JPH08199567A - 杭の施工方法 - Google Patents

杭の施工方法

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JPH08199567A
JPH08199567A JP1351695A JP1351695A JPH08199567A JP H08199567 A JPH08199567 A JP H08199567A JP 1351695 A JP1351695 A JP 1351695A JP 1351695 A JP1351695 A JP 1351695A JP H08199567 A JPH08199567 A JP H08199567A
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JP
Japan
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pile
excavation
tip
bit
liquid
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JP1351695A
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English (en)
Inventor
Kenji Tone
賢治 利根
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレボーリング工法において杭の高止まりを
防止すると共に、杭先端拡大球根を造成する既製杭の施
工においては杭先端袋体の横方向への十分な膨張を可能
にすることにより、先端支持力が大きく取れる既製杭の
施工方法を提供する。 【構成】 掘削ビットで拡大掘削部を形成し、拡大掘削
部に根固め液と根固め液の粘性を増加させる添加液を別
々に投入し、掘削ビットで撹拌混合して杭沈設の際の高
止まりを防止する。或いはまた、袋体付き既製杭を挿入
して袋体を膨張させることにより砂礫流動化を促して杭
先端袋体を確実に膨張させる杭の施工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土木、建築構造物の基
礎として利用される既製杭の施工法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、既製杭の施工法が種々開発されて
おり、都市部において低公害工法が要求されている。こ
のような既製杭の低公害工法としてプレボーリング工法
がある。従来のプレボーリング工法は、先端にビットを
有する掘削ロッドで掘削液を吐出しながら掘削孔を掘削
し、所定の深さに達した後、セメントミルクを注入して
掘削ロッドを引き上げ、この掘削孔内に既製コンクリー
ト杭を挿入、定着させるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
のような工法では掘削の際に該掘削孔内に砂礫が堆積し
てしまい、特に礫地盤を掘削する場合においては杭沈設
の際の高止りを引き起こしていた。また、杭先端部に袋
体が取り付けられた杭の施工においては拡大球根部造成
の際の杭先端袋体の不十分な膨張を招く原因となってい
た。
【0004】本発明は、上述した様な従来技術における
欠点の解消を図ったもので、プレボーリング工法におい
て杭の高止まりを防止すると共に、杭先端拡大球根を造
成する既製杭の施工においては杭先端袋体の横方向への
十分な膨張を可能にすることにより、先端支持力が大き
く取れる既製杭の施工方法を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の施工方法は、掘
削ビットで所望深さに掘削して先端部の所定地盤に拡大
掘削部を形成し、該拡大掘削部に根固め液と該根固め液
の粘性を増加させる添加剤を別々に投入して撹拌混合し
た後、該掘削ビットを回収し、該掘削孔内に杭を沈設す
ることを特徴とするものである。あるいは、掘削ビット
で所望深さに掘削して先端部の所定地盤に拡大掘削部を
形成し、該拡大掘削部に根固め液と該根固め液の粘性を
増加させる添加剤を別々に投入して撹拌混合した後、該
掘削ビットを回収し、杭先端部の外周面に上下が開放さ
れた袋体の上下部が取付けられ、杭外周面のみを取り囲
むように装着され、且つ先端開放とした既製杭を該拡大
掘削部底面から所定高さ上方へ浮かせた状態まで該掘削
孔内に挿入し、杭先端袋体に固結性流動物を注入して横
方向に膨張させて杭先端拡大根固め球根を造成すること
を特徴とする杭の施工方法である。
【0006】本発明は上記目的を主に既製杭に用いる根
固め液により解決したものである。本発明に用いる根固
め液とは、セメント系の固結性流動物であり、例えば水
セメント比50〜70%のセメントミルクである。本発
明に用いる添加剤としては、ベントナイトや炭酸マグネ
シウム等があるが、通常の場合、水に添加剤を溶かした
水溶液(以下、添加液と呼ぶ)として投入する。本発明
は該根固め液と添加液を該掘削孔内で撹拌混合して粘性
の高い根固め液(以下、混合根固め液と呼ぶ)を作液す
ることにより、該掘削部底付近に存在する砂礫の浮遊を
可能とするものである。
【0007】ベントナイトはNa系ベントナイトとCa
系ベントナイトに大別されるが、膨潤性に優れたNa系
ベントナイトの方が好ましい。根固め液および添加液の
配合は地盤によって異なるが、例えば礫地盤では根固め
液として水セメント比50〜70%のセメントミルク、
添加液として3〜10%程度の濃度のNa系ベントナイ
ト水溶液の組み合わせ、礫混じり砂地盤では根固め液と
して水セメント比50〜70%のセメントミルク、添加
液として1〜3%程度の濃度のNa系ベントナイト水溶
液の組み合わせにすれば、礫を浮遊させるのに適度な粘
性が得られるので好ましい。
【0008】また、炭酸マグネシウムを用いる場合に
は、例えば礫地盤では根固め液として水セメント比50
〜70%のセメントミルク、添加液として3〜7%程度
の濃度の炭酸マグネシウム水溶液の組み合わせ、礫混じ
り砂地盤では根固め液として水セメント比50〜70%
のセメントミルク、添加液として1〜3%程度の濃度の
炭酸マグネシウム水溶液の組み合わせとするのが好まし
い。
【0009】根固め液と添加液の体積比率は2:1〜
4:1程度にすると混合根固め液の硬化後のコンクリー
ト強度が確保できるので好ましく、該混合根固め液の量
は掘削孔内に堆積する砂礫中の礫分含有量等にもよる
が、砂礫の移動を円滑にするため拡大掘削体積の40〜
100%が望ましい。該拡大掘削孔内で根固め液と添加
液を撹拌混合すると混合根固め液の水セメント比は高く
なるが、一般的に根固め液は水セメント比60〜150
%の範囲で用いられており、本発明のように予め水セメ
ント比が低いセメントミルクを用いれば前記範囲で適宜
調整が可能であり問題ない。
【0010】以上のような配合であれば、強度を著しく
低下させることなく根固め液に砂礫浮遊を目的とする適
度な粘性を付加できる。前記範囲内の撹拌直後の混合根
固め液の粘性は回転粘度計の測定によれば礫地盤用根固
め液で4600cP〜8100cPであり、50mm径
の礫でも十分浮遊可能なことが確認されている。また、
砂地盤用根固め液で3100cP〜4600cPであ
る。該拡大掘削部で根固め液と添加液を掘削ビットで撹
拌混合すると同時に該掘削部底付近に存在する砂礫を混
合根固め液中に浮遊させる。根固め液と添加液の該拡大
掘削部への投入順序は根固め液が先でも添加液が先で
も、その効果に有意差は無い。
【0011】このように、プレボーリング工法に於て混
合根固め液中に砂礫を浮遊させることによって前述した
杭の高止まりや杭先端袋体の不十分な膨張などの問題を
解消することができる。特にまた、先端開放とした既製
杭を該拡大掘削部底面から0.5〜2D程度上方に浮か
せた状態まで挿入して杭先端袋体を固結性流動物の注入
によって横方向に膨張させると、該固結性流動物とほぼ
同量の該根固め液が砂礫を伴って杭中空部に移動する。
その結果、袋体が所定径まで横方向に充分膨らむことが
でき、また前記のように既製杭を該拡大掘削部底面より
0.5〜2D程度上方へ浮かせた状態まで挿入すること
によって杭頭の高さを設計上の杭天端高さに調節可能と
なり、杭頭の斫り作業が無くなる。
【0012】尚、本発明に使用する既製杭は杭径400
φ以上の中空杭であり、鋼管杭でもコンクリート杭でも
鋼管コンクリート複合杭でも良い。また、本発明で使用
する袋体の材質は、注入する固結性流動物中の水だけを
透過させる脱水効果を有する点と強度の点からナイロ
ン、ポリエステル、ポリエチレン、ビニロン等の繊維製
のものが好ましい。
【0013】
【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
先端開放とした杭長14m、杭径500φの袋付き既製
杭をGL−0〜11m(地表面からの距離)の間はN値
20以下の軟弱地盤であるがGL−11〜16mの間は
N値40〜50である礫地盤に施工した。杭先端は礫地
盤に3m貫入させた。
【0014】以下、施工順序を説明する。まず、図1に
示すように、先端から水を吐出しながら掘削ロッド1を
回転させ、先端部のビット3で掘削を行った。図2に示
すように、掘削ロッド1には下端から5m区間にスクリ
ュー2が設置されており、ビット3の径は550φであ
った。掘削時、スクリュー2と撹拌アーム4が掘削土と
水を撹拌し、スラリー化した泥水5となる。掘削ロッド
1が所定地盤に達した後に図2及び図3に示すように掘
削ロッド1を逆回転させ、ビット3をビット径900φ
に拡大し、上下に4m反復させて拡大球根部を形成し
た。このとき掘削ロッドは、逆回転させることによりビ
ットを拡大することができる構造を有しており、公知の
ものが使用できる。図3のように通常、礫地盤を掘削す
ると孔壁の崩壊などによって礫6が掘削孔底付近に存在
する。
【0015】次に、本発明に従い図4に示すように、拡
大球根部に濃度8%のベントナイト泥水を400リット
ル投入した後、W/C=55%のセメントミルクを13
60リットル投入して、ビット3で撹拌混合して該拡大
球根部で混合根固め液7を作液した。以上のように混合
根固め液の量は拡大掘削体積の約70%にあたる176
0リットルとし、掘削孔底付近に存在する礫6を混合根
固め液中に浮遊させた。
【0016】次に図5に示すように、掘削ロッド1を正
回転させながら引き上げた。掘削ロッド1を引き上げ回
収した後、図6に示すように、礫6をまだ固まらない混
合根固め液中に浮遊した状態で、図7に示すように、杭
先端部3mにナイロン66で織成された筒状袋体8をバ
ンドで取付けた既製杭9を掘削孔内へ吊込み、拡大掘削
部底面まで沈設した。沈設時、杭には高止りが全く生じ
なかった。従って、袋体を有しない杭であっても高止り
は生じない。また、筒状袋体はセメントミルク注入終了
時に880φまで膨張するものを用いた。この様に杭を
一旦拡大掘削部底面まで沈設した後、杭を引き上げて杭
先端を該拡大球根部底面から50cm浮かせた状態にし
た。
【0017】次に、モルタルポンプを用い、図8のよう
に注入管を通じて水セメント比60%のセメントミルク
を筒状袋体8に注入した。セメントミルクによって筒状
袋体が十分膨張したかどうかの判断は、ポンプの圧力お
よびセメントミルクの注入量により行った。今回の場
合、ポンプの最大注入圧は8.8kg/cm2 であり、
注入量も1269リットルであった。図9のように筒状
袋体8は横方向に十分膨張し、平均888φと確実な拡
大球根が形成された。杭と孔壁の間に取り残された多少
の礫も根固め液中を浮遊さえしていれば袋体の横方向の
膨張には支障を生じない。
【0018】また、本発明の比較例としてW/C=55
%のセメントミルクのみを根固め液とし、添加液を加え
ない場合の杭の施工も行った。この場合、使用した杭は
実施例と同じものであったが、杭の高止まりを40cm
生じ、また袋体へのセメントミルクの最大注入圧は5.
4kg/cm2 であり、注入量は743リットルであっ
た。杭先端の筒状袋体は膨張せず、平均752φの拡大
球根しか造成できなかった。このように礫地盤で掘削を
行うと、崩壊した礫が掘削孔底付近に堆積し、杭の高止
まりや杭先端部に取り付けられた筒状袋体の十分な膨張
を阻害する原因となる。このように大径の杭に大径の袋
体を取り付け、袋体内に固結性流動物を注入し、高強度
の拡大球根部を形成しようとする場合は、該掘削孔内に
堆積した礫の除去なくしては完全な球根造成は困難であ
る。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、プレボーリング工法で
主に掘削孔形成時に該掘削孔底付近に存在する土砂を混
合根固め液中に浮遊させることによって杭沈設の際の高
止りを防止し、杭頭の斫り作業が無くなると共に、特に
杭先端拡大球根を造成する袋付き既製杭の施工において
は杭先端袋体にセメント硬化材を注入する際にも該混合
根固め液による砂礫流動化を促して杭先端袋体を確実に
膨張させることが可能である。したがって、大きな径
(例えば直径400φ以上)の杭に大きな径の袋体を取
り付けた既製杭であっても完全な拡大球根が造成でき、
且つ掘削時に緩められた周辺地盤が袋体の膨張力によっ
て復元できるので大きな支持力が得られる。その結果、
設計上、杭本数を減らすことができ、経済的な設計が可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の施工手順を示す掘削工程図である。
【図2】本発明の施工手順を示す拡大掘削工程図であ
る。
【図3】本発明の施工手順を示す拡大掘削工程図であ
る。
【図4】本発明の施工手順を示す掘削ビットによる根固
め液撹拌混合図である。
【図5】本発明の施工手順を示す掘削ロッド回収工程図
である。
【図6】本発明の施工手順を示す杭沈設工程図である。
【図7】本発明の施工手順を示す杭沈設状態図である。
【図8】本発明の施工手順を示すセメントミルク注入工
程図である。
【図9】本発明の施工手順を示す拡大根固め部造成完了
図である。
【符号の説明】
1 掘削ロッド 2 スクリュー 3 ビット 4 撹拌アーム 5 泥水 6 砂礫 7 混合根固め液 8 筒状袋体 9 既製杭

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削ビットで所望深さに掘削して先端部
    の所定地盤に拡大掘削部を形成し、該拡大掘削部に根固
    め液と該根固め液の粘性を増加させる添加剤を別々に投
    入して撹拌混合した後、該掘削ビットを回収し、該掘削
    孔内に杭を沈設することを特徴とする杭の施工方法。
  2. 【請求項2】 掘削ビットで所望深さに掘削して先端部
    の所定地盤に拡大掘削部を形成し、該拡大掘削部に根固
    め液と該根固め液の粘性を増加させる添加剤を別々に投
    入して撹拌混合した後、該掘削ビットを回収し、杭先端
    部の外周面に上下が開放された袋体の上下部が取付けら
    れ、杭外周面のみを取り囲むように装着され、且つ先端
    開放とした既製杭を該拡大掘削部底面から所定高さ上方
    へ浮かせた状態まで該掘削孔内に挿入し、杭先端袋体に
    固結性流動物を注入して横方向に膨張させて杭先端拡大
    根固め球根を造成することを特徴とする杭の施工方法。
JP1351695A 1995-01-31 1995-01-31 杭の施工方法 Pending JPH08199567A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106337413A (zh) * 2016-09-07 2017-01-18 东南大学 一种排水劲性布袋水泥土复合桩及其施工方法
CN107237325A (zh) * 2017-08-15 2017-10-10 张家港市兴鸿达基础有限公司 一种基于预安装孔的桩基安装施工方法
JP2021085196A (ja) * 2019-11-27 2021-06-03 花王株式会社 杭打ち施工方法

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