JP6139749B2 - Cast-in-place pile method - Google Patents

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本発明は、建造物等の基礎杭を築造する場所打ち杭工法に関するものである。   The present invention relates to a cast-in-place pile method for building a foundation pile such as a building.

従来より、建造物等の基礎杭を築造する基礎工法として場所打ち杭工法が知られている。
場所打ち杭工法には、掘削機により地中内に掘削孔を形成し、掘削した掘削孔にコンクリートを流し込む場所打ちコンクリート杭工法がある。
Conventionally, a cast-in-place pile construction method is known as a foundation construction method for constructing a foundation pile such as a building.
In the cast-in-place pile method, there is a cast-in-place concrete pile method in which a drill hole is formed in the ground by an excavator and concrete is poured into the drilled hole.

このような工法により杭支持力を向上させて場所打ちコンクリート杭を築造する必要があり、場所打ちコンクリート杭先端側の単位面積当りの耐力の指標として先端支持力係数が用いられている。
場所打ちコンクリート杭では、先端支持力係数をα=150kN/mに設定している。
It is necessary to build a cast-in-place concrete pile by improving the pile support force by such a construction method, and the tip support force coefficient is used as an index of the yield strength per unit area on the tip side of the cast-in-place concrete pile.
In the cast-in-place concrete pile, the tip supporting force coefficient is set to α = 150 kN / m 2 .

近年になって、杭先端側の地盤の緩みを圧密にすることでコンクリート杭の先端支持力を30から40%向上することができる先端プレロード場所打ち杭工法が用いられている(例えば特許文献1に記載)。
この工法は、場所打ちコンクリート杭の杭体コンクリート硬化後、鉄筋カゴ先端にあらかじめ取り付けた注入バックに地上からセメントミルクを加圧注入し、杭先端のスライム除去及び地盤の強化を行い、杭の沈下量の減少と支持力の向上を図る工法であり、従来の工法に比べて先端支持力を向上させる工法である。
In recent years, a tip preload cast-in-place pile method that can improve the tip supporting force of the concrete pile by 30 to 40% by consolidating the looseness of the ground on the pile tip side has been used (for example, Patent Document 1). Described in).
In this method, after the pile concrete of the cast-in-place concrete pile is hardened, cement milk is pressurized and injected from the ground into the injection bag that is attached to the tip of the rebar cage, the slime is removed from the pile tip, and the ground is strengthened. This is a method for reducing the amount and improving the supporting force, and is a method for improving the tip supporting force as compared with the conventional method.

また、前記先端支持力に加え、場所打ちコンクリート杭の周面支持力の向上や周面摩擦力の向上を図る施工方法が提案されている。
例えば、特許文献2には、場所打ちコンクリート杭のコンクリートの打ち込みにおいて、杭コンクリート本体よりも硬化を遅延させた膨張性材料を杭の周面に配設し、その膨張性材料が膨張することで杭の周面に膨らみを形成することにより、周面支持力の向上や周面摩擦力の増大を図る工法が開示されている。
また、特許文献3には、セメント等の固化剤に硬化遅延材を混ぜ、杭の周面摩擦を増加させる膨張部材を場所打ちコンクリート杭のかぶり部(外周部)に取り付けて場所打ちコンクリート杭を生成し、杭のかぶり部で膨張部材が膨張することにより、周面摩擦力の増大を図る工法が開示されている。
In addition to the tip support force, a construction method for improving the peripheral surface support force of the cast-in-place concrete pile and the peripheral surface friction force has been proposed.
For example, Patent Document 2 discloses that in placing concrete in a cast-in-place concrete pile, an inflatable material whose hardening is delayed from the pile concrete body is disposed on the peripheral surface of the pile, and the inflatable material expands. A method for improving the peripheral surface supporting force and increasing the peripheral frictional force by forming a bulge on the peripheral surface of the pile is disclosed.
Patent Document 3 describes a cast-in-place concrete pile by mixing a hardening retarder with a solidifying agent such as cement and attaching an expansion member that increases the peripheral friction of the pile to the cover portion (outer peripheral portion) of the cast-in-place concrete pile. A construction method that increases the peripheral frictional force by generating and expanding the expansion member at the cover portion of the pile is disclosed.

特許第3926364号公報Japanese Patent No. 3926364 特許第4111432号公報Japanese Patent No. 4111432 特許第4155843号公報Japanese Patent No. 4155843

ところが、通常のコンクリートを掘削孔内に打設した場合に、そのコンクリートが硬化するとコンクリート杭全体が収縮し、或いは、掘削中に地盤が緩み、その関係でコンクリート杭と掘削孔地盤の密着力が弱くなり、コンクリート杭の外周面と掘削孔の内壁面との間に緩みや隙間が生じていた。
この緩みや隙間は、コンクリート杭の先端側での先端支持力の低下、コンクリート杭の外壁面での周面摩擦力の低下及び引抜抵抗力の低下にも繋がっていた。
従って、コンクリート杭全体の機能低下を招いていた。
However, when normal concrete is placed in the excavation hole, when the concrete hardens, the entire concrete pile contracts, or the ground loosens during excavation, and the contact force between the concrete pile and the excavation hole ground is related. It became weak, and looseness and a gap were generated between the outer peripheral surface of the concrete pile and the inner wall surface of the excavation hole.
This looseness and clearance also led to a decrease in the tip support force on the tip side of the concrete pile, a decrease in the peripheral friction force on the outer wall surface of the concrete pile, and a decrease in the pulling resistance force.
Therefore, the function deterioration of the whole concrete pile was invited.

また、特許文献1に記載の前記先端プレロード場所打ち杭工法では、コンクリート杭本体を打設する工程と、コンクリート杭本体の硬化後にセメントミルクを加圧注入する工程との2回施工の工程が必要であり、コンクリートが硬化するまでの時間とセメントミルクが硬化するまでの時間も多く必要とするため、杭の性能発揮まで時間を多く要する問題を有していた。   Moreover, in the said tip preload cast-in-place pile method of patent document 1, the process of twice construction of the process of placing a concrete pile main body and the process of pressurizing cement milk after hardening of a concrete pile main body is required In addition, since it takes a lot of time for the concrete to harden and time for the cement milk to harden, it has a problem that it takes a lot of time to show the performance of the pile.

また、前記特許文献2に記載のコンクリート杭工法では、いずれもコンクリート杭が硬化した後、膨張性材料が膨張するような施工方法であるので、コンクリート杭の性能発揮までに相当の時間を要していた。
しかも、コンクリート杭の基礎となる杭本体の周囲に膨張性材料を配設するような構造を有するため、そのままでは中途部に膨張性材料を位置させるのが困難であり、しかも、コンクリート杭本体と膨張性材料を2回施工する必要があった。
Moreover, in the concrete pile construction method of the said patent document 2, since all are the construction methods in which an expansive material expand | swells after a concrete pile hardens | cures, considerable time is required to show the performance of a concrete pile. It was.
Moreover, since it has a structure in which an inflatable material is arranged around the pile body that is the foundation of the concrete pile, it is difficult to position the inflatable material in the middle as it is, and the concrete pile body and It was necessary to apply the expandable material twice.

さらに、前記特許文献3に記載のコンクリート杭工法では、杭本体のコンクリートの硬化よりも遅れて膨張部材が膨張しながら硬化する工法であるため、コンクリート杭としての性能発揮までに相当の時間を要していた。   Furthermore, the concrete pile construction method described in Patent Document 3 is a construction method in which the expansion member is hardened while being expanded behind the hardening of the concrete of the pile body, and therefore it takes a considerable amount of time to exhibit the performance as a concrete pile. Was.

また、前記特許文献3に記載のコンクリート工法では、杭コンクリートの硬化より遅れて膨張部材が膨張しながら硬化する工法であるので、特に、掘削深度が深い場合においては、削孔地盤の杭先端部や先端近くでは地下水下の高水圧下になるので、杭コンクリートの外周部の発泡剤を添加した膨張部材には高水圧がかかり、膨張部材の膨張が抑制され、杭周面摩擦力及び杭先端支持力を向上させる効果が小さくなる可能性が考えられた。   Moreover, in the concrete construction method described in Patent Document 3, since the expansion member is hardened while expanding after the hardening of the pile concrete, particularly when the excavation depth is deep, the pile tip portion of the drilled ground Near the tip and under the high water pressure under the groundwater, the expansion member to which the foaming agent is added to the outer periphery of the pile concrete is subjected to high water pressure, the expansion of the expansion member is suppressed, the pile peripheral surface friction force and the pile tip There was a possibility that the effect of improving the bearing capacity would be reduced.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、掘削深度の深い掘削孔においても膨張作用を有する発泡剤を添加した膨張するセメント流動物を打設することで、このセメント流動物が掘削孔内で充分に膨張して杭周面の緩みや隙間を埋め、先端支持力や周面摩擦力及び引抜抵抗力の増大を図る場所打ち杭工法を提供する。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by placing an expanding cement fluid to which a foaming agent having an expansion action is added even in a drilling hole having a deep excavation depth, the cement fluid is provided. Provides a cast-in-place pile construction method that sufficiently expands in the excavation hole to fill the looseness and gaps in the circumferential surface of the pile and increase the tip support force, circumferential frictional force, and pull-out resistance force.

前記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明では、掘削孔には予め膨張作用を有する発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入し、メント流動物を逆テーパー形状に発泡膨張させて、膨張して硬化するセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起する、セメント流動物としては、セメントで構成する少なくとも、セメントミルク、モルタル、コンクリートであり、セメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率が1%から16%となるように前記発泡剤を添加するTo solve the above problems, the present invention of claim 1, the added cement flow animals a blowing agent having a pre-expansion agent in the borehole and Da設or infusion, the cement flow animals reverse tapered by foaming expansion, cement flow animals cured by expansion to occur the inflation pressure of the reverse tapered, as the cement flow animals, at least composed of cement, a cement milk, mortar, concrete, cement milk, mortar The foaming agent is added so that the expansion rate of concrete is 1% to 16% .

請求項2に記載の本発明は、膨張作用を有する発泡剤としては、セメント組成物中における化学反応によりガスを発泡する少なくとも、アルミニウム粉末、亜鉛等の両性金属の粉末、炭素物質、過酸化物質、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体から選択した1種または2種以上である。   In the present invention according to claim 2, as the foaming agent having an expanding action, at least an amphoteric metal powder such as aluminum powder and zinc, a carbon substance, and a peroxide substance that foams a gas by a chemical reaction in the cement composition , One or more selected from sulfonyl hydrazide compounds, azo compounds, nitroso compounds, and hydrazine derivatives.

請求項に記載の本発明は、セメントミルクの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.001%から0.8%とする、
モルタルの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.003%から1.5%とする、
コンクリートの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.004%から5.2%とする。
According to the third aspect of the present invention, the amount of the aluminum powder added as the foaming agent, in which the drilling depth of the drilling hole is up to 150 m so that the expansion rate of the cement milk is 1% to 16%, 0.001% to 0.8% with respect to
The addition amount of the aluminum powder as the foaming agent that makes the drilling depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the mortar is 1% to 16% is 0.003% to 1.5% with respect to the cement mass. %
The amount of aluminum powder added as the foaming agent that makes the excavation depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the concrete is 1% to 16% is 0.004% to 5.2 with respect to the cement mass. %.

請求項に記載の本発明は、アルミニウム粉末の添加量は、掘削孔中の所定の深度での水深圧と比重に応じて算出する。 According to the fourth aspect of the present invention, the amount of aluminum powder added is calculated according to the water depth pressure and specific gravity at a predetermined depth in the excavation hole.

請求項1に係る本発明では、掘削孔には予め膨張作用を有する発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入、セメント流動物を逆テーパー形状に発泡膨張させて、膨張して硬化するセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起する場所打ち杭であるので、大きな膨張作用を有する発泡剤を添加する簡単な方法によって、先端支持力や周面摩擦力および引抜抵抗力を高めた場所打ち杭を築造することができる。 Cured according the present invention according to claim 1, the borehole foaming agent cement flow animals Da設or infusion supplemented with pre-expansion agent, the cement flow animals reversed tapered shape is foamed and expanded, it expands to since Suruse placement stream animal is place pile to rise to inflation pressure of the reverse tapered, by a simple method of adding a foaming agent having a large expansion agent, the tip bearing capacity and skin friction and pull-out resistance force You can build elevated cast-in-place piles.

本発明は、発泡剤を用いることで、圧力下でボイルの法則を構成することで、掘削孔に打設または注入したセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起する。
すなわち、本発明では、掘削孔の拘束下の圧力下(水圧下)において、発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入し、セメント流動物を逆テーパー形状に発泡膨張させて、膨張して硬化するセメント流動物が掘削深度に応じて逆テーパー形状の膨張率の膨張圧力を生起しながら体積が増大するので、逆テーパー形状の膨張を形成する場所打ち杭を築造することができる。
発泡剤を添加したセメント流動物は、打設高さの範囲において、逆テーパー形状の膨張圧力を生起して逆テーパー形状の膨張を形成する。
この逆テーパー形状の膨張は、膨張圧力で掘削の孔壁を逆テーパー形状に押圧しながら孔壁の地盤の緩みを圧密し強化する。
また、逆テーパー形状に膨張した基礎杭は載荷重の杭の沈下に対して、圧密し強化した孔壁地盤を押し広げようとするので、孔壁地盤は載荷重の杭の沈下による押し広げに対抗する抵抗力を発現し、杭の沈下を抑制する効果がある。
また、打設高さの範囲において、膨張して硬化するセメント流動物は膨張したくさび型を形成するので引抜きに対して抵抗力を大きく向上させる効果がある。
また、既製杭(鋼杭、既製コンクリート杭)または鉄筋や鋼管などの鋼製補強材が建て込まれていると、膨張して硬化するセメント流動物は、掘削孔の孔壁地盤と既製杭または鉄筋や鋼管などの鋼製補強材に膨張圧力を同時にかけるので、膨張して硬化するセメント流動物の膨張圧力は、孔壁地盤と既製杭または鉄筋や鋼管などの鋼製補強材に拘束されて、同時に反作用の反力を受けるので、膨張して硬化するセメント流動物と孔壁地盤と既製杭または鉄筋や鋼管などの鋼製補強材とは強固な圧密力の密着力で一体化する効果がある。
このように、膨張作用を有する発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入する簡単な方法で、打設または注入するセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起するので、本発明の場所打ち杭工法は先端支持力や周面摩擦力および引抜抵抗力が向上する効果がある。
In the present invention, by using the foaming agent, the Boyle's law is constructed under pressure, so that the cement fluid cast or injected into the drilling hole generates an inversely tapered expansion pressure.
That is, in the present invention, a cement fluid to which a foaming agent has been added is placed or injected under a pressure (hydraulic pressure) constrained by an excavation hole, and the cement fluid is expanded and expanded in a reverse taper shape. Since the volume of the cement fluid that hardens and hardens increases while generating an expansion pressure with an inverse taper-shaped expansion rate according to the depth of excavation, it is possible to build a cast-in-place pile that forms an inverse taper-shaped expansion.
The cement fluid to which the foaming agent is added generates an inverse taper-shaped expansion pressure within the range of the placement height to form an inverse taper-shaped expansion.
This reverse taper-shaped expansion consolidates and strengthens the looseness of the ground of the hole wall while pressing the hole wall of the excavation into the reverse taper shape with the expansion pressure.
In addition, foundation piles that have expanded to a reverse taper shape try to spread the consolidated and strengthened hole wall ground against the settlement of the loaded pile. It has the effect of resisting the pile and suppressing the settlement of the pile.
Further, in the range of the placement height, the cement fluid that expands and hardens forms an expanded wedge shape, and thus has an effect of greatly improving the resistance to drawing.
In addition, when steel reinforcements such as rebars and steel pipes are built in prefabricated piles (steel piles, prefabricated concrete piles), the cement fluid that expands and hardens, Since expansion pressure is simultaneously applied to steel reinforcements such as rebars and steel pipes, the expansion pressure of cement fluid that expands and hardens is constrained by the hole wall ground and ready-made piles or steel reinforcements such as rebars and steel pipes. At the same time, since the reaction force of the reaction is received, the cement fluid that expands and hardens, the hole wall ground, and the prefabricated pile, or the steel reinforcing material such as a reinforcing bar or steel pipe, can be integrated with a strong consolidation force. is there.
As described above, since the cement fluid to be cast or injected generates an expansion pressure having a reverse taper shape by a simple method of placing or injecting a cement fluid to which a foaming agent having an expansion action is added. The cast-in-place pile method has the effect of improving the tip support force, peripheral friction force and pulling resistance force.

また、請求項1に記載の本発明は、前記特許文献1に記載のような先端プレロード場所打ち杭工法のように、コンクリートを打設して硬化後にセメントミルクを注入する工程を設ける必要がない。
すなわち、本発明は、セメント流動物に膨張作用を有する発泡剤を添加して一体で場所打ち杭を築造するようにしているので、前記特許文献に記載のような複数施工する必要がなく一回の施工のみで済む。
従って、本発明の場所打ち杭工法は性能発揮までの時間を短縮できる効果がある。
Moreover, the present invention described in claim 1 does not need to provide a step of casting concrete and injecting cement milk after hardening like the tip preload cast-in-place pile method described in Patent Document 1. .
That is, the present invention adds a foaming agent having an expansion action to the cement fluid and integrally constructs the cast-in-place pile, so there is no need to perform multiple constructions as described in the above-mentioned patent document. It is only necessary to perform the construction.
Therefore, the cast-in-place pile method of the present invention has an effect of shortening the time until performance is exhibited.

さらに、請求項1に記載の本発明は、セメント流動物に膨張作用を有する発泡剤を同時に添加してセメント流動物を発泡膨張させて硬化させるので、前記特許文献2、及び前記特許文献3に記載のように、基礎杭の部分を硬化させた後に膨張材を硬化させる手間が生じない。
従って、本発明の場所打ち杭工法は性能発揮までの時間を短縮できる効果がある。
さらに、セメント流動物としては、セメントで構成する少なくとも、セメントミルク、モルタル、コンクリートであり、セメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率が1%から16%となるように前記発泡剤を添加するので、膨張して硬化するセメント流動物のセメントミルク、モルタル、コンクリート等の膨張率が1%から16%に生起することができる。
本発明の膨張率1%から16%のセメント流動物は、膨張率1%から16%の膨張率の膨張圧力を生起することで、膨張して硬化するセメント流動物体は、掘削孔の孔壁地盤を膨張圧力で押圧し圧密強化して孔壁地盤と強固に一体化する効果を有する。
また、この膨張率1%から16%の膨張率の膨張圧力が大きくなるほど、作用・反作用の圧力による膨張して硬化するセメント流動物体は孔壁地盤とより強固に一体化する。
発泡剤を添加したセメント流動物の膨張率が1%未満の場合は、膨張圧力が小さくなり、セメント流動物体と掘削孔の孔壁地盤との圧密力の密着力が弱くなる。
発泡剤を添加したセメント流動物の膨張率が16%より大きい場合は、膨張圧力が大きくなり、セメント流動物体と掘削孔の孔壁地盤は密着力が良いもののセメント流動物体の強度が大きく低下してしまう。
Further, in the present invention according to claim 1, since a foaming agent having an expanding action is simultaneously added to the cement fluid to cause the cement fluid to foam and expand and harden, the above Patent Document 2 and Patent Document 3 As described, there is no need to harden the expansion material after hardening the portion of the foundation pile.
Therefore, the cast-in-place pile method of the present invention has an effect of shortening the time until performance is exhibited.
Furthermore, the cement fluid is at least cement milk, mortar, concrete made of cement, and the foaming agent is added so that the expansion rate of cement milk, mortar, concrete is 1% to 16%. The expansion rate of cement milk, mortar, concrete, etc. of the cement fluid that expands and hardens can occur from 1% to 16%.
The cement fluid having an expansion rate of 1% to 16% according to the present invention generates an expansion pressure having an expansion rate of 1% to 16%, so that the cement flow body that expands and hardens becomes a hole wall of a drilling hole. The ground is pressed with expansion pressure to strengthen the consolidation and has the effect of being firmly integrated with the hole wall ground.
Further, as the expansion pressure with an expansion rate of 1% to 16% increases, the cement fluid body that expands and hardens due to the action / reaction pressure becomes more firmly integrated with the hole wall ground.
When the expansion rate of the cement fluid to which the foaming agent is added is less than 1%, the expansion pressure becomes small, and the adhesion force of the compaction force between the cement fluid and the hole wall ground of the excavation hole becomes weak.
When the expansion rate of the cement fluid added with the foaming agent is larger than 16%, the expansion pressure increases, and the cement fluid body and the hole wall ground of the excavation hole have good adhesion, but the strength of the cement fluid body greatly decreases. End up.

請求項2に係る本発明では、膨張作用を有する発泡剤としては、セメント組成物中における化学反応によりガスを発泡する少なくとも、アルミニウム粉末、亜鉛等の両性金属の粉末、炭素物質、過酸化物質、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体から選択した1種または2種以上を添加しているので、発泡剤は、セメント組成物中における化学反応によりガスを発泡する際にガスの浮遊力を利用してセメントの拡散を促し、セメント流動物の発泡膨張の機能を充分に生起させて、膨張するセメント流動物の全般にわたるち密で均一な膨張を生起させる。
発泡剤は、性質に応じて最適な種類を選択して添加することで、確実にガスを発泡させて必要な膨張率を得ることができる。
例えば、発泡剤を2種類選択することにより、セメント流動物中において、気泡の大きさが異なる2種類のガスを発生して、大小の気泡による膨張するセメント流動物を生成することができる。
発泡剤を添加したセメント流動物の膨張は、緩い地盤や掘削による掘削孔の周面地盤の緩みを大きな膨張圧力で押圧し地盤を圧密し強化する効果を有する。
且つ、セメント流動物の発泡膨張の圧力により、作用・反作用の膨張の圧力は膨張して硬化するセメント流動物と孔壁地盤を強固な圧密力の密着力で周面摩擦力が向上する。
また、発泡剤はセメントをセメント流動物の全般にわたるち密で均一に拡散させるので、セメント流動物の膨張圧力を均一に生起させ既製杭または鉄筋や鋼管などの鋼製補強材とセメント流動物とは膨張圧力で付着力が向上する。
このように、発泡剤を添加したセメント流動物は、大きく発泡膨張するため従来技術に比べて膨張圧力の圧密力で付着力を大きく増大させる効果を有する。
In the present invention according to claim 2, as the foaming agent having an expanding action, at least an aluminum powder, an amphoteric metal powder such as zinc, a carbon substance, a peroxide substance, which foams a gas by a chemical reaction in the cement composition, Since one or more selected from a sulfonyl hydrazide compound, an azo compound, a nitroso compound, and a hydrazine derivative are added, the foaming agent has a gas buoyancy when foaming the gas by a chemical reaction in the cement composition. Is used to promote the diffusion of the cement and to fully develop the function of the foam expansion of the cement fluid to produce a dense and uniform expansion throughout the expanding cement fluid.
The foaming agent can be selected by adding the optimum type according to the properties, and the necessary expansion coefficient can be obtained by reliably foaming the gas.
For example, by selecting two types of foaming agents, it is possible to generate two types of gas having different bubble sizes in the cement fluid and generate a cement fluid that expands due to large and small bubbles.
The expansion of the cement fluid to which the foaming agent is added has an effect of pressing the loose ground and the looseness of the peripheral ground of the excavation hole by excavation with a large expansion pressure to consolidate and strengthen the ground.
In addition, due to the foam expansion pressure of the cement fluid, the expansion pressure of the action / reaction increases the peripheral frictional force by the adhesive force of the strong compaction force between the cement fluid that expands and hardens and the hole wall ground.
In addition, since the foaming agent diffuses the cement in a dense and uniform manner throughout the cement fluid, the expansion pressure of the cement fluid is generated uniformly, and the steel reinforcement such as prefabricated piles or reinforcing bars and steel pipes and the cement fluid Adhesion is improved by the expansion pressure.
As described above, the cement fluid to which the foaming agent is added expands and expands greatly, and therefore has an effect of greatly increasing the adhesion force by the compaction force of the expansion pressure as compared with the prior art.

