JP2003090037A - 杭の施工法 - Google Patents
杭の施工法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製鋼工程で発生する製鋼スラグが有する吸水
することにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を
高めることができるようにした杭の施工法を提供するこ
と。 【解決手段】 掘削孔Ｈ内に杭１を建て込むとともに、
この杭１の外周部及び内部に、膨張性を有するスラグ２
を充填し、スラグ２を膨張させることにより杭１の支持
力を高めるようにする。
することにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を
高めることができるようにした杭の施工法を提供するこ
と。 【解決手段】 掘削孔Ｈ内に杭１を建て込むとともに、
この杭１の外周部及び内部に、膨張性を有するスラグ２
を充填し、スラグ２を膨張させることにより杭１の支持
力を高めるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、杭の施工法に関
し、特に、転炉スラグ及び／又は電気炉スラグ（本明細
書において、「製鋼スラグ」という。）が有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めるようにした杭の施工法に関するものである。
し、特に、転炉スラグ及び／又は電気炉スラグ（本明細
書において、「製鋼スラグ」という。）が有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めるようにした杭の施工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、杭の支持力を確保する方法とし
て、杭の先端部や周辺部に土砂や砕石、ソイルセメン
ト等を充填し、さらに、必要に応じて、機械的な振動や
圧縮力を加えて、杭の周囲の地盤を圧密化する方法、
杭に、節、羽根、翼、くさび等の付属物を形成する方法
等が実用化されている。
て、杭の先端部や周辺部に土砂や砕石、ソイルセメン
ト等を充填し、さらに、必要に応じて、機械的な振動や
圧縮力を加えて、杭の周囲の地盤を圧密化する方法、
杭に、節、羽根、翼、くさび等の付属物を形成する方法
等が実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、杭の支持力
を確保する方法のうち、の杭の周囲の地盤を圧密化す
る方法においては、杭を建て込む掘削杭と杭の間隙は一
般に狭く、充填材を均一に空洞を形成することなく充填
することが困難であり、また、機械的な振動や圧縮力を
深層部に効率よく伝達することも容易ではないという問
題があった。なお、充填材に充填性の良好な粒状化物質
を用いると、地震時の液状化が生じやすくなるという問
題があった。また、の杭に付属物を形成する方法にお
いては、付属物より下方の圧密化が困難であるという問
題があった。
を確保する方法のうち、の杭の周囲の地盤を圧密化す
る方法においては、杭を建て込む掘削杭と杭の間隙は一
般に狭く、充填材を均一に空洞を形成することなく充填
することが困難であり、また、機械的な振動や圧縮力を
深層部に効率よく伝達することも容易ではないという問
題があった。なお、充填材に充填性の良好な粒状化物質
を用いると、地震時の液状化が生じやすくなるという問
題があった。また、の杭に付属物を形成する方法にお
いては、付属物より下方の圧密化が困難であるという問
題があった。
【０００４】ところで、製鋼スラグは、吸水することに
より膨張する性質を有するため、土木建築用材料として
の用途が限られているのが現状である。具体的には、こ
の転炉スラグの利用例として、軟弱地盤の改良工法とし
て、軟弱地盤層へ転炉スラグを柱状に打設し、サンドド
レンパイルとして、スラグの有する吸水性及び透水性を
利用した工法（特開平６−１１６９３７号公報参照）の
ほか、製鋼スラグの固化特性及び透水性を利用して、路
盤材として利用されている事例が存在するのみである。
より膨張する性質を有するため、土木建築用材料として
の用途が限られているのが現状である。具体的には、こ
の転炉スラグの利用例として、軟弱地盤の改良工法とし
て、軟弱地盤層へ転炉スラグを柱状に打設し、サンドド
レンパイルとして、スラグの有する吸水性及び透水性を
利用した工法（特開平６−１１６９３７号公報参照）の
ほか、製鋼スラグの固化特性及び透水性を利用して、路
盤材として利用されている事例が存在するのみである。
【０００５】しかしながら、製鋼スラグをサンドドレン
パイルや路盤材として利用する場合、製鋼スラグの有す
る膨張性が逆に問題となるため、製鋼スラグを利用する
に当たっては、約１００℃の蒸気中で１００時間程度保
持するエージング処理を施すことによって、製鋼スラグ
の有する膨張性を消失させるようにしている。このよう
に、製鋼スラグの利用には、エネルギー消費等の点でコ
ストがかかるため、必ずしも、有効利用されておらず、
特にエージング処理しない製鋼スラグの用途の開発が課
題となっているのが現状であった。
パイルや路盤材として利用する場合、製鋼スラグの有す
る膨張性が逆に問題となるため、製鋼スラグを利用する
に当たっては、約１００℃の蒸気中で１００時間程度保
持するエージング処理を施すことによって、製鋼スラグ
の有する膨張性を消失させるようにしている。このよう
に、製鋼スラグの利用には、エネルギー消費等の点でコ
ストがかかるため、必ずしも、有効利用されておらず、
特にエージング処理しない製鋼スラグの用途の開発が課
題となっているのが現状であった。
【０００６】本発明は、上記従来の杭の施工法の有する
杭の支持力の発現に関する問題点及び製鋼スラグの有効
利用に関する問題点に鑑み、製鋼スラグが有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めることができるようにした杭の施工法を提供すること
を目的とする。
杭の支持力の発現に関する問題点及び製鋼スラグの有効
利用に関する問題点に鑑み、製鋼スラグが有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めることができるようにした杭の施工法を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、掘削孔内に杭を建て込むと
ともに、該杭の外周部及び／又は内部に、膨張性を有す
るスラグを充填し、該スラグを膨張させることにより杭
の支持力を高めるようにしたことを特徴とする。この場
合、杭の底部にスラグを充填することを排除するもので
はない。
め、請求項１記載の発明は、掘削孔内に杭を建て込むと
ともに、該杭の外周部及び／又は内部に、膨張性を有す
るスラグを充填し、該スラグを膨張させることにより杭
の支持力を高めるようにしたことを特徴とする。この場
合、杭の底部にスラグを充填することを排除するもので
はない。
【０００８】請求項１記載の発明によれば、掘削孔内に
建て込んだ杭の外周部及び／又は内部に充填したスラグ
が吸水することにより膨張する。これにより、杭の外周
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、製鋼スラグの有効利用を図る
ことができる。
建て込んだ杭の外周部及び／又は内部に充填したスラグ
が吸水することにより膨張する。これにより、杭の外周
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、製鋼スラグの有効利用を図る
ことができる。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、杭を構築す
る地盤の性状、構築する杭の目的等に応じて、充填する
スラグの膨張率を調整するようにしたことを特徴とす
る。
る地盤の性状、構築する杭の目的等に応じて、充填する
スラグの膨張率を調整するようにしたことを特徴とす
る。
【００１０】請求項２記載の発明によれば、杭を構築す
る地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築する杭
の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨張によ
り、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めることがで
きる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋として
作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラグの膨
張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の下部位
置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることができ
る。
る地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築する杭
の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨張によ
り、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めることがで
きる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋として
作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラグの膨
張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の下部位
置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることができ
る。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、杭の外周に
その長手方向に所定の間隔をあけて鍔を形成し、該鍔に
より杭の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向を
コントロールするようにしたことを特徴とする。
その長手方向に所定の間隔をあけて鍔を形成し、該鍔に
より杭の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向を
コントロールするようにしたことを特徴とする。
【００１２】請求項３記載の発明によれば、杭の外周に
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
【００１３】また、請求項４記載の発明は、杭を建て込
む掘削孔を、上部位置において大径に、下部位置におい
て小径となるように形成することにより、スラグを異径
段付状に充填するようにしたことを特徴とする。
む掘削孔を、上部位置において大径に、下部位置におい
て小径となるように形成することにより、スラグを異径
段付状に充填するようにしたことを特徴とする。
【００１４】請求項４記載の発明によれば、大径に形成
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
【００１５】また、請求項５記載の発明は、杭を建て込
む複数の掘削孔を、上部位置において相互に連結し、ス
ラグを面状に充填するようにしたことを特徴とする。
む複数の掘削孔を、上部位置において相互に連結し、ス
ラグを面状に充填するようにしたことを特徴とする。
【００１６】請求項５記載の発明によれば、上部位置に
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
【００１７】また、請求項６記載の発明は、スラグが、
エージング処理前の製鋼スラグを単独で、又は該製鋼ス
ラグを主成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラ
グ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅
製錬スラグ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却スラグ、
ゴミ焼却灰、汚泥スラグ、ガラス破砕物、廃石膏、コン
クリート廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメン
ト、砕石、土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物
の１種若しくは２種以上を混合した、製鋼スラグの膨張
性を利用できるものであることを特徴とする。
エージング処理前の製鋼スラグを単独で、又は該製鋼ス
ラグを主成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラ
グ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅
製錬スラグ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却スラグ、
ゴミ焼却灰、汚泥スラグ、ガラス破砕物、廃石膏、コン
クリート廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメン
ト、砕石、土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物
の１種若しくは２種以上を混合した、製鋼スラグの膨張
性を利用できるものであることを特徴とする。
【００１８】請求項６記載の発明によれば、製鋼スラグ
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の杭の施工法の実施
の形態を図面に基づいて説明する。
