JPH05132929A - 中空場所打ち杭の造成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 杭内の中空形成と周辺地盤との周面摩擦の向
上効果とを同時に且つ簡便に達成できる。 【構成】 地盤に杭孔１０を掘削し、該杭孔１０中芯に
可撓性の中空形成袋体２０を、及び該袋体２０と孔壁と
の間に補強体４０と硬化材５０を、所要順序で挿入設置
した後、中空形成袋体２０の上部開口部２２から流体６
０を圧入して該袋体２０を膨張させ、杭体の中芯に中空
部を形成する中空場所打ち杭の造成方法、更に硬化材５
０と孔壁との間に杭周形成袋体２６を設定する造成方
法、及び中空形成可撓性袋体２０の代わりに中空形成パ
イプ３０と杭周形成袋体２６を設定し該パイプ３０と袋
体２６との間に硬化材５０を圧入する造成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤内に形成する中空
場所打ち杭の造成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から場所打ち杭を造成するにあた
り、杭体内を空洞にして強度上及び機能上不必要な部分
を取り除き且つ材料の節減を図る目的で、杭体内を空洞
にする、いわゆる中空場所打ち杭の各種造成方法が提案
されている。このような中空場所打ち杭の造成は、例え
ば、地盤中に杭孔を掘削し、孔壁安定液により孔壁の崩
壊を防ぎつつ、内側に内管を取り付けた鉄筋籠を建込
み、内管の外側にコンクリートを打設し、コンクリート
の硬化後該内管を引き抜くかあるいは埋殺することによ
り行われる。ここで、中空杭の造成にあたりその中空部
分に可撓性袋体を用いるものも知られており、特開昭５
５ー３００５９号公報には、掘削孔内に鉄筋籠を建込
み、その内側に可撓性圧力容器を挿入し、該容器内に流
体を注入した状態でコンクリートを打設し、コンクリー
ト硬化後流体を排除して中空杭を造成する方法が、特開
昭５７ー１５５４２５号公報には、掘削孔にチューブを
入れ、液体を封圧してチューブを膨張させ、鉄筋籠を建
込みコンクリートを打設し、コンクリート硬化後チュー
ブ内の液体を排除してチューブを除去して中空杭を造成
する方法が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの可撓性袋体を
用いた中空場所打ち杭の造成法では、該袋体内に空気や
水の如き流体を圧入して膨らませ、空洞を形成するため
の内型枠の代わりに用いており、袋体の膨張後、コンク
リートを打設・硬化させている。従って、コンクリート
を打設・硬化させた後に袋体中の流体を排除して袋体を
除去できる点に、内型枠の引き抜きの容易さ及び経済的
利点がある。

【０００４】しかしながら、これらの方法では、造成さ
れる中空杭の地盤との馴染みが充分でなく、また、造成
工程が増加するため、そのコストと減量コンクリートと
のコストとが見合うかの問題があり、現状においては、
上述した公知の中空場所打ち杭の造成は普及していない
のが実状である。本発明はこれらの課題に鑑みなされた
ものであって、請求項１記載の発明は、杭内の中空形成
と共に周辺地盤との周面摩擦の向上を同時に且つ簡便に
達成できる、支持力の高められた中空場所打ち杭の造成
方法を提供することを目的とする。

【０００５】請求項２記載の発明は、杭内の中空形成と
同時に、より良好な周辺地盤との周面摩擦効果及び地盤
改良効果を簡便に達成することができる、中空場所打ち
杭の造成方法を提供することを目的とする。請求項３記
載の発明は、より良好な周辺地盤との周面摩擦効果及び
地盤改良効果を簡便に達成することができる、中空場所
打ち杭の造成方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、
請求項１記載の如く、地盤に杭孔を掘削し、該杭孔中芯
に可撓性の中空形成袋体を、及び該袋体と孔壁間に補強
体と硬化材を所要順序で挿入設置した後、中空形成袋体
の上部開口から流体を圧入して該袋体を膨張させ、杭体
の中芯に所要の大きさの中空部を形成することにより達
成される。

