５】また、拡大球根部３に上部軸部３７の下端
部を埋設してセメントミルクとの付着面積を増大したこ
とによる拡大球根部３内での支持力の増加に伴い、上部
軸部３７を下部軸部３６より大径に形成して杭孔１の軸
部２全長に亘ってソイルセメント層７との付着を増大さ
せたことによって、従来比約２倍の曲げモーメント力が
得られ、地震等の過大な曲げモーメントが作用した際に
も十分に耐え得ることができる。

【００４６】尚、この実施例で、セメントミルク等の付
着を増すために、環状突起３８の外径を拡大しないの
は、杭孔１の軸部２の外径をさらに大きい径に掘削しな
いためである。また、セメントミルク等の付着を増すた
めに、下部軸部３６の外径を拡大せず、上部軸部３７の
みを大径としたのは、最も支持力の発現が期待される拡
大球根部３内での環状突起３８、３８からの支圧力を確
保しつつ、かつ付着力の拡大を図ったためである。杭全
長に亘って軸部を大径とした場合には、軸部表面から環
状突起３８の先端までの高さが、既製杭の全長に亘って
低くなってしまい、支圧力の低下を招くことになる。

【００４７】

【実施例２】（１） 図７等に基づきこの発明の実施例
を説明する。

【００４８】前記実施例１は杭孔１の下端部を拡大掘削
して根固め部に拡大球根部を形成したので、より強固な
基礎構造体を構築できるが、この実施例２では、杭孔１
の下端部を拡大掘削しないが、実施例１と同様な方法に
より強固な根固め部を形成でき、従来の問題点を解決で
きる。

【００４９】既製杭の径に見合った所定の杭孔１を掘削
する。まず、既製杭の外径より大径の円筒状の杭孔１を
所定の深さまで、掘削土を杭孔壁に練付ながら又は掘削
土を排土しながら掘削する。この状態で、杭孔１内には
泥土化した掘削土が残っている。

【００５０】次に、掘削土の残っている杭孔１の最下端
（底）４に根固め液としての比重が大きいセメントミル
クを注入する。この際セメントミルクの充填に従って、
杭孔１の下端部の掘削土を杭孔１の上方（杭孔１の中間
部及び上部）に押し上げ、下端部の掘削土をほとんどセ
メントミルクに置換する。従って、杭孔１の下端部内に
はセメントミルク層６が形成される。

【００５１】ここで、掘削土にシルトなど杭孔１の下端
部のセメントミルクの品質に良くない土泥が存在する場
合であっても、これら泥土の比重（１．２〜１．７）
は、セメンミルク（比重：１．７以上）より軽く、セメ
ントミルク層６の上方に容易に押し上げられる。また掘
削土に比重の大きい砂質や砂れき（比重：２．７〜２．
８）が混入している場合は杭孔１の下端部のセメントミ
ルク内に残るが骨材として作用するので、セメントミル
クの品質上何ら問題はなく、高品質なセメントミルク層
が形成される。

【００５２】次に、杭孔１の中間部及び上部内に杭周固
定液としてのセメントミルクをほぼ杭孔口５まで注入
し、セメントミルクと該部の掘削土とを撹拌混合しソイ
ルセメントを生成し、ソイルセメント層７を形成する
（図７（ａ））。この際、ソイルセメント層７とセメン
トミルク層６とは比重が違うので、両層が混ざることは
少ない。

【００５３】次に、節杭１０を、ほぼ杭孔口５までソイ
ルセメント層７が形成されている杭孔１に押し入れ、ソ
イルセメント層７を貫通して、前記節杭１０の下端１１
は杭孔１の下端部のセメントミルク層６内に位置させ
る。ここで、節杭１０は中空部１３が上下に開放し、外
壁１２に所定長さ毎に節１４、１４を有する。

