JPH0459409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンクリート杭や鋼管杭の様な中空
の杭の埋込み工法における杭先端根固め法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

杭の埋込み工法は、打撃工法に比べアースオー
ガー等により地盤を一旦乱すので、杭の支持力は
小さかつた。

そこで、この埋込み工法による杭の支持力に関
する問題点を解決するために、中堀り先端拡大根
固め工法の如き杭先端部の支持地盤中を拡大掘削
してその部分をセメントミルク等によつて拡大根
固めするか、又は超高圧ジエツト噴流等によつて
杭先端部の支持地盤中にセメントミルク等による
拡大球根を造成し、杭の支持力を増大させる方法
が知られている。

また、特公昭48−5446号公報に見られるように
中空杭の中空部に袋体を格納しておき、杭頭部か
ら中空杭の中空部にコンクリートを注入する方法
が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記のように所定深度の地盤中に拡大
根固めを行なつたり、拡大球根の造成をした場合
でも、周辺地盤を緩めているため、緩められた状
態で根固め等を行わざるを得ず、根固め等が確実
に行われるかどうかに問題点があつた。また、こ
れ等の工法では拡大球根部は単なるセメントミル
クの充填であるため、強度の低い拡大球根しか造
れなかつた。

また、特公昭48−5446号公報記載の方法では、
予め拡大掘削は行つていない。なお、ここでは比
較的硬い地盤に適用する施工法としてホースから
水を圧送させて袋体の周辺地盤を泥状化させる方
法が記載されているが、これではホースの近傍の
みしか掘削されず、袋体を所望の形状に膨出させ
ることは困難である。

本発明の目的は、杭先端の周面に確実に所望の
径を有する根球が形成され、その球根造成により
緩められた支持地盤を元地盤と同程度にまで強固
なものとし、打込杭に近い支持力が得られ、それ
でありながら使用する杭は簡単な構造であつて通
常の埋込み工法で所定深度の地盤中にスムーズに
沈設でき、且つ先端の袋体膨張に複雑な手段の付
加を必要としない杭の施工方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、杭先端付近の杭外周部のみに透水性
布製筒体が杭を取り囲むようにその上下端で取付
けられ、セメント硬化材料を該筒体で囲まれた部
分の杭体から該筒体内にセメント硬化材料を注入
する注入管が設けられている構造の杭を先端拡大
部を有する掘削孔に沈設した後、該注入管を通し
てセメント硬化材料を該筒体に注入し、その注入
圧力によりセメント硬化材料の脱水を行いつつ、
該筒体を膨張させて掘削時に緩められた周辺地盤
を押し広げ、杭先端部付近に拡大根固め球根を造
成することを特徴とする杭先端根固め法である。

本発明を、その施工手順に従つて図面により説
明する。

先ず、杭沈設のため地盤をアースオーガー、水
等により必要ならば泥土化しつつ掘削して第２図
に示す先端拡大部を有する掘削孔１を造成する。

掘削に際して排出される土砂は、必要に応じ容
器に貯蔵するとともに、水分が多すぎる場合は土
粒子の沈降等を利用して水分の低減をはかる。地
盤の掘削や掘削孔の泥土化が完了したら、次に杭
体２を建込み、順次接合しながら所定深度まで沈
設する。この際、最下端杭の先端部付近の外周面
には布製筒体６が杭に被せてあり、布製筒体の両
端部は杭体にバンド７を用いて締め付けられてい
る。

また、この杭には地上部よりセメントモルタ
ル、セメントミルク、ソイルセメントモルタル等
のセメント硬化材料８を前記布製筒体に注入する
ための小径の注入管３が予め配置されており、注
入管の下端部４は杭体と固着されるとともに杭と
布製筒体との間にセメント硬化材料を注入できる
様配置されている。

注入管下端部４と杭体との固着方法は第２図に
示す様に布製筒体の中央部付近でＴ型管を用いて
二方向に注入できる様にすると良い。この注入管
は例えば外径約1.5インチであり、この注入管は
杭接合時に同時に接合されることが好ましい。

杭の中空部に配置する注入管としては水道用鋼
管、プラスチツク管等どの様な管でも可能であ
り、注入管の接合は杭継手の接合に先立ち同位置
で行うと良い。

杭が所定深度まで沈設されれば次に注入管の地
上部５をモルタルポンプ等のポンプと連結し、第
１図に示す様に布製筒体を所定寸法まで拡大させ
て強固な拡大球根９を造成するとともに、掘削時
に緩められた周辺地盤を筒体の膨張により回復さ
せる。

このとき布製筒体は拡大掘削孔内で膨張させ
る。拡大掘削径は、布製筒体の所定寸法に合わせ
て調節して掘削する。布製筒体は拡大掘削径まで
容易に膨張し、その後は周辺地盤と全周に渡り密
着した状態となつて地盤を押し付けながら膨張
し、掘削時に緩められた周辺地盤を元地盤と同程
度まで強固に締め固める。

このとき、布製筒体は透水性を有するので、杭
体外周面と布製筒体との間にセメント硬化材料を
注入すると、注入されたセメント硬化材料は注入
圧により布製筒体側で外側に水を排出し、注入さ
れたセメント硬化材料が布製筒体の側から順次脱
水し固化されつつ布製筒体を所望の形状まで膨張
させることができる。これによつて注入したセメ
ント硬化材料は水が少なくなつた状態で硬化反応
し強固な硬化体となる。このように、本発明に用
いる布製筒体はセメント硬化材料が注入圧により
脱水固化されつつ充分な膨張をする様な適度な透
水性を有するものである。即ち、布製筒体として
は通常の合成繊維等を用いた土木用シートを筒状
に加工したものを用いると良い。例えばナイロン
66よりなる織布の布袋が使用される。このように
脱水固化層付きの布製筒体で圧力をかけて周辺地
盤を押し広げることにより、その膨張作用で緩め
られた周辺地盤を元地盤程度まで強固に締め固め
る。従つて、布製筒体の透水性が大き過ぎて充分
な膨張を終了する前にセメント硬化材料が注入圧
により脱水固化を起こし、布製筒体の充分な膨張
が不可能な場合は、布製筒体を樹脂等でコーテイ
ングして透水性を落して適度な透水性を有するよ
うに調節して使用すると良い。