【０００７】即ち本発明では、袋体内に予め流体を圧入
して中空形成用の内型枠として用いるという、従来の袋
体を用いた中空場所打ち杭の造成における常識をやぶ
り、可撓性袋体と杭孔との間に予め鉄筋籠等の補強体と
コンクリート等の硬化材とを設定した後、該袋体内に
水、圧搾空気等の流体を圧入して、硬化材を孔壁側に押
しやるように袋体を膨張させるものである。これによ
り、杭体の中芯に中空部が形成されると同時に、かかる
袋体の膨張とともに硬化材を周辺地盤に押しつけるた
め、周辺地盤の圧締、即ち地盤改良と周面摩擦の向上を
同時に達成することができる。また、硬化材が杭孔壁を
押しひろげるよう膨張して形成されるため、結果的に掘
削排土を低減することができる。もちろん、経済性の点
でも優れ、硬化材の硬化後、可撓性袋体内の流体を除去
することにより、該中空形成袋体を容易に排除すること
もできる。

【０００８】更に、本発明の第二の目的は、請求項２記
載の如く、地盤に杭孔を掘削し、該杭孔に可撓性の杭周
形成袋体を、該杭周形成袋体の中芯に中空形成袋体を、
及びこれらの両袋体間に補強体と硬化材を所要順序で挿
入設置した後、中空形成袋体の上部開口から流体を圧入
して膨張させ、杭体の中芯に所要の大きさの中空部を形
成することにより達成される。

【０００９】即ち、中空を形成するための袋体とは別
に、その外側に杭周形成袋体を設けることにより、硬化
材と杭孔との間に境界面ができ、更に、中空形成袋体内
への流体の圧入に伴い、中空部を形成するとともに、硬
化材を孔壁側に押しやり杭周形成袋体を膨張させ周辺地
盤を圧締するため、中空形成と同時に、周辺地盤の改良
効果及び周面摩擦の更なる増大効果が達成される。特に
この方法は、地下水流がある場合に好適である。

【００１０】ここで、上記二種の袋体を用いる造成法に
おける中空形成用の可撓性袋体の代わりに、従来から用
いられているような中空形成パイプを用いてもよい。こ
の場合には、該パイプと杭周形成袋体との間に補強体を
設置し、杭周形成袋体の上部開口部から袋体内に硬化材
を圧入させることにより、杭周形成袋体の杭壁への膨張
を達成することができる。

【００１１】即ち、本発明の第三の目的は、請求項３記
載の如く、地盤に杭孔を掘削し、該杭孔に可撓性袋体
を、該袋体の中芯に中空形成パイプを、及び該袋体とパ
イプとの間に補強体を所要順序で挿入設置した後、該パ
イプと可撓性袋体との間に硬化材を圧入して該袋体を膨
張させ、杭体の中芯に所要の中空部を形成することによ
り達成される。

【００１２】以下、本発明を更に詳述する。本発明にお
いて中空形成用に設けることのできる不透水性の可撓性
袋体は、先端部が閉塞されたものであって、中空部形成
に際して圧入する流体を透過させることなく、かかる圧
入に伴い充分に該袋体を膨張させ得、且つ一定の強度を
有するものであればいずれでもよい。例えば、合成ゴ
ム、合成樹脂、合成繊維、薄い金属板などが挙げられ
る。なかでも、通常のプラスチック原料、例えばナイロ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ア
クリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等を素材と
する延伸又は未延伸のプラスチックフィルム、あるいは
下記に示すような繊維材料からなる布状物に、プラスチ
ックフィルムを貼布又は合成樹脂若しくはゴム系塗料を
含浸若しくはコーティングしたものが好ましい。また、
流体圧入に伴い、周りの硬化材と地盤を充分に押し広げ
つつ膨張し得るに充分な強度を有する必要がある。更
に、中空形成可撓性袋体は特に円周方向における膨張率
が一定である方が、得られる中空体の均一性を確保する
上で好ましい。また、該中空形成用の不透水性可撓性袋
体の大きさは特に限定的ではなく、設定すべき中空部の
所要の大きさに応じて適宜選択することができる。

