JPH0826544B2 - 摩擦杭 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば粘性土層や泥炭層のような軟弱地盤
上に土木・建築構造物を構築する際の基礎に好適な摩擦
杭に関し、更に詳しくは、局部的に膨出し周囲の地盤に
押し入るような形状にして大きな支持力を得ることがで
きる摩擦杭に関するものである。

［従来の技術］ 杭基礎は土木・建築構造物を構築する際の基礎として
極く一般的に用いられている。

杭は先端支持杭と摩擦杭とに大別できる。先端支持杭
は、杭の先端が岩盤や硬い砂礫層など十分な支持力を有
する層に達しているものであり、杭が支える荷重の大部
分は杭先端からこれらの層に伝達される。それに対して
摩擦杭は砂層やシルト層、粘性土層等に打ち込まれるも
ので、先端が支持層まで達せず、荷重は杭とその周辺の
土との摩擦により地盤中に伝えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ 先端支持杭を打ち込めば最も確実であるが、支持層が
深い場合には技術的に困難であったり経済的に負担が大
きい等の問題が生じる。そのため摩擦杭が用いられるこ
とも多い。

しかし粘性土層や泥炭層のように地盤が軟弱で摩擦力
が小さい場合には、通常の柱状の摩擦杭では杭支持力が
小さく杭基礎の施工が不可能となる場合が生じる。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、特に従来技術では摩擦力を得にくい軟弱地盤におい
ても大きな支持力を得ることができ、且つ容易に施工で
きる摩擦杭を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 地盤と杭との摩擦力は地盤の性格のみで決まる訳では
なく、地盤と杭との組み合わせで決まる。従って従来の
単純な棒状の杭では十分な摩擦力が得られなかった泥炭
層のような超軟弱地盤であっても、杭の形状を変えるこ
とによって摩擦力を大きくすることは可能である。しか
し大きな摩擦力が働く杭は、当然のことながら打ち込む
ために大きな力が必要である。そのため杭の無理な打ち
込みによって杭の周囲の土を撹乱し摩擦支持力が失われ
てしまうことも生じうるし、打ち込み自体が不可能とな
る場合もある。

本発明はこのような不合理を避けて容易に打設でき、
且つ大きな支持力が得られるように工夫した杭である。
即ち本発明は、中空柱状の杭本体と、その側壁に形成さ
れた貫通孔と、該貫通孔を覆う如く外側に設けられ内圧
で膨出する袋状部材とを備え、内部にモルタルまたはコ
ンクリートが圧入充填される摩擦杭である。

［作用］ 地盤中に打ち込んだ中空柱状の杭本体の内部に上部か
らモルタルまたはコンクリートを圧入充填すると、モル
タム等は側壁に形成されている貫通孔を通って袋状部材
の内部に入り込み、それを膨出させ周囲の地盤に押し入
るように変形してそのまま硬化する。

杭本体を打ち込む際は袋状部材が窄まり杭本体に密着
した状態であるから、既知の各種杭打ち装置により簡単
に施工でき、地盤が撹乱されることが少なく、その後杭
が部分的に膨張変形するため大きな摩擦支持力が得られ
る。

また膨出変形により周囲の地盤を圧密し、その部分の
地盤強度が増加するし、杭周囲と接触土との密着が強固
になり、そのことも支持力の増大に寄与する。

それ故、本発明による摩擦杭は、従来極めて困難であ
るとされていた超軟弱地盤等にも適用できる点で非常に
有効である。

［実施例］ 第１図は本発明に係る摩擦杭の一実施例を示す縦断面
図である。この摩擦杭10は、先端にコーン部12を有する
中空柱状の杭本体14と、その側壁に複数段にわたって形
成された貫通孔16と、該貫通孔16を覆う如くその外側に
設けられた袋状部材18とを備えている。袋状部材18の上
下両端は、それぞれバンド20によって緊締される。

そしてこの実施例では、各貫通孔16の外側で袋状部材
18の内側に逆止弁機能を果たすゴムチューブ22が装着さ
れ、且つ袋状部材18の下端を取り囲むように環状の保護
突起24が設けられている。

