JP2023150433A - 基礎構造の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排土区間、残留土区間を設定して最適の掘削具を用いて杭穴を形成したので杭穴の品質を高めることができる。【解決手段】杭穴４０に杭穴根固め部４２の範囲を設定し、上方に掘削土を排出する排土区間を設定し、下方に掘削土を残す残留土区間および掘削土残留量を設定する。次に第一掘削具１０で、掘削土を排土しながら、排土区間を掘削する（ａ、ｂ、ｃ）。排土区間の下方に連続する残留土区間において、地盤をほぐしながら第二掘削具１５で掘削し、根固め部４２において、セメントミルクを吐出して、掘削土とセメントミルクを撹拌混合して、あるいは掘削土をセメントミルクに置換して、杭穴根固め部４２を形成する。第二掘削具１５を引き上げながら、セメントミルクを注入して、杭穴４０を形成する（ｄ、ｅ）。杭穴４０内に、既製杭３０を挿入して（ｆ、ｇ）、基礎構造６０を形成する（ｈ）。【選択図】図１

Description

この発明は、いわゆる場所打ち杭で使用する掘削バケットなどで、例えば５０ｃｍ以上の口径の杭穴を掘削し、杭穴内に既製杭を埋設して基礎構造を構成する基礎構造の構築方法に関する。

基礎杭構築現場で掘削した杭穴内に鉄筋かごとコンクリートを投入して基礎杭を構築するいわゆる場所打ち杭と、基礎杭構築現場で掘削した杭穴内に既製杭（コンクリート製や鋼管製など）をセメントミルクと共に投入するいわゆる既製杭工法とがあり、それぞれ様々な工夫がなされた。
また、場所打ち杭工法と既製杭工法とを組み合わせて、場所打ち杭で使用される掘削機械であるケリーバとスクリューロッドを使用して、杭穴を掘削して、既製杭工法で使用する根固め液（セメントミルクやソイルセメント）を注入して既製杭を埋設する工法も提案されていた（特許文献１）。

特開２００９－６２７１１号公報

ケリーバを使用するアースドリル機では、既製杭工法で使用する掘削機械とは異なり、ケリーバ内部を通じて根固め液等を注入することは困難であり、ケリーバ内部に別途パイプを用意しても、ケリーバは頻繁に伸縮して地上に上げて排土をするので、ケリーバに別途根固め液を注入するパイプを用意して先端を杭穴底に至らせることも煩雑であった。したがって、この工法を実現することが難しかった。

本発明は、杭穴掘削で、設計で想定した支持層付近までの杭穴軸部と、設計支持層に位置する杭穴根固め部で掘削装置を分けて施工する。杭穴軸部の掘削には場所打ち杭工法で使用する掘削バケット状の装置を使用して掘削土を地上に排出し、杭穴根固め層の掘削から根固め部、杭周部の工程を既製杭工法の装置を使用するので、前記問題点を解決した。

すなわち、この発明は、以下のようにして、地盤中で、予め設計で定めた区間に杭穴根固め部を備えた杭穴に既製杭を設定して基礎構造を形成することを特徴とした基礎構造の構築方法である。
(1) 前記杭穴の下端に前記杭穴根固め部の範囲を設定し、前記杭穴の上方に掘削土を排出する排土区間を設定し、前記杭穴の下方に掘削土を残す残留土区間および掘削土残留量を設定する。
(2) 第一掘削具を備えた掘削機械を使用して、掘削土を地上に排土しながら、排土区間の杭穴を掘削する。
(3) 続いて、排土区間の下方に連続する残留土区間において、地盤をほぐしながら第二掘削具で前記地盤を掘削し、前記根固め部において、セメントミルクを吐出して、掘削土とセメントミルクを撹拌混合して、あるいは掘削土をセメントミルクに置換して、前記杭穴根固め部を形成する。
(4) 続いて、前記第二掘削具を引き上げながら、前記杭穴根固め部の上方にセメントミルクを注入して、前記杭穴を形成する。
(5) 続いて、前記杭穴内に、前記既製杭を挿入して、前記セメントミルクが固化したならば前記基礎構造を構築する。