の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】図１に、本発明の杭の施工法の第１実施例
を示す。この実施例は、予め設計で定められた鋼管杭１
の外径と深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、こ
の掘削孔Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むととも
に、この鋼管杭１の外周部及び内部に、膨張性を有する
スラグ２を、所定の密度に充填するようにしたものであ
る。
を示す。この実施例は、予め設計で定められた鋼管杭１
の外径と深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、こ
の掘削孔Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むととも
に、この鋼管杭１の外周部及び内部に、膨張性を有する
スラグ２を、所定の密度に充填するようにしたものであ
る。
【００２１】この場合、掘削孔Ｈの内径は、鋼管杭１の
外周部に所要量のスラグ２を充填することができるよう
に、鋼管杭１の外径よりもやや大となるように設定す
る。なお、鋼管杭１は、本実施例においては、ストレー
ト形状としているが、地盤あるいは築造する建設物に適
合するように、必要に応じて、内外周面にリブ等を備え
た鋼管杭を用いることができる。また、必要に応じて、
鋼管杭１の底部にスラグを充填することができる。
外周部に所要量のスラグ２を充填することができるよう
に、鋼管杭１の外径よりもやや大となるように設定す
る。なお、鋼管杭１は、本実施例においては、ストレー
ト形状としているが、地盤あるいは築造する建設物に適
合するように、必要に応じて、内外周面にリブ等を備え
た鋼管杭を用いることができる。また、必要に応じて、
鋼管杭１の底部にスラグを充填することができる。
【００２２】鋼管杭１の外周部及び内部に充填する膨張
性を有するスラグ２には、製鋼スラグ、好ましくは、エ
ージング処理前の製鋼スラグを単独で、又はこの製鋼ス
ラグを主成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラ
グ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅
製錬スラグ、赤泥（アルミ製錬スラグ）、フライアッシ
ュ、ゴミ焼却スラグ、ゴミ焼却灰、汚泥スラグ、ガラス
破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石
膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材
料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合し
た、製鋼スラグの膨張性を利用できるものを用いること
ができる。
性を有するスラグ２には、製鋼スラグ、好ましくは、エ
ージング処理前の製鋼スラグを単独で、又はこの製鋼ス
ラグを主成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラ
グ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅
製錬スラグ、赤泥（アルミ製錬スラグ）、フライアッシ
ュ、ゴミ焼却スラグ、ゴミ焼却灰、汚泥スラグ、ガラス
破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石
膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材
料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合し
た、製鋼スラグの膨張性を利用できるものを用いること
ができる。
【００２３】ここで、エージング処理前の製鋼スラグ
は、吸水することにより膨張する性質が特に顕著なた
め、本発明の杭の施工法に好適に用いることができる。
は、吸水することにより膨張する性質が特に顕著なた
め、本発明の杭の施工法に好適に用いることができる。
【００２４】図２（Ａ）に、粒径５ｍｍアンダーのエー
ジング処理前の製鋼スラグを用いて、ＪＩＳ Ａ ５０１
５に基づいて膨張試験を行った結果を示す。図２（Ａ）
からも明らかなように、エージング処理前の製鋼スラグ
の膨張特性（膨張率）は、環境、温度、配合、化学組成
等によって異なる。
ジング処理前の製鋼スラグを用いて、ＪＩＳ Ａ ５０１
５に基づいて膨張試験を行った結果を示す。図２（Ａ）
からも明らかなように、エージング処理前の製鋼スラグ
の膨張特性（膨張率）は、環境、温度、配合、化学組成
等によって異なる。
【００２５】また、水砕スラグは、無数の気泡を有し、
角張った形状をしているため、軽量性、大きな剪断抵抗
力、透水性、水硬性を有し、本発明の杭の施工法に好適
に用いることができる。そして、このような特性を有す
るスラグ２を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填するこ
とにより、地盤が砂地盤の場合に、スラグ２が固化する
までは、地震時の間隙水の放出を円滑に行い、地盤の液
状化を未然に防止することができ、また、水硬性によ
り、地盤の支持力を高め、これによって、杭の支持力を
高めることができるものとなる。
角張った形状をしているため、軽量性、大きな剪断抵抗
力、透水性、水硬性を有し、本発明の杭の施工法に好適
に用いることができる。そして、このような特性を有す
るスラグ２を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填するこ
とにより、地盤が砂地盤の場合に、スラグ２が固化する
までは、地震時の間隙水の放出を円滑に行い、地盤の液
状化を未然に防止することができ、また、水硬性によ
り、地盤の支持力を高め、これによって、杭の支持力を
高めることができるものとなる。
【００２６】図２（Ｂ）に、製鋼スラグと水砕スラグの
混合物を水分（５％〜８％）の逸散がないようにビニー
ル袋で密封貯蔵し、養生日数２８日及び９０日に取り出
して、一軸圧縮強さを測定した結果を示す。図２（Ｂ）
から明らかなように、製鋼スラグの配合率が増大するほ
ど、固化現象により一軸圧縮強さが増大し、支持力の向
上に効果があることが判る。
混合物を水分（５％〜８％）の逸散がないようにビニー
ル袋で密封貯蔵し、養生日数２８日及び９０日に取り出
して、一軸圧縮強さを測定した結果を示す。図２（Ｂ）
から明らかなように、製鋼スラグの配合率が増大するほ
ど、固化現象により一軸圧縮強さが増大し、支持力の向
上に効果があることが判る。
【００２７】そして、鋼管杭１の外周部及び内部に充填
するスラグ２は、同種のスラグを用いるほか、必要に応
じて、膨張率の異なるスラグ、例えば、鋼管杭１の外周
部にに充填するスラグに、内部に充填するスラグよりも
膨張率の大きなスラグを用いることができる。
するスラグ２は、同種のスラグを用いるほか、必要に応
じて、膨張率の異なるスラグ、例えば、鋼管杭１の外周
部にに充填するスラグに、内部に充填するスラグよりも
膨張率の大きなスラグを用いることができる。
【００２８】そして、このような特性を有するスラグ２
を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填することにより、
鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２が、周囲の地盤に
含まれる水を吸水することにより（必要に応じて、加水
することもできる。）膨張することによって、杭を建て
込む掘削杭Ｈと鋼管杭１の間隙が狭い場合でも、充填材
であるスラグ２を均一に空洞を形成することなく充填す
ることができるとともに、深層部にも圧縮力を伝達する
ことができ、鋼管杭１の周囲の地盤を容易に、かつ確実
に圧密化し、地盤の支持力を高め、これによって、鋼管
杭１の支持力を高めることができ、また、鋼管杭１の内
部に充填したスラグ２の膨張によって、鋼管杭１の径方
向の膨張力で、鋼管杭１の径方向に押圧力が加わるよう
になり、鋼管杭１の剛性を増大させることができ、一
方、鋼管杭１の軸方向の膨張力で、鋼管杭１に上載荷重
に対応する応力（プレストレス）をかけることができ、
これによって、鋼管杭１の支持力を高めることができる
ものとなる。また、鋼管杭１の外周部に充填したスラグ
２の固化現象により一軸圧縮強さが増大し、地盤の液状
化防止及び支持力を向上することができるものとなる。
を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填することにより、
鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２が、周囲の地盤に
含まれる水を吸水することにより（必要に応じて、加水
することもできる。）膨張することによって、杭を建て
込む掘削杭Ｈと鋼管杭１の間隙が狭い場合でも、充填材
であるスラグ２を均一に空洞を形成することなく充填す
ることができるとともに、深層部にも圧縮力を伝達する
ことができ、鋼管杭１の周囲の地盤を容易に、かつ確実
に圧密化し、地盤の支持力を高め、これによって、鋼管
杭１の支持力を高めることができ、また、鋼管杭１の内
部に充填したスラグ２の膨張によって、鋼管杭１の径方
向の膨張力で、鋼管杭１の径方向に押圧力が加わるよう
になり、鋼管杭１の剛性を増大させることができ、一
方、鋼管杭１の軸方向の膨張力で、鋼管杭１に上載荷重
に対応する応力（プレストレス）をかけることができ、
これによって、鋼管杭１の支持力を高めることができる
ものとなる。また、鋼管杭１の外周部に充填したスラグ
２の固化現象により一軸圧縮強さが増大し、地盤の液状
化防止及び支持力を向上することができるものとなる。
【００２９】図３に、本発明の杭の施工法の第２実施例
を示す。この実施例は、地盤の性状等に応じて、膨張率
及び吸水性能の異なるスラグを適宜組み合わせて使用す
ることにより、複雑な地層構造の地盤にも対応できるよ
うにしたものである。この実施例においても、上記第１
実施例と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と
深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔
Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼
管杭１の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の
密度に充填するようにする。なお、本実施例において
は、鋼管杭１の内部にスラグを充填していないが、上記
第１実施例と同様に、スラグを充填することもできる。
を示す。この実施例は、地盤の性状等に応じて、膨張率
及び吸水性能の異なるスラグを適宜組み合わせて使用す
ることにより、複雑な地層構造の地盤にも対応できるよ
うにしたものである。この実施例においても、上記第１
実施例と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と
深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔
Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼
管杭１の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の
密度に充填するようにする。なお、本実施例において
は、鋼管杭１の内部にスラグを充填していないが、上記
第１実施例と同様に、スラグを充填することもできる。
【００３０】この場合において、鋼管杭１の外周部に充
填するスラグとしては、例えば、図２（Ａ）に示すよう
に、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａを、また、砂層Ｈ２においは、エージング処理前の膨
張率の大きなスラグ２ｂを用いるようにする。これによ
り、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａが、吸水、発熱し、スラグ２ａが速やかに硬化すると
ともに、併せて粘土層Ｈ１の改良を行うことができる。
また砂層Ｈ２においては、膨張率の大きなスラグ２ｂに
より、砂層Ｈ２を効果的に締め固めるようにすることが
できる。
填するスラグとしては、例えば、図２（Ａ）に示すよう
に、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａを、また、砂層Ｈ２においは、エージング処理前の膨
張率の大きなスラグ２ｂを用いるようにする。これによ
り、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａが、吸水、発熱し、スラグ２ａが速やかに硬化すると
ともに、併せて粘土層Ｈ１の改良を行うことができる。
また砂層Ｈ２においては、膨張率の大きなスラグ２ｂに
より、砂層Ｈ２を効果的に締め固めるようにすることが
できる。
【００３１】また、図２（Ｂ）に示すように、深度に応
じてスラグの膨張率を変え、鋼管杭１の周囲の地盤を締
め固めるようにすることもできる。より具体的には、例
えば、鋼管杭１の上部位置Ｈ３に膨張率の小さなスラグ
２ｃを、下部位置Ｈ４に膨張率の大きなスラグ２ｄを用
いるようにする。これにより、鋼管杭１の上部位置Ｈ３
に充填した膨張率の小さなスラグ２ｃが先に硬化して蓋
として作用するため、鋼管杭１の下部位置Ｈ４に充填し
た膨張率の大きなスラグ２ｄが遅れて膨張、硬化する際
に、上方への膨張が拘束され、周方向に膨張することに
よって、周囲の地盤を一層効果的に締め固めるようにす
ることができる。
じてスラグの膨張率を変え、鋼管杭１の周囲の地盤を締
め固めるようにすることもできる。より具体的には、例
