JPH05132930A

JPH05132930A - ドレーン層付き基礎杭の造成方法

Info

Publication number: JPH05132930A
Application number: JP29118191A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Inoue; 正博井上; Izuru Oguro; 出大黒
Original assignee: JIOTOTSUPU KK
Current assignee: JIOTOTSUPU KK
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 1993-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】極めて簡単な方法で、振動、騒音等の公害が
なく、杭と周辺地盤との間に砂利等のドレーン層を形成
することができる。【構成】コンクリート杭等の既成杭本体１０の長さ方
向適数個所に、可撓性拡大部４０を付設しておき、地盤
Ｇに杭本体１０の径より大径に掘削した杭孔Ｈに、この
杭本体１０を挿入設置し、杭本体１０と杭孔Ｈ壁間との
間に砂利等のドレーン材７１を充填した後、地上から、
セメントモルタル等の硬化材８０を圧送パイプ５０を介
して拡大部４０に注入して膨張せしめ、その膨張力でド
レーン材７１を杭孔Ｈ壁側に押し遣り、もって、周辺地
盤を締め固めると共に、杭本体１０と周辺地盤との間に
排水用のドレーン層７０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築、土木工事に使用
する基礎杭の造成方法、詳しくは振動、騒音等の公害が
無く、杭と周辺地盤との間に砂利等のドレーン層を形成
することができるドレーン層付き基礎杭の造成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、油圧ハンマー、ディーゼ
ルハンマー等で節付きＰＣあるいはＰＨＣ等の既成杭を
打ち込み施工する際に、この節付き杭の周囲に砂利等の
ドレーン材を詰め込み、杭が打ち込まれると同時に杭の
節部で砂利を地盤中に持ち込ませ、杭の周囲にドレーン
層を形成するいわゆるドレーン層付き節杭工法が知られ
ている。

【０００３】係る工法は、杭の支持力、特に周辺摩擦力
を高めるばかりか、排土が全く無く、しかも、杭とこの
杭が地盤中に持ち込むドレーン材の体積分、周辺地盤を
締め固める作用、つまり地盤改良効果がある。加えて、
杭の周囲に形成されたドレーン層が、液状化時のドレー
ンとなって地盤中の間隙水を地上に排水するので、杭自
体及びこの杭上の建物の倒壊を防止する等の優れた効果
を有する極めて優れた工法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記工法
は、杭の打ち込み時に騒音、振動を伴う欠点が有るた
め、近年、特に市街地に於いては殆ど使用できなくなっ
ている。このため、条件の良い一部の現場を除いて、予
め、既成杭を埋設する杭孔をアースオーガーで掘削し、
この杭孔中にセメントミルク等を注入、あるいは、ソイ
ルセメントを形成して既成杭を杭孔内に設置するいわゆ
るプレボーリング工法が一般的に行なわれている。

【０００５】しかしながら、上記工法と比較して、騒
音、振動は少ないものの、周辺地盤の地盤改良効果、ド
レーン材によるドレーン効果は無く、また、杭の支持力
が減退する等の種々の問題がある。本発明は、これらの
従来技術の有する課題を解決するものであって、無公害
で周辺地盤の締め固め作用があり、しかも杭周辺に地盤
の間隙水を排水するドレーン層を形成できる基礎杭の造
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】本発明の上記目的は、杭
本体の長さ方向適数個所に可撓性拡大部を付設した杭本
体を、杭本体の径より大径に掘削した杭孔に挿入設置
し、杭本体と孔壁間にドレーン材を充填した後、圧送パ
イプを介して硬化材を注入することにより拡大部を膨張
せしめることを特徴とするドレーン層付き基礎杭の造成
方法により、有効に解決されることが見いだされた。

【０００７】すなわち、コンクリート杭等の既成杭本体
の長さ方向適数個所、例えば、１ｍ間隔毎に可撓性素材
で拡大部を付設しておき、この杭本体を、アースオーガ
ー等で掘削した杭孔に挿入設置し、杭本体と孔壁間に砂
利等のドレーン材を充填した後、地上から、セメントモ
ルタル等の硬化材を圧送パイプを介して拡大部に注入
し、膨張せしめることにより、その膨張力でドレーン材
を杭孔壁側に押し遣り、もって、周辺地盤を締め固める
と共に、杭本体と周辺地盤との間に排水用のドレーン層
を形成する。