【００５４】節杭１０を沈設する際に、杭孔１内には泥
土層がないので、節杭１０の全面（外面、中空部内面）
で、泥土が付着しない。よって、節杭１０の表面には泥
土膜が形成されず、セメントミルク層又はソイルセメン
ト層が直接に接触している。

【００５５】また、杭孔１の下端部及び中間部（下側）
の内壁と、節杭１０の外壁との間隙には、セメントミル
ク層６が形成されており、前記セメントミルク層６の上
方の杭孔１の中間部（上側）及び上部の内壁と前記節杭
１０の外壁との間隙には、ソイルセメント層７が形成さ
れる。また、節杭１０の中空部１３には、杭孔１のソイ
ルセメント層７の通過に従いソイルセメントが充填され
るが、その後、下端部のセメントミルク層６内を通過す
るに従い、中空部には下端１１からセメントミルクが充
填され、中空部上端から比重の軽いソイルセメントを押
し出し、最終的には中空部には杭外周部より圧縮強度の
大きいソイルセメント層８が形成される（図７
（ｂ））。

【００５６】セメントミルク及びソイルセメントが固化
し強度を発現することにより、杭孔１内で、節杭１０と
ソイルセメント層７、８、セメントミルク層６とが一体
となった基礎杭構造体１６を構成する（図７（ｂ））。
従って、セメントミルク層６、ソイルセメント層７、８
は外周部の地盤より圧縮強度がより大きく形成されるの
で、鉛直支持力の安定化と共に水平支持力も強化されて
いる。

【００５７】前記のように、地盤が強化されるので、前
記実施例１と同様に、シルト（一般に粒径０．００５〜
０．０７４ｍｍ程度）及び粘土（一般に粒径０．００５
ｍｍ以下）が主成分の地盤（圧縮強度の良くない地盤）
の施工において特に有効である。

【００５８】（２）他の実施例−１ 前記実施例において、施工条件などの理由により、杭沈
設前の杭孔内に若干の泥水帯が介在する場合であって
も、杭孔１内のほぼ全深さで、ソイルセメント層又はセ
メントミルク層が形成されている為に特に影響がない
が、節杭１０に付着する泥水膜を完全に除去する為に
は、実施例１と同様に、節杭１０を回転しながら沈設す
る等することにより、杭周部等に付着した泥水をソイル
セメント内に飛散させることができる。更に、節杭１０
を回転させながら下降することにより、節杭１０の節１
４及びその節杭１０の下端部などに点在する気泡を消滅
させることもできる。

【００５９】（３）他の実施例−２ また、前記実施例において、既製杭として中空部が上下
に開放した節杭を使用したので、効果が最も顕著に現れ
るが、実施例１と同様に、中空部を封鎖した又は中空部
を有さない節杭の他、円筒杭、鋼管杭などその他の既製
杭の単独又は組合せで使用することもできる。また、中
空部を有する既製杭の場合には、更に水平支持力の向上
にも有効である。

【００６０】（４）他の実施例−３ また、前記実施例において、軸部の外径が上下位置で異
なる他の既製杭３５を使用することもできる。

【００６１】既製杭３５は、下部軸部３６が、外径４０
０ｍｍ、軸部肉厚６５ｍｍで形成され、前記下部軸部３
６の下端部及び中間部に、外径５５０ｍｍの環状突起３
８、環状突起３８ａ（最上に位置する突起）が２つ形成
されている。また、下部軸部３６の最上の環状突起３８
ａに連続して、前記下部軸部３６より大径の上部軸部３
７（外径５００ｍｍ、軸部肉厚１１５ｍｍ）が形成され
ている（図８（ａ））。

