JPH02125015A - 杭先地盤補強装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌ１上五五皿±１ 本発明は地盤上に構築される各種構造物の基礎杭を支え
る地盤の増強装置に関するものである。

【】」Ｌ韮 従来、構造物の基礎杭を施工するに当って、地盤に杭造
成用の堅穴を掘削し、該掘削穴内にベントナイト懸濁液
等の安定液を満たしてコンクリートを打設し、掘削穴内
の安定液をコンクリートで置き換えることによって基礎
杭を構築していた。

この工法では、杭先端部を支える地盤が掘削による土圧
の開放、安定液中の土砂の沈積等に起因して弛緩した状
態になっており、杭に荷重が加わると杭先の地盤が変形
して杭が大きく沈下するため、杭長を太き（せざるを得
ないという欠点があった。

この難点を克服するために、本出願人は昭和６２年１１
月１２日に特許出願（特願昭６２−２８４３０６号）し
た。

この出願のものは、第１図に図示されるように、地盤０
１に形成された掘削孔０２に鉄筋ｗｉＯ３を挿入し、こ
の鉄筋簡０３の底部に予め付設された耐圧ゴム袋０４に
連通する注入管０５および導出管０６の先端を地上に露
出させてから、掘削孔０２内に杭躯体コンクリート０１
を打設し、打設コンクリートが硬化した後に、注入管０
５を通じてセメントミルク客の充填材を耐圧ゴム袋０４
内に加圧充填する。

その結果、耐圧ゴム袋０４が膨張し、杭頭に加わる荷重
と杭躯体０７および外周地盤間の摩擦力とで杭躯体０１
が固定された状態の基に、耐圧ゴム袋０４の膨張力によ
り該耐圧ゴム袋０４の周面および下面に接する地盤が圧
縮されるとともに、耐圧ゴム袋０４内に充填された充填
材は加圧状態で硬化するため、地盤支持力が増大する。

し　　　　と しかしながら、上記のような先行技術においては上記し
た長所がある反面、耐圧ゴム袋０４が地盤に直接接触す
るため、岩石等の先鋭部で耐圧ゴム袋０４が伽付けられ
て破裂する慣れがあり、また耐圧ゴム袋０４が球状に膨
張するため、杭荷重を支える方向以外にも加圧し、締固
めることになって加圧水及びセメントミルク等が本来の
杭支持力強化のために必要なｍ以上に多侮に必要となり
、注入時間も長くなり、作業性が悪くなるという欠点が
あった。

た　　の 本発明は先行技術のこのような欠点を除去しようとする
もので、杭底部に、内部に注入された加圧流体により膨
張する耐圧弾性袋を付設するとともに、杭底部外周面に
、該弾性袋を収容しその膨張方向を拘束する拘束容器を
、弾性袋の膨張に応じて杭軸の下方向に移動可能に嵌装
したことを特徴とする杭先地盤補強装置としたものであ
る。

本発明は上記のような構成であるから、杭底部に付設し
た弾性袋に加圧水やセメントミルクを充填して膨張させ
るとこの膨張力で拘束容器が杭底部の外周面を下方に滑
動して拘束容器底部が杭直下の地盤を圧縮し締固める。

この状態でセメントミルクを硬化させれば、杭底部と締
め固められた杭直下の地盤間が硬化したモルタルによっ
て隙間なく充填されるので、地盤の杭支持力が増大され
る。

丈−」Ｌ−豊 以下第２図ないし第４図に示された本発明の一実施例に
ついて説明する。

まず本実施例の耐圧弾性袋は比較的大きな伸び率を有す
る耐圧ゴム袋１からなり、全体形状は上下の平坦部１ａ
、　ｌｂと側部１Ｃとからなる略密閏円筒状で、その径
は後述の円筒状鉄筋ｎ２の径と路間−に構成され、側部
１Ｃは蛇腹状（波状）に屈曲形成されて、ゴム袋１に内
圧が加えられると該屈曲部１ｄが次第に直線状に伸長し
袋内の体積が増大するように構成されている。