請求項3、4に係る本発明では、セメントミルクの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.001%から0.8%とする、モルタルの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.003%から1.5%とする、コンクリートの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.004%から5.2%とすることで、これらのセメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率を1%から16%に生起することができる。
セメントミルク、モルタル、コンクリートのそれぞれの膨張率は、セメント質量に対してアルミニウム粉末の添加量に応じて、略直線的の増加する相関関係があるので、セメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量で適宜調整することできる。セメントミルク、モルタル、コンクリートに大きな膨張率が必要とあれば、セメント質量に対して、アルミニウム粉末の添加量を予測的に多くすることで所定の大きさの膨張率を生起することができる。
また、上記のアルミニウム粉末の添加量は、掘削孔中の所定の深度での水深圧と比重に応じて算出することができる。
よって、掘削孔の拘束下における高い水圧力下(加圧下)において、掘削深度に対するアルミニウム粉末の添加量を設定することで、セメントミルク、モルタル、コンクリートが常圧(大気圧)の膨張率を生起することができるので、掘削深度を150mまでとするアルミニウム粉末の添加量で、適宜、セメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率の生起を調整する。
アルミニウム粉末を添加したセメントミルクの膨張率が、セメント質量に対してアルミニウム粉末の添加量が0.001%未満、モルタルの膨張率がセメント質量に対して0.003%未満、コンクリートの膨張率がセメント質量に対して0.004%未満の場合では、掘削孔内で膨張して硬化するセメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率が1%未満と小さくなり、膨張して硬化するセメントミルク、モルタル、コンクリートの強度の低下は抑えられる反面、掘削孔の孔壁地盤に充分な膨張圧力を与えることができない。
また、セメントミルクの膨張率がセメント質量に対してアルミニウム粉末の添加量が0.8%を越える、モルタルの膨張率がセメント質量に対して1.5%を越える、コンクリートの膨張率がセメント質量に対して5.2%を越える場合では、掘削孔内で膨張して硬化するセメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率が16%より大きくなるので、孔壁地盤とは圧密力の密着力が高まるものの強度の低下が大きくなる。強度を上げるにはセメント量を多くする必要があり材料コストが上昇し経済性が悪くなる。
このようにして、セメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率1%から16%に生起できるアルミニウム粉末添加量を設定することで、所定の大きさの膨張率の膨張圧力を生起させることができ、掘削孔の孔壁地盤とは強固な圧密力の密着力で一体化する効果がある。
In the present invention according to claims 3 and 4 , the additive amount of the aluminum powder as the foaming agent which makes the excavation depth of the excavation hole up to 150 m so that the expansion rate of the cement milk is 1% to 16% is Addition of aluminum powder as a foaming agent with a drilling depth of up to 150 m so that the expansion rate of the mortar is from 1% to 16% with respect to the mass from 0.001% to 0.8% As the foaming agent, the amount is 0.003% to 1.5% with respect to the cement mass, and the drilling depth of the drilling hole is up to 150 m so that the expansion rate of the concrete is 1% to 16%. When the addition amount of aluminum powder is 0.004% to 5.2% with respect to the cement mass, the expansion rate of these cement milk, mortar and concrete occurs from 1% to 16%. Door can be.
The expansion rates of cement milk, mortar, and concrete have a substantially linear correlation with the cement mass depending on the amount of aluminum powder added. It can adjust suitably with the addition amount of powder. If cement milk, mortar, and concrete require a large expansion coefficient, a predetermined expansion coefficient can be generated by predictably increasing the amount of aluminum powder added to the cement mass.
Moreover, the addition amount of said aluminum powder is computable according to the water depth pressure and specific gravity in the predetermined depth in an excavation hole.
Therefore, by setting the amount of aluminum powder added to the depth of excavation under high water pressure (pressurization) under the constraint of the excavation hole, cement milk, mortar, and concrete generate an expansion rate of normal pressure (atmospheric pressure). Therefore, the occurrence of the expansion coefficient of cement milk, mortar, and concrete is appropriately adjusted with the amount of aluminum powder added so that the depth of excavation is up to 150 m.
The expansion rate of cement milk added with aluminum powder is less than 0.001% of the addition amount of aluminum powder with respect to the cement mass, the expansion rate of mortar is less than 0.003% with respect to the cement mass, and the expansion rate of concrete is In the case of less than 0.004% with respect to the cement mass, the cement milk, mortar, which expands and hardens in the borehole, and the expansion rate of the concrete becomes less than 1%, and the cement milk, mortar, which hardens by expansion, While the decrease in the strength of concrete can be suppressed, sufficient expansion pressure cannot be applied to the hole wall ground of the excavation hole.
Also, the expansion rate of cement milk is more than 0.8% of aluminum powder added to the cement mass, the expansion rate of mortar is more than 1.5% of the cement mass, the expansion rate of concrete is the cement mass In contrast, when the content exceeds 5.2%, the expansion rate of cement milk, mortar, and concrete that expands and hardens in the excavation hole is larger than 16%, so that the adhesion strength of the consolidation force with the hole wall ground is increased. The decrease in strength of things increases. In order to increase the strength, it is necessary to increase the amount of cement, which increases the material cost and deteriorates the economy.
In this way, by setting the amount of aluminum powder added that can occur from 1% to 16% in the expansion rate of cement milk, mortar, and concrete, an expansion pressure having a predetermined expansion rate can be generated, and excavation can be performed. It has the effect of integrating with the hole wall ground of the hole by the adhesion of a strong compaction force.

本実施例に係る標準的な場所打ちコンクリート杭の工法を説明する説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the construction method of the standard cast-in-place concrete pile concerning a present Example. 図1とは異なる場所打ちコンクリート杭の工法を説明する説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the construction method of the cast-in-place concrete pile different from FIG. 図1及び図2とは異なる場所打ちコンクリート杭の工法を説明する説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the construction method of the cast-in-place concrete pile different from FIG.1 and FIG.2. コンクリート硬化時の発泡剤等の効果を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect of the foaming agent etc. at the time of concrete hardening. 場所打ちコンクリート杭の工法の変形例1を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the modification 1 of the construction method of a cast-in-place concrete pile. 場所打ちコンクリート杭の工法の変形例2を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the modification 2 of the construction method of a cast-in-place concrete pile. 場所打ちコンクリート杭の工法の変形例3を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the modification 3 of the construction method of a cast-in-place concrete pile. 場所打ちコンクリート杭の工法の変形例4を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the modification 4 of the construction method of a cast-in-place concrete pile. 場所打ちコンクリート杭の工法の変形例5を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the modification 5 of the construction method of a cast-in-place concrete pile. 発泡剤とセメントミルクとの関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between a foaming agent and cement milk. 発泡剤とモルタルとの関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between a foaming agent and mortar. 膨張量の推移を示すグラフである。It is a graph which shows transition of expansion amount. 拘束なしの場合と拘束下の場合におけるアルミニウム添加量と強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of aluminum addition, and the intensity | strength in the case of no restraint and the case of restraint. 配合例1に使用する材料を表わした一覧である。It is the list showing the material used for the compounding example 1. FIG. 配合例1の使用材料の配合量を表わす表である。It is a table | surface showing the compounding quantity of the use material of the compounding example 1. FIG. 配合例1におけるAL(アルミニウム粉末)添加量を変化させた時のフレッシュ試験と膨張率を表わした一覧である。It is the list | wrist showing the fresh test and expansion coefficient when AL (aluminum powder) addition amount in the compounding example 1 is changed. 配合例1の膨張率と経過時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the expansion coefficient of the compounding example 1, and elapsed time. 配合例1におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフであるIt is a graph which shows the regression formula of AL addition amount and an expansion coefficient in the compounding example 1. 配合例2に使用する材料を表わした一覧である。It is the list showing the material used for the compounding example 2. FIG. 配合例2の使用材料の配合量を表わす表である。It is a table | surface showing the compounding quantity of the use material of the compounding example 2. FIG. 配合例2におけるAL添加量を変化させた時のフレッシュ試験と膨張率を表わした一覧である。It is the list | wrist showing the fresh test and expansion coefficient when AL addition amount in the compounding example 2 was changed. 配合例2におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフであるIt is a graph which shows the regression formula of AL addition amount and an expansion coefficient in the compounding example 2. 配合例3に使用する材料を表わした一覧である。It is the list showing the material used for the compounding example 3. FIG. 配合例3の使用材料の配合量を表わす表である。It is a table | surface showing the compounding quantity of the use material of the compounding example 3. FIG. コンクリートのフレッシュ試験の結果を表わした一覧である。It is the list showing the result of the fresh test of concrete. 配合例3におけるAL添加量を変化させた時のフレッシュ試験と膨張率を表わした一覧である。It is the list | wrist showing the fresh test and expansion coefficient when AL addition amount in the compounding example 3 was changed. AL添加量と膨張率測定結果を表わした一覧である。It is the list showing AL addition amount and the expansion coefficient measurement result. 配合例3の膨張率と経過時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the expansion coefficient of the compounding example 3, and elapsed time. 配合例3におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフであるIt is a graph which shows the regression formula of AL addition amount and an expansion coefficient in the compounding example 3. 配合例4および5に使用する材料を表わした一覧である。It is the list showing the material used for the compounding examples 4 and 5. FIG. (a)配合条件・試験、(b)使用ミキサ・練り混ぜ方法を表わした一覧である。(A) Mixing conditions / test, (b) List of used mixers / mixing methods. 配合例4の使用材料の配合量を表わす表である。It is a table | surface showing the compounding quantity of the use material of the compounding example 4. 配合例4におけるAL添加量を変化させた時のフレッシュ試験と膨張率を表わした一覧である。It is the list | wrist showing the fresh test and expansion coefficient when AL addition amount in the compounding example 4 was changed. 配合例4の膨張率と経過時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the expansion rate of compounding example 4, and elapsed time. 配合例4におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフであるIt is a graph which shows the regression formula of AL addition amount and an expansion coefficient in the compounding example 4. 配合例5の使用材料の配合量を表わした一覧である。It is the list showing the compounding quantity of the use material of the compounding example 5. 配合例5におけるAL添加量を変化させた時のコンクリート試験結果を表わした一覧である。It is the list showing the concrete test result when AL addition amount in the blending example 5 is changed. 配合例5の膨張率と経過時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the expansion rate of compounding example 5, and elapsed time. 配合例5におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフである。It is a graph which shows the regression formula of AL addition amount and the expansion coefficient in the compounding example 5. 配合例4および配合例5の使用材料の配合量(ALなし)を表わした一覧である。It is the list showing the compounding quantity (without AL) of the use material of the compounding example 4 and the compounding example 5. FIG. 配合例4および配合例5においてのコンクリート試験結果を表わした一覧である。It is the list showing the concrete test result in compounding example 4 and compounding example 5. 配合例4および配合例5においての経過時間あたりのブリーディング量(cm3)を表わすグラフである。6 is a graph showing the amount of bleeding (cm 3) per elapsed time in Formulation Example 4 and Formulation Example 5. 配合例A,B,C,1から5におけるアルミニウム粉末の添加率と膨張率との関係を表わしたグラフである。It is a graph showing the relationship between the addition rate of aluminum powder and the expansion rate in blending examples A, B, C, 1 to 5. 配合例C,3,4,5におけるアルミニウム粉末の添加率とコンクリート圧縮強度との関係を表わしたグラフである。It is the graph showing the relationship between the addition rate of the aluminum powder in concrete example C, 3, 4, and 5 and concrete compressive strength. 配合例C,1から5におけるアルミニウム粉末の添加率0%の初期膨張率と水セメント比との関係を表わしたグラフである。It is the graph showing the relationship between the initial expansion coefficient of the addition rate of 0% of the aluminum powder and the water cement ratio in the blending examples C and 1 to 5.

本発明では、地中内に形成した掘削孔にセメント流動物を打設または注入する基礎工法であって、掘削孔には予め膨張作用を有する発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入し、セメント流動物を逆テーパー形状に発泡膨張させて、膨張して硬化するセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起する。   In the present invention, a basic method of placing or injecting a cement fluid into an excavation hole formed in the ground, in which the cement fluid to which a foaming agent having an expansion action has been added in advance is injected or injected into the excavation hole. Then, the cement fluid is foamed and expanded in a reverse taper shape, and the cement fluid that expands and hardens generates an expansion pressure in the reverse taper shape.

膨張作用を有する発泡剤としては、セメント組成物中における化学反応によりガスを発泡する少なくとも、アルミニウム粉末、亜鉛等の両性金属の粉末、炭素物質、過酸化物質、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体から選択した1種または2種以上である。   Examples of the foaming agent having an expanding action include at least an aluminum powder, an amphoteric metal powder such as zinc, a carbon substance, a peroxide substance, a sulfonyl hydrazide compound, an azo compound, and a nitroso compound. , One or more selected from hydrazine derivatives.

セメント流動物としては、セメントで構成する少なくとも、セメントミルク、モルタル、コンクリートの何れかであり、セメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率が1%から16%となるように前記発泡剤を添加する。   The cement fluid is at least one of cement milk, mortar, and concrete made of cement, and the foaming agent is added so that the expansion rate of cement milk, mortar, and concrete is 1% to 16%.

セメントミルクの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.001%から0.8%とする、
またはモルタルの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.003%から1.5%とする、
またはコンクリートの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.004%から5.2%とする。
The amount of aluminum powder added as the foaming agent that makes the excavation depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the cement milk is 1% to 16% is 0.001% to 0.005% with respect to the cement mass. 8%
Alternatively, the addition amount of the aluminum powder as the foaming agent that makes the drilling depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the mortar is 1% to 16% is 0.003% to 1. 5%
Alternatively, the addition amount of the aluminum powder as the foaming agent that makes the excavation depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the concrete is 1% to 16% is 0.004% to 5. 2%.

アルミニウム粉末の添加量は、掘削孔中の所定の深度での水深圧と比重に応じて算出する。   The amount of aluminum powder added is calculated according to the water depth pressure and specific gravity at a predetermined depth in the excavation hole.

本発明は、本発明者の先の特許出願(特願2015−002905号)の場所打ちコンクリート杭工法に基づいたものである。
先願の発明では、地中内に形成した掘削孔にコンクリートを打設してコンクリート杭を築造する場所打ちコンクリート杭工法であって、膨張作用を有する発泡剤を添加した膨張するコンクリートを掘削孔に打設しコンクリートを膨張させ硬化させるもので、添加する発泡剤のアルミニウム粉末の添加量をセメント質量に対して質量パーセントで0.004%から0.025%とすることで、膨張するコンクリートが掘削孔で膨張を生起して孔壁地盤に膨張圧力をかけて孔壁地盤からは反作用の反力を受けることで、膨張して硬化する基礎杭と周辺地盤とは強固に一体化するとしている。
The present invention is based on the cast-in-place concrete pile method of the inventor's previous patent application (Japanese Patent Application No. 2015-002905).
In the invention of the previous application, a cast-in-place concrete pile construction method in which concrete is placed in an excavation hole formed in the ground to construct a concrete pile, and the expanding concrete to which a foaming agent having an expansion action is added is added to the excavation hole. Concrete is expanded and hardened by adding aluminum powder as a foaming agent to be added in an amount of 0.004% to 0.025% by mass with respect to the cement mass. The foundation pile that expands and hardens and the surrounding ground are firmly integrated by causing expansion at the drilling hole and applying expansion pressure to the hole wall ground and receiving reaction force from the hole wall ground. .

しかしながら、先願の発明の発泡剤のアルミニウム粉末を添加したコンクリートでは、常圧(大気圧)のアルミニウム粉末の添加量でのコンクリートの膨張率が、掘削の深度の深い高水圧下においては常圧でのコンクリートの膨張率を生起することができない。   However, in the concrete to which the aluminum powder of the foaming agent of the invention of the prior application is added, the expansion rate of the concrete with the addition amount of the aluminum powder at normal pressure (atmospheric pressure) is normal pressure under high water pressure where the depth of excavation is deep. Can not cause concrete expansion rate at.

通常、場所打ち杭工法では、掘削の深度が深い掘削孔には安定液(水や泥水を含む)が孔壁保護のために施工地盤近くまで張られている。
例えば、アースドリル工法、オールケーシング工法、リバース工法、BH工法、地中連続壁工法等での掘削深度が深くなると、次のように水や泥水を用いる。
オールケーシング工法では、ボイリングの発生が起こりうる地盤の地層においては、掘削時に水や泥水を掘削孔内に満たしつつ、予定の深度まで掘削したのちにコンクリートを打設する。
また、アースドリル工法、リバース工法、BH工法、地中連続壁工法等においては、掘削孔壁の崩壊防止として自然泥水や人口泥水(安定液)を使用し、掘削孔内の自然泥水や人口泥水は通常施工地盤まで張られ、掘削は泥水が張られたまま掘進し、予定の深度まで掘削したのちにコンクリートを打設する。
このように、掘削孔の掘削深度が深い場合には、掘削孔内に泥水が満たされた状態であることから掘削孔の底部分、すなわち、コンクリート杭の先端部分には相当な水圧がかかる。
Usually, in the cast-in-place pile method, a stable liquid (including water and muddy water) is stretched near the construction ground to protect the hole wall in the drilling hole where the depth of excavation is deep.
For example, when the depth of excavation by the earth drill method, the all casing method, the reverse method, the BH method, the underground continuous wall method, or the like becomes deep, water or muddy water is used as follows.
In the all-casing method, in the geological formation where boiling can occur, concrete is placed after excavating to a predetermined depth while filling the excavation hole with water and mud during excavation.
In addition, in the earth drill method, reverse method, BH method, underground continuous wall method, etc., natural mud water and artificial mud water (stabilizing liquid) are used to prevent the collapse of the borehole wall. Is usually extended to the construction ground, and excavation is carried out with muddy water, and concrete is placed after excavation to the planned depth.
Thus, when the excavation depth of the excavation hole is deep, since the excavation hole is filled with mud water, a considerable water pressure is applied to the bottom portion of the excavation hole, that is, the tip portion of the concrete pile.

掘削深度が深い掘削孔の拘束下の高水圧下では、掘削孔に打設または注入した発泡剤のアルミニウム粉末を添加したセメント流動物(セメントミルク、モルタル、コンクリート)は、アルミニウム粉末がセメントと化学反応して微細な水素ガス(気体)を発泡するが、掘削深度が深くなるほど比例して水素ガスの気体の体積が小さくなる(ボイルの法則)ので水素ガスの膨張率は掘削深度に比例して小さくなる。   Under high water pressure under the restraint of drilling holes with deep drilling depth, cement powder (cement milk, mortar, concrete) added with aluminum powder of foaming agent cast or injected into the drilling hole, the aluminum powder is chemically mixed with cement. It reacts to foam fine hydrogen gas (gas), but the volume of hydrogen gas decreases proportionally as the drilling depth increases (Boile's law), so the expansion rate of hydrogen gas is proportional to the drilling depth. Get smaller.

このことは、掘削孔の拘束下の加圧下において、発泡剤のアルミニウム粉末を添加したセメント流動物の膨張率が掘削深度に比例して小さくなるので、セメント流動物の膨張率は掘削深度に比例した逆テーパー形状の膨張率を生起し逆テーパー形状の膨張圧力を生起する。   This is because the expansion rate of cement fluid to which aluminum powder as a foaming agent is added becomes smaller in proportion to the depth of excavation under pressure under the constraint of the excavation hole, and the expansion rate of cement fluid is proportional to the depth of excavation. The reverse taper-shaped expansion coefficient is generated, and the reverse taper-shaped expansion pressure is generated.

掘削深度が深い場所打ち杭工法では、高層建物において国内では掘削深さGL−86mの施工があり、国外ではGL−105mの施工がされており、将来的には建物の高層化で掘削深度はGL−150m程度と推測される。
よって、最大掘削深度がGL−150mの高水圧下においても常圧と同じ膨張率を生起するように発泡剤のアルミニウム粉末の添加量を定める。
In the cast-in-place pile method with a deep excavation depth, GL-86m is constructed in Japan for high-rise buildings, and GL-105m is constructed outside of Japan. It is estimated to be about GL-150m.
Therefore, the addition amount of the aluminum powder of the foaming agent is determined so as to cause the same expansion rate as that of the normal pressure even under the high water pressure where the maximum excavation depth is GL-150 m.

掘削の深度の水圧は、水深10mでの水圧は水の圧力1気圧+水面を押す大気圧1気圧=2気圧であり、水深20m下では3気圧、水深50m下では6気圧、水深100m下では11気圧、水深150m下では16気圧である。   The water pressure at the depth of excavation is 1 atm of water pressure + 1 atm = 2 atm to push the water surface, 3 atm, 20 atm, 6 atm, and 100m at depth of 10m. 11 atm and 16 atm under a water depth of 150 m.

高水圧下で常圧(大気圧)の膨張率を生起させるには、水深10mでは水圧が2気圧で常圧の2倍であることから、常圧におけるアルミニウム粉末の添加量を2倍にすることで、高水圧下で常圧の膨張率を生起させることができる。   In order to bring about the expansion rate of normal pressure (atmospheric pressure) under high water pressure, the water pressure is 2 at atmospheric pressure at a water depth of 10 m, so the amount of aluminum powder added at normal pressure is doubled. Thus, an expansion rate at normal pressure can be generated under high water pressure.

よって、水深20m下では3倍(3気圧)、水深50m下では6倍(6気圧)、水深100m下では11倍(11気圧)、水深150m下では16倍(16気圧)にする。   Therefore, it is 3 times (3 atm) below 20 m, 6 times (6 atm) below 50 m, 11 times (11 atm) below 100 m, and 16 times (16 atm) below 150 m.

また、場所打ち杭工法は、通常は掘削の深度が深くても、打設または注入するセメント流動物の天端は施工地盤近くであるので、掘削孔内はセメント流動物(セメントミルク、モルタル、コンクリート等)を形成している。   The cast-in-place pile method usually has a deep cave depth, but the top of the cement fluid to be cast or poured is close to the construction ground, so the cement fluid (cement milk, mortar, Concrete).

水深における圧力の大きさは、水の密度を1.0としているのでセメント流動物の最大密度のコンクリートの密度(比重)を2.3とすると水の圧力の2.3倍である。   The pressure at the water depth is 2.3 times the water pressure when the density (specific gravity) of the maximum density of the cement fluid is 2.3 because the density of water is 1.0.

よって、掘削の深度におけるアルミニウム粉末の添加量は、常圧(大気圧)の添加量に対して水深10m下では2(水深10mの気圧)×2.3(コンクリート比重)=4.6倍、水深20m下で3×2.3=6.9倍、水深50m下で6×2.3=13.8倍、水深100m下で11×2.3=25.3倍、水深150m下で16×2.3=36.8倍の添加量になる。   Therefore, the addition amount of aluminum powder at the depth of excavation is 2 (atmospheric pressure at a depth of 10 m) × 2.3 (concrete specific gravity) = 4.6 times below the addition amount of atmospheric pressure (atmospheric pressure) at a depth of 10 m. 3 x 2.3 = 6.9 times under 20 m water depth, 6 x 2.3 = 13.8 times under 50 m water depth, 11 x 2.3 = 25.3 times under 100 m water depth, 16 under 150 m water depth X2.3 = 36.8 times the amount added.

例えば、掘削深度(杭先端)がGL−50mで、杭天端がGL±0m(杭長50m)の場合では、アルミニウム粉末の添加量は、掘削深度がGL−50mであるから、掘削深度50m下では6気圧で6倍になり、セメント流動物の密度を2.3(コンクリートの比重)とした場合には2.3倍にする。
よって、アルミニウム粉末の添加量は常圧の添加量の6×2.3=13.8倍となる。
For example, when the excavation depth (pile tip) is GL-50m and the top of the pile is GL ± 0m (pile length 50m), the amount of aluminum powder added is GL-50m. If the density of cement fluid is 2.3 (specific gravity of concrete), it will be 2.3 times.
Therefore, the amount of aluminum powder added is 6 × 2.3 = 13.8 times the amount added at normal pressure.

また、最大掘削深度をGL−150mとした場合のアルミニウム粉末の添加量は、16(16気圧)×2.3(コンクリート比重)=36.8で常圧の添加量の36.8倍となる。   Moreover, when the maximum excavation depth is GL-150 m, the amount of aluminum powder added is 16 (16 atmospheres) × 2.3 (concrete specific gravity) = 36.8, which is 36.8 times the amount added at normal pressure. .

本発明は、セメント流動物の膨張率が1%から16%になるように発泡剤を添加するようにしているので添加するアルミニウム粉末の添加量を定める。   In the present invention, since the foaming agent is added so that the expansion rate of the cement fluid is 1% to 16%, the amount of aluminum powder to be added is determined.

セメント流動物(セメントミルク、モルタル、コンクリート)に発泡剤のアルミニウム粉末を添加した膨張性の実証試験によると、セメント流動物の膨張率が1%から16%を生起するにはアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して、セメントミルクでは0.001%から0.02%であり、モルタルでは0.003%から0.04%であり、コンクリートでは0.004%から0.14%である。   According to the expansibility demonstration test of adding aluminum powder as a foaming agent to cement fluid (cement milk, mortar, concrete), the amount of aluminum powder added to cause the expansion rate of cement fluid to be 1% to 16% However, it is 0.001% to 0.02% for cement milk, 0.003% to 0.04% for mortar, and 0.004% to 0.14% for concrete with respect to cement mass. .

よって、最大掘削深度を150mまでとする場合のアルミニウム粉末の最大添加量は、セメントミルクでは、0.02%×36.8倍=0.736%となるので、最大添加量を0.8%とし、添加量の範囲を0.001%から0.8%とする。   Therefore, the maximum addition amount of aluminum powder when the maximum excavation depth is up to 150 m is 0.02% × 36.8 times = 0.636% in cement milk, so the maximum addition amount is 0.8%. And the range of the addition amount is 0.001% to 0.8%.

モルタルでは、0.04%×36.8倍=1.472%となるので、最大添加量を1.5%とし、添加量の範囲を0.003%から1.5%とする。   In mortar, 0.04% × 36.8 times = 1.472%, so the maximum addition amount is 1.5% and the range of addition amount is 0.003% to 1.5%.

コンクリートでは、0.14%×36.8倍=5.152%となるので、最大添加量を5.2%とし、添加量の範囲を0.004%から5.2%とする。   In concrete, since 0.14% × 36.8 times = 5.152%, the maximum addition amount is set to 5.2%, and the range of the addition amount is set to 0.004% to 5.2%.

従って、場所打ち杭工法の最大掘削深度をGL−150mまでとする加圧下においては、アルミニウム粉末の添加量を、セメントミルク場合はセメント質量に対して0.001%から0.8%とする、モルタルの場合はセメント質量に対して0.003%から1.5%とする、コンクリートの場合はセメント質量に対して0.004%から5.2%とする、ことで、セメント流動物の膨張率が1%から16%を生起することができる。   Therefore, under pressure to make the maximum excavation depth of the cast-in-place pile method up to GL-150 m, the amount of aluminum powder added is 0.001% to 0.8% with respect to the cement mass in the case of cement milk. In the case of mortar, 0.003% to 1.5% of the cement mass, and in the case of concrete, 0.004% to 5.2% of the cement mass. Rate can occur from 1% to 16%.

すなわち、掘削深度の深い場合において、掘削孔に打設または注入するセメント流動物が設定の膨張率1%から16%を生起するには、掘削孔の所定の掘削深度に応じた水深圧と安定液の比重とセメントミルク、モルタル、コンクリートの比重を加味して算出したアルミニウム粉末添加量を添加する。   That is, in the case where the excavation depth is deep, in order for the cement fluid to be cast or injected into the excavation hole to generate a set expansion rate of 1% to 16%, the water depth pressure and stability according to the predetermined excavation depth of the excavation hole are stable. Add the amount of aluminum powder calculated considering the specific gravity of the liquid and the specific gravity of cement milk, mortar and concrete.

セメント流動物を膨張させるには発泡剤を使用する。
発泡剤としては、化学反応によりガスを発泡させるものであればよく、特に限定されない。
A blowing agent is used to expand the cement fluid.
The foaming agent is not particularly limited as long as it is capable of foaming a gas by a chemical reaction.

上述した本工法において、発泡剤としてのアルミニウム粉末を一例として説明したが、その他の発泡剤としては、セメント組成物中における化学反応によりガスを発泡する物質として、亜鉛等の両性金属の粉末、炭素物質、過酸化物質、スルホニルドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体から選択した1種または2種以上である。   In the above construction method, aluminum powder as a foaming agent has been described as an example, but as other foaming agents, a substance that foams a gas by a chemical reaction in a cement composition, an amphoteric metal powder such as zinc, carbon It is one or more selected from substances, peroxides, sulfonyldolazide compounds, azo compounds, nitroso compounds, and hydrazine derivatives.

