JP2013241800A - 地盤流動化防止用耐性杭 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、地盤流動化防止用耐性杭に関し、従来の地盤流動化において杭が支持力を発揮出来なくなる恐れがあることが課題であって、それを解決することである。
【解決手段】軟弱地盤中に支持杭として埋設される筒状の杭であって、前記杭の側壁に中空内部に貫通する通水穴を設け、前記通水穴に充填材流出防止用のフィルターを設けてなる地盤流動化防止用耐性杭１とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物を支持する杭で特に軟弱地盤において地震時の地盤流動化の際にも支持力を喪失しない地盤流動化防止用耐性杭に関するものである。

従来、軟弱地盤においては、この軟弱地盤上に構築された建物が経年変化に因って次第に傾いたり、隣接のビル工事現場の水汲みや地盤の崩壊に因って建物が傾く現象が見られる。かかる、流動化防止のために、例えば、従来例１として、強固な地盤まで杭を打ち込み、新しい杭を作成して建物を新築したり、既存の建物下に杭を設置して修正する工事が行われている。

また、従来例２として、特許文献１に記載された通水孔付き杭が知られている。これは、地盤の液状化を低減する杭であって、その構成は、地盤中に設置され、その外周部に排水用ドレーン層が形成される杭であって、前記杭はその内部に中空部を有する筒状であって、その上部には前記中空部と前記ドレーン層とを連通するフィルター付の通水孔を開設し、その下部に前記中空部内に貯水された水を排水する水抜き孔を設けてなるものである。

特開平０８−２８４１５７号公報

しかし、前記従来例１では、軟弱地盤の下の強固な地盤まで杭を打ち込むには、多大なコストと手間が掛かり、既存の建物の下に杭を設置して摩擦杭とするだけでは、再度の地震があると流動化現象により杭の支持力が不足して、建物が沈下した例が多く見られる。また、前記従来例２においては、杭は地盤の液状化を低減するものであり、軟弱地盤に構築する建物を支持する杭ではない。すなわち、地震時に杭の中空部に液状化に伴う余剰間隙水を取り込み、周辺地盤の液状化現象の発生を抑えるものである。また、杭の周面支持力として杭本来の摩擦抵抗特性を生かすようにするためには、杭の周囲にドレーン材を連続的に充填することが必要であって、その機械設備が大型になりコスト増大となる。

このほか、従来の流動化対策としての杭の例としては、砂や砂利を直に地中に埋め込んだ杭はあるが、杭体の強度と共に地盤の収縮を受けると、杭体の崩壊を招き、支持力の低下や建物の沈下を誘発して杭として不適であった。このように、従来においては軟弱地盤上に構築された建物の支持杭として、流動化対策を兼ねた杭は無かった。本発明に係る地盤流動化防止用耐性杭は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る地盤流動化防止用耐性杭の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、軟弱地盤中に支持杭として埋設される筒状の杭であって、前記杭の側壁に中空内部に貫通する通水穴を設け、前記通水穴に充填材流出防止用のフィルターを設けてなることである。

前記杭の中空内部に通水性の良い充填材を充填したことである。
また、杭の通水穴は、穴径が異なる穴が複数設けられて構成されていることであり、前記杭の上下方向に設置した状態における杭の下部には、通水穴用の保護鍔が設けられていることを含むものである。

本発明に係る地盤流動化防止用耐性杭の要旨は、軟弱地盤中に支持杭として埋設される筒状の杭であって、前記杭がソイル杭であって、前記杭の側壁に中空内部に貫通する複数の通水穴を設けたことである。

本発明に係る地盤流動化防止用耐性杭の要旨は、軟弱地盤中に支持杭として埋設される二重筒状の杭であって、前記二重杭は内側に設けた杭と、外側に杭の表面に二重筒の間隙に貫通する複数の通水穴を設けた杭とで構成され、前記通水穴に充填材流出防止用のフィルターを設けてなることである。

本発明の地盤流動化防止用耐性杭によれば、軟弱地盤に貫入させた杭に、通水穴が設けられているので、水抜きがなされて流動化現象の影響を受けにくくなり、支持力が維持され建物の支持（摩擦）杭としての支持作用を失うことが無い、と言う優れた効果を奏するものである。このようにして、耐性杭の内部を水抜きの水路として活用することで、建物の支持と流動化対策を兼ねた杭となるものである。
また、杭をソイル杭とすることで、現場で杭を容易に作成することができて、持ち運びの手間が掛からず、低価格で施工することができる。
更に、杭を二重にすることで、水抜き用の杭と支持用の杭とを分けて設けることで、地盤流動化の際にも確実に建物を支持するこことができる。

