JP3711528B2 - 斜杭による既存建物基礎の補強方法 - Google Patents
斜杭による既存建物基礎の補強方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3711528B2 JP3711528B2 JP04607498A JP4607498A JP3711528B2 JP 3711528 B2 JP3711528 B2 JP 3711528B2 JP 04607498 A JP04607498 A JP 04607498A JP 4607498 A JP4607498 A JP 4607498A JP 3711528 B2 JP3711528 B2 JP 3711528B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pile
- casing pipe
- ground
- existing building
- foundation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Foundations (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、杭を鉛直線に対し傾斜させた所謂斜杭により既存建物基礎を補強する方法の技術分野に属し、更に云えば、周面摩擦抵抗が大きく、高耐力の軸方向抵抗を発揮して地震力等の水平力に強く抵抗する斜杭を使用することにより、既存建物基礎を爾後的に補強する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
杭基礎建物の場合、杭は鉛直方向の荷重(建物の重量)と水平方向の荷重(地震力)の双方を負担して耐える必要がある。1980年代中頃以降に建設された建物の杭基礎は、双方の荷重を考慮した構造設計がなされているが、それ以前に建設された建物の杭基礎は、水平荷重に対する設計がなされていないのが一般的で、耐震性能が低い。
【0003】
また、地下水位が浅く緩い砂地盤は液状化現象を生じる可能性がある。液状化現象が発生すると、杭に対する地盤の抵抗は極めて小さくなるため、水平方向の荷重に対する抵抗が急激に低下することになる。この液状化現象についても、一般的には1990年代にならないと、その安定性の検討を行っていない。
よって、上述した年代以前の既存建物は、地震力に対する耐震性能及び液状化現象に対する安定性の見地から、その基礎を爾後的に補強することが強く要請される。
【0004】
一方、本出願人は、杭を鉛直線に対し傾斜させて地震力等の水平力に強く抵抗する斜杭工法を案出し、▲1▼特開平7−90830号公報、▲2▼特開平7−90860号公報、▲3▼特開平8−170346号公報にそれぞれ斜杭式人工地盤を開示している。特に、前記▲2▼、▲3▼の公報には、斜杭の効力を存分に発揮し得る組杭の技術的思想が開示されている。組杭は、図6に示したように、各斜杭a、aの軸方向抵抗力(R)に対して、F=2Rsinθの式で求められる水平方向の抵抗力(F)を期待できることを応用したものである。組杭を構成する2本の斜杭a、aを平面的に見て対称的配置としていることから、1対の斜杭a、aの鉛直力は逆方向の向きで相殺され、構造的に安定した架構を形成する。また、各斜杭a、aに発生する応力は引張り応力や圧縮応力が主で、組杭の構造上の特性により、曲げモーメント(近似的にはM≒0)やせん断応力が小さいという利点がある。
【0005】
従来、斜杭は、打ち込み杭工法、埋め込み杭工法、場所打ちコンクリート杭工法など、直杭の施工法で用いる施工機械のリーダー(杭打ち装置)を鉛直線に対し、斜杭の傾斜角度(θ)だけ傾斜させて施工していた。
【0006】
【本発明が解決しようとする課題】
斜杭からなる組杭を既存建物基礎下や基礎周囲に施工し、地震による水平力を分担させることより、既存建物基礎の耐震性能等を爾後的に向上させる方法は容易に類推できる。しかしながら、従来工法による斜杭をそのまま既存建物基礎に応用したのでは以下のような問題点がある。
【0007】
上記F=2Rsinθの式から分かる通り、大きな水平抵抗(F)を得るためには、傾斜角度(θ)が大きく、また軸方向抵抗力(R)が大きい斜杭が要求される。しかしながら、従来の施工機械のリーダーを単に鉛直線に対し傾斜させて斜杭を施工する方法では、下記するような理由により、前記要求に応じた斜杭を施工することが困難であった。
I) 打ち込み杭工法、埋め込み杭工法など既製杭を設置する工法は、リーダーを傾斜させると施工機械自体の安定性が低下し、斜杭の傾斜角度を大きくすると斜杭及びリーダー等の自重作用により施工機械が転倒する虞があった。
II) 場所打ちコンクリート杭工法においては、前記I)のほかに、掘削後の孔壁が傾斜しているが故に孔壁が崩壊し易い。また、鉄筋籠の建て込みにおいて、位置ずれ(芯ずれ)を起こし易かった。トレミー管を用いたコンクリート打設も行いづらかった。よって、品質不良な斜杭が施工され易く、軸方向抵抗力の大きい斜杭の施工は到底期待できなかった。