屈曲部１ｄの数及び屈曲部１ｄの曲率半径等は地盤１０
の状況等から予め想定される変位量に基づいて決定され
る。本実施例ではゴム袋の外径５００ｅｌ　。

ゴム厚５ｍｓのとき、屈曲部の数３．屈曲部の内側曲率
半径６ｅｍである。

また、ゴム袋１の上部中央には開口１ｅが形成されると
ともに該間口周囲の袋内面には口金取付用の断面台形状
のゴム板３が固着され、上端にねじ部４ａを有し下端が
上記ゴム板３の中央開口１ｅを介して袋１内に通じる上
下端開放の円筒状口金４が、その上部をゴム袋１上部の
開口１ｅから上方に突出するようにしてその基部４ｂが
ゴム板３に埋設されている。

またゴム袋１の内面下部１ｂ中央の上記ゴム板３と相対
する部分は肉厚１ｆに形成されて、前記ゴム板の開口３
ａから流出する加任流体の衝当圧力等からゴム袋下部１
ｂを補強している。

そして、口金４を取付けたゴム袋１は円筒状鉄筋ｌ！２
の底部２ａに取付けられる。

口金上部のねじ部４ａには、内管〈注入管）５゜外管（
導出管）６からなる複合管７の外管６のねじ部が螺合さ
れ、内管５を介して水やセメントミルク等の液体がゴム
袋内に供給され、外管６内（外管内面と内管外面の間）
を通って液体がゴム袋１内から排出されるようになって
いる。

なお、必要に応じて注入管５下喘に袋内に延びる可撓ホ
ースを取付けてもよい。

一方、鉄筋８２の底部２ａ外周には上方が開放された円
筒状の鋼製又は合成樹脂製の拘束容器８が筒底部２ａを
覆うように嵌装され、その内部に前記ゴム袋１が収納さ
れており、ゴム袋内部が加圧され、前記屈曲部１ｄが直
線状に伸長するにしたがって、拘束容器８の底部８ａが
ゴム袋下部１ｂによって下方に押圧され、拘束容器８は
鉄筋筒底部２ａ外周を下方に摺動変位するようになって
いる。またゴム板３下面には、ゴム袋１の半径方向に指
向してゴム板３に設けられた開口３ａとゴム袋１内を連
通ずる導水溝９が設けられている。

第２図ないし第４図に記載された実施例は上記のように
構成されているので、地盤１０に形成された掘削穴１１
に鉄筋簡２を挿入し、この鉄筋！２の底部２ａに予め付
設された耐圧ゴム袋１に連通ずる注入管５及び導出管６
の先端を地上に露出させてから、掘削穴１１内に杭躯体
コンクリート１２を打設し、打設コンクリート１２が硬
化した後に、注入管５を通じて水をゴム袋内に充填する
（第３図）。

なお、給水当初ゴム板３下面とゴム袋１の肉厚部１ｆ上
面が密着していても、ゴム板３下面に導水溝９が設けら
れているので、注入管５から袋内への給水路が遮断され
ることがなく、圧力水を袋内にスムーズに導入させるこ
とができる。

ゴム袋１内の水圧が高まるのに応じてゴム袋１は球状に
膨張しようとするが拘束容器８によって半径方向の膨張
が阻止されているので、ゴム袋１は側部の屈曲部１ｄの
みが徐々に伸長して拘束容器８を鉄筋Ｗｉ２外周面を下
方に摺動変位させ、拘束容器底部８ａが地盤１０を圧縮
締固める。このとき、加圧力は５５ｋｇ／ｃｍ　２にも
及ぶので拘束容器８は容易に変位することができる。

なお、前記したように、屈曲部１ｄの数、形状は予め想
定される変位氾に基づいて設計され、ｉ張量に対して余
裕を見込んだ形状とし、徐々に屈曲部１ｄが直線状に変
形されるので膨張時ゴム袋に発生する全体的な歪を軽減
することができる。

