JPH02311617A

JPH02311617A - 基礎杭の施工方法

Info

Publication number: JPH02311617A
Application number: JP13003789A
Authority: JP
Inventors: Hatsurou Shiyouji; 庄子　発郎; Takeo Hamazaki; 浜崎　健雄
Original assignee: PS Concrete Co Ltd
Current assignee: PS Concrete Co Ltd
Priority date: 1989-05-25
Filing date: 1989-05-25
Publication date: 1990-12-27

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】［産業上の利用分野］本発明は、比較的軟弱な地盤条件における基礎杭１例え
ば直径３００〜３０００ｍｍφの場所打ちコンクリート
杭または既製コンクリート杭もしくは鋼管杭の施工方法
に関する。

【従来の技術〕

軟弱地盤帯に構造物、構築物、工作物などを設置する場
合には、軟弱地盤の下層の岩盤等の硬質な基盤に達する
杭を施工する必要がある。

従来直径３００〜７００ｍφ程度までの基礎杭は、第２
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように軟弱地盤１に地
表２から基盤３に到達する孔４を穿削する。この場合、
杭径より１００ｍｍφ程度大きい直径のアースオーガー
等を用いる０次いで、この孔４に杭５を打撃等により機
械的に打込む。

しかし、さらに直径の大きい杭１例えば直径２０００ｍ
ｍφにも及ぶ大径の基礎杭は場所打ちコンクリートによ
って施工されることが多い。

従来の代表的な場所打ちコンクリート杭の施工工法（在
来工法）としてはアースドリル（ノーケーシング）工法
、ベット（オールケーシング）工法、リバース工法など
がある。また、これらの工法と既製のコンクリートまた
は鋼管杭との組合わせによる工法や深礎工法もある。

アースドリル工法は、ケリバ−（四角いロツド）でその
先端に取付けたドリリングバケットを回転して土砂をそ
の中に取り込んだのち、これを上方に巻き上げて土砂を
排出する方法である。この工法は元来、地下水がなく、
はとんど掘削孔の壁の崩壊のおそれの少ないところで使
用されており、ノーケーシング工法とも呼ばれている。

最近では１表層ケーシングバイブやベントナイト泥水な
どで孔壁を保護することが多くなった。

ベノトエ法は、ケーシングチューブを揺動しながら地中
に押込み、掘削中の孔壁を保護する方法で、オールケー
シング工法ということもある。コンクリート打設を含め
、２〜４　ｍ　／　ｈ前後の施工速度を持っている。

リバース工法は、リバースサーキュレーションドリル（
ＲＣＤ）工法の略称であって、ビットの回転によって掘
削した土砂をドリルバイブを通じて水と共に吸い出す方
法であって、あらかじめ建て込んだ長さ数ｍｘｌｏｍ程
度のスタンドパイプの孔内水位を地下水位より１〜２ｍ
高く維持するように水を補給し、この水圧差で孔壁の安
定を図るものである。

以上のような、在来工法を用いて大口径の孔を掘削し、
この孔の中に場所打ち鉄筋コンクリート杭を築造したり
、既製コンクリート杭または鋼管杭を打込んだりする従
来の基礎杭施工工法では、地盤の緩み対策、孔壁の保護
（はだ落ち防止、崩壊防止）、スライムの除去等に非常
に手間と費用が掛る問題があり、また場所打ちコンクリ
ート杭築造では打設コンクリートの品質管理、泥水の管
理などが必要である。

深礎工法は、特殊な工事用井枠を使用して、深所の支持
地盤まで縦孔を掘削し、コンクリートを充填して大口径
のコンクリート柱礎を築造するもので、人力掘削による
。すなわちこの工法は波形鉄板などを用いて井枠を設置
して掘削する施工方法であって、掘削が進むにつれ井枠
を一段ずつ下に伸ばし山止めを構成する。軟らかい粘性
土や崩れやすい砂層の場合は、先になまこ板を打込む場
合もある。

土砂は地上のやぐらから吊下したパケットによリウイン
チで巻揚げ、孔外に搬出する。所定の深さまで掘削し、
所定の支持地盤であることを地盤調査資料（ポーリング
柱状図、採取試料など）により確認する。コンクリート
打設は、縦形シュートを降ろし、１〜２段ずつ井枠を除
去しながら行う。