また、他の発明は、以下のようにして、地盤中で、予め設計で定めた区間に杭穴根固め部を備えた杭穴に既製杭を設定して基礎構造を形成することを特徴とした基礎構造の構築方法である。
(1) 前記杭穴の下端に前記杭穴根固め部の範囲を設定し、前記杭穴の上方に掘削土を排出する排土区間を設定し、前記杭穴の下方に掘削土を残す残留土区間および掘削土残留量を設定する。
(2) 地上から支持層またはその近傍までの杭穴軸部を、場所打ち杭で使用する掘削バケットなどの第一掘削具を備えた掘削機械で掘削し、前記杭穴軸部内の掘削土を地上に排出する。
(3) 前記杭穴軸部の掘削が完了したならば、前記第一掘削具を前記地上に引き上げ前記掘削機械から前記第一掘削具を取り外す。
(4) 続いて、前記掘削機械の先端に、地上からの流体供給手段を接続した連結装置を連結して、さらに掘削ヘッドなどの第二掘削具を装着して、前記第二掘削具を前記杭穴に挿入する。
(5) 前記第二掘削具で、前記杭穴軸部の下方に続いて、前記杭穴根固め部を掘削する。
(6) 続いて、前記杭穴根固め部の掘削が完了したならば、地上のプラントから前記流体供給手段を通して前記連結装置にセメントミルクを供給し、前記第二掘削具からセメントミルクを吐出し、前記杭穴根固め部を形成する。
(7) 続いて、前記第二掘削具を引き上げながら、前記杭穴根固め部の上方にセメントミルクを注入して、前記杭穴を形成する。
(8) 続いて、前記杭穴内に、前記既製杭を挿入して、前記セメントミルクが固化したならば前記基礎構造を構築する。

また、前記各発明において、第一掘削具及び第二掘削具をいずれも、いわゆる場所打ち杭の杭穴掘削で使用する同じ掘削具として、第一掘削具と第二掘削具の交換を省略した基礎杭の構築方法である。さらに、前記各発明において、第一掘削具及び第二掘削具を、いずれも掘削土を地上に排土しながら掘削をすることができる掘削具として、第一掘削具と第二掘削具の交換を省略した基礎杭の構築方法である。

前記における掘削バケットは、いわゆる場所打ち杭の工法で使用する掘削機の総称で、本発明では、オールケーシング工法、リバース工法、アースドリル工法などで任意の工法を採用することができ、各工法に応じた掘削機を使用することができる。

また、前記におけるセメントミルク類は、各種濃度のセメントミルク、セメントミルクと杭穴内の泥水を混ぜたソイルセメントなどを指す。

前記における流体供給手段とは、パイプやホースなどで、地上から水やセメントミルクを連結装置まで供給できるものであれば、任意である。

なお、前記における根固め部内の土砂混入量（率）は、以下のように測定されるので。これをもとに予め設定することができる。
通常、根固め部は、まず掘削ヘッドの先端から掘削水を吐出しながら支持地盤を掘削し、根固め区間を泥土化し、次に、掘削水を根固め液（セメントミルク）に切り替えて所定量（例えば、根固め体積分）を注入するという工程で行う。この根固め液の注入により、根固め部は泥水からセメントミルクに置換されるという想定で施工するが、元の根固め内泥水の比重や粘性が確認できない（施工中にわからない、またコントロールできない）ことから、気中のコップの中で行うようなきれいな置換現象は起こらない。
さらに、予め掘削した杭穴に既製杭を納める通常のプレボーリング工法における杭穴軸部は、土砂を地上に排出するのではなく、一般的には掘削水で掘り崩しながら泥土化するので、杭穴軸部の土砂も多く残っており、これらが自然沈降したり、しあるいは杭挿入時に押し込まれ、根固め部に混入することも多い。
実際に施工後の根固め部からコアを採取してその固化強度を調べ、成分分析を行いセメントの混入率を調査した事例では、セメントミルクと泥水の混合割合は、
９：１～５：５
程度であった。地盤や施工の方法によって、根固め部の出来ばえ、すなわち、セメントミルクの置換率（または土砂の混入率）に大きな違いが生じてしまう。置換率が高いほど根固め部構成成分内のセメントミルク量は多くなり、不純物も少なく高品質な根固め部ができるが、確認ができないため、現状の技術ではこれをコントロールできない。

