JPH10331155A

JPH10331155A - ソイルセメント埋込杭

Info

Publication number: JPH10331155A
Application number: JP16050197A
Authority: JP
Inventors: Osamu Fukuchi; 脩福知
Original assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】杭コストを経済的にし、又沈設抵抗の少い合
成杭を提供する。【解決手段】杭１４は、柱状の軸芯１６と、軸芯１６
の下端部に取り付けられたシュー１８を備え、シュー１
８は軸芯１６の軸方向に貫通する空隙を有し、かつ空隙
の上端部の開口面積は下端側の開口面積より狭く、まだ
固まらないペースト状のソイルセメント柱に杭を沈設す
る場合、ソイルセメントはシュー外周部に加え該空隙部
からも上昇し、その後ソイルセメント柱壁と細い該軸芯
の広い空隙を容易に上昇し、杭の埋込みを容易にする。
ソイルセメントが硬化した後はシュー本体の内部で硬化
したソイルセメントがシュー本体の内部を栓状に閉塞し
杭の先端支持力を増大させ、土質条件から決まる支持力
と機械強度から決まる支持力をバランスさせ、杭コスト
を安くし、残土を少なくし、施工能率をあげ経済的な杭
工事を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ソイルセメント
に埋込む杭で、特に鋼製杭に適用した場合、小規模の建
築物等のような設計荷重がそれほど大きくないものの支
持体として好適な杭となる。

【０００２】

【従来の技術】近年、地中に杭を打ち込む工法は、ディ
ーゼルハンマー等の打込機による騒音・振動公害の為、
工事現場が民家から相当離れた場所でない限り行なわれ
なくなってきている。それに代わり、土中に造成したソ
イルセメント柱に既製杭を埋込む工法が広く行なわれる
ようになってきている。そして、その既製杭としてはコ
ンクリート杭が多用されている。

【０００３】ソイルセメント柱に杭を埋込む工法とは、
地盤をオーガー等の掘削機で立坑を掘削し、セメントミ
ルクを注入しながら掘削機によって土と撹拌・混合し、
形成されたソイルセメントが固まらないうちにこの立坑
内に杭を沈設させるものである。ソイルセメントは時間
の経過とともに土中で硬化し、図８に示すように、杭１
４はこの硬化したソイルセメント１２を介して立坑１０
内に支持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、杭
が建築物等を支持する支持力は土質条件と杭の材料強度
の２面から決まる。土質条件から決まる支持力は、杭の
先端が地盤に抗して荷重を支える先端支持力と、杭の周
面摩擦によって荷重を支える周面支持力の合計の支持力
からなり、杭の先端が地盤に抗して荷重を支える先端支
持力は杭の先端の閉塞面積に比例し、杭の周面摩擦によ
って荷重を支える周面支持力は杭の底面積に比例する。
杭は土質条件と杭の材料強度が設計荷重を同時に満足す
るように設計されている。

【０００５】しかし、小規模の建築物、機械基礎、土木
構造物のように、設計荷重がそれほど大きくない場合、
土質条件から杭の径と長さが決まることが多く、この分
野で多用されている既製のコンクリート杭の場合、杭の
材料強度が必要以上に大きく、材料面で不経済になるこ
とが多い。

【０００６】また、ソイルセメント内にコンクリート杭
を沈設させる場合、杭と立坑との間の隙間が狭いので、
ソイルセメントがこの隙間を上昇し難く、従って、杭を
沈めるのに時間がかかっている。また、コンクリート杭
の場合、杭の体積相当分、すなわち、かなりの量の排土
が出るので、その排土の処理が必要であり、その排土は
産業廃棄物となることが多く、そのためにコストがかか
っている。

【０００７】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、安価・軽量で、ソイルセメント内に沈め
易く、しかも排土の処理ができるだけ少なくなる合成杭
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る杭は、柱
状の軸芯と、該軸芯の下端部又は下端部の近傍に略同軸
に取り付けられたシューとを備え、該シューはシュー本
体と、該シュー本体を該軸芯に略同軸に取り付けている
リブとを備え、該シュー本体の内側には該軸芯の軸方向
に貫通する空隙が形成され、該空隙のシュー本体の上端
部の開口面積はシュー本体の下端部の開口面積より狭く
なっている。

【０００９】ここで、該軸芯は、該軸芯の材料強度から
決まる支持力が、要求されている設計荷重に応じた断面
を有し、該シューは、土質条件から決まる該シューの先
端支持力が、要求されている設計荷重にみあう直径を有
している。