【0008】
したがって、本発明の目的は、上記I)、II)を全て解消するためにケーシングパイプを傾斜させて地盤を掘削し、掘削終了後に掘削孔内をスライム処理した後、ケーシングパイプの内側に既製杭を建て込み、且つ注入材を注入し充填することより、周面摩擦抵抗が大きく、高耐力の軸方向抵抗を発揮する斜杭により既存建物基礎を補強する方法を提供することである。また、ケーシングパイプや既製杭を継ぎ足し式で行うことにより、施工機械の安定性を維持しつつ、鉛直線に対し傾斜角度の大きな斜杭により既存建物基礎を補強する方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1記載の発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法は、
既存建物の基礎近傍の地盤中に斜杭を配置し、前記斜杭の杭頭部と前記既存建物の基礎とを荷重の伝達が可能に連結し、
前記斜杭は、先端縁部に掘削ビットが設けられたケーシングパイプを、地盤中に、鉛直線に対し斜杭の角度だけ傾斜させて貫入して同地盤を掘削し、掘削終了後に掘削孔内をスライム処理する工程と、前記ケーシングパイプの内部に既製杭を建て込む工程と、前記ケーシングパイプの内部に注入材を充填する工程と、前記ケーシングパイプを定着部分の上端部まで引き上げ、同定着部分における注入材を加圧する工程と、前記ケーシングパイプを地上へ引き抜いて撤去し、前記注入材が所定の強度を発現するまで養生する工程により施工することを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載した発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法は、
既存建物の基礎近傍の地盤中に斜杭を配置し、前記斜杭の杭頭部と前記既存建物の基礎とを荷重の伝達が可能に連結し、
前記斜杭は、先端縁部に掘削ビットが設けられたケーシングパイプを、地盤中に、鉛直線に対し斜杭の角度だけ傾斜させて貫入して同地盤を掘削し、掘削終了後に掘削孔内をスライム処理する工程と、前記ケーシングパイプの内部に注入材を充填する工程と、前記ケーシングパイプの内部に既製杭を建て込む工程と、前記ケーシングパイプを定着部分の上端部まで引き上げ、同定着部分における注入材を加圧する工程と、前記ケーシングパイプを地上へ引き抜いて撤去し、前記注入材が所定の強度を発現するまで養生する工程により施工することを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法において、2本の斜杭を1本ずつ平面的に略180度向きを変えて対称的配置に順に施工し、同斜杭の杭頭部同士を連結して組杭を構成することを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、請求項1又は2に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法において、ケーシングパイプにより清水を注入しつつ地盤中を掘削することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法は、通例、図1及び図2に示したように、杭4を含む既存建物2の杭基礎3のうち、該既存建物2の外周部分のフーチング3aについて好適に実施される。但し、実施箇所は前記外周部分のフーチング3aに限らず、既存建物2の外周部分の基礎梁3bについても同様に好適に実施し得る。2本の斜杭からなる組杭A、Bは、同杭が傾いている垂直面内での抵抗力が非常に大きいという方向性を有することから、図2に示したように、建物の平面に関するX、Yの直交2方向に配置される。
【0013】
次に、本発明の補強方法を実施する施工工程について説明する。既存建物2の外周部分に位置する各フーチング3aの外側面近傍の地盤5を掘削し、該地盤中に2本の斜杭1、1を平面的に略180度向きを変えた対称的配置で構築する。そして、2本の斜杭1、1からなる組杭の杭頭部を連結した新設フーチング6を施工する。しかる後、前記新設フーチング6と前記既存建物2のフーチング3aとを荷重の伝達が可能に連結する。かくして、前記2本の斜杭1、1からなる組杭A、Bは、平面的に見ると既存建物2を取り囲むように配設される(図2)。
【0014】
前記組杭A、Bを構成する斜杭1の施工工程を、図3A、Bと図4A、Bに示した。先ず、図3Aに示したように、先端縁部に掘削ビット12が設けられたケーシングパイプ11を、地盤5中に、鉛直線に対し10〜30度ぐらい傾斜させて貫入してベントナイト等の地盤安定液を注入しつつ同地盤5を掘削し、掘削終了後に掘削孔内をスライム処理する。
【0015】
