JP3304323B2 - コンクリート杭の地中固定工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート杭の
地中固定工法に関し、さらに詳しくは、地中に埋設した
コンクリート杭が周囲の土壌と接合一体化して不同沈下
を起すことのない安定な基礎を形成し、しかも簡易迅速
に施工が行えて工期の短縮化と工費の節減に役立つ地業
工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、鉄筋コンクリート建造物
や鉄骨建造物などの比較的重量の大きい建築物や構築物
（以下、「建物」と称する）を建設する場合、基礎の安定
を図るために安定した地盤に達するまでコンクリート杭
を幾本も継ぎ足し埋設することによって杭基礎を形成し
てゆき、こうして出来た杭基礎の上に建物が建設される
ことになる。

【０００３】ところが、十分な建設費用を投入できない
建物の施工にあっては、安定地盤に達するまでコンクリ
ート杭を埋設することがコスト的に許されない。このた
め、従来においては一定長のコンクリート杭を地中に打
ち込んで当該コンクリート杭の中心の空洞部を利用して
コンクリートを注入し、地中の杭下端に太径のコンクリ
ート球根を形成することによって鉛直荷重を支持させる
という方法が採用されることが多かった。

【０００４】しかしながら、コンクリート杭の下端に球
根を形成しても、その周囲の土壌が軟弱であったり、あ
るいは各コンクリート杭の球根周囲の土壌の支持力にバ
ラツキがあったりすると、その上に建物が建設されて鉛
直荷重が加わったときに所謂「不同沈下(differential
settlement)」の原因となって建物全体の傾斜、建物の変
形、建物壁面の罅割れ、耐力の低下など大きな障害を引
き起すことになる。

【０００５】もっとも、そのような障害を出来るだけ抑
制しようとして、コンクリート杭の周面に一定間隔ごと
に突起を形成した節付きコンクリート杭も提案されては
いるものゝ、このような節付きコンクリート杭を使って
杭基礎を形成したとしても、既成杭である以上、節の大
きさを工事現場の土壌の支持力に適合したサイズにはな
っておらず、節周囲の土壌が軟弱であったり、支持力に
バラツキが合ったりすると、やはり「不同沈下」を起こ
すときがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
るコンクリート杭を用いる杭基礎の工事に前述のごとき
難点があったことに鑑みて為されたものであり、地中に
埋設したコンクリート杭が周囲の土壌と接合一体化して
不同沈下を起すことのない安定な基礎を形成し、しかも
簡易迅速に施工が行えて工期の短縮化と工費の節減に役
立つ画期的なコンクリート杭の地中固定工法を提供する
ことを技術的課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するために採用した手段】本発明者が上記
技術的課題を解決するために採用した手段を、添附図面
を参照して説明すれば、次のとおりである。

【０００８】即ち、本発明は、外筒コンクリート層11と
内筒コンクリート層12との間に送入管路13を有し、か
つ、前記外筒コンクリート層11には一定の間隔をもって
射出口14が開設されて前記送入管路13に連通して成るコ
ンクリート杭１を、地業区域の地中に埋設した後、この
コンクリート杭１の送入管路13から土壌固結材Ｃを圧送
して前記各噴射口14より周囲の土壌Ｌに射出浸透させて
当該土壌を固結せしめることにより、固結した周囲の固
結土壌Ｆを当該コンクリート杭１と接合一体化させて地
中に固定するという施工手段を採用した点に特徴があ
る。この場合において、本発明方法に用いるコンクリー
ト杭１は、外周面を凹凸状の肌荒れ面に形成しておくと
固結土壌Ｆとの接合力が強くなってコンクリート杭１の
地中安定性を向上させることができる。

【０００９】そして、上記の施工手段は、事業区域の地
中に埋設された隣り合う各コンクリート杭１の送入管路
13から土壌固結材Ｃを圧送して前記各噴射口14より周囲
の土壌Ｌに射出浸透させることによって、隣り合うコン
クリート杭１の周囲に固結形成される固結土壌Ｆ同士を
架橋状態に接合一体化させるという架橋手段を採用する
ことによって更に安定した杭基礎を形成できることにな
る。

【００１０】また、本発明は、外筒コンクリート層11と
内筒コンクリート層12との間に送入管路13を有し、か
つ、前記外筒コンクリート層11には一定の間隔ごとに射
出口14を開設することによって前記送入管路13に連通す
る地中固定用コンクリート杭１を採用した点にも特徴が
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添附図面に示す実
施形態に基いて更に詳しく説明する。