【００１０】なお、前記軸芯の他方の端部と前記シュー
との間には１又は２以上の鍔状部を略同軸に取り付けて
もよい。該鍔状部は、前記シューと略同一の構造同一機
能になっている。また、前記軸芯が筒状の場合、該軸芯
の下端部を閉塞部材によって閉塞してもよい。また、前
記軸芯、前記シュー及び／又は前記鍔状部を鋼製とする
ことができる。更に、地震時の水平力を杭で受ける場
合、その曲げモーメントに耐えられるように前記軸芯の
上端部の所定長さを太くしてもよい。

【００１１】更に、この発明に係る合成杭は、地中に立
設された略柱状のソイルセメント柱と、該ソイルセメン
ト柱内に同軸に埋設された上記杭とを備えたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施の形態に
係る合成杭の説明図である。この合成杭は、同図に示す
ように、立坑１０内に充填されて硬化したソイルセメン
ト１２と、ソイルセメント１２内に同軸に埋設された杭
１４とからなり、杭１４は、柱状の軸芯１６と、軸芯１
６の一方（同図では下側）の端部に略同軸に取り付けら
れたシュー１８とからなる。

【００１３】軸芯１６は鋼管からなり、軸芯１６の直径
と板厚は、軸芯１６の材料強度から決まる支持力が、要
求されている設計荷重を満足するように定められてい
る。

【００１４】図２はこの発明の一実施の形態に係る合成
杭の下端部側の部分拡大図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図
である。これらの図に示すように、シュー１８は裁頭円
錐状のシュー本体２２と、シュー本体２２を軸芯１６に
略同軸に取り付けているリブ２４とからなる。シュー本
体２２もリブ２４も鋼鈑によって形成されている。軸芯
１６の下端部は円形の鋼板２０によって閉塞されてい
る。

【００１５】シュー本体２２の内側には軸芯１６の軸方
向に貫通する空隙２６が形成され、空隙２６は軸芯１６
の上端部の方向に狭まっている。シュー本体２２の下端
部直径は、土質条件から決まる杭先端の支持力が、要求
されている設計荷重を満足するように定められ、シュー
本体２２の裁頭円錐の高さと勾配は硬化したソイルセメ
ントがくさび効果でシュー本体を閉塞させるように定め
る。

【００１６】杭１４をソイルセメント内に沈めた場合、
シュー１８の下方のソイルセメントは空隙２６を通って
杭１４の上方へ容易に移動するので、杭１４はソイルセ
メント内に容易に沈むことになる。従って、ペースト状
のソイルセメントが形成された立坑１０内に杭１４を容
易に沈設させることができる。

【００１７】また、シュー本体２２とリブ２４の間の空
隙２６が軸芯１６の上端部の方向に狭まっているので、
ソイルセメントの硬化後、杭１４に荷重がかかってシュ
ー１８が下方に押し付けられた場合、シュー１８は空隙
２６内で硬化した楔状固体によって栓状に閉塞され、一
体となってシュー１８直下のソイルセメントに支持され
ることになる。

【００１８】図４はこの発明の他の実施の形態に係る合
成杭の説明図である。同図に示すように、この合成杭
は、図１に示すこの発明の一実施の形態に係る合成杭と
基本的な部分は全く同一であるが、軸芯１６の上端部付
近にシュー１８と略同一の構造同一の機能の鍔状部２８
が略同軸に取り付けられている点が相違している。

【００１９】鍔状部２８もシュー１８と略同一構造同一
機能になっているので、ソイルセメントの硬化後、杭１
４に荷重がかかるとソイルセメントで閉塞した鍔状部２
８が下方のソイルセメントを押し、荷重の一部を周面摩
擦力として土に伝達する為、図１の細い軸芯のみの杭周
面支持力より大きい支持力を得ることができる。

【００２０】図５はこの発明の他の実施の形態に係る合
成杭の説明図である。同図に示すように、この合成杭
は、図４に示すこの発明の他の実施の形態に係る合成杭
と基本的な部分は全く同じであるが、シュー１８と鍔状
部２８の間に他の鍔状部３４がもう一つ略同軸に取り付
けられている点が相違している。

【００２１】図６、図７はこの発明の他の実施の形態に
係る合成杭の説明図である。同図に示すように、これら
の合成杭は、図１に示すこの発明の一実施の形態に係る
合成杭と基本的な部分は全く同一であるが、軸芯１６の
他方の端部側の所定長さ部分が太くなっている点が相違
している。