次に、図3Bに示したように、前記ケーシングパイプ11の内部に、同ケーシングパイプ11の傾斜角度と略同等の角度で、地上へ所要の長さ突き出る鋼管杭などの既製杭14を建て込む。
その後、セメントミルク等の注入材15をケーシングパイプ11の内部と既製杭14との間隙及び既製杭内にグラウトホース等を使用して地面高さ程度まで注入し充填する。なお、施工手順を逆にして、注入材15を先に注入し充填した後、既製杭14を建て込む手順も実施できる。
【0016】
注入材15の注入工程の詳細として、図4Aに示したように、前記ケーシングパイプ11を既製杭14と注入材15と地盤5との定着部分Tの上端部まで一気に、又は段階的に引き上げ、同定着部分Tにおける注入材15を加圧注入して定着力を可及的に大きいものとする。そして、最後には、図4Bに示したように、前記ケーシングパイプ1を全部地上へ引き抜いて撤去し、前記注入材15が所定の強度を発現するまで養生することにより、1本の斜杭1の施工工程を終了する。
【0017】
ケーシングパイプ11の傾斜角度は前記の限りではなく、水平力に十分抵抗可能な範囲で設計される。また、掘削後の孔壁をケーシングパイプ11が支持するので同孔壁の崩壊の虞が解消され、大きな傾斜角度でも実施できる。前記ケーシングパイプ11は、設計される傾斜角度が大きく施工機械自体の安定性が危惧される場合には、継ぎ足し式のケーシングパイプが好適に実施される。
【0018】
前記既製杭14には、圧縮力及び引っ張り力に十分抵抗できる鋼管や鋼管コンクリート杭(SC杭)等が好適に実施される。
前記注入材15の充填の仕方は、前記の限りでなく、予め設定される既製杭14との定着部分Tにのみ加圧注入し充填しても良い。その場合、前記定着部分Tの上方の空洞部には砂や砂利等を充填して実施する。
【0019】
前記定着部分Tを長く設定した場合には、ケーシングパイプ11の引き上げを複数回に分け、その都度、注入材15を加圧する。
したがって、上記施工工程を経て形成された1本の斜杭1は、従来の斜杭に比し、水平力に十分抵抗可能な所望の傾斜角度で施工でき、且つ、既製杭14と注入材15と地盤5とが定着部分Tで強固に固着されているので、周面摩擦抵抗が大きく、高耐力の軸方向抵抗を発揮できる。よって、前記斜杭1から成る組杭A、Bの杭頭部に設けた新設フーチング6と前記既存建物2のフーチング3aとを荷重の伝達が可能に連結すると、例えば、図2中の右側から左側方向へ作用するX方向の水平力Fに対しては、X方向に配置した2本の斜杭1、1で構成する組杭Aが効果的に抵抗し、曲げモーメントが低減された有利な支持状態を発現する。また、図2中のY方向へ作用する水平力F’に対しては、Y方向に設置された組杭Bが有効に抵抗する、かくして、既存建物2の全体に作用するX、Yの2方向の水平力に対して、各々対抗する2種の組杭AとBが効果的に抵抗するので、既存建物2の基礎3の地震力に対する耐震性能を爾後的に向上することができる。同様に液状化現象に対する安定性を恒久的に維持することができる。
【0020】
なお、上記実施例では、前記組杭A、Bの杭頭部に設けた新設フーチング6と既存建物2の基礎3とを荷重の伝達が可能に連結する手段として、既存建物の外周部分のフーチング3a毎に実施しているが、この限りでなく、一つ乃至複数おきに実施しても良い。また、既存建物の外周部に実施する場合に限らず、中庭等を有する建物では、もちろん内周部分の基礎についても実施できる。更に、図2中のX方向、Y方向の組杭A、Bの数は、組杭を構成する斜杭1の長さや杭径、斜杭1の傾斜角度等を方向別に好適に設置することにより必ずしも同じ数でなくても良い。
【0021】
その他の実施例として、ケーシングパイプ11により掘削後の孔壁の崩壊の虞が解消されることに起因し、地盤掘削時に通常使用される地盤安定液(ベントナイト安定液)の代わりに清水を注入しつつ地盤を掘削する。ベントナイト安定液を使用すると、孔壁にベントナイトの膜が形成されこれが斜杭1の外周にベントナイトの膜を形成することになり、この膜の部分からせん断破壊が生じて斜杭の周面摩擦抵抗を低下させる原因になっていたが、ベントナイトの代わりに清水を使用すると、図5に示したように、理想的な周面摩擦抵抗を発揮する斜杭の施工ができる。したがって、既存建物基礎の地震力に対する耐震性能を爾後的に更に向上することができ、且つ液状化現象に対する安定性も恒久的に維持することができるのである。
【0022】
【本発明が奏する効果】
本発明の斜杭による既存建物基礎の補強方法によれば、斜杭の施工は、掘削後の孔壁をケーシングパイプが支持し同孔壁の崩壊の虞が解消されるので、大きな傾斜角度でも実施できる。また、鉄筋籠の建て込みやコンクリート打設などの作業を全て省略でき、注入材をグラウトホースで注入し充填するだけで良いので施工上の手間もかからない。また、鉄筋籠の建て込みによる位置ずれ(芯ずれ)の虞も無く、既製杭と注入材と地盤とが定着部分で確実、且つ強固に固着されるので、周面摩擦抵抗が大きく、高耐力の軸方向抵抗を有する斜杭を実現できる。その結果、前記斜杭から成る組杭の杭頭部と既存建物基礎とを荷重の伝達が可能に連結すると、既存建物基礎の地震力に対する耐震性能を爾後的に向上することができ、且つ液状化現象に対する安定性を恒久的に維持することができる。