ガス発泡物質の具体例としては、例えば、過炭酸塩、過硫酸塩、過ホウ酸塩、過マンガン酸塩、過酸化水素等の過酸化物質である。
窒素ガス発泡物質としては、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体等であり、具体的に、p−トルエンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチルニトリル、N,N‘−ジニトロペンタメチレンテトラミン、4,4‘−オキシビス、ヒドラジンカルボンアミド等が挙げられる。また、これら各種の発泡剤を混合して添加してもよい。
Specific examples of the gas foaming material include peroxidic materials such as percarbonate, persulfate, perborate, permanganate, and hydrogen peroxide.
Examples of the nitrogen gas foaming substance include sulfonyl hydrazide compounds, azo compounds, nitroso compounds, hydrazine derivatives, and the like. Specifically, p-toluenesulfonyl hydrazide, benzenesulfonyl hydrazide, azodicarbonamide, azobisisobutylnitrile, N, N ′ -Dinitropentamethylenetetramine, 4,4'-oxybis, hydrazinecarbonamide and the like. These various foaming agents may be mixed and added.

これらの発泡剤を用いることで、セメント組成物中における化学反応により、ガスを発泡する際に浮遊力を利用してセメントの拡散を促し、セメント流動物に充分な発泡機能を生起させる。且つ、セメントと骨材の付着力を高めセメント流動物体の全般にわたるち密な膨張硬化を発揮することができる。
また、発泡剤は単独の材料で十分な発泡・膨張させる効果を有するが、複数の発泡剤を併用して使用してもよい。
By using these foaming agents, due to the chemical reaction in the cement composition, when the gas is foamed, buoyancy is used to promote the diffusion of the cement, and a sufficient foaming function is generated in the cement fluid. In addition, the adhesive strength between the cement and the aggregate can be increased, and dense expansion and hardening can be exhibited over the entire cement flow body.
In addition, the foaming agent has a sufficient foaming and expansion effect with a single material, but a plurality of foaming agents may be used in combination.

発泡剤は、そのガスの発泡量を調整できるので、ガスの発泡量でセメント流動物の膨張量の調整ができる。
発泡剤は、通常、コンクリートの軽量化のために使用されているが本発明では膨張作用を有するものとして使用する。
Since the foaming agent can adjust the foaming amount of the gas, the expansion amount of the cement fluid can be adjusted by the foaming amount of the gas.
The foaming agent is usually used for reducing the weight of concrete, but in the present invention, it is used as having an expanding action.

発泡剤のアルミニウム粉末は、うろこ状で純度99%以上、粉末度180メッシュ以上でステアリン酸により被覆されたものが好ましく、通常JISK5906(塗料用アルミニウム粉末)第2種標準ふるい88μ残分2%以下に適合するもので、セメントとの化学反応開始時間を適宜調整したものが好ましい。   The aluminum powder used as a foaming agent is preferably scaly and has a purity of 99% or more and a fineness of 180 mesh or more and is coated with stearic acid. Usually, JISK 5906 (aluminum powder for paint) Type II standard sieve 88μ residue 2% or less It is preferable that the chemical reaction start time with the cement is appropriately adjusted.

膨張するセメント流動物は、セメントで構成するセメント流動物と発泡剤から構成され、セメントは、普通ポルトランドセメントや高炉セメント等であり、特に限定されるものではない。   The expanding cement fluid is composed of a cement fluid composed of cement and a foaming agent, and the cement is usually portland cement, blast furnace cement or the like, and is not particularly limited.

セメント流動物は、セメントで構成するセメント流動物のセメントミルク、モルタル、コンクリート、泥土モルタル、ソイルセメント等であり、セメントと水、またはセメントと水と骨材または泥土や土砂から構成される。   The cement fluid is cement milk, mortar, concrete, mud mortar, soil cement, or the like of cement fluid composed of cement, and is composed of cement and water, cement and water and aggregate, mud and earth and sand.

骨材として砂や礫を用いるが、例えば砂の代わりにアルミニウムを含有する溶融スラグや金属製造起源スラグ(鉄鋼スラグ、非鉄金属スラグ)等を使用してよい。   Sand or gravel is used as the aggregate. For example, molten slag containing aluminum instead of sand, slag originating from metal production (iron slag, non-ferrous metal slag) or the like may be used.

また、セメント流動物は、セメントと水ガラスに混和材や混和剤で構成されるセメント系水ガラス系懸濁液型、溶液型グラウトやセメント系可塑性グラウト等であってもよい。   Further, the cement fluid may be a cement-based water glass suspension type, a solution-type grout, a cement-type plastic grout, or the like composed of an admixture or admixture in cement and water glass.

また、セメント流動物の代わりに合成樹脂を使用することができ特に限定されない。   Further, a synthetic resin can be used instead of the cement fluid, and there is no particular limitation.

また、セメント流動物にはフライアッシュ、高炉スラグ微粉末、シリカ微粉末、ベントナイト、膨張材、混和剤、起泡剤、繊維物質、金属製の針金等を混入してもよい。   In addition, fly ash, blast furnace slag fine powder, silica fine powder, bentonite, expansion material, admixture, foaming agent, fiber substance, metal wire, and the like may be mixed in the cement fluid.

なお、繊維物質としては、例えば、スチールファイバー、ビニオンファイバー、炭素繊維、ワラストナイト繊維等であり、繊維物質を使用するとセメント流動物の硬化体のひび割れ抵抗性や靱性及び強度を向上させることができる。   Examples of the fiber material include steel fiber, binion fiber, carbon fiber, and wollastonite fiber. When the fiber material is used, the crack resistance, toughness, and strength of the cured cement fluid are improved. Can do.

フライアッシュは、シリカやアルミナを主成分で構成され火力発電所で石炭を燃焼する際に生成される副産物の灰である。
また、フライアッシュは混和材やフライアシュセメントとして用いられる。
良質なフライアッシュを使用した場合には、単位水量の低減、ワーカビリティーの改善、水和発熱量の低下、長期強度及び耐久性の増進、水密性の改善、化学抵抗性の改善、化学抵抗性の向上などの効果が得られる。
Fly ash is a by-product ash that is composed of silica and alumina as main components and is produced when coal is burned in a thermal power plant.
Further, fly ash is used as an admixture or fly ash cement.
When high quality fly ash is used, the unit water volume is reduced, the workability is improved, the hydration heat value is lowered, the long-term strength and durability are increased, the water tightness is improved, the chemical resistance is improved, and the chemical resistance is improved. Effects such as improvement can be obtained.

混和剤は、減水剤、高性能減水剤、凝結遅延剤、膨張材、保水剤、増粘剤等である。
混和剤はセメント流動物に添加することで次のような効果を得ることができる。
(1)流動性が良好となり、経時に伴う流動性の低下が少ない。
(2)材料分離が少ない。
(3)適度の凝結遅延性を得ることができる。
(4)適度の膨張性をもち、粗骨材との良好な付着性を得ることができる。
(5)拘束内(掘削孔内)での硬化後、所要の強度、耐久性、水密性を得ることができる。
Admixtures are water reducing agents, high performance water reducing agents, setting retarders, swelling materials, water retention agents, thickeners and the like.
The following effects can be obtained by adding the admixture to the cement fluid.
(1) Good fluidity and little decrease in fluidity over time.
(2) Less material separation.
(3) A moderate setting delay can be obtained.
(4) It has moderate expansibility and good adhesion to coarse aggregate.
(5) The required strength, durability, and water tightness can be obtained after hardening in the restraint (in the excavation hole).

発泡剤は膨張材とともに使用することができる。
膨張材は、セメント流動物の硬化後に水和や乾燥による収縮を補償する(収縮をゼロとする)作用を有するため、発泡剤によってセメント流動物が硬化するまでの初期収縮以上の体積増大を図り、膨張材によって硬化後のセメント流動物の収縮を補償することにより、セメント流動物の収縮を使用期間全体にわたって保障することが可能となる。
The foaming agent can be used with an expanding material.
The expandable material has the effect of compensating for shrinkage due to hydration and drying after hardening of the cement fluid (shrinkage is made zero), so the volume of the expanded material is more than the initial shrinkage until the cement fluid is hardened by the foaming agent. By compensating the shrinkage of the cement fluid after hardening with the expansion material, it becomes possible to guarantee the shrinkage of the cement fluid over the entire period of use.

膨張材としては、特に限定されないが、セメント、水とともに水和し、エトリンガイト(3CaO・Al・3CaSO・32HO)を生成して膨張するカルシウム・サルフォ・アルミネート鉱物を含むもの、及び水酸化カルシウム(Ca(OH))を生成して膨張する石灰を含むものを使用する。 The expansion material is not particularly limited, but includes calcium, sulfo-aluminate minerals that hydrate with cement and water to produce ettringite (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O). , And those containing lime that expands by generating calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ).

以下、場所打ち杭の標準的な場所打ちコンクリート杭工法、拡幅部を備えた場所打ちコンクリート杭工法、混在の場所打ちコンクリート杭工法、場所打ちコンクリート杭工法の変形例1から5、および場所打ち杭工法の変形例を説明する。
続いて、膨張するセメント流動物(セメントミルク、モルタル、コンクリート)実証試験を詳説し、場所打ちコンクリート杭とマイクロパイル、グランドアンカー、PCウェルで実施の形態を説明する。
Below, standard cast-in-place concrete pile construction methods for cast-in-place piles, cast-in-place concrete pile construction methods with widened sections, mixed cast-in-place concrete pile construction methods, variations 1 to 5 of cast-in-place concrete pile construction methods, and cast-in-place piles A modification of the construction method will be described.
Subsequently, cement flow animals inflated (cement milk, mortar, concrete) details the verification test, place concrete piles and micro piles, Grand c Doanka, the embodiments in PC-well is described.

(標準的な場所打ちコンクリート杭工法)
最初に、本発明の標準的な場所打ちコンクリート杭10の工法について説明する。
図1は、標準的な場所打ちコンクリート杭の工法を説明する説明図である。
(Standard cast-in-place concrete pile method)
Initially, the construction method of the standard cast-in-place concrete pile 10 of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a standard method of cast-in-place concrete piles.

まず、図1(a)に示すように、地中A内には掘削機により掘削することで深い掘削深度を有する掘削孔11が形成される。
掘削はアースドリル工法、オールケーシング工法、又はリバース工法、地中連続壁基礎工法(壁杭・壁体基礎を含む)、BH工法等により行われ、円筒形状又は角筒形状の掘削孔11が地中A内に形成される。
なお、アースドリル工法等によって、後述する先端拡幅部14や中途拡幅部15以外での掘削孔11の内壁面Nは同径状に形成される。
First, as shown in FIG. 1A, excavation holes 11 having a deep excavation depth are formed in the underground A by excavating with an excavator.
The excavation is carried out by earth drill method, all-casing method, reverse method, underground continuous wall foundation method (including wall pile and wall foundation), BH method, etc., and cylindrical or square tube-shaped excavation hole 11 is underground Formed in A.
In addition, the inner wall surface N of the excavation hole 11 other than the tip widening part 14 and the midway widening part 15 mentioned later is formed in the same diameter shape by the earth drill construction method etc.

図1(b)に示すように、掘削孔11内に掘削液の安定液(ベントナイト系安定液、ポリマー系安定液等を含む)16を注入して掘削孔11の内壁面Nの保護を行う。   As shown in FIG. 1B, the inner wall N of the drilling hole 11 is protected by injecting a drilling liquid stabilizing liquid (including bentonite-based stabilizing liquid, polymer-based stabilizing liquid, etc.) 16 into the drilling hole 11. .

次に、図1(c)に示すように、網目構造を有する鉄筋カゴ13が掘削孔11中に建て込まれる。
鉄筋カゴ13は、コンクリート杭10の長さ及び径によって所定間隔を有して網目状に配筋されている。
Next, as shown in FIG. 1 (c), a rebar cage 13 having a mesh structure is built in the excavation hole 11.
The reinforcing bar 13 is arranged in a mesh shape with a predetermined interval depending on the length and diameter of the concrete pile 10.

また、その掘削孔11に打設する膨張するコンクリート12を準備する。
コンクリートは、セメント(例えばポルトランドセメント)、水、及び骨材(細骨材及び/又は粗骨材)等で構成している。
なお、本発明では、生コンプラント工場又は現場において膨張するコンクリート12を生成してこれを打ち込むことを特徴とするものである。
Also, an expanding concrete 12 to be placed in the excavation hole 11 is prepared.
Concrete is composed of cement (for example, Portland cement), water, and aggregate (fine aggregate and / or coarse aggregate).
In addition, in this invention, the concrete 12 which expand | swells in a raw plant factory or the field is produced | generated, and this is driven, It is characterized by the above-mentioned.

その膨張するコンクリ−ト12は、セメント、水、及び骨材に加え反応開始時間を適宜調整した膨張作用を有する発泡剤他等の混和材料を添加したものである。
また、所定の深度で予定の膨張率を生起できるアルミニウム粉末の添加量は掘削深度に応じた水深圧と安定液の比重とコンクリートの比重とを加味する前述した方法で算出する。
The expanding concrete 12 is obtained by adding admixtures such as a foaming agent having an expanding action in which the reaction start time is appropriately adjusted in addition to cement, water, and aggregate.
Moreover, the addition amount of the aluminum powder capable of causing a predetermined expansion rate at a predetermined depth is calculated by the method described above in consideration of the water depth pressure according to the excavation depth, the specific gravity of the stabilizing liquid, and the specific gravity of the concrete.

なお、場所打ちコンクリート杭10は膨張率を大きくするとコンクリート強度が低下してしまうので、強度低下を可及的に抑制するようにその膨張率をコントロールする必要があるが、その低下率は簡単に配合試験確認等により予測できるので許容範囲内で制御できる。   Since the concrete strength of the cast-in-place concrete pile 10 decreases when the expansion rate is increased, it is necessary to control the expansion rate so as to suppress the decrease in strength as much as possible. Since it can be predicted by confirming the formulation test, it can be controlled within an allowable range.

次に、図1(d)に示すように、鉄筋カゴ13が掘削孔11中に建て込まれた掘削孔11にトレミー管17を吊り込む。
次いで、トレミー管17の頭部にポンプを接続し、掘削孔11の先端部Sのスライム(図示せず)を除去する。
この後、ミキサー車(図示せず)からそのトレミー管17を通して掘削孔11中にコンクリート12を打設する。
Next, as shown in FIG. 1 (d), the tremy tube 17 is suspended in the excavation hole 11 in which the reinforcing bar 13 is built in the excavation hole 11.
Next, a pump is connected to the head of the tremy tube 17 to remove slime (not shown) at the tip S of the excavation hole 11.
Thereafter, concrete 12 is placed in the excavation hole 11 from the mixer truck (not shown) through the treme tube 17.

そして、図1(e)に示すように、検尺テープ(図示せず)によって打設高さを確認し、トレミー管17を上方に引き抜いていく。
この時、安定液16と膨張するコンクリート12が混ざらないようにする為、トレミー管17底部は常に膨張するコンクリート12の中に埋まっている状態にする。
また、膨張するコンクリート12を打設しながら安定液16の引き抜き処理をする。
And as shown in FIG.1 (e), the placement height is confirmed with a measuring tape (not shown), and the tremy tube 17 is pulled out upwards.
At this time, in order to prevent the stabilizing liquid 16 and the expanding concrete 12 from being mixed, the bottom portion of the tremy tube 17 is always buried in the expanding concrete 12.
Further, the stabilizing liquid 16 is pulled out while placing the expanding concrete 12.

打設した膨張するコンクリート12は必要に応じて養生して硬化させることでコンクリート杭10を築造することができる。
このように、発泡剤等が添加された膨張するコンクリート12を打設し、これを硬化することで本発明のコンクリート杭10本体を築造できる。
A concrete pile 10 can be constructed by curing and hardening the placed concrete 12 as necessary.
Thus, the concrete pile 10 main body of the present invention can be built by placing the expanding concrete 12 to which the foaming agent or the like is added and curing the concrete.

図4に示すように、発泡剤等の添加により膨張するコンクリート12中に気泡19が拡散することによりコンクリート躯体が膨張する。
このように、発泡剤によって膨張するコンクリート12を膨張させ、掘削孔11の内壁面Nとコンクリート杭10の外壁面Gとの間に形成される隙間を埋め且つ膨張圧力をかける。
As shown in FIG. 4, the concrete casing expands by the bubbles 19 diffusing into the concrete 12 that expands by adding a foaming agent or the like.
In this way, the concrete 12 that is expanded by the foaming agent is expanded, and a gap formed between the inner wall surface N of the excavation hole 11 and the outer wall surface G of the concrete pile 10 is filled and an expansion pressure is applied.

また、膨張するコンクリート12によりコンクリート杭10の体積が増大することで、掘削孔11の内壁面Nにはコンクリート杭10の外壁面Gによる圧力が加わり、その反力として掘削孔11の内壁面Nからコンクリート杭10の外壁面Gに対して圧力が加わることになる。   In addition, the volume of the concrete pile 10 is increased by the expanding concrete 12, so that pressure from the outer wall surface G of the concrete pile 10 is applied to the inner wall surface N of the excavation hole 11. Thus, pressure is applied to the outer wall surface G of the concrete pile 10.

また、コンクリート杭10本体を形成する膨張するコンクリート12は型枠を代用する掘削孔11の内壁面Nに打設されることにより、型枠を代用する掘削孔11の内壁面N(孔壁地盤)が膨張するコンクリート12の膨張を拘束する。
これにより、コンクリート杭10の外壁面Gと掘削孔11の内壁面Nとの隙間が埋められ、膨張圧力と反力がかけあったまま、これらが一体化する。
したがって、コンクリート杭10が大きな先端支持力、周面摩擦力及び引抜抵抗力を有することになる。
Further, the expanding concrete 12 forming the main body of the concrete pile 10 is placed on the inner wall surface N of the excavation hole 11 substituting the formwork, so that the inner wall surface N (hole wall ground) of the excavation hole 11 substituting the formwork is placed. This restrains the expansion of the concrete 12 that expands.
Thereby, the clearance gap between the outer wall surface G of the concrete pile 10 and the inner wall surface N of the excavation hole 11 is filled, and these are integrated, with an expansion pressure and reaction force being applied.
Therefore, the concrete pile 10 has a large tip support force, peripheral surface friction force, and pull-out resistance force.

しかも、膨張するコンクリート12自体に圧縮応力が生じることになり、これに加えて鉄筋カゴ13が建て込まれていればコンクリート杭10本体が予め応力を備えた状態、すなわちケミカルプレストレスも存在した状態となり、杭耐力向上を図ることができる。   In addition, compressive stress is generated in the expanding concrete 12 itself, and in addition to this, if the reinforcing steel basket 13 is built, the concrete pile 10 main body is pre-stressed, that is, chemical prestress is also present. Thus, pile strength can be improved.

さらに、生コンプラント工場又は現場において、セメント、水、骨材に加え、膨張作用を有する発泡剤等の混和材料を添加して膨張するコンクリート12を生成し、これを掘削孔11に打設するようにしているので、一回の施工のみで場所打ちコンクリート杭10を築造できる。
従って、先行特許文献に開示の従来技術に比べてコンクリート杭10の性能発揮までの時間を短縮することができる。
Further, in a raw plant factory or on-site, in addition to cement, water, aggregate, an admixture material such as a foaming agent having an expanding action is added to generate a concrete 12 that expands, and this is placed in the excavation hole 11. Therefore, the cast-in-place concrete pile 10 can be built with only one construction.
Therefore, the time until the performance of the concrete pile 10 can be shortened as compared with the prior art disclosed in the prior patent document.

このように、本発明の場所打ちコンクリート杭10の工法は、比較的な簡単な工法であり、強固な基礎杭を築造することができる。   Thus, the construction method of the cast-in-place concrete pile 10 of this invention is a comparatively simple construction method, and can build a strong foundation pile.

最後に、図1(f)に示すように、掘削孔11からケーシングを取外し、空堀部の埋戻しを行い場所打ち杭の工事完了となるが、打設コンクリート養生後に杭頭処理工程を持って標準的な場所打ちコンクリート杭10を完成させる。   Finally, as shown in FIG. 1 (f), the casing is removed from the excavation hole 11, the empty moat is backfilled, and the cast-in-place pile construction is completed. A standard cast-in-place concrete pile 10 is completed.

(拡幅部を備えた場所打ちコンクリート杭工法)
次に、掘削孔11の先端部S又は掘削孔11の中途部Tに形成した拡幅部に、前記発泡剤を添加した膨張するコンクリート12を打設する工法を説明する。
(Cast-in-place concrete pile construction with widened section)
Next, a construction method in which the expanding concrete 12 to which the foaming agent is added is placed in the widened portion formed in the tip portion S of the excavation hole 11 or in the middle portion T of the excavation hole 11 will be described.

図2は、掘削孔11の先端部S又は中途部Tに形成した拡幅部に膨張作用を有する膨張するコンクリート12を打設する工法を説明する説明図である。   FIG. 2 is an explanatory view for explaining a construction method for placing the expanding concrete 12 having an expanding action on the widened portion formed at the tip S or midway T of the excavation hole 11.

掘削孔11の先端部S又は中途部Tが拡幅した拡幅部(先端拡幅部14又は中途拡幅部15)を形成する掘削方法として、拡幅掘削装置(図示せず)を使用する。   A widening excavator (not shown) is used as a drilling method for forming a widened portion (tip widened portion 14 or midway widened portion 15) in which the distal end S or midway portion T of the excavation hole 11 is widened.

すなわち、アースドリル工法における拡幅掘削装置(図示せず)として、地中A内を掘削して掘削孔11を形成するバケット(図示せず)が裾広がり形状を有するものを使用して、掘削孔11の先端部Sが裾広がりの形状にするものが挙げられる。   That is, as a widening excavator (not shown) in the earth drill method, a bucket (not shown) that excavates the inside of the underground A and forms the excavation hole 11 has a flared shape. 11 may have a shape in which the tip portion S of the skirt extends.

または、バケットの上方に先端拡幅部14の上部斜面部Bを掘削する斜面部拡幅ブレード(図示せず)を設け、このブレードをバケットの掘削範囲から外側に突出させることにより、掘削孔11の先端部Sが裾広がりの形状の先端拡幅部14を形成するものでもよい。
この拡幅掘削装置は、掘削孔11を所定の深さまで掘削した後、前記バケットを掘削孔11に挿入し、斜面部拡幅ブレードを開いて掘削孔11拡幅部の上部斜面部Bを掘削するとともに、立ち上り部拡幅ブレードを開いて掘削孔11の下部立ち上り部Cを拡幅させて掘削するものである。
Alternatively, an inclined surface widening blade (not shown) for excavating the upper inclined surface portion B of the distal end widening portion 14 is provided above the bucket, and this blade protrudes outward from the excavation range of the bucket, thereby making the distal end of the excavation hole 11 The portion S may form the tip widened portion 14 having a shape that spreads at the bottom.
In this widening excavator, after excavating the excavation hole 11 to a predetermined depth, the bucket is inserted into the excavation hole 11, and the slope part widening blade is opened to excavate the upper slope part B of the excavation hole 11 widened part, The rising portion widening blade is opened to widen the lower rising portion C of the excavation hole 11 for excavation.

前記拡幅掘削装置により、図2(a)に示すように、掘削孔11の先端部Sに軸部よりも拡大させた先端拡幅部14が形成される。
そして、掘削孔11の先端拡幅部14に膨張作用を有する膨張するコンクリート12を打設する。
すると、気泡19を発生させて膨張しながら掘削孔11の先端拡幅部14に膨張するコンクリート12が充填されるのである。
As shown in FIG. 2A, the widening excavator forms a distal end widened portion 14 that is larger than the shaft portion at the distal end S of the excavation hole 11.
Then, the expanding concrete 12 having an expanding action is placed in the widening end portion 14 of the excavation hole 11.
Then, the expanding concrete is filled in the tip widened portion 14 of the excavation hole 11 while generating and expanding bubbles 19.

このように、先端拡幅部14に膨張作用を有する膨張するコンクリート12を打設し、これが硬化することにより、図2(a)に示すように、掘削孔11の先端部Sは下方への膨張する力が作用する。
また、掘削孔11の先端部Sの内壁面Nからの反力が作用する。
これにより、先端部Sでコンクリート杭10と内壁面Nとが一体になって、先端支持力が増大することになる。
In this way, the expanding concrete 12 having an expanding action is placed on the distal end widening portion 14 and hardened, whereby the distal end S of the excavation hole 11 expands downward as shown in FIG. Force to act.
Further, a reaction force from the inner wall surface N of the tip S of the excavation hole 11 acts.
Thereby, the concrete pile 10 and the inner wall surface N are united with each other at the tip portion S, and the tip support force is increased.

また、掘削孔11の上部斜面部Bでは、コンクリート杭10から掘削孔11への斜め上方への力が作用する。
従って、通常のコンクリート18では作用しない前記斜め上方への力が発生することにより、より周面摩擦力が増大することになる。しかも、引抜抵抗力を増大することになる。
Further, in the upper slope portion B of the excavation hole 11, an obliquely upward force from the concrete pile 10 to the excavation hole 11 acts.
Therefore, the circumferential frictional force is further increased by the generation of the obliquely upward force that does not act on the normal concrete 18. In addition, the pulling resistance is increased.

次に、掘削孔11の中途部Tにおいては、円筒形状のバケットの上方にそのバケットより外方に突出させたブレード等(図示せず)により掘削することで、掘削孔11径より径の大きい中途拡幅部15を形成する。
中途拡幅部15は、掘削孔11内に複数設けることができる。
Next, in the middle portion T of the excavation hole 11, excavation is performed with a blade or the like (not shown) protruding outward from the bucket above the cylindrical bucket, so that the diameter is larger than the diameter of the excavation hole 11. A midway widened portion 15 is formed.
A plurality of midway widening portions 15 can be provided in the excavation hole 11.