えば、鋼管杭１の上部位置Ｈ３に膨張率の小さなスラグ
２ｃを、下部位置Ｈ４に膨張率の大きなスラグ２ｄを用
いるようにする。これにより、鋼管杭１の上部位置Ｈ３
に充填した膨張率の小さなスラグ２ｃが先に硬化して蓋
として作用するため、鋼管杭１の下部位置Ｈ４に充填し
た膨張率の大きなスラグ２ｄが遅れて膨張、硬化する際
に、上方への膨張が拘束され、周方向に膨張することに
よって、周囲の地盤を一層効果的に締め固めるようにす
ることができる。
【００３２】図４に、本発明の杭の施工法の第３実施例
を示す。この実施例は、鋼管杭１の外周にその長手方向
に所定の間隔をあけて鍔１１ａ，１１ｂを形成し、この
鍔１１ａ，１１ｂにより鋼管杭１の外周部に充填したス
ラグ２の膨張箇所及び方向をコントロールするようにし
たものである。この実施例においても、上記第１実施例
と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と深さに
合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔Ｈ内に
鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼管杭１
の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の密度に
充填するようにする。
を示す。この実施例は、鋼管杭１の外周にその長手方向
に所定の間隔をあけて鍔１１ａ，１１ｂを形成し、この
鍔１１ａ，１１ｂにより鋼管杭１の外周部に充填したス
ラグ２の膨張箇所及び方向をコントロールするようにし
たものである。この実施例においても、上記第１実施例
と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と深さに
合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔Ｈ内に
鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼管杭１
の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の密度に
充填するようにする。
【００３３】この場合において、鋼管杭１の外周に形成
する鍔１１ａ，１１ｂの突出長さは、鋼管杭１の外周部
に充填するスラグ２が、これらの鍔１１ａ，１１ｂによ
り上下に仕切られるようにする限りにおいて、特に限定
されるものではなく、さらに、形成する鍔の数及び間隔
も、本実施例のものに限定されず、鋼管杭１の長さ、地
盤の性状等により、任意に設定することができる。
する鍔１１ａ，１１ｂの突出長さは、鋼管杭１の外周部
に充填するスラグ２が、これらの鍔１１ａ，１１ｂによ
り上下に仕切られるようにする限りにおいて、特に限定
されるものではなく、さらに、形成する鍔の数及び間隔
も、本実施例のものに限定されず、鋼管杭１の長さ、地
盤の性状等により、任意に設定することができる。
【００３４】また、スラグ２の充填は、鋼管杭１の建て
込みと同時に行うようにするが、この場合、スラグ２が
脱落しないように、スラグ２を、紙製、合成樹脂製、繊
維製、金属製等の袋２０（打設後、水によって分解する
紙製、合成樹脂製のものが好ましい。）に収納した状態
で、鋼管杭１の周囲の配設することができる。ここで、
袋２０は、図４の左半図に示すように、鍔１１ａ，１１
ｂ間で帯状に分かれる小袋とすることも、図４の右半図
に示すように１つの大袋とすることもできる。
込みと同時に行うようにするが、この場合、スラグ２が
脱落しないように、スラグ２を、紙製、合成樹脂製、繊
維製、金属製等の袋２０（打設後、水によって分解する
紙製、合成樹脂製のものが好ましい。）に収納した状態
で、鋼管杭１の周囲の配設することができる。ここで、
袋２０は、図４の左半図に示すように、鍔１１ａ，１１
ｂ間で帯状に分かれる小袋とすることも、図４の右半図
に示すように１つの大袋とすることもできる。
【００３５】これにより、鋼管杭１の外周にその長手方
向に所定の間隔をあけて形成した鍔１１ａ，１１ｂによ
り鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２の膨張箇所及び
方向をコントロールすることができ、構築した鋼管杭１
に節杭のような大きな摩擦力の発現効果を持たせること
ができ、これにより、鋼管杭１の支持力を一層向上する
ことができるものとなる。
向に所定の間隔をあけて形成した鍔１１ａ，１１ｂによ
り鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２の膨張箇所及び
方向をコントロールすることができ、構築した鋼管杭１
に節杭のような大きな摩擦力の発現効果を持たせること
ができ、これにより、鋼管杭１の支持力を一層向上する
ことができるものとなる。
【００３６】また、必要に応じて、鋼管杭１の上端（グ
ランドラインＧＬ）に鍔１１ｘを形成することができ
る。これにより、鋼管杭１の上端部のスラグ２が膨張す
る際に、この膨張によりスラグ２がグランドラインＧＬ
より上方へ押し上げられるのを防止し、鋼管杭１の上端
部のスラグ２の膨張を、効果的に地盤の締め固めとして
作用させるようにすることができる。
ランドラインＧＬ）に鍔１１ｘを形成することができ
る。これにより、鋼管杭１の上端部のスラグ２が膨張す
る際に、この膨張によりスラグ２がグランドラインＧＬ
より上方へ押し上げられるのを防止し、鋼管杭１の上端
部のスラグ２の膨張を、効果的に地盤の締め固めとして
作用させるようにすることができる。
【００３７】図５に、本発明の杭の施工法の第４実施例
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む掘削孔を、
上部位置Ｈ５において大径に、下部位置Ｈ６において小
径となるように形成することにより、膨張性を有するス
ラグ２を異径段付状に充填するようにしたものである。
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む掘削孔を、
上部位置Ｈ５において大径に、下部位置Ｈ６において小
径となるように形成することにより、膨張性を有するス
ラグ２を異径段付状に充填するようにしたものである。
【００３８】この場合において、大径に形成する上部位
置Ｈ５の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
置Ｈ５の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
【００３９】これにより、大径に形成した掘削孔の上部
位置Ｈ５における地盤の支持力を高め、これによって、
鋼管杭１の支持力（水平耐力）を高めることができるも
のとなる。
位置Ｈ５における地盤の支持力を高め、これによって、
鋼管杭１の支持力（水平耐力）を高めることができるも
のとなる。
【００４０】図６に、本発明の杭の施工法の第５実施例
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む複数の掘削
孔を、溝状に掘削することにより上部位置Ｈ７において
相互に連結し、膨張性を有するスラグ２を面状に充填す
るようにしたものである。この場合、下部位置Ｈ８にお
いては、上記実施例と同様、複数の独立した掘削孔を形
成し、膨張性を有するスラグ２を充填するようにしてい
る。
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む複数の掘削
孔を、溝状に掘削することにより上部位置Ｈ７において
相互に連結し、膨張性を有するスラグ２を面状に充填す
るようにしたものである。この場合、下部位置Ｈ８にお
いては、上記実施例と同様、複数の独立した掘削孔を形
成し、膨張性を有するスラグ２を充填するようにしてい
る。
【００４１】この場合において、溝状に掘削する上部位
置Ｈ７の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
置Ｈ７の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
【００４２】これにより、上部位置Ｈ７において相互に
連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによ
って、鋼管杭１の支持力（水平耐力）を一層高めること
ができるものとなる。また、地盤が砂地盤の場合には、
スラグ２が固化するまでは、上部位置Ｈ７に充填された
スラグ２を介して、地震時の間隙水の放出をより円滑に
行うことができるものとなる。
連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによ
って、鋼管杭１の支持力（水平耐力）を一層高めること
ができるものとなる。また、地盤が砂地盤の場合には、
スラグ２が固化するまでは、上部位置Ｈ７に充填された
スラグ２を介して、地震時の間隙水の放出をより円滑に
行うことができるものとなる。
【００４３】
【実施例】次に、より具体的に、スラグを用いて施工し
た杭の実例を、砕石を用いて施工した杭と比較しなが
ら、説明する。 ［実例１−１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ（１０
０％）を充填して杭を施工した。 ［実例１−２］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０％
と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工した。 ［実例１−３］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０％
と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合したも
のを充填して杭を施工した。 ［実例１−４］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０％
と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混合
したものを充填して杭を施工した。 ［比較例１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１０
ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工し
た。
た杭の実例を、砕石を用いて施工した杭と比較しなが
ら、説明する。 ［実例１−１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ（１０
０％）を充填して杭を施工した。 ［実例１−２］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０％
と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工した。 ［実例１−３］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０％
と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合したも
のを充填して杭を施工した。 ［実例１−４］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０％
と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混合
したものを充填して杭を施工した。 ［比較例１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１０
ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工し
た。
【００４４】［実例２−１］杭に円筒杭を用い、杭の外
周部に、粒径１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製
鋼スラグ（１００％）を充填して杭を施工した。 ［実例２−２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０
％と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工し
た。 ［実例２−３］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０
％と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合した
ものを充填して杭を施工した。 ［実例２−４］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０
％と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混
合したものを充填して杭を施工した。 ［比較例２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工
した。
周部に、粒径１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製
鋼スラグ（１００％）を充填して杭を施工した。 ［実例２−２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０
％と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工し
た。 ［実例２−３］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０
％と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合した
