JP2013032654A

JP2013032654A - 引抜き抵抗杭及び引抜き抵抗杭を有する格子状地盤改良体

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Publication number: JP2013032654A
Application number: JP2011169616A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Nakayama; 信雄中山; Yutaka Ide; 豊井出; Junji Hamada; 純次濱田; Yuji Taya; 裕司田屋; Shuichi Wakai; 修一若井
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2013-02-14

Abstract

【課題】施工の容易な引抜き抵抗杭を提供する。
【解決手段】引抜き抵抗杭１０は、ソイル柱列２０で格子状に構築され下端部が液状化層２２の底面２６に達する格子状地盤改良体１２の一部を構成し、液状化層２２の下の支持層２４内部へ延伸された延伸ソイル柱体１４と、延伸ソイル柱体１４の内部に挿入され、下部が支持層２４の内部に構築された延伸ソイル柱体１４と固着された図示しない芯材と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、引抜き抵抗杭及び引抜き抵抗杭を有する格子状地盤改良体に関する。

従来、液状化層の上に直接基礎の構造物を構築する場合には、液状化対策として、液状化層に格子状地盤改良体を構築し、格子状地盤改良体の上部に直接基礎、及び構造物を構築していた。
このとき、構造物の形状によっては、地震時や強風時の水平荷重から構造物の転倒を防止する対策が必要とされる場合がある。この場合には、例えば、引抜き力を負担する引抜き抵抗杭を、支持層に達する深さまで別途建て込む方法が採用されていた。この引抜き抵抗杭の建て込みは、工期の長期化と施工コストの増大を招いていた。

そこで、工期の短縮と施工コストの削減を目的とした引抜き抵抗杭の施工方法が開示されている（特許文献１）。
特許文献１は、構造物を支持する基礎杭に、引抜き抵抗杭の機能を兼用させる構成である。具体的には、基礎杭は、液状化層の下の非液状化地盤に根入れされ、構造物を支持している。このとき、基礎杭の内部には軸方向に鋼線が貫通されている。この鋼線の下部は、基礎杭の下方に形成された定着部に固定され、鋼線の上部は、構造物の基礎の上面に固定されている。このとき、鋼線を緊張させ、定着部と構造物の基礎の間に基礎杭を固定させることにより、基礎杭を引抜き抵抗杭として利用することができる。

しかし、特許文献１は、定着部と鋼線を必要とし、基礎杭には鋼線でプレストレスを付与しておく必要があり、施工に手間を要する。このため、工期の短縮と施工コストの削減は期待できない。

特開平１０−３７２１３号公報

本発明は、上記事実に鑑み、施工の容易な引抜き抵抗杭を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る引抜き抵抗杭は、ソイル柱列で格子状に構築され下端部が液状化層の底面に達する格子状地盤改良体の一部を構成し、前記液状化層の下の支持層内部へ延伸された延伸ソイル柱体と、前記延伸ソイル柱体の内部に挿入され、下部が前記支持層内部の延伸ソイル柱体と固着された芯材と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ソイル柱列で格子状に構築された格子状地盤改良体の一部に延伸ソイル柱体が形成されている。このとき、延伸ソイル柱体は、液状化層の下の支持層の内部に達する深さに構築されており、延伸ソイル柱体の内部に挿入された芯材の下部は、延伸ソイル柱体と固着されている。

請求項１に記載の構成とすることにより、延伸ソイル柱体の内部に挿入された芯材に加えられた引抜き力は、芯材に固着された延伸ソイル柱体を介して支持層へ伝えられる。即ち、格子状地盤改良体の位置に、格子状地盤改良体の構築と同じ作業手順で構築した延伸ソイル柱体を、引抜き抵抗杭として作用させることができる。
この結果、別途、引抜き抵抗杭を建て込む必要がなくなり、施工の容易な引抜き抵抗杭を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の引抜き抵抗杭において、前記芯材はＨ形鋼であり、前記Ｈ形鋼の頭部は構造物の基礎に固定され、前記Ｈ形鋼の前記支持層内部の前記延伸ソイル柱体と固着される部分には、スタッドが設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、Ｈ形鋼の頭部が構造物の基礎に固定されている。これにより、構造物に作用する力をＨ形鋼に伝達させることができる。また、Ｈ形鋼の支持層内部に挿入された部分にはスタッドが設けられ、このスタッドにより、Ｈ形鋼と延伸ソイル柱体が強く接合されている。この結果、構造物からＨ形鋼に加えられた引抜き力を支持層に伝達させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の引抜き抵抗杭において、前記芯材はＨ形鋼であり、前記液状化層内部の前記延伸ソイル柱体との接合部がアンボンド処理されていることを特徴としている。
即ち、Ｈ形鋼の液状化層内部の延伸ソイル柱体との接合部が、アンボンド処理されている。このアンボンド処理により、液状化層の範囲におけるソイル柱列とＨ形鋼の接合が分離される。
この結果、液状化層の範囲では、Ｈ形鋼に加えられた引抜き力は液状化層には伝えられず、液状化層の範囲をスルーして、支持層の範囲で引抜き力に対して抵抗させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の引抜き抵抗杭において、前記延伸ソイル柱体が、前記格子状地盤改良体の交差部に構築されていることを特徴としている。
これにより、構造物の柱位置と格子状地盤改良体の交差部を一致させることができる。この結果、構造物の柱に作用した引抜き力を、直接、交差部に構築された引抜き抵抗杭に伝えることができる。

