JP2016186159A - 杭基礎補修方法、杭基礎補修キット及び杭基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】地震によって隙間が生じた杭基礎の地盤反力を地震発生前と同程度まで回復させることが可能な杭基礎補修方法、該方法に用いられる杭基礎補修キット、及び、該方法に適した杭基礎構造を提供する。【解決手段】杭基礎補修方法は、地震により杭と地盤の間に生じた隙間に、地震の後に充填材を圧入する充填材圧入工程を備える。【選択図】 図２

Description

本開示は、杭基礎補修方法、該方法に用いられる杭基礎補修キット、及び、該方法に適した杭基礎構造に関する。

杭基礎では、地震時に建物の慣性力によって生じる杭の変形とともに杭の頭部と地盤との間に隙間が発生し、地盤反力が低下することがある。特に杭頭部付近で顕著に現れるこのような地盤反力の低下を抑制するための方法として、特許文献１は、杭頭部の周囲に凹部を形成し、凹部に粒状材料を充填する杭頭部地盤反力の低下抑制方法を開示している。該方法によれば、地震時に頭部周囲に隙間が生じても、流動性を有する粒状材料によって隙間が埋められることで、地盤反力の低下が抑制される。

特開２０１３−４４１６５号公報

地震時の地盤反力低下をその地震の最中に抑制する方法としては、特許文献１が開示する杭頭部地盤反力の低下抑制方法は有用であるが、一時的に補修する程度であり、地盤反力を原地盤程度まで回復させる方法が望ましい。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、地震によって隙間が生じた杭基礎の地盤反力を地震発生前と同程度まで回復させることが可能な杭基礎補修方法、該方法に用いられる杭基礎補修キット、及び、該方法に適した杭基礎構造を提供することにある。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭基礎補修方法は、
地震により杭と地盤の間に生じた隙間に、前記地震の後に充填材を圧入する充填材圧入工程を備える。

上記構成（１）によれば、地震により杭と地盤との間に生じた隙間に、充填材を圧入することにより、隙間が埋められるのみならず杭の周辺の地盤が締め固められ、地盤反力を地震前と同程度まで回復させることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記杭の一端側に、前記充填材が圧入されることにより膨張可能な袋体を取り付ける袋体取り付け工程と、
前記袋体が地中に埋設されるように前記杭を設置する杭設置工程と、
前記袋体に充填材を供給するための供給管を配管する配管工程と、
を更に備え、
前記充填材圧入工程において、前記供給管を通じて前記袋体に前記充填材を供給する。

上記構成（２）によれば、杭に取り付けた袋体に充填材を圧入して膨張させることで、膨張した袋体によって隙間を埋めるとともに地盤を締め固めることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記構成（２）において、
前記袋体取り付け工程において複数の前記袋体を前記杭に同心上に取り付け、
前記充填材圧入工程において前記複数の袋体のうち何れか１つに前記充填材を圧入する。

上記構成（３）によれば、杭に複数の袋体が同心上に取り付けられ、充填材圧入工程で１つの袋体に充填材を圧入するので、他の袋体は未使用のまま残される。従って、次の地震により再度隙間が発生したときに、未使用の袋体を膨張させ、隙間を埋めながら地盤を再度締め固めることができる。このため、地震が繰り返し発生しても、地盤反力を維持することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記構成（２）又は（３）において、
前記袋体取り付け工程において、複数の前記杭の各々に前記袋体を取り付け、
前記配管工程において、前記供給管としてヘッダ管及び複数の分岐管を用意し、複数の杭の各々に取り付けられた前記袋体と前記ヘッダ管との間を前記分岐管で接続し、
前記充填材圧入工程において、前記複数の杭の各々に取り付けられた袋体に前記ヘッダ管及び前記分岐管を通じて前記充填材を同時に充填する。

上記構成（４）によれば、複数の杭に取り付けられた複数の袋体に、ヘッダ管及び分岐管を通じて同時に充填材を圧入することで、複数の袋体に充填材を容易に圧入することができる。また、ヘッダ管及び分岐管を通じて同時に充填材を圧入することで、複数の袋体に同じ圧力で充填材を圧入することができる。このため、複数の杭間で地盤反力を均一にすることができ、次の地震時に杭に作用する応力を均一にすることができる。この結果として、杭の耐震性を向上させることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記充填材圧入工程において、前記杭と地盤との間の隙間にジャッキを用いて充填材を圧入する。
上記構成（５）によれば、ジャッキを用いて充填材を圧入することで、隙間を埋めながら地盤を確実に締め固めることができる。