そして、図2(b)に示すように、この中途部Tに膨張作用を有する膨張するコンクリート12を打設する。
すると、気泡19を発生させて膨張しながら中途拡幅部15に膨張するコンクリート12が充填されるのである。しかも、この膨張作用により、中途拡幅部15の最外周の角部の狭い部分まで膨張するコンクリート12が充填される。
And as shown in FIG.2 (b), the concrete 12 which expand | swells which has an expansion | swelling action in this middle part T is laid.
Then, the concrete 12 which expands in the midway widened portion 15 while being expanded by generating bubbles 19 is filled. In addition, the expansion action fills the concrete 12 that expands to the narrowest part of the outermost corner of the midway widened portion 15.

これにより、図2(b)に示すように、掘削孔11の中途拡幅部15では、斜め上方及び斜め下方への力がコンクリート杭10外方に向かって作用することになる。
また、これに対する反力が掘削孔11の内壁面Nから作用することになる。
従って、中途拡幅部15において、通常のコンクリート18では作用しない力が発生することにより、より周面摩擦力や引抜抵抗力が増大することになる。
Thereby, as shown in FIG.2 (b), in the midway widening part 15 of the excavation hole 11, the diagonally upward and diagonally downward force acts toward the concrete pile 10 outward.
Further, a reaction force against this acts from the inner wall surface N of the excavation hole 11.
Accordingly, in the midway widened portion 15, a force that does not act on the normal concrete 18 is generated, so that the peripheral surface friction force and the pulling resistance force are further increased.

以上のように、本実施例では掘削孔11の先端部Sでの先端拡幅部14又は中途部Tでの中途拡幅部15に膨張するコンクリート12を打設することにより、膨張するコンクリート12が中途拡幅部15で膨張するため、周面摩擦力や先端支持力が増す。
すなわち、拡幅部分での膨張するコンクリート12の体積を拡大させ、そこに生じる周面摩擦力の増大を図ると共に、周面支持力の増加及び引抜抵抗力の増大を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the concrete 12 that expands is placed in the middle by placing the concrete 12 that expands into the tip widened portion 14 at the tip S of the excavation hole 11 or the middle widened portion 15 at the midway T. Since it expands at the widened portion 15, the peripheral frictional force and the tip support force increase.
That is, it is possible to increase the volume of the expanding concrete 12 at the widened portion, increase the peripheral friction force generated there, and increase the peripheral support force and the pulling resistance force.

(混在の場所打ちコンクリート杭工法)
本実施例では、膨張するコンクリート12と、膨張しない通常のコンクリート18とを混在させてコンクリート杭10を形成するものである。
図3は、膨張するコンクリート12と通常のコンクリート18とを混在させた場所打ちコンクリート杭10を説明する説明図である。
(Mixed cast-in-place concrete pile method)
In this embodiment, the concrete pile 10 is formed by mixing the expanding concrete 12 and the normal concrete 18 that does not expand.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the cast-in-place concrete pile 10 in which the expanding concrete 12 and the normal concrete 18 are mixed.

まず、トレミー管17を通して先端側に発泡剤が添加された膨張するコンクリート12を所定量打設して、この後に通常のコンクリート18をコンクリート杭10の杭頭まで打設する。   First, a predetermined amount of expanding concrete 12 to which a foaming agent is added is placed on the tip side through the tremy pipe 17, and then a normal concrete 18 is placed on the pile head of the concrete pile 10.

これにより、図3(a)に示すように、下部に膨張するコンクリート12層が形成され、上部に通常のコンクリート18層が形成されたコンクリート杭10を築造できる。   Thereby, as shown to Fig.3 (a), the concrete 12 layer which the concrete expand | swells in the lower part is formed, and the concrete pile 10 in which the normal concrete 18 layer was formed in the upper part can be built.

このように、下部には膨張するコンクリート12層が形成されることにより先端支持力が増大されたコンクリート杭10を施工することができる。
特に、下部に膨張するコンクリート12層を形成することにより、先端支持力を増大させたコンクリート杭10を築造することができる。
Thus, the concrete pile 10 in which the tip supporting force is increased by forming the expanding concrete 12 layer in the lower part can be constructed.
In particular, the concrete pile 10 having an increased tip supporting force can be constructed by forming a concrete 12 layer that expands in the lower part.

なお、図3(b)に示すように、膨張するコンクリート12と通常のコンクリート18とを混在させて複数層に形成したコンクリート杭10を形成することができる。その層の数は限定されない。   In addition, as shown in FIG.3 (b), the concrete pile 10 formed in multiple layers can be formed by mixing the concrete 12 which expands, and the normal concrete 18. As shown in FIG. The number of layers is not limited.

また、膨張するコンクリート12の各層で発泡剤の添加量を異ならせて、膨張率を調整しながらコンクリート杭10を構築できる効果を有する。
例えば、下部のコンクリート層では膨張率を高め、上部ではその膨張率を低くしたコンクリート杭10を築造できる。
Moreover, it has the effect that the concrete pile 10 can be constructed | assembled, adjusting the expansion rate by changing the addition amount of a foaming agent in each layer of the concrete 12 which expand | swells.
For example, it is possible to build a concrete pile 10 having a higher expansion coefficient in the lower concrete layer and a lower expansion coefficient in the upper part.

このように、通常のコンクリート18に膨張するコンクリート12を複数層混在させて打設することにより、複数層に応じて掘削孔11内での先端支持力や周面摩擦力及び引抜抵抗力を増大できる効果を有する。   In this way, by placing a plurality of layers of concrete 12 that expands into normal concrete 18 in a mixed manner, the tip support force, circumferential frictional force and pulling resistance force in the excavation hole 11 are increased according to the plurality of layers. It has an effect that can be done.

以上、本発明の場所打ちコンクリート杭工法の実施形態を図面に基づいて説明したが、膨張するコンクリートを用いた場所打ちコンクリート杭工法に基づいて、種々の変形、改良を施した他の実施形態を実施することも可能である。
以下の変形例では、膨張するコンクリートを用いた場所打ちコンクリート杭と既製杭との合成杭の工法である。すなわち、場所打ちコンクリート杭の直杭や先端拡幅杭及び中途部拡幅杭に膨張するコンクリートを打設する場所打ちコンクリート杭工法で、掘削はアースドリル工法、オールケーシング工法、リバース工法、BH工法、深礎工法や地中連続壁工法(壁杭・壁体基礎を含む)等の場所打ちコンクリート杭の上部(杭頭部)に既製杭を建込み、その既製杭の先端部(根入れ部)と膨張するコンクリートとを一体化させて、上部は既製杭で構成され、下部は膨張するコンクリート杭とした場所打ちコンクリート合成杭の工法に実施することも可能である。
As mentioned above, although the embodiment of the cast-in-place concrete pile construction method of this invention was described based on drawing, other embodiment which gave various deformation | transformation and improvement based on the cast-in-place concrete pile construction method using the concrete which expand | swells is shown. It is also possible to implement.
In the following modification, it is the construction method of the composite pile of the cast-in-place concrete pile and the ready-made pile using the expanding concrete. In other words, the cast-in-place concrete pile method that casts concrete that expands into the direct pile, the tip widened pile and the mid-width widened pile of the cast-in-place concrete pile. The excavation is the earth drill method, the all casing method, the reverse method, the BH method, the deep foundation. A prefabricated pile is built on the upper part (pile head) of a cast-in-place concrete pile such as the construction method or continuous underground wall construction method (including wall piles and wall foundations), and the tip part (rooting part) and expansion of the ready-made pile It is also possible to implement the method of cast-in-place concrete composite piles, where the upper part is composed of ready-made piles and the lower part is expanded concrete piles.

(場所打ちコンクリート杭の変形例1)
変形例1では、図5に示すように、掘削孔中の鉄筋カゴに膨張するコンクリート12を打ち込み、さらに膨張するコンクリート12に既製杭20を挿入してコンクリート杭10と既製杭20とからなる合成杭21を形成するものである。なお、図5中の既製杭20としては、一例として鋼製の構真柱を用いる。
(Modification 1 of cast-in-place concrete pile)
In the modified example 1, as shown in FIG. 5, the concrete 12 that is inflated into the rebar cage in the excavation hole, and the pre-made pile 20 is inserted into the concrete 12 that is inflated further, and is composed of the concrete pile 10 and the pre-made pile 20. The pile 21 is formed. In addition, as the ready-made pile 20 in FIG. 5, a steel construction pillar is used as an example.

掘削孔11内に安定液16を充填して掘削孔11の内壁面Nの保護を行う。次に、網目構造を有する鉄筋カゴ13が掘削孔11中に建て込まれる。   The stabilization liquid 16 is filled in the excavation hole 11 to protect the inner wall surface N of the excavation hole 11. Next, a rebar cage 13 having a mesh structure is built in the excavation hole 11.

鉄筋カゴ13が掘削孔11中に建て込まれた掘削孔11にトレミー管17を吊り込む。
次いで、トレミー管17の頭部にポンプを接続し、掘削孔11の先端部Sのスライム(図示せず)を除去する。この後、ミキサー車(図示せず)からそのトレミー管17を通して先端側に発泡剤が添加された膨張するコンクリート12を所定量打設する。
A tremy tube 17 is suspended in the excavation hole 11 in which the reinforcing bar 13 is built in the excavation hole 11.
Next, a pump is connected to the head of the tremy tube 17 to remove slime (not shown) at the tip S of the excavation hole 11. Thereafter, a predetermined amount of expanding concrete 12 to which a foaming agent has been added is placed on the tip side from the mixer truck (not shown) through the treme tube 17.

その後、硬化前の膨張するコンクリート12に既製杭20を挿入して、コンクリート杭10と既製杭20とからなる合成杭21を築造する。   Thereafter, the ready-made pile 20 is inserted into the expanding concrete 12 before hardening, and the composite pile 21 composed of the concrete pile 10 and the ready-made pile 20 is constructed.

このように、下部に膨張するコンクリート12が硬化したコンクリート杭10と既製杭20とを一体化した合成杭21が形成されることにより先端支持力や周面摩擦力及び引抜抵抗力が増大された合成杭21を施工することができる。   Thus, the tip supporting force, the peripheral surface friction force, and the pulling resistance force are increased by forming the composite pile 21 in which the concrete pile 10 in which the concrete 12 that expands in the lower part is hardened and the ready-made pile 20 are formed. The synthetic pile 21 can be constructed.

(場所打ちコンクリート杭の変形例2)
変形例2では、図6に示すように、掘削孔11中に膨張するコンクリート12を打ち込み、さらに膨張するコンクリート12に既製杭20を挿入してコンクリート杭10と既製杭20とからなる合成杭21を形成するものである。なお、図6中の既製杭20としては、一例として鋼製の構真柱を用いる。
(Modification 2 of cast-in-place concrete pile)
In the second modification, as shown in FIG. 6, the concrete 12 that is made of the concrete pile 10 and the ready-made pile 20 is formed by driving the concrete 12 that expands into the excavation hole 11 and inserting the ready-made pile 20 into the expanding concrete 12. Is formed. In addition, as the ready-made pile 20 in FIG. 6, a steel construction pillar is used as an example.

掘削孔11内に安定液16を充填して掘削孔11の内壁面Nの保護を行う。   The stabilization liquid 16 is filled in the excavation hole 11 to protect the inner wall surface N of the excavation hole 11.

掘削孔11にトレミー管17を吊り込む。次いで、トレミー管17の頭部にポンプを接続し、掘削孔11の先端部Sのスライム(図示せず)を除去する。この後、ミキサー車(図示せず)からそのトレミー管17を通して先端側に発泡剤が添加された膨張するコンクリート12を所定量打設する。   A tremy tube 17 is suspended in the excavation hole 11. Next, a pump is connected to the head of the tremy tube 17 to remove slime (not shown) at the tip S of the excavation hole 11. Thereafter, a predetermined amount of expanding concrete 12 to which a foaming agent has been added is placed on the tip side from the mixer truck (not shown) through the treme tube 17.

その後、硬化前の膨張するコンクリート12に既製杭20を挿入して、コンクリート杭10と既製杭20とからなる合成杭21を築造する。   Thereafter, the ready-made pile 20 is inserted into the expanding concrete 12 before hardening, and the composite pile 21 composed of the concrete pile 10 and the ready-made pile 20 is constructed.

このように、下部に膨張するコンクリート12が硬化したコンクリート杭10と既製杭20とを一体化した合成杭21が形成されることにより先端支持力や周面摩擦力及び引抜抵抗力が増大された合成杭21を施工することができる。   Thus, the tip supporting force, the peripheral surface friction force, and the pulling resistance force are increased by forming the composite pile 21 in which the concrete pile 10 in which the concrete 12 that expands in the lower part is hardened and the ready-made pile 20 are formed. The synthetic pile 21 can be constructed.

(場所打ちコンクリート杭の工法の変形例3)
変形例3では、図7に示すように、掘削孔11中に鉄筋カゴ13と既製杭20を一体化して建て込んだ後、膨張する膨張コンクリート12を打ち込み、コンクリート杭10と既製杭20とからなる合成杭21を形成するものである。なお、図7中の既製杭20としては、一例として鋼製の鋼管を用いる。
(Variation 3 of cast-in-place concrete pile method)
In the third modified example, as shown in FIG. 7, after the reinforcing bar 13 and the ready-made pile 20 are integrated and built in the excavation hole 11, the expanding concrete 12 that is expanded is driven, and the concrete pile 10 and the ready-made pile 20 are used. The synthetic pile 21 to be formed is formed. In addition, as the ready-made pile 20 in FIG. 7, a steel steel pipe is used as an example.

掘削孔11内に安定液16を充填して掘削孔11の内壁面Nの保護を行う。次に、網目構造を有する鉄筋カゴ13上部が既製杭20の中空間に挿入固定して一体化される。   The stabilization liquid 16 is filled in the excavation hole 11 to protect the inner wall surface N of the excavation hole 11. Next, the upper part of the rebar cage 13 having a mesh structure is inserted and fixed in the intermediate space of the ready-made pile 20 and integrated.

鉄筋カゴ13と一体化した既製杭20を掘削孔11中に建て込み、既製杭20の内孔を介して掘削孔11にトレミー管17を吊り込む。
次いで、トレミー管17の頭部にポンプを接続し、掘削孔11の先端部Sのスライム(図示せず)を除去する。この後、ミキサー車(図示せず)からそのトレミー管17を通して先端側に発泡剤が添加された膨張するコンクリート12を所定量打設する。
The ready-made pile 20 integrated with the reinforcing steel basket 13 is built in the excavation hole 11, and the tremy pipe 17 is suspended in the excavation hole 11 through the inner hole of the ready-made pile 20.
Next, a pump is connected to the head of the tremy tube 17 to remove slime (not shown) at the tip S of the excavation hole 11. Thereafter, a predetermined amount of expanding concrete 12 to which a foaming agent has been added is placed on the tip side from the mixer truck (not shown) through the treme tube 17.

コンクリート杭10と既製杭20とからなる合成杭21を築造する。すなわち、既製杭20と鉄筋カゴ13は一体化され、既製杭20の中空内に鉄筋カゴ13上部が挿入された形態のまま膨張するコンクリート12が硬化して合成杭21を築造する。   A composite pile 21 composed of the concrete pile 10 and the ready-made pile 20 is constructed. That is, the ready-made pile 20 and the rebar basket 13 are integrated, and the concrete 12 that expands with the form in which the upper part of the rebar basket 13 is inserted into the hollow of the ready-made pile 20 is cured to build the composite pile 21.

このように、下部に膨張コンクリート12が硬化したコンクリート杭10と既製杭20と鉄筋カゴ13を一体化した合成杭21が築造されることにより先端支持力や周面摩擦力及び引抜抵抗力が増大された合成杭21を施工することができる。このように杭頭部に鋼管の既製杭20を用いることにより水平方向の力が印加した場合に充分に杭頭部が耐えうる合成杭21を築造することができる。   In this way, the composite pile 21 in which the concrete pile 10 in which the expanded concrete 12 is hardened, the ready-made pile 20 and the reinforcing steel basket 13 are integrated is constructed in the lower portion, thereby increasing the tip support force, the peripheral friction force, and the pulling resistance force. The constructed synthetic pile 21 can be constructed. Thus, the composite pile 21 which a pile head can endure enough when a horizontal force is applied can be constructed by using the ready-made pile 20 of a steel pipe for the pile head.

(場所打ちコンクリート杭の変形例4)
変形例4では、上述した図7の合成杭工法3と図8の合成杭工法4との違いは、掘削孔内に建て込む鉄筋カゴ13と既製杭20の一体化方法が異なるのみで図8においては既製杭20の先端部(根入れ部)の外周に鉄筋カゴ13上部を重ねて固定して一体化する形態であり、その他の構成は同様であり、同一符号を付して重複説明を省略する。
(Modification 4 of cast-in-place concrete pile)
In the modified example 4, the difference between the synthetic pile method 3 in FIG. 7 and the synthetic pile method 4 in FIG. 8 described above is that only the integration method of the reinforcing bar 13 built in the excavation hole and the ready-made pile 20 is different. Is a form in which the upper part of the reinforcing bar 13 is overlapped and fixed on the outer periphery of the tip part (rooting part) of the ready-made pile 20, and the other configurations are the same, and the same reference numerals are attached and overlapping description is given. Omitted.

図8に示すように、鉄筋カゴ13と既製杭20とコンクリート杭10とからなる合成杭21を築造する。   As shown in FIG. 8, a composite pile 21 composed of a reinforcing bar 13, a ready-made pile 20 and a concrete pile 10 is constructed.

このように、下部に膨張するコンクリート12が硬化したコンクリート杭10と既製杭20と鉄筋カゴ13を一体化した合成杭21が築造されることにより先端支持力や周面摩擦力及び引抜抵抗力が増大された合成杭21を施工することができる。   In this way, the composite pile 21 in which the concrete pile 10 in which the concrete 12 expanding in the lower part is hardened, the ready-made pile 20 and the rebar cage 13 are integrated is constructed, so that the tip support force, the peripheral friction force, and the pulling resistance force are increased. The increased composite pile 21 can be constructed.

なお、図5から図8中の場所打ちコンクリート杭の変形例において、各変形例を既製杭の先端根固めとしての膨張するコンクリートを用いる既製杭根固め工法で実施することも可能である。   In addition, in the modification of the cast-in-place concrete pile in FIGS. 5-8, it is also possible to implement each modification by the ready-made pile root consolidation method using the expanding concrete as the tip root consolidation of a ready-made pile.

(場所打ちコンクリート杭の変形例5)
変形例5では、図9に示すように、掘削孔11中の鉄筋カゴ13上部(杭頭部)に既製杭20をラップさせ一体化して建て込み膨張するコンクリート12を打ち込み、コンクリート杭10と既製杭20付きの鉄筋カゴ13からなる合成杭21を形成するものである。
この合成杭21は杭の曲げ耐力を向上するために、膨張するコンクリートを用いた場所打ちコンクリート杭の杭頭部を突起付き鋼管や縞鋼管、又は素鋼管等により補強した場所打ち鋼管コンクリート杭や炭素繊維管で補強した場所打ちコンクリート杭である。
(Variation 5 of cast-in-place concrete pile)
In the modified example 5, as shown in FIG. 9, the concrete pile 10 is driven into the upper part (pile head) of the reinforcing bar 13 in the excavation hole 11 by wrapping the ready-made pile 20 so as to be integrated and expanded. The synthetic pile 21 which consists of the rebar basket 13 with the pile 20 is formed.
In order to improve the bending strength of the pile, the composite pile 21 is a cast-in-place steel pipe concrete pile in which the pile head of the cast-in-place concrete pile using expanding concrete is reinforced with a steel pipe with protrusions, a striped steel pipe, or a bare steel pipe. Cast-in-place concrete pile reinforced with carbon fiber pipe.

掘削孔11内に安定液16を充填して掘削孔11の内壁面Nの保護を行う。次に、網目構造を有する鉄筋カゴ13に鋼管や炭素繊維管等の既製杭20で補強し掘削孔11中に建て込まれる。   The stabilization liquid 16 is filled in the excavation hole 11 to protect the inner wall surface N of the excavation hole 11. Next, the steel bar 13 having a mesh structure is reinforced with a ready-made pile 20 such as a steel pipe or a carbon fiber pipe and is built in the excavation hole 11.

鉄筋カゴ13の上部に既製杭20を一体化して掘削孔11中に建て込まれ、掘削孔11にトレミー管17を吊り込む。
次いで、トレミー管17の頭部にポンプを接続し、掘削孔11の先端部Sのスライム(図示せず)を除去する。この後、ミキサー車(図示せず)からそのトレミー管17を通して先端側に発泡剤が添加された膨張するコンクリート12を所定量打設する。
The ready-made pile 20 is integrated into the upper part of the reinforcing bar basket 13 and built in the excavation hole 11, and the tremy pipe 17 is suspended in the excavation hole 11.
Next, a pump is connected to the head of the tremy tube 17 to remove slime (not shown) at the tip S of the excavation hole 11. Thereafter, a predetermined amount of expanding concrete 12 to which a foaming agent has been added is placed on the tip side from the mixer truck (not shown) through the treme tube 17.

コンクリート杭10と既製杭20付き鉄筋カゴ13とからなる合成杭21を築造する。すなわち、既製杭20の直径は鉄筋カゴ13の直径より大きいため、既製杭20の中空内に鉄筋カゴ13上部が挿入された形態のまま膨張するコンクリート12が硬化して合成杭21を築造する。   A synthetic pile 21 composed of the concrete pile 10 and the rebar cage 13 with the ready-made pile 20 is constructed. That is, since the diameter of the ready-made pile 20 is larger than the diameter of the reinforcing bar 13, the expanding concrete 12 is hardened while the upper part of the reinforcing bar 13 is inserted into the hollow of the ready-made pile 20, and the composite pile 21 is built.

このように、膨張するコンクリート12が硬化したコンクリート杭10と既製杭20付きの鉄筋カゴ13を一体化した合成杭21が築造されることにより先端支持力や周面摩擦力及び引抜抵抗力が増大された合成杭21を施工することができる。このように杭頭部に既製杭20を用いることにより水平方向の力が印加した場合に充分に杭頭部が耐えうる合成杭を築造することができる。   As described above, the composite pile 21 in which the concrete pile 10 in which the expanding concrete 12 is hardened and the rebar cage 13 with the ready-made pile 20 is integrated is built, thereby increasing the tip support force, the peripheral friction force, and the pulling resistance force. The constructed synthetic pile 21 can be constructed. In this way, by using the ready-made pile 20 for the pile head, it is possible to build a synthetic pile that the pile head can sufficiently withstand when a horizontal force is applied.

また、既製杭の外周又は内周には、突起又は凹凸を設けることでコンクリート杭との結合を増すように構成してもよい。   Moreover, you may comprise so that a coupling | bonding with a concrete pile may be increased by providing a protrusion or an unevenness | corrugation in the outer periphery or inner periphery of a ready-made pile.

なお、上述した既製杭20としては、鋼杭や既製コンクリート杭であり、鋼杭は鋼管杭、H型鋼杭、構真柱杭等であり、或いは、既製コンクリ―ト杭はPHC杭(Pretensioned Spun High Strength concrete Piles)、ST杭(Step Tapered Piles)、節杭(Nodular Piles)、SC杭(Steel Composite Concrete Piles)、PRC杭(Pretensioned & Reniforced Spun High Strength Concrete Piles)、SL杭(Slip Layer Compund Piles)等である。   The above-mentioned ready-made pile 20 is a steel pile or a ready-made concrete pile. High Strength Concrete Piles), ST Pile (Step Tapered Piles), Nodal Piles, SC Pile (Steel Composite Concrete Piles), PRC Pile (Pretensioned & Reniforced Spun High Strength Concrete Piles), SL Pile (Slip Layer Compund Piles) ) Etc.

なお、膨張するコンクリートには繊維物質を含有するようにしてもよい。繊維物質としては、例えばスチールファイバー、ビニロンファイバー、炭素繊維、ワラストナイト繊維等である。繊維物質を含有した膨張するコンクリートはひび割れ抵抗性や靱性及び強度が向上する効果がある。   Note that the expanding concrete may contain a fiber material. Examples of the fiber material include steel fiber, vinylon fiber, carbon fiber, and wollastonite fiber. Expanding concrete containing fiber material has the effect of improving crack resistance, toughness and strength.

上述した図5から図9中の杭の形状は、膨張するコンクリートを用いた場所打ちコンクリート杭のストレート杭(直杭)であるが、図3に示すように掘削孔の先端を膨張するコンクリートを打設し、その上部に通常のコンクリートを打設した形態であってもよい。その他、膨張するコンクリートを用いた場所打ちコンクリート杭の先端拡幅杭や中途部拡幅杭、及び先端拡幅や中途部拡幅を含む地中連続壁杭(壁杭・壁体基礎を含む)に応用することも可能である。   The shapes of the piles in FIGS. 5 to 9 described above are straight piles (straight piles) of cast-in-place concrete piles using expanding concrete. However, as shown in FIG. It may be in a form in which ordinary concrete is cast on the top. In addition, application to tip widening piles and midway widening piles of cast-in-place concrete piles using expanding concrete, and underground continuous wall piles including tip widening and midway widening (including wall piles and wall foundations) Is also possible.

(場所打ち杭工法の変形例)
本発明の場所打ち杭工法は、地中内に形成した掘削孔にセメント流動物を打設または注入する基礎工法であって、掘削孔には予め膨張作用を有する発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入し、セメント流動物を逆テーパー形状に発泡膨張させて、膨張して硬化するセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起する基礎杭を築造する工法であるが、変形例の工法としては、基礎杭および基礎体を築造する工法である。
(Modification of cast-in-place pile method)
The cast-in-place pile method of the present invention is a basic method for placing or injecting a cement fluid into an excavation hole formed in the ground, and the cement fluid in which a foaming agent having an expansion action is added to the excavation hole in advance. This is a method of constructing a foundation pile in which the cement fluid is foamed and expanded into a reverse taper shape and the cement fluid that expands and hardens generates an expansion pressure in the reverse taper shape. The construction method is to construct foundation piles and foundation bodies.

図示はしないが、基礎杭を築造するマイクロパイル、アンカー体の基礎体を築造するグラウンドアンカー、壁杭の基礎杭や壁体の基礎体を築造する地中壁基礎・地中連続壁基礎、底盤の基礎体を築造するケーソン基礎や鋼管矢板基礎、補強体の基礎体を築造する地山補強土工やグラウト工等の基礎工法である。   Although not shown, micropile for building foundation piles, ground anchors for building anchor foundations, underground wall foundations and continuous wall foundations for building foundation piles for wall piles and wall foundations, bottoms These are foundation methods such as caisson foundations and steel pipe sheet pile foundations for building the foundations of foundations, and earthen reinforcement earthworks and grouting works for building foundations of reinforcement bodies.

