JP2001271347A

JP2001271347A - 既製杭の沈設工法

Info

Publication number: JP2001271347A
Application number: JP2000083514A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kunimatsu; 諭國松; Shinichi Yamato; 真一大和
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】大量の掘削泥土を発生することなく既製杭先
端に設けられたＨ型鋼部から原地盤に荷重を伝達し、１
本の杭が負担可能な垂直荷重を増加させる。【解決手段】杭本体部、拡底部の掘削孔を設ける。掘
削孔内に、凸部あるいは補強リブを有するＨ型鋼を、先
端に有する既製杭を下降させ、セメントミルクを注入す
る。セメントミルクが固化後に、掘削孔の拡底部内に既
製杭が沈設される。Ｈ型鋼部が掘削孔の拡底部内に配置
される。既製杭に垂直荷重が作用した際、既製杭のＨ型
鋼の周縁で荷重が伝達される。

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、掘削孔拡底部の
信頼性を向上させ、上部荷重を安全確実に地盤に伝達す
る既製杭の沈設工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、既製杭はその底面で上部からの荷
重を地盤に伝達していた。また、既製コンクリート杭で
下端部が大径となった、いわゆるＳＴ杭でも、その底面
で下方に支圧して荷重を地盤に伝達していた。また、掘
削孔造成中に、あるいは掘削後で、既製杭の沈設前又は
沈設後に、掘削孔内にセメントミルクを注入して、既製
杭と掘削孔側壁との間にセメントミルクが充填されるよ
うな沈設工法とすることも行われていた。また、杭の外
周に突起を設けた、いわゆる節杭も使用されていた。さ
らに、杭と掘削孔側壁との間にセメントミルクが充填さ
れるような沈設工法において、先端部を拡大掘削し、そ
の拡大掘削部に節杭を用いる工法もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の既製杭では、支
持力の発現は既製杭の底面に限られると考えられてお
り、支圧力は既製杭の底面積に因っていた。従って、従
来の掘削孔拡底部の外径は杭軸部の１．２〜１．５倍程
度で十分であった。また、掘削孔拡底部の長さも杭軸部
径の高々３〜４倍程度で十分であると考えられていた。
さらに、既製杭の先端根固め部側面と、拡大掘削孔内で
固化したセメントミルクとの付着力は考慮されていなか
った。

【０００４】また、節杭は、側面での付着力により地中
に保持される機能を有する杭であるが、その節杭を沈設
する工法においては、掘削径を少なくとも節杭の節部径
以上とすることが必要で、沈設工事の際に大量の汚泥が
発生する問題があった。よって、従来では、１本の既製
杭の強度を有効に活用できない問題点や節杭を利用する
場合には大量に発生する汚泥処理の問題点があった。こ
の発明は、前述したような従来技術における問題点の解
決を図ったもので、杭の沈設工事の際に大量の汚泥が発
生することなく、１本の既製杭の強度を有効に活用する
ことのできる既製杭の沈設工法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は拡底部掘削長
を長くして、この拡底部掘削孔内に横フランジ外面に凸
部を有するＨ型鋼または少なくとも１枚以上の補強リブ
を有するＨ型鋼を沈設することにより、前記問題を解決
した。即ちこの発明は、以下の通りである。

【０００６】（１）拡底部を有する掘削孔を造成し、該
拡底部掘削孔内に固化強度が原地盤と力学的に同質以上
となるようなセメントミルクを注入し、該掘削孔内に、
先端部にＨ型鋼を有する既製杭を沈設し、Ｈ型鋼の部分
を掘削孔拡底部に定着させる工法であって、Ｈ型鋼が、
横フランジ外面に凸部を有することを特徴とする既製杭
の沈設工法。

【０００７】（２）拡底部を有する掘削孔を造成し、該
拡底部掘削孔内に固化強度が原地盤と力学的に同質以上
となるようなセメントミルクを注入し、該掘削孔内に、
先端部にＨ型鋼を有する既製杭を沈設し、Ｈ型鋼の部分
を掘削孔拡底部に定着させる工法であって、Ｈ型鋼が、
少なくとも１枚以上の補強リブを有することを特徴とす
る既製杭の沈設工法。（３）拡底部の掘削径が既製杭最大径の１．５〜２．５
倍、拡底部の掘削長が既製杭最大径の６〜１０倍である
ことを特徴とする（１）または（２）記載の既製杭の沈
設工法。

