JPH01239221A

JPH01239221A - 杭先地盤予圧縮用耐圧ゴム袋

Info

Publication number: JPH01239221A
Application number: JP14462388A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ueda; 滋夫上田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1989-09-25

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】Ｌ１上上玉上１１本発明は地盤上に構築される各種Ｍ４′Ｉｌｉ物の基礎
杭を支える地盤支持力増強工法で使用される耐圧ゴム袋
に関するものである。

、　−・　　　の、。

従来、構造物の基礎杭を施工するに当っては、地盤に杭
造成用の竪孔を掘削し、該掘削孔内にベントナイト懸濁
液等の安定液を満たしてコンクリートを打設し、掘削孔
内の安定液をコンクリートで置き換えることによって基
礎杭を構築している。

この工法では、杭先ｔ１１１部を支える地盤が掘削によ
る土庄の解放、安定液中の土砂の沈積等に起因して弛緩
した状態になっており杭に荷重が加わると杭先の地盤が
変形して杭が大きく沈下するため、杭長を大きくせざる
を得ないという欠点がある。

また、従来の工法では前記沈下量を小さくするために所
謂拡定杭方式により掘削孔の孔底部を細部に比して大き
く形成し、地盤の受圧面積を大きく確保しており、その
ため工事方法が複雑になっている。

ｐ　　　　　　　′　　　　だ　　の　　　　・従来工
法の有する斯かる欠点を解消するために、杭先地盤を予
圧縮して基礎杭の支持力を増強させる工法が有効である
ことが判明した。この支持力増強工法では流体を注入し
て膨張させることが可能な耐圧性のゴム袋を必要とする
。それ故、耐圧ゴム袋を提供することが本発明の目的で
ある。

この目的は、内部に流体を注入するとほぼ球状に膨張す
る袋体であって、内部への流体の供給および内部からの
流体の排出を並行して行うことができる口金を頂壁に備
えて成る耐圧ゴム袋を提供することによって達成される
。

基礎杭を支える地盤支持力増強工法とは、杭造成用掘削
孔の孔底と造成される基礎杭先端（下端抗頭を指す）と
の間にゴム袋を配置しゴム袋内に圧力流体を注入して膨
張させ、抗頭に加える荷重と杭の周面摩擦力とに反力を
とって、ゴム袋の膨張力によりゴム袋に接する外周地盤
を圧縮する工法を言う。

この工法を第１図、第２図により説明する。

■第１図図示例・・・地盤１に掘削孔２を形成し、その
内部に鉄筋８１３を挿入する。鉄筋ｎ３の底部には予め
耐圧ゴム袋４が付されており、該耐圧ゴム袋４に対して
は、注入管５を通じて流体を注入し、その流体圧を導出
管６を通じて地上に導出し、圧力計７をもって注入流体
圧を測定し得るようになっている。

次に、掘削孔２内に杭躯体コンクリート８を打設し、打
設コンクリートが硬化した後に注入管５を通じて水およ
びセメントミルク等の充填材を耐圧ゴム袋４内に加圧充
填する。この際、導出管６を通じて充填材の充填度合い
と加圧圧力を測定する。

その結果、耐圧ゴム袋４が膨張し、杭頭に加わる荷重と
杭躯体と外周地盤間の摩擦力とに反力をとった耐圧ゴム
袋４の膨張力により該耐圧ゴム袋４に接する地盤が圧縮
され、地盤支持力が増大する。なお、耐圧ゴム袋４内に
充填された充填材は加圧状態で硬化せしめられる。

■第２図図示例・・・埋込み杭工法に対する適用例であ
る。埋込み杭躯体９の先端部に予め耐圧ゴム袋４を取付
けた状態で該杭躯体９を掘削孔２内に挿入するか、ある
いは、掘削孔２内に杭躯体９を挿入優、中空部１０を通
じて杭躯体９の先端部に耐圧ゴム袋４を挿入する。次に
、杭躯体９の中空部１０内にコンクリート１１を注入し
、該コンクリート１１が硬化した後に、第１図図示例と
同様に耐圧ゴム袋４内に充填材を加圧充填して耐圧ゴム
袋４に接する地盤を加圧圧縮せしめる。

友ＪＬＬユ以下、地盤支持力増強工法で使用される一実施例として
の耐圧ゴム袋について説明する（第３図）。

耐圧ゴム袋１２は、図示のようにほぼ球状体く真球形状
体をも含む）として形成される。該耐圧ゴム袋１２の材
質としては、伸び率の大きなもの（例、６００〜９００
％）が好ましく、肉厚＜ｍ厚）（（）は５＃Ｉｌ１以上
が適当であり、外径（Ｄ）と丈（ト１）との関係は、Ｈ
／Ｄ　＝　０．０５〜１　（したがって、Ｈ＝　０．０
５０〜０）にするのが好ましい。ただし、この寸法関係
は耐圧ゴム袋１２の膜壁に伸びが生じない程度に気体を
充填したときのものである。また、耐圧ゴム袋１２の頂
壁にはその内室に液体を給。