これらの基礎工法は、地中内に形成した掘削孔中にセメント流動物を打設または注入し、基礎杭や基礎体を築造する工法であるので、予め発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入して、セメント流動物を逆テーパー形状に発泡膨張させることができるので、掘削孔の水圧等の加圧下において、膨張して硬化するセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起する基礎杭や基礎体を築造することができる。   Since these foundation methods are methods of constructing foundation piles and foundations by pouring or injecting cement fluid into the excavation holes formed in the ground, cement fluid to which a foaming agent has been added in advance is applied. Since the cement fluid can be foamed and expanded in a reverse taper shape by installing or injecting, the cement fluid that expands and hardens under a pressure such as the hydraulic pressure in the drilling hole generates an expansion pressure in the reverse taper shape. Foundation piles and foundation bodies can be built.

[膨張するコンクリートの実証試験]
以下、発泡剤のアルミニウム粉末を添加した膨張するセメント流動物の実証試験について詳説する。実証試験を行うにあたり、8種類の配合例を作製し各配合例を順次説明したのち考察している。
[配合例A]
配合例Aは、発泡剤のアルミニウム粉末とセメントペースト(水、普通ポルトランドセメント、高性能AE減水剤標準形)と配合したセメントミルクである。
図10は、セメントミルクとしてのセメントペースト(水、普通ポルトランドセメント、高性能AE減水剤標準形)にアルミニウム粉末の量を変えて添加した場合の膨張率を示すグラフである。セメントペーストとアルミニウム粉末の配合例は表1の通りとなる。
[Verification test of expanding concrete]
Hereinafter, the verification test of the expanding cement fluid to which the aluminum powder of the foaming agent is added will be described in detail. In conducting the demonstration test, eight types of blending examples are prepared and each blending example is sequentially explained and considered.
[Composition Example A]
Formulation example A is cement milk blended with aluminum powder as a foaming agent and cement paste (water, ordinary Portland cement, high-performance AE water reducing agent standard form).
FIG. 10 is a graph showing the expansion rate when the amount of aluminum powder is changed and added to cement paste (water, normal Portland cement, high-performance AE water reducing agent standard form) as cement milk. Table 1 shows an example of blending cement paste and aluminum powder.

Figure 0006139749
J14ロート流下時間 25秒
・アルミニウム粉末(セルメックP)の添加量は表2に示す。
Figure 0006139749
J2 funnel flow time 25 seconds. The amount of aluminum powder (Celmec P) added is shown in Table 2.

Figure 0006139749
膨張率試験は、土木学会規準(JSCE−F 522)プレバックドコンクリートの注入モルタルの膨張率試験方法(ポリエチレン袋方法)によって測定した。
Figure 0006139749
The expansion coefficient test was measured by the method of expansion coefficient test (polyethylene bag method) of injection mortar of the Japan Society of Civil Engineers (JSCE-F 522) pre-backed concrete.

すなわち、図10に示すグラフは発泡剤のアルミニウム粉末の添加量とセメントミルクの膨張率との関係を示すものである。
発泡剤のアルミニウム粉末の添加量0g/m、50g/m、100g/m、150g/m、200g/mによるセメントミルクの膨張率を示した。
アルミニウム粉末の添加量100g/mから200g/mの範囲における膨張率は、点線で示す予測的な近似直線から得ることができる。
That is, the graph shown in FIG. 10 shows the relationship between the amount of aluminum powder added as a foaming agent and the expansion rate of cement milk.
The expansion rate of the cement milk was shown by the addition amount of the aluminum powder of the foaming agent of 0 g / m 3 , 50 g / m 3 , 100 g / m 3 , 150 g / m 3 , and 200 g / m 3 .
The expansion coefficient in the range of the addition amount of aluminum powder from 100 g / m 3 to 200 g / m 3 can be obtained from a predictive approximate straight line indicated by a dotted line.

セメントミルクの膨張率は、セメント質量に対してアルミニウム粉末の添加量の増加に応じて略直線的に増加する相関関係があることから、表2のアルミニウム粉末の添加量が0g/m、50g/m、100g/mの場合のそれぞれの膨張率は、0%、5%、8%であるので、アルミニウム粉末の添加量が10g/m、150g/m、200g/mの膨張率は予測的な近似直線から1%、12%、16%と推定でき、アルミニウム粉末の添加量で膨張率を適宜調整することができる。 Since the expansion rate of cement milk has a correlation that increases substantially linearly with the increase in the amount of aluminum powder added to the cement mass, the amount of aluminum powder added in Table 2 is 0 g / m 3 , 50 g. In the case of / m 3 and 100 g / m 3 , the respective expansion coefficients are 0%, 5%, and 8%, so that the amount of aluminum powder added is 10 g / m 3 , 150 g / m 3 , and 200 g / m 3 . The expansion coefficient can be estimated as 1%, 12%, and 16% from a predictive approximate line, and the expansion coefficient can be appropriately adjusted by the amount of aluminum powder added.

また、アルミニウム粉末の添加量50g/m、100g/mは、セメント質量に対して、それぞれ0.8g、1.5gであって(表2参照)、セメント質量25kgに対して、0.0032%、0.006%の添加率で、10g/m、150g/m、200g/mは表2及び図10から10g/mは0.155g、150g/mは2.32g、200g/mは3.1gと推定でき、約0.00062%、約0.0092%、約0.0124%の添加率である。 Further, the addition amounts of aluminum powder of 50 g / m 3 and 100 g / m 3 are 0.8 g and 1.5 g, respectively, with respect to the cement mass (see Table 2). 10 g / m 3 , 150 g / m 3 , 200 g / m 3 are Table 2 and 10 g / m 3 are 0.155 g and 150 g / m 3 are 2.32 g at an addition rate of 0032% and 0.006%. 200 g / m 3 can be estimated to be 3.1 g, and the addition rates are about 0.00062%, about 0.0092%, and about 0.0124%.

よって、発泡剤を添加したセメントミルクの膨張率が1%から16%を生起するアルミニウム粉末の添加量は、セメント質量に対して約0.00062%から約0.0124%である。   Therefore, the addition amount of aluminum powder that causes the expansion rate of cement milk to which the foaming agent is added to be 1% to 16% is about 0.00062% to about 0.0124% with respect to the cement mass.

[配合例B]
配合例Bは、発泡剤のアルミニウム粉末とモルタル(セメント+水+細骨材:砂等)を配合したモルタルである。表3は配合材料を示すものである。表4は配合材料の配合量を示したものである。表5は表4のとおり発泡剤のアルミニウム粉末入りモルタルを配合してその膨張率を示すものである。
[Composition Example B]
Formulation example B is a mortar in which aluminum powder as a foaming agent and mortar (cement + water + fine aggregate: sand, etc.) are blended. Table 3 shows the compounding materials. Table 4 shows the blending amounts of the blending materials. Table 5 shows the expansion rate of a mortar containing aluminum powder as a foaming agent as shown in Table 4.

Figure 0006139749
Figure 0006139749

Figure 0006139749
Figure 0006139749

Figure 0006139749
膨張率試験は、土木学会規準(JSCE−F 522)プレバックドコンクリートの注入モルタルブリーディング率および膨張率試験方法(ポリエチレン袋方法)によって測定した。
Figure 0006139749
The expansion rate test was measured by the Japan Society of Civil Engineers standard (JSCE-F 522) pre-backed concrete injection mortar bleeding rate and expansion rate test method (polyethylene bag method).

すなわち、図11に示すグラフは、発泡剤のアルミニウム粉末の添加率によるモルタルの膨張率との関係を示すものである。   That is, the graph shown in FIG. 11 shows the relationship with the expansion rate of the mortar depending on the addition rate of the aluminum powder of the foaming agent.

モルタルの膨張率は、セメント質量に対してアルミニウム粉末の添加量の増加に応じて略直線的に増加する相関関係があることから、表4のアルミニウム粉末添加量が0g/m、20g/m、40g/mの場合のそれぞれの膨張率は、0%、1.09%、2.53%であり、予測的な近似直線を描くことで、アルミニウム粉末添加量が230g/mの場合は膨張率16.3%と推定でき、アルミニウム粉末の添加量で膨張率を適宜調整することができる。 The expansion rate of mortar has a correlation that increases substantially linearly with the increase in the amount of aluminum powder added to the cement mass. Therefore, the amounts of aluminum powder added in Table 4 are 0 g / m 3 and 20 g / m. 3 and 40 g / m 3 , the respective expansion coefficients are 0%, 1.09% and 2.53%, and by drawing a predictive approximate line, the amount of aluminum powder added is 230 g / m 3 . In this case, it can be estimated that the expansion coefficient is 16.3%, and the expansion coefficient can be appropriately adjusted by adding the aluminum powder.

このアルミニウム粉末の添加量20g/m、40g/m、230/mはセメント質量681kg/mに対して、それぞれ0.003%、0.006%、0.0337%となり、膨張率が1%と16%は図11より、それぞれ18g/m、226g/mと推定され、アルミニウム粉末の添加率はそれぞれ約0.0026%、約0.0332%である。 The addition amounts of aluminum powder of 20 g / m 3 , 40 g / m 3 , and 230 / m 3 are 0.003%, 0.006%, and 0.0337% with respect to the cement mass of 681 kg / m 3 , respectively. There than 11 1% and 16%, estimated to each 18g / m 3, 226g / m 3, about 0.0026% addition of aluminum powder, respectively, it is about 0.0332%.

よって、発泡剤を添加したモルタルの膨張率が1%から16%を生起するアルミニウム粉末の添加量は、セメント質量に対して約0.0026%から約0.0332%である。   Therefore, the addition amount of the aluminum powder causing the expansion rate of the mortar to which the blowing agent is added to be 1% to 16% is about 0.0026% to about 0.0332% with respect to the cement mass.

[配合例C]
ここで、普通ポルトランドセメントを用いた膨張性コンクリート(スランプ配合)において、表6(使用材料表)、表7(コンクリート配合表)、表8(コンクリート試験結果)の基づき、コンクリートの膨張性と拘束なしの場合と拘束下の場合において圧縮強度の実証試験を行った。図12は、アルミニウム粉末添加率と膨張量の推移を示すグラフであり、図13は、拘束なしの場合と拘束下の場合における横軸にアルミニウム添加量と縦軸に強度との関係を示すグラフである。
セメント質量344kgに対して、アルミニウム粉末の添加量0g、20g、40gの場合のセメント比は0%、0.0058%、0.0116%と算出される。また、アルミニウム粉末の添加量に応じた各膨張率は、−0.38%、0.26%、1.58%となる。なお、水セメント比は45%である。
図43中の配合例Cに示すように、アルミニウム粉末を添加したコンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量に応じて略直線的に増加するため、所定の膨張率を得たい場合には、予測的に近似直線を描いてアルミニウム粉末の添加量を算出することができる。
従って、アルミニウム粉末を添加率0.025%で添加した場合には、コンクリートの膨張率が予測的な近似直線から約4.5%と予測できる。添加率0.030%で膨張率5.6%である。よって、コンクリートの膨張率は、アルミニウム粉末の添加量で適宜調整することができる。
図13のグラフについて考察すると、拘束なしにおいては、アルミニウム粉末の添加率が多くなると強度低下は略直線的に低下し、発泡剤のアルミニウム粉末の添加率が0.0058%の場合は低減強度率89.76%となり、アルミニウム粉末の添加率が0.0116%の場合は低減強度率74.9%となり、予測的に添加率0.025%の場合は低減強度率45.36%と添加率0.030%で低減強度率33.78%と予測することができる。
拘束下においては、アルミニウム粉末の添加率が0.0058%の場合は低減強度率94%となり、アルミニウム粉末の添加率が0.0116%の場合は低減強度率94.98%となり、予測的に添加率0.025%の場合は低減強度率89.18%と添加率0.030%で低減強度率86.87%と予測することができる。
このグラフから拘束下においては圧縮強度が大きく低下しないことが明らかである。
[Composition Example C]
Here, in the expansive concrete (slump blend) using ordinary Portland cement, the expansibility and restraint of concrete based on Table 6 (materials used table), Table 7 (concrete blend table), and Table 8 (concrete test results). A demonstration test of compressive strength was conducted in the case of none and in the case of restraint. FIG. 12 is a graph showing the transition of the aluminum powder addition rate and the expansion amount, and FIG. 13 is a graph showing the relationship between the aluminum addition amount on the horizontal axis and the strength on the vertical axis in the case of no restraint and in the case of restraint. It is.
The cement ratio when the added amount of aluminum powder is 0 g, 20 g, and 40 g with respect to the cement mass of 344 kg is calculated as 0%, 0.0058%, and 0.0116%. Moreover, each expansion coefficient according to the addition amount of aluminum powder will be -0.38%, 0.26%, and 1.58%. The water cement ratio is 45%.
As shown in Formulation Example C in FIG. 43, the expansion coefficient of the concrete to which aluminum powder is added increases approximately linearly according to the amount of aluminum powder added. Thus, the amount of aluminum powder added can be calculated by drawing an approximate straight line.
Therefore, when aluminum powder is added at an addition rate of 0.025%, the expansion rate of concrete can be predicted to be about 4.5% from a predictive approximate line. The addition rate is 0.030% and the expansion rate is 5.6%. Therefore, the expansion rate of concrete can be appropriately adjusted by the amount of aluminum powder added.
Considering the graph of FIG. 13, without restraint, the strength reduction decreases substantially linearly as the addition rate of aluminum powder increases, and the reduction strength rate when the addition rate of aluminum powder in the foaming agent is 0.0058%. When the addition rate of aluminum powder is 0.0116%, the reduction strength rate is 74.9%, and when the addition rate is 0.025%, the reduction strength rate is 45.36%. It can be predicted that the reduced strength rate is 33.78% at 0.030%.
Under restraint, when the addition rate of the aluminum powder is 0.0058%, the reduction strength rate is 94%, and when the addition rate of the aluminum powder is 0.0116%, the reduction strength rate is 94.98%. When the addition rate is 0.025%, it can be predicted that the reduced strength rate is 89.18% and the added strength rate is 0.030%, and the reduced strength rate is 86.87%.
From this graph, it is clear that the compressive strength is not significantly reduced under restraint.

Figure 0006139749
Figure 0006139749

Figure 0006139749
Figure 0006139749

Figure 0006139749
・膨張は2時間程度で開始し、4から5時間程度で終了した(図12参照)。
・供試体の拘束がない場合の強度低下は、膨張率1.5%程度で25%低下した。
・供試体を拘束することで強度低下を抑えることが出来る。
Figure 0006139749
Expansion started in about 2 hours and ended in about 4 to 5 hours (see FIG. 12).
-The decrease in strength when the specimen was not restrained was reduced by 25% at an expansion rate of about 1.5%.
-The strength reduction can be suppressed by restraining the specimen.

[膨張するコンクリートの実証試験]
以下において膨張性コンクリートの各種実証試験を行い、発泡剤のアルミニウム粉末を添加した膨張性コンクリートの実証試験について詳説する。実証試験を行うにあたり、5種類の配合例を作製し、各配合例を順次説明したのち考察している。
[Verification test of expanding concrete]
In the following, various demonstration tests of expansive concrete will be conducted, and the demonstration test of expansible concrete to which aluminum powder as a foaming agent is added will be described in detail. In conducting the demonstration test, five kinds of blending examples are prepared, and after discussing each blending example in order, consideration is given.

[配合例1]
図14は配合例1に使用する材料を表わした一覧であり、図15は配合例1の使用材料の配合量を表わし、図16は配合例1におけるAL(アルミニウム粉末)添加量を変化させた時のフレッシュ試験と膨張率を表わした一覧であり、図17は配合例1の膨張率と経過時間との関係を示すグラフであり、図18は配合例1におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフである。
[Formulation Example 1]
FIG. 14 is a list showing materials used in Formulation Example 1, FIG. 15 shows the amount of materials used in Formulation Example 1, and FIG. 16 shows the amount of AL (aluminum powder) added in Formulation Example 1 varied. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the expansion rate and the elapsed time in Formulation Example 1, and FIG. 18 is a regression of the AL addition amount and the expansion rate in Formulation Example 1. It is a graph which shows a type | formula.

配合例1では、普通ポルトランドセメントを用いた膨張性高流動コンクリートである。図16に示すように発泡剤のアルミニウム粉末の添加率(セメント質量比)セメント量500kgに対してアルミニウム粉末を15g、30g、45gはセメント比、それぞれ0.003%、0.006%、0.009%と算出される。また、アルミニウム粉末の添加量に応じた膨張率は、0.2%、1.0%、2.5%となる。なお、水セメント比は35%である。   In Formulation Example 1, it is an expandable high-fluidity concrete using ordinary Portland cement. As shown in FIG. 16, the addition rate of aluminum powder as a foaming agent (cement mass ratio) 15 g, 30 g, and 45 g of aluminum powder with respect to 500 kg of cement are cement ratios of 0.003%, 0.006%,. It is calculated as 009%. Moreover, the expansion coefficient according to the amount of aluminum powder added is 0.2%, 1.0%, and 2.5%. The water cement ratio is 35%.

図18に示すように、アルミニウム粉末を添加したコンクリートの膨張率は、アルミニウム粉末の添加量に応じて略直線的に増加するため、所定の膨張率を得たい場合にはアルミニウム粉末添加量と膨張率との回帰式 y=0.078X−1.0733又は予測的に近似直線を描いてアルミニウム粉末の添加量を算出することができる。   As shown in FIG. 18, the expansion rate of the concrete to which aluminum powder is added increases substantially linearly according to the amount of aluminum powder added. Regression equation with rate y = 0.078X−1.0733 or an approximate straight line can be drawn in a predictive manner to calculate the amount of aluminum powder added.

従って、図43の配合例1に示すように、回帰式により、アルミニウム粉末の添加率が0.012%でコンクリートの膨張率は約3.6%、添加率が0.015%で膨張率は約4.77%、添加率が0.020で膨張率は約6.72%、添加率が0.025%で膨張率は約8.67%、添加率が0.030%で膨張率は約10.62%と算出でき、コンクリートの膨張率1%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0053%で、膨張率16%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0437%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%から16%を生起するアルミニウム粉末の添加量はセメント質量に対して約0.0053%から約0.0437%である。   Therefore, as shown in Formulation Example 1 of FIG. 43, according to a regression equation, the expansion rate of concrete is about 3.6%, the addition rate is 0.015%, and the expansion rate is 0.012% when the addition rate of aluminum powder is 0.012%. About 4.77%, addition rate is 0.020, expansion rate is about 6.72%, addition rate is 0.025%, expansion rate is about 8.67%, addition rate is 0.030%, expansion rate is It can be calculated as about 10.62%, the addition rate of aluminum powder with an expansion rate of 1% of concrete is about 0.0053%, and the addition rate of aluminum powder with an expansion rate of 16% can be calculated as about 0.0437%. The amount of aluminum powder added causing an expansion ratio of 1% to 16% is about 0.0053% to about 0.0437% with respect to the cement mass.

よって、コンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量から算出することができるので、アルミニウム粉末の添加量を適宜調整することでコンクリートの膨張率を設定することができる。   Therefore, since the expansion coefficient of concrete can be calculated from the addition amount of aluminum powder, the expansion coefficient of concrete can be set by appropriately adjusting the addition amount of aluminum powder.

[配合例2]
図19は配合例2に使用する材料を表わした一覧であり、図20は配合例2の使用材料の配合量を表わし、図21は配合例2におけるAL添加量を変化させた時のフレッシュ試験と膨張率を表わした一覧であり、図22は配合例2におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフである。
[Formulation Example 2]
19 is a list showing materials used in Formulation Example 2, FIG. 20 shows the amount of materials used in Formulation Example 2, and FIG. 21 is a fresh test when the AL addition amount in Formulation Example 2 is changed. FIG. 22 is a graph showing a regression equation of the AL addition amount and the expansion coefficient in Formulation Example 2.

配合例2では、高炉セメントB種を用いた膨張性高流動コンクリートである。図21に示すように発泡剤のアルミニウム粉末の添加率(セメント質量比)セメント量407kgに対してアルミニウム粉末を0g、25g、37.5g、50gはセメント比、それぞれ0%、0.006%、0.009%、0.012%と算出される。また、アルミニウム粉末の添加量に応じた膨張率は、−0.3%、0.5%、1.35%、1.98%となる。なお、水セメント比は43%である。   In compounding example 2, it is an expandable high-fluidity concrete using blast furnace cement type B. As shown in FIG. 21, the addition rate of aluminum powder as a foaming agent (cement mass ratio) 0 g, 25 g, 37.5 g, and 50 g of the aluminum powder with respect to the cement amount of 407 kg are the cement ratios of 0%, 0.006%, It is calculated as 0.009% and 0.012%. Moreover, the expansion coefficient according to the addition amount of the aluminum powder is −0.3%, 0.5%, 1.35%, and 1.98%. The water cement ratio is 43%.

図22に示すように、アルミニウム粉末を添加したコンクリートの膨張率は、アルミニウム粉末の添加量に応じて略直線的に増加するため、所定の膨張率を得たい場合にはアルミニウム粉末添加量と膨張率との回帰式 y=0.0592X−0.9433又は予測的に近似直線を描いてアルミニウム粉末の添加量を算出することができる。   As shown in FIG. 22, the expansion rate of concrete to which aluminum powder is added increases substantially linearly according to the amount of aluminum powder added. Regression equation with rate y = 0.0592X−0.9433 or an approximate straight line can be drawn to predict the amount of aluminum powder added.

従って、図43の配合例2に示すように、回帰式により、アルミニウム粉末の添加率が0.015%でコンクリートの膨張率は約2.67%で、添加率が0.020%で膨張率は約3.87%、添加率が0.025%で膨張率は約5.08%、添加率が0.03%で膨張率は約6.28%と算出でき、コンクリートの膨張率1%のアルミニウム粉末の添加率は約0.008%で、膨張率16%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0703%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%から16%を生起する発泡剤のアルミニウム粉末の添加量は、セメント質量に対して0.008%から0.0703%である。   Therefore, as shown in Formulation Example 2 of FIG. 43, according to the regression equation, the addition rate of aluminum powder is 0.015%, the expansion rate of concrete is about 2.67%, the addition rate is 0.020%, and the expansion rate. Is about 3.87%, addition rate is 0.025%, expansion rate is about 5.08%, addition rate is 0.03%, expansion rate can be calculated as about 6.28%, concrete expansion rate is 1% The addition rate of aluminum powder is about 0.008%, the addition rate of aluminum powder with an expansion rate of 16% can be calculated to be about 0.0703%, and the expansion rate of concrete is 1% to 16%. The amount of aluminum powder added is 0.008% to 0.0703% with respect to the cement mass.

よって、コンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量から算出することができるので、アルミニウム粉末の添加量を適宜調整することでコンクリートの膨張率を設定することができる。   Therefore, since the expansion coefficient of concrete can be calculated from the addition amount of aluminum powder, the expansion coefficient of concrete can be set by appropriately adjusting the addition amount of aluminum powder.

また、配合例2の実質膨張率は、アルミニウム粉末の添加率0%でコンクリートの膨張率−0.3%であるのでアルミニウム粉末の添加率0.030%においては0.3%+6.28%=6.58%である。   In addition, since the expansion rate of the addition example 2 is 0% for the aluminum powder and the expansion rate for the concrete is -0.3%, the mixing rate is 0.3% + 6.28% at the addition rate 0.030% for the aluminum powder. = 6.58%.

[配合例3]
図23は配合例3に使用する材料を表わした一覧であり、図24は配合例3の使用材料の配合量を表わし、図25はコンクリートのフレッシュ試験の結果を表わした一覧であり、図26は配合例3におけるAL添加量を変化させた時のフレッシュ試験と膨張率を表わした一覧であり、図27はAL添加量と膨張率測定結果を表わした一覧であり、図28は配合例3の膨張率と経過時間との関係を示すグラフであり、図29は配合例3におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフである。
[Composition Example 3]
FIG. 23 is a list showing materials used in the blending example 3, FIG. 24 is a list showing blending amounts of the materials used in the blending example 3, and FIG. 25 is a list showing the results of the fresh test of concrete. FIG. 27 is a list showing the fresh test and the expansion rate when the AL addition amount is changed in Formulation Example 3, FIG. 27 is a list showing the AL addition amount and the expansion coefficient measurement result, and FIG. 29 is a graph showing the relationship between the expansion rate and elapsed time, and FIG. 29 is a graph showing the regression formula of the AL addition amount and the expansion rate in Formulation Example 3.

配合例3では、低熱ポルトランドセメントを用いた膨張性高流動コンクリートである。図26に示すように発泡剤のアルミニウム粉末の添加率(セメント質量比)セメント量500kgに対してアルミニウム粉末を20g、40g、60gはセメント比、それぞれ0.004%、0.008%、0.012%と算出される。また、アルミニウム粉末の添加量に応じた膨張率は、0.94%、3.28%、4.67%となる。なお、水セメント比は34%である。   In Formulation Example 3, it is an expandable high-fluidity concrete using a low heat Portland cement. As shown in FIG. 26, the addition ratio of aluminum powder as a foaming agent (cement mass ratio) 20 g, 40 g, and 60 g of aluminum powder with respect to 500 kg of cement are cement ratios of 0.004%, 0.008%,. It is calculated as 012%. Moreover, the expansion coefficient according to the amount of aluminum powder added is 0.94%, 3.28%, and 4.67%. The water cement ratio is 34%.

図29に示すように、アルミニウム粉末を添加したコンクリートの膨張率は、アルミニウム粉末の添加量に応じて略直線的に増加するため、所定の膨張率を得たい場合にはアルミニウム粉末添加量と膨張率との回帰式 y=0.0935X−0.78又は予測的に近似直線を描いてアルミニウム粉末の添加量を算出することができる。   As shown in FIG. 29, the expansion rate of concrete to which aluminum powder is added increases substantially linearly according to the amount of aluminum powder added. Regression equation with rate y = 0.0935X−0.78 or an approximate straight line can be drawn in a predictive manner to calculate the amount of aluminum powder added.

