JPS6116811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は杭基礎下地盤の強化方法に関し、特に
鉄筋コンクリート杭のような既製杭を地中に穿つ
た孔中に挿入して杭基礎を構築する場合の孔底下
地盤の強化方法に関する。

ベントナイト水溶液のような泥水を孔壁崩壊防
止のための安定液として地中に穿孔した場合、孔
底にスライムが残留し、あるいは孔底地盤の撹乱
によつて土砂がゆるんでその体積を増す。このこ
とは、アースオーガによつて穿孔し、その撤去に
際して孔中にセメントミルクのような凝固性の安
定液を用いる場合も同様である。孔底にスライム
を残留させたりあるいは土砂の体積が増した状態
の下で、孔中に杭を挿入し、これにより基礎を構
築するときは、経時的に、孔底のスライムや土砂
の圧密または締固めが杭基礎を経る載荷重によつ
て生じ、結果的には構造物の沈下を招く。

従来、このような事態の発生を防止するため
に、種々の方法が提案されまた実施されてもき
た。その１つに、杭を孔底に達しせしめたのち、
杭頭に打撃を加えることにより杭先端を孔底下方
へ侵入させて支持力の点で信頼できる地盤すなわ
ち後日に圧密や締固めを生じ難い地盤に位置付け
る方法がある。この方法は、穿孔後直ちに杭の挿
入およびその先端の孔底下への位置決めを行うこ
とができ、従つて施工性の点でも有利である。し
かしながら、この方法は杭頭に大打撃を加えるこ
とを要し、その結果、施工域に及ぼされる振動は
この方法を都市域で採用することを妨げている。
他に、孔底下地盤に凝固材を注入しまたはその土
砂に混合して該地盤を強化する方法がある。しか
し、この方法は種々の地上設備を要し、また穿孔
から杭の挿入までの間に諸工程が行なわれねばな
らないことから作業性を欠き、コストも増大する
等の欠点がある。

従つて、本発明は従来方法の欠点を除去するこ
とを目的とし、穿孔後直ちに杭の挿入が可能であ
ると共に、孔底下地盤を効果的に強化する方法を
提供する。

本発明は、孔底下地盤中に、複数の比較的小径
の棒状体を貫入し、これにより土粒子を移動させ
てその間の間隙を減じ、その結果として生じる土
砂の締固めにより孔底地盤の杭支持力を増大させ
る構想に立脚する。

従つて、本発明に係る杭基礎下地盤強化方法
は、複数の棒状部材を含む締固め組立体が先端に
取り付けられた杭を地中に穿たれた孔中に挿入
し、その後、前記杭に下向き力を及ばして前記棒
状部材を孔底下の地盤に貫入させ、該棒状部材の
貫入により周辺土砂の移動に伴う地盤の締め固め
または圧密を生じさせ、これにより孔底下地盤の
強化すなわち杭支持力の増大を得ることを特徴と
する。

本発明によれば、各棒状部材の外径を小さくす
ることにより、その地盤への貫入抵抗を小さくす
ることができ、従つて、杭に及ぼすべき下向き力
は比較的小さくてよい。その結果、振動や騒音が
問題視されることはなく、都市域においても本発
明の方法を採用することができる。

また、本発明によれば、複数の棒状部材はこれ
を地上で既製杭の端部に予め組み付けておくこと
ができ、従つて穿孔後、直ちに孔中への杭の挿入
およびこれに引き続く杭頭への下向き力の付与を
地上で行うことができる。従つて、穿孔から杭基
礎構築の完了までの間に孔底での施工工程をいつ
さい含まないことから、作業性において極めて有
利である。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。

第１図に示すように、まずベントナイト泥水の
ような安定液１０を用いて壁面の崩壊を防止しつ
つ地中に孔１１を穿つ。孔１１は他の方法、例え
ばアースオーガ（図示せず）を用いて所定深さ迄
穿孔したのち、セメントミルクをアースオーガの
先端から放出しながらこれを抜き去り、孔１１中
に残留するセメントミルクによつて孔壁の崩壊を
防止する方法によつてもよい。前記のセメントミ
ルクを使用すれば、その凝固性により、孔底に堆
積したスライムやゆるんだ土を固結させることが
でき、有利である。これらの方法は、種々選択で
きる。