（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭基礎構造は、
地盤に埋設された杭と、
前記杭の上端側を囲むように前記杭に取り付けられた状態で地盤に埋設され、充填材の圧入により膨張可能な袋体と、
を備える。

上記構成（６）によれば、杭の上端側を囲むように杭に取り付けられた袋体に充填材を圧入することで、袋体を膨張させることができる。従って、地震により杭と地盤との間に隙間が生じても、袋体に充填材を圧入することにより、隙間を埋めながら杭の周辺の地盤を締め固めることができ、地盤反力を地震前と同程度まで回復させることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記構成（６）において、
前記袋体に充填材を供給するための供給管を更に備える。
上記構成（７）によれば、供給管を通じて袋体に対し充填材を容易に圧入することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記構成（７）において、
複数の前記杭が地盤に埋設され、
前記袋体は前記複数の杭の各々に取り付けられ、
前記供給管は、ヘッダ管及び前記ヘッダ管に接続された複数の枝管を含み、
前記前記ヘッダ管が前記複数の枝管を介して複数の前記袋体と連通している。

上記構成（８）によれば、複数の杭に取り付けられた複数の袋体に、ヘッダ管を通じて同時に充填材を圧入することで、複数の袋体に充填材を容易に圧入することができる。また、ヘッダ管を通じて同時に充填材を圧入することで、複数の袋体に同じ圧力で充填材を圧入することができる。このため、複数の杭間で地盤反力を均一にすることができ、次の地震時に杭に作用する応力を均一にすることができる。この結果として、杭の耐震性を向上させることができる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭基礎構造は、
地盤に埋設された杭と、
前記杭の頭部との間に開口が存在する状態で前記頭部を囲むように設けられた梁と、
前記開口を閉塞するように前記頭部と前記梁の間に着脱可能に配置された複数の蓋部材と、を備え、
前記開口は、地震により前記杭と地盤の間に生じた隙間に前記地震の後に充填材を圧入可能な大きさを有する。

上記構成（９）によれば、蓋部材を取り外すことで、開口を通じて、杭と地盤との間に生じた隙間に容易に近付くことができる。このため、隙間に充填材を容易に圧入することができ、隙間を埋めながら地盤を締め固めることができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭基礎構造は、
地盤に埋設された杭と、
前記杭の上端部を囲み、相互に直交する複数の第１側面を有するパイルキャップと、
前記複数の第１側面から水平方向にそれぞれ延びる複数の梁と、
を備え、
前記パイルキャップは、鉛直軸の周方向にて前記複数の第１側面の間に、前記複数の第１側面の法線方向とは異なる法線方向を有する少なくとも１つの第２側面を更に有する。

上記構成（１０）によれば、パイルキャップに第２側面を設けたことで、梁同士の間に位置するパイルキャップの部分の大きさを小さくすることができ、梁同士の間から、杭と地盤との間に生じた隙間に容易に近付くことができる。このため、パイルキャップや梁に対し加工を行わずに、隙間に対し充填材を容易に圧入することができる。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭基礎補修キットは、
地震により杭と地盤の間に生じた隙間に、前記地震の後に圧入可能な杭基礎補修キットであって、
前記杭の外周面の周方向に沿って配列可能な複数のブロックを備える。

上記構成（１１）によれば、杭の周りの隙間に複数のブロックを圧入することで、隙間を埋めながら地盤を締め固めることができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記構成（１１）において、
前記複数のブロックは、前記杭の外周面の周方向及び前記杭の軸線方向に配列可能な複数のブロックによって構成されている。
上記構成（１２）によれば、複数のブロックが杭の軸線方向に配列されるので、１つ１つのブロックを小さくすることができる。このため、作業スペースの天井高にかかわらずに、所望の深さまでブロックを圧入することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記構成（１２）において、
前記杭の軸線方向に配列される前記複数のブロックは相互に係合可能である。
上記構成（１３）によれば、杭の軸線方向に配列される複数のブロックが相互に係合可能であるので、隙間の深さにかかわらずに、ブロックを隙間に容易に圧入することができる。