図４は、実際の現場で、根固め部となる支持層を掘削した後、その深度から泥水を採取してきて、その泥水と根固め液（水セメント比Ｗ／Ｃ＝６０％、程度のセメントミルク）の混合比率を変えて行った室内実験の結果である。この実験では、泥水混入率が大きくなるにつれて、固化後の圧縮強度が小さくなっている。実際の根固め部から採取した試料の固化強度結果を図４にプロットするとこの現場での泥水混入率は１２％程度であると予想される。

さらに、図５に基づきより、残留土、残留土区間について具体的に説明する。
杭穴４０の軸部４１の下部に、深さＨの根固め部４２の掘削を設定し、残留土区間を（３分の１）Ｈと設定する（図５（ａ）。残留土区間の上方は排土する。
ここで、根固め部体積１００％のセメントミルクを根固め部４２に注入する場合、杭穴４０内には（３分の１）Ｈの残留土が存在することになる（図５（ｂ））。
したがって、セメントミルクと残留土を均等に混合すれば、（１＋３分の１）Ｈ程度のソイルセメントができる（図５（ｃ））。よって、ソイルセメントの構成成分比は、
セメントミルク分：残留土分＝（１００／１３３）：（３３／１３３）
≒７５：２５
となり、残留土混入率２５％のソイルセメントとなる。また、同様に、残留土区間が（２分の１）Ｈの場合には、ソイルセメントの構成成分比は、
セメントミルク分：残留土分＝（１００／１５０）：（５０／１５０）
≒６７：３３
となり、残留土混入率３３％のソイルセメントとなる。また、同様に、残留土区間がＨの場合には、ソイルセメントの構成成分比は、
セメントミルク分：残留土分＝（１００／２００）：（１００／２００）
＝５０：５０
となり、「残留土混入率５０％のソイルセメント」となる。
なお、深さＨの全量を排土した場合には（残留土が無い）、１００％のセメントミルクとなる。

この発明は、いわゆる場所打ち杭の工法で使用する掘削バケットで杭穴軸部を掘削し、杭穴軸部の土砂をほぼ地上に排出するので、杭穴軸部には土砂はほとんど残留していないため、杭穴根固め部には杭穴軸部の土砂が混入しない。また杭穴根固め部内には、杭穴下端に掘り残した設計支持層（予め設計した）の土砂が混入することになるが、その量は、杭穴軸部の長さで調整できる。
一般に既製杭の施工では、杭穴軸部は、土砂を地上に排出するのではなく、掘削水で掘り崩しながら泥土化するので、杭穴軸部には土砂は多く残っており、これらが自然沈降し、あるいは既製杭の挿入時に押し込まれて、杭穴根固め部に混入することが多い。
本発明は、支持層（予め設計で定めた区間）付近までの杭穴軸部と、支持層に位置する杭穴根固め部で掘削装置を分けて施工する両工法の利点をつなげた施工法であり、そのように構築した杭穴に既製杭を埋設するので、根固め部などの杭穴品質を向上できる。

（ａ）～（ｈ）はこの発明の第一の実施形態を説明する縦断面図である。 （ａ）～（ｈ）はこの発明の第二の実施形態を説明する縦断面図である。 （ａ）は鉛直治具に既製杭を挿入した状態の拡大平面図、（ｂ）は正面図である。 根固め部の土砂混合率測定例のグラフである。 （ａ）～（ｃ）は根固め部の残留土区間を説明ずる図である。

１．第一の実施形態

この発明の実施形態を説明する。この実施形態では、杭穴４０は杭穴軸部４１とその下方の杭穴根固め部４２とからなり、杭穴根固め部４２は、深さＨ、径Ｄで形成する。また、杭穴軸部４１を従来の場所打ち工法で使用する掘削機械で掘削し、杭穴根固め部４２を既製杭工法用で使用する掘削機械で掘削する。

この際、杭穴軸部４１は掘削土を排出する排土区間に設定し、杭穴根固め部４２を掘削土を残す残留土区間（深さＨ）とする。

（１）場所打ち杭で適用するアースドリル工法で使用するロッド１１およびドリリングバケット１０を用意して、アースドリル工法で使用する重機（図示ししていない）に設置する。ここで、杭穴４０は、支持層７または支持層７近傍までの杭穴軸部４１と杭穴軸部４１の下端から支持層７内に続く杭穴根固め部４２とから構成し、杭穴軸部の径は１．２ｍ程度を想定している。
また、ロッド１１は、通常伸縮容易な構造としてあり排土時に、ドリリングバケット１０を掘削時点から地表１への容易に引き上げられるようになっている（図示していない）。

