JP2001279667A - 既設基礎直下の場所打ち杭構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面積を広げることなく、また、既存の基礎を
撤去することなく、簡単かつ確実に基礎の支持力、耐
力、水平変形性能の向上が得られ、既存杭がある場合は
その有効利用も図れる。 【解決手段】 既設基礎１に上下方向の貫通孔４ａを穿
設し、この貫通孔４ａを用いて高圧噴射置換工法により
既設基礎直下に円柱状の地盤改良体３を構築し、例え
ば、既設基礎に穿設する貫通孔４ｂを用いてこの円柱状
の地盤改良体３の内部で周面近くに線材７を螺旋状に配
設し、もしくは袋で覆われた円柱状の地盤改良体を造成
し、これに代えてロープのおもりに遠心力を加えて該ロ
ープを螺旋状に配設し、このようにして円柱状の地盤改
良体３の内部で螺旋状に配設した線材７の内側に鉛直方
向の鋼材８を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐震補強（液状化
対策も含め）あるいは上部構造物の荷重増にともない既
設の基礎では、支持力、基礎そのものの耐力（鉛直およ
び水平）および地震時変形性能が不足する場合に、既設
基礎直下に新規に場所打ち杭を構築する工法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】既設の基礎の補強としては、図21、図22
に示すように既設のフーチング21および既設杭22の外側
に増杭23をして、かつ、フーチング21も増設して基礎の
支持力、耐力および地震時の変形性能を向上させるか、
あるいは杭基礎、直接基礎のいずれの場合でも下方およ
び周辺の地盤全体を地盤改良して基礎直下、または既設
杭直下の地盤強度を上げる方法などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記増杭の方法では、
既設の基礎の平面内だけでは面積的に不十分であり、用
地の制約あるいは既設構造物の直下の空頭制限がある場
所では活用できない。

【０００４】また、地盤改良工法による補強では、基礎
の直下全域あるいはその外の広い範囲を改良しなけれ
ば、所定の性能を満足できず、設計上既存杭を考慮しな
いため、結果としてコスト高となる。

【０００５】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、面積を広げることなく、また、既存の基礎を撤去す
ることなく、簡単かつ確実に基礎の支持力、耐力、水平
変形性能の向上が得られ、既存杭がある場合はその有効
利用も図れる既設基礎直下の場所打ち杭構築工法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、既設基礎に上下方向の貫通孔を穿設
し、この貫通孔を用いて高圧噴射置換工法により既設基
礎直下に円柱状の地盤改良体を構築し、既設基礎に穿設
する貫通孔を用いてこの円柱状の地盤改良体の内部で周
面近くに線材を螺旋状に配設し、また、円柱状の地盤改
良体の内部で螺旋状に配設した線材の内側に鉛直方向の
鋼材を配設すること、第２に、既設基礎に上下方向の貫
通孔を穿設し、この貫通孔を用いて水ジェットで地盤を
切削して泥水状態とし、おもりを適宜間隔で取り付けた
合成樹脂製繊維のロープを内部に通すロッドを泥水切削
に挿入し、ロッドを引き上げる際に回転させてロッド先
端より繰り出すロープのおもりに遠心力を加えて該ロー
プを螺旋状に配設し、セメントミルクまたはモルタルを
充填して円柱状の地盤改良体を造成し、既設基礎に穿設
した貫通孔を用いて前記円柱状の地盤改良体の内部で螺
旋状に配設したロープの内側に鉛直方向の鋼材を配設す
ること、第３に、鉛直方向の鋼材にはプレストレスを導
入することを要旨とするものである。

【０００７】請求項１記載の本発明によれば、既設基礎
直下に構築する円柱状の改良体は、螺旋状部材と鉛直方
向の鋼材とを配設することでいわゆる支持杭を既設基礎
直下に施工したのと同じような強度、鉛直方向、水平方
法に対する耐力、および水平方向の変形性能を発揮す
る。さらに、この円柱状の改良体は既設の杭がある場合
はこれと組み合わさることで既設の杭の有効利用が図れ
る。

【０００８】また、既設の基礎の直下に杭を造成できる
ため、新規に余分な用地を必要とせず、ボーリング削孔
が可能な空間があれば施工可能である。

【０００９】さらに、既設基礎直下に構築する袋で覆わ
れた円柱状の改良体は内部に鉛直方向の鋼材を配設する
ことで支持杭を既設基礎直下に施工したのと同じような
強度、鉛直方向、水平方向に対する耐力、および水平方
向の変形性能を発揮する。

【００１０】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
と同じであるが、既設基礎直下に構築するセメントミル
クまたはモルタルを充填して円柱状の改良体はおもりを
適宜間隔で取り付けた合成樹脂製繊維のロープを螺旋状
に配設することで支持杭を既設基礎直下に施工したのと
同じような強度、鉛直方向、水平方向に対する耐力、お
よび水平方向の変形性能を発揮する。