【０００８】ここで、杭本体はＰＣ、ＰＨＣ等のコンク
リート杭、鋼管杭等の工場生産される既成杭で、限定は
しないが外径３００〜６００ｍｍ程度、長さ４〜１０ｍ
程度のものを使用する。また、拡大部は可撓性が有り、
セメントモルタル等の硬化材をこの拡大部内に圧入する
に十分な強靱性を有するものからなり、例えば不織布、
合成ゴム膜、若干透水性がある織布、合成樹脂、或はこ
れ等の素材を必要に応じて積層したもの等が使用でき
る。

【０００９】この拡大部を杭本体の長さ方向適数個所に
付設するには、例えば、上記した可撓性の不織布等で杭
本体の外径より数ｃｍ〜数十ｃｍ大きい筒を形成してお
き、これを杭本体の所要位置に被嵌して、その中央部を
弛ませたまま、上下縁をピアノ線や帯状鉄板等で水密的
に杭本体周面に結束して取り付ける。係る場合に、弛み
のある中央部は、硬化材の圧入力で容易に切断できるテ
ープ等で一次的に結束しておくことが好ましい。

【００１０】付言すると、杭本体の上記拡大部を付設す
る個所に、拡大部を形成する素材の肉厚または弛み部等
の厚さを十分吸収する凹みを予め形成しておき、膨張前
の拡大部を収納しておくと、杭自体の搬送時や杭孔に挿
入する場合に、この拡大部が破損する虞が無く好まし
い。更に、この拡大部に地上よりセメントミルク、モル
タル等の硬化材を圧入する圧送パイプは、その上端を地
上に突出させ、下端を拡大部内に連結させた構成であれ
ば特に限定しない。例えば、杭本体の外周面または中空
部内面に溝を切り込んでおいて、この溝に圧送パイプを
沿わせ、拡大部内に連結する簡単な構成とすることがで
きる。また、特にコンクリート杭の場合は、内部の鉄筋
の一部として数本の鋼管を圧送パイプとして埋設し、こ
の鋼管から拡大部内に分岐管を分岐させておくことがで
きる。係る構成を採用する場合は、埋設する鋼管の数に
応じて複数の拡大部を別々に膨張させることが可能とな
るので、必要に応じて下方または上方の拡大部から膨張
させたり、異なる圧入力で膨張させることも可能とな
る。その他、圧送パイプ等に逆止弁を設ける等、必要に
応じて任意の部品を付加することもできる。

【００１１】次に、杭本体を挿入設置する杭孔は、ドレ
ーン層を形成するに足る十分な大きさにする必要があ
る。つまり、杭本体の外径と杭孔の内径の差が基本的に
ドレーン層の厚さを決定するので、半径で少なくとも５
ｃｍから２０ｃｍ程度、杭本体より大径の杭孔とするこ
とが必要となる。また、ドレーン層を形成するドレーン
材は、杭本体と杭孔との間に十分充填できるよう３ｃｍ
以下の大きさのものを用いることが望ましく、係るドレ
ーン材の充填に際して、杭本体周辺に均等な厚さで充填
できるように杭本体自体を杭孔の中心に位置させるよう
注意し、可能であれば、突き固めながら充填することが
好ましい。更に、ドレーン材としては通常砂利を使用す
るが、その他、砂、砂混じりの砂利、スラグ等でも良
く、地盤中の間隙水をこのドレーン層を介して地上に排
水できる程度の透水性が有る材料であれば、特に限定し
ない。