（２） 地表１で、掘削位置にあわせて、表層ケーシング（鋼管）５を打ち込み、表層ケーシング５内にドリリングバケットを入れて、杭穴軸部４１の掘削を開始する（図１（ａ））。ドリリングバケット１０では、ドリリングバケット１０内に掘削土が満たされたならば、一旦ドリリングバケット１０をロッド１１と共に地表１に引き上げて、ドリリングバケット１０内の掘削土を排出して、ロッドおよびドリリングバケット１０を下降させて再度続きの杭穴軸部４１を掘削する。また、従来と同様に、ホース１３から穴壁崩壊を防止するために、杭穴軸部４１内をベントナイト液４６などの掘削液で満たしながら掘削をする。

（３） ドリリングバケット１０が、所定深度（例えば、支持層７）に達したならば（図１（ｂ））、ドリリングバスケット１０による掘削を止めて、ロッド１１およびドリリングバスケット１０を地表１に引き上げ、ロッド１１からドリリングバスケット１０を取り外す。
なお、ここで、所定深度に達したならば、とは、支持層７や、また支持層７のやや手前や、支持層７に多少掘り進んだ場合も含む。

（４） 続いて、ロッド１１先端に、ドリリングバスケット１０に替えて、水やセメントミルクを注入できるホース１３ａを接続できる連結装置（いわゆるスイベル）１２（図１（ｃ）（ｄ）を連結し、連結装置１２の先にさらに既製杭工法で使用される掘削ヘッド１５を取り付ける（図１（ｃ））。掘削ヘッド１５は、ロッド１１の下端に連結できるヘッド本体１６に、揺動自在の掘削腕１７、１７の基端部を取り付けて構成する。また、掘削ヘッド１５は、ヘッド本体１６の下端に固定掘削刃、掘削腕１７の先端に移動掘削刃が取り付けられ、掘削腕１７、１７の揺動角度を大きくしてそれに応じて、大径の掘削ができるようになっている。
また、地表１のセメントミルクプラントからホース１３ａを通して連結装置１２にセメントミルク（または水）を供給して、掘削ヘッド１５のヘッド本体１６の先端の吐出口１８から杭穴内にセメントミルクを吐出できる構造となっている（図１（ｃ））。ホース１３ａは掘削ヘッド１５、連結装置１２の下降にともなって、下方に伸びるように形成されれている。

（５） このような掘削ヘッド１５を、杭穴軸部４１を通過して、杭穴軸部４１の下端（底）に当てて、杭穴軸部４１よりも大径Ｄの杭穴根固め部４２を必要な深さＨまで掘削する（図１（ｄ））。

（６） 続いて、掘削ヘッド１５のヘッド本体１６の吐出口１８から杭穴根固め部４２の底から順に、必要な濃度に設定されたセメントミルク４８を吐出しながら掘削ロッド１９および掘削ヘッド１５を地表１に引き上げる（図１（ｄ）（ｅ））。したがって、杭穴４０（杭穴軸部４１および杭穴根固め部４２）内に満たされていた泥水やベントナイト溶液４７はセメントミルク４８に置換され、あるいは混合撹拌される。また、セメントミルク４８の注入により、ベントナイト溶液４７は地表１上に徐々に押し出されるので、地上での回収作業が容易である。なお、杭穴根固め部４２内では、泥水をセメントミルクと攪拌混合して、ソイルセメントを生成することもできる。

（７） 続いて、通常の方法により、既製杭３０を杭穴４０内に埋設する（図１（ｆ）（ｇ）（ｈ））。すなわち、通常の既製杭埋設用の重機（例えば、クローラクレーンなど）に最下段の既製杭３１を吊下げ、最下段の既製杭３１を杭穴４０内に沈設して、杭穴の開口に設置した通常の杭保持具２１に保持して、最下段の既製杭３１の上端に次の中間部の既製杭３２を連結して（図１（ｆ））、保持具２１での保持を解除した後、連結した既製杭３１、３２を杭穴３０内に沈設する。