【００２２】地震時の水平力を杭で受ける場合、杭の水
平変位と曲げモーメントは地表近くが大きくなる為、軸
芯１６の上部側所定長さのみ、杭の断面二次モーメン
ト、断面係数を大きくする為径を太くし、経済的な設計
ができる特長を有している。

【００２３】

【発明の効果】この発明は、小規模の建築物等の基礎を
形成するための杭について、杭の材料強度から決まる支
持力と土質条件から決まる支持力をバランスさせ、杭を
経済的に設計し、杭を低コストで製造することができる
という効果がある。

【００２４】そして、鋼製杭の場合コンクリート杭に較
べ著しく杭の重量が軽量化され、杭の横持や建込みが容
易になり作業員の安全に貢献する。

【００２５】また、この発明は、杭用の穴の容積に占め
る杭の体積の割合が既製コンクリート杭と比較して著し
く少なくなるので、排出される残土の量が非常に少なく
なり、その殆んどが産業廃棄物となる残土の処理費が安
くなるという効果がある。

【００２６】また、この発明は、立坑内のソイルセメン
ト中に杭を沈める場合、ソイルセメントがシュー本体の
内側と外周側の空隙を容易に通過し、また通過したソイ
ルセメントが細い軸芯と穴壁との間を容易に上昇するの
で、杭を立坑内に容易に沈めることができるという効果
がある。

【００２７】また、この発明は、軸芯に鍔状部を取り付
けた場合、杭の周面支持力を増大させることができる。

【００２８】また、この発明は、鍔状部がシューと略同
一構造同一機能なので、ソイルセメントが鍔状部の空隙
を容易に通過するので、杭を穴内に容易に沈めることが
できるという効果がある。

【００２９】また、この発明は、軸芯が筒状の場合、下
端部を閉塞部材で閉塞し、杭の先端支持力をより確実に
することができるという効果がある。

【００３０】更に、この発明は、軸芯の上端部の所定長
さ部分を太くした場合、地震時における水平方向の耐力
が強くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施の形態に係る合成杭の
説明図である。

【図２】図２はこの発明の一実施の形態に係る合成杭の
一方の端部側の部分拡大図である。

【図３】図３は図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図４はこの発明の他の実施の形態に係る合成杭
の説明図である。

【図５】図５はこの発明の他の実施の形態に係る合成杭
の説明図である。

【図６】図６はこの発明の他の実施の形態に係る合成杭
の説明図である。

【図７】図７はこの発明の他の実施の形態に係る合成杭
の説明図である。

【図８】図８は従来の合成杭の説明図である。

【符号の説明】

１０ソイルセメント柱壁１２ソイルセメント１４杭１６軸芯１８シュー２０閉塞部材２２シュー本体２４リブ２６空隙２８鍔状部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中堀工法いわゆるプレボーリング工法等
で地中に立設される略柱状のソイルセメント柱に埋込む
杭で、柱状の軸芯と該軸芯の下端部又は下端部の近傍に
略同軸に取付けられたシューを備え、該シューはシュー
本体と該シュー本体を該軸芯に略同軸に取り付けている
リブを備え、該シュー本体の内側には該軸芯の軸方向に
貫通する空隙が形成され、該空隙のシュー本体の上端部
の開口面積はシュー本体の下端部の開口面積より狭く、
まだ固まらないペースト状のソイルセメント柱に杭を沈
設するとき、ソイルセメントはシュー外周部に加え該空
隙部からも上昇し沈設を容易にし、ソイルセメントが硬
化した後は、シュー本体の空隙の内部で硬化したソイル
セメントがシュー本体の内部を栓状に閉塞し、杭の先端
支持力を増大させることを特徴とする合成杭。
【請求項２】前記軸芯の他方の端部と前記シューとの
間に１又は２以上の鍔状部が略同軸に取り付けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載の合成杭。
【請求項３】前記鍔状部が、前記シューと略同一構造
同一機能になっていることを特徴とする請求項２に記載
の合成杭。
【請求項４】前記シュー及び鍔状部を、それぞれ上下
逆向きに取付け、引抜力がかかる杭に用いることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の杭。
【請求項５】前記軸芯の他方の端部側の所定長さ部分
が太くなっていることを特徴とする請求項１〜３に記載
の杭。