請求項５に記載の発明に係る格子状地盤改良体は、請求項１〜４に記載の引抜き抵抗杭を有することを特徴としている。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４に記載の引抜き抵抗杭を、格子状地盤改良体に作用する引抜き力に抵抗する抵抗杭として作用させることができる。ここに、格子状地盤改良体は、下端部が液状化層の底面に達するソイル柱列で格子状に構築された構成とされ、引抜き抵抗杭は、格子状地盤改良体の一部に設けられ、下端部が液状化層の下の支持層に根入れされている。
この結果、格子状地盤改良体を、施工の容易な引抜き抵抗杭として活用することができる。

本発明は、上記構成としてあるので、施工の容易な引抜き抵抗杭を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る引抜き抵抗杭の基本構成を示す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る引抜き抵抗杭の基本構成を示す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る引抜き抵抗杭の基本構成を示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る引抜き抵抗杭の基本構成を示す斜視図である。

（第１の実施の形態）
図１〜３の斜視図及び断面図に示すように、第１の実施の形態に係る引抜き抵抗杭１０は、格子状地盤改良体１２の交差部Ｅに形成されている。
格子状地盤改良体１２は、液状化層２２を地盤改良したソイル柱体２０を複数個連続させた壁体で、平面視が格子状に構築されている。ソイル柱体２０の下端部は、液状化層２２の底面（液状化層２２の下層の支持層２４と接する面）２６まで達する長さとされている。

ここに、液状化層２２の地盤改良は、原位置の地盤（液状化層）２２とセメントミルクを、図示しないオーガで混合攪拌してソイル柱体２０を構築することで行なわれる。このとき、隣接するソイル柱体２０同士の外周部の一部をオーバラップさせ、複数個のソイル柱体２０を一体化させて連続壁体とすることでソイル柱列が形成される。
引抜き抵抗杭１０も、格子状地盤改良体１２と同じ工法で構築される。即ち、液状化層２２、及び液状化層２２の下の支持層２４を地盤改良することで構築される。

格子状地盤改良体１２の下端部は、液状化層２２の底面２６に達する深さで根入れされ、格子状地盤改良体１２の頭部は、液状化層２２の上面に達する高さに形成されている。これにより、液状化層２２は側面を格子状地盤改良体１２で区画され、底面は支持層２４で区画される。この結果、格子状地盤改良体１２の格子内部の液状化が抑制される。

格子状地盤改良体１２の交差部Ｅには、それぞれ、延伸ソイル柱体１４が構築されている。延伸ソイル柱体１４は、５本の延伸ソイル柱体１４Ａ〜１４Ｅで構成されている。即ち、同一直線上（Ｙ軸上）に連続して壁状に構築された３本の延伸ソイル柱体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃと、中央部を共通にして、交差部Ｅで交差する方向（Ｘ軸上）に、同一直線上に壁状に連続して構築された３本の延伸ソイル柱体１４Ｄ、１４Ｂ、１４Ｅで構成されている。ここに、延伸ソイル柱体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃと延伸ソイル柱体１４Ｄ、１４Ｂ、１４Ｅは直交している。

延伸ソイル柱体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅの下端部は、いずれも、液状化層２２の下の支持層２４の内部に深さＬ１で根入れされている。根入れ深さＬ１は、引抜き抵抗杭として要求される引抜き強度から決定される。
また、延伸ソイル柱体１４を構成する延伸ソイル柱体の数も、引抜き抵抗杭として要求される引抜き強度から決定される。