【００６２】続いて、径５８０ｍｍで、杭孔１を掘削
し、同様に、杭孔１内の下部にセメントミルク層（根固
め液層）６、上部にソイルセメント層７を形成する（図
７（ａ））。続いて、杭孔１内に既製杭３５を、杭孔１
のセメントミルク層６内に下部軸部３６の最上の環状突
起３８ａが位置するように埋設する。このとき、既製杭
３５の下端面３９が、杭孔１の最下端（底）４から高さ
Ｈ_３（ ＝５００ｍｍ）に位置するように埋設する。即
ち、下部軸部３６の最上に位置する環状突起３８ａが杭
孔１のセメントミルク層６内に位置することに伴い、上
部軸部３７の下端部３７ａもセメントミルク層６内に位
置することになる（図１０（ａ））。

【００６３】これによって、杭孔１のセメントミルク層
６内に、下部軸部３６よりも大径の上部軸部３７の下端
部３７ａが埋設され、セメントミルクとの付着面積が増
大し、ソイルセメント層７が形成された杭孔１において
も、下部軸部３６より大径の上部軸部３７が埋設される
ことによって、ソイルセメント層７との付着面積が増大
する。

【００６４】例えば、比較用既製杭として、上部軸部３
７の外径を下部軸部３６と同一の軸部外径４００ｍｍ、
軸部肉厚６５ｍｍで、下端部及び中間部に環状突起３
８、３８（外径５５０ｍｍ）を２つ有する既製杭を形成
する。この比較用既製杭を上記と同じ掘削径（軸部２の
外径５８０ｍｍ）の杭孔１に埋設した場合を比べると、
前記既製杭３５では、比較用既製杭に比べて約１．２倍
の付着面積が得られ、水平支持力の向上と安定性が強化
される。

【００６５】また、必要に応じて上部軸部３７にも、下
部軸部３６の環状突起３８と略同径の環状突起４１を設
けて既製杭３５とすることもできる（図８（ｂ）。この
場合も前記同様に、杭孔１のソイルセメント層７内に埋
設すれば、さらに付着面積が増大し、上部軸部３７の環
状突起４１による支圧力が付与される。

【００６６】また、複数の既製杭を連結する連結杭構造
とする場合には、下部軸部３６と該下部軸部３６より大
径の上部軸部３７を有し、少なくとも下部軸部３６に環
状突起３８を形成した既製杭３５を下杭として使用し、
その上部に上杭として他の既製杭４２（図８（ａ）
（ｂ）鎖線図示４２）の１つ又は複数本を連結して、既
製杭とする（図示していない）。この場合、既製杭４２
は、上部軸部３７の外径と略同径で、下杭と連結できれ
ば、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、ＳＣ杭、節杭、鋼管杭等その
種類は問わない。連結杭構造とすることによって、長尺
杭となった場合であっても、杭孔１の全長に亘って連結
杭との付着面積を増大させることができる（図示してい
ない）。

【００６７】上記のような既製杭３５を使用して、環状
突起３８をセメントミルク層６内に位置するように埋設
する効果としては、セメントミルク層６内でのセメント
ミルクとの付着面積を増大させ良好な付着状態を維持さ
せることによって、セメントミルク層６内での支持力を
向上・安定化させ、かつ下部軸部３６から上部軸部３７
へと移行する部分の補強も併せて実現できるだけでな
く、杭孔１の全長に亘ってソイルセメント層７との付着
面積を増大させることによって、杭周面支持力を向上さ
せて、基礎杭構造全体としての鉛直支持力及び引抜力を
従来比約１．２倍に強化できる。

【００６８】また、セメントミルク層６内に上部軸部３
７の下端部を埋設してセメントミルクとの付着面積を増
大したことによるセメントミルク層６内での支持力の増
加に伴い、上部軸部３７を下部軸部３６より大径に形成
して杭孔１の軸部２全長に亘ってソイルセメント層７と
の付着を増大させたことによって、従来比約２倍の曲げ
モーメント力が得られ、地震等の過大な曲げモーメント
が作用した際にも十分に耐え得ることができる。