ものを充填して杭を施工した。 ［実例２−４］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０
％と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混
合したものを充填して杭を施工した。 ［比較例２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工
した。
【００４５】上記実例と比較例により施工された杭に荷
重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を図７及び図８に
示す。図７及び図８から明らかなように、スラグを用い
て施工した杭（実例）は、砕石を用いて施工した杭（比
較例）と比較して、いずれも、荷重をかけた場合の沈下
量が小さく、杭の支持力を高めることができることが確
認できた。また、この傾向は、エージング処理前の製鋼
スラグを単独で用いるよりも、エージング処理前の製鋼
スラグに石膏、水砕スラグ等を混合して用いた場合に、
より顕著に現れることも確認できた。
重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を図７及び図８に
示す。図７及び図８から明らかなように、スラグを用い
て施工した杭（実例）は、砕石を用いて施工した杭（比
較例）と比較して、いずれも、荷重をかけた場合の沈下
量が小さく、杭の支持力を高めることができることが確
認できた。また、この傾向は、エージング処理前の製鋼
スラグを単独で用いるよりも、エージング処理前の製鋼
スラグに石膏、水砕スラグ等を混合して用いた場合に、
より顕著に現れることも確認できた。
【００４６】次に、製鋼スラグが吸水して膨張する特性
を利用することによって、杭の支持力を向上することが
できることを実際に実験を行うことにより確認した。実
験は系統的に３段階で行った。スラグ試料としは、エー
ジング処理前の製鋼スラグを主成分とし、これに石膏、
水砕スラグ、コンクリート廃材等を添加した。
を利用することによって、杭の支持力を向上することが
できることを実際に実験を行うことにより確認した。実
験は系統的に３段階で行った。スラグ試料としは、エー
ジング処理前の製鋼スラグを主成分とし、これに石膏、
水砕スラグ、コンクリート廃材等を添加した。
【００４７】［実験１］ ドラム缶実験
外径１５０ｍｍの先端閉塞の鋼管をドラム缶（φ６００
ｍｍ、ｈ９００ｍｍ）の中心部に埋設し、根入れ深さが
４５０ｍｍになるようにスラグを充填した。養生は屋外
に暴露することによって行った。なお、ドラム缶の底面
に水抜きを設け、スラグは比較的乾いた状態で養生さ
れ、膨張すると缶壁から強力な拘束を受けるようにし
た。
ｍｍ、ｈ９００ｍｍ）の中心部に埋設し、根入れ深さが
４５０ｍｍになるようにスラグを充填した。養生は屋外
に暴露することによって行った。なお、ドラム缶の底面
に水抜きを設け、スラグは比較的乾いた状態で養生さ
れ、膨張すると缶壁から強力な拘束を受けるようにし
た。
【００４８】［実験２］ 大型土槽実験
深さ５ｍのコンクリート製土槽内に５号砕砂を用いてＮ
値２５程度の人工地盤を造成し、この地盤に外径４００
ｍｍ、深さ３．０ｍの穴を１ｍ間隔に掘削して、外径１
６５ｍｍの鋼管あるいは節径が同じサイズの節付鋼管を
建て込み、杭の周囲にスラグを充填した。土槽内は表面
下５００ｍｍの高さまで水を入れ各杭を養生した。
値２５程度の人工地盤を造成し、この地盤に外径４００
ｍｍ、深さ３．０ｍの穴を１ｍ間隔に掘削して、外径１
６５ｍｍの鋼管あるいは節径が同じサイズの節付鋼管を
建て込み、杭の周囲にスラグを充填した。土槽内は表面
下５００ｍｍの高さまで水を入れ各杭を養生した。
【００４９】［実験３］ 現場規模実験
地盤はボーリング調査の結果Ｎ値が１０以下の軟弱地盤
で、１２ｍ下層にＮ値が２５程度の中間層が存在した。
杭には、鋼管杭（外径４５７ｍｍ）及びコンクリート節
杭（節径４４０ｍｍ、軸径３００ｍｍ）を用いて、杭長
を１２ｍとした。杭の施工手順は、水の湧出しがある軟
弱地盤であるため、スクリューオーガで掘削しながらケ
ーシングを挿入し、次に内部にもう１本ケーシングを挿
入して、この内側のケーシング内に杭を建込み、スラグ
を外ケーシングと内ケーシングの間から適量投入し、内
外ケーシングを回転させながら上下運動させることによ
って杭周囲にスラグ層を造成した。
で、１２ｍ下層にＮ値が２５程度の中間層が存在した。
杭には、鋼管杭（外径４５７ｍｍ）及びコンクリート節
杭（節径４４０ｍｍ、軸径３００ｍｍ）を用いて、杭長
を１２ｍとした。杭の施工手順は、水の湧出しがある軟
弱地盤であるため、スクリューオーガで掘削しながらケ
ーシングを挿入し、次に内部にもう１本ケーシングを挿
入して、この内側のケーシング内に杭を建込み、スラグ
を外ケーシングと内ケーシングの間から適量投入し、内
外ケーシングを回転させながら上下運動させることによ
って杭周囲にスラグ層を造成した。
【００５０】［実験結果］実験１、２及び３における基
礎杭の支持力性能を載荷荷重と沈下量の関係から、基準
支持力で比較した結果を、それぞれ表１、表２及び表３
に示す。
礎杭の支持力性能を載荷荷重と沈下量の関係から、基準
支持力で比較した結果を、それぞれ表１、表２及び表３
に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【００５４】表１、表２及び表３から明らかなように、
いずれの場合でも、スラグを使用しない場合と比べ
ると、スラグの使用によって大きな支持力性能が得られ
た。 スラグ組成によって支持力が変化し、石膏、水砕ス
ラグ、コンクリート廃材の添加によって支持力が増大し
た。 支持力の増大効果は、ストレート杭（鋼管杭）と略
同径の節径を持つ節杭（コンクリート節杭）とを比べる
と、節杭の方が顕著である。
ると、スラグの使用によって大きな支持力性能が得られ
た。 スラグ組成によって支持力が変化し、石膏、水砕ス
ラグ、コンクリート廃材の添加によって支持力が増大し
た。 支持力の増大効果は、ストレート杭（鋼管杭）と略
同径の節径を持つ節杭（コンクリート節杭）とを比べる
と、節杭の方が顕著である。
【００５５】以上、本発明の杭の施工法について、その
実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記
載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載
した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない
範囲において適宜その構成を変更することができるもの
である。また、上記実施例においては、杭に鋼管杭を用
いるようにしているが、杭の材質は、これに限定される
ものではなく、本発明の杭の施工法は、コンクリート杭
（節付コンクリート杭を含む。）、複合杭、場所打ち杭
等の任意の杭に適用することができるものである。
実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記
載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載
した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない
範囲において適宜その構成を変更することができるもの
である。また、上記実施例においては、杭に鋼管杭を用
いるようにしているが、杭の材質は、これに限定される
ものではなく、本発明の杭の施工法は、コンクリート杭
（節付コンクリート杭を含む。）、複合杭、場所打ち杭
等の任意の杭に適用することができるものである。
【００５６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、杭の外周
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、従来、エネルギー消費等の点
でコストがかかるため、用途が限定されていた製鋼スラ
グの有効利用を図ることができる。
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、従来、エネルギー消費等の点
でコストがかかるため、用途が限定されていた製鋼スラ
グの有効利用を図ることができる。
【００５７】また、請求項２記載の発明によれば、杭を
構築する地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築
する杭の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨
張により、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めるこ
とができる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋
として作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラ
グの膨張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の
下部位置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることが
できる。
構築する地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築
する杭の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨
張により、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めるこ
とができる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋
として作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラ
グの膨張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の
下部位置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることが
できる。
【００５８】請求項３記載の発明によれば、杭の外周に
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
【００５９】請求項４記載の発明によれば、大径に形成
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
【００６０】請求項５記載の発明によれば、上部位置に
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
【００６１】請求項６記載の発明によれば、製鋼スラグ
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
【図１】本発明の杭の施工法の第１実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】（Ａ）は、エージング処理前の製鋼スラグの膨
張特性を示す説明図、（Ｂ）は、製鋼スラグと水砕スラ
グを配合した材料の一軸圧縮強さの変化を示す説明図で
ある。
張特性を示す説明図、（Ｂ）は、製鋼スラグと水砕スラ
グを配合した材料の一軸圧縮強さの変化を示す説明図で
ある。
【図３】本発明の杭の施工法の第２実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図４】本発明の杭の施工法の第３実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図５】本発明の杭の施工法の第４実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図６】本発明の杭の施工法の第５実施例の施工例を示
す断面斜視図である。
す断面斜視図である。
【図７】杭に荷重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図８】杭に荷重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
Ｈ 掘削孔
Ｈ１ 粘土層
Ｈ２ 砂層
Ｈ３ 上部位置
Ｈ４ 下部位置
Ｈ５ 上部位置
Ｈ６ 下部位置
Ｈ７ 上部位置
Ｈ８ 下部位置
１ 杭（鋼管杭）
１１ａ，１１ｂ，１１ｘ 鍔
２ スラグ
２ａ 生石灰を混合したスラグ
２ｂ 膨張率の大きなスラグ
２ｃ 膨張率の小さなスラグ
２ｄ 膨張率の大きなスラグ
２０ 袋
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年８月１３日（２００２．８．１
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 杭の施工法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、杭の施工法に関
し、特に、転炉スラグ及び／又は電気炉スラグ（本明細
書において、「製鋼スラグ」という。）が有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めるようにした杭の施工法に関するものである。
し、特に、転炉スラグ及び／又は電気炉スラグ（本明細
書において、「製鋼スラグ」という。）が有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めるようにした杭の施工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、杭の支持力を確保する方法とし
て、杭の先端部や周辺部に土砂や砕石、ソイルセメン
ト等を充填し、さらに、必要に応じて、機械的な振動や