【００１２】最後に、杭本体の拡大部の膨張は、地上の
圧送ポンプ等で圧送パイプを介して硬化材を圧入するこ
とにより行うが、圧送パイプの太さ等を考慮して、セメ
ントミルク、セメントモルタル、或は掘削排土を利用し
たソイルセメント等も硬化材として使用できる。また、
硬化材の圧入力は、周辺地盤、拡大部を形成する素材の
強度等によっても異なるが、通常５〜３０ｋｇ／ｃｍ²
の範囲で行う。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例に基
づいて説明する。図１〜図３は、本発明に使用する杭本
体１０の構成を示すもので、限定はしないが直径が３０
０ｍｍ、長さ４ｍ程度、形状的には中心部を中空１１と
する全体が円筒状のものである。そして、この杭本体１
０は、通常のＰＣ、ＰＨＣ杭と同様、型枠内に、一対の
キャップ金具１２と、杭本体１０にプレストレスを導入
する複数本の異形鋼棒等の鉄筋２１とフープ筋２２とか
ら成る鉄筋籠２０をセットした後、生コンクリートを打
設し、遠心成形し、蒸気養生、オートクレーブ養生等の
各工程を経て製品化される。

【００１４】さて、この杭本体１０の周面には、その長
さ方向所要間隔毎、例えば、１ｍ間隔毎に幅３０〜５０
ｃｍ、深さ５〜６ｃｍ程度の収納凹部３０が、杭本体１
０の周面に沿って形成してあり、拡大部４０を形成する
不織布等のシート４１が、この収納凹部３０内に収納さ
れている。すなわち、シート４１は蛇腹状に折り畳ま
れ、且つ、その上下縁を帯状鉄板４２等で水密的に収納
凹部３０周面に結束され、取り付けられている。

【００１５】また、圧送パイプ５０は上記した鉄筋籠２
０の鉄筋２１の間に介装し、この実施例においては、図
２に示すように、通常用いる３本の鉄筋２１と、３本の
圧送パイプ５０とを交互に円形に配置し、フープ筋２２
に結束または溶接して全体で鉄筋籠２０を形成してい
る。また、この圧送パイプ５０の上端は杭本体１０の頭
部より数ｃｍ〜数十ｃｍ突出させてある。

【００１６】しかして、圧送パイプ５０の所要位置には
分岐パイプ５１が接続され、この分岐パイプ５１の先端
が、上記した杭本体１０の収納凹部３０に形成した拡大
部４０に連通させてある。また、各分岐パイプ５１の先
端には、図３に示すように、逆止弁５２を付設してあ
る。詳述すると、３本の各圧送パイプ５０は、この分岐
パイプ５１を介して夫々３つの拡大部４０に独立的に連
通させてあり、従って、３つの拡大部４０を時間差をお
いて、あるいは、注入圧力を変えて膨張させることがで
きるようにしてある。

【００１７】上記した構成の杭本体１０を地盤Ｇ中に施
工する工程を、図４〜図６を参照して、以下説明する。
先ず、図４に示す如く、地盤Ｇに、スパイラルオーガー
等のアースオーガー６０を用いて、深さ４〜５ｍ程度の
杭孔Ｈを掘削する。係る掘削にあたり、使用するアース
オーガー６０は、その直径が杭本体１０の直径より２０
０〜４００ｍｍ程度大きなものを使用する。つまり、こ
の実施例においては、杭本体１０の径が３００ｍｍであ
るので、内径５００〜７００ｍｍの杭孔Ｈを掘削する。
また、低排土で孔壁の圧締作用があり、杭孔Ｈの内壁が
容易に剥落しないようにするアースオーガー装置を使用
することが望ましい。

【００１８】杭孔Ｈを掘削した後、図５に示すように、
杭本体１０を杭孔Ｈ内に挿入設置する。係る杭本体１０
の挿入に際し注意すべき点は、杭本体１０を杭孔Ｈの中
心に垂直に設置することである。例えば、杭本体１０の
下端に杭孔Ｈの径と略等しい案内盤を取り付けて、常に
杭孔Ｈの中心に杭本体１０を位置させながら設置するこ
ともできるし、また、図５に想像線で示すように、杭孔
Ｈの底に杭本体１０下端を接地させる直前に最下端の拡
大部４０を一時的に空気圧で膨張させ、もって、杭本体
１０を杭孔Ｈの中心に補正して設置することもできる。