【００６９】尚、この実施例で、セメントミルク等の付
着を増すために、環状突起３８の外径を拡大しないの
は、杭孔１の外径をさらに大きい径に掘削しないためで
ある。また、セメントミルク等の付着を増すために、下
部軸部３６の外径を拡大せず、上部軸部３７のみを大径
としたのは、最も支持力の発現が期待されるセメントミ
ルク層６内での環状突起３８、３８からの支圧力を確保
しつつ、かつ付着力の拡大を図ったためである。既製杭
の全長に亘って軸部を大径とした場合には、軸部表面か
ら環状突起３８の先端までの高さが、杭全長に亘って低
くなってしまい、支圧力の低下を招くことになる。

【００７０】

【発明の効果】本発明による既製杭の埋設施工におい
て、品質の確かな根固め部が得られるので各杭の鉛直支
持力のばらつきが減少し、安定化する。とりわけ、根固
め部を拡大掘削して拡大球根部とした場合には、その効
果が顕著に得られる。また、施工後の支持力発現時にお
ける初期沈下（１〜２ｍｍ）を改善でき、鉛直支持力が
安定化する。

【００７１】また、本杭は、杭の中空部も含めて圧縮強
度の大きいセメントミルク又はソイルセメントが充填さ
れた固化体の複合体として構成されているので、杭の水
平支持力に関しても杭自身の設計上の曲げモーメント値
に対し、実測値としては約１．５倍の値が得られてい
る。従って、耐震性能も同様に期待できる。

【００７２】また、上下に開放した中空部を有する既製
杭を使用した場合には、その杭下端部が閉鎖されない
で、開放されており、杭の沈設時に杭の中空部にソイル
セメントが充填され、有効利用されている。従って、杭
の沈設時に、セメントミルクが溢れ、廃棄される量も少
なく経済的な工法となっている。

【００７３】尚、既製杭として、上下両端部が封鎖され
た既製杭を使用した場合であっても、初期沈下防止及び
鉛直支持力の安定化の効果は同様に得られる。

【００７４】また、本発明の工法は、シルト及び粘土が
主成分の地盤（圧縮強度の良くない地盤）の施工におい
て特に有効である。

【００７５】また、拡大球根部に杭の突起部を埋め込ん
だ高支持力の基礎構造体においては、品質及び信頼性の
両面に関し特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１で、（ａ）は既製杭埋設前
の杭孔の縦断面図、（ｂ）は既製杭埋設後の杭孔の縦断
面図である。

【図２】この発明の実施例に使用する異形摩擦杭で、
（ａ）は環状突起を異なる間隔で設けた杭の正面図、
（ｂ）は異なる径の環状突起とした杭の正面図、（ｃ）
は同じく平面図である。

【図３】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は環状突起を着脱
可能とした杭の平面図、（ｂ）は正面図である。

【図４】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は放射状の突起と
した杭の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断
面図である。

【図５】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は放射状の突起を
位相を違えて設けた杭の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−
Ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線におけ
る断面図である。

【図６】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は板状の突起を放
射状に設けた杭の正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に
おける断面図である。

【図７】この発明の実施例２で、（ａ）は既製杭埋設前
の杭孔の縦断面図、（ｂ）は既製杭埋設後の杭孔の縦断
面図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は、この発明の実施に使用する他
の既製杭である。

【図９】（ａ）（ｂ）は、図８の既製杭を埋設した実施
例１の杭孔の縦断面図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）は、図８の既製杭を埋設した実
施例２の杭孔の縦断面図である。