圧縮力を加えて、杭の周囲の地盤を圧密化する方法、
杭に、節、羽根、翼、くさび等の付属物を形成する方法
等が実用化されている。
て、杭の先端部や周辺部に土砂や砕石、ソイルセメン
ト等を充填し、さらに、必要に応じて、機械的な振動や
圧縮力を加えて、杭の周囲の地盤を圧密化する方法、
杭に、節、羽根、翼、くさび等の付属物を形成する方法
等が実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、杭の支持力
を確保する方法のうち、の杭の周囲の地盤を圧密化す
る方法においては、杭を建て込む掘削杭と杭の間隙は一
般に狭く、充填材を均一に空洞を形成することなく充填
することが困難であり、また、機械的な振動や圧縮力を
深層部に効率よく伝達することも容易ではないという問
題があった。なお、充填材に充填性の良好な粒状化物質
を用いると、地震時の液状化が生じやすくなるという問
題があった。また、の杭に付属物を形成する方法にお
いては、付属物より下方の圧密化が困難であるという問
題があった。
を確保する方法のうち、の杭の周囲の地盤を圧密化す
る方法においては、杭を建て込む掘削杭と杭の間隙は一
般に狭く、充填材を均一に空洞を形成することなく充填
することが困難であり、また、機械的な振動や圧縮力を
深層部に効率よく伝達することも容易ではないという問
題があった。なお、充填材に充填性の良好な粒状化物質
を用いると、地震時の液状化が生じやすくなるという問
題があった。また、の杭に付属物を形成する方法にお
いては、付属物より下方の圧密化が困難であるという問
題があった。
【０００４】ところで、製鋼スラグは、吸水することに
より膨張する性質を有するため、土木建築用材料として
の用途が限られているのが現状である。具体的には、こ
の転炉スラグの利用例として、軟弱地盤の改良工法とし
て、軟弱地盤層へ転炉スラグを柱状に打設し、サンドド
レンパイルとして、スラグの有する吸水性及び透水性を
利用した工法（特開平６−１１６９３７号公報参照）の
ほか、製鋼スラグの固化特性及び透水性を利用して、路
盤材として利用されている事例が存在するのみである。
より膨張する性質を有するため、土木建築用材料として
の用途が限られているのが現状である。具体的には、こ
の転炉スラグの利用例として、軟弱地盤の改良工法とし
て、軟弱地盤層へ転炉スラグを柱状に打設し、サンドド
レンパイルとして、スラグの有する吸水性及び透水性を
利用した工法（特開平６−１１６９３７号公報参照）の
ほか、製鋼スラグの固化特性及び透水性を利用して、路
盤材として利用されている事例が存在するのみである。
【０００５】しかしながら、製鋼スラグをサンドドレン
パイルや路盤材として利用する場合、製鋼スラグの有す
る膨張性が逆に問題となるため、製鋼スラグを利用する
に当たっては、約１００℃の蒸気中で１００時間程度保
持するエージング処理を施すことによって、製鋼スラグ
の有する膨張性を消失させるようにしている。このよう
に、製鋼スラグの利用には、エネルギー消費等の点でコ
ストがかかるため、必ずしも、有効利用されておらず、
特にエージング処理しない製鋼スラグの用途の開発が課
題となっているのが現状であった。
パイルや路盤材として利用する場合、製鋼スラグの有す
る膨張性が逆に問題となるため、製鋼スラグを利用する
に当たっては、約１００℃の蒸気中で１００時間程度保
持するエージング処理を施すことによって、製鋼スラグ
の有する膨張性を消失させるようにしている。このよう
に、製鋼スラグの利用には、エネルギー消費等の点でコ
ストがかかるため、必ずしも、有効利用されておらず、
特にエージング処理しない製鋼スラグの用途の開発が課
題となっているのが現状であった。
【０００６】本発明は、上記従来の杭の施工法の有する
杭の支持力の発現に関する問題点及び製鋼スラグの有効
利用に関する問題点に鑑み、製鋼スラグが有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めることができるようにした杭の施工法を提供すること
を目的とする。
杭の支持力の発現に関する問題点及び製鋼スラグの有効
利用に関する問題点に鑑み、製鋼スラグが有する吸水す
ることにより膨張する性質を利用して、杭の支持力を高
めることができるようにした杭の施工法を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、掘削孔内に杭を建て込むと
ともに、該杭の外周部及び／又は内部に、膨張性を有す
る製鋼スラグを充填し、該スラグを膨張させることによ
り杭の支持力を高めるようにしたことを特徴とする。こ
の場合、杭の底部にスラグを充填することを排除するも
のではない。ここで、「膨張性を有する製鋼スラグ」と
は、エージング処理を施すことによって膨張性を消失さ
せていない製鋼スラグをいう。
め、請求項１記載の発明は、掘削孔内に杭を建て込むと
ともに、該杭の外周部及び／又は内部に、膨張性を有す
る製鋼スラグを充填し、該スラグを膨張させることによ
り杭の支持力を高めるようにしたことを特徴とする。こ
の場合、杭の底部にスラグを充填することを排除するも
のではない。ここで、「膨張性を有する製鋼スラグ」と
は、エージング処理を施すことによって膨張性を消失さ
せていない製鋼スラグをいう。
【０００８】請求項１記載の発明によれば、掘削孔内に
建て込んだ杭の外周部及び／又は内部に充填したスラグ
が吸水することにより膨張する。これにより、杭の外周
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、製鋼スラグの有効利用を図る
ことができる。
建て込んだ杭の外周部及び／又は内部に充填したスラグ
が吸水することにより膨張する。これにより、杭の外周
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、製鋼スラグの有効利用を図る
ことができる。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、杭を構築す
る地盤の性状、構築する杭の目的等に応じて、充填する
スラグの膨張率を調整するようにしたことを特徴とす
る。
る地盤の性状、構築する杭の目的等に応じて、充填する
スラグの膨張率を調整するようにしたことを特徴とす
る。
【００１０】請求項２記載の発明によれば、杭を構築す
る地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築する杭
の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨張によ
り、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めることがで
きる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋として
作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラグの膨
張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の下部位
置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることができ
る。
る地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築する杭
の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨張によ
り、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めることがで
きる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋として
作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラグの膨
張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の下部位
置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることができ
る。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、杭の外周に
その長手方向に所定の間隔をあけて鍔を形成し、該鍔に
より杭の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向を
コントロールするようにしたことを特徴とする。
その長手方向に所定の間隔をあけて鍔を形成し、該鍔に
より杭の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向を
コントロールするようにしたことを特徴とする。
【００１２】請求項３記載の発明によれば、杭の外周に
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
【００１３】また、請求項４記載の発明は、杭を建て込
む掘削孔を、上部位置において大径に、下部位置におい
て小径となるように形成することにより、スラグを異径
段付状に充填するようにしたことを特徴とする。
む掘削孔を、上部位置において大径に、下部位置におい
て小径となるように形成することにより、スラグを異径
段付状に充填するようにしたことを特徴とする。
【００１４】請求項４記載の発明によれば、大径に形成
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
【００１５】また、請求項５記載の発明は、杭を建て込
む複数の掘削孔を、上部位置において相互に連結し、ス
ラグを面状に充填するようにしたことを特徴とする。
む複数の掘削孔を、上部位置において相互に連結し、ス
ラグを面状に充填するようにしたことを特徴とする。
【００１６】請求項５記載の発明によれば、上部位置に
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
【００１７】また、請求項６記載の発明は、膨張性を有
する製鋼スラグは、これを単独で用いるほか、これを主
成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラグ、高炉
スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅製錬スラ
グ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却スラグ、ゴミ焼却
灰、汚泥スラグ、ガラス破砕物、廃石膏、コンクリート
廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメント、砕石、
土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物の１種若し
くは２種以上を混合した、膨張性を有する製鋼スラグの
膨張性を利用できるものであることを特徴とする。
する製鋼スラグは、これを単独で用いるほか、これを主
成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラグ、高炉
スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅製錬スラ
グ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却スラグ、ゴミ焼却
灰、汚泥スラグ、ガラス破砕物、廃石膏、コンクリート
廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメント、砕石、
土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物の１種若し
くは２種以上を混合した、膨張性を有する製鋼スラグの
膨張性を利用できるものであることを特徴とする。
【００１８】請求項６記載の発明によれば、製鋼スラグ
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の杭の施工法の実施
の形態を図面に基づいて説明する。
の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】図１に、本発明の杭の施工法の第１実施例
を示す。この実施例は、予め設計で定められた鋼管杭１
の外径と深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、こ
の掘削孔Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むととも
に、この鋼管杭１の外周部及び内部に、膨張性を有する
スラグ２を、所定の密度に充填するようにしたものであ
る。
を示す。この実施例は、予め設計で定められた鋼管杭１
の外径と深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、こ
の掘削孔Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むととも
に、この鋼管杭１の外周部及び内部に、膨張性を有する
スラグ２を、所定の密度に充填するようにしたものであ
る。
【００２１】この場合、掘削孔Ｈの内径は、鋼管杭１の
外周部に所要量のスラグ２を充填することができるよう
に、鋼管杭１の外径よりもやや大となるように設定す
る。なお、鋼管杭１は、本実施例においては、ストレー
ト形状としているが、地盤あるいは築造する建設物に適
合するように、必要に応じて、内外周面にリブ等を備え
た鋼管杭を用いることができる。また、必要に応じて、
鋼管杭１の底部にスラグを充填することができる。
外周部に所要量のスラグ２を充填することができるよう
に、鋼管杭１の外径よりもやや大となるように設定す
る。なお、鋼管杭１は、本実施例においては、ストレー