【００１３】かかる中空形成用の可撓性袋体を設けるこ
とにより、硬化材の打設後、該袋体内に流体を圧入する
だけで、杭体の中芯に所要の中空部を形成すると同時に
周辺地盤の改良を達成することができる。かかる流体の
例としては、水、泥水、空気等を挙げることができる。
一方、本発明において、中空形成パイプ又は中空形成可
撓性袋体の外側に、杭周形成用に設けることのできる可
撓性袋体は、特に限定的ではなく、可撓性があり、硬化
材を圧入するに対して充分な強度と硬化材の流出防止性
があればよく、透水性、半透水性、不透水性のいずれで
もよい。例えば、天然繊維（例えば綿、麻等）、合成繊
維（例えばナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエステル、ポリ塩化ビニル等）等の通常の繊維材料
からなる織物、編物、不織布等の布状物、合成ゴム、合
成樹脂（例えばナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等）
からなる延伸又は未延伸のプラスチックフィルム、更に
は上記布状物に上記合成樹脂若しくはゴム系塗料を含浸
若しくはコーティングしたもの又は上記布状物に合成樹
脂製のフィルムを貼付したもの等を適宜用いることがで
きる。なかでも、周辺地盤内の脱水性を促進することの
できる、透水性ないしは半透水性のものが好ましい。ま
た、周辺地盤との周面摩擦をより向上させるために、該
袋体は部所毎にその伸縮性ないし膨張性が異なるものを
用いてもよい。かかる伸縮性の違いは、部分的に伸縮率
の異なる素材を配置させる方法、織り目の強さを変える
方法、部分的に二種以上の素材をはりあわせる方法等が
ある。中空形成袋体と杭周形成袋体の二種の袋体を用い
る場合には、その素材は同一のものであっても異なるも
のであってもよい。該杭周形成用の可撓性袋体の大きさ
も特に限定的ではなく、必要に応じて適宜設定できる。
また、先端部は閉塞されていることが好ましい。

【００１４】上記の如き、中空形成袋体又は中空形成パ
イプの外側に杭周形成用の可撓性袋体を設けた場合に
は、所定箇所への流体又は硬化材の圧入により、該杭周
形成可撓性袋体が膨張して周辺地盤を圧縮させ、地盤改
良及び周面摩擦の向上を達成することができ、軟弱地盤
への適用が容易となる。しかも、硬化材は杭周形成可撓
性袋体内に注入され地中でそのまま、即ち地中との間に
該可撓性袋体を介したまま硬化するため、地下水流等に
よりコンクリート等の硬化材が流れず、杭体の品質を保
証することができる。

【００１５】また、本発明で用いることのできる中空形
成パイプとしては、硬化材の圧入に対して充分な強度を
有するものであればよく、回収の際に充分な引っ張り強
度を有するもの、あるいは回収せずに杭体の一部として
使用できるものが好ましい。また、補強体としては、一
定の強度を有し、硬化材がその内外をある程度自由に通
過するものであればよく、例えば鉄筋籠、周面に多数の
穴の開いた鋼管等が挙げられる。

【００１６】本発明にて用いることのできる硬化材は、
例えばセメント系、石膏系、石灰系、ポゾラン系、スラ
グ系及びその他の材料等を単独又は組み合わせて適宜用
いることができる。また必要に応じてその他の添加剤、
例えば骨材、安定化剤、流動化剤等を加えることができ
る。更に、硬化材と孔壁との間に杭周形成可撓性袋体を
設けた場合には、硬化材中に孔を掘削して得られた排土
を含有させた硬化性混合物、いわゆるソイルセメントを
用いることもできる。このように排土を用いる場合に
は、粘土等の不良土を適宜選択排除して使用することが
好ましい。