従って、図43の配合例3に示すように、回帰式により、アルミニウム粉末の添加率が0.015%でコンクリートの膨張率は約6.23%で、添加率が0.020%で膨張率は約8.57%、添加率が0.025%で膨張率は約10.9%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0038%で、膨張率が16%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0358%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%から16%を生起する発泡剤のアルミニウム粉末の添加量は、セメント質量に対して約0.0038%から約0.0358%である。   Therefore, as shown in Formulation Example 3 of FIG. 43, according to the regression equation, the addition rate of aluminum powder is 0.015%, the expansion rate of concrete is about 6.23%, and the expansion rate is 0.020%. Is approximately 8.57%, the addition rate is 0.025%, and the expansion rate can be calculated to be about 10.9%. The addition rate of aluminum powder with 1% concrete expansion rate is about 0.0038%, and the expansion rate The addition rate of 16% aluminum powder can be calculated to be about 0.0358%, and the addition amount of blowing agent aluminum powder that causes the expansion rate of concrete to be 1% to 16% is about 0.000% of the cement mass. From 0038% to about 0.0358%.

よって、コンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量から算出することができるので、アルミニウム粉末の添加量を適宜調整することでコンクリートの膨張率を設定することができる。   Therefore, since the expansion coefficient of concrete can be calculated from the addition amount of aluminum powder, the expansion coefficient of concrete can be set by appropriately adjusting the addition amount of aluminum powder.

[配合例4]
図30は配合例4および5に使用する材料を表わした一覧であり、図31は(a)配合条件・試験、(b)使用ミキサ・練り混ぜ方法を表わした一覧であり、図32は配合例4の使用材料の配合量を表わした一覧であり、図33は配合例4におけるAL添加量を変化させた時のコンクリート試験結果を表わした一覧であり、図34は配合例4の膨張率と経過時間との関係を示すグラフであり、図35は配合例4におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフである。
[Formulation Example 4]
FIG. 30 is a list showing materials used in Formulation Examples 4 and 5, FIG. 31 is a list showing (a) blending conditions and tests, (b) used mixers and mixing methods, and FIG. 32 is a blend. FIG. 33 is a list showing the blending amounts of the materials used in Example 4, FIG. 33 is a list showing the concrete test results when the AL addition amount in Blending Example 4 is changed, and FIG. 35 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the elapsed time, and FIG.

配合例4では、普通ポルトランドセメントを用いた膨張性コンクリート(スランプ配合18cm)である。図33に示すように発泡剤のアルミニウム粉末の添加率(セメント質量比)セメント量370kgに対してアルミニウム粉末を0g、30g、37g、44gはセメント比、それぞれ0%、0.008%、0.010%、0.012%と算出される。また、アルミニウム粉末の添加量に応じた膨張率は、−0.89%、−0.52%、−0.26%、−0.02%となる。なお、水セメント比は50%である。   In compounding example 4, it is expansive concrete (slump compounding 18 cm) using ordinary Portland cement. As shown in FIG. 33, the addition ratio of aluminum powder as a foaming agent (cement mass ratio) 0 g, 30 g, 37 g and 44 g of the aluminum powder with respect to the amount of cement of 370 kg are the cement ratios of 0%, 0.008%,. It is calculated as 010% and 0.012%. Moreover, the expansion coefficient according to the addition amount of aluminum powder is −0.89%, −0.52%, −0.26%, and −0.02%. The water cement ratio is 50%.

図35に示すように、アルミニウム粉末を添加したコンクリートの膨張率は、アルミニウム粉末の添加量に応じて略直線的に増加するため、所定の膨張率を得たい場合にはアルミニウム粉末添加量と膨張率との回帰式 y=0.0357X−1.5881又は予測的に近似直線を描いてアルミニウム粉末の添加量を算出することができる。   As shown in FIG. 35, the expansion rate of the concrete to which aluminum powder is added increases substantially linearly according to the amount of aluminum powder added. Regression equation with rate The amount of aluminum powder added can be calculated by drawing an approximate straight line y = 0.0357X-1.5881 or predictively.

従って、図43の配合例4に示すように、回帰式より、アルミニウム粉末の添加率が0.015%でコンクリートの膨張率は約0.39%で、添加率が0.020%で膨張率は約1.05%、添加率が0.025%で膨張率は約1.71%、添加率が0.03%で膨張率は約2.37%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0195%で、膨張率が16%のアルミニウム粉末の添加率は約0.1331%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%から16%を生起する発泡剤のアルミニウム粉末添加量は、セメント質量に対して約0.0195%から約0.1331%である。   Therefore, as shown in Formulation Example 4 of FIG. 43, from the regression equation, the expansion rate of concrete is about 0.39% when the addition rate of aluminum powder is 0.015%, and the expansion rate when the addition rate is 0.020%. Is about 1.05%, the addition rate is 0.025%, the expansion rate is about 1.71%, the addition rate is 0.03%, and the expansion rate is about 2.37%. The expansion rate of concrete is 1 % Aluminum powder addition rate is about 0.0195%, and the expansion rate of 16% aluminum powder can be calculated to be about 0.1331%, and the expansion rate of concrete causes 1% to 16% foaming The amount of aluminum powder added to the agent is about 0.0195% to about 0.1331% with respect to the cement mass.

よって、コンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量から算出することができるので、アルミニウム粉末の添加量を適宜調整することでコンクリートの膨張率を設定することができる。   Therefore, since the expansion coefficient of concrete can be calculated from the addition amount of aluminum powder, the expansion coefficient of concrete can be set by appropriately adjusting the addition amount of aluminum powder.

また、配合例4の実質膨張率は、アルミニウム粉末の添加率0%でコンクリートの膨張率−0.89%であるのでアルミニウム粉末添加率0.030%においては0.89%+2.37%=3.26%である。   Moreover, since the expansion rate of the compounding example 4 is 0% of the addition rate of aluminum powder and -0.89% of the expansion rate of concrete, 0.89% + 2.37% when the addition rate of aluminum powder is 0.030% = 3.26%.

[配合例5]
図36は配合例5の使用材料の配合量を表わした一覧であり、図37は配合例5におけるAL添加量を変化させた時のコンクリート試験結果を表わした一覧であり、図38は配合例5の膨張率と経過時間との関係を示すグラフであり、図39は配合例5におけるAL添加量と膨張率の回帰式を示すグラフである。
[Formulation Example 5]
FIG. 36 is a list showing the blending amounts of the materials used in blending example 5, FIG. 37 is a list representing the concrete test results when the AL addition amount in blending example 5 is changed, and FIG. 38 is a blending example. 5 is a graph showing the relationship between the expansion rate of 5 and the elapsed time, and FIG. 39 is a graph showing a regression equation of the AL addition amount and the expansion rate in Formulation Example 5.

配合例5では、普通ポルトランドセメントを用いた膨張性コンクリート(スランプ配合18cm)である。図37に示すように発泡剤のアルミニウム粉末の添加率(セメント質量比)セメント量370kgに対してアルミニウム粉末を0g、30g、37g、44gはセメント比、それぞれ0%、0.008%、0.010%、0.012%と算出される。また、アルミニウム粉末の添加量に応じた膨張率は、−0.55%、0.47%、0.90%、1.25%となる。なお、水セメント比は45.9%である。   In compounding example 5, it is expansive concrete (slump compounding 18 cm) using ordinary Portland cement. As shown in FIG. 37, the addition ratio of aluminum powder as a foaming agent (cement mass ratio) 0 g, 30 g, 37 g and 44 g of the aluminum powder with respect to the amount of cement of 370 kg are the cement ratios of 0%, 0.008%,. It is calculated as 010% and 0.012%. Moreover, the expansion coefficient according to the amount of aluminum powder added is −0.55%, 0.47%, 0.90%, and 1.25%. The water cement ratio is 45.9%.

図39に示すように、アルミニウム粉末を添加したコンクリートの膨張率は、アルミニウム粉末の添加量に応じて略直線的に増加するため、所定の膨張率を得たい場合にはアルミニウム粉末添加量と膨張率との回帰式 y=0.0557X−1.1881又は予測的に近似直線を描いてアルミニウム粉末の添加量を算出することができる。   As shown in FIG. 39, the expansion rate of the concrete to which aluminum powder is added increases substantially linearly according to the amount of aluminum powder added. Regression equation with rate y = 0.0557X-1.1881 or an approximate straight line can be drawn in a predictive manner to calculate the amount of aluminum powder added.

従って、図43の配合例5に示すように、回帰式より、アルミニウム粉末の添加率が0.015%でコンクリートの膨張率は約1.9%で、添加率が0.020%で膨張率は約2.93%、添加率が0.025%で膨張率は約3.96%、添加率が0.030%で膨張率は約4.99%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0106%で、膨張率が16%のアルミニウム粉末の添加率は約0.0834%と算出でき、コンクリートの膨張率が1%から16%を生起する発泡剤のアルミニウム粉末添加量は、セメント質量に対して約0.0106%から約0.0834%である。
よって、コンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量から算出することができるので、アルミニウム粉末の添加量を適宜調整することでコンクリートの膨張率を設定することができる。
Therefore, as shown in Formulation Example 5 of FIG. 43, from the regression equation, the addition rate of aluminum powder is 0.015%, the expansion rate of concrete is about 1.9%, and the expansion rate is 0.020%. Is about 2.93%, the addition rate is 0.025%, the expansion rate is about 3.96%, the addition rate is 0.030% and the expansion rate is about 4.99%, and the expansion rate of concrete is 1 % Aluminum powder addition rate is about 0.0106%, expansion rate of 16% aluminum powder addition rate can be calculated to be about 0.0834%, and the expansion rate of concrete causes 1% to 16% foaming The amount of aluminum powder added to the agent is about 0.0106% to about 0.0834% with respect to the cement mass.
Therefore, since the expansion coefficient of concrete can be calculated from the addition amount of aluminum powder, the expansion coefficient of concrete can be set by appropriately adjusting the addition amount of aluminum powder.

また、配合例5の実質膨張率は、アルミニウム粉末の添加率0%でコンクリートの膨張率−0.55%であるのでアルミニウム粉末の添加率0.030%においては0.55%+4.99%=5.54%である。   In addition, the actual expansion rate of the blending example 5 is 0% for the addition rate of aluminum powder and −0.55% for the expansion rate of concrete. Therefore, when the addition rate of aluminum powder is 0.030%, 0.55% + 4.99% = 5.54%.

[配合例C、1から5のまとめ]
上述した配合例1から5の実証試験から、発泡剤のアルミニウム粉末の添加率に基づいた膨張するコンクリートの膨張率は事前に予測することが可能となり、当然にコンクリートの膨張率はアルミニウム粉末の添加量で適宜調整することができる。
[Summary of Formulation Examples C, 1 to 5]
From the above-described demonstration tests of Formulation Examples 1 to 5, the expansion rate of the expanding concrete based on the addition rate of the aluminum powder of the foaming agent can be predicted in advance, and naturally the expansion rate of the concrete is the addition of the aluminum powder. The amount can be adjusted as appropriate.

また、配合例1および配合例3においては発泡剤のアルミニウム粉末の添加率0%の場合に図17および図28に示すように初期膨張率0%である。図15に示すように配合例1の水セメント比は35%であり、図24に示すように配合例3の水セメント比は34%である。
従って、配合例1から5より、初期膨張率0%にする水セメント比は、コンクリート初期膨張率(アルミニウム粉末の添加率0%のとき)と水セメント比との関係から推測することができる。
In addition, in Formulation Example 1 and Formulation Example 3, when the addition rate of the aluminum powder of the foaming agent is 0%, the initial expansion rate is 0% as shown in FIGS. As shown in FIG. 15, the water cement ratio of Formulation Example 1 is 35%, and as shown in FIG. 24, the water cement ratio of Formulation Example 3 is 34%.
Therefore, from the blending examples 1 to 5, the water cement ratio to make the initial expansion coefficient 0% can be estimated from the relationship between the concrete initial expansion coefficient (when the addition ratio of aluminum powder is 0%) and the water cement ratio.

ここで、アルミニウム粉末添加率0%の初期膨張率と水セメント比との関係を図45のグラフとして示した。図45中のNO1は配合例1の膨張率0%と水セメント比35%との関係を示しており、NO2は配合例2の膨張率−0.3%と水セメント比43%との関係を示しており、NO3は配合例3の膨張率0%と水セメント比34%との関係を示しており、NO4は配合例4の膨張率−0.89%と水セメント比50%との関係を示しており、NO5は配合例5の膨張率−0.55%と水セメント比45.9%との関係を示している。   Here, the relationship between the initial expansion coefficient of the aluminum powder addition rate of 0% and the water cement ratio is shown as a graph in FIG. In FIG. 45, NO1 indicates the relationship between the expansion rate of 0% and the water cement ratio of 35% in Formulation Example 1, and NO2 indicates the relationship between the expansion rate of -0.3% and the water cement ratio of 43% in Formulation Example 2. NO3 indicates the relationship between the expansion rate of 0% of the blending example 3 and the water cement ratio of 34%, and NO4 indicates the expansion coefficient of the blending example of -0.89% and the water cement ratio of 50%. NO5 indicates the relationship between the expansion coefficient of -0.55% in Formulation Example 5 and the water cement ratio of 45.9%.

図45に示すように、配合例C,2,4,5の水セメント比の初期膨張率の各プロットを直線で結び、さらに点線で描いた近似直線を膨張率0%まで結ぶことで、コンクリート初期膨張率(アルミニウム粉末の添加率0%のとき)が水セメント比39.5%程度であると予測的に読み取ることができる。
これにより、配合例C、1から5については水セメント比を39.5%以下となる配合としたのちに、発泡剤のアルミニウム粉末を添加することにより、初期膨張率0%を基準としたコンクリートの設定膨張率を確実に生成することができる。
As shown in FIG. 45, each plot of the initial expansion coefficient of the water cement ratio of the blending examples C, 2, 4, and 5 is connected with a straight line, and further, an approximate straight line drawn with a dotted line is connected to the expansion coefficient of 0%, whereby concrete It can be read predictably that the initial expansion rate (when the addition rate of aluminum powder is 0%) is about 39.5% of the water cement ratio.
As a result, for Formulation Examples C, 1 to 5, the water cement ratio was set to 39.5% or less, and then the aluminum powder as a foaming agent was added to make the concrete based on the initial expansion coefficient of 0%. The set expansion coefficient can be reliably generated.

また、配合例4および5についてブリーディング試験を実施した。
図40は配合例4および配合例5の使用材料の配合量(ALなし)を表わした一覧であり、図41は、配合例4および配合例5においてのコンクリート試験結果を表わした一覧であり、図42は配合例4および配合例5においての経過時間あたりのブリーディング量(cm3)を表わすグラフである。
Moreover, the bleeding test was implemented about the compounding examples 4 and 5. FIG.
FIG. 40 is a list showing the blending amounts (without AL) of the materials used in blending examples 4 and 5, and FIG. 41 is a list representing the concrete test results in blending examples 4 and 5. FIG. 42 is a graph showing the amount of bleeding (cm 3 ) per elapsed time in Formulation Example 4 and Formulation Example 5.

図40中のNO1は混和剤SV10Lを用いた配合例4であり、NO2は混和剤SF500Sを用いた配合例5である。すなわち、図41に示すように、NO1の配合例4は、混和剤SV10L(AE減水剤標準形)C×1.0%のときブリーディング率3.57%となり、NO2の配合例5は、混和剤SF500S(高性能AE減水剤)C×0.8%のときブリーディング率1.24%となる。   In FIG. 40, NO1 is Formulation Example 4 using the admixture SV10L, and NO2 is Formulation Example 5 using the admixture SF500S. That is, as shown in FIG. 41, the formulation example 4 of NO1 has a bleeding rate of 3.57% when the admixture SV10L (AE water reducing agent standard form) C × 1.0%, and the formulation example 5 of NO2 When the agent SF500S (high performance AE water reducing agent) C × 0.8%, the bleeding rate is 1.24%.

一方、混和剤のAE減水剤を用いたコンクリート配合に発泡剤のアルミニウム粉末(セルメックP)を添加した場合には元の沈降量が大きいために膨張によってその沈降量をキャンセルするが、最終的にコンクリートが膨張した量は小さくなる。   On the other hand, when the foaming agent aluminum powder (Celmec P) is added to the concrete blend using the AE water reducing agent of the admixture, the amount of sedimentation is canceled because of the large amount of the original sedimentation. The amount of expanded concrete is reduced.

他方、混和剤の高性能AE減水剤を用いたコンクリート配合に発泡剤のアルミニウム粉末(セルメックP)を添加した場合には単位水量を低減することができるので、沈降量が小さくなり、最終的にコンクリートを所定の量だけ膨張させることができる。   On the other hand, when the foaming agent aluminum powder (Celmec P) is added to the concrete blend using the high-performance AE water reducing agent of the admixture, the unit water amount can be reduced, so that the amount of sedimentation is reduced, and finally The concrete can be expanded by a predetermined amount.

図41および図42に示すように、コンクリートのブリーディング量が多くなるとコンクリートの沈降量が大きくなる。したがって、コンクリートの沈降量が大きくなると発泡剤のアルミニウム粉末(セルメックP)による膨張量は小さくなる。   As shown in FIGS. 41 and 42, the amount of concrete settling increases as the amount of concrete bleeding increases. Therefore, when the sedimentation amount of concrete increases, the amount of expansion due to the aluminum powder (Celmec P) of the foaming agent decreases.

かかることからコンクリートのブリーディング率が0%になるように、混和剤の高性能AE減水剤等の添加量を適宜決定して使用することで初期膨張率0からの膨張率を生成することが可能となる。   Therefore, it is possible to generate an expansion coefficient from an initial expansion coefficient of 0 by appropriately determining the amount of admixture added such as a high performance AE water reducing agent so that the bleeding rate of the concrete becomes 0%. It becomes.

従って、発泡剤のアルミニウム粉末の添加量によるコンクリートの膨張は、コンクリート配合を水セメント比からとブリーディングを抑える初期膨張率を0%配合して、設定膨張率に必要なアルミニウム粉末の量を適宜決定することが好ましい。   Therefore, the expansion of concrete due to the amount of aluminum powder added as a foaming agent is determined as appropriate by determining the amount of aluminum powder required for the set expansion rate by adding 0% of the initial expansion rate to suppress bleeding from the water-cement ratio. It is preferable to do.

また、コンクリートの膨張率を上げるには、単位セメント量を多くして、かつ、発泡剤のアルミニウム粉末の添加量を多くすることで、大きな膨張率を得ることが出来る。   In order to increase the expansion rate of concrete, a large expansion rate can be obtained by increasing the unit cement amount and increasing the amount of aluminum powder added as a foaming agent.

[ALの添加量に応じたコンクリート圧縮強度実証試験]
図44は、配合例C、3,4,5におけるアルミニウム粉末の添加率とコンクリート圧縮強度との関係を表わしたグラフである。
図44に示すように、配合例3,5,4は発泡剤のアルミニウム粉末の添加率が増加するにつれて、圧縮強度の低減が略直線的に推移する。アルミニウム粉末添加率が0.008%の場合において、配合例3の低減強度率は92.02%となり、配合例5の低減強度率は93.29%となり、配合例4の低減強度率は93.60%となる。よって、アルミニウム粉末添加率が0.008%の場合では、低減強度率を最大約92%程度と予測することができる。
[Concrete compressive strength verification test according to the amount of AL added]
FIG. 44 is a graph showing the relationship between the aluminum powder addition rate and the concrete compressive strength in Formulation Examples C, 3, 4, and 5.
As shown in FIG. 44, in the blending examples 3, 5, and 4, as the addition rate of the aluminum powder as the foaming agent increases, the reduction of the compressive strength changes substantially linearly. When the aluminum powder addition rate is 0.008%, the reduction strength rate of Formulation Example 3 is 92.02%, the reduction strength rate of Formulation Example 5 is 93.29%, and the reduction strength rate of Formulation Example 4 is 93. 60%. Therefore, when the aluminum powder addition rate is 0.008%, the reduction strength rate can be predicted to be about 92% at maximum.

また、アルミニウム粉末添加率が0.012%の場合において、配合例3の低減強度率は80.67%となり、配合例5の低減強度率は84.91%となり、配合例4の低減強度率は88.24%となる。よって、アルミニウム粉末添加率が0.012%の場合では、低減強度率を最大約80%程度と予測して、発泡剤のアルミニウム粉末の添加量の配合計画を事前に行うことができる。   Further, when the aluminum powder addition rate is 0.012%, the reduction strength rate of Formulation Example 3 is 80.67%, the reduction strength rate of Formulation Example 5 is 84.91%, and the reduction strength rate of Formulation Example 4 Is 88.24%. Therefore, when the aluminum powder addition rate is 0.012%, the reduction strength rate can be predicted to be about 80% at the maximum, and the blending plan of the amount of the aluminum powder added as the foaming agent can be made in advance.

また、圧縮強度の低減が略直線的に推移することから予測的にアルミニウム粉末添加率が0.015%の場合において、配合例3の低減強度率は79.36%と、配合例5の低減強度率は81.19%と、配合例4の低減強度率は85.15%と推定できる。よって、アルミニウム粉末添加率が0.015%の場合では、低減強度率を最大約79%程度と予測することができる。   In addition, since the reduction in compressive strength transitions substantially linearly, when the aluminum powder addition rate is predicted to be 0.015%, the reduction strength rate of Formulation Example 3 is 79.36%, which is a reduction of Formulation Example 5. The strength rate is 81.19%, and the reduced strength rate of Formulation Example 4 can be estimated to be 85.15%. Therefore, when the aluminum powder addition rate is 0.015%, the reduction strength rate can be predicted to be about 79% at the maximum.

また、予測的にアルミニウム粉末添加率が0.020%の場合において、配合例3の低減強度率は68.40%と、配合例5の低減強度率は75.04%と、配合例4の低減強度率は80.41%と推定できる。よって、アルミニウム粉末添加率が0.020%の場合では、低減強度率を最大約68%程度と予測することができる。   In addition, when the aluminum powder addition rate is 0.020%, the reduction strength rate of Formulation Example 3 is 68.40%, the reduction strength rate of Formulation Example 5 is 75.04%, The reduced intensity rate can be estimated as 80.41%. Therefore, when the aluminum powder addition rate is 0.020%, the reduction strength rate can be predicted to be about 68% at the maximum.

また、図44の配合例3,4,5に示すように、アルミニウム粉末の添加率が0.025%の場合においては、配合例3の低減強度率は60.58%と、配合例5の低減強度率は68.9%と、配合例4の低減強度率は75.25%と推定できる。   As shown in Formulation Examples 3, 4, and 5 in FIG. 44, when the addition rate of the aluminum powder is 0.025%, the reduction strength rate of Formulation Example 3 is 60.58%. The reduced strength rate is 68.9%, and the reduced strength rate of Formulation Example 4 can be estimated to be 75.25%.

また、予測的にアルミニウム粉末添加量が0.030%の場合において、配合例3,5,4のコンクリート圧縮強度と低減強度率は、次のように推定できる。   In addition, when the amount of aluminum powder added is 0.030% predictively, the concrete compressive strength and the reduced strength rate of blending examples 3, 5, and 4 can be estimated as follows.

すなわち、配合例3の強度は、34.8N/mmとなり、配合例3の低減強度率は、53.37%となる。また、配合例5の強度は、34.0N/mmとなり、配合例5の低減強度率は、63.31%となる。配合例4の強度は、33.8N/mmとなり、配合例4の低減強度率は、69.69%となる。 That is, the strength of Formulation Example 3 is 34.8 N / mm 2 and the reduction strength rate of Formulation Example 3 is 53.37%. Moreover, the intensity | strength of the compounding example 5 will be 34.0N / mm < 2 >, and the reduction | decrease strength rate of the compounding example 5 will be 63.31%. The strength of Formulation Example 4 is 33.8 N / mm 2 , and the reduced strength rate of Formulation Example 4 is 69.69%.

従って、アルミニウム粉末の添加率が0.025%の場合では、低減強度率を最大約60%程度と近似直線から予測できる。   Therefore, when the addition rate of the aluminum powder is 0.025%, the reduction strength rate can be predicted from the approximate straight line as about 60% at the maximum.

また、アルミニウム粉末の添加率が0.030%の場合では、低減強度率を最大約53%程度と近似直線から予測できる。   Moreover, when the addition rate of aluminum powder is 0.030%, the reduction strength rate can be predicted from an approximate straight line with a maximum of about 53%.

このことから、アルミニウム粉末添加率が0.008%の場合で低減強度率が最大92%程度、0.012%の場合で低減強度率が最大80%程度、0.015%の場合で低減強度率が最大79%程度、0.020%の場合で低減強度率が最大68%程度、0.025%の場合で低減強度率が最大60%程度、0.030%の場合で低減強度率が最大値53%程度となり、アルミニウム粉末の添加率が0.005%ずつ増加すると、コンクリート強度は逆に約7%から11%の範囲で略直線的に低下することが推定できる。   From this, when the aluminum powder addition rate is 0.008%, the reduction strength rate is about 92% at the maximum, and when 0.012%, the reduction strength rate is about 80% at the maximum, and the reduction strength rate is 0.015%. When the rate is about 79% at the maximum and 0.020%, the reduced strength rate is about 68% at the maximum. When the rate is 0.025%, the reduced strength rate is about 60% at the maximum. When the maximum value is about 53% and the addition rate of aluminum powder is increased by 0.005%, it can be estimated that the concrete strength decreases substantially linearly in the range of about 7% to 11%.

よって、アルミニウム粉末添加量とセメント量とは、相関関係にあることから、アルミニウム粉末添加量によるコンクリート圧縮強度は、予測できる。   Therefore, since the aluminum powder addition amount and the cement amount are in a correlation, the concrete compressive strength due to the aluminum powder addition amount can be predicted.

