JPS62260915A

JPS62260915A - 基礎地盤の耐震補強小杭

Info

Publication number: JPS62260915A
Application number: JP10315986A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Ochi; 越智　健三; Masahiro Okamoto; 正広岡本
Original assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1987-11-13
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH0694657B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産】」Ｊソリ１塵で一本発明は、ボックス・掘割道路等の半地下構造物や浄化
槽・下水管等の中空埋設物などの土木構造物あるいは地
上の建築＄＋？１造物を地下水位の比較的高い砂質地盤
に安全に構築するだめの基虚地盤の！ｔｉｌｔ震補強用
小杭に関するものである。

に迷！Ｕ幻」一般に、砂・砂れさ・埋立地・しゅんせつ地盤等で地下
水位が比較的高い砂質地盤では、地震時に液状化現象が
生じ易くて地盤が破壊する恐れがあり、震災時の交通輸
送路を確保する必要から、この上うな砂質地盤に主要幹
線掘割道路を構築する場合には、第１２図に示すように
、例えば道路幅が１５〜４０ｍ”Ｃ’深さが５〜１０ｍ
程度の鉄筋コンクリート製の道路２では、そのコンクリ
ート路床２ａの１７みを１．５ｍ程度にすると共に、側
壁から外方に相当突出せしめるように耐震設計すること
が義務づけられている。

しかし、このような構造て゛は路床厚や突出幅が大きく
て天蚕の鉄筋やコンクリート資材を必要とするだけでな
く、工期が長くて施工費が高くなる等の問題点があり、
その改善が要請されていた。

この要請に応えるため、１１３図に示すように道床下方
の砂質土中に液剤や七メン）１０を混入して固化したり
、ｒｊＳ１４図に示すように道路２の両外側に連続壁１
１を設ける等の同化方法による改善案があった。

また、第１５図に示すように道路２の下側及び両側部の
地盤１を締固める方法や、さらに第１６図に示すように
砂やれき等から成る排水杭１２を打設する工法があった
。

分明が８％　ｉｋしようとする問題点しかしながら、上記固化方法では、例えばソイルモルタ
ル不軌等には引張強度がなくて地震により容易にせん断
されてしまったり、連続壁１１では路床２ａの中央部に
沈下が生じ易い等の問題、αがあり、また上記締固め方
法て゛は、施工範囲が広くて工事が大型になり、工期が
良くなったり施工費が高くつく等の問題点があり、さら
に排水杭方法て・は水平水頭差がない部分での排水は行
われず、しかも道路２の浮上りは防止できても排水によ
る沈下が生じてしまう等の問題点があった。

免」へ１作本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、材料費が安価で地盤
中に容易に施工することが出来るだけでなく、補強効果
の高い基礎地盤の耐震補強用不軌を提供することにある
。

問題点を解決するための　ｐ本発明の基礎地盤の耐震補強用不軌は、剛性が高い芯材
の周囲に砂との摩擦力が大きい摩擦材を付着せしめたこ
とをｖｆ徴とするものであり、該芯材がヤング率Ｅ≧１
０　’Ｋｇｆ／ａｍ２の剛性を有し、また上記摩擦材が
砂の内部摩擦力よりも大きい摩擦力で砂と摩擦係合し、
さらに該摩擦材が合成樹脂系接着剤により芯材に付着さ
れることを特徴とするものであり、さらに本Ｎ第２の発
明の耐震補強用不軌は、剛性が高い芯材の周囲に砂との
摩擦力が大きく地盤中の過剰間隙水圧を消散させる排水
摩擦材を定着せしめたことを特徴とするものであり、該
排水摩擦材が砂利とセメントにより構成されていること
を特徴とするものである。

及凰画− 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

泊１図：こもいで、１は柚下水位ＷＬの比較型窩い砂質
地盤であって、その中に鉄筋コンクリート製の掘割道路
２が構築されている。

該掘削道路２の下側および外側近傍の砂質地盤１中には
多数の補強不軌３がほぼ均等間隔で群打設されている。

各補強不軌３の太さ・打設本数・間隔等は、後述するよ
うに本発明者の実験によると、ｎ　Ｅ　Ａ／　Ａｓ　（
Ｋｇｆ　／ｃ　ＩＩ＋２）　［ただし、ｎは補強不軌の
本数、Ｅはヤング率、Ａは１本の補強不軌の断面積、Ａ
ｓは施工地盤の底面積である。１というパラメーターで
決定されることが解ると共に、その置換率（ＡＸｎ　／
Ａｓ　）Ｘｉ　００は７％程度が効果的であり、それＶ
Ｊ、下では沈下して構造物が破壊するおそれがあり、そ
れ以」二て゛も効果は変わらず無意味であることが解っ
た。