（１４）幾つかの実施形態では、記構成（１１）乃至（１３）の何れか１つにおいて、
前記杭の外周面の周方向に配列される前記複数のブロックは相互に連結可能である。
上記構成（１４）によれば、杭の外周面の周方向に配列される複数のブロックが相互に連結可能であるので、連結された状態のブロックを圧入することができ、ブロックを隙間に容易に圧入することができる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記構成（１１）乃至（１４）の何れか１つにおいて、
前記複数のブロックのうち少なくとも一部は楔形の断面形状を有する。
上記構成（１５）によれば、複数のブロックのうち少なくとも１部が楔形の断面形状を有するので、ブロックを隙間に容易に圧入することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、地震によって隙間が生じた杭基礎の地盤反力を地震発生前と同程度まで回復させることが可能な杭基礎補修方法、該方法に用いられる杭基礎補修キット、及び、該方法に適した杭基礎構造が提供される。

本発明の一実施形態に係る構造体の概略的な構成を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る杭基礎補修方法の概略的な手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修方法の概略的な手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る杭基礎補修方法により、杭と地盤との間の隙間に充填材が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る杭基礎構造に適用される袋体を説明するための概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る杭基礎構造を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎構造を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎構造を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎構造における、充填材圧入のための配管の構成を説明するための概略的な図である。 本発明の他の一実施形態に係る構造体の概略的な構成を示す概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修方法により、杭と地盤との間の隙間に充填材が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修方法により、杭と地盤との間の隙間に充填材が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る杭基礎補修キットを概略的に示す斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修キットを概略的に示す斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修キットの一部を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修キットの一部を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修方法により、杭と地盤との間の隙間に充填材が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修方法により、杭と地盤との間の隙間に充填材が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修方法により、杭と地盤との間の隙間に充填材が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。 孔に既製杭を埋め込んで構築された杭と地盤との間に生じた隙間を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎構造における杭頭部周辺の構成を説明するための概略的な斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎補修方法により、杭と地盤との間の隙間に充填材が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る杭基礎構造における杭頭部周辺の構成を説明するための概略的な斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、構造体１の概略的な構成を示す図である。構造体１は、地盤に埋設された杭基礎構造（下部構造）３と、杭基礎構造３を介して地盤によって支持された上部構造５とによって構成されている。杭基礎構造３は、地盤に並列に埋設された複数の杭６と、複数の杭６の上端部（頭部）を相互に連結するための連結体８とを有する。連結体８は、複数の杭６の頭部の間を延び、複数の杭６の間における水平方向の変位を揃える作用を有する。

図２は、本発明の少なくとも一実施形態に係る杭基礎補修方法の概略的な手順を示すフローチャートである。図２に示したように、杭基礎補修方法は、地震により杭６と地盤の間に生じた隙間に、地震の後に充填材を圧入する充填材圧入工程Ｓ１０を有している。
ここで、図４、図１１、図１２、図１７〜図１９及び図２２は、充填材圧入工程Ｓ１０によって、地震により生じた杭６と地盤の隙間に充填材１０が圧入された状態を説明するための概略的な断面図である。

上記杭基礎補修方法によれば、地震により杭６と地盤との間に生じた隙間に、充填材１０を圧入することにより、隙間が埋められるのみならず杭６の周辺の地盤が締め固められ、地盤反力を地震前と同程度以上まで回復させることができる。

図３は、幾つかの実施形態に係る杭基礎補修方法の概略的な手順を示すフローチャートである。図３に示した杭基礎補修方法は、袋体取り付け工程Ｓ１２と、杭設置工程Ｓ１４と、配管工程Ｓ１６とを更に備えている。
図５は、袋体取り付け工程Ｓ１２を説明するための図である。図５に示したように、袋体取り付け工程Ｓ１２では、杭６の一端側に、充填材１０が圧入されることにより膨張可能な少なくとも１つの袋体１４が取り付けられる。
袋体１４は、杭６の一端側を囲むように設けられ、充填材１０の注入口１６を有する。袋体１４は、例えば、樹脂製のシート１８によって構成され、シート１８が、杭６の軸線方向に離間した２箇所で、固定部材２０によって杭６に固定される。

杭設置工程Ｓ１４では、図６〜図８及び図１０に示したように、袋体１４が地中に埋設されるように杭６が設置される。杭６の設置直後、袋体１４には充填材１０は充填されておらず、袋体１４は膨張していない。
配管工程Ｓ１６では、図４、図７、図８及び図１０に示したように、袋体１４に充填材１０を供給するための供給管２２を配管する。
そして、充填材圧入工程Ｓ１０において、供給管２２を通じて袋体１４に充填材１０を供給し、袋体１４を膨張させる。

上記した杭基礎補修方法によれば、杭６に取り付けた袋体１４に充填材１０を圧入して膨張させることで、膨張した袋体１４によって隙間を埋めるとともに地盤を締め固めることができる。