この工法は騒音、振動等を伴わず、機械掘り深礎工法も
普及しつつあり、機械装置全体が簡便、軽装であり、近
時用いられている。

これらの工法では、掘削孔の壁面の保護および泥水、ス
ライムなどとして処理する大量の掘削土の処理が問題で
あった。特に軟弱な地盤条件の下では、上記いずれの工
法によっても孔壁の保持および掘削土の処理は一層の困
難性を有するものでこれらの費用は真人なものであった
。

〔発明が解決しようとする課題］本発明は、軟弱地盤に直径３００〜３０００ｍｍφの基
礎杭を施工する工法に関するものであって、基礎杭地業
に当って、地盤を締め固め、掘削残土を大幅に減少させ
、泥水処理やスライム処理を激減させ、地業の期間短縮
、在来工法に使用する作業機械の使用日数の半減等、工
事費の大幅削減、工事の能率化を図ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段］本発明は、基礎杭地業に当り、地盤に小径の導孔を施工
し、この導孔内に拡径不陸制御用ネットを内蔵する高弾
性の材料から成る単一または複数個連結した袋体を挿入
し、次いでこの袋体内に高圧流体を流入してこの袋体な
膨張させ、前記導孔を拡径し、次いで該袋体を取除き、
この拡径された孔の内壁面を従来工法例えばアースドリ
ル（ノーケーシング）工法、ベット（オールケーシング
）工法、リバース工法などあるいは深礎工法によって掘
削し、所定寸法の杭形状に仕上げ、この孔内に杭を築造
することを特徴とする。

この場合、鉄筋を挿入し、場所打ちコンクリートを施工
してコンクリート杭を築造することもできるし、この施
工に用いる杭を既製のコンクリート杭とすることや鋼管
杭とすることも可能である。

〔作用〕

基礎杭工法は、建設工事の大形化、高層化に伴い大口径
で長尺の杭を、低騒音・低振動で築造できるようになっ
た。しかし、その反面、次に述べるいくつかの問題点が
ある。

■杭先端および周辺地盤のゆるみ ■孔壁崩壊の懸念（安定液及び水頭圧の管理）■コンク
リートの打設管理ミスによる品質の低下■スライム沈積
による支持力の低下本発明方法では、先ず、小径のポーリング等により導孔
を施工し、この導孔を袋体と高圧流体によって拡孔し、
孔の壁部を圧密して強固な壁層を形成する。次に、この
壁層を仕上掘削する。従って、仕上掘削する工程では、
固い密実な地盤を、しかも少量の土を掘削排出すればよ
いことになる。

高弾性袋体内に高圧流体を加えて形成される拡孔された
孔は地下障害物、転石等の存在により不完全な円筒形と
なり勝ちである。

従って、仕上げ掘削は在米工法によらなければ必要最小
径の確保とその確認は困難である。この場合、深礎工法
を用いることもできる。

袋体による拡孔と在来工法との併用を前提として袋体な
設計すれば、完全な円形孔を必要としないことから、袋
体はより低廉な材質、構造でよく、制御用ネットの繊維
もアラミド繊維、ナイロン繊維、カーボン繊維等超高強
度の繊維でなくとも可能である。

［実施例］実施例１第１図に本発明の基礎杭の施工方法の施工例を示した。

（ａ）まず軟弱地盤１に導孔４を地表から掘削する。

（ｂ）次に、この孔４に拡孔用袋体６を挿入する。

（ｃ）袋体６に高圧流体を供給し、孔４を拡孔する。こ
の拡孔に当たっては予め調査した地盤の状態に応じて目
標とする杭直径を勘案して拡孔後の予想孔径に対応した
袋体及び流体圧を決定する。

この拡孔された孔の直径は仕上げ径の８０〜１１０％に
なるように設計する。この場合、第３図に示すように１
袋体による拡孔の形状が例えば、断面ａ−ａ、ｂ−ｂの
ように不整形で有効直径１７が小さくても排土量の絶対
量を減することのためには有効である。高弾性の袋体は
低廉で転用再使用回数の多い（１００〜２００回）もの
とする。

