JPH0473329A - 地上構造物と地盤沈下との同調工法及び同調装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、例えば関西新空港とか大手アイランドのよ
うに特に埋立後の時間的経過が短く、地盤沈下が激しい
軟弱地盤上に構築される建物その他の地上構造物（地下
構造部分を含む、以下同じ）の地盤沈下の対策手段とし
て実施される、地上構造物と地盤沈下との同調工法及び
同調装置に関する。

従来の技術 従来、上述のように地盤沈下が激しい軟弱地盤（圧密層
）の上に大規模な地上構造物を建設する場合は、第１Ｏ
図に例示したように、軟弱地盤りの下の堅固な支持層Ａ
に届く支持杭Ｂを構築し、この支持杭Ｂの杭頭の上に上
部構築物Ｃを構築して支持させることが一般的に行なわ
れている。

本発明が解決しようとするｆｌ、！！ 上述のような軟弱地盤りは、支持杭Ｂの杭頭の上に上部
構造物Ｃを構築する途中の段階、及び構築後も一定の訪
問は、軟弱地盤りの地盤沈下が経時的に進行する。一方
、支持杭Ｂの上に支持された上部構造物Ｃは沈下しない
ため、第】１図のように、上部構造物Ｃの基礎底盤と軟
弱地盤りの地表面との間に隙間Ｓが発生する。その結果
、次のような弊害が起る。

■　支持杭Ｂの杭頭が地表面上へ突出し、その横方向拘
束が消失するので、地震時の水平力によって杭頭部に過
大な応力が発生し危険である。

■　地中に設置した外部設備配管と、地上建物内の設備
配管との取合い部に支障が生ずる。

■　地上建物への出入口に段差が発生する。

■　地盤沈下によるネガティブフリクションによフて不
同沈下が発生しやすい。

従来、上記■の問題は配管の取り合い訃にフレキシブル
管を使用することで対処し、■の問題は後打ちの階段を
増設することで対処している。■についてもフリクショ
ンカットによりある程度解決可能である。しかし、■の
問題については、これと云って良い対策方法がないのが
実情である。

いずれにしても上記■〜■が本発明の解決すべき課題に
なっている。

課題を解決するための手段 （第１〜４の発明） 上記従来技術の課題を解決するための手段として、この
発明に係る地上構造物と地盤沈下との同調工法は、図面
の第１図〜第５図に実施例を示したとおり、 イ）　杭施工時に予め杭先端部にジヤツキ１を付設し、
杭周面のフリクションカット１５を施して地中杭２を構
築する段階と、 口）　杭の強度が発現された段階で、杭先端に付設され
たジヤツキ１のジヤツキアップを行ない、各地中杭２の
杭頭の高さレヘルを揃える段階と、ハ）　前記地中杭２
の上に地上構造物３を構築する段階と、 二）　前記地上構造物３の構築の途中又は完成後に、地
盤沈下によって発生した地表面４ａと地土構造ｖ！Ｊ３
の基礎底盤３ａとの隙間Ｓに相当する量だけ杭先端のジ
ヤツキダウンを行ない、地上構造物全体を下降させ、基
礎底盤３ａと地表面４ａとのレヘル差を解消する段階と
、ホ）　地盤沈下が収束しジヤツキ１のジヤツキダウン
を完了した時点で、杭先端のジヤツキ１を不動状態に固
定化する段階と、 より成ることを特徴とする。

本発明に係る地上構造物と地盤沈下との同調工法はまた
、 第一に、埋立地等の粘性土によって摩擦力が小さい条件
下でのフリクションカット１５は、自然状態に任せるこ
と、 第二に、杭先端に付設したジヤツキ１のジヤツキアップ
は、場所打ちコンクリート杭の場合はコンクリートの強
度が発現された段階で行ない、既製杭の場合は先端根固
め部の強度が発現された段階で行なうこと、 第三に、ジヤツキｌを付設した杭先端部は、堅固な支持
層５又はこれと同様にジヤツキ１の支持反力がとれるよ
うに地盤改良等で処理された根固め部６に位置せしめる
こと、 をそれぞれ特徴とする。