幾つかの実施形態では、袋体１４に充填される充填材１０は、流動性を有し、袋体１４に圧入後に硬化可能であり、硬化後の硬さ（弾性係数及び一軸圧縮強度）が地盤よりも大きい。このような充填材１０として、例えば、モルタル、ソイルセメント、セメントミルク、又は、生コンクリート等を用いることができる。

幾つかの実施形態では、袋体取り付け工程Ｓ１２において、図５に示したように複数の袋体１４を杭６に同心上に取り付ける。そして、充填材圧入工程Ｓ１０において複数の袋体１４のうち何れか１つに充填材１０を圧入する。

上記構成によれば、杭６に複数の袋体１４が同心上に取り付けられ、充填材圧入工程Ｓ１０で１つの袋体１４に充填材１０を圧入するので、他の袋体１４は未使用のまま残される。従って、次の地震により再度隙間が発生したときに、未使用の袋体１４を膨張させ、隙間を埋めながら地盤を再度締め固めることができる。このため、地震が繰り返し発生しても、地盤反力を維持することができる。
幾つかの実施形態では、複数の袋体１４が杭６に同心上に取り付けられているときに、内側の袋体１４から順に充填材１０が圧入される。

図９及び図１０は、幾つかの実施形態に係る杭基礎補修方法を説明するための図である。図９及び図１０に示したように、幾つかの実施形態では、袋体取り付け工程Ｓ１２において、複数の杭６の各々に袋体１４を取り付ける。
そして、配管工程Ｓ１６において、供給管２２としてヘッダ管２４及び複数の分岐管２６を用意し、複数の杭６の各々に取り付けられた袋体１４とヘッダ管２４とを分岐管２６で接続する。
それから、充填材圧入工程Ｓ１０において、複数の杭６の各々に取り付けられた袋体１４にヘッダ管２４及び分岐管２６を通じて充填材１０を同時に充填する。

上記構成によれば、複数の杭６に取り付けられた複数の袋体１４に、ヘッダ管２４及び分岐管２６を通じて同時に充填材を圧入することで、複数の袋体１４に充填材１０を容易に圧入することができる。また、ヘッダ管２４及び分岐管２６を通じて同時に充填材１０を圧入することで、複数の袋体１４に同じ圧力で充填材１０を圧入することができる。このため、複数の杭６間で地盤反力を均一にすることができ、次の地震時に複数の杭６に作用する応力を均一にすることができる。この結果として、杭６の耐震性を向上させることができる。

幾つかの実施形態では、図９に示したように、充填材１０は圧送装置２８によって袋体１４に圧入される。例えば、圧送装置２８はセメントミルク圧送装置である。
幾つかの実施形態では、図９に示したように、供給管２２内における充填材１０の圧力を測定する圧力計３０が供給管２２に取り付けられる。例えば、圧力計３０はヘッダ管２４に取り付けられる。

上記した構成によれば、圧力計３０によって測定された充填材１０の圧力に基づいて、充填材圧入工程Ｓ１０の終了時期を判定することができる。すなわち、充填材１０の圧力が予め設定された閾値を超えたときに、隙間に充填材１０が十分に圧入され、周辺の地盤が締め固められたとみなして、充填材圧入工程Ｓ１０を終了することができる。

幾つかの実施形態では、図９に示したように、圧送装置２８又は供給管２２に、充填材１０の流量を測定可能な流量計３２が設けられる。
上記した構成によれば、流量計３２によって測定された充填材１０の流量の積算値に基づいて、充填材圧入工程Ｓ１０の終了時期を判定することができる。すなわち、充填材１０の流量の積算値が予め設定された閾値を超えたときに、隙間に充填材１０が十分に圧入され、周辺の地盤が締め固められたとみなして、充填材圧入工程Ｓ１０を終了することができる。

幾つかの実施形態では、図９に示したように、圧送装置２８を制御するための制御装置３４が、圧送装置２８と一体又は別体に設けられる。
上記した構成によれば、制御装置３４は、圧力計３０によって測定された充填材１０の圧力に基づいて、充填材圧入工程Ｓ１０の終了時期を判定し、圧送装置２８を停止させることができる。あるいは、制御装置３４は、流量計３２によって測定された充填材１０の流量の積算値に基づいて、充填材圧入工程Ｓ１０の終了時期を判定し、圧送装置２８を停止させることができる。また、制御装置３４は、圧力計３０によって測定された充填材１０の圧力及び流量計３２によって測定された充填材１０の流量の積算値に基づいて、充填材圧入工程Ｓ１０の終了時期を判定し、圧送装置２８を停止させることができる。
なお、単位時間当たりの充填材１０の流量が既知であれば、圧送時間を計測するタイマーによって圧送時間を計測し、圧送時間に基づいて充填材圧入工程Ｓ１０の終了時期を判定してもよい。