（８） 以下、順次必要本の中間の既製杭３２を連結して、最後に最上端の既製杭３３を連結して、連結した既製３１、３２、３３を杭穴３０内に沈設し、最下段の既製杭３１の下端３１ａが杭穴根固め部４２内に位置した状態で最上段の既製杭３３の上端部３３ｂに連結した杭頭キャップ３５を保持具２１で保持して、セメントミルク４８が固化するまで保持する（図１（ｇ））。
セメントミルク４８が固化したならば、杭頭キャップ３５、保持具２１を取り外して、基礎構造５０が完了する（図１（ｈ））。

２．第一の実施形態の他の例

（１） 前記において、杭穴軸部４１の下端に続けて、杭穴軸部４１より大径の杭穴根固め部４２を形成したが、杭穴根固め部４２は、杭穴軸部４２と略同径で形成することもできる（図示していない）。

（２） また、前記において、セメトミルクの吐出口１８は、ヘッド本体１６の下端に設けたので放出効率が良いが、ヘッド本体１６、掘削腕１７の任意の位置に設けることもできる（図示していない）。
また、前記において、掘削ヘッド１５は、ヘッド本体１６に、先端に移動掘削刃を設けた掘削腕１７、１７を揺動自在に取り付けて構成したが、掘削効率を考えるとこの構造が好ましいが、支持層内に、既製杭３０を沈設する杭穴拡底部４２を掘削できれば、スパイラル構造など、掘削ヘッドの構造は任意である（図示していない）。

（３） また、前記における既製杭３０は、軸方向に環状のリブを設けたいわゆる節杭の他、ストレート杭など他の既製杭３０でも可能である。ただし、少なくとも最下段の既製杭３１の下端部のみ環状のリブを設け、杭穴根固め部４２内に環状リブを配置できる構造が好ましい（図示していない）。
また、前記既製杭３０はコンクリート杭を想定しているが、所定の強度などの性能を満たせば、コンクリート杭の外周に鋼管を被覆した杭や、いわゆる鋼管杭などを使用することもできる（図示していない）。

（４） 前記において、通常、表層ケーシング５は基礎構造６０を構築後に撤去するが、杭穴軸部４１が構築された後であれば、撤去する時期は任意である。また、残置して基礎構造上に構築される建造物（フーチング）に組み込むこともできる。
また、表層ケーシング５は使用しないこともできる（図示していない）。

（５） 前記において、連結装置１２および掘削ヘッド本体１６を中空として、地表１のプラントから連結装置１２にセメントミルクを供給して、掘削ヘッド本体１６の吐出口１８からセメントミルク４８を杭穴根固め部４２内に放出したが、プラントから接続したパイプまたはホース（以下パイプ等）を掘削ロッド１１に沿わせて、掘削ヘッド本体１６付近にパイプ等を開放させて、パイプ等からセメントミルクを放出することもできる（図示していない）。

（６） 前記において、ドリリングバスケット１０による杭穴軸部４１の掘削範囲を根固め部内の土砂混入量から決定することもできる。例えば、支持層７に対応した根固め部の深さ（長さ）Ｌが２ｍの場合、１ｍ分をドリリングバスケット１０で掘削して、掘削分を地表1に排土する。この場合、残る下方１ｍ分を掘削ヘッド１５で地盤をほぐしながら掘削すると、杭穴根固め部４２内に１ｍ分の土砂が残ることになり、注入したセメントミルクにこの土砂が混入することになる。したがって、この場合、均等に混錬すれば、杭穴根固め部４２内に土砂混入率３３％のソイルセメントが生成されることになる。
また、支持層７に対応した杭穴根固め部４２の深さ（長さ）Ｈが２ｍの場合、１．４ｍ分をドリリングバスケット１０で掘削して、掘削分を地表１に排土する。この場合、残る下方０．６ｍ分を掘削ヘッド１５で地盤をほぐしながら掘削すると、杭穴根固め部４２に０．６ｍ分の土砂が残ることになり、注入したセメントミルクにこの土砂が混入することになる。したがって、この場合、杭穴根固め部４２内に土砂混入率２５％のソイルセメントが生成されることになる。土砂混入量により、杭穴根固め部４２の固化強度、しいては基礎構造６０の強度が決まることになるので、予め設定した基礎構造６０の強度に応じて、ドリリングバスケット１０でどこまで（どのくらいの深さまで）掘削するかを設定する。

