JP2006348564A - 基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤に掘削された杭孔に建て込まれた既製杭の摩擦力と支持力を増加せしめ、かつ、既製杭の先端部に拡大球根を築造する際に拡大球根孔に充填したセメントミルクがボイリングすることの防止を目的とする。
【解決手段】 既製杭１の杭中空部に掘削ロッド９を挿通して地盤２を掘削しながら既製杭１を杭孔３に建て込んで行く中掘工法に於て、既製杭１の下部先端の周りに掘削された拡大球根孔１１の上方に大径孔１０を掘削し、これ等の拡大球根孔１１及び大径孔１０内にセメントミルク１２を充填してソイルセメント化し、かつ既製杭１を押し下げてこれ等のセメントミルク１２内に既製杭１の下部を挿入し、既製杭１の下部に拡大球根５と杭周固定部６とを一体的に取付けて構成することを特徴とした基礎杭の施工方法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中掘工法を用いた基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造に係り、特に、既製杭を中掘工法で地中に建て込み埋設するに際して、該既製杭の下部の周りに大径の杭周固定部と拡大球根とを一体的に形成するようにした基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造に関するものである。

従来、既製杭を地中に埋設する基礎杭の施工方法としては、特許第３５３１０９９号公報（特許文献１）或は、特開２００５−００９２４０号公報（特許文献２）に例示するように、例えばオーガスクリュー等によって地中に杭孔を深く掘削し、この杭孔に後から既製杭を建て込む外掘工法が知られている。

また、例えば、特開２００４−１２４５４０号公報（特許文献３）に示す如く、先端部に掘削ビットを有する掘削ロッドを既製杭の杭中空部に挿入し、該掘削ロッドの元部に接続された駆動装置によって掘削ビットを回動しながら、地中を掘削しながら既製杭を建て込む中掘工法も知られている。

特許第３５３１０９９号公報 特開２００５−００９２４０号公報 特開２００４−１２４５４０号公報

前記外掘工法は、予め杭孔を地中に掘削するので、杭孔の中にセメントミルク等を注入しても、杭孔の内周壁の一部が既製杭を建て込む前に崩れ落ちる心配があり、そのために既製杭をスムーズに建て込むことが困難である問題があった。また、この外掘工法は、杭孔を掘削するに当って、既製杭の外径よりも相当大きな内径を持った杭孔を掘削しなければならないので、掘削された残土量が多くなり、その大量の残土の処理に問題があった。

さらに、前記中掘工法は、既製杭の外径とほぼ等しい内径を持った杭孔を掘削しながら既製杭を建て込むので、前記外掘工法より掘削土が少なく、かつ杭孔の掘削と同時に既製杭を建て込むので、杭孔の一部が崩れ落ちる等の心配がないが、しかし中掘工法に於ても、次のような問題があった。

即ち、中掘工法に於ては、掘削ビットで掘削された杭孔の中に既製杭を直ちに建て込む工法であるので、外掘工法のように杭孔と既製杭との間にセメントミルクが介在される余地がなく、従って、杭孔の内周壁と既製杭とが遊離し、建て込んだ既製杭の摩擦力及び支持力が弱くなる問題があった。

さらに、前述のように杭孔に建て込んだ既製杭と杭孔の内周壁とが遊離し、両者間に隙間が生ずると、既製杭の下部先端に根固め用の拡大球根を築造するために、該拡大球根用の拡大球根孔の中にセメントミルクを圧力充填した後に、充填されたセメントミルクが、ボイリング現象（boiling movie）を起こして既製杭と杭孔との隙間或は杭中空部に噴き上がって来るので、完全な根固め用の拡大球根を形成することが出来ないことも発生する問題もあった。

本発明に係る基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造は、前述の従来の多くの問題点を根本的に改善した全く新しい発明であって、特に、中掘工法によって杭孔に建て込まれた既製杭の摩擦力及び支持力を著しく補強すると同時に、根固め球根用の拡大球根孔にセメントミルクを圧力注入した際に、ボイリング現象が発生することを防止した基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造を提供するものである。

本発明に係る基礎杭の施工方法は、前述の従来の多くの問題点を根本的に改善した発明であって、その第１発明の構成は、掘削ビットが先端に取付けられた掘削ロッドを既製杭の杭中空部に挿通し、該掘削ビットで既製杭の下方の地盤を掘削しながら既製杭を建て込んで行く中掘り工法よりなる基礎杭の施工方法において、既製杭の建て込み終了間際に拡大球根形成用の拡大球根孔と該拡大球根孔の上方に大径孔を穿設し、かつこれ等の前記拡大球根孔及び大径孔にセメントミルクを注入して掘削土と混合してソイルセメント化し、さらに既製杭を押し下げてその下部を該大径孔及び拡大球根孔の上部のソイルセメント内に埋設して施工することを特徴とした基礎杭の施工方法である。