このような摩擦杭10は、先端コーン部12を利用してそ
のまま地盤の所定の位置に既知の方法で打ち込まれる。
環状の保護突起24は、この杭打ち込みのときに地盤との
摩擦によって袋状部材18等の取り付け位置がずれるのを
防止する。

打ち込みが完了した時点で、第２図に示すように上部
からモルタル26やコンクリート等を圧入する。超軟弱地
盤などでは杭の自重が問題となることもあるから、その
ような場合にはアルミニウム粉末を加えた発泡性モルタ
ルや軽量骨材を用いる軽量モルタル等を圧入するのも有
効である。モルタル26を圧入すると、その圧力によって
逆止弁機能を果たすゴムチューブ22が押し広げられ、貫
通孔16から袋状部材18等に侵入してそれを膨張し、周囲
の地盤に押し入るように変形する。その変形量は圧力す
るモルタルの量で制御できる。そのままモルタルの打ち
込みを停止すると、ゴムチューブ22の逆止弁作用により
袋状部材18に入ったモルタルは周囲の地盤で押されても
杭本体14の内部には逆流せず、そのままの形状が保たれ
る。従ってそのまま硬化させることによって第２図に示
すように複雑な形状の摩擦杭を形成することができる。

このような形状とすると、断面形状が一定の単なる棒
状の杭とは異なり、周囲の地盤との接触面積を増えるし
沈下に対する抵抗力も大きくなる。また膨出変形により
周囲の地盤を圧密し、その部分の地盤強度が増加する
し、杭周面と接触土との密着が強固になる。これらの理
由で支持力が大幅に増大し大きな荷重を支えることが可
能となる。

以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、
このような構成のみに限定されるものでないことは無論
である。袋状部材としては、ゴムのようにそれ自体が変
形し得る材料を用いてもよいが、強靭な布やシート等を
折り畳んだ形状とし構造的に外側に膨出し得るようにし
てもよい。

また上記の実施例では各貫通孔をゴムチューブ22で塞
いでいる。このような逆止弁機構を付設すると、モルタ
ルを圧入したのちそのまま放置しておいても膨出部分が
収縮変形せずに硬化し得るため、直ちに次の杭のモルタ
ル圧入を行うことができ作業性が向上する点で好まし
い。

杭本体に形成する貫通孔の位置や個数、即ち膨出する
袋状部材の設置個数等は地盤の状況等に応じて適宜変更
することができる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように中空柱状の杭本体の側壁に貫通
孔を形成し、それを覆うように袋状部材を設けて内部に
充填したモルタルやコンクリート等により外側に局部的
に膨出させた摩擦杭だから、従来の単純な棒状の杭とは
異なり地盤との間で大きな摩擦力が得られる。また膨出
変形により周囲の地盤を圧密し、その部分の地盤強度が
増加するし、杭周面と接触土との密着が強固になり、そ
れらの作用が総合されて十分大きな支持力を発現させる
ことができる。

このため従来工法では困難であった泥炭層のような超
軟弱地盤であっても、杭基礎を施工し、その上に土木・
建築構造物を構築することが可能となる効果がある。

また本発明では、地盤中に打ち込む場合は断面積が小
さいため容易に打ち込むことができるし、使用する材料
も特に高価なものはなく、構造も比較的単純であるから
経済性の面でも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る摩擦杭の一実施例を示す縦断面
図、第２図はその施工例を示す縦断面図である。 10……摩擦杭、12……コーン部、14……杭本体、16……
貫通孔、18……袋状部材、20……バンド、26……モルタ
ル、28……地盤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端にコーン部を有する中空柱状の杭本体
   と、その側壁に形成された貫通孔と、該貫通孔を塞ぐよ
   うに外側に装着された逆止弁機能を果たすゴムチューブ
   と、該ゴムチューブを覆う如くその外側に設けられ内圧
   で膨出する袋状部材と、該袋状部材の下端下方の杭本体
   外周面に設けた環状の保護突起とを備え、直接地盤に打
   ち込まれ、杭本体及び袋状部材の内部にモルタルまたは
   コンクリートが圧入充填されることを特徴とする摩擦
   杭。