ト形状としているが、地盤あるいは築造する建設物に適
合するように、必要に応じて、内外周面にリブ等を備え
た鋼管杭を用いることができる。また、必要に応じて、
鋼管杭１の底部にスラグを充填することができる。
【００２２】鋼管杭１の外周部及び内部に充填する膨張
性を有するスラグ２には、製鋼スラグ、好ましくは、エ
ージング処理前の製鋼スラグを単独で、又はこの製鋼ス
ラグを主成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラ
グ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅
製錬スラグ、赤泥（アルミ製錬スラグ）、フライアッシ
ュ、ゴミ焼却スラグ、ゴミ焼却灰、汚泥スラグ、ガラス
破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石
膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材
料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合し
た、製鋼スラグの膨張性を利用できるものを用いること
ができる。
性を有するスラグ２には、製鋼スラグ、好ましくは、エ
ージング処理前の製鋼スラグを単独で、又はこの製鋼ス
ラグを主成分とし、これにエージング処理後の製鋼スラ
グ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅
製錬スラグ、赤泥（アルミ製錬スラグ）、フライアッシ
ュ、ゴミ焼却スラグ、ゴミ焼却灰、汚泥スラグ、ガラス
破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石
膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材
料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合し
た、製鋼スラグの膨張性を利用できるものを用いること
ができる。
【００２３】ここで、エージング処理前の製鋼スラグ
は、吸水することにより膨張する性質が特に顕著なた
め、本発明の杭の施工法に好適に用いることができる。
は、吸水することにより膨張する性質が特に顕著なた
め、本発明の杭の施工法に好適に用いることができる。
【００２４】図２（Ａ）に、粒径５ｍｍアンダーのエー
ジング処理前の製鋼スラグを用いて、ＪＩＳ Ａ ５０１
５に基づいて膨張試験を行った結果を示す。図２（Ａ）
からも明らかなように、エージング処理前の製鋼スラグ
の膨張特性（膨張率）は、環境、温度、配合、化学組成
等によって異なる。
ジング処理前の製鋼スラグを用いて、ＪＩＳ Ａ ５０１
５に基づいて膨張試験を行った結果を示す。図２（Ａ）
からも明らかなように、エージング処理前の製鋼スラグ
の膨張特性（膨張率）は、環境、温度、配合、化学組成
等によって異なる。
【００２５】また、水砕スラグは、無数の気泡を有し、
角張った形状をしているため、軽量性、大きな剪断抵抗
力、透水性、水硬性を有し、本発明の杭の施工法に好適
に用いることができる。そして、このような特性を有す
るスラグ２を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填するこ
とにより、地盤が砂地盤の場合に、スラグ２が固化する
までは、地震時の間隙水の放出を円滑に行い、地盤の液
状化を未然に防止することができ、また、水硬性によ
り、地盤の支持力を高め、これによって、杭の支持力を
高めることができるものとなる。
角張った形状をしているため、軽量性、大きな剪断抵抗
力、透水性、水硬性を有し、本発明の杭の施工法に好適
に用いることができる。そして、このような特性を有す
るスラグ２を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填するこ
とにより、地盤が砂地盤の場合に、スラグ２が固化する
までは、地震時の間隙水の放出を円滑に行い、地盤の液
状化を未然に防止することができ、また、水硬性によ
り、地盤の支持力を高め、これによって、杭の支持力を
高めることができるものとなる。
【００２６】図２（Ｂ）に、製鋼スラグと水砕スラグの
混合物を水分（５％〜８％）の逸散がないようにビニー
ル袋で密封貯蔵し、養生日数２８日及び９０日に取り出
して、一軸圧縮強さを測定した結果を示す。図２（Ｂ）
から明らかなように、製鋼スラグの配合率が増大するほ
ど、固化現象により一軸圧縮強さが増大し、支持力の向
上に効果があることが判る。
混合物を水分（５％〜８％）の逸散がないようにビニー
ル袋で密封貯蔵し、養生日数２８日及び９０日に取り出
して、一軸圧縮強さを測定した結果を示す。図２（Ｂ）
から明らかなように、製鋼スラグの配合率が増大するほ
ど、固化現象により一軸圧縮強さが増大し、支持力の向
上に効果があることが判る。
【００２７】そして、鋼管杭１の外周部及び内部に充填
するスラグ２は、同種のスラグを用いるほか、必要に応
じて、膨張率の異なるスラグ、例えば、鋼管杭１の外周
部にに充填するスラグに、内部に充填するスラグよりも
膨張率の大きなスラグを用いることができる。
するスラグ２は、同種のスラグを用いるほか、必要に応
じて、膨張率の異なるスラグ、例えば、鋼管杭１の外周
部にに充填するスラグに、内部に充填するスラグよりも
膨張率の大きなスラグを用いることができる。
【００２８】そして、このような特性を有するスラグ２
を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填することにより、
鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２が、周囲の地盤に
含まれる水を吸水することにより（必要に応じて、加水
することもできる。）膨張することによって、杭を建て
込む掘削杭Ｈと鋼管杭１の間隙が狭い場合でも、充填材
であるスラグ２を均一に空洞を形成することなく充填す
ることができるとともに、深層部にも圧縮力を伝達する
ことができ、鋼管杭１の周囲の地盤を容易に、かつ確実
に圧密化し、地盤の支持力を高め、これによって、鋼管
杭１の支持力を高めることができ、また、鋼管杭１の内
部に充填したスラグ２の膨張によって、鋼管杭１の径方
向の膨張力で、鋼管杭１の径方向に押圧力が加わるよう
になり、鋼管杭１の剛性を増大させることができ、一
方、鋼管杭１の軸方向の膨張力で、鋼管杭１に上載荷重
に対応する応力（プレストレス）をかけることができ、
これによって、鋼管杭１の支持力を高めることができる
ものとなる。また、鋼管杭１の外周部に充填したスラグ
２の固化現象により一軸圧縮強さが増大し、地盤の液状
化防止及び支持力を向上することができるものとなる。
を、鋼管杭１の外周部及び内部に充填することにより、
鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２が、周囲の地盤に
含まれる水を吸水することにより（必要に応じて、加水
することもできる。）膨張することによって、杭を建て
込む掘削杭Ｈと鋼管杭１の間隙が狭い場合でも、充填材
であるスラグ２を均一に空洞を形成することなく充填す
ることができるとともに、深層部にも圧縮力を伝達する
ことができ、鋼管杭１の周囲の地盤を容易に、かつ確実
に圧密化し、地盤の支持力を高め、これによって、鋼管
杭１の支持力を高めることができ、また、鋼管杭１の内
部に充填したスラグ２の膨張によって、鋼管杭１の径方
向の膨張力で、鋼管杭１の径方向に押圧力が加わるよう
になり、鋼管杭１の剛性を増大させることができ、一
方、鋼管杭１の軸方向の膨張力で、鋼管杭１に上載荷重
に対応する応力（プレストレス）をかけることができ、
これによって、鋼管杭１の支持力を高めることができる
ものとなる。また、鋼管杭１の外周部に充填したスラグ
２の固化現象により一軸圧縮強さが増大し、地盤の液状
化防止及び支持力を向上することができるものとなる。
【００２９】図３に、本発明の杭の施工法の第２実施例
を示す。この実施例は、地盤の性状等に応じて、膨張率
及び吸水性能の異なるスラグを適宜組み合わせて使用す
ることにより、複雑な地層構造の地盤にも対応できるよ
うにしたものである。この実施例においても、上記第１
実施例と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と
深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔
Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼
管杭１の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の
密度に充填するようにする。なお、本実施例において
は、鋼管杭１の内部にスラグを充填していないが、上記
第１実施例と同様に、スラグを充填することもできる。
を示す。この実施例は、地盤の性状等に応じて、膨張率
及び吸水性能の異なるスラグを適宜組み合わせて使用す
ることにより、複雑な地層構造の地盤にも対応できるよ
うにしたものである。この実施例においても、上記第１
実施例と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と
深さに合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔
Ｈ内に鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼
管杭１の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の
密度に充填するようにする。なお、本実施例において
は、鋼管杭１の内部にスラグを充填していないが、上記
第１実施例と同様に、スラグを充填することもできる。
【００３０】この場合において、鋼管杭１の外周部に充
填するスラグとしては、例えば、図２（Ａ）に示すよう
に、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａを、また、砂層Ｈ２においは、エージング処理前の膨
張率の大きなスラグ２ｂを用いるようにする。これによ
り、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａが、吸水、発熱し、スラグ２ａが速やかに硬化すると
ともに、併せて粘土層Ｈ１の改良を行うことができる。
また砂層Ｈ２においては、膨張率の大きなスラグ２ｂに
より、砂層Ｈ２を効果的に締め固めるようにすることが
できる。
填するスラグとしては、例えば、図２（Ａ）に示すよう
に、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａを、また、砂層Ｈ２においは、エージング処理前の膨
張率の大きなスラグ２ｂを用いるようにする。これによ
り、粘土層Ｈ１においては、生石灰を混合したスラグ２
ａが、吸水、発熱し、スラグ２ａが速やかに硬化すると
ともに、併せて粘土層Ｈ１の改良を行うことができる。
また砂層Ｈ２においては、膨張率の大きなスラグ２ｂに
より、砂層Ｈ２を効果的に締め固めるようにすることが
できる。
【００３１】また、図２（Ｂ）に示すように、深度に応
じてスラグの膨張率を変え、鋼管杭１の周囲の地盤を締
め固めるようにすることもできる。より具体的には、例
えば、鋼管杭１の上部位置Ｈ３に膨張率の小さなスラグ
２ｃを、下部位置Ｈ４に膨張率の大きなスラグ２ｄを用
いるようにする。これにより、鋼管杭１の上部位置Ｈ３
に充填した膨張率の小さなスラグ２ｃが先に硬化して蓋
として作用するため、鋼管杭１の下部位置Ｈ４に充填し
た膨張率の大きなスラグ２ｄが遅れて膨張、硬化する際
に、上方への膨張が拘束され、周方向に膨張することに
よって、周囲の地盤を一層効果的に締め固めるようにす
ることができる。
じてスラグの膨張率を変え、鋼管杭１の周囲の地盤を締
め固めるようにすることもできる。より具体的には、例
えば、鋼管杭１の上部位置Ｈ３に膨張率の小さなスラグ
２ｃを、下部位置Ｈ４に膨張率の大きなスラグ２ｄを用
いるようにする。これにより、鋼管杭１の上部位置Ｈ３
に充填した膨張率の小さなスラグ２ｃが先に硬化して蓋
として作用するため、鋼管杭１の下部位置Ｈ４に充填し
た膨張率の大きなスラグ２ｄが遅れて膨張、硬化する際
に、上方への膨張が拘束され、周方向に膨張することに
よって、周囲の地盤を一層効果的に締め固めるようにす
ることができる。
【００３２】図４に、本発明の杭の施工法の第３実施例
を示す。この実施例は、鋼管杭１の外周にその長手方向
に所定の間隔をあけて鍔１１ａ，１１ｂを形成し、この
鍔１１ａ，１１ｂにより鋼管杭１の外周部に充填したス
ラグ２の膨張箇所及び方向をコントロールするようにし
たものである。この実施例においても、上記第１実施例
と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と深さに
合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔Ｈ内に
鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼管杭１
の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の密度に
充填するようにする。
を示す。この実施例は、鋼管杭１の外周にその長手方向
に所定の間隔をあけて鍔１１ａ，１１ｂを形成し、この
鍔１１ａ，１１ｂにより鋼管杭１の外周部に充填したス
ラグ２の膨張箇所及び方向をコントロールするようにし
たものである。この実施例においても、上記第１実施例
と同様、予め設計で定められた鋼管杭１の外径と深さに
合わせて、地盤に掘削孔Ｈを掘削し、この掘削孔Ｈ内に
鋼管杭１を所定深度に建て込むとともに、この鋼管杭１
の外周部に、膨張性を有するスラグ２を、所定の密度に