【図１１】従来例で、（ａ）は既製杭埋設前の杭孔の縦
断面図、（ｂ）は既製杭埋設後の杭孔の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 杭孔 ２ 杭孔の軸部 ３ 杭孔の拡大球根部 ４ 杭孔の底 ５ 杭孔口 ６ セメントミルク層 ７ ソイルセメント層 ８ ソイルセメント層 １０ 節杭（既製杭） １１ 節杭の下端 １２ 節杭の外壁 １３ 節杭の中空部 １４ 節杭の節 １６ 基礎構造体 ２１ 杭孔（従来例） ２２ 杭孔の軸部（従来例） ２３ 杭孔の拡大球根部（従来例） ２４ ソイルセメント（根固め液）層（従来例） ２５ ソイルセメント（杭周固定液）層（従来例） ２６ 泥土層（従来例） ２７ 既製杭（従来例） ２８ 既製杭の中空部（従来例） ２９ 泥土膜（従来例） ３０ 環状突起 ３３ 放射状の突起 ３４ 放射状の突起 ３５ 既製杭 ３６ 下部軸部 ３７ 上部軸部 ３８ 環状突起 ３８ａ 下部軸部の最上に位置する環状突起 ３９ 既製杭の下端 ４１ 上部軸部の環状突起 ４２ 既製杭（上杭）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 洋一 東京都台東区柳橋２−19−６ 三谷セキサ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA13 BA16 CA03 CB06 DB02 FA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡大球根部を有する杭孔内に、中空部を
   有する既製杭を埋設する方法であって、 (1) 既製杭の最大径より大径の杭孔軸部を掘削すると共
   に該杭孔軸部の下端部を拡底して拡大球根部を掘削す
   る。 (2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミル
   クを注入し、杭孔球根部内に満たされていた掘削泥土を
   セメントミルクに置換する。 (3) 次に、前記杭孔軸部で杭周固定液用のセメントミル
   クを注入し、前記杭孔軸部内の掘削泥土をセメントミル
   クと撹拌混合して杭孔軸部内にソイルセメント層を形成
   する。 (4) 続いて、前記杭穴内に既製杭を沈設する。 以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の
   埋設方法。
2. 【請求項２】 杭孔内に、中空部を有する既製杭を埋設
   する方法であって、 (1) 既製杭の最大径より大径の杭孔を掘削する。 (2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミル
   クを注入し、杭孔の下端部内に満たされていた掘削泥土
   をセメントミルクに置換する。 (3) 次に、前記杭孔の中間部及び上部で杭周固定液用の
   セメントミルクを注入し、前記杭孔中間部及び上部内の
   掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔の中間部
   及び上部内にソイルセメント層を形成する。 (4) 続いて、前記杭穴内に、異形摩擦杭からなる既製杭
   を沈設する。 以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の
   埋設方法。
3. 【請求項３】 杭孔軸部のソイルセメント層を該杭孔の
   ほぼ孔口まで形成する請求項１又は２記載の杭孔内への
   既製杭の埋設方法。
4. 【請求項４】 既製杭を回転しながら杭孔内に沈設する
   請求項１、２、３のいずれか１項記載の杭孔内への既製
   杭の埋設方法。
5. 【請求項５】 既製杭を異形摩擦杭とした請求項１、
   ３、４のいずれか１項記載の杭孔内への既製杭の埋設方
   法。
6. 【請求項６】 既製杭を、１つ又は複数の突起を形成し
   た下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置
   する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した
   上部軸部を一体に形成して構成し、前記既製杭を、その
   下部軸部の最上に位置する突起が、杭穴の拡大球根部内
   に位置するように埋設したことを特徴とする請求項１記
   載の杭孔内への既製杭の埋設方法。
7. 【請求項７】 既製杭を、１つ又は複数の突起を形成し
   た下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置
   する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した
   上部軸部を一体に形成して構成し、前記既製杭を、その
   下部軸部の最上に位置する突起が、杭穴内の根固め用セ
   メントミルクが注入された区間内に位置するように埋設
   したことを特徴とする請求項２記載の杭孔内への既製杭
   の埋設方法。
8. 【請求項８】 既製杭を下杭とその上方に位置する１つ
   又は複数の上杭とから構成し、前記下杭は、１つ又は複
   数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下部
   軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部よ
   り大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、前
   記上杭は、前記上部軸部の外径と略同径の外径で形成し
   たことを特徴とする請求項６又は７記載の杭孔内への既
   製杭の埋設方法。