セメント硬化材料は排出された土砂とセメント
及び必要量の水を加え混合したものを用いること
が好ましい。このとき混合する土砂の量はセメン
ト硬化材料が十分硬化するのを妨げない最大量以
下とすべきであり、通常セメント量の１〜４倍、
４週圧縮強度で100Kg／cm²程度が一応の目安であ
る。これ等のセメント硬化材料は前記の様に布製
筒体を介して脱水され、強固なセメント硬化材料
となる。

セメント硬化材料注入の管理は地盤の種別に応
じ、圧力計及び注入量により行う。この注入量か
ら袋体の外径を推定することが可能である。

この発明の方法により造成される拡大球根の外
径は杭径の1.5〜2.5倍、長さは杭径の２〜10倍位
が望ましい。1.5倍以下であると支持力が不十分
であり、2.5倍以上であれば注入量が増大するの
みならず、予め掘削する範囲が大きすぎ時間を要
す。また、杭材の耐力上もこれ以上の支持力は必
要としない。

〔実施例〕

実施例により、本発明の方法を具体的に説明す
る。

施工を行なつた地盤は9m以深が砂質土の良質
な支持地盤であり、この支持地盤の平均Ｎ値は45
であつた。9m以浅は砂質土と粘性土の互層であ
り、Ｎ値は０〜10の範囲であつた。

掘削は超高圧ジエツト水により平均掘削径が約
45cmとなるように掘削し、地表より9mから12m
の間は掘削速度を落として拡大掘削を行ない、拡
大掘削径が約60cmになるようにした。

次にこの掘削孔内に外径350mm、長さ3mの既製
コンクリート杭を建込み、順次接合しながら沈設
した。杭は４本継で全長12mである。このとき最
下端の杭の外周には直径600mm、長さ2500mmの袋
体を両端をバンドで締め付けて取付けた。袋体に
は引張強度が幅１cmあたり250℃のナイロン製の
織布を使用した。また、杭の中空部にはセメント
硬化材料を注入するための外径１インチの注入管
を予め配置し、注入管下端部はＴ字管を用いて杭
体を貫通させて固着し、二方向から注入できるよ
うにした。

杭を所定深度まで沈設した後、注入管地上部を
モルタルポンプと連結し、約570リツトルのソイ
ルセメントモルタルを注入し、袋体を膨張拡大さ
せた。このときの最大注入圧力は９Kg／cm²であつ
た。また、脱水量を考慮に入れて注入量から拡大
球根径を推定すると、約620mmであることが予想
された。

また、比較のために従来の先端拡大根固め工法
によつて予め支持地盤を拡大掘削し、拡大掘削孔
にセメントミルクを注入し、外径350mm、長さ
12mの既製コンクリート杭を同様の地盤に施工し
た。

これらの杭を約１ケ月間放置した後、鉛直載荷
試験を行なつたところ、従来の先端拡大根固め工
法によつて施工された杭は極限支持力が110トン
であつたのに対し、本発明によつて施工された杭
の極限支持力は380トンであつた。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、 １） 杭先端部の支持地盤中に予め設けた拡大掘
削孔内で、杭先端部の布製筒体を、セメント硬
化材料中の水分を脱水しながら膨張させるの
で、円筒状の所定径まで膨張した強固な球根と
することができ、かつ、球根全周で周辺地盤に
密接した球根を造成できるので、高い支持力が
得られる。

２） 布製筒体の膨張により掘削時に緩められた
周辺地盤を押し広げ、より強固な地盤に回復さ
せるため、高い先端支持力が発現できる。

３） セメント硬化材料注入終了時点においては
布製筒体内のセメント硬化材料は殆ど固化状態
となつており、そのため注入管の出口部に逆止
弁を装着して全面硬化までセメント硬化材料の
逆流を防止するような必要性がない。

４） 球根径に合わせて拡大掘削径を自由に調節
することができるため、布製筒体の膨張がスム
ーズであり、所望する拡大球根の造成が容易に
できる。

５） 杭の浮き上がり防止やセメント硬化材料の
注入に伴う、その他の構成を必要とせず、簡単
な手順で拡大球根を形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の杭先端根固め法による完成
図を示す。第２図は、本発明の杭先端根固め法の
説明図であり、セメント硬化材料８を注入する直
前の状態を示す。 １……掘削孔、２……杭体、３……注入管、４
……注入管の下端部、５……注入管の地上部、６
……布製筒体、７……バンド、８……セメント硬
化材料、９……拡大球根。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 杭先端付近の杭外周部のみに透水性布製筒体
   が杭を取り囲むようにその上下端で取付けられ、
   セメント硬化材料を該筒体で囲まれた部分の杭体
   から該筒体内にセメント硬化材料を注入する注入
   管が設けられている構造の杭を先端拡大部を有す
   る堀削孔に沈設した後、該注入管を通してセメン
   ト硬化材料を該筒体に注入し、その注入圧力によ
   りセメント硬化材料の脱水を行いつつ、該筒体を
   膨張させて掘削時に緩められた周辺地盤を押し広
   げ、杭先端部付近に拡大根固め球根を造成するこ
   とを特徴とする杭先端根固め法。