（ｄ）袋体６の内部流体を抜き、袋体６を拡孔された孔
７から取り出す。拡孔された孔７の壁は圧密された強固
な壁面となっている。

（ｅ）在来工法例えばアースドリル工法による掘削機８
を孔７に挿入し掘削準備を行う。掘削機８は例えばケー
シング９．ケリーバ１０、ドリリングバケット１１から
なる。

（ｆ）安定液１２を注入しながら孔７を仕上直径に整形
施工する。なお、必要に応じてドリリングバケット１１
により孔底の掘削を行い、支持地盤まで掘削する。第４
図は第３図の孔７と仕上げ径に仕上げた孔１８の関係の
一例を示したものである。

（ｇ）ｍ削終了後、底ぎらいパケット１３でスライム処
理を行う。

（ｈ）篭鉄筋１４を孔７中に挿入し、トレミ管１５を建
て込む。

（ｉ）トレミ管１５よりコンクリート１６を打設する。

（ｊ）孔の口元までコンクリート１６を打ち上げると、
所要の杭が完成し、以上で作業が終了する。

第５図はポーリング柱状図の例およびアースドリル工法
例を併記して示す説明図で、柱状図には深度、土質名称
、地層区分１貫入試験値、地下水位（ＧＬ−２，３００
）が示されている０貫入試験から、深度５１．５　ｍ以
下が岩盤であることが知られる。

第５図の向って右側には、上記第１図の基礎杭施工工程
の（ａ）、（ｅ）、（ｊ）の状態を略記しである。（ａ
）はアースオーガーで導孔４を掘削した工程、（ｅ）は
拡孔後の孔７を在来工法を適用して整形する工程の直前
にケーシング９を装着した状態、（ｊ）は基礎杭１６完
成後の状況を略記したもので、杭径Ｄ＝１６００ｍｍφ
、杭長５３ｍ、長期設計支持力Ｒａ＝５００ｔ／本であ
る。

この例では、本発明方法を適用した場合に、在来工法に
よる施工に対して、施工工期がほぼ半減し、労務費が２
５〜３５％低減し、作業機械類の存置日数が３０〜４０
％減少し、これによる存置損料の減少と運転日数の減少
により機械損料が２０〜３０％低減する。さらに、掘削
土量やスライムの減少により、土槽て費用や処理費用も
減少し、総合して工事費は１５〜２０％低減する。

なお、建築用基礎杭には、地下埋設物、隣地建造物への
影響などによって、流体による高弾性袋体の使用に制限
を受ける場合があり、その場合は、隣地への影響のある
区域等は在来工法のみで施工し、影響のない区域を本発
明工法で施工するとよい。

実施例２オーガー工法を用いて、地下水位の高い場合の本発明の
実施例の施工方法の工程を第６図（ａ）〜（ｇ）に示す
、この工程は、（ａ）先ずアースオーガー２１を用いてオーガー工法に
より地盤ｌ内に２００〜３００ｍｍφの孔２２を掘削す
る。

（ｂ）地下水２３の常永位２４が高いので側壁崩壊上２
５．スライム２６の孔底沈澱などがある。

（ｃ）鋼管２７を圧入または打撃２８により孔底まで沈
める。このとき、管２７の底には管を引上げるときに開
放する蓋２９を付けておく、従って、管内には地下水が
ほとんど入らない。

（ｄ）次に袋体６を管２７の内部に挿入する。このとき
地下水は管内にほとんど入っていないので袋体の挿入は
容易である。

（ｅ）管２７を引上げる。（ｆ）図は管２７の底部の部
分図である（（ｅ）図のＡ部拡大図）。蓋２９は２つ割
りとなって蝶止めされてあり、開方向３０へ開く。

（ｅ）管２７を上方に引き抜くにのとき袋体６は孔内に
残置される。

（ｇ）袋体６に高圧流体を供給して膨張させ拡孔する０
次いで袋体を抜取る。

以後在来工法を用いて孔径を仕上げ杭を施工する工程は
実施例１と同様である。

オーガー工法は粘土質の地盤などに適し、比較的浅い孔
を掘削するのに適している。

なお、地盤の状況その他の事情により、場合によっては
、実施例２の（ａ）、（ｂ）工程を省略し導孔を掘削せ
ずに（Ｃ）〜（ｇ）の鋼管による圧入工法による施工も
可能である。