該補強不軌３は、第２Ｌ￥１に示すように芯４・（３ａ
とその外表面に１寸着された摩擦材３１〕から構成され
ている。

該芯材３ａは、例乏ばＰＣ梓・鉄筋棒・アルミ合金棒・
鉄筋かご等の金属材料あるいは合成（！１（脂等の非金
属材料で引張り・圧縮・曲げ・斥屈等に強い剛性を有す
る材質であって、ヤング率Ｅ≧１０”ｋｇ４／ｃｍ２の
ものあれば、いずれでもよく、その直径は５〜１００＋
ｎｏ＋程度のものが好ましい。

また、上記摩擦材３ｂは、直径５〜２０ｍｍ程度の荒目
砂等の粒状体であって、例えばエポキシ系接着剤等の合
成樹脂系接着剤により上記芯材３ａの外表面に強固に接
着され、周囲の砂との間で摩擦係合できるようになって
いる。この砂との摩擦力は砂の内部摩擦力よりも大きく
なっている。尚、芯材３ａの外表面に凹凸加工または多
数の棒状、板状等の小突出物を形成または固着して、上
記摩擦材３１）としてもよい。

再びｆｊＳ１図において、上記補強小粒３は砂質地盤１
の下方の支持層４にわずかに（例えば１０ｃｍ程度）差
込んだり根固めしてもよく、あるいは支持層４の表面上
に単に置いた状態にしてもよく、さらに支持層４の表面
から多少離して浮かせた状態に設置してもよい。

一方、補強小粒３の杭頭部は掘割道路２の路床２ａの下
面に固定することなく、これから離間しておく。尚、路
床２ａの下面にグラベルマットを敷設し、この中に上記
杭頭を自由に挿入してもよ−１゜本実施例は以上のように構成されているので、例えば第
３図（Ａ＞に示すように上記地盤１に地震によるせん断
応力τが発生して、第３図（Ｂ）に示すようにせん断変
形を生じてもこれと同一の挙動をする補強小粒３は相当
高い引張剛性を有するので、上記変形に伴って該補強不
軌３内には財力Ｔが生じ、その反力として補強小粒３の
周囲の砂質土には、第３図（Ｃ）に示すような、拘束力
Ｔ′が生じて地盤１を締固めることが理解される。

また、第４図（Ａ）に示すように、地盤１に掘割道路２
等の荷重による圧縮力Ｐが働くと、補強小粒３にも圧縮
応力Ｒが生ずるが、該補強小粒３は相当高い圧縮剛性を
示すので、その反力として補強小粒３の周囲の砂質土に
第４図（Ｂ）に示すような拘束力Ｒ′が生じ、上記圧縮
力Ｐに抵抗して地盤１の沈下が抑制することが理解され
る。

第５図は本願第２の発明の実施例を万すもので、掘割道
路２の下側および外側の地盤１中には２０〜３０ｃＩｎ
程度の直径を有する多数の排水補強小粒５がほぼ均等に
群打設されている。

上記排水補強小粒５は、第６図に示すように芯材５ａと
その外周部に定着された排水摩擦材５ｂから構成されて
いる。該芯材５ａは上記実施例の芯、材３ａとほぼ同じ
剛性と外径寸法を有すると共に、その外周部には排水摩
擦材５ｂの定着効果を高めるための表面加工・処理が施
されている。

また、上記排水摩擦材５ｂは、例えば、れきや砂利等を
セメントで固めたものであるが、多数の連通した空隙を
有すると共に、周囲の砂と摩擦係合することが出来、上
記芯材５ａに確実に定着できるものであればいずれの材
料でもよい。

再び第５図において、上記排水補強小粒５の下端部は支
持層４に根固めしてもしなくてもよく、またその杭頭は
地表面および掘削道路２の外周部に敷設されたグラベル
マント６内に自由に差込まれている。詠グラベルマノト
ロは、例えば砂利まｒ−＋＋ｘ＝フー＋ｙ／７１ｈ＝ｔ
ｓ＋−ｈｎｑｎ−１ｔ）ｎｃＬ１１程度の厚さに構成さ
れている６従って、本実施例では地震が生じた場合、上
記第３図および第４図で説明した補強小粒３と同様の挙
動を示して地盤１を強化すると共に、排水摩擦材５ｂを
通じて杭周辺の地盤１内に生じた過剰間隙水を吸水して
上昇せしめ、上記グラベルマツトロを通じて排水するこ
とも出来る。しかし、本発明の排水補強小粒５は、単に
杭周辺での過剰間隙水圧を消散させる程度のものであっ
て、地盤沈下の原因になる排水効果は積極的に期待して
いなり１゜次に、上記排水補強小粒５の打設方法について説明する
。

まず、第７Ａ図に示すようにケーシング７内でアースオ
ーガー８を回転させて土砂を掘削しながら排出し、ケー
シング７を地４ｆｌｉ中に打込む。

例えば、ｎＥ　Ａ／　Ａ９　＝　５０００とすると、掘
削径３０ｃ＋ｎ、杭中心の打設間隔１　、５−２　、　
ｆ）　１１１となる。

次に、アースオーが−８を引抜いて、Ｃ合７８図に示す
ように排水摩擦材５ｂをケーシング７内に投入する。こ
の排水摩擦材５ｂは、図示のように細粒分を取り除いて
粒径を均一にした砂利または砕石とセメントとを混合し
て、がらねすしたものである。

