JP5247289B2 - Rotating embedding method of bladed pile - Google Patents
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本発明は、建物の下部を支える羽根付杭の回転埋設方法に関するものである。 The present invention relates to a method for rotating and embedding a bladed pile that supports a lower part of a building.
従来より、杭を埋設するには、いくつかの方法がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1においては、先端羽根の付いた先端羽根付鋼管杭を回転させながら、地盤に対して垂直に埋設させている。このような方法で埋設された杭は鉛直杭となる。
Conventionally, there are several methods for embedding piles (see, for example, Patent Document 1). In
また、先端羽根付鋼管杭を鉛直に埋設した後、先端部に固化材を注入して、鉛直杭先端部の引抜耐力を増強する方法がある(例えば、特許文献2参照)。 Moreover, after embedding a steel pipe pile with a tip blade | pipe vertically, there exists a method which inject | pours a solidification material into a front-end | tip part and reinforces the drawing strength of a vertical-pile front-end | tip part (for example, refer patent document 2).
近年、耐震補強工事が盛んになりつつあるなかで、建築分野でも様々な基礎耐震補強工事が行われている。しかし、従来の鉛直杭を用いて杭頭部の水平変位を効果的に抑制するには、鉛直杭の水平剛性を高くするため杭の断面積を大きくするなどの必要があり、経済的な設計・施工が困難であった。 In recent years, various seismic reinforcement works have been carried out in the construction field as earthquake-resistant reinforcement works are becoming popular. However, in order to effectively suppress the horizontal displacement of the pile head using a conventional vertical pile, it is necessary to increase the cross-sectional area of the pile in order to increase the horizontal rigidity of the vertical pile.・ Construction was difficult.
本発明の目的は、経済的に杭頭部の水平変位を抑制できるように地盤に対して羽根付杭を埋設することである。 An object of the present invention is to embed a bladed pile on the ground so that horizontal displacement of the pile head can be suppressed economically.
上記目的を達成するための本発明の方法は次のとおりである。 The method of the present invention for achieving the above object is as follows.
螺旋状の羽根付杭の回転埋設方法であって、地上部から垂直に掘削された地中の所望の位置の土と固化材とを混合または置換する混合・置換工程と、前記羽根付杭を所望の埋設角度に傾斜させる傾斜工程と、前記羽根付杭の埋設方向を確認しつつ前記羽根付杭の先端が前記混合・置換工程によって生成された混合体または置換体に達するまで前記羽根付杭を地盤に埋設する埋設工程と、を有することを特徴とする羽根付杭の回転埋設方法。
A method of rotating and embedding a spiral bladed pile, wherein a mixing / replacement step of mixing or replacing soil and solidified material at a desired position in the ground excavated vertically from the ground part , and the bladed pile Inclining step to incline to a desired embedding angle, and confirming the embedding direction of the bladed pile until the tip of the bladed pile reaches the mixture or replacement produced by the mixing / replacement step. And a burying step of burying the ground in the ground.
上述のように、羽根付杭を傾斜させてから地盤に回転埋設すると、羽根付杭が地盤内に傾斜した状態で留まる。すると、杭頭部に加わる水平力は水平成分と杭軸方向成分(押込力または引抜力)に分離され、杭頭部に加わる水平力の一部が杭軸方向成分として負担される。このため、傾斜した状態で埋設された羽根付杭は、杭頭部が水平力に対して水平変位することを埋設角度に応じて抑制することができる。また、羽根付杭の先端に改良体または固化体が一体化されていることにより杭軸方向耐力(押込耐力及び引抜耐力)を増加させる。先端に羽根があり、且つ羽根が改良体または固化体に保持され、先端羽根のアンカー的効果が見込めることから、建物重量等の鉛直荷重と水平力による杭軸方向成分の力(押込力または引抜力)に抵抗することができる。この結果、杭頭部の水平力に対する耐力は大きくなる。 As described above, if the bladed pile is inclined and then embedded in the ground, the bladed pile remains inclined in the ground. Then, the horizontal force applied to the pile head is separated into a horizontal component and a pile axial direction component (pushing force or pulling force), and a part of the horizontal force applied to the pile head is borne as a pile axial direction component. For this reason, the pile with blades embedded in an inclined state can suppress horizontal displacement of the pile head relative to the horizontal force according to the embedded angle. Further, the pile axial strength (indentation strength and pullout strength) is increased by integrating the improved body or solidified body at the tip of the bladed pile. Since there is a blade at the tip and the blade is held by an improved or solidified body, and the anchor effect of the tip blade can be expected, the force of the pile axial direction component (push-in force or pull-out force) due to vertical load such as building weight and horizontal force Force). As a result, the yield strength against the horizontal force of the pile head is increased.