【００１１】請求項３記載の本発明によれば、プレスト
レスを導入することで円柱状の地盤改良体のより強度を
高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の既設基礎直下
の場所打ち杭構築工法の第１実施形態を示す縦断側面
図、図２は同上平面図で、図中１は鉄筋コンクリート構
造物等による既設基礎、２はこの既設基礎を支持する既
成杭である。また、図４〜図７は各工程の側面図であ
る。

【００１３】図４に示すように前記既設基礎（フーチン
グ）１にφ150mm 程度の上下方向の貫通孔４ａを穿設
し、図５に示すようにこの貫通孔４ａにロッド５を挿通
して高圧噴射置換工法（空気と液体の力で土を切削し地
盤を改良するジェットグラウト工法）により既設基礎１
の直下に高強度（ｑ_ｕ ＝150 〜200kgf／cm^２ ）の円
柱状の地盤改良体３を構築する。

【００１４】ジェットグラウト工法にはロッドとして２
重管を使用して、空気をともなった超高圧硬化材液を地
盤中に回転して噴射させ地盤を切削し、スライムを地表
に排出させると同時に、円柱状の固結体を造成するＪＳ
Ｇ工法と、３重管を使用して、空気をともなった超高圧
水を地盤中に回転して噴射させて地盤を切削し、そのス
ライムを地表に排出させるとともに硬化材を同時充填さ
せ円柱状の固結体を造成するコラムジェットグラウト工
法があるが、本発明に使用するのはそのどちらでもよ
い。

【００１５】さらに、高速噴流を交差させ、この交差点
を切削限界として型枠効果を持たせ、また、極小に破砕
される土塊により均質な改良体が得られるクロスジェッ
ト工法（商標名）で円柱状の地盤改良体３を構築するこ
とも可能である。

【００１６】このようにしてから、既設基礎１にダイヤ
モンドカッター等による鉛直もしくは斜削孔である貫通
孔４ｂ（φ50〜100mm ）を穿設し、この貫通孔４ｂに形
状記憶合金によるガイドパイプ６を嵌め、これを用いて
螺旋状に加工した、鉄筋と同程度かそれ以上の強度を有
する、鋼線、炭素繊維、ガラス繊維、ビニロン、アラミ
ド繊維等の高機能樹脂繊維のケーブルなどによる線材７
を差し入れながら前記円柱状の改良体３の内部で周面近
くに下方から螺旋状に配設する。この線材７は貫通孔４
ｂを通過する際は直状となるが通過後は螺旋状態を再現
する。

【００１７】また、既設基礎１に前記貫通孔４ａの周囲
にこれを囲むように円周上に配列した貫通孔４ｃ（φ50
〜100mm ）を用いて前記円柱状の改良体３の内部で螺旋
状に配設した線材７の内側に鉛直方向の鋼材８を配設す
る。該鋼材８としては異径鉄筋、ＰＣ鋼線、ＰＣより線
が好適で、必要の応じて束ねて配設する。

【００１８】さらに、第２実施形態として図３に示すよ
うに前記鉛直方向の鋼材８には必要に応じてプレストレ
スを導入するようにしてもよい。これを行うには支持層
９以深にアンカー定着長分のボーリング削孔を行い、ケ
ーシング11を配設し、鋼材８の先端には支圧体10等を取
り付け、該ケーシング11内に収め、モルタル12を充填
し、硬化後に鋼材８を緊張する。

【００１９】なお、線材７の螺旋状の配設方法としては
図９、図10に示すように傘状に開く挿入ガイド13を閉じ
た状態で貫通孔４ａを介して差し入れ、随時開閉して線
材７を設置することも考えられる。

【００２０】図11〜図15は本発明の第３実施形態を示す
もので、第１工程として既設基礎（フーチング）１にφ
150mm 程度の上下方向の貫通孔４ａを穿設する点は前記
第１、第２実施形態と同じであるが、第２工程として図
12に示すようにこの貫通孔４ａを用いてロッド14による
水ジェットで地盤を切削して泥水状態とする。その場
合、ベントナイト等の泥水置換を行ってもよい。

【００２１】図13に示すようにポリエステル、ビニロン
等の合成樹脂製繊維の袋15を閉じた状態でロッド16とと
もに挿入し、この袋15の中にロッド16の先端より注出す
るセメントミルクまたはモルタル等を充填して該袋15を
広げ、袋15で覆われた円柱状の地盤改良体３を造成す
る。図14中17は泥水抜き用の孔である。

【００２２】そして、既設基礎１に穿設した貫通孔４ｃ
を用いて前記円柱状の地盤改良体３の内部に鉛直方向の
鋼材８を配設する。この鋼材８は前記第１実施形態の場
合と同様に異径鉄筋、ＰＣ鋼線、ＰＣより線からなり、
必要に応じてプレストレスを導入してもよい。

【００２３】図16〜図20は本発明の第４実施形態を示す
もので、前記第３実施例と同じく第１工程として既設基
礎（フーチング）１にφ150mm 程度の上下方向の貫通孔
４ａを穿設する点は前記第１、第２実施形態と同じであ
るが、第２工程として図12に示すようにこの貫通孔４ａ
を用いてロッド14による水ジェットで地盤を切削して泥
水状態とする。（図17、図18参照）