【００１７】本発明では、通常の方法に従い、例えばバ
ケット、ドリルピット等の機械力を用いて、地盤中に所
定深度まで杭孔を掘削することができる。杭孔内に、中
空形成袋体、中空形成パイプ、杭周形成袋体、補強体及
び硬化材等を挿入設置する順序は、特に限定されない。
例えば、補強体と中空形成体（可撓性袋体又はパイプ）
を地表より杭孔内に挿入した後、該形成体と杭孔との間
に硬化材を注入してもよいし、杭孔内に補強体と硬化材
を注入した後、中空形成体を該硬化材中に押し込んでも
よい。また、杭周形成袋体を挿入設置する場合は、硬化
材注入前である。

【００１８】更に、補強体の装填は、硬化材硬化前であ
ればいずれの時期でもよいが、中空形成袋体又は中空形
成パイプの杭孔内への装填前、または挿入と同時が好ま
しい。例えば、硬化材が容易に通過し得る通路をその上
部から下部にわたり設けた鉄筋籠を、場合により杭周形
成可撓性袋体内に装填し、更に押し込みロッドを該鉄筋
籠内に装填して、即ち、掘削杭孔内に、杭周形成袋体を
かぶせた鉄筋籠を押し込みロッド等を用いて挿入させ、
次いで該押し込みロッドを引き抜き、しかる後に、中空
形成可撓性袋体又は中空形成パイプを該鉄筋籠内に挿入
する方法が挙げられる。場合により、押し込みロッドは
用いずに、鉄筋籠を掘削杭孔内へ挿入することもでき
る。また、中空形成パイプを押し込みロッドの代わりに
用いてもよいし、該鉄筋籠と押し込みロッドとの間に予
め中空形成可撓性袋体を装填させておいてもよい。その
後、所定の箇所への硬化材又は流体の注入をおこなえば
よい。

【００１９】また、杭周形成袋体を設定した場合に、該
杭周形成袋体の膨張工程と硬化材の充填工程とを分離し
てもよい。例えば、杭周形成可撓性袋体として不透水性
素材を用い、杭孔内に挿入した後、該杭周形成袋体に圧
力水、圧搾空気の如き流体を圧入することにより袋体を
一旦膨張させた後、中空形成体（可撓性袋体又はパイ
プ）及び補強体を杭周形成袋体の中に装填し、硬化材を
注入、更には場合により流体を圧入することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に従う中空場所打ち杭の造成方
法を具体的に詳述する。まず、請求項１記載の造成法で
ある、中空形成用の不透水性可撓性袋体２０のみを用い
た場合を説明する。図１ａに示す如く、地盤に所定深度
まで杭孔１０を掘削し、上部に開口部２２を有する不透
水性の可撓性袋体２０、及びその袋体２０と孔壁１２と
の間に補強体４０及び硬化材５０を設定する。中空形成
袋体２０、補強体４０及び硬化材５０の挿入設置順序
は、特に限定されない。例えば、補強体４０と不透水性
可撓性袋体２０を地表より差し込みロッド等を用いて杭
孔１０内に挿入後、該袋体２０と掘削孔１０との間に硬
化材５０を注入してもよいし、掘削孔１０内に補強体４
０と硬化材５０を装填後、不透水性可撓性袋体２０の先
端部をシャフト等の先でつかみ該硬化材５０中に押し込
んでもよい。

【００２１】該掘削孔１０の大きさは限定的でなく、用
いる可撓性袋体２０の材質、更には所望する最終掘削孔
１０の大きさにより適宜求めることができる。該掘削孔
１０は、通常の方法に従い、安定液などを注入して掘削
孔１０の崩壊の防止を行ってもよい。可撓性袋体２０の
上部開口部２２は、通常地表付近に設定されるが、流体
６０圧入が行えればその箇所は特に限定的ではない。流
体６０圧入のしやすさ及び流体６０の均一流入の優位性
から地表面であることが好ましい。また、掘削孔１０内
に挿入された中空形成用の不透水性袋体２０には、流体
６０の圧入に伴い形成される中空部が杭体の中芯に設定
できるように、該杭孔１０との間にスペーサー等を設け
てもよい。