【０００８】（４）Ｈ型鋼の長さが、拡底部の掘削長以
上であることを特徴とする（３）記載の既製杭の沈設工
法。以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１およ
び図２にこの工法の概要を示す。この工法には次のよう
な掘削装置を用いる。その構成は最下部がスクリューオ
ーガーであり、上部は曲がりがなく、剛性の高いロッド
である。先端のオーガービットは、拡大掘削刃を有する
ものであればどのような形状でもよく、拡大掘削刃が油
圧式で機械的に開閉するものでも、また、逆回転によっ
て周辺土との抵抗によって開閉する方式のものでもよ
い。ただし、ビットの先端はノズルなど掘削液を吐出で
きる構造を有することが必要である。

【０００９】このような掘削装置を用いて、所定深度ま
で通常の掘削孔を掘削する。続いて、拡大掘削刃を拡げ
て先端拡底部を掘削し、ビット先端部のノズルなどを介
して、先端拡底部内にセメントミルクを注入する。その
後、掘削孔内に横フランジ外面に凸部を有するＨ型鋼ま
たは少なくとも１枚以上の補強リブを有するＨ型鋼を下
降させて既製杭の下端部を掘削孔拡底部に定着させる。

【００１０】前記において、拡底部の掘削径Ｄ０は沈設
される既製杭最大径（既製杭がＨ型鋼の場合、最大辺の
長さ）Ｄの１．５〜２．５倍とすることが望ましい。拡
底部の掘削径Ｄ０を既製杭最大径Ｄの１．５倍以下とし
た場合は、杭材耐力よりも小さな荷重で拡径部の周囲の
地盤が崩壊し、既製杭の強度を有効に活用することがで
きなくなる。一方、拡底部の掘削径Ｄ０を既製杭最大径
Ｄの２．５倍以上としても、拡底部セメントミルク硬化
体内部で崩壊が起こり、既製杭が伝達できる荷重は増加
せず、２．５倍以上の拡底部が無駄になることになる。

【００１１】また、拡底部の掘削長Ｌは埋設される既製
杭最大径Ｄの６〜１０倍とすることが望ましい。拡底部
の掘削長Ｌを既製杭最大径Ｄの６倍以下とした場合は、
杭材耐力よりも小さな荷重で拡径部の周囲の地盤が崩壊
し、既製杭の強度を有効に活用することができなくな
る。一方、拡底部の掘削長Ｌを既製杭最大径Ｄの１０倍
以上としても、既製杭が伝達できる荷重は増加せず、１
０倍以上の拡底部が無駄になることになる。

【００１２】また、この発明において、沈設される既製
杭の先端部である、横フランジ外面に凸部を有するＨ型
鋼（あるいは、少なくとも１枚以上の補強リブを有する
Ｈ型鋼）の長さＬＳは拡底部の掘削長Ｌ以上とすること
が望ましい。ＬＳが拡底部の掘削長Ｌよりも短い場合に
は、杭材が有する耐力よりも小さな荷重で杭表面の凸部
または補強リブ部で崩壊が生じ、既製杭の強度を有効に
活用することができなくなる。

【００１３】この発明における横フランジ外面の凸部の
段差は１０ｍｍから５０ｍｍ以下が望ましい。凸部の高
さが１０ｍｍ以下では杭表面と拡底部セメントミルク硬
化体との付着が十分でなく、既製杭の強度を有効に活用
することのできなくなる。また、凸部の高さが５０ｍｍ
を超えても付着性能は増加せず、しかも、通常の掘削径
は大きくなり、工事の際に発生する汚泥は増加する。ま
た、Ｈ型鋼の空間部５に、Ｈ型鋼の長手方向とほぼ垂直
に配置する補強リブの大きさは、図２に示すように、空
間部とほぼ同等の大きさが望ましい。空間部よりも小さ
すぎると、補強効果が期待できず、空間部よりも大きく
ても補強効果の増加は期待できず、しかも、通常の掘削
径は大きくなり、工事の際に発生する汚泥は増加する。