幾つかの実施形態では、図１１、図１２及び図１７に示したように、地震により生じた杭６と地盤との間の隙間に、ジャッキ３６を用いて充填材１０を圧入する。
上記構成によれば、ジャッキ３６を用いて充填材１０を圧入することで、隙間を埋めながら地盤を確実に締め固めることができる。

幾つかの実施形態では、図１１及び図１７に示したように、充填材１０の全部又は一部は、砂、砂利又はドライモルタル等の粒状物によって構成される。
幾つかの実施形態では、図１２、図１７〜図１９及び図２２に示したように、充填材１０の全部又は一部は、複数のブロック３８によって構成される。
ブロック３８は、周辺の地盤よりも硬さ（弾性係数及び一軸圧縮強度）が大きい材料、例えば木材、樹脂、コンクリート又は金属等によって構成されている。

幾つかの実施形態では、図１３及び図１４に示したように、複数のブロック３８は、杭６の周方向に配列されて環形状をなし、杭６を囲むことができる。杭６の周方向でのブロック３８の数（分割数）は、特に限定されることはなく、２つ以上であればよい。

幾つかの実施形態では、複数のブロック３８のうち一部又は全部は、図１５に示したように楔形の断面形状を有する。
地震時の杭６の水平方向での変位量は上方ほど大きく、地震によって杭６と地盤との間に生じる隙間は、上方に近付くほど大きくなる。このため、上記構成のようにブロック３８が楔形の断面形状を有していれば、ブロック３８によって隙間を適切に埋めることができる。また、ブロック３８が楔形の断面形状を有していれば、圧入のための荷重が過度に大きくなることはなく、隙間に対しブロック３８を容易に圧入することができる。

幾つかの実施形態では、図１３に示したように、杭６の周方向に配列されたブロック３８同士は連結可能である。
上記構成によれば、環状に配列されたブロック３８を圧入するときに、ブロック３８が相互に連結されているので、ブロック３８の姿勢が安定し、ブロック３８が杭６に沿って円滑に下降することができる。このため、隙間に対しブロック３８を容易に圧入することができる。
幾つかの実施形態では、図１３に示したように、複数のブロック３８はボルトによって相互に締結される。

幾つかの実施形態では、図１２、図１７〜図１９及び図２２に示したように、複数のブロック３８は、杭６の軸線方向に配列される。
上記構成によれば、複数のブロック３８が杭６の軸線方向に配列されるので、１つ１つのブロック３８を小さくすることができる。このため、作業スペースの天井高にかかわらずに、所望の深さまでブロック３８を圧入することができる。例えば作業スペースは、杭基礎構造３と上部構造５との間に設けられるメンテナンスピットである。詳細は後述する。

幾つかの実施形態では、複数のブロック３８は杭６の軸線方向に配列され、図１２、図１７〜図１９及び図２２に示したように、先に圧入されるブロック３８の方が、後から圧入されるブロック３８よりも薄い。
杭６と地盤との間に形成される隙間は、深くなるほど徐々に狭くなる。上記構成によれば、先に圧入されるブロック３８の方が薄いことで、隙間の幅に応じた適切な厚さのブロック３８を圧入することができ、所望の深さまでブロック３８を容易に圧入することができる。

幾つかの実施形態では、図１６に示したように、杭６の軸線方向に配列される複数のブロック３８は相互に係合可能である。
上記構成によれば、杭６の軸線方向に配列される複数のブロック３８が相互に係合可能であるので、上方に位置するブロック３８に荷重を加えたときに、下方に位置するブロック３８まで荷重が確実に伝わる。このため隙間が深くても、隙間に対し複数のブロック３８を容易に圧入することができる。
幾つかの実施形態では、図１６に示したように、杭６の軸線方向にブロック３８を係合するために、各ブロック３８には凸部４０と、凸部４０を受け入れ可能な凹部４２が設けられている。
幾つかの実施形態では、図１６に示したように、凸部４０は２つ以上のピン４４によって構成され、凹部４２はピン４４を受け入れ可能な孔４６によって構成されている。