図３の断面図に示すように、延伸ソイル柱体１４Ａ、１４Ｃの内部には、芯材としてのＨ形鋼１６が挿入されている。Ｈ形鋼１６は、延伸ソイル柱体１４Ａ、１４Ｃの全長に渡る長さで挿入され、上端部は、延伸ソイル柱体１４Ａ、１４Ｃの上面から突き出されている。Ｈ形鋼１６の上端部は、図示しない構造物の基礎部３６と接合されている。
なお、延伸ソイル柱体１４Ｂには、Ｈ形鋼１６は挿入されていない。引抜き抵抗杭として要求される引抜き強度が大きい場合には、延伸ソイル柱体１４ＢにＨ形鋼１６を挿入することで、引抜き強度を大きくすることができる。

Ｈ形鋼１６の下部にはスタッド１８が取り付けられている。スタッド１８は、Ｈ形鋼１６のフランジの両側面に、外方へ向けて設けられている。スタッド１８は、延伸ソイル柱体１４Ａ、１４Ｃの下端部から距離Ｌ２の範囲に渡り、一定間隔で取り付けられている。
スタッド１８により、Ｈ形鋼１６と、支持層２４の内部に構築された延伸ソイル柱体１４が強く固着される。スタッド１８の取り付け距離Ｌ２は、引抜き抵抗杭として要求される引抜き強度により決定される。

Ｈ形鋼１６と延伸ソイル柱体１４を、スタッド１８により強く接合することにより、Ｈ形鋼１６に加えられた引抜き力Ｐを、確実に支持層２４に伝達することができる。この結果、延伸ソイル柱体１４を、強い引抜き抵抗を備えた引抜き抵抗杭１０として活用することができる。

また、Ｈ形鋼１６は、液状化層２２の内部に構築された延伸ソイル柱体１４との接合部が、アンボンド処理されている。即ち、液状化層２２の内部において、深さＬ３の範囲に渡り、Ｈ形鋼１６と延伸ソイル柱体１４が固着されていない。
これにより、Ｈ形鋼１６に加えられた引抜き力Ｐは、液状化層２２には伝えられない。即ち、液状化層２２の範囲では引抜き力Ｐをスルーさせ、支持層２４の範囲で引抜き力に対して抵抗させることができる。ここに、アンボンド処理の深さＬ３は、液状化層２２の深さにより決定される。
なお、アンボンド処理は、例えば、Ｈ形鋼１６の表面に潤滑油やシリコン等の離型剤を塗布することで実現できる。

上記構成とすることにより、延伸ソイル柱体１４の内部に挿入されたＨ形鋼１６に加えられた引抜き力Ｐは、Ｈ形鋼１６に固着された延伸ソイル柱体１４を介して支持層２４に伝えられる。即ち、延伸ソイル柱体１４を、引抜き抵抗杭１０として作用させることができる。同時に、ソイル柱列２０で格子状に構築された格子状地盤改良体１２が、地震時の液状化層２２の移動を抑制し、液状化を抑制する。

また、格子状地盤改良体１２の構築位置に、格子状地盤改良体１２の構築と同じ作業手順で、引抜き抵抗杭１０を施工することができる。この結果、別途、引抜き抵抗杭１０を建て込む必要がなくなり、施工の容易な引抜き抵抗杭１０を提供することができる。

更に、延伸ソイル柱体１４が、格子状地盤改良体１２の交差部Ｅに構築されている。これにより、図示しない構造物の柱位置と、格子状地盤改良体１２の交差部Ｅを一致させることができる。この結果、構造物の柱に作用した引抜き力Ｐを、直接、交差部Ｅに構築された引抜き抵抗杭１０に伝えることができる。

（第２の実施の形態）
図４に示すように、第２の実施の形態に係る引抜き抵抗杭３０は、格子状地盤改良体３２の一部に構築されている。
既述した、第１の実施の形態における引抜き抵抗杭１０は、格子状地盤改良体１２の交差部Ｅに構築されていた。一方、第２の実施の形態に係る引抜き抵抗杭３０は、格子状地盤改良体３２の交差部Ｅと、隣接する交差部Ｅとの間に構築されている。
また、引抜き抵抗杭３０は、壁状に地盤改良された延伸ソイル柱体３４を有し、延伸ソイル柱体３４は、液状化層２２を貫通して支持層２４の内部に達する深さで構築されている。