本発明に係る地盤流動化防止用耐性杭１の正面図である。 同本発明の地盤流動化防止用耐性杭１を短尺にして首尾連接して使用する状態の正面図である。 同本発明の地盤流動化防止用耐性杭１を短尺にして設置準備した状態の正面図である。 同本発明の地盤流動化防止用耐性杭１を短尺にして首尾連接し圧入している状態の正面図である。 同本発明の地盤流動化防止用耐性杭１を短尺にして首尾連接して圧入完了した状態の正面図である。 同本発明に係る実施例４の地盤流動化防止用耐性杭１ｈの縦断面図である。

本発明に係る地盤流動化防止用の耐性杭１は、図１に示すように、杭１の外周面から筒体の内部空間に貫通する穴を複数設けたものである。

前記耐性杭１は、図１に示すように、軟弱地盤中に支持杭として埋設される筒状の鋼管製、コンクリート製、ソイル製若しくは樹脂製等の杭であって、前記杭の側壁１ａに中空内部に貫通する通水穴１ｂ，１ｃを設け、前記通水穴１ｃに透水性があり、且つ、充填材流出防止用のフィルター（防出網）１ｄを設けてなる。

前記杭１は、例えば、長尺杭であればその長さが約５〜６ｍ程度であり、短尺杭であればその１本の長さが１ｍ〜１．５ｍ程度でこれを首尾連接して使用するものである。

前記耐性杭１の中空内部に通水性の良い充填材を充填してある。この充填材は、例えば、砂利、樹脂、などである。この充填材は、水抜き作用と支持作用とが有れば特に限定するものではない。また、耐性杭１の中空内部に充填材を充填する場合もあるし、充填しないで中空のまま耐性杭１を使用する場合もある。

前記耐性杭1の通水穴に関しては、１種類の穴を複数適宜に配置して設けることのほか、図１乃至図２に示すように、通水穴１ｂ，１ｃを、杭１の長手方向に沿ってほぼ均等に、また、周方向にもほぼ均等に複数個で配置すると共に、その穴径が異なるようにしても良い。このように、同じ径の穴若しくは大小の穴が複数設けられて構成されるものである。

前記穴径の大きい方の通水穴１ｃには、体制杭１の設置の際などにおいて、前記充填材の漏出を防止するとともに透水性のあるフィルター（防出網）１ｄが設けられている。

更に、前記耐性杭１の上下方向に設置した状態における杭の下部には、通水穴用の保護鍔２が設けられている。これは、前記杭１の壁面に設けた穴１ｂ，１ｃが潰れたり、力が掛からぬように少し大きな穴を開けるようにするためである。

以上のような構成の長尺若しくは短尺の耐性杭１を構成することで、地盤流動化現象の防止と強力な支持力の確保が可能となるものである。前記長尺の耐性杭１を建物の新築時に使用する場合には、杭打機を用いて地盤に貫通させるものである。この場合、長尺の耐性杭１を打継ぐとしても２本〜３本程度である。

次に、前記短尺な耐性杭１を用いて、既存建物の沈下防止のためのジャッキによる圧入施工に関して説明する。

図３乃至図５に示すように、建物に隣接して掘った横穴から建物基礎３の下に作業空間６を形成して、上下反対に油圧ジャッキ４を設置して当板４ａと先端の短尺杭１ｅを設置する。

前記油圧ジャッキ４のロッド４ｂを下に向けて伸長させて、図４に示すように、前記先端の短尺杭１ｅを地盤５に貫入させる。先端の保護鍔２があることで少し大きな穴となり、杭の周壁に設けた通水穴１ｂ，１ｃが潰れたり無理は負荷が掛からないように保護される。

次に、前記伸長させたロッド４ｂを元に戻して、短尺杭１ｆを前記先端の短尺杭１ｅとロッドとの間に挟み込んで溶接して継ぎ、再び前記ロッドを伸長させて地盤５に打ち込んでいく。前記短尺杭１ｆを溶接などの手段で継ぎながらこれを繰り返して首尾連接し、図５に示すように、前記先端の短尺杭１ｅと短尺杭１ｆとでなる摩擦杭としての耐性杭１ｇが完成する。