充填するようにする。
【００３３】この場合において、鋼管杭１の外周に形成
する鍔１１ａ，１１ｂの突出長さは、鋼管杭１の外周部
に充填するスラグ２が、これらの鍔１１ａ，１１ｂによ
り上下に仕切られるようにする限りにおいて、特に限定
されるものではなく、さらに、形成する鍔の数及び間隔
も、本実施例のものに限定されず、鋼管杭１の長さ、地
盤の性状等により、任意に設定することができる。
する鍔１１ａ，１１ｂの突出長さは、鋼管杭１の外周部
に充填するスラグ２が、これらの鍔１１ａ，１１ｂによ
り上下に仕切られるようにする限りにおいて、特に限定
されるものではなく、さらに、形成する鍔の数及び間隔
も、本実施例のものに限定されず、鋼管杭１の長さ、地
盤の性状等により、任意に設定することができる。
【００３４】また、スラグ２の充填は、鋼管杭１の建て
込みと同時に行うようにするが、この場合、スラグ２が
脱落しないように、スラグ２を、紙製、合成樹脂製、繊
維製、金属製等の袋２０（打設後、水によって分解する
紙製、合成樹脂製のものが好ましい。）に収納した状態
で、鋼管杭１の周囲の配設することができる。ここで、
袋２０は、図４の左半図に示すように、鍔１１ａ，１１
ｂ間で帯状に分かれる小袋とすることも、図４の右半図
に示すように１つの大袋とすることもできる。
込みと同時に行うようにするが、この場合、スラグ２が
脱落しないように、スラグ２を、紙製、合成樹脂製、繊
維製、金属製等の袋２０（打設後、水によって分解する
紙製、合成樹脂製のものが好ましい。）に収納した状態
で、鋼管杭１の周囲の配設することができる。ここで、
袋２０は、図４の左半図に示すように、鍔１１ａ，１１
ｂ間で帯状に分かれる小袋とすることも、図４の右半図
に示すように１つの大袋とすることもできる。
【００３５】これにより、鋼管杭１の外周にその長手方
向に所定の間隔をあけて形成した鍔１１ａ，１１ｂによ
り鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２の膨張箇所及び
方向をコントロールすることができ、構築した鋼管杭１
に節杭のような大きな摩擦力の発現効果を持たせること
ができ、これにより、鋼管杭１の支持力を一層向上する
ことができるものとなる。
向に所定の間隔をあけて形成した鍔１１ａ，１１ｂによ
り鋼管杭１の外周部に充填したスラグ２の膨張箇所及び
方向をコントロールすることができ、構築した鋼管杭１
に節杭のような大きな摩擦力の発現効果を持たせること
ができ、これにより、鋼管杭１の支持力を一層向上する
ことができるものとなる。
【００３６】また、必要に応じて、鋼管杭１の上端（グ
ランドラインＧＬ）に鍔１１ｘを形成することができ
る。これにより、鋼管杭１の上端部のスラグ２が膨張す
る際に、この膨張によりスラグ２がグランドラインＧＬ
より上方へ押し上げられるのを防止し、鋼管杭１の上端
部のスラグ２の膨張を、効果的に地盤の締め固めとして
作用させるようにすることができる。
ランドラインＧＬ）に鍔１１ｘを形成することができ
る。これにより、鋼管杭１の上端部のスラグ２が膨張す
る際に、この膨張によりスラグ２がグランドラインＧＬ
より上方へ押し上げられるのを防止し、鋼管杭１の上端
部のスラグ２の膨張を、効果的に地盤の締め固めとして
作用させるようにすることができる。
【００３７】図５に、本発明の杭の施工法の第４実施例
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む掘削孔を、
上部位置Ｈ５において大径に、下部位置Ｈ６において小
径となるように形成することにより、膨張性を有するス
ラグ２を異径段付状に充填するようにしたものである。
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む掘削孔を、
上部位置Ｈ５において大径に、下部位置Ｈ６において小
径となるように形成することにより、膨張性を有するス
ラグ２を異径段付状に充填するようにしたものである。
【００３８】この場合において、大径に形成する上部位
置Ｈ５の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
置Ｈ５の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
【００３９】これにより、大径に形成した掘削孔の上部
位置Ｈ５における地盤の支持力を高め、これによって、
鋼管杭１の支持力（水平耐力）を高めることができるも
のとなる。
位置Ｈ５における地盤の支持力を高め、これによって、
鋼管杭１の支持力（水平耐力）を高めることができるも
のとなる。
【００４０】図６に、本発明の杭の施工法の第５実施例
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む複数の掘削
孔を、溝状に掘削することにより上部位置Ｈ７において
相互に連結し、膨張性を有するスラグ２を面状に充填す
るようにしたものである。この場合、下部位置Ｈ８にお
いては、上記実施例と同様、複数の独立した掘削孔を形
成し、膨張性を有するスラグ２を充填するようにしてい
る。
を示す。この実施例は、鋼管杭１を建て込む複数の掘削
孔を、溝状に掘削することにより上部位置Ｈ７において
相互に連結し、膨張性を有するスラグ２を面状に充填す
るようにしたものである。この場合、下部位置Ｈ８にお
いては、上記実施例と同様、複数の独立した掘削孔を形
成し、膨張性を有するスラグ２を充填するようにしてい
る。
【００４１】この場合において、溝状に掘削する上部位
置Ｈ７の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
置Ｈ７の深度は、地盤の性状等に応じて設定することが
でき、通常、グランドラインＧＬから５〜１０ｍ程度の
深度に設定するようにする。
【００４２】これにより、上部位置Ｈ７において相互に
連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによ
って、鋼管杭１の支持力（水平耐力）を一層高めること
ができるものとなる。また、地盤が砂地盤の場合には、
スラグ２が固化するまでは、上部位置Ｈ７に充填された
スラグ２を介して、地震時の間隙水の放出をより円滑に
行うことができるものとなる。
連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによ
って、鋼管杭１の支持力（水平耐力）を一層高めること
ができるものとなる。また、地盤が砂地盤の場合には、
スラグ２が固化するまでは、上部位置Ｈ７に充填された
スラグ２を介して、地震時の間隙水の放出をより円滑に
行うことができるものとなる。
【００４３】
【実施例】次に、より具体的に、スラグを用いて施工し
た杭の実例を、砕石を用いて施工した杭と比較しなが
ら、説明する。 ［実例１−１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ（１０
０％）を充填して杭を施工した。 ［実例１−２］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０％
と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工した。 ［実例１−３］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０％
と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合したも
のを充填して杭を施工した。 ［実例１−４］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０％
と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混合
したものを充填して杭を施工した。 ［比較例１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１０
ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工し
た。
た杭の実例を、砕石を用いて施工した杭と比較しなが
ら、説明する。 ［実例１−１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ（１０
０％）を充填して杭を施工した。 ［実例１−２］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０％
と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工した。 ［実例１−３］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０％
と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合したも
のを充填して杭を施工した。 ［実例１−４］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０％
と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混合
したものを充填して杭を施工した。 ［比較例１］杭に節杭を用い、杭の外周部に、粒径１０
ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工し
た。
【００４４】［実例２−１］杭に円筒杭を用い、杭の外
周部に、粒径１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製
鋼スラグ（１００％）を充填して杭を施工した。 ［実例２−２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０
％と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工し
た。 ［実例２−３］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０
％と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合した
ものを充填して杭を施工した。 ［実例２−４］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０
％と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混
合したものを充填して杭を施工した。 ［比較例２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工
した。
周部に、粒径１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製
鋼スラグ（１００％）を充填して杭を施工した。 ［実例２−２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ９０
％と石膏１０％を混合したものを充填して杭を施工し
た。 ［実例２−３］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ７０
％と粒径２ｍｍアンダーの水砕スラグ３０％を混合した
ものを充填して杭を施工した。 ［実例２−４］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径
１０ｍｍアンダーのエージング処理前の製鋼スラグ８０
％と粒径５ｍｍアンダーのコンクリート廃材２０％を混
合したものを充填して杭を施工した。 ［比較例２］杭に円筒杭を用い、杭の外周部に、粒径１
０ｍｍアンダーの砕石（１００％）を充填して杭を施工
した。
【００４５】上記実例と比較例により施工された杭に荷
重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を図７及び図８に
示す。図７及び図８から明らかなように、スラグを用い
て施工した杭（実例）は、砕石を用いて施工した杭（比
較例）と比較して、いずれも、荷重をかけた場合の沈下
量が小さく、杭の支持力を高めることができることが確
認できた。また、この傾向は、エージング処理前の製鋼
スラグを単独で用いるよりも、エージング処理前の製鋼
スラグに石膏、水砕スラグ等を混合して用いた場合に、
より顕著に現れることも確認できた。
重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を図７及び図８に
示す。図７及び図８から明らかなように、スラグを用い
て施工した杭（実例）は、砕石を用いて施工した杭（比
較例）と比較して、いずれも、荷重をかけた場合の沈下
量が小さく、杭の支持力を高めることができることが確
認できた。また、この傾向は、エージング処理前の製鋼
スラグを単独で用いるよりも、エージング処理前の製鋼
スラグに石膏、水砕スラグ等を混合して用いた場合に、
より顕著に現れることも確認できた。
【００４６】次に、製鋼スラグが吸水して膨張する特性
を利用することによって、杭の支持力を向上することが
できることを実際に実験を行うことにより確認した。実
験は系統的に３段階で行った。スラグ試料としは、エー
ジング処理前の製鋼スラグを主成分とし、これに石膏、
水砕スラグ、コンクリート廃材等を添加した。
を利用することによって、杭の支持力を向上することが
できることを実際に実験を行うことにより確認した。実
験は系統的に３段階で行った。スラグ試料としは、エー
ジング処理前の製鋼スラグを主成分とし、これに石膏、
水砕スラグ、コンクリート廃材等を添加した。
【００４７】［実験１］ ドラム缶実験
外径１５０ｍｍの先端閉塞の鋼管をドラム缶（φ６００
ｍｍ、ｈ９００ｍｍ）の中心部に埋設し、根入れ深さが
４５０ｍｍになるようにスラグを充填した。養生は屋外
に暴露することによって行った。なお、ドラム缶の底面