配合例Cの拘束ありと拘束なし(自由膨張)の実証試験について説明する。
先ず、配合例Cの拘束ありの場合において、アルミニウム粉末添加率が0%の場合では、コンクリート強度51.8N/mmとなる。アルミニウム粉末添加率が0.0058%の場合では、コンクリート強度48.7N/mmで強度低減率94.01%となる。アルミニウム粉末添加率が0.0116%の場合では、コンクリート強度49.2N/mmで強度低減率94.98%となる。
予測的にアルミニウム粉末の添加率が、0.025%の場合では、コンクリート強度46.2N/mmで強度低減率89.18%と推定でき、予測的にアルミニウム粉末の添加率が、0.030%の場合では、コンクリート強度45.0N/mmで強度低減率86.87%と推定できる。
The demonstration test of combination example C with and without constraint (free expansion) will be described.
First, in the case where there is a restriction in the blending example C, when the aluminum powder addition rate is 0%, the concrete strength is 51.8 N / mm 2 . When the aluminum powder addition rate is 0.0058%, the concrete strength is 48.7 N / mm 2 and the strength reduction rate is 94.01%. When the aluminum powder addition rate is 0.0116%, the concrete strength is 49.2 N / mm 2 and the strength reduction rate is 94.98%.
When the addition rate of aluminum powder is 0.025%, the strength reduction rate can be estimated to be 89.18% at a concrete strength of 46.2 N / mm 2 . In the case of 030%, it can be estimated that the concrete strength is 45.0 N / mm 2 and the strength reduction rate is 86.87%.

この強度関係から、アルミニウム粉末添加率が0.0058%より、添加量の多い0.0116%のコンクリート強度が僅かであるが増加していることから、ガス発生によるコンクリートの膨張が型枠の存在によって抑制される結果、骨材とセメントとの付着が改善されて、それに伴って強度も僅かながら増加するものと考えられる。   From this strength relationship, since the concrete strength of 0.0116% with a large addition amount is slightly higher than 0.0058%, the concrete expansion due to gas generation is present in the formwork. As a result, it is considered that the adhesion between the aggregate and the cement is improved, and the strength is slightly increased accordingly.

しかし、予測的にアルミニウム粉末添加率0.025%の場合では強度低減率89.18%と推定でき、アルミニウム粉末添加率0.030%で強度低減率86.87%と推定できる。この強度の低減が、横ばいとなっている結果からも他の配合例3、4、5より拘束ありの状態が非常によく拘束状態を形成できているものと考えられる。   However, when the aluminum powder addition rate is 0.025%, the strength reduction rate can be estimated as 89.18%, and when the aluminum powder addition rate is 0.030%, the strength reduction rate can be estimated as 86.87%. From the result that this reduction in strength is leveling off, it is considered that the restrained state is much better than the other blending examples 3, 4, and 5 and can form the restrained state.

このことは、本発明の場所打ちコンクリート杭工法では、膨張するコンクリートを拘束下の状態(掘削孔内)におくことで、コンクリートの強度低下は少なくとも横ばい状態とすることができ、すなわち、膨張するコンクリートは、膨張による強度低下を少なくすることができる。   This is because in the cast-in-place concrete pile construction method of the present invention, by placing the expanding concrete in a constrained state (in the excavation hole), the decrease in the strength of the concrete can be at least leveled, that is, it expands. Concrete can reduce strength reduction due to expansion.

逆に、配合例Cの拘束なしの場合においては、アルミニウム粉末の添加量が増加するとコンクリート強度は大きく低下してしまう。   On the contrary, in the case where there is no restraint in the blending example C, the concrete strength is greatly lowered when the addition amount of the aluminum powder is increased.

配合例Cの拘束なしの強度低下は略直線的な関係を示しており、アルミニウム粉末の添加率が0.0058%の場合では強度低減率が89.76%となる。アルミニウム粉末の添加率が0.0116%の場合では強度低減率が74.9%となる。予測的にアルミニウム粉末の添加率が0.025%の場合では強度低減率が45.36%と推定できる。予測的にアルミニウム粉末の添加率が0.030%の場合では強度低減率が33.78%と推定でき、強度は17.5N/mmと大きく低下すると推定できる。 The unrestricted strength reduction in the blending example C shows a substantially linear relationship, and when the addition rate of the aluminum powder is 0.0058%, the strength reduction rate is 89.76%. When the addition rate of the aluminum powder is 0.0116%, the strength reduction rate is 74.9%. Predictably, when the addition rate of aluminum powder is 0.025%, the strength reduction rate can be estimated to be 45.36%. Predictably, when the addition rate of aluminum powder is 0.030%, the strength reduction rate can be estimated to be 33.78%, and the strength can be estimated to greatly decrease to 17.5 N / mm 2 .

さらに、アルミニウム粉末の添加率が0.030%の場合において、配合例Cの拘束なしを配合例Cの拘束ありと比較する。この配合例Cの拘束なしの強度低減率33.78%は配合例Cの拘束ありの強度低減率86.87%の(33.78÷86.87×100=)約1/2.5であり、配合例4の強度低減率69.69%の(33.78÷69.69×100=)約1/2となる。よって、拘束なしと拘束ありとは大きな圧縮強度差が出るが、膨張するコンクリートは掘削孔壁面により確実に拘束されるため、配合例Cの拘束ありと同じように良好な拘束状態を形成できるので、膨張による強度低下が少なく膨張するコンクリートを生成することができる。   Furthermore, in the case where the addition rate of the aluminum powder is 0.030%, the restriction of the combination example C is compared with the restriction of the combination example C. The unrestricted strength reduction rate of 33.78% of the blending example C is 86.87% (33.78 ÷ 86.87 × 100 =) of the restraining strength reduction rate of the blending example C is about 1 / 2.5. Yes, the strength reduction rate of the blending example 4 of 69.69% (33.78 ÷ 69.69 × 100 =) is about ½. Therefore, although there is a large difference in compressive strength between unconstrained and constrained, since the expanding concrete is securely restrained by the wall surface of the excavation hole, it can form a good restraint state as well as the restraint of Compounding Example C. Further, it is possible to produce a concrete that expands with little strength reduction due to expansion.

結果的に、発泡剤のアルミニウム粉末を添加したセメント流動物の実証試験において、セメントミルク、モルタル、コンクリートのセメント流動物の膨張率が1%から16%を生起する発泡剤のアルミニウム粉末の添加量は、セメントミルクの場合はセメント質量に対して約0.00062%から0.0124%であり、モルタルの場合はセメント質量に対して約0.0026%から0.0332%である。   As a result, in the demonstration test of the cement fluid to which the aluminum powder of the foaming agent is added, the amount of the aluminum powder of the foaming agent that causes the expansion rate of the cement fluid of cement milk, mortar and concrete to be 1% to 16%. Is about 0.00062% to 0.0124% based on cement weight for cement milk and about 0.0026% to 0.0332% based on cement weight for mortar.

コンクリートの場合は、配合例1から5において、添加率が小さく膨張率が大きい配合例3ではセメント質量に対して約0.0038%から約0.0358%であって、添加率が大きく膨張率が小さい配合例4ではセメント質量に対して約0.0195%から約0.1331%である。
よって、コンクリートの場合はセメント質量に対して約0.0038%から約0.1331%である。
In the case of concrete, in the blending examples 1 to 5, the blending example 3 having a small addition rate and a large expansion rate is about 0.0038% to about 0.0358% with respect to the cement mass, and the addition rate is large. In Formulation Example 4 having a small value, the content is about 0.0195% to about 0.1331% with respect to the cement mass.
Therefore, in the case of concrete, it is about 0.0038% to about 0.1331% with respect to the cement mass.

また、アルミニウム粉末の添加率のよる膨張率は、同じ添加率でも温度が低くなるほど反応速度が遅くなり膨張率が小さくなる特性があるので、アルミニウム粉末の添加量を、セメントミルクの場合は0.001%から0.02%とする、モルタルの場合は0.003%から0.04%とする、コンクリートの場合は0.004%から0.14%とするのが好ましい。   Further, since the expansion rate due to the addition rate of the aluminum powder has a characteristic that the reaction rate becomes slower and the expansion rate becomes smaller as the temperature becomes lower even at the same addition rate, the addition amount of the aluminum powder is set to 0. In the case of mortar, it is preferably 0.003% to 0.04%, and in the case of concrete, 0.004% to 0.14%.

また、図43に示すように、アルミニウム粉末の添加率によるセメントミルク、モルタル、コンクリートのセメント流動物の膨張率は、アルミニウム粉末の添加率が大きくなるほど略直線的に大きくなる相関関係があることから、アルミニウム粉末の添加率からセメント流動物の膨張率を予測することができる。 Further, as shown in FIG. 43, there is a correlation in which the expansion rate of cement milk, mortar, and concrete cement fluid depending on the addition rate of aluminum powder increases substantially linearly as the addition rate of aluminum powder increases. The expansion rate of the cement fluid can be predicted from the addition rate of the aluminum powder.

また、図44に示すように、アルミニウム粉末の添加率によるセメント流動物の強度は、アルミニウム粉末の添加率が大きくなるほど略直線的に低下する相関関係があることから、アルミニウム粉末の添加率からセメント流動物の圧縮強度を予測することができる。   Further, as shown in FIG. 44, the strength of the cement fluid due to the addition rate of the aluminum powder has a correlation that decreases substantially linearly as the addition rate of the aluminum powder increases. The compressive strength of the fluid can be predicted.

従って、必要な膨張率と必要な強度を加味しながら、アルミニウム粉末の添加量を適宜調整することで、セメント流動物が所定の膨張率及び強度を予測することができ、また、セメント流動物の膨張率及び強度を配合試験や試験練りで確認することができる。   Therefore, the cement fluid can predict a predetermined expansion rate and strength by appropriately adjusting the amount of aluminum powder added while taking into account the required expansion rate and required strength. The expansion coefficient and strength can be confirmed by a blending test or test kneading.

以下、場所打ちコンクリート杭、マイクロパイル、グラウンドアンカー、PCウェルで実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with cast-in-place concrete piles, micropile, ground anchor, and PC well.

場所打ちコンクリート杭で実施の形態を予測する。
(場所打ちコンクリート杭の例1)
例えば、杭径φ2000mm(掘削孔)、掘削深さGL−25m、杭長L=25m(杭先端GL−25mからGL−15m間はアルミニウム粉末の添加したコンクリートで、GL−15mからGL±0m(施工地盤)間は通常のコンクリートを打設する合成杭)の大径の基礎杭で実施する。
Predict the embodiment with cast-in-place concrete piles.
(Example 1 of cast-in-place concrete piles)
For example, pile diameter φ2000mm (excavation hole), excavation depth GL-25m, pile length L = 25m (between the pile tip GL-25m and GL-15m is concrete added with aluminum powder, GL-15m to GL ± 0m ( The construction ground) will be carried out with large-diameter foundation piles (composite piles in which ordinary concrete will be placed).

先ず、杭長25mの杭の先端部分10m(GL−25mからGL−15m間10m)は、膨張するコンクリートを打設する。続いて、膨張するコンクリートの上端から杭頭天端迄15m(GL−15mからGL±0m間15m)は通常のコンクリートを打設する。   First, the tip portion 10m (10m between GL-25m and GL-15m) of a pile having a pile length of 25m is placed with expanding concrete. Subsequently, normal concrete is placed for 15 m from the upper end of the expanding concrete to the top of the pile head (15 m between GL-15 m and GL ± 0 m).

先に打設する膨張するコンクリートは、セメントとの反応開始時間を適宜調整したアルミニウム粉末を添加したコンクリートで、配合例3の膨張率4.67%(アルミニウム粉の添加率0.012%)を使用する。   The expansive concrete to be placed first is a concrete to which aluminum powder whose reaction start time with cement has been appropriately adjusted is added. The expansion rate of the example 3 is 4.67% (addition rate of aluminum powder is 0.012%). use.

この膨張率4.67%をGL−15mで生起させるアルミニウム粉末の添加率は、掘削深さGL−15mの気圧は2.5気圧であるから2.5倍し、また、コンクリートの比重2.3を乗じて求める。   The addition rate of aluminum powder that causes this expansion rate of 4.67% at GL-15m is 2.5 times because the pressure at the digging depth GL-15m is 2.5 atm, and the specific gravity of concrete is 2. Multiply by 3

すなわち、0.012%×2.5×2.3=0.069%の添加率であって、セメント質量が500kg/mであるから、アルミニウム粉末の添加量は500kg/m×0.069%=0.345kg/m=345g/mである。
よって、この膨張するコンクリートは、GL−15mで膨張率が4.67%であるから、杭先端のGL−25mでの膨張率は、ボイルの法則から4.67%×2.5(GL−15mの気圧)=11.675%となり、11.675%÷3.5(GL−25mの気圧)≒3.33%である。
That is, since the addition rate of 0.012% × 2.5 × 2.3 = 0.069% and the cement mass is 500 kg / m 3 , the amount of aluminum powder added is 500 kg / m 3 × 0. 069% = 0.345 kg / m 3 = 345 g / m 3 .
Therefore, since this expanding concrete has a GL-15m and an expansion coefficient of 4.67%, the expansion coefficient at the GL-25m of the pile tip is 4.67% × 2.5 (GL- 15m atmospheric pressure) = 11.675%, and 11.675% ÷ 3.5 (GL-25m atmospheric pressure) ≈3.33%.

この膨張率は、掘削深さGL−15mの膨張率4.67%は杭径φ2000mmをφ2046mmの大きさに、また、GL−25mの膨張率3.33%は杭径φ2000mmをφ2033mmの大きさに膨らます膨張圧力の大きさである。   The expansion rate is 4.67% when the excavation depth is GL-15m, the pile diameter φ2000mm is the size of φ2046mm, and the expansion rate of GL-25m is 3.33% when the pile diameter φ2000mm is the size of φ2033mm. It is the magnitude of the inflation pressure.

掘削孔の地盤が普通または緩い場合では、杭径φ2000mmで杭長25mを形成する基礎杭は、杭長25mの内、杭頭部側(通常のコンクリート)の15mの杭径はφ2000mmの大きさで、杭下端側(膨張性コンクリート)の10mにおいては、上部の掘削深さGL−15mの部分の杭径はφ2000mmをφ2046mmの大きさに、下部(杭先端部)の掘削深さGL−25mの部分の杭径はφ2000mmをφ2033mmの大きさに膨らます逆テーパー13mmの膨張圧力を生起して逆テーパー形状の膨張を形成する。   When the ground of the excavation hole is normal or loose, the foundation pile that forms a pile length of 25 m with a pile diameter of φ2000 mm has a pile diameter of 15 m on the pile head side (ordinary concrete) within the pile length of 25 m. Then, at 10 m on the lower end side of the pile (expandable concrete), the pile diameter of the upper excavation depth GL-15 m is φ2000 mm to φ2046 mm, and the lower excavation depth GL-25 m The pile diameter of this part swells from φ2000 mm to φ2033 mm, causing an expansion pressure of 13 mm reverse taper to form an inversely tapered expansion.

この逆テーパー形状に膨張を形成する基礎杭は、載荷重による基礎杭の沈下で逆テーパー形状に側壁地盤を押し広げようとするので、側壁地盤は沈下に対する抵抗力を発現して沈下を抑制し支持力が向上する。   The foundation pile that forms expansion in this reverse taper shape tries to spread the side wall ground in the reverse taper shape when the foundation pile sinks due to loading, so the side wall ground expresses resistance to settlement and suppresses settlement. Supporting force is improved.

また、掘削による地盤の緩みを膨張するコンクリートの膨張圧力で緩んだ地盤を押圧して締め固めるので、基礎杭と周面地盤とは強固に一体化し周面摩擦力が向上する。
また、高さ10mで13mmの逆テーパー形状の膨張したくさび型であるので、周面地盤と強固に一体化したくさび型は引抜抵抗力が大きく向上する。
よって、逆テーパー形状の膨張を形成した基礎杭は先端支持力や周面摩擦力および引抜抵抗力が向上する。
Further, since the loose ground is pressed and compacted by the expansion pressure of the concrete that expands the looseness of the ground due to excavation, the foundation pile and the peripheral ground are firmly integrated and the peripheral frictional force is improved.
Moreover, since it is an expanded wedge shape having a reverse taper shape of 13 mm with a height of 10 m, the wedge shape that is firmly integrated with the peripheral ground surface greatly improves the pulling resistance.
Therefore, the foundation pile which formed the reverse taper-shaped expansion | swelling improves a tip support force, a surrounding surface friction force, and a drawing-out resistance force.

掘削孔の孔壁地盤が硬い場合では、基礎杭の膨張性コンクリート杭部分の10mの杭径φ2000mmは掘削孔内で膨張するが、地盤が硬いために掘削孔壁に拘束されて膨張は十分に膨らまず、膨張して硬化した基礎杭は逆テーパー形状の膨張圧力を生起したままの不十分な膨張を形成するので、膨張が拘束された余力の膨張圧力は掘削孔壁を押圧して反作用の反力を受けることで、基礎杭の膨張圧力と掘削地盤からの反作用の反力は膨張して硬化する基礎杭と孔壁地盤とを強固に一体化させる効果がある。
よって、逆テーパー形状の膨張圧力を生起して、不十分な逆テーパー形状の膨張を形成した基礎杭は先端支持力や周面摩擦力および引抜抵抗力が向上する。
When the hole wall ground of the excavation hole is hard, the pile diameter φ2000mm of the expansive concrete pile part of the foundation pile expands in the excavation hole, but because the ground is hard, the expansion is sufficiently constrained by the excavation hole wall Since the foundation pile that has been expanded and hardened does not swell and forms an insufficient expansion with the reverse taper-shaped expansion pressure generated, the remaining expansion pressure that restrains the expansion presses the wall of the drilling hole and reacts. By receiving the reaction force, the expansion pressure of the foundation pile and the reaction force of the reaction from the excavation ground have the effect of firmly integrating the foundation pile that expands and hardens with the hole wall ground.
Therefore, the foundation pile which produces the expansion pressure of the reverse taper shape and formed the expansion of the insufficient reverse taper shape improves the tip support force, the circumferential frictional force, and the pulling resistance force.

掘削孔の孔壁地盤が非常に硬い(例えば、岩の地層)場合では、基礎杭の径φ2000mmは掘削孔内で膨張しようとするが、地盤が非常に硬いために膨張は掘削孔壁に拘束されて膨らまないが、膨張するコンクリートは逆テーパー形状の全膨張圧力を生起しているので、掘削孔壁で拘束された全膨張圧力の反作用の反力を受けて孔壁地盤とはより強固に一体化する。
よって、膨張が拘束され全膨張圧力を生起した基礎杭は先端支持力や周面摩擦力および引抜抵抗力が向上する。
When the hole wall ground of the excavation hole is very hard (for example, a rock formation), the diameter of the foundation pile is about 2,000mm, but it will try to expand in the excavation hole. However, since the expanding concrete generates a total expansion pressure with a reverse taper shape, it is stronger than the hole wall ground due to the reaction force of the total expansion pressure restrained by the drilling hole wall. Integrate.
Therefore, the foundation pile in which the expansion is restrained and the total expansion pressure is generated improves the tip support force, the circumferential frictional force, and the pulling resistance force.

また、圧縮強度においては、図44の配合例3のアルミニウム粉末の添加率0.012%から52.6N/mmであるから、良好なコンクリート杭の強度である。 Moreover, in terms of compressive strength, since the addition rate of the aluminum powder of Formulation Example 3 in FIG. 44 is 0.012% to 52.6 N / mm 2, it is a good strength of the concrete pile.

(場所打ちコンクリート杭の例2)
例えば、杭径φ800mm、掘削深さGL−20m、杭長20m(杭先端10mが膨張性コンクリート杭+杭上端10mが通常コンクリート杭=合成杭20m)の小径の基礎杭で実施する。
コンクリート配合は、現状の場所打ちコンクリート杭に近い配合例5のセメント量370kg/m、スランプ18cmで膨張率は4.99%(図43の配合例5のアルミニウム粉末の添加率0.030%)のコンクリートを使用する。
(Example 2 of cast-in-place concrete piles)
For example, a pile foundation with a small diameter of pile diameter φ800 mm, excavation depth GL-20 m, pile length 20 m (pile tip 10 m is expansive concrete pile + pile upper end 10 m is normal concrete pile = composite pile 20 m) is carried out.
Concrete mix is 370kg / m 3 of cement amount of blending example 5 close to the current cast-in-place concrete pile, slump is 18cm and expansion rate is 4.99% (addition rate of aluminum powder of blending example 5 of FIG. 43 is 0.030%) ) Concrete is used.

先ず、アルミニウム粉末の添加量は、掘削深さGL−10mで打設したコンクリートの膨張率が4.99%となるようにするには、常圧(大気圧)でのアルミニウム粉末添加率は0.030%であるので、掘削深さGL−10mのアルミニウム粉末添加量はセメント質量に対して0.030%×2(GL−10mの気圧)×2.3(コンクリート比重)=0.138%であるから、アルミニウム粉末の添加量はセメント質量370kg/m×0.138%=.0.5106kg/m≒510g/mである。 First, the amount of aluminum powder added is 0% at normal pressure (atmospheric pressure) so that the expansion rate of concrete cast at a digging depth GL-10 m is 4.99%. Therefore, the amount of aluminum powder added at the digging depth GL-10m is 0.030% × 2 (atmosphere of GL-10m) × 2.3 (concrete specific gravity) = 0.138% with respect to the cement mass. Therefore, the addition amount of the aluminum powder is the cement mass of 370 kg / m 3 × 0.138% =. 0.5106 kg / m 3 ≈510 g / m 3 .

また、ボイルの法則から、深さ20mの膨張率は、4.99%×2(深さGL−10mの気圧)÷3(深さGL−20mの気圧)=3.32%である。   Further, from Boyle's law, the expansion rate at a depth of 20 m is 4.99% × 2 (atmospheric pressure at a depth GL−10 m) ÷ 3 (atmospheric pressure at a depth GL−20 m) = 3.32%.

この膨張率は、掘削深さGL−10mのコンクリートの膨張率4.99%は杭径φ800mmをφ819mmに、深さGL−20mの膨張率3.32%は杭径φ800mmをφ813mmに膨らます膨張圧力の大きさである。   The expansion rate of concrete with an excavation depth of GL-10m is 4.99%, the pile diameter φ800mm is expanded to φ819mm, and the expansion rate of depth GL-20m is 3.32%, the pile diameter φ800mm is expanded to φ813mm. Is the size of

よって、杭径φ800mmで杭長20mを形成する基礎杭は、杭先端から高さ10mにおいて、上端部の掘削深さGL−10mの部分の杭径はφ800mmをφ819mmの大きさに、下端部(杭先端部)の掘削深さGL−20mの部分の杭径はφ800mmをφ813mmの大きさに膨らます逆テーパー6mmの逆テーパー形状の膨張圧力を生起して、逆テーパー形状の膨張を形成した、または不十分な逆テーパー形状の膨張を形成した、或は逆テーパー形状の膨張圧力を生起した基礎杭である。   Therefore, the foundation pile forming a pile length of 20 m with a pile diameter of φ800 mm is 10 m in height from the tip of the pile, and the pile diameter of the portion of the excavation depth GL-10 m at the upper end is φ800 mm to φ819 mm, and the lower end ( The pile diameter of the portion of the excavation depth GL-20m at the tip of the pile) is expanded from φ800mm to φ813mm, creating an inverse taper-shaped expansion pressure of reverse taper 6mm, or forming an inverse taper-shaped expansion, or It is a foundation pile which has formed an insufficient reverse taper-shaped expansion, or has generated an inverse taper-shaped expansion pressure.

また、コンクリート強度においては、図44の配合例5から34N/mm2であり、良好なコンクリート杭強度である。 Moreover, in concrete strength, it is 34 N / mm < 2 > from the mixing examples 5 of FIG. 44, and is a favorable concrete pile strength.

次に、マイクロパイルで実施の形態を予測する。
(マイクロパイル)
マイクロパイルとは、杭径φ100mmからφ300mm程度の小口径の場所打ち杭・埋込み杭の総称である。
地山を削孔(掘削)して鉄筋、鋼管などの鋼製補強材を挿入し、セメント流動物を注入して基礎杭を築造する。
Next, the embodiment is predicted by micropile.
(Micropile)
A micropile is a generic name for cast-in-place piles and embedded piles with a small diameter of about φ100 mm to φ300 mm.
A natural pile is drilled and steel reinforcements such as rebars and steel pipes are inserted, and a cement pile is injected to build a foundation pile.

例えば、杭径φ200mm、掘削深さ15m、杭長15m(杭先端側10mに膨張性セメントミルク+杭天端側5mに通常セメントミルク=合成杭15m)の基礎杭で実施する。   For example, it is carried out with a foundation pile having a pile diameter of 200 mm, an excavation depth of 15 m, and a pile length of 15 m (expandable cement milk on the pile tip side 10 m + normal cement milk = synthetic pile 15 m on the pile top end side 5 m).

先ず、掘削深さ5mの位置でセメントミルクを12%に膨張させるには、注入するセメントミルクの膨張率が常圧と同じように生起するアルミニウム粉末の添加量を求める。   First, in order to expand cement milk to 12% at a position where the excavation depth is 5 m, the addition amount of aluminum powder that is generated in the same manner as the expansion rate of the cement milk to be injected is obtained.

膨張するセメントミルクが12%を生起するには、図11よりアルミニウム粉末の添加率は0.0092%であるから、掘削深さGL−5mで膨張率12%を生起するには0.0092%(常圧の添加率)×1.5(深さ5mで1.5気圧)×1.92(水セメント比30%のセメントミルク比重)≒0.0264%のアルミニウム粉末の添加量である。   In order for the expanding cement milk to cause 12%, the addition rate of aluminum powder is 0.0092% from FIG. 11, so 0.0092% to cause the expansion rate to be 12% at the digging depth GL-5m. (Addition ratio of normal pressure) × 1.5 (1.5 atm at a depth of 5 m) × 1.92 (cement milk specific gravity of 30% water cement ratio) ≈0.0264% of the added amount of aluminum powder.

また、ボイルの法則から、掘削深さ15m部分の膨張率は12%×1.5(深さ5mの気圧)÷2.5(深さ15mの気圧)=7.2%である。
この膨張率は、掘削深さGL−5mで杭径φ200mmをφ211mmに膨らます、深さGL−15m(杭先端)の杭径φ200mmをφ207mmに膨らます膨張圧力の大きさである。
Further, according to Boyle's law, the expansion rate at the depth of 15 m is 12% × 1.5 (atmospheric pressure at a depth of 5 m) ÷ 2.5 (atmospheric pressure at a depth of 15 m) = 7.2%.
This expansion rate is the magnitude of the expansion pressure at which the pile diameter φ200 mm expands to φ211 mm at the excavation depth GL-5 m, and the pile diameter φ200 mm of the depth GL-15 m (pile tip) expands to φ207 mm.