【0023】
その他、ケーシングパイプや既製杭を継ぎ足し式で行うことにより、施工機械の安定性を維持することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法を概略的に示した正面図である。
【図2】本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法を概略的に示した平面図である。
【図3】Aは、地盤をケーシングパイプで掘削する段階を示した断面図であり、Bは、既製杭を建て込み、注入材を充填する段階を示した断面図である。
【図4】Aは、定着部分の注入材を加圧する段階を示した断面図であり、Bは、斜杭の施工工程が完了した段階を示した断面図である。
【図5】ベントナイト安定液で地盤を掘削して形成した場合と、清水で地盤を掘削して形成した場合の周面摩擦抵抗度を比較して示したグラフである。
【図6】2本の斜杭からなる組杭の働きを示した模式図である。
【符号の説明】
1 斜杭
2 既存建物
3 基礎
3a フーチング
3b 基礎梁
4 杭
5 地盤
6 新設フーチング
11 ケーシングパイプ
12 掘削ビット
14 既製杭
15 注入材
A 組杭
B 組杭
Claims (4)
- 既存建物の基礎近傍の地盤中に斜杭を配置し、前記斜杭の杭頭部と前記既存建物の基礎とを荷重の伝達が可能に連結し、
前記斜杭は、先端縁部に掘削ビットが設けられたケーシングパイプを、地盤中に、鉛直線に対し斜杭の角度だけ傾斜させて貫入して同地盤を掘削し、掘削終了後に掘削孔内をスライム処理する工程と、前記ケーシングパイプの内部に既製杭を建て込む工程と、前記ケーシングパイプの内部に注入材を充填する工程と、前記ケーシングパイプを定着部分の上端部まで引き上げ、同定着部分における注入材を加圧する工程と、前記ケーシングパイプを地上へ引き抜いて撤去し、前記注入材が所定の強度を発現するまで養生する工程により施工することを特徴とする、斜杭による既存建物基礎の補強方法。 - 既存建物の基礎近傍の地盤中に斜杭を配置し、前記斜杭の杭頭部と前記既存建物の基礎とを荷重の伝達が可能に連結し、
前記斜杭は、先端縁部に掘削ビットが設けられたケーシングパイプを、地盤中に、鉛直線に対し斜杭の角度だけ傾斜させて貫入して同地盤を掘削し、掘削終了後に掘削孔内をスライム処理する工程と、前記ケーシングパイプの内部に注入材を充填する工程と、前記ケーシングパイプの内部に既製杭を建て込む工程と、前記ケーシングパイプを定着部分の上端部まで引き上げ、同定着部分における注入材を加圧する工程と、前記ケーシングパイプを地上へ引き抜いて撤去し、前記注入材が所定の強度を発現するまで養生する工程により施工することを特徴とする、斜杭による既存建物基礎の補強方法。 - 2本の斜杭を、1本ずつ平面的に略180度向きを変えて対称的配置に順に施工し、同斜杭の杭頭部同士を連結して組杭を構成することを特徴とする、請求項1又は2に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法。
- ケーシングパイプにより清水を注入しつつ地盤中を掘削することを特徴とする、請求項1又は2に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04607498A JP3711528B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 斜杭による既存建物基礎の補強方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04607498A JP3711528B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 斜杭による既存建物基礎の補強方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11247203A JPH11247203A (ja) | 1999-09-14 |
JP3711528B2 true JP3711528B2 (ja) | 2005-11-02 |
Family