また、本発明に係る基礎杭の施工方法の第２発明の構成は、前記大径孔の深さを５〜１５ｍに形成したことを特徴とした請求項１の基礎杭の施工方法である。

さらに、本発明に係る基礎杭の根固め構造は、地中に建て込まれた既製杭の下部先端部に拡大球根が一体的に設けられた基礎杭の構造に於て、該拡大球根の上部に連続して大径の杭周固定部が所定の長さに亘って既製杭の下部外周に一体的に取付けられて構成されていることを特徴とした基礎杭の根固め構造である。

前記本発明に係る基礎杭の施工方法の第１発明に於ては、既製杭の建て込み終了間際に、拡大球根を形成するための拡大球根孔と該拡大球根孔の上方に大径孔を連続して穿設し、この拡大球根孔及びその大径孔にセメントミルクを注入して掘削土と混合してソイルセメント化し、さらに既製杭を押し下げてその下部を所定の長さに亘って該大径孔及び拡大球根孔のソイルセメント内に埋設して施工するので、既製杭の下部外周部にソイル化されたセメントが密着し、そのために拡大球根孔にセメントミルクを圧力注入しても、セメントミルクが既製杭と杭孔との間または杭中空部に噴き上がることがなく、これによってボイリング現象が発生することを防止出来る。

かつ、根固め球根を作るための拡大球根孔と、この拡大球根孔の上方に接続する大径孔とに同時にセメントミルクをに充填して掘削土と混合してソイルセメント化するので、両方に充填されたソイル化されたセメントミルクを既製杭の下部の周りに一体的に固化することが出来る。これによって根固め拡大球根と、その上方に形成される杭周固定部とを一体化すると共に、杭孔に建て込まれた既製杭の下部に根固め球根と杭周固定部とを夫々一体的に取付固定することが出来る。従って、基礎杭の摩擦力と支持力とを著しく増大せしめることが出来る。

本発明に係る基礎杭の施工方法の第２発明に於ては、根固め用の拡大球根孔の上方に形成される大径孔の深さを５〜１５ｍに形成したので、この大径孔にセメントミルクを充填してソイル化した場合には、既製杭の下部外周の相当の長さに亘ってソイルセメントが一体的に密着固化されて杭周固定部が構成される。そのためにこの杭周固定部が基礎杭の杭孔内面との隙間及び杭中空部を閉鎖し、ボイリング現象の発生を防止すると共に、該ソイルセメントを固化して既製杭の周りに固着させることによって基礎杭の摩擦力と支持力を著しく増加せしめることが出来る。

本発明に係る基礎杭の根固め構造に於ては、既製杭の下部先端部に設けられた拡大球根の上方に杭周固定部を所定の長さに亘って既製杭の下部外周に一体的に取付けて構成したので、基礎杭の摩擦力と支持力を、単独の拡大球根と比較してより増加させることが出来る。

図により本発明に係る基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造の一実施例について具体的に説明すると、図１は本発明に係る基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造の縦断面説明図、図２は図１の基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造を施工する基本的な構成を示す縦断面説明図、図３は施工の前段の工程を示す説明図、図４は施工の後段の工程を示す説明図である。

図１に於て、１は既製杭であって、地盤２に掘削された杭孔３内に挿入されている。前記既製杭１内には掘削土４とセメントミルクとが混合されたソイルセメントが充填されている。また、既製杭１の下部先端の周りにはソイルセメントを固化した大径の拡大球根５が一体的に取付けられている。

さらに、６は該拡大球根５の上方に設けられた大径の杭周固定部であって、既製杭１の下部外周の周りにソイルセメントを固化することによって構成されている。従って、杭周固定部６は既製杭１の下部外周に固着されると同時に下方の拡大球根５とも一体的に接合されている。

前記実施例に於ては、杭周固定部６の外径を拡大球根５の外径より小さくしているが、杭周固定部６の外径を拡大球根５の外径と等しくすることも可能である。また、杭周固定部６を拡大球根５の上方にセメントミルクを圧力注入して成形する際に、杭孔３と既製杭１との間に形成される隙間の中に注入して、杭周固定部６の上部に杭孔３の内径と等しい小径の杭周固定部６（図示せず）を形成することも可能である。