孔１１の穿孔後、先端に締固め組立体１２が取
り付けられた既製の、望ましくはプレストレスト
コンクリート杭のような杭１４を孔１１中に挿入
する。締固め組立体１２が孔底１６に達したの
ち、杭１４の頭部に重錘（図示せず）により打撃
力を加え、又はジヤツキ（図示せず）により押圧
力を加えてもしくは重機の自重を負荷して杭１４
に下向き力を及ぼし、これにより締固め組立体１
２を孔底１６下の地盤中に貫入させる。

締固め組立体１２は、第３図に示すように、複
数の棒状部材１８と、該棒状部材の一端部が固定
された金属製のデイスク２０とから成る。各棒状
部材１８は、金属、コンクリート、プラスチク材
により、又は小径管内の全部若しくは先端部にモ
ルタルやコンクリートのような材料を充填して構
成することができる。

デイスク２０は杭１４の外径とほぼ等しい外径
を備える。図示の例のように、遠心力成形のプレ
ストレストコンクリート杭を杭１４として用いる
場合、その端部に設けられている鋼材緊張用の金
属製エンドプレート２１にデイスク２０を溶接す
ることにより、杭１４の先端に締固め組立体１２
を固定的に取り付けることができる。第４図に示
すように、杭１４と締固め組立体１２とが結合さ
れた状態の下で、各棒状体１８は杭１４の中空部
２２から外れて位置し、その外径は杭１４の内部
２４の寸法にほぼ等しい。勿論、デイスクの中央
部に棒状体１８を配置することもできる。この場
合、杭先端の中空部を予め充填しておくことが望
ましい。木杭のように、構造上、端部に金属部材
を備えない杭材を杭１４として用いる場合には、
該杭材の先端すなわち使用時における下端に金属
製の継手（図示せず）を設け、該継手とデイスク
２０とを溶接することにより、杭１４と締固め組
立体１２とを一体に結合する。前記の溶接は、孔
底下地盤へ締固め組立体の棒状部材が貫入される
まで、杭と締固め組立体とを結合しておくことが
できる程度でよい。

デイスク２０は、第５図に示すように、そのほ
ぼ中央に開口２６を設けることができる。この開
口２６は、第１図に示すように安定液１０が満た
された孔１１中に杭１４を挿入、降下させる際
に、その中空部２２内へ安定液１０が流入するの
を許す。同様に、第６図および第７図に示すよう
に、デイスク中央の開口２６を下方へ逆円錐状に
伸びるろうと状のフランジ２８によつて規定して
もよい。この構造は、予め大径の開口をデイスク
２０に設け、この開口を取り囲むように寸法付け
られたろうと状のフランジ２８を前記大径の開口
の縁部に溶接することにより、あるいはデイスク
のプレス加工によつて形成することができる。ま
た、デイスクに開口を設けないで、下方へ逆円錐
状または截頭円錐状を呈する中空または充実の部
材を前記フランジに代えて設けてもよい。

この構造によれば、締固め組立体１２が地中に
貫入される際、すなわち棒状部材１８が地中に推
進されて、デイスク２０が孔底１６に達する直前
の間、孔底の軟弱なスライムを杭の周辺部へ移動
させ、杭の底面が直接支持地盤と接触し易くする
と共に、フランジ２８または前記円錐状部材が孔
底１６下の地盤に食い込んで、該地盤に棒状部材
１８の貫入によるところに付加しての締固めを生
じさせる結果をもたらす。

前記した杭１４と締固め組立体１２とを結合す
る地上での作業を容易化するために、第８，９図
に示す支持装置３０を用意し、これに予め締固め
組立体１２を載せておく。次いで、締固め組立体
１２の直上に杭１４を垂直に吊り下して両者を突
き合せ、その間に第１０図に示すように両者をス
ポツト溶接により結合する。

締固め組立体のための図示の支持装置３０は、
円形の頂板３２と該頂板に各一端が取り付けられ
た複数の支脚３４とを含み、これらの支脚は外方
へ傾斜して配置されておりかつつなぎ部材３６に
より所定間隔を維持して結合されている。第９図
から明らかなように、頂板３２は中央にほぼ円形
の開口３８を有しかつ該開口から直径方向外方へ
間隔をおいて切り込んでなる複数の切欠部４０を
有する。各切欠部４０には、支持装置３０への締
固め組立体１２の載置時に、その棒状部材１８の
通過を許す。頂板３２上には、従つて、デイスク
２０が受け止められる。この支持装置３０によれ
ば、締固め組立体１２を杭１４の端部に対し取り
付ける作業が、容易となるばかりでなく、取付作
業中に、棒状部材１８に変形を生じたりあるいは
これを破損させたりするのを防止することができ
る。