作　　　用 フリクションカット１５を施された地中杭２は、ジヤツ
キｌのジヤツキアップにより軟弱地盤４の地表面４ａ上
に突き出てくる。このときのジヤツキアップ量は、軟弱
地盤４に見込まれる最終的な沈下量よりは若干大きいく
らいとされる。

ジヤツキ１のジヤツキダウンによって地上構造物３の全
体がその自重作用によって下降され、その基礎底盤３は
軟弱地盤４の地盤沈下に追従し、隙間Ｓは零に解消され
る。要するに地上構造物３は、地中杭２を介してジヤツ
キ１で支持されている。

ジヤツキ１を固定化することによフて、地中杭２による
地上構造物３の支持状態は恒久化される。

（第５．６の発明） 同しく上述した従来技術の課題を解決する手段として、
この発明に係る地上構造物と地盤沈下との同調装置は、
図面の第１図〜第５図及び第６図〜第８に！！Ｉに実施
例を示したとおり、周面にフリクションカット１５を施
された地中杭２と、前記地中杭２の先端部に付設された
地上においてジヤツキアップ又はダウンの操作が可能な
ジヤツキ１とより成り、前記ジヤツキｌを介して地中杭
２上に構築された地上構造物３を支え、地上構造物全体
をジヤツキダウンにより順次に下降させることが可能で
あることを特徴とする。

また、本発明の同調装置における、ジヤツキ１は、既製
杭先端の鉄板又は場所打ちコンクリート杭の鉄筋１１の
先端部と結合された削孔壁との仕切板１ａの下側に、油
圧又は水圧用のジヤツキ機構１ｂを設置し、ジヤツキ機
構１ｂの下底部には削孔１０の底面に定着される底板１
ｃを付設して成り、油圧又は水圧パイプ８及びジヤツキ
固定化用のセメントミルク等注入用のパイプ９は削孔ｌ
Ｏを通して地上に配設されていることも特徴とする。

作　　　用 フリクションカット１５を施された地中杭２は、軟弱地
盤４中を上下に移動可能であり、ジヤツキｌによるジヤ
ツキアップ、又は地上構造物３の重量を利用したジヤツ
キダウンが可能である。

ジヤツキｌのジヤツキアップ又はジヤツキダウンの操作
は、削孔１０を通じて地上に配設された２本のパイプ８
．８に油圧又は水圧の給排を行なうことにより実行され
る。そのためジヤツキ１は、削孔ｌＯの孔壁との間を仕
切板ｌ＆で仕切り、ジヤツキ機構１ｂの周囲が打設コン
クリートで場まる（固化される）ことのないように処理
される。

注入用のパイプ９を通じてセメントミルク等を注入する
ことにより、ジヤツキ機構１ｂの周囲が固化物で場まり
、ジヤツキ１は不動状態に固定化される。

実　　施　　例 次に、図示した本発明の詳細な説明する。

第１図〜第５図は、本発明に係る同調工法の枢要な工程
図を示している。

まず、第１図は、杭施工時に予め杭先端にジヤツキ１を
付設し、かつ杭周面のフリクションカット１５を施して
、地中杭（支持杭）２が軟弱地盤（圧密層）４中に構築
された段階を示している。

杭先端にジヤツキ１を付設する手段としては、図示例の
ように現場打コンクリート杭の場合には、その鉄筋１１
の先端に溶接等で取付け、同鉄筋１１と共に削孔１０の
孔底部に下して定着される。

この場合、後から打設されるコンクリートによフてジヤ
ツキ機能が害されることのないように、第６図〜８図に
示したとおり、ジヤツキ１はその上端部に仕切板１ａを
有する。仕切板１ａの外周縁には、削孔１０の孔壁（実
質的には内管１２の内面＝第６図）との閏をコンクリー
トが漏れない程度に仕切るパッカー１４等が取付けられ
ている。

仕切板１ａの下側にジヤツキ機構１ｂが設けられている
。ジヤツキ機構１ｂは、第８図に示したように、油圧又
は水圧で駆動されるピストン１ｄとシリンダ１ｅとより
成る。また、ジヤツキ機構ｌｂ（のシリンダｌｂ）の下
底部には、削孔１０の底面に定着される底板１ｃが付設
されている。