延伸ソイル柱体３４は、３本の延伸ソイル柱体３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを同一直線上に連続して壁状に構築した構成である。延伸ソイル柱体３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの下端部は、液状化層２２の下の支持層２４の内部へ、深さＬ４で根入れされている。根入れ深さＬ４は、引抜き抵抗杭として要求される引抜き強度により決定される。
また、延伸ソイル柱体３４を構成するソイル柱体の数や、交差部Ｅと隣接する交差部Ｅとの間の構築位置も、引抜き抵抗杭として要求される引抜き強度により決定される。
ここに、引抜き抵抗杭３０は、格子状地盤改良体３２の格子部を形成するそれぞれの辺に、少なくても１箇所は構築されている。

延伸ソイル柱体３４Ａ、３４Ｃの内部には、芯材としての図示しないＨ形鋼１６が挿入されている。Ｈ形鋼１６は、第１の実施の形態で説明したＨ形鋼１６と同じ構成であり、これ以上の説明は省略する。なお、延伸ソイル柱体３２Ｂには、Ｈ形鋼が挿入されていない。引抜き抵抗杭として要求される引抜き強度が大きい場合には、延伸ソイル柱体１４ＢにＨ形鋼１６を挿入することで、引抜き強度を大きくすることができる。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり説明は省略する。

以上説明したように、本実施の形態を用いることにより、引抜き抵抗杭３０を格子状地盤改良体３２の交差部Ｅ以外の位置に形成した場合においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図１〜３に示すように、第３の実施の形態に係る格子状地盤改良体１２は、交差部Ｅに引抜き抵抗杭１０を有している。
ここに、格子状地盤改良体１２は、液状化層２２を地盤改良したソイル柱体２０を複数個連続させた壁体で、平面視が格子状に構築されている。ソイル柱体２０の下端部は、液状化層２２の底面２６まで達する長さとされている。また、引抜き抵抗杭１０は、壁状に地盤改良された延伸ソイル柱体１４を有し、延伸ソイル柱体１４は、液状化層２２を貫通して支持層２４の内部に達する深さで構築されている。
格子状地盤改良体１２及び引抜き抵抗杭１０は、第１の実施の形態で説明済みであり、これ以上の説明は省略する。

上述した構成とすることにより、本実施の形態に係る格子状地盤改良体１２は、図示しない構造物から引抜き力が作用したとき、交差部Ｅに構築された延伸ソイル柱体１４が引抜き力に抵抗する。
即ち、延伸ソイル柱体１４を、引抜き抵抗杭１０として作用させることができる。同時に、格子状に構築されたソイル柱列２０が、地震時の液状化層２２の移動を抑制し、液状化を抑制する。

延伸ソイル柱体１４は、格子状地盤改良体１２の構築位置に、格子状地盤改良体１２の構築と同じ作業手順で施工することができる。この結果、別途、引抜き抵抗杭１０を建て込む必要がなくなり、施工の容易な引抜き抵抗杭１０を提供することができる。

なお、本実施の形態について、第１の実施の形態に記載の格子状地盤改良体１２を用いて説明した。しかし、これに限定されることはなく、第２の実施の形態に記載の格子状地盤改良体３２であっても良い。

１０引抜き抵抗杭
１２格子状地盤改良体
１４延伸ソイル柱体
１６Ｈ形鋼（芯材）
１８スタッド
２０ソイル柱列
２２液状化層
２４支持層
２６液状化層の底面

Claims

ソイル柱列で格子状に構築され下端部が液状化層の底面に達する格子状地盤改良体の一部を構成し、前記液状化層の下の支持層内部へ延伸された延伸ソイル柱体と、
前記延伸ソイル柱体の内部に挿入され、下部が前記支持層内部の延伸ソイル柱体と固着された芯材と、
を有する引抜き抵抗杭。
前記芯材はＨ形鋼であり、前記Ｈ形鋼の頭部は構造物の基礎に固定され、前記Ｈ形鋼の前記支持層内部の前記延伸ソイル柱体と固着される部分にはスタッドが設けられている請求項１に記載の引抜き抵抗杭。
前記芯材はＨ形鋼であり、前記液状化層内部の前記延伸ソイル柱体との接合部がアンボンド処理されている請求項１又は２に記載の引抜き抵抗杭。
前記延伸ソイル柱体が、前記格子状地盤改良体の交差部に構築されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の引抜き抵抗杭。
請求項１〜４に記載の引抜き抵抗杭を有する格子状地盤改良体。