実施例３第７図は実施例２の（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）工程を次の
（１，（ｍ）、（ｎ）工程に変更した例である。

（β）鋼管２７を袋体６内に入れ、必要に応じてこの袋
体６内をマイナス圧力にすることによって１袋体６を鋼
管２７の外表面に密着させ、この鋼管２７を孔底まで沈
める。第７図（ｋ）図は第７図（β）図のＢ部拡大を示
すもので、管２７の外面に袋体６が密着している。この
場合、袋体６には周辺地盤との摩擦を低減させ、袋体の
摩耗を防ぐため塗膜（タール系等）をコーティングする
ことが好ましい。

（ｍ）袋体６に高圧流体を供給して膨張させ拡孔する。

（ｎ）鋼管２７を抜取る６次いで袋体６を抜取る。

以後の工程は実施例１と同様である。

実施例４第８図に他の実施例を示す、この例では。

（ｐ）ポーリングによって８０〜２００φの孔を掘削す
る。ポーリングによる掘削では、安定液を供給して掘削
するので地下水位２４が高い場合。

安定液３１によって孔３２内の常水位が保たれる。

（ｑ）高弾性袋体６内に鋼製ロッド３３を挿入し、この
鋼製ロッド３３を袋体と共に孔内に圧入３４することに
より、高弾性袋体６をポーリング孔３２内に挿入する。

（ｒ）この袋体６内に高圧流体を流入して拡孔する。鋼
製ロッド３３を引抜く。

以後の工程は実施例１と同様である。

ポーリング工法は機械装置が簡便で深い孔を掘削するの
に適しており、また安定液を使用するので、孔壁の崩落
等が少ない利点がある。

［発明の効果］軟弱地盤に大口径のコンクリート等の杭を施工する場合
に在来工法では、大量の残土処理、スライム処理を要し
、また、孔壁のはだ落ち、崩落防止、泥水管理等に真人
な費用を要し、また、良質なコンクリート打設の保証が
難かしかったが、圧密された強固な僅少の残土処理でよ
く、良質の現場施工杭を短工期、安価、高信頼性で施工
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の工程を示す工程図、第２図は
従来の打ち込み杭の施工方法を示す工程図、第３図、第
４図は本発明により施工された孔の形状を例示する説明
図、第５図はポーリング柱状図の例およびアースオーガ
ーエ法例を併記して示す説明図、第６図、第７図、第８
図は別の実施例の工程図である。 ■−・・地盤　　　　　　２・・・地表３・−・基盤　
　　　　　４・・−導孔５−・・杭　　　　　　　６・
・−袋体７・・・拡孔された孔　　８・・−掘削機９・
・−ケーシング　　１０・・・ケリーバ１１・・・ドリ
リングバケット１２・・・安定液１３・・−底さらいパケット１５・・・トレミ管　　１６−・−コンクリート１７・
・−有効直径出　　願　　人庄　　　　　　子　　　　　　発　　　　　　部ビー・
ニス・コンクリート株式会社代　理　人　　弁理士　　小′　杉　佳　男（ａ）　　
　　　　　（ｂ）　　　　　　　（ｃ）第（ｄ）　　　　　　　（ｅ）（ｉ）　　　　　　　（ｊ）１図第２図第３図第４図（λ）　　　　　（ｍ）　　　　　（ｎ）（ｋ）第７図

Claims

【特許請求の範囲】

１　基礎杭の施工に当り、地盤に小径の導孔を施工し、
該導孔内に拡径不陸制御用ネットを内蔵する高弾性の材
料から成る単一または複数個連結した袋体を挿入し、該
袋体内に高圧流体を流入し、該袋体を膨張させて前記導
孔を拡径し、次いで該袋体を取除き、該拡径された孔の
内壁面を掘削し、該孔を所定寸法の杭形状に仕上げ、該
孔に基礎杭を築造することを特徴とする基礎杭の施工方
法。