【００１２】〔第１実施形態〕 図１〜図３に符号１で指示するものは、本発明の第１実
施形態に用いるコンクリート杭である。このコンクリー
ト杭１は、外筒コンクリート層11の中にそれよりも内径
の小なる内筒コンクリート層12を設けて構成されてお
り、外筒コンクリート層11と内筒コンクリート層12との
間の空間は後述する土壌固結材を圧送注入するための送
入管路13となっている。そして、このコンクリート杭１
の外筒コンクリート層11の周面には一定の間隔で後述の
土壌固結材を周囲に射出するための射出口14が等角度に
開設されて前記送入管路13に連通している。図中の符号
15は射出口14の出口に配設された弁体であり、内部から
射出圧力を受けることにより上から下へ開放される（図
６参照）。また、符号16は、外筒コンクリート層11と内
筒コンクリート層12内に均等角度に配設された補強用の
鉄筋である。

【００１３】本発明の第１実施形態の方法を施工するに
あたっては、上記コンクリート杭１を地業区域の地中に
一定の間隔で埋設する。コンクリート杭１を地中に埋設
する場合には、周知のドロップハンマー（図示せず）に
よって打撃して打ち込んでもよいが、騒音防止のため、
本実施形態においてはオーガースクリューＳによって所
定深さの杭穴Ｈを穿鑿し、穿鑿された各杭穴Ｈに上記コ
ンクリート杭１を挿入して埋設する。この場合、コンク
リート杭１の下端が安定な支持層Ｒに到達しているのが
好ましいが、本発明方法を用いる場合には必ずしも支持
層に到達していなくてもよい。

【００１４】次に、地中に埋設された各コンクリート杭
１には、注入マシンＭ（図７および図８参照）によって
送入管路14の上端から内部に土壌固結材Ｃを圧送せしめ
る。本実施形態では、土壌固結材Ｃとして比較的低粘度
のセメントミルク（ポルトランドセメント）を用いられ
る。

【００１５】圧送された土壌固結材Ｃは、コンクリート
杭１の各噴射口14に充満してゆくと弁体15を圧力で押し
開いて各噴射口14から射出し周囲の土壌Ｌに浸透して
（図５→図６参照)、当該コンクリート杭１の周壁に接合
一体化したソイルセメント成分の固結土壌Ｆを形成する
（図７参照）。この場合において、コンクリート杭１の
射出口14から射出させる射出圧力を高くして土壌固結材
Ｃの量を多くすると、隣り合うコンクリート杭１と１と
の間の固結土壌Ｆ同士が互いに結合して架橋状態とな
り、恰も地中で岩盤を形成したかの如く各コンクリート
杭１・１・・・・が連結されて安定な杭基礎が築成されるこ
とになる（図８参照）。本実施形態にあっては、コンク
リート杭１の中間部分と下端周囲に固結土壌Ｆが形成さ
れる。

【００１６】本明細書に例示する本発明の実施形態は上
記のとおりであるが、本発明の技術的範囲は前述の実施
形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範
囲」の記載内において種々の設計変更が可能である。

【００１７】例えば、前述の実施形態においては地中に
埋設するコンクリート杭１は単管方式で一本だけで説明
したが、複数のコンクリート杭１を上下に互いに送入管
路13を連通させながら縦方向に継ぎ足して埋設し、これ
ら継ぎ足されたコンクリート杭１により杭基礎を築成し
て安定性を高めることも可能であり、このような変更実
施は本発明の技術的範囲に当然に属する。

【００１８】また、前述の実施例においては土壌固結材
Ｃとしてセメントミルクを使用する例を挙げたが、ポリ
マーエマルジョン混和セメントを用いることも可能であ
り、このような土壌固結材の採用も本発明の技術的範囲
に属する。