３．第二の実施形態の構成

この実施形態では、１つの杭穴４０内に複数の既製杭３０を沈設して基礎構造５０を構築する方法である。ここでは１つの杭穴４０内に３本の既製杭３０、３０を埋設する説明したが、複製であれば２本、４本など任意である。
一般に、コンクリート製の既製杭３０は小径（１ｍ以下）のタイプが広く使われ、他方、場所打ち杭は２ｍ以上に対応した掘削装置も多くあるので、これらの利点を活用して、１つの大径の杭穴４０を形成して、大径の杭穴４０に比して小径の既製杭３０を複数本、沈設する実施形態である。
この実施形態で鉛直治具６２を使用し、鉛直治具６２は、杭穴４０（杭穴軸部４１）の外径に対応させた外径を備えた長さ２ｍ程度の円柱で、円柱内に使用する既製杭３０の外径に対応した開口６３、６３を軸方向に設けて構成する。この実施形態では、鉛直治具６２には３つの開口６３、６３が鉛直治具６２の軸方向に均等に形成されている（図３、図２（ｆ））。また、既製杭３０の径は９０ｃｍ程度を想定している。

（１）～（６） 前記第一の実施形態と同様に、ドリリングバケット１０で杭穴軸部４１を掘削し、（図１（ａ）（ｂ）、図２（ａ）（ｂ））、掘削ヘッド１５で、杭穴根固め部４２を掘削し、杭穴４０（杭穴軸部４１、杭穴拡底部４２）内にセメントミルク４６を満たす（図１（ｃ）～（ｅ））、図２（ｃ）～（ｅ））。また、この際、第一の実施形態と同様に、杭保持具２１、杭頭キャップ２３等を使用する。

（７） 続いて、表層ケーシング５の内面に沿って、鉛直治具６２を、杭穴３０（杭穴軸部３１）の上端部に挿入する（図２（ｆ））。

（８） 続いて、杭穴３０（杭穴軸部３１）の上端部に定着させた鉛直治具６２の各開口６３内に、第一の実施形態と同様に既製杭３０を構築する。すなわち、通常の既製杭埋設用の重機（掘削機）に最下段の既製杭３１の３本を吊下げ（図３（ｇ））、各既製杭３１を鉛直治具６２の開口６１を通して杭穴４０内に沈設して、杭穴の開口に設置した通常の杭保持具（図示していない）に保持する。各最下段の既製杭３１の上端に次の３本の中間部の既製杭３２をそれぞれ連結して（図１（ｆ））、保持を解除して、連結した３組の既製杭３１、３２をそれぞれ杭穴３０内に沈設し、以下、順次必要本の中間の既製杭３２、最上端の既製杭３３を連結して、連結した３組の既製３１、３２、３３を杭穴３０内に沈設する。最下段の既製杭３１の下端３１ａが杭穴根固め部４２内に位置した状態で、地上で、既製杭３３の上端部３３ｂをセメントミルク４８が固化するまで連結保持具６５で保持する（図２（ｈ））。連結保持具６５として、各既製杭３３の上端に取り付けた保持治具２３を油圧ジャッキなどで高さを調整して、表層ケーシング５の上端部で保持する。

（９） セメントミルク４８が固化したならば、連結保持具６５、表層ケーシング５を取り外して、基礎構造５０が完了する（図２（ｉ））
表層ケーシング５を取り外すタイミングは、前記第一の実施形態と同様である。

４．第二の実施形態の他の例

（１） 前記において、３本の既製杭３１、３本の既製杭３２、３本の既製杭３３をそれぞれまとめて吊下げて、連結しながら３組を同時に沈設したが、１本ずつ鉛直治具６２の開口６３に通して、１組づつ連結した既製杭３０、３０を構築することもできる（図示していない）。

（２） また、前記において、鉛直治具６２は、円柱状としたが、所定間隔を空けて既製杭３０を挿通できる開口６３、６３を形成してあれば、構造は任意である（図示していない）。