よって、杭径φ200mmで杭長15mを形成する基礎杭は、杭先端から高さ10mにおいて、杭長15mの杭頭側5mは杭径φ200mmを形成し、杭先端側(下部側)の10mの上端部(掘削深さGL−5m)は杭径φ200mmがφ211mmの大きさに、下端部(杭先端)は杭径φ200mmがφ207mmの大きさに膨らます逆テーパー4mmの逆テーパー形状の膨張率を生起し、逆テーパー形状の膨張を形成した、または不十分な逆テーパー形状の膨張を形成した、或いは逆テーパー形状の膨張圧力を生起した基礎杭である。   Therefore, the foundation pile that forms a pile length of 15 m with a pile diameter of φ200 mm is 10 m in height from the tip of the pile, the pile head side of the pile length of 15 m forms a pile diameter of φ200 mm, and the pile tip side (lower side) of 10 m The upper end (excavation depth GL-5m) has a pile diameter of φ200mm and the lower end (pile tip) expands to a pile diameter of φ200mm and a diameter of φ207mm. In addition, the foundation pile has formed an inverse taper-shaped expansion, an insufficient reverse taper-shaped expansion, or an inverse taper-shaped expansion pressure.

続いて、グラウンドアンカーで実施の形態を予測する。
(グラウンドアンカー)
地中内に掘削した掘削孔にセメント流動物を注入する基礎工法であって、基礎体(アンカー体)を築造するグラウンドアンカーで実施の形態を予測する。
Subsequently, the embodiment is predicted by a ground anchor.
(Ground anchor)
This is a foundation method in which cement fluid is injected into a drilling hole excavated in the ground, and an embodiment is predicted with a ground anchor for constructing a foundation body (anchor body).

グラウンドアンカーは、削孔径φ50mmからφ165mmのケーシングで水を用いて削孔する削孔内に、PC鋼材を挿入しセメント流動物(セメントミルクやモルタル等)を注入して、アンカー体(基礎体)を強固な安定地盤に築造し抵抗体とすることで斜面や土留め壁及び構造物の安定を図る基礎工法である。
この安定地盤は岩の地層や岩に近い地層等の強固な地盤であるので、安定地盤内に築造されたアンカー体は小さな膨張率の膨張圧力で周面摩擦力が期待できる。
水が氷になる膨張率は約9%でありこの膨張率は水道管などの筒状管の拘束下において筒状管を破裂させる膨張圧力である。アンカー体においても強固な安定地盤内の拘束下であるので注入するセメント流動物の膨張率を5%で実施する。
The ground anchor is an anchor body (basic body) by inserting PC steel into a drilling hole drilled with water in a casing with a hole diameter of φ50mm to φ165mm and inserting cement fluid (cement milk, mortar, etc.). Is a basic construction method that stabilizes slopes, earth retaining walls, and structures by building a strong and stable ground.
Since this stable ground is a strong ground such as a rock formation or a formation close to a rock, an anchor body built in the stable ground can be expected to have a peripheral frictional force with an expansion pressure with a small expansion rate.
The expansion rate at which water becomes ice is about 9%, and this expansion rate is an expansion pressure that bursts the tubular tube under the restraint of the tubular tube such as a water pipe. Since the anchor body is also constrained in a strong stable ground, the expansion rate of the cement fluid to be injected is 5%.

例えば、削孔径φ90mm、削孔深さGL−25m、定着長7mのアンカー体(強固な安定地盤内に先端側5mにアルミニウム粉末を添加したセメントミルクを注入+その上部2mに通常のセメントミルクを注入=7mの合成アンカー体)の基礎体で実施する。   For example, an anchor body having a drilling diameter of 90 mm, a drilling depth of GL-25 m, and a fixing length of 7 m (injecting cement milk with aluminum powder added to the tip side 5 m into a strong stable ground + normal cement milk to the upper 2 m (Injection = 7 m synthetic anchor body)

先ず、削孔深さGL−20mの高水圧下でセメントミルクの膨張率5%のアンカー体を築造するアルミニウム粉末の添加量を求める。
セメントミルクが5%を生起するには、図10より、アルミニウム粉末の添加率はセメント質量に対して0.0032%/mであるから、深さGL−20mで膨張率5%を生起するには、0.0032%×3(深さGL−20mの気圧)×1.92(水セメント比30%のセメントミルク比重)=0.0096%/mのアルミニウム粉末の添加率の添加量である。
First, the amount of aluminum powder added to build an anchor body having a 5% expansion rate of cement milk under a high water pressure with a drilling depth of GL-20 m is determined.
In order to produce 5% of cement milk, it can be seen from FIG. 10 that the rate of addition of aluminum powder is 0.0032% / m 3 with respect to the cement mass, so that an expansion rate of 5% occurs at a depth of GL-20 m. Is 0.0032% × 3 (atmospheric pressure at depth GL-20 m) × 1.92 (cement milk specific gravity at 30% water cement ratio) = 0.0096% / m 3 addition amount of aluminum powder addition rate It is.

また、削孔深さGL−25mの膨張率は、ボイルの法則より、5%×3(深さGL−20mの気圧)÷3.5(深さGL−25mの気圧)≒4.285%である。
よって、アンカー体は、深さGL−20mで膨張率5%はφ90mmがφ92.2mmに、深さGL−25mで膨張率4.285%はφ90mmがφ91.9mmに膨らます逆テーパー形状の膨張圧力を生起する。
Further, the expansion rate of the drilling depth GL-25m is 5% × 3 (atmosphere of depth GL-20m) ÷ 3.5 (atmosphere of depth GL-25m) ≈4.285% according to Boyle's law. It is.
Therefore, the anchor body has a depth of GL-20m and an expansion rate of 5% is φ90mm to φ92.2mm, and at a depth of GL-25m, the expansion rate is 4.285% and φ90mm to φ91.9mm. Occur.

アンカー体の定着長7mは、アンカー体の削孔径φ90mmが、削孔深さGL−18mからGL−25mの内、削孔深さGL−18mからGL−20mの2m間においては、アンカー体の径はφ90mmであり、削孔深さGL−20mからGL−25mの5m間においては、膨張するセメントミルクのアンカー体はGL−20mでφ90mmがφ92.2mm、GL−25mでφ90mmがφ91.9mmの逆テーパー0.3mmの大きさの形状に膨らます膨張圧力を生起する。
この膨張するアンカー体は強固な安定地盤内(岩の地層や岩に近い地層等)に築造されるので、安定地盤内の削孔内で逆テーパー形状の膨張圧力を生起するが、膨張は削孔壁地盤に拘束され膨らまず、逆テーパー形状の膨張圧力を生起したままで反作用により全膨張圧力の反力を受けた状態となり、互いに逆テーパー形状の膨張圧力をかけあってアンカー体と削孔地盤とは強固な圧密力の密着力で一体化したアンカー体となる。
The anchor body fixing length of 7 m is that the anchor body has a drilling diameter of 90 mm, and the anchor body has a hole diameter of 2 m from the drilling depth GL-18 m to GL-20 m. The diameter is φ90 mm, and between 5 m of drilling depth GL-20 m to GL-25 m, the expanded cement milk anchor body is GL-20 m, φ90 mm is φ92.2 mm, GL-25 m and φ90 mm is φ91.9 mm Inverse taper of bulges into a shape with a size of 0.3 mm, causing an expansion pressure.
Since this expanding anchor body is built in a strong stable ground (such as a rock formation or a formation close to a rock), a reverse taper-shaped expansion pressure is generated in the drilling hole in the stable ground, but the expansion is reduced. It does not swell and is restrained by the hole wall ground, and it is in a state where it receives the reaction force of the total expansion pressure by the reaction while generating the inverse taper-shaped expansion pressure, and applies the reverse taper-shaped expansion pressure to each other to apply the anchor body and the drilling hole. The ground is an anchor body that is integrated with a strong cohesive force.

続いて、PCウェルで実施の形態を予測する。
(PCウェル工法)
PCウェル工法はケーソン基礎の一つでオープンケーソンの圧入方式の一つである。
本工法は、円筒形の単体ブロックをポストテンション方式でプレストレスを導入させながら積み重ね内部をハンマーグラブなどで掘削し、グラウンドアンカーなどを反力として所定深度まで圧入沈設する工法で、ブロックを沈設後底盤に水中不分離性コンクリートをトレミー方式で打設し底盤コンクリートの基礎体を築造する工法である。
Subsequently, the embodiment is predicted in the PC well.
(PC well method)
The PC well method is one of the caisson foundations and one of the open caisson press-fitting methods.
This method is a method in which a cylindrical single block is drilled with a hammer grab etc. while prestressing is introduced with a post-tension method, and a ground anchor or the like is used as a reaction force to press-fit and sink to a predetermined depth. This is a construction method in which an underwater inseparable concrete is placed on the bottom plate using the tremy method to construct the foundation of the bottom plate concrete.

例えば、PCウェル外径φ3000mm、内径φ2400mmで掘削深さGL−20mの水圧下において、掘削深さGL−17mまで水中コンクリートを打設し厚さ3mの底盤コンクリートの基礎体を築造する。   For example, under water pressure with a PC well outer diameter of 3,000 mm and an inner diameter of 2400 mm and a digging depth of GL-20 m, underwater concrete is cast to a digging depth of GL-17 m to construct a 3 m thick bottom base concrete foundation.

打設する水中コンクリートは、水中不分離性混和剤を添加した水中不分離性コンクリートで配合例3の膨張率3.28%(アルミニウム粉末の添加率0.008%)を使用する。   The underwater concrete to be cast is an underwater inseparable concrete to which an underwater inseparable admixture is added, and uses an expansion coefficient of 3.28% (addition ratio of aluminum powder of 0.008%) in the blending example 3.

掘削深さGL−20mの水圧下で、この膨張率3.28%を生起するアルミニウム粉末の添加率は、0.008%×3(GL−20mの気圧)×2.3(コンクリート比重)=0.0552%であり、添加量はセメント質量500kg/m×0.0552%=0.276=276g/mである。 Under the water pressure of digging depth GL-20m, the addition rate of aluminum powder that causes this expansion rate of 3.28% is 0.008% × 3 (atmosphere of GL-20m) × 2.3 (concrete specific gravity) = It is 0.0552%, and the addition amount is a cement mass of 500 kg / m 3 × 0.0552% = 0.276 = 276 g / m 3 .

また、ボイルの法則から、掘削深さGL−20mの膨張率は3.28%であるので掘削深さGL−17mの膨張率は、3.28%×3(GL−20mの気圧)÷2.7(GL−17mの気圧)≒3.64%である。   Also, according to Boyle's law, the expansion rate at the digging depth GL-20m is 3.28%, so the expansion rate at the digging depth GL-17m is 3.28% × 3 (GL-20m atmospheric pressure) / 2. .7 (atmospheric pressure of GL-17m) ≈3.64%.

掘削深さGL−17mの底盤コンクリートの天端の膨張率は3.64%であるので、φ2400mmをφ2443mmに膨らます膨張圧力の大きさであり、掘削深さGL−20mの底盤コンクリートの下端の膨張率は3.28%でφ2400mmをφ2439mmに膨らます膨張圧力の大きさである。   The expansion rate at the top edge of the bottom base concrete with the excavation depth GL-17m is 3.64%, which is the magnitude of the expansion pressure that expands φ2400mm to φ2443mm, and the expansion at the lower end of the bottom base concrete with the excavation depth GL-20m The rate is 3.28%, which is the magnitude of the expansion pressure that expands φ2400 mm to φ2439 mm.

よって、底盤コンクリートの基礎体は、高さ(厚さ)3mにおいて、φ2400mmの底盤コンクリートは上部がφ2443mmで下部がφ2439mmの逆テーパー4mmの大きさに膨らます逆テーパー形状の膨張圧力の大きさである。   Therefore, the foundation of the bottom concrete is 3 m in height (thickness), and the bottom base concrete of φ2400 mm swells to a size of a reverse taper of 4 mm with an upper part of φ2443 mm and a lower part of φ2439 mm. .

また、この底盤コンクリートの強度は図44の配合例3から60N/mmで良好である。 Further, the strength of this bottom base concrete is good at 60 N / mm 2 from Formulation Example 3 in FIG.

本工法は、掘削孔の加圧下の底盤に打設する水中コンクリートに発泡剤を添加したセメント流動物のコンクリートを打設することで、打設したコンクリートがPCウェル内壁面に逆テーパー形状の膨張圧力をかけるので、PCウェル内壁面の膨張は拘束され膨張圧力の反力を生起し互いに圧力をかけあいPCウェルと底盤コンクリートとは強固に一体化する。   In this method, the cast concrete is poured into the bottom wall under pressure in the excavation hole and cemented fluid is added to the underwater concrete. Since the pressure is applied, the expansion of the inner wall surface of the PC well is restrained to generate a reaction force of the expansion pressure, and the PC well and the bottom concrete are firmly integrated with each other.

また、底盤に打設した発泡剤を添加したコンクリートはPCウェル先端部の地山地盤に膨張圧力をかけ、先端地盤の掘削による地盤の緩みを膨張圧力で押圧し圧密して先端地盤を強化することで、PCウェルの初期沈下を抑え先端支持力を向上する、また、PCウェル内壁面は底盤コンクリートが逆テーパー形状の膨張圧力で強固に一体化して止水効果が大きい。   In addition, concrete added with foaming agent placed on the bottom applies expansion pressure to the ground in the PC well tip, and the looseness of the ground due to excavation of the tip is pressed with the expansion pressure to consolidate the tip. As a result, the initial settlement of the PC well is suppressed and the tip supporting force is improved, and the inner wall surface of the PC well has a large water stop effect because the bottom base concrete is firmly integrated with the inverse taper-shaped expansion pressure.

このように、ケーソン内を水中掘削するケーソン基礎には、PCウェル工法やハイアック圧入ケーソン工法、自動化オープンケーソン工法(SOCS)、アーバンリング工法等がある。また、鋼管矢板内を水中掘削し底盤コンクリートの基礎体を築造する鋼管矢板基礎も同様な工法である。   Thus, the caisson foundation for underwater excavation in the caisson includes a PC well method, a hyac press-in caisson method, an automated open caisson method (SOCS), an urban ring method, and the like. The steel pipe sheet pile foundation that excavates the steel pipe sheet pile underwater and constructs the foundation of the bottom base concrete is the same method.

以上、場所打ちコンクリート杭、マイクロパイル、グラウンドアンカー、PCウェルで実施の形態を説明したが、掘削孔の地盤が普通または緩い場合では、掘削による地盤の緩みが大きくなるので、打設または注入するセメント流動物の膨張率を大きくし、緩んだ掘削孔壁を膨張圧力で押圧し圧密強化するとともに、作用・反作用の圧力をかけあうことで、膨張して硬化した基礎杭や基礎体と周面地盤とは強固に一体化することができる。
また、掘削孔の孔壁地盤が硬い場合、又は非常に硬い場合では、掘削による地盤の緩みが小さい又は緩みがないので、打設または注入するセメント流動物の膨張率を小さくしても、緩みが小さい又は緩みがない地盤を逆テーパー形状の膨張圧力で押圧する作用・反作用の圧密力の密着力で基礎杭や基礎体と周面地盤とはより強固に一体化する。
As described above, the embodiment has been described with the cast-in-place concrete pile, the micropile, the ground anchor, and the PC well. However, when the ground of the excavation hole is normal or loose, the loosening of the ground due to excavation becomes large. Increase the expansion rate of cement fluid, press the loose drilling hole wall with expansion pressure and strengthen the consolidation, and apply the pressure of action and reaction to expand and harden foundation pile and foundation body and peripheral ground Can be firmly integrated.
Also, if the hole wall ground of the excavation hole is hard or very hard, the ground loosening due to excavation is small or not loose, so even if the expansion rate of the cement fluid to be cast or injected is reduced, it will loosen. The foundation pile and the foundation body and the peripheral ground are more firmly integrated by the adhesion force of the action-reaction compaction force that presses the ground with small or no looseness with the reverse taper-shaped expansion pressure.

大口径のケーソン基礎のPCウェルにおいては、PCウェル内径φ2400mm(外径φ3000mm)を径φ2400mmからφ2410mmに膨らます膨張率は0.84%であり、φ2400mmからφ2420mmに膨らます膨張率は1.67%であり、φ2400mmからφ2430mmに膨らます膨張率は2.51%である。   In the large-diameter caisson-based PC well, the expansion ratio of the PC well inner diameter φ2400 mm (outer diameter φ3000 mm) is expanded from φ2400 mm to φ2410 mm is 0.84%, and the expansion ratio is expanded from φ2400 mm to φ2420 mm. Yes, the expansion coefficient swells from φ2400 mm to φ2430 mm is 2.51%.

また、大口径の場所打ちコンクリート杭は、杭径φ2000mmからφ2010mmに膨らます膨張率は1%であり、φ2000mmからφ2020mmに膨らます膨張率は2%であり、φ2000mmからφ2030mmに膨らます膨張率は3%である。
このように、大口径の掘削孔においては、小さな膨張率1%から3%で10mmから30mm程度に膨らます逆テーパー形状の膨張圧力を生起することができる。
The large diameter cast-in-place concrete pile expands from φ2000mm to φ2010mm, the expansion rate is 1%, the expansion rate expands from φ2000mm to φ2020mm is 2%, and the expansion rate expands from φ2000mm to φ2030mm is 3%. is there.
As described above, in a large-diameter excavation hole, it is possible to generate an inverse taper-shaped expansion pressure that expands from about 10 mm to about 30 mm with a small expansion rate of 1% to 3%.

また、小口径の場所打ちコンクリート杭は、杭径φ800mmからφ810mmに膨らます膨張率は2.51%であり、φ800mmからφ820mmの20mm膨らます膨張率は5.06%であり、φ800mmからφ830mmの30mm膨らます膨張率は8.65%である。
このように、小口径の掘削孔においては2%から9%の膨張率で10mmから30mm程度に膨らます逆テーパー形状の膨張圧力を生起することができる。
In addition, the small-diameter cast-in-place concrete piles expand from φ800 mm to φ810 mm, the expansion rate is 2.51%, the expansion rate from φ800 mm to φ820 mm is 20 mm, the expansion rate is 5.06%, and the expansion rate is from φ800 mm to φ830 mm, 30 mm. The expansion coefficient is 8.65%.
As described above, in a small-diameter excavation hole, it is possible to generate an inverse taper-shaped expansion pressure that expands from about 10 mm to about 30 mm with an expansion rate of 2% to 9%.

さらに小口径のマイクロパイルは、杭径φ200mmをφ205mmに膨らます膨張率は5.06%であり、φ200mmをφ210mmに膨らます膨張率は10.2%で、φ200mmをφ215mmに膨らます膨張率は15.56%である。
このように、さらに小口径の掘削孔においては5%から16%の膨張率で5mmから15mm程度に膨らます逆テーパー形状の膨張圧力を生起することができる。
Further, the micropile with a small diameter expands the pile diameter φ200 mm to φ205 mm, the expansion coefficient is 5.06%, the expansion coefficient that expands φ200 mm to φ210 mm is 10.2%, and the expansion coefficient that expands φ200 mm to φ215 mm is 15.56. %.
In this way, in an excavation hole with a smaller diameter, an inverse taper-shaped expansion pressure that swells from 5 mm to 15 mm with an expansion rate of 5% to 16% can be generated.

また、より小口径のグラウンドアンカーは、アンカー体が安定地盤(岩の地層や岩に近い地層等)内に築造されるので、膨張するセメント流動物は膨張の拘束力が大きい安定地盤内において、小さな膨張量1mmから4mm程度の膨張圧力で周面摩擦力が期待できる。
削孔径φ90mmをφ94mmに膨らます膨張率は約9%であり、φ90mmをφ93mmに膨らます膨張率は約6.8%であり、φ90mmをφ92mmに膨らます膨張率は約4.5%であり、φ90mmをφ91mmに膨らます膨張率は約2.2%である。
このように、グラウンドアンカーではセメント流動物の膨張率が小さくても周面摩擦の抵抗力を期待できる。
In addition, since the anchor body is built in a stable ground (such as a rock formation or a formation close to a rock), a small-diameter ground anchor has a large expansion restraint. A peripheral friction force can be expected with an expansion pressure of a small expansion amount of about 1 mm to 4 mm.
The expansion rate is about 9%, the expansion rate is about 6.8%, the expansion rate is about 6.8%, the expansion rate is about 4.5%, and the expansion rate is about 4.5%. The expansion rate of swelling to 91 mm is about 2.2%.
As described above, the ground anchor can be expected to have a peripheral frictional resistance even if the expansion rate of the cement fluid is small.

以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは、地中内に形成した掘削孔に、予め発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入する基礎工法であるので、地中内に形成した掘削孔に予め発泡剤を添加したセメント流動物を注入し、掘削土壌と攪拌混合してソイルセメントを造成する基礎工法で実施可能である。
例えば、既製杭埋込み工法、鋼管ソイルセメント杭工法、回転杭根固め工法および地盤改良の固化工法(浅層混合工法、中層混合工法、深層混合工法)、地山補強土工法等である。
これらは、地中内に掘削した掘削孔に予め発泡剤を添加したセメント流動物を注入し、掘削土壌と攪拌混合してソイルセメントを造成する工法であり、造成したソイルセメントを逆テーパー形状に発泡膨張させて、膨張して硬化するソイルセメントが逆テーパー形状の膨張圧力を生起する基礎杭、基礎体、改良体、補強体等を造成することができる。
また、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
As described above, some of the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. In these embodiments, a cement fluid to which a foaming agent has been added in advance is placed or injected into a drilling hole formed in the ground. Since it is a foundation construction method, it can be carried out by a foundation construction method in which a cement fluid to which a foaming agent has been added in advance is poured into an excavation hole formed in the ground and mixed with excavation soil to form a soil cement.
For example, there are a ready-made pile embedding method, a steel pipe soil cement pile method, a rotary pile consolidation method, a solidification method for ground improvement (a shallow layer mixed method, a middle layer mixed method, a deep layer mixed method), and a natural ground reinforced earth method.
These are methods of injecting cement fluid with foaming agent added into the excavated hole in the ground and mixing it with the excavated soil to form a soil cement. A foundation pile, a foundation body, an improved body, a reinforcing body, etc. can be created in which a soil cement which is expanded by foaming and expanded and hardened causes an inversely tapered expansion pressure.
In addition, the present invention can be implemented in other forms in which various modifications and improvements are made based on the knowledge of those skilled in the art, including the aspects described in the disclosure section of the present invention.

10 場所打ちコンクリート杭
11 掘削孔
12 膨張するコンクリート
13 鉄筋カゴ
14 先端拡幅部
15 中途拡幅部
16 安定液
17 トレミー管
18 通常のコンクリート
19 気泡
20 既製杭
21 合成杭
A 地中
B 上部斜面部
C 下部立ち上り部
G 外壁面
N 内壁面
S 先端部
T 中途部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cast-in-place concrete pile 11 Excavation hole 12 Expanding concrete 13 Reinforcing bar cage 14 Tip widening part 15 Middle widening part 16 Stabilizing liquid 17 Tremy pipe 18 Normal concrete 19 Bubble 20 Ready-made pile 21 Composite pile A Ground B Upper slope part C Lower part Rising part G Outer wall N Inner wall S Tip T T Midway

Claims (4)

地中内に形成した掘削孔にセメント流動物を打設または注入する基礎工法であって、
掘削孔には予め膨張作用を有する発泡剤を添加したセメント流動物を打設または注入し、セメント流動物を逆テーパー形状に発泡膨張させて、膨張して硬化するセメント流動物が逆テーパー形状の膨張圧力を生起する、
しかも、セメント流動物としては、セメントで構成する少なくとも、セメントミルク、モルタル、コンクリートであり、セメントミルク、モルタル、コンクリートの膨張率が1%から16%となるように前記発泡剤を添加することを特徴とする場所打ち杭工法。
It is a foundation method for placing or injecting cement fluid into an excavation hole formed in the ground,
The borehole of the blowing agent cement flow animals Da設or infusion supplemented with pre-expansion agent, the cement flow animals reversed tapered shape is foamed and expanded, cement flow animals cured by expansion of reverse tapered Causing expansion pressure ,
Moreover, the cement fluid is at least cement milk, mortar, and concrete made of cement, and the foaming agent is added so that the expansion rate of cement milk, mortar, and concrete is 1% to 16%. A cast-in-place pile construction method.
膨張作用を有する発泡剤としては、セメント組成物中における化学反応によりガスを発泡する少なくとも、アルミニウム粉末、亜鉛等の両性金属の粉末、炭素物質、過酸化物質、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体から選択した1種または2種以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の場所打ち杭工法。
Examples of the foaming agent having an expanding action include at least an aluminum powder, an amphoteric metal powder such as zinc, a carbon substance, a peroxide substance, a sulfonyl hydrazide compound, an azo compound, and a nitroso compound. The cast-in-place pile method according to claim 1, wherein the cast-in-place pile method is one or more selected from hydrazine derivatives.
セメントミルクの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.001%から0.8%とする
モルタルの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.003%から1.5%とする、
コンクリートの膨張率が1%から16%となるように、掘削孔の掘削深度を150mまでとする前記発泡剤としてのアルミニウム粉末の添加量が、セメント質量に対して0.004%から5.2%とする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の場所打ち杭工法。
The amount of aluminum powder added as the foaming agent that makes the excavation depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the cement milk is 1% to 16% is 0.001% to 0.005% with respect to the cement mass. 8%
The addition amount of the aluminum powder as the foaming agent that makes the drilling depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the mortar is 1% to 16% is 0.003% to 1.5% with respect to the cement mass. %
The amount of aluminum powder added as the foaming agent that makes the excavation depth of the drilling hole up to 150 m so that the expansion rate of the concrete is 1% to 16% is 0.004% to 5.2 with respect to the cement mass. %
The cast-in-place pile method according to claim 1 or 2 , characterized in that:
アルミニウム粉末の添加量は、掘削孔中の所定の深度での水深圧と比重に応じて算出することを特徴とする請求項3に記載の場所打ち杭工法。 The cast-in-place pile method according to claim 3, wherein the amount of aluminum powder added is calculated according to a water depth pressure and specific gravity at a predetermined depth in the excavation hole .
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