続いて、第７Ｃ図に示すように芯材５ａをバイブロ又は
打込みで挿入し、その後、第７Ｄ図に示すように上記ケ
ーシング７を引抜き、最後に、第７Ｅ図に示すように排
水補強不軌５の上部に水平に砂利９を敷き均す。このと
き、上記排水補強不軌５の杭頭を２０ｃｍ程度砂利９中
に挿入する。このように、芯材５ａの周囲にポーラスな
排水摩擦材５ｂが形成され、しかも砂利がセメントによ
り芯材５ａに定着されている。

第８図は、前述のパラメーターｎＥＡ／Ａｓ値と地盤の
地震せん断強度の増加率との関係を示すグラフであり、
これによりｎＥＡ／Ａｓ値が地震せん断強度のパラメー
タとなることが理解できる。

第９図は、地震時のせん断応力比と鉛直方向の変形量を
示すグラフであり、パラメーターｎＥＡ／Ａｓが増加す
るにしたがって変形しにくいことが解る。

第１０図お上Ｖ第１１図は、地震力と過剰間隙水圧比と
を示すグラフであり、地震力が大きくなっても過剰間隙
水圧がそれほど大きくならないことが解る。

ル乳へ肱」り１）本不軌を砂質地盤に群打設した場合、地震時のせ
ん断ひずみに件って、不軌が地盤と同一の単純せん断変
形して、その摩擦材により周囲の砂質土が締固められる
ので、地盤が補強され、制置および砂液状化抵抗等の効
果がある。

（２）材料費や施工費が安く、施工が簡明で工期が短縮
できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第１発明の一実施例を示す説明図、第２図
（Ａ）は補強不軌の一部拡大斜視図、（Ｂ）はその平断
面図、第３図（Ａ）〜（Ｃ）およ１．Ｆ第４図（Ａ）（
Ｂ）はそれぞれ補強不軌の作用の説明図、？ｔＳ５図は
本Ｎ第２発明の一実施例を示す説明図、第６図の（Ａ）
は排水補強不軌の一部拡大斜視図、（Ｂ）はその平断面
図、第７Ａ図〜第７Ｅ図は排水補強不軌の施工作業を順
次示す説明図、第８図はパラメーターｎ１ＥＡ／Ａｓ値
と地盤の地震せん断強度の増加率との関係を示すグラフ
、第９図は地震時のせん断応力比と鉛直方向の変形量を
示すグラフ、Ｉｉｏ図および第１１図は地震力と過剰間
隙水圧比とを示すグラフ、第１２図〜第１６図は従来の
耐震施工例を示す図である。１・・・砂質地盤、２・・・掘割道路、３・・・補強不
軌、３ａ・・・芯材、３ｂ・・・摩擦材、４・・・支持
層、５・・・排水補強不軌、５ａ・・・芯材、５１）・
・・排水摩擦材、６・・・グラベルマット。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）剛性が高い芯材の周囲に砂との摩擦力が大きい摩
擦材を付着せしめたことを特徴とする基礎地盤の耐震補
強用小杭。
（２）上記芯材がヤング率Ｅ≧１０＾４Ｋｇｆ／ｃｍ＾
２の剛性を有することを特徴とする前記特許請求の範囲
第１項に記載の基礎地盤の耐震補強用小杭。
（３）上記摩擦材が砂の内部摩擦力よりも大きい摩擦力
で砂と摩擦係合することを特徴とする前記特許請求の範
囲第１項または第２項に記載の基礎地盤の耐震補強用小
杭。
（４）上記摩擦材が合成樹脂系接着剤により芯材に付着
されることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれかの項に記載の基礎地盤の耐震補強用
小杭。
（５）剛性が高い芯材の周囲に砂との摩擦力が大きく地
盤中の過剰間隙水圧を消散させる排水摩擦材を定着せし
めたことを特徴とする基礎地盤の耐震補強用小杭。
（６）上記芯材がヤング率Ｅ≧１０＾４Ｋｇｆ／ｃｍ＾
２の剛性を有することを特徴とする前記特許請求の範囲
第５項に記載の基礎地盤の耐震補強用小杭。
（７）上記排水摩擦材が砂の内部摩擦力よりも大きい摩
擦力で砂と摩擦係合することを特徴とする前記特許請求
の範囲第５項または第６項に記載の基礎地盤の耐震補強
用小杭。
（８）上記排水摩擦材が砂利とセメントにより構成され
ていることを特徴とする前記特許請求の範囲第５項ない
し第７項のいずれかの項に記載の基礎地盤の耐震補強用
小杭。