ID=12736856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04607498A Expired - Fee Related JP3711528B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 斜杭による既存建物基礎の補強方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3711528B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2874772C (en) | 2012-06-07 | 2020-07-07 | Geopier Foundation Company, Inc. | Soil reinforcement system including angled soil reinforcement elements to resist seismic shear forces and methods of making same |
JP6178171B2 (ja) * | 2013-08-29 | 2017-08-09 | 鹿島建設株式会社 | 既存構造物における既存基礎の補強構造 |
JP6474314B2 (ja) * | 2015-05-21 | 2019-02-27 | 鹿島建設株式会社 | 継杭の建込方法及び建込装置 |
JP7082515B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2022-06-08 | 大長特殊土木株式会社 | 基礎修復のための耐久ブロック圧入基礎施工法 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP04607498A patent/JP3711528B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11247203A (ja) | 1999-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4010383B2 (ja) | 杭工法 | |
JP3769637B2 (ja) | 斜面の安定化工法 | |
JP2007154413A (ja) | 親杭式土留アンカー式擁壁及びその構築方法 | |
KR101682510B1 (ko) | Pc패널과 영구앵커를 이용한 안전성을 확보하는 옹벽 시공방법 | |
JP2007205161A (ja) | 擁壁及びその施工方法 | |
JP4712456B2 (ja) | 基礎補強工法 | |
JP4663541B2 (ja) | 既設コンクリート橋脚の耐震補強工法 | |
JP3689840B2 (ja) | 既設構造物基礎の耐震補強工法 | |
JP3711528B2 (ja) | 斜杭による既存建物基礎の補強方法 | |
JP3448629B2 (ja) | 既設構造物基礎の耐震補強工法 | |
JPH0960028A (ja) | 既存鋼管杭の耐力増強方法 | |
JP2000352296A (ja) | 地下構造物直下の通路の形成方法 | |
JPH11200382A (ja) | 斜杭による既存建物基礎の補強方法 | |
JP2011236705A (ja) | 構造物の基礎構造およびその施工方法 | |
JP3385876B2 (ja) | 既設基礎直下の場所打ち杭構築工法 | |
JP2005282043A (ja) | 山留め壁の補強方法 | |
JPH0559728A (ja) | 地下既設構造物上方における山留工法 | |
JP2858997B2 (ja) | 逆打工法に使用する仮設対応支柱 | |
JP4502442B2 (ja) | 耐震基礎構造、耐震建造物、及び杭補強方法 | |
JP3851581B2 (ja) | 地盤の地耐力補強構造 | |
KR102595512B1 (ko) | 연성보강재를 이용한 지반 보강 장치 및 그 시공방법 | |
JP4236361B2 (ja) | 壁頭補強地中連続壁、耐震建造物及び地中連続壁の壁頭補強方法 | |
KR102654389B1 (ko) | 종방향 프리스트레스를 도입한 2열 흙막이 공법 | |
JP2006118161A (ja) | 橋脚の耐震補強構造及びその施工方法 | |
JPH04115024A (ja) | 山留工法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050419 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050805 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080826 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100826 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120826 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |