JPH0610346A - 場所打ち杭の支持力の確認と増加方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、場所打ち杭の支持力の確認と先
端地盤の支持力の増加を、安価な装置で達成することを
目的とする。 【構成】 本発明は、先ず、その内部所要高さ位置に仕
切板２０を設けた筒状補助装置１０を杭孔Ｈの底部に設
置し、圧入パイプ４０の下端を補助装置１０の仕切板２
０下方に臨ませて後、杭孔Ｈにコンクリートを打設して
杭５０を造成する。そして、杭５０が硬化したら、圧入
パイプ４０を介して硬化性の流体６０を所要圧力で圧入
し、その圧入力で杭先端部を補助装置１０の仕切板２０
下方で上下に分割して、杭５０の周面摩擦を反力として
先端地盤を圧密して支持力の増加を図ると共に、流体の
圧入力で支持力を確認する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、場所打ち杭に関するも
ので、特に、造成する場所打ち杭の支持力の確認を行
い、且つ、先端支持力を増加させる方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、場所打ち杭は杭孔を予め
掘削した後、この杭孔に鉄筋籠を挿入し、コンクリート
を打設して造成するので、打ち込み杭等と比較して支持
力の確認が困難である。また、杭孔の掘削時に土圧が解
放されて先端地盤が緩む上に、土砂が沈積し易く、造成
後の杭が経時的に沈下する等の問題点、すなわち、造成
した杭に品質上の欠陥の虞があった。

【０００３】従来より、造成した杭の支持力の確認方法
として、複数本の杭を反力杭とし、試験すべき杭に油圧
ジャッキ等で載荷荷重を掛けて行う載荷試験が周知であ
る（以下「従来の載荷試験」という）。これに対し、簡
易な載荷試験として、試験杭の先端すなわち杭孔底部に
ジャッキ装置を設置しておき、杭の造成後にジャッキ装
置を駆動させ、先端支持力と杭周面摩擦力を測定するこ
とによって、反力杭等を必要とせず簡易に載荷試験を行
えることが知られている（例えば特開昭61-225628号、
特開昭62-291333号等、以下「簡易載荷試験」とい
う）。

【０００４】一方、杭の先端地盤を強化して造成後の杭
の支持力を増加させ、沈下を防止するものとしては、例
えば、杭の造成前に孔壁又はケーシングパイプで反力を
取って、ジャッキ等で孔底地盤に棒状の多数の剛体また
は同心円状に分割したコーンブロックを押し込んで、先
端支持力を向上させる方法が知られている（例えば特開
平1-223214号、特開平2-24415号等）。

【０００５】また、孔底に拘束容器に収納したゴム袋又
はジャッキを設置した後、場所打ち杭を造成し、このゴ
ム袋やジャッキに地上より圧力流体を注入して膨張さ
せ、杭の周面摩擦を反力として先端地盤を圧密させ、支
持力を向上させる方法が知られている（例えば特開平2-
125015号、特開平3-90706号等）。さらに、複数のパイ
プを杭孔の全長に亘って設置しておき、杭の造成後に複
数のパイプを介して硬化剤を孔底に圧入し、孔底地盤及
びスライムを硬化させて支持力を向上させる方法が知ら
れている（例えば特開平2-4724号等）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の載荷試験では、複数本の反力杭が必要な他、反
力杭への載荷梁の取り付けやジャッキの設置が必要で、
その準備や撤去に手間と時間が掛かり、費用が嵩む欠点
があるため、認定工法である場合は支持力の確認を行わ
ないか、多数ある中の１本のみの確認を行っているのが
現状である。

【０００７】また、簡易載荷試験は、上記した従来の載
荷試験と比較して手間や時間が掛からず効果的である
が、高価なジャッキ装置が回収不可能で、造成した全部
の杭の支持力の確認を行うことは、未だ、コスト的に無
理が有り、現状では従来の載荷試験の代替技術として有
望視されているに留まる。一方、剛体またはコーンブロ
ックを押し込む従来方法（例えば特開平1-223214号、特
開平2-24415号等）では、剛体またはコーンブロックを
押し込むための大がかりな装置が必要であり、しかも杭
の造成前に行ってから杭を造成するので、工程数が増
え、コスト高になる虞がある。

【０００８】また、ゴム袋やジャッキを使用する従来方
法（例えば特開平2-125015号、特開平3-90706号等）で
は、工程数は削減できる反面、高価なジャッキ等の装置
を必要とする欠点がある。さらに、孔底地盤及びスライ
ムにパイプで硬化剤を圧入する従来方法（例えば特開平
2-4724号等）では、構成が極めて単純なため安価である
ことが予想出来るが、先端地盤近くに砂層や水脈が有る
場合には、圧入した硬化剤が圧力の低い砂層や水脈に流
出して先端地盤を強化出来ないことが考えられる。

【０００９】以上、例示した杭の支持力の確認方法と杭
の支持力の増加方法は、夫々独自の特徴を有するが、未
だ高価な装置を必要としたり、何れか一方法のみを達成
する目的のものが多く、造成した杭の全部または大半の
支持力を確認し、また、支持力の増加を図る一連の方法
としては使用できない。そこで、請求項１乃至４記載の
場所打ち杭の支持力の確認と増加方法は、上記した従来
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単且つ安
価に行える場所打ち杭の支持力の確認方法と増加方法を
提供することにより、造成する場所打ち杭の全部乃至大
半の支持力を確認すると同時に、先端支持力の増加を図
り、もって、品質の高い場所打ち杭を造成することを目
的とする。

【００１０】すなわち、請求項１記載の方法は、簡易且
つ安価な装置を場所打ち杭の造成前に杭孔に設置するの
みで、杭の硬化後、簡単に支持力の確認と先端支持力の
増加を図ることを目的とする。請求項２記載の方法は、
請求項１又は２記載の方法の目的に加え、補助装置を鉄
筋籠の下端部に予め溶接等の手段で固定しておくことに
より、補助装置と鉄筋籠を同時に杭孔内に設置出来るよ
うにし、もって、手間及び工程数を減少させることを目
的とする。

【００１１】請求項３記載の方法は、請求項１記載の方
法の目的に加え、仕切板に上下に連通する開口を設ける
ことにより、コンクリート打設時に、コンクリートがこ
の開口を通じて仕切板下方にも打設出来るようにし、も
って、仕切板下方に空洞等が生じないようにすることを
目的とする。請求項４記載の方法は、請求項１記載の方
法の目的に加え、圧入パイプを鉄筋籠の主筋の一部又は
全部として使用することにより、安価に提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するためのものであり、以下にその内容を図面に
示した実施例を用いて説明する。請求項１記載の方法
は、杭孔(H)と略同径でその内部所要高さ位置に仕切板
(20)を設けた筒状補助装置(10)を、杭孔(H)の底部に設
置すると共に圧入パイプ(40)の下端を補助装置(10)の仕
切板(20)下方に臨ませ、杭孔(H)にコンクリートを打設
して杭(50)を造成し、杭(50)の硬化後、圧入パイプ(40)
を介して硬化性の流体(60)を所要圧力で圧入し、その圧
入力で杭先端部を補助装置(10)の仕切板(20)下方で上下
に分割し、杭(50)の周面摩擦を反力として先端地盤を圧
密して支持力の増加を図ると共に、流体(60)の圧入力で
支持力を確認することを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の方法は、補助装置(10)が、
鉄筋籠(30)の下端部に固定されていることを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、仕切板(20)が、上下に連通
する開口(21)を有することを特徴とする。請求項４記載
の方法は、圧入パイプ(40)が、鉄筋籠(30)の主筋(31)を
兼ねることを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明は、高価なジャッキ等を必
要とすることなく、杭先端部を、筒状補助装置(10)内の
仕切板(20)下方で流体(60)の圧力によって上下に分割
し、補助装置(10)をシリンダー、分割された杭先端部の
下部(52)をピストンとして作用させ、その間隙にセメン
トモルタル等の硬化性の流体(60)を圧入する。すると、
杭(50)の周面摩擦を反力として、杭先端部の下部(52)が
下降し、先端地盤を圧密して支持力の増加を図ることが
出来る。また、流体(60)の圧力が所定圧と等しいかそれ
以上に達したら、必要な先端抵抗が得られていることが
推定出来る。つまり、杭(50)の支持力を確認することが
出来る。

【００１５】尚、ほとんどの場合、先端抵抗より周面摩
擦の方が大きく、従って、杭(50)の周面摩擦の反力内で
先端地盤を圧密して必要な先端抵抗を得ることが出来る
が、杭長が短いか、周辺地盤が軟弱で、未だ流体(60)の
圧力が所定圧に達しない内に杭(50)自体が押し上げら
れ、杭(50)自体が浮き上がることが考えられる。係る場
合には、一旦、杭(50)頭部の浮き上がり変位と流体(60)
の圧入力と圧入量等を測定して杭(50)の支持力や沈下量
を算出し、支持力の再評価を行うか、周辺の複数本の杭
を反力杭として利用し、流体(60)の圧力が所定圧に達す
るまで再度、流体(60)を圧入すると良い。

【００１６】ここで、補助装置(10)は、予定される硬化
性の流体(60)の圧入力で容易に膨張等の変形を起こさな
い程度のもの、例えば、強靱な鋼管等を使用し、その大
きさは杭孔(H)に容易に挿入設置出来る程度の大きさ、
つまり杭孔(H)より若干小径であれば良く、また、その
長さはピストンとして作用させる杭先端部の下部(52)の
ストローク以上が必要で、仕切板(20)の位置によっても
異なるが５０〜１５０ｃｍ程度が好ましい。さらに、補
助装置(10)の特に仕切板(20)下部内面は、杭先端部の下
部(52)をピストンとして摺動させるため、平滑であるこ
とが必要であり、望ましくは、コンクリートとの剥離を
容易にするために、予め剥離剤や樹脂塗料の塗布、或い
は薄膜樹脂を貼着しておくと良い。

【００１７】また、仕切板(20)は、杭先端部を流体(60)
の圧力によって破壊分割する際に、コンクリートが縦割
れ等を生じることなく、容易に上下に分割出来るように
するために設けたものである。つまり、圧入パイプ(40)
からの流体(60)の圧入によって杭先端部が次第に破壊さ
れ、ついには亀裂を生じて上下に分割されるが、この仕
切板(20)を付設しておくことにより、仕切板(20)が亀裂
の起点となり、亀裂がこの仕切板(20)に沿って広がっ
て、杭先端部が上下に無駄なく容易に分割されるのであ
る。従って、仕切板(20)は、杭先端部内に亀裂を起こさ
せる起点になるものであれば、材質、形状、大きさは任
意であるが、好ましくは、発泡スチロール板やゴム板の
ように変形性の素材で形成するか、金属板製の仕切板(2
0)下に積層しておくと良い。つまり、流体(60)の圧入に
よって、発泡スチロール板等が縮み変形を起こして、流
体(60)の流路が形成されるので、よりスムーズに分割が
可能となる。

【００１８】請求項２記載の方法は、その固定手段は特
に限定しないが、例えば、補助装置(10)を鉄筋籠(30)と
略同径に形成して、鉄筋籠(30)の下端部数センチ乃至数
十センチを補助装置(10)の内面又は外面に沿わせ、溶接
して固定し、両者を一体化すると良い。請求項３記載の
方法は、その仕切板(20)を網目状、簀の子状等のように
上下に連通する開口(21)を有するものとし、打設するコ
ンクリ−トが、その開口(21)を通過して仕切板(20)の下
方にも打設出来るようにして、仕切板(20)下方に空洞等
が生じないようにする。

【００１９】請求項４記載の方法は、その圧入パイプ(4
0)が、流体(60)の圧入力に耐えるものであれば、金属
管、塩化ビニール管等、素材に関係なく使用出来る。特
に金属管を使用する時は、鉄筋籠(30)の主筋の一部乃至
全部として兼用することも出来る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る場所打ち杭の支持力の確
認と増加方法の詳細を、図面に示す実施例に基づいて説
明する。図１〜３は、本発明の第１実施例を示すもので
あり、図１(a)は本発明の方法に用いられる補助装置、
圧入パイプ、鉄筋籠の構成を示す一部切り欠き縦断面
図、同図(b)は同平面図、図２は杭の造成を示す説明
図、図３は流体の圧入状態を示した説明図である。

【００２１】図１(a)及び同図(b)中、10は本方法に用い
られる補助装置、20は仕切板を示すもので、補助装置10
は、杭孔Ｈの径より若干小径の強靱な鋼管で形成され、
その内部所要高さ位置、例えば上部寄りに、仕切板20が
水平に固定してある。この仕切板20は、鋼板等で形成し
たもので、その中心部には後述するトレミー管Ｔを十分
挿通可能な大きさの開口21が開設してあると共に、下面
には変形性の素材、例えば発泡スチロール板やゴム板等
で形成したパッキン22が貼着してある。

【００２２】また、30は鉄筋籠、40は圧入パイプを示す
もので、鉄筋籠30は、複数本の縦主筋31とフープ筋32と
で構成してあり、本実施例においては、上記補助装置10
の肉厚分小径に形成し、その下端部を補助装置10に差し
込み、仕切板20上面に当接させて補助装置10の内周面に
溶接してある。つまり、鉄筋籠30と補助装置10とは一体
化してある。更に、圧入パイプ40は、金属管又は塩化ビ
ニール管等で形成したもので、例えば４本の圧入パイプ
40を鉄筋籠30の内面に90度角毎に沿わせ、鉄筋籠30の縦
主筋31又はフープ筋32に針金等で結束し、且つ、その先
端を、補助装置10の仕切板20及びパッキン22を貫通させ
て下方に臨ませてある。

【００２３】尚、補助装置10と鉄筋籠30と圧入パイプ40
とは、一体化することなく個々に対応可能であるが、本
実施例のように一体化しておくことにより、吊り込み作
業が一回で行え、互いの位置合わせ等が不要となるの
で、現場の省力化が行える。さて、図２に示すように、
地盤Ｇに所要の半径及び深さの杭孔Ｈを掘削し、孔Ｈ底
のスライム処理を施して根固めモルタルＭを打設し、上
記した補助装置10と圧入パイプ40を固定した鉄筋籠30を
杭孔Ｈ内に吊り降ろし、その自重で補助装置10の下部を
根固めモルタルＭに喰い込ませた状態で設置する。しか
る後、トレミー管Ｔを、補助装置10の仕切板20の開口21
を挿通して根固めモルタルＭに至るまで吊り降ろし、コ
ンクリートを補助装置10内、杭孔Ｈ内に順次打設して、
場所打ち杭50を造成する。

【００２４】係る場所打ち杭50の造成に際し、孔Ｈ底の
スライム処理と、根固めモルタルＭの打設は必ずしも必
要ではなく、状況に応じて省略可能である。また、必ず
しも必要ではないが、予め補助装置10の下部内面に、剥
離剤や樹脂塗料の塗布、或いは薄膜樹脂を貼着して、コ
ンクリートとの剥離を容易にしておくと良い。そして、
所要の養生期間を経て杭50が硬化したら、図３に示すよ
うに、圧入パイプ40の上端に圧入ポンプＰを接続し、セ
メントモルタル等の硬化性の流体60を補助装置10の仕切
板20に貼着したパッキン22下面と補助装置10下部内で硬
化したコンクリートの上面との間に圧入し、その圧入力
で両者を分離させる。つまり、流体60の圧入によって、
発泡スチロール板等のパッキン22が縮み変形を起こし
て、流体60の流路が形成されるので、スムーズに、杭先
端部が上部51と下部52とに分割出来る。

【００２５】すると、補助装置10の下部内面がシリンダ
ー、また、分割された杭先端部の下部52がピストンとし
て作用し、この杭先端部の下部52が流体60の圧力で下降
し、先端地盤を圧密して支持力の増加を図る。同時に、
その時の圧入力で杭50の先端抵抗を推定する。また、圧
入量で杭先端部の下部52の沈下量も推定することが出来
る。そして、先端抵抗が設計上の抵抗値と等しいか、大
きいことが確認出来たら、流体60の圧入を中止し、圧入
した硬化性の流体60が硬化するまで養生する。

【００２６】係る硬化性の流体60の圧入に際し、上記実
施例の様に複数本の圧入パイプ40を使用する時は、当
初、１〜２本のパイプ40に開閉弁70を取り付けてこれを
開状態にしておき、残りのパイプ40で流体60を圧入し、
解放したパイプ40から流体60の流出を確認して、これら
のパイプ40の開閉弁70を閉じるか、又はこれらのパイプ
40も圧入ポンプＰに接続して、硬化性の流体60を圧入す
ると良い。つまり、パイプ40内の空気や泥水を解放した
パイプ40から追い出し、杭50先端部内に空洞等を作らな
いようにする。

【００２７】一方、図４〜６は、本発明の他の実施例を
示すものであり、図４(a)は本発明の方法に用いられる
補助装置と圧入パイプの第２実施例を示す要部拡大縦断
面図、同図(b)は同平面図、図５は補助装置の第３実施
例を示す平面図、図６は補助装置の第４実施例を示す平
面図である。なお、以下の各実施例の説明にあっては、
上記した第１実施例と同一な構成部分は同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。

【００２８】さて、図４に示す第２実施例は、補助装置
10の上端に仕切板20を固定し、且つ、圧入パイプ40を鉄
筋籠30の縦主筋31として兼用した例を示す。つまり、仕
切板20を補助装置10の上端に固定する構造とするため、
補助装置10自体の長さがシリンダーとして作用させるス
トローク分有れば良く、したがって、補助装置10自体を
最小に形成できる。また、圧入パイプ40を鉄筋籠30の縦
主筋31として兼用するため、全体構造が簡素化出来ると
共に、材料費を節減して安価に構成できる。