幾つかの実施形態では、図１７に示したように、充填材１０は、粒状物とブロック３８によって構成される。
幾つかの実施形態では、図１７に示したように、充填材１０は、粒状物とブロック３８によって構成され、隙間の深い領域に粒状物が圧入され、隙間の浅い領域にブロック３８が圧入される。
この構成によれば、粒状物及びブロック３８によって、隙間をもれなく埋めることができる。

幾つかの実施形態では、膨張した袋体１４、圧入された粒状物、或いは、圧入されたブロック３８と地盤との間に地震によって新しく隙間が生じたときに、新しくできた隙間に、粒状物及びブロック３８のうち一方又は両方が圧入される。
この構成によれば、地震が繰り返し起こることによって、再度隙間が発生したとしても、隙間に対し粒状物及びブロック３８のうち一方又は両方を圧入することによって、隙間を埋めて、地盤反力を回復させることができる。

ここで、図２０に示したように、杭６が予め形成された孔に埋め込まれる既製杭の場合、杭６の周囲が硬化したソイルセメントやセメントミルクからなる接着層４８によって覆われていることがある。幾つかの実施形態では、図１８に示したように、接着層４８の外側に充填材１０が圧入される。幾つかの実施形態では、図１９に示したように、接着層４８の内側に充填材１０が圧入される。

また、図２０に示したように、接着層４８には亀裂が生じていることがある。幾つかの実施形態では、亀裂に粒状物を充填し、接着層４８の硬さを増大させる。
幾つかの実施形態では、接着層４８の亀裂に粒状物としてドライモルタルを充填し、接着層４８の強度を増大させる。
幾つかの実施形態では、接着層４８の亀裂に粒状物を充填しながら、接着層４８の内側又は外側に充填材１０を圧入する。
幾つかの実施形態では、接着層４８を粉砕して粒状物にし、該粒状物によって隙間の深い領域を埋めながら、隙間の浅い領域に充填材１０を圧入する。

幾つかの実施形態では、杭基礎構造３は、図１０に示したように、上部構造５として、橋梁等を支持するように構成される場合がある。この場合、杭６の頭部を連結する連結体８は、フーチング５０によって構成される。
幾つかの実施形態では、図１０に示したように、供給管２２としてのヘッダ管２４及び分岐管２６は、フーチング５０の内部又はフーチング５０の表面に沿って設けられる。

幾つかの実施形態では、杭基礎構造３は、図４、図６、図７、図１１、図１２、図１７〜図１９及び図２２に示したように、免震装置５２を介して上部構造５を支持するように構成された免震建物杭基礎である。

幾つかの実施形態では、杭基礎構造３は、図４、図６、図１１、図１２、及び、図１７〜図１９に示したように、杭６の頭部の上に免震装置５２が配置された杭頭免震構造を有する。杭頭免震構造では、杭６の頭部を連結する連結体８は、鉄筋コンクリートからなる梁（扁平梁）５４によって構成される。

幾つかの実施形態では、図４、図６、図１１、図１２、及び、図１７〜図１９に示したように、杭基礎構造３は、地盤に埋設された杭６と、杭６の頭部との間に開口５６が存在する状態で杭６の頭部を囲むように設けられた梁５４と、開口５６を閉塞するように杭６の頭部と梁５４の間に着脱可能に配置された複数の蓋部材５８と、を備える。そして、開口５６は、地震により杭６と地盤の間に生じた隙間に地震の後に充填材１０を圧入可能な大きさを有する。

上記構成によれば、蓋部材５８を取り外すことで、開口５６を通じて、杭６と地盤との間に生じた隙間に容易に近付くことができる。例えば、開口５６を通じてジャッキ３６を配置すれば、ジャッキ３６は上部構造５から圧入のための反力を得ることができる。また例えば、開口５６を通じて袋体１４に供給管２２を着脱自在に接続することができる。このため、隙間に充填材１０を容易に圧入することができ、隙間を埋めながら地盤を締め固めることができる。

ここで、杭６と地盤の間に生じる隙間の幅Ｗは例えば１０ｃｍ程度である。充填材１０がブロック３８によって構成されている場合、ブロック３８は隙間の幅Ｗよりも大きな厚さを有する。幾つかの実施形態では、開口５６の幅Ｗは、５ｃｍ以上５０ｃｍ以下に設定される。なお、開口５６の幅Ｗとは、図２１に示したように、杭６の径方向での開口５６の長さである。