（３） また、前記において、他の実施形態は、前記第一の実施形態と同様である。

１ 地表（地上）
５ 表層ケーシング
７ 支持層
１０ ドリリングバケット
１１ ロッド
１２ 連結装置
１３、１３ａ ホース
１５ 掘削ヘッド
１６ 掘削ヘッドのヘッド本体
１７ 掘削ヘッドの掘削腕
１８ 掘削ヘッドの吐出口
１９ 掘削ロッド
２１ 杭保持具
２３ 杭頭キャップ
３０ 既製杭（連結状態）
３１ 最下段の既製杭
３１ａ 既製杭の下端
３１ｂ 既製杭の上端部
３２ 中間段の既製杭
３３ 最上段の既製杭
３３ｂ 既製杭の上端部
４０ 杭穴
４１ 杭穴軸部
４２ 杭穴根固め部
４６ ベントナイト溶液（掘削液）
４８ セメントミルク
６０ 基礎構造
６２ 鉛直治具
６３ 鉛直治具の開口
６５ 連結保持具

Claims (4)

1. 以下のようにして、地盤中で、予め設計で定めた区間に杭穴根固め部を備えた杭穴に既製杭を設定して基礎構造を形成することを特徴とした基礎構造の構築方法。
   (1) 前記杭穴の下端に前記杭穴根固め部の範囲を設定し、前記杭穴の上方に掘削土を排出する排土区間を設定し、前記杭穴の下方に掘削土を残す残留土区間および掘削土残留量を設定する。
   (2) 第一掘削具を備えた掘削機械を使用して、掘削土を地上に排土しながら、排土区間の杭穴を掘削する。
   (3)続いて、排土区間の下方に連続する残留土区間において、地盤をほぐしながら第二掘削具で前記地盤を掘削し、前記根固め部において、セメントミルクを吐出して、掘削土とセメントミルクを撹拌混合して、あるいは掘削土をセメントミルクに置換して、前記杭穴根固め部を形成する。
   (4) 続いて、前記第二掘削具を引き上げながら、前記杭穴根固め部の上方にセメントミルクを注入して、前記杭穴を形成する。
   (5)続いて、前記杭穴内に、前記既製杭を挿入して、前記セメントミルクが固化したならば前記基礎構造を構築する。
2. 以下のようにして、地盤中で、予め設計で定めた区間に杭穴根固め部を備えた杭穴に既製杭を設定して基礎構造を形成することを特徴とした基礎構造の構築方法。
   (1) 前記杭穴の下端に前記杭穴根固め部の範囲を設定し、前記杭穴の上方に掘削土を排出する排土区間を設定し、前記杭穴の下方に掘削土を残す残留土区間および掘削土残留量を設定する。
   (2) 地上から支持層またはその近傍までの杭穴軸部を、場所打ち杭で使用する掘削バケットなどの第一掘削具を備えた掘削機械で掘削し、前記杭穴軸部内の掘削土を地上に排出する。
   (3) 前記杭穴軸部の掘削が完了したならば、前記第一掘削具を前記地上に引き上げ前記掘削機械から前記第一掘削具を取り外す。
   (4) 続いて、前記掘削機械の先端に、地上からの流体供給手段を接続した連結装置を連結して、さらに掘削ヘッドなどの第二掘削具を装着して、前記第二掘削具を前記杭穴に挿入する。
   (5) 前記第二掘削具で、前記杭穴軸部の下方に続いて、前記杭穴根固め部を掘削する。
   (6) 続いて、前記杭穴根固め部の掘削が完了したならば、地上のプラントから前記流体供給手段を通して前記連結装置にセメントミルクを供給し、前記第二掘削具からセメントミルクを吐出し、前記杭穴根固め部を形成する。
   (7) 続いて、前記第二掘削具を引き上げながら、前記杭穴根固め部の上方にセメントミルクを注入して、前記杭穴を形成する。
   (8) 続いて、前記杭穴内に、前記既製杭を挿入して、前記セメントミルクが固化したならば前記基礎構造を構築する。
3. 第一掘削具及び第二掘削具をいずれも、いわゆる場所打ち杭の杭穴掘削で使用する同じ掘削具として、第一掘削具と第二掘削具の交換を省略した請求項１または請求項２に記載の基礎杭の構築方法。
4. 第一掘削具及び第二掘削具を、いずれも掘削土を地上に排土しながら掘削をすることができる掘削具として、第一掘削具と第二掘削具の交換を省略した請求項１または請求項２に記載の基礎杭の構築方法。

Images