【００２２】次いで、図１ｂのように、該可撓性袋体２
０の開口部２２からポンプ等を用いて圧入口２４を通し
て該袋体２０内へ流体６０（例えば圧搾空気、圧力水な
ど）を圧入すると、該袋体２０の膨張に伴い硬化材５０
を地盤の周囲方向に向かって押しひろげ、周辺地盤の改
良ないしは周面摩擦の向上を達成することができる。流
体６０の袋体２０内への圧入は本分野で通常用いられる
ポンプを用いることにより容易に行うことができる。

【００２３】次いで、請求項２記載の造成法である、内
側の中空形成可撓性袋体２０及び外側の杭周形成可撓性
袋体２６の二種の袋体を用いた場合を説明する。図２ａ
に示す如く、地盤の所定深度まで杭孔１０を掘削し、杭
周形成袋体２６を挿入設置し、該杭周形成袋体２６の内
側に中空形成袋体２０を、及びこれらの両袋体の間に補
強体４０と硬化材５０とを挿入設置する。

【００２４】中空形成袋体２０、杭周形成袋体２６、補
強体４０及び硬化材５０の設置順序は特に限定的ではな
く、例えば、通常の方法に従い地盤中に掘削孔１０を設
けた後、内部に中空形成可撓性袋体２０及び外部が杭周
形成可撓性袋体２６からなる二重構造の袋体を該杭孔１
０内に地表より挿入後、中空形成袋体２０と杭周形成袋
体２６との間に硬化材５０を注入することにより行なう
ことができる。該掘削孔１０内に杭周形成可撓性袋体２
６を挿入後硬化材５０を注入し、しかる後中空形成可撓
性袋体２０の先端部をシャフト等を用いてつかみ、硬化
材５０中に押し込むことにより行ってもよい。

【００２５】かかる二種の袋体を用いた造成法において
も、内側の中空形成袋体２０の開口部２２及び外側の杭
周形成袋体２６の開口部２８はそれぞれ地表付近に設定
されるが、前記の場合と同様、硬化材５０又は流体６０
の圧入が行えればその箇所は特に限定的ではない。ま
た、前記と同様、中空部を杭体の中芯に設定できるよう
中空形成袋体２０と杭周形成袋体２６との間にスペーサ
ーを設けてもよい。

【００２６】次いで、図２ｂに示す如く、前記と同様に
該中空形成可撓性袋体２０の開口部２２からポンプ等を
用いて該袋体２０内へ流体６０を圧入することにより、
該袋体２０の膨張に伴い硬化材５０を杭周形成袋体２６
とともに地盤の周囲方向に向かって押しひろげ、周辺地
盤の改良ないしは周面摩擦の更なる向上を達成すること
ができる。

【００２７】次に、請求項３記載の造成法である、中空
形成パイプ３０と杭周形成可撓性袋体２６とを用いた場
合を説明する。図３ａに示す如く、地盤の所定深度まで
杭孔１０に掘削し、内側に中空形成パイプ３０、補強体
４０及び硬化材５０を装填した杭周形成可撓性袋体２６
を挿入設置する。

【００２８】杭孔１０内への中空形成パイプ３０、補強
体４０、硬化材５０及び杭周形成可撓性袋体２６の挿入
設置順序は、特に限定されない。例えば、前記の如く通
常の方法に従い地盤に掘削孔１０を設けた後、中空形成
パイプ３０の外側に杭周形成可撓性袋体２６をかぶせ、
該掘削孔１０内に挿入することができる。可撓性袋体２
６の挿入とパイプ３０の挿入は別々に行ってもよいし、
また、予め掘削孔１０を設けずにパイプ３０をシャフト
の代わりに用いて可撓性袋体２６を挿入させてもよい。