排出しつるように口金１３．１４が付されている。

■肉厚（【）を５＃ＩＩＩＩ以上にする理由は、肉厚が
小さ過ぎると耐圧ゴム袋１２が膨張して、地盤中の小石
等に接触したときに破断するおそれがあるからである。

ただし、過度に肉厚（１）を大きくする必要はなく、経
済性を考慮すれば１５ｆｆｉＩ１１以下にするのが適当
である。

■外径０と丈（旧の比率をＮ／Ｄ　−０，０５〜１にす
る理由は、耐圧試験結果による。耐圧試験は、肉厚（１
）が一定（ｔ−１０ａｍ）で比率（ＩＩｌｏ）の異なる
複数の耐圧ゴム袋１２を用い、これを耐圧ゴム袋１２の
真形状（その膜壁に伸びが生じない程度に気体を充填し
たときの形状）よりも若干大きな相似形状の圧力容器内
に入れ、口金１３を通じて耐圧ゴム袋１２内に水を加圧
注入して該耐圧ゴム袋１２を膨張させ、口金１４を通じ
て導出した加圧水の水圧を測定することによって行なっ
た。結果を第４図に示す。第４図のグラフによれば、比
率（Ｈ／Ｄ）が小さくなるほど、また大きくなるほど耐
圧ゴム袋１２の耐圧強度が低下し、＋１／Ｄ　−０，０
５〜１が適当であることが判る。

次に、耐圧ゴム袋１２の製造方法について説明する。

■その頂壁〈カップ底）が膨出した形状のｔ！４製カッ
プ状モールド１５を用意する（第５図）。

■その表面に離型剤を塗布したモールド１５上に周囲が
短冊状に切欠かれた生ゴム板１６を載せ（第６図・・・
一部欠截図）、生ゴム板１６の周辺部を折り返して第８
図図示のように二重に重ねた形状にする。その際、折曲
部に加硫ゴム板である宛て板１７を沿わせて局部的に壁
厚が薄くなるのを防ぐ（第７図）とともに、二重のゴム
層の間には、離型紙１８を介在させる。

■折り返しによって二重に重ね合せた生ゴム板１６を継
目のない一体物として成形するとともに形状を整える（
第９図）。

■モールド１５上の生ゴム板１６に対して上型としての
鋼製カップ状モールド１９を被せ（第１０図）、生ゴム
板１６を加圧状態にして全体を加熱し、生ゴム板１６の
加硫を行う。なお、モールド１９を用いる代りに帆布を
用いて生ゴム板１６を押え込んでも良い。

■加硫成形によって第１１図に示すが如き椀状の加硫ゴ
ム成形品２０を得ることができる。

■加硫ゴム成形品２０の凹み側の膜壁に一対の開口２１
．２２を形成し、該開口２１．２２部に鍔を有する管状
の口金１３．１４を接着剤接合する。口金１３．１４の
先端部には予め雌螺子または雄螺子が形成されそれぞれ
注入管、導出管を接続し得るようになっている。斯くし
て、所望の耐圧ゴム袋１２を得ることができる（第１２
図）。

墓簾■」 ■第１３図、第１４図に示す寸法関係の耐圧ゴム袋１２
Ａ　、　１２Ｂを用意した。なお、耐圧ゴム袋１２＾。

１２Ｂの全表面には鉛箔を貼付し、伸び変形の状態を見
ることとした。

■第１５図に示すように鋼製円筒容器２３内にその深さ
の半分程度まで砂２４を入れ、試験体である耐圧ゴム袋
１２Ａ（または耐圧ゴム袋１２Ｂ）を砂上に置いて、残
りの砂２４を装入した。その際、耐圧ゴム袋１２Ａ（ま
たは耐圧ゴム袋１２Ｂ）の放射方向く矢印Ａ）の変形を
防ぐために耐圧ゴム袋１２Ａ（または耐圧ゴム袋１２Ｂ
）の外周をブリキ根２５で囲繞した。

■砂２４の上面に押圧体２９をもって荷重を印加させつ
つ、口金１３に接続された注入管２６を通じて耐圧ゴム
袋１２＾　（または耐圧ゴム袋１２Ｂ）内に水を加圧注
入し、口金１４に接続された導出管２７を通じて外部に
取出した水圧を圧力計２８で測定した。

■加圧は二段階で行なった。すなわち、第一段階では水
圧を２０ｋｏｆ／ｃＩＩとし、該水圧を解除した後、第
二段階の加圧を行った。その結果、耐圧ゴム袋１２Ｂは
水圧４６ｋｏｆ／ｃｄで破断した。

■破断位置はＥ部であり、周方向に亘って９５００厘の
範囲で均等に破断していた。

この試験の結果からして、加圧を二段階に分けて行うの
が有効であり、破断が周方向の広範囲に亘って均等に発
生し、応力集中によって局所的に破断した試験例１の場
合に比して、耐圧ゴム袋が高い圧力で破断することが理
解される。

支ｊ」１２第１７図に他の実施例に係る耐圧ゴム袋３０の要部を示
している。耐圧ゴム袋３０の材質は先の耐圧ゴム袋１２
と同じく伸び率の大きなもの（例、６００〜９００％）
が好ましく、肉厚（膜厚）は５ｍ以上が適当である。ま
た、耐圧ゴム袋３０の内部に膜壁の伸びが生じない程度
に気体を充填したときの形状（真形状）は真球形に近い
（Ｈ／Ｄ←１）。