【００２９】また、図５に示す第３実施例は、同仕切板
20の中心部にトレミー管Ｔを十分挿通可能な大きさの開
口21を開設し、しかも、仕切板20の他の面にも多数の小
開口21を開設して編み目状に形成し、仕切板20上下を上
記第２実施例より更に連通可能としたものである。更
に、図６に示す第４実施例は、トレミー管を挿通する開
口こそ設けないが、同仕切板20を簀の子状に形成して、
その長溝状の開口21で仕切板20上下を連通可能としたも
のである。

【００３０】尚、図示しないが、圧入パイプにＵ字管や
２重管等を用いることも可能である。

【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
乃至４記載の方法によれば、仕切板を設けた筒状補助装
置と圧入パイプの簡単な装置で、場所打ち杭の支持力の
確認と先端地盤の支持力の増加を安価に図ることが出来
る効果がある。

【００３２】従って、高い信頼性を要求される場合は、
現場に造成する全部乃至大半の杭に、本発明の方法を適
用することにより、各杭毎にその性能を保証することが
出来る。また、過剰設計になり勝ちな現状の場所打ち杭
を見直し、適正な場所打ち杭を設計して、品質が高く且
つ安価な基礎杭を提供することも可能となる。すなわ
ち、請求項１記載の方法によれば、簡易且つ安価な装置
を場所打ち杭の造成前に杭孔に設置するのみで、杭の硬
化後、簡単に支持力の確認と先端支持力の増加を図るこ
とが出来る。

【００３３】請求項２記載の方法によれば、特に補助装
置を鉄筋籠の下端部に予め溶接等の手段で固定しておく
ことにより、補助装置と鉄筋籠を同時に杭孔内に設置出
来るようにし、もって、手間及び工程数を減少させるこ
とができる。請求項３記載の方法によれば、特に仕切板
に上下に連通する開口を設けることにより、コンクリー
ト打設時に、コンクリートがこの開口を通じて仕切板下
方にも打設出来るようになるので、仕切板下方に空洞等
が生じないようにすることが出来る。

【００３４】請求項４記載の方法によれば、特に圧入パ
イプを鉄筋籠の主筋の一部又は全部として使用すること
により、安価に提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図(a)は本発明の第１実施例に係る装置の全
体構成を示す一部切り欠き縦断面図、同図(b)は同平面
図である。

【図２】第１実施例に係る杭の造成を示した説明図であ
る。

【図３】第１実施例に係る流体の圧入状態を示した説明
図である。

【図４】同図(a)は本発明の方法に用いられる装置の第
２実施例を示す要部拡大縦断面図、同図(b)は同平面図
である。

【図５】本発明の方法に用いられる補助装置の第３実施
例を示す平面図である。

【図６】本発明の方法に用いられる補助装置の第４実施
例を示す平面図である。

【符号の説明】

Ｇ 地盤 Ｈ 杭孔 Ｍ 根固めモルタル Ｔ トレミー管 Ｐ 圧入ポンプ 10 補助装置 20 仕切板 21 開口 22 パッキン 30 鉄筋籠 31 縦主筋 32 フープ筋 40 圧入パイプ 50 杭 51 杭先端部の上部 52 杭先端部の下部 60 流体 70 開閉弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 杭孔と略同径でその内部所要高さ位置に
   仕切板を設けた筒状補助装置を、杭孔の底部に設置する
   と共に圧入パイプの下端を補助装置の仕切板下方に臨ま
   せ、杭孔にコンクリートを打設して杭を造成し、杭の硬
   化後、圧入パイプを介して硬化性の流体を所要圧力で圧
   入し、その圧入力で杭先端部を補助装置の仕切板上方で
   上下に分割し、杭の周面摩擦を反力として先端地盤を圧
   密して支持力の増加を図ると共に、流体の圧入力で支持
   力を確認することを特徴とする場所打ち杭の支持力の確
   認と増加方法。
2. 【請求項２】 補助装置が、鉄筋籠の下端部に固定され
   たことを特徴とする請求項１記載の場所打ち杭の支持力
   の確認と増加方法。
3. 【請求項３】 仕切板が、上下に連通する開口を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の場所打ち杭の支持力の
   確認と増加方法。
4. 【請求項４】 圧入パイプが、鉄筋籠の主筋を兼ねるこ
   とを特徴とする請求項１記載の場所打ち杭の支持力の確
   認と増加方法。