図1を用いて杭1の埋設方法を説明する。図1は杭1の埋設方法の説明図であり、(a)が混合・置換工程の説明図、(b)が埋設工程の説明図である。
A method for burying the
まず杭1を地盤Fに埋設する前に、地中の所望の位置の土と固化材とを混合または置換する<混合・置換工程>。混合工程においては、図1(a)に示すように、まず、施工機械Mに取り付けた掘削用オーガーDによって、地上部から垂直に地面Gを掘削しながら、セメントミルク等の固化材を同時に注入し、充填させながら撹拌混合する。これによって混合工程が完了し混合体が生成される。また、置換工程においては、図1(a)に示すように、まず、施工機械Mに取り付けた掘削用オーガーDによって、地上部から垂直に地面Gを掘削する。これによって穴Hが得られる。そして、図1(b)に示すように、これによって得られた穴Hに対してセメント等の固化材を注入し、充填する。これによって置換工程が完了し置換体が生成される。尚、上述の所望の位置とは、杭1の埋設が完了したときに杭先端1aが達する位置である。また、上述のように、本実施形態における混合体は時間の経過により硬化して改良体になるものであり、置換体は時間の経過により硬化して固化体になるものである。
First, before the
次に杭の建込みを行う。即ち、図1(b)に示すように、施工機械Mによって杭1を釣り込んで、地面G上の杭芯Oに合わせて杭1をセットする。このとき、杭1は、杭芯Oに杭先端1aを向けた状態とされ、且つ鉛直方向から所望の埋設角度θだけ傾斜されている<傾斜工程>。杭先端1aを杭芯Oに対してセットしたら、杭1を振止め装置2で固定する。尚、本実施形態の杭1は、先端羽根付杭であり、杭先端1aの杭側面に螺旋状の先端羽根1bが付いている。
Next, piles are built. That is, as shown in FIG. 1B, the
次に、杭1の埋設角度θ及び埋設方向を確認しつつ、杭1を地盤Fに貫入し、杭1の杭先端1aが混合体または置換体Cに達するまで埋設する<埋設工程>。具体的に説明すると、まず杭1が所望の埋設角度θになっていることを確認したら、杭1の杭頭部1cを施工機械Mのキャップ1dに固定する。そしてこのキャップ1dを回転(正回転)させることで、杭1が回転する。このようにして回転された杭1は、杭先端1aに配設された先端羽根1bの推進力により、地盤Fに対して貫入していく。
Next, while confirming the burying angle θ and the burying direction of the
杭1の先端1aが混合体または置換体Cに達する所望の深さまで杭1を埋設させたら、杭1の杭頭部1cに付帯している施工機械Mのキャップ1dを逆回転し、キャップ1dを杭頭部1cから外す。こうして杭1は地盤F内部に所望の埋設角度θで埋設され、埋設作業が完了する。その後、時間の経過と共に混合体または置換体は硬化が進み、改良体または固化体となり杭1の先端1aと一体化する。
When the
上述の傾斜工程において、杭1を傾斜させる所望の埋設角度θは15°≦θ≦60°であり、角度は用途や地盤の状況に応じて決定する。一般に、所望の埋設角度θが大きくなればなるほど、杭頭部1cの水平力に対する水平変位は小さくなる。
In the above-described tilting process, the desired burying angle θ for tilting the
水平変位を効果的に抑制する観点からは、15°≦θであり、施工性の観点からは、θ≦60°である。 From the viewpoint of effectively suppressing the horizontal displacement, 15 ° ≦ θ, and from the viewpoint of workability, θ ≦ 60 °.
次に、上述の方法により埋設された杭1の杭頭部1cの水平変位の抑制について説明する。図2は本実施形態の斜杭と従来の鉛直杭の水平力に対する水平変位と曲げモーメントを説明する図であり、(a)が本実施形態の杭1が地盤に埋設された図、(b)が従来の鉛直杭100が地盤に埋設された図である。両図とも、杭の状態と共に水平変位分布及び曲げモーメント分布を記入している。
Next, suppression of horizontal displacement of the
地盤Fに埋設された先端羽根1bを有する本実施形態における杭1は、地面Gに対して垂直ではなく傾斜した状態で埋設されている。このため、図2(a)に示すように水平力が杭頭部1cに作用するとき、杭1が傾斜していることにより水平力が水平成分と杭軸方向成分(押込力または引抜力)に分散される。このように、杭頭部に加わる水平力の一部が杭軸方向成分として負担されることにより、杭1の杭頭部1cの水平変位を抑制することができる。
The
ここで、杭1には建物重量等の鉛直荷重からなる杭軸方向成分の力に加え、水平力による杭軸方向成分の力(押込力または引抜力)が新たに作用することとなるが、本実施形態の杭1は先端羽根1bがある。これにより、先端羽根1bのアンカー的効果も見込めることから、建物重量等の鉛直荷重と水平力による杭軸方向成分の力(押込力または引抜力)に抵抗することができる。その作用により、杭頭部1cに作用する水平力に対しても耐力を向上させることができる。羽根の数や大きさは必要な耐力に応じて適宜設定することができる。例えば、先端部以外にも、杭1に羽根を配設してもよい。羽根を配設する場合には、等間隔に取り付けることが好ましい。
Here, in addition to the force of the pile axial direction component consisting of vertical load such as building weight, the
また、先端羽根1bは改良体または固化体Cに達している。このように、杭1の先端羽根1bが改良体または固化体Cと一体化していることにより杭軸方向耐力を増加させ、水平力に対する耐力をより向上させる。尚、羽根が複数ある場合には、その羽根の数に応じて、改良体または固化体Cを配設する穴Hを複数形成する。または、複数の羽根が全て埋まるほどの径の穴Hを1つ形成してもよい。
Further, the