耐圧ゴム袋３０の頂壁には円筒形の口金３１が付されて
おり、口金３１に複合管３２を接続することにより該複
合管３２を通じて耐圧ゴム袋３０の内室に液体を供給し
、また耐圧ゴム袋３０の内室から液体を排出することが
できる。複合管３２は、液体注入用内管３３と、口金３
１に螺嵌接続される外管３４から成る。

外管３４の上端端壁３５を気水密に貫通プる内管３３は
耐圧ゴム袋３０の１壁内面位置にまで伸長し、その下端
に延長用のゴム管３６が取着されている。このゴム管３
６は必ずしも必要なものではなく、内管３３を膜壁内面
位置よりも更に長くすればよい。要は、耐圧ゴム袋３０
内に注入直後の液体と排出される液体との混合を防ぐこ
とができればよく、もって耐圧ゴム袋３０内に予め水を
注入した侵にモルタルを注入して水とモルタルとを首尾
よく置換させることができる。

第１８図に耐圧ゴム袋３０およびこれに連通接続された
複合管３２を用いて地盤１の掘削孔２内に杭躯体コンク
リート３７を打設し、耐圧ゴム袋３０を膨張させた状態
を示している。耐圧ゴム袋３０内には、先ず内管３３を
通じて水を加圧充填し、次いでモルタルを注入して水と
置換させる。置換される水は外管３４と内管３３の間を
通じて外部に排出される。

ｌ肌ユ１浬以上の説明から明らかな様に、基礎杭を構築する際の杭
先地盤を圧縮するために使用され、内部に流体を注入す
るとほぼ球状に膨張する袋体であって、内部への流体の
供給および内部からの流体の排出を並行して行うことが
できる口金を頂壁に備えて成る杭先地盤予圧縮用耐圧ゴ
ム袋が提案された。

この耐圧ゴム袋は、地盤支持力増強工法に好適に使用さ
れ、該耐圧ゴム袋を杭造成用掘削孔の孔底と造成される
基礎杭先端との間に配置し、液状充填材を加圧注入して
耐圧ゴム袋を膨張させ、該充填材を硬化させることによ
り杭先地盤を圧縮し、地盤支持力を増強させることがで
きる。この工法によれば、造成後の基礎杭の沈下を防止
できるため、従来に比して杭張を短尺化することができ
、拡定杭方式（掘削孔の孔底を広くする工法）を採用す
る必要がなく、工事の簡素化を計り得ることともあいま
って工事経費の節減が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の耐圧ゴム袋を用いて
実施される地盤支持力増強工法の施工態様を示す図、第
３図は本発明の一実施例に係る耐圧ゴム袋の外径（０）
と丈（１１）の比率（ＩＩｌｏ）による耐圧性能差を示
すグラフ、第４図は耐圧ゴム袋の外径（０）と丈（Ｈ）
の比率（Ｈ／Ｄ）による耐圧性能差を示すグラフ、第５
図ないし第１２図は本発明の耐圧ゴム袋の製工程を示す
図、第１３図、第１４図はそれぞれ耐圧試験に用いる耐
圧ゴム袋の一部欠截側面図（収縮状態である）、第１５
図は該耐圧ゴム袋を試験のために砂中に埋めた状態を示
す図、第１６図は該耐圧ゴム袋中に加圧水を注入して膨
張させた状態を示す推定図、第１７図は他の実施例に係
る耐圧ゴム袋の要部およびこれに連通接続された複合管
（給、排出管）を示す断面図、第１８図はその使用態様
を示す断面図である。１・・・地盤、２・・・掘削孔、３・・・鉄筋組、４・
・・耐圧ゴム袋、５・・・注入管、６・・・導出管、７
・・・圧力計、８・・・杭躯体コンクリート、９・・・
杭躯体、１０・・・中空部、１１・・・コンクリート、
１２・・・耐圧ゴム袋、１３．１４・・・口金、１５・
・・モールド、１６・・・生ゴム板、１７・・・宛て板
、１８・・・離型紙、１９・・・モールド、２０・・・
加硫ゴム成形品、２１・・・開口、２２・・・開口、２
３・・・円筒容器、２４・・・砂、２５・・・ブリキ板
、２６・・・注入管、２７・・・導出管、２８・・・圧
力計１．２９・・・押圧体、３０・・・耐圧ゴム袋、３
１・・・口金、３２・・・複合管、３３・・・内管、３
４・・・外管、３５・・・端壁、３Ｇ・・・ゴム管、３
７・・・杭躯体コンクリート。

Claims

【特許請求の範囲】

基礎杭を構築する際の杭先地盤を圧縮するために使用さ
れ、内部に流体を注入するとほぼ球状に膨張する袋体で
あって、内部への流体の供給および内部からの流体の排
出を並行して行うことができる口金を頂壁に備えて成る
杭先地盤予圧縮用耐圧ゴム袋。