再び第１，２図を参照するに、前記の構造を備
える締固め組立体１２が先端に取り付けられた杭
１４を孔１１中に挿入し、かつ該杭に下向き力を
付与することにより、棒状部材１８は孔底１６下
の地盤中に、デイスク２０が孔底に達するまで、
貫入される。この貫入は、棒状部材１８が小径で
あることから、比較的小さな下向き力を杭頭に及
ぼすことによつて行うことができる。この小さな
下向き力は、前記したように、打撃力を杭頭に加
えることによつても及ぼすことができるが、この
場合においても、杭自体を孔底下に貫入させるの
ではないことから、工事現場の近隣に支障となる
振動を生じることはない。棒状部材１８の貫入が
完了し、デイスク２０が孔底１６に達したのちに
は、もはや打撃力のような下向き力を杭頭に及ぼ
す必要はない。従つて、振動や著しい騒音を発生
させる規模の打設機械等を使用する必要もない。

孔底１６下の地中に貫入した棒状部材１８は、
その貫入時に土砂を押し分け、それらの土粒子間
隙を減ずることによつて、地盤に締固め効果をも
たらす。その締固めの程度は、棒状部材の近傍が
最も高く、それから離れるに従つて次第に低くな
るが、円形に配列された棒状部材の内側の円柱状
の地盤の移動を拘束することから杭１４の先端直
下でみる限りにおいてはこれに十分な支持力を与
える支持力の増大が得られる。

棒状部材１８の直径を５cm〜10cmとし、その長
さを杭の直径（40cm）の２倍（80cm）としかつそ
の本数を６本とした締固め組立体１２を使用した
杭基礎への載荷試験によれば、杭先端地盤のＮ値
を約70％高めることができ、このことは、小径の
棒状部材の貫入が、スライムが堆積しあるいはゆ
るんだ孔底地盤の強化に極めて効果的であること
を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の方法をその工程
の順を追つて示す縦断面図、第３図は締固め組立
体の立面図、第４図は第３図の線４−４に沿つて
得た断面図、第５図は第４図に示した組立体の変
形例を示す第４図と同様の断面図、第６図および
第７図は締固め組立体の他の例を示す、第３，４
図と同様の側面図および横断面図、第８図および
第９図は、それぞれ、締固め組立体のための支持
装置を示す立面図およびその頂板の平面図、第１
０図は支持装置の使用状況を示す側面図である。 １０……安定液、１１……孔、１２……締固め
組立体、１４……杭、１６……孔底、１８……棒
状部材、２０……デイスク、２６……開口、２８
……フランジ、３０……支持装置、３２……頂
板、３４……支脚、３８……開口、４０……切欠
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の棒状部材を含む締固め組立体が先端に
   取り付けられた杭を地中に穿たれた孔中に挿入
   し、その後、前記杭に下向き力を及ぼして前記棒
   状部材を孔底下の地盤中に貫入させることを含
   む、杭基礎下地盤の強化方法。 ２ 前記締固め組立体は前記棒状部材の各一端が
   固定されしかも前記杭の外径とほぼ等しい外径を
   有する金属製のデイスクを含み、該デイスクを杭
   端に溶接することにより前記締固め組立体を前記
   杭の先端に取り付ける、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３ 前記締固め組立体のデイスクが前記孔の底部
   に達する迄、前記棒状部材を孔底下の地盤中に貫
   入させる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記デイスクはほぼ中央に開口を有する、特
   許請求の範囲第２項に記載の方法。 ５ 前記デイスクはそのほぼ中央に開口を有し、
   かつ該開口の縁部に該開口を取りまいて下方へ伸
   びるろうと状のフランジを有する、特許請求の範
   囲第２項に記載の方法。 ６ 前記デイスクはその下面に取り付けられかつ
   下方へ収斂する円錐状または截頭円錐状の部材を
   有する、特許請求の範囲第２項に記載の方法。