ゴム袋内の圧力が所定圧になったところで、注入管５か
らセメントミルク１３を注入しゴム袋内の水１４を導出
管６から排出してゴム袋内の水１４をセメントミルク１
３で置換する。注入管５下端に前記した可撓ホースを取
付けるときは、水とセメントミルクの出入口が離れてい
るので両名が混り合うことが少ない。

かくして、杭（鉄筋陰）底部１２ａと拘束容器８によっ
て締固められた地盤１０間にセメントミルク１３が充填
され、セメントミルク１３が固化したとき、杭躯体を地
盤１０上に強固に支持することができる（第４図）。

第５図には第２実施例が記載されており、注入管５と導
出管６を前記実施例のように複合管としないで、別々に
設けたもので、これらの管５．６先端を螺着する口金４
はゴム板３上方に突出する先端に管螺着用のねじの切ら
れた２個の管取付部４Ｃとその下部にゴム板に埋設され
る共通の基部４ｂを有し、またゴム板３下面には上記管
取付部４ｃ。

４Ｃと対応する位置にそれぞれ注入管５．導出管６と連
通する二つの間口３ｂ、　３ｃが設けられている。

また、ゴム板下面及びこれと相対するゴム袋下部の肉厚
部１ｆの上面には、それぞれゴム袋の半径方向に指向し
てゴム板３に設けられた開口３ｂとゴム袋１内を連通ず
る導水溝９及び１ｇが設けられている。

第２実施例は上記のように構成され、ゴム袋内で注入口
３ｂと排出口３Ｃが離れているので、水をセメントミル
クで置換する際、両者が混り合うことが少なく、置換を
より確実に行うことができる。

また、給水時上記ゴム板３と肉厚部１ｆが密着していて
も、相対する二つの導水溝９，１ｇを設けたことによっ
て前記実施例以上に注入管５からゴム袋１内へスムーズ
に水を流入することができる。

以上本実施例は場所打ち杭に適用した例について述べた
が、本発明が予め杭躯体が製作された理込み杭にも適用
できることは明らかである。

免肛立羞ユ 本発明は、耐圧弾性袋が拘束容器に収納され、地盤に直
接接触する部分が全くないので、弾性袋が膨張時岩石等
で損傷を受けることがなく、破裂の慣れがないばかりか
、弾性袋は容器内での膨張で容器内面との接触は地盤と
の接触に比べ滑らかであるため膨張時の抵抗が少なく、
注入圧をより高めることができ地盤の圧縮効果を一層高
めることができる。

また、その膨張方向が拘束容器によって拘束されて下方
向のみに強制され、杭直下を越えて杭支持力に格別の重
要度を有しない杭軸と直角方向に膨張することがないの
で、不必要なセメントミルクを条間に注入することがな
く、施工のコストダウンを図ることができ、注入時間も
短（作業性を向上させることができる。そして、地盤と
接触する部分は弾性袋でなく硬い拘束容器であるので、
より強く地盤を圧縮締固めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術に係る耐圧弾性袋を適用した基礎杭補
強部の縦断側面図、第２図は本発明に係る基礎杭補強部
の縦断側面図、第３図は弾性袋内に加圧水を注入中の同
補強部の縦断側面図、第４図は弾性袋内にセメントミル
クが充填された同補強部の縦断側面図、第５・図は他の
実施例に係る基礎杭補強部の縦断側面図、第６図は第５
図の■−■線に沿った拡大縦断面図である。 １・・・耐圧ゴム袋、２・・・鉄筋部、３・・・ゴム板
、４・・・口金、５　・・・内管（注入管）、６・・・
外管（導出管）、７・・・複合管、８・・・拘束容器、
９・・・導水溝、１０・・・地盤、１１・・・掘削穴、
１２・・・コンクリート、１３・・・セメントミルク、
１４・・・水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 杭底部に、内部に注入された加圧流体により膨張する耐
   圧弾性袋を付設するとともに、杭底部外周面に、該弾性
   袋を収容しその膨張方向を拘束する拘束容器を、弾性袋
   の膨張に応じて杭軸の下方向に移動可能に嵌装したこと
   を特徴とする杭先地盤補強装置。