幾つかの実施形態では、複数の蓋部材５８は、図２１に示したように、全体として環形状を有し、杭６と梁５４の隙間を埋めるように配置される。従って、複数の蓋部材５８が梁５４とともに、連結体８を構成する。ただし、蓋部材５８は全体として環形状を有していなくてもよい。
幾つかの実施形態では、複数の蓋部材５８は梁５４よりも硬く、高い弾性係数を有する。例えば複数の蓋部材５８は、コンクリートや金属によって構成される。
幾つかの実施形態では、梁５４が杭６に密着するように設けられている。この場合、杭基礎構造３の補修のために、杭６周辺の梁５４の部分、換言すれば連結体８の一部を撤去し、杭６と地盤との間の隙間に近付く。隙間に充填材１０を充填後、撤去した連結体８の部分を補修する。

幾つかの実施形態では、杭基礎構造３は、図７及び図２２に示したように、基礎免震構造を有している。基礎免震構造では、杭６の上端部（頭部）がコンクリート製のブロック（パイルキャップ）６０によって覆われる。そして、パイルキャップ６０の複数の側面６４から水平方向に沿って複数の梁（地中梁）６２がそれぞれ延びている。基礎免震構造の杭基礎構造３では、パイルキャップ６０及び地中梁６２が連結体８を構成する。基礎免震構造の地中梁６２は、通常、杭頭免震構造の扁平梁５４よりも大きな断面積を有し、高い剛性を有する。

幾つかの実施形態では、杭基礎構造３は、図８及び図１０に示したように、免震装置を有さない通常の杭基礎構造である。通常の杭基礎構造では、杭基礎構造３の連結体８と上部構造５が一体に形成される。

幾つかの実施形態では、図７、図８及び図１０に示したように、袋体１４に充填材１０を供給するための供給管２２の少なくとも一部が、連結体８の内部又は表面に沿って配置される。

幾つかの実施形態では、供給管２２の少なくとも一部が連結体８の内部を延びており、供給管２２の少なくとも一部が、連結体８を構築する前に配管される。例えば、連結体８を構築するための生コンクリートを打設する前に、供給管２２の少なくとも一部が配管される。

幾つかの実施形態では、図２２及び図２３に示したように、杭基礎構造３は、杭６と、杭６の上端部を囲み、相互に直交する複数の側面を有するコンクリート製のブロック６０と、複数の側面（第１側面）６４から水平方向にそれぞれ延びる複数の梁（地中梁）６２と、を備える。そして、コンクリート製のブロック６０は、鉛直軸の周方向にて複数の第１側面６４の間に、複数の第１側面６４の法線方向とは異なる法線方向を有する少なくとも１つの側面（第２側面）６６を更に有する。

上記構成によれば、ブロック６０に第２側面６６を設けたことで、杭６の周方向にて梁６２同士の間に位置するブロック６０の部分の大きさを小さくすることができ、梁６２同士の間から、杭６と地盤との間に生じた隙間に容易に近付くことができる。このため、ブロック６０や梁６２に対し加工を行わずに、隙間に対し充填材１０を容易に圧入することができる。ブロック６０の一部は隙間を覆っているので、例えばブロック６０の下にジャッキ３６を配置すれば、ブロック６０から圧入のための反力を得ることができる。

幾つかの実施形態では、複数の杭６は場所打ち杭又は既製杭である。
幾つかの実施形態では、杭６としての既製杭は予め掘削された孔に埋め込まれる。
幾つかの実施形態では、杭６としての既製杭は、孔の掘削前又は孔の掘削と並行して、地盤に打ち込まれるか又は圧入される。

幾つかの実施形態では、充填材１０が地表面から１０ｍ以下の深さまで圧入される。
例えば、場所打ち杭の場合、孔の真円度が低く、地震により生じる隙間の幅が周方向にばらつくことがある。幾つかの実施形態では、隙間の幅が周方向に異なる場合、隙間の幅に応じて厚さの異なるブロック３８が圧入される。
幾つかの実施形態では、隙間の幅が周方向に異なる場合、周方向にて４つ以上のブロック３８が圧入される。

最後に、本発明は上述した幾つかの実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 構造体
３ 杭基礎構造（下部構造）
５ 上部構造
６ 杭
８ 連結体
１０ 充填材
１４ 袋体
１６ 注入口
１８ シート
２０ 固定部材
２２ 供給管
２４ ヘッダ管
２６ 分岐管
２８ 圧送装置
３０ 圧力計
３２ 流量計
３４ 制御装置
３６ ジャッキ
３８ ブロック
４０ 凸部
４２ 凹部
４４ ピン
４６ 孔
４８ 接着層
５０ フーチング
５２ 免震装置
５４ 梁（扁平梁）
５６ 開口
５８ 蓋部材
６０ ブロック（パイルキャップ）
６２ 梁（地中梁）
６４ 第１側面
６６ 第２側面