次に、図２乃至図４によって、本発明に係る基礎杭の施工方法について説明する。即ち、図に示す如く、下部先端に掘削ビット７を有し、かつ元部に駆動装置８を有する掘削ロッド９を既製杭１の中に挿通し、この掘削ロッド９で地盤２に掘削した杭孔３内に既製杭１を中掘工法によって建て込んで行く〔図３（ａ）〕。

既製杭１を或る程度の深さに建て込んだ後、既製杭１はそのままにして、既製杭１の下部先端の下方に、杭孔３の内径より大きい内径を有する前記杭周固定部６用の大径孔１０を５〜１５ｍの深さに亘って徐々に掘削する〔図３（ｂ）〕。

前記大径孔１０が完成した後で、その大径孔１０の内径よりも大きな内径を持った前記拡大球根５用の拡大球根孔１１を所定の深さに亘って徐々に掘削する〔図３（ｃ）〕。

前記拡大球根孔１１の掘削が完了した後で、該拡大球根孔１１及び大径孔１０の内部に掘削ロッド９を介して、セメントミルク１２を圧力注入して掘削土４と混合してソイルセメント化する〔図４（ｄ）〕。

次に、既製杭１を押し下げて、拡大球根孔１１及び大径孔１０内に充填されたセメントミルク１２内に既製杭１の下部を挿入し〔図４（ｅ）〕、更に掘削ロッド９を逆回転させながら、既製杭１より抜き取り〔図４（ｆ）〕、この状態で拡大球根孔１１及び大径孔１０内のセメントミルク１２と掘削土４とを混合したソイルセメントを固化させ、固化したソイルセメントによって、前述のように既製杭１の下部に一体的に取付けられた拡大球根５と杭周固定部６とを構成する〔図１〕。

本発明を実施した場合には、既製杭１の下部外周に杭周固定部６が一体的に形成され、かつこの杭周固定部６は、その下方の拡大球根５とも一体的に連結されているので、地盤２の杭孔３に建て込まれた既製杭１の摩擦力と支持力を著しく増加せしめることが出来る。前述の実施例に於ては、大径孔１０の深さを５〜１５ｍにしたが、杭の全長が５０ｍになるような場合には、深さを２０ｍ位にすることも可能である。

さらに本発明を実施した場合には、前述のように地盤２内の杭孔３内に建て込まれた既製杭１の杭中空部及びその下部周辺に杭周固定部６用のセメントミルク１２と掘削土４とを混合させたソイルセメントが巾広く充填されて付着しているので、下方に続く拡大球根孔１１内に充填されたセメントミルクがボイリング現象を起こすことを防止出来る。

本発明は、中掘工法で拡大球根を築造する場合のみならず、拡大球根を築造しない場合にも、適用することが出来る。

本発明に係る基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造の縦断面説明図である。 図１の基礎杭の施工方法及び基礎杭の根固め構造を施工する基本的な構成を示す縦断面説明図である。 施工の前段の工程を示す説明図である。 施工の後段の工程を示す説明図である。

符号の説明

１ ・・・既製杭
２ ・・・地盤
３ ・・・杭孔
４ ・・・掘削土
５ ・・・拡大球根
６ ・・・杭周固定部
７ ・・・掘削ビット
８ ・・・駆動装置
９ ・・・掘削ロッド
１０ ・・・大径孔
１１ ・・・拡大球根孔
１２ ・・・セメントミルク

Claims (3)

1. 掘削ビットが先端に取付けられた掘削ロッドを既製杭の杭中空部に挿通し、該掘削ビットで既製杭の下方の地盤を掘削しながら既製杭を建て込んで行く中掘り工法よりなる基礎杭の施工方法において、既製杭の建て込み終了間際に拡大球根形成用の拡大球根孔と該拡大球根孔の上方に大径孔を穿設し、かつこれ等の前記拡大球根孔及び大径孔にセメントミルクを注入してソイルセメント化し、さらに既製杭を押し下げてその下部を該大径孔及び拡大球根孔の上部のソイルセメント内に埋設して施工することを特徴とした基礎杭の施工方法。
2. 前記大径孔の深さを５〜１５ｍに形成したことを特徴とした請求項１の基礎杭の施工方法。
3. 地中に建て込まれた既製杭の下部先端部に拡大球根が一体的に設けられた基礎杭の構造に於て、該拡大球根の上部に連続して大径の杭周固定部が所定の長さに亘って既製杭の下部外周に一体的に取付けられて構成されていることを特徴とした基礎杭の根固め構造。