前記耐性杭１ｇは、建物を強力に支持すると共に、地震時の地盤流動化時の災害に対して、この杭１ｇに掛かる影響を水抜きさせることで軽減し、地盤の流動化と浮き上がりを防止する。また、短尺の耐性杭１ｇであるので、現場で杭を使用する際にも、若しくは、作成する際にも杭材と充填物とを分離して搬入し、構成することが簡単であるので、人力で移動や運搬が可能である。

前記耐性杭１ｇの軽量化によって作業能率が向上して、工事費などが低減される。杭の製作や施工機械においても小型化が可能となり、産業廃棄物の再利用も可能である。

本発明に係る実施例３として、前記杭１が、軟弱地盤の土砂とセメントミルクの混合したソイル杭であって、前記杭の側壁に中空内部に貫通する複数の通水穴１ｂ，１ｃを設けたものとする。このような杭によっても、建物を支持させることができる。現場でソイル杭を施工するので、工場で製作する杭の持ち運びも無く手間が掛からず、低価格で施工できる。

本発明に係る実施例４として、図６に示すように、軟弱地盤中に支持杭として埋設される二重筒状の耐性杭１ｈであって、前記二重杭は内側に設けた鋼管杭１ｉと、外側に杭の表面に二重筒の間隙に貫通する複数の通水穴１ｋ，１ｍを設けた鋼管杭１ｊとで、互いに固定して構成される。そして、前記通水穴１ｋに透水性を有すると共に充填材流出防止用のフィルター１ｄを設けてなる地盤流動化防止用耐性杭１ｈである。内側の鋼管杭１ｉの内側空間部と、間隙１ｎには、充填材を充填させる場合と、充填させない場合とがある。

このような耐性杭１ｈとすると、鋼管杭による二重杭であるので、前記内側の鋼管杭１ｉで建物を支持して、地震時の地盤流動化に対しては、通水性のある前記外側の鋼管杭１ｊが流動水の杭周囲における滞留を阻止し、前記間隙１ｎに水を誘導して周囲地盤の水抜き作用して、耐性杭１ｈに掛かる影響を防ぐものである。

本発明に係る耐性杭１は、軟弱地盤や改良地盤の支持杭として広く適用されるものである。

１ 耐性杭、 １ａ 側壁、
１ｂ，１ｃ 通水穴、 １ｄ フィルター（防出網）、
１ｅ 先端の短尺杭、 １ｆ 短尺杭、
１ｇ 耐性杭、 １ｈ 耐性杭、
１ｉ 内側の鋼管杭、 １ｊ 外側の鋼管杭、
１ｋ，１ｍ 通水穴、 １ｎ 間隙、
２ 保護鍔、
３ 建物基礎、
４ 油圧ジャッキ、 ４ａ 当板、
４ｂ ロッド、
５ 地盤、
６ 作業空間。

Claims (6)

1. 軟弱地盤中に支持杭として埋設される筒状の杭であって、
   前記杭の側壁に中空内部に貫通する通水穴を設け、
   前記通水穴に充填材流出防止用のフィルターを設けてなること、
   を特徴とする地盤流動化防止用耐性杭。
2. 杭の中空内部に通水性の良い充填材を充填したこと、
   を特徴とする請求項１乃至に記載の地盤流動化防止用耐性杭。
3. 杭の通水穴は、穴径が異なる穴が複数設けられて構成されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の地盤流動化防止用耐性杭。
4. 杭の上下方向に設置した状態における杭の下部には、通水穴用の保護鍔が設けられていること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤流動化防止用耐性杭。
5. 軟弱地盤中に支持杭として埋設される筒状の杭であって、
   前記杭がソイル杭であって、
   前記杭の側壁に中空内部に貫通する複数の通水穴を設けたこと、
   を特徴とする地盤流動化防止用耐性杭。
6. 軟弱地盤中に支持杭として埋設される二重筒状の杭であって、
   前記二重杭は内側に設けた杭と、外側に杭の表面に二重筒の間隙に貫通する複数の通水穴を設けた穴開杭とで構成され、
   前記通水穴に充填材流出防止用のフィルターを設けてなること、
   を特徴とする地盤流動化防止用耐性杭。

Images