Claims (15)

1. 地震により杭と地盤の間に生じた隙間に、前記地震の後に充填材を圧入する充填材圧入工程を備えることを特徴とする杭基礎補修方法。
2. 前記杭の一端側に、前記充填材が圧入されることにより膨張可能な袋体を取り付ける袋体取り付け工程と、
   前記袋体が地中に埋設されるように前記杭を設置する杭設置工程と、
   前記袋体に充填材を供給するための供給管を配管する配管工程と、
   を更に備え、
   前記充填材圧入工程において、前記供給管を通じて前記袋体に前記充填材を供給する
   ことを特徴とする請求項１に記載の杭基礎補修方法。
3. 前記袋体取り付け工程において複数の前記袋体を前記杭に同心上に取り付け、
   前記充填材圧入工程において前記複数の袋体のうち何れか１つに前記充填材を圧入する
   ことを特徴とする請求項２に記載の杭基礎補修方法。
4. 前記袋体取り付け工程において、複数の前記杭の各々に前記袋体を取り付け、
   前記配管工程において、前記供給管としてヘッダ管及び複数の分岐管を用意し、複数の杭の各々に取り付けられた前記袋体と前記ヘッダ管との間を前記分岐管で接続し、
   前記充填材圧入工程において、前記複数の杭の各々に取り付けられた袋体に前記ヘッダ管及び前記分岐管を通じて前記充填材を同時に充填する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の杭基礎補修方法。
5. 前記充填材圧入工程において、前記杭と地盤との間の隙間にジャッキを用いて充填材を圧入する
   ことを特徴とする請求項１に記載の杭基礎補修方法。
6. 地盤に埋設された杭と、
   前記杭の上端側を囲むように前記杭に取り付けられた状態で地盤に埋設され、充填材の圧入により膨張可能な袋体と、
   を備えることを特徴とする杭基礎構造。
7. 前記袋体に充填材を供給するための供給管を更に備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の杭基礎構造。
8. 複数の前記杭が地盤に埋設され、
   前記袋体は前記複数の杭の各々に取り付けられ、
   前記供給管は、ヘッダ管及び前記ヘッダ管に接続された複数の枝管を含み、
   前記前記ヘッダ管が前記複数の枝管を介して複数の前記袋体と連通している
   ことを特徴とする請求項７に記載の杭基礎構造。
9. 地盤に埋設された杭と、
   前記杭の頭部との間に開口が存在する状態で前記頭部を囲むように設けられた梁と、
   前記開口を閉塞するように前記頭部と前記梁の間に着脱可能に配置された複数の蓋部材と、を備え、
   前記開口は、地震により前記杭と地盤の間に生じた隙間に前記地震の後に充填材を圧入可能な大きさを有する
   ことを特徴とする杭基礎構造。
10. 地盤に埋設された杭と、
    前記杭の上端部を囲み、相互に直交する複数の第１側面を有するパイルキャップと、
    前記複数の第１側面から水平方向にそれぞれ延びる複数の梁と、を備え、
    前記パイルキャップは、鉛直軸の周方向にて前記複数の第１側面の間に、前記複数の第１側面の法線方向とは異なる法線方向を有する少なくとも１つの第２側面を更に有する
    ことを特徴とする杭基礎構造。
11. 地震により杭と地盤の間に生じた隙間に、前記地震の後に圧入可能な杭基礎補修キットであって、
    前記杭の外周面の周方向に沿って配列可能な複数のブロックを備える
    ことを特徴とする杭基礎補修キット。
12. 前記複数のブロックは、前記杭の外周面の周方向及び前記杭の軸線方向に配列可能な複数のブロックによって構成されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の杭基礎補修キット。
13. 前記杭の軸線方向に配列される前記複数のブロックは相互に係合可能である
    ことを特徴とする請求項１２に記載の杭基礎補修キット。
14. 前記杭の外周面の周方向に配列される前記複数のブロックは相互に連結可能である
    ことを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の杭基礎補修キット。
15. 前記複数のブロックのうち少なくとも一部は楔形の断面形状を有する
    ことを特徴とする請求１１乃至１４の何れか１項に記載の杭基礎補修キット。

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