【００１４】

【発明の実施の形態】

【実施例】図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
図３に示されるように掘削径Ｄ１＝６５０ｍｍで地上よ
り１２．５ｍ深さまで掘削し、その後、拡底部掘削径Ｄ
０＝１０００ｍｍで、さらに、Ｌ＝３．０ｍ掘削し、掘
削全長Ｌ０＝１５．５ｍの掘削孔を設けた。この拡底部
掘削孔内に水セメント比が６０％のセメントミルクを注
入し、杭先端のＨ型鋼部ＬＳ（Ｈ型鋼は外殻鋼管コンク
リート杭とほぼ同等の性能を持ち、断面積は５２８．６
ｃｍ２、降伏強度２３５Ｎ／ｍｍ２）に約２．９ｍの範
囲に３５０ｍｍピッチで径１９ｍｍの鉄筋が計９本、両
側で計１８本溶接された本体部の外径Ｄ＝５００ｍｍの
外殻鋼管コンクリート杭を沈設した。杭先端部付近の標
準貫入試験によるＮ値は４０程度であった。

【００１５】

【比較例１】実施例と同じ敷地内に図４に示されるよう
に掘削径６５０ｍｍで地上より掘削全長Ｌ０＝１５．５
ｍの掘削孔を設けて、先端３．０ｍの掘削孔内に水セメ
ント比が６０％のセメントミルクを注入し、実施例と同
じ既製杭を沈設した。

【００１６】

【比較例２】実施例と同じ敷地内に図５に示されるよう
に掘削径Ｄ１＝６５０ｍｍで地上より１２．５ｍ深さま
で掘削し、その後、拡底部掘削径Ｄ０＝１０００ｍｍ
で、さらに、Ｌ＝３．０ｍ掘削し、掘削全長Ｌ０＝１
５．５ｍの掘削孔を設けた。先端３．０ｍの掘削孔内に
水セメント比が６０％のセメントミルクを注入し、図５
のような、凸部も補強リブも有しないＨ型鋼を先端部と
した、既製杭を沈設した。

【００１７】セメントミルクが硬化して後、実施例、比
較例で沈設した既製杭の載荷試験を実施した。最大荷重
は実施例では５２００ｋＮであったのに対して、比較例
１では１９００ｋＮ、比較例２では３０００ｋＮであっ
た。

【００１８】

【発明の効果】拡底部掘削径Ｄ０は杭最大径Ｄの１．５
〜２．５倍、拡底部掘削長Ｌは杭最大径Ｄの６．０〜１
０．０倍とした掘削孔内に、杭先端部に凸部あるいは補
強リブを有するＨ型鋼既製杭を沈設して杭を構成するの
で、凸部の周縁からも荷重が周辺地盤に確実に伝達さ
れ、１本の杭が負担すべき垂直荷重を大幅に増加させる
ことができる。また、杭の沈設に際して発生する汚泥量
も軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明（１）の一例を示す側面
概要図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断
面図である。

【図２】図２（ａ）は、本発明（２）の一例を示す側面
概要図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断
面図である。

【図３】実施例の側面概要図である。

【図４】比較例１の側面概要図である。

【図５】比較例２の側面概要図である。

【符号の説明】Ｄ既製杭の最大径Ｄ０拡底部の掘削径Ｄ１掘削径Ｈ凸部の段差Ｌ拡底部の掘削長Ｌ０掘削全長ＬＳＨ型鋼の長さ１外殻鋼管付きコンクリート杭２Ｈ型鋼３凸部４補強リブ５Ｈ型鋼の空間部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡底部を有する掘削孔を造成し、該拡底
部掘削孔内に固化強度が原地盤と力学的に同質以上とな
るようなセメントミルクを注入し、該掘削孔内に、先端
部にＨ型鋼を有する既製杭を沈設し、Ｈ型鋼の部分を掘
削孔拡底部に定着させる工法であって、Ｈ型鋼が、横フ
ランジ外面に凸部を有することを特徴とする既製杭の沈
設工法。
【請求項２】拡底部を有する掘削孔を造成し、該拡底
部掘削孔内に固化強度が原地盤と力学的に同質以上とな
るようなセメントミルクを注入し、該掘削孔内に、先端
部にＨ型鋼を有する既製杭を沈設し、Ｈ型鋼の部分を掘
削孔拡底部に定着させる工法であって、Ｈ型鋼が、少な
くとも１枚以上の補強リブを有することを特徴とする既
製杭の沈設工法。
【請求項３】拡底部の掘削径が既製杭最大径の１．５
〜２．５倍、拡底部の掘削長が既製杭最大径の６〜１０
倍であることを特徴とする請求項１または２記載の既製
杭の沈設工法。
【請求項４】Ｈ型鋼の長さが、拡底部の掘削長以上で
あることを特徴とする請求項３記載の既製杭の沈設工
法。