従来においては、図2(b)に示すように鉛直杭100を用いていた。この場合に鉛直杭100には杭頭部に水平力が作用すると、この水平力は杭のせん断力となり、曲げモーメントも大きくなる。これに対して、本実施形態の杭1においては、鉛直杭100と比較して杭頭部1cにおける杭頭軸力は大きくなるものの、杭頭せん断力、変位、曲げモーメントを小さくすることができる。
Conventionally, the
上述の実施形態では杭1を1本だけ埋設するとしたが、これに限るものではない。即ち、複数本の杭1を同様に地盤Fに埋設することで、更に杭頭部の水平変位を抑制することができる。これについて説明する。図3は杭1を2本、地盤に埋設した状態を示す図である。
In the above-described embodiment, only one
図3に示すように、上述の傾斜工程及び埋設工程の作業を行った後、近接する位置から再度作業を行う。ここで、本例においては、複数の傾斜工程における所望の各埋設角度は同一とし、所望の各埋設方向を、上方から見て180度異ならせ、且つ杭1の先端部の土と固化材を混合または置換させている。このように構成すると、杭を1本だけ埋設する場合に比べて、水平変位をさらに抑制することができ、それぞれの杭の杭頭を結合させることにより、水平変位を一層抑制することができる。また、一方の杭1が杭軸方向押込力に対抗する耐力を発揮し、他方の杭が杭軸方向引抜力に対抗する耐力を発揮し、補完的に杭頭部1cに作用する水平力に対する耐力を発揮することができる。尚、本例においては所望の埋設角度を同一としたが、必ずしもこれに限るものではない。所望の埋設角度は、発生が予想される力に応じて、適宜変更することができる。
As shown in FIG. 3, after performing the above-described tilting process and the burying process, the work is performed again from the adjacent position. Here, in this example, the desired embedding angles in the plurality of tilting steps are the same, the desired embedding directions are changed by 180 degrees when viewed from above, and the soil and the solidified material at the tip of the
また、実施形態においては、杭1を1本又は2本用いるとしたが、図4に示すように、3本以上であってもよい。図4は3本の杭1の組合せ杭4の構造を示す上面図である。図4に示す組合せ杭4においては、上述の傾斜工程及び埋設工程を地上の近接する位置から繰り返して3回行い、複数の傾斜工程における所望の各埋設角度を同一として構成した。また、各埋設方向は120度ずつ異なることとし、且つ杭1の先端部の土を固化材と混合または置換させた。このようにすることで、杭頭部1cの耐力を向上させ、上方から見ていずれの方向から杭頭部1cに水平力が作用した場合にも水平変位を抑制することができる。尚、本例においては所望の埋設方向を、上方から見て120度ずつ異ならせ、且つ埋設角度を同一としたが、必ずしもこれに限るものではない。埋設方向及び埋設角度は、発生が予想される力に応じて、適宜変更することができる。
In the embodiment, one or two
本発明は、建物の下部を支える杭を埋設する方法に利用することができる。 The present invention can be used in a method of burying a pile that supports a lower part of a building.
C…改良体(混合体)または固化体(置換体)
D…掘削用オーガー
F…地盤
G…地面
H…穴
M…施工機械
O…杭芯
1…杭
1a…杭先端
1b…先端羽根
1c…杭頭部
1d…キャップ
2…振止め装置
3…リーダー
4…組合せ杭
10…棒状部材
C: Improved product (mixture) or solidified product (substitute product)
D ... Auger for excavation F ... Ground G ... Ground H ... Hole M ... Construction machine O ...
Claims (1)
地上部から垂直に掘削された地中の所望の位置の土と固化材とを混合または置換する混合・置換工程と、
前記羽根付杭を所望の埋設角度に傾斜させる傾斜工程と、
前記羽根付杭の埋設方向を確認しつつ前記羽根付杭の先端が前記混合・置換工程によって生成された混合体または置換体に達するまで前記羽根付杭を地盤に埋設する埋設工程と、
を有することを特徴とする羽根付杭の回転埋設方法。 A method of rotating and embedding a spiral bladed pile,
A mixing / replacement step for mixing or replacing the soil and the solidified material at a desired position in the ground excavated vertically from the ground part ;
An inclination step of inclining the bladed pile to a desired burying angle;
Embedding step of burying the bladed pile on the ground until the tip of the bladed pile reaches the mixture or replacement produced by the mixing / replacement step while confirming the burying direction of the bladed pile,
A rotary burying method of a bladed pile characterized by comprising:
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