【００１９】なお、附言しておくと、前述の第１および
第２実施形態の説明中で用いたコンクリート杭１は外周
面のコンクリート肌の状態については特に説明をしなか
ったけれども、使用するコンクリート杭１の外周面を凹
凸状の肌荒れ面に形成しておくと固結土壌Ｆとの接合力
が強くなってコンクリート杭１の地中安定性を向上させ
ることができるのであって、かゝる肌荒れコンクリート
杭１を使用する変形的な実施形態も本発明の技術的範囲
に属することは言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】以上、実施形態例を挙げて説明したとお
り、本発明方法を実施して築成された杭基礎は地中のコ
ンクリート杭の周囲に接合一体化状態に大きな固結土壌
が複数箇所に亙って形成されて垂直荷重に対して強い抗
力を発揮することになるので、周囲の土壌が軟弱であっ
たり、支持力にバラツキが合ったとしても、不同沈下を
起したりすることはなく、しかも本発明方法によれば、
隣り合うコンクリート杭同士の間に架橋状態に固結土壌
を形成させることも可能であるので、恰も地中に岩盤が
あるかの如き杭基礎構造を形成して、強い支持力を発揮
することになるのであり、耐震性の秀れた建物を実現す
ることができる。

【００２１】また、本発明方法に使用するコンクリート
杭は、頗る簡素な構造であるので、安価に製造すること
が可能であるうえに、その使用にあたっては周知の注入
マシンによって杭体の送入管路14の上端から内部に土壌
固結材を圧送するだけの簡単な工程だけで、コンクリー
ト杭の周囲に大きな固結土壌を幾つも迅速に形成するこ
とができるので、従来の深い縦穴を穿鑿して鉄筋籠を嵌
挿し生コンクリートを打設して基礎杭を形成する深礎工
法に比較しても格段に施工が早く工期の短縮化を実現す
ることができる。

【００２２】このように本発明が提供する方法とコンク
リート杭は、得られる杭基礎の安定性能が頗る優れてい
るうえに、工費を安価に抑えることができて工期を大幅
に短縮化できるなど、その産業上の利用価値は多大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に用いるコンクリート杭の概要
を表わした斜視説明図である。

【図２】図２は、図１のコンクリート杭における中間の
射出口部分を横断して表わした横断面図である。

【図３】図３は、図１のコンクリート杭の縦断面図であ
る。

【図４】図４は、本発明の第１実施形態においてコンク
リート杭を地中に埋設してゆく工程を経時的に表わした
工程説明図である。

【図５】図５は、第１実施形態において、送入管路に圧
送注入された土壌固結材が射出口から地中に向けて射出
せんとする寸前の状態を表わす射出口部分の拡大断面説
明図である。

【図６】図６は、第１実施形態において、コンクリート
杭の射出口より土壌固結材が射出されて周囲の土壌に浸
透して固結土壌を形成してゆく状態を表わす射出口部分
の拡大断面説明図である。

【図７】図７は、地中に埋設されたコンクリート杭の周
囲に杭体に接合一体化した大きな固結土壌が形成された
状態を表わす説明図である。

【図８】図８は、隣り合うコンクリート杭とコンクリー
ト杭との間の固結土壌同士が互いに結合して架橋状態を
形成している状態を表わす説明図である。

【符号の説明】

１ コンクリート杭 11 外筒コンクリート層 12 内筒コンクリート層 13 送入管路 14 射出口 15 弁体 16 鉄筋 Ｃ 土壌固結材 Ｆ 固結土壌 Ｈ 杭穴 Ｌ 土壌 Ｍ 注入マシン Ｒ 支持層 Ｓ オーガースクリュー

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒コンクリート層11と内筒コンクリー
   ト層12との間に送入管路13を有し、かつ、前記外筒コン
   クリート層11には一定の間隔をもって射出口14が開設さ
   れて前記送入管路13に連通して成るコンクリート杭１
   を、地業区域の地中に埋設した後、このコンクリート杭
   １の送入管路13から土壌固結材Ｃを圧送して前記各噴射
   口14より周囲の土壌Ｌに射出浸透させて当該土壌を固結
   せしめることにより、固結した周囲の固結土壌Ｆを当該
   コンクリート杭１と接合一体化させて地中に固定するこ
   とを特徴としたコンクリート杭の地中固定工法。
2. 【請求項２】 事業区域の地中に埋設された隣り合う各
   コンクリート杭１の送入管路13から土壌固結材Ｃを圧送
   して前記各噴射口14より周囲の土壌Ｌに射出浸透させる
   ことによって、隣り合うコンクリート杭１の周囲に固結
   形成される固結土壌Ｆ同士を架橋状態に接合一体化させ
   ることを特徴とした請求項１記載の、コンクリート杭の
   地中固定工法。