【００２９】この造成法においても、可撓性袋体２６の
開口部２８は地表付近に設定されるが、前記の場合と同
様、中空形成パイプ３０の外側に硬化材５０の圧入を行
うことができればその箇所は特に限定的ではない。ま
た、中空形成パイプ３０と可撓性袋体２６との間にスペ
ーサーを設けてもよい。次いで、図３ｂに示す如く、該
可撓性袋体２６の開口部２８からポンプ等を用いて該可
撓性袋体２６と中空形成パイプ３０との間に硬化材５０
を圧入することにより、該可撓性袋体２６を地盤の周囲
方向に向かって押しひろげ、周辺地盤の改良ないしは周
面摩擦の向上を達成することができる。

【００３０】中空形成パイプ３０は、硬化材５０の硬化
後引き抜いてもよいし、そのまま埋没させてもよい。引
き抜く場合には、引き抜きを容易ならしめるためにパイ
プ３０の外側に、紙、布、スチロール、鋼などによりシ
ールしたり、グリース油、パラフィンその他の樹脂材料
を塗布したりして、引き抜き用スリップ層を設けること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。請求項１
記載の中空場所打ち杭の造成方法によれば、中空形成可
撓性袋体内に流体を圧入して周辺の硬化材及び地盤を同
時に押しひろげることから、杭内の中空形成及び周辺地
盤との周面摩擦の向上を同時に且つ簡便に達成すること
ができる。

【００３２】請求項２記載の中空場所打ち杭の造成方法
によれば、内側に中空形成可撓性袋体及び外側に杭周形
成可撓性袋体を用いることにより、杭内の中空形成と同
時に、より良好な周辺地盤との周面摩擦効果及び地盤改
良効果を一度に且つ簡便に達成することができる。請求
項３記載の中空場所打ち杭の造成方法によれば、中空形
成パイプの外側に杭周形成可撓性袋体を用いることによ
り、より良好な周辺地盤との周面摩擦効果及び地盤改良
効果を簡便に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図中、ａ及びｂは、請求項１記載の発明にか
かる中空場所打ち杭の造成法の一実施例を示す縦断面概
念図である。

【図２】同図中、ａ及びｂは、請求項２記載の発明にか
かる中空場所打ち杭の造成法の一実施例を示す縦断面概
念図である。

【図３】同図中、ａ及びｂは、請求項３記載の発明にか
かる中空場所打ち杭の造成法の一実施例を示す縦断面概
念図である。

【符号の説明】

１０ 杭孔 １２ 孔壁 ２０ 中空部形成可撓性袋体 ２２ 中空形成可撓性袋体開口部 ２４ 流体圧入口 ２６ 杭周形成可撓性袋体 ２８ 杭周形成可撓性袋体開口部 ３０ 中空形成パイプ ４０ 補強体 ５０ 硬化材 ６０ 流体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に杭孔を掘削し、該杭孔中芯に可撓
   性の中空形成袋体を、及び該袋体と孔壁間に補強体と硬
   化材を所要順序で挿入設置した後、中空形成袋体の上部
   開口から流体を圧入して該袋体を膨張させ、杭体の中芯
   に所要の大きさの中空部を形成することを特徴とする中
   空場所打ち杭の造成方法。
2. 【請求項２】 地盤に杭孔を掘削し、該杭孔に可撓性の
   杭周形成袋体を、該杭周形成袋体の中芯に中空形成袋体
   を、及びこれらの両袋体間に補強体と硬化材を所要順序
   で挿入設置した後、中空形成袋体の上部開口から流体を
   圧入して膨張させ、杭体の中芯に所要の大きさの中空部
   を形成することを特徴とする中空場所打ち杭の造成方
   法。
3. 【請求項３】 地盤に杭孔を掘削し、該杭孔に可撓性袋
   体を、該袋体の中芯に中空形成パイプを、及び該袋体と
   パイプ間に補強体を所要順序で挿入設置した後、該パイ
   プと可撓性袋体との間に硬化材を圧入して該袋体を膨張
   させ、杭体の中芯に所要の中空部を形成することを特徴
   とする中空場所打ち杭の造成方法。