ジヤツキ機構１ｂを駆動する油圧又は水圧を供給し又は
排出する２本のパイプ８，８及びジヤツキｌの仕切板１
ａと底板ＩＣとの空間部に接続されたジヤツキ固定用の
セメントミルク等注入用のパイプ９は、それぞれ削孔１
０を通して地上の油圧又は水圧発生装置、及びセメント
ミルク等注入ポンプユニット等と接続されている。

地中杭２が既製杭で構築される場合、ジヤツキｌは同既
製杭先端の鉄板とジヤツキ１の仕切板１ａとを溶接等で
結合して付設される。パイプ８及び９は既製杭の中空部
内を通して地上に配設される。

杭周面のフリクションカット１５を施す方法としては、
例えば第６図に例示したように同心配置でゆるくはめら
れた内管１２と外管１３とを削孔１０の中に埋設し、内
管１２の内側に地中杭２を構築し、内管１２と外管１３
との間がフリクションカットの状態となるように施工す
る。あるいは軟弱地盤４が埋立地等であってその粘性土
によって杭周面の摩擦力が小さい場合には、地中杭２の
フリクションカットは自然状態のままに任せることても
良い、また、既製杭の場合のフリクションカットは、杭
周面に潤滑剤を塗布し、その上にプラスチックフィルム
を巻く方法を実施できる。

地中杭２の具体的な構築法は、場所打ち杭の場合には削
孔１０中に鉄筋１１を埋設した後コンクリート打設をす
る。既製杭による場合はその埋込みによる。

かくして構築された地中杭２の上端は、第１図のように
、地表面４ａよりも若干の寸法Ｈだけ沈み込んだ状態と
される。杭構築中の地盤沈下に対して杭頭の高さレベル
の調整を容易ならしめるためである。この段階では、ジ
ヤツキ１は最も収縮した状態とされている（第１図〉。

上記のようにして構築された地中杭２の強度が発現され
た段階、即ち既製杭を構築した場合にはその先端根固め
部の強度が発現された後に、また現場打ちコンクリート
杭を構築した場合には、コンクリートの強度が発現され
た後に、杭先端に埋設されたジヤツキ１のジヤツキアッ
プ操作を行なう。即ち、第２図のように杭頭の高さレベ
ルを例えばこの後に構築される地上構造物の基礎底盤の
高さ位置、図示例では地表面４ａと同し高さレベルに揃
えるのである。

第３図は、地中杭２・・・の上に地上構造物３（例えば
建物）を構築した段階を示している。

第４図は、前記地上構造物３を構築する途中、又は構築
を完成した後に、軟弱地盤４の経時的な地盤沈下によっ
て地表面４ａと地上構造物３の基礎底盤３ａとの間に隙
間Ｓが発生した段階を示している。要するに、地上構造
物３は、地中杭２及びその先端のジヤツキ１によって地
上に支持されている。

第５図は、地上構造物３の全体を下降させ、その基礎底
面３ａと地表面４ａとのレベル差を解消した段階を示し
ている。こうしたジヤツキダウン操作は、地盤沈下によ
る隙間Ｓの発生及びその増長がある程度進行した時点こ
とに、地盤沈下が完全に収束するまで長期間にわたり行
なわれる。

上述したように、ジヤツキ１は杭先端に位置して地上構
造物３の重量を地盤に伝達し支持反力を得る必要がある
ため、杭先端のジヤツキ１の位置は、通例支持力の大き
い支持層５に置かれる。但し、適当な深さ位置に支持層
５が存在しない場合、又は支持１１５の支持力が十分て
ない場合は、例えば第６図に示したように、杭先端部に
セメントミルク等による地盤改良で根固め部６を形成し
、この根固め部６の上に杭先端のジヤツキ１が位置する
ものとされる。

軟弱地盤４の地盤沈下か一応収束したとみなせる段階に
至ると、最終的なジヤツキダウンによって地上構造物３
の基礎底盤３ａと地表面４ａとのレヘル差を解消した後
に、パイプ９を通じてセメントミルク等の凝固材をジヤ
ツキ１の周囲に密実に充填して固め、ジヤツキｌを不動
状態に固定化し、同調工程をすべて完了する。