【００１９】このように杭本体１０を杭孔Ｈ内に挿入設
置し、杭本体１０が杭孔Ｈの中心に設置されたことを確
認した後、図６に示すように、この杭本体１０と杭孔Ｈ
との間隙に砂利等のドレーン材７１を充填する。ドレー
ン材７１としては、通常砂利を使用するが、その他、
砂、砂混じりの砂利、あるいはスラグ等を代用すること
ができる。係るドレーン材７１の選定にあたっては、地
盤Ｇの土質、液状化の可能性及びその程度等を考慮して
行う。また、充填するにあたり、突き棒等でドレーン材
７１を突き固めながら充填するか、杭本体１０に振動を
与えながらドレーン材７１を充填し、ドレーン材７１間
に隙間が生じないように配慮することが望ましい。

【００２０】しかして、図７に示すように、３本の各圧
送パイプ５０を硬化材圧入ポンプ（図示せず）の圧入口
に接続し、各拡大部４０内にセメントモルタル等の硬化
材８０を圧入して節状に膨張させ、その膨張力でドレー
ン材７１を締め固めながら杭孔Ｈ壁側に押し遣り、ドレ
ーン層７０を形成する。係る最終工程にあって、前記し
たように、土質や圧入ポンプの能力等を考慮して、各拡
大部４０を時間差をおいて、あるいは、注入圧力を変え
て膨張させることもできる。硬化材８０の注入圧力は、
土質や拡大部４０を形成する不織布等のシート４１の強
度等によって異なるが、通常５〜３０ｋｇ／ｃｍ²の範
囲で行なう。

【００２１】本発明の一実施例は以上説明した通りであ
るが、勿論、本発明はこれに限定されるものではなく、
種々変更可能である。例えば、杭の長さ及び太さは任意
であり、また、継ぎ杭等にも応用できる。また、上記実
施例に於いては、杭本体１０の周面に収納凹部３０を設
けて拡大部４０を形成する不織布等のシート４１を収納
して、拡大部４０を保護する構成を示したが、勿論、伸
縮性が有り且つ衝撃等に強い合成ゴム等のシートであれ
ば、杭本体１０の周面に直接巻装して拡大部を構成して
も良い。更に、この拡大部は杭本体１０に定間隔に設け
る必要はなく、地盤状況等を考慮して、下部のみ、ある
いは、下部と中央部の２個所等の任意の位置に任意の大
きさで設けることもできる。

【００２２】また、上記実施例に於いてはコンクリート
杭の例を示したが、鋼管杭等の他の既成杭にも応用可能
で、その既成杭の形状や素材によって拡大部４０及び圧
送パイプの取り付け構造は多少異なるが、例示するまで
もなく、同様の技術を用いて十分可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るドレ
ーン層付き基礎杭の造成方法によれば、振動、騒音等の
公害が無く、しかも極めて簡単な方法で、杭と周辺地盤
との間に砂利等のドレーン層を形成することができる。
すなわち、杭本体と掘削孔との間にドレーン材を充填し
て、拡大部内に硬化材を圧入することにより、その膨張
力でドレーン材及び周辺地盤を締め固め、地盤中の間隙
水を地上に排水する砂利等のドレーン層を形成し、しか
も、拡大部によって杭本体の摩擦力を高め、強いては支
持力を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】杭本体の構成を示す一部切り欠き正面図であ
る。

【図２】図１に於ける平面図である。

【図３】図１に於ける要部拡大断面図である。

【図４】施工状態の工程を示す概要図である。

【図５】施工状態の工程を示す概要図である。

【図６】施工状態の工程を示す概要図である。

【図７】施工状態の工程を示す概要図である。

【符号の説明】

Ｇ地盤Ｈ杭孔１０杭本体１１中空１２キャップ金具２０鉄筋籠２１鉄筋２２フープ筋３０収納凹部４０拡大部４１シート４２帯状鉄板５０圧送パイプ５１分岐パイプ５２逆止弁６０アースオーガー７０ドレーン層７１ドレーン材８０硬化材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】杭本体の長さ方向適数個所に可撓性拡大
部を付設した杭本体を、杭本体の径より大径に掘削した
杭孔に挿入設置し、杭本体と孔壁間にドレーン材を充填
した後、圧送パイプを介して硬化材を注入することによ
り拡大部を膨張せしめることを特徴とするドレーン層付
き基礎杭の造成方法。