【００２４】おもり18を適宜間隔で取り付けた合成樹脂
製繊維のロープ19を内部に通すロッド20を前記泥水切削
に挿入し、図19に示すようにこのロープ19をロッド20の
先端から順次繰り出すが、ロッド20を引き上げる際にこ
れを回転させればロープ19ののおもり18に遠心力を加え
て地山面に押しつけ、螺旋状に配設することができる。

【００２５】さらに同時またはその後で、セメントミル
クまたはモルタルを充填して円柱状の地盤改良体３を造
成し、図19、図20に示す既設基礎１に穿設した貫通孔４
ｃを用いて前記円柱状の地盤改良体３の内部で螺旋状に
配設したロープ19の内側に鉛直方向の鋼材８を配設す
る。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明の既設基礎直下
の場所打ち杭構築工法は、既存の基礎直下で、面積を広
げることなく、また、既存の基礎を撤去することなく、
簡単かつ確実に基礎の支持力、耐力、水平変形性能の向
上が可能であり、既設構造物の上載荷重の増加（例え
ば、高架橋の２層化、諸設備の増加にともなう荷重等）
あるいは耐震性能の向上が可能な（橋脚、躯体の補強レ
ベルに合わせて基礎も補強できる）ものである。

【００２７】さらに、既設ビルの地上部改築時にも既設
の基礎を撤去せずに、杭の増設で既設杭の有効利用が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第１実施形態を示す縦断側面図である。

【図２】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第１実施形態を示す平面図である。

【図３】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第２実施形態を示す縦断側面図である。

【図４】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第１実施形態を示す第１工程の側面図である。

【図５】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第１実施形態を示す第２工程の側面図である。

【図６】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第１実施形態を示す第３工程の側面図である。

【図７】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第１実施形態を示す第４工程の側面図である。

【図８】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法の
第１実施形態を示す斜視図である。

【図９】挿入ガイドの例を示す閉じた状態の斜視図であ
る。

【図１０】挿入ガイドの例を示す開いた状態の斜視図で
ある。

【図１１】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第３実施形態を示す第１工程の側面図である。

【図１２】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第３実施形態を示す第２工程の側面図である。

【図１３】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第３実施形態を示す第３工程の側面図である。

【図１４】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第３実施形態を示す第４工程の側面図である。

【図１５】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第３実施形態を示す第５工程の側面図である。

【図１６】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第４実施形態を示す斜視図である。

【図１７】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第４実施形態を示す第１工程の側面図である。

【図１８】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第４実施形態を示す第２工程の側面図である。

【図１９】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第４実施形態を示す第３工程の側面図である。

【図２０】本発明の既設基礎直下の場所打ち杭構築工法
の第４実施形態を示す第４工程の側面図である。

【図２１】従来例を示す縦断側面図である。

【図２２】従来例を示す平面図である。

【符号の説明】

１…既設基礎 ２…既設杭 ３…円柱状の地盤改良体 ４ａ，４ｂ，４ｃ…貫
通孔 ５…ロッド ６…ガイドパイプ ７…線材 ８…鋼材 ９…支持層 10…支圧体 11…ケーシング 12…モルタル 13…挿入ガイド 14…ロッド 15…袋 16…ロッド 17…孔 18…おもり 19…ロープ 20…ロッド 21…既設のフーチング 22…既設杭 23…増杭

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設基礎に上下方向の貫通孔を穿設し、
   この貫通孔を用いて高圧噴射置換工法により既設基礎直
   下に円柱状の地盤改良体を構築し、既設基礎に穿設する
   貫通孔を用いてこの円柱状の地盤改良体の内部で周面近
   くに線材を螺旋状に配設し、また、円柱状の地盤改良体
   の内部で螺旋状に配設した線材の内側に鉛直方向の鋼材
   を配設することを特徴とした既設基礎直下の場所打ち杭
   構築工法。
2. 【請求項２】 既設基礎に上下方向の貫通孔を穿設し、
   この貫通孔を用いて水ジェットで地盤を切削して泥水状
   態とし、おもりを適宜間隔で取り付けた合成樹脂製繊維
   のロープを内部に通すロッドを泥水切削に挿入し、ロッ
   ドを引き上げる際に回転させてロッド先端より繰り出す
   ロープのおもりに遠心力を加えて該ロープを螺旋状に配
   設し、セメントミルクまたはモルタルを充填して円柱状
   の地盤改良体を造成し、既設基礎に穿設した貫通孔を用
   いて前記円柱状の地盤改良体の内部で螺旋状に配設した
   ロープの内側に鉛直方向の鋼材を配設することを特徴と
   した既設基礎直下の場所打ち杭構築工法。
3. 【請求項３】 鉛直方向の鋼材にはプレストレスを導入
   する請求項１または請求項２に記載の既設基礎直下の場
   所打ち杭構築工法。