なお、大径の場所打ちコンクリート抗の施工に際しては
、第９図に例示した如く仕切板１ａと底板１ｃどの間に
ジヤツキ機構１ｂを数基組合せた構成の大型ジヤツキが
使用される。

本発明が奏する効果 本発明に係る地上構造物と地盤沈下との同調工法によれ
ば、軟弱地盤４の地盤沈下に起因する建物その他の地上
構造物３の構造上及び使用上並びに外観上の不具合を、
地盤沈下の進行に追従する形で極めて合理的に比較的安
価に、かつ簡単に、しかも適正に同調処理して解決する
ことができるから、地上構造物３の安全性と耐久性の向
上、及び使い勝手の良さに大きく貢献するのである。

【図面の簡単な説明】

第１１！１〜第５図は本発明に係る地上構造物と地盤沈
下との同調工法の枢要な工程図、第６ｒ！！Ｊは杭先端
部とジヤツキの関係を示した立面図、第７図は同前の斜
視図、第８図はジヤツキの簡単化された断面図、第９図
はジヤツキの異なる例を示した斜視図である。第１０図
と第１１図は従来技術の断面図である。 第６図 １・・・ジヤツキ ２・・・地中杭 ４ａ・・・地表面 Ｓ・・・隙間 ６・・・根固め部 １ｂ・・・ジヤツキ機構 ８．９・・・パイプ １５・・・フリクションカッ ３・・・地上構造物 ３ａ・・・基礎底盤 ５・・・支持層 １ａ・・・仕切板 ＩＣ・・・底板 １０・・・削孔 ト 第７図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【１】イ）杭施工時に予め杭先端にジャッキを付設し、
   杭周面のフリクションカットを施して地中杭を構築する
   段階と、 ロ）杭の強度が発現された段階で、杭先端に埋設された
   ジャッキのジャッキアップを行ない、各地中杭の杭頭の
   高さレベルを揃える段階と、 ハ）前記地中杭の上に地上構造物を構築する段階と、 ニ）前記地上構造物の構築の途中又は完成後に、地盤沈
   下によって発生した地表面と地上構造物の基礎底盤との
   隙間に相当する量だけ杭先端のジャッキダウンを行ない
   、地上構造物全体を下降させ基礎底盤と地表面とのレベ
   ル差を解消する段階と、 ホ）地盤沈下が収束しジャッキのジャッキダウンを完了
   した時点で杭先端のジャッキを不動状態に固定化する段
   階と、 より成ることを特徴とする地上構造物と地盤沈下との同
   調工法。 【２】埋立地等の粘性土によって摩擦力が小さい条件下
   でのフリクションカットは、自然状態に任せることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載した地上構造物の
   地盤沈下との同調工法。 【３】杭先端に付設したジャッキのジャッキアップは、
   場所打ちコンクリート杭の場合はコンクリートの強度が
   発現された段階で行ない、既製杭の場合は先端根固め部
   の強度が発現された段階で行なうことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載した地上構築物と地盤沈下との
   同調工法。 【４】ジャッキを付設した杭先端部は、支持層又はこれ
   と同様にジャッキの支持反力がとれるように地盤改良等
   で処理された根固め部に位置せしめることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載した地上構造物と地盤沈下
   との同調工法。 【５】周面にフリクションカットを施された地中杭と、
   前記地中杭の先端部に付設されたジャッキアップ又はダ
   ウンの操作が可能なジャッキとより成り、前記ジャッキ
   を介して地中杭上に構築された地上構造物を支え、地上
   構造物全体をジャッキダウンにより順次に下降させるこ
   とが可能に構成されていることを特徴とする地上構造物
   と地盤沈下との同調装置。 【６】ジャッキは、既製杭先端の鉄板又は場所打ちコン
   クリート杭の鉄筋の先端部と結合された削孔壁との仕切
   板の下側に、油圧又は水圧用のジャッキ機構が設置され
   、ジャッキ機構の下底部には削孔底面に定着される底板
   が付設されて成り、油圧又は水圧パイプ及びジャッキ固
   定化用のセメントミルク等注入用のパイプは削孔を通じ
   て地上に配設されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載した地上構造物と地盤沈下との同調装置
   。