に水抜きを設け、スラグは比較的乾いた状態で養生さ
れ、膨張すると缶壁から強力な拘束を受けるようにし
た。
ｍｍ、ｈ９００ｍｍ）の中心部に埋設し、根入れ深さが
４５０ｍｍになるようにスラグを充填した。養生は屋外
に暴露することによって行った。なお、ドラム缶の底面
に水抜きを設け、スラグは比較的乾いた状態で養生さ
れ、膨張すると缶壁から強力な拘束を受けるようにし
た。
【００４８】［実験２］ 大型土槽実験
深さ５ｍのコンクリート製土槽内に５号砕砂を用いてＮ
値２５程度の人工地盤を造成し、この地盤に外径４００
ｍｍ、深さ３．０ｍの穴を１ｍ間隔に掘削して、外径１
６５ｍｍの鋼管あるいは節径が同じサイズの節付鋼管を
建て込み、杭の周囲にスラグを充填した。土槽内は表面
下５００ｍｍの高さまで水を入れ各杭を養生した。
値２５程度の人工地盤を造成し、この地盤に外径４００
ｍｍ、深さ３．０ｍの穴を１ｍ間隔に掘削して、外径１
６５ｍｍの鋼管あるいは節径が同じサイズの節付鋼管を
建て込み、杭の周囲にスラグを充填した。土槽内は表面
下５００ｍｍの高さまで水を入れ各杭を養生した。
【００４９】［実験３］ 現場規模実験
地盤はボーリング調査の結果Ｎ値が１０以下の軟弱地盤
で、１２ｍ下層にＮ値が２５程度の中間層が存在した。
杭には、鋼管杭（外径４５７ｍｍ）及びコンクリート節
杭（節径４４０ｍｍ、軸径３００ｍｍ）を用いて、杭長
を１２ｍとした。杭の施工手順は、水の湧出しがある軟
弱地盤であるため、スクリューオーガで掘削しながらケ
ーシングを挿入し、次に内部にもう１本ケーシングを挿
入して、この内側のケーシング内に杭を建込み、スラグ
を外ケーシングと内ケーシングの間から適量投入し、内
外ケーシングを回転させながら上下運動させることによ
って杭周囲にスラグ層を造成した。
で、１２ｍ下層にＮ値が２５程度の中間層が存在した。
杭には、鋼管杭（外径４５７ｍｍ）及びコンクリート節
杭（節径４４０ｍｍ、軸径３００ｍｍ）を用いて、杭長
を１２ｍとした。杭の施工手順は、水の湧出しがある軟
弱地盤であるため、スクリューオーガで掘削しながらケ
ーシングを挿入し、次に内部にもう１本ケーシングを挿
入して、この内側のケーシング内に杭を建込み、スラグ
を外ケーシングと内ケーシングの間から適量投入し、内
外ケーシングを回転させながら上下運動させることによ
って杭周囲にスラグ層を造成した。
【００５０】［実験結果］実験１、２及び３における基
礎杭の支持力性能を載荷荷重と沈下量の関係から、基準
支持力で比較した結果を、それぞれ表１、表２及び表３
に示す。
礎杭の支持力性能を載荷荷重と沈下量の関係から、基準
支持力で比較した結果を、それぞれ表１、表２及び表３
に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【００５４】表１、表２及び表３から明らかなように、
いずれの場合でも、スラグを使用しない場合と比べ
ると、スラグの使用によって大きな支持力性能が得られ
た。 スラグ組成によって支持力が変化し、石膏、水砕ス
ラグ、コンクリート廃材の添加によって支持力が増大し
た。 支持力の増大効果は、ストレート杭（鋼管杭）と略
同径の節径を持つ節杭（コンクリート節杭）とを比べる
と、節杭の方が顕著である。
ると、スラグの使用によって大きな支持力性能が得られ
た。 スラグ組成によって支持力が変化し、石膏、水砕ス
ラグ、コンクリート廃材の添加によって支持力が増大し
た。 支持力の増大効果は、ストレート杭（鋼管杭）と略
同径の節径を持つ節杭（コンクリート節杭）とを比べる
と、節杭の方が顕著である。
【００５５】以上、本発明の杭の施工法について、その
実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記
載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載
した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない
範囲において適宜その構成を変更することができるもの
である。また、上記実施例においては、杭に鋼管杭を用
いるようにしているが、杭の材質は、これに限定される
ものではなく、本発明の杭の施工法は、コンクリート杭
（節付コンクリート杭を含む。）、複合杭、場所打ち杭
等の任意の杭に適用することができるものである。
実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記
載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載
した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない
範囲において適宜その構成を変更することができるもの
である。また、上記実施例においては、杭に鋼管杭を用
いるようにしているが、杭の材質は、これに限定される
ものではなく、本発明の杭の施工法は、コンクリート杭
（節付コンクリート杭を含む。）、複合杭、場所打ち杭
等の任意の杭に適用することができるものである。
【００５６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、杭の外周
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、従来、エネルギー消費等の点
でコストがかかるため、用途が限定されていた製鋼スラ
グの有効利用を図ることができる。
部に充填したスラグの膨張によって、杭を建て込む掘削
杭と杭の間隙が狭い場合でも、充填材を均一に空洞を形
成することなく充填することができるとともに、深層部
にも圧縮力を伝達することができ、杭の周囲の地盤を容
易に、かつ確実に圧密化し、地盤の支持力を高め、これ
によって、杭の支持力を高めることができる。また、杭
の内部に充填したスラグの膨張によって、杭の径方向の
膨張力で、杭の径方向に押圧力が加わるようになり、杭
の剛性を増大させることができ、一方、杭の軸方向の膨
張力で、杭に上載荷重に対応する応力（プレストレス）
をかけることができ、これによって、杭の支持力を高め
ることができる。さらに、従来、エネルギー消費等の点
でコストがかかるため、用途が限定されていた製鋼スラ
グの有効利用を図ることができる。
【００５７】また、請求項２記載の発明によれば、杭を
構築する地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築
する杭の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨
張により、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めるこ
とができる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋
として作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラ
グの膨張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の
下部位置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることが
できる。
構築する地盤の性状、例えば、粘土層か、砂層か、構築
する杭の目的等に応じて、膨張率を調整したスラグの膨
張により、杭の周囲の地盤を所要の強さに締め固めるこ
とができる。また、杭の上部位置に充填したスラグが蓋
として作用し（この場合、杭の上部位置に充填するスラ
グの膨張率を小さく調整することが望ましい。）、杭の
下部位置の周囲の地盤を一層効果的に締め固めることが
できる。
【００５８】請求項３記載の発明によれば、杭の外周に
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
その長手方向に所定の間隔をあけて形成した鍔により杭
の外周部に充填したスラグの膨張箇所及び方向をコント
ロールすることにより、構築した杭に節杭のような効果
を持たせることができ、これにより、杭の支持力を一層
向上することができる。
【００５９】請求項４記載の発明によれば、大径に形成
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
した掘削孔の位置の地盤の支持力を高め、これによっ
て、杭の支持力（水平耐力）を高めることができる。
【００６０】請求項５記載の発明によれば、上部位置に
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
おいて相互に連結した掘削孔の位置の地盤の支持力を高
め、これによって、杭の支持力（水平耐力）を一層高め
ることができる。また、地盤が砂地盤の場合には、スラ
グが固化するまでは、地震時の間隙水の放出をより円滑
に行うことができる。
【００６１】請求項６記載の発明によれば、製鋼スラグ
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
のエージング処理を必要としないため、製鋼スラグを低
コストで利用することができ、製鋼スラグの一層の有効
利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の杭の施工法の第１実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】（Ａ）は、エージング処理前の製鋼スラグの膨
張特性を示す説明図、（Ｂ）は、製鋼スラグと水砕スラ
グを配合した材料の一軸圧縮強さの変化を示す説明図で
ある。
張特性を示す説明図、（Ｂ）は、製鋼スラグと水砕スラ
グを配合した材料の一軸圧縮強さの変化を示す説明図で
ある。
【図３】本発明の杭の施工法の第２実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図４】本発明の杭の施工法の第３実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図５】本発明の杭の施工法の第４実施例の施工例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図６】本発明の杭の施工法の第５実施例の施工例を示
す断面斜視図である。
す断面斜視図である。
【図７】杭に荷重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図８】杭に荷重をかけた場合の荷重と沈下量の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【符号の説明】
Ｈ 掘削孔
Ｈ１ 粘土層
Ｈ２ 砂層
Ｈ３ 上部位置
Ｈ４ 下部位置
Ｈ５ 上部位置
Ｈ６ 下部位置
Ｈ７ 上部位置
Ｈ８ 下部位置
１ 杭（鋼管杭）
１１ａ，１１ｂ，１１ｘ 鍔
２ スラグ
２ａ 生石灰を混合したスラグ
２ｂ 膨張率の大きなスラグ
２ｃ 膨張率の小さなスラグ
２ｄ 膨張率の大きなスラグ
２０ 袋
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(72)発明者 西脇 醇
大阪府大阪市中央区船越町２丁目１番11号
(72)発明者 藪内 貞男
大阪府大阪市中央区高麗橋２丁目１番10号
株式会社ジオトップ内
(72)発明者 姫田 昌孝
兵庫県姫路市広畑区長町１丁目12番地 広
鉱技建株式会社内
Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA13 BA23 DB02 FA02
FA06
Claims (6)
- 【請求項１】 掘削孔内に杭を建て込むとともに、該杭
の外周部及び／又は内部に、膨張性を有するスラグを充
填し、該スラグを膨張させることにより杭の支持力を高
めるようにしたことを特徴とする杭の施工法。 - 【請求項２】 杭を構築する地盤の性状、構築する杭の
目的等に応じて、充填するスラグの膨張率を調整するよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載の杭の施工法。 - 【請求項３】 杭の外周にその長手方向に所定の間隔を
あけて鍔を形成し、該鍔により杭の外周部に充填したス
ラグの膨張箇所及び方向をコントロールするようにした
ことを特徴とする請求項１又は２記載の杭の施工法。 - 【請求項４】 杭を建て込む掘削孔を、上部位置におい
て大径に、下部位置において小径となるように形成する
ことにより、スラグを異径段付状に充填するようにした
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の杭の施工
法。 - 【請求項５】 杭を建て込む複数の掘削孔を、上部位置
において相互に連結し、スラグを面状に充填するように
したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の杭
の施工法。 - 【請求項６】 スラグが、エージング処理前の製鋼スラ
グを単独で、又は該製鋼スラグを主成分とし、これにエ
ージング処理後の製鋼スラグ、高炉スラグ、フェロアロ
イスラグ、水砕スラグ、銅製錬スラグ、赤泥、フライア
ッシュ、ゴミ焼却スラグ、ゴミ焼却灰、汚泥スラグ、ガ
ラス破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄
物、石膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建
築用材料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混
合した、製鋼スラグの膨